光盘驱动器在介绍光盘驱动器之前,有必要先了解一下光盘的概念。
光盘光盘作为软盘的替代者,不仅存储容量大、稳定性好,而且不易损坏,便于携带。
光盘可分为CD 、DVD 以及蓝光盘。
CD :在CD 格式中,人们熟悉的一个或许是音乐CD ,CD 英文全称为Compact Disc,它的直径是12cm ,是使用聚碳酸酯透明树脂制作的存储盘,盘面内部有很薄的铝板,数据就存储在这个地方。
CD 的两面有很多螺旋型的细槽,这些槽叫做pit ,没有槽的平面部分叫做land ,数据通过pit 和land 重复存储,CD 可以分为存有数据的部分、开始记录数据的部分和结束部分,具体可分为如图所示的5个部分。
1中孔:用来固定盘面,以及用于旋转的孔,直径为15mm 。
2固定区域:用来固定中孔和数据区域的部分,直径为30mm 。
3:开始区域:记录CD 上存储的数据地址的区域,也叫做Lead-InArea 。
相当于音乐CD 上面记录音乐地址和各个曲目的演奏时间,相当于书的目录,若这个部分受损,不仅不能读入CD 中的数据,还不能识别CD ,直径为46~50 mm 。
4程序区域:若是音乐CD ,此处是存储音乐数据的地方,若是视频CD ,这里存储动态影像,若是程序CD ,则存储安装文件等数据,直径为50~116mm 。
5结束区域:实际数据的结束区域到CD 的边缘有0.5mm 的距离,这个区域也叫做Lead Out Area 。
CD 大致可以分为四种,出厂时就存储好数据的CD 、可以用CD-RW 驱动器等刻录设备记录数据的CD-R 、CD-RW 和可以存储电影等大量数据的DVD 。
各种CD 的特点 名称特点 工厂CD 工厂CD 是由基盘、反射层、保护层、和印刷层组成,通过激光束照射以后的反射光线读取数据。
CD-R CD-R 只可以存储一次数据,由4~5层组成。
CD-R 的最底层是聚碳酸脂,上面有凹槽。
这些凹槽会防止CD-RW 刻录机的激光头将发出的激光发射到错误的地方。
CD-RWCD-RW 采用了相变方式。
即利用特殊能量改变物质相位的方法,CD-RW 驱动器用强激光束记录信息,可以通过强度不同的激光束溶解和固化这个合金形式的燃料,从而达到写入和擦除的目的,这种过程可以重复一千次左右。
DVD :DVD 的中文意思为“数字多功能光盘”或“数字视频光盘”。
直径为12cm ,外观与CD 类似,从侧面观察可以发现DVD 是由两张0.6mm 的盘面叠加在一起的,制作技术也与CD 相同,但是能存储CD14倍容量的信息,速度也快8倍左右。
DVD 的pit 大小是0.4um ,CD是0.83um。
DVD的pit之间的距离是0.74um,而CD的为1.6um。
Pit小,轨道之间距离近,意味着信息记录密度相对高一些。
在DVD介质中,DVD-R、DVD-RAM和DVD-RW都是可以记录的介质,除了DVD-R外,都可以进行反复的记录。
DVD-R:使用单面进行存储时,直径为12cm的光盘存储容量是3.95GB,直径为8cm的光盘存储容量是1.23GB,兼容性较好。
DVD-RW:可以进行多次记录和擦除。
使用了与CD-R相同的相变化合物,可以进行1000次左右的记录,DVD-RW只在凹槽中记录数据,使用波长为635nm的激光。
DVD-RAM:可以进行读写的DVD介质,可以进行10000次左右的记录,DVD-RAM可以在盘面凸出的land和凹下去的groove中记录数据。
利用650nm波长的激光束记录数据。
CD与DVD的比较:它们最大的差异在激光,CD使用的是波长为780nm的激光束,DVD使用的是波长为635~650nm的激光束,DVD用到的激光波长短,介质厚度只有0.6mm,能用透镜聚集到更小的区域,也能存储更多的数据。
DVD的制作叠加了两张盘,厚度与CD的1.2mm相同。
一张DVD的单面存储量是4.7GB,因为DVD是两层结构,可以在两面存储数据,最大存储量可以达到17GB,这个存储量是CD的26倍,速度上,DVD的一倍速是1350KB/s,比CD的8倍还要高些。
CD和DVD的参数比较CD DVD直径(cm)12 12厚度(mm) 1.2 1.2(两张,每张0.6mm)激光束波长(nm) 780~790 635~650pit大小(um) 0.83 0.4轨道间距(um) 1.6 0.74层数(层) 1 1~4存储容量(GB) 0.63~0.78 4.7~17数据传送速度(KB/s) 153.6 1350各种光盘驱动器光盘驱动器是平常所说的光驱,作为一种读取光盘信息的设备,一般常见类型有CD-ROM、DVD-ROM、Combo、DVD±RW,CD-ROM出现较早,已经被DVD-ROM取代,但CD光盘仍然是使用量最大的介质。
DVD-ROM是若干个电子和电影联盟技术折衷的产物,拥有更高的读取速度和更大存储量,以及区域等安全手段,广泛应用在数据存储和音/频领域中。
前面板特性是指光驱在其前部面板上所带的开仓键、CD播放键、音量调节钮、耳机插孔等。
从第一代光驱发展到现在,光驱可以分为CD-ROM驱动器、CD-RW驱动器、DVD-ROM驱动器、Combo驱动器、DVD刻录机五种。
各种光驱功能的比较光驱类型CD-ROM驱动器CD-RW驱动器DVD-ROM驱动器Combo驱动器DVD刻录机播放一般CD 能能能能能播放CD-R 能能能能能播放CD-RW 否能否能能记录CD-R/RRW 否能否能能播放DVD 否否能能能记录DVD 否否否否能接口类型光驱的接口是驱动器与系统主机的物理接口,它是从驱动器到计算机的数据传输途径,不同的接口也决定着驱动器与系统间数据传输速度,接口类型主要有:ATA/ATAPI接口、USB 接口、IEEE1394接口、SCSI接口、并行接口等。
A TA/ATAPI接口的驱动器也叫增强IDE (EIDE)接口驱动器,它是在IDE接口上的扩展,大多数的光驱都是通过ATA/ATAPI接口连接在主机上的;USB接口的驱动器通常也被叫做移动光驱,类似移动硬盘,是通过USB 接口来传输数据的;IEEE1394接口和USB接口一样,也支持外设热插拔,可为外设提供电源,省去了外设自带的电源,能连接多个不同设备,支持同步数据传输;SCSI接口为光驱提供了强大、灵活的连接方式,还提供了很高的性能,可以有7个或更多的驱动器连接在一个SCSI适配器上,但其价格昂贵;并行端口的光驱,其数据传输率很低,基本被淘汰。
缓存容量光驱都带有内部缓冲器或高速缓存存储器。
缓冲器是实际的存储芯片,安装在驱动器的电路板上,在发送数据给PC之前可能准备或存储更大的数据段。
CD/DVD典型缓冲器的大小为128KB(具体的驱动器可在可小),可刻录CD或DVD的驱动器一般具有4MB以上的大容量缓冲器,用于防止缓存欠载错误,还可以使刻录工作平稳、写入恒定,同时缓冲可以保证PC以固定速度接收数据,光驱读取数据时,首先在缓存里寻找,在缓存中没有找到会去光盘上寻找,大容量的缓存可以预先读取大量的数据。
驱动器读取速度越快,就有更多的缓冲存储器,以支持更高的传输速率。
在刻录机或Combo产品上,刻录光盘时,系统会把需要刻录的数据预先读取到缓存中,然后再从缓存读取数据进行刻录,缓存就是数据和刻录盘之间的桥梁。
由于制造成本,缓存不可能制作到足够大,但适量的缓存容量也是选择光驱需要考虑的。
光驱载入片的方式包括托盘式、翻盖式和吸入式三种,托盘式是最为常见的光驱盘片载入方式,按下光驱前面板上的开合按钮,打开光驱仓门,会弹出一个托盘,盘片就可以放在该托盘上,托盘会把盘片载入到光驱内部。
翻盖式光驱属于少部分外置式光驱,使用时光驱上部翻盖打开,用户就可以直接把盘片放入光驱,合上翻盖就能正常读取了,使用起来比较方便。
吸入式光驱取消了托盘,而机体上带有插孔,手动把盘片插入一半,这种光驱能够直接把插入一半的光盘自动吸入,在弹出时则把光盘弹出2/3,刚好露出光盘中心圆孔,方便取出。
(一般内置光驱可以水平或垂直安装,而外置式光驱则不能垂直放置)。
光驱的工作原理CD-ROM的读取数据原理:CD上的轨道上有很多槽,这些槽叫pit。
在螺旋向CD里侧延伸的轨道上,非pit的部分叫做land,意思就是平的部分。
CD通过发出的激光束被反射的情况识别0和1,CD-ROM驱动器会跟随轨道发射激光束,根据反射光线读取数据。
当激光头数据时,从凹槽到凸起或从凸起到凹槽的变化代表1,而无变化代表0。
读取数据时,激光穿过表面透明基片,聚焦在下面反射层的凹槽和凸起上,当激光束在这些凹凸不平的区域上移动时,反射光随之变化,凹槽将光线散射,而凸起则将光线反射回来,几乎无强度损失。
由高到低或由低到高的光强变化,表示二进制数据流中的1,而持续一定时间的光强无论是凹槽还是凸起均表示0。
购买光驱时,所考虑的光驱是否能准确地从盘片上读取数据,有三个主要因素:1磁道聚焦,即聚焦于适当磁道的能力,保持透镜与反射层之间规定的垂直距离。
2径向聚焦,光束停留于某一磁道的能力,保持激光束聚焦于此磁道的中心。
3恒定的数据库,从螺旋状磁道上得到的恒定读出速率。
CD-RW的刻录原理:CD-ROM驱动器只能读取数据,CD-RW驱动器可以完成读取和记录两种操作,因此同时装有读取用激光二极管和记录用激光二极管,这个多出的记录用激光二极管是CD-RW驱动器与CD-ROM驱动器在结构上最大的不同,它利用激光束在CD-R或CD-RW介质上记录数据。
在CD-RW驱动器上记录数据的步骤如下:1激光头向相对厚而且干净的聚碳酸酯塑料层发出低电压的激光束。
2记录激光头沿着密集的宣战槽切下塑料层。
被称作ATIP的槽,有着与声音的记录波形类似的连续样式,CD-RW驱动器通过读取波形样式感知激光头位于盘面的哪个部位。
3激光头沿着ATIP行进时,通过读取槽的波形提供的信息,控制光盘旋转速度,一般,越到光盘里侧,旋转速度越快。
4CD刻录软件将数据以ISO9660(自动修正错误并制作内容的目录)的特殊形式传送到CD,硬盘文件分配表之类的结构,需要这种内容目录。
5通过燃料层来吸收特殊波长的层,然后可记录数据的CD-RW驱动器通过低压的激光束读取数据,光盘表面的记号会把激光束反射回激光头方向。
6可记录数据的CD-RW驱动器或一般的读取用CD-ROM驱动器通过低压的激光束读取数据,光盘表面的记号会把激光束反射回激光头方向。
Combo光驱的工作原理:如需同时读取CD和DVD,需要有相应波长的激光头,开始在一个驱动器中装上与CD、DVD相符的两个激光头,但由于使用两个探头,价格大幅上升,而且激光头之间进行切换时会产生较大噪声和震动,小故障也比较多。
之后则只用一个激光头,再加上生成符合CD和DVD波长光线的透镜,这种叫做“全系透镜”的部件可以制作与CD和DVD相符的两个焦点,利用这种“全系透镜”技术的驱动器叫做Combo 驱动器.DVD±RW驱动器:也被称为DVD刻录机,它遵循DVD-Dual规范,此规范没有DVD Multi那样统一的规范,可以让厂商自由发挥。