reproductor de CD

En 1974, Lou Ottens, director de la división de audio de Philips, creó un pequeño grupo con el objetivo de desarrollar un disco de audio óptico analógico ^{[ 12 ]} con un diámetro de 20 cm (7,9 pulgadas) y una calidad de sonido superior a la del disco de vinilo. ^{[ 13 ]} Sin embargo, debido al rendimiento insatisfactorio del formato analógico, dos ingenieros de investigación de Philips recomendaron un formato digital en marzo de 1974. ^{[ 12 ]} En 1977, Philips estableció un laboratorio con la misión de crear un disco de audio digital. El diámetro del prototipo de disco compacto de Philips se fijó en 11,5 cm (4,5 pulgadas) , la diagonal de un casete de audio. ^{[ 12 ] [ 14 ]}    

Heitaro Nakajima , quien desarrolló una de las primeras grabadoras de audio digital dentro de la organización nacional de radiodifusión pública de Japón, NHK , en 1970, se convirtió en gerente general del departamento de audio de Sony en 1971. Su equipo desarrolló una grabadora de cinta de audio con adaptador PCM digital utilizando una grabadora de video Betamax en 1973. Después de esto, en 1974, el salto al almacenamiento de audio digital en un disco óptico se dio fácilmente. ^{[ 15 ]} Sony demostró públicamente por primera vez un disco de audio digital óptico en septiembre de 1976. Un año más tarde, en septiembre de 1977, Sony mostró a la prensa un disco de 30 cm (12 pulgadas) que podía reproducir 60 minutos de audio digital ( frecuencia de muestreo de 44 100 Hz y resolución de 16 bits) utilizando modulación MFM . ^{[ 16 ]} En septiembre de 1978, la compañía demostró un disco de audio digital óptico con un tiempo de reproducción de 150 minutos, una frecuencia de muestreo de 44.056 Hz, una resolución lineal de 16 bits y un código de corrección de errores entrelazado cruzado , especificaciones similares a las que posteriormente se establecieron para el formato estándar de disco compacto en 1980. Los detalles técnicos del disco de audio digital de Sony se presentaron durante la 62.ª Convención de la AES , celebrada del 13 al 16 de marzo de 1979 en Bruselas . ^{[ 16 ]} El documento técnico de Sony para la AES se publicó el 1 de marzo de 1979. Una semana después, el 8 de marzo, Philips demostró públicamente un prototipo de un disco de audio digital óptico en una conferencia de prensa llamada "Philips presenta el disco compacto" ^{[ 17 ]} en Eindhoven , Países Bajos . ^{[ 18 ]}    

El ejecutivo de Sony, Norio Ohga , quien más tarde se convertiría en CEO y presidente de Sony, y Heitaro Nakajima estaban convencidos del potencial comercial del formato e impulsaron su desarrollo a pesar del escepticismo generalizado. ^{[ 19 ]} Como resultado, en 1979, Sony y Philips crearon un grupo de trabajo conjunto de ingenieros para diseñar un nuevo disco de audio digital. Liderada por los ingenieros Kees Schouhamer Immink ^{[ 20 ]} y Toshitada Doi , la investigación impulsó la tecnología de discos ópticos y láser . ^{[ 17 ]} Tras un año de experimentación y debate, el grupo de trabajo elaboró ​​el estándar CD-DA del Libro Rojo . Publicado por primera vez en 1980, el estándar fue adoptado formalmente por la IEC como estándar internacional en 1987, y varias enmiendas se incorporaron al estándar en 1996.

Philips acuñó el término disco compacto en consonancia con otro producto de audio, el casete compacto , ^{[ 14 ]} y contribuyó con el proceso general de fabricación , basado en la tecnología de vídeo LaserDisc. Philips también contribuyó con la modulación de ocho a catorce (EFM), que ofrece cierta resistencia a defectos como arañazos y huellas dactilares, mientras que Sony contribuyó con el método de corrección de errores , la codificación Reed-Solomon entrelazada cruzada (CIRC). La historia del disco compacto , ^{[ 12 ]} contada por un antiguo miembro del grupo de trabajo, proporciona información de contexto sobre las numerosas decisiones técnicas tomadas, incluida la elección de la frecuencia de muestreo, el tiempo de reproducción y el diámetro del disco. El grupo de trabajo estaba formado por entre cuatro y ocho personas, ^{[ 21 ] [ 22 ]} aunque, según Philips, el disco compacto fue «inventado colectivamente por un gran grupo de personas que trabajaban en equipo». ^{[ 23 ]}

El Libro Rojo fue el primer estándar de la serie de estándares Rainbow Books .

Philips estableció la planta de operaciones de prensado de Polydor en Langenhagen, cerca de Hannover , Alemania , y rápidamente alcanzó una serie de hitos.

• La primera prueba de prensado fue de una grabación de Eine Alpensinfonie ( Una sinfonía alpina ) de Richard Strauss interpretada por la Filarmónica de Berlín y dirigida por Herbert von Karajan , quien había sido contratado como embajador del formato en 1979. ^{[ 24 ]}
• La primera manifestación pública tuvo lugar en el programa de televisión de la BBC Tomorrow's World en 1981, cuando se reprodujo el álbum Living Eyes (1981) de los Bee Gees . ^{[ 25 ]}
• El primer disco compacto comercial se produjo el 17 de agosto de 1982. Se trataba de una grabación de 1979 de Claudio Arrau interpretando valses de Chopin (Philips 400 025-2). Arrau fue invitado a la planta de Langenhagen para pulsar el botón de inicio.
• El primer CD de música popular producido en la nueva fábrica fue The Visitors (1981) de ABBA . ^{[ 26 ]}
• Los primeros 50 títulos se lanzaron en Japón el 1 de octubre de 1982, siendo el primer CD catalogado en esta tanda una reedición de 52nd Street de Billy Joel . ^{[ 27 ]}

El lanzamiento en Japón fue seguido en marzo de 1983 por la introducción de reproductores y discos de CD en Europa ^{[ 28 ]} y Norteamérica (donde CBS Records lanzó 16 títulos). ^{[ 29 ]} Este evento suele considerarse el "Big Bang" de la revolución del audio digital. El nuevo disco de audio fue recibido con entusiasmo, especialmente en las comunidades de música clásica y audiófilas que lo adoptaron tempranamente , y su calidad de manejo recibió elogios particulares. A medida que el precio de los reproductores disminuyó gradualmente, y con la introducción del Walkman portátil , el CD comenzó a ganar popularidad en los mercados más grandes de música popular y rock. El primer artista en vender un millón de copias en CD fue Dire Straits , con su álbum de 1985 Brothers in Arms . ^{[ 30 ]} El primer artista importante en tener todo su catálogo convertido a CD fue David Bowie , cuyos 15 álbumes de estudio fueron lanzados por RCA Records en febrero de 1985, junto con cuatro álbumes de grandes éxitos. ^{[ 31 ]} En 1988, 400 millones de CD fueron fabricados por 50 plantas de prensado en todo el mundo. ^{[ 32 ]}

El CD se planeó como sucesor del disco de gramófono para la reproducción de música, más que como medio principal de almacenamiento de datos, pero desde sus orígenes como formato para música, su uso se ha expandido para abarcar otras aplicaciones. En 1983, tras la introducción del CD, Immink y Braat presentaron los primeros experimentos con discos compactos borrables durante la 73.ª Convención de la AES . ^{[ 33 ]} En junio de 1985, se presentó el CD-ROM (memoria de solo lectura) legible por computadora y, en 1990, el CD-Recordable , también desarrollado por Sony y Philips. ^{[ 34 ]} Los CD grabables fueron una nueva alternativa a la cinta para grabar música y copiar álbumes de música sin los defectos introducidos en la compresión utilizada en otros métodos de grabación digital . Otros formatos de video más recientes, como el DVD y el Blu-ray, utilizan la misma geometría física que el CD, y la mayoría de los reproductores de DVD y Blu-ray son retrocompatibles con CD de audio.

A principios de la década de 2000, el reproductor de CD había reemplazado en gran medida al reproductor de casetes como equipamiento estándar en los automóviles nuevos, siendo 2010 el último año en que un automóvil en los EE. UU. contaba con un reproductor de casetes de fábrica. ^{[ 35 ]} Actualmente, con la creciente popularidad de los reproductores de audio digital portátiles, como los teléfonos móviles, y el almacenamiento de música de estado sólido, los reproductores de CD están desapareciendo gradualmente de los automóviles en favor de las entradas auxiliares minijack y las conexiones a dispositivos USB.

Algunos reproductores de CD incorporan cambiadores de discos. Generalmente, estos pueden almacenar 3, 5, 6 o 10 discos a la vez y cambiar de uno a otro sin intervención del usuario. Existían cambiadores con capacidad para hasta 400 discos. Además, el usuario podía seleccionar manualmente el disco que se iba a reproducir, de forma similar a una máquina de discos . A menudo se integraban en sistemas de audio para automóviles y equipos de música domésticos, aunque NEC y Nakamichi ^{[ 36 ]} fabricaron cambiadores de CD de 7 discos para PC. Algunos también podían reproducir discos DVD y Blu-ray.

Mientras tanto, con la llegada y popularidad de la distribución de archivos a través de Internet en formatos de audio con compresión con pérdida, como MP3 , las ventas de CD comenzaron a disminuir en la década de 2000. Por ejemplo, entre 2000 y 2008, a pesar del crecimiento general en las ventas de música y un año anómalo de aumento, las ventas de CD de las principales discográficas disminuyeron en general un 20 % ^{[ 37 ]} , aunque las ventas de música independiente y DIY pueden estar evolucionando mejor (según cifras publicadas el 30 de marzo de 2009), y los CD todavía se siguen vendiendo mucho. ^{[ 38 ]} A partir de 2012, los CD y DVD representaban solo el 34 % de las ventas de música en los Estados Unidos. ^{[ 39 ]} En Japón, sin embargo, más del 80 % de la música se compraba en CD y otros formatos físicos a partir de 2015. ^{[ 40 ]}

Para leer los datos del disco, un rayo láser incide sobre su superficie. Las diferencias superficiales entre los discos que se reproducen, así como las pequeñas variaciones de posición una vez cargados, se compensan mediante una lente móvil con una distancia focal muy corta que enfoca la luz sobre el disco. Una lente de baja masa acoplada a una bobina electromagnética se encarga de mantener el rayo enfocado en la pista de datos de 600 nm de ancho. 

Cuando el reproductor intenta leer desde un tope, primero ejecuta un programa de búsqueda de enfoque que mueve la lente hacia arriba y hacia abajo desde la superficie del disco hasta que se detecta un reflejo; cuando hay un reflejo, la electrónica del servo se bloquea en su posición, manteniendo la lente perfectamente enfocada mientras el disco gira y cambia su altura relativa con respecto al bloque óptico.

Las distintas marcas y modelos de conjuntos ópticos utilizan diferentes métodos de detección de enfoque. En la mayoría de los reproductores, la detección de la posición de enfoque se realiza mediante la diferencia en la salida de corriente de un bloque de cuatro fotodiodos. El bloque de fotodiodos y la óptica están dispuestos de tal manera que un enfoque perfecto proyecta un patrón circular en el bloque, mientras que un enfoque lejano o cercano proyecta una elipse cuya posición del lado más largo difiere en dirección norte-sur u oeste-suroeste. Esta diferencia es la información que utiliza el amplificador servo para mantener la lente a la distancia de lectura adecuada durante la reproducción, incluso si el disco está deformado. ^{[ 42 ]}

Otro servomecanismo en el reproductor se encarga de mantener el haz enfocado centrado en la pista de datos.

Existen dos diseños de captación óptica. La serie CDM original de Philips utiliza un actuador magnético montado en un brazo oscilante para realizar el seguimiento grueso y fino. Mediante un único haz láser y el bloque de cuatro fotodiodos, el servomotor detecta si la pista está centrada midiendo el movimiento lateral del haz al incidir sobre el bloque y realiza correcciones para mantener la luz en el centro.

El otro diseño de Sony utiliza una rejilla de difracción para dividir la luz láser en un haz principal y dos haces secundarios. Al enfocar, los dos haces periféricos cubren el borde de las pistas adyacentes, separadas por unos pocos micrómetros del haz principal, y se reflejan en dos fotodiodos separados del bloque principal de cuatro. El servomotor detecta la señal de RF recibida en los receptores periféricos, y la diferencia en la salida entre estos dos diodos conforma la señal de error de seguimiento que el sistema utiliza para mantener la óptica en la trayectoria correcta. La señal de seguimiento se envía a dos sistemas: uno integrado en el conjunto de la lente de enfoque, que permite una corrección de seguimiento precisa, y otro que permite el movimiento lateral de todo el conjunto óptico para realizar ajustes de trayectoria más amplios.

La suma de las señales de salida de los cuatro fotodiodos genera la señal de radiofrecuencia (RF) o de alta frecuencia, que refleja electrónicamente las irregularidades grabadas en el disco. Esta señal, al observarse en un osciloscopio, presenta un diagrama de ojo característico , y su utilidad para el mantenimiento del equipo es fundamental para detectar y diagnosticar problemas, así como para calibrar los reproductores de CD.

La primera etapa en la cadena de procesamiento de la señal de radiofrecuencia analógica (proveniente del fotorreceptor) consiste en su digitalización. Mediante diversos circuitos, como un comparador simple o un divisor de datos, la señal analógica se convierte en una cadena de dos valores digitales binarios: 1 y 0. Esta señal contiene toda la información de un CD y se modula mediante un sistema denominado modulación de ocho a catorce (EFM). La segunda etapa consiste en demodular la señal EFM en una trama de datos que contiene las muestras de audio, los bits de paridad de corrección de errores (según el código CIRC) y los datos de control para la pantalla del reproductor y el microordenador. El demodulador EFM también decodifica parte de la señal del CD y la dirige a los circuitos correspondientes, separando los datos de audio, paridad y control (subcódigo).

Tras la demodulación, un corrector de errores CIRC toma cada trama de datos de audio, la almacena en memoria y verifica que se haya leído correctamente. Si no es así, toma los bits de paridad y corrección y corrige los datos, luego los envía a un convertidor digital-analógico (DAC) para convertirlos en una señal de audio analógica. Si la cantidad de datos faltantes es suficiente para imposibilitar la recuperación, la corrección se realiza interpolando los datos de las tramas subsiguientes para que la parte faltante no se note. Cada reproductor tiene una capacidad de interpolación diferente. Si faltan demasiadas tramas de datos o son irrecuperables, la señal de audio puede ser imposible de corregir mediante interpolación, por lo que se activa un indicador de silencio de audio para silenciar el DAC y evitar la reproducción de datos no válidos. El estándar Redbook establece que, si hay datos de audio no válidos, erróneos o faltantes, no se pueden emitir a los altavoces como ruido digital; deben silenciarse.

El formato de CD de audio requiere que cada reproductor tenga suficiente potencia de procesamiento para decodificar los datos del CD; esto normalmente se logra mediante circuitos integrados de aplicación específica (ASIC). Los ASIC no funcionan por sí solos; requieren un microordenador o microcontrolador principal para coordinar todo el sistema. El firmware de los reproductores de CD básicos suele ser un sistema operativo en tiempo real .

Algunas de las primeras unidades ópticas de ordenador están equipadas con un conector de audio y botones para la reproducción independiente de CD. ^{[ 43 ]}

Sony lanzó su reproductor de CD CDP-101 ^{[ 44 ]} en 1982 con un diseño de bandeja deslizable para el CD. Debido a su facilidad de fabricación y uso, la mayoría de los fabricantes de reproductores de CD mantuvieron el estilo de bandeja desde entonces. ^{[ 45 ] [ 46 ]} El mecanismo de bandeja también se utiliza en muchas carcasas de computadoras de escritorio modernas , así como en el Philips CD-i , PlayStation 2 , Xbox y Xbox 360. Sin embargo, ha habido algunas excepciones notables a este diseño común de bandeja de CD.

Durante el lanzamiento del primer prototipo del reproductor de CD Goronta ^{[ 47 ]} de Sony en la Feria de Audio Japonesa de 1982, Sony mostró el diseño de carga vertical. Aunque el prototipo de Sony nunca se produjo en serie, el concepto fue adoptado durante un tiempo para su producción por varios fabricantes japoneses de reproductores de CD, incluidos Alpine/Luxman , Matsushita bajo la marca Technics , Kenwood y Toshiba/Aurex . Para los primeros reproductores de carga vertical, Alpine obtuvo sus diseños de reproductores AD-7100 para Luxman, ^{[ 48 ]} Kenwood y Toshiba (usando su marca Aurex). Kenwood añadió sus salidas Sigma Drive a este diseño como modificación. Se puede ver una imagen de este diseño inicial en el sitio web de Panasonic. ^{[ 49 ]} La carga vertical es similar a la común en las pletinas de casete , donde el soporte se abre y el disco se introduce en él. El soporte se cierra manualmente, mediante un motor tras pulsar un botón, o de forma completamente automática. Algunos reproductores de CD combinan la carga vertical con la carga por ranura, debido a que el disco se introduce más en el soporte a medida que este se cierra.

En 1983, Philips, en el lanzamiento del formato CD en EE. UU. y Europa, presentó los primeros diseños de bandejas de CD de carga superior con su reproductor de CD CD100. ^{[ 50 ] [ 51 ]} (Los productos de audio de Philips se vendían como Magnavox en EE. UU. en ese momento). El diseño tenía una abrazadera en la tapa, lo que significaba que el usuario tenía que cerrarla sobre el CD cuando este se colocaba dentro del aparato. Más tarde, Meridian presentó su reproductor de CD de gama alta MCD, ^{[ 52 ]} con componentes electrónicos de Meridian en el chasis del Philips CD100.

La carga superior se adoptó en varios diseños de equipos, como minisistemas y reproductores de CD portátiles, pero entre los reproductores de CD de componentes estéreo, solo se han fabricado unos pocos modelos de carga superior. Ejemplos de ello son los reproductores de las series D-500 y D-500X de Luxman ^{[ 53 ]} y el DP-S1 de Denon , ^{[ 54 ]} ambos lanzados en 1993. La carga superior también es común en reproductores destinados a la radiodifusión y al uso de DJ de sonido en directo, como el SL-P50 de Technics (1984-1985) y el SL-P1200 de Technics (1986-1992). Estos imitan más fielmente la disposición física y la ergonomía de los tocadiscos utilizados en dichas aplicaciones.

El diseño de bandeja de discos de carga superior también se utiliza en la mayoría de las consolas de videojuegos de quinta generación ( PlayStation , Saturn , 3DO Interactive Multiplayer ), así como en Dreamcast , GameCube y Wii Mini .

El Philips CD303 de 1983-1984 fue el primer reproductor en adoptar la carga de bandeja con un mecanismo de reproducción deslizante. Básicamente, al extraer la bandeja para recoger el CD, todo el sistema de transporte del reproductor también salía como una sola unidad. Los reproductores Meridian 200 y 203 eran de este tipo. También fueron los primeros en utilizar un diseño en el que la electrónica de audio se encontraba en una carcasa separada de la unidad de CD y el mecanismo de lectura. Un mecanismo similar se utiliza en las unidades de discos ópticos delgadas (también conocidas como unidades de DVD internas delgadas, unidades ópticas o grabadoras de DVD), que antes eran comunes en las computadoras portátiles.

La carga por ranura es el mecanismo de carga preferido para los reproductores de audio para automóviles. No hay una bandeja que se extraiga, y se utiliza un motor para facilitar la inserción y extracción del disco. Algunos mecanismos y cambiadores de carga por ranura pueden cargar y reproducir Mini CD sin necesidad de un adaptador (como la ranura de disco de tamaño estándar del modelo original de Wii , que puede aceptar discos de juegos de GameCube más pequeños ), pero pueden funcionar con funcionalidad limitada (por ejemplo, un cambiador de discos con un Mini CD insertado se negará a funcionar hasta que se extraiga dicho disco). Los CD no circulares no se pueden usar en estos cargadores porque no pueden manejar discos no circulares. Al insertarlos, dichos discos pueden atascarse y dañar el mecanismo. También se utiliza en algunas computadoras portátiles, la PlayStation 3 original y slim , el modelo original de Wii y su Family Edition, y la mayoría de las consolas de videojuegos de octava generación ( Wii U , PlayStation 4 y Xbox One ), así como la PlayStation 5 y Xbox Series X de novena generación .

Un reproductor de CD portátil es un reproductor de audio portátil que se utiliza para reproducir discos compactos . Los reproductores de CD portátiles funcionan con baterías y tienen una toma para auriculares de 3,5 mm (1/8") donde el usuario conecta un par de auriculares . El primer reproductor de CD portátil lanzado fue el D-50 de Sony . ^{[ 58 ]} El D-50 se lanzó al mercado en 1984, ^{[ 59 ]} y se adoptó para toda la línea de reproductores de CD portátiles de Sony.

En 1998, los reproductores MP3 portátiles comenzaron a competir con los reproductores de CD portátiles. Después de que Apple Computer entrara en el mercado de reproductores de música con su línea iPod , en diez años se convirtió en el vendedor dominante de reproductores de audio digital portátiles , "...mientras que el antiguo gigante Sony (fabricante del Walkman [portátil] y el Discman [CD] [estaba] luchando". ^{[ 60 ]} Este cambio de mercado se inició cuando se presentó el primer reproductor de audio digital portátil, el reproductor de música digital Rio . El reproductor MP3 Rio de 64 MB permitía a los usuarios almacenar unas 20 canciones. ^{[ 61 ]} Una de las ventajas del Rio sobre los reproductores de CD portátiles era que, al no tener partes móviles, ofrecía una reproducción sin saltos. ^{[ 61 ]} Desde 1998, el precio de los reproductores de audio digital portátiles ha bajado y la capacidad de almacenamiento ha aumentado significativamente. En la década de 2000, los usuarios podían "llevar [su] colección de música completa en un reproductor [de audio digital] del tamaño de una cajetilla de cigarrillos". ^{[ 61 ]} El iPod de 4 GB, por ejemplo, almacena más de 1000 canciones. ^{[ 61 ]} A principios de la década de 2010, MP3 Los reproductores comenzaron a perder popularidad, ^{[ 62 ]} en favor de la descarga de música en plataformas como iTunes , y posteriormente la transmisión de música en plataformas como Spotify , Apple Music y YouTube Music . ^{[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]}

Un radiocasete portátil es un término común para referirse a un reproductor de casetes y radio AM/FM portátil que consta de un amplificador, dos o más altavoces y un asa de transporte. A partir de la década de 1990, los radiocasetes portátiles solían incluir un reproductor de CD. El reproductor de CD de los radiocasetes portátiles es el único tipo de reproductor de CD que produce sonido audible para el oyente de forma independiente, sin necesidad de auriculares ni de un amplificador o sistema de altavoces adicional. Diseñados para la portabilidad, los radiocasetes portátiles pueden funcionar tanto con pilas como con corriente eléctrica. El radiocasete portátil se introdujo en el mercado estadounidense a mediados de la década de 1970. El deseo de un sonido más potente y con graves más profundos dio lugar a radiocasetes más grandes y pesados; en la década de 1980, algunos radiocasetes portátiles habían alcanzado el tamaño de una maleta . La mayoría de los radiocasetes portátiles funcionaban con pilas, lo que resultaba en radiocasetes extremadamente pesados ​​y voluminosos. ^{[ 66 ]}

La mayoría de los radiocasetes portátiles de la década de 2010 suelen incluir un reproductor de CD compatible con CD-R y CD-RW , lo que permite al usuario llevar sus propias recopilaciones de música en un soporte de mayor fidelidad. Muchos también permiten conectar iPods y dispositivos similares a través de una o más entradas auxiliares. Algunos también admiten formatos como MP3 y WMA . Otra variante moderna es un reproductor de DVD/radiocasete portátil con una unidad de CD/ DVD de carga superior y una pantalla de vídeo LCD en la posición que antes ocupaba una platina de casete. ^{[ 67 ]} Muchos modelos de este tipo de radiocasete portátil incluyen entradas para vídeo externo (como emisiones de televisión ) y salidas para conectar el reproductor de DVD a un televisor de tamaño normal.