Les cuvettes sont des dépressions inférieures à 2 µm en profondeur (1/4 de la longueur d'onde d'un faisceau LASER de 780 nm en prenant compte de la longueur d'onde dans la couche de plastique polycarbonate et de son indice de réfraction).
Le faisceau réfléchi est déphasé de 180° avec un rayon incident. Lorsqu'il y a une cuvette, le faisceau réfléchi de la cuvette et de sa bosse adjacente a tendance à s'annuler. Ceci engendre un bon contraste entre les cuvettes et les bosses et un bon rapport signal/bruit.
Les cuvettes ont une largeur de 0,5 µm et se suivent par incrémentations de 0,278 µm, comme la longueur d'un bit sur la couche d'informations du disque.
Chaque octet d'information est converti en des mots codés de 14 bits de longueur dont le codage est pris dans une table de référence de telle façon qu'il n'y ait pas moins de 2 ou plus de 10 '0' consécutifs entre les '1'. Les '1' s'obtiennent par transition d'une cuvette à une bosse ou d'une bosse à une cuvette.
La longueur minimum de chaque forme sur le disque ne doit pas être inférieure à 3*p et supérieure à 11*p avec p=0,278 µm. Ceci est appelé la modulation 8 vers 40 (EFM). La longueur d'une cuvette est comprise entre 0,833 et 3,054 µm.
Chaque mot codé de 14 bits possède 3 bits supplémentaires de suppression basse fréquence et synchronisation, ce qui nous donne maintenant des mots de 17 bits pour chaque octet d'origine. Etant donné qu'un bit simple possède une longueur de 0,278 µm, un octet mesure un espace linéaire de 4,72 µm.
L'EFM combinée aux bits de synchronisation permet d'obtenir un signal moyen exempt d'une composante de courant continu, et qu'il y ait assez d'espace sur les côtés pour reconstruire un signal d'horloge pour la lecture des données. Ces mots sont combinés en trames de 588 bits. Chaque trame contient 24 octets de données audio (6 échantillons de 16 bits voies gauche et droite) et 8 bits d'informations utilisées pour encoder (le long des différentes trames) des informations comme le temps, les pistes, les index etc ... :
• Synchronisation (24 + 3)
• Contrôle et affichage (14 + 3)
• Données (12 * 2 * (14 + 3))
• Correction d'erreur (4 * 2 * (14 + 3))
Ce qui fait un total de 588 bits par trame
Un bloc, qui est constitué de 98 trames consécutives, est la plus petite unité adressable sur un CD audio, correspondant à un temps de 1/75 seconde. Deux bits dans l'octet d'information sont actuellement définis. Ils sont appelés 'P' et 'Q'. P sert de sorte d'indicateur global des fonctions de synchronisation (entre autres choses): début et fin de la sélection et temps entre les sélections.
Les bits 'Q', accumulés en un mot fait d'une portion des 98 bits possibles dans un bloc, encodent le temps, les numéros d'index et de piste, ainsi que d'autres fonctions, dépendant du type de disque et du lieu géographique.
Les informations sur un CD sont enregistrées à vitesse linéaire constante (CLV : Constant Linear Velocity). Ceci est bon et mauvais. Pour l'audio, vitesse 1X, cette CLV est de 1,2 m par seconde (ce n'est pas tout à fait constant à cause de la densité non constante des paquets en codage et du tampon des données, mais variable de 1,2 à 1,4 m par seconde).
La CLV permet le paquetage du maximum possible d'informations sur le disque, étant donné qu'elles sont enregistrées à la plus haute densité au regard de leur emplacement. Pour les accès rapides, en particulier pour les lecteurs CD-ROM, ceci signifie qu'il faut pouvoir changer rapidement la vitesse de rotation du disque lors des recherches entre les pistes internes et externes.
Bien sur, il n'y a pas de raison inhérente pour les CD-ROM; la vitesse ne pourrait être gardée constante, car le taux de transfert serait supérieur à l'extérieur par rapport à l'intérieur. Les lecteurs de CD-ROM modernes avec des caractéristiques qui semblent trop belles pour être vraies (ce qui est le cas d'ailleurs) peuvent lire les données à l'aide d'une vitesse angulaire constante, n'affichant les caractéristiques promises en taux de transfert uniquement pour les données présentes vers l'extérieur du disque.
Il faut noter que, contrairement à un tourne-disque, la vitesse instantanée de rotation n'est pas ce qui détermine la vitesse du signal audio. Les lecteurs possèdent une mémoire RAM tampon de stockage des données utilisée comme mémoire FIFO (First In First Out) afin de ralentir les données extraites du disque, pour alléger le fardeau du moteur gérant la rotation.
Cette mémoire effectue aussi le stockage tampon lors des opérations de décodage et de correction d'erreur, autorisant un flux constant des données. La vitesse audio (au sens musical du terme), est déterminée par la lecture de la donnée de synchronisation d'horloge. Un oscillateur à quartz est présent, généralement employé pour contrôler la conversion digitale / analogique et le circuit intégré de gestion d'horloge. La seule façon de changer la vitesse est d'agir sur cette horloge.
Certains modèles haut de gamme possèdent cette fonction. Etant donné que la précision de restitution est conditionnée par la haute qualité de l'oscillateur à quartz, les défauts de vitesse ('wow' caractéristique des platines tourne-disque !) deviennent si faibles qu'ils sont imperceptibles. Finalement, la fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz détermine la vitesse de sortie audio. Pour cela, le taux moyen de transfert d'un bit du disque est de 4,321 Mbits par seconde.
Les pistes sont espacées de 1,6 µm. Un disque de 12 cm possède plus de 20000 pistes pour 74 minutes de musique. Bien sur, contrairement à un disque dur mais à l'instar d'un enregistrement vinyl, il y a réellement une seule piste en spirale de plus de 5000 m de long !
Le point de départ se situe vers le centre du disque. La largeur des cuvettes sur une piste est actuellement de 0,5 µm. Le faisceau mis au point est inférieur à 2 µm au niveau des cuvettes. Comparez ceci à un vinyl 33 tours : celui-ci fait au total un peu plus de 72 minutes (36 par face). Beaucoup d'ailleurs ne peuvent pas stocker autant, les sillons des morceaux contenant beaucoup de basses prenant plus de place. La taille du sillon est de 50 à 75 µm et il atteint 3700 à 5000 m.
CD DE TEST
Se procurer un CD de test peu coûteux permettant la restitution de fréquences et niveaux sonores usuels est judicieux. Ce n'est cependant pas essentiel. Les CD usuels sont suffisants pour ce faire. Pour beaucoup de lecteurs, un vieux CD-ROM est utile pour diagnostiquer les problèmes de démarrage. Pour tester les limites du lecteur, un disque rempli de 74 minutes de musique est nécéssaire.
Un disque de classique (sauf si vous n'aimez pas cette musique) convient parfaitement car ils sont souvent près de cette limite (quand ils ne la dépassent pas). Conservez ces vieux CD ou CD-ROM désuets, ils peuvent être utilisés pour les tests. Lorsque le bloc optique a un problème de servo, le disque peut s'emballer et sa rotation devenir incontrôlable.
Le stopper soudainement peut engendrer des rayures profondes pouvant l'abîmer fortement. Des CD de récupération destinés à la poubelle peuvent alors être d'une utilité certaine pour les tests. Pour évaluer les performances de correction d'erreur et de suivi de piste, tout CD peut être transformé en CD de test à l'aide de multiples bandes d'adhésif noir, traces de marqueur ou petits trous percés dans le disque.
Certains disques professionnels sont fabriqués de la même manière. Consultez aussi les chapitres : Commentaires sur les disques de test et CD de test personnalisés utilisant des CD-R.
EQUIPEMENT DE TEST
Ne commencez pas vos dépannages avec un équipement de test complexe, mais avec une bonne logique d'analyse. Beaucoup de problèmes dans les appareils électroniques grand public ne nécéssitent pas de schéma électrique (le posséder peut tout de même aider).
La majorité des problèmes avec les lecteurs CD sont d'origine mécanique et peuvent être traités en utilisant un bon jeu d'outils de précision, de l'alcool, un dégraissant, du produit de nettoyage pour contacts, huile fluide et graisse, et votre puissance d'observation (avec un peu d'expérience). Vos sens et votre cerveau représentent les équipements de test les plus importants.
Un multimètre est nécéssaire pour tester les tensions d'alimentation ainsi que les capteurs, LED, switches et autres petits composants. Il n'a pas besoin d'être coûteux, mais étant donné que les mesures sont importantes, de bonnes qualité et fiabilité tout de même.
Pour les problèmes servomécaniques et électroniques, un oscilloscope sera judicieux. Il n'a pas besoin d'être très sophistiqué. Un double trace 10 ou 20 MHz avec des sondes 10 X sera suffisant pour la majorité des dépannages de lecteurs CD et CD-ROM.
Pour déterminer si la diode LASER fonctionne correctement, un détecteur de puissance LASER est très utile. Cet outil esttrès coûteux mais essentiel pour régler correctement et en toute sécurité la puissance du LASER sur les lecteurs CD et CD-ROM. Pour beaucoup de problèmes, savoir que le faisceau émet est suffisant. Pour vérifier ceci, le petit montage de détection infrarouge décrit ci-dessous est parfaitement adapté. Certains caméscopes peuvent effectuer cette fonction.