CD-ROM CD-RW DVD-ROM工作原理
CD-ROM CD-RW DVD-ROM工作原理
SF-W03EX optics system
OPU(Optical Pick-up Unit)
Model no: SF-W03EX/Sanyo Max power out of objective lens:28 mW LD driver: EL6274 As seen from light receiving side D C Focus: Astigmatism GE FH
Wobble信號包括了一個時間碼ATIP,在空白的 CD-R上是用ATIP,如果是已燒錄的CD-R或CDROM是Q CODE來取出時間碼. Wobble除了ATIP(Absolute Time in Pre-groove) 之外,在一個空白的CD-R上,SERVO也是靠 Wobble來tracking 及focus.
CD-R/RW光碟片燒錄原理
CD-RW:CD-RW采用先進的相變(Phase Change)技術.在CD-RW碟片內部鍍了一層 200~500埃(1埃=10-8CM)的薄膜,在刻錄時, 高功率的激光照射到CD-RW碟片的介質層 CD-RW 時,會產生結晶(Crystalline)和非結晶 (Amorphous)的相變化,利用兩相同間反射 率的不同進記錄.而且記錄層的結晶/非對晶 過程是可逆的,所以可重復擦寫.
MPU是整個機器的大腦，負則監控所有 是整個機器的大腦， 是整個機器的大腦 IC及執行 及執行BIOS(base input output system) 及執行 中央之指令協調DSP與interface之資料與 中央之指令協調 與 之資料與 命令之傳遞執行。 命令之傳遞執行。
界面控制(Interfacecontrolle ) 界面控制
PRE-AMP的功能 的功能
AMP負責將 負責將photodiode(光電二極管 信 光電二極管)信 負責將 光電二極管 號射頻以放大並偵測，伺服(TE：循軌錯 號射頻以放大並偵測，伺服 ： 聚焦錯誤)動作之狀況予 誤；FE：聚焦錯誤 動作之狀況予 聚焦錯誤 動作之狀況予DSP。 。 它主要負責驅動，控制光學頭聚焦、 它主要負責驅動，控制光學頭聚焦、 循軌線圈信號，如不良會造成：聚焦、 循軌線圈信號，如不良會造成：聚焦、 循軌動作錯誤。 循軌動作錯誤。
CD-ROM，CD-RW，VCD，DVD分别是什么的缩写？
CD-ROM，CD-RW，VCD，DVD分别是什么的缩写？CD-R 可录式光盘片CD-R是Compact Disc-Recordable的缩写，中文为“可录式光盘片”。
这类光盘片可以使用CD-R刻录机写入资料，但只能写入一次。
若没有特别指明的话，CD-R指的是可录式光盘片，而CD-R drive才是指可录式光盘片的刻录机。
CD-R除了可以使用CD-R刻录机读取资料外，也可以使用一般光驱来读取资料。
光盘的刻录可分为单次写入（single-session）和多次写入（multi-session）两种，前者表示光盘片仅能进行一次的写入操作，若在写入操作之后光盘片仍有剩余空间，则无法再进行写入的操作，后者则没有这个限制，可以再次写入，直到光盘片没有空间为止。
在购买光盘刻录机时，通常会考虑光盘刻录机的速度，如“8R4W”的意思是读取资料是8倍速，刻录资料则是2倍速，速度越快，刻录的时间就越短。
目前市面上已经有8倍速刻录资料的光盘刻录机了。
CD-ROM 只读光盘CD-ROM是Compact Disc Read Only Memory的缩写。
它是由金属和塑料所制成，直径12公分、厚度1.2公厘的圆形薄片，最早是由Philips和Sony两大公司发展出来，可以储存74分钟的音乐，或是约650MB的资料。
一般我们称CD-ROM为“光盘片”，而读取光盘片的机器CD-ROM drive则是“光驱”。
通常在光驱的正面，有一个32、48或52的数字，这就是光驱读取资料的速度。
光驱刚问世时，速度只有单倍速，单倍速的速度是150KB/Sec，也就是每秒150KB的速度，后来就以此为基准，例如，52倍速光驱的速度就是7800KB/Sec。
CD-RW 可复写式光盘片CD-RW是CD-ReWritable的缩写。
由于CD-R只能写入一次资料，后来改良CD-R之后，发展出可重复读写的光盘片CD-RW。
CD-RW可以将记录过后的资料删除，再写入其他资料。
CD-R、CD-ROM
CD-RPhilips、Sony公司于1989年发布了可刻录光盘标准的桔皮书，它包含有三个部分：部分1是CD-MO（Magneto-Optical，光磁式）标准，是种可重写刻录的标准，但该标准不久就被取消，甚至没有任何该标准的产品问世。
部分2则制定了CD-R标准；部分3则制定了CD-RW标准。
CD-R是一种一次写入、永久读的标准。
CD-R光盘写入数据后，该光盘就不能再刻写了。
刻录得到的光盘可以在CD-DA或CD-ROM驱动器上读取。
CD-R与CD-ROM的工作原理相同，都是通过激光照射到盘片上的“凹陷”和“平地”其反射光的变化来读取的；不同之处在于CD=ROM的“凹陷”是印制的，而CD-R刻录机烧制而成。
由于产品和生产线的不同，CD-R盘片产品的反射层采用不同的染料，也就是习惯上人们称为的“金盘”、“绿盘”和“蓝盘”，各自的颜色、性能都存在差异，而各自也都存在各自的优势。
CD-R盘片的选择一、尽量选择金盘盘片因有机染料的不同主要分为黄金盘、白金盘、蓝盘和绿盘。
CD-R盘片使用有机染料(organic dye)作为记录层的主要材质，这种有机染料是几百万个相同分子连接在一起而形成的组织结构。
目前，比较常用的有机染料有Cyanine(花青素，绿盘)、Phthalocyanine(钛菁，金盘)、苯二甲蓝染料(蓝盘)等等。
盘片染料的不同在抗光性、耐用性方面还是有点区别。
通常情况下，金盘的刻录数据质量是最好的，不仅兼容性最好，而且保存时间最长，因此建议大家选择金盘以确保刻录的质量。
金盘又分为黄金盘和白金盘，前者采用黄金作为激光反射层，后者采用的是白银。
两者除了成本上有轻微的差别之外，性能、质量上没有任何差别，目前主流盘片通常采用银作为反射层，也就是通常讲的白金盘。
二、选择兼容性好的盘片众所周知，刻录的过程中包括两个环节：刻录机和盘片。
这两者之间的兼容性对刻录过程的稳定十分重要，对刻录品质和读取质量影响很大。
DVD光驱结构原理(2)
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：
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
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
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❖ （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
❖ 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。
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❖ 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）。
光驱
在保证机器没有任何硬件故障的情况下，盘片的选择上也要注意。选择质量 好的盘片。一般说来刻录机的刻录品质需要品质有保证的碟片支持。如果遇 到刻录机不能识别刻录盘，或者刻好的DVD盘无法在一般的DVD播放机中播 放，多是盘片质量不佳造成的。 在刻录盘片时，不要满刻，甚至超刻。DVD刻录技术还不像CD刻录那么完善， 如果超刻时DVD刻录盘无法继续维持写入动作，此时对激光头的损伤是相当 严重。一般标称容量为4.7GB的DVD-R刻录盘片，最好只刻入4.3GB以内的 数据，刻满4.7GB的DVD-R盘片，拿到别的电脑上读取时，用不了几次，就 有可能出现部分内容读不出的现象。还要注意只有Windows XP可以支持多重 区段DVD刻录盘，在其它操作系统下无法识别。 在刻录音乐，视频文件时，最好不要使用最高速的刻录，因为音乐、视频这 种特殊的文件在高速刻录时极容易产生爆音、断帧，影响刻录质量。标称4倍 速的DVD刻录机，在刻录时最好只用2倍速进行刻录。经过测试，用相同的刻 录机和同样品牌的DVD-R盘片，用2倍速刻录出的盘片比用4倍速刻出的盘片 在兼容性上好得多，尤其在笔记本电脑上读取时更明显。 在刻盘中，为了保证刻录的顺利进行，最好不要做其它的操作，特别是运行 大的软件或是游戏。最好将一些多余的程序（如屏幕保护、下载文件、视频 播放、音频播放等）关闭，避免降低系统效率，增加故障的出现机率。刻录 大量小文件时，最好要先对存放文件的硬盘进行碎片整理，然后再将欲刻录 的文件拷入，否则发生读取错误的几率会大大增加。
四、接口 常见的有SCSI、IDE及USB2.0三种接口。SCSI接口速度最快，而且性能稳 定，特别是SCSI接口刻录机对CPU的占用率较低，对主机性能依赖性较少， 缺点是价格偏高，而且需要购买专门的SCSI接口控制卡，使用起来不太方便。 IDE接口规格的刻录机是目前的主流设计，它的接口规格与标准IDE接口硬盘 完全一样，制造技术十分成熟、成本也较低，而且安装、使用简单，受到广 大用户的好评，缺点是CPU占用率较高，工作时不太稳定。 而USB2.0接口属于外置式光存储产品，传输速率比上述接口稍弱，但即插 即用很方便，特别适合笔记本用户。 五、缓存 当刻录机工作时，计算机首先将需要刻录的数据读取存入刻录机的缓存，刻 录机再从缓存中读取数据供激光头刻录，当系统出现故障导致数据传送暂停 时，刻录机缓存内的数据可以保证刻录机刻录数据的需要，从而不致将盘刻 坏。而且缓存还可以协调数据传输时的速度，保证数据传输的稳定性和可靠 性。因此，刻录机的缓存当然是越大越好。目前市场上的低价位DVD刻录机 普遍只有2MB的缓存，虽然在“烧不死”技术的支撑下工作时不至于力不从 心，但大容量缓存才是高速度刻录的有效保证，建议对刻录速度和稳定性有 较高要求的用户、办公用户选择高端的8MB缓存的DVD刻录机产品。
刻录机的工作原理和技术
通用培训资料 2010.12.
刻录机的工作原理和技术指标
• 任何类型的刻录机都有激光头，在刻录过程中，激 光头将激光束聚焦并按照数据要求烧蚀出来许多 “凹坑”，这些所谓的“凹坑”具有特定宽度和深 度，并且长短不一，从而构成了数据刻录层。光盘 上还存在有螺旋状轨迹，这个轨迹是在白盘片的制 造中形成的，称之为预刻沟槽，数据就刻录在沟槽 之中。由于光盘存在凹坑和非凹坑，因此，读取数 据时激光头就会得到不同的激光反射率，由此而获 得不同的信号，我们就可以使用光盘中的数据了。 刻录机之所以有CD-R/RW 、COMBO 、DVDRAM 、DVD-R/RW 、DVD+R/RW 以及 DVD±R/RW 之分，除所用盘片有着本质的不同外， 主要是激光强度和波长的不同。
(3) 外置IDE 并行口
• 外置IDE 并行口刻录机是内置IDE 刻录机通 过一个外置IDE 接口盒连接到主机并行口， 大多是厂家专门生产的，还有一部分是经 销商使用IDE 外置盒临时装配的。由于高 速刻录机的发展，目前并行口的外置刻录 机已很少见。
(4)USB 总线接口
• USB 即为通用串行总线（Universal Serial Bus），近些年USB 刻录机发展得很快， 各大生产厂家也纷纷推出USB 接口类型的 外置刻录机以取代外置并口类型。由于 USB 接口类型的刻录机具有连接方便、即 插即用、可移动性好、数据传输率较外置 并口IDE 高等优点，因此赢得了用户的青睐， 同时也成为市场占有份额最大的外置刻录 机。早期产品接口标准为USB 1.1，目前大 部分产品均已支持USB 2.0 标准。
• 第三种是日立公司所采用的“单光头单镜片技术”，它只有 一个激光头和一个镜片，根据激光头发射到镜片的不同位置 形成读写CD-R/RW 光盘和读取DVD 光盘的不同焦距。
光盘的原理
一.光盤的原理光盘是如何造出来的？面对这个问题，可能很多人都没有办法回答出来。
我们的台式电脑，可以通过组装的形式来制造，例如把处理器、内存、硬盘、主板等配件，安装在机箱里，就形成了一台电脑。
而一块主板则是通过电路板布线、贴片、焊接、插件、再焊接等步骤完成的。
然而，一张薄薄的光盘，它又如何才能制造出来呢？要了解光盘的制造原理，首先就要了解光盘的结构，其结构同制造过程密切相关。
大家都知道，光盘只是一个统称，它分成两类，一类是只读型光盘，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM 、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一类是可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R 、DVD＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、Double layer DVD＋R等各种类型。
根据光盘结构，光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型，这几种类型的光盘，在结构上有所区别，但主要结构原理是一致的。
而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别，它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同，DVD方面也是同样的道理。
现在，我们就以CD光盘为例进行讲解。
我们常见的CD光盘非常薄，它只有1.2mm厚，但却包括了很多内容。
从图1中可以看出，CD光盘主要分为五层，其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。
现在，我们分别进行说明。
1.基板它是各功能性结构(如沟槽等)的载体，其使用的材料是聚碳酸酯(PC)，冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。
一般来说，基板是无色透明的聚碳酸酯板，在整个光盘中，它不仅是沟槽等的载体，更是整体个光盘的物理外壳。
CD光盘的基板厚度为1.2mm 、直径为120mm，中间有孔，呈圆形，它是光盘的外形体现。
光盘之所以能够随意取放，主要取决于基板的硬度。
在一般人的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。
不过，对于光盘而言，却并不相同。
如果你把光盘比较光滑的一面(激光头面向的一面)面向你自己，那最表面的一面就是基板。
计算机硬件基础 第32章 CD-ROM和DVD
第32章 CD-ROM和DVD
3、注塑生产： 注塑机是由一个模片和模具组成，模片就是我 们在母版作工序中的最终产品，通过它可以在盘基 上形成信息面。 模具则是一个光滑的表面（读取面），再加热 筒中熔融的聚碳酸脂被传送到模具中，同时模片和 模具闭合形成一个空腔，在空腔内注入聚碳酸脂的 同时，加热筒的螺杆转动，推动模片向前移动，给 聚碳酸脂一个压力，使其表面同两边的模具完全贴 合，并开始强制冷却。
第32章 CD-ROM和DVD
CD－R染料的读写原理 CD-R有机染料数字光存储中，写入信息时记录 介质产生不可逆的物理化学变化，形成永久性的记 录。写入时10mW左右的激光束在记录介质膜层上 聚焦成直径约1mm的微光斑，能量密度达 106W/cm2, 在不到1ms定的记录信息点。
第32章 CD-ROM和DVD
和主板、显卡、Modem等配件一样，光驱也 有BIOS。这是一片由HOLTEK公司生产的芯 片，属于EPROM芯片，容量有512KB，不可 刷写。所以该光驱不能够通过软件来更新 Fireware（固件），大多数光驱均采用了可 刷新的Flash ROM。Βιβλιοθήκη 第32章 CD-ROM和DVD
第32章 CD-ROM和DVD
这个过程一般为3~5秒钟，一张光盘的质量好 坏取决于模片的质量、加热的温度、螺杆的 压力和冷却的时间。模片质量不好就无法保 证数据的准确；加热温度和螺杆的压力与模 片同聚碳酸脂的贴合度有直接关系，贴合度 低就无法保证信息的正确。
第32章 CD-ROM和DVD
4、溅射： 反射层下面的工序就是真空溅射反射层，溅射 工艺也是在一体机里面完成的。 其原理是将高纯度的铝做成圆形的"铝靶"，上 下通正负极，中间真空并充填惰性气体。当通电的 时候，铝靶上的铝原子受电子冲击溅射到光盘的信 息面上，从而形成一个反射层。铝靶同光盘之间的 距离很短，并有一对铜制的比光盘稍小的圆环，防 止铝溅射到光盘以外。
CD-RW、CD-RAM、CD-ROM XA、CD-I
CD-RWCD -RW盘片由于采用了相变技术，它的激光反射率比一般的CD盘片要低很多。
因此在CD- RW刚刚推出的时候，CD -RW盘片是无法在在普通的CD-ROM光驱中读出的。
但是随着MultiRead技术的出现，这个问题很快得到了解决，如今采用MultiRead 技术已经成为CD -ROM光驱的必备手段。
凡是采用了 MultiRead 技术的光驱都可以读出CD-RW盘片。
1997 年年底之后推出的 CD-ROM 光驱都采用了MultiRead 技术。
由于技术发展得比较早，现在CD -R/CD -RW驱动器都具有 CD- ROM驱动器的各种成熟先进的功能，都能很好地兼容各种CD-ROM盘片和CD-R/CD-RW的盘片。
这些盘片在CD-R/CD -RW驱动器中读取都没问题。
1996年初，Ricoh（理光）、Philips（飞利普）、Sony（索尼）、Yamaha （雅马哈）、Hewlett-Packard以及Mitsubishi化学公司建立了一个工业论坛，发布了CD-RW格式标准。
该标准由Ric oh大力发展，并于1996年推出了业界第一款CD-RW驱动器，型号为MP6200S，是一种刻录速度2倍速，2倍速复写，6倍速读取的产品。
同时桔皮书的第三部分也正式出台，从此CD-RW标准才被正式定义。
从那时开始CD-RW驱动器就取代了CD-R驱动器，CD-RW驱动器完全兼容CD-R驱动器，完全支持CD-R盘片。
CD-RW光盘刻录的方式与CD-R光盘相同，区别就在于其可以擦除并多次重写。
这样CD-RW盘可以视做软盘，可以进行文件的复制、删除等操作，方便灵活。
CD-RW光盘与CD-R光盘主要有四个方面不同：可重写价格更高写入速度慢反射率更低CD-RW盘片的写入速度要低于CD-R光盘，这是因为在写入数据时，激光需要更多的时间对光盘进行操作。
与CD-R有机染料层不同，CD-RW盘片的刻录层由银、铟、锑、碲合金构成。
光盘驱动器和光盘
华硕 DVD-E616A 基本参数 型号 DVD-E616A 内/外置 内置 外置 光驱类型 DVD-ROM 接口类型 IDE 性能参数 读取速度 16X DVD-ROM/48X CD-ROM
缓存容量 2M 传输标准 ATA100 其它参数 其它性能 独家DDSSII第二代双层动态悬 吊技术和AFFM空气流场导正技术
试题
常见光盘分类
CD − Audio CD − ROM CD CD − R CD − RW 数字音乐盘 只读光盘 一次性写入光盘(金, 绿, 蓝) 可擦写光盘
只读光盘 DVD − ROM DVDDVD ± R(WO) 一次性写入光盘 DVD ± RW ( RAM ) 可擦写光盘
六、光驱的选购
1、选择类别 、 2、选择品牌 、 3、质保 、
光盘片的保存、使用方法 光盘片的保存、 在拿去盘片时，不能用手直接接触盘片表面， 在拿去盘片时，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，最好能够按照下图所示的方法来拿取盘片。 片进行挤压、弯曲，最好能够按照下图所示的方法来拿取盘片。 最好使用专用光盘清洁刷或布， 最好使用专用光盘清洁刷或布，由里向外呈放射性地擦拭光盘上 的灰尘。 的灰尘。
CD-ROM
DVD-ROM
COMBO
DV D刻录 刻录
三、CD-ROM驱动器的结构 CD-ROM驱动器的结构
1、内部结构 ①、 ②、 ③、 光学系统：激光头、光电管、透镜等。 光学系统：激光头、光电管、透镜等。 解码电路： 解码电路：电器件组成 司服机构：主轴电机、光盘托盘、弹簧齿轮等。 司服机构：主轴电机、光盘托盘、弹簧齿轮等。
明基 DW1670 基本参数 型号 DW1670 内/外置 内置 刻录机类型 DVD+/-RW 接口类型 IDE 性能参数 速率 16X DVD+/-R写入,8x DVD+R DL写入,6X DVD-R DL写入,8X DVD+RW覆写,6X DVD-RW覆写,5X-DVDRAM,16X DVD-ROM读取,48X CD-ROM 读取,32X CD-RW 覆写 ,48X CD-R写入 缓存 2M
光盘驱动器与光盘
2024年2月7日星期三
(2) 选购须知 各种盘片如图10-18所示。
第30页
图10-18 CD-R/CD-RW盘片
(3) 局部恒定角速度（Partial Constant Angular Velocity，简称P-CAV）方式
2024年2月7日星期三
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4. 纠错能力 5. CPU占用率 6. 寻道时间（Seek Time） 7. 缓存容量 8. 接口
9. Ultra DMA 33/66
2024年2月7日星期三
如图10-5所示。
图10-5 CD-RW的外部结构
2024年2月7日星期三
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10.3.2 CD-RW驱动器的工作原理
1. CD-R的工作原理 CD-R的结构，如图10-6所示。 2. CD-RW的工作原理 CD-RW的结构，如图10-7所示。
图10-6 CD-R的结构
图10-7 CD-RW的结构
2024年2月7日星期三
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10.3.3 CD-RW驱动器的主要技术参数 1. 读写速度(52*32*52) 2. 缓存容量(2MB) 3. 防止缓冲区欠载技术 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。 5. 刻录方式(DAO/TAO/封包写入packet write) 6. 兼容性:刻录方式兼容：DAO/TAO
图10-8 DVD-ROM驱动器的外观
2024年2月7日星期三
2. DVD-ROM驱动器的工作原理 如图10-9所示。
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图10-9 CD-ROM与DVD盘片的记录凹坑对比
2024年2月7日星期三
(1) 单激光头单透镜双聚焦 单激光头的实物照片，如图10-10所示。 (2) 单激光头双透镜 (3) 单激光头双激光器 (4) 双激光头双激光器 双激光头的实物照片，如图10-11所示。
刻录机的工作原理和技术指标
刻录机的工作原理和技术指标任何类型的刻录机都有激光头，在刻录过程中，激光头将激光束聚焦并按照数据要求烧蚀出来许多“凹坑”，这些所谓的“凹坑”具有特定宽度和深度，并且长短不一，从而构成了数据刻录层。
光盘上还存在有螺旋状轨迹，这个轨迹是在白盘片的制造中形成的，称之为预刻沟槽，数据就刻录在沟槽之中。
由于光盘存在凹坑和非凹坑，因此，读取数据时激光头就会得到不同的激光反射率，由此而获得不同的信号，我们就可以使用光盘中的数据了。
刻录机之所以有CD-R/RW 、COMBO 、DVD-RAM 、DVD-R/RW 、DVD+R/RW 以及DVD±R/RW 之分，除所用盘片有着本质的不同外，主要是激光强度和波长的不同。
一、CD-R/RW 刻录机的工作原理目前CD-R/RW 刻录机应用最广泛，它同时拥有CD-R 和CD-RW 两种刻录技术，既可以刻录CD-R(CD-Recordable) 光盘，又可以刻录CD-RW(CD-ReWritable) 可重复擦写光盘。
1.CD-R 技术的刻录原理采用CD-R 刻录技术刻录CD-R 光盘时，激光头发射的激光束照射在CD-R 光盘的数据记录层——有机染料层，使其发生化学变化，产生所谓的“凹坑”。
由于这种化学变化是不可逆的，有机染料不能恢复到原来的状态，所以CD-R 光盘只能刻录“一次”。
严格地讲，只能刻录“一次”指的是CD-R 盘片的同一部位只能一次性写入数据，如果光盘还有剩余容量，还可以继续在未使用的区域进行再次刻录。
不过，这是在采用多轨道或多区段追加技术而进行的刻录，而不是在同一部位进行重复刻录。
2.CD-RW 技术的刻录原理采用CD-RW 刻录技术刻录CD-RW 光盘时，可以在光盘上反复进行数据擦写操作。
CD-RW 技术采用相变技术来存储数据，与CD-R 盘片不同的是，CD-RW 盘片的数据记录层采用了具有逆变特性的相变结晶材料。
相变结晶材料具有非结晶和固定结晶两种状态，两种状态具有不同的反射率，因此可以记录不同信号。
(电脑硬件知识)第9章 光盘驱动器
9.2.2 CD-ROM驱动器的工作原理 激光头是CD-ROM驱动器的心脏，也是最精密的 部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理 CD-ROM驱动器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 反射棱镜、物镜、透镜及光敏元件（光电二极管） 这几部分。 其工作原理示意图，如图9-4所示。
9.2.3 CD-ROM驱动器的主要技术参数 1．速度 CD-ROM驱动器的速度指的是标称速度，最初的 单倍速相当于Audio CD的标准速度——150KBps。 CD-ROM驱动器的倍速均是指单倍速的倍数，例 如，2×（2倍速）、4×（4倍速）、8×（8倍 速）、24×（24倍速）、32×（32倍速）、56× （56倍速）等。 2．数据传输速率 CD-ROM驱动器标称速度与数据传输速率的换算 关系为：数据传输速率=标称速度（倍速） 150KBps。例如，56×的数据传输速率为 5615 CPU的占用率可以反映CD-ROM驱动器BIOS的水平。好的 产品可以尽量减少CPU占用率。 6．寻道时间（Seek Time） 寻道时间是CD-ROM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起来，然后一次性进行 传输和转换，目的是解决CD-ROM驱动器与计算机其他部 件速度不匹配的问题。缓存最少要有128KB容量，现在的 CD-ROM驱动器一般是256KB或者512KB的。当然，缓存 容量越大越好。
4．读写方式 刻录机目前的读/写方式有4种：CLV、Z-CLV、 CAV和P-CAV。 5．刻录方式和存储方式 目前刻录机的刻录方式主要有整盘刻录（Disc At Once，DAO）和轨道刻录（Track At Once，TAO） 两种。 另外，Packet Write（封包写入）方式可以像使用 软盘、硬盘一样使用CD-R/RW，可以任意对盘片 进行复制、改名、移动、删除等操作。
刻录光盘的结构及原理
刻录光盘的结构及原理市面上销售的计算机软件光盘或CD、VCD 等各种格式光盘是压制的CD-ROM 光盘（Compact Disc-Read Only Memory），刻录机所使用的刻录盘是CD-R 盘和CD-RW 盘。
压制盘与刻录盘的制造方式不同，盘片结构略有差异，但数据存储原理是一样的。
在着手刻录光盘之前，我们需要了解不同格式的光盘需要遵循相应的标准，同时还需要了解光盘有着不同的文件系统和不同的刻录方式以及CD-R 和CD-RW 有着本质的区别等知识。
一、盘片结构与信息记录原理刻录盘片是由透明聚碳酸脂材料盘基和多层涂敷层构成，其中，染料层在激光的烧蚀作用下记录了数据信息。
二进制的“0”和“1”是计算机记录信息的根本，光盘记录信息也不例外，但不经过“调制编码”技术的处理，简单的“0”和“1”是不能正确记录数据的。
下面以CD-R 盘为例简单介绍盘片的结构和信息记录原理。
1.盘片物理结构把印有图案、标签那面向上时，最下面的是聚碳酸脂盘基，盘基的上面有几个涂敷层，从上至下的主要作用依次为：(1) 表面印刷层：就是印有文字图案的一面。
(2) 保护层：起到保护反射层的作用。
(3) 反射层：喷镀的金属膜，读取数据时用来反射激光。
◎刻录盘轴向剖面局部放大图(4) 有机染料层：由不同的有机染料构成数据记录层，刻录时，激光就是在这一层进行烧蚀。
(5) 盘基：是透明聚碳酸脂材料。
和软、硬盘轨迹不同的是，光盘是一条由内圈向外圈的螺旋状轨迹而不是若干同心圆轨迹，在轨迹对应的染料层上有一些特定宽度和深度而长短不一的所谓“凹坑”，这些“凹坑”是在刻录过程中由刻录机的激光头将激光束聚焦并按照数据要求烧蚀出来的，这一层也就构成了数据记录层。
在CD-ROM 盘上，是由压模制造出来的，而刻录盘是激光对染料层进行烧蚀的。
刻录盘的螺旋状轨迹是在“凹坑”盘片制造中形成的，称之为预刻沟槽，数据就是沿着沟槽进行刻录的。
2.信息记录的物理原理由于光盘存在凹坑和非凹坑、烧蚀和没烧蚀部分，因此，当我们使用光盘读取数据时，激光头就会得到不同的激光反射率，由此而获得不同的信号。
DVD-ROM光驱工作原理
DVD-ROM光驱工作原理DVD光驱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码等安全手段，现在广泛应用在数据存储和音视频领域中。
下面我们来说说DVD-ROM光驱的工作原理。
DVD-ROM光驱的激光头，是从DVD光盘拾取信息的执行部件。
激光头工作的时候，首先将激光二极管发出的激光经过光学系统分成束光射向碟片，然后，从碟片上反射回来的光束再照射到光电接收器上再变成电信号。
激光头在读取信号的过程中，就是让激光在碟上扫过时与信号相遇。
DVD碟上有肉眼看不见的，排得密密麻麻称作坑点的小凹点，这些小凹点就是数据信息所在，它们排列成一圈圈的同心圆。
因为光碟的读取效率是与激光的波长二次方成反比的，激光的波长越短读取效率就越好，所以，激光头发出的激光波波长被聚焦得很短很短（只有0.65微米左右）。
DVD-ROM光驱必须兼容播放CD和VCD碟。
不同的光盘因为结构不同，对激光的要求也有不同，这就要求DVD激光头在读取不同盘片时要采用不同的光功率。
目前，DVD-ROM 光驱普遍采用的是红色半导体激光器。
但是，蓝色半导体激光的波长更短，所以，蓝色半导体激光器才是以后DVD激光源的发展方向。
目前DVD播放机的光头的种类可以分为单激光器方式和双激光器方式两种，而这两种的每一种又可细分为几种：单激光器方式：只有一个激光发射器，只能发射650nm的激光，故无法兼容CD-R。
具体又有以下几种方式（1）双透镜方式，采用两个焦距不同的透镜，分别用于DVD和CD系统，透镜必须采用机械方式进行切换。
（2）双焦点透镜方式，全息技术，在透镜上做环状切割。
（3）快门方式（孔径控制方式）。
双激光器方式：由于采用了两个激光器，能发射两种不同波长，故能读取CD-R。
有两种方式（1）双激光头方式，备有两套激光器和透镜系统，分别用于CD和DVD。
（2）双激光器单光路方式，备有分别适用于DVD和CD的专用激光器，光路和透镜系统则利用棱镜等实现公用。
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CD-ROM工作原理 CD-ROM工作原理
光學讀取頭
雷射二極體 - AlGaInP
產生紅光雷射光 雷射光波長為635/650nm 雷射光波長為
CD部份 部份
仍延續與CD-ROM碟機相同之工作原理 延續與 碟機相同之工作原理
CXD3011 DISC CLAMP CD DSP DAC
BH3530 LINE OUT AUDIO AMP PHONE JACK
Formula: (A+C) – (B+D) A B
Tracking:Differential Push-Pull
Formula: [(A+D) –(B+C)]- α×[(F+G)-(H+E)]
CD-R WOBBLE
AVERAGE CENTRE ACTUAL CENTRE WOBBLE AMPLITUDE
它主要負責CD-ROM與PC之間的溝通及 與 之間的溝通及 它主要負責 資料的傳輸並負責接收PC之命令同時具 資料的傳輸並負責接收 之命令同時具 有ECC(ERROY CORRECTION CODE)功 功 能。
MOTO Drive（馬達驅動器） （馬達驅動器）
BA5954主要負責驅動傳動馬達、托盤馬 主要負責驅動傳動馬達、 主要負責驅動傳動馬達 達。 BA6849：主軸驅動 主軸驅動IC，主要控制 主要控制Spindle 主軸驅動 主要控制 motor其轉速，供給及額定電壓。 其轉速，供給及額定電壓。 其轉速
Focus & Track Error
A B FE：聚焦錯誤 ： E F D C TE：循軌錯誤 ： RF = A+B+C+D Focus Signal(FE) = (A+B)-(D+C) Focus OK = (A+B)-(D+C) = 0 Track Signal(TE) = E-F Track OK = E-F = 0
FOCUS TRACK SLEDGE TRAY CPU FLASH ROM 1M Memory H8 3062
DRAM PC 256Kx16
Focus & Track Error(DVD)
A B C D
Photo Diode RF = A+B+C+D Focus Error(FE) = (A+D)-(B+C) Focus OK = (A+D)-(B+C) = 0 Track Error(TE) = (A+D)-(B+C) DPD Track OK = (A+D)-(B+C)=0
CD-R/RW光碟片燒錄原理
CD-RW:CD-RW采用先進的相變(Phase Change)技術.在CD-RW碟片內部鍍了一層 200~500埃(1埃=10-8CM)的薄膜,在刻錄時, 高功率的激光照射到CD-RW碟片的介質層 CD-RW 時,會產生結晶(Crystalline)和非結晶 (Amorphous)的相變化,利用兩相同間反射 率的不同進記錄.而且記錄層的結晶/非對晶 過程是可逆的,所以可重復擦寫.
Wobble信號包括了一個時間碼ATIP,在空白的 CD-R上是用ATIP,如果是已燒錄的CD-R或CDROM是Q CODE來取出時間碼. Wobble除了ATIP(Absolute Time in Pre-groove) 之外,在一個空白的CD-R上,SERVO也是靠 Wobble來tracking 及focus.
Driver Spindle
Driver Focus, Radial Sled, Tray
Laser APC
Panel
CPU Firmware SRAM ROM EEPROM
CD-ROM DRAM CD-R/RW
Phone Jack
Volume
Eject LED
CD-R/RW光碟片燒錄原理
CD-R碟片:驅動器由高功率的激光束照射在 CD-R碟片的染料層,使CD-R光碟片的介質層 產生化學變化.造成CD-R光碟片的介質層產 生微坑,而在光驅上讀取這些平面(Land)與 坑洞(Pit)時,經譯碼器分析,模擬出二進製數 據 0和 1的信號.由于化學變化產生的質的 改變,碟片數據不能再釋放空間重復寫入,所 以CD-R光碟片只能寫入一次,不能重復寫入.
PRE-AMP的功能 的功能
AMP負責將 負責將photodiode(光電二極管 信 光電二極管)信 負責將 光電二極管 號射頻以放大並偵測，伺服(TE：循軌錯 號射頻以放大並偵測，伺服 ： 聚焦錯誤)動作之狀況予 誤；FE：聚焦錯誤 動作之狀況予 聚焦錯誤 動作之狀況予DSP。 。 它主要負責驅動，控制光學頭聚焦、 它主要負責驅動，控制光學頭聚焦、 循軌線圈信號，如不良會造成：聚焦、 循軌線圈信號，如不良會造成：聚焦、 循軌動作錯誤。 循軌動作錯誤。
APC LOOP
WLDON 127 RFPDSH 112 WFPDSH 111 L FPDO 54 H
MT1516
R18
VWDC1N 56 VCC
R24 VWDC1 56
S/H
A WDAC1
WREF1 C23
OPU
A
FPDOX
APC LOOP就是 就是Auto power control loop,其目的就是利用負回饋來達成 其目的就是利用負回饋來達成Auto 就是 其目的就是利用負回饋來達成 control的目的 在上圖中我們只要設定好 的目的,在上圖中我們只要設定好 的值便可利用PHOTO DIODE的 的目的 在上圖中我們只要設定好WDAC1的值便可利用 的值便可利用 的 訊號來回饋,而達成 而達成AUTO POWER CONTROL的目的 的目的. 訊號來回饋 而達成 的目的 RFPDSH及WFPDSH是用來控制 及 是用來控制sample&hold,因FPDO的信號不只有 的信號不只有VWDC1用, 是用來控制 因 的信號不只有 用 也是有使用,其中的 是跟write及read的timing有關 當在 有關,當在 在VWDC1也是有使用 其中的 也是有使用 其中的timing是跟 是跟 及 的 有關 當在Write “PIT”時我們要去 時我們要去monitor Write power所以 所以WFPDSH是H,當在 當在Write “LAND”時, 時我們要去 所以 是 當在 時 因為write power 不用打 但這個時後是 不用打,但這個時後是 但這個時後是SERVO tracking的時間 所以 的時間,所以 因為 的時間 所以RFPDSH為H. 為
CD-RW工作原理 CD-RW工作原理
CD-RW光碟機架構 光碟機架構
disc Spindle PUH Sled motor Servo DSP chip 1. Focusing control 2. Radial control 3. Spindle Control 4. Sled control 5. PLL 6. Seek control INTERFACE chip 1. Decoder 2. Encoder 3. ATIP decoder 4. ATIP spindle controller Pre-Amplifier EFM FEN, REN, TLN PPN, WOBBLE SCSI or IDE … Interface
MPU是整個機器的大腦，負則監控所有 是整個機器的大腦， 是整個機器的大腦 IC及執行 及執行BIOS(base input output system) 及執行 中央之指令協調DSP與interface之資料與 中央之指令協調 與 之資料與 命令之傳遞執行。 命令之傳遞執行。
界面控制(Interfacecontrolle ) 界面控制
伺服信號處理采用數字技術對聚焦和循跡等誤差信 號進行處理,並轉換成控制聚焦線圈,循跡線圈和進 給電機的控制信號. .驅動電路 驅動電路中包含有聚焦線圈驅動信號放大器,循跡線 圈驅動放大器和進給電機驅動放大器. .主軸電機驅動電路 主軸電機驅動電路是在DSP電路中恆線速伺服 (CLV) 信號的作用下對主軸電機進行控制的電路. .音頻信號處理電路 它是一個大規模數字集成電路,完成對CD信號的處 理. .D/A,A/D變換器 將CD輸出的數字信號變成模擬音頻信號. .系統控制電路 CPU擔負著整個CD-ROM的自動控制任務,它通過操 作電路接收指令來控制CD-ROM的工作狀況.
SPINDLE MOTOR
PICK-UP SP3723 CD LD DVD LD DVD/CD PreAmp DVD DSP IDE DECODER IDE BUS CXD1867
DIGITAL AUDIO
A~F SIGNAL SPINDLE MOTOR DRIVE BA6869FM 4-CH MOTOR DRIVE BA5954FP
解碼器 (Decoder)
錯誤偵測與糾正 同步訊號偵測 訊號之補償 Demodulation, De-Interleave & De-Scramble IDE (ATAPI) I/F MPEG I/F Memory I/F
多路傳輸處理單元 MPU(CPU)
Multiplex Processor Unit
SF-W03EX optics system
OPU(Optical Pick-up Unit)
Model no: SF-W03EX/Sanyo Max power out of objective lens:28 mW LD driver: EL6274 As seen from light receiving side D C Focus: Astigmatism GE FH
CD-ROM BLOCK
Spindle Pick up LOADER
BA6849
BA5954
33.8688MHz
MT1199
MPU DSP Interface controller