DVD光驱结构原理

DVD光驱结构 原理,随着DVD驱动器、碟片的不断降价以及DVD技术的日渐成熟，DVD市场开始热起来。在这里，我们向大家简单介绍一下DVD相关知识。 一、DVD光盘的物理结构DVD的英文全名是“Digital Video Disk”，即数字视频光盘或数字影盘，是一种能存储高质量视频、音频信号和超大容量数据的光盘媒体产品。从外观上看，DVD光盘与CD/VCD盘相似，但实质上两者之间有本质的差别。CD的最小凹坑长度为0.83m，道间距为1.6m，采用波长为780nm790nm的红外激光器读取数据，而DVD的最小凹坑长度仅为0.4m，道间距为0.74m，采用波长为635nm650nm的红外激光器读取数据。正因为DVD数据存放密集度远高于普通CD，虽然与CD光盘同样大小，但DVD光盘数据容量要大很多。并且，为了保证高密度数据的读取，DVD采用RS-PCReed Solomon Product Code纠错编码方式和8/16信号调制方式，确保数据读取可靠。此外，按单/双面与单/双层结构的各种组合，DVD可以分为单面单层、单面双层、双面单层和双面双层四种物理结构，因此根据容量的不同可将DVD分成四种规格，分别是DVD-5、DVD-9、DVD-10与DVD-l8。单面DVD盘可能有一个或两个记录层，双面DVD盘上的数据分别存放在盘的上下两面。,二、DVD光盘中的数据1.逻辑结构一张DVD盘总是包含一个逻辑卷。对于多层DVD盘，卷被分成与层数相对应的分区。一个逻辑卷里的基本逻辑单元是一个逻辑扇区，它包含2048个字节，与一个物理扇区相对应。一个卷主要包含卷及文件结构、DVD-Video区和非DVD-Video区该区是可选的。视频文件放在DVD-Video区内，数据放在非DVD-Video区内，这样就可在同一张DVD盘上存放影视内容和一般数据。2.数据结构DVD盘上有导航数据Navigation Data，即控制播放的数据，如DVD影片中的菜单信息和播放数据Presentation Data，即音频、视频、图像等数据两种数据结构。用户可以按照导航数据中的控制信息，观看播放数据中的音频、视频和图像。三、DVD光盘的数据传输率与普通CD光盘150KB/s的传输率不同，DVD的数据传输率达到1350KB/s，大约是普通CD-ROM的9倍。对于播放DVD影碟1倍速就够了，虽然更高的数据传输率可以让播放影片时扫描更平滑，搜索数据更快，但不能从本质上改变DVD影片的品质。而读取数据类型的DVD（如游戏光盘），传输率是越高越好!,四、未来资料存诸主流DVD刻录目前CD刻录机的速度约为52倍速，但是面对数据量的剧增，特别是家庭影音方面的需要，CD-RW刻录机所支持的刻录容量已经令许多用户难以满意了。速度不再是重点消费者要的是更多的储存空间，而这正是DVD刻录切入的最佳时机!1.格式之争谈到DVD刻录，不得不说说DVD刻录机。虽说都是DVD刻录机但并不是可以使用所的的DVD刻录盘，所刻出来的DVD光盘也不是在所有的DVD驱动器上都能使用，因为DVD刻录机中也有规格、标准之分。由于发起者及制定标准者的不统一，DVD刻录机主要分为DVD-RAM、DVD-RW及DVD+RW三种标准。(1) DVD-RAM最原始的技术是从Panasonic的PD演进而来，所以它跟PD在技术规格上有许多相近的地方。当初Panasonic设计DVD-RAM时，有一个很重要的目的，就是资料读取性能要高，所以DVD-RAM并未采用传统的光驱索引方式，而是采用非线性的存取方式，数据的格式上与硬盘数据相类似。因此，它可以像硬盘一样对数据进行随机读写，在各种情况下的反应速度较快，这是DVD-RAM的优势。但正是由于这种类似硬盘的读写模式，DVD-RAM在使用前需要先快速格式化，并且使用一段时间后，也要做文件重组工作，以提高DVD-RAM的利用率。,兼容性差是DVD-RAM的最大缺陷，普通DVD光驱和DVD影碟机无法读取DVD-RAM光盘，若要读取DVD-RAM光盘，必须使用DVD-RAM驱动器。(2) DVD-R/RW标准由Pioneer（先锋）公司于1998年提出的。DVD-R/RW其刻录原理和普通CD-R/RW刻录类似，采用固定线性速度CLV的刻录方式。其中DVD-R只能做一次性写入数据的操作，而DVD-RW采用变相式（Phase Change）的读写技术，可以重复擦写数据。DVD-R因用途的不同，还分有两种子规格：一种是专业（Authoring）DVD-R，适合于商业用途，另一种是通用（General）DVD-R，适合普通用户使用。它们之间的主要区别是在写入和读取时的激光波长不同，以及防止拷贝的能力不同。普通用户购买DVD-R盘片应注意购买标有“For Data”或“General”的光盘。由于DVD-R盘片的反射率和DVD-ROM相似，因此能被大多数电脑上的DVD光驱以及多数DVD影碟机读取，兼容性问题上DVD-R具有优势（DVD-RW要稍微差一点，一些老型号的DVD影碟机不能读取）。并且，在目前所有的DVD刻录盘中，DVD-R盘片的价格最便宜（普通DVD-R盘片价格在15元左右）。早期DVD-R的速度只有2倍速，DVD-RW的速度更只有1倍速（刻录一张光盘要花费1小时左右），不过目前已经出现4倍速的机种。,(3) DVD+R/RW的规格是由7C（Philips/Sony/Yamaha/Mitsubishi Chemical-Verbatim/Ricoh/hp/Thomson）所主导，并不属于DVD-Forum（DVD论坛）的正式规格。DVD+R与DVD-R相同，属于一次性写入数据；而DVD+RW和DVD-RW一样，具有重复可写的特点。DVD+R/RW采用的是CAV刻录方式，并且DVD+RW也采取与硬盘类似的数据结构，数据的读写性能要强于DVD-RW。虽然DVD+ RW使用也需要格式化（时间需要一个小时左右），但是由于从中途开始可以在后台进行格式化，因此一分钟以后就可以开始刻录数据，是使用速度最快的DVD刻录机。同时，DVD+R/RW标准也是目前惟一获得微软公司支持的DVD刻录标准。值得一提的是，DVD+RW联盟加入了“Lossless Linking无损连接”技术。在Lossless link状态下，不同数据区块的间隙可以低到1微米以下，这样读写头可以在上次停下来的地方继续写入数据。如此一来，这种格式的空间使用率高，数据可以随机写入，非常适合处理视频图像的应用。不过，DVD-R/RW和DVD+R/RW两种规格并不兼容，造成了用户通常受DVD相关软、硬件的设计与兼容性所困扰。因此，包括SONY、NEC等在内的厂商便针对DVD-R/RW与DVD+R/RW不兼容的问题，提出了DVD Dual这项新规格也就是目前称为DVD±R/RW的技术。DVD±RW刻录机可以同时兼容DVD-R/RW和DVD+R/RW这两种规格，使用者就不用担心DVD刻录盘搭配的问题。不过这种DVD刻录机也个小缺点，需要缴纳两份专利费，生产成本会增加一些，市场价格自然也就不会很便宜了。目前SONY新一代的DVD刻录机均支持DVD Dual规格。,光驱的组成部分一、光驱的控制面板相对于其它多媒体设备，光驱具有较强的独立控制功能。1、耳机插孔连接耳机或音箱，可输出Audio CD音乐。2、音量调整输出的CD音乐音量大小。3、指示灯显示光驱的运行状态。4、紧急出盒孔用于断电或其他非正常状态下打开光盘托架。5、打开/关闭/停止键控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。6、播放/跳道键 用于直接使用面板控制播放Audio CD。中国台湾光驱和韩国光驱一般具备直接播放CD的控制功能，而不必占用系统资源。日本产品在设计和生产上往往省去这个功能键，这也是它们区别中国台湾和韩国流行品牌光驱没有播放键，可要小心看看是不是REMARK产品哦！二、光驱的内部结构下面我们来看一看光驱的内部结构，准备一把螺丝刀来拆开光驱。本节仅以Sony CDU511光驱为例简述如下：1、底部结构 用十字螺丝刀拧开光驱底板的四个固定螺丝，压下连在光驱面板上的固定卡，将底板向上抬起，即可将其拆下，可以看到光驱底部固定着机芯电路板，它包括了伺服系统和控制系统等主要的电路组成部分。2、机芯结构 用细铁丝插入面板的紧急出盒孔将光盘托架拉出，压下上盖板两端的固定卡，卸开光驱面板，然后再打开上盖板，可以看光到整个机芯结构。,（1）激光头组件包括光电管、聚焦透镜等组成部分，配合运行齿轮机构和导轨等机械组成部分，在通电状态下根据系统信号确定、读取光盘数据并通过数据带将数据传输到系统。（2）主轴马达 光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供快速的数据定位功能。（3）光盘托架 在开启和关闭状态下的光盘承载体。（4）启动机构 控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时启动机构将使包括主轴马达和激光的头组件的伺服机构都处于半加载状态中。其实光驱的结构远比现在介绍的要复杂，对于普通用户，在正常情况下，特别是在产品的保修期内，建议不要经易折卸光驱。光驱解剖大观拆过光驱吗？如果你还没见过光驱的内部结构，这次您算是赶上了，我们以大白鲨光驱为例，让大家深入其中看真点。在拆卸之前，让我们先来看看光驱的控制面板。几乎所有的光驱其控制面板上都会设有退出/插入键、放音键（播放键）和音量控制旋扭，玩家可以通过前者放入/退出光盘，而通过后者的按钮直接播放CD音乐盘。另外，光驱控制面板上还有一个指示灯，“黑夜给了我黑色的眼睛”，玩家可以通过它来寻找光明（观察光驱是否读盘）。由于被拆解的大白鲨光驱是IDE接口的产品，因此其背面是IDE接口，支持ULTRA DMA/33（如图1）。看清了光驱的外观，下面就要进行实地拆解了。,把铁壳拆下来仔细观看，如图3所示可以发现这款光驱采用了全钢的机芯，而且各部部零件的精度相对都比较高。最大的特点之一，这款光驱没有象许多光驱那样为了节约成本而将光驱的上夹片做在铁壳上，光驱单独做了个上夹片固定在光驱上，这样的设计如果今后一旦碰上光驱因各种原因灵敏度降低，调校激光头功率时的工作就变成更加简单了，不用把光驱装来卸去的就可以顺利完成。,拧下光驱底板上的螺钉，然后轻轻翘下底板，绿色的PCBA印刷电路板便赫然眼前（如图4）。在PCBA电路板右边有2个插接线分别与底座上的电机和轻触开关相连，上边也有一个插接线与底座上的电机相连。中间露出的部分有两条扁平的柔性印刷线分别与下面的光头部件和主轴电机相连,拔下所有的三条插接线和两条柔性印刷线就可以取下印刷电路板。在电路板上可以看到电路芯片，这就是一款光驱的核心部分：数字伺服和DSP电路（如图5），由它们来完成复杂的光头寻迹和聚焦任务，并且把光头拾取到的调制过的信号转为真正的0、1数字信号。 当然，不同的光驱电路芯片也会有所区别。散热片下面就是功率管，这个家伙主要用来驱动电机。看见电路板上的那块封装内存颗粒了吧，这就是光驱的缓存。内存芯片旁边就是光驱的微控制器，方型插座里是程序芯片，这些部件构成在一起就可以完成光驱内部的各种逻辑操作。,光驱的机械部分比较简单，1毫米厚的钢板为主体，齿轮是塑料的，负责寻道的电机中间连着柔性带缆，这就是主轴电机。在传输结构与外套之间加入了减震用的橡胶垫片，有效的将产生的震动吸收，保证了读盘的正常用来减轻震动。中间的那个活动部件就是光驱的核心激光头了（如图6）。光头中间是个透镜，看不出来是否有镀膜，镜头四周有几个金属点，这就是磁钢的磁极，由磁极可以形成一种特殊的磁场，而光头就是被粘在线圈上包围在磁极的外围，通过不同的电流来控制激光光头前后左右上下移动，获得最佳的跟踪状态和聚焦。在光头的侧面有个微型电位器，这个东西就是调节激光管发射功率的电位器，平时我们常说的增大激光头发射率就是通过调整这个电位器来增大功率，延长使用时间。不过，以我们的维修经验分析，光驱一旦被没有经验或非专业维修人员拆开、擦拭或调校光头后，这款光驱死期也将不远。,