光盘驱动器的维护与维修

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任务1 光盘驱动器的基本结构及原理
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1．光盘头 光盘头是光盘的读出系统，如同磁盘的磁头一样，它发射出来的激 光束照射到光盘的反光面上，被反光层反射后，经光电检测器将反射 回的激光束转换为电信号，再经电子线路处理后得到信号编码，编码 经译码后便得到读出的数据。光盘头得到从光盘表面反射回的激光束 信号，还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差，这些误差信号使聚焦伺 服系统和径向光道跟踪伺服系统动作，将激光束调整到最佳位置。
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任务1 光盘驱动器的基本结构及原理
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(1)聚焦伺服系统的目的是进行自动聚焦。聚焦误差检出方式采 用非点收差法，非点收差法就是根据光盘反射面位置的变化，反 射光的聚焦位置移动，通过圆柱面透镜对投影光形状进行变化， 用4分割PD差动检出，如图8-4所示。
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利用该误差信号去控制光学头中的音圈电机，音圈电机带动物 镜上下移动，使激光束焦点(直径约1µ m)始终落在光盘的信息面上。
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2．CD-ROM盘中数据的存放方式 1）光道 磁盘(包括软盘和硬盘)格式化后，被划分磁面(对于软盘来说0面 和1面)，每面分成若干磁道。磁道是一簇半径不同的同心圆，如 图8-3 所示。外围处的磁道长，内圈处的磁道短，由于采用的是 等容量存储方式，所以内圈磁道存储密度要比外圈磁道密度高。 磁道是按磁体磁化的方向来表征存储的“1”或“0”信息。 CD-ROM盘上的光道也是用来存储信息的，光道是用凸坑、凹坑 及凸坑和凹坑形成的坑边，对激光束的反射率不同来区别“1”和 “0”信息。 CD-ROM的光道是一个完整的螺旋形(为等距螺旋线)，如图8-8 所示，螺旋线开始于CD-ROM的中心，光盘的光道上不分内外圈， 其各处的存储密度相同(等密度存储方式)。
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2．激光器 激光器由激光二极管和聚焦透镜等组成。砷化镓半导体激光器可发射出波 长为0.78µ m、输出功率为0.5mW的激光束。 3．光电检测器 光电检测二极管将从光盘表面反射回的激光束转换为电信号，由电信号强 弱的变化，便可检测出该信号是来自光盘的凹区、凸区还是两区交界处，并 得到聚焦误差、光道跟踪误差及速度误差等，从而由伺服控制系统进行实时 调整。 4．光学器件 包括光栅、激光束分离器、放大镜等，准直透镜将激光束变成圆柱形光束。 激光束分离器(半反镜)使反射回的激光束射向光电检测二极管，物镜由音圈 电机带动下上下移动和沿盘片的径向微量移动，使激光束焦点始终落在光盘 的光道上。 5．伺服控制系统 在光盘驱动器中，有三个基本伺服控制系统：聚焦伺服系统、径向光道跟 踪伺服系统和光盘转速控制系统。
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项目7 光盘驱动器的维护与维修
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任务1 光盘驱动器的基本结构及原理 任务2 光盘子系统常见故障 任务3 光盘驱动器及盘片的保养
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任务1 光盘驱动器的基本结构及原理
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CD-ROM是光盘中的一种，直径为12cm，存储容量可达 650MB-740MB，存贮量可达6亿个数据字符以上，如果单纯存放 文字，一张光盘相当于15万张16开的纸。以数字形式存放高质量 的声音、图像、文字、计算机程序和动画等多种媒体的数据，其 单位存储成本低。理论上可永久保存，对环境无苛刻要求，最少 保存寿命达30年以上。 一、光盘驱动器的结构 光驱由机械器件、电子器 件和光学器件三部分组成。 其结构包括光盘头、激光器、 光电检测器、光学器件和伺 服控制系统等。如图8-1所示。
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PCAV(部分恒定角速度)技术则是早期低速(12速以下)光驱采用 的 CLV( 恒定线速度，即保持单位时间读出的编码不变 ) 技术和 CAV技术的结合，读取内圈数据时用CLV方式，此时转速很快。 而当马达的速度达到一定速度向外圈读取时，则采用CAV方式 达到最大的读取速度，保持内外圈数据读取的稳定。 24X以上 的光驱都普遍采用CAV和PCAV的数据读取方式。 “一光多道”技术是激光束可以同时阅读光盘上的多条光道， 因此，它比普通的单束技术读取信息范围大。而且，它所增加 的数据传输率在整个光盘上都是恒定的。
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(3)光盘转速控制系统的目的是用来控制光盘的转速。光盘转 速的快慢是通过单位时间读出的编码多少来得知的，当读出的 编码比标定的多时，表示转速快了，反之转速慢了。因而，可 用这信号去控制光盘驱动马达的转速，使其保持在要求的速度 上。 为了获得较高的数据传输率，光驱多采用 CAV 和 PCAV 的数 据读取技术和一光多道技术。 CAV( 恒定角速度 ) 技术采用始终恒定的马达速度读取光盘数 据，使其外圈的数据传输率大大提高。高倍速光驱的标称值如 52X，是指CAV技术所能达到的最大数据传输率为 52倍速，即 7800kbit/s。
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二、CD-ROM光盘结构和盘中数据的存放方式 1．CD-ROM光盘结构 CD-ROM 光盘的直径为 4.75 英寸 (12cm) ，中心装卡孔为 15 毫米， 厚度为l.2mm，重量约为14～18g。标有字符一面为盘片的最上层， 其实是一层涂了漆的保护层；第二层是铝膜反射层，可反射激光 束；第三层是聚碳酸脂透明基片。光盘制作时，是将数据从模片 上转移到塑料基片上。将光学等级的塑料所制成的熔化树脂注入 在一个高精度的注塑模具空腔内，模具的一面是模片。 这一过程只需要几秒钟，其产品是一个 其中一面有预刻槽和数据点的塑料盘， 预刻槽用来对光道进行径向定位。然后 塑料盘载有数据的一面用溅镀法镀上一 层极薄纯铝，形成反光层。最后是在铝 表面再加上一层坚固的漆膜。这一层漆 保护铝膜不会被划伤，不会氧化，并可 作为标签印刷的工作表面。
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(2)径向光道跟踪伺服系统的目的是使激光束始终落在光盘的 光道上。由于光盘上光道很密(每英寸16000条)，若光学头的激 光束径向移动读另一光道信息时，有可能会使激光束移动到两 光道之间，而未对准光道。径向光道跟踪伺服系统采用了与聚 焦伺服系统同一个音圈电机，此电机不但可以上下移动，还可 以沿光盘径向微量移动。所以物镜也可作径向微量移动，以使 得激光束始终落在光盘的光道上。如图8-6所示。