Come funzionano i lettori CD: dall'ottica laser al suono analogico
La catena di riproduzione del Compact Disc
Un lettore CD legge un disco in policarbonato da 12 cm con un laser infrarossi da 780 nm. Ecco il percorso del segnale.
- Rotazione: Motore mandrino ruota il disco a Velocità Lineare Costante (CLV): 500 RPM (interno) → 200 RPM (esterno) ≈ 1.2–1.4 m/s.
- Pickup ottico: Diodo laser → collimatore → divisore di fascio → lente obiettivo (NA 0.45) focalizza a ~1.7 µm sullo strato riflettente in alluminio (profondo 1.2 mm).
- Rilevamento Pista/Superficie: Piste (0.5 µm larghe, 0.83–3 µm lunghe) causano spostamento di fase → interferenza distruttiva → modulazione intensità.
- Fotodiodo: Rilevatore a quattro quadranti cattura il raggio di ritorno → genera segnale RF (EFM – Eight-to-Fourteen Modulation) + segnali errore messa a fuoco/tracciamento.
- Sistemi servo: Servo messa a fuoco (attuatore lente verticale), Servo tracciamento (attuatore radiale / sterzo fascio), Servo mandrino (CLV).
- Elaborazione segnale: Amplificatore RF → demodulatore EFM → Correzione errori CIRC (C1/C2) → de-interleaving → estrazione subcodice (TOC, tempo, ISRC).
- DAC: PCM stereo 16-bit / 44.1 kHz → filtro digitale sovracampionamento → DAC Delta-Sigma → filtro passa-basso analogico.
- Uscita: RCA line-level (2 Vrms), Ottico/Coassiale S/PDIF (digitale), Amplificatore cuffie (portatili).
Specifiche chiave
- Velocità dati: 4.3218 Mbps (canale) → 1.4112 Mbps audio.
- Correzione errori corregge errori burst fino a 4000 bit (2.5 mm).
- Soppressione jitter tramite buffer RAM + PLL.
I lettori moderni integrano tutto il DSP in un singolo chip (es. Sanyo, MediaTek, Sony CXD).