W 1998 roku koncern Sony opracował nowy format SACD (ang. Super Audio Compact Disc) przeznaczony przede wszystkim do zapisu wysokiej jakości dźwięku. Jest on opisany w tzw. Purpurowej Księdze. Płyta Super Audio CD (SACD) pozwala nie tylko na zapis wielokanałowego dźwięku o podwyższonej jakości, ale także plików tekstowych i graficznych.

Ogólną specyfikację techniczną formatu SACD charakteryzuje poniższe zestawienie:

• Pasmo przenoszenia 100kHz;
• Dynamika 120 dB;
• Pełna jakość dla wszystkich kanałów;
• Dyski hybrydowe (CD i SACD);
• Ochrona przed kopiowaniem;
• Tekst, grafika;
• System plików (UDF plus ISO-9660);
• Kodowanie DSD.

W formacie Super Audio CD do zapisu fonii o dużej rozdzielczości zastosowano technologię DSD (ang. Direct Stream Digital) opracowaną przez koncern Sony. Technika DSD różni się od PCM tym, że podczas kwantyzacji pojedyncze bity są zapisywane bezpośrednio na płycie CD, a nie kodowane w wielobitowy kod. W technice DSD analogowy sygnał foniczny przetwarzany jest na sygnał cyfrowy w przetwornikach A/C delta-sigma z częstotliwością próbkowania 2,8224 MHz (64-krotnie większa od częstotliwości próbkowania w CD). Zastosowanie 1-bitowej ścieżki sygnałowej umożliwia zapisanie dwukanałowego stereofonicznego dźwięku w paśmie akustycznym od 0 Hz do 100 kHz z dynamiką do 120 dB. Te same parametry uzyskuje się także podczas zapisu sześciu kanałów dźwięku surround na płycie SACD.

Różnice pomiędzy procesem rejestracji i odczytu w formacie PCM z użyciem przetwarzania jednobitowego i DSD ilustruje poniższy rysunek przedstawiający porównanie toru zapisu płyty CD z płytą SACD.

Zwrócimy uwagę, że istota formatu DSD polega na pominięciu w procesie przetwarzania jednobitowego przejścia do standardu PCM i rejestracji na nośniku bezpośrednio jednobitowego strumienia danych wychodzących z modulatora S-D. Idea przetworników A/C delta-sigma polega na tym, że kolejne próbki nie reprezentują chwilowego sygnału, lecz wskazują, czy kolejna wartość chwilowa próbkowanego sygnału jest mniejsza lub większa od poprzedniej wartości poddanej próbkowaniu. W przetwornikach tych w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego akumuluje się wartość przebiegu akustycznego z poprzedniej próbki w celu porównania jej z wartością przebiegu akustycznego aktualnej próbki (szczegóły tworzenia sygnału PCM i przetwarzania jednobitowego S-D znajdują się w wykładzie dotyczącym przetwarzania AC/CA).

W efekcie pełny tor foniczny w formacie SACD jest znacznie uproszczony, co przedstawia rys poniżej:

Zapisywany w ten sposób jednobitowy strumień danych typu PDM (ang. Pulse Density Modulation) poglądowo ilustruje rysunek:

Zastosowanie 64-krotnego nadpróbkowania pozwala na użycie filtru antyaliasingowego o bardzo łagodnych zboczach. W efekcie wprowadza on znacznie mniej zniekształceń niż filtr stosowany w formacie CD. Na rysunku poniżej porównano zapisane przebiegi wyjściowe sygnału prostokątnego o częstotliwości 10 kHz w systemie PCM - 44,1 kHz/20 bitów i DSD - 2,8224 MHz/1 bit.

Oczywiście porównując standard SACD z DVD-Audio o odpowiednio wysokich parametrach zapisu różnic takich nie otrzymamy.

Wyróżnia się trzy rodzaje płyt SACD:

1. Jednowarstwowe o dużej gęstości (High Density);
2. Dwuwarstwowe HD;
3. Hybrydowe.

Poniższy rysunek wyjaśnia różnice w budowie wspomnianych płyt. Dysk dwuwarstwowy oraz płyta hybrydowa SACD składa się z dwóch poliwęglowych warstw o grubości 0,6 mm każda.

Na płycie hybrydowej w warstwie CD i HD nagrany jest ten sam materiał dźwiękowy w różnych formatach - w warstwie CD wg. standardu CD-DA w formacie PCM a w warstwie HD - wg. standardu SACD w formacie DSD.

Dostępne są również płyty niepokazane na powyższym rysunku płyty hybrydowe SACD/DVD.

Warstwę HD we wszystkich rodzajach płyt cechuje podwyższona gęstość zapisu, dzięki zmniejszeniu długości pitów do 0,4 mm (w CD - 0,83 mm) i odległości między ścieżkami do 0,74 mm (w CD - 1,6 mm). Pojemność tej warstwy wynosi, więc ponad 7 razy więcej niż pojemność płyty CD, czyli 4,7 GB. Czytniki nowej generacji przeznaczone do odtwarzania płyt SACD zawierają dwie diody laserowe. Pierwsza z nich o długości 780 nm (podczerwień) odczytuje standardową warstwę CD, druga o długości 650 nm (widzialny kolor czerwony) odczytuje warstwę o podwyższonej gęstości zapisu. Warstwa SACD odbija około 25% promieniowania laserowego o długości 650 nm, co wystarcza do odczytu tej warstwy, natomiast przepuszcza promieniowanie o długości 780 nm.

Organizację plików na płycie Super Audio CD przedstawiono na rysunku poniżej. Obszar informacyjny płyty SACD jest podzielony na trzy części: wprowadzającą, informacyjną i wyprowadzającą. Część informacyjna składa się z: systemu plików, głównej tabeli zawartości plików TOC, obszaru dwukanałowej stereofonii, obszaru wielokanałowego dźwięku surround i obszaru danych dodatkowych. Każdy z obszarów dźwięku dwukanałowego i wielokanałowego zawiera tabelę zawartości plików i ścieżki foniczne. Obszar danych dodatkowych zawierać informacje różnego rodzaju, np.: pliki tekstowe i graficzne zawierające nazwę dysku, nazwę zapisanych utworów, nazwiska artystów, numery ścieżek oraz wszystkie informacje potrzebne użytkownikowi.

Jak wynika z powyższego rysunku standard SACD umożliwia rejestrację sześciokanałowego dźwięku dookolnego. Wykorzystuje się przy tym technikę bezstratnej kompresji pełnych 6 kanałów określaną jako DST (ang. Direct Stream Transfer).