СиДи плэйер - CD player

Портативный проигрыватель компакт-дисков

Проигрыватель компакт - дисков представляет собой электронное устройство , которое воспроизводит аудио компакт - диски , которые представляют собой цифровой оптический диск для хранения данных формата. Проигрыватели компакт-дисков были впервые проданы потребителям в 1982 году. Компакт-диски обычно содержат записи аудиоматериалов, таких как музыка или аудиокниги . CD-плееры могут быть частью домашних стереосистем , автомобильных аудиосистем , персональных компьютеров или портативных CD-плееров, таких как магнитофоны для компакт- дисков . Большинство проигрывателей компакт-дисков воспроизводят выходной сигнал через разъем для наушников или разъемы RCA . Чтобы использовать проигрыватель компакт-дисков в домашней стереосистеме, пользователь подключает кабель RCA от разъемов RCA к Hi-Fi (или другому усилителю ) и громкоговорителям для прослушивания музыки. Чтобы слушать музыку с помощью проигрывателя компакт-дисков с выходным разъемом для наушников, пользователь вставляет наушники в разъем для наушников.

Современные устройства могут воспроизводить аудиоформаты, отличные от оригинального аудиокодирования CD PCM , такие как MP3 , AAC и WMA . Ди-джеи, исполняющие танцевальную музыку в клубах, часто используют специализированных плееров с регулируемой скоростью воспроизведения, чтобы изменять высоту и темп музыки. Аудиоинженеры, использующие проигрыватели компакт-дисков для воспроизведения музыки на мероприятии через систему звукоусиления, используют профессиональные проигрыватели компакт-дисков аудио-класса. Функциональность воспроизведения компакт-дисков также доступна на компьютерах с приводом CD-ROM / DVD-ROM, а также на DVD-плеерах и большинстве домашних игровых приставок с оптическими дисками .

История

Sony CDP-101 , с 1982 года, первый коммерческий проигрыватель компакт-дисков для потребителей.
JVC FS-SD5R проигрыватель компакт - дисков с 1990 - х годов с прозрачной пластиковой крышкой и голубой подсветкой

Американский изобретатель Джеймс Т. Рассел известен тем, что изобрел первую систему для записи цифровой информации на оптическую прозрачную фольгу , освещенную сзади мощной галогенной лампой. Заявка на патент Рассела была впервые подана в 1966 году, и он получил патент в 1970 году. После судебного разбирательства Sony и Philips лицензировали патенты Рассела (в то время принадлежавшие канадской компании Optical Recording Corp.) в 1980-х годах.

Компакт-диск - это эволюция технологии LaserDisc , в которой используется сфокусированный лазерный луч, обеспечивающий высокую плотность информации, необходимую для высококачественных цифровых аудиосигналов. Прототипы были независимо разработаны Philips и Sony в конце 1970-х годов. В 1979 году Sony и Philips создали совместную рабочую группу инженеров для разработки нового цифрового аудиодиска. После года экспериментов и обсуждений стандарт Red Book CD-DA был опубликован в 1980 году. После коммерческого выпуска в 1982 году компакт-диски и их проигрыватели стали чрезвычайно популярными. Несмотря на то, что они стоили до 1000 долларов, в период с 1983 по 1984 год в Соединенных Штатах было продано более 400000 CD-плееров. Успех компакт-диска был обусловлен сотрудничеством между Philips и Sony , которые объединились, чтобы согласовать и разработать совместимое оборудование. Унифицированный дизайн компакт-диска позволил потребителям приобрести любой диск или проигрыватель у любой компании и позволил компакт-дискам безоговорочно доминировать на рынке домашней музыки.

Sony CDP-101 , выпущенный в 1982 году, был первым в мире коммерчески выпустила проигрыватель компакт - дисков.

В отличие от ранних проигрывателей LaserDisc , первые проигрыватели компакт-дисков уже использовали лазерные диоды вместо более крупных гелий-неоновых лазеров .

Прототипы цифровых аудиодисков для лазерных дисков

В 1974 году Лу Оттенс, директор аудиораздела Philips , основал небольшую группу с целью разработки аналогового оптического аудиодиска диаметром 20 см (7,9 дюйма) и качеством звука, превосходящим качество звука на виниловой пластинке. Однако из-за неудовлетворительной работы аналогового формата два инженера-исследователя Philips рекомендовали цифровой формат в марте 1974 года. В 1977 году Philips затем основала лабораторию с миссией по созданию цифрового аудиодиска. Диаметр прототипа компакт-диска Philips был установлен в 11,5 см (4,5 дюйма), диагональ аудиокассеты.

Хейтаро Накадзима , который разработал первый цифровой аудиомагнитофон в рамках национальной общественной вещательной организации Японии NHK в 1970 году, стал в 1971 году генеральным менеджером аудиотдела Sony. В 1973 году его команда разработала аудиомагнитофон с цифровым адаптером PCM, использующий видеомагнитофон Betamax . После этого, в 1974 году, был легко осуществлен переход к хранению цифрового звука на оптическом диске. Sony впервые публично продемонстрировала оптический цифровой аудиодиск в сентябре 1976 года. Годом позже, в сентябре 1977 года, Sony показала прессе 30-сантиметровый (12-дюймовый) диск, на котором можно было воспроизводить 60 минут цифрового звука (частота дискретизации 44 100 Гц и 16-битный формат). разрешение) с использованием MFM- модуляции. В сентябре 1978 года компания продемонстрировала оптический цифровой аудиодиск со временем воспроизведения 150 минут, частотой дискретизации 44 056 Гц, линейным разрешением 16 бит и кодом коррекции ошибок с перекрестным чередованием - спецификации, аналогичные тем, которые были определены позже для стандартного компактного диска. Формат диска в 1980 году. Технические подробности цифрового аудиодиска Sony были представлены на 62-м съезде AES , проходившем 13–16 марта 1979 года в Брюсселе . Технический документ Sony AES был опубликован 1 марта 1979 года. Неделю спустя, 8 марта, Philips публично продемонстрировала прототип оптического цифрового аудиодиска на пресс-конференции под названием «Philips представляет компакт-диск» в Эйндховене , Нидерланды .

Сотрудничество и стандартизация

Этот диск сильно корродирован . Исправление ошибок не может исправить все ошибки. Однако можно сыграть две минуты.

Исполнительный директор Sony Норио Охга , впоследствии генеральный директор и председатель правления Sony, и Хейтаро Накадзима были убеждены в коммерческом потенциале формата и, несмотря на широко распространенный скептицизм, стимулировали его дальнейшее развитие. В результате в 1979 году Sony и Philips создали совместную рабочую группу инженеров для разработки нового цифрового аудиодиска. Под руководством инженеров Кеса Шухамера Имминка и Тошитада Дои исследование продвинуло вперед технологию лазеров и оптических дисков . После года экспериментов и обсуждений рабочая группа разработала стандарт Red Book CD-DA . Впервые опубликованный в 1980 году, стандарт был официально принят МЭК в качестве международного стандарта в 1987 году, с различными поправками, которые стали частью стандарта в 1996 году.

Philips придумал термин компакт-диск вместе с другим аудиопродуктом, компакт-кассетой , и внес свой вклад в общий производственный процесс , основанный на технологии видео лазерных дисков. Philips также предоставила модуляцию от восьми до четырнадцати (EFM), которая обеспечивает определенную устойчивость к дефектам, таким как царапины и отпечатки пальцев, в то время как Sony предоставила метод исправления ошибок , CIRC . История компакт-диска , рассказанная бывшим членом рабочей группы, дает справочную информацию о многих принятых технических решениях, включая выбор частоты дискретизации, времени воспроизведения и диаметра диска. Целевая группа состояла примерно из четырех-восьми человек, хотя, по словам Philips, компакт-диск был «изобретен коллективно большой группой людей, работающих в одной команде».

Первые компакт-диски и проигрыватели из Красной книги

«Красная книга» была первым стандартом в серии стандартов Rainbow Books .

Philips открыла завод Polydor Pressing Operations в Лангенхагене, недалеко от Ганновера , Германия , и быстро преодолела ряд важных этапов.

  • Первый тест нажатием был записью Richard Strauss «s Eine Alpensinfonie ( Альпийская Symphony ) , которую играет в Берлинской филармонии , дирижер Герберт фон Караян , который был зачислен в качестве посла для формата в 1979 году.
  • Первая публичная демонстрация состоялась в телевизионной программе BBC Tomorrow's World в 1981 году, когда прозвучали альбом Bee Gees Living Eyes (1981).
  • Первый коммерческий компакт-диск был выпущен 17 августа 1982 года. Это была запись 1979 года Клаудио Аррау, исполняющего вальсы Шопена (Philips 400 025-2). Аррау пригласили на завод в Лангенхагене, чтобы он нажал кнопку пуска.
  • Первым компакт-диском с популярной музыкой, выпущенным на новом заводе, стал The Visitors (1981) компании ABBA .
  • Первые 50 наименований были выпущены в Японии 1 октября 1982 года, с первой каталогизированы CD в этой волне , являющейся переиздание Билли Джоэл «s 52 - й улице .

За запуском в Японии в марте 1983 года последовало появление CD-плееров и дисков в Европе и Северной Америке (где CBS Records выпустила шестнадцать наименований). Это событие часто называют «большим взрывом» цифровой аудио-революции. Новый аудиодиск был встречен с энтузиазмом, особенно в сообществе любителей классической музыки и аудиофилов , а качество его обработки получило особые похвалы. По мере того, как цена на плееры постепенно снижалась, и с появлением портативных Walkman компакт-диски начали набирать популярность на более крупных рынках популярной музыки и рок-музыки. Первым артистом, который продал миллион копий на CD, был Dire Straits с их альбомом 1985 года Brothers in Arms . Первым крупным артистом, весь каталог которого был преобразован в компакт-диск, был Дэвид Боуи , чьи 15 студийных альбомов были выпущены RCA Records в феврале 1985 года вместе с четырьмя альбомами лучших хитов. В 1988 году на 50 заводах по всему миру было выпущено 400 миллионов компакт-дисков.

Sony CD Walkman D-E330

Дальнейшее развитие и упадок

Планировалось, что компакт-диск станет преемником граммофонной пластинки для воспроизведения музыки, а не в первую очередь как носитель данных, но из-за своего происхождения как формат для музыки, его использование расширилось, чтобы охватить другие приложения. В 1983 году, после выхода компакт-диска, Имминк и Браат представили первые эксперименты со стираемыми компакт-дисками во время 73-го съезда AES . В июне 1985 года был представлен машиночитаемый компакт-диск (постоянное запоминающее устройство), а в 1990 году - устройство записи компакт-дисков , также разработанное как Sony, так и Philips. Записываемые компакт-диски были новой альтернативой магнитной ленте для записи музыки и копирования музыкальных альбомов без дефектов, связанных со сжатием, используемым в других методах цифровой записи. Другие новые видеоформаты, такие как DVD и Blu-ray, используют ту же физическую геометрию, что и компакт-диски, и большинство проигрывателей DVD и Blu-ray обратно совместимы с аудио компакт-дисками.

К началу 2000-х годов проигрыватель компакт-дисков в значительной степени заменил аудиокассетный проигрыватель в качестве стандартного оборудования в новых автомобилях, а 2010 год стал последним модельным годом для любого автомобиля в США, оснащенного заводским кассетным проигрывателем. В настоящее время с ростом популярности портативных цифровых аудиоплееров, таких как мобильные телефоны, и твердотельных музыкальных накопителей, CD-плееры постепенно отказываются от автомобилей в пользу дополнительных входов с миниразъемом и подключения к USB-устройствам.

Некоторые проигрыватели компакт-дисков оснащены устройством смены дисков. Обычно они могут содержать 3 или 5 дисков одновременно и переходить с одного диска на другой без вмешательства пользователя. Были доступны чейнджеры, способные вместить до 400 дисков одновременно. Кроме того, пользователь может вручную выбрать диск для воспроизведения, сделав его похожим на музыкальный автомат . Они часто встраивались в автомобильные аудиосистемы и домашние стереосистемы, хотя когда-то NEC делала 7-дисковый CD-чейнджер для ПК. Некоторые могут также воспроизводить диски DVD и Blu-ray.

Между тем, с появлением и распространением через Интернет файлов в аудиоформатах со сжатием с потерями , таких как MP3 , в 2000-х годах продажи компакт-дисков начали снижаться. Например, в период с 2000 по 2008 год, несмотря на общий рост продаж музыки и один аномальный год роста, продажи компакт-дисков крупных лейблов в целом упали на 20%, хотя независимые продажи музыки и продажи музыки DIY, возможно, отслеживаются лучше (согласно данным, опубликованным 30 марта 2009 года. ), а компакт-диски по-прежнему очень хорошо продаются. По состоянию на 2012 год компакт-диски и DVD составляли лишь 34 процента продаж музыки в Соединенных Штатах. В Японии, однако, по состоянию на 2015 год более 80 процентов музыки покупалось на компакт-дисках и других физических форматах. По состоянию на 2020 год некоторые музыканты все еще выпускают компакт-кассеты, виниловые пластинки и компакт-диски, в основном в качестве товаров, чтобы фанаты могли оказывать финансовую поддержку, получая взамен что-то осязаемое.

Внутренние работы

Процесс воспроизведения звукового компакт-диска, который рекламируется как носитель для хранения цифрового звука, начинается с компакт-диска из пластикового поликарбоната, носителя, который содержит данные в цифровом виде. Диск помещается в лоток, который либо открывается (как в портативных проигрывателях компакт-дисков), либо выдвигается (нормальное явление для домашних проигрывателей компакт-дисков, дисководов компьютеров и игровых консолей). В некоторых системах пользователь вставляет диск в слот (например, автомобильные стерео проигрыватели компакт-дисков). Как только диск загружен в лоток, данные считываются механизмом, который сканирует спиральную дорожку данных с помощью лазерного луча. Электродвигатель вращает диск. Управление трекингом осуществляется аналоговыми сервоусилителями, а затем высокочастотный аналоговый сигнал, считываемый с диска, оцифровывается, обрабатывается и декодируется в аналоговый звук и данные цифрового управления, которые используются проигрывателем для размещения механизма воспроизведения на правильной дорожке. функции пропуска и поиска, а также отображение трека, времени, индекса и, на более новых плеерах 2010-х годов, отображение названия и информации об исполнителе на дисплее, размещенном на передней панели.

Восстановление аналогового сигнала с диска

Матрица фотодиодов на однолучевом оптическом устройстве отслеживания Philips RAFOC, используемом во многих оптических сборках CDM
Подвижная линза с катушками

Чтобы прочитать данные с диска, лазерный луч освещает поверхность диска. Поверхностные различия между воспроизводимыми дисками и крошечные различия положения после загрузки устраняются с помощью подвижной линзы с очень близким фокусным расстоянием для фокусировки света на диске. Линза с малой массой, соединенная с электромагнитной катушкой, отвечает за фокусировку луча на дорожке данных шириной 600  нм .

Когда игрок пытается читать с остановки, он сначала выполняет программу поиска фокуса, которая перемещает линзу вверх и вниз от поверхности диска, пока не будет обнаружено отражение; при отражении сервоэлектроника фиксируется на месте, обеспечивая идеальную фокусировку линзы, в то время как диск вращается и изменяет свою относительную высоту относительно оптического блока.

Разные марки и модели оптических сборок используют разные методы обнаружения фокуса. На большинстве плееров определение положения фокуса выполняется с использованием разницы в текущем выходе блока из четырех фотодиодов. Блок фотодиода и оптика расположены таким образом, что идеальный фокус проецирует круговой узор на блоке, в то время как дальний или ближний фокус проецирует эллипс, различающийся положением длинного края с севера на юг или с запада на юго-запад. Эта разница заключается в информации, которую сервоусилитель использует для удержания линзы на правильном расстоянии для чтения во время операции воспроизведения, даже если диск деформирован.

Другой сервомеханизм в плеере отвечает за удержание сфокусированного луча по центру дорожки данных.

Существуют две конструкции оптических датчиков: в оригинальной серии CDM от Philips используется магнитный привод, установленный на поворотном рычаге, для грубого и точного отслеживания. Используя только один лазерный луч и блок из 4 фотодиодов, сервопривод знает, центрирована ли дорожка, измеряя параллельное движение луча, падающего на блок, и корректирует, чтобы свет оставался в центре.

Другой дизайн от Sony использует дифракционную решетку, чтобы разделить лазерный свет на один главный луч и два дополнительных луча. При фокусировке два периферийных луча покрывают границу соседних дорожек на расстоянии нескольких микрометров от основного луча и отражаются обратно на два фотодиода, отделенных от основного блока из четырех. Сервопривод обнаруживает РЧ-сигнал, принимаемый периферийными приемниками, и разница в выходном сигнале между этими двумя диодами соответствует сигналу ошибки отслеживания, который система использует для поддержания правильного отслеживания оптики. Сигнал слежения подается на две системы: одна, встроенная в узел фокусирующей линзы, может выполнять точную коррекцию слежения, а другая система может перемещать весь оптический узел бок о бок для выполнения грубых переходов слежения.

Сумма выходного сигнала четырех фотодиодов создает радиочастотный или высокочастотный сигнал, который является электронным зеркалом питов и площадок, записанных на диск. Радиочастотный сигнал, наблюдаемый на осциллографе, имеет характерную картину «рыбий глаз», и его полезность при обслуживании машины имеет первостепенное значение для обнаружения и диагностики проблем и калибровки проигрывателей компакт-дисков для работы.

Цифровая обработка сигналов

Первым этапом в цепочке обработки аналогового радиочастотного сигнала (от фоторецептора) является его оцифровка. Используя различные схемы, такие как простой компаратор или ограничитель данных, аналоговый сигнал становится цепочкой из двух двоичных цифровых значений, 1 и 0. Этот сигнал несет всю информацию на компакт-диске и модулируется с помощью системы, называемой EFM (Eight-to- четырнадцать модуляции). Второй этап - это демодуляция сигнала EFM в кадр данных, который содержит аудиовыборки, биты четности исправления ошибок в соответствии с кодом исправления ошибок CIRC и данные управления для дисплея плеера и микрокомпьютера. Демодулятор EFM также декодирует часть сигнала CD и направляет его в соответствующие схемы, разделяя данные аудио, четности и управления (субкод).

После демодуляции корректор ошибок CIRC берет каждый кадр аудиоданных, сохраняет его в памяти SRAM и проверяет, что он был прочитан правильно, если это не так, он берет биты четности и коррекции и исправляет данные, затем перемещает их. в ЦАП для преобразования в аналоговый аудиосигнал. Если недостающих данных достаточно, чтобы сделать восстановление невозможным, исправление выполняется путем интерполяции данных из последующих кадров, чтобы недостающая часть не была замечена. У каждого игрока разные способности к интерполяции. Если слишком много кадров данных отсутствует или невозможно восстановить, аудиосигнал может быть невозможно исправить с помощью интерполяции, поэтому поднимается флаг отключения звука, чтобы отключить DAC, чтобы избежать воспроизведения недопустимых данных.

Стандарт Redbook гласит, что если есть недопустимые, ошибочные или отсутствующие аудиоданные, они не могут быть выведены на динамики как цифровой шум, они должны быть отключены.

Контроль игрока

Формат Audio CD требует, чтобы каждый проигрыватель обладал достаточной вычислительной мощностью для декодирования данных CD; обычно это делается с помощью специализированных интегральных схем (ASIC). Однако ASIC не работают сами по себе; им требуется главный микрокомпьютер или микроконтроллер для оркестровки всей машины. Прошивки основных проигрывателей компакт - дисков , как правило , является операционная система реального времени .

Некоторые ранние оптические приводы для компьютеров оснащены аудиоразъемом и кнопками для автономного воспроизведения компакт-дисков.

Типы конструкций лотков

Загрузка лотка

CD-плеер Denon 1980-х годов со снятой крышкой корпуса, на которой видны электронные и механические компоненты.

Sony выпустила проигрыватель компакт - дисков CDP-101 в 1982 году с выдвижным лотком для компакт-дисков. Поскольку его было легко производить и использовать, большинство производителей CD-плееров с тех пор придерживаются стиля лотка. Механизм лотка также используется во многих корпусах современных настольных компьютеров , а также в Philips CD-i , PlayStation 2 , Xbox и Xbox 360 . Однако были некоторые заметные исключения из этой общей конструкции лотка для компакт-дисков.

Вертикальная загрузка

Во время презентации первого прототипа проигрывателя компакт-дисков "Goronta" от Sony на Японской выставке аудио в 1982 году Sony продемонстрировала конструкцию с вертикальной загрузкой. Хотя дизайн прототипа Sony так и не был запущен в серийное производство, концепция какое-то время была принята для производства рядом ранних японских производителей CD-плееров, включая Alpine / Luxman , Matsushita под брендом Technics , Kenwood и Toshiba / Aurex . Для первых плееров с вертикальной загрузкой Alpine предоставила проекты плееров AD-7100 для Luxman, Kenwood и Toshiba (используя их бренд Aurex). Kenwood добавил в эту конструкцию свои выходы «Sigma Drive» в качестве модификации. Изображение этого раннего дизайна можно увидеть на веб-сайте Panasonic. Вертикальная загрузка аналогична той, которая используется в кассетных деках , когда держатель открывается, и в него опускается диск. Держатель закрывается вручную вручную, мотором после нажатия кнопки или полностью автоматически. Некоторые проигрыватели компакт-дисков сочетают вертикальную загрузку с загрузкой в ​​щель, так как диск втягивается дальше в держатель диска, когда он закрывается.

Верхняя загрузка

Плеер Philips CD100

В 1983 году Philips , при запуске формата компакт-дисков в США и Европе, продемонстрировала первые конструкции лотков для компакт-дисков с верхней загрузкой со своим проигрывателем компакт-дисков CD100. (В то время аудиопродукция Philips продавалась в США как Magnavox .) В конструкции был зажим на крышке, что означало, что пользователь должен был закрыть ее поверх компакт-диска, когда он был помещен внутрь устройства. Позже Meridian представила свой CD-проигрыватель MCD высокого класса с электроникой Meridian в шасси Philips CD100.

Верхняя загрузка была адаптирована для различного оборудования, такого как мини-системы и портативные проигрыватели компакт-дисков, но среди стерео компонентных проигрывателей компакт-дисков было сделано лишь несколько моделей с верхней загрузкой. Примеры включают Luxman «s D-500 и игроки серии D-500X и Denon „s DP-S1, и запущен в 1993 году с верхней загрузкой является обычным явлением в плеер , предназначенными для трансляции и живого звука использования „DJ“, таких как Technics“ SL-P50 (1984–1985) и Technics SL-P1200 (1986–1992). Они более точно имитируют физическое расположение и эргономику проигрывателей пластинок, используемых в этих приложениях.

Конструкция лотка для дисков с верхней загрузкой также используется в большинстве игровых консолей пятого поколения ( PlayStation , Sega Saturn и 3DO Interactive Multiplayer ), а также в Sega Dreamcast , Nintendo GameCube и Wii Mini .

Загрузка лотков с помощью выдвижного механизма

Philips CD303 1983–1984 годов был первым проигрывателем, в котором использовалась загрузка лотка с механизмом скольжения. По сути, когда выдвинулся лоток для компакт-диска, вся транспортная система плеера также стала единым целым. К этому типу принадлежали меридианы 200 и 203 игрока. Они также первыми использовали конструкцию, в которой звуковая электроника находилась в отдельном корпусе от привода компакт-дисков и механизма звукоснимателя. Аналогичный механизм используется в тонких дисководах для оптических дисков (также известных как тонкий внутренний дисковод DVD, дисковод для оптических дисков или записывающее устройство DVD), которые когда-то широко использовались в портативных компьютерах.

Загрузка слота

Загрузка слота является предпочтительным механизмом загрузки для автомобильных аудиоплееров. Нет выдвижного лотка, а для вставки и извлечения диска используется двигатель. Некоторые механизмы загрузки и смены слотов могут загружать и воспроизводить мини-компакт-диски без использования адаптера (например, слот для дисков стандартного размера оригинальной модели Wii может принимать диски с играми GameCube меньшего размера ), но они могут работать с ограниченной функциональностью ( например, устройство автоматической смены дисков с вставленным мини-компакт-диском не будет работать, пока такой диск не будет извлечен). Некруглые компакт-диски нельзя использовать с такими загрузчиками, потому что они не могут работать с некруглыми дисками. При установке такие диски могут застрять и повредить механизм. Он также используется на некоторых портативных компьютерах, оригинальной и тонкой PlayStation 3 , оригинальной модели Wii и ее Family Edition и большинстве игровых консолей восьмого поколения ( Wii U , PlayStation 4 и Xbox One ), а также девятом поколении. поколение PlayStation 5 и Xbox серии X .

Механизмы подбора

Вид снизу, показывающий механизм слежения радиального типа с винтовым приводом.
Оптический механизм поворотного рычага Philips
Оптический чип извлечен из проигрывателя компакт-дисков. Три темных прямоугольника светочувствительны, считывают данные с диска и удерживают луч в фокусе. Электронное отслеживание с помощью двух фотодиодов по бокам удерживает лазерный луч в центре дорожки данных.

Существуют два типа оптических механизмов слежения:

  • Механизм поворотного рычага , первоначально разработанный Philips - линза перемещается на конце рычага, аналогично узлу тонарма проигрывателя грампластинок . Используется в ранних проигрывателях компакт-дисков Philips, а затем заменен более дешевыми радиальными механизмами.
  • Радиальное механизм , разработанный Sony, который является той , которая используется в большинстве проигрывателей компакт - дисков в 2000 - х годах - линзовые движется по железной дороге радиальной гонят с помощью вращающегося зубчатого колеса от двигателя или линейного магнитного узла. Двигатель или линейный магнитный узел состоит из соленоида, установленного на движущемся лазерном узле, намотанного на постоянное магнитное поле, прикрепленное к основанию механизма. Это также известно как трехлучевое линейное слежение.
Узел однолучевого лазера Philips

Механизм с поворотным рычагом имеет отличительное преимущество перед другим в том, что он не «проскакивает», когда рельс становится грязным. Механизмы с поворотным рычагом, как правило, имеют гораздо более длительный срок службы, чем их радиальные аналоги. Основное различие между двумя механизмами - способ чтения данных с диска. В механизме с поворотным рычагом используется магнитная катушка, намотанная на постоянный магнит, чтобы обеспечить отслеживающее движение для лазерного узла аналогично тому, как жесткий диск перемещает свою головку по дорожкам данных. Он также использует другой магнитный механизм перемещения, прикрепленный к фокусирующей линзе, для фокусировки лазерного луча на поверхности диска. Управляя исполнительными механизмами слежения или фокусировки, лазерный луч можно расположить на любой части диска. Этот механизм использует один лазерный луч и набор из четырех фотодиодов для чтения, фокусировки и отслеживания данных, поступающих с диска.

Узел лазерной оптики Sharp. Видны все шесть катушек фокусировки и сопровождения.

Механизм линейного слежения использует двигатель и редукторы для перемещения лазерного узла в радиальном направлении по дорожкам диска, а также имеет набор из шести катушек, установленных в фокусирующей линзе над постоянным магнитным полем. Один набор из двух катушек перемещает линзу ближе к поверхности диска, обеспечивая движение фокусировки, а другой набор катушек перемещает линзу в радиальном направлении, обеспечивая более точное отслеживающее движение. Этот механизм использует метод трехлучевого отслеживания, в котором основной лазерный луч используется для считывания и фокусировки дорожки данных на диске с помощью трех или четырех фотодиодов, в зависимости от метода фокусировки, а два меньших луча считывают соседние дорожки с каждой стороны. чтобы сервопривод продолжал отслеживать с помощью еще двух «вспомогательных» фотодиодов .

Механические компоненты

Портативный проигрыватель компакт-дисков Philips в разобранном виде

Проигрыватель компакт - дисков имеет три основных механических компонентов: приводной двигатель , A объектив системы или пикап головы, а также механизм отслеживания . Приводной двигатель (также называемый шпинделем) раскручивает диск до скорости сканирования 1,2–1,4 м / с ( постоянная линейная скорость ), что эквивалентно примерно 500 об / мин внутри диска и примерно 200 об / мин по внешнему краю. (Диск, который воспроизводится от начала до конца, снижает скорость его вращения во время воспроизведения.) Механизм слежения перемещает систему линз по спиральным дорожкам, в которых закодирована информация, и линза в сборе считывает информацию с помощью лазерного луча, создаваемого лазерным диодом . Лазер считывает информацию, фокусируя луч на компакт-диске, который отражается от зеркальной поверхности диска обратно к матричному датчику фотодиодов . Датчик обнаруживает изменения в луче, и цепочка цифровой обработки интерпретирует эти изменения как двоичные данные. Данные обрабатываются и в конечном итоге преобразуются в звук с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Оглавление или оглавление располагается после «вводной» области диска, которая расположена во внутреннем кольце диска и содержит примерно пять килобайт доступного пространства. Это первая информация, которую проигрыватель считывает, когда диск загружен в проигрыватель, и содержит информацию об общем количестве звуковых дорожек, времени воспроизведения на компакт-диске, времени воспроизведения каждой дорожки и другую информацию, такую ​​как ISRC и форматировать структуру диска. TOC настолько важен для диска, что, если он неправильно читается проигрывателем, CD не может быть воспроизведен. Поэтому перед запуском первой музыкальной программы он повторяется 3 раза. Область «вывода» в конце (внешняя периферия) диска сообщает проигрывателю, что диск подошел к концу.

Особенности проигрывателя компакт-дисков

Проигрыватели компакт-дисков могут использовать несколько способов повышения производительности, уменьшения количества компонентов или цены. Такие функции, как передискретизация, однобитовые ЦАП, двойные ЦАП, интерполяция (исправление ошибок), буферизация с защитой от пропусков, цифровые и оптические выходы, вероятно, будут или будут найдены. Другие функции улучшают функциональность, например программирование дорожек, воспроизведение и повторение в случайном порядке или прямой доступ к дорожкам. Третьи связаны с намеченной целью проигрывателя компакт-дисков, например, защита от пропусков для автомобилей и портативных проигрывателей компакт-дисков, управление высотой звука и постановка в очередь для проигрывателя компакт-дисков ди-джея, дистанционное управление и системная интеграция для домашних проигрывателей. Ниже приводится описание некоторых функций:

  • Передискретизация - это способ улучшить характеристики фильтра нижних частот, присутствующего на выходе большинства проигрывателей компакт-дисков. Используя более высокую частоту дискретизации, кратную 44,1 кГц, используемую при кодировании компакт-дисков, он может использовать фильтр с гораздо более низкими требованиями.
  • Однобитовые ЦАП были дешевле, чем ЦАП других типов, но обеспечивали аналогичную производительность.
  • Двойные ЦАП иногда рекламировались как функция, потому что некоторые из ранних проигрывателей компакт-дисков использовали один ЦАП и переключали его между каналами. Это потребовало дополнительных вспомогательных схем, что могло ухудшить качество звука.
  • Anti-skip или Antishock - это способ, позволяющий проигрывателю компакт-дисков избежать прерывания вывода звука, когда механизм воспроизведения диска подвергается механическому удару. Он состоит из дополнительного процессора данных и микросхемы RAM, установленной на проигрывателе, которая считывает диск с удвоенной скоростью и сохраняет различные кадры аудиоданных в буфере памяти RAM для последующего декодирования. Некоторые проигрыватели могут сжимать аудиоданные перед буферизацией, чтобы использовать микросхемы ОЗУ меньшей емкости (и менее дорогие). Обычные плееры могут хранить около 44 секунд аудиоданных на 16-мегабитной микросхеме ОЗУ.

Портативные проигрыватели компакт-дисков

Маленькие портативные плееры

Один из первых портативных плееров Sony Discman модель D-121.

Портативный проигрыватель компакт - дисков является портативный аудиоплеер используется для воспроизведения компакт - дисков . Портативные проигрыватели компакт-дисков питаются от батареек и имеют разъем для наушников 1/8 дюйма, в который пользователь вставляет пару наушников . Первым выпущенным портативным проигрывателем компакт-дисков был D-50 от Sony . рынок в 1984 году и принят для всей линейки портативных CD- плееров Sony .

В 1998 году портативные MP3-плееры начали конкурировать с портативными CD-плеерами. После того, как Apple Computer вышла на рынок музыкальных плееров со своей линейкой iPod , в течение десяти лет она стала доминирующим продавцом портативных цифровых аудиоплееров , «... в то время как бывший гигант Sony (производитель [портативных] Walkman и [CD] Discman [был] ] борется ». Этот сдвиг на рынке был начат, когда был представлен первый портативный цифровой аудиоплеер, цифровой музыкальный проигрыватель Rio. MP3-плеер Rio объемом 64 МБ позволил пользователям хранить около 20 песен. Одно из преимуществ Rio перед портативными компакт-дисками проигрыватели заключались в том, что, поскольку у Rio не было движущихся частей, он предлагал воспроизведение без пропусков. С 1998 года цена портативных цифровых аудиоплееров упала, а емкость хранилища значительно увеличилась. музыкальная коллекция в [цифровом аудио] плеере размером с пачку сигарет ». Например, iPod на 4 ГБ вмещает более 1000 песен.

Бумбоксы

Бумбокс для компакт-дисков Sony 2005 года выпуска

Бумбокс является общим термином для портативной кассеты и AM / FM - радио , которое состоит из усилителя, два или более громкоговорителей и ручки для переноски. Начиная с 1990-х годов, бумбоксы обычно включали проигрыватель компакт-дисков. CD-плеер Boombox - единственный тип CD-плеера, который воспроизводит звук, слышимый слушателем независимо, без необходимости использования наушников, дополнительного усилителя или акустической системы. Разработанные для портативности, бумбоксы могут питаться как от батарей, так и от сети. Бумбокс был представлен на американском рынке в середине 1970-х годов. Стремление к более громким и тяжелым басам привело к тому, что коробки стали больше и тяжелее; к 1980-м годам некоторые бумбоксы достигли размера чемодана . Большинство бумбоксов работали от батарей, что приводило к чрезвычайно тяжелым и громоздким ящикам.

Большинство бумбоксов 2010-х годов обычно включают в себя проигрыватель компакт- дисков, совместимый с CD-R и CD-RW , что позволяет пользователю переносить свои собственные музыкальные сборники на носитель с более высокой точностью воспроизведения. Многие также позволяют подключать к ним iPod и подобные устройства через один или несколько дополнительных портов. Некоторые также поддерживают такие форматы, как MP3 и WMA . Другой современный вариант - это DVD-плеер / бумбокс с CD / DVD- приводом с верхней загрузкой и ЖК- видеоэкран на месте, которое раньше занимала кассетная дека. Многие модели этого типа бумбокс включают входы для внешнего видео (например, телевизионных передач) и выходы для подключения DVD-плеера к полноразмерному телевизору.

DJ оборудование

Примером проигрывателя компакт-дисков, используемого ди-джеями, является двойной проигрыватель компакт-дисков Denon DN-2500, расположенный справа от изображения. DJ-микшер Behringer VMX-200 также показан слева на переднем плане.

Диск-жокеи (ди-джеи), которые играют микс песен в танцевальном клубе , рейве или ночном клубе, создают свои танцевальные миксы, воспроизводя песни на двух или более источниках звука и используя DJ-микшер для плавного перехода между песнями. В эпоху диско 1970-х ди-джеи обычно использовали два проигрывателя . С 1980-х по 1990-е годы два компактных кассетных проигрывателя стали популярным источником звука для ди-джеев. В последующие десятилетия ди-джеи перешли на компакт-диски, а затем на цифровые аудиоплееры . Ди-джеи, использующие компакт-диски и проигрыватели компакт-дисков, обычно используют специализированные проигрыватели компакт-дисков ди-джеев, функции которых недоступны на обычных проигрывателях компакт-дисков.

Ди-джеи, выполняющие « скретчинг » - создание ритмических звуков и звуковых эффектов из звукозаписей - традиционно использовали виниловые пластинки и вертушки . В 2010-х годах некоторые специализированные DJ CD-плееры можно было использовать для создания тех же «царапающих» эффектов, используя песни на компакт-дисках.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки