ENREGISTREMENT

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Principes généraux des systèmes d'enregistrement

Un système d'enregistrement comporte essentiellement un enregistreur, un support et un lecteur.

Le support a revêtu, selon les époques, des formes diverses (cylindre, disque, fil, ruban), mais il s'agit toujours d'une longue piste qui, pour de simples raisons d'encombrement, est tracée en hélice sur un cylindre, en spirale sur un disque, ou prend la forme d'un fil ou d'un ruban que l'on peut enrouler sur une bobine. On dispose couramment plusieurs pistes parallèles dans le sens longitudinal sur les bandes magnétiques et, pour l'enregistrement au magnétoscope des images de télévision, la piste devient même une ligne brisée constituée de segments disposés obliquement sur la bande. La piste est virtuellement graduée en temps, dès lors qu'on a choisi une vitesse V pour la parcourir. En effet, deux points séparés par une longueur L de piste sont rencontrés avec un décalage de temps t = L/V.

Supposons, pour fixer les idées, que l'on enregistre, sur un ruban qui se déplace à la vitesse de 10 centimètres par seconde, les tops d'une horloge qui bat la seconde : on mettra un top sur le ruban tous les 10 centimètres. Si, inversement, on sait détecter avec un lecteur le top porté par le ruban, il suffit d'explorer le ruban à la même vitesse de 10 centimètres par seconde pour obtenir un top toutes les secondes.

Ce qui différencie les nombreux procédés d'enregistrement en usage est la manière d'inscrire le top (ou tout autre signal) sur la piste. Ces procédés se classent en deux grands groupes, analogiques et numériques, entre lesquels les systèmes à porteuses modulées constituent une transition.

Procédés analogiques

Un signal électrique est une tension électrique variable en fonction du temps, que l'on écrit e = F(t). On enregistre ce signal en lui substituant une autre grandeur qui obéit à la même loi de variation tout au long de la piste. Cette grandeur peut être de nature géométrique (largeur ou profondeur d'un sillon), optique (opacité d'une piste translucide), ou magnétique, pour se limiter aux procédés les plus répandus. Sans entrer dans les détails pour l'instant, appelons cette grandeur y. Elle varie en fonction de l'abscisse x, le long de la piste, selon la loi y = F(x). C'est ce qu'on appelle un enregistrement analogique direct.

Si l'on enregistre un son pur de fréquence f, dont une oscillation complète dure un temps T = 1/f, appelé période, le signal audiofréquence correspondant s'écrit e = E0 sin(2πt/T). L'opération d'enregistrement consiste en la double transformation suivante : x = Vt et y = ke, où V est la vitesse d'exploration de la piste et k un certain coefficient, en principe constant pour un système donné. On peut alors écrire :

la grandeur VT, appelée longueur d'onde du signal enregistré, est représentée par la lettre λ. Elle est la matérialisation de la période T.

La lecture est le processus inverse du précédent et permet de reconstituer le signal d'origine par la double transformation x = V′t et e′ = ky.

On obtient le signal :

qui est proportionnel au signal de départ, à la seule condition que kk soit une constante et que V′ = V.

On voit immédiatement apparaître les deux principaux défauts possibles d'un enregistrement analogique : erreur de vitesse (V′ différent de V) et non-linéarité des transformations du signal (kk non constant).

L'enregistrement analogique ne convient pas pour des signaux de mesure car il ne donne pas une précision suffisante dans la restitution de l'amplitude et ne permet pas de descendre vers les très basses fréquences. Aussi substitue-t-on souvent au signal analogique un signal porteur modulé.

Procédés utilisant un signal porteur modulé

Prenons l'exemple du météorologue qui voudrait conserver sur cassette les indications de son baromètre. Il peut utiliser une porteuse quelconque (sinusoïde à 1 000 Hz par exemple) et la moduler en amplitude selon une loi choisie par lui, par exemple une loi linéaire avec 1 volt pour 1 000 hectopascals. Malheureusement, les irrégularités inévitables de la bande vont altérer sa mesure tout comme dans l'enregistrement analogique. Il est donc préférable, si une grande précision est requise, de choisir la modulation de fréquence. Dès lors, c'est la fréquence du signal porteur qui est représentative de la valeur du signal utile : par exemple, 1 013 hertz pour 1 013 hectopascals sous une tension constante de 1 volt.

Avec la modulation de fréquence il est possible, dans certaines limites, de régénérer un signal dégradé grâ [...]

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  • : ancien élève de l'École polytechnique et de l'École nationale supérieure des télécommunications, ingénieur en chef des télécommunications

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Pour citer l’article

Michel CALMET, « ENREGISTREMENT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/enregistrement/