Und wie funktioniert eigentlich ein CD-Player? Was heißt digital? Welche Probleme stellen sich beim Abtasten von Compact Discs? Gibt es Unterschiede zwischen einzelnen Fabrikaten? Diese und ähnliche Fragen werden uns im Testlabor im Zusammenhang mit der neuen Technik immer wieder gestellt.

Nun, um die Wirkungsweise des CD-Players zu verstehen, muß man zunächst einmal wissen, in welcher Form die Information auf der CD gespeichert ist.
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Die digitale Information ist verschlüsselt und nicht räumlich hintereinander, sondern verschachtelt („Interleaving" = siehe Lexikon) angeordnet. Daher muß sie zunächst geordnet und entschlüsselt werden (5).

Die Steuerlogik (6) kontrolliert die abgelesene Information auf Fehler, die durch Staubkörner oder Kratzer auf der CD entstehen können (Drop Out). Sind welche vorhanden, so werden sie von der Fehlerkorrekturschaltung (7) korrigiert.

Falls die Größe eines Fehlers eine bestimmte Anzahl von hintereinander liegenden Pits übersteigt (ca. 4000, dies entspricht einer defekten Zone von ca. 2,5 cm Länge auf der CD), so ist der Fehler nicht korrigierbar. Er wird jedoch erkannt und kaschiert. Näheres hierzu im Artikel „Fehlerverarbeitung".

Die Steuerlogik (6) trennt nach der Fehlerbearbeitung die Audioinformation von den anderen auf der CD enthaltenen Daten. Die Audioinformation wird einem Zwischenspeicher (8) zugeführt.

Von dort aus gelangt sie im Quarztakt (44,1 kHz) kanalweise zu den Digital/Analog-Wandlern (Block 9; 8R, 8L). Diese verwandeln das digitale 16 bit lange Wort in einen analogen Wert zurück, der nach Filterung über einen Verstärker zum analogen Hochpegelausgang des CD-Players gegeben wird (näheres siehe Artikel „D/A-Wandlung").

Der Spannungswert für Vollaussteuerung beträgt dort etwa 1V bis 2V (0 bis +6 dBV). Da sämtliche Schaltungen von einem gemeinsamen Quarz (10) mit hoher Präzision gesteuert werden, kommen beim CD-System keine Gleichlaufschwankungen vor. Auch Abweichungen von der Nennfrequenz (dies entspricht der Nenndrehzahl beim Analogplattenspieler) können vernachlässigt werden. Die Toleranzen sind einige Zehnerpotenzen geringer als beim Analogplattenspieler.
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Wie oben erwähnt, enthält die CD nicht nur das reine Audiosignal, sondern auch noch weitergehende Informationen. Zum heutigen Zeitpunkt ist die Nummer des gerade abgespielten Stückes sowie die laufende Spielzeit angegeben. In näherer Zukunft werden auch andere Informationen gespeichert: Der Titel des Stückes, die Nummer z. B. des laufenden Taktes, Informationen über den Komponisten oder das Musikstück. Ja, sogar an eine Speicherung des Textes von Liedern ist gedacht.

Alle diese Daten werden in der Steuerlogik (6) von den Audiodaten getrennt und einem Mikroprozessor (15) zugeführt. Dieser zeigt einiges davon auf dem „Display" (11) des CD-Players an. Andere Daten dienen dazu, die Drehzahl des Motors (2) und den Lesekopf (3) zu steuern.

Der Mikroprozessor nimmt außerdem auch die vom Bediener über die Tasten (12) oder die Fernbedienung (13) gegebenen Steuerbefehle an und führt sie direkt aus oder speichert sie für spätere Verwendung im Speicher (14) ab.

Die Entwicklung der digitalen Audiotechnik, die in der Studiotechnik bereits das Analogtonband abzulösen beginnt, ist nun beim Plattenspieler angelangt. Mit Sicherheit wird im Jahre 1983 keine Ablösung der "black disc" erfolgen. Auch 1990 wird es noch die schwarzen Scheiben zu kaufen geben. Ich bin jedoch überzeugt, daß der CD-Player und die Compact Disc eines Tages die gute alte Schallplatte verdrängen werden (das Bessere ist bekanntlich des Guten Feind). Bis dahin jedoch werden die Hersteller noch einiges zu tun haben.

Es gilt, einige „Kinderkrankheiten" des CD Players zu beseitigen. Auch müssen noch höher integrierte Schaltkreise entwickelt werden. Auch im Hinblick auf die Bedienfreundlichkeit (Vereinheitlichung!) ist noch einiges zu tun. Wenn dann CD Player der zweiten Generation in großen Stückzahlen gefertigt werden, können sie im Preis jederzeit mit guten Analogplattenspielern konkurrieren oder diese sogar schlagen. Dann wird der CD-Player den Analogplattenspieler ablösen, wie seinerzeit die heute moderne 33 1/3 LP die alte 78er Schellackplatte abgelöst hatte.

Dieser Artikel ist von G. M. - geschrieben im Februar 1983

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CD-Player sind ein völlig neuer Gerätetyp. Vom Prinzip her gibt es weder Rumpelgeräusche noch Baßresonanz. Auch Höhenresonanz, Höhenabtastfähigkeit und vertikaler Spurfehlwinkel sind Begriffe, die beim CD-Player völlig fehl am Platze sind.

Bedeutung haben hier Dinge wie Fehlertoleranz, Quantisierungsrauschen, Wandlernichtlinearität. Ein Problem beim CD-Player besteht vorläufig darin, diese Daten zu erfassen. Beim PCM-Recorder nimmt man ein Meßsignal auf und gibt es anschließend wieder, wie bei der Messung von analogen Tonbandgeräten. Auf diese Art kann man Aussagen über Verzerrung, Rauschen und andere Daten gewinnen. Für CD-Player stehen jedoch noch keine (fast keine!) geeigneten Meßschallplatten zur Verfügung.

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Wir haben uns frühzeitig um dieses Problem gekümmert. Daher besitzt unser Labor nun eine CD, mit der sich wichtige Daten über die Qualitäten der von uns getesteten Player gewinnen lassen. - Die Angabe der Meßwerte erfolgt in der gewohnten Form, wobei allerdings einige Begriffe vorkommen, die Ihnen, lieber Leser, neu sein dürften.

Kategorie I enthält die wichtigsten Parameter des Prüflings: Die Ausgangswerte. Unter a) ist die Ausgangsspannung an 47 kOhm angegeben. Der Wert gilt für digitale Vollaussteuerung auf der CD.

Alle CD-Spieler besitzen Hochpegelausgänge (Anmerkung: mehr als 500mV), so daß Probleme mit Netzbrumm und Masseleitungen wie beim Analogschallplattenspieler nicht existieren. Der Ausgangsfrequenzgang ist im Gegensatz zum konventionellen Plattenspieler auch nicht verzerrt. Daher kann ein CD-Player problemlos an die Hochpegeleingänge jedes Verstärkers angeschlossen werden.

Alle CD-Player haben Ausgänge mit fester Ausgangsspannung (fixed). Manche sind zusätzlich noch mit Ausgängen ausgestattet, die einen Pegelsteller besitzen (variable). Für diese haben wir zwei Werte der Ausgangsspannung angegeben.

Eine Frequenzgangmessung mit Schrieb haben wir bei den CD-Playern nicht gemacht. Der Frequenzgang wurde jedoch in unserem Labor mit Meßgeräten ermittelt und wird unter I b) in Form von Abweichungen in dB (0 dB bei 1 kHz) innerhalb des Hörfrequenzbereichs angegeben. Ergänzend hierzu gibt ein Rechteckfoto Auskunft über die Impulswiedergabe der Player. Außerdem lassen sich hier auch Aussagen über die Güte der verwendeten Filter machen.

Die auf den Bildschirmfotos sichtbaren Aus- und Einschwingvorgänge lassen sich nicht direkt mit den von konventionellen Tonabnehmern produzierten vergleichen. Die sichtbaren Resonanzen liegen nämlich im Gegensatz zu denen von manchen MM- und MC-Tonabnehmern außerhalb des Hörbereichs. Die Höhe der Schwingung und die Dämpfung (Dauer des Ausschwingens) lassen jedoch Rückschlüsse auf das verwendete Filter zu. Von Interesse ist selbstverständlich der Klirrfaktor. Wir haben ihn in Kategorie I c) für die Frequenz 3150 Hz und Vollaussteuerung sowie -20 dB erfaßt. Für den Wert bei 0 dB wurde außerdem ein Photo gemacht. Gerade bei Digitalgeräten, zu denen ja auch der CD-Player gehört, muß man jedoch bei der Interpretation der Zahlenwerte des Klirrfaktors vorsichtig sein. So haben z. B. die Player von Philips und Marantz Klirrfaktoren von jeweils über 0,3%. Konventionelle Verstärker, die solche Werte erzeugen würden, wären heute für HiFi-Zwecke untragbar.
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Für CD-Player gilt diese Aussage jedoch nur eingeschränkt: Die entstehenden Oberwellen innerhalb des hörbaren Bereichs von 20 Hz bis 20 kHz sind vernachlässigbar gering. Erst bei über 25 kHz kommen im Spektrum nennenswerte Anteile vor. Eine direkte gehörmäßige Auswirkung ist hier nicht gegeben. Stören kann jedoch dadurch entstehende Intermodulation im Verstärker. Auch manche Tonbandaufnahmen werden unter Umständen beeinträchtigt, wenn Interferenzen mit dem Löschoszillator auftreten. Über die Hörbarkeit bzw. Unhörbarkeit solcher Effekte werden wir in nächster Zeit ausführlich berichten. Bisher konnten wir jedoch weder beim Philipsgerät noch beim Marantzspieler nachteilige Auswirkungen feststellen.
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Kategorie I d) enthält drei Werte für den Störabstand. Alle sind bezogen auf Vollaussteuerung des jeweiligen CD-Players. Gemessen haben wir, wie bisher auch, den Fremdspannungsabstand im Frequenzbereich 30 Hz bis 20 kHz und den der Ohrempfindlichkeit angenäherten A-bewerteten Störabstand. Auskunft über Störanteile, die außerhalb des Hörbereichs liegen, gibt die dritte Messung des Störabstandes im Bereich 10 Hz bis 100 kHz. Sollten von der Abtastfrequenz (44,1 kHz) Reste nach außen gelangen, so wird dies hier offensichtlich. Störungen dieser Art sind zwar nicht direkt hörbar, können aber indirekt Auswirkungen auf den Hörbereich haben.

Kategorie II stellt auf dem Gebiet der HiFi-Technik ein völliges Novum dar. Hier wollten wir wissen, wie sich Störungen der Daten auf der CD gehörmäßig bemerkbar machen. Die Fehlerkorrekturmöglichkeiten, die auf der CD vorhanden sind, werden von den verschiedenen Herstellern unterschiedlich stark ausgenutzt. Daher gibt es Player, die eine Störung einfach ignorieren und andere, die am Ausgang hörbare Knackse oder andere Geräusche produzieren. Typische Fehler, wie sie sich bei der CD-Produktion einschleichen, sind Lufteinschlüsse (Bläschen) im Kunststoffmaterial und eingeschlossene Verunreinigungen. Manchmal kommt es auch vor, daß die Metallisierung der Informationsschicht nicht vollständig ist und Löcher aufweist (Metallisierungsfehler).

Alle hier beschriebenen Fehler treten natürlich sehr selten auf. Außerdem gewährleistet die strenge Qualitätskontrolle der Hersteller, daß keine fehlerhaften CDs auf den Markt kommen. Wir haben uns trotzdem Platten beschafft, die typische Fehler aufweisen, um zu prüfen, wie sich die Player unter Extrembedingungen verhalten. Ein ganz drastischer Eingriff wurde von uns vorgenommen, indem wir eine CD einfach anbohrten.

Die Aussagen, die wir durch Abspielen unser bewußt fehlerhaften Prüfplatten gewinnen, lassen sich natürlich nicht auf den Normalbetrieb anwenden. Ich möchte nochmals betonen, daß die strengen Qualitätskontrollen der Hersteller einen Verkauf derartiger CD nicht zulassen. Verwendbar sind die Ergebnisse unserer Messungen jedoch dann, wenn es gilt, eine trotz pfleglicher Behandlung versehentlich beschädigte oder verunreinigte CD abzuspielen.

In Kategorie III sind in Kurzform die wichtigsten Ausstattungsdetails erwähnt, Kategorie IV schließlich enthält die Abmessungen, das Gewicht sowie Preis und Herstelleradresse.

Wir bleiben am Ball
Da die CD-Player eine sehr junge Geräteart sind, wird sich auf diesem Gebiet sicher noch einiges tun. Dies gilt sowohl für die Ausstattung und Bedienung als auch für die technischen Daten. Wir werden die Entwicklung aufmerksam beobachten und über Neuerungen laufend berichten.

Dieser Artikel ist von G. M. - geschrieben im Februar 1983

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Jetzt ist diese ganze Elektronik in Form von neuentwickelten ICs in den kompakten Geräten. Wo soviel Elektronik ist, kommt es auf ein bißchen mehr auch nicht mehr an. Dieses bißchen mehr betrifft den Bedienungskomfort und damit ein Feld, in dem sich die verschiedenen Fabrikate, die ja vom System her wenig Unterscheidungsmöglichkeiten haben, Spielräume für eigenes Profil und damit für Kaufargumente suchen und finden.

Die Programmierbarkeit von fünfzehn oder gar sechzehn Stücken einer Platte in beliebiger Reihenfolge oder die Wiederholbarkeit einer beliebigen Passage von A bis B, beim klassischen Plattenspieler seltene Merkmale höchsten Bedienungskomforts, sind beim CD-Spieler, zumindest was das erste betrifft, selbstverständlich. Dennoch gibt es hinsichtlich der Bedienfunktionen von Fabrikat zu Fabrikat Unterschiede. In den Steckbriefen der Bedienmöglichkeiten haben wir versucht, die bei jedem Spieler vorhandenen Möglichkeiten übersichtlich und kurz darzustellen. Die hauptsächlichen Varianten seien nachfolgend dargestellt.

Sie werden gesteuert durch die Tasten Play, Stop, Pause, die exakt die gleiche Bedeutung haben wie beim Cassettendeck. Ähnlich wie bei diesem gibt es den schnellen Vorlauf und den schnellen Rücklauf. Dies hat natürlich schon etwas mit dem Zugriff zum Programm der Platte zu tun. Hier gibt es bereits Unterschiede. Bei manchen Geräten gibt es zwei Geschwindigkeiten für Vor- und Rücklauf. Bei einem der getesteten Modelle kann man in beiden Richtungen und bei beiden Geschwindigkeiten mithören (Cueing). Bei einem anderen Modell kann man das Material in 30-Se-kunden-Intervallen vorwärts oder rückwärts abtasten, wobei jede Stelle eine Sekunde lang angespielt wird. Dann gibt es die Möglichkeit, von der praktisch alle Modelle Gebrauch machen, durch Tastendruck auf das nächste Stück oder zurück auf den Anfang des begonnenen Stücks zu springen oder sogar auf das vorausgehende.

Zugriff: Diese Funktionen bestimmten wesentlich, wie schnell der Zugriff zu einem abgegrenzten Stück oder einem Teil eines Musikstücks erfolgen kann. Bei einigen erfolgt dieser Zugriff sehr schnell, fast augenblicklich, bei anderen muß der Laser langsamer Stück für Stück abtasten.
Welche Stelle der CD wird abgetastet? Hier eine einfache, aber sinnvolle Anzeige beim Kyocera-Spieler: Eine LED ist starr mit dem Lesekopf verbunden.

Alle CD-Spieler, die wir nachfolgend vorstellen, erlauben die Programmierung von fünfzehn oder gar sechzehn Stücken einer Platte in beliebiger Reihenfolge, manche etwas umständlich, andere sehr elegant. Nur der Sony-CD verzichtet darauf. Dafür gestattet er über die Fernbedienung den direkten Zugriff zu jedem Stück auf der Platte und das Aufsuchen jeder Stelle durch Mithören bei zwei verschiedenen Vor- oder Rücklaufgeschwindigkeiten. Dieser CD-Spieler bietet - was auf der gleichen Ebene liegt - auch als einziger die Möglichkeit, eine beliebige Passage von A nach B exakt zu speichern und beliebig oft abzuhören. Man sieht, die Bedienmöglichkeiten von CD-Spielern sind ein wahrer Tummelplatz für die Mikroelektronik. Machbar ist fast alles. Nur, nicht alles, was tatsächlich gemacht wird, ist gleichermaßen sinnvoll.
Breh.