كيف يتم صناعة القرص المضغوط . السيدي
القرص المضغوط ، المعروف أيضًا باسم القرص المضغوط ، هو وسيط تخزين بصري به بيانات رقمية مسجلة على سطحه. مشغل الأقراص المضغوطة هو جهاز يقوم بقراءة البيانات المسجلة عن طريق حزمة ضوئية ويقوم بإعادة إنتاج المعلومات الأصلية (الموسيقى أو الصور أو البيانات) بدقة. نظرًا لأن المشغل يقرأ المعلومات بالوسائل البصرية ، لا يوجد أي تآكل جسدي على القرص. إن التقنية الأساسية المستخدمة في جميع مشغلات الأقراص المدمجة هي نفسها بشكل أساسي ، سواء كان المشغل مصممًا لتطبيقات الصوت أو الفيديو أو الكمبيوتر. ستركز هذه المقالة على مشغلات مصممة للتطبيقات الصوتية (على وجه التحديد ، الصوت المنزلي).
يمكن إرجاع تاريخ نظام القرص المضغوط إلى أوائل سبعينيات القرن الماضي ، عندما حدث تقدم سريع في مجال الإلكترونيات الرقمية والبصريات الليزرية وتقنيات التكامل على نطاق واسع (LSI). بدأت العديد من الشركات في استكشاف إمكانية تخزين الإشارات الصوتية في شكل بصري باستخدام الوسائل الرقمية وليس التناظرية. تم العثور على طريقة عملية لتعديل الإشارات الصوتية باستخدام النظريات المنشورة في عام 1948 من قبل عالم يدعى كلود E. شانون. تقوم هذه الطريقة ، المعروفة باسم تعديل شفرة النبض (PCM) ، باختبار الإشارات الصوتية خلال فترة زمنية قصيرة ثم تقوم بتحويل العينات إلى قيم عددية للتخزين بتنسيق رقمي.
تخزين الصوت في تنسيق رقمي (المعروف باسم ترميز الصوت) يتطلب كميات كبيرة من البيانات. على سبيل المثال ، يتطلب تخزين ثانية واحدة من المعلومات الصوتية مليون بت من البيانات. تم العثور على الأقراص الضوئية القادرة على تخزين مليارات من أجزاء البيانات في مساحة صغيرة جدًا مثالية لهذه التطبيقات. يمكن للقرص البصري تخزين ما يصل إلى مليون بت من البيانات على مساحة صغيرة مثل رأس الدبوس. بمجرد العثور على تقنيات تسجيل الصوت الرقمي وتخزينه ، بدأ المصنعون في البحث عن طرق لقراءة ومعالجة البيانات المخزنة في هذه المنطقة الصغيرة. أثبتت التجارب التي أجريت على أجهزة الليزر (ينبعث منها ضوء شعاع ضيق للغاية قادر على التركيز على مساحة صغيرة جدًا) نجاحه تمامًا. يعني تطوير تقنيات LSI أن الكمية الضخمة من البيانات المخزنة على القرص يمكن معالجتها بسرعة كافية لتوفير موسيقى مستمرة.
على الرغم من أن العديد من الشركات شاركت في الأبحاث والتجارب المبكرة مع التقنيات المختلفة المتضمنة في نظام القرص المضغوط ، فإن لشركتين - Sony of Japan و Philips of Netherlands - الفضل في دمج هذه التقنيات بنجاح في نظام متكامل. تعاونت الشركتان في تطوير معايير محددة لنظام الأقراص المدمجة ، واتفق كونسورتيوم من 35 مُصنعًا على اعتماد هذه المعايير في عام 1981. تم تقديم أول مشغلات الأقراص المدمجة في الأسواق الأوروبية واليابانية في أواخر عام 1982 وفي الولايات المتحدة في أوائل عام 1983.
مواد أولية
يعد مشغل الأقراص المدمجة قطعة متطورة جدًا من المعدات الإلكترونية. يحتوي الجزء الخارجي البسيط على آليات داخلية معقدة لقراءة الإشارات الصوتية ومعالجتها في موسيقى واضحة جدًا ونقية. تشمل المكونات المختلفة خزانة الإسكان ومجموعة التجميع البصري ولوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) ، والتي تحتوي على الرقائق الدقيقة التي توجه العمليات الإلكترونية للنظام.
عادة ما تكون الخزانة التي تحتوي على متاهة المكونات مصنوعة من الألومنيوم الخفيف المقوى. الليزر عبارة عن أنبوب زجاجي صغير مليء بالغاز ومصدر طاقة صغير لتوليد شعاع ليزر ، في حين أن الثنائي الضوئي - وهو جزء من أشباه الموصلات أن الضوء المنعكس من القرص المضغوط إلى إشارة كهربائية - مصنوع بشكل عام من السيليكون أو الجرمانيوم. . مصنوعة من العدسات والمرايا في البيك اب البيك اب من الزجاج المصقول للغاية أو البلاستيك. يقع هذا التجمع في العلبة البلاستيكية الخاصة به. توجد غالبية المكونات الإلكترونية - المقاومات ، الترانزستورات ، والمكثفات - على الرقائق الدقيقة المرتبطة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. المادة الأساسية لهذه المكونات هي عادة السيليكون.
التصميم
يبلغ القرص المضغوط 4.75 بوصة (12.065 سم) من البلاستيك البولي يحتوي على 74 دقيقة تقريبًا من المعلومات الصوتية. ليست كل المعلومات الموجودة على القرص هي موسيقى ؛ يتم استخدام بعض منها لاكتشاف الخطأ والتزامن وعرض الأغراض. يتم ترميز المعلومات على قرص مضغوط على مسار حلزوني في شكل حزوز دعا الأراضي و حفر التي تمثل الارتفاعات والانخفاضات الثنائية. هذه هي المسافات البادئة التي يقرأها قارئ الليزر.
من الناحية النظرية ، يشبه تصميم مشغل الأقراص المدمجة تصميم مشغل الفونوغراف (التسجيل). مثل السجل ، يتم تدوير القرص المضغوط على قرص دوار ، ويتم قراءة الصوت بواسطة جهاز التقاط. ومع ذلك ، بخلاف مشغل التسجيلات ، لا يقوم المحرك بتدوير القرص الدوار بسرعة ثابتة ولكنه يضبطه وفقًا لمسافة البيك اب من مركز القرص الدوار. علاوة على ذلك ، فإن جهاز الالتقاط في مشغل الأقراص المدمجة ليس قلمًا ميكانيكيًا (إبرة) ، ولكنه شعاع ليزر ضوئي لا يتلامس فعليًا مع القرص المضغوط. يركز هذا الليزر على شعاعه على مسار القرص الذي يحتوي على الأراضي والحفر ، ويستشعر كاشف مشغل الأقراص المضغوطة (الثنائي الضوئي) الفرق بين الضوء المنعكس من الأراضي والذي ينعكس في الحفر. يحول الثنائي الضوئي هذا الضوء المنعكس إلى إشارة كهربائية. يتم ترحيل هذه الإشارة إلى لوحة الدوائر الإلكترونية ، ثم يتم تحويلها مرة أخرى إلى صوت.
يوجد ثلاثة تجميعات فرعية في مشغل الأقراص المضغوطة: مجموعة آلية محرك الأقراص ؛ التجمع البيك اب البصري. ومجموعة لوحات الدارات الإلكترونية ، التي تنسق الأنظمة الأخرى داخل المشغل والتي تتضمن آلية المؤازرة ودارات فك تشفير البيانات. عن طريق إرسال إشارات إلى آلية المؤازرة ، تقوم لوحة الدائرة بضبط سرعة المحرك والتركيز وتتبع البيك اب البصري يدير تدفق البيانات إلى دارات فك التشفير ؛ ويوفر معلومات العرض استجابة للأزرار المختلفة في لوحة التحكم.
تتكون آلية محرك الأقراص من محور الدوران الذي يحتفظ بالقرص المضغوط ومحرك يدورها. يتم تثبيت المحرك ، الذي يطلق عليه محرك الدوران ، أسفل صينية تحميل الأقراص البلاستيكية أو القرص الدوار. محرك منفصل مثبت على الهيكل (القاعدة أو إطار مشغل الأقراص المدمجة) ينقل درج التحميل داخل وخارج المشغل ؛ يتم ذلك عن طريق معدات متصلة بالمحرك والتي تعمل أيضًا على تروس أكبر لرفع وتخفيض المشبك لتثبيت القرص في مكانه.
البيك اب البصري يتكون من الليزر ، الثنائي الضوئي ، والعديد من العدسات والمرايا. ينزلق التجميع الفرعي بأكمله ذهابًا وإيابًا على القضبان ويتم التحكم فيه بواسطة آلية الماكينة التي تستقبل إشارات التوجيه من لوحة الدائرة. يقع الالتقاط البصري عادةً أسفل المشبك الذي يضع القرص ، في حين أن المحرك الذي يحرك المجموعة مثبت على الهيكل بالقرب من القضبان. تعمل الآلية من خلال توجيه شعاع الليزر عبر العدسات والمرايا على الجانب السفلي من القرص المضغوط. العدسات والمرايا تبقي شعاع التركيز بشكل صحيح. إذا ضربت الحزمة حفرة على القرص ، فلا ينعكس أي ضوء ويظل الديود الضوئي غير مفصول. إذا ضربت الحزمة الأرض ، ينعكس الضوء من خلال العدسات والمرايا على الثنائي الضوئي ، الذي يولد بعد ذلك إشارة كهربائية. يتم نقل هذه الإشارة إلى مجموعة لوحات الدوائر الإلكترونية ، حيث يتم تحويلها بواسطة نظام فك تشفير البيانات إلى إشارات صوتية للتشغيل.
تتكون مجموعة لوحات الدارات الإلكترونية من لوحات دوائر مطبوعة تحتوي على دوائر لآلية المؤازرة ، والتي تعمل بنظام الالتقاط البصري وفك تشفير البيانات ونظام التحكم. هناك العديد من رقائق الدوائر المتكاملة والمعالجات الدقيقة والمكونات المدمجة على نطاق واسع في مجموعة اللوحة.
مجموعة المفاتيح في مشغل الأقراص المدمجة هي مجموعة الالتقاط البصري. إنه موجود على قضبان بحيث يمكنه التحرك ذهابًا وإيابًا أسفل القرص المضغوط. وهو يعمل عن طريق توجيه شعاع الليزر على القرص المضغوط. إذا أصاب الليزر أرضًا ، ينتقل الضوء المنعكس إلى الثنائي الضوئي ، الذي يولد إشارة كهربائية. في المقابل ، تنتقل الإشارة إلى لوحة الدوائر الخاصة بمشغل الأقراص المدمجة ، والتي تحول الإشارة إلى موسيقى.
عملية التصنيع
في بيئة التصنيع الحالية ، لا توجد طريقة واحدة للتصنيع والتجميع. يتم تصنيع المنتجات بشكل متزايد كتجميعات فرعية وتجميعها كتجميعات فرعية أكبر أو كمنتج نهائي. تسمح خطوط تشغيل الروبوتات وتشغيل الكمبيوتر تقريبًا بتثبيت أي جزء في أي حالة من التجميع الفرعي في أي نقطة من العملية. يمكن تغيير التسلسل خلال دقائق للسماح بالتعديلات أو نقاط فحص مراقبة الجودة. بالتالي ، تتبع عملية التصنيع المفصلة هنا نهجًا مشابهًا لعملية التصنيع الفعلية المستخدمة في الصناعة. يتم وصف العملية أولاً من حيث المجموعات الفرعية المختلفة ومن ثم يصف الوصف كيفية تجميع المجموعات الفرعية المختلفة لصنع المنتج النهائي.
البيك اب البيك اب التجميع
- 1 تم شراؤها من مقاولين خارجيين ، يتم تثبيت الليزر والديود الضوئي أسفل مشبك القرص. يجب أن تكون المسافات والعدسات المختلفة في التجميع متباعدة ومحاذاة بشكل صحيح بحيث يمكن التركيز وتوجيه الضوء حسب الضرورة. ثم يتم وضع المجموعة بأكملها في علبة بلاستيكية. يتم تصنيع العلبة بواسطة إحدى عمليات تشكيل البلاستيك المعتادة مثل البثق أو قولبة الحقن ، بينما يتم تقطيع العدسات والمرايا (عادة السيليكون) إلى الشكل المناسب ثم يتم صقلها بمواد كاشطة. يتم تصنيع الثنائي الضوئي لأشباه الموصلات عن طريق تحضير وتلميع مادة مثل السيليكون أو الجرمانيوم ثم إضافة شوائب لإنشاء طبقات. ثم تضاف الاتصالات الكهربائية. بعد المكونات البصرية في الموقف ،
القرص محرك التجميع
- 2 بعد ذلك ، يتم توصيل المحرك الذي سينقل البيك آب البصري إلى التروس والحزام ووضعه على الهيكل المعدني. يتم الآن توسيط درج التحميل ، ويتم تثبيت محرك الدوران الذي سيدور القرص. بعد وضع المشبك الذي تم إرفاق الالتقاط البصري به بجوار درج التحميل ، يتم تثبيت الدرج والمشابك ومحرك البيك أب في درج التحميل ، والذي يتم وضعه في خزانة مشغل الأقراص المضغوطة.
لوحة الدوائر الالكترونية الفرعية
- 3 آخر تجميعها هي المكونات الإلكترونية. تتألف لوحات الدوائر ، التي صممها المهندسون باستخدام حزم التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، من قاعدة من النحاس المغطى بنقش منقوش عليها (إخفاء) من خلال طباعة الشاشة أو طريقة مماثلة. بعد الطلاء باستخدام مادة حساسة للضوء ، يتم نقش المساحات المزخرفة كيميائيًا لإنشاء لوحة متعددة الطبقات - تتكون الطبقات من مختلف الترانزستورات والمكثفات التي تشكل الدوائر. يتم تصنيع الرقائق الدقيقة الصغيرة (عادة ما تكون مصنوعة من السيليكون) التي يتم تركيبها على السبورة بنفس الطريقة ، إلا على نطاق أصغر بكثير. اعتمادًا على الشركة المصنعة ، قد يحتوي مشغل الأقراص المضغوطة على لوحة دائرة كبيرة واحدة أو عدة لوحات أصغر. بعد أن يتم توصيلها بلوحة أو لوحات ، يتم توصيل الدوائر بلوحة التحكم الأمامية لمشغل الأقراص المدمجة ، ومجموعة المفاتيح ، وأخيراً مزود الطاقة.
التجميع النهائي
- 4 بمجرد أن تصبح المجموعات الفرعية المختلفة جاهزة ، يتم توصيلها وربطها معًا لاستكمال التجميع النهائي. معظم العمل المنجز في هذه المرحلة يتم بواسطة عمال بشريين. يتم الآن اختبار مشغل الأقراص المضغوطة وإرساله للتغليف.
مراقبة الجودة
كما ذكرنا سابقًا ، يعد مشغل الأقراص المدمجة جهازًا متطورًا للغاية ، ويتم اعتماد تدابير صارمة لمراقبة الجودة من المرحلة الأولى إلى المرحلة النهائية من التصنيع لضمان التشغيل السليم للمشغل وفقًا لمعايير الصناعة.
نظرًا لأن العديد من المكونات الموجودة في مشغل الأقراص المضغوطة يتم تصنيعها بواسطة بائعين متخصصين ، يجب أن تعتمد الجهة المصنعة للمشغل على هؤلاء الموردين لإنتاج أجزاء عالية الجودة. بعض العناصر الأكثر أهمية هي تلك الموجودة في مجموعة الالتقاط البصري. العدسات والمرايا المستخدمة في التقاط الليزر ، على سبيل المثال ، مصنوعة من زجاج عالي الجودة ، ويجب تجنب التلامس البشري أثناء عملية التصنيع للحفاظ على نظافة أسطحها خالية من التلوث. وبالمثل ، يجب أن تصنع مكونات الدائرة الإلكترونية في بيئة "غرفة نظيفة" (تحتوي على فلاتر هواء خاصة وكذلك متطلبات الملابس) ، لأنه حتى جسيم الغبار الواحد يمكن أن يسبب خللاً في الدائرة.
بالنسبة لمراقبة الجودة من قِبل الشركة المصنعة للمشغل ، يتم فحص مجموعة محرك الأقراص من أجل المحاذاة المناسبة للمحرك ، والمغزل ، وصينية التحميل ، والتروس المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم التحقق من الالتقاط البصري للتأكد من محاذاة العدسات وشعاع الليزر. بمجرد ربط المجموعات الفرعية معًا في الخزانة ، يتم فحص جميع توصيلات الأسلاك للحصول على اتصال كهربائي مناسب وواجهة صحيحة مع المكونات الأخرى. تعتبر عمليات الفحص المرئية لفحص الأحزمة والبكرات والتروس جزءًا لا يتجزأ من عملية مراقبة الجودة. يتكون الفحص النهائي من تشغيل قرص اختبار يولد إشارات وأنماط خاصة ، مما يتيح للعمال تتبع أعطال النظام. بالاضافة،
المستقبل
قطعت تقنية نظام الأقراص المدمجة شوطًا طويلًا في السنوات القليلة الماضية ، ويتم اكتشاف تطبيقات جديدة لأنظمة الأقراص المضغوطة يوميًا. لقد شهد السوق بالفعل تقديم الأقراص المدمجة وأقراص الفيديو المدمجة والأقراص المدمجة التفاعلية. أحدث منتج لجذب انتباه المستهلك هو Photo-CD الخاص بـ Kodak ، والذي يمكنه عرض الصور على شاشات التلفزيون والكمبيوتر. يمكن للمستخدم تحرير هذه الصور أو اقتصاصها ، تمامًا مثل صور القصاصات الفنية.
ستشهد أنظمة الصوت المضغوطة إدخال العديد من الميزات الجديدة في السنوات القادمة. أصبح اللاعبون الذين يتميزون بوظائف متقدمة للتحكم عن بعد في مرحلة التطوير.
يشتمل غطاء مشغل الأقراص المضغوطة على غطاء علوي أو "غطاء محرك" ولوحة تحكم أمامية ، ويقع القرص المضغوط على درج التحميل الذي ينزلق داخل وخارج المشغل.
ستسمح هذه الوظائف للمستخدم بعرض المعلومات على وحدة التحكم عن بعد نفسها ، مثل عناوين الأغاني وأسماء الفنانين وكلمات الأغاني الفعلية. توجد أيضًا أقراص مضغوطة قادرة على التسجيل والتشغيل ، مثل شريط الكاسيت. تضفي إمكانات التخزين الهائلة على القرص المضغوط أيضًا العديد من تطبيقات الوسائط المتعددة ذات القاعدة العريضة ، ومن المحتمل تمامًا أن تصبح الأقراص المضغوطة الوسيلة الشائعة لتبادل البيانات لجميع تطبيقات الصوت والفيديو وتطبيقات الكمبيوتر.
رد مع اقتباس
تحيتي لكَ.
