CD de son

O Compact Disc Digital Audio ou CDDA (en galego «disco compacto de son dixital») é un tipo de disco compacto deseñado para almacenar son en formato dixital. Comezou a ser comercializado en 1982 polas empresas Philips e Sony. Foi o primeiro sistema de gravación óptica dixital. Tamén é coñecido como CD-A.

Co formato do CD-A pretendíase superar as limitacións dos formatos convencionais, converténdose no primeiro sistema de reprodución de son que apenas se deteriora co uso, posto que pode reproducirse unha e outra vez, sen perder calidade de son.

O documento denominado Red Book («libro vermello») define o estándar para o CD-A. Pertence a un conxunto de estándares coñecido como Rainbow Books que contén as especificacións técnicas para todos os formatos da familia de discos compactos. A primeira edición do Red Book foi publicada en 1980 por parte de Philips e Sony e foi adoptada polo Digital Audio Disc Committee («comité do disco dixital de son») e ratificada baixo a norma IEC 908. O estándar non se distribúe libremente e debe ser licenciado polo resto de fabricantes.

Especificacións

O CDDA pertence á familia do disco compacto; esta familia inclúe tamén ao CD-ROM, CD-R e CD-RW (cada un destes formatos conta co seu propio estándar). Ten un diámetro de 120 milímetros (aínda que tamén se comercializaron CDs cun diámetro de 80 milímetros). O son rexístrase en formato dixital, codificado mediante o sistema PCM cunha frecuencia de mostraxe de 44 100 mostras por segundo e con dúas canles (son estereofónico), cunha resolución de cuantificación dixital de 16 bits por canle (o que permite un rango dinámico de 96 dB). Debido á frecuencia de 44 100 mostras por segundo, segundo o teorema de mostraxe de Nyquist-Shannon, este formato permite reproducir frecuencias de até 22,05 kHz, lixeiramente por encima do límite superior da audición humana. A capacidade estándar do CD-A é de 74 e 80 minutos, existindo tamén os de 90 e 99 minutos que son difíciles de atopar e non son compatibles con todos os reprodutores. Tamén existen discos ópticos con diámetro algo menor (de 80 mm) que permiten o rexistro de 21 minutos de son.

Gravación e reprodución

Todo equipo de lectura ou gravación de CD conta con dous motores:

• O motor de rotación do disco, no cal se mantén unha velocidade lineal constante (en inglés constant linear velocity ou CLV). Dita velocidade é de 1,3 m/s. Isto significa que, en cada segundo, o lector explora un tramo cuxa lonxitude é de 1,3 metros. Que a velocidade lineal sexa constante implica que a velocidade de rotación do disco non é uniforme. Cando o cabezal de lectura/gravación está cerca do bordo, o motor fai rotar o disco máis lento que cando este está cerca do centro. A reprodución ou gravación realízase desde o centro, onde a velocidade angular é de 500 RPM; cara á periferia onde esta é de 200 RPM.
• Un segundo motor move o díodo láser ao ancho do disco. O láser adoita ter unha lonxitude de onda no aire de 782 nanómetros.

Copias comerciais

Os CD-A comerciais grávanse nun proceso de dúas etapas:

• A primeira etapa consiste na gravación dun disco mestre que se realiza sobre un disco de vidro puído cuberto cunha fina lámina de material fotosensible. Un raio láser de alta potencia vaporiza pequenas partes do material que recubre o vidro deixando unhas marcas. Logo atácase ao disco quimicamente e onde se fixaron as marcas prodúcense pequenos ocos: os «pozos» (pits en inglés) e os «vales» (lands).
• A segunda etapa consiste na gravación do disco estampador que estampa as copias comerciais calcando as protuberancias do disco mestre.

Gravación óptica

As gravadoras de CD-A (que non se usan para gravar discos comerciais) seguen un proceso diferente, onde o disco non é procesado quimicamente, senón que se segue un único proceso de gravación óptica dixital.

O disco compacto é un disco de 1,2 mm de grosor cuberto dunha capa de aluminio reflector e cunha base de policarbonato. Sobre esta superficie actuará un raio láser e gravará os ocos. Unha vez rexistrada a información, esta é protexida mediante unha nova capa acrílica formada por lacas e plásticos que tentan evitar que as marcas (pozos e vales) sexan borradas (se se enchen os ocos) ou que se creen novos ocos.

Durante a gravación, un infravermello emite un raio láser cara a un espello situado no cabezal e a luz reflectida no espello atravesa un lente e queda enfocado un punto sobre a base de policarbonato. Esta luz enfocada vai gravando ocos, que contrastarán coas zonas onde non hai ocos.

Os puntos (tanto lands como pits) teñen unha anchura de 0,6 micrómetros de profundidade. Estes puntos configuran unha especie de código Morse que será reinterpretado na fase de reprodución durante a conversión dixital a analóxico. Estes vanse gravando nunha única espiral (na que se poden chegar a integrar 99 pistas, tendo a separación entre as pistas unha anchura de 1,6 micrómetros). A espiral comeza no interior do disco (próxima ao centro), e finaliza na parte externa.

Reprodución óptica

A lectura óptica é relativamente sinxela. Durante a reprodución, cando o raio láser incide sobre a capa de aluminio reflector, a luz é reflectida, dispersada e reencamiñada mediante unha serie de lentes e espellos cara a un fotodíodo receptor.

Este fotodíodo é capaz de interpretar o sinal dixital. Isto débese a que a luz que chega ao val é reflectida e vai desfasada medio período con respecto á que vén do saínte (land), que é dispersada. Isto permite ao fotodíodo converter a información óptica ao código binario:

• Dáse o valor 0 tanto á sucesión de saíntes (lands), como á sucesión de non saíntes (pits).
• Dáse o valor 1 se hai un cambio de superficie no sentido que sexa: tanto pozo a val, como val a pozo.

Unha vez interpretado o sinal dixital, é enviado a un conversor dixital a analóxico que transforma o sinal dixital en sinal eléctrico analóxico. Este sinal de saída será enviado aos equipos que teñan que amplificala, procesala ou convertela novamente en presión sonora para poder escoitala.

Corrección de erros

Como sistema de corrección de erros, os CD de son introducen unha codificación CIRC (siglas en inglés de Cros-Interleave Reed-Solomon Code, en galego «código Reed-Solomon de intercalación transversal»). O código Reed-Solomon debe o seu nome aos seus creadores.

É un sistema útil se xorden problemas durante a reprodución. Non teñen por que ser grandes problemas: unha simple partícula de po, unha rabuñadura, ou unha pegada dixital poden producir erros.

Un sistema de corrección de erros pode reconstruír o sinal se as mostras danadas (xa sexan erros aleatorios ou erros de refacho) non exceden a capacidade do sistema. Cando se producen estes erros leves, o sistema corríxeos automaticamente sen consecuencias para a percepción sonora.

Cando o número de erros é tal que non pode corrixirse automaticamente, o sistema realiza unha interpolación, que consiste en sacar a media matemática entre os valores adxacentes (anterior e posterior). Aínda que o valor interpolado non sexa o correcto, polo menos, non producirá un efecto desagradable. A interpolación tamén recibe o nome de media ou ocultación. Se hai moitos casos en que os valores teñan que ser calculados, é posible que o disco estea sucio.

Nos casos en que a interpolación non é posible, o que se fai é «reter» a mostra anterior. Neste caso o que fai o sistema é anular automaticamente a saída se detecta varias retencións. Que se anule a saída, indica que se excedeu a capacidade de corrección de erros do equipo. Aínda que o equipo permita reproducir o sinal con erros, o son resultante pode ser desagradable (con distorsións) ou pode desaparecer.

Actualidade

O CD de son logrou desprazar aos casetes, até o punto de que ningunha produtora lanza álbums neste formato. Os discos de vinilo tamén caeron en desuso, pero non o suficiente para ser substituídos, xa que a partir de 2006 sufriron unha repunta de popularidade. En 2011, a Asociación de Comerciantes polo miúdo do Entretemento (ERA polas súas siglas en inglés) no Reino Unido descubriu que os consumidores estaban dispostos a pagar unha media de £16.30 ($25.81 USD) por un disco de vinilo a diferenza de £7.82 ($12.38 USD) por un CD e de £6.80 ($10.76 USD) por unha descarga dixital.

Tras desenvolver conxuntamente o CD, Sony e Philips volveron colaborar para sacar un novo formato dixital que ocupase no mercado o mesmo lugar que o casete compacto e, en 1986, sacaron ao mercado a cinta de son dixital (DAT). Despois, cada unha delas sacou ao mercado, en 1992, dous novos formatos dixitais por separado:

• Philips desenvolveu un novo formato de casete dixital DCC (Digital Compact Cassette), que nunca chegou a implantarse.
• Sony desenvolveu o MiniDisc que aínda que tivo unha boa aceptación ao principio, estaba condenado a ser efémero, pois non tardaría en chegar o DVD-Audio e o Super CD de son (SACD).

O CD segue sendo un formato de son moi arraigado no mercado a pesar de que hoxe compite con 2 novos formatos multicanal denominados formatos de alta definición de son dixital: o DVD-A e o SACD. Si se verificou, en probas controladas dobre-cego e cunha mostra significativa, que estes formatos (SACD e DVD-Audio) son indistinguibles entre si. 25 anos despois da súa saída ao mercado, parece claro que a decadencia do CD de son non é unha consecuencia da aparición de novos soportes (que ademais inclúen sistemas de protección anti-copia que nunca son benvidos polo cliente) senón das facilidades que hoxe posibilitan os formatos comprimidos (con ou sen perda) para a compra ou copia de material musical en liña.

Véxase tamén

Outros artigos

• Disco compacto
• Rainbow Books
• CD-Text
• DVD de son
• BD de son