Приводи для компакт дисків

Привід оптичних дисків

У компютері, дисковод оптичних дисків (ODD) є диск, який використовує лазерне світло або електромагнітні хвилі в межах або поблизу видимої світловий спектр як частина процесу читання або запису даних на або з оптичних дисків. Деякі приводи можуть читати тільки з дисків, але останні, як правило, диски читачів і рекордерів, які також називаються пальниками чи письменників. Компакт-диски, DVD, і Blu-ray дисків є загальними типами оптичних носіїв, які можуть бути лічені і записані такі диски. Оптичний привід це загальна назва; диски, як правило, описується як "CD», «DVD» або «Blu-ray", а потім "диск", "письменник" та ін.

Оптичний диск є невід'ємною частиною автономної споживчі техніки, таких як програвачі компакт-дисків, DVD-плеєри та рекордери DVD. Вони також дуже широко використовується в комп'ютерах, щоб читати споживчі програмні забезпечення і засоби масової інформації розподілених на диску, а також для запису дисків для архівних даних і обміну. Гнучкі диски ємністю 1,44 Мб, стали застарілими: оптичні носії дешеві і мають значно вищий потенціал для обробки великих файлів.

Історія

Перший лазерний диск, продемонстрований в 1972 році, був створений LASERVISION 12-дюймовий відео диск. Відеосигнал був створений у вигляді аналогового форматі,форматі, як відеокасети. Перший цифровий запис оптичних дисків був створений 5-дюймовий аудіо компакт-диск у (CD) форматі, тільки для читання створився Philips і Sony в 1975 році. П'ять років по тому, ті ж дві компанії ввели цифрове рішення для зберігання даних для комп'ютерів цього ж розміру диск під назвою CD-ROM.

Лазер та оптика

Найважливіша частина приводу оптичних дисків оптичний шлях, поміщений в пікап голови (PUH), як правило, складається з напівпровідникового лазера, лінзи для направлення лазерного променя, і фотодіодів виявлення відбиття світла від поверхні диска.

Спочатку, CD-лазери з довжиною хвилі 780 нм були використані, будучи в інфрачервоному діапазоні. Для DVD, довжина хвилі була зменшена до 650 нм (червоний колір), а довжина хвилі для дисків Blu-ray був скорочений до 405 нм (фіолетовий колір).

Два основних сервомеханизмів використовуються, щоб підтримувати правильну відстань між об'єктивом і диском, а також забезпечити лазерний промінь фокусується на невеликій лазерній плямі на диску. Другий сервопривід переміщує головки по радіусу диска, зберігаючи промінь на різьбі, безперервної спіралі даних шляху.

На тільки для читання засобів масової інформації (ПЗУ), в процесі виробництва паз, виконаний з кар'єрів, натисканні на плоскій поверхні, звані землі. Оскільки глибини ями становить близько однієї чверті до однієї шостої довжини хвилі лазера, фаза відбитого променя зміщена по відношенню до падаючого пучка зчитування, в результаті чого взаємне деструктивної інтерференції і зменшення інтенсивності відбитого пучка. Це виявляється фотодіодів, що вихідний електричний сигнал.

Рекордер кодує дані на записуваний CD-R, DVD-R, DVD + R або BD-R диску (так званий порожній) шляхом вибіркового нагрівання частин органічного шару барвника за допомогою лазера . Це призводить до зміни відбивної здатності барвника, тим самим створюючи знаки, які можна читати, як ями і приземляється на штамповані диски. Для записуваних дисків, процес є постійним, і засоби масової інформації можуть бути записані тільки один раз. У той час як читання лазерних зазвичай не сильніше, ніж 5 мВт, лазерного запису значно потужнішим. Чим вище швидкість запису, тим менше часу Лазер повинен нагріти місце носія, при цьому його потужність повинна збільшуватися пропорційно. DVD пальників лазерів часто пік приблизно 200 мВт, або в безперервному і бобові, хоча деякі були змушені до 400 мВт до діода не вдається.

Для перезаписуваний CD-RW, DVD-RW, DVD + RW, DVD-RAM, або BD-RE інформації, лазер використовується для розплавлення кристалічного сплаву металу в шарі запису диска. Залежно від кількості енергії, прикладні, речовина може бути дозволено розплавити тому (змінити фазу назад) в кристалічній формі або вліво в аморфній формі, що дозволяє знаки різної відбивної повинен бути створений.

Двосторонній носій можуть бути використані, але вони не так легко доступні за допомогою стандартного приводу, так як вони повинні бути фізично передані доступ до даних на іншій стороні.

Двошаровий (DL) засобу масової інформації мають два незалежних шара даних, розділених полуотражающій шар. Обидва шари доступні з одного боку, але вимагають оптики змінити фокус лазера. Традиційні один шар (SL) записувані носії виробляються з спіральної канавки в формованих захисним шаром полікарбонату (не в шарі запису даних), вести і синхронізації швидкості записуючої головки. Двошарове записуваний мати: перший шар з полікарбонату (невеликий) канавці, перший інформаційний шар, полуотражающій шар, другий (спейсер) полікарбонату шар з іншим (глибиною) канавки, і другий шар даних. Перший спіральний паз зазвичай починається на внутрішній стороні і тягнеться назовні, а другий паз починається на зовнішній кромці і проходить всередину.

Деякі диски підтримують LightScribe Hewlett-Packard фототермічна технології друку для маркування дисків зі спеціальним покриттям.

Роторний механізм

Обертальний механізм в оптичному диску значно відрізняється від такого в жорсткому диску, що в останньому випадку зберігає постійною кутовою швидкістю (CAV), іншими словами, постійне число обертів на хвилину (RPM). З CAV, більш високу пропускну здатність, як правило, досяжні на зовнішній диск в порівнянні з внутрішнім.

З іншого боку, оптичні диски були розроблені з припущенням досягнення постійної пропускної здатності, в CD-диски спочатку рівною 150 Кбіт / с. Це була важлива функція для потокової передачі аудіоданих, які завжди, як правило, вимагають постійного бітрейта. Але щоб переконатися у відсутності ємність диска не було витрачено даремно, голова була передавати дані на максимальній лінійної швидкістю в усі часи теж, чи не сповільнюючи на зовнішньому ободі диска. Це призвело до оптичних приводів-донедавна-працює з постійною лінійною швидкістю (CLV). Спіральну канавку диска проходила під голову з постійною швидкістю. Наслідком CLV, на відміну від CAV, що диск кутова швидкість більше не постійний, а шпиндель необхідно, призначений для зміни його швидкості між від 200 оборотів на зовнішній обід і 500 оборотів на внутрішній.

Пізніше приводів компакт-дисків зберігається парадигми CLV, але розвивалися, щоб досягти більш високих швидкостей обертання, популярно описано декілька базових. У результаті 4 × диску, наприклад, обертався б 800-2000 оборотів в хвилину, при передачі даних стабільно при 600 КБ / с, що дорівнює 4 × 150 КБ / с.

Для швидкості × DVD, підстава або 1 1,385 Мб / с, рівна 1,32 Мб / с, приблизно в 9 разів швидше, ніж базова швидкість CD. Для Blu-Ray дисків, Базова швидкість 6,74 Мб / с, рівна 6,43 Мб / с.

Оскільки підтримка постійної швидкості передачі даних для всього диска не так важлива в більшості сучасних застосувань CD, чистий підхід CLV довелося відмовитися зберегти швидкість обертання диска безпечно низьким при максимальній швидкості передачі даних. Деякі приводи працюють у частковому CLV (PCLV) схемою, за рахунок переходу від CLV до CAV тільки тоді, коли обертання понад установлений ліміт. Але перехід на CAV вимагає значних змін в дизайні апаратної, так що замість дисків використовуються самі зональні постійною лінійною швидкістю (Z-CLV) схеми. Таким чином можна розділити диск на декілька зон, кожна з яких має свій власний постійною лінійною швидкістю. Z-CLV рекордер потужністю "× 52", наприклад, буде писати в 20 × на самій внутрішній зоні, а потім поступово збільшувати швидкість кількома дискретними кроками до 52 × на зовнішньому ободі. Без більш високих швидкостях обертання, збільшилася продуктивність операцій читання може бути виконана до читання одночасно більше однієї точки даних канавку, [4], але диски з такими механізмами є дорожчими, менш сумісні, і дуже рідко.

Механізм

Поточні оптичні диски використовують або піднос механізм завантаження, де диск завантажується на моторизованих або ручних завдань або щілинної механізм завантаження, де диск ковзнув у щілину і притягнутий у моторизованих роликів. Щілинним завантаженням дисків мають той недолік, що вони не можуть приймати саму меншу 80 мм дисків або будь-яких нестандартних розмірів, проте, Wii, завдяки зворотній сумісності з Nintendo GameCube гри, [6] і PlayStation 3 ігрові приставки , здається, перемогли цю проблему, тому що вони в змозі завантажити стандартні DVD-диски розміром 80 мм і дисків в тому ж щілинним завантаженням диска.

Невелика кількість моделей приводів, в основному компактні портативні пристрої, мають вертикальним завантаженням механізм, в яких привід кришка відкривається вгору, а диск встановлений безпосередньо на шпиндель (наприклад, всі PlayStation One консолі, програвачі компакт-дисків, і деякі автономні, цифрові CD оснащені вертикальним завантаженням дисків).

Ці іноді мають перевагу використання підпружинених шарикопідшипниках тримати диск на місці, зводячи до мінімуму пошкодження диска, якщо привід переміщається, коли він розкручується.

Деякі ранні CD-ROM приводи, механізм, де компакт-диски повинні були бути вставлені в спеціальні картриджі або кедді, дещо схожа на 3,5 "дискети. Це було призначене для захисту диска від випадкового пошкодження, укладаючи її у важких пластиковий корпус , але не набули широкого поширення через додаткових витрат і проблем сумісності, таких дисків буде також незручно вимагають «голі» диски вручну вставляється в відкривається Caddy перед використанням. Ultra Density Оптичний і диск універсальний медіа використовувати оптичні дискові картриджі.

Комп'ютерні інтерфейси

Цифровий аудіо вихід, аналоговий аудіо вихід, і паралельний інтерфейс ATA.

Більшість внутрішніх дисків для персональних комп'ютерів, серверів і робочих станцій призначені для установки в стандартний 5,25 "відсік і підключити до господаря через інтерфейс SATA або ATA. Крім того, можуть бути цифровими і аналоговими виходами для аудіо Червоної Книги. Виходи можуть бути підключені через кабель заголовка для звукової карти або материнської плати. Свого часу, комп'ютерні програми нагадують CD програвачі контролюється відтворення компакт-диска. Сьогодні інформація витягується з диска, як дані, для відтворення або перетворені в інші формати .

Зовнішні жорсткі диски, як правило, мають USB або FireWire інтерфейси. Деякі портативні версії для ноутбуків енергоспоживання себе за батареї або від їх інтерфейс шини.

Диски з інтерфейсом SCSI були зроблені, але вони менш поширені і, як правило, дорожче, через високу вартість їх набори мікросхем інтерфейс, більш складні SCSI роз'єми і невеликим обсягом продажів.

Коли привід оптичних дисків була вперше розроблена, це не було легко додати до комп'ютерних систем. Деякі комп'ютери, такі як IBM PS / 2 були стандартизації на 3.5 "дискети і 3,5" жорстких дисків, і не включають в себе місце для великого внутрішнього устрою. Крім того, IBM ПК і клонів спочатку включається тільки одного (паралельно) ATA інтерфейс приводу, яка до того часу, CDROM була введена, вже використовується для підтримки двох жорстких дисків. Чи не Ранні ноутбуки просто не залишалося вбудований високошвидкісний інтерфейс для підтримки зовнішніх пристроїв зберігання.