MiniDisc

El disco está fijado en un cartucho (68×72×5  mm) con una puerta deslizante, similar a la carcasa de un disquete de 3,5" . Esta puerta se abre automáticamente al insertarlo en una unidad. Los MiniDisc pueden ser vírgenes o pregrabados. Los MiniDisc grabables utilizan un sistema magnetoóptico para escribir datos: un láser debajo del disco calienta un punto hasta su punto de Curie , lo que hace que el material del disco sea susceptible a un campo magnético. Un cabezal magnético encima del disco altera la polaridad del área calentada, grabando los datos digitales en el disco. La reproducción se realiza solo con el láser: aprovechando el efecto Kerr magnetoóptico , el reproductor detecta la polarización de la luz reflejada como un 1 o un 0. Los MD grabables se pueden regrabar repetidamente, y Sony afirma que hasta un millón de veces. En mayo de 2005, había discos disponibles de 60, 74 y 80 minutos. Los discos vírgenes de 60 minutos, que estaban ampliamente disponibles en En los primeros años de la introducción del formato, este fue eliminado gradualmente.

Los MiniDisc utilizan un proceso de masterización y un sistema de reproducción óptica muy similares a los de los CD. La señal grabada de los discos premasterizados y de los MiniDisc grabables también es muy similar. Se emplean la modulación de ocho a catorce (EFM) y una modificación del código CIRC de los CD , denominada código ACIRC (Advanced Cross Interleaved Reed-Solomon Code).

Los MiniDisc utilizan almacenamiento magnetoóptico regrabable para guardar datos. A diferencia del DCC o el casete analógico , el MiniDisc es un medio de acceso aleatorio, lo que permite una búsqueda muy rápida. Los MiniDisc se pueden editar con gran rapidez, incluso en reproductores portátiles. Las pistas se pueden dividir, combinar, mover o eliminar fácilmente, ya sea en el reproductor o transfiriéndolas a un PC con el software SonicStage V4.3 de Sony para su edición. La transferencia de datos de una unidad MD a un PC que no sea Windows solo se puede realizar en tiempo real, preferiblemente mediante E/S óptica, conectando el puerto de salida de audio del MD a un puerto de entrada de audio disponible del ordenador. Con el lanzamiento del formato Hi-MD, Sony comenzó a utilizar software compatible con Mac OS X. Sin embargo, este software aún no era compatible con los formatos MD antiguos (SP, LP2, LP4). Esto significa que un MD grabado en una unidad antigua o en un formato antiguo todavía requiere un PC con Windows para transferencias más rápidas que en tiempo real.

El inicio del disco contiene una tabla de contenido (TOC, área de archivos del sistema), que almacena las posiciones de inicio de las distintas pistas, así como metadatos (título, artista) y bloques libres. A diferencia de un casete convencional, una canción grabada no necesita almacenarse como una sola pieza en el disco, sino que puede estar fragmentada, de forma similar a un disco duro. Los primeros equipos MiniDisc tenían una granularidad de fragmento de cuatro segundos de audio. Los fragmentos más pequeños que esta granularidad no se monitorizan, lo que puede provocar que la capacidad útil del disco se reduzca con el tiempo. Los equipos de consumo no incluyen ningún método para desfragmentar el disco.

Todos los dispositivos MiniDisc de consumo incorporan un sistema de protección anticopia denominado Sistema de Gestión de Copias en Serie (SMS) . Un disco o canción sin protección puede copiarse sin límite, pero las copias ya no pueden copiarse digitalmente. Sin embargo, como concesión, los últimos reproductores Hi-MD permiten subir a un PC un archivo grabado digitalmente que puede guardarse como archivo WAV ( PCM ) y, por lo tanto, replicarse.

La señal de audio codificada digitalmente en un MiniDisc se ha comprimido tradicionalmente mediante el formato ATRAC (Adaptive Transform Acoustic Coding).

ATRAC se diseñó para que el MiniDisc tuviera la misma duración que un CD. ATRAC reduce la velocidad de 1,4  Mbit/s de un CD a un  flujo de datos de 292 kbit/s, ^{[ 16 ]} aproximadamente una reducción de 5:1. ATRAC también se utilizó en casi todos los dispositivos Walkman con memoria flash hasta la serie 8.

El códec ATRAC se diferencia del PCM sin comprimir en que utiliza un esquema de reducción de datos de audio psicoacústico con pérdida . Al igual que otros formatos de compresión de audio con pérdida, está diseñado para ser acústicamente transparente.

Han existido cuatro versiones de ATRAC, cada una de las cuales, según Sony, refleja con mayor precisión el audio original. Los reproductores antiguos tienen garantizada la reproducción de audio ATRAC de versiones posteriores. La versión  1 solo podía copiarse en equipos de consumo tres o cuatro veces antes de que aparecieran artefactos indeseables, ya que el ATRAC del grabador intentaba comprimir los datos que ya estaban comprimidos. Con la versión  4, el número potencial de generaciones de copia había aumentado a entre 15 y 20, dependiendo del contenido de audio.

Las versiones más recientes de ATRAC de Sony son ATRAC3 y ATRAC3plus. El formato original ATRAC3 a 132  kbit/s (también conocido como modo ATRAC-LP2) era el que utilizaba la extinta tienda de descargas de audio Connect de Sony. ATRAC3plus no se utilizó para mantener la compatibilidad con versiones anteriores de reproductores NetMD.

En la versión final del MiniDisc, Hi-MD, se ofrece grabación y reproducción de audio PCM lineal sin comprimir con calidad de CD , lo que sitúa a Hi-MD al mismo nivel que el audio de calidad de CD. Hi-MD también es compatible con ATRAC3 y ATRAC3plus a diferentes velocidades de bits.

MiniDisc cuenta con una función que evita que el disco salte, salvo en las condiciones más extremas. Los reproductores de CD antiguos resultaban molestos para los usuarios, ya que eran propensos a perder el seguimiento debido a vibraciones y golpes. MiniDisc solucionó este problema leyendo los datos en un búfer de memoria a una velocidad superior a la requerida, antes de enviarlos al convertidor digital-analógico a la velocidad estándar del formato. El tamaño del búfer varía según el modelo.

Si un reproductor de MiniDisc recibe un golpe, la reproducción continúa sin interrupciones mientras el láser se reposiciona para seguir leyendo los datos del disco. Esta función permite que el reproductor detenga el motor del eje durante periodos prolongados, lo que aumenta la duración de la batería.

Todos los reproductores de MiniDisc, tanto portátiles como de tamaño estándar, requieren un búfer de al menos seis segundos. Esto garantiza una reproducción ininterrumpida incluso en caso de fragmentación de archivos .

La estructura de datos y el funcionamiento de un MiniDisc son similares a los de un disco duro de ordenador . La mayor parte del disco contiene datos de audio, y una pequeña sección contiene la tabla de contenido (TOC), que proporciona al reproductor información esencial sobre el número y la ubicación de las pistas. Se pueden nombrar las pistas y los discos. Es fácil añadir, borrar, combinar y dividir pistas, y modificar su orden de reproducción preferido. Las pistas borradas no se borran físicamente, sino que solo se marcan como eliminadas. Cuando un disco se llena, la grabadora puede simplemente dirigir los datos a las secciones donde se encuentran las pistas borradas. Esto puede provocar fragmentación, pero a menos que se realicen muchos borrados y reemplazos, el único problema probable es una búsqueda excesiva, lo que reduce la duración de la batería.

La estructura de datos del MiniDisc, donde la música se graba en una única secuencia de bytes mientras que la tabla de contenido contiene punteros a las posiciones de las pistas, permite la reproducción continua de música, algo que los reproductores portátiles de la competencia, como la mayoría de los reproductores de MP3 , no logran implementar correctamente. Las excepciones notables son los reproductores de CD , así como todos los iPods recientes .

Al finalizar la grabación, tras pulsar el botón "Stop", el MiniDisc puede seguir grabando datos musicales durante unos segundos desde sus búferes de memoria. Durante este tiempo, puede mostrarse un mensaje ("Guardando datos", al menos en algunos modelos) y la carcasa permanecerá cerrada. Una vez grabados los datos de audio, el último paso consiste en grabar la pista TOC, que indica el inicio y el final de la grabación. Sony indica en el manual que no se debe interrumpir la alimentación ni exponer la unidad a golpes durante este proceso.

Todas las grabadoras MiniDisc (excepto los modelos profesionales ) utilizan el sistema de protección contra copia SCMS , que utiliza dos bits en el flujo de audio digital S/PDIF y en el disco para diferenciar entre audio "protegido" y "no protegido", y entre audio "original" y "copia":

• Se permitía grabar digitalmente desde una fuente marcada como "protegida" y "original" (producida por un MD pregrabado o un MD que grabara una entrada analógica), pero la grabadora cambiaba el bit "original" al estado "copia" en el disco para evitar copias posteriores de la copia. Un CD importado mediante una conexión digital no tiene los bits SCMS (ya que el formato CD es anterior a SCMS), pero la grabadora de MD trata cualquier señal en la que falten los bits SCMS como protegida y original. Por lo tanto, la copia del MD no se puede copiar digitalmente.
• No estaba permitido grabar digitalmente desde una fuente marcada como "protegida" y "copia": se mostraría un mensaje de error en la pantalla.
• También se permitía grabar digitalmente desde una fuente marcada como "no protegida"; el indicador "original/copia" se ignoraba y se dejaba sin cambios.

La grabación desde una fuente analógica dio como resultado un disco marcado como "protegido" y "original", lo que permitía realizar una copia adicional (esto contrasta con el SCMS del casete compacto digital , donde la grabación analógica se marcaba como "no protegida").

En las grabadoras que se podían conectar a un PC mediante USB , era posible transferir audio del PC a la grabadora MiniDisc, pero durante muchos años no fue posible transferir audio en sentido contrario. Esta restricción existía tanto en el software SonicStage como en el propio reproductor MiniDisc. SonicStage V3.4 fue la primera versión del software en la que se eliminó esta restricción, pero aún requería una grabadora/reproductora MiniDisc que también la eliminara. El modelo Hi-MD MZ-RH1 era el único reproductor disponible con esta característica.

MD Data, un formato para almacenar datos informáticos, fue anunciado por Sony en 1993. ^{[ 18 ]} Sus soportes almacenaban 140 MB ^{[ 18 ]} y generalmente eran incompatibles con los MiniDiscs de audio estándar. ^{[ 19 ]} MD Data no se puede grabar en MD de audio; solo se puede grabar en los discos de datos vírgenes, considerablemente más caros. Tuvo cierto éxito en un pequeño número de grabadoras multipista como la MDM-X4 de Sony, la 564 de Tascam (que también podía grabar usando discos MD de audio estándar, aunque solo dos pistas) y las MD8, MD4 y MD4S de Yamaha.

En 1997, se introdujeron las memorias MD Data2 en blanco con una capacidad de 650  MB. Solo se implementaron en la videocámara de Sony basada en MD, que tuvo una corta vida útil, la DCM-M1.

En el año 2000, Sony anunció MDLP (MiniDisc Long Play), que incorporaba nuevos modos de grabación basados ​​en el nuevo códec ATRAC3. Además del modo estándar de alta calidad, ahora llamado SP, MDLP añade el modo LP2, que duplica el tiempo de grabación (160 minutos en un disco de 80 minutos) de sonido estéreo de buena calidad, y el modo LP4, que permite cuatro veces más tiempo de grabación (320 minutos en un disco de 80 minutos) de sonido estéreo de calidad media.

El modo SP estándar tiene una tasa de bits de 292 kbit/s y utiliza codificación estéreo independiente con canales izquierdo y derecho discretos. El modo LP2 utiliza una tasa de bits de 132 kbit/s y también emplea codificación estéreo independiente. El tercer modo, LP4, tiene una tasa de bits de 66 kbit/s y utiliza codificación estéreo conjunta . La calidad del sonido se ve notablemente afectada en comparación con los otros dos modos, pero es suficiente para muchos usos.   

Las pistas grabadas en modo LP2 o LP4 se reproducen como silencio en reproductores que no sean MDLP.

Presentadas a finales de 2001, las grabadoras NetMD permiten transferir archivos de música desde un ordenador a la grabadora (pero no en sentido contrario) mediante una conexión USB. En modo LP4, alcanzan velocidades de hasta 32 veces la velocidad real, y tres grabadoras Sony NetMD (MZ-N10, MZ-N910 y MZ-N920) son capaces de alcanzar velocidades de hasta 64 veces la velocidad real. Todas las grabadoras NetMD son compatibles con MDLP.

Al transferir música en modo SP usando NetMD con SonicStage, lo que se transfiere es en realidad un LP2 modificado. Es decir, la calidad de la música es la de un LP2, pero grabada como SP.

NetMD es un protocolo propietario que inicialmente requería software propietario como SonicStage . Se ha desarrollado una implementación gratuita basada en *nix , libnetmd. Esta biblioteca permite al usuario cargar archivos SP con la máxima calidad. En 2019, un programador llamado Stefano Brilli compiló la CLI de linux-minidisc en una aplicación basada en navegador web, ^{[ 20 ]} lo que permite a los usuarios transferir música a través de USB en dispositivos modernos. ^{[ 21 ]}

Hi-MD es una evolución del formato MiniDisc. Los soportes Hi-MD no se reproducirán en equipos que no sean Hi-MD, incluidos los reproductores NetMD. El formato Hi-MD , introducido en 2004, marcó un regreso al ámbito del almacenamiento de datos con sus  discos de 1 GB y su capacidad para funcionar como una unidad USB . ^{[ 22 ]} Las unidades Hi-MD permiten la grabación y reproducción de audio y datos en el mismo disco, y pueden grabar tanto audio como datos en soportes MiniDisc estándar; un MiniDisc virgen de 80 minutos podría formatearse para almacenar 305  MB de datos.