Оптические диски
Компакт-диск формата CD-DA оказался первой общедоступной цифровой аудиосистемой. Это миниатюрная пластинка диаметром 120 мм с цифровой записью на одной стороне, воспроизводимой на лазерном проигрывателе. Полностью записанный диск звучит 74 мин. Он дает высококачественный звук с частотной характеристикой от 20 Гц до 20 кГц, с превышающими 90 дБ динамическим диапазоном и разделением между каналами.
Легенда гласит, что при утверждении формата компакт-диска компаниями Philips и Sony, вице-президент Sony Норио Ога, который был большим поклонником Бетховена, настаивал на том, что диск обязательно должен вмещать его 9-ю симфонию целиком. Самой длинной записью, найденной в архивах, оказалось исполнение симфонии на Байрейтском фестивале под руководством Вильгельма Фуртвенглера — 74 минуты. Это и послужило решающим аргументом при принятии решения о ёмкости диска.
В 1997 появилась и к концу века получила распространение технология DVD. Это, по существу, более емкий (до 4Гб) и более быстрый компакт-диск, который может содержать аудио, видео и компьютерные данные.
В сентябре 1999 года компаниями SONY и PHILIPS был предложен формат Super Audio CD (или SACD). Форма и размер SACD совпадает с обычным компакт диском (CD). Емкость SACD в 6 раз больше обычного CD, кроме звука на них можно записывать и другие данные.
Поддерживается многоканальность (может быть записано 1, 2, 2.1, 3, 4 (3.1, 4.0), 5 или 6 (5.1) каналов, где .1 - это субвуфер) и защита от копирования.
Преемственность сохраняется благодаря, так называемым, двуслойным или гибридным дискам, которые можно слушать и на старых CD проигрывателях. Все SACD проигрыватели также воспроизводят обычные CD.
Как устроен CD
Первый оригинал компакт-диска (мастер-диск) изготавливают методом фотолитографии, используя лазер для выжигания питов (микроуглублений) на поверхности фоторезиста, нанесенного на стеклянный диск. В процессе производства питы становятся выступами отражающей нижней поверхности пластиковых дисков, на которую затем наносится слой прозрачного пластика толщиной 1,2 мм. Длина питов и расстояние между ними несут цифровую информацию. Питы идут по спирали длиной 5,7 км, которая начинается в центральной части диска, закручивается по часовой стрелке и доходит до края. Шаг спирали равен 1,6 мкм (примерно 1/40 диаметра человеческого волоса и около 1/60 среднего шага канавок записи на долгоиграющей пластинке).
Двоичная информация считывается лазерным лучом. Там, где луч попадает в промежутки между выступами, он отражается обратно и светоделительной призмой направляется на фотоприемник. Когда же считывающий лазерный луч попадает на выступ, он при отражении диффузно рассеивается. Таким образом, фотоприемник получает одно из двух возможных значений – 0 или 1.
Цифровые магнитные носители
DAT (Digital audio tape) — цифровой формат звукозаписи, разработанный компаниями Sony и Philips и представленный в 1987 году. DAT задумывался как потребительский звуковой формат, в качестве альтернативы аналогового формата записи на компакт-кассеты, но не получил такого же массового распространения. Однако, формат нашел широкую поддержку в профессиональной среде.
DAT-кассета по внешнему виду напоминает уменьшенную компакт-кассету, внутри которой находится магнитная лента с металлопорошковым рабочим слоем.
Запись на магнитную ленту производится цифровым, а не аналоговым способом. При этом используется 16-битная импульсно-кодовая модуляция (PCM) без сжатия, как у CD. Частота дискретизации может быть выбрана из нескольких значений: 48 (основной режим), 44,1 (как у CD) или 32 кГц.
В профессиональной звукозаписи широко использовался ADAT (Alesis Digital Audio Tape) — пакет стандартов цифровой звукозаписи, разработанный компанией Alesis в 1991 году, включающий формат восьмидорожечной звукозаписи на видеокассету стандарта S-VHS.
При цене $3995 ADAT являлся в то время самым недорогим цифровым многодорожечным магнитофоном.
MiniDisc (магнитооптический носитель)
Минидиск (или сокращённо MD) — цифровой магнитооптический носитель информации. Был разработан и впервые представлен компанией Sony 12 января 1992 года. MD позиционировался как замена компакт-кассетам, к тому времени достигнувшим своего технологического предела, и — как конкурент уже получившим распространение (но неперезаписываемым) компакт-дискам.
Минидиск широкого распространения в мире не получил, и 1 февраля 2013 года Компания Sony официально заявила о конце стандарта MiniDisc, объявив о том, что последние плееры, поддерживающие этот формат, будут выпущены компанией в марте этого года, далее поддержка MD будет прекращена.
Запись на магнитооптический диск осуществляется по следующей технологии: излучение лазера разогревает участок дорожки выше 150 градусов цельсия, после чего магнитная головка, расположенная с обратной стороны диска, создает электромагнитный импульс, который изменяет намагниченность. Эти изменения создают отпечатки, эквивалентные питам на оптических дисках.
Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом в зависимости от намагниченности изменяется плоскость поляризации луча лазера, что и определяется датчиком.