CD ROM

Ne serait-il pas possible de combiner les avantages du système optique (Compact Disc) avec ceux du système magnétique? C'est possible: le minidisc en est un exemple.

Les Compact Discs ont/avaient de nombreux avantages:

Une capacité élevée (pour l'époque en tout cas)
Peu sensible aux contaminations, griffes, etc
Un standard bien établi

Mais les Compact Discs ont également des inconvénients, l'inconvénient principal étant l'impossibilité d'écrire des données (et avec les CD-RW la nécessité d'effacer tout avant d'écrire et de travailler par paquets). Le minidisc combine l'avantage de la haute capacité du CD associé à la possibilité d'effacer les données magnétiques. En plus des minidiscs, d'autres systèmes ont vu le jour qui utilisent l'enregistrement magnéto-optique. Ces disques étaient principalement utilisés dans les systèmes informatiques.

Dans un système magnéto-optique, l'information est stockée sous forme magnétique, mais l'écriture et la lecture se font de manière optique (il n'y a qu'un pinceau optique qui soit en mesure d'accéder aux données placées sur un espace très limité).

La lecture est donc optique, on utilise l'effet Kerr, le fait qu'un champ magnétique modifie la polarisation d'un rayon lumineux réfléchi. La modification est minime (quelques degrés au maximum), mais cela est suffisant pour détecter le champ magnétique. Pour améliorer le rapport signal/bruit, le laser est pulsé à une fréquence de 550MHz en lecture. Cette fréquence est suffisamment élevée pour ne pas interférer avec la lecture. La fréquence correspond environ au temps de transit: quand la lumière revient et frappe le détecteur, la diode émettrice est à l'arrêt, réduisant le bruit de fond.

Pour écrire des données, il faut modifier la polarisation d'un point magnétique. Or les têtes ont un entrefer bien trop grand, qui ne permettrait pas d'enregistrer les données. On va à nouveau utiliser le rayon lumineux, mais cette fois ci à une puissance plus élevée. Le rayon va chauffer la surface magnétique jusqu'à une température plus élevée que le point de Curie. A partir de cette température, un aimant perd sa magnétisation propre et peut facilement être remagnétisé. Les parties magnétiques qui ne sont pas chauffées gardent leur magnétisation d'origine.

En pratique, un lecteur magnéto-optique contient un système optique pour lire les données et chauffer la surface magnétique, et de l'autre coté du disque un petit électro-aimant. Pour éviter l'usure, l'électro-aiment ne touche le disque que quand il faut écrire.

Il existe deux manières d'écrire les données:

On va effacer un secteur, et le ré-écrire au second passage:
Champ magnétique négatif et rayon lumineux haute intensité non-modulé au premier passage pour tout effacer, champ magnétique positif et échauffement limité aux points qui doivent recevoir une polarisation positive.
On va ré-écrire en une fois en utilisant un champ magnétique modulé et un chauffage constant de tout le secteur (magnetic field modulation). C'est ce système qui est utilisé avec les minidiscs.

Dans tous les cas, la piste écrite est controlée au passage suivant, rendant l'écriture 2 à 3 fois plus lente que la lecture, mais la fiabilité du système est augmentée (en comparaison d'un CD-RW qui écrit d'une traite et ne controle pas).

Contrairement aux disques CD-RW, il n'y a pas en pratique de limites quant au nombres d'écritures possibles (il s'agit d'un phénomène magnétique parfaitement réversible).

En pratique

Le signal produit étant beaucoup plus faible, il ne faut pas que des griffes réduisent encore plus le signal. Les disques magnéto-optiques sont toujours disponibles sous forme de cartridge contenant le disque. Une languette protège le disque quand il n'est pas dans le lecteur.

Les balladeurs minidisc ("walkman") qui n'ont pas de fonction enregistrement n'ont pas besoin de tête magnétique (overwrite head).

La capacité des disques est de 74 minutes en utilisant une compression réduisant le flot de données numériques de 1.4MB/sec (norme du CD) à 292kB/sec. La dernière version de disques avait une capacité de 80 minutes.

La vitesse de transfert des données du lecteur vers l'électronique (convertisseur) est environ 5× fois supérieure à la vitesse de traitement des données par le convertisseur pour en faire de la musique. Les balladeurs utilisent cette fonctionalité et mettent la partie mecanique à l'arrêt pendant les 4/5 du temps de fonctionnement: cela réduit la consommation électrique et augmente l'autonomie.

Les disques vierges contiennent une piste en spirale que le rayon laser va suivre (pregroove). Cette piste n'est pas linéaire, mais contient une ondulation (wobble) à 22.05kHz (un peu comme un microsillon). L'ondulation est modulée en fréquence et permet de récupérer l'adresse de chaque secteur. Cette ondulation est permanente.

Première et seconde photo: la tête magnétique qui est positionné de l'autre coté du disque, parfaitement en face du laser (pas visible ici, puisqu'un disque est placé dans l'appareil "INSERT THIS END"). La tête magnétique se déplace en synchronisme avec le bloc optique. La tête magnétique ne touche le disque qu'en mode enregistrement.

Troisième photo: minidisc retiré, mise au point sur l'unité optique qui ressemble fort à celle d'un lecteur de CD classique.

La tête de lecture optique a la même forme qu'une tête de lecture d'un CD, mais n'est pas compatible. La tête de lecture d'un minidisc doit pouvoir travailler à deux puissances et doit pouvoir être pulsé. Le bloc détecteur contient en plus deux photodiodes (I et J) qui vont aider à lire le changement de polarisation.

La structure des données sur disque s'apparente plus à celle d'un disque dur qu'à celle d'un CD, avec la possibilité de séparer un morceau, de déplacer les morceaux (ordre de lecture), d'effacer des morceaux, d'en rajouter, etc. Les morceaux ne doivent pas nécessairement faire un tout, la fragmentation est autorisée, comme les fichiers informatiques classiques.

Le minidisc n'a jamais vraiment percé chez nous (malgré de nombreux avantages techniques). Il avait la concurrence du DCC (Digital Compact Cassette) de Philips et de la cassette classique, ce qui a fait hésiter de nombreux acheteurs, qui ont préféré attendre qu'un gagnant se profile. et le gagnant, ce fut le lecteur de MP-3.

Quatrième photo: le lecteur complet avec le moteur d'entrainement du disque au premier plan.

Cinquième photo: une macro-photographie de la tête d'enregistrement. Les dimensions du champ magnétique n'importent pas, c'est le rayon laser qui en chauffant la surface va déterminer la zone qui sera magnétisée. Le champ magnétique est perpendiculaire à la surface du disque.

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