![]() | Compact-Disc |
![]() | ||||||||||||||||||||||||
![]() | AllgemeinesAls Philips und Sony den gemeinsam erarbeiteten Standard der Compact-Disc (CD) 1982 in Form von Audio-CDs incl. der zugehörigen Abspielgeräte auf den Markt brachte, war dieses Audio-Medium zunächst eine teure High-End-Angelegenheit. Zu dieser Zeit mußte man für einen CD-Spieler umgerechnet mehr alsTrotz der erheblich teureren Abspielgeräte und Medien sowie der anfänglich extrem beschränkten Auswahl an CDs wechselten mehr entnervte Benutzer von der Langspielplatte zur CD als von den Marketingstrategen erwartet. Die Vorteile gegenüber einer LP sind offenkundig:
Mit ein Grund für den überwältigenden Markterfolg war das durchgängig pfiffige und sehr komplexe Konzept, wie die Audiodaten auf einer CD abgespeichert werden, um das Medium robust und sehr unanfällig gegenüber Kratzern zu machen, und wie man die darauf abgespeicherten Audiodaten in optimaler Qualität wieder in Analogsignale umwandelt. Obwohl nun seit Markteinführung etwa Grundlagen der Compact-DiscHardwareEine CD ist im Prinzip eine runde Scheibe mit![]() Bild 1: CD im Querschnitt, Abtastung eines Lands In einem Abspielgerät befindet sich ein Infrarot-LASER, der die sich drehende CD entlang der Spirale mit monochromatischem und kohärentem Infrarotlicht der Wellenlänge ![]() Bild 2: CD im Querschnitt, Abtastung eines Pits Trifft das Licht wie in Elektronik und FehlerkorrekturDie Art und Weise, wie das CD-System mit Kratzern, Fingerabdrücken und ähnlichen Widrigkeiten klar kommt, verdient meiner Meinung nach schlicht das Wort genial. Die erste Maßnahme ist, daß man die Daten, egal ob Audio- oder Computerdaten, nicht einfach nacheinander auf die CD schreibt sondern mittels eines ausgeklügelten Systems in verschiedene in sich geschlossene Frames![]() Bild 3: Verschachtelte Fehlerkorrektur In diesem vereinfachten Beispiel werden die fortlaufenden Daten aus dem Audiodatenstrom erst einmal in Päckchen zu je 4 Daten verpackt, wobei jedes Datenpaket mit einer Prüfsumme plus einem gewissen Maß an Redundanz (Block-CRC) versehen wird. Nun verteilt man die einzelnen Daten dieses Päckchens auf mehrere Frames, die ebenfalls je mit einer Prüfsumme plus Redundanz versehen werden (Frame-CRC). Die Frames werden hintereinander auf den Datenträger geschrieben. Geht beim Auslesen etwas schief und ein Teil der Daten in einem Frame ist beschädigt (rot dargestellt), wird das aufgrund der Frame-CRC festgestellt. Sind nur geringe Datenmengen falsch, kann dies aufgrund der in der Frame-CRC enthaltenen Redundanz fehlerfrei repariert werden. Sind größere Datenmengen beschädigt, weiß man nur, daß die Daten falsch sind, aber eine Reparatur ist nicht möglich. Das ist aber nicht tragisch, da ja nun die einzelnen Daten wieder in der ursprünglichen Reihenfolge in Datenpakete einsortiert werden. Trotz vieler Fehler in einem Frame besitzt nun jeder Block lediglich ein einziges beschädigtes Datum, das dank Block-CRC leicht wieder vollständig wiederhergestellt werden kann. Die zweite Maßnahme ist, daß der Laserstrahl erst knapp vor der Oberfläche die Fokusierungslinse durchläuft. Dadurch ist der Abtaststrahl auf der Oberfläche der CD noch relativ dick und wird erst in der CD zunehmend dünner. Der Lichtbrechungsgrad des Polycarbonats unterstützt dieses Verhalten noch zusätzlich. Somit kann das Licht selbst bei relativ dicken Kratzern und Verschmutzungen noch sein Ziel erreichen. Nur seine Intensität wird ein wenig geringer. Diese beiden Mechanismen ermöglichen es, daß selbst bei stark verkratzen oder verschmutzten CDs noch ein im Ende fehlerfreies Auslesen möglich ist. Die Kombination der als CIRCC (Cross Interleaved Read-Solomon Code) und EFM (Eight to Forteen Modulation) bezeichneten Verfahren ermöglicht es theoretisch, das völlige Fehlen von Daten über eine Länge von immerhin Bei einem konstanten Datenstrom, den man für Audio-CDs benötigt, müßten bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit die Pits und Lands innen viel kleiner sein als außen, weil die Anzahl der Daten über eine Umdrehung gleich sein muß. Macht man sie innen so klein wie technisch möglich, werden sie außen sehr groß, was die nutzbare Kapazität sehr stark beschränkt. Deshalb geht man einen anderen Weg: Man ändert die Größe der Pits und Lands innen und außen nicht, sondern paßt einfach die Umdrehungsgeschwindigkeit so an, daß sich immer eine konstante Relativgeschwindigkeit ergibt. Wird am inneren Rand gelesen, muß daher das Laufwerk schneller drehen als am äußeren, um die erforderliche Relativgeschwindigkeit von 1,2 bis Die Elektronik hat daher zunächst einmal die Aufgabe, immer die passende Umdrehungsgeschwindigkeit einzustellen. Damit sich durch das Hoch- und Runterregeln keine Tonhöhenveränderungen wie bei einem Plattenspieler ergeben, landen die ausgelesenen Daten zunächst einmal in einem FIFO-Puffer. FIFO heißt "First In First Out" und meint, daß die Daten, die zuerst reingeschrieben werden, auch zuerst wieder hinten herauskommen. Der Puffer wird hierbei, um Tonhöhenschwankungen und Jitter absolut zu vermeiden, in einem extrem konstanten Takt, geleert und weiter verarbeitet. Die Elektronik sorgt dafür, daß der Puffer nach Möglichkeit immer halb gefüllt ist. Wird er voller, wird die Drehzahl gedrosselt, wird er leerer, wird die Drehzahl gesteigert. Eine weitere wichtige Aufgabe der Elektronik ist die Einstellung und ständige Nachführung des Fokus' und der Spurlage. Wie schon erwähnt, wird der Puffer in einem extrem konstanten weil quarzstabilisierten Takt, mit dem die gesamte digitale Signalkette arbeitet, geleert. Die digitale Signalverarbeitung korrigiert zuerst einmal eventuell gefundene fehlerhafte Bits. Reicht die Redundanz einmal nicht aus, muß der fehlerhafte Wert geschätzt werden. Um sehr gut zu schätzen, bedient die Elektronik sich der vorangegangen und nachfolgenden Werte. Diese aus Klanggründen unerwünschte Schätzung tritt theoretisch bei schlechter Preßqualität oder bei starken mechanischen Beschädigungen der CDs auf. Ist die Verschmutzung/Beschädigung so stark, daß der LASER nicht mehr korrekt der Spur nachgeführt werden kann, treten die gefürchteten Sprünge auf. Das ist fast ausnahmslos eher der Fall, als daß die Elektronik schätzen muß. Eine Klangbeeinträchtigung wegen Interpolation ist in der Praxis daher nahezu ausgeschlossen. Eine gleichermaßen mißhandelte LP wäre übrigens schon ganz deutlich vorher Schrott. Als nächsten Schritt durchläuft das digitale Audiosignal einen Noise-Shaper, der das Rauschen zu höheren Frequenzen verlagert, und ein digitales Filter, in dem unerwünschte Signalanteile oberhalb Analoge und digitale SignaleNachdem Musik nichts anderes ist als eine Änderung des Luftdrucks mit einer Frequenz von 16 bis![]() Bild 4: Signalverlauf Sofern Sie mit Diagrammen nicht sehr vertraut sind: Ein beliebiger Zeitpunkt wird als Startzeitpunkt festgelegt und dann das Signal aufgezeichnet. Man sieht, daß die Spannung zuerst größer wird, einen Maximalwert erreicht, dann immer kleiner wird, einen Minimalwert erreicht, wieder ansteigt usw. Die Tonhöhe wird durch die Zeit festgelegt, die benötigt wird, um die Null-Linie zu durchstoßen und dann wieder zu erreichen, der Klang hingegen durch die Form der Kurve. Ein Wissenschaftler namens Claude Shannon hat schon vor langer Zeit nachgewiesen, daß es ausreichend ist, ein bandbreitenbegrenztes analoges Signal mit der doppelten Frequenz des höchsten vorkommenden Tons abzutasten, ohne daß eine Information, was einer Klangverschlechterung gleichkäme, verloren geht. Nur ganz junge Babies können Töne mit ![]() Bild 5: Umsetzung analog nach digital Um sicherzustellen, daß keine unhörbaren hochfrequenten Signalanteile mehr vorhanden sind, werden in einem Tiefpaßfilter alle Frequenzen oberhalb von ![]() Bild 6: Rekonstruktion des Analogsignals Bei der Wiedergabe steht man nun vor dem Problem, die Zahlenwerte in analoge Spannungswerte umwandeln zu müssen. Dies erledigt ein
HandhabungCompact-Discs sind zwar viel robuster als Langspielplatten aus Vinyl, aber trotzdem sind sie nicht unverwüstlich. Deshalb sollten Sie folgende Handhabungshinweise beherzigen, damit sie lange Freude an ihnen haben:
ReparaturSofern eine CD auf der Unterseite so zerkratzt wurde, daß sie springt, können Sie sie mit Hausmitteln u.U. retten. Zuerst sollten Sie sie zur Sicherheit aber reinigen, um sicher zu gehen, daß nicht Schmutz die Ursache dafür ist. Zudem sollten Sie mit einer andern CD überprüfen, ob nicht der CD-Spieler schuld ist. Wenn dies alles nicht zutrifft, können Sie versuchen, die Abtastseite zu polieren. Hierzu gibt es im Handel (leider selten) fertige CD-Reparatur-Sets. Die Polierpaste für Handy-Displays ist ebenfalls geeignet. Wenn Sie von alledem nichts zur Hand haben, können Sie auch Zahncreme verwenden. Wenig geeignet, weil sie zu wenig Schleifmittel enthält, ist Zahncreme, die für empfindliche Zähne angeboten wird. Legen Sie auf eine harte Unterlage ein weiches Tuch o.ä. und legen Sie dann darauf die CD mit der Abtastseite nach oben. Tragen Sie nun reichlich Zahncreme auf und polieren unter Verwendung eines weichen Tuchs mit Bewegungen von innen nach außen oder umgekehrt aber niemals kreisförmig solange, bis die gröbsten Kratzer langsam verschwinden. Mit einigen wenigen Polierbewegungen ist es übrigens nicht getan; die Reparatur einer CD ist vielmehr harte Arbeit.Sind die Kratzer ziemlich tief, können Sie als allerersten Schritt Naßschleifpapier mit Körnung 1000 verwenden (immer von innen nach außen und umgekehrt arbeiten!) und damit unter ganz leichtem Druck die oberste Schicht abtragen. Verwenden Sie unbedingt Wasser beim Schleifen. Danach wird die CD abgespült und poliert. Wenn Sie aber schon zu Naßschleifpapier greifen mußten, sinkt die Wahrscheinlichkeit, die CD retten zu können, recht deutlich. Nach dem Polieren wird die CD wie oben beschrieben gereinigt. Sie wird nie wieder so aussehen wie eine neu gekaufte, weil Sie die Oberfläche nicht so glatt polieren können wie die einer neuwertigen CD. Die Oberfläche wird vielmehr leicht milchig bleiben. Wenn Sie Glück haben, läßt sie sich wieder abspielen. Falls nicht, war wohl nicht ein Kratzer die Ursache sondern eine Beschädigung oder Verwerfung (Temperatur!). Eine Reparatur ist dann ausgeschlossen. Abspielgeräte (CD-Player)Wenn Sie vorhaben, sich einen neuen CD-Spieler zu kaufen, werden Sie wahrscheinlich Probleme haben herauszufinden, welcher für Sie der Richtige ist. Zwar bewerben alle Hersteller ihre Produkte mit klanglichen Vorzügen gegenüber der Konkurrenz, und auch in der eigenen Produktpalette gibt es Abstufungen, bei denen ein besserer Klang oft mit konstruktiven Details erklärt wird. Diese Angaben können Sie getrost ignorieren, da das CD-System mittlerweile technisch ausgereizt ist. Halten Sie sich einfach vor Augen, daß ein modernes 15-Euro-CD-ROM-Laufwerk für den PC Audio-CDs bitgenau also zu 100% korrekt auslesen kann, und das auch noch mit einer viel höheren Geschwindigkeit als ein Audio-Player, der dies ja nur mit einfacher Geschwindigkeit schafft. Jeder Konstruktionsaufwand, beispielsweise irgendwelche mechanischen Schwingungen durch Sub-Chassis oder eine besondere Aufhängung vom Laufwerk fernzuhalten, ist daher vergebliche Liebesmühe. Denn das billige CD-ROM-Laufwerk hat den ganzen Schnickschnack auch nicht und kann trotzdem absolut fehlerfrei auslesen. Und besser als absolut fehlerfrei geht's halt nun einmal nicht. Zudem benötigt eine CD keine Stabilisierungsringe oder ähnliche Einrichtungen, um korrekt ausgelesen werden zu können. Der größte Blödsinn sind im High-End-Bereich anzutreffende Laufwerke mit Riemenantrieb. Dadurch soll die CD ruhiger laufen, wodurch dem Käufer ein geringerer Jitter versprochen wird, was angeblich hörbar sein soll. Dies ist eine vorsätzliche Verdummbeutelung der Kunden. Wie oben nachzulesen ist, wandern die von der CD ausgelesenen Bits nämlich zuerst einmal in einen Pufferspeicher, aus dem sie wiederum mit quarzstabilisiertem Takt (genauer gesagt einem Vielfachen vonAuf der digitalen Seite gibt es aus klanglicher Sicht wirklich nichts mehr zu verbessern, zumal es nur wenige Chipsätze gibt, auf die alle Hersteller zurückgreifen müssen. Das trifft insbesondere auch auf die sogenannten kleinen High-End-Hersteller zu, weil der Aufwand zur Entwicklung eines eigenen Chipsatzes sehr groß und selbst für große Firmen der HiFi-Branche schlichtweg überhaupt nicht finanzierbar ist. Auch die Umwandlung der digitalen Signale in ein Stereo-Analogsignal ist nicht mehr weiter verbesserungsfähig, da man mittlerweile eine Methode gefunden hat, wie man diese Umwandlung mit sehr großer Präzision durchführen kann. Das Gute daran ist, daß diese Methode erstens sehr preiswert ist und zweitens auf der Analogseite nur einen einfachen RC-Tiefpaß benötigt, wo in den Anfängen der CD-Technik komplizierte Filter höherer Ordnung werkelten. Dies hat zur Folge, daß es hier für die Hersteller keine Möglichkeit gibt, zu Lasten des guten Klanges den einen oder anderen Cent einzusparen. Einzig und alleine der Analogteil läßt noch einen sehr geringen Gestaltungsspielraum. Wenn der Hersteller des Referenzgeräts, das Sie als Vergleichsgrundlage verwenden, nicht gerade den allerletzten Cent eingespart hat, läßt sich aber auch hier nur wenig bis gar nichts verbessern. Im wesentlichen ist es Sache des Herstellers, für eine niedrige Ausgangsimpedanz zu sorgen. Warum dies wichtig ist, können Sie in ![]() Nicht unter diese Betrachtungen fallen übrigens, damit keine Mißverständnisse aufkommen, alle älteren CD-Abspielgeräte, die nicht der neuesten Technik entsprechen. Bis zur Einführung der sogenannten 1-Bit-D/A-Wandler gab es in der Tat teilweise zumindest geringe meßbare Unterschiede zwischen verschiedenen Geräten, die auch in der Tat durch Wandlungsfehler wie auch die notwendigen analogen Filter höherer Ordnung erklärbar waren. Hier galt oft tatsächlich, daß teurer auch besser bedeutet. Diese Unterschiede sind jedoch, wie ich aus eigener Erfahrung weiß, extrem gering und nur mit großer Mühe (wenn überhaupt...) im direkten Vergleich hörbar. Hierbei muß man ergänzend hinzufügen, daß ich selbst, wie (aus anderen Gründen) einigermaßen umfangreiche Untersuchungen beim HNO-Arzt ergaben, über ein extrem empfindliches Gehör verfüge, das zudem überraschenderweise noch erheblich höhere Töne wahrnimmt, als dies selbst für Kinder normal ist (mit zunehmendem Alter sinkt normalerweise die oberste noch wahrnehmbare Frequenz). Deshalb werden die meisten Leute wohl auch bei älteren Geräte keine Unterschiede feststellen können. Weil die CD-Technik inzwischen ausgereizt ist, gibt es keine oder zumindest keine nennenswerten (Thema Audio-Ausgangsstufe) klanglichen Unterschiede zwischen verschiedenen CD-Spielern. Wenn Sie sich das verinnerlicht haben und den Verlockungen der Werbung, die Ihnen ja gerade das Gegenteil weismachen will ("was teurer ist, muß ja auch einfach besser sein"), widerstehen, kommen Sie sehr preisgünstig zu einem CD-Player, der zwar nicht so gediegen aussieht wie ein 5.000-Euro-Gerät aber genausogut klingt! Ausschlaggebende Punkte sind daher nur noch die Bedienung und Funktionsvielfalt sowie das Design. Wenn die HiFi-Anlage gut und wie aus einem Guß aussieht, ist das ja nicht unbedingt ein Nachteil. Und wenn Sie das so gesparte Geld Ihrem Lautsprecher-Budget zuschlagen, haben Sie unterm Strich viel mehr davon. Um einen Vergleich zu bemühen: Wenn CD-Spieler dem technischen Stand einer Raumfahrtgesellschaft entsprechen, befinden sich Lautsprecher immer noch auf prähistorischem Niveau lange vor der Steinzeit. Vergleichen Sie ruhig einmal den Frequenzgang eines Lautsprechers, der aussieht wie der Querschnitt durch die Alpen, mit dem linealglatten Frequenzgang eines CD-Players. Dann sehen Sie sofort, wo es Sinn macht, ein wenig mehr zu investieren. Fallen Sie bitte beim Vergleich nicht auf unterschiedliche Skalierungen herein: Um den Frequenzgang von Lautsprechern nicht ganz so übel aussehen zu lassen, verwendet man immer eine grobe Skalierung mit z.B. Es gibt einige wenige Leute, die von sich behaupten, daß sie ganz klar Unterschiede zwischen verschiedenen CD-Spielern hören können und sich unheimlich wichtig machen. Diese Aussage ist jedoch rein subjektiv und konnte bei den wenigen Untersuchungenn, die wissenschaftlichen Maßstäben genügen (siehe ![]() Bezüglich der Aufstellung gibt es nicht viel zu beachten. Der CD-Player muß lediglich ruhig und in waagerechter Position an einem stabilen Standort stehen. Wer gerne sehr laute Musik hört, sollte darauf achten, daß es nicht infolge vom Schalldruck hervorgerufener mechanischer Erschütterungen des Standorts und dadurch des CD-Players dazu kommt, daß der Laser die Spur verliert und es dadurch zu Aussetzern oder einer springenden Wiedergabe kommt. Hier hilft eine Positionierung außerhalb der Abstrahlrichtung und/oder ein stabilerer Standort. Auch die Laufgeräusche des Geräts können ein Entscheidungskriterium sein. Bei manchen Geräten ist dieses nämlich so hoch, daß es bei leisen Musikpassagen hörbar in Erscheinung tritt und einem den Musikgenuß vermiest. | |||||||||||||||||||||||
![]() ![]() | ![]() |
Alle Angaben in Zusammenhang mit dieser Site wurden nach bestem Wissen und Gewissen gemacht. Trotzdem kann hierfür keine Haftung übernommen werden. Schadenersatzansprüche jeglicher Art sind grundsätzlich ausgeschlossen. Alle Bilder und Texte sind urheberrechtlich geschützt und Eigentum von Chr. Caspari (sofern nicht anders gekennzeichnet). Es gelten die allgemeinen ![]() Mitteilungen über Fehler sind stets willkommen (Kontaktmöglichkeiten siehe ![]() ![]() Letztes Update dieser Seite: 01.10.2023 (Untergeordnete Seiten können aktueller sein) |