CD Ойнатқыш туралы ақпарат

Кіріспе

CD-плеер – аудио компакт-дискілерді ойнатуға арналған электрондық құрылғы, ол сандық оптикалық дискте дерек сақтау форматы болып табылады. CD ойнатқыштар алғаш рет 1982 жылы тұтынушыларға сатылды. CD дискілерде әдетте музыка немесе аудиокітаптар сияқты аудио материалдар жазылады. CD ойнатқыштар үй стерео жүйелерінің, автомобиль аудио жүйелерінің, жеке компьютерлердің немесе CD-бумбокс сияқты портативті CD ойнатқыштардың құрамына кіруі мүмкін. Көптеген CD ойнатқыштар сигналды шығару үшін құлаққап немесе RCA ұяларынан пайдаланады. CD ойнатқышты үй стерео жүйесінде пайдалану үшін пайдаланушы RCA кабелін RCA ұяларынан Hi-Fi (немесе басқа күшейткіш) пен динамиктерге қосып, музыка тыңдайды. Егер CD ойнатқышта құлаққап ұясы болса, музыка тыңдау үшін құлаққап немесе құлаққаптарды ұяға қосады. Қазіргі заманғы құрылғылар бастапқы CD PCM аудио кодегінен өзге MP3, AAC және WMA сияқты аудио форматтарды ойната алады. Клубтарда би музыкасын ойнайтын диджейлер көбінесе музыканың тоны мен темпін өзгерту үшін реттелетін ойнату жылдамдығы бар арнайы ойнатқыштарды қолданады. Дыбыс күшейткіш жүйесі арқылы CD ойнатқыштарын пайдаланатын дыбыс инженерлері кәсіби сападағы CD ойнатқыштарды қолданады. CD ойнату мүмкіндігі CD-ROM/DVD-ROM дискілері бар компьютерлерде, сондай-ақ DVD ойнатқыштарда және оптикалық дискілерге негізделген үй видео ойын консольдерінде де қол жетімді.

Тарих

Америкалық өнертапқыш Джеймс Т. Расселл жоғары қуатты галогендік шаммен арт жағынан жарық беретін оптикалық мөлдір фольгаға цифрлық бейне ақпаратты жазудың алғашқы жүйесін ойлап тапқанымен танымал. Расселлдің патенттік өтініші алғаш рет 1966 жылы берілді, ал 1970 жылы оған патент берілді. Сот дауларынан кейін Sony және Philips 1980-ші жылдары Расселдің жазба патенттерін (содан кейін канадалық компания Optical Recording Corp.) лицензиялады. Компакт-диск Расселлдің өнертабысына негізделмеген, ол жоғары сапалы цифрлық аудио сигналдар үшін қажетті жоғары ақпарат тығыздығын қамтамасыз ететін фокусталған лазерлік сәуле қолданылатын LaserDisc технологиясының эволюциясы болып табылады. Прототиптерді Philips және Sony 1970-ші жылдардың соңында тәуелсіз түрде әзірледі. 1979 жылы Sony және Philips жаңа цифрлық аудиодискіні жобалау үшін инженерлердің бірлескен жұмыс тобын құрды. Бір жылдық тәжірибеден және талқылаудан кейін 1980 жылы Red Book CD DA стандарты жарияланды. 1982 жылы коммерциялық түрде шыққаннан кейін компакт-дискілер мен олардың ойнатқыштары өте танымал болды. 1983-1984 жылдары АҚШ-та CD-дисктердің құны 1000 долларға дейін жеткенімен, 400 000-нан астам ойнатқыш сатылды. Компакт-дискінің табысы Philips пен Sony арасындағы ынтымақтастыққа байланысты, олар үйлесімді аппаратты келісіп әзірледі. Компакт-дискінің бірыңғай дизайны тұтынушыларға кез келген компаниядан кез келген диск немесе ойнатқыш сатып алуға мүмкіндік берді, соның арқасында CD үйдегі музыка нарығында сөзсіз үстемдік құрды. 1982 жылы шыққан Sony CDP 101 әлемдегі алғашқы коммерциялық компакт-диск ойнатқышы болды. Ол бастапқыда тек Жапонияда сатылды. Алғашқы LaserDisc ойнатқыштардан айырмашылығы, алғашқы CD ойнатқыштар үлкен гелий-неонды лазерлердің орнына лазерлік диодтарды қолданды.

Цифрлық аудио лазерлік диск прототиптері

1974 жылы Philips компаниясының аудио бөлімшесінің директоры Лу Оттенс диаметрі және винил пластинкасынан жоғары дыбыс сапасына ие аналогты оптикалық аудио дискіні әзірлеу мақсатымен шағын топ құрды. Алайда, аналогтық форматтың қанағаттандырмас нәтижелеріне байланысты, екі Philips зерттеуші инженері 1974 жылдың наурыз айында цифрлық форматты ұсынды. 1970 жылы Жапонияның NHK ұлттық қоғамдық телерадиокомпаниясында алғашқы цифрлық аудио жазба құрылғысын жасаған Хайтаро Накаджима 1971 жылы Sony компаниясының аудио бөлімінің бас менеджері болды. Оның командасы 1973 жылы Betamax бейнежазба құрылғысын пайдалана отырып, цифрлық PCM адаптерлі аудиожазба құрылғысын жасады. Осыдан кейін, 1974 жылы цифрлық аудионы оптикалық дискіде сақтауға көшу оңай болды. Sony компаниясы алғаш рет 1976 жылдың қыркүйегінде оптикалық цифрлық аудио дискісін көрсетті. Бір жыл өткен соң, 1977 жылдың қыркүйегінде Sony баспасөзге MFM модуляциясын қолдана отырып, 60 минуттық цифрлық аудионы (44,100 Гц үлгі алу жиілігі және 16 бит ажыратымдылығы) ойната алатын дискіні көрсетті. 1978 жылдың қыркүйегінде компания 150 минуттық ойнату уақыты, 44,056 Гц үлгі алу жиілігі, 16 биттік сызықтық ажыратымдылығы және кейінірек 1980 жылы стандартты компакт-диск форматы үшін бекітілгенге ұқсас қиылысқан қателерді түзету коды бар оптикалық цифрлық аудио дискісін көрсетті. Sony компаниясының цифрлық аудио дискісінің техникалық ерекшеліктері Брюссельде 1979 жылдың 13-16 наурызында өткен 62-ші AES конвенциясында таныстырылды. Нидерландының Эйндховен қаласында.

Ынтымақтастық және стандарттау

Sony компаниясының атқарушы директоры Норио Ога, кейіннен Sony компаниясының бас директоры және төрағасы, және Хэйтаро Накадзима форматтың коммерциялық әлеуетіне сенімді болды және кең таралған күмәнге қарамастан одан әрі дамытуға ынталандырды. Осының нәтижесінде 1979 жылы Sony және Philips жаңа цифрлық аудиодискіні жобалау үшін инженерлерден тұратын бірлескен топ құрды. Инженерлер Кис Шухамер Имминк және Тошитада Дои басшылық еткен зерттеулер лазерлік және оптикалық дискі технологиясын дамытуға септігін тигізді. Бірақ Philips компаниясының мәлімдемесінше, компакт-дискі "бір үлкен команда ретінде жұмыс істеген көптеген адамдардың бірлескен еңбегінің нәтижесі".

Қызыл кітаптың алғашқы CD-дискілері мен ойнатқыштары

Қызыл кітап – «Радуга» кітаптар сериясының алғашқы стандарты болды. Philips компаниясы Германияның Ганновер қаласына жақын Лангеген қаласында Polydor Pressing Operations зауытын құрып, көп ұзамай бірқатар маңызды кезеңдерді басып өтті. Алғашқы сынақ басылымы – 1979 жылы форматтың елшісі ретінде тағайындалған Герберт фон Караянның дирижерлік етіп орындаған Берлин филармониясының Рихард Штраустың «Альпілік симфония» (Eine Alpensinfonie) туындысын жазуы болды. Алғашқы ресми көрсетілім 1981 жылы BBC телеарнасының «Tomorrow's World» бағдарламасында өтті, онда Bee Gees тобының «Living Eyes» (1981) альбомы ойнатылды. Алғашқы коммерциялық компакт-диск 1982 жылдың 17 тамызында жарық көрді. Бұл 1979 жылғы Клаудио Араудың Шопен вальстерін орындауының жазбасы (Philips 400 025 2) еді. Арау Лангеген зауытына шақырылып, іске қосу батырмасын басуға қатысты. Жаңа зауытта шығарылған алғашқы танымал музыкалық дискі – ABBA тобының «The Visitors» (1981) альбомы. Алғашқы 50 атау 1982 жылдың 1 қазанында Жапонияда шығарылды, бұл толқынның алғашқы тізімделген CD-сі Билли Джоэлдің «52nd Street» альбомының қайта басылымы болды. Жапондық шақырудан кейін 1983 жылдың наурыз айында Еуропа мен Солтүстік Америкада CD ойнатқыштар мен дискілер таныстырылды (CBS Records он алты атау шығарды). Бұл оқиға көбінесе цифрлық аудио революциясының «Ұлы жарылысы» деп есептеледі. Жаңа аудио дискіге, әсіресе классикалық музыка мен аудиофиль қауымдастықтарында ынталы қабылдау көрсетілді, ал оның сапасы ерекше мақтауға ие болды. Ойнатқыштардың бағасы біртіндеп төмендегенімен және портативті Walkman-ның пайда болуымен CD үлкен танымал және рок музыка нарықтарында кең танылуға ие болды. CD-де миллион дана сатқан алғашқы орындаушы – Dire Straits тобы, олардың 1985 жылғы «Brothers in Arms» альбомы болды. Бүкіл каталогын CD-ге көшірген алғашқы ірі орындаушы Дэвид Боуи болды, оның 15 студиялық альбомы RCA Records компаниясымен 1985 жылдың ақпанында төрт үздік хит альбомымен бірге жарық көрді. 1988 жылы әлемдегі 50 басылым зауытында 400 миллион CD шығарылды.

Red Book was the first standard in the Rainbow Books series of standards. Philips established the Polydor Pressing Operations plant in Langenhagen near Hannover, Germany, and quickly passed a series of milestones. The first test pressing was of a recording of Richard Strauss's Eine Alpensinfonie (An Alpine Symphony) played by the Berlin Philharmonic and conducted by Herbert von Karajan, who had been enlisted as an ambassador for the format in 1979. The first public demonstration was on the BBC television program Tomorrow's World in 1981, when the Bee Gees' album Living Eyes (1981) was played. The first commercial compact disc was produced on 17 August 1982. It was a recording from 1979 of Claudio Arrau performing Chopin waltzes (Philips 400 025 2). Arrau was invited to the Langenhagen plant to press the start button. The first popular music CD produced at the new factory was The Visitors (1981) by ABBA. The first 50 titles were released in Japan on 1 October 1982, with the first cataloged CD in this wave being a reissue of Billy Joel's 52nd Street. The Japanese launch was followed in March 1983 by the introduction of CD players and discs to Europe and North America (where CBS Records released sixteen titles). This event is often seen as the "Big Bang" of the digital audio revolution. The new audio disc was enthusiastically received, especially in the early adopting classical music and audiophile communities, and its handling quality received particular praise. As the price of players gradually came down, and with the introduction of the portable Walkman, the CD began to gain popularity in the larger popular and rock music markets. The first artist to sell a million copies on CD was Dire Straits, with their 1985 album Brothers in Arms. The first major artist to have his entire catalogue converted to CD was David Bowie, whose 15 studio albums were made available by RCA Records in February 1985, along with four greatest hits albums. In 1988, 400 million CDs were manufactured by 50 pressing plants around the world.

Даму және құлдырау

CD негізінен деректерді сақтау құралы ретінде емес, музыка ойнату үшін граммофондық жазбаның ізбасары болуы жоспарланған, бірақ музыка форматы ретінде пайда болғаннан бастап, оның қолданылуы басқа да қосымшаларды қамтиды. 1983 жылы CD-нің таныстырылуынан кейін Имминк пен Браат 73-ші AES конвенциясында өшірілетін компакт-дискілермен алғашқы тәжірибелерін ұсынды. 1985 жылдың маусымында компьютерде оқуға болатын CD ROM (тек оқуға арналған жад) енгізілді, ал 1990 жылы Sony және Philips бірлесіп әзірлеген CD Recordable пайда болды. Жазуға болатын CD-лер музыканы жазу және музыка альбомдарын көшіру үшін таспаға жаңа балама болды, осылайша басқа цифрлық жазу әдістерінде кездесетін сығылудың кемшіліктерінен құтылды. DVD және Blu-ray сияқты жаңа бейне форматтары CD-мен бірдей физикалық геометрияны қолданады, ал көптеген DVD және Blu-ray ойнатқыштары аудио CD-мен кері үйлесімді. 2000 жылдардың басында CD ойнатқыштары жаңа автомобильдерде аудио кассета ойнатқыштарының орнын басты, ал 2010 жыл АҚШ-тағы автомобильдерде зауыттан орнатылған кассета ойнатқышы бар соңғы модель болды. Қазіргі уақытта ұялы телефондар және қатты күйдегі музыка сақтағыштар сияқты портативті цифрлық аудио ойнатқыштардың танымал болуымен CD ойнатқыштары автокөліктерден ығысып, minijack кірістері мен USB құрылғыларына қосылулар пайда болып келеді. Кейбір CD ойнатқыштарда дискілерді ауыстыру құрылғысы бар. Әдетте олар бір мезгілде 3, 5, 6 немесе 10 дискіден тұрады және пайдаланушының араласуынсыз бір дискіден екіншісіне ауысады. Бір мезгілде 400 дискіден астамды сақтай алатын дискілерді ауыстыру құрылғылары да болды. Сондай-ақ, пайдаланушы ойнатылатын дискіні қолмен таңдай алады, бұл оны жюкбокқа ұқсатады. Олар көбінесе автомобиль аудио және үй стерео жүйелеріне орнатылды, бірақ NEC және Nakamichi компаниялары 7 дискілік CD ауыстырғыштарын компьютерлер үшін де жасаған. Кейбіреулері DVD және Blu-ray дискілерін ойната алады. Сонымен қатар, MP3 сияқты жоғалтумен сығылған аудио форматтарындағы файлдарды интернет арқылы таратудың кең таралғандығымен CD сату 2000 жылдары төмендеді. Мысалы, 2000 мен 2008 жылдар арасында, музыка сатудың жалпы өсуіне және бір жылдық ерекше өсімге қарамастан, ірі лейблдардың CD сатуы 20%-ға төмендеді, бірақ тәуелсіз және DIY музыка сатуы жақсы көрсеткіштерді көрсетуі мүмкін (2009 жылғы 30 наурызда жарияланған деректерге сәйкес), ал CD әлі де жақсы сатылуда. 2012 жылы АҚШ-тағы музыка сатудың 34 пайызын CD және DVD дискілері құрады. Алайда, Жапонияда 2015 жылы музыканың 80 пайызынан астамы CD және басқа да физикалық форматтарда сатып алынды. 2020 жылға қарай кейбір музыканттар компакт-кассеталар, винил жазбалары мен CD-лерді әлі де шығаруда, негізінен жанкүйерлерге қаржылық қолдау көрсету үшін тауар ретінде, ал олар өздеріне нақты бір нәрсе алуға мүмкіндік алады.

The CD was planned to be the successor of the gramophone record for playing music, rather than primarily as a data storage medium, but from its origins as a format for music, its use has grown to encompass other applications. In 1983, following the CD's introduction, Immink and Braat presented the first experiments with erasable compact discs during the 73rd AES Convention. In June 1985, the computer readable CD ROM (read only memory) was introduced and, in 1990, the CD Recordable, also developed by both Sony and Philips. Recordable CDs were a new alternative to tape for recording music and copying music albums without the defects introduced in the compression used in other digital recording methods. Other newer video formats such as DVD and Blu ray use the same physical geometry as CD, and most DVD and Blu ray players are backward compatible with audio CD. By the early 2000s, the CD player had largely replaced the audio cassette player as standard equipment in new automobiles, with 2010 being the final model year for any car in the US to have a factory equipped cassette player. Currently, with the increasing popularity of portable digital audio players, such as mobile phones, and solid state music storage, CD players are being phased out of automobiles in favor of minijack auxiliary inputs and connections to USB devices. Some CD players incorporate disc changers. Commonly these can hold 3, 5, 6, or 10 discs at once and change from one disc to the next without user intervention. Disc changers capable of holding up to 400 discs at once were available. Also, the user can manually choose the disc to be played, making it similar to a jukebox. They were often built into car audio and home stereo systems, although 7 disc CD changers were once made by NEC and Nakamichi for PCs. Some could also play DVD and Blu ray discs. Meanwhile, with the advent and popularity of Internet based distribution of files in lossily compressed audio formats such as MP3, sales of CDs began to decline in the 2000s. For example, between 2000 and 2008, despite overall growth in music sales and one anomalous year of increase, major label CD sales declined overall by 20% – although independent and DIY music sales may be tracking better (according to figures released 30 March 2009), and CDs still continue to sell greatly. As of 2012, CDs and DVDs made up only 34 percent of music sales in the United States. In Japan, however, over 80 percent of music was bought on CDs and other physical formats as of 2015. As of 2020, compact cassettes, vinyl records, and CDs are still being released by some musicians, primarily as merchandise, to allow fans to provide financial support while receiving something tangible in return.

Ішкі жұмыс

Аудио CD-ні ойнату процесі, сандық аудио сақтау ортасы ретінде жарнамаланған, пластикалық поликарбонаттан жасалған компакт-дискімен басталады, ол сандық түрде кодталған деректерді қамтитын орталық құрал. Диск ашылатын (портативті CD-плеерлердегідей) немесе сырғып шығатын (үйге орнатылған CD-плеерлерде, компьютерлік дискілерде және ойын консольдеріндегідей) лотокқа салынады. Кейбір жүйелерде пайдаланушы дискіні тікелей ұяға салыстырады (мысалы, автомобильдегі CD-плеерлерде). Диск лотокқа салынысқаннан кейін, деректер лазер сәулесімен дөңгелек дерек жолдарынан оқылатын механизм арқылы оқылады. Электр қозғалтқышы дискіні айналдырады. Ізді басқару аналогтық серво күшейткіштер арқылы жүзеге асырылады, содан кейін дискінен оқылған жоғары жиілікті аналогтық сигнал цифрландырылып, өңделіп, аналогтық аудиоға және сандық басқару деректеріне түрлендіріледі. Ойнатқыш осы деректерді ойнату механизмін дұрыс жолға орналастыру, жолдарды өткіріп жіберу, іздеу функцияларын орындау және жол, уақыт, индекс туралы ақпаратты көрсету үшін пайдаланады. Жаңа модельдерде (2010 жылдардан бастап) алдыңғы панельге орнатылған дисплейде тақырып пен орындаушы туралы ақпарат та көрсетіледі.

Дискіден аналогты сигналдарды қалпына келтіру

Дискідегі деректерді оқу үшін лазер сәулесі дискінің бетіне бағытталады. Ойнатылатын дискілер арасындағы беттік айырмашылықтар және орналасқаннан кейін шағын позициялық айырмашылықтар дискіге жарықты бағыттау үшін өте жақын фокус арақашықтығы бар жылдамдырылатын линзаны пайдалану арқылы шешіледі. Электромагниттік катушкаға жалғанған, төмен массалы линза 600 нм ені бар дерек жолына сәулені бағыттауды қамтамасыз етеді. Ойнатқыш тоқтағаннан кейін деректерді оқуға тырысқанда, ол алдымен линзаны дискінің бетінен жоғары және төмен жылжытатын фокус іздеу бағдарламасын іске қосады, сәуленің шағылысуы анықталғанша. Шағылысу анықталғанда, сервоэлектроника линзаны мінсіз фокусқа бекітеді, дискі айналғанда және оптикалық блоктан қатысты биіктігі өзгергенде. Оптикалық құралымдардың әртүрлі брендтері мен модельдері фокусты анықтаудың әртүрлі әдістерін қолданады. Көптеген ойнатқыштарда фокус позициясын анықтау төрт фотодиодтан тұратын блоктан шығатын ток мөлшерінің айырмашылығын пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Фотодиод блогы мен оптикалық жүйе осылай орналасқан, дәл фокус жағдайында блокқа дөңгелек пішін проекцияланады, ал фокус алыс немесе жақын болғанда эллипс проекцияланады, оның ұзын шеті солтүстік-оңтүстік немесе батыс-оңтүстік бағытында орналасқан. Осы айырмашылық – серво күшейткіші дискі бұрылысқан жағдайда да ойнату кезінде линзаны дұрыс оқу қашықтығында ұстау үшін қолданатын ақпарат. Ойнатқыштағы тағы бір серво механизмі фокустелген сәулені дерек жолының ортасында ұстауға жауапты. Екі оптикалық пікір алу дизайны бар: Philips компаниясының CDM сериясы ірі және ұсақ іздеу үшін айналмалы қолға орнатылған магниттік актuatorды қолданады. Бір ғана лазер сәулесі мен 4 фотодиодты блокты пайдалану арқылы серво линза сәуле блогына тиген жарықтың жақтан-жаққа қозғалысын өлшейді және жолдың ортасында жарық ұсталуын қамтамасыз ету үшін түзетулер жасайды. Sony компаниясының екінші дизайны лазер сәулесін бір негізгі сәулеге және екі қосымша сәулеге бөлу үшін дифракциялық торды қолданады. Фокусқа келгенде, екі шеткі сәуле негізгі сәуледен бірнеше микрометр қашықтықтағы көршілес жолдардың шекарасын жабады және төрт негізгі блоктан бөлінген екі фотодиодқа шағылысады. Серво перифериялық қабылдағыштарда алынатын RF сигналын анықтайды және осы екі диодтың шығыс айырмашылығы оптикалық жүйені дұрыс жолға бағыттау үшін жүйе пайдаланатын қателік сигналына сәйкес келеді. Трек сигнал екі жүйеге беріледі: біреуі фокус линзасы құрамына енгізілген және ұсақ түзетулер жасай алады, ал екіншісі бүкіл оптикалық құралымды жақтан-жаққа жылжытып, ірі трек секіруін жасай алады. Төрт фотодиодтан шығатын сигналдың қосындысы RF немесе жоғары жиілікті сигналды құрайды, ол дискіде жазылған шұңқырлар мен алаңдардың электрондық көшірмесі болып табылады. RF сигналы осциллографта байқағанда ерекше «көз» пішінін көрсетеді және машинаны жөндеу кезінде оның маңыздылығы проблемаларды анықтау және диагностикалау, сондай-ақ CD ойнатқыштарды калибрлеу үшін өте жоғары.

To read the data from the disc, a laser beam shines on the surface of the disc. Surface differences between discs being played, and tiny position differences once loaded, are handled by using a movable lens with a very close focal length to focus the light on the disc. A low mass lens coupled to an electromagnetic coil is in charge of keeping focused the beam on the 600 nm wide data track. When the player tries to read from a stop, it first does a focus seek program that moves the lens up and down from the surface of the disc until a reflection is detected; when there is a reflection, the servo electronics lock in place keeping the lens in perfect focus while the disc rotates and changes its relative height from the optical block. Different brands and models of optical assemblies use different methods of focus detection. On most players, the focus position detection is made using the difference in the current output of a block of four photodiodes. The photodiode block and the optics are arranged in such a way that a perfect focus projects a circular pattern on the block while a far or near focus projects an ellipse differing in the position of the long edge in north–south or west southwest. That difference is the information that the servo amplifier uses to keep the lens at the proper reading distance during the playback operation, even if the disc is warped. Another servo mechanism in the player is in charge of keeping the focused beam centered on the data track. Two optical pick up designs exist, the original CDM series from Philips use a magnetic actuator mounted on a swing arm to do coarse and fine tracking. Using only one laser beam and the 4 photodiode block, the servo knows if the track is centered by measuring side by side movement of the light of beam hitting on the block and corrects to keep the light on the center. The other design by Sony uses a diffraction grating to part the laser light into one main beam and two sub beams. When focused, the two peripheral beams cover the border of the adjacent tracks a few micrometers apart from the main beam and reflect back on two photodiodes separated from the main block of four. The servo detects the RF signal being received on the peripheral receivers and the difference in output between these two diodes conform the tracking error signal that the system uses to keep the optics in the proper track. The tracking signal is fed to two systems, one integrated in the focus lens assembly can do fine tracking correction and the other system can move the entire optical assembly side by side to do coarse track jumps. The sum of the output from the four photodiodes makes the RF or high frequency signal which is an electronic mirror of the pits and lands recorded on the disc. The RF signal, when observed on an oscilloscope, has a characteristic eye pattern and its usefulness in servicing the machine is paramount for detecting and diagnosing problems, and calibrating CD players for operation.

Цифрлық сигналдарды өңдеу

Аналогтық радиожиілік сигналды (фоторецептор құрылғысынан) өңдеу тізбегіндегі бірінші кезең – оны цифрлық түрге келтіру болып табылады. Қарапайым салыстырғыш немесе дерек кескіш сияқты әртүрлі схемаларды пайдаланып, аналогтық сигнал 1 және 0 сандарынан тұратын екілік цифрлық мәндер тізбегіне айналады. Бұл сигнал CD-дегі барлық ақпаратты сақтайды және EFM (Сегізден он төртке дейінгі модуляция) деп аталатын жүйе арқылы модуляцияланады. Екінші кезең – EFM сигналын демодуляциялау, нәтижесінде аудио үлгілері, CIRC қателерді түзету кодына сәйкес қателерді түзету біттері, сондай-ақ плеер дисплейі мен микрокомпьютер үшін басқару деректерін қамтитын дерек блогы пайда болады. EFM демодуляторы CD сигналының бір бөлігін декодтайды және оны тиісті схемаларға бағыттап, аудио, паритет және басқару (қосалқы код) деректерін бөліп шығарады. Демодуляциядан кейін CIRC қателерді түзетуші әрбір аудио дерек блогын алады, оны SRAM жадында сақтайды және оның дұрыс оқылғанын тексереді. Егер қателік болса, ол паритет пен түзету біттерін пайдаланып деректерді түзетіп, одан кейін аналогтық аудио сигналына айналдыру үшін DAC-ке жібереді. Егер деректердің жоғалған бөлігі қалпына келтіруге мүмкіндік бермесе, түзету келесі блоктардан алынған деректерді интерполяциялау арқылы жасалады, сонда жоғалған бөлік байқалмайды. Әрбір плеердің интерполяциялау мүмкіндігі әртүрлі. Егер тым көп дерек блогы жоғалса немесе қалпына келтірілмесе, аудио сигналын интерполяциялау арқылы түзету мүмкін болмайды, сондықтан жарамсыз деректер ойнатылмауы үшін DAC-ті өшіруге аудио өшіру белгісі қойылады. Redbook стандартына сәйкес, егер аудио деректер жарамсыз, қателі немесе жоқ болса, оларды динамиктерге цифрлық шу ретінде шығаруға болмайды, оларды тоқтату керек.

Ойыншыны басқару

Аудио CD форматының әрбір ойнатқышы CD деректерін декодтау үшін жеткілікті өңдеу қуатына ие болуын қажет етеді; бұл әдетте арнайы интегралдық схемалар (ASIC) арқылы жүзеге асырылады. ASIC-тер өздігінен жұмыс істемейді, оларға бүкіл құрылмын үйлестіру үшін негізгі микрокомпьютер немесе микроконтроллер қажет. Базалық CD ойнатқыштардың бағдарламалық құралы әдетте нақты уақыт операциялық жүйе болып табылады. Кейбір алғашқы оптикалық компьютерлік дискілерде аудиоқосылымы және дербес CD ойнату мүмкіндігі үшін батырмалар орнатылған.

Сауытқа тиеу

Sony 1982 жылы CD дискілерін ойнатуға арналған CDP 101 ойнатқышын шығарды, ол дискіні сығатын табақшалы конструкциямен жасалған. Оны өндіру және пайдалану оңай болғандықтан, көптеген CD ойнатқыш өндірушілері содан бері осы табақшалы стильді сақтап келеді. Табақша механизмі қазіргі көптеген үстелдік компьютерлердің корпустарында, сондай-ақ Philips CD i, PlayStation 2, Xbox және Xbox 360 құрылдарында да қолданылады. Дегенмен, осы кең таралған CD табақшасының дизайнынан ерекшеленетін нақты мысалдар да болды.

Тік жүктеме

1982 жылы Жапондық Аудио жәрмеңкесінде Sony компаниясы алғашқы Goronta CD ойнатқышының прототипін таныстырғанда, тік жүктеу дизайнын көрсетті. Sony прототипі көлемді өндіріске енгізілмегенімен, Alpine/Luxman, Technics бренді астындағы Matsushita, Kenwood және Toshiba/Aurex сияқты бірқатар жапондық CD ойнатқыштарын өндірушілер бұл тұжырымдаманы пайдаланды. Алғашқы тік жүктеу ойнатқыштары үшін Alpine, Luxman, Kenwood және Toshiba (Aurex брендін қолдана отырып) үшін AD 7100 ойнатқыштарын жасады. Kenwood бұл дизайнға өзгеріс ретінде Sigma Drive шығыстарын қосты. Осы алғашқы дизайнның суретін Panasonic веб-сайтында табуға болады. Тік жүктеу кассеталық плеерлердегідей, онда дискіні ұстағышқа түсіріп, ұстағышты қолмен, түйме арқылы немесе толығымен автоматты түрде жабуға болады. Кейбір CD ойнатқыштар тік жүктеуді слотты жүктеумен біріктіреді, себебі диск жабылатын кезде дискіні ұстағышқа тартып алады.

Жоғарғы жүктеме

1983 жылы Philips компаниясы CD форматын АҚШ және Еуропа нарықтарына ұсынғанда, CD100 CD ойнатқышымен алғашқы CD-дискіні салуға арналған конструкцияны көрсетті. (Philips аудио өнімдері сол кезде АҚШ-та Magnavox брендімен сатылды.) Конструкцияның қақпағында бекіткіш болды, яғни пайдаланушы дискіні машинаға салғанда оны жабу керек болды. Кейін Meridian компаниясы Philips CD100 шассиінде Meridian электроникасымен жабдықталған MCD жоғары сапалы CD ойнатқышын ұсынды. Дискіні жоғарыдан салу әдісі түрлі құрылғылардың дизайнында, мысалы, шағын жүйелерде және портативті CD ойнатқыштарда қолданылды, бірақ стерео жүйелік CD ойнатқыштардың арасында тек бірнеше модель ғана жасалды. Мысалдарға Luxman компаниясының D 500 және D 500X сериялы ойнатқыштары, сондай-ақ Denon компаниясының DP S1 ойнатқышы кіреді, екеуі де 1993 жылы шығарылды. Дискіні жоғарыдан салу әдісі Technics SL P50 (1984–1985) және Technics SL P1200 (1986–1992) сияқты диджейлерге арналған және тікелей эфирде қолданылатын ойнатқыштарда да жиі кездеседі. Олар осы мақсаттар үшін қолданылатын винилдік дискілердің физикалық орналасуын және эргономикасын жақын түрде қайталайды. Дискіні жоғарыдан салу конструкциясы сонымен қатар бесінші буынның көптеген бейне ойын консольдарында (PlayStation, Saturn, 3DO Interactive Multiplayer), Dreamcast, GameCube және Wii Mini-де қолданылады.

Сырғалағыш механизммен табақты тиеу

1983-1984 жылдардағы Philips CD303 – дискіні жылжымалы механизммен табақшаға салуды қолданған алғашқы плеер. Қорытындысы, CD-дискіні алу үшін табақша шыққанда, плеердің бүкіл тасымалдау жүйесі де бір бөлік ретінде шығатын. Meridian 200 және 203 плеерлері осы типті болды. Олар сонымен қатар аудио электроникасы CD-дискінің жетегі мен оқу механизмінен бөлек корпусшада орналасқан дизайнды алғаш рет пайдаланды. Осыған ұқсас механизм жұқа оптикалық дисктерде (сондай-ақ жұқа ішкі DVD-дискі, оптикалық жетегі немесе DVD-жазғыш деп те аталады) қолданылады, бұлар бір кезде ноутбуктерде жиі қолданылатын.

Слоттарды жүктеу

Слотты жүктеу машина аудио ойнатқыштары үшін басым жүктеу механизмі болып табылады. Дискіні салу және алу үшін мотор қолданылады. Кейбір слотты жүктеу механизмдері мен алмастырғыштар адаптерді қажет етпей Mini CD-ді жүктей және ойната алады (мысалы, бастапқы Wii моделінің стандартты дискілік ұясы кіші GameCube ойын дискілерін қабылдай алады), бірақ олар шектеулі мүмкіндіктермен жұмыс істей алады (мысалы, Mini CD салынған дискі алмастырғыш осы дискі алынып тасталғанша жұмыс істемейді). Мұндай жүктегіштерде дөңгелек емес CD-дискілерді қолдануға болмайды, себебі олар дөңгелек емес дискілерді өңдей алмайды. Мұндай дискілер салынғанда ілігіп, механизмге зақым келтіруі мүмкін. Бұл сондай-ақ кейбір ноутбуктерде, бастапқы және Slim PlayStation 3, Wii-нің бастапқы моделі мен оның Family Edition нұсқасында, сегізінші буын видео ойын консольдерінде (Wii U, PlayStation 4 және Xbox One), сондай-ақ тоғызыншы буын PlayStation 5 және Xbox Series X-та қолданылады.

Механикалық компоненттер

CD ойнатқыштың үш негізгі механикалық компоненті бар: жетек қозғалтқышы, линза жүйесі немесе оқу басы, және іздеу механизмі. Жетек қозғалтқышы (сонымен қатар шпиндель деп те аталады) дискіні 1,2–1,4 м/с сканерлеу жылдамдығымен (тұрақты сызықтық жылдамдық) айналдырады – дискінің ішкі жағында шамамен 500 айналымға, ал сыртқы жиегінде шамамен 200 айналымға тең. (Дискіні басынан соңына дейін ойнату кезінде оның айналу жылдамдығы төмендейді.) Іздеу механизмі линза жүйесін ақпарат жазылған спиральді жолдар бойынша жылжытады, ал линза жиынтығы лазерлік диодпен жасалған лазер сәулесі арқылы ақпаратты оқиды. Лазер дискіге сәулені бағыттап ақпаратты оқиды, ол дискінің күзгү бетінен фотодиодтық сенсорлар тізіміне кері шағылысады. Сенсор сәуледегі өзгерістерді анықтайды, ал цифрлық өңдеу тізбегі осы өзгерістерді бинарлық деректер ретінде түсіндіреді. Деректер өңделіп, ақырында DAC (цифрлық-аналогтық түрлендіргіш) арқылы дыбысқа айналады. Дискінің ішкі сақинасында орналасқан, дискінің бастапқы бөлігінен кейін TOC немесе мазмұн кестесі орналасқан, ол шамамен бес килобайт бос орынды қамтиды. Бұл диск ойнатқышқа салынатын кезде ойнатқыш оқитын алғашқы ақпарат, және ол аудио тректердің жалпы саны, CD-дегі ойнау уақыты, әр тректің ойнау уақыты және ISRC сияқты басқа да ақпараттарды, сондай-ақ дискінің формат құрылымын қамтиды. TOC дискі үшін өте маңызды, егер ойнатқыш оны дұрыс оқымаса, CD ойнатылмайды. Сондықтан ол бірінші музыкалық бағдарлама басталмас бұрын 3 рет қайталанады. Дискінің соңғы бөлігіндегі (сыртқы шеткі) шығыс аймағы ойнатқышқа дискінің аяқталғанын хабарлайды.

CD ойнатқыштың ерекшеліктері

CD ойнатқыштар өнімділікті жақсарту, компоненттер санын немесе бағасын төмендету үшін түрлі әдістерді қолдануы мүмкін. Үлгілерді артық алу, бір биттік DAC, екі биттік DAC, интерполяция (қателерді түзету), секіруге қарсы буферлеу, цифрлық және оптикалық шығыстар сияқты мүмкіндіктер кездесуі немесе болған. Басқа мүмкіндіктер функционалдылықты жақсартады, мысалы, тректерді бағдарламалау, кездейсоқ ойнату және қайталау, немесе тректерге тікелей қол жеткізу. Тағы басқалары CD ойнатқыштың мақсатына байланысты, мысалы, автомобиль және портативті CD ойнатқыштар үшін секіруге қарсы қорғау, диджейлік CD ойнатқыштар үшін питчті басқару және тізімге қою, үй ойнатқыштары үшін қашықтан басқару және жүйемен интеграция. Кейбір мүмкіндіктердің сипаттамасы:

Үлгілерді артық алу – көптеген CD ойнатқыштардың шығысындағы төмен өткізгіш сүзгінің жұмысын жақсарту тәсілі. CD кодтау үшін қолданылатын 44,1 кГц жиілігінің еселігіне дейін үлгі алу жиілігін арттыру арқылы, ол әлдеқайда төмен талаптарға ие сүзгілерді пайдалануға мүмкіндік береді. Бір биттік DAC-тер басқа DAC-терге қарағанда арзан болса да, ұқсас өнімділік көрсетеді. Екі биттік DAC кейде мүмкіндік ретінде жарнамаланды, себебі алғашқы CD ойнатқыштардың кейбіреулері бір DAC-ты пайдаланып, оны каналдар арасында ауыстырған. Бұл қосымша қолдау тізбектерін қажет етті, бұл дыбыс сапасын нашарлатуы мүмкін. Секіруге қарсы қорғау немесе Антишок – CD ойнатқыштың диск ойнату механизміне механикалық соққы тиген кезде аудио шығысын тоқтатудан сақтау тәсілі. Ол қосымша деректерді өңдеуші және RAM-шіптен тұрады, ол дискіден екі есе жылдамдықпен оқиды және аудио деректерінің әртүрлі бөліктерін кейінірек декодтау үшін RAM жады буферіне сақтайды. Кейбір ойнатқыштар буферлеу алдында аудио деректерін қысып, аз сыйымдылығы бар (және арзан) RAM-шіптерін пайдаланады. Типикалық ойнатқыштар 16 Мбит RAM-шіпіне шамамен 44 секундқа дейін аудио деректерін сақтай алады.

Кішкентай портативті ойнатқыштар

Портативті CD-плеер – компакт-дискілерді ойнатуға арналған портативті аудио плеер. Портативті CD-плеерлер батареялармен жұмыс істейді және оларда 1/8 дюймдік (1/8") құлаққап ұясы бар, оған пайдаланушы құлаққаптарды қосады. Алғашқы портативті CD-плеер Sony компаниясы шығарған D 50 болды. D 50 1984 жылы нарықта қолжетімді болды және Sony-дің барлық портативті CD-плеерлері үшін стандарт ретінде қабылданды. 1998 жылы портативті MP3 плеерлер портативті CD-плеерлермен бәсекелесе бастады. Apple Computer компаниясы iPod желісімен музыкалық плеер нарығына енгеннен кейін он жыл ішінде портативті цифрлық аудио плеерлердің басты сатушысы болды, ал бұрынғы алып Sony (Walkman және Discman құрылғыларын жасаушы) қиындыққа тап болды. Бұл нарық өзгерісі алғашқы портативті цифрлық аудио плеер, Rio цифрлық музыка плеері пайда болғанда басталды. 64 МБ Rio MP3 плеері пайдаланушыларға шамамен 20 әнді сақтауға мүмкіндік берді. Rio-ның портативті CD-плеерлерден артықшылығының бірі – Rio-да жылжымалы бөліктер болмағандықтан, ол үздірілмейтін ойнатуды қамтамасыз етті. 2010 жылдардағы көптеген бумбокс моделі CD R және CD RW форматтарымен үйлесімді CD плеерін қамтиды, бұл пайдаланушыға жоғары сападағы тасымалдағыш құралда өзінің музыкалық жинақтарын алып жүруге мүмкіндік береді. Көптеген модельдер iPod және осыған ұқсас құрылғыларды бір немесе бірнеше қосымша кіріс ұялары арқылы қосуға рұқсат береді. Кейбіреулері MP3 және WMA сияқты форматтарды да қолдайды. Тағы бір заманауи нұсқасы – жоғарғы жағынан дискілерді салуға арналған CD/DVD дискісі және бұрын кассеталық бөлім орналасқан жердегі LCD бейне экраны бар DVD плеер/бумбокс. Осы типтегі бумбокс модельдерінің көпшілігі сыртқы бейне сигналдарын (мысалы, телеарналарды) қабылдауға және DVD плеерді үлкен теледидарға қосуға арналған кіріс және шығыс порттарымен жабдықталған.

DJ жабдықтары

Диск-жокейлер (DJ), би клубында, рейвте немесе түнгі клубта әндердің қоспасын ойнайтындар, екі немесе одан да көп дыбыс көзінен әндер ойнатып, әндер арасында үздіксіз өту үшін DJ миксерін пайдаланады. 1970 жылдардағы диско дәуірінде диджейлер көбінесе екі пластинка қолданған. 1980 жылдардан 1990 жылдарға дейін екі компакт-кассета диджейлер үшін танымал дыбыс көзіне айналды. Келесі онжылдықтарда диджейлер CD-лерге, содан кейін сандық аудио ойнатқыштарға көшті. CD-дискілер мен CD-плеерлерді пайдаланатын диджейлер әдетте, қалыпты CD-плеерлерде жоқ мүмкіндіктері бар арнайы DJ-CD-плеерлерін қолданады. Диджейлер скретчингпен – дыбыс жазбаларынан ритмикалық дыбыстар мен дыбыс эффекттерін жасаумен – айналысады. Дәстүр бойынша, скретчинг жасау үшін винил пластинкалар мен айналдыру тіректері қолданылатын. 2010 жылдары кейбір арнайы DJ CD-плеерлері CD-дегі әндерді пайдаланып сол скретчинг эффекттерін жасауға мүмкіндік береді.