第8章-光盘驱动器和光盘分解课件.ppt

1、第8章 光盘驱动器与光盘要求了解光盘驱动器的分类;掌握各类型光盘驱动器的结构、工作原理和技术参数;了解光盘的标准、结构、数据的存放方式和选购;熟练掌握光盘驱动器的安装和设置方法。8.1 光盘驱动器的分类 1按光盘的存储技术分类 根据光盘的存储技术，光盘驱动器分为：CD-ROM(只读光盘)驱动器、CD-R(可写光盘)驱动器、CD-RW(可重写光盘)驱动器、DVD-ROM(DVD只读光盘)驱动器、Combo光盘驱动器、DVD刻录机(DVD-RRW、DVD+RRW、DVD-RAM，可反复擦写DVD光盘存储器)等，其外观如图8-1所示。2按光驱的放置方式分类 根据光盘驱动器是否放在机箱内部，分为 内置

2、式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。如图82所示为常见外置光驱的外观。3按光驱的接口分类 分为：IDE口、SCSI口、IEEEl394口、USB口等，如图8 3所示。8.2 CD-ROM驱动器8.2.1 CD-ROM驱动器的结构 驱动器的控制面板 (2)CD-ROM驱动器的背面 图8-4所示是一个普通的内置式CD-ROM驱动器。图8-4 CD-ROM的结构2.CD-ROM驱动器的内部结构 由于CDROM驱动器集光、电、机械于一体，内部结构非常复杂，总体上来看，主要由控制电路和机芯组成，其机芯结构如图85所示。图8-5 光驱机芯结构8.2.2 CD-ROM驱动器的工作原理 激光头是光驱的心脏，也是最

3、精密的部分。它主要负责数据的读取，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括：激光发生器(又称激光二极管)半反光棱镜，物镜，透镜以及光敏元件(光电二极管)这几部分。其工作原理示意图，如图8-6所示。图8-4 光驱的工作原理8.2.3 CD-ROM驱动器驱动器的主要技术参数 1速度速度 CD-ROM驱动器的速度指的是标称速度，最初的单驱动器的速度指的是标称速度，最初的单倍速相当于倍速相当于Audio CD的标准速度的标准速度150KBs。CD-ROM的标称速度有16X、24X、48X、52X等。2数据传输速率数据传输速率 此指标与标称速度密切相关，CDROM驱动器标称速度与数据传输速率的

4、换算关系为 CD-ROM驱动器数据传输速率驱动器数据传输速率=标称速度标称速度(倍速倍速)150KB/s；例：48X的CD-ROM数据传输率为：数据传输速率=48 150KB/S=7200KB/S 3.旋转方式 (1)恒定线速度（Constant Linear Velocity，简称CLV）方式：CLV方式的CD-ROM驱动器的特点是在读取光盘内圈时加快转速，可以保证在读取盘片内、外圈时有大致相同的数据传输速率。适合于低速光驱；(2)恒定角速度（Constant Angular Velocity，简称CAV）方式：内圈达不到数据传送指标(Max)；CAV方式的CD-ROM驱动器的特点是无论激光

5、头读取光盘外圈还是内圈，电动机都以相同的速度旋转。(3)局部恒定角速度（Partial Constant Angular Velocity，简称P-CAV）方式:内圈CLV，外圈CAV，P-CAV方式是现在CD-ROM驱动器才具有的，属于最高级的一种读盘方式。它把CAV技术和CLV技术合二为一，主要特点是：当激光头读盘片的内圈数据时，旋转速度保持不变，而大幅增加数据传输速率；当激光头读取外圈数据时，逐渐增加旋转速度，使性能保持最高。4.纠错能力:读“差盘”的能力；5.CPU占用率：反映光驱性能和光驱BIOS的水平，使用好光盘和好驱动器。6.寻道时间（Seek Time):平均寻道时间(95ms

6、)。寻道时间是CDROM驱动器中激光头从开始寻找到找到所需数据花费的时间，一般为平均随机寻道时间。寻道时间越短越好，不能超过95ms。7.缓存容量：缓存通常用Buffer Memory表示，其作用是提供一个数据的缓冲区域，将读取的数据暂时保存，然后一次性进行传输和转换，目的是解决CDROM驱动器与计算机其他部件速度不匹配的问题。8.接口：与主板的连接，多为IDE口。9Ultra DMA 3366 Ultra DMA 33/66数据传输标准首先被广泛使用在硬盘上，其优点是可以减少CPU的占用率，突发数据传输速率可以达到33MB/s，如今的高倍速CDROM驱动器都支持这个标准。表8-1 CD-RO

7、M驱动器产品的主要技术参数 通过这些参可以了解其主要性能。8.3 CD-RW（CD-ReWritabe 可重写光盘）可重写光盘）驱动器 可用于CD-ROM的读和空盘片的写。8.3.1 CD-RW驱动器的类型和结构标称速度：写、擦除并重写、读。例52X32X52CD-RW驱动器的外观与CD-ROM驱动器几乎一样，如图8-7。图8-7 CD-RW的外部结构8.3.2 CD-RW驱动器的工作原理 1.CD-R的工作原理 、结构，如图8-8所示。大功率激光照射记录层染料，使其分解形成平面和凹坑，可反射光。染料层分解后不能复原(一次刻写)。图8-8 CD-R的结构2.CD-RW的工作原理、结构 记录层染

8、料采用银硒晶体混合物在不同温度下呈晶体或非晶体态等同于平面或凹坑，并具有热转换性(多次重写)。高功率：写入，中功率：擦除（转晶体态），低功率：读出，不改变记录层。电介质层用于吸收晶体状态改变时发出的额外热量。图8-9 CD-RW的结构8.3.3 CD-RW驱动器的主要技术参数 1.读写速度 刻录（写）速度：向CD-R写入数据的最大速度。复写（先擦后写）速度：向CD-RW上写入数据时的最大速度。读速度：作为CD-ROM驱动器使用的速度。2.缓存容量：刻录时先写入缓存再刻入光盘。一般容量2M。3.防止缓冲区欠载技术：如果缓存里的数据用完了，后面的数据不能及时补充称缓存欠载，它导致刻录失败。现在通常

9、用软件来防止。4.刻录机读写方式 刻录机目前的读写方式有4种：CLV、CAV、P-CAV和Z-CLV。Z-CLV：将刻录盘分成三个区域，采用恒定且不同的恒定线速度。5.刻录方式：刻录方式：刻录机的刻录方式主要有整盘刻录和轨道刻录两种。刻录机的刻录方式主要有整盘刻录和轨道刻录两种。6.兼容性：刻录机对各种盘片的兼容性；对各种格式的兼容性。表8-2列出了某CD-RW驱动器的主要技术参数8.4 DVD-ROM驱动器8.4.1 DVD的类型1.DVD-ROM 包括以下几种格式。DVD-ROM：用于记录数据，包括计算机应用的多媒体数据，用途类似CD-ROM。DVD-Video：用于记录家庭影音设备或者D

10、VD-ROM驱动器播放的视频信息，用途类似LD或Video CD。这种格式具有版权保护功能。DVD-Audio：用于记录高品质的多音轨音频，用途类似Audio CD。后来增加了写入或多次擦写格式。但各厂商出于自身利益的考虑，到现在为止，还没有达成统一的刻录格式，从而出现了互不兼容的DVD格式DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等。2.按盘片的容量分 DVD格式及其容量，见表91。目前，中国内地市面上比较常见的都是市面上比较常见的都是DVD-5（4.7GB)和和 DVD-9(8.5GB)格式的格式的DVD盘盘片片(DVD-10和DVD-18在美国居多)。8.4.2 DVD-ROM驱动器的外

11、观结构 DVD-ROM驱动器的外观与CD-ROM驱动器相同，DVD-ROM驱动器的外观，如图8-8所示。图8-8 DVD-ROM驱动器的外观8.4.3 DVD-ROM驱动器的基本工作原理 DVDROM驱动器的结构与CDROM驱动器基本相同，只是DVD盘的记录凹坑比CD-ROM更小，且螺旋存储凹坑之间的距离也更短。DVD盘片上存放数据信息的凹坑非常小，而且非常紧密，最小凹坑长度仅为0.4um，每个凹坑间的距离只是CD-ROM盘片的50，并且轨距只有0.74um，如图8-10所示。DVD-ROM原理同CD-ROM，但盘片记录密度更大，如图8-9中蓝色盘片所示。图8-10 CD-ROM与DVD盘片的

12、记录凹坑对比DVD所需波长更短650nm。各种激光头如下(1)单激光头单透镜双聚焦，外圈DVD，内圈CD，速高、价低；(2)单激光头双透镜，针对不同类型(DVD和VCDCD)的盘片选用不同的聚焦镜来读取。读盘能力强，故障多。(3)单激光头双激光器，它在一个激光头内安装了两个不同的激光 器。速高且耐用(较流行的读盘方式)。图8-11 单激光头的实物照片 1 2 3(4)双激光头双激光器，图8-11a 双激光头的实物照片 就是两套完全独立的激光头读取系统，一套是用来读取VCD和CD的780nm激光头 另一套是用来读取DVD的650nm激光头。读盘能力强，故障多。双激光头的实物照片如图811a所示。

13、8.4.4 DVD-ROM驱动器的主要技术参数 1.DVD-ROM驱动器的速度驱动器的速度 DVD速度/CD速度 速度速度:标准速度标准速度1X=1.38MB/sDVD-ROM驱动器数据传输率驱动器数据传输率=标称速度标称速度(倍速倍速)1.38MB/s 例：8X 的DVD-ROM 数据传输率为：数据传输率=8 X 1.38MB/s=11.04MB/S2.区码问题 为保护知识版权，在DVD驱动器和碟片上编入6个不同的区域代码，不同代码的驱动器和碟片不能互相读和拷贝。区域代码的地区范围划分如下：第一区：加拿大、美国。第二区：日本、欧洲、中东、埃及、第三区：东南亚、东亚(中国香港、韩国、泰国、印尼

14、)。第四区：澳大利亚、新西兰、南太平洋群岛、中美洲、墨西 哥、南美洲。第五区：非洲、印度、中亚、蒙古、俄罗斯、朝鲜。第六区：中国。3DVD的兼容性 所有DVD-ROM驱动器都可以读取AudoCD和 CD-ROM数据盘。DVD-ROM驱动器支持的格式 包括：CD-Audio、CD-ROM、CD-I、CD-RRW、VideoCD、DVDVideo、DVD-ROM(单、双层)和DVD-R等。4其他技术参数 有些技术参数是所有光盘驱动器都具有的，如读 盘方式(DVD-ROM驱动器有CAV和P-CAV两种)、CPU占用率、缓存容量、平均寻道时间、传输模式等，其概念与CD-ROM驱动器相同。表8-4列出了

15、某16 DVD-ROM驱动器产品的主要技术参数8.5 Combo驱动器 Combo(康宝)驱动器是集DVD-ROM驱动器和CD-RW驱动器于一身的光盘驱动器。Combo驱动器的外观如图8-12所示。图8-12 Combo驱动器的外观 原理同前，采用单光头双激光管设计。Combo一词其实是由combine(混合、多功能的意思)转化而来的，Combo驱动器可以实现多种功能的关键在于光头。通过光头发出不同波长的激光簇，从而实现CD和DVD的读取以及CDRW的刻写。8.5.1 Combo驱动器的工作原理8.5.2 Combo驱动器的主要技术参数 1.速度(CD-R写)X(CD-RW复写)X(CD读)X

16、(DVD读)以下几项参数与CD-RW驱动器同；2.读写方式：多为CAV方式；3.防止缓冲区欠载技术：与CD-RW同；4.刻录模式：与CD-RW同；5.C1、C2纠错：两个阶段的纠错，错误来自盘片和刻录机。6.机芯材料 图8-13所示为采用纯钢机芯的Combo驱动器。采用黑色托盘能吸收干扰杂光。图8-13 纯钢机芯表8-5列出了某48244816 Combo驱动器的主要技术参数。8.6 DVD刻录机 用于用于DVD盘片的读、写；盘片的读、写；也可用于也可用于CD盘片的读、盘片的读、CD-R/RW光盘的读、写。光盘的读、写。DVD刻录机的外观如图8-14所示。8.6.1 DVD刻录的规格 1.DV

17、D的三种基本刻录规格 (1)DVD-R/RW规格:日本先锋(Pioneer)公司所主导，苹果、NEC、三星和康柏等公司采用，兼容性好、价低。(2)DVD-RAM规格:日立、松下、东芝等厂商开发，随机读写，但兼容性不好，价高。(3)DVD+R/RW规格:飞利浦、索尼、惠普、三菱等厂商所主导，刻录速快、易用，市场占有大。DVD+RW的技术优势相对于DVD-RW无疑是非常明显的。DVD+RW驱动器能实现比DVD-RW驱动器更快的刻录速度，2.DVD-Multi DVD-DuaI规格 DVD-Multi(集成DVD-RRW和DVD-RAM)DVD-Dual(集成DVD+RRW和DVD-RRW)从原理上

18、来说，是前面三种DVD规格相互组合而衍生出来的产物。DVD-Multi 技术以DVD-RAM为主要架构，兼容 DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、CD-R/CD-RW 等规格。DVD-Dual 规范，RW标准，由索尼公司设计并率先推行。DVD-Dual 刻录机可以刻录DVD+R/RW和DVD-R/RW两种规格的标准DVD光盘，因而受到普通用户欢迎。3.HDBurn规格 面对DVD规格的混乱，TDK和三洋等厂商也提出了对CD-R/CD-RW格式进行扩展，采用HD-Burn新刻录技术，可以同时使CD-RW驱动器速度和盘片容量提高2倍。HD-Burn是High Density-Burn的缩写，

19、是三洋公司于2002年9月25日发布的。三洋公司表示，HDBurn技术通过把轨距缩短为0.62um，来达到提升记录容量的目的，而普通的CD-R轨距为0.83um，DVD光盘轨距为0.40um。8.6.2 DVD刻录机主要技术参数 DVD刻录机的主要技术参数：写入速度、读取速度、缓存容量、随机寻道时间、写入模式、支持光盘格式、使用接口等项，其概念与DVD-ROM、CD-RW驱动器基本相同 表8-5列出了某DVD Dual刻录机产品的主要技术参数，通过这些参数可以了解其性能。速度、缓存容量、支持格式是重要的技术指标。表8-6 某DVD Dual刻录机产品的主要技术参数8.6.3 DVD的下一代标准

20、 当前DVD标准的混乱局面已经不可避免地影响到DVD的下一代标准。新一代DVD标准一直是世界家电业和IT业共同关注的焦点,新一代DVD标准有可能分裂成以下三种：Blu-ray标准（蓝光DVD）：索尼、日立、LG、松下、飞利普、三星等。具有存储容量大(50GB)、速度快，但不兼容DVD HD DVD标准 由东芝和NEC联合开发的HD DVD(开发代号AOD，AdvancedOpticalDisk)。2003年12月，HDDVD已取得DVD论坛支持，被确定为新一代DVD标准。HD DVD可记录20GB的内容，相当于DVD容量的5倍左右。具有兼容性好，价低其生产工艺和当前的DVD类似。中国台湾省的工

21、研院光电所提出了HD-DVD标准，其目的在于避开AOD和Blu-ray的高额专利费。由于标准的应用是由生产厂家决定的，所以下一代DVD标准仍然很难统一。HD-DVD标准：中国台湾工研院光电所。EVD标准：中国9家企业联合推出，对抗国外技术垄断。8.6.4 DVD刻录机的产品规格和选购 现在市场上常见的DVD刻录机规格，主要 有DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW和 DVD Dual 四种。各种DVD规格标记，如图815所示。8.7 光盘 8.7.1 光盘的标准：1、CD光盘标准：飞利浦和索尼等公司制定的世界标准，CD和光驱制造商需签约付费 (1).红皮书：数字音乐光盘；(2).黄皮书:c

22、d-rom 计算机数据或影音数据；(3).绿皮书:CD-I 交互式盘；(4).橘皮书：CD-R、CD-RW可记录式光盘；(5).白皮书：Video CD 激光视盘；(6).蓝皮书：Enhanced-CD增强型光盘。各种标准，其用途是不一样的8.7.2 光盘的结构与数据的存放方式 1.光盘的结构(1)CD-ROM、DVD-ROM盘片的径向截面共有三层：聚碳酸酯做的透明衬底、铝反射层和漆保护层。如图8-16所示。图8-16 CD-ROM的结构(2)CD-R、DVDR盘片 在CD-ROM的基础上增加了可改写的记录层.用高功率激光照射CDR光盘的染料层，使其发生化学变化，在盘片上产生凹坑(Pit)；没

23、有照射的地方仍为平面(Land)。这种化学变化是无法恢复的，所以CDR只能写入一次，不能重复写入。光驱在读取这些平面和凹坑时产生0与1的信号，经过译码器分析后，可得到盘片上的数据。(3)CDRW盘片 CDRW盘片内部镀了一层200500A(1A=10-8cm)的薄膜，薄膜的材质多为银、铟、硒或碲混合物的结晶层。这个结晶层的特点是能呈现出结晶与非结晶的状态，激光照射可使这两种状态相互转换，而这两种状态也在盘片上呈现出平面与凹坑的效果。同样，光驱读取这些平面与凹坑所产生的0与1的信号，经过译码器分析后，得到光盘上的数据.。2.CD-ROM盘片中数据的存放方式(1)光道 CD-ROM上的光道与磁盘上

24、的磁道上的光道与磁盘上的磁道(同心圆同心圆)不同，是一条螺旋线，不同，是一条螺旋线，如图8-17所示。CD-ROM上的螺旋线开始于CD-ROM的中心，逐渐向外沿展开。(2)扇区：有用途不同的三种方式，分别用于启动、数据存放、检错。图8-17 CD-ROM的螺旋线光道与磁盘上的磁道8.7.3 盘片的选择1.CD-ROM盘片的选择 盘片的外观:涂层无划痕、缺陷。2.CD-R、CD-RW盘片的选择 (1)盘片的标准容量盘片的标准容量 80mm/184MB/20分、分、120mm/650MB/74分分 (2)盘片的颜色 因盘片的用途不同，其反光面使用不同的有机染料，呈不同颜色，如金盘保存时间长，蓝盘读

25、写准确，绿盘价廉、兼容性好、使用广泛。(3)速度：刻录速度应等于或小于刻录机的规定速度。(4)兼容性：所刻光盘能否被其它光驱读取。3.DVD盘片盘片 DVD-ROM：只读只读 DVDR：可刻录一次，可刻录一次，录像可在大多数普通DVD影碟机上播放。DVDRAM：可反复刻录，最适合于数据存储，但存储的录像不能在大多数普通DVD影碟机上播放。DVDRW：可反复刻录，可反复刻录，主要用于刻录录像。与绝大多数新上市的普通DVD影碟机兼容。DVDRW：可反复刻录，可反复刻录，适合于数据、录像存储，与绝大多数新上市的普通DVD影碟机兼容。8.7.4 光盘片的保存、使用方法 避强光、高温、潮湿。避免盘片变形，最好把光盘放在专门的光盘架或光盘盒中，尽可能把光盘垂直放置，不要长期平放。各种光盘单片如图8-19所示。图8-19 CD/DVD盘片 在拿取盘片时，不能用手直接接触盘片表面，也不能够对盘片进行挤压、弯曲，最好能够按照图820所示的方法来拿取盘片。当光盘表面附着灰尘污垢需要清理时，要选择柔软的布(最好使用专用光盘清洁刷或布)由里向外呈放射性地擦拭，如图821所示。8.8 实习 所有类型的内置IDE光驱的安装方法都是相同的，其安装步骤如下：用跳线设置光驱为从盘（IDE接口）；将光驱装入机箱，如图819所示；固定光驱，如图820所示；安装连接线。图8-19 将光驱平推入机箱 图8-20 固定光驱