كيف تعمل الاسطوانات المدمجه Cd

انتشر بشكل واسع في يومنا هذا استخدام الاسطوانات أو الأقراص المدمجة-CDs- , فأصبحنا نراها في كل مكان إما علي هيئة اسطوانات صوتية Audio CD التي أصبحت منافس قوي لشرائط الكاسيت التقليدية , و عندما نشتري برنامج كمبيوتر أو لعبة ما تصلنا علي اسطوانة مدمجه -Data CD- جميلة المنظر مطبوع عليها اسم البرنامج أو اللعبه, و تتميز تلك النوعيه من وسائط التخزين - الاسطوانات المدمجة - بأنها رخيصة الثمن و أيضا سهلة الاستخدام الي درجة أن العديد من الشركات تقوم بتوزيع الالاف من الاسطوانات سنويا مجانا كنوع من الدعاية , إذ لا يحتاج المستخدم لتشغيل الاسطوانة الا الي محرك الاسطوانات CD-R DRIVE و هو الان متوافر عند كل مستخدمي الكمبيوتر .
لابد انك تقول الان أنه اختراع رائع , فهل ترغب في التعرف علي كيفيه عمل الاسطوانات المدمجه و كيف يتم تصنيعها ؟؟؟ , ماذا تنتظر اذن هيا نبدأ في التعرف عليها معا :
بنية الاسطوانه المدمجه :

والشكل التالي يوضح مقطع في إسطوانه مدمجه :

الأشكال التالية توضح أمثلة للاسطوانات الغير تقليدية : و يبلغ عرض مسار البيانات هذا حوالي 0.5 ميكرون والمسافة الفاصلة بين المسار والمسار المجاور له تكون حوالي 1.6 ميكرون (الميكرون = 1/1000000 م ) , والأجزاء البارزة التي تكون المسار كل جزء منها يبلغ عرضه نفس عرض المسار أي 0.5 ميكرون و طوله علي الأقل 0.83 ميكرون و ارتفاعه يساوي 125 نانوميتر (النانوميتر = 1/1000000000 م ) .

• موتور drive motor يقوم بتدوير الاسطوانه , و يتم ضبط سرعة دوران هذا الموتور من 200 لفه بالدقيقه الي 500 لفه بالدقيقه تبعا لمكان المسار الذي تتم قرائته حاليا علي الاسطوانه .
• منظومة الليزر و العدسات laser and a lens system تتركز وظيفتها في قراءة البيانات من علي الاسطوانه .
• منظومة التتبع tracking mechanism وظيفتها هي تحريك منظومة الليزر حتي يتمكن شعاع الليزر من تتبع المسار اللولبي , و يجب أن تكون دقه هذه المنظومة عاليه جدا حتي تتمكن من تحريك منظومة الليزر بأبعاد تصل للميكرون.

وتتمثل الوظيفة الرئسية لمشغل الاسطوانات في تركيز شعاع الليزر علي مسار البيانات , عندما يصل شعاع الليزر الي الاسطوانه يمر من خلال طبقة البلاستيك ثم ينعكس عندما يصطدم بطبقة الالمنيوم و يذهب الشعاع المنعكس الي خلية الكترو-ضوئية وظيفتها الاحساس بالتغيير في الضوء , وهنا لدينا حالتان اما أن يصطدم شعاع الليزر بجزء مرتفع فيقع -عندما ينعكس- علي الخليه الكترو-ضوئية و يمكن تمثيل هذه الحالة ب( 1 ), أو يصطدم شعاع الليزر بجزء منخفض فلا يقع عندما ينعكس علي الخلية الكترو-ضوئية و يمكن تمثيل هذه الحالة ب ( 0 ) , ثم يتم تجميع هذه الوحايد و الأصفار لتكوين ال Bits ثم ال Bytes .

و أصعب جزء في عملية القراءة من علي الاسطوانه هي في الحفاظ علي شعاع الليزر مركز علي منتصف مسار البيانات , وهي وظيفة منظومة التتبع .
يجب أن تقوم منظومة التتبع -أثناء تشغيل الاسطوانه- بتحريك منظومة الليزر للخارج , وهذا يؤدي الي أن تكون سرعه مرور الأجزاء المرتفعه -المكونة لمسار البيانات- أمام شعاع الليزر أكبر , لذا يجب أن يقوم الموتور الذي يدور الاسطوانه بتقليل سرعته حتي تظل سرعة مرور الأجزاء المرتفعه ثابتة , وبالتالي يكون معدل قراءة البيانات من الاسطوانه ثابت .

• نظرا لأن شعاع الليزر يتتبع مسار البيانات إعتمادا علي الاجزاء البارزة , لا يجب أن تكون هناك مسافات بينيه كبيرة بين الاجزاء البارزة و بعضها البعض وهذا غير منطقي لذا لحل تلك المشكلة , يتم تشفير البيانات علي الاسطوانه باستخدام كود (EFM (eight-fourteen modulation , في كود EMF يتم تحويل ال 8-BIT BYTE الي 14-BIT , ويضمن كود EMF أن بعض هذه ال BITS سوف تكون وحايد Ones .
• في الاسطوانات الصوتيه نحتاج للتنقل بين الTRACKS, لذا نستخدم ما يعرف بال subcode data, هذا الكود يمكنه أن يشفر أو يعطي المكان النسبي و الحقيقي الذي يجب أن يذهب اليه شعاع الليزر علي الاسطوانه للوصول لتراك معين , و يتضمن هذا الكود أيضا معلومات اخري مثل العناوينTITLES الخاصة بالAUDIO TRACKS الموجوده علي الاسطوانه .
• من الطبيعي أن يخطأ شعاع الليزر قراءة الاجزاء المرتفعه أحيانا , لذا نحتاج الي الاكواد المسماه ب error-correcting codes , هذه الاكواد مسئوله عن تصحيح الخطأ في قراءة ال BIT الواحدة .
• ولكن من الممكن أن يحتوي سطح الاسطوانه علي خدش أو ذرات أتربه تؤدي الي حدوث خطأ في قراءة مجموعه كبيرة من ال BYTES يعرف هذا الخطأ بال burst error , ولحل تلك المشكله : أثناء تخزين البيانات علي الاسطوانه يتم تخزينها بشكل غير متتالي لكي يتم تخطي الجزء المخدوش , ثم عند قرائتها بعد ذلك يتم قرائتها بشكل متتابع (لأن شعاع الليزر لن يذهب للجزء المخدوش لأنه لا توجد بيانات مخزنه عليه ) .

مشكور......... الله على الشرح
موضوع مفيد لقطع حساسة داخل الجهاز
تحياتي

ولله أن حبيت هل موضوع ويعطيك ألف عافية أخي الكريم

بارك الله فيك