Slik er CD-en bygget opp. (Bilde: Simen Håkonsen)

HVORDAN VIRKER: CD

Cd-en fyller 30 år

1. oktober 1982 var en viktig dato i teknologihistorien. Da ble verdens første cd-plate lansert. Det var Billy Joels album 52nd Street som fikk æren.

Salget var nok så som så i en verden hvor «alle» hadde platespiller og cd-spillere kostet det hvite ut av øyet.

Selv om optisk lagring av musikk på cd-en har fått voldsom konkurranse fra digitale musikkbutikker på nettet, strømmingstjenester og andre måter å distribuere lyd på, henger cd-en fortsatt med.

Men toppen er passert. I fjor passerte musikksalget på nett salget av cd-er, som nådde 300 millioner enheter.

Når vi nå feirer «bestefar cd» er det også grunn til å tenke på slekta. cd-en avfødte DVD-barnet og Bluray-barnebarnet, selv om hele stamtreet er utsatt for de samme teknologiskiftene som truer cd-en.

Neil Young satser på Pono: Klar for å gi verden bedre lyd

Startet på 70-tallet

Selv om Philips og Sony lanserte cd-en sammen, var det Philips’ forskning som var grunnlaget. Philips hadde begynt arbeidet med digital musikk allerede i 1974, og så den gang for seg en plate på 20 cm i diameter til formålet.

Det var betydelig mindre enn lp-en, som var 12 tommer (30,5 cm), men stort i forhold til de 12 cm cd-en havnet på.

Navnet Compact Disc ble til fordi Philips hadde utviklet Compact Cassette, som var svært utbredt den gangen. Håpet var at lp-ens etterfølger skulle bli like populært.

Det var Philips Laserdisc som var den teknologiske modellen for cd-en, selv om denne måten å lagre filmer på var analog.

Prinsippet, derimot, med å bruke en rød laserstråle med en bølgelengde på 780 nanometer som var rettet mot en plate med et blankt aluminiumsbelegg, var det samme.

I platen var det et spiralspor med groper. Når laseren ble rettet mot sporet, ble lyset reflektert forskjellig avhengig om det var en grop eller overflate.

På den måten kunne en lyssensor lese av forskjellen i reflektivitet.

74 minutter

Opprinnelig var planen å lage en plate med mindre diameter enn 12 cm. Målet var å lage et medium som hadde plass til begge sidene på en lp, som hver var på inntil 30 minutter.

Det var ikke Sonys svært musikkinteresserte og operautdannede Norio Ohga fornøyd med. En cd måtte ha plass til 74 minutters opptak, mente han.

Det var nemlig tiden det tok å spille Beethovens niende symfoni. Dessuten insisterte han på 16 bits oppløsning, mens Philips hadde foreslått 14 bits.

Les også: Har du LP-er, er dette maskinen du skal ha

PCM

Digital lagring av musikk var litt av en revolusjon som tok av med cd-en. Da forskerne jobbet med formatet på slutten av 70-tallet, var digital lydkompresjon ikke noe tema.

Teknologien var ikke moden og det var plass på cd-en til å lagre musikken ukomprimert.

For å representere analog lyd på et digitalt format brukte man såkalt pulskodemodulasjon – PCM. Med slik teknikk tar man en serie lydprøver i sekundet hvor høyden på lydsignalet representeres med et tall.

Til det benyttes elektronikk som kalles en analog til digital omvandler (A/D) inn. Når musikken på nye skal gjenskapes fra datastrømmen, må den gjennom en motsatt form for omvandling (D/A), og så må den forsterkes så den kan drive høyttalere.

Cd-en skulle gjengi hele det hørbare frekvensområdet og vel så det, fra 20 Hz til 20 kHz.

Jo tettere man tar prøver av den analoge lyden og jo høyere oppløsning hver prøve har, jo bedre kan man følge den ekte analoge lydkurven. For å få til det, ble musikken lagret i form av 44 100 punktprøver (samples) i sekundet for hver av de to lydkanalene.

Det oppsto en diskusjon om hvor stor oppløsning hver punktprøve skulle ha, men heldigvis vant Sony med 16 bits over Philips, som mente det var nok med 14 bits, siden de allerede hadde utviklet en 14 bits digital til analog omvandler.

Les også: Din neste musikkavspiller

Enkel produksjon

På samme måte som en lp kunne cd-en trykkes. Mønsteret med små groper i overflaten presses inn i platen, som så sprayes med det reflekterende aluminiumsbelegget.

Til slutt forsegles det hele med et tynt sjikt med akryl, som så trykkes over med etiketten.

Det settet av standarder som Sony og Philips definerte cd-en med, kalles ofte for den røde boken. I 1985 ble den utvidet med den gule boken, som definerte cd-en som et datalagringsmedium.

Fremdeles var det snakk om lesbare, men ikke skrivbare data, altså CD-ROM – Read Only Memory, men det gav formatet et stort, nytt anvendelsesområde innen programvaredistribusjon. En slik kan lagre fra 650 til 900 MB avhengig av platen.

Ble utkonkurrert

Etter hvert er det kommet mange ulike formater som beskriver det man lagrer på en cd, men CD-ROM-en og varianter av de skrivbare og overskrivbare var, og til dels er, viktige.

Etter hvert økte man også hastigheten til både lesing og skriving.

Mens en cd hadde en original dataoverføringshastighet på 150 kB/s, kom man opp i en hastighet som var over 50 ganger raskere og som ble begrenset av hvor fort man kunne tillate at en plate spant rundt uten fare for at den kunne gå i stykker.

Da dvd-en kom på midten av 90-tallet, mente mange at tiden var inne til å bruke den kraftige økningen i datakapasitet til å lagre bedre lyd. DVD-Audio hadde støtte for 96 kHz samplingsfrekvens i 24 bits oppløsning og utvidet antall kanaler til 5+1.

Verken dette formatet eller det konkurrerende SACD ble noen suksess. I stedet foretrakk forbrukerne komprimert lyd i mp3- eller AAC-format.

Mens kopiering av analog musikk aldri var noe stort problem, fordi kopien alltid ble dårligere enn originalen, ble digital kopiering et stort problem. Her fikk man alltid en perfekt kopi, og det var de nye skrivbare cd-ene som først utfordret musikkindustrien.

Introduksjonen av skrivbare cd-er, hvor en kraftigere laser kunne brenne groper i et reflekterende belegg slik at de kunne leses som en vanlig cd, ble opphav til mye hodepine. Både kopiering av musikk og annet digitalt innhold, som programvare, ble plutselig svært utsatt.

Enda verre ble det selvfølgelig når komprimert musikk kom på banen og internett fikk opp farten.

Les også:

Disse får maks lyd ut av din iPhone

Denne høyttaleren bruker rommet som kasse

Dette er årets HiFi-nyheter

Nå kan du skrote CD-samlingen