第3章存储设备光盘驱动器

LOGO第3章存储设备计算机组装与维修LOGO3.2光盘驱动器要求了解光盘驱动器的分类;掌握各类型光盘驱动器的结构、工作原理和技术参数;了解光盘的标准、结构、数据的存放方式和选购;熟练掌握光盘驱动器的安装和设置方法。光盘驱动器的分类1．按光盘的存储技术分类CD-ROM(只读光盘)驱动器、CD-R(可写光盘)驱动器、CD-RW(可重写光盘)驱动器、DVD-ROM(DVD只读光盘)驱动器、Combo光盘驱动器、DVD刻录机(DVD-R／RW、DVD+R／RW、DVD-RAM)BD-ROMBD-RBD-RW等2．按光驱的放置方式分类根据光盘驱动器是否放在机箱内部，分为内置式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。如图8—2所示为常见外置光驱的外观。3．按光驱的接口分类分为：IDE口、USB口、SATA、SCSI口、IEEEl394口等，如图8—3所示。CD-ROM驱动器8.2.1CD-ROM驱动器的结构1、驱动器的外部结构图8-4所示是一个普通的内置式CD-ROM驱动器。正面是控制面板，有操作按钮、耳机孔、指示灯、光盘托架、弹出孔（临时解决托盘故障）CD-ROM驱动器的背面是电源和数据连接线图8-4CD-ROM的结构2.CD-ROM驱动器的内部结构由于CD—ROM驱动器集光、电、机械于一体，内部结构非常复杂，总体上来看，主要由控制电路和机芯组成，其机芯结构如图8—5所示。图8-5光驱机芯结构CD-ROM驱动器的工作原理激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取，因此在清理光驱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)半反光棱镜，物镜，透镜以及光敏元件(光电二极管)这几部分。其工作原理示意图如图8-6所示。图8-6光驱的工作原理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，其单倍速的标准速度是150KB／s。CD-ROM的标称速度有16X、24X、48X、52X等。2．数据传输速率此指标与标称速度密切相关，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)×150KB/s；例：48X的CD-ROM数据传输率为：数据传输速率=48×150KB/S=7200KB/S3.旋转方式(1)恒定线速度（ConstantLinearVelocity，简称CLV）方式：CLV方式的CD-ROM驱动器的特点是在读取光盘内圈时加快转速，可以保证在读取盘片内、外圈时有大致相同的数据传输速率。适合于低速光驱；(2)恒定角速度（ConstantAngularVelocity，简称CAV）方式：内圈达不到数据传送指标(Max)；CAV方式的CD-ROM驱动器的特点是无论激光头读取光盘外圈还是内圈，电动机都以相同的速度旋转。(3)局部恒定角速度（PartialConstantAngularVelocity，简称P-CAV）方式:内圈CLV，外圈CAV，P-CAV方式是现在CD-ROM驱动器才具有的，属于最高级的一种读盘方式。它把CAV技术和CLV技术合二为一，4.纠错能力:读“差盘”的能力；5.CPU占用率：反映光驱性能和光驱BIOS的水平，要尽量使用好的光盘和好的驱动器。6.寻道时间（SeekTime):平均寻道时间(~95ms)。寻道时间是CD—ROM驱动器中激光头从开始寻找数据到找到数据所花费的时间，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BufferMemory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，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。(一般几百KB)8.接口：与主板的连接多为IDE、USB接口。9．接口传输速率UltraDMA33/66数据传输标准首先被广泛使用在硬盘上，其优点是可以减少CPU的占用率，突发数据传输速率可以达到33MB/s，但实际速率主要是看光驱倍速。CD-ROM驱动器产品的主要技术参数通过这些参可以了解其主要性能。CD-RW（CD-ReWritabe可重写光盘）驱动器可用于CD-ROM的读和空盘片的写。CD-RW驱动器的类型和结构类型同CD-ROMCD-RW驱动器的外观结构与CD-ROM驱动器几乎一样，如图8-7。图8-7CD-RW的外部结构CD-RW驱动器的工作原理1.CD-R的工作原理、结构，如图8-8所示。大功率激光照射记录层染料，使其分解形成平面和凹坑，可反射光。染料层分解后不能复原(一次刻写)。图8-8CD-R的结构2.CD-RW的工作原理、结构记录层染料采用银硒晶体混合物在不同温度下呈晶体或非晶体态等同于平面或凹坑，并具有热转换性(多次重写)。高功率：写入，中功率：擦除（转晶体态），低功率：读出，不改变记录层。电介质层用于吸收晶体状态改变时发出的额外热量。CD-RW驱动器的主要技术参数1.速度刻录（写）速度：向CD-R写入数据的最大速度。复写（先擦后写）速度：向CD-RW上写入数据时的最大速度。读速度：作为CD-ROM驱动器使用的速度。标称速度：写、擦除并重写、读。例52X32X522.缓存容量：刻录时先写入缓存再刻入光盘。一般容量2M。3.防止缓冲区欠载技术：如果缓存里的数据用完了，后面的数据不能及时补充称缓存欠载，它导致刻录失败。现在通常用软件来防止。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。Z-CLV：区域恒定线速度，将刻录盘分成三个区域，采用恒定且不同的恒定线速度。5.刻录方式：刻录机的刻录方式主要有整盘刻录和轨道刻录两种,可分别用于光盘复制和逐次的数据保存。6.兼容性：刻录机对各种盘片的兼容性；对各种格式(CDROM、AudioCD、VideoCD等)的兼容性。某CD-RW驱动器的主要技术参数DVD-ROM驱动器DVD的类型1.DVD-ROM按记录内容分。DVD-ROM：用于记录数据，包括计算机应用的多媒体数据，用途类似CD-ROM。DVD-Video：用于记录家庭影音信息或者DVD-ROM驱动器播放的视频信息，用途类似LD或VideoCD。这种格式具有版权保护功能。DVD-Audio：用于记录高品质的多音轨音频，用途类似AudioCD。后来增加了写入或多次擦写格式。但各厂商出于自身利益的考虑，到现在为止，还没有达成统一的刻录格式，从而出现了互不兼容的DVD格式——DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等。2.按盘片的容量分DVD格式及其容量，见下表。目前市面上比较常见的DVD盘片是DVD-5（4.7GB)和DVD-9(8.5GB)(DVD-10和DVD-18在美国居多)。3.按接口分DVD-ROM驱动器的接口类型与CD-ROM基本相同，但增加了SATA接口。为普及串口，英特尔在推出ICH8主板南桥芯片(北桥965)之后，不再提供对PATA接口的支持，虽然我们在主流的主板上还能见到PATA接口，但大都是厂商为了方便用户使用而通过增加一组芯片来提供一组IDE接口。DVD-ROM驱动器的外观结构DVD-ROM驱动器的外观与CD-ROM驱动器相同，DVD-ROM驱动器的外观，如图8-8所示。图8-8DVD-ROM驱动器的外观DVD-ROM驱动器的基本工作原理DVD—ROM驱动器的结构与CD—ROM驱动器基本相同，只是DVD盘的记录凹坑比CD-ROM更小，且螺旋存储凹坑之间的距离也更短。DVD盘片上存放数据信息的凹坑非常小，而且非常紧密，最小凹坑长度仅为0.4um，每个凹坑间的距离只是CD-ROM盘片的50％，并且轨距只有0.74um，如图8-10所示。DVD-ROM原理同CD-ROM，但盘片记录密度更大，如图8-9中蓝色盘片所示。图8-10CD-ROM与DVD盘片的记录凹坑对比DVD所需波长更短650nm。各种激光头如下(1)单激光头单透镜双聚焦，外圈DVD，内圈CD，速高、价低；(2)单激光头双透镜，针对不同类型(DVD和VCD／CD)的盘片选用不同的聚焦镜来读取。读盘能力强，故障多。(3)单激光头双激光器，它在一个激光头内安装了两个不同的激光器。速高且耐用(较流行的读盘方式)。图8-11单激光头的实物照片123(4)双激光头双激光器，•图8-11a双激光头的实物照片就是两套完全独立的激光头读取系统，一套是用来读取VCD和CD的780nm激光头另一套是用来读取DVD的650nm激光头。读盘能力强，故障多。双激光头的实物照片如图8—11a所示。DVD-ROM驱动器的主要技术参数1.DVD-ROM驱动器的速度DVD-ROM光驱的单倍速标准速度是1350KB/s数据传输率=标称速度(倍速)X1350KB/s例：16X的DVD-ROM数据传输率为：数据传输率=16X1350KB/s=21600KB/s2.区码问题为保护知识版权，在DVD驱动器和碟片上编入6个不同的区域代码，不同代码的驱动器和碟片不能互相读和拷贝。区域代码的地区范围划分如下：第一区：加拿大、美国。第二区：日本、欧洲、中东、埃及、第三区：东南亚、东亚(中国香港、韩国、泰国、印尼)。第四区：澳大利亚、新西兰、南太平洋群岛、中美洲、墨西哥、南美洲。第五区：非洲、印度、中亚、蒙古、俄罗斯、朝鲜。第六区：中国。3．DVD的兼容性所有DVD-ROM驱动器都可以读取AudoCD和CD-ROM数据盘。DVD-ROM驱动器支持的格式包括：CD-Audio、CD-ROM、CD-I、CD-R／RW、VideoCD、DVDVideo、DVD-ROM(单、双层)和DVD-R等。4．其他技术参数有些技术参数是所有光盘驱动器都具有的，如读盘方式(DVD-ROM驱动器有CAV和P-CAV两种)、CPU占用率、缓存容量、平均寻道时间、传输模式等，其概念与CD-ROM驱动器相同。某16×DVD-ROM驱动器产品的主要技术参数5CD-ROM与DVD-ROM光驱数据传输率的比较例：DVD-ROM光盘驱动器或DVD刻录机对DVD-ROM的读盘速度是16X，对CD-ROM的读盘速度是48X，问读两种光盘的数据传输率分别是多少？那一种更快？解：1XDVD-ROM驱动器的标准速度为1350KB/S16XDVD-ROM的数据传输速率为16X1350KB/S=21600B/S1XCD-ROM驱动器的标准速度为150KB/S48XCD-ROM的数据传输速率为=48X150KB/S=7200KB/S答：16XDVD-ROM比48XCD-ROM的数据传输速度快。Combo驱动器Combo(康宝)驱动器是集DVD-ROM驱动器和CD-RW驱动器于一身的光盘驱动器。Combo驱动器的外观如图8-12所示。图8-12Combo驱动器的外观原理同前，采用单光头双激光管设计。Combo一词其实是由combine(混合、多功能的意思)转化而来的，Combo驱动器可以实现多种功能的关键在于光头。通过光头发出不同波长的激光簇，从而实现CD和DVD的读取以及CD—RW的刻写。Combo(康宝)驱动器的工作原理Combo驱动器的主要技术参数1.速度：(CD-R写)×(CD-RW复写)×(CD读)×(DVD读)×以下几项参数与CD-RW驱动器同；2.读写方式：多为CAV方式；3.防止缓冲区欠载技术：与CD-RW同；4.刻录模式：与CD-RW同；5.C1、C2纠错：两个阶段的纠错，错误来自盘片和刻录机。6.机芯材料图8-13所示为采用纯钢机芯的Combo驱动器。采用黑色托盘能吸收干扰杂光。图8-13纯钢机芯某48×24×48×16×Combo驱动器的主要技术参数。DVD刻录机用于DVD-ROM盘片的读、DVD±R/RW光盘的读、写（刻录）；也可用于CD-ROM盘片的读、CD-R/RW光盘的读、写（刻录）。DVD刻录机的外观如图8-14所示。DVD刻录的规格1.DVD的三种基本刻录规格(1)DVD-R/RW规格:日本先锋(Pioneer)公司所主导，苹果、NEC、三星