Lydbærere

LYDBÆRERE

Drømmen som ble virkelighet

Menneskene har gjennom alle tider hatt behov for å kommunisere med hverandre. Utviklingen av språk og tale har gitt oss muligheter som de fleste i dag tar for gitt. Sang, musikk og dans er eksempler på annen menneskelig kommunikasjon som delvis har ivaretatt andre former for kommunikasjonsbehov enn det tale og språk kan dekke. Felles for alle disse formene er bruken av lyd som bærer av kommunikasjonen. Lyd må tolkes og det har derfor alltid oppstått situasjoner hvor det har vært behov for å dokumentere hva som faktisk ble sagt, sunget, musisert. Vi kan bare fundere over tallet på alle diskusjoner og konflikter som kunne ha vært unngått hvis mulighetene til dokumentasjon hadde vært til stede. "Det-sa-jeg-ikke-formularet" kjenner sikkert noen og enhver!

Historiske kilder fra Kina, Hellas og Det gamle Egypt forteller om magiske innretninger som kunne gjengi menneskestemmen. Fra Faraoenes Rike finner vi f.eks. beretningene om de syngende memnonstøtter, som Amenhotep III reiste ved Nilen. Nærmere vår tid finner vi historien av Baron von Münchausen om de frosne tonene i posthornet i Sibir: Han spilte en dag et signal ute i kulden, og da han tok hornet inn i varmen igjen, spilte hornet hele konserten. Mer realistiske beskrivelser finner vi av den franske forfatteren Cyrano de Bergerac (1619-1655). Han skriver at menneskelig tale eller musikk, kan bevares i et skrin med fine mekanismer, for deretter å gi oss lyden tilbake gjennom ei nål. Dette er en bemerkelsesverdig beskrivelse av fonografen eller grammofonen som skulle komme over 200 år senere. Kulturhistorisk er det trist at ikke en eneste vitenskapsmann fattet interesse for Bergeracs ideer - som hadde vært mulig å realisere allerede på 1600-tallet!

Mekaniske lydbærere

Den første beskrivelsen av et apparat til å nedtegne lyd mekanisk, finner vi fra året 1807. Thomas Youngs (1773-1829) oppfinnelse bygger på at lyd er bølgebevegelser. Ved hjelp av en stemmegaffel og en metallstift kunne han registrere lydbølgene på en strimmel av sotet papir, som han hurtig førte forbi stiften. I 1840-åra førte Leon Scott de Martinville (1817-1879), Youngs ideer videre til også å registrere lydbølger fra den menneskelige stemmen. De første lydbærerne som også skulle få stor allmenn interesse, er knyttet til oppfinnelsen av fonografen i 1877. Thomas Alva Edison (1847-1931) reknes oftest som oppfinner, men franskmannen Charles Cros (1842-1888) var trolig den første til å beskrive metoden for både å registrere og gjengi lyd. Imidlertid lyktes ikke Cros med å finansiere prosjektet, som metodisk har en forbløffende likhet med Edisons talemaskin, fra samme år. Uansett er det fra nå av at historien om å innspille og avspille lyd mekanisk-akustisk starter.

Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison konstruerte sin første modell av den såkalte fonografen, 6.desember 1877. Lydbæreren var en tinnfoliebelagt, 10 cm lang sylinder som var 10 mm i diameter, og som hadde et 2,5 mm bredt spiralformet spor. Sylinderen var festet i en aksling med sveiv i den ene enden. I hver ende av sylinderen fantes membraner med ei nål, henholdsvis for innspilling og avspilling. Ved innspilling ble det brukt ei trakt for å "samle opp" lyden slik at den traff innspillingsmembranen. Membranen kom i svingninger og stiften beveget seg opp og ned, og laget graveringer med forskjellig dybde i tinnfolien. Ved at akslingen hadde skruegjenger, kunne sylindervalsen bevege seg langsomt i lengderetningen når den ble dreid rundt. Ved avspilling ble stiften ført over furen og membranen ble satt i liknende bevegelser som ved innspilling. Disse svingningene ble til lyd gjennom ei lydtrakt. Selv om lyden var metallisk og hadde et sterkt begrenset frekvensomfang, hadde fonografen et åpenbart fortrinn fremfor den senere grammofonen; fonografen kunne brukes til både innspilling og avspilling. På tross av at grammofonplatene overtok for sylinderrullene rundt 1910, var fonografer i bruk som diktafoner langt inn i 1960-årene.

Edison forlot seinere arbeidet med fonografen og begynte i stedet arbeidet med utviklingen av glødelampen. (I løpet av livet tok han ut patent på over 500 oppfinnelser!) I Washington fortsatte utviklingsarbeidet av fonografen av Bell og Tainter. De vesentlige forbedringene bestod i at tinnfolien ble erstattet med en sylinder av voks. Dette resulterte i bedre lydkvalitet og materialet var mer bestandig enn tinnfolien som både produserte mye støy og ikke klarte mer enn ca. tre avspillinger. De nye rullene, som bestod av papp med et vokslag på, kunne dessuten byttes ut. Problemet med å holde jevn hastighet ble løst ved å bruke en elektrisk motor eller en fotpedal. I 1886 ble Edison forespurt om å samarbeide med Bell og Tainter, men svarte bestemt nei til et slikt samarbeid. I stedet tok han igjen opp arbeidet med fonografen sin og kjøpte opp noen av Bell og Tainters patenter, bl.a. ideen om å bruke voks i stedet for tinnfolie. Nå lot han valsene være av voks helt igjennom, og de kunne dermed slipes ned og brukes om igjen mange ganger. Fonografen, i ulike modeller, ble produsert til 1918, mens rullene ble produsert helt til 1929.

Grammofonplaten

I 1912 presenterte Edison sin såkalte "Disc Phonograph" og var med dette med i kappløpet etter Berliners introduksjon av grammofonen i USA (1894). Hans vertikalgraverte "Diamond Disc" plater var revolusjonerende ikke bare på grunn av lydkvaliteten, men spilletiden ble vesentlig forbedret. Mens eksisterende fonograf- og grammofonsystem hadde ei spilletid fra to til fire minutt til rådighet, kunne de nye platene inneholde 40 minutt med musikk (20 minutt på hver side). Slik sett kan Edison også reknes som oppfinner av langspillplaten.

Som nevnt er det altså den tyskamerikanske oppfinneren Emile Berliner (1851-1929) som oppfant de velkjente, runde grammofonplatene. Fonografen og grammofonen bygger på de samme tekniske grunnprinsipp, men med særlig en viktig forskjell. Mens fonografnålen beveger seg vertikalt ("hill-and-dale" i likhet med Edisons "Disc Phonograph"), beveger Berliners grammofonnål seg horisontalt, såkalt lateral gravering. Det var gjennom et leketøyfirma våren 1890 at en begynte å masseprodusere grammofoner og 12,5 cm plater, da innebygd i dukker! De første platene var av dårligere lydkvalitet enn de samtidige fonografsylindrene.

Gamle grammofonplater fins i mange format

Eldridge Johnsons konstruksjon av en urverkmekanisme (1896) og utviklingen av en metode for å spille inn på voks (1898), i stedet for etsing i en sinkplate, var vesentlige oppdagelser som skulle bli brukt i over 50 år. Allerede i 1913 spilte Berlinfilharmonikerne under ledelse av Arthur Nikitsch inn Beethovens 5. symfoni. Innspillingen må nok betraktes som en kuriositet ut fra et lytteperspektiv (i dag).

Platefremstilling

Fremstillingsprosessen, fra voksplate til grammofonplate, er en teknikk som har blitt brukt nesten uforandret heilt opp til vår tid. Den innspilte voksplaten blir gjort ledende ved at den påføres metallstøv. Deretter legges den i en ebonittring og henges loddrett i et kobberbad. Katoden blir ført gjennom senterhullet og ei kobberplate fungerer som anode i badet. Voksplaten dreies langsomt rundt i om lag 24 timer og det har nå dannet seg et kobbernegativ som blir tatt av ("faren"). (Voksplaten kan brukes om igjen.) Ved galvanisering lages det så et kobbernedslag med risser lik originalopptaket fra kobbernegativet, altså en positiv metallkopi som også kalles "moren". Fra "matrisemoren" lages det så et tredje kobbernedslag som igjen blir negativ og brukes som matrise. Matrisen blir sentrert og kantene blir avdreid for deretter å bli forniklet og polert. Forniklingen gjør matrisen mer motstandsdyktig under pressingene. Platepressen minner mye om et vaffelkakejern. Platemassen blir oppvarmet og knadd med hendene til en liten kake som legges i platepressen. Når dobbeltsidige plater produseres, legges det inn både en øvre og nedre matrise. Platemassen avkjøles så med vatn og den ferdig støpte grammofonplaten kan tas ut fra pressen. Materialet som ble brukt til grammofonplatene i gamle dager var vanligvis basert på skjellakk; et materiale som Pathé oppdaget i 1890-årene. Skjellakk er en naturharpiks fra forskjellige harpiksrike tre i Sørøst-Asia. Senere, og opp til i dag, har vinyl blitt brukt som materiale.

Elektriske innspillinger

Frekvensomfanget for de akustiske platene (78-plater) var relativt beskjedent, bare 200 - 2.000 Hz, i tillegg til at dynamikken var beskjeden (ca. 20 dB). De fleste av oss hører lyder over 10.000 Hz; avhengig av alder kan vi høre opp mot 20.000 Hz. Dette førte som rimelig var til et ønske om forbedring, og det var nærliggende å utvikle en metode for å omdanne lydbølger til elektrisk energi. Lionel Guest og H.O. Merrimans metode ble brukt ved den første elektriske innspillingen i Westminster Abbey 11. november 1920. Denne innspillingen ble gjort med fire telefonmikrofoner. Utviklingen videre dreide seg mye om nye mikrofontyper (kullkornmikrofonen og kondensatormikrofonen). Fra 1925 ble det vanlig med elektriske opptak (Columbia og HMV) og frem mot krakket på Wall Street opplevde plateselskapene store salgstall (over 100 millioner i USA i 1927). Dynamikken og frekvensområdet ble betydelig forbedret under den 2. verdenskrig. Dette til tross for råvaremangelen som også førte til at det ble produsert grammofonplater av de merkeligste materialer.

Den revolusjonerende LP-platen ble lansert av det amerikanske plateselskapet Columbia 21. juni 1948, og ganske snart overtok den markedet etter 78-platene. Allerede året etter lanserte plateselskapet Victor singelplaten (45 r.p.m.) som særlig skulle få stor betydning for populærmusikken. Stereofonien hadde blitt beskrevet av Bell allerede i 1880, men først i 1931 ble platen utviklet (Alan Blumlein). I 1958 lanserte plateindustrien de første LP-platene med stereolyd - ikke helt tilfeldig etter at lydbåndet med to spor (stereo) allerede hadde blitt lansert. Den moderne stereoplaten inneholder en kombinasjon av vertikal gravering (stereo-informasjonen) og lateral gravering (monosignalet). Derfor kan stereoplater avspilles på en mono platespiller. I stedet for å spille av lyden gjennom ei trakt, blir det mekaniske signalet i platerillen omformet til et elektrisk signal i den såkalte pickupen, som deretter forsterkes opp gjennom en forsterker til høytalerne.

Pathéplater

Vi finner også andre mekaniske lydbærere som har vært i bruk i varierende grad opp gjennom lydhistorien. Både med hensyn til materiale og form har variasjonen vært stor. Særlig ett system, som ser ut som en grammofon, bør her nevnes: Pathéfonen. Opptakene ble først gjort på fonografruller og etterpå overført mekanisk til såkalte pathéplater. De første 20 årene av århundret systemet var i bruk, ble det produsert plater i mange forskjellige størrelser og nesten like mange hastigheter. Platene kan ikke spilles på vanlig grammofon, og en bør heller ikke forsøke å gjøre det! De er gravert vertikalt, men grovere og med en annen stift enn for voksrullene. I Norge er pathésystemet spesielt interessant ved at det ble opprettet hovedkontor i Kristiania rundt 1910. Rettighetshaveren William Farre var spesielt opptatt av å utgi pathéplater med norske utøvere.

Magnetiske lydbærere

Det tekniske grunnprinsippet med magnetiske lydbærere er basert på magnetisme og magnetisk induksjon. Det at enkelte stoff i naturen (f.eks. mineralet magnetitt) tiltrekker seg jern, har vært kjent allerede før Kristi fødsel. I 1820 oppdaget den danske fysikeren Ørsted at en elektrisk strøm i en leder produserer et magnetfelt rundt lederen. Denne oppdagelsen bygde Faraday videre på gjennom sin induksjonslov i 1831. Elektromagnetisk induksjon sier noe om sammenhengen mellom magnetisme og elektrisk strøm (eller spenning) i en krets, og hvordan de ulike forandringene innvirker på hverandre. Når det går elektrisk strøm gjennom en spole, blir det generert et magnetfelt. Motsatt blir det generert strøm når et magnetfelt beveger seg nær en spole.

Stålwiren

Wire-opptaker fra etter 2. verdenskrig

Valdemar Poulsens oppfinnelse, Telegrafonen (1898), som bestod av en pianotråd og en elektromagnet festet til en mikrofon, fikk stor betydning for utviklingen videre frem mot båndopptakeren. Stålwiren ble videre utviklet de første tiårene, og wire-opptakere ble produsert for salg allerede tidlig i århundret. De første stålwirene kunne imidlertid ikke konkurrere med sylinderen og grammofonplaten hva angår lydkvalitet. Som et forsøk på å forbedre den tynne stålwiren, ble det på 20- og 30-tallet utviklet lydbånd av stål som var 1/2 tomme brede. Imidlertid ble nødvendigvis spoler av slike bånd svært tunge, og de ble også dyre å produsere. Wire-opptakere ble produsert også etter 2. verdenskrig, bl.a. av den danske fabrikanten Bang & Olufsen (1948), men betraktes i dag som kuriositeter i lydhistorien.

Lydbåndet

Den første lydbåndopptakeren var en tysk patent som ble utviklet av Fritz Pfleumer og AEG Telefunken (1928). Den ble trolig ikke presentert på en utstilling før Berlin i 1935. Apparatet ble kalt "Magnetophone" og lydbæreren var opprinnelig en papirstrimmel med pålimte metallpartikler. Det ble brukt et acetatbasert lydbånd allerede på utstillingen i Berlin i 1935. Det tyske firmaet BASF utviklet lydbåndet, og papirbåndet ble snart erstattet med et materiale av cellulose-acetat. Brannfaren var et problem i fremstillingen av de små partiklene av jernoksyd. Under 2. verdenskrig utviklet tyskerne forbedrede magnetofoner og 1/4" lydbånd. Egentlig er betegnelsen en misforståelse fra amerikanerne som trudde at båndet var 3@ bredt mens det egentlig var 6,5 mm. Etter hvert begynte flere å fatte interesse for den tyske ideen, og en begynte snart å innse at det var nødvendig med en standardisering slik at en kunne utveksle lydbånd. Enkelt var det imidlertid ikke på grunn av ulike interesser, og da som nå ble det utviklet mange forskjellige standarder fra flere produsenter og land. Noen av de mest kjente er NAB (National Association of Broadcasters), SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers), RIAA (Record Industry Association of America) og DIN (Deutsche Industrie-Normen). I radioproduksjon var lydbåndet tatt i bruk allerede på 1930-tallet og rundt 1950 begynte en å bruke båndopptakeren også i plateproduksjonen. Lydkvaliteten var bedre enn datidens grammofonplater, og fordelene var ellers store når det gjaldt redigeringsmuligheter og trick-innspillinger ("sound-on-sound"). I Norge fikk båndopptakeren for alvor gjennomslag i forbindelse med OL i 1952.

Lydbåndet eller magnetbåndet består hovedsakelig av to sjikt: bærefolien og oksydlaget som holdes sammen av et bindemiddel. Bærefolien har som navnet sier til oppgave å bære det magnetiske materialet. Materialkvaliteten er viktig fordi bærefolien i stor grad bestemmer båndets mekaniske egenskaper. I dag benyttes stort sett polyetylen eller polyester. Oksydlaget er lydbåndets magnetiske belegg og kan beskrives som ei samling av mange små magneter som ligger tilfeldig plassert på et uinnspilt bånd. Magnetpartiklene retter seg inn etter et indusert magnetfelt fra lydhodet, og forblir (ideelt) liggende i et ordnet mønster inntil lydbåndet slettes (avmagnetiseres). Jernoksyd har lenge vært det mest brukte materialet, men vi finner også blandingsmaterialer som f.eks. kromdioksyd, og ikke minst har det såkalte metallbåndet gode magnetiske egenskaper. Når det gjelder bevaring og holdbarhet, er det imidlertid slik at økt magnetisering medfører kortere levetid. Alle typer lydbånd har fått bedre magnetiske egenskaper med utviklingen av formagnetiseringsteknikken ("bias") og ulike former for støyreduksjonssystem.

Kompaktkassetten

For konsummarkedet skulle det bli særlig ett båndsystem eller båndformat som kunne ta opp konkurransen med LP-platene og spolebåndene. Philips presenterte "Compact-Cassette" systemet allerede i 1963 på en radioutstilling i Berlin. To år senere kom de første ferdiginnspilte kassettene på markedet (Musicassettes eller MC). Av tidlige forbedringer av kassettsystemet kan det nevnes utviklingen av Low Noise bånd (1968) og introduksjonen av Dolby-B systemet (1970 og 1972). Kassettens mål (100 x 64 x 9 mm), båndhastighet (4,75 cm/s) og båndbredde (3,81 mm) ble en standard som ingen andre produsenter har klart å utkonkurrere. Med kompaktkassettens åpenbare begrensninger rent lydteknisk, er det litt trist at ikke andre kassettsystem har oppnådd tilsvarende standardisering. Sonys lansering av EL-kassetten på 70-tallet, hvor båndet er like bredt som et 1/4" spolebånd og avspillingshastigheten er 9.5 cm/s, var utvilsomt en stor forbedring sammenliknet med kompaktkassetten. Systemet ble imidlertid ingen kommersiell suksess, og den teknologiske utviklingen har hovedsakelig fokusert på forbedringer av musikkassetten og utvikling av digitale båndmedier.

Digitale magnetbånd

Det analoge båndmediet har åpenbare svakheter, f.eks. signal/støyforhold, og tidlig på 70-tallet ble digitale båndopptakere utviklet. Selve metoden for å kode lydbølger på digital form (ettall og nuller), ble utviklet allerede i 50- og 60-årene, særlig ved laboratoriet til Bell Telephone. Det var imidlertid utviklingen av integrerte kretser (IC) som gjorde det praktisk mulig å produsere digitalt avspillingsutstyr først på 70-tallet. Fra 1976 produserte mange store plateselskap LP-plater fra digitale masterbånd. Og med Sonys utvikling av den såkalte PCM-F1 konverteren, ble det så billig å gjøre digitale opptak på video (VCR) at også mindre plateselskap gikk til innkjøp av digitalt utstyr. Den vanlige forbruker måtte vente enda noen år på et digitalt båndformat.

I 1981 begynte arbeidet med å utvikle et digitalt båndsystem og to år seinere ble 81 produsenter enige om å utvikle systemene R-DAT (roterende lydhode) og S-DAT (stasjonært lydhode). R-DAT systemet har blitt det mest brukte systemet og benevnes gjerne bare DAT etter lanseringen i 1986. Som navnet sier (Digital Audio Tape) benyttes digitalteknikk både under innspilling og avspilling. Selve lydbæreren har imidlertid flere likhetstrekk med kompaktkassetten: Båndbredden er den samme og tykkelsen av båndet er den samme som på en C-90 analog kassett. På samme vis som CD-platen har utkonkurrert vinylplaten, har det blitt spådd at DAT vil overta etter den analoge kassetten. Så har imidlertid ikke skjedd, noe som utvilsomt henger sammen med det relativt høye prisnivået på både bånd og båndspiller. Også det såkalte DCC-systemet (Digital Compact Cassette) er basert på magnetbåndkassetter på samme måte som kompaktkassettene, og i likhet med DAT lagres altså signalene i et digitalt format.

Den såkalte QIC-teknologien (Quarter Inch Cartridge), som er utviklet av Tandberg Data, er velkjent som lagringsmedium for store datamengder. Store lydarkiv bruker også dette digitale lagringsformatet for bevaring av f.eks kringkastet lydmateriale. Lydbåndet kan deles i to deler; en flersporsdel for lagring av selve lydinformasjonen og en mindre del for gjenfinning av innholdet på båndet (QFA, Quick File Access). I tillegg finnes det utallige andre format og standarder som ikke er nevnt her, noe som i stor grad kompliserer kopiering og bevaring av lydfestet materiale.

Det tekniske grunnprinsippet ved alle typer magnetbånd kan som nevnt beskrives som en uorden eller orden av utallige små, magnetiske partikler. På et uinnspilt bånd ligger disse partiklene helt tilfeldig; halvparten vendt nordsør og den andre halvparten vendt sør-nord. I sum gir ikke dette noe magnetfelt eller amplitude. Forskjellen mellom et analogt bånd og et digitalt bånd har å gjøre med hvordan disse partiklene ordnes under innspilling. Hvis vi tenker oss båndet delt inn i deler, vil et analogt opptak ordne partiklene innbyrdes og i forskjellig retning innenfor hver del. Avhengig av orientering og relativ orden, vil en på denne måten lagre signalvariasjoner (amplituder). Hvis vi tenker oss en tilsvarende inndeling av et digitalt bånd, vil alle partiklene ordne seg i samme retning innenfor hver del. Slik skapes det en alternerende polaritet som representerer de digitale ettallene eller nullene, som i tallkombinasjoner representerer de innspilte data under avspilling. Et digitalt lydbånd har større båndbredde (frekvensområde) enn et analogt bånd, noe som er nødvendig for å spille inn tonehøgder i det øvre hørbare frekvensområdet. De små magnetpartiklene er derfor mye mindre enn hva gjelder analoge bånd. Digitale lydbånd kan i prinsippet benyttes på en analog båndopptaker, men det anbefales ikke. Motsatt kan en ikke bytte om lydbåndformatene.

Optiske lydbærere

Anno 1997, og sannsynligvis langt inn i fremtiden, er digitalteknikk og optisk lagring det vi kan benevne som forbrukerelektronikk. Fra begynnelsen av 80-årene og frem til i dag har digitalteknikken i stadig større grad blitt dominerende, både hva angår lydbærerne og avspillingsutstyret. Mens det i 1995 ble solgt ca. 4.000 platespillere i Norge, ble det solgt nesten 450.000 CD-spillere! Nå bør det vel tilføyes at tallene ikke er overraskende med tanke på at vinylplaten nesten helt er gått ut av produksjon. Utviklingen må også ses i sammenheng med utviklingen i dataindustrien. Magnetmediene har dominert digitale lagringsformat i nesten 40 år, men forskning og utvikling for bl.a. å oppnå større lagringskapasitet har gått i retning av optiske og fiberoptiske løsninger.

Compact disc systemet er trolig den største nyvinningen innen reproduksjon av lyd siden Edisons vokssylinder i 1877. Sett i tidsperspektiv skulle det altså gå ganske nøyaktig 100 år før de første prototypene av CD-spillere ble utviklet. Den teknologiske utviklingen skal i hovedsak krediteres det nederlandske konsernet Philips og det japanske konsernet Sony. I hovedtrekk kan en si at Philips stod for utviklingen av den optiske teknologien, mens Sony fremstilte tekniske løsninger for feilkorreksjon. I 1979 ble det inngått formelle avtaler om et forpliktende samarbeid, og i juni 1980 ble det såkalte Compact Disc Digital Audio systemet vedtatt som standard av en komité bestående av over 35 fabrikanter. Det var Philips som først begynte å forske på optisk lagring av lyd (1974). Utviklingen av den 12" store LaserVision videodisc var det første (kommersielle) bevis på at informasjon kan lagres ved digital-optiske løsninger. (Digital lagring på magnetbånd var allerede gjort mulig.) Den såkalte "røde bok" standarden ble publisert av Philips og Sony i 1982, og kommersielle CD-spillere og CD-plater ble sluppet på markedet (først i Japan og Europa).

Allerede i 1983 ble det solgt over 5,5 millioner CD-plater på verdensbasis, og dette gjør CD-platen til det mest suksessfulle lydprodukt som er lansert gjennom tidene! CD-Audio formatet (rød bok) ekspanderer seinere til å omfatte CD-ROM ("gul bok", 1984), multimedia ("grønn bok", 1987), CD-I (CD-Interactive, 1987), CD-ROM/XA (eXtended Architecture, 1988), CD-WORM eller CD-R (write-once read-many, foto-CD, "kvit bok", 1990), CD+ (CD-Enhanced, "blå bok", 1995) og DVD (Digital Video Disc, 1996). Det vil føre for langt å gå nærmere inn på disse systemene. Det kan nevnes at det var spesielt store forventninger knyttet til CD-I formatet, men dette systemet har enda ikke blitt noen kommersiell suksess. Til en viss grad gjelder dette også Sonys MD-system (MiniDisc) som ble introdusert i 1992. Dette systemet er unikt ved at en kan gjøre opptak flere ganger over hverandre. Slike system benevnes ofte DRAW (Direct Read After Write). DVD-systemet (Digital Versatile Disk eller Digital Video Disc) er for tiden under utvikling (anno 1997). Det stilles forventninger om at denne teknologien vil erstatte dagens CD-ROM og vanlige CD-plater.

Teknisk informasjon

Optiske lydbærere bygger på prinsippet om at konsentrert lys, laserstråler, brukes for å lese "lydkoder". Disse lydkodene ligger som et langt spor av små fordypninger på CD-platens bakside, beskyttet av en plasthinne. Laget med de små rillene er gjort ledende med aluminium for å reflektere laserstrålen under avspilling. Fordypningene er ikke mer enn 0.5 mikrometer brede og i likhet med LP-platen ligger sporene i spiralformasjon. Hvis vi strekker ut sporet lineært vil en standard CD utgjøre nesten 6 km med lydinformasjon. Sporet avleses av laseren som kun skal skille mellom to forskjellige typer "hull". Signalet som leses bygger på det binære tallsystemet, nuller eller ettall, slik at et hvert digitalsignal i prinsippet består av en stor tallkode. Dette signalet sendes så til den såkalte DA-konverteren som omformer tallkoden til et best mulig analogt signal. En CD-plate består altså av digitalt kodet musikk som er lagret som ettall og nuller: biter ("bits"). CD-platen benytter 16-bit teknologi og den faste samplingsfrekvensen er 44,1 kHz. Under innspilling betyr dette at lydsignalets nivå måles 44 100 ganger pr. sekund. Hver av disse 44.100 målingene kan ha en verdi mellom 0 og 65.536. Dette tallet fremkommer fordi 16-bit teknologien maksimalt kan skrive tallet 65.536 i det binære tallsystemet. Dette betyr videre at ca. 1,41 millioner biter med lydinformasjon kommer ut fra CD-spilleren pr. sekund. (I tillegg tredobles antall biter på en CD ved at system for feilkorreksjon, synkronisering og modulasjon også er nødvendig.)

En CD som inneholder 1 time med musikk består av ca. 15,5 milliarder biter med informasjon, hvorav 5 milliarder biter er rene lyddata! Dette er relativt store tall med tanke på at selve platen er mindre enn 12 cm i diameter. (Til sammenlikning kan et A4 ark med tekst inneholde ca. 14.000 biter.) Maksimal spilletid er 74 minutt og 33 sekund, og hvis anekdoten stemmer har dette sammenheng med at Philips tok kontakt med dirigenten Herbert von Karajan. Han anbefalte at spilletiden iallfall måtte være så lang at hele Beethovens 9. symfoni under hans ledelse kunne fremføres uten avbrudd. Når dette ble en standard, som også skal krediteres Sony, kan det bemerkes at små variasjoner ville kunne forlenge (eller forkorte) spilletiden. Dette gjelder f.eks. størrelsen og den lineære hastigheten. CD-platen spilles, i motsetning til LP-platen, fra sentrum og utover i konstant lineær hastighet. Rotasjonshastigheten varierer således fra ca. 8 omdreininger i sekundet til ca. 3,5. En optisk pickup erstatter grammofonens mekaniske stift og "leser" det reflekterte lyset.

Fabrikkproduserte CD-plater

Masseproduksjon av CD-plater begynner i likhet med LP-plater med en master. Den kan ha en hinne av kobber hvor fordypningene presses med en piezo-elektrisk stift. Eller hinnen kan være av et lysfølsomt materiale som mottar laserlys i digitale koder etter på/av-prinsippet (ettall og nuller). I et kjemisk bad brennes de eksponerte feltene slik at fordypningene dannes. Videre lages det en negativ matrise (av nikkel) som brukes til å presse rillene på de masseproduserte diskene. Overflaten dekkes så med et tynt aluminiumsbelegg for refleksjon av laserstrålen. Noen fabrikanter har eksperimentert med andre metall, f.eks. gull for om mulig å oppnå forbedringer. Deretter lager en et gjennomsiktig plastlag, som ikke er til hinder for laserlyset, men som beskytter mot ytre berøring.

CD-R: Opptaksmedium for konsummarkedet

Selv om CD-mediet ennå ikke er forbrukermateriell i opptakssammenheng i noen stor grad, er det naturlig å betrakte de opptakbare CD-platene herunder. Digitale medier som DAT og MD er mer utbredt i konsummarkedet anno 1997. WORM eller CD-R kan altså brukes til vanlige opptak som kan avspilles umiddelbart. Til forskjell fra magnetmedier og MD er det imidlertid en vesentlig forskjell at det bare er mulig å spille inn lyd en gang og ikke mange ganger på samme disk. På den tomme disken er små spor på forhånd preget inn i substansmaterialet (polykarbonat). Ved høg temperatur preges små fordypninger, som inneholder lydkodene, i det organiske fargestoffet ved hjelp av en kraftigere laser (6-8 mW) enn under avspilling (1-2 mW). Refleksjon av laserstrålen under avspilling muliggjøres ved en tynn hinne av gullmateriale. Denne hinnen ser en med det blotte øyet, og det er således mulig å skille CD-R fra vanlige CD-plater. En annen type WORM-disker er basert på at en kraftig laser brenner hullene (digitalkodene) direkte i ei tynn metallplate.

[Forrige del] [Innhold] [Neste del]