DVD光驱结构原理.ppt

DVD光驱结构 原理 v随着DVD驱动器、碟片的不断降价以及DVD技术的日渐成熟，DVD市场 开始热起来。在这里，我们向大家简单介绍一下DVD相关知识。 v一、DVD光盘的物理结构 vDVD的英文全名是“Digital Video Disk”，即数字视频光盘或数字影盘， 是一种能存储高质量视频、音频信号和超大容量数据的光盘媒体产品。 从外观上看，DVD光盘与CD/VCD盘相似，但实质上两者之间有本质的 差别。 vCD的最小凹坑长度为0.83m，道间距为1.6m，采用波长为 780nm790nm的红外激光器读取数据，而DVD的最小凹坑长度仅为 0.4m，道间距为0.74m，采用波长为635nm650nm的红外激光器读 取数据。正因为DVD数据存放密集度远高于普通CD，虽然与CD光盘同 样大小，但DVD光盘数据容量要大很多。并且，为了保证高密度数据的 读取，DVD采用RS-PC Reed Solomon Product Code 纠错编码方式 和8/16信号调制方式，确保数据读取可靠。 v此外，按单/双面与单/双层结构的各种组合，DVD可以分为单面单层、 单面双层、双面单层和双面双层四种物理结构，因此根据容量的不同可 将DVD分成四种规格，分别是DVD-5、DVD-9、DVD-10与DVD-l8。单 面DVD盘可能有一个或两个记录层，双面DVD盘上的数据分别存放在盘 的上下两面。 v二、DVD光盘中的数据 v1.逻辑结构 v一张DVD盘总是包含一个逻辑卷。对于多层DVD盘，卷被分成与层数相 对应的分区。一个逻辑卷里的基本逻辑单元是一个逻辑扇区，它包含 2048个字节，与一个物理扇区相对应。一个卷主要包含卷及文件结构、 DVD-Video区和非DVD-Video区 该区是可选的 。视频文件放在DVD- Video区内，数据放在非DVD-Video区内，这样就可在同一张DVD盘上 存放影视内容和一般数据。 v2.数据结构 vDVD盘上有导航数据 Navigation Data，即控制播放的数据，如DVD影 片中的菜单信息 和播放数据 Presentation Data，即音频、视频、图像 等数据 两种数据结构。用户可以按照导航数据中的控制信息，观看播 放数据中的音频、视频和图像。 v三、DVD光盘的数据传输率 v与普通CD光盘150KB/s的传输率不同，DVD的数据传输率达到 1350KB/s，大约是普通CD-ROM的9倍。对于播放DVD影碟1倍速就够 了，虽然更高的数据传输率可以让播放影片时扫描更平滑，搜索数据更 快，但不能从本质上改变DVD影片的品质。而读取数据类型的DVD（如 游戏光盘），传输率是越高越好! v四、未来资料存诸主流DVD刻录 v目前CD刻录机的速度约为52倍速，但是面对数据量的剧增，特别是家 庭影音方面的需要，CD-RW刻录机所支持的刻录容量已经令许多用户难 以满意了。速度不再是重点 消费者要的是更多的储存空间，而这正是 DVD刻录切入的最佳时机! v1.格式之争 v谈到DVD刻录，不得不说说DVD刻录机。虽说都是DVD刻录机 但并不 是可以使用所的的DVD刻录盘，所刻出来的DVD光盘也不是在所有的 DVD驱动器上都能使用，因为DVD刻录机中也有规格、标准之分。由于 发起者及制定标准者的不统一，DVD刻录机主要分为DVD-RAM、DVD- RW及DVD+RW三种标准。 v(1) DVD-RAM最原始的技术是从Panasonic的PD演进而来，所以它跟 PD在技术规格上有许多相近的地方。当初Panasonic设计DVD-RAM时 ，有一个很重要的目的，就是资料读取性能要高，所以DVD-RAM并未 采用传统的光驱索引方式，而是采用非线性的存取方式，数据的格式上 与硬盘数据相类似。因此，它可以像硬盘一样对数据进行随机读写，在 各种情况下的反应速度较快，这是DVD-RAM的优势。但正是由于这种 类似硬盘的读写模式，DVD-RAM在使用前需要先快速格式化，并且使 用一段时间后，也要做文件重组工作，以提高DVD-RAM的利用率。 v兼容性差是DVD-RAM的最大缺陷，普通DVD光驱和DVD影碟机无法读 取DVD-RAM光盘，若要读取DVD-RAM光盘，必须使用DVD-RAM驱动 器。 v(2) DVD-R/RW标准由Pioneer（先锋）公司于1998年提出的。DVD- R/RW其刻录原理和普通CD-R/RW刻录类似，采用固定线性速度CLV的 刻录方式。其中DVD-R只能做一次性写入数据的操作，而DVD-RW采用 变相式（Phase Change）的读写技术，可以重复擦写数据。DVD-R因 用途的不同，还分有两种子规格：一种是专业（Authoring）DVD-R，适 合于商业用途，另一种是通用（General）DVD-R，适合普通用户使用 。它们之间的主要区别是在写入和读取时的激光波长不同，以及防止拷 贝的能力不同。普通用户购买DVD-R盘片应注意购买标有“For Data”或 “General”的光盘。 v由于DVD-R盘片的反射率和DVD-ROM相似，因此能被大多数电脑上的 DVD光驱以及多数DVD影碟机读取，兼容性问题上DVD-R具有优势（ DVD-RW要稍微差一点，一些老型号的DVD影碟机不能读取）。并且， 在目前所有的DVD刻录盘中，DVD-R盘片的价格最便宜（普通DVD-R盘 片价格在15元左右）。早期DVD-R的速度只有2倍速，DVD-RW的速度 更只有1倍速（刻录一张光盘要花费1小时左右），不过目前已经出现4 倍速的机种。 v(3) DVD+R/RW的规格是由7C（Philips/Sony/Yamaha/Mitsubishi Chemical- Verbatim/Ricoh/hp/Thomson）所主导，并不属于DVD-Forum（DVD论坛）的 正式规格。DVD+R与DVD-R相同，属于一次性写入数据；而DVD+RW和DVD- RW一样，具有重复可写的特点。DVD+R/RW采用的是CAV刻录方式，并且 DVD+RW也采取与硬盘类似的数据结构，数据的读写性能要强于DVD-RW。虽 然DVD+ RW使用也需要格式化（时间需要一个小时左右），但是由于从中途开 始可以在后台进行格式化，因此一分钟以后就可以开始刻录数据，是使用速度最 快的DVD刻录机。同时，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 无损连 接 ”技术。在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，非常适合处理视频图像的应用。 v不过，DVD-R/RW和DVD+R/RW两种规格并不兼容，造成了用户通常受DVD相 关软、硬件的设计与兼容性所困扰。因此，包括SONY、NEC等在内的厂商便针 对DVD-R/RW与DVD+R/RW不兼容的问题，提出了DVD Dual这项新规格也 就是目前称为DVDR/RW的技术。DVDRW刻录机可以同时兼容DVD-R/RW和 DVD+R/RW这两种规格，使用者就不用担心DVD刻录盘搭配的问题。不过这种 DVD刻录机也个小缺点，需要缴纳两份专利费，生产成本会增加一些，市场价 格自然也就不会很便宜了。目前SONY新一代的DVD刻录机均支持DVD Dual规 格。 v光驱的组成部分 v一、光驱的控制面板 v相对于其它多媒体设备，光驱具有较强的独立控制功能。 v1、耳机插孔 连接耳机或音箱，可输出Audio CD音乐。 2、音量 调整输出的CD音乐音量大小。 3、指示灯 显示光驱的运行状态。 4、紧急出盒孔 用于断电或其他非正常状态下打开光盘托架。 5、打开/关闭/停止键 控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。 6、播放/跳道键 用于直接使用面板控制播放Audio CD。 v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！ v二、光驱的内部结构 v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： v1、底部结构 用十字螺丝刀拧开光驱底板的四个固定螺丝，压下连在光驱面板 上的固定卡，将底板向上抬起，即可将其拆下，可以看到光驱底部固定着机芯电 路板，它包括了伺服系统和控制系统等主要的电路组成部分。 v2、机芯结构 用细铁丝插入面板的紧急出盒孔将光盘托架拉出，压下上盖板两 端的固定卡，卸开光驱面板，然后再打开上盖板，可以看光到整个机芯结构。 v（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。 v（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。 v（3）光盘托架 在开启和关闭状态下的光盘承载体。 v（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 将使包括主轴马达和激光的头组件的伺服机构都处于半加载状态中。 v其实光驱的结构远比现在介绍的要复杂，对于普通用户，在正常情况下，特别是 在产品的保修期内，建议不要经易折卸光驱。 v光驱解剖大观 v拆过光驱吗？如果你还没见过光驱的内部结构，这次您算是赶上了，我们以大白 鲨光驱为例，让大家深入其中看真点。在拆卸之前，让我们先来看看光驱的控制 面板。几乎所有的光驱其控制面板上都会设有退出/插入键、放音键（播放键） 和音量控制旋扭，玩家可以通过前者放入/退出光盘，而通过后者的按钮直接播 放CD音乐盘。 v另外，光驱控制面板上还有一个指示灯，“黑夜给了我黑色的眼睛”，玩家可以通 过它来寻找光明（观察光驱是否读盘）。由于被拆解的大白鲨光驱是IDE接口的 产品，因此其背面是IDE接口，支持ULTRA DMA/33（如图1）。看清了光驱的 外观，下面就要进行实地拆解了。 v v把铁壳拆下来仔细观看，如图3所示可以发现这款光驱采用 了全钢的机芯，而且各部部零件的精度相对都比较高。 v最大的特点之一，这款光驱没有象许多光驱那样为了节约成 本而将光驱的上夹片做在铁壳上，光驱单独做了个上夹片固 定在光驱上，这样的设计如果今后一旦碰上光驱因各种原因 灵敏度降低，调校激光头功率时的工作就变成更加简单了， 不用把光驱装来卸去的就可以顺利完成。 v拧下光驱底板上的螺钉，然后轻轻翘下底板，绿色 的PCBA印刷电路板便赫然眼前（如图4）。在 PCBA电路板右边有2个插接线分别与底座上的电机 和轻触开关相连，上边也有一个插接线与底座上的 电机相连。中间露出的部分有两条扁平的柔性印刷 线分别与下面的光头部件和主轴电机相连 v拔下所有的三条插接线和两条柔性印刷线就可以取下印刷电 路板。在电路板上可以看到电路芯片，这就是一款光驱的核 心部分：数字伺服和DSP电路（如图5），由它们来完成复 杂的光头寻迹和聚焦任务，并且把光头拾取到的调制过的信 号转为真正的0、1数字信号。 v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。 v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）。 v光头中间是个透镜，看不出来是否有镀膜，镜头四周有几个金属点，这就是磁钢 的磁极，由磁极可以形成一种特殊的磁场，而光头就是被粘在线圈上包围在磁极 的外围，通过不同的电流来控制激光光头前后左右上下移动，获得最佳的跟踪状 态和聚焦。 v在光头的侧面有个微型电位器，这个东西就是调节激光管发射功率的电位器，平 时我们常说的增大激光头发射率就是通过调整这个电位器来增大功率，延长使用 时间。不过，以我们的维修经验分析，光驱一旦被没有经验或非专业维修人员拆 开、擦拭或调校光头后，这款光驱死期也将不远。 v光驱的性能指标： v1、数据传输率 表明光驱从光盘上读取数据的快慢。 单速是指最初的光驱读取速率150KB/S 倍速指是最初光驱读取速率的多少倍的读取速率的光驱。 2、平均读取时间（Average Seek Time) 是指CD-ROM从光头定位到开始读盘的时间，一般是越小越好。不 能超过95ms。 3、缓存（CACHE或BUFFER MEMORY表示） 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。CACHE一般最少要有128K，现在的光驱一般是 256K或者512K的。缓存是越大越好。 4、光驱的容错性能 是指光驱读取质量不太好的光盘的能力，容错性能越强，光驱能读 的“烂盘”越多。 v光驱的技术发展 v一、在光驱的读取方式方面：CLV-CAV-PCAV v恒定线速度（CLV） CLV（Constant Linear Velocity,恒定线速度）,读取光 盘内圈和外圈数据时，光驱马达的转速是不同，读出的数据 传输率保持不变。 优点：光驱读取性能稳定、容错性能比较高； 缺点：浪费了 主轴的工作效率（读取外圈时降低马达速转） 恒定角速度（CAV） CAV（Constant Angular Velocity,恒定角速度）,保持光 驱马达转速恒定，其数据传输率是可变的。 优点：读盘速度不断提高；避免太多加速或减速控制，可减 少发热量。缺点：容错性能有所下降。 部分恒定角速度（PCAV） 当激光头读不出数据时，主轴速度降低一半，如果再读 不出来，再降低一半，如此反复，直到读取数据为止。 优点：即提高了速度，又兼顾了容错性能。 v最初的光驱采用“恒定线速度CLV”的读盘方式。即光驱阅读CD内圈时， CD旋转得很快，而光驱阅读CD外圈时，CD旋转速度放慢。索尼类型的 光驱就属该类。 v后来的光驱采用“恒定角速度CAV”的读盘方式，不论光驱在阅读CD的内 圈还是外圈，CD都以恒定的速度旋转。华硕、飞利浦、松下、NEC、 Aopen、三星、先锋、Acer、创新等类型的大部分光驱属该类。 v现在的光驱采用“局部恒定角速度PCAV”技术，它综合了CLV和CAV技术 的优点，在随机读取光盘时采用CLV技术，而一旦激光头无法正确读取 数据，立刻转为CAV方式减速读取。源兴、华硕、Acer、大白鲨、美达 等光驱属该类。 v二、在激光技术方面：一条激光照射一条磁道-一条激光照射多条 磁道。 v“一光多道”技术是当今CD-ROM技术的很大变革。现在除了“Kenwood” 和“大白鲨”（其实就是Kenwood的OEM）的一些系列光驱有该技术外， 其余的光存储厂商的激光技术还徘徊在“一光一道”的技术上。“一光多道” 的技术由于光束可以同时阅读光盘上的多条磁道，因此，它比普通的单 束技术读取信息的范围大。而且，由于它所增加的数据传输率在整个光 盘上都是恒定的，因此振荡很少发生。该技术对于侧重使用大容量多媒 体应用软件（程序）、3D和高级游戏的用户是最好的选择。因为这种 CD-ROM光驱在安装大容量的游戏时，速度较快，特别适合“游戏迷”“设 计迷”的使用。另外，随着3D技术的不断发展，大容量的应用程序和全 景游戏势必成为主流，所以，该类光驱发展成“牛市”。 v三、在光驱的机芯技术方面：有塑料机芯和全钢机芯两种。 v“塑料机芯”的光驱是目前国内市场中最常见的，主要原因是原料价格便 宜，容易让光驱的制造厂商获得较大的利润。但是，由于“塑料”这种原 料有在高温、高速状态下极容易老化的特点，因此，36倍速以上的“塑料 机芯”光驱，由于抗温，抗速能力弱的原因，因此在运行几个月后，“塑 料”老化，光驱就很快出现“早衰”“休克”“低速徘徊”等现象。这造成了极大 的售后麻烦。 v“塑料机芯”的光驱还有一个大问题，就是所标倍速实际倍速“名不副实”的 较多，其中有一些光驱自己声称是40或50倍速，但是，我们通过用CD 测试程序一测。发现这些光驱测出的结果和他们标榜的XX倍速有很大的 差距，甚至只是光驱上所标倍速的1/2。我前不久看见一个叫Mxxx的光 驱，盒子上写着40倍速，一测才20倍速，实在有些过分！其实现在一些 有品牌的光驱也存在这种现象，只不过老百姓手里没测试软件，所以， 被宰了也不知道，只是觉得买的光驱老是出莫名其妙的问题，比如同样 的光盘在别人的光驱上读没问题，而在自己光驱上读要不就“读不出来” ，要不就“读一半就死机”，再有甚者“干脆光盘放在光驱中，就像死了一 样，没动静”；还有一类是光盘一直在光驱里晃个不停，刮花激光头，光 驱就成了一个不读盘的光驱了。 v“全钢机芯”的光驱在国内比较罕见，这种光驱与“塑料机芯”光驱比，分量 比较重，所以在市场上购买该光驱时，只要用手掂一掂，就知道了。“全 钢机芯”的光驱在欧美国家用的较多，这类光驱比较实在，比较值，而且 由于原材料是钢材，因此，在抗高速和抗高温的方面表现强劲，这对40 倍速以上的光驱非常有用，因为在光驱的速度非常快，快到了极点的情 况下，“全钢机芯”能保证光驱的读取速度“稳、快、爽”，同时最大化地减 少机械的老化。这就象“全钢奔驰汽车”和“小面的车”同时在高速公路上高 速行驶。 v另外，由于“全钢机芯”有抗老化的特点，因此，该类光驱可以防止“早衰 ”“休克”“低速徘徊”等现象的产生。我们测试过“全钢机芯”类的光驱，它们 的“所标倍速”和“实际倍速”确实名副其实。在国外“Kenwood”、 “Plextor”“Sony”等名牌厂商都使用钢芯；在国内市场中，除了源兴光驱 曾在36速产品中采用了钢芯，而其它光驱则没有。现在市场里，44倍速 “大白鲨”光驱采用的是“全钢机芯”。“大白鲨”光驱是国内唯一的能够达到 所指定的44X倍速的“全钢机芯”的光驱。而目前，国内销售的其它40倍 速以上光驱绝大多数都为“塑料机芯”。 v国内外的销售习惯不同也许是导致“外钢内塑”格局的原因，不过，在国 内，如果我们要是发现“全钢机芯”的光驱和“塑料机芯”光驱的销售价格差 距不大的化，我们建议首选购买“全钢机芯”的光驱，因为它们对生活、 工作和商业方面的质量提高，以及对减少用户自身PC微机的老化和淘汰 率都最有帮助，最有价值。 v二、DVD-ROM的工作原理 DVD-ROM工作原理与CD-ROM差不多，也是先将激光二极管发出 的激光经过光学系统形成光束射向盘片，然后从盘片上反射回来的光束 照射到光电接收器上，再转变成电信号。 由于DVD必须兼容CD-ROM光盘，而不同的光盘所刻录的坑点和密 度均不相同，当然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。 为了兼容CD-ROM光盘，目前DVD的激光头读取方式可以分为以下 几种： v1、单光头单聚焦镜 采取一个光头和一个全息综合聚焦透镜，其激光束为645nm波长， 但透镜十分特殊。通过透镜边缘的激光束形成CD/VCD信息面的聚焦点 ，而透镜中间部分的激光束聚焦在DVD的信息面上。因只有一个透镜， 因此读取数据时不涉及到更换镜头，不占用时间，读片速度快，成本较 低，机械结构也相对简单，但此种激光头内部结构十分复杂，且读碟过 程中，因对每一种碟片来说只利用了透镜表面上的部分光束，因此读片 精度较差，且给光头带来巨大负担。目前这种读取方案主要在 Panasonic公司广泛应用。 v2、单光头双聚焦镜 使用两个焦距不同的镜片，但共用一个激光发射器和接 收器（即：共用一个激光头），通过切换透镜来获得不同焦 深以实现分别读取CD/VCD和DVD的目的，其读取信号质量 较高，但在读碟时涉及到光头的机械切换过程，因此占用读 碟时间，读碟速度较慢，噪声大，且在精密的激光头内部容 易产生机械故障，成本也相对较高。启动速度较慢、寻道时 间长、光头一物两用损耗较大。目前，TOSHIBA、安桥公 司在自己的DVD产品上采用了这项技术。 v3、双光头双聚透镜 v 即采取两套完全独立的光头，拥有两套不同焦距的透镜，采用各司 其职的信号拾取系统分别读取CD/VCD和DVD。因此读碟性能较好，另 一大优点就是能兼容CD-R和CD-RW。因CD-R和CD-RW的数据反射面 料由氰兰染料制成，对780nm的激光束反射能力很强，而对于645nm的 短波长激光束，几乎会全部吸收，而只有645nm激光束的单光头DVD是 无法兼容CD-R和CD-RW等可记录的CD盘片。但因采取双光头，因此成 本最高，且其伺服机构在读盘时有一个双光头的切换过程，占有时间， 读盘速度慢，机械系统复杂，容易出现机械切换故障。目前，Sony及日 立公司均采用这种光头技术。 v4、单光头双波长 此技术采取一个激光头，内部安装两个不同的激光发射器（相当于将两个 光头集成在一起），技术含量高，通过使用一组聚焦镜所产生的650nm和 780nm波长的激光拾取信号，来分别读取CD/VCD和DVD，在保持单光头单聚焦 镜的优势基础上更加提高了读片性能和认盘速度，又免去了因更换激光头或聚焦 镜所带来的时间占用和机械故障。且兼容性好，能很好地兼容CD-R和CD-RW。 这是一种较为新型、全面的信号拾取方案。这种读取方式最为稳定、先进。目前 ，先锋、明基等公司采用这种技术。以明基BenQ为例，推出的第十代DVD光驱- -DVP 1650P即是采取此种优良的读取技术。 v最早的光驱是单倍速的，只能用来听CD，伴随着技术的更新和发展。短 短几年的时间，以由原来单倍速光驱的不可思议到现在40倍速光驱的习 以为常，生产光驱的不同厂商相继出台，由此可见光驱将越来越占据着 重要的地位。在这如火如荼的市场竞争中，如何选择适合自己的光驱由 为重要。以下将与你来共同探讨光驱的部分小知识，从内部结构到外部 环境，以供参考。 v光盘的特征：光盘与软盘、硬盘的存储方式不同，它是将模拟数据通过 大型的CD压制机，在光盘上刻出一个个小小的坑，这些不同的凹凸槽被 激光所照射而形成不同的数据0和1。整个盘片的直径有120mm，中心有 一15mm的孔，盘片内沿有13.5mm的无数据环，在最外沿也有1mm的 无数据环，而真正存放数据的空卷只有38mm宽。在制做光盘时，激光 在1.6mm宽度的螺旋磁道上刻录出一个个小小的凹槽，每螺旋磁道间只 有1.0um宽的间距，螺旋磁道的长度可达3英里。光盘在最开始刻录的地 方称为导入区（liad-in），之后的范围称为数据区（Table-of-Contents ），在刻录完称为导出区（0lead-out）。在刻录之后，还应在上面覆盖 一铝层，保证激光束照射后可准确反射，又在铝层上再覆盖一层透光保 护层，防止铝层破损生锈。在这38mm宽度的Table-of-Contents区域中 ，数据的存储量高达635MB，但实际上且只有540MB的容量。这是因为 光盘的数据也是分扇区容纳的，每扇区有2048kb，共有270个扇区，也 就达到540MB，其他的容量是根据光盘的特性而增加的，如：在每扇区 增加6KB地址和同步数据，以使激光能准确定位；又增加288KB的错误 检测和矫正信息。 v光驱的工作原理：读取光盘数据的光束是由光驱中的激光头（激光二极 管）发射出的。它由内至外，在Table-of-Contents区域中定位，发出光 波，经过透镜进行聚焦在这些连肉眼都看不见的小坑。当光束在这些凹 凸的区域上移动时，反射的光也会随之有强弱变化。当照在凹进时，反 射光散射；当照在凸起时，反射光就会强度无改变的发射回来；当光波 照射由凹进到凸起的过程时，反射光也随之发生变化。这些反射光经过 折射镜反射到电极二极管，前两种反射光会持续一定的时间，就表示二 进制数据中的0；后一种反射光的变化就表示二进制数据中的1。然后把 这些资料传送到缓存，再一次性传输到系统中。 v寻迹和聚焦：准确的将光盘中的数据读出，直接决定的因素有激光头的 寻迹能否准确、发射的光能否聚焦。寻迹是保持光束聚焦于磁道中心。 当激光头移动到指定位置，发射的光束与磁道是正好重合，寻迹的误差 为0。如果出现偏差，实施监控的光电二极管发现两束光强弱不同，它 旁边的定位器回收到信号，然后移动激光二极管，就可将激光头定位于 磁道中心。聚焦是保持物镜和盘片之间规定的垂直距离。当发射的光束 透过物镜聚焦光盘上，反射出的光波透过折射镜打倒4个光电二极管上 ，将它们的信号叠加，形成聚焦信号。当聚焦信号为0时，才算聚焦准 确。在实际中，物镜可能发生散焦，驱动器可能受到震动，凹槽具有不 同的深度，寻迹不准确，这些都有可能导致聚焦信号的偏差-或近或远 ，在电光二极管中则显示错误，就需要调整物镜与盘片的距离。 v光驱的速度：现在有光驱主流是40X以上的光驱，但我认为标称的最大 速度并不能代表一切，而且大家知道，CD-ROM的主要功能是存储数据 信息，在普通使用中能够体现出光驱速度优势的地方无疑是大容量数据 的传送，而其间速度差距所带来的效率差异是不大的。而多媒体功能（ 如欣赏CD、观看VCD）对光驱的要求更低，4X就可满足要求了。当然 啦，现在想在市场上买2X或者是4X的光驱是根本买不到的了。既不要花 冤枉钱去追求高速，也不要为省银子而购买过时货，跟随主流就可以了 。当然在各个方面都表现优秀，而价格也不比一般主流产品贵出很多的 高速CD-ROM，仍然很值得购买。 v传输率的局限：做为消费者最为关心光驱的就是速度，数据传输率就直 接决定光驱的速度。光驱以由原来的单倍速到现在的24倍、32倍、34倍 、40倍、50倍速等，传输数据也就越来越快。“国际电子工业联合会“将 数据传输率为150KB/s定成单速光驱，32倍速也就是4800KB/s，40倍速 就是6000KB/s，也就是传输率达6MB/s，比有的用户的硬盘传输率还要 高。但在实际的情况中，由硬盘来拷数据总比用光驱传输来得快。为什 么？这是生产光驱的技术不足造成的，在低倍速光驱采用恒定线速度技 术（CLV技术），它是为了保持数据传输率的不变，而改变旋转光盘的 电机速度（那时速度并不很高）。这样在光盘的不同区域或内外沿的数 据传输就可以保持不变。随着发展，数据传输率的提高必也提升电机的 旋转速度，电机在这样的高速度旋转下不断变速，老化速度非常快，导 致光驱寿命降低，稳定性差。为了克服电机变速的缺点就有了恒定角速 度（CAV技术），它是保持了电机旋转速度的一致，避免不断变速，读 取内沿数据比外沿数据要慢得多速度，旋转速度得以快速提高，并增加 光驱的使用寿命。现在有的生产商采用了PCAV技术，它结合了CLV和 CAV两种技术，在读取外沿时用CAV技术，在内沿用CLV技术来读取数 据，提高整体上的速度。 v平均搜寻时间：这也是衡量光驱速度的另一重要标准，它是指激光头定 位并读取数据所需的平均时间。这段时间主要指激光头寻找并移动到指 定的资料位置，再发射光波到反射光波经过折射输出到解码电路，再传 送到光驱的缓冲区。一般在查阅光盘上的电子词典特别明显。这时间虽 不长，只有不到一秒（有的100ms、90ms、80ms），但却影响整体速 度，可反应出光驱的性能。如若有条件在购买时可用光驱测试仪进行测 试。在购买光驱时附带的说明书上有说明，竟请留意。 v光驱的缓存：光驱中的电机旋转速度不可能无限的扩大，可用光驱的缓 冲区来加以弥补速度上的不足。原来的缓存有的64KB、128KB、256KB ，现在已达到了512KB，甚至可能达到1MB，各个厂家根据不同的情况 而定，因为缓存的多少会增加成本，提高光驱的价格。光驱把解码电路 的信号，输出到系统的数字电路上。缓存就是在此路上提供了一暂存空 间，以便可一次性传送，减少对光盘数据的反复读取，速度更快。这在 读取小型文件和随机文件可以明显看出效果。 v光驱的纠错能力：现在市场的D版光盘、水货令人难以辨别，这就对光 驱的生产商在纠错能力上有一挑战。现在光驱的纠错能力的好坏很难有 一固定标准，通常方法就是在买光驱时放一张“烂盘“，看光驱能否顺利 读过，这样来辨别光驱的纠错能力。但这并不能全面说明光驱的好坏， 一般光驱在出厂时，性能都不错。有的加大激光功率来达到纠错的目的 ，时间一长，电机老化速度快，性能大幅度降低，光驱的使用寿命将减 短。当然有一些光驱的生产商采用先进的纠错技术和较好的伺服系统， 加上中等的激光功率，保持良好的纠错能力 v占用CPU的资源：当有一光盘放入高倍速光驱中时，有的会有一小会时 间跟死机一般，这是光驱对CPU资源的占用率太高，导致CPU来不及响 应其它的要求；并在执行中需维持光驱随时被读取的准备，也要占用 CPU资源。整体系统受到巨大影响。一般是因为数据的传输模式，可分 为PIOM（PIO-Mode）4、DMA2、UDMA/33（ULTRA-DMA/33）模式 ，PIOM4和DMA2模式的数据传输率为16.6MB/s，UDMA/33模式为 33.3MB/s，更重要的是可以提高I/O（输入/输出）系统的速度和减少I/O 系统运行时对CPU资源的占用率。现在已出现UDMA/66模式，数据传输 率为66MB/s，但须有主板和接口等支持。（使用Ultra DMA方式，得保 证系统已经安装了Bus Master IDE的驱动程序）。还有，不同的插口对 CPU的资源占用也会有所不同，一般SCSI插口比IDE插口占用CPU的资 源要少得多，因为SCSI插口数据传输率大。但SCSI插口成本高，比较 昂贵，买的人也不多。 v光驱的稳定性：有时买回光驱之后，使用的很不错。但好景不长，很快 光驱的性能大幅度下降，读盘能力大不如以前。当然光驱在使用中磨损 ，光敏元件产生偏差，会导致定位系统的灵敏度下降。但稳定性能强的 光驱也不少，这取决于生产商的材质、工艺技术。同品牌不同产地、不 同的生产型号也会有所不同。这种情况在购买时也无法觉察到，所以要 进行市场咨询,相互比较各种光驱，进行测试，选择适合自己的光驱 v噪音和震动：光驱始终在高速度的旋转下工作，34倍速的光驱在一秒之 内旋转6000多转，比有的硬盘旋转还要快。在这样的高速度运作下，产 生噪音（破空之声）和震动也就不会有疑了。还有变形的光盘、可录位 密度不均和有损伤的光盘也会引起光驱的震动和噪音。在震动时激光头 扫描定位困难，容易刮花激光头（因为激光头和光盘的距离很近，在震 动时容易产生碰撞）。为了解决问题，各个生产商各显神通，如：华硕 采用了双油压动态减震系统，钻石系列使用ABS光珠平衡系统，宏基采 用悬挂减震系统，大大降低了光驱的噪音和震动。有的使用消音棉来减 少噪音。在购买时也可试一下，听听动静。 v光驱的发热：光驱集合机械控制、光学感测、与电子技术的精密设备， 持续高速旋转或不断进行搜寻动作的光驱会产生高温，这会让激光头无 法精确定位，光盘上的化学介质也会有所改变，因而会导致反复读取数 据，在外部来看就是读盘中有问题。在购买时进行测试时，可用手摸摸 刚从光驱中拿出的光盘，若很烫，就要考虑一下。 v光驱的驱动程序：在不同生产商，光驱的原理和构造基本相同，但仍有 一些不同。自己光驱的驱动程序不一定会在另一部光驱中使用，使用自 己的驱动程序会减少不少麻烦。还有光驱应接在主板IDE的第二接口上 ，并把它跳成主盘，这样能提高光驱的整体性能，一定程度上也能提升 光驱的纠错能力。 v盗版光盘的危害：在了解光驱的工作原理之后，就可以知道盗版光盘在 刻录、工艺和材质上不过关，若在刻录坑时，高低相近或密度不均，反 光膜又薄，以导致反射在光敏电阻上的光弱，输出的数字信号弱，满足 不了光敏电阻的感应范围，就造成光驱读不了盘。这就得加大激光头的 激光功率，降低光驱的使用寿命。还有盗版光盘在运输中发生磨擦，产 生划痕、变形，在光驱读取时产生激光头定位偏差，造成反复读取数据 。对光驱来说是一酷刑。 v独特技术： v不少厂商为了突出自己的产品，设计了不少独特的技术嵌入 到DVD-ROM当中，起到调速、提高读盘能力、延长寿命、 降噪、降温、减震等作用。 v1、延长寿命技术：不少DVD-ROM采用全钢机芯或者抗老 化液压轴承。它们具有耐热，不容易变形等特点，使光驱的 寿命大幅延长，并且增加了自重，避免了因自重不足而产生 共振现象， v2、减震技术：减震技术利用动态阻尼器和抗震装置吸收光 驱主轴电机在高速旋转时所产生的震动，使内部作用力相互 抵消以避免精密的光头组件因震动过大而损坏和读取数据时 定位的不准确，同时也可以有效地抑制那些密度不均匀或扭 曲变形的光盘带来的震动，使得光驱能在一个稳定的状态下 工作，获得更好的读盘效果和更长的使用寿命。 v3、降噪技术：因流场产生的噪音是气流在高速流动过程中受到阻碍、 产生压力而急遽变化所产生的，光驱倍速越高，噪音问题越难解决。降 噪技术来源于将托盘面设计成平顺曲面, 避免有突出物和狭缝干扰流场； 另一方面由于托盘上四根卡勾的下方一定要有破孔，在破孔下方设计出 四面墙，让气流在初流此处时堆积下来，接下来的气流由于受限于前方 气流的堆积，因而无法窜至托盘下面，只能顺着切线方向前进，达到良 好的减噪效果。 v4、提高读盘能力技术：智能调速技术是目前改善光驱纠错性的一个折 中解决办法，它以牺牲一些光驱传输速度来换取光驱纠错性能的提高。 以前很多光驱都采用降速功能键，当光驱读盘纠错能力不高时，通过手 动调节转速来控制噪音和提高读盘能力。它的工作原理是把盘片反射光 的讯号经过人工智能芯片判断，再经伺服系统来调节速度以及激光头聚 焦方式，保证了光驱的寿命和读盘的稳定性。 v5、降温技术：有些DVD-ROM内部部分采用超导体散热材料 SMT(Superconductive Microtherm Technology)，通过高效率的热传导 功能有效降低碟片高速旋转产生的高热量，始终保持光碟机内部及碟片 处于低温状态。 v v在电脑上放DVD影碟的方法共有两种，一种是利用解码芯片，如C- Cube公司的CLM4400和CLM4700系列，进行MPEG II的解压缩；一种 是用软件模拟，例如SoftDVD、XingDVD、PowerDVD等等。就象以前 的软解硬解VCD的道理一样。利用硬件解的效果当然要好一些，画面的 输出清晰、稳定，音效也比较好，同时硬解压卡上一般还带SP/DIF接口 提供AC3信号输出，我们可以外接AC3声音系统。例如我这块 Creative的Dxr2就是这幺一块DVD硬解压卡。它用的就是CCube的解 码芯片，支持MPEG II、MPEG I、DVD 1.0视频回放；支持AC3音效 输出；最大支持1280*1024全屏幕分辨率，它还带了一个2倍速的DVD ROM。这块卡的解压效果就非常好，除了很完美的DVD画面效果外，它 的音效也尤为值得称赞，它支持AC3的立体声模拟，在普通的音箱上 就能基本上有很好的三维音效，我的一对60W音箱就得到了相当出色的 声音效果，这让我吃惊。在区域码的问题上，解压卡同DVD机的解决方 式一样也分区域销售，中国区卖的卡只能看中国区的电影。这块卡还算 不错，它提供你5次修改区码的机会，一旦改过5次后就不能再改了。 v 用软件方式解压MPEG II则是近期才开始兴起的。因为 MPEG II自身的特点，除非你有很强大的CPU，否则很难靠 软件方式解压。这与以前的软解VCD很相似。但随着现在 Pentium II和K62的日益普及，软解DVD并不是什幺难事 了。另外目前新推出的显卡也都内建了MPEG II解压的线路 ，这使得软解DVD的效果几乎可以和硬解相媲美。我曾经用 内建MPEG II解压线路的SiS 6326加速卡和PowerDVD软件 配合解压，它的画面效果可以说跟Creative的Dxr2基本差不 多，不过它的音效要比硬解差的多，基本没体现出DVD的特 色，但做到这一点已经很不容易了，你想想，你除了DVD ROM可是多余的一点都没有投入啊。另外据说现在已经有 软件可以模拟AC3音效，不知是那一款DVD软件。不管怎 幺说，软解DVD必然是今后的一个发展方向。其实软解DVD 最大的好处还不在于此，而是它的全区码解压，由于它是软 件模拟方式，区码问题很容易被解决的，所以幺我的软 件就是全区码的 v四、DVD光盘的物理结构 v DVD光盘与CD-ROM光盘的外观很相似，直径为120mm、厚度为 1.2mm，它是由两层基底组成，每片基底的厚度均为0.6mm。CD的最小 凹槽长度为0.834m，道间距为1.6m，采用波长为780nm790nm的 红外激光器读取数据，而DVD的最小凹槽长度仅为0.4m，道间距为 0.74m，采用波长为635nm650nm的红外激光器读取数据。由于基片 上的凹槽更细、道间距更小，所以数据存储量比CD-ROM大得多。DVD 的存储方式主要有两种，即单面存储和双面存储，而且每一面还可以存 储两层资料，其主要存储方式有四种物理结构：单面单层(DVD-5)的存 储容量为4.7GB、单面双层(DVD-9)的存储容量为8.5GB、双面单层 (DVD-10)的存储容量为9.4GB、双面双层(DVD-18)的存储容量为17GB 。 对于单面而言，只有在基层的下层存放数据，上层基底没有存放数 据。对于双面而言，上下层基底均存放有数据。在读取数据时有两种方 法：一种是读完一面之后，将盘从光驱之中取出，翻面之后再放入光驱 中继续读取第二面的数据；另一种是在光驱中装有两个激光头，分别从 盘的上下两面读取数据，或者只装有一个激光头，在读完第一面时可以 自动地跳到另一面继续读取。双层是指将两层盘叠加一起，下层是反射 层，透过它可以读取上层的数据。读取下层时总是从内圈开始，并从里 往外；读完下层后再读上层。读取上层有两种方法：一种是逆光道路径 OTP(Opposite Track Path)，即读上层盘时从外圈开始，并从外向里移 动；另一种是顺光道路径PTP(Parallel Track Path)，即读上层时从内圈 开始，并从里向外移动。 v三、DVD的特点 v 1.DVD光盘的生产成本极低，是最符合经济效益的大型资料储存媒体。 v 2.DVD光盘虽然与CD光盘的大小均为12cm，但DVD具有4.7GB17GB四种不同大 小的存储容量。最小的单面单层DVD光盘的容量为4.7GB是CD-ROM 光盘的7倍左右，是 3.5英寸软盘的3000多倍，能够存放长达133分钟的高品质影音资料。 v 3.DVD采用国际通用的MPEG-2数字动态影像压缩技术，画质超越录影带、LD，可播 放高分辨率的超高画质动态影像。 v 4.DVD采用当今最流行的两种数字环绕音效规格杜比AC-3和DTS，让用户在家中 就能享受顶级电影院才有的环绕音效效果。 v 5.DVD提供多种电视屏幕比例的选择，另外也可以挑选不同剧情版本的影片以及选择 从何种角度去观赏影片，让用户享受到前所未有的影音观赏乐趣。 v 6.DVD可以收录多达8种不同语言的配音，另外也可以提供32种不同文字的字幕，让 我们在选择影片语言和文字方面获得最大的弹性。 v 7.DVD的音源采样频率高达192KHz，是目前CD的2倍以上，用户在享受超高画质动 态影像的同时，还能够聆听到超高音质。 v 8.DVD能够实时跳到某一个片段，不像录放影带那样需要向后倒带或向前快转寻找想 要看的片段。 v 9.DVD除了提供原音重现的功能之外，还能提供实时文字信息和影像画面，让用户能 够对单纯的音乐储存媒体进行多元化应用。 v 10.各种应用层面的DVD影碟机和DVD驱动器，都能够部分或全部彼此拥有兼容性， DVD驱动器也可读取CD-ROM光盘。 v第一区(Region1)美国、加拿大、东太平洋岛屿。 第二区(Region2)日本、西欧、北欧、埃及、南非、中东。 第三区(Region3)中国台湾、中国香港、南韩、泰国、印尼等东南亚国家和地区。 第四区(Region4)澳洲、新西兰、中南美洲、南太平洋岛屿。 第五区(Region5)俄罗斯、蒙古、印度半岛、中亚、东欧、北韩、北非、西北亚一带等。 第六区(Region6)中国大陆 v五、DVD的加密防拷技术 v 现在的DVD加密防拷技术主要有“数字防拷保护”和“类比信号保护系统”两种。 1.数字防拷保护 CSS(Content Scrambling System，数字防拷保护) 就是所有存入DVD影片内容的数据都要经过编码程序，而要播放这些影片数据必须先 经过解码才能播放。也就是我们经常听到的区域码限制，它的作法就是将DVD上面的资料 加以锁码与分区，所以任何解压缩的设备(不论是硬件解压缩，软件解压缩或是半软半硬解 压缩)，都必需经过CSS的认证与授权，才能将CSS译码器放到产品上进行合法的使用。 从理论上讲，在美国发行的第一区DVD光盘就无法在中国销售的第六区DVD上播放 。不过，只有美国八大电影公司出版的DVD影片才有这样的限制，而非DVD原始规格的规 定。也就是说，非美国八大电影公司出版的DVD影片都没有区域限制，一般称为自由区域 码(Free Region Code)或称全区片。六大区域码分别是： v2.类比信号保护系统 APS(Analog Protection System，类比信号保 护系统) 可以防止用DVD播放机进行拷贝。它主要是通 过一颗Macrovision 7的芯片，在影像数据中加入特 殊信号，这个特殊信号不断变化录像设备的自动增 益控制线路数值(Automatic Gain Control：AGC)来 防止拷贝。所以如果使用者硬把画面录下来的话， 得到的结果将会是一个忽明忽暗、变化不定、根本 无法观看的画面。类比加密防拷设备还有一个限制 ，那就是这类设备及其所用到的电视输出零件都必 需经过Macrovision7的认证与授权。 v光驱日常维护十法 v家用电脑、CD、VCD、超级VCD以及现在的DVD都装有光盘驱动器， 人们称之为光驱。 而光驱是一个非常娇贵的部件，再加上使用频率高， 它的寿命的确很有限。因此，很多商家对光驱部件的保修时间要远短于 其它部件。影响光驱寿命的主要是激光头，激光头的寿命实际上就是光 驱的寿命。延长光驱的使用寿命，具体有以下十法： v一、保持光驱、光盘清洁 v光驱采用了非常精密的光学部件，而光学部件最怕的是灰尘污染。灰尘 来自于光盘的装入、退出的整个过程，光盘是否清洁对光驱的寿命也直 接相关。所以，光盘在装入光驱前应作必要的清洁，对不使用的光盘要 妥善保管，以防灰尘污染。 v二、定期清洁保养激光头 v光驱使用一段时间之后，激光头必然要染上灰尘，从而使光驱的读盘能 力下降。具体表现为读盘速度减慢，显示屏画面和声音出现马赛克或停 顿，严重时可听到光驱频繁读取光盘的声音。这些现象对激光头和驱动 电机及其它部件都有损害。所以