Tecnología de Audio Digital: Sistema DAT y Componentes Ópticos de Reproductores CD

El Sistema DAT (Digital Audio Tape)

Este sistema almacena sobre una cinta de 3,81 mm de anchura, dos canales de sonido digital muestreado a 48 KHz y cuantificado a 16 bits. Cada canal dispone de un filtro pasabajos y un conversor A/D como los estudiados. Las muestras obtenidas se recombinan formando una única trama en la que se alternan las muestras de los dos canales. Esta trama se divide en grupos de 8 bits llamados símbolos.

El código de redundancia cíclica Reed-Solomon agrupa las muestras en matrices de datos y les asigna códigos de paridad por filas y por columnas que se añaden a la trama digital grabada. Este sistema protege los datos frente a ruidos y fallos de lectura. Permite restaurar un dato perdido en tramas cortas con la información redundante asociada a la muestra original. Para fallos en tramas de larga duración se utiliza un sistema de entrelazado de los datos. A este conjunto de operaciones se le denomina CIRC (Cross Interleave Redundant Code, Código Redundante Entrelazado y Cruzado).

Intercalado de Muestras

Se escriben las muestras de audio digital en la matriz de una memoria por filas. La lectura se hace por columnas, por lo que los datos pierden su orden original. Si durante la reproducción se produce un fallo, este afectará a un grupo consecutivo de muestras. Al restaurar el orden correcto de las muestras, el fallo se dispersa, pudiendo ser corregido sin problemas por el sistema de corrección de errores Reed-Solomon.

Después de dotar de protección a la información, esta se codifica en el modulador de 8 a 10. Este bloque sustituye grupos de 8 bits por otros de 10 bits con el fin de que la frecuencia de la señal esté dentro de los márgenes tolerables por el sistema. Se incorporan datos adicionales (SUB, ATF) que también se codifican. El amplificador de grabación proporciona la corriente necesaria para excitar las cabezas de grabación. El sistema DAT no dispone de señales de polarización (bias) ya que la información digital no se ve afectada por el recorte provocado por la saturación de la cinta. El proceso de reproducción será complementario al descrito.

Diagrama de Bloques de un Reproductor de CDs

El Bloque Óptico

Consiste en un diodo láser que genera un rayo de luz de 780 nm de longitud de onda. Este rayo se aplica a la rejilla de difracción, donde se generarán dos haces secundarios. Dichos haces pasarán a través de un prisma semirreflectante que, en esa dirección, no pondrá resistencia alguna al paso de la luz láser. La lente colimadora corrige la trayectoria de los haces secundarios, haciéndolos paralelos al haz principal. Con los tres haces en la misma dirección, los haces llegan, a través de un prisma espejo, hasta la lente de enfoque. Esta lente se ocupa de que cada uno de ellos se concentre en la superficie del disco. El haz primario presentará una anchura próxima a una micra.

La luz reflejada por la superficie del disco retornará por el mismo camino, puesto que la incidencia del rayo es perpendicular a la superficie del disco. Dicha luz, en su camino de vuelta, pasará de nuevo a través del objetivo hasta el espejo, y de ahí, a través de la lente colimadora, al prisma semirreflectante. Este elemento dispone de una capa interna colocada a 45º y con un tratamiento especial que permite el paso de la luz en el camino de ida, mientras que en el retorno se comporta como un espejo. De ahí llega hasta los fotodiodos encargados de convertir la luz en señales eléctricas. Para recoger la luz de los tres haces se requieren seis fotosensores. Los cuatro centrales (A, B, C y D) recibirán el haz principal, y a partir de este, extraerán la información digital. Los otros dos fotodiodos (E y F) se reservan para el seguimiento de pista.