แผ่นซีดีเสียงดิจิทัล

ประเภทสื่อ	แผ่นดิสก์ออปติคัล
การเข้ารหัส	สัญญาณเสียง LPCM 2 ช่องสัญญาณแต่ละช่อง เป็นค่า 16 บิตแบบมีเครื่องหมาย สุ่มตัวอย่างที่ 44100  เฮิรตซ์
ความจุ	74–82 นาที
กลไกการอ่าน	ไดโอดเลเซอร์ 780 นาโนเมตร
มาตรฐาน	หนังสือสีแดง /IEC 60908
พัฒนา โดย	โซนี่และฟิลิปส์
การใช้งาน	การจัดเก็บไฟล์เสียง
ขยาย ไปยัง	ซีดีเท็กซ์ · ซีดี+จี · ดีวีดีออดิโอ
ปล่อยแล้ว	พ.ศ. 2525 ( 1982 )

แผ่นซีดีเสียงดิจิทัล ( CDDAหรือCD-DA ) หรือที่รู้จักกันในชื่อแผ่นซีดีเสียงดิจิทัลหรือเรียกง่ายๆ ว่าแผ่นซีดีเสียงเป็น รูปแบบ มาตรฐานสำหรับแผ่นซีดี เสียง มาตรฐานนี้กำหนดไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคRed Book ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมรูปแบบนี้จึงถูกเรียกว่า"Redbook audio"ในบางบริบท^{[ 1 ]} CDDA ใช้การมอดูเลชั่นรหัสพัลส์ (PCM) และใช้ ความถี่การสุ่มตัวอย่าง 44,100 Hzและความละเอียด 16 บิต และเดิมทีถูกกำหนดให้จัดเก็บ เสียง สเตอริโอ ได้นานถึง 74 นาที ต่อแผ่น

เครื่องเล่นซีดีเสียงเครื่องแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์คือSony CDP-101ซึ่งวางจำหน่ายในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2525 ในประเทศญี่ปุ่น รูปแบบนี้ได้รับการยอมรับไปทั่วโลกในปี พ.ศ. 2526-2526 โดยมียอดขายเครื่องเล่นซีดีมากกว่าหนึ่งล้านเครื่องในสองปีแรก และเล่นแผ่นได้ถึง 22.5 ล้านแผ่น^{[ 2 ]}ก่อนที่จะแซงหน้าแผ่นเสียงและเทปคาสเซ็ตต์ กลายเป็นมาตรฐานหลักสำหรับเพลงเชิงพาณิชย์ โดยได้รับความนิยมสูงสุดในช่วงประมาณปี พ.ศ. 2543 แต่ยอดขายซีดีเสียงลด ^ลงในช่วงทศวรรษถัดมาเนื่องจากความนิยมและรายได้จากการดาวน์โหลดแบบดิจิทัล ที่เพิ่มขึ้น และในช่วงปี พ.ศ. 2553 จากการสตรีมเพลงดิจิทัล [ ^{3 ]}แต่ก็ยังคงเป็นหนึ่งในวิธีการจัดจำหน่ายหลักสำหรับอุตสาหกรรมดนตรี^{[ 4 ]}ในสหรัฐอเมริกา รายได้จากแผ่นเสียงแซงหน้าซีดีในปี 2020 เป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ^{[ 5 ] [ 6 ]}แต่ในตลาดหลักอื่นๆ เช่น ญี่ปุ่น แผ่นเสียงยังคงเป็นรูปแบบเพลงยอดนิยม^{[ 7 ]}และในเยอรมนีมียอดขายมากกว่ารูปแบบทางกายภาพอื่นๆ อย่างน้อยสี่เท่าในปี 2022 ^{[ 8 ]}

ในอุตสาหกรรมดนตรี ซีดีเพลงโดยทั่วไปจะขายเป็นซิงเกิลซีดี (ปัจจุบันไม่ค่อยแพร่หลายแล้ว) หรือเป็น อัลบั้มเต็มซึ่งแบบหลังเป็นที่นิยมมากกว่าตั้งแต่ทศวรรษ 2000 เป็นต้นมา^{[ 9 ]}รูปแบบนี้ยังมีอิทธิพลต่อความก้าวหน้าของดนตรีประกอบวิดีโอเกมโดยใช้ในซีดีรอมแบบผสม ซึ่งให้เสียงคุณภาพระดับซีดีที่ได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษ 1990 บนฮาร์ดแวร์เช่นPlayStation , Sega Saturnและคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ที่มี การ์ดเสียง 16 บิตเช่นSound Blaster 16 ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ออปโตโฟนซึ่งเปิดตัวครั้งแรกในปี 1913 เป็นอุปกรณ์รุ่นแรกๆ ที่ใช้แสงในการบันทึกและเล่นสัญญาณเสียงบนภาพถ่ายโปร่งใส^{[ 12 ]}กว่าสามสิบปีต่อมาเจมส์ ที. รัสเซลล์ นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ คิดค้นระบบแรกในการบันทึกสื่อดิจิทัลบนแผ่นรับแสง รัสเซลล์ยื่นคำขอสิทธิบัตรในปี 1966 และได้รับสิทธิบัตรในปี 1970 ^{[ 13 ]}หลังจากการฟ้องร้องโซนี่และฟิลิปส์ได้รับอนุญาตให้ใช้สิทธิบัตรของรัสเซลล์สำหรับการบันทึกในปี 1988 ^{[ 14 ] [ 15 ]}เป็นที่ถกเถียงกันว่าแนวคิด สิทธิบัตร และต้นแบบของรัสเซลล์ได้กระตุ้นและมีอิทธิพลต่อการออกแบบแผ่นซีดีในระดับหนึ่งหรือไม่^{[ 16 ]}

แผ่นซีดีเป็นวิวัฒนาการของเทคโนโลยีเลเซอร์ดิสก์^{[ 17 ]}โดย ใช้ลำแสง เลเซอร์ ที่โฟกัส ซึ่งช่วยให้มีความหนาแน่นของข้อมูลสูงตามที่ต้องการสำหรับสัญญาณเสียงดิจิทัลคุณภาพสูง แตกต่างจากเทคโนโลยีเดิมของออปโตโฟนีและเจมส์ รัสเซลล์ ข้อมูลบนแผ่นดิสก์จะถูกอ่านจากชั้นสะท้อนแสงโดยใช้เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงผ่านพื้นผิวป้องกัน ต้นแบบได้รับการพัฒนาโดยฟิลิปส์และโซนี่อย่างอิสระในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ^{[ 18 ]}แม้ว่าในตอนแรก ผู้บริหารฝ่าย วิจัยของฟิลิปส์ จะมอง ว่าเป็นเรื่องเล็กน้อย^{[ 19 ]} แต่ ซีดีก็กลายเป็นเป้าหมายหลักของฟิลิปส์เมื่อ รูปแบบ เลเซอร์ดิสก์ประสบปัญหา^{[ 20 ]}

ในปี 1979 Sony และ Philips ได้จัดตั้งคณะทำงานร่วมกันของวิศวกรเพื่อออกแบบแผ่นเสียงดิจิทัลใหม่ กลุ่มผู้เชี่ยวชาญได้วิเคราะห์รายละเอียดทุกอย่างของระบบซีดีที่เสนอ และประชุมกันทุกสองเดือนโดยสลับกันระหว่างเมืองไอนด์โฮเฟ น และโตเกียวเพื่อหารือกัน ในแต่ละครั้ง การทดลองที่ดำเนินการจะถูกนำมาหารือ และเลือกวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดจากต้นแบบที่พัฒนาโดย Sony และ Philips หลังจากการทดลอง กลุ่มตัดสินใจที่จะนำระบบแก้ไขข้อผิดพลาด CIRC ของ Sony มาใช้ ในอีกไม่กี่เดือนต่อมา Imminkได้พัฒนาโค้ดการบันทึกที่เรียกว่าการมอดูเลชั่นแปดถึงสิบ สี่ (EFM) EFM เพิ่มเวลาการเล่นได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับโค้ดที่ใช้ในต้นแบบของ Philips โดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ กับการติดตาม Sony และ Philips จึงตัดสินใจรวม EFM ไว้ในมาตรฐานซีดีอย่างเป็นทางการของ Philips/Sony ^{[ 19 ]} EFM และโค้ดแก้ไขข้อผิดพลาด CIRC ของ Sony เป็นสิทธิบัตรมาตรฐานที่จำเป็น (SEP) เพียงสองรายการของแผ่นซีดี

หลังจากการทดลองและหารือกันเป็นเวลาหนึ่งปี มาตรฐาน CD-DA ของ Red Bookก็ได้รับการตีพิมพ์ในปี 1980 หลังจากวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ในปี 1982 แผ่นซีดีและเครื่องเล่นซีดีก็ได้รับความนิยมอย่างมาก แม้จะมีราคาสูงถึง 1,000 ดอลลาร์ แต่ก็มีการขายเครื่องเล่นซีดีมากกว่า 400,000 เครื่องในสหรัฐอเมริการะหว่างปี 1983 ถึง 1984 ^{[ 21 ]}ในปี 1988 ยอดขายซีดีในสหรัฐอเมริกาแซงหน้ายอดขายแผ่นเสียงไวนิล LP และในปี 1992 ยอดขายซีดีก็แซงหน้ายอดขายเทปคาสเซ็ตเพลงที่บันทึกไว้ล่วงหน้า^{[ 22 ] [ 23 ]}ความสำเร็จของแผ่นซีดีได้รับการยกย่องว่าเป็นผลมาจากการร่วมมือกันระหว่าง Philips และ Sony ซึ่งได้ตกลงและพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันได้ร่วมกัน การออกแบบที่เป็นเอกภาพของแผ่นซีดีทำให้ผู้บริโภคสามารถซื้อแผ่นหรือเครื่องเล่นจากบริษัทใดก็ได้ และทำให้ซีดีครองตลาดเพลงในบ้านได้อย่างไม่มีใครท้าทาย^{[ 24 ]}

ในปี พ.ศ. 2517 Lou Ottens ผู้อำนวยการฝ่ายเสียงของ Philips ได้เริ่มกลุ่มเล็กๆ เพื่อพัฒนาแผ่นดิสก์เสียงแบบอนาล็อกชนิดออปติคอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. (7.9 นิ้ว) และคุณภาพเสียงที่เหนือกว่าแผ่นเสียงไวนิล^{[ 25 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประสิทธิภาพของรูปแบบอนาล็อกไม่เป็นที่น่าพอใจ วิศวกรวิจัยของ Philips สองคนจึงแนะนำรูปแบบดิจิทัลในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2517 ในปี พ.ศ. 2520 Philips จึงได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการขึ้นโดยมีภารกิจในการสร้างแผ่นดิสก์เสียงดิจิทัล เส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นดิสก์ต้นแบบของ Philips ถูกกำหนดไว้ที่ 11.5 ซม. (4.5 นิ้ว) ซึ่งเป็นเส้นทแยงมุมของเทปคาสเซ็ตเสียง^{[ 17 ] [ 26 ]}

เฮอิตาโร นาคาจิมะผู้พัฒนาเครื่องบันทึกเสียงดิจิทัลรุ่นแรกภายในองค์กรกระจายเสียงสาธารณะแห่งชาติของญี่ปุ่นNHKในปี 1970 ได้ดำรงตำแหน่งผู้จัดการทั่วไปของแผนกเสียงของโซนี่ในปี 1971 ในปี 1973 ทีมของเขาได้พัฒนาตัวแปลง PCM ดิจิทัล ที่ทำให้สามารถบันทึกเสียงโดยใช้ เครื่องบันทึกวิดีโอ Betamaxหลังจากนั้น ในปี 1974 การก้าวไปสู่การจัดเก็บเสียงดิจิทัลบนแผ่นดิสก์แบบออปติคอลก็ทำได้ง่าย^{[ 27 ]}โซนี่ได้สาธิตแผ่นดิสก์เสียงดิจิทัลแบบออปติคอลต่อสาธารณะเป็นครั้งแรกในเดือนกันยายน 1976 หนึ่งปีต่อมา ในเดือนกันยายน 1977 โซนี่ได้แสดงแผ่นดิสก์ขนาด 30 ซม. (12 นิ้ว) ที่สามารถเล่นเสียงดิจิทัลได้หนึ่งชั่วโมง (อัตราการสุ่มตัวอย่าง 44,100 เฮิรตซ์ และความละเอียด 16 บิต) โดยใช้การเข้ารหัสการมอดูเลชั่นความถี่ที่ดัดแปลง^{[ 28 ]}

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2521 โซนี่ได้สาธิตแผ่นดิสก์เสียงดิจิทัลแบบออปติคอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. (12 นิ้ว) พร้อมเวลาเล่น 150 นาที อัตราการสุ่มตัวอย่าง 44,056 เฮิรตซ์ ความละเอียดเชิงเส้น 16 บิต และรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดแบบครอสอินเตอร์ลีฟรีด-โซโลมอน (CIRC) ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่คล้ายคลึงกับข้อกำหนดที่ตกลงกันในภายหลังสำหรับรูปแบบแผ่นซีดีมาตรฐานในปี พ.ศ. 2523 รายละเอียดทางเทคนิคของแผ่นดิสก์เสียงดิจิทัลของโซนี่ได้รับการนำเสนอในระหว่าง การประชุม AES ครั้งที่ 62 ซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 13-16 มีนาคม พ.ศ. 2522 ที่กรุงบรัสเซลส์^{[ 28 ]}เอกสารทางเทคนิคของโซนี่ในการประชุม AES ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2522 หนึ่งสัปดาห์ต่อมา ในวันที่ 8 มีนาคม ฟิลิปส์ได้สาธิตต้นแบบของแผ่นดิสก์เสียงดิจิทัลแบบออปติคอลต่อสาธารณะในการแถลงข่าวที่ชื่อว่า "ฟิลิปส์เปิดตัวแผ่นซีดี" ^{[ 29 ]}ในเมืองไอนด์โฮเฟนประเทศเนเธอร์แลนด์^{[ 30 ]}ผู้บริหารของโซนี่โนริโอ โอฮ์กะซึ่งต่อมาดำรงตำแหน่งซีอีโอและประธานของโซนี่ และเฮอิตาโร นาคาจิมะเชื่อมั่นในศักยภาพทางการค้าของรูปแบบนี้และผลักดันการพัฒนาต่อไปแม้จะมีข้อสงสัยอย่างกว้างขวาง^{[ 31 ]}

ในปี พ.ศ. 2522 Sony และ Philips ได้จัดตั้งคณะทำงานร่วมของวิศวกรเพื่อออกแบบแผ่นเสียงดิจิทัลแบบใหม่ นำโดยวิศวกรKees Schouhamer ImminkและToshitada Doiการวิจัยได้ผลักดันเทคโนโลยีเลเซอร์และแผ่นดิสก์ออปติคอล^{[ 29 ]}หลังจากการทดลองและหารือกันเป็นเวลาหนึ่งปี คณะทำงานได้จัดทำ มาตรฐาน Red Book CD-DA ขึ้น มาตรฐานนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2523 และได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการโดยIECให้เป็นมาตรฐานสากลในปี พ.ศ. 2530 โดยมีการแก้ไขเพิ่มเติมต่างๆ ที่กลายเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานในปี พ.ศ. 2539

Philips เป็นผู้คิดค้นคำว่าcompact discโดยสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์เสียงอื่น ๆ เช่น^Compact Cassette [ ^{26 ]}และมีส่วนร่วมในกระบวนการ ผลิตทั่วไป โดยอิงจากเทคโนโลยี LaserDisc วิดีโอ Philips ยังมีส่วนร่วมในการมอดูเลชั่นแปดถึงสิบสี่ (EFM) ในขณะที่ Sony มีส่วนร่วมใน วิธี การแก้ไขข้อผิดพลาด CIRC ซึ่งให้ความทนทานต่อข้อบกพร่อง เช่น รอยขีดข่วนและรอยนิ้วมือ

เรื่องราวของแผ่นซีดี [ ^{17 ]}ที่เล่าโดยอดีตสมาชิกของคณะทำงาน ให้ข้อมูลเบื้องหลังเกี่ยวกับการตัดสินใจทางเทคนิคมากมาย รวมถึงการเลือกความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง เวลาเล่น และเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่น คณะทำงานประกอบด้วยบุคคลประมาณ 6 คน^{[ 19 ] [ 32 ] แม้ว่า}ตามที่ฟิลิปส์กล่าว แผ่นซีดีนั้น "ถูกคิดค้นร่วมกันโดยกลุ่มคนจำนวนมากที่ทำงานเป็นทีม" ^{[ 33 ]}

เหตุการณ์สำคัญในช่วงเริ่มต้นของการเปิดตัวและการนำรูปแบบนี้ไปใช้ ได้แก่:

• แผ่นเสียงทดลองแผ่นแรกเป็นการบันทึกเพลงAn Alpine SymphonyของRichard Straussซึ่งบันทึกเมื่อวันที่ 1–3 ธันวาคม พ.ศ. 2523 และบรรเลงโดยวงBerlin PhilharmonicและอำนวยการโดยHerbert von Karajanซึ่งได้รับการแต่งตั้งให้เป็นทูตสำหรับรูปแบบนี้ในปี พ.ศ. 2522 ^{[ 34 ]}
• การนำเสนอสู่ระดับโลกเกิดขึ้นระหว่างเทศกาลอีสเตอร์ที่ซาลซ์บูร์กเมื่อวันที่ 15 เมษายน พ.ศ. 2524 ในงานแถลงข่าวของAkio Moritaและ Norio Ohga (Sony), Joop van Tilburg (Philips) และ Richard Busch (PolyGram) โดยมี Karajan เข้าร่วมและชื่นชมรูปแบบใหม่^{[ 35 ]}
• การสาธิตต่อสาธารณะครั้งแรกเกิดขึ้นในรายการโทรทัศน์Tomorrow's Worldของ BBCในปี 1981 เมื่อมีการเปิดอัลบั้มLiving Eyes (1981) ของ Bee Gees ^{[ 36 ]}
• แผ่นซีดีเชิง พาณิชย์ แผ่น แรกผลิตขึ้นเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม พ.ศ. 2525 ซึ่งเป็นการบันทึกเสียงเพลงวอลซ์ของโชแปงที่บรรเลงโดยClaudio Arrauใน ปี พ.ศ. 2522 ^{[ 37 ]}
• อัลบั้ม 50 ชุดแรกวางจำหน่ายในญี่ปุ่นเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2525 ^{[ 38 ]}โดยชุดแรกเป็นการนำ อัลบั้ม 52nd StreetของBilly Joel ที่วางจำหน่ายในปี พ.ศ. 2521 กลับมาวางจำหน่ายอีกครั้ง ^{[ 39 ]}
• ซีดีแผ่นแรกที่เปิดในวิทยุ BBC คือในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2525 ^{[ 40 ]}
• หลังจากการเปิดตัวในญี่ปุ่นเมื่อวันที่ 14 มีนาคม พ.ศ. 2526 ก็มีการนำเครื่องเล่นซีดีและแผ่นซีดีมาวางจำหน่ายในยุโรป^{[ 41 ]}และอเมริกาเหนือ ซึ่ง CBS Records ได้วางจำหน่าย 16 รายการ^{[ 42 ]}

ศิลปินกลุ่มแรกที่ขายซีดีได้ถึงหนึ่งล้านแผ่นคือDire Straitsกับอัลบั้มBrothers in Armsใน ปี 1985 ^{[ 43 ]}หนึ่งในตลาดซีดีแรกๆ นั้นมุ่งเน้นไปที่การนำเพลงยอดนิยมที่มีศักยภาพทางการค้ามาวางจำหน่ายใหม่ ศิลปินหลักคนแรกที่แปลงแคตตาล็อกทั้งหมดเป็นซีดีคือDavid Bowieซึ่งอัลบั้มสตูดิโอ 14 อัลบั้มแรก (จนถึงScary Monsters (and Super Creeps) ) จากทั้งหมด 16 อัลบั้ม (ในขณะนั้น) ได้รับการวางจำหน่ายโดยRCA Recordsในเดือนกุมภาพันธ์ 1985 พร้อมกับอัลบั้มรวมฮิตอีก 4 อัลบั้ม อัลบั้มที่ 15 และ 16 ของเขา ( Let's DanceและTonightตามลำดับ) ได้รับการวางจำหน่ายในรูปแบบซีดีโดยEMI Recordsในปี 1983 และ 1984 ตามลำดับ^{[ 44 ]}เมื่อวันที่ 26 กุมภาพันธ์ 1987 อัลบั้ม 4 อัลบั้มแรกของThe Beatles ในสหราชอาณาจักร ได้รับการวางจำหน่ายในรูปแบบโมโนบนแผ่นซีดี^{[ 45 ]}

การยอมรับซีดีที่เพิ่มมากขึ้นในปี 1983 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติเสียงดิจิทัลที่เป็นที่นิยม^{[ 46 ]}ซีดีได้รับการตอบรับอย่างกระตือรือร้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน กลุ่มผู้ฟัง เพลงคลาสสิกและ กลุ่ม ผู้รักเสียงเพลง ที่เริ่มใช้ซีดีเป็นกลุ่มแรก และคุณภาพการใช้งานก็ได้รับการยกย่องเป็นพิเศษ เมื่อราคาของเครื่องเล่นลดลงเรื่อยๆ และด้วยการเปิดตัวDiscman แบบพกพา ซีดีจึงเริ่มได้รับความนิยมในตลาดเพลงยอดนิยมและเพลงร็อคที่ใหญ่ขึ้น ด้วยยอดขายซีดีที่เพิ่มขึ้น ยอดขาย เทปคาสเซ็ต ที่บันทึกไว้ล่วงหน้า จึงเริ่มลดลงในช่วงปลายทศวรรษ 1980 และยอดขายซีดีก็แซงหน้ายอดขายเทปคาสเซ็ตในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ^{[ 47 ] [ 48 ]}ในปี 1988 มีการผลิตซีดี 400 ล้านแผ่นโดยโรงงานผลิต 50 แห่งทั่วโลก^{[ 49 ]}

เครื่องเล่นซีดีรุ่นแรกๆ ใช้ตัวแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC) แบบถ่วงน้ำหนักไบนารี ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบทางไฟฟ้าแต่ละส่วนสำหรับแต่ละบิตของ DAC ^{[ 50 ]}แม้จะใช้ส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสูง วิธีการนี้ก็ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการถอดรหัส^{[ 50 ]}อีกปัญหาหนึ่งคือจิทเทอร์ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับเวลา เมื่อเผชิญกับความไม่เสถียรของ DAC ผู้ผลิตจึงหันมาเพิ่มจำนวนบิตใน DAC และใช้ DAC หลายตัวต่อช่องสัญญาณเสียง โดยเฉลี่ยเอาต์พุตของพวกมัน^{[ 50 ]}วิธีนี้ทำให้ต้นทุนของเครื่องเล่นซีดีสูงขึ้น แต่ก็ไม่ได้แก้ปัญหาหลัก

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ส่งผลให้เกิดการพัฒนาDAC แบบ 1 บิตซึ่งแปลงสัญญาณดิจิทัลความถี่ต่ำความละเอียดสูงเป็นสัญญาณความถี่สูงความละเอียดต่ำที่แมปกับแรงดันไฟฟ้าแล้วปรับให้เรียบด้วยตัวกรองอนาล็อก การใช้สัญญาณความละเอียดต่ำชั่วคราวช่วยลดความซับซ้อนของการออกแบบวงจรและปรับปรุงประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงกลายเป็นเทคนิคหลักในเครื่องเล่นซีดีตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1990 ฟิลิปส์ใช้เทคนิคนี้ในรูปแบบที่เรียกว่าการปรับความหนาแน่นของพัลส์ (PDM) ^{[ 51 ]}ในขณะที่มัตสึชิตะ (ปัจจุบันคือพานาโซนิค ) เลือกใช้การปรับความกว้างของพัลส์ (PWM) โดยโฆษณาว่าเป็น MASH ซึ่งเป็นตัวย่อที่ได้มาจากโทโพโลยี PWM แบบ Multi-stAge noiSe-sShaping ที่ได้รับการจดสิทธิบัตร^{[ 50 ]}

ซีดีได้รับการวางแผนไว้เป็นหลักเพื่อใช้แทนแผ่นเสียงไวนิลในการเล่นเพลง มากกว่าที่จะใช้เป็นสื่อจัดเก็บข้อมูล อย่างไรก็ตาม ซีดีได้พัฒนาไปสู่การใช้งานอื่นๆ มากมาย ในปี 1983 หลังจากการเปิดตัวซีดี Immink และJoseph Braatได้นำเสนอการทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับแผ่นซีดีที่ลบได้ในระหว่างการประชุม AES ครั้งที่ 73 ^{[ 52} ] ในเดือนมิถุนายน 1985 ซีดีรอม (หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว) ที่อ่านได้ด้วยคอมพิวเตอร์และในปี 1990 แผ่น ซีดีอาร์ ที่บันทึกได้ ก็ได้รับการเปิดตัว^{[ a ] ​​ซีดีที่บันทึกได้ กลาย}เป็นทางเลือกแทนเทปสำหรับการบันทึกและเผยแพร่เพลง และสามารถทำสำเนาได้โดยไม่ทำให้คุณภาพเสียงลดลง

รูปแบบวิดีโอใหม่ๆ อื่นๆ เช่นDVDและBlu-rayใช้โครงสร้างทางกายภาพแบบเดียวกับ CD และเครื่องเล่น DVD และ Blu-ray ส่วนใหญ่สามารถใช้งานร่วมกับแผ่น CD เพลง ได้

ยอดขายซีดีในสหรัฐอเมริกาพุ่งสูงสุดในปี 2000 ^{[ 53 ]}ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 เครื่องเล่นซีดีได้เข้ามาแทนที่ เครื่องเล่น เทปคาสเซ็ตเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในรถยนต์รุ่นใหม่เป็นส่วนใหญ่ โดยปี 2010 เป็นปีสุดท้ายที่รถยนต์ในสหรัฐอเมริกาจะมีเครื่องเล่นเทปคาสเซ็ตเป็นอุปกรณ์มาตรฐานจากโรงงาน^{[ 54 ]}

ในช่วงทศวรรษ 2000 มีการเปิดตัวรูปแบบใหม่สองรูปแบบ ซึ่งออกแบบมาเพื่อทดแทนซีดี ได้แก่ ซูเปอร์ออดิโอซีดี (SACD) และดีวีดีออดิโออย่างไรก็ตาม ไม่มีรูปแบบใดที่ได้รับการยอมรับ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความนิยมที่เพิ่มขึ้นของการดาวน์โหลดเพลงและการขาดการปรับปรุงคุณภาพเสียงที่ได้ยินได้ชัดเจนสำหรับหูของมนุษย์ส่วนใหญ่^{[ 55 ]}สิ่งเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของซีดีในตลาดเพลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 56 ]}

ด้วยการเกิดขึ้นและความนิยมของ การจัดจำหน่าย ไฟล์ในรูปแบบเสียงที่บีบอัดแบบสูญเสียข้อมูลเช่นMP3 ผ่านทางอินเทอร์เน็ตยอดขายซีดีจึงเริ่มลดลงในช่วงทศวรรษ 2000 ตัวอย่างเช่น ระหว่างปี 2000 ถึง 2008 แม้ว่ายอดขายเพลงโดยรวมจะเติบโตขึ้นและมีปีหนึ่งที่เพิ่มขึ้นอย่างผิดปกติ แต่ยอดขายซีดีของค่ายเพลงใหญ่ก็ลดลงโดยรวม 20% ^{[ 57 ]}แม้ว่ายอดขายจะลดลงอย่างรวดเร็วในแต่ละปี แต่ความแพร่หลายของเทคโนโลยียังคงอยู่ชั่วระยะหนึ่ง โดยบริษัทต่างๆ ได้วางจำหน่ายซีดีในร้านขายยา ซูเปอร์มาร์เก็ต และร้านสะดวกซื้อในปั๊มน้ำมัน เพื่อเจาะกลุ่มผู้ซื้อที่ไม่น่าจะสามารถใช้การจัดจำหน่ายผ่านทางอินเทอร์เน็ตได้^{[ 20 ]}

ในปี 2012 ซีดีและดีวีดีคิดเป็นเพียง 34% ของยอดขายเพลงในสหรัฐอเมริกา^{[ 58 ]}ในปี 2015 มีเพียง 24% ของเพลงในสหรัฐอเมริกาที่ซื้อในรูปแบบสื่อทางกายภาพ โดยสองในสามของจำนวนนี้เป็นซีดี^{[ 59 ]}อย่างไรก็ตาม ในปีเดียวกันนั้นในญี่ปุ่น เพลงกว่า 80% ถูกซื้อในรูปแบบซีดีและรูปแบบทางกายภาพอื่นๆ^{[ 60 ]}ในปี 2018 ยอดขายซีดีในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 52 ล้านหน่วย ซึ่งน้อยกว่า 6% ของยอดขายสูงสุดในปี 2000 ^{[ 53 ]}ในสหราชอาณาจักร มียอดขาย 32 ล้านหน่วย น้อยกว่าปี 2008 เกือบ 100 ล้านหน่วย^{[ 61 ]}ในปี 2018 Best Buyประกาศแผนที่จะลดการเน้นการขายซีดีลง แต่ยังคงขายแผ่นเสียงต่อไป ซึ่งยอดขายกำลังเติบโตในช่วงการฟื้นตัวของแผ่นเสียงไวนิล^{[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

ในช่วงทศวรรษ 2010 ความนิยมที่เพิ่มขึ้นของสื่อโซลิดสเตทและบริการสตรีมมิ่งเพลงทำให้ผู้ผลิตรถยนต์ถอดเครื่องเล่นซีดีออกจากรถยนต์และหันมาใช้ช่องเสียบมินิแจ็ค สำหรับอินพุตเสริม การเชื่อมต่อแบบมีสายกับอุปกรณ์ USB และ การเชื่อมต่อบลูทูธ ไร้สายแทน ^{[ 65 ]}ผู้ผลิตรถยนต์มองว่าเครื่องเล่นซีดีใช้พื้นที่และน้ำหนักมาก ซึ่งสามารถนำไปใช้กับคุณสมบัติยอดนิยมอื่นๆ เช่น หน้าจอสัมผัสขนาดใหญ่ได้^{[ 66 ]}ในปี 2021 มีเพียงเลกซัสและเจเนอรัลมอเตอร์ส เท่านั้น ที่ยังคงติดตั้งเครื่องเล่นซีดีเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในรถยนต์บางรุ่น^{[ 66 ]}

ซีดียังคงได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่องในบางตลาด เช่น ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีการผลิตถึง 132 ล้านหน่วยในปี 2019 ^{[ 67 ]}

ยอดขายซีดีที่ลดลงเริ่มชะลอตัวลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในปี 2021 ยอดขายซีดีในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้นเป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ปี 2004 ^{[ 68 ]}โดยAxios ระบุว่าการเพิ่มขึ้นนี้เกิดจาก "คนหนุ่ม สาวที่พบว่าตัวเองชอบแผ่นเพลงในยุคดิจิทัล" ^{[ 69 ]}ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมๆ กับที่ยอดขายแผ่นเสียงและเทปคาสเซ็ตมียอดขายสูงถึงระดับที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในรอบ 30 ปี^{[ 70 ]} RIAA รายงานว่ารายได้จากซีดีลดลงในปี 2022 ก่อนที่จะเพิ่มขึ้นอีกครั้งในปี 2023 และแซงหน้าการดาวน์โหลดเป็นครั้งแรกในรอบกว่าทศวรรษ^{[ 71 ]}

ในสหรัฐอเมริกา มีการขายอัลบั้มซีดี 33.4 ล้านแผ่นในปี 2022 ^{[ 72 ]}ในฝรั่งเศสในปี 2023 มีการขายซีดี 10.5 ล้านแผ่น ซึ่งเกือบสองเท่าของแผ่นเสียงไวนิล แต่ทั้งสองอย่างสร้างรายได้ให้กับอุตสาหกรรมดนตรีของฝรั่งเศส 12% เท่ากัน^{[ 73 ]}

โซนี่และฟิลิปส์ได้รับการยกย่องจากองค์กรวิชาชีพต่างๆ ในด้านการพัฒนาแผ่นซีดี รางวัลที่ได้รับได้แก่:

• รางวัลแกรมมี่ด้านเทคนิคสำหรับโซนี่และฟิลิปส์ ปี 1998 ^{[ 74 ]}
• รางวัล IEEE Milestone ประจำปี 2009 มอบให้แก่ Philips เพียงผู้เดียว พร้อมคำกล่าวอ้างว่า: "เมื่อวันที่ 8 มีนาคม พ.ศ. 2522 บริษัท Gloeilampenfabrieken ของ NV Philips ได้สาธิตเครื่องเล่นซีดีเสียงให้กับสื่อมวลชนระหว่างประเทศ การสาธิตแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะสร้างสัญญาณเสียงที่มีคุณภาพเสียงสเตอริโอที่ยอดเยี่ยมโดยใช้การบันทึกและการเล่นแบบดิจิทัลออปติคอล การวิจัยนี้ที่ Philips ได้กำหนดมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับระบบการบันทึกแบบดิจิทัลออปติคอล" ^{[ 75 ]}

หนังสือสีแดงระบุพารามิเตอร์ทางกายภาพและคุณสมบัติของซีดี พารามิเตอร์ทางแสง ค่าเบี่ยงเบนและอัตราความผิดพลาด ระบบการมอดูเลชั่น ( การมอดูเลชั่นแปดถึงสิบสี่หรือ EFM) และระบบแก้ไขข้อผิดพลาด (CIRC) รวมถึงช่องสัญญาณย่อย แปดช่อง พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นพารามิเตอร์ทั่วไปสำหรับแผ่นซีดีทุกแผ่นและใช้โดยรูปแบบตรรกะทั้งหมด เช่น ซีดีเพลงซีดีรอมเป็นต้น มาตรฐานนี้ยังระบุรูปแบบของการเข้ารหัส เสียงดิจิทัล ด้วย

หนังสือสีแดงฉบับแรกได้รับการเผยแพร่ในปี 1980 โดย Philips และ Sony ^{[ 76 ] [ 77 ]}ได้รับการรับรองโดยคณะกรรมการแผ่นเสียงดิจิทัลและได้รับการรับรองโดยคณะกรรมการทางเทคนิค 100 ของคณะกรรมาธิการไฟฟ้าสากล (IEC) ให้เป็น มาตรฐานสากลในปี 1987 โดยมีหมายเลขอ้างอิง IEC 60908 ^{[ 78 ]} IEC 60908 ฉบับที่สองได้รับการตีพิมพ์ในปี 1999 ^{[ 79 ]}และใช้แทนที่ฉบับแรก การแก้ไขเพิ่มเติม 1 (1992) และการแก้ไขเพิ่มเติม 1 อย่างไรก็ตาม IEC 60908 ไม่ได้มีข้อมูลทั้งหมดสำหรับส่วนขยายที่มีอยู่ในหนังสือสีแดงเช่น รายละเอียดสำหรับCD-Text , CD+GและCD+ EG ^{[ 80 ] [ 81 ]}

มาตรฐานนี้ไม่ได้มีให้ใช้ฟรีและต้องได้รับอนุญาต สามารถดาวน์โหลดได้จาก Philips และ IEC ณ ปี 2013 Philips ได้มอบหมายให้ Adminius ดำเนินการออกใบอนุญาตมาตรฐาน โดยคิดค่าบริการ100 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับRed Bookบวกกับ50 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับ ภาค ผนวกSubcode Channels RWและCD Text Mode ^{[ 82 ]}

ไฟล์เสียงที่บรรจุอยู่ใน CD-DA ประกอบด้วยสัญญาณLPCM 16 บิตแบบ สองช่องสัญญาณ ที่มีเครื่องหมายกำกับ สุ่มตัวอย่างที่44,100 เฮิรตซ์และเขียนเป็น สตรีมแบบสลับลำดับแบบ little-endianโดยช่องสัญญาณด้านซ้ายมาก่อน

อัตราการสุ่มตัวอย่างได้รับการปรับมาจากอัตราที่ได้จากการบันทึกเสียงดิจิทัลบนเทปวิดีโอโดยใช้ตัวแปลง PCMซึ่งเป็นวิธีการจัดเก็บเสียงดิจิทัลแบบเก่า^{[ 83 ] [ 84 ] : ส่วนที่ 2.6} แผ่นซีดีเสียงสามารถแสดงความถี่ได้ถึง 22.05 kHz ซึ่งเป็นความถี่ Nyquistของอัตราการสุ่มตัวอย่าง44.1 kHz ^{[ 85 ]}แม้ว่าในทางปฏิบัติจะกำหนดขีดจำกัดความถี่สูงสุดไว้ที่ 20 kHz เพื่อให้มีแถบการเปลี่ยนผ่านสำหรับ ตัวกรองป้องกันการเกิดเอเลีย สแบบโลว์พาสที่จำเป็น^{[ 86 ]}

มีการถกเถียงกันเป็นเวลานานเกี่ยวกับการใช้ การควอนไทเซชัน 16 บิต (โซนี่) หรือ 14 บิต (ฟิลิปส์) และ 44,056 หรือ 44,100 ตัวอย่าง/วินาที (โซนี่) หรือประมาณ 44,000 ตัวอย่าง/วินาที (ฟิลิปส์) เมื่อคณะทำงานโซนี่/ฟิลิปส์ออกแบบแผ่นซีดี ฟิลิปส์ได้พัฒนาตัวแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC) 14 บิตแล้ว แต่โซนี่ยืนยันที่จะใช้ 16 บิต ในที่สุดโซนี่ก็เป็นฝ่ายชนะ ดังนั้น 16 บิตและ 44.1 กิโลตัวอย่างต่อวินาทีจึงเป็นที่ยอมรับ ฟิลิปส์พบวิธีสร้างคุณภาพ 16 บิตโดยใช้ DAC 14 บิตของตนโดยใช้การสุ่มตัวอย่างเกินสี่ เท่า ^{[ 17 ]}

ซีดีรุ่นแรกๆ บางแผ่นได้รับการมาสเตอร์ด้วย การเน้นความถี่เสียงสูง (pre-emphasis ) ซึ่งเป็นการเพิ่มความถี่เสียงสูงเทียม การเน้นความถี่เสียงสูงช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่เห็นได้ชัดโดยการใช้ช่วงไดนามิกของช่องสัญญาณให้เกิดประโยชน์มากขึ้น ในระหว่างการเล่น เครื่องเล่นจะใช้ตัวกรองลดความถี่เสียง (de-emphasis filter) เพื่อคืนค่าเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ให้แบนราบโดยรวม ค่าคงที่เวลาของการเน้นความถี่เสียงสูงคือ 50 μs และ 15 μs (เพิ่มขึ้น 9.49 dB ที่ 20 kHz) และแฟล็กไบนารีในซับโค้ดของแผ่นดิสก์จะสั่งให้เครื่องเล่นใช้ตัวกรองลดความถี่เสียงหากเหมาะสม การเล่นแผ่นดิสก์ดังกล่าวในคอมพิวเตอร์หรือการคัดลอกไปยัง ไฟล์ WAVโดยทั่วไปจะไม่คำนึงถึงการเน้นความถี่เสียงสูง ดังนั้นไฟล์ดังกล่าวจึงเล่นด้วยการตอบสนองความถี่ที่ไม่ถูกต้องFFmpegมีตัวกรองเพื่อลบ (หรือใช้) การเน้นความถี่เสียงสูงเพื่อสร้างไฟล์ WAV มาตรฐาน หรือเพื่อสร้างซีดีที่มีการเน้นความถี่เสียงสูง^{[ 87 ]}

เดิมทีการรองรับ สี่ช่องสัญญาณหรือควอดราโฟนิกนั้นตั้งใจจะรวมอยู่ใน CD-DA ^{[ 88 ]} ข้อกำหนด Red Bookได้กล่าวถึงโหมดสี่ช่องสัญญาณโดยย่อในฉบับเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2523 ^{[ 89 ]}กันยายน พ.ศ. 2526 ^{[ 90 ]}และพ.ศ. 2534 ^{[ 91 ]}ในหน้าแรกได้ระบุ "พารามิเตอร์หลัก" ของระบบ CD รวมถึง: "จำนวนช่องสัญญาณ: 2 และ/หรือ 4 สุ่มตัวอย่างพร้อมกัน[*]" หมายเหตุท้ายหน้ากล่าวว่า "ในกรณีที่มีมากกว่าสองช่องสัญญาณ แผนภาพตัวเข้ารหัสและตัวถอดรหัสจะต้องได้รับการปรับเปลี่ยน"

อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง โหมด "สี่ช่องสัญญาณ" ที่ไม่ได้ระบุรายละเอียดไว้นั้นถูกตัดออกจากมาตรฐานซีดีเมื่อได้รับการรับรองโดยคณะกรรมการเทคนิคไฟฟ้าสากลและกลายเป็น IEC 908:1987 ^{[ 92 ]}และต่อมาเป็น IEC 60908:1999 ^{[ 93 ]}เนื่องจากพฤติกรรมของบิต "สี่ช่องสัญญาณ" หรือ "การใช้งานการออกอากาศ" ไม่เคยถูกระบุไว้ในมาตรฐานซีดีใดๆ แผ่นดิสก์ที่วางจำหน่ายในตลาดทั่วไปจึงไม่ได้พยายามใช้โหมดสี่ช่องสัญญาณของ Red Book และไม่มีเครื่องเล่นใดอ้างว่าได้นำไปใช้

ผู้สร้างซีดีตั้งเป้าหมายไว้ที่เวลาเล่น 60 นาที โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นดิสก์ 100 มม. (โซนี่) หรือ 115 มม. (ฟิลิปส์) ^{[ 19 ]}รองประธานโซนี่โนริโอ โอห์กะแนะนำให้ขยายความจุเป็น 74 นาที 33 วินาที^{[ 19 ]}เพื่อรองรับการบันทึกของวิลเฮล์ม ฟูร์ทแวงเลอร์ ที่ กำลังอำนวยเพลงซิมโฟนีหมายเลข 9ของลุดวิก ฟาน เบโธเฟนในเทศกาลไบเรอธ ปี 1951 ^{[ 94 ] [ 95 ]}เวลาเล่นที่เพิ่มขึ้น 14 นาที จำเป็นต้องเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นดิสก์ อย่างไรก็ตาม คีส์ ชูฮาเมอร์ อิมมิงค์หัวหน้าวิศวกรของฟิลิปส์ ปฏิเสธเรื่องนี้^{[ 96 ]}โดยอ้างว่าการเพิ่มขนาดเกิดจากข้อพิจารณาทางเทคนิค และแม้หลังจากเพิ่มขนาดแล้ว การบันทึกของฟูร์ทแวงเลอร์ก็ยังไม่สามารถใส่ลงในซีดีรุ่นแรกๆ ได้^{[ 17 ] [ 19 ]}

จากการสัมภาษณ์ ในหนังสือพิมพ์ Sunday Tribune ^{[ 97 ]}เรื่องราวค่อนข้างซับซ้อนกว่านั้น ในปี 1979 ฟิลิปส์เป็นเจ้าของPolyGramซึ่งเป็นหนึ่งในผู้จัดจำหน่ายเพลงรายใหญ่ที่สุดของโลก PolyGram ได้จัดตั้งโรงงานผลิตซีดีทดลองขนาดใหญ่ในเมืองฮันโนเวอร์ประเทศเยอรมนี ซึ่งสามารถผลิตซีดีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 115 มม. ได้เป็นจำนวนมาก ในขณะนั้นโซนี่ยังไม่มีโรงงานดังกล่าว หากโซนี่ตกลงที่จะใช้แผ่นขนาด 115 มม. ฟิลิปส์ก็จะมีความได้เปรียบในการแข่งขันในตลาดอย่างมาก เวลาเล่นที่ยาวนานของซิมโฟนีหมายเลข 9 ของเบโธเฟนที่กำหนดโดยOhgaถูกนำมาใช้เพื่อกดดันให้ฟิลิปส์ยอมรับแผ่นขนาด 120 มม. ส่งผลให้ PolyGram ของฟิลิปส์สูญเสียความได้เปรียบในการผลิตแผ่นดิสก์^{[ 97 ]}

เวลาเล่น 74:33 นาทีของซีดี ซึ่งยาวกว่า 22 นาทีต่อด้าน^{[ 98 ] [ 99 ]}ซึ่งเป็นเรื่องปกติของแผ่นเสียงไวนิลแบบเล่นยาว (LP) มักถูกนำมาใช้เป็นข้อได้เปรียบของซีดีในช่วงแรกๆ เมื่อซีดีและ LP แข่งขันกันเพื่อยอดขายเชิงพาณิชย์ ซีดีมักจะวางจำหน่ายพร้อมกับแทร็กโบนัส หนึ่งแทร็กหรือมากกว่า นั้น เพื่อดึงดูดให้ผู้บริโภคซื้อซีดีเพื่อรับเนื้อหาเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ความพยายามที่จะรวม LP สองแผ่นไว้ในซีดีแผ่นเดียวบางครั้งก็ส่งผลให้เกิดสถานการณ์ตรงกันข้าม ซึ่งซีดีจะมีเสียงน้อยกว่า LP ตัวอย่างหนึ่งคืออัลบั้มคู่ของDJ Jazzy Jeff & The Fresh Prince ที่ ชื่อ He's the DJ, I'm the Rapperซึ่งการวางจำหน่ายซีดีครั้งแรกของอัลบั้มนี้มีหลายแทร็กที่ถูกตัดให้สั้นลงเพื่อให้พอดีกับแผ่นเดียว การออกซีดีใหม่ในปัจจุบันจึงบรรจุอัลบั้มไว้ในสองแผ่น นอกจากนี้ การวางจำหน่ายซีดีในช่วงแรกๆ ยังถูกจำกัดด้วยข้อจำกัด 72 นาทีของ เทป U-matic ขนาด 3/4 นิ้ว ที่ใช้โดยตัวแปลง PCM รุ่นแรกๆ ภายในปี 1988 ทางเลือกที่มีความจุสูงกว่าจะวางจำหน่ายในตลาด ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากเวลา 74:33 นาทีได้อย่างเต็มที่^{[ 19 ]}สิ่งนี้และการเกิดขึ้นของซีดี 80 นาที ทำให้บางอัลบั้มคู่ที่เคยถูกตัดทอนความยาว เช่น1999ของPrinceหรือบรรจุเป็นซีดีคู่ เช่นTommyของThe Whoสามารถวางจำหน่ายใหม่ในรูปแบบแผ่นเดียวได้

เวลาเล่นที่เกิน 74:33 นาทีทำได้โดยการลดระยะห่างระหว่างแทร็ก (ระยะห่างระหว่างแทร็กขณะที่หมุนแผ่นดิสก์) อย่างไรก็ตาม เครื่องเล่นส่วนใหญ่ยังคงสามารถรองรับข้อมูลที่มีระยะห่างใกล้กันมากขึ้นได้ หากยังอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของ Red Book ^{[ 100 ]}กระบวนการผลิตที่ใช้ในช่วงปีสุดท้ายของเทคโนโลยีซีดีทำให้ซีดีเพลงสามารถบรรจุได้นานถึง 82 นาที (แตกต่างกันไปในแต่ละโรงงานผลิต) โดยไม่ต้องให้ผู้สร้างเนื้อหาลงนามในเอกสารสละสิทธิ์ความรับผิดชอบของเจ้าของโรงงาน หากซีดีที่ผลิตออกมานั้นอ่านไม่ได้หรืออ่านไม่ได้เลยโดยอุปกรณ์เล่นบางชนิด ในการปฏิบัติขั้นสุดท้ายนี้ เวลาเล่นซีดีสูงสุดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยการลดความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรมขั้นต่ำ

ตัวอย่างเสียงแต่ละตัวเป็นจำนวนเต็ม 16 บิตแบบมีเครื่องหมาย(two's complement ) ซึ่งมีค่าตัวอย่างตั้งแต่ −32768 ถึง +32767 ข้อมูลเสียงต้นฉบับถูกแบ่งออกเป็นเฟรม โดยแต่ละเฟรมประกอบด้วยตัวอย่างเสียง สิบสอง ตัว (หกตัวอย่างเสียงด้านซ้ายและหกตัวอย่างเสียงด้านขวา สลับกัน) รวมเป็นข้อมูลเสียงทั้งหมด 192 บิต (24 ไบต์) ต่อเฟรม

จากนั้น กระแสเฟรมเสียงนี้จะถูกเข้ารหัสแบบ CIRC ซึ่งจะแบ่งและจัดเรียงข้อมูลใหม่ และขยายข้อมูลด้วยรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดในลักษณะที่ช่วยให้สามารถตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดในการอ่านที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวได้ การเข้ารหัสแบบ CIRC จะแทรกเฟรมเสียงตลอดทั้งแผ่นดิสก์ในหลายเฟรมที่ต่อเนื่องกัน เพื่อให้ข้อมูลมีความทนทานต่อข้อผิดพลาดแบบเป็นช่วงๆ มากขึ้น ดังนั้น เฟรมทางกายภาพบนแผ่นดิสก์จึงจะมีข้อมูลจากเฟรมเสียงเชิงตรรกะหลายเฟรม กระบวนการนี้จะเพิ่มรหัสแก้ไขข้อผิดพลาด 64 บิตให้กับแต่ละเฟรม หลังจากนั้น จะมีการเพิ่ม ข้อมูลซับโค้ด 8 บิต ให้กับแต่ละเฟรมที่เข้ารหัสแล้ว ซึ่งใช้สำหรับการควบคุมและการกำหนดตำแหน่งเมื่อเล่นซีดี

การเข้ารหัส CIRC บวกกับไบต์ซับโค้ดจะสร้างเฟรมที่มีความยาว 33 ไบต์ เรียกว่าเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณ จากนั้นเฟรมเหล่านี้จะถูกมอดูเลตผ่าน การมอดูเลตแบบแปดต่อสิบสี่ (EFM) โดยที่ไบต์ 8 บิตแต่ละไบต์จะถูกแทนที่ด้วยคำ 14 บิตที่สอดคล้องกัน ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดจำนวนการเปลี่ยนระหว่าง 0 และ 1 วิธีนี้ช่วยลดความหนาแน่นของหลุมทางกายภาพบนแผ่นดิสก์และให้ความทนทานต่อข้อผิดพลาดเพิ่มเติม มีการเพิ่มบิต ผสาน สาม บิตก่อนคำ 14 บิตแต่ละคำเพื่อแยกแยะและซิงโครไนซ์ โดยรวมแล้วมี 33 × (14 + 3) = 561 บิต มีการเพิ่มคำ 27 บิต (รูปแบบ 24 บิตบวกบิตผสาน 3 บิต) ไว้ที่จุดเริ่มต้นของแต่ละเฟรมเพื่อช่วยในการซิงโครไนซ์ เพื่อให้อุปกรณ์อ่านสามารถค้นหาเฟรมได้ง่าย ด้วยวิธีนี้ เฟรมจึงมีข้อมูลช่องสัญญาณ 588 บิต ซึ่งจะถูกถอดรหัสเป็นเสียงดิจิทัล 192 บิต

ข้อมูลช่องสัญญาณจะถูกเขียนลงแผ่นดิสก์ในรูปแบบของหลุมและเนินโดยแต่ละหลุมหรือเนินแทนค่าศูนย์ และจุดเปลี่ยนผ่าน—ขอบของแต่ละหลุม—แทนค่า 1 แผ่นCD-Rที่เข้ากันได้กับมาตรฐานRed Bookจะมีจุดรูปทรงหลุมและเนินบนชั้นสีย้อมอินทรีย์แทนที่จะเป็นหลุมและเนินจริง ๆ โดยใช้เลเซอร์สร้างจุดเหล่านี้โดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการสะท้อนแสงของสีย้อม

เนื่องจากโครงสร้างเซกเตอร์ แก้ไขข้อผิดพลาดที่อ่อนแอกว่า ที่ใช้ในซีดีเสียงและซีดีวิดีโอ ( โหมด 2 รูปแบบ 2 ) เมื่อเทียบกับแผ่นข้อมูล ( โหมด 1หรือโหมด 2 รูปแบบ 1 ) ข้อผิดพลาด C2จึงไม่สามารถแก้ไขได้และหมายถึงการสูญเสียข้อมูล^{[ 111 ] [ 112 ]}แม้จะมีข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถแก้ไขได้ เครื่องเล่นซีดีก็ยังใช้การปกปิดข้อผิดพลาดโดยมีเป้าหมายเพื่อให้ไม่ได้ยินเสียงความเสียหาย^{[ 113 ]}

ข้อมูลเสียงในซีดีเพลงนั้นต่อเนื่องกัน แต่แบ่งออกเป็นสามส่วน ส่วนหลักซึ่งแบ่งออกเป็นแทร็กเสียงที่เล่นได้ เรียกว่าพื้นที่โปรแกรม (Program Area ) ส่วนนี้จะอยู่ก่อนแท ร็ก นำ (Lead-in Track) และตามหลังแทร็ก จบ (Lead-out Track) แทร็กนำและแทร็กจบจะเข้ารหัสเฉพาะเสียงเงียบ แต่ทั้งสามส่วนจะมี ข้อมูล สตรีมย่อย (Subcode Data Stream) อยู่ด้วย

รหัสย่อยของส่วนนำเข้า (lead-in) ประกอบด้วยสำเนาซ้ำของสารบัญ (TOC) ของแผ่นดิสก์ ซึ่งเป็นดัชนีของตำแหน่งเริ่มต้นของแทร็กในพื้นที่โปรแกรมและส่วนนำออก ตำแหน่งแทร็กอ้างอิงโดยรหัสเวลา สัมบูรณ์ เทียบกับจุดเริ่มต้นของพื้นที่โปรแกรม ในรูปแบบ MSF: นาที วินาที และเศษส่วนของวินาทีที่เรียกว่าเฟรมแต่ละเฟรมรหัสเวลาคือหนึ่งในเจ็ดสิบห้าของวินาที และสอดคล้องกับบล็อกของเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณ 98 เฟรม ซึ่งท้ายที่สุดแล้วคือบล็อกของตัวอย่างเสียงซ้ายและขวา 588 คู่ รหัสเวลาที่อยู่ในข้อมูลช่องสัญญาณย่อยช่วยให้อุปกรณ์อ่านสามารถระบุตำแหน่งของแผ่นดิสก์ที่ตรงกับรหัสเวลาใน TOC ได้ TOC บนแผ่นดิสก์นั้นคล้ายคลึงกับตารางพาร์ติชั่นบนฮาร์ดไดรฟ์บันทึก TOC ที่ไม่เป็นมาตรฐานหรือเสียหายถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดเป็นรูปแบบหนึ่งของการป้องกันการคัดลอก CD/DVDเช่น ในโครงการ key2Audio

หน่วยที่ใหญ่ที่สุดในแผ่นซีดีเรียกว่าแทร็ก ซีดีหนึ่งแผ่นสามารถบรรจุแทร็กได้สูงสุด 99 แทร็ก (รวมถึงแทร็กข้อมูลสำหรับแผ่นแบบผสม ) แต่ละแทร็กสามารถมีดัชนีได้สูงสุด 100 ดัชนี แม้ว่าเครื่องเล่นที่ยังรองรับคุณสมบัตินี้จะหายากขึ้นเรื่อยๆ เพลงส่วนใหญ่จะถูกบันทึกไว้ภายใต้ดัชนี 1 โดยมีช่วงก่อนเริ่มเพลง(pregap)เป็นดัชนี 0 บางครั้งแทร็กที่ซ่อนอยู่จะถูกวางไว้ที่ท้ายแทร็กสุดท้ายของแผ่น โดยมักใช้ดัชนี 2 หรือ 3 หรือใช้ช่วงก่อนเริ่มเพลงเป็นดัชนี 0 (การใช้งานแบบหลังนี้จะทำให้แทร็กเล่นเมื่อตัวนับเวลาเริ่มนับถอยหลังจนถึงเวลา 0:00 ที่จุดเริ่มต้นของแทร็ก ดัชนี 1) กรณีนี้ยังเกิดขึ้นกับแผ่นบางแผ่นที่นำเสนอ "เอฟเฟกต์เสียง 101 รายการ" โดยที่ 100 และ 101 ถูกกำหนดดัชนีเป็นสองและสามในแทร็กที่ 99 หากมีการใช้ดัชนี บางครั้งดัชนีจะถูกใส่ไว้ในรายการแทร็กเป็นส่วนทศนิยมของหมายเลขแทร็ก เช่น 99.2 หรือ 99.3 ^[ข]โครงสร้างแทร็กและดัชนีของซีดีถูกถ่ายทอดไปยังรูปแบบดีวีดีในรูปแบบของชื่อเรื่องและบทตามลำดับ

แต่ละแทร็กจะถูกแบ่งออกเป็นเฟรมไทม์โค้ด ซึ่งจะถูกแบ่งย่อยออกเป็นเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณอีกที

หน่วยที่เล็กที่สุดในซีดีคือเฟรม ข้อมูลช่องสัญญาณ ซึ่งประกอบด้วย 33 ไบต์ และมีตัวอย่างเสียงสเตอริโอ 16 บิตที่สมบูรณ์หกตัวอย่าง: 24 ไบต์สำหรับเสียง (สองไบต์ × สองช่องสัญญาณ × หกตัวอย่าง = 24 ไบต์), แปดไบต์สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด CIRC และหนึ่ง ไบต์ สำหรับซับโค้ดดังที่อธิบายไว้ในหัวข้อ § การเข้ารหัสข้อมูลหลังจากทำการมอดูเลชั่น EFM แล้ว จำนวนบิตในเฟรมจะมีทั้งหมด 588 บิต

ใน แผ่นซีดีเสียง Red Bookข้อมูลจะถูกระบุโดยใช้รูปแบบ MSFโดยมีรหัสเวลาแสดงในหน่วยนาที วินาที และเฟรม อีกประเภทหนึ่ง (mm:ss:ff) ซึ่งหนึ่งเฟรมจะตรงกับ 1/75 วินาทีของเสียง: 588 คู่ของตัวอย่างซ้ายและขวา เฟรมรหัสเวลานี้แตกต่างจากเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณ 33 ไบต์ที่กล่าวถึงข้างต้น และใช้สำหรับการแสดงเวลาและการกำหนดตำแหน่งของเลเซอร์อ่าน เมื่อทำการแก้ไขและแยกเสียงจากซีดี เฟรมรหัสเวลานี้เป็นช่วงเวลาที่เล็กที่สุดที่สามารถระบุได้สำหรับแผ่นซีดีเสียง ดังนั้นขอบเขตของแทร็กจึงเกิดขึ้นเฉพาะที่ขอบเขตของเฟรมเหล่านี้เท่านั้น โครงสร้างแต่ละอันประกอบด้วยเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณ 98 เฟรม รวมเป็น 98 × 24 = 2,352 ไบต์ของเพลง ซีดีจะเล่นด้วยความเร็ว 75 เฟรมต่อวินาที 44,100 ตัวอย่าง และ 176,400 ไบต์ต่อวินาที

ในช่วงทศวรรษ 1990 เทคโนโลยี CD-ROMและ เทคโนโลยี การสกัดเสียงดิจิทัล (DAE) ที่เกี่ยวข้องได้นำคำว่า "เซกเตอร์ " มาใช้อ้างถึงแต่ละเฟรมไทม์โค้ด โดยแต่ละเซกเตอร์จะถูกระบุด้วยจำนวนเต็มเรียงลำดับเริ่มต้นที่ศูนย์ และแทร็กจะเรียงตัวตามขอบเขตของเซกเตอร์ เซกเตอร์ของแผ่นซีดีเสียงจะสอดคล้องกับข้อมูลที่ถอดรหัสแล้ว 2,352 ไบต์ แต่คู่มือRed Bookไม่ได้กล่าวถึงเซกเตอร์ และไม่ได้แยกแยะส่วนต่างๆ ของกระแสข้อมูลในแผ่นดิสก์ ยกเว้นในรูปแบบเฟรมในระบบการกำหนดแอดเดรส MSF

ตารางต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแทร็ก เฟรมไทม์โค้ด (เซกเตอร์) และเฟรมข้อมูลช่องสัญญาณ:

อัตราบิตเสียงสำหรับ แผ่นซีดีเสียง Red Bookคือ 1,411,200 บิตต่อวินาที (1,411 กิโลบิต/วินาที) หรือ 176,400 ไบต์ต่อวินาที ; 2 ช่องสัญญาณ × 44,100 ตัวอย่างต่อวินาทีต่อช่องสัญญาณ × 16 บิตต่อตัวอย่าง ข้อมูลเสียงที่เข้ามาจากแผ่นซีดีจะถูกบรรจุอยู่ในเซกเตอร์ โดยแต่ละเซกเตอร์มีขนาด 2,352 ไบต์ และ 75 เซกเตอร์แทนเสียง 1 วินาที เพื่อเปรียบเทียบ อัตราบิตของแผ่นซีดีรอมความเร็วปกติคือ 2,048 ไบต์ต่อเซกเตอร์ × 75 เซกเตอร์ต่อวินาที = 153,600 ไบต์ต่อวินาที ส่วนที่เหลืออีก 304 ไบต์ในเซกเตอร์ของแผ่นซีดีรอมจะใช้สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลเพิ่มเติม

แตกต่างจากDVD หรือ CD-ROM แผ่น ซีดีเพลง Red Bookไม่มีไฟล์ ใดๆ มีเพียงสตรีม ข้อมูลเสียง LPCM ต่อเนื่องเพียงสตรีมเดียว และชุดสตรีมข้อมูลซับโค้ด ขนาดเล็กกว่าอีก 8 สตรีมที่ทำงานคู่ขนานกัน อย่างไรก็ตาม ระบบปฏิบัติการ ของคอมพิวเตอร์ อาจให้การเข้าถึงแผ่นซีดีเพลงราวกับว่ามันมีไฟล์อยู่ ตัวอย่างเช่นWindowsแสดงสารบัญของแผ่นซีดีเป็นชุด ไฟล์ Compact Disc Audio track (CDA) โดยแต่ละไฟล์จะมีข้อมูลดัชนี ไม่ใช่ข้อมูลเสียง ในทางตรงกันข้ามFinderบนmacOSจะแสดงเนื้อหาของแผ่นซีดีเป็นชุดไฟล์จริงที่มี นามสกุล AIFFซึ่งสามารถคัดลอกได้โดยตรง แบบสุ่ม และทีละแทร็ก ราวกับว่าเป็นไฟล์จริง ในความเป็นจริง macOS จะทำการคัดลอกตามความจำเป็นในพื้นหลัง โดยที่ผู้ใช้ไม่รู้ตัว แทร็กที่คัดลอกมานั้นสามารถเล่นและแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์บนคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้

ในกระบวนการที่เรียกว่าการคัดลอก (ripping ) ซอฟต์แวร์แยกเสียงดิจิทัลสามารถใช้ในการอ่านข้อมูลเสียงจากแผ่นซีดี-ดีเอ และจัดเก็บไว้ในไฟล์รูปแบบไฟล์เสียง ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับวัตถุประสงค์นี้ ได้แก่ WAV และ AIFF ซึ่งเพียงแค่เพิ่ม ส่วนหัวสั้นๆ ไว้ข้างหน้าข้อมูล LPCM ; FLAC , ALACและWindows Media Audio Losslessซึ่งบีบอัดข้อมูล LPCM ในลักษณะที่ประหยัดพื้นที่แต่ยังคงสามารถกู้คืนได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ; และ รูปแบบ การเข้ารหัส แบบสูญเสียข้อมูล ( lossy ) ต่างๆ เช่นMP3 , AACและOpusซึ่งบีบอัดข้อมูลเสียงในระดับที่มากขึ้นในลักษณะที่เปลี่ยนแปลงเสียงอย่างถาวร แต่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการได้ยินของมนุษย์เพื่อให้ยากต่อการแยกแยะการเปลี่ยนแปลง

ผู้ผลิตแผ่นเสียงหลายรายผลิตแผ่นซีดีที่ละเมิด มาตรฐาน Red Bookบางรายทำเช่นนั้นเพื่อป้องกันการคัดลอกโดยใช้ระบบต่างๆ เช่นCopy Controlบางรายทำเช่นนั้นเพื่อเพิ่มคุณสมบัติพิเศษ เช่นDualDiscซึ่งประกอบด้วยชั้นซีดีและชั้นดีวีดี โดยชั้นซีดีนั้นบางกว่าที่Red Book กำหนดไว้ คือ 0.9 มม. ซึ่งระบุไว้ที่ 1.2 มม. แต่ต้องไม่ต่ำกว่า 1.1 มม. บริษัท Philips และบริษัทอื่นๆ อีกหลายแห่งได้ระบุว่า การใส่โลโก้ Compact Disc Digital Audio บนแผ่นที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานดังกล่าว อาจเป็นการละเมิดเครื่องหมายการค้า

Super Audio CDเป็นมาตรฐานที่เผยแพร่ในปี 1999 ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้คุณภาพเสียงที่ดีกว่า CD DVD-Audioเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน^{[ 114 ]}ทั้งสองรูปแบบได้รับการออกแบบให้ใช้อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้นและ สื่อ DVDแต่ทั้งสองรูปแบบก็ไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

อุตสาหกรรมการบันทึกเสียงได้ดำเนินการเพื่อให้แผ่นซีดีเพลง (Compact Disc Digital Audio) ไม่สามารถเล่นได้บน ไดรฟ์ CD-ROM ของคอมพิวเตอร์ เพื่อป้องกันการคัดลอกเพลง โดยจะทำโดยการจงใจใส่ข้อผิดพลาดลงในแผ่น ซึ่งวงจรที่ฝังอยู่ในเครื่องเล่นเสียงแบบสแตนด์อะโลนส่วนใหญ่สามารถชดเชยได้โดยอัตโนมัติ แต่อาจทำให้ไดรฟ์ CD-ROM สับสนได้^{[ 115 ]}ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2544 นักรณรงค์ด้านสิทธิผู้บริโภคได้ผลักดันให้มีการติดฉลากเตือนบนแผ่นซีดีที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน Compact Disc Digital Audio อย่างเป็นทางการ (มักเรียกว่าRed Book ) เพื่อแจ้งให้ผู้บริโภคทราบว่าแผ่นใดบ้างที่ไม่อนุญาตให้ใช้เนื้อหา อย่างเป็นธรรมอย่างเต็มที่

ในปี พ.ศ. 2548 Sony BMG Music Entertainmentถูกวิพากษ์วิจารณ์เมื่อกลไกการป้องกันการคัดลอกที่เรียกว่าExtended Copy Protection (XCP) ที่ใช้ในซีดีเพลงบางแผ่นของพวกเขาติดตั้งซอฟต์แวร์ป้องกันการคัดลอกลงในคอมพิวเตอร์โดยอัตโนมัติและโดยไม่ได้รับอนุญาต (ดูเรื่องอื้อฉาวเกี่ยวกับรูทคิตป้องกันการคัดลอกของ Sony BMG ) ^{[ 116 ]}แผ่นดิสก์ดังกล่าวไม่ได้รับอนุญาตให้เรียกว่าซีดีหรือแผ่นซีดีตามกฎหมาย เนื่องจากละเมิด มาตรฐาน Red Bookที่ควบคุมซีดี และ Amazon.com ยกตัวอย่างเช่น เรียกแผ่นดิสก์เหล่านี้ว่า "แผ่นดิสก์ที่ป้องกันการคัดลอก" แทนที่จะเป็น "แผ่นซีดี" หรือ "ซีดี"

• การจัดการสิทธิ์ดิจิทัล
• การเล่นแบบต่อเนื่องไม่มีสะดุด

• ข้อมูลการอนุญาตใช้มาตรฐานเสียงของ Philips
• IEC 60908:1999 การบันทึกเสียง – ระบบเสียงดิจิทัลแบบแผ่นซีดีเก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 กุมภาพันธ์ 2024 ที่Wayback Machine