Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywaniadźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa sięCD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się najpopularniejszym medium do zapisywania danych.

Standardowa płyta CD ma średnicę 120 mm i jest w stanie pomieścić 700 MB danych lub 80 minut dźwięku.

Płyta kompaktowa została opracowana wspólnie przez koncerny Philips i Sony pod koniec lat 70., a jej premiera odbyła się w fabryce wLangenhagen własności PolyGram 17 sierpnia 1982, która wtedy należała do Philipsa.

Pierwszą płytą, która pojawiła się w wersji CD była „The Visitors” grupy ABBA, natomiast pierwszym materiałem opublikowanym na nośniku CD w Polsce (w 1989 roku) była płyta „Spokojnie” zespołu Kult o symbolu Polton CDPL-001^{[potrzebne źródło]}.

Pierwsze płyty i odtwarzacze CD zostały wprowadzone do sprzedaży we wrześniu 1982 roku w Japonii. W sprzedaży w Stanach Zjednoczonych i Europie pojawiły się w marcu 1983 r.

Historia

Płyta CD to produkt który ma za zadanie przechowywanie informacji w postaci cyfrowej. Historię płyty CD otwiera, pod koniec lat 70. (dokładnie 1978 r.) XX wieku, firma Philips. Pracująca tam grupa naukowców, po wielu próbach i badaniach doszła do wniosku że najlepszym sposobem na zapis informacji jest płyta w postaci okrągłej, zapisywana i odczytywana optycznie.

W tym samym czasie firma Sony prowadząc podobne badania zaproponowała zapis danych na krążku o średnicy 30 cm, co odpowiadało ok. 2,5 godzinnemu nagraniu. Obie firmy podpisały porozumienie w 1979 roku, dotyczyła ona wspólnej wymiany informacji i kontynuowaniu dalszego rozwoju projektu. Philips oficjalnie zaprezentował płytę kompaktową w marcu 1979 roku.

Rok 1983 był przełomowy, w sprzedaży pojawiły się odtwarzacze CD zwane dyskofonami, po trzech latach katalog płyt CD zawierał 5000 pozycji.

Ludzie w XX wieku zaczęli generować ogromne ilości danych, zaczęło brakować miejsca na ich przechowywanie na klasycznych nośnikach. Doszła do tego moda na zapis informacji dźwiękowych jak i filmowych, cena w eksploatacji oraz procesy kompresji danych. To wszystko spowodowało wzrost popularności płyty CD.

Podział płyt CD [edytuj]

Technologia tworzenia nośnika pozwala na klasyfikację:

• zwykłe płyty CD to matryca odciśnięta i będąca negatywem
• płyty CD-R zawierają ścieżki, w których możemy za pomocą lasera zapisać nasze dane
• płyty CD-RW są podobne do płyt CD-R, ale pozwalają nam do zapisu jak i wymazywania danych do ok. 1000 razy

Poza tym są jeszcze płyty CD 8 cm i płyty w kształcie wizytówki, są mniejsze rozmiarami i mają mniejsze pojemności.

Proces wytwarzania pitów na warstwie nośnej to proces zapisu danych na płycie, barwnik i warstwa nośna zostają podgrzane przez laser, którego moc wynosi od 4 do 11 mW. Temperatura uzyskana podczas pracy wynosi ok. 250 stopni Celsjusza, pod jej wpływem warstwa nośna topnieje a barwnik jest rozprzestrzeniany na wolne obszary dysku. Początkowo laser generuje wyższą moc aby uległ stopieniu barwnik, ale w momencie gdy już to nastąpi następuje zmiana mocy, umożliwiającą zapis danych.

Podstawową warstwę płyty CD przed zapisem tworzy powłoka polikrystaliczna, podczas procesu nagrywania, laser rozpoczyna podgrzewanie obszarów nagrywanej ścieżki do temperatury od 500 – 700 stopni Celsjusza a moc lasera waha się w granicach od 8 do 14 mW. Laser roztapia kryształy tworząc z nich warstwę amorficzną tzw. pity te mają słabsze właściwości odbijania światła a to prowadzi do możliwości rozróżnienia tych obszarów, podczas odczytu danych przez czytniki CD-ROM oraz stacjonarne CD.

Proces kasowania danych na płytach CD-RW to droga powrotna ze stanu amorficznego do stanu krystalicznego nośnika. Jest to możliwe po uzyskaniu temperatury 200 stopni Celsjusza poniżej stanu topnienia oraz utrzymania tego stanu na okres ok. 37 minut. Ten zabieg powoduje że płyta CD-RW wraca do stanu nie nagranego czystego nośnika.

Aby szybciej skasować dane na płycie, stosuje się metodę polegającą na kasowaniu ostatniej nagrywanej ścieżki tj. wymazaniu subkodu mapy dysku, w której zamieszczone są informacje na temat, rozlokowania danych na płycie. Dane pozostają nienaruszone, ale czytniki rozpoznają płytę jako niezapisaną.

Połączenie dwóch technik zapisu jak i kasowania danych na płytach CD-RW, doprowadziło do procesu nadpisywania informacji. Do zapisu nowych pitów jest używana tak sama energia lasera ja w przypadku zwykłego zapisu, ale pomiędzy starymi pitami a nowymi powstaje krystaliczna warstwa utworzona, po zmniejszeniu mocy lasera. Ta metoda kasuje poprzednie informacje na płycie a zapisuje nowe.

Tak jak w technice zapisu płyty laser wytwarza wyższą temperaturę roztapiając warstwę nośną, na granicy dwóch pitów laser obniża temperaturę.

Płyty z danymi [edytuj]

Płyta kompaktowa może służyć do zapisu muzyki, filmu (Video CD albo Super Video CD) lub danych – plików komputerowych. Płyty z danymi są zwykle zapisane z użyciem systemu plików ISO 9660 (wcześniej zwanym High Sierra). Format ten ogranicza nazwy plików do stylu MS-DOS-a (8+3). Joliet pozwala na dłuższe nazwy plików i zagłębienia w strukturze katalogów powyżej ośmiu poziomów. Rock Ridge tak jak Joliet wykorzystuje niezdefiniowane pola w standardzie ISO 9660, aby obsługiwać dłuższe nazwy i dodatkowo informacje typowo uniksowe (właściciel pliku, symboliczne dowiązania itp.)

Cechy płyt CD [edytuj]

Pojemność i rozmiar [edytuj]

Standardowa płyta kompaktowa mieści 74 minuty muzyki, zapisanej przy użyciu kodowania PCM, co odpowiada 650 MB danych. Standardowo dźwięk na płycie CD nie jest poddawany kompresji. Powstały również nośniki mieszczące: 700 MB (80 min.) – obecnie najpopularniejsze w sprzedaży, 800 MB (90 min.), 870 MB (99 min.), a nawet 1,4 GB – płytydwuwarstwowe, przy czym dwie ostatnie występują niemal wyłącznie jako płyty jednokrotnego zapisu. Wśród płyt pierwotnie tłoczonych (komercyjnych) dominują wyłącznie rozmiary 650 MB, 700 MB. Rozmiar 800 MB jest dosyć rzadko spotykany. Płyty większe niż 700 MB często sprawiają problemy podczas odczytu, zwłaszcza w starszych odtwarzaczach.

Płyta ma średnicę 120 mm, grubość 1.2 mm i przeciętnie waży ok. 15 g (standard CD Audio Red Book dopuszcza wagę od 14.1 g do 33 g). Długość spirali z zapisanymi danymi na typowej płycie to ok. 5,4 km (dla DVD ok. 11,6 km).

Początkowo koncern Sony postulował, by średnica płyty wynosiła 12 cali (czyli tyle samo co w przypadku płyty gramofonowej), lecz gdy okazało się, że na tak dużej płycie zmieściłoby się 12 godzin muzyki, postanowiono tę średnicę zmniejszyć.^{[potrzebne źródło]} Kolejnym pomysłem był, by płyta mieściła 60 minut muzyki analogicznie np. do kasety i miała średnicę 100 mm (Sony) lub 115 mm (Philips) ^[1]. Istnieje miejska legenda mówiąca, że to austriacki dyrygent Herbert von Karajan przekonał wynalazców CD, by zwiększyli jej pojemność do 74 minut, aby można było na jednym krążku zmieścić całą IX symfonię Beethovena. Zaprzeczył temu później współwynalazca systemu Kees Immink. ^[2] Ostatecznie zdecydowano by płyta miała średnicę 12 cm (czyli tyle co popularna wówczas dyskietka 5,25 cala), co pozwala zapisać od 74 do 80 minut muzyki.

Częstotliwość próbkowania dzwięku zapisanego na CD to 44,1 kHz, co pozwala na odwzorowanie dźwięku o częstotliwości do 22,05 kHz. (szczegóły patrz częstotliwość Nyquista).

Trwałość [edytuj]

Po wprowadzania standardu trwałość płyt szacowano na kilkaset lat - szacunki takie opierano na założeniu, że skoro żaden element odtwarzacza nie ma fizycznego kontaktu z powierzchnią płyty (jak to miało miejsce w przypadku płyt gramofonowych czy taśm magnetofonowych), to praktycznie nie będzie ona ulegała zużyciu.

Dla płyt produkowanych w latach 80. i początkach lat 90. te szacunki były prawdziwe - ówczesne płyty były wysokiej jakości. Wraz z popularyzacją standardu i spadkiem cen samych płyt spadała także ich jakość, co negatywnie odbija się na trwałości zapisu - choć dla odpowiednio przechowywanych płyt tłoczonych wciąż liczony on jest w dziesiątkach lat.

Inaczej jest z płytami zapisywalnymi - tanie płyty CD-R często stają się nieczytelne już po kilku tygodniach od zapisu, choć istnieją także, odpowiednio droższe, płyty o gwarantowanej trwałości (zazwyczaj posiadają one podłoże w kolorze złotym).

Kolor [edytuj]

Nagrywarki zapisują dane na płytach pokrytych różnymi kolorami. Jest to powiązane z barwnikiem użytym w warstwie odbijającej. Płyty zmieniają swój kolor na zielony, niebieski, żółty, złoty oraz czarny. Kolor nośnika nie ma znaczenia przy odczycie danych, aktualnie wszystkie nowoczesne CD-ROMy i nagrywarki potrafią odczytywać i zapisywać na nich dane.

Złote płyty posiadają złotą warstwę odbijającą, prześwituje ona przez dolną stronę płyty i w ten sposób nadaje to jej kolor złoty. Żywotność takich płyt szacowana jest na 100 lat.^{[potrzebne źródło]}

Nowoczesne płyty o czarnym spodzie, mają pigment ftalocyjanianowy i jest on koloru czarnego.

Budowa nośnika [edytuj]

Standardowa płyta kompaktowa często określana jako audio CD, dla odróżnienia od późniejszych wariantów, przechowuje cyfrowy zapis dźwięku w standardzie zgodnym z „czerwoną księgą” (ang. red book). Płyty kompaktowe wykonane są z poliwęglanowej płytki o grubości 1,2 mm i średnicy 12 cm pokrytej cienką warstwą glinu (aluminium) w której zawarte są informacje (w postaci kombinacji mikrorowków i miejsc ich pozbawionych). Odczytywane są one laserem półprzewodnikowym (AlGaAs) o długości fali około 780 nm. Zapis tworzy spiralną ścieżkę biegnącą od środka do brzegu płyty.
Prędkość obrotowa płyty zmienia się w taki sposób, że stała jest prędkość liniowa głowicy odczytującej względem ścieżki i zawiera się w zakresie od 1,2 do 1,4 m/s. Odczyt płyty odbywa się od środka na zewnątrz, a prędkość obrotowa maleje wraz z czasem odczytu – im ścieżka bardziej odległa od środka płyty, tym prędkość obrotowa jest mniejsza.

Mikrofotografia wgłębień i pól

Dane zapisane są w postaci wgłębień (ang. pit) oraz pól (ang. land), czyli przerw pomiędzy wgłębieniami. Podczas odczytu płyty poprzez wiązkę laserową, zagłębienie odpowiada logicznemu zeru, brak zagłębienia - jedynce. Wgłębienie ma około 125 nm głębokości przy 500 nm szerokości, zaś jego długość waha się od 833 nm do 3,56 µm. Odległości między równoległymi pitami wynoszą 1,6 µm.

Płytę kompaktową jest dość łatwo uszkodzić - ponieważ dane od strony nadruku chroni tylko cienka warstewka lakieru użycie np. nieodpowiedniego ostro zakończonego pisaka (lub długopisu) może spowodować głębokie zadrapanie a tym samym nieodwracalne uszkodzenie danych (dotyczy to zwłaszcza dysków CD-ROM).

Budowa płyty CD-R [edytuj]

W skład płyty CD-R wchodzą 4 warstwy:

• Poliwęglanowa warstwa nośna w postaci plastikowego krążka
• Warstwy barwnika który ulega stopieniu w momencie zapisu
• Warstwy odbijającej złotej lub aluminiowej
• Warstwy ochronnej z lakieru

Budowa płyty CD-RW [edytuj]

 Osobny artykuł: CD-RW.

Kolejnym nośnikiem wykonanym w technologii CD jest nośnik CD-RW (ReWritable), jak sama nazwa wskazuje to płyta umożliwiająca nam zapis, odczyt i dodatkowo kasowanie informacji. Moc lasera użytego do zapisu płyty powoduje, że część obszarów ma postać krystaliczną a pozostała amorficzną. To powoduje że promieniowanie odczytujące jest przekazywane lub pochłaniane. Wynika to z zastosowania specjalnego stopu metali, ale jest to tajemnica producentów. Warstwa poliwęglanu posiada rowek prowadzący, nad nią znajduje się warstwa ZnS-SiO₂, zapewnia ona odpowiedni odbiór ciepła podczas zapisu laserowego płyty. Wyżej naniesiono odbijającą warstwę aluminiową, całość kończy specjalna powłoka lakierowana na której zazwyczaj występuje napis z logo producenta. Każdy z producentów odpowiednio dla swojej marki dobiera grubości poszczególnych warstw lecz tajemnicą jest jakie wartości wchodzą w grę.

Budowane w ten sposób płyty CD-RW powodują pewne ograniczenia w zapisie danych, może on się odbywać z niskimi prędkościami. Również trwałość nośnika jest niska, producenci zapewniają tylko do ok. 1000 skasowań.

Technika zapisywania informacji na płytach CD-RW jest porównywalna do zapisu płyt gramofonowych. Na płytach CD-RW jest również rowek „prowadzący” dzięki któremu laser zapisujący lub odczytujący dane na jej powierzchni zna drogę. Od tego małego rowka zależy czy nagrywanie danych na płycie zakończy się powodzeniem czy też krążek wyrzucimy do śmietnika. Wymiary rowka w droższych modelach płyt są takie same i wynoszą:

• Głębokość 200 nm.
• Szerokość na górze 700 nm.
• Szerokość na dole 400 nm.
• Kąt nachylenia ścianek bocznych wynosi 50 stopni

Tańsze modele płyt nie mają zachowanych równych proporcji, dlatego zapis danych na ich powierzchni jest bardziej ryzykowny.

Napędy CD-ROM [edytuj]

Napędy pierwszej generacji pracowały z prędkością ok. 150 KB/s. Producenci sprzętu zaprezentowali następnie napędy podwójnej prędkości (300 KB/s), czterokrotnej prędkości (600 KB/s) i szybsze. Najszybsze napędy CD osiągają 54-krotną prędkość odczytu (8100 KB/s), jest to jednak prędkość maksymalna, osiągana tylko na pewnym obszarze płyty. Swego rodzaju ewenement stanowił zaprezentowany w 1999 roku przez firmę Kenwood czytnik CD osiągający 72-krotną prędkość odczytu (10800 KB/s). Osiągnięcie tak wysokich transferów było możliwe dzięki zastosowaniu innowacyjnej technologii TrueX, polegającej na odczytywaniu danych z 7 ścieżek jednocześnie. Pozwoliło to na ograniczenie prędkości obrotowej dysku z ok. 11 000 obr/min (napędy 52x) do 2700-5100 obr/min i tym samym znaczne zmniejszenie poziomu hałasu i wibracji generowanych podczas pracy. Rozwiązanie to - pomimo niewątpliwych zalet - nie rozpowszechniło się zbyt szeroko, co mogło być spowodowane nadchodzącą erą dominacji napędów DVD.

Większość napędów CD-ROM komunikuje się z komputerem za pomocą interfejsu SCSI, lub IDE EIDE, wykorzystując najczęściej protokoły ATAPI lub ASPI. Współczesne napędy CD wyposażone są prawie zawsze w zewnętrzne gniazdo słuchawkowe, pozwalające odtwarzać płyty Audio-CD bez konieczności użycia jakiegokolwiek oprogramowania, oraz wewnętrzne wyjście cyfrowe S/PDIF umożliwiające czytanie ramek danych z płyt Audio-CD w formie cyfrowej.

Dostępne są także nagrywarki CD (zapisujące płyty CD-R oraz CD-RW). Używają one innych środków i specjalizowanego wyposażenia do nagrywania, ale płyta wynikowa CD-R może być odczytana przez jakikolwiek napęd CD-ROM.

Na przełomie 2004 i 2005 roku, nagrywarki następnego standardu, DVD, znacznie staniały. Niższa cena nowych nagrywarek, potrafiących nie tylko zapisywać dyski DVD (+R/-R/+RW/-RW/RAM/DL), ale również CD: R/RW, sprawiła znaczne obniżenie popytu na nagrywarki i czytniki CD.

Oznaczenia płyt audio CD [edytuj]

• AAD (Analog - Analog - Digital) – nagranie i miksowanie analogowe, mastering cyfrowy.
• ADD (Analog - Digital - Digital) – nagranie analogowe, miksowanie i mastering cyfrowe.
• DDD (Digital - Digital - Digital) – nagranie, miksowanie i mastering cyfrowe.

Technologia wytwarzania płyt CD [edytuj]

Premastering [edytuj]

Tu tworzy się prototyp płyty CD-RW, układ danych na matrycy, które zostaną następnie przeniesione na krążek i powielone.

Proces tworzenia matrycy [edytuj]

Glasmastering [edytuj]

Pobierane są dane z płyty np. CD-R i tworzy się tzw. matkę, czyli krążek wykonany ze szkła o wymiarach:

• średnica 30 cm
• grubość 2,5 cm

jest ona wykonana ze szkła, które łatwo deformować poprzez zmianę wymiarów.

Na jej powierzchnię nakładamy emulsję czułą na światło, po czym specjalne urządzenie laserowo naświetla obraz spirali - wzdłuż niej będą znajdować się pity i landy. W czytnikach CD-ROM przyjmą one postać binarną. Spirala ma szerokość 1 mikrometra - dla porównania, średnica ludzkiego włosa ma około 12 mikrometrów. Emulsja w momencie wywoływania zostaje usunięta, płyta jest trawiona, po czym uzyskujemy całkowity obraz spirali z zapisem danych. Dokładność tego procesu wpływa na późniejszą jakość płyty CD.

Proces galwaniczny [edytuj]

Płyta matka posłuży nam do wykonania jej niklowej repliki, jest to swoisty stempel dzięki któremu tłoczymy płyty CD. Proces galwaniczny jest w pełni zautomatyzowany, trwa 7 godzin a z jednego stempla możemy wytłoczyć do kilkunastu tysięcy gotowych płyt.

Schemat tłoczenia płyt kompaktowych [edytuj]

Obecnie w produkcji płyt kompaktowych używamy poliwęglanu, materiał na płytę CD poddawany jest w pierwszej fazie osuszeniu w temperaturze 125 stopni Celsjusza.

Technologia używana do wyrobu tworzyw termoutwardzalnych jest stosowana do formowania krążka z rowkami.

Powstaje nam w ten sposób przezroczysty dysk, który jest studzony a po wytłoczeniu na krążek nanosi się warstwę aluminiową metodą metalizacji. Cały proces odbywa się w próżni z użyciem argonu. Specjalny lakier ochronny pokrywa powierzchnię metalizowaną przy użyciu szybkoobrotowej maszyny, która równomiernie rozłoży lakier na powierzchni. Lampa ultrafioletowa doprowadza do utwardzenia rozłożonej warstwy lakieru.

W końcowym etapie, specjalny układ optyczny kontroluje jakość płyty określając jej przydatność i eliminując bezwartościowe wytwory.

Cały cykl powstawania płyty trwa od 3 do 4 sekund, a coraz doskonalsza technologia kontroli jakości zapewnia bezstratny proces produkcyjny.

Drukowanie etykiet [edytuj]

Warstwa odbijająca jest chroniona dodatkowo poprzez nadrukowanie etykiety producenta, która zabezpiecza ze względów komercyjnych górną część płyty przed uszkodzeniem.

Przyszłość [edytuj]

Obecne na rynku płyty CD-R i CD-RW mają zastosowanie głównie w urządzeniach takich jak odtwarzacze audio CD. Ich pojemność ogranicza ich zastosowanie w innych aktualnie rozwijających się dziedzinach techniki. Popularne dyski DVD oferują znacznie większą pojemność. Stosunkowo nowe na rynku są nośniki Blu-ray. Na jednej ich warstwie mieści się ok. 25 GB danych. Wystarcza to na pomieszczenie materiału wideo o jakości HD, lecz nośniki te nie są jeszcze tak popularne i są do tego dość drogie w porównaniu do CD-R, czy DVD .

Magnetofon – urządzenie do wielokrotnego zapisywania i odtwarzania dźwięku na taśmie magnetycznej (urządzenia zapisujące inne sygnały analogowe na taśmie magnetycznej nazywa się zazwyczaj rejestratorami magnetycznymi).

Magnetofon analogowy jest urządzeniem służącym do zapisywania dźwięku na taśmie magnetycznej i odtwarzanie z niej sygnałufonicznego. Istnieją też magnetofony dokonujące tylko zapisu (rejestratory) lub odczytu (odtwarzacze) sygnału fonicznego.

Inną klasą są magnetofony DAT, w których zapis odbywa się w postaci cyfrowej.

Historia  Prekursorem współczesnego magnetofonu było urządzenie wykorzystujące jako nośnik stalowy drut. Konstruktorem pierwszego prototypu magnetofonu był duński inżynier Valdemar Poulsen (w 1898) – swoje urządzenie nazwał telegrafonem. Pierwszym magnetofonem z cienką, stalową taśmą zamiast drutu był Blattnerphone skonstruowany w 1929 lub 1930 przez przedsiębiorstwo Ludwig Blattner Picture Corporation. 25 grudnia 1932 brytyjska rozgłośnia BBC po raz pierwszy nadała program nagrany na taśmie. Do odtworzenia użyto ogromnego magnetofonu z taśmą stalową Marconi-Stille, który aby odtworzyć dźwięki o wysokiej częstotliwości przesuwał taśmę z prędkością 90 m na minutę. Magnetofon musiał pracować w zamkniętym pomieszczeniu i obsługiwany był zdalnie ze względu na możliwość zerwania się ostrej jak brzytwa, bardzo szybko obracającej się taśmy. W latach 20-tych austriacki inżynier Fritz Pfleumer eksperymentował z pokrywaniem drobinami żelaza różnych materiałów. W 1927 pokrył drobinami żelaza bardzo cienki papier i stworzył w ten sposób tanią taśmę magnetofonową, na którą w 1928 otrzymał patent. W 1932 odsprzedał patentniemieckiej firmie AEG, jednemu z czołowych przedsiębiorstw w branży elektronicznej. Następnie AEG we współpracy z niemieckim koncernemchemicznym IG Farben skonstruowało pierwszy na świecie praktyczny magnetofon o nazwie Magnetophon K1, który został zademostrowany w 1935 na Wystawie Radiotechnicznej w Berlinie (Internationale Funkausstellung Berlin). Jednak jakość nagrywanego dźwięku była bardzo niska, urządzenia nie nadawały się do odtwarzania muzyki. W 1939 niemiecki inżynier Walter Weber przekonstruował magnetofon, budując pierwszy magnetofon odtwarzający dźwięk w wysokiej jakości, czyli urządzenie które używane jest do dziś. Poprawienie jakości dźwięku spowodowało gwałtowne upowszechnienie się magnetofonów w Niemczech, a od 1946 w USA, po zdobyciu Niemiec i wywiezieniu w 1945 dokumentacji i kilku magnetofonów. Obecnie stosuje się najczęściej magnetofony wykorzystujące taśmę zamkniętą w kasecie typu Compact Cassette. Pomimo spadku popularności magnetofony są dziś wciąż produkowane i użytkowane, zarówno w wersjach przenośnych (walkman), jak i do zestawów HiFi. Współczesne magnetofony HiFi najwyższej klasy przewyższają parametrami odtwarzacze CD (przykładowo Nakamichi DR-10 potrafi na zwykłej taśmie żelazowej przenieść 21 kHz). Niemiecka radiostacja z magnetofonem, ok. 1939 Magnetofon szpulowy z lat 60. Taśma magnetofonowa na szpuli Gramofon Gramofon - urządzenie do odtwarzania dźwięku zapisanego na płytach gramofonowych. W Polsce często nazywany adapterem[1]. Gramofon wyewoluował z fonografu i odziedziczył jego zasadę działania. Nośnikiem informacji jest obracająca się płyta (typowo z prędkościami 78, 45 lub 33¹/3, czasem 16²/3 obrotów na minutę) z wyżłobionym spiralnym rowkiem, w którym prowadzona jest igła. Drgania igły przetworzone są we wkładce na impulsy elektryczne. W innych rozwiązaniach konstrukcyjnych zamiast igły stosuje się promień lasera. Do lat 50. XX wieku w powszechnym użyciu były płyty gramofonowe z szelaku, odtwarzane z prędkością 78 obr/min, później coraz szybciej wypierane przez opracowane w latach 30. płyty długogrające (longplay, LP) 33¹/3 i "single" (single play, SP) z polichlorku winylu. Do końca lat 80. płyty gramofonowe były popularnym nośnikiem muzyki; zastąpione zostały płytami kompaktowymi. Duże znaczenie dla jakości dźwięku ma jakość igły, wkładki i przewodów prowadzących sygnał na wyjście z urządzenia. Igły i wkładki gramofonowe [edytuj] przekrój przez rowek płyty i igłę gramofonu: idea zapisu stereo na płycie Igła, umieszczona w rowku płyty, wprawiana jest w ruch przez nierównomierności rowka w obracającej się płycie. Drgania te przenoszone są na wkładkę gramofonową, do której igła jest przymocowana. Kształt tych nierównomierności jest taki, że drgania igły odtwarzają sygnał akustyczny zapisany na płycie podczas jej nagrywania. W najstarszych gramofonach igła była stalowa, później zaczęto stosować igły szlifowane z szafiru. Ostrze igły szlifowane było tak, by promień jego krzywizny wynosił trzy tysięczne cala (0,003" tj. 76 µm) dla płyt starszych (ebonitowych, tzw. "normalnorowkowych", odtwarzanych z prędkością 78 obr/min) albo 0,001" (25 µm) dla płyt nowszych (winylowych), tzw."drobnorowkowych". Aż do lat 70. spotykane były gramofony, w których instalowane były wkładki z igłami obu rodzajów, co umożliwiało odtwarzanie wszystkich spotykanych na rynku oraz zachowanych w archiwach płyt. Igły do odtwarzania płyt drobnorowkowych oznaczane były zazwyczaj kolorem zielonym, a normalnorowkowych – czerwonym. Także dopuszczalny nacisk igły na płytę drobnorowkową jest znacznie mniejszy, niż na normalnorowkową, zalecano nie więcej, niż 5 gramów, co i tak powodowało dość szybkie zużycie płyt (współczesne mechanizmy wyważające ramię z wkładką umożliwiają pracę z naciskiem rzędu 10 mN, tj. ok. 1 gram[2]). Wraz z wprowadzeniem zapisu stereofonicznego na płytach gramofonowych wymagania stosowane igłom i wkładkom gramofonowym wzrosły, pojawiły się inne niż okrągłe kształty ostrza igieł, w użyciu znalazły się też igły diamentowe w miejsce szafirowych. Obecnie najlepsze szlify igieł gramofonowych to szlify kwadrofoniczne (van den Hula) oraz eliptyczne. Wśród konstrukcji wkładek rozróżniamy: piezoelektryczne (mają znaczenie tylko historyczne z powodu wąskiego pasma przenoszenia, wymagały również znacznie większego nacisku na płytę powodując jej szybsze zużycie), elektromagnetyczne – magnes poruszany względem cewki (MM - Moving Magnet) magnetoelektryczne – cewka poruszana względem magnesu (MC - Moving Coil) elektrostatyczne (możliwe do skonstruowania), optyczno-laserowe Ramię gramofonu [edytuj] Wśród najnowszych gramofonów rozróżniamy: o ramieniu w kształcie litery "L", o ramieniu w kształcie litery "S", o ramieniu tangencjalnym ("poprzecznym") – rzadka, ale bardzo dobra konstrukcja, ponieważ igła gramofonowa prowadzona jest w taki sam sposób jak rylec nacinający płytę podczas nagrania. o prostym ramieniu – konstrukcja ta niweluje siłę odśrodkową wirującej płyty działającą na igłę.Zwalnia użytkownika z regulacji "antyskatingu" Trzeci typ gramofonu produkowany był przez szwajcarskiego Revoksa, japońskiego Technicsa oraz kilka innych przedsiębiorstw. Współcześnie produkuje go czeska firma Aura. Pozostałe części gramofonu [edytuj] Elektryczny sygnał wytworzony przez wkładkę gramofonową powinien zostać jak najkrótszą drogą doprowadzony z gramofonu na odpowiednie dla danego rodzaju wkładki wejście przedwzmacniacza. Najlepszą jakość dźwięku uzyskuje się stosując cienkie, plecione, ekranowane kable z miedzi, ew. srebra. Poza torem akustycznym duże znaczenie ma stabilność napędu oraz solidność wykonania obudowy urządzenia. Najlepsze są ciężkie obudowy na tzw. "trójnogu" wykonane ze stopów metali lub drewna. Przekładnie paskowe zapewniają przeniesienie napędu bez drgań. Dobrym rozwiązaniem są talerze gramofonowe wykonane ze szkła. Pożądana jest bardzo dobra stabilizacja obrotów talerza. Wiele nowszych gramofonów (np. "Daniel") miało stroboskop do kontroli regulacji obrotów talerza. Były też gramofony z urządzeniem do automatycznego startu (ramię samoczynnie ustawia się na początku płyty) z automatyczną zmianą płyt. Historia [edytuj] znak firmowy His Master's Voice – "głos jego pana" – używany przez firmę RCA Records 1857 - pierwsze urządzenie nagrywające dźwięk bez możliwości jego odtwarzania :fonautograf - konstrukcji Édouarda-Léon Scott de Martinville 1877 – pierwsze urządzenie nagrywające i odtwarzające dźwięk: fonograf – konstrukcjiThomasa Edisona 1887 – pierwsza konstrukcja gramofonowa projektu Emila Berlinera; powstała na skutek modyfikacji projektu Edisona: walce fonografu zastąpiono płytami woskowymi; 1898 – płyty woskowe w urządzeniu Berlinera zastąpiono szelakowymi; 1925 – pierwsze gramofony elektryczne 1947 – pierwsza drobnorowkowa płyta długogrająca – Long-Play 1958 – pierwszy utrwalony na płycie zapis dźwięku stereofonicznego; wydane za sprawą wydawnictwa Columbia 1966 – pierwszy gramofon marki Technics opatrzony symbolem 100P; w Polsce – pierwsze gramofony "Bambino" 1969 – pierwszy gramofon z napędem umożliwiającym Szybki Start – Technics SP-10 1972 – premiera szkockiego gramofonu Linn Sondek LP12 opracowanego przez Ivora Tiefenbruna, uważanego za przełom w przemyśle hi-fi Głośnik Głośnik to urządzenie zamieniające prąd zmienny ze wzmacniacza na fale mechaniczną - zwana dźwiękiem. Fala ta najczęściej jest wysyłana do powietrza... A odbierana naszymi uszami i naszym ciałem jesli do czynienia mamy z niskim basem.  Głośniki można dzielic na grupy na wiele sposobów, pierwsze kryterium to KRYTERIUM BUDOWY danego głośnika wchodzącego w skład zestawu głośników. Innym kryterium jest KRYTERIUM PASMA PRZENOSZENIA, czyli częstotliwości dźwięku, jakie przenosi głośnik. Tak zbudowane głośniki wchodzą w skład kolumn, gdzie ich liczba może być różna. Co prowadzi nas do kryteriów podziału kolumn – m.in.. KRYTERIUM POŁOŻENIA KOLUMN w przestrzeni odsłuchowej oraz KRYTERIUM DOBORU kolumn do odpowiedniego zastosowania. Jest to źródło dźwięku, na którego wejście podaje się przebieg będący falą elektryczną, otrzymać fale akustyczną. Zatem jest to przetwornik. Tak też się głośniki w pewnych środowiskach nazywa. Powstały w celu wyparcia niedoskonałości tub akustycznych służących do odtwarzania dźwieku w poprzednikach adaptera. Istnieje wiele rodzajów głośników, ale o tym później. Podział generalny opiera się na metodzie „przerobu” prądu zmiennego na drganie powietrza w pobliżu głośnika. Mogą to być metody magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, piezoelektryczne, elektrostatyczne i inne. Kryterium pasma przenoszenia Subbasowe <50Hz  Są to głośniki magnetoelektryczne przenoszące najniższe partie dźwięku słyszalnego. Często są to złożone konstrukcje, wymagające budowy gigantycznych tunelów rezonansowych w obudowach.  Głośniki tego typu posiadają olbrzymie średnice i bardzo duże powierzchnie membran. Basowe (niskotonowe) <2000 Hz Głośniki basowe to głośniki magnetoelektryczne (dynamiczne) o średnicach od około 6-7 cm w najtańszych zestawach poprzez głośniki 10 centymetrowe, a skończywszy na wielkości 30-38cm. Są przystosowane do przenoszenia pasma od około 50Hz (lub też niżej) do około 2000-3000 Hz. Pasmo te jest zawężane odgórnie za pomocą tzw. zwrotnic, będących filtrami dolnoprzepustowymi. Nisko-średniotonowe (midbasowe) <4500 Hz Głośniki niskośredniotonowe, są to głośniki magnetoelektryczne (dynamiczne) mogące wytwarzać dźwięki począwszy od najniższych częstotliwości około 50-60Hz a skończywszy na częstotliwościach Średniotonowe 500Hz…12kHz Głośniki średniotonowe to głośniki przenoszące pasmo od około 500Hz skończywszy czasami na 15kHz. Większość z nich ma budowę membranową i wymaga obudowy, jednakże są głośniki z zamkniętym koszem czy też takie, które kupuje się wraz z obudową. Pojawiają się też głośniki średniotonowe kopułkowe. Średnio-wysokotonowe (drivery) 500Hz…20kHz i więcej  Są to głośniki kopułkowe, których pasmo przenoszenia zostało w przemyślany sposób zmodyfikowane dla uzyskania jak najniższych częstotliwości. Jednym z pionierów na rynku światowym w tego typu głośnikach jest polska firma tonsil, która jako jedna z pierwszych opatentowała kopułki z biocelulozy bakteryjnej. Wysokotonowe 4kHz…20kHz Głośniki wysokotonowe to takie głośniki, które w dobrym wydaniu potrafią przenosić pasmo przenoszenia począwszy od około 1500Hz a skończywszy na 22kHz. Tanie przetworniki mogą przetwarzać bezpiecznie od około 4,5kHz do 18kHz Znajdziemy tu tanie konstrukcje membranowe, oraz lepsze tzw. kopułkowe, wykonane z bardzo lekkich materiałów kopułki, które są sprzęgnięte mechanicznie z cewką w polu magnetycznym. Oraz inne głośniki: np. głośniki wstęgowe zbudowane ze wstęgi aluminiowej o magnesach ze stopu FeNdB. Prócz tych dynamicznych rozwiązań stosuje się także głośniki piezzoelektryczne, Superwysokotonowe 10kHz…80kHz Są to głośniki kopułkowe, najczęściej ich membrany są zrobione z tytanu. Ich zadaniem jest zapewnienie wysokiej jakości tonów wysokich czyli 15kHz i więcej. Dzięki małej masie membrany możliwe jest uzyskanie pasma przenoszenia nawet do 100kHz, czyli częstotliwości, które są dla człowieka niesłyszalne. Szerokopasmowe 60Hz…20kHz Kryterium budowy głośnika Odnosi się do materiałów i technologii w jakich głośniki są zrobione oraz z tego jakie zjawiska fizyczne w nim wychodzą.  Głośniki magnetoelektryczne  Głosniki te nazywane są też czasem głośnikami dynamicznymi.  Budowa takiego głośnika została przedstawiona na rysunku  Obok. Dzięki zmiennemu polu  Magnetycznemu powstającemu wokół  Cewki w stąłym polu magnetycznym  Powstaje ruch cewki przypiętej do  Karkasu, który porusza membraną  W takt zmian prądu, oczywiście  Z pewnymi przekłamaniami.  Wymagają obudowy odpowiednio skonstruowanej  Podług parametrów Thielle-Smalle’a (TS)   Głośniki piezoelektryczne  Głośniki piezoelektryczne wykorzystują zjawisko o tej  samej nazwie do produkcji dźwięku. Niektóre  materiały ceramiczne, pod wpływem przyłożonego do  nich pola elektrycznego wykazują odkształcenie  wzdłuż pewnych kierunków krystalograficznych –  pojawiają się naprężenia mechaniczne, o  charakterystyce liniowej.  Wyobraźmy sobie taki materiał włożony miedzy dwie  elektrody, po przyłożeniu zmiennego pola  elektrycznego na przykład przez filtr  górnoprzepustowy i wzmacniacz – wówczas kryształ  zacznie zmieniać cyklicznie swoją stałą sieciową.  Tego typu głośniki nie są zbyt wygodne dla  wzmacniacza, zachowują się jak przerwa w  obwodzie, dlatego zawsze z nimi powinno dołączać  rezystory równolegle.   Głośniki elektrostatyczne   Kolumny elektrostatyczne.  Pierwszy głośnik elektrostatyczny został sprzedany tuż po drugiej wojnie światowej. Bardzo dobre  rezultaty brzmieniowe zachęciły entuzjastów do rozwijania tej technologii.   Przetworniki elektrostatyczne wyróżniają się bardzo niskim poziomem zniekształceń. Wynika to z  ich prostej konstrukcji i zasady działania. Ponadto generują wręcz holograficzną przestrzeń,  posiadają bardzo dobrą spójność brzmienia i doskonale oddają barwę instrumentów. Dźwięk jest  łagodny, pozbawiony agresji, lekki i przestrzenny. Te zalety powodują, że elektrostaty mają wielu  entuzjastów. Do wad zaliczyć można ograniczenia dynamiki i słabe przetwarzanie basu. Dlatego  bas najczęściej generowany jest za pomocą klasycznych głośników dynamicznych. (na zdjęciu  wysokiej klasy elektrostat firmy Martin Logan, USA)   Zasada działania elektrostatów   Zasada działania, tak jak i konstrukcja, jest prosta. Bardzo lekka, wytrzymała i przewodząca prąd  folia z tworzywa sztucznego, jest umieszczona pomiędzy dwiema elektrodami z blachy  perforowanej (najczęściej w proporcji 50%/50% powierzchnia czynna a otwory). Folia jest  membraną, która generuje dźwięk. Jest ona wstępnie spolaryzowana wysokim napięciem. Do  elektrod z perforowanej blachy doprowadzone jest napięcie zmienne ze wzmacniacza. Jedna  elektroda zasilana jest połową napięcia, a druga – drugą połową, w przeciwfazie (push-pull).  Głośniki elektrost. nie daja pełnego  pasma przenoszenia dlatego też  są uzupełniane przez dynamiczny  głośnik basowy  Powrót do budowy   BR - Bass reflex Otwór rezonansowy w kolumnie. Stosowany w zasadzie dla głosników o wysokim parametrze EBP. Czyli stosunku czestotliwości rezonansowej do Qms - dobroci mechanicznej. Czyli od 50EBP wzwyż EBP = Fs/Qms Tuba Ludzie na forach i w internecie na przeróżnych stronach mylą Tubę, z obudową w kształcie walca. Tuba akustyczna to obudowa z wylotem z komory z przekrojem zwiększającym się ku wylotowi z obudowy. Istnieją różnie konstrukcje tego rozwiązania. Wylot może być za głośnikiem, przed, pod, obok. W głośniku może być jeden głośnik, dwa, cztery itp.  Zwrotnica Historia audio Historia audio wzięła się stąd, że gdy powstał pierwszy gramofon czy patefon, używanie jego okazało się prostsze niż użycie orkiestry, kwartetu, czy zatrudnienie muzyka. Od tego czasu, świat poszukuje sprzętu elektronicznego lub mechanicznego, który dorówna dźwiękowi z żywych instrumentów umozliwiając jak najlepiej przekazać treść, niuanse, harmoniczne dźwięku na żywo. Zobacz też