光驱机电原理分析.doc

光驱机电原理分析新传学院广播091班 200900234117 许文君通常，一个普通的光驱主要由一下几个部分组成：主体支架、光盘托架、激光头组件、电路控制板等，如图所示。其中，激光头组件的地位最为重要，可以说是光驱的心脏，激光头实际上是一个组件，具有主轴电机、伺服电机、激光头和机械运动部件等结构。而激光头则是由一组透镜和光电二级管组成。在激光头中，有一个设计非常巧妙的平面反射棱镜。当光驱在读光盘时，从光电二极管发出的电信号经过转换变成激光束，再由平面棱镜反射到光盘上，由于光盘存在凹凸不平的小坑，因此她们接受激光束时所反射的光也有强弱之分，这时反射回来的光再经过折射，由光电二极管变成电信号，经过控制电路的电平转换，变成只含0、1信号的数字信号，计算机就能够读出光盘中的内容了。光驱是一个结合光学、机械、电子及计算机技术的产品，体现机电一体化的设计理念，其涉及的机械电子系统丰富，其相关的机电理论仍然为许多工业系统所采用。在光学和电子结合的方面，激光光源来自于一个激光二极管，它可以产生波长约0.54-0.68微米的光束，经过处理后光束更集中且能精确控制，光束首先打在光盘上，再有光盘反射回来，经过光检测器捕获信号，检测器所得到的信息只是在光盘上凹凸点的排列方式，驱动其中有专门的部件把它转换并进行校验，然后才能得到实际数据。光盘在光驱中高速运转由相应的直流无刷电机及相应的控制和驱动电路实现，激光头在伺服电机和相应电路的控制下通过螺杆、滑杆等构件实现，体现机械和电子的结合。在激光头读取数据的整个过程中，寻迹和聚焦直接影响到光驱的纠错能力以及稳定性。寻迹就是保持激光头能够始终正确地对准记录数据的轨道。当激光束正好与轨道重合时，寻迹误差信号就为0，否则寻迹信号就可能为正数或者负数，激光头会根据寻迹信号对姿态进行适当的调整。如果光驱的寻迹性能很差，在读盘的时候就会出现读取数据错误的现象，最典型的就是在读音轨的时候出现的跳音现象。所谓聚焦，就是指激光头能够精确地将光束打到盘片上并受到最强的信号。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到4个光电二极管上。它们将信号叠加并最终形成聚焦信号。只有当聚焦准确时，这个信号才为0，否则，它就会发出信号，矫正激光头的位置。聚焦和寻道是激光头工作时最重要的两项性能，我们所说的读盘好的光驱都是在这两方面性能优秀的产品。目前,市面上英拓等少数高档光驱产品开始使用步进马达技术,通过螺旋螺杆传动齿轮，使得1/3寻址时间从原来85ms降低到75ms以内，相对于同类48速光驱产品82ms的寻址时间而言,性能上得到明显改善。而且光驱的聚焦与寻道很大程度上与盘片本身不无关系。目前市场上不论是正版盘还是盗版盘都会存在不同程度的中心点偏移以及光介质密度分布不均的情况。当光盘高速旋转时，造成光盘强烈震动的情况，不但使得光驱产生风噪，而且迫使激光头以相应的频率反复聚焦和寻迹调整，严重影响光驱的读潘小过于使用寿命。在36X-44X的光驱产品中，普遍采用了全钢机芯技术，通过重物悬垂实现能量的转移。但面对每分钟上万转的高速产品，全钢机芯技术显得有些无能为力，市场上已经推出了以ABS技术为核心的英拓等光驱产品。ABS技术主要是通过在光盘托盘下配置一副钢珠轴承，当光盘出现震动时，钢珠会在离心力的作用下滚动到质量较轻的部分进行填补，以起到瞬间平衡的作用，从而改善光驱性能。相对于读盘速度而言，光驱的容错性显得更加重要。或者说，稳定的读盘性能是追求读盘速度的前提。由于光盘是移动存储设备，并且盘片的表面没有任何保护，因此难免会出现划伤或沾染上杂物质情况，这些小毛病都会影响数据的读取。为了提高光驱的读盘能力，厂商献计献策，其中，“人工智能纠错（AIEC）”是一项比较成熟的技术。AIEC通过对上万张光盘的采样测试，“记录”下适合他们的读盘策略，并保存在光驱BIOS芯片中。以方便光驱针对偏心盘、低反射盘、划伤盘进行自动的读盘策略的选择。由于光盘的特征千差万别，所以目前市面上以英拓为首的少数光驱产品还专门采用了可擦写BIOS技术，使得DIYer可以通过在现方式对BIOS进行实时的修改，所以说Flash BIOS技术的采用，对于光驱整体性能的提高起到了巨大的作用。 光驱为了提高容错能力，提高了激光头的功率。当光头功率增大后，读盘能力确实有一定的提高，但长时间“超频”使用会使光头老化，严重影响光驱的寿命。一些光驱在使用仅三个月后就出现了读盘能力下降的现象，这就很可能是光头老化的结果。这种以牺牲寿命来换取容错性的方法是不可取的。那么，如何判断您购买的光驱是否被“超频”呢？在购买的时候，你可以让光驱读一张质量稍差的盘片，如果在盘片退出后表面温度很高，甚至烫手，那就有可能是被“超频”了。不过也不能排除是光驱主轴马达发热量大的结果。CD-ROM速度的提升发展非常快，去年24X产品还是主流，如今48X光驱也已经逐步普及了。值得注意的是，光驱的速度都是标称的最快速度，这个数值是指光驱在读取盘片最外圈时的最快速度，而读内圈时的速度要低于标称值，大约在24X的水平。现在很多光驱产品在遇到偏心盘、低反射盘时采用阶梯性自动减速的方式，也就是说，从48X到32X再到24X/16X，这种被动减速方式严重影响主轴马达的使用寿命。值得庆幸的是，笔者最近倒是在英拓光驱上找到了“一指降速”的功能设置。按住前控制面板上Eject键2秒钟，光驱就会直接地从最高速自动减速到16X，避免了机芯器件不必要的磨损，延长了光驱的使用寿命。同样，再次按下Eject键2秒钟，光驱将恢复度盘速度，提升到48X。 此外，缓冲区大小，寻址能力同样起着非常大的作用。笔者认为，以目前的软件应用水平而言，对光驱速度的要求并不是很苛刻，48X光驱产品在一段时间内完全能够满足使用需要。因为目前还没有哪个软件要求安装时使用32X以上的光驱产品。此外，CD-ROM作为数据的存储介质，使用率远远低于硬盘，总没有谁会将WIN98安装在光盘上运行吧其实，光驱长期使用后，识盘率下降就是因为尘土过多，所以平时不要把托架留在外面，也不要在电