lecteur CD

Un lecteur CD est un appareil électronique qui lit des disques compacts audio , qui sont un format de stockage de données sur disque optique numérique . Les lecteurs CD ont été vendus pour la première fois aux consommateurs en 1982. Les CD contiennent généralement des enregistrements de matériel audio tels que de la musique ou des livres audio . Les lecteurs CD peuvent faire partie de systèmes stéréo domestiques, de systèmes audio de voiture , d'ordinateurs personnels ou de lecteurs CD portables tels que des boombox CD . La plupart des lecteurs CD produisent un signal de sortie via une prise casque ou des prises RCA . Pour utiliser un lecteur CD dans un système stéréo domestique, l'utilisateur connecte un câble RCA des prises RCA à une chaîne hi-fi (ou à un autre amplificateur ) et à des haut-parleurs pour écouter de la musique. Pour écouter de la musique à l'aide d'un lecteur CD avec une prise de sortie casque, l'utilisateur branche un casque ou des écouteurs dans la prise casque.

Les appareils modernes peuvent lire d'autres formats audio que le codage audio PCM CD d'origine , tels que MP3 , AAC et WMA . Les DJ qui jouent de la musique de danse dans les clubs utilisent souvent des lecteurs spécialisés avec une vitesse de lecture réglable pour modifier la hauteur et le tempo de la musique. Les ingénieurs du son qui utilisent des lecteurs CD pour diffuser de la musique pour un événement via un système de sonorisation utilisent des lecteurs CD de qualité audio professionnelle. La fonctionnalité de lecture de CD est également disponible sur les ordinateurs équipés de lecteurs de CD-ROM/DVD-ROM ainsi que sur les lecteurs de DVD et la plupart des consoles de jeux vidéo domestiques à disque optique .

L'inventeur américain James T. Russell est connu pour avoir inventé le premier système d'enregistrement d'informations vidéo numériques sur une feuille optique transparente éclairée par l'arrière par une lampe halogène de haute puissance. La demande de brevet de Russell a été déposée pour la première fois en 1966, et il a obtenu un brevet en 1970. À la suite d'un litige, Sony et Philips ont obtenu une licence sur les brevets d'enregistrement de Russell (alors détenus par une société canadienne, Optical Recording Corp.) dans les années 1980.

Le disque compact n'est pas basé sur l'invention de Russell ; il s'agit d'une évolution de la technologie LaserDisc , où un faisceau laser focalisé est utilisé pour permettre la haute densité d'informations requise pour les signaux audio numériques de haute qualité. Des prototypes ont été développés par Philips et Sony indépendamment à la fin des années 1970. En 1979, Sony et Philips ont mis en place un groupe de travail conjoint d'ingénieurs pour concevoir un nouveau disque audio numérique. Après une année d'expérimentation et de discussion, la norme CD-DA Red Book a été publiée en 1980. Après leur sortie commerciale en 1982, les disques compacts et leurs lecteurs ont connu un énorme succès. Bien qu'ils coûtaient jusqu'à 1 000 $, plus de 400 000 lecteurs de CD ont été vendus aux États-Unis entre 1983 et 1984. Le succès du disque compact a été attribué à la coopération entre Philips et Sony, qui se sont réunis pour s'entendre sur un matériel compatible et le développer. La conception unifiée du disque compact a permis aux consommateurs d'acheter n'importe quel disque ou lecteur de n'importe quelle entreprise et a permis au CD de dominer sans conteste le marché de la musique à domicile.

Le Sony CDP-101 , sorti en 1982, fut le premier lecteur de CD au monde à être commercialisé. Il était à l'origine vendu uniquement au Japon.

Contrairement aux premiers lecteurs LaserDisc , les premiers lecteurs CD utilisaient déjà des diodes laser au lieu de lasers hélium-néon plus grands .

En 1974, Lou Ottens, directeur de la division audio de Philips, a créé un petit groupe dans le but de développer un disque audio optique analogique d'un diamètre de 20 cm (7,9 pouces) et d'une qualité sonore supérieure à celle du disque vinyle. Cependant, en raison des performances insatisfaisantes du format analogique, deux ingénieurs de recherche de Philips ont recommandé un format numérique en mars 1974. En 1977, Philips a ensuite créé un laboratoire avec pour mission de créer un disque audio numérique. Le diamètre du prototype de disque compact de Philips a été fixé à 11,5 cm (4,5 pouces), soit la diagonale d'une cassette audio.

Heitaro Nakajima , qui a développé un des premiers enregistreurs audio numériques au sein de l'organisation nationale de radiodiffusion publique japonaise NHK en 1970, est devenu directeur général du département audio de Sony en 1971. Son équipe a développé un enregistreur à bande audio numérique à adaptateur PCM utilisant un enregistreur vidéo Betamax en 1973. Après cela, en 1974, le saut vers le stockage de l'audio numérique sur un disque optique a été facilement franchi. Sony a présenté publiquement pour la première fois un disque audio numérique optique en septembre 1976. Un an plus tard, en septembre 1977, Sony a montré à la presse un disque de 30 cm (12 pouces) qui pouvait lire 60 minutes d'audio numérique (fréquence d'échantillonnage de 44 100 Hz et résolution de 16 bits) en utilisant la modulation MFM . En septembre 1978, la société a présenté un disque audio numérique optique avec une durée de lecture de 150 minutes, une fréquence d'échantillonnage de 44 056 Hz, une résolution linéaire de 16 bits et un code de correction d'erreurs entrelacé , des spécifications similaires à celles établies plus tard pour le format de disque compact standard en 1980. Les détails techniques du disque audio numérique de Sony ont été présentés lors de la 62e convention AES , qui s'est tenue du 13 au 16 mars 1979 à Bruxelles . Le document technique AES de Sony a été publié le 1er mars 1979. Une semaine plus tard, le 8 mars, Philips a présenté publiquement un prototype de disque audio numérique optique lors d'une conférence de presse intitulée « Philips présente le disque compact » à Eindhoven , aux Pays-Bas .

Norio Ohga , directeur général et président de Sony, et Heitaro Nakajima étaient convaincus du potentiel commercial du format et ont poussé plus loin le développement malgré le scepticisme généralisé. [ En conséquence, en 1979, Sony et Philips ont mis en place un groupe de travail conjoint d'ingénieurs pour concevoir un nouveau disque audio numérique. Dirigé par les ingénieurs Kees Schouhamer Immink et Toshitada Doi , la recherche a fait progresser la technologie du laser et du disque optique . Après une année d'expérimentation et de discussion, le groupe de travail a produit la norme CD-DA Red Book . Publiée pour la première fois en 1980, la norme a été officiellement adoptée par la CEI comme norme internationale en 1987, avec divers amendements faisant partie de la norme en 1996.

Philips a inventé le terme de disque compact en s'inspirant d'un autre produit audio, la cassette compacte et a contribué au processus général de fabrication , basé sur la technologie vidéo LaserDisc. Philips a également contribué à la modulation de huit à quatorze (EFM), qui offre une certaine résistance aux défauts tels que les rayures et les empreintes digitales, tandis que Sony a contribué à la méthode de correction d'erreur , CIRC . L' histoire du disque compact , racontée par un ancien membre du groupe de travail, donne des informations générales sur les nombreuses décisions techniques prises, y compris le choix de la fréquence d'échantillonnage, du temps de lecture et du diamètre du disque. Le groupe de travail était composé d'environ quatre à huit personnes , bien que selon Philips, le disque compact ait été « inventé collectivement par un grand groupe de personnes travaillant en équipe ».

Red Book était la première norme de la série de normes Rainbow Books .

Philips a établi l'usine Polydor Pressing Operations à Langenhagen près de Hanovre , en Allemagne , et a rapidement franchi une série d'étapes importantes.

• Le premier test de pressage concernait un enregistrement de Eine Alpensinfonie ( Une symphonie alpine ) de Richard Strauss joué par l' Orchestre philharmonique de Berlin et dirigé par Herbert von Karajan , qui avait été enrôlé comme ambassadeur du format en 1979.
• La première démonstration publique a eu lieu lors de l' émission Tomorrow's World de la BBC en 1981, lorsque l' album Living Eyes (1981) des Bee Gees a été diffusé.
• Le premier disque compact commercial a été produit le 17 août 1982. Il s'agissait d'un enregistrement de 1979 de Claudio Arrau interprétant des valses de Chopin (Philips 400 025-2). Arrau a été invité à l'usine de Langenhagen pour appuyer sur le bouton de démarrage.
• Le premier CD de musique populaire produit dans la nouvelle usine était The Visitors (1981) d' ABBA .
• Les 50 premiers titres sont sortis au Japon le 1er octobre 1982, le premier CD catalogué de cette vague étant une réédition de 52nd Street de Billy Joel .

Le lancement japonais fut suivi en mars 1983 par l'introduction des lecteurs CD et des disques en Europe et en Amérique du Nord (où CBS Records sortit seize titres). Cet événement est souvent considéré de musique classique et d'audiophiles qui l'adoptèrent tôt , et sa qualité de manipulation fut particulièrement saluée. Alors que le prix des lecteurs baissait progressivement et avec l'introduction du Walkman portable , le CD commença à gagner en popularité sur les marchés plus vastes de la musique populaire et du rock. Le premier artiste à vendre un million d'exemplaires sur CD fut Dire Straits , avec son album Brothers in Arms de 1985. Le premier artiste majeur à voir l'intégralité de son catalogue converti sur CD fut David Bowie , dont 15 albums studio furent mis à disposition par RCA Records en février 1985, ainsi que quatre albums de ses plus grands succès. En 1988, 400 millions de CD ont été fabriqués par 50 usines de pressage à travers le monde.

Le CD était censé succéder au disque vinyle pour la lecture de musique, plutôt que comme support de stockage de données, mais depuis ses origines en tant que format musical, son utilisation s'est étendue à d'autres applications. En 1983, après l'introduction du CD, Immink et Braat ont présenté les premières expériences avec des disques compacts effaçables lors de la 73e convention AES . En juin 1985, le CD-ROM (mémoire morte) lisible par ordinateur a été introduit et, en 1990, le CD-Recordable , également développé par Sony et Philips. Les CD enregistrables étaient une nouvelle alternative à la bande pour enregistrer de la musique et copier des albums de musique sans les défauts introduits dans la compression utilisée dans d'autres méthodes d'enregistrement numérique . D'autres formats vidéo plus récents tels que le DVD et le Blu-ray utilisent la même géométrie physique que le CD, et la plupart des lecteurs de DVD et Blu-ray sont rétrocompatibles avec les CD audio.

Au début des années 2000, le lecteur CD avait largement remplacé le lecteur de cassettes audio comme équipement standard dans les nouvelles automobiles, 2010 étant la dernière année modèle pour qu'une voiture aux États-Unis soit équipée d'un lecteur de cassettes en usine. Actuellement, avec la popularité croissante des lecteurs audio numériques portables, tels que les téléphones portables, et du stockage de musique à semi-conducteurs, les lecteurs CD sont progressivement éliminés des automobiles au profit des entrées auxiliaires minijack et des connexions aux périphériques USB.

Certains lecteurs CD intègrent des changeurs de disques. Généralement, ceux-ci peuvent contenir 3, 5, 6 ou 10 disques à la fois et passer d'un disque à l'autre sans intervention de l'utilisateur. Des changeurs de disques capables de contenir jusqu'à 400 disques à la fois étaient disponibles. De plus, l'utilisateur peut choisir manuellement le disque à lire, ce qui le rend similaire à un jukebox . Ils étaient souvent intégrés aux systèmes audio de voiture et aux chaînes stéréo domestiques, bien que des changeurs de CD à 7 disques aient été fabriqués par NEC et Nakamichi pour les PC. Certains pouvaient également lire des disques DVD et Blu-ray.

Parallèlement, avec l'avènement et la popularité de la distribution sur Internet de fichiers dans des formats audio compressés avec perte tels que MP3 , les ventes de CD ont commencé à décliner dans les années 2000. Par exemple, entre 2000 et 2008, malgré une croissance globale des ventes de musique et une année anormale de hausse, les ventes de CD des grandes maisons de disques ont globalement diminué de 20 % – bien que les ventes de musique indépendante et DIY se portent peut-être mieux (selon les chiffres publiés le 30 mars 2009), et les CD continuent de se vendre à un rythme soutenu. En 2012, les CD et les DVD ne représentaient que 34 % des ventes de musique aux États-Unis. Au Japon, cependant, plus de 80 % de la musique était achetée sur CD et autres formats physiques en 2015. En 2020, des cassettes compactes, des disques vinyles et des CD sont toujours commercialisés par certains musiciens, principalement sous forme de produits dérivés, pour permettre aux fans d'apporter un soutien financier tout en recevant quelque chose de tangible en retour.

Le processus de lecture d'un CD audio, présenté comme un support de stockage audio numérique, commence par le disque compact en polycarbonate plastique, un support qui contient les données codées numériquement. Le disque est placé dans un plateau qui s'ouvre (comme avec les lecteurs de CD portables) ou coulisse (la norme avec les lecteurs de CD domestiques, les lecteurs de disques informatiques et les consoles de jeux). Dans certains systèmes, l'utilisateur glisse le disque dans une fente (par exemple, les lecteurs de CD stéréo de voiture). Une fois le disque chargé dans le plateau, les données sont lues par un mécanisme qui scanne les pistes de données circulaires à l'aide d'un faisceau laser . Un moteur électrique fait tourner le disque. Le contrôle de suivi est effectué par des amplificateurs servo analogiques, puis le signal analogique haute fréquence lu à partir du disque est numérisé, traité et décodé en données audio analogiques et de contrôle numérique qui sont utilisées par le lecteur pour positionner le mécanisme de lecture sur la bonne piste, effectuer les fonctions de saut et de recherche et afficher la piste, l'heure, l'index et, sur les lecteurs plus récents des années 2010, afficher les informations sur le titre et l'artiste sur un écran placé sur le panneau avant.

Pour lire les données du disque, un faisceau laser éclaire la surface du disque. Les différences de surface entre les disques en cours de lecture, ainsi que les minuscules différences de position une fois chargés, sont gérées à l'aide d'une lentille mobile à focale très proche pour focaliser la lumière sur le disque. Une lentille de faible masse couplée à une bobine électromagnétique est chargée de maintenir le faisceau focalisé sur la piste de données de 600 nm de large.

Lorsque le lecteur essaie de lire à partir d'un arrêt, il exécute d'abord un programme de recherche de mise au point qui déplace la lentille de haut en bas de la surface du disque jusqu'à ce qu'un reflet soit détecté ; lorsqu'il y a un reflet, l'électronique servo se verrouille en place, gardant la lentille parfaitement focalisée pendant que le disque tourne et change sa hauteur relative par rapport au bloc optique.

Les différentes marques et modèles d'ensembles optiques utilisent différentes méthodes de détection de la mise au point. Sur la plupart des lecteurs, la détection de la position de mise au point est effectuée à l'aide de la différence de courant de sortie d'un bloc de quatre photodiodes. Le bloc de photodiodes et l'optique sont disposés de telle manière qu'une mise au point parfaite projette un motif circulaire sur le bloc tandis qu'une mise au point éloignée ou proche projette une ellipse dont la position du bord long diffère du nord au sud ou de l'ouest au sud-ouest. Cette différence est l'information que l'amplificateur servo utilise pour maintenir l'objectif à la bonne distance de lecture pendant l'opération de lecture, même si le disque est déformé.

Un autre mécanisme d'asservissement dans le lecteur est chargé de maintenir le faisceau focalisé centré sur la piste de données.

Il existe deux types de capteurs optiques. La série CDM originale de Philips utilise un actionneur magnétique monté sur un bras pivotant pour effectuer un suivi grossier et fin. En utilisant un seul faisceau laser et le bloc de 4 photodiodes, le servo sait si la piste est centrée en mesurant le mouvement côte à côte de la lumière du faisceau frappant le bloc et corrige pour maintenir la lumière au centre.

L'autre conception de Sony utilise un réseau de diffraction pour diviser la lumière laser en un faisceau principal et deux faisceaux secondaires. Une fois focalisés, les deux faisceaux périphériques couvrent la bordure des pistes adjacentes à quelques micromètres du faisceau principal et se réfléchissent sur deux photodiodes séparées du bloc principal de quatre. Le servo détecte le signal RF reçu sur les récepteurs périphériques et la différence de sortie entre ces deux diodes correspond au signal d'erreur de suivi que le système utilise pour maintenir l'optique dans la bonne trajectoire. Le signal de suivi est envoyé à deux systèmes, l'un intégré dans l'ensemble de lentilles de mise au point peut effectuer une correction de suivi fine et l'autre système peut déplacer l'ensemble optique côte à côte pour effectuer des sauts de piste grossiers.

La somme des signaux de sortie des quatre photodiodes constitue le signal RF ou haute fréquence, qui est un miroir électronique des creux et des zones enregistrées sur le disque. Le signal RF, observé sur un oscilloscope, présente un motif en œil caractéristique et son utilité dans l'entretien de la machine est primordiale pour détecter et diagnostiquer les problèmes et étalonner les lecteurs de CD avant leur fonctionnement.

La première étape de la chaîne de traitement du signal RF analogique (provenant du dispositif photorécepteur) consiste à le numériser. À l'aide de divers circuits tels qu'un simple comparateur ou un trancheur de données, le signal analogique devient une chaîne de deux valeurs numériques binaires, 1 et 0. Ce signal transporte toutes les informations d'un CD et est modulé à l'aide d'un système appelé EFM (modulation de huit à quatorze). La deuxième étape consiste à démoduler le signal EFM en une trame de données contenant les échantillons audio, les bits de parité de correction d'erreur, conformément au code de correction d'erreur CIRC , et les données de contrôle pour l'affichage du lecteur et le micro-ordinateur. Le démodulateur EFM décode également une partie du signal CD et l'achemine vers les circuits appropriés, en séparant les données audio, de parité et de contrôle (sous-code).

Après la démodulation, un correcteur d'erreur CIRC prend chaque trame de données audio, la stocke dans une mémoire SRAM et vérifie qu'elle a été lue correctement. Si ce n'est pas le cas, il prend les bits de parité et de correction et corrige les données, puis il les déplace vers un DAC pour les convertir en signal audio analogique. Si les données manquantes sont suffisantes pour rendre la récupération impossible, la correction est effectuée en interpolant les données des trames suivantes afin que la partie manquante ne soit pas remarquée. Chaque lecteur a une capacité d'interpolation différente. Si trop de trames de données manquent ou sont irrécupérables, le signal audio peut être impossible à corriger par interpolation, donc un indicateur de coupure audio est levé pour couper le DAC afin d'éviter la lecture de données non valides.

La norme Redbook stipule que, s'il y a des données audio invalides, erronées ou manquantes, elles ne peuvent pas être transmises aux haut-parleurs sous forme de bruit numérique, elles doivent être coupées.

Le format CD audio nécessite que chaque lecteur dispose d'une puissance de traitement suffisante pour décoder les données du CD ; cette tâche est généralement réalisée par des circuits intégrés spécifiques à l'application (ASIC). Les ASIC ne fonctionnent cependant pas seuls ; ils nécessitent un micro-ordinateur principal ou un microcontrôleur pour orchestrer l'ensemble de la machine. Le micrologiciel des lecteurs CD de base est généralement un système d'exploitation en temps réel .

Certains des premiers lecteurs optiques d'ordinateur étaient équipés d'un connecteur audio et de boutons pour une fonctionnalité de lecture de CD autonome.

Sony a sorti son lecteur CD CDP-101 en 1982 avec un plateau coulissant pour le CD. Comme il était facile à fabriquer et à utiliser, la plupart des fabricants de lecteurs CD ont conservé ce type de plateau depuis lors. Le mécanisme du plateau est également utilisé dans de nombreux boîtiers d'ordinateurs de bureau modernes , ainsi que dans les Philips CD-i , PlayStation 2 , Xbox et Xbox 360. Cependant, il existe quelques exceptions notables à cette conception courante de plateau de CD.

Lors du lancement du premier prototype de lecteur CD Goronta par Sony au salon japonais de l'audio en 1982, Sony a présenté la conception du chargement vertical. Bien que le prototype de Sony n'ait jamais été mis en production en série, le concept a été adopté pendant un certain temps pour la production par un certain nombre de fabricants japonais de lecteurs CD, notamment Alpine/Luxman , Matsushita sous la marque Technics , Kenwood et Toshiba/Aurex . Pour les premiers lecteurs à chargement vertical, Alpine a acheté ses modèles de lecteurs AD-7100 à Luxman, Kenwood et Toshiba (en utilisant leur marque Aurex). Kenwood a ajouté ses sorties Sigma Drive à cette conception en tant que modification. Une image de cette première conception peut être vue sur le site Web de Panasonic. Le chargement vertical est similaire à celui courant dans les lecteurs de cassettes , où le support s'ouvre et le disque y est déposé. Le support est fermé manuellement, par un moteur après avoir appuyé sur un bouton, ou de manière complètement automatique. Certains lecteurs de CD combinent le chargement vertical avec le chargement par fente, car le disque est tiré plus loin dans le support de disque lorsqu'il se ferme.

En 1983, Philips, lors du lancement du format CD aux États-Unis et en Europe, a présenté les premiers modèles de lecteur CD à chargement par le haut avec son lecteur CD CD100. (Les produits audio Philips étaient alors vendus sous le nom de Magnavox aux États-Unis). Le modèle comportait une pince sur le couvercle, ce qui signifiait que l'utilisateur devait le fermer sur le CD lorsqu'il était placé à l'intérieur de la machine. Plus tard, Meridian a présenté son lecteur CD haut de gamme MCD, avec l'électronique Meridian dans le châssis Philips CD100.

Le chargement par le haut a été adopté sur divers modèles d'équipements tels que les mini-systèmes et les lecteurs CD portables, mais parmi les lecteurs CD stéréo, seule une poignée de modèles à chargement par le haut ont été fabriqués. Parmi les exemples, citons les lecteurs des séries D-500 et D-500X de Luxman et le DP-S1 de Denon , tous deux lancés en 1993. Le chargement par le haut est également courant dans les lecteurs destinés à la diffusion et à l'utilisation en direct par les DJ, tels que le SL-P50 de Technics (1984-1985) et le SL-P1200 de Technics (1986-1992). Ils imitent plus fidèlement la disposition physique et l'ergonomie des platines vinyles utilisées dans ces applications.

La conception du plateau de disque à chargement par le haut est également utilisée dans la plupart des consoles de jeux vidéo de cinquième génération ( PlayStation , Saturn , 3DO Interactive Multiplayer ), ainsi que dans la Dreamcast , la GameCube et la Wii Mini .

Le Philips CD303 de 1983-1984 a été le premier lecteur à adopter le chargement par plateau avec un mécanisme de lecture coulissant. En fait, lorsque le plateau sortait pour récupérer le CD, l'ensemble du système de transport du lecteur sortait également en une seule unité. Les lecteurs Meridians 200 et 203 étaient de ce type. Ils ont également été les premiers à utiliser une conception dans laquelle l'électronique audio se trouvait dans un boîtier séparé du lecteur de CD et du mécanisme de lecture. Un mécanisme similaire est utilisé dans les lecteurs de disques optiques minces (également connus sous le nom de lecteur de DVD interne mince, lecteur optique ou graveur de DVD), qui étaient autrefois couramment utilisés dans les ordinateurs portables.

Le chargement par fente est le mécanisme de chargement préféré pour les lecteurs audio de voiture. Il n'y a pas de plateau qui s'ouvre et un moteur est utilisé pour faciliter l'insertion et le retrait du disque. Certains mécanismes de chargement par fente et changeurs peuvent charger et lire des Mini CD sans avoir besoin d'un adaptateur (comme la fente de disque de taille standard du modèle Wii d'origine qui est capable d'accepter des disques de jeu GameCube plus petits ), mais ils peuvent fonctionner avec des fonctionnalités limitées (un changeur de disque avec un Mini CD inséré refusera de fonctionner jusqu'à ce que ce disque soit retiré, par exemple). Les CD non circulaires ne peuvent pas être utilisés sur ces chargeurs car ils ne peuvent pas gérer les disques non circulaires. Une fois insérés, ces disques peuvent se coincer et endommager le mécanisme. Il est également utilisé sur certains ordinateurs portables, la PlayStation 3 originale et mince , le modèle original de la Wii et son édition familiale et la plupart des consoles de jeux vidéo de huitième génération (la Wii U , la PlayStation 4 et la Xbox One ), ainsi que la PlayStation 5 et la Xbox Series X de neuvième génération .

Il existe deux types de mécanismes de suivi optique :

• Le mécanisme à bras pivotant , conçu à l'origine par Philips , permet à la lentille de se déplacer à l'extrémité d'un bras, de manière similaire à l'assemblage du bras de lecture d'un tourne-disque . Utilisé dans les premiers lecteurs CD Philips et remplacé plus tard par des mécanismes radiaux moins chers.
• Le mécanisme radial , conçu par Sony, est celui utilisé dans la plupart des lecteurs CD des années 2000. La lentille se déplace sur un rail radial entraîné par un engrenage rotatif provenant d'un moteur ou d'un ensemble magnétique linéaire. Le moteur ou l'ensemble magnétique linéaire se compose d'un solénoïde monté sur l'ensemble laser mobile, enroulé sur un champ magnétique permanent fixé à la base du mécanisme. Il est également connu sous le nom de suivi linéaire à trois faisceaux.

Le mécanisme à bras pivotant présente un avantage distinctif par rapport à l'autre en ce sens qu'il ne saute pas lorsque le rail est sale. Les mécanismes à bras pivotant ont tendance à avoir une durée de vie beaucoup plus longue que leurs homologues radiaux. La principale différence entre les deux mécanismes est la façon dont ils lisent les données du disque. Le mécanisme à bras pivotant utilise une bobine magnétique enroulée sur un aimant permanent pour fournir le mouvement de suivi à l'ensemble laser de la même manière qu'un disque dur déplace sa tête sur les pistes de données. Il utilise également un autre mécanisme de mouvement magnétique fixé à la lentille de focalisation pour focaliser le faisceau laser sur la surface du disque. En actionnant les actionneurs de suivi ou de focalisation, le faisceau laser peut être positionné sur n'importe quelle partie du disque. Ce mécanisme utilise un seul faisceau laser et un ensemble de quatre photodiodes pour lire, focaliser et suivre les données provenant du disque.

Le mécanisme de suivi linéaire utilise un moteur et des réducteurs pour déplacer l'ensemble laser radialement sur les pistes du disque et il dispose également d'un ensemble de six bobines montées dans la lentille de focalisation sur un champ magnétique permanent. Un ensemble de deux bobines rapproche la lentille de la surface du disque, fournissant le mouvement de focalisation, et l'autre ensemble de bobines déplace la lentille radialement, fournissant un mouvement de suivi plus fin. Ce mécanisme utilise la méthode de suivi à trois faisceaux dans laquelle un faisceau laser principal est utilisé pour lire et focaliser la piste de données du disque à l'aide de trois ou quatre photodiodes, selon la méthode de focalisation, et deux faisceaux plus petits lisent les pistes adjacentes de chaque côté pour aider le servo à maintenir le suivi à l'aide de deux autres photodiodes auxiliaires .

Un lecteur de CD est composé de trois principaux composants mécaniques : un moteur d'entraînement , un système de lentilles ou tête de lecture et un mécanisme de suivi . Le moteur d'entraînement (également appelé axe) fait tourner le disque à une vitesse de balayage de 1,2 à 1,4 m/s ( vitesse linéaire constante ), soit environ 500 tr/min à l'intérieur du disque et environ 200 tr/min sur le bord extérieur. (Un disque lu du début à la fin ralentit sa vitesse de rotation pendant la lecture.) Le mécanisme de suivi déplace le système de lentilles le long des pistes en spirale dans lesquelles les informations sont codées, et l'ensemble de lentilles lit les informations à l'aide d'un faisceau laser produit par une diode laser . Le laser lit les informations en focalisant un faisceau sur le CD, qui est réfléchi par la surface miroir du disque vers un capteur à réseau de photodiodes . Le capteur détecte les changements dans le faisceau et une chaîne de traitement numérique interprète ces changements comme des données binaires. Les données sont traitées et finalement converties en son à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC).

La table des matières se trouve après la zone d'introduction du disque, qui se trouve dans un anneau intérieur du disque et contient environ cinq kilo-octets d'espace disponible. C'est la première information que le lecteur lit lorsque le disque est chargé dans le lecteur et contient des informations sur le nombre total de pistes audio, la durée de lecture du CD, la durée de lecture de chaque piste et d'autres informations telles que l'ISRC et la structure du format du disque. La table des matières est d'une importance si vitale pour le disque que si elle n'est pas lue correctement par le lecteur, le CD ne peut pas être lu. C'est pourquoi elle est répétée trois fois avant le début du premier programme musical. La zone de sortie à la fin (le périphérique extérieur) du disque indique au lecteur que le disque est arrivé à sa fin.

Les lecteurs de CD peuvent utiliser un certain nombre de méthodes pour améliorer les performances ou réduire le nombre de composants ou le prix. Des fonctionnalités telles que le suréchantillonnage, les convertisseurs N/A à un bit, les convertisseurs N/A doubles, l'interpolation (correction d'erreur), la mise en mémoire tampon anti-saut, les sorties numériques et optiques sont, ou étaient, susceptibles d'être trouvées. D'autres fonctionnalités améliorent la fonctionnalité, telles que la programmation des pistes, la lecture aléatoire et la répétition, ou l'accès direct aux pistes. D'autres encore sont liées à la cible visée du lecteur de CD, comme l'anti-saut pour les lecteurs de CD de voiture et portables, le contrôle de la hauteur et la mise en file d'attente pour un lecteur de CD de DJ, la télécommande et l'intégration système pour les lecteurs domestiques. Voici une description de certaines fonctionnalités :

• Le suréchantillonnage est un moyen d'améliorer les performances du filtre passe-bas présent à la sortie de la plupart des lecteurs CD. En utilisant une fréquence d'échantillonnage plus élevée, un multiple des 44,1 kHz utilisés par l'encodage CD, il permet d'utiliser un filtre aux exigences bien moindres.
• Les DAC à un bit étaient moins chers que les autres types de DAC, tout en offrant des performances similaires.
• Les DAC doubles étaient parfois présentés comme une fonctionnalité intéressante, car certains des premiers lecteurs de CD utilisaient un seul DAC et le commutaient entre les canaux. Cela nécessitait des circuits de support supplémentaires, ce qui pouvait dégrader la qualité sonore.
• L'anti-saut ou anti-choc est un moyen pour le lecteur CD d'éviter d'interrompre la sortie audio lorsque le mécanisme de lecture du disque subit un choc mécanique. Il se compose d'un processeur de données supplémentaire et d'une puce RAM installée sur le lecteur qui lit le disque à une vitesse double et stocke différentes trames de données audio dans une mémoire tampon RAM pour un décodage ultérieur. Certains lecteurs peuvent compresser les données audio avant la mise en mémoire tampon pour utiliser des puces RAM de moindre capacité (et moins chères). Les lecteurs typiques peuvent stocker environ 44 secondes de données audio sur une puce RAM de 16 Mbit.

Un lecteur CD portable est un lecteur audio portable utilisé pour lire des disques compacts . Les lecteurs CD portables sont alimentés par des piles et disposent d'une prise casque 1/8" dans laquelle l'utilisateur branche une paire d' écouteurs . Le premier lecteur CD portable commercialisé était le D-50 de Sony . Le D-50 a été mis à disposition sur le marché en 1984, et adopté pour toute la gamme de lecteurs CD portables de Sony.

En 1998, les lecteurs MP3 portables ont commencé à concurrencer les lecteurs CD portables. Après l'entrée d'Apple Computer sur le marché des lecteurs de musique avec sa gamme iPod , elle est devenue en dix ans le principal vendeur de lecteurs audio numériques portables , « ... alors que l'ancien géant Sony (fabricant du Walkman [portable] et du Discman [CD] était en difficulté. » Ce changement de marché a été initié lorsque le premier lecteur audio numérique portable, le lecteur de musique numérique Rio , a été lancé. Le lecteur MP3 Rio de 64 Mo permettait aux utilisateurs de stocker environ 20 chansons. L'un des avantages du Rio par rapport aux lecteurs CD portables était que, comme le Rio n'avait pas de pièces mobiles, il offrait une lecture sans sauts. Depuis 1998, le prix des lecteurs audio numériques portables a baissé et la capacité de stockage a augmenté de manière significative. Dans les années 2000, les utilisateurs peuvent « transporter [leur] collection musicale entière dans un lecteur [audio numérique] de la taille d'un paquet de cigarettes. » L'iPod de 4 Go, par exemple, peut contenir plus de 1 000 chansons.

Une boombox est un terme courant pour une radio à cassette et AM/FM portable composée d'un amplificateur, de deux ou plusieurs haut-parleurs et d'une poignée de transport. À partir des années 1990, les boombox comprenaient généralement un lecteur CD. Le lecteur CD boombox est le seul type de lecteur CD qui produit un son audible par l'auditeur de manière indépendante, sans avoir besoin d' écouteurs ou d'un amplificateur ou d'un système de haut-parleurs supplémentaire. Conçues pour la portabilité, les boombox peuvent être alimentées par des piles ainsi que par le courant de ligne. La boombox a été introduite sur le marché américain au milieu des années 1970. Le désir de basses plus fortes et plus lourdes a conduit à des boîtes plus grandes et plus lourdes ; dans les années 1980, certaines boombox avaient atteint la taille d'une valise . La plupart des boombox fonctionnaient sur batterie, ce qui donnait lieu à des boîtes extrêmement lourdes et encombrantes.

La plupart des boombox des années 2010 comprennent généralement un lecteur CD compatible avec les CD-R et CD-RW , ce qui permet à l'utilisateur de transporter ses propres compilations musicales sur un support de plus haute fidélité. Beaucoup permettent également de brancher un iPod et des appareils similaires via une ou plusieurs prises d'entrée auxiliaires. Certains prennent également en charge des formats tels que MP3 et WMA . Une autre variante moderne est un lecteur DVD/boombox avec un lecteur CD/ DVD à chargement par le haut et un écran vidéo LCD à la place autrefois occupée par un lecteur de cassettes. De nombreux modèles de ce type de boombox comprennent des entrées pour la vidéo externe (comme les émissions de télévision ) et des sorties pour connecter le lecteur DVD à un téléviseur de taille normale.

Les disc-jockeys (DJ) qui jouent un mix de chansons dans une discothèque , une rave ou une boîte de nuit créent leurs mix de danse en faisant jouer des chansons sur deux ou plusieurs sources sonores et en utilisant une table de mixage DJ pour effectuer une transition transparente entre les chansons. À l' époque du disco des années 1970 , les DJ utilisaient généralement deux tourne-disques . Des années 1980 aux années 1990, deux lecteurs de cassettes compacts sont devenus une source sonore populaire pour les DJ. Au cours des décennies suivantes, les DJ sont passés aux CD, puis aux lecteurs audio numériques . Les DJ qui utilisent des CD et des lecteurs de CD utilisent généralement des lecteurs de CD DJ spécialisés qui ont des fonctionnalités non disponibles sur les lecteurs de CD ordinaires.

Les DJ qui pratiquent le scratching (création de sons rythmiques et d'effets sonores à partir d'enregistrements sonores) utilisent traditionnellement des disques vinyles et des platines . Dans les années 2010, certains lecteurs CD DJ spécialisés peuvent être utilisés pour créer les mêmes effets de scratching en utilisant des chansons sur CD.