CD et autres supports de l'information |
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Antilles 2014 - Exercice 3 - 5 points |
À partir du début des années 80, le disque audio (CD) a supplanté les vinyles en raison d’une grande facilité d’utilisation et de la quantité d’information stockable. Nous allons, dans un premier temps, étudier un Compact-Disc, puis nous nous intéresserons à la technologie Blu-ray.
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Document 1 : Structure d’un CD
Sur un Compact-Disc, les informations sont stockées sous forme de « creux » et de « plats » le long d’une piste métallique réfléchissante en forme de spirale. Celle-ci commence à une distance R1 = 2,5 cm de l’axe du CD et se termine à une distance R2 = 6,0 cm.
La portion grisée correspond à la partie du CD occupée par la piste métallique. Un extrait de la piste est représenté à côté. Le pas de la spirale est a = 1,6 μm.
Lors de la rotation du disque, les structures porteuses de l’information défilent devant un système optique à la vitesse linéaire constante V = 1,2 m·s-1. | ||||||||||||||||||||||||||||
Document 2 : Principe optique de lecture d’un CD
La piste physique est constituée d’alvéoles d’une largeur de 0,67 μm, d’une profondeur hc=0,12 μm et de longueur variable. On nomme « creux » le fond d’une alvéole et « plat » l’espace entre deux alvéoles.
La tête de lecture est composée d’un laser émettant un faisceau lumineux et d’une cellule photoélectrique chargée de capter le faisceau réfléchi. Le laser utilisé pour lire les CD a une longueur d'onde λ0 = 780 nm dans l'air et λ = 503 nm dans le polycarbonate. La profondeur hc des creux est liée à la longueur d’onde λ du laser dans le polycarbonate par : \(\displaystyle\mathrm{ 2 \ h_c = \frac{λ}{2} } \). La vitesse de propagation de la lumière émise par le laser dans le polycarbonate vaut 1,93·108 m·s-1. | ||||||||||||||||||||||||||||
Document 3 : Comparaison entre CD, DVD et Blu-ray
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Document 4 : Codage de l’information
La taille d’un bit sur le CD correspond à la distance parcourue par le faisceau lumineux en 231,4 ns (nanosecondes). Le passage d’un creux à un plat ou d’un plat à un creux équivaut à 1. Pour le stockage d’information sur un CD, on utilise le standard EFM (Eight-to-Fourteen Modulation). Chaque octet d’information est converti en des mots codés de 14 bits de longueur auxquels s’ajoutent 3 bits supplémentaires de synchronisation. Il faut donc 17 bits sur le CD pour enregistrer un octet. |
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