A Física do Armazenamento de Dados em CD
Compact Discs armazenam dados digitais como uma trilha espiral de pits (depressões) e lands (áreas planas) microscópicas moldadas num substrato de policarbonato, lidas por um laser de 780 nm.
Gravação (Masterização / Burning)
- Codificação de Dados: Dados binários → EFM (Eight-to-Fourteen Modulation) → adiciona bits de fusão → reduz componente DC, garante recuperação de clock.
- Correção de Erro: CIRC (Cross-Interleaved Reed-Solomon Code) adiciona bytes de paridade → corrige erros em rajada (arranhões).
- Estrutura de Frame: 588 frames EFM = 1 setor (2352 bytes brutos / 2048 dados do usuário Modo 1).
- Masterização em Vidro (Prensados): Laser grava pits em fotorresiste no vidro → eletroformação de estampador de níquel → injeção molda policarbonato.
- Gravação (CD-R/RW): Laser aquece corante orgânico (CD-R) ou liga de mudança de fase (CD-RW) → altera reflectividade para simular pits/lands.
Leitura
- Diodo laser → colimador → lente objetiva → foca spot de ~1,6 µm na camada corante/refletiva.
- Pits dispersam luz (interferência destrutiva); lands refletem construtivamente.
- Fotodiodo detecta mudanças de intensidade → sinal RF → desmodulação EFM → decodificação CIRC → dados do usuário.
- Sistemas servo: Foco (astigmático), Rastreamento (3-feixe / DPP), Fuso (CLV/CAV).
Evolução da Capacidade
| Formato | Capacidade | Mudança Principal |
|---|
| CD-DA / CD-ROM | 700 MB / 80 min | Padrão (Red Book / Yellow Book) |
| CD-RW | 185 MB (original) / 700 MB (High Speed) | Liga de mudança de fase, multi-velocidade |
| CD-R DL / CD-RW DL | 8,5 GB | Dual layer (raro, nunca mainstream) |
Áudio e Vídeo
- Áudio Red Book: 44,1 kHz / 16-bit estéreo PCM → 74/80 min.
- Video CD (VCD): MPEG-1, 352×240, 74 min.
- SVCD: MPEG-2, 480×480, ~35 min.
A trilha espiral tem 5,6 km de comprimento num disco de 700 MB — uma maravilha da manufatura de precisão.
