Будова приводу CD-ROM

Звичайний привод складається з плати електроніки, шпиндельного двигуна, системи оптичної зчитувальної головки й системи завантаження диска.

На платі електроніки розміщені всі керуючі схеми приводу, інтерфейс із контралером комп'ютера, роз'єми інтерфейсу й виходу звукового сигналу. Більшість приводів використовує одну плату електроніки, однак у деяких моделях окремі схеми виносяться на допоміжні невеликі плати.

Шпиндельний двигун служить для обертання диска з постійною або змінною лінійною швидкістю. Зазвичай диск обертається з постійною лінійною швидкістю, що означає, що швидкість проходження диска під головкою повинна бути постійною. Для цього шпиндель змінює частоту обертання в залежності від радіуса доріжки, з якої у цей момент зчитує інформацію оптична головка. При переміщенні головки від зовнішнього радіуса диска до внутрішнього диск повинен швидко збільшити швидкість обертання приблизно вдвічі, тому шпиндельний двигун повинен характеризуватися високою динамічною характеристикою. Двигун використовується як для розгону, так і для гальмування диска.

На осі шпиндельного двигуна закріплена підставка, до якої після завантаження притискається диск. Поверхня підставки зазвичай вкрита гумою або м'яким пластиком для усунення ковзання диска. Притискання диска до підставки здійснюється за допомогою шайби, розташованої з іншого боку диска; підставка і шайба містять постійні магніти, сила притягання яких притискає шайбу через диск до підставки. У деяких конструкціях для цього використовуються спіральні або плоскі пружини.

Система оптичної головки складається із самої головки й системи її переміщення. У головці розміщені лазерний випромінювач на основі інфрачервоного лазерного світлодіода, система фокусування, фотоприймач і попередній підсилювач. Система фокусування являє собою рухливу лінзу, що приводиться в рух електромагнітною системою voice coil (звукова котушка), зробленою за аналогією з рухливою системою гучномовця. Зміна напруженості магнітного поля викликає переміщення лінзи й перефокусування лазерного променя. Завдяки малій інерційності така система ефективно відслідковує вертикальні биття диска навіть при значних швидкостях обертання.

Система переміщення головки має власний двигун, що рухає каретку з оптичною головкою за допомогою зубчастої або черв'ячної передачі. Для уникнення люфту використовується з'єднання з початковою напругою: при черв'ячній передачі — підпружинені кульки, при зубчастій — підпружинені в різні боки пари шестерень.

Система завантаження диска як правило виконується у двох варіантах: із використанням спеціального футляра для диска (caddy), що вставляється в прийомний отвір привода, і з використанням висувного лотка (tray), на який кладеться сам диск. В обох випадках система має двигун, що рухає лоток або футляр, а також механізм переміщення рами, на якій закріплена вся механічна система разом зі шпиндельним двигуном і приводом оптичної головки, у робоче положення, коли диск лягає на підставку шпиндельного двигуна.

При використанні звичайного лотка привод неможливо встановити в інше положення, крім горизонтального. У приводах, що допускають монтаж у вертикальному положенні (наприклад у ноутбуках), конструкція лотка передбачає фіксатори, які утримують диск при висунутому лотку.

Зараз усе більше поширення одержують приводи з щілинним завантаженням. Такі системи містять двигун для втягування й викидання дисків через вузьку зарядну щілину в передній панелі.

На передній панелі приводу зазвичай розташовані кнопка Eject для завантаження/розвантаження диска, індикатор звертання до приводу й гніздо для підключення навушників з електронним або механічним регулятором гучності, у ряді моделей додана кнопка Play/Next для запуску програвання звукових дисків і переходу між звуковими доріжками; кнопка Eject при цьому зазвичай використовується для зупинки програвання без викидання диска. На деяких моделях з механічним регулятором гучності, виконаним у вигляді ручки, програвання й перехід здійснюються при натисканні на торець регулятора.

Більшість приводів також має на передній панелі невеликий отвір, призначений для аварійного витягання диска в тих випадках, коли звичайним способом це зробити неможливо — наприклад, при виході з ладу приводу лотка або всього CD-ROM, при вимкнутому живленні й т. ін. В отвір потрібно вставити шпильку або розпрямлену скріпку й акуратно натиснути — при цьому знімається блокування лотка або дискового футляра, і його можна висунути вручну.

За стандартну швидкість обертання для CD-ROM прийнята швидкість обертання аудіодисків у звичайних плеерах. При такій швидкості обертання диска потік даних із CD-ROM диска (для формату ISO9660 із сектором 2048 байт) складає 150 КБ/с Приводи, шо забезпечують більший потік, відповідно називаються Х-швидкісними. Наприклад, привод, що забезпечує читання CD-ROM з потоком даних у 600 КБ/с, називається 4-швидкісним (тому що 600 КБ / 150 КБ = 4). Чи досягається це за рахунок збільшення швидкості обертання диска, чи якимсь іншим шляхом (наприклад використанням двопроменевої оптоголовки) — як для маркування, так і для користувача абсолютно не має значення.

Через те що фізичні параметри диска (нерівномірність товщини, геометричний ексцентриситет і т. д.) були стандартизовані, виходячи з припустимих вібрацій на стандартній (їх) швидкості обертання, зі збільшенням швидкостей виникають значні вібрації диска, які погіршують надійність зчитування. Деякі приводи при багаторазових помилках читання можуть автоматично знижувати швидкість обертання диска, однак чимало з них після цього не можуть повернутися до своєї максимальної швидкості аж до зміни диска. На швидкостях обертання понад 4000—5000 об/хв через вібрації надійне зчитування без кардинальної зміни конструкції шпинделя й оптоголовки стає практично неможливим, тому багато моделей швидкісних CD-ROM або обмежують верхню межу швидкості обертання, або зменшують швидкість обертання при виникненні вібрацій. При цьому на зовнішніх доріжках швидкість передачі зазвичай досягає номінальної, а з наближенням до внутрішніх — значно падає.

Сьогодні швидкості приводів сягають 52х—54х. Однак якість читання дисків У таких приводах значно гірша, ніж, наприклад, у 40х-моделях. Крім того, відцентрові сили, які виникають при розгоні до таких швидкостей, можуть викликати ушкодження або навіть розрив диска в приводі. Тому подальше нарощування швидкостей практично усі виробники приводів компакт-дисків визнали недоцільним і переключилися або на підвищення якості читання, або на здешевлення вартості приводу, або взагалі на інші технології, наприклад записуваних і псрезаписуваних дисків

41. Особливості DVD-запису.

Вся інформація на DVD зберігається у файловій системі MICROUDF (Micro Universal Disk Format). MICROUDB підтримує носії великої ємності і файли великих розмірів. Імена файлів записуються у форматі unicode, що забезпечує сумісність DVD зі всіма операційними системами для ПК, а також з різноманітною побутовою технікою.

Істотною відмінністю DVD від CD, є можливість двошарового запису дисків. На одному односторонньому диску (бувають і двосторонні, з інформаційною поверхнею на кожній стороні) можна зберігати в два рази більше інформації. Обидва шари мають відбиваючу поверхню, тільки один з них володіє високою прозорістю (до 40%). При записі/читанні промінь просто міняє фокусування, що дозволяє не потрапляти на обидва шари одночасно.

Вищій ємності DVD-диски зобов’язані не тільки можливістю двошарового запису дисків, але і більшою щільністю запису інформації, що була досягнута за рахунок зменшення відстані між інформаційними доріжками на спіралі. Ця відстань у CD-дисків складає 1,6 мкм. У дисків DVD – 0,74 мкм. Об’єм DVD-дисків, залежно від їх конкретного типу, може бути від 4,7 до 17 ГБ. Нижче приведений список всіх типів DVD-дисків:

 DVD-5 – односторонній одношаровий диск ємкістю 4,7 Гб;

 DVD-9 – односторонній двошаровий диск ємкістю 8,5 Гб;

 DVD-10 – двосторонній одношаровий диск ємкістю 9,4 Гб;

 DVD-14 – двосторонній диск: на одній стороні – один шар, на іншій – два; ємкість – 13,24 Гб;

 DVD-18 - двосторонній двошаровий диск ємкістю 17 Гб.

Найпоширеніші диски – DVD-5 і DVD-10. Останні мають меншу популярність через більшу вартість і меншу поширеність відповідних виробничих ліній.

Основою запису і зберігання даних на дисках DVD є технологія зміни фазового стану речовини. При записі і зчитуванні інформації, використовується відмінність відбивної здатності поверхні в залежності від того, чи знаходиться вона в кристалічному або аморфному стані.

При зчитуванні інформації з диска, вимірюється різниця між темними аморфними і яскравими прозорими зонами. Цю технологію цілком можна назвати оптичною - для читання і запису достатньо мати лише лазер. Пошарова структура однієї половини диска показана на малюнку.

Промінь лазера викликає кристалографічні зміни в активному шарі оптичного диска (а саме, в результаті опромінення речовина змінює свій стан з кристалічного на аморфне і навпаки). Запис аморфних областей показана на наступному графіку. Короткий лазерний імпульс високої потужності розплавляє записуючий матеріал (температура нагріву перевищує температуру плавлення матеріалу, T> T плавл). Потім йде охолодження нижче температури кристалізації (T крист). Результат охолодження - запобігання утворення центрів кристалізації. Таким чином, зростання кристалічної фази не відбувається, і речовина залишається в аморфному стані.

Якщо необхідна дуже висока швидкість запису, наприклад для DVD-RW, то необхідно, щоб відбувалась швидка кристалізація. Тому час t крист має бути нижче 100 нс, а це значно обмежує вибір використовуваного матеріалу. Оптимально використання набули сплави Ge, Sb і Te - вони не тільки задовольняють умовам часу кристалізації, але і володіють великим оптичним контрастом між аморфною і кристалічною фазою. Крім того, вони мають прийнятні температури кристалізації і плавлення (Tкрист = 150-200°C, Tплавл = 600°C).

Істотною частиною кожного методу, заснованого на зміні тривалості імпульсу, є використання багато-імпульсної стратегії запису. Кожна записувана мітка формується за допомогою потужних лазерних імпульсів (P запису = 12 мВт, тривалість імпульсу 15 нс). Між імпульсами, інтенсивність лазерного випромінювання зменшується. Таким чином, після кожного імпульсу, розплавлений матеріал охолоджується до температури, нижчої температури кристалізації, формуючи область з аморфної фазою. Стирання (тобто кристалізація) досягається за допомогою тривалого імпульсу лазера (Pстирання < Pзапису). Читання інформації здійснюється вже при набагато меншій потужності лазера (P читання = 0,5-0,6 мВт).

42. Перспективні технології магнітного запису.

Звичайна технологія АТОМ-технологія NANO-технологія

Ідея АТОМ технології заклечається в зменшені товщини магнітного шару в носії, оскільки товстий шар при високих густинах запису затрудняє виділення корисного сигналу. Крім того при зменшенні товщини магнітного шару суттєво покращується швидкодія. Товщина немагнітного шару становить 0.2мкм, в порівнянні з іншими технологіями де 2.5 мкм. Ще краще в використанні технології NAN CUBIC.

Технологію NANO можна розглядати як технологію ATOM. На перший погляд вона відрізняється лише більшою товщиною немагнітного шару і меншою товщино магнітного шару. Нова технологія використовує декілька ненових елементів, зокрема:

Припускає використання прецизійного процесу нанесення магнітного шару,що дозволяє контролювати його товщину манометричною товщиною. Крім того використовується спеціально підготовлене органічне зв’язуюче, що забезпечує отримання максимально однорідної структури. Накінець магнітний шар в NANO СUBIC містить дві різновидності частин – голкоподібні і лускаті.

Критерії жорстких магнітних дисків.

1)Ємність (capacity) — кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроїв досягає 1000 Гб. На відміну від прийнятої в інформатиці (випадково) системі приставок, що позначають кратну 1024 величину, виробниками при позначенні ємності жорстких дисків використаються кратні 1000 величини.

2)Надійність(reliability) (час безперервної роботи (MeanTimeBetweenFailures)

3)Швидкодія:

а) середньостатистичний час пошуку

б) швидкість передачі даних

в) середній час доступу (сума середніх часів пошуку і запізнювання)

г) швидкість передачі даних (залежить від: конструкції, параметрів контролера)

4) система протиударної підвіски

5) вартість(питома вартість) */мб

6) Кількість операцій введення-виведення за секунду — у сучасних дисків це близько 50 оп./сек при довільному доступі до накопичувача й близько 100 оп./сек при послідовному доступі.

Дата добавления: 2015-05-26