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Modulación EFM

Sistema de modulación Eight to Forteen para dispositivos lectores de CD
by

Juan Carlos Mendez

on 19 February 2014

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Transcript of Modulación EFM

MODULACIÓN EFM
Los datos de los discos compactos están grabados siguiendo el formato NRZI (Non Return From Zero Invert).
Este sistema se basa en el cambio en la reflexión de la luz al incidir sobre la superficie del CD.
Hay que tener en cuenta que los pits (hendiduras sobre la pista) tienen una profundidad muy estudiada, igual a 1/4 de la longitud de onda.
El haz LASER está formado por tres rayos de color rojo (780nm) uno principal que va sobre la pista y dos auxiliares que van a los lados.
El sistema de datos NRZI
Cuando la luz LASER golpea sobre la pista de datos, encuentra una superficie reflectante.
Si golpea en la parte lisa, la luz vuelve hacia los fotodiodos receptores.
Si golpea en las hendiduras, también vuelve, pero ha recorrido una distancia extra igual a la mitad de la longitud de onda, por lo que se desfasa 180º
Cuando golpea sobre el cambio de liso a hoyo o viceversa, parte de la luz queda cancelada y entonces no hay retorno luminoso.
Así pues, cuando se recuperan los datos a partir de la información luminosa, tendremos un "0" siempre que retorne luz y un "1" cuando ésta quede cancelada.
Señal EFM
Con esta técnica de modulación se convierte cada código de 8 bits a una ampliación de 14 bits. Como la codificación de analógico a digital nos daba códigos de 16 bits, cada código se convierte en dos palabras de 14 bits.
El haz láser incide sobre la superficie del disco grabada, con un diámetro de 1.7 micras; siendo imposible reducir el tamaño de esta huella de luz. Por consiguiente se tuvo que recurrir a un sistema que procurara colocar la máxima cantidad de datos digitales en forma de pits en el disco y con la mínima pérdida producida por la lectura incorrecta de tan diminutos pits (la anchura es de 0.5 a 0.6 micras).
Se puede observar que el haz del LASER llega a la superficie de pits cubriendo varios bits de datos. En el dibujo superior A, los datos están representados mediante palabras de 8 bits. El LASER abarca tres transiciones, que representan unos; por lo tanto, el láser omite la lectura de tres flancos. Con este ejemplo podemos entender que los datos deben tener un tamaño mínimo para poder leerse sin errores.
Para optimizar la cantidad de información grabada en el disco se utiliza la modulación de 8 a 14 bits. La norma es la siguiente (se denomina regla de 2 a 10):
• No debe haber menos de 2 ceros entre 2 unos.
• No debe haber más de 10 ceros entre 2 unos.
Con palabras de 8 bits se puede realizar un máximo de 256 combinaciones, mientras que con 14 bits son posibles 16.348 palabras. Evidentemente, el sistema de EFM sólo utiliza las palabras que puede leer correctamente, o sea las que satisfagan la regla de 2 a 10.
Pero falta otro detalle de relevante importancia: Cuando dos palabras de 14 bits se ponen juntas, es posible que se junten dos "1" o demasiados "0". Esto lo evitamos poniendo tres bits de enlace entre dos palabras de 14 bits, de forma que anulen esta posibilidad, dichos bits son luego desestimados.
PALABRA 8 BITS PALABRA 14 BITS
00000011 00100100000000
01001110 01000001001000
10101010 10010001000100
11110010 00000010001001
Buscar palabras de 3 bits que sirvan de enlace para cada uno de los posibles casos que se puedan dar con las palabras de arriba
Los dos canales de sonido son muestreados individualmente a una frecuencia de 44,1 KHz. A continuación se digitalizan, utilizando dos convertidores A/D independientes. Cada uno de ellos produce una palabra digital de 16 bits por muestra, con lo que tendremos un flujo de datos:
44,1 KHz. x 16 bits por cada muestra = 705.6 kilobits/seg.
Los datos de los dos canales se combinan alternándose 3 palabras de un canal con tres del otro.
Esta salida se lleva al bloque encargado de procesar las señales digitales y de añadir las señales de control y de corrección de errores.
A la salida de dicho bloque aparece la señal de 4,3218 Mbit/seg que es el flujo de datos almacenado en el CD.
Tamaños de pits y pistas
fin
Disposición de pits sobre la superficie metalizada
Seguimiento de pista del haz principal y los auxiliares
haces auxiliares
haz principal
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