Міністерство освіти і науки України

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут радіоелектроніки і телекомунікацій

Кафедра радіотехнічних систем



ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

з дисципліни Пристрої запису і відтворення інформації

Вивчення приводів компакт-дисків



Розробив студент гр. РТ-041

________________

(підпис)

______________ 2007 р.



Керівник роботи

________________Є. О. Чемес

(підпис)

______________ 2007 р.



Одеса 2007



Мета роботи – закріплення студентами теоретичних знань побудови приводів компакт-дисків.



Устройство привода CD-ROM



Типичный привод CD-ROM состоит из платы электроники, приводного шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска. На плате размещены все управляющие схемы привода, разъемы питания, интерфейса и выхода звукового сигнала.



Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение. От него требуются высокая скорость и хорошая динамическая характеристика: двигатель используется как для быстрого раскручивания диска, так и для его торможения. Иногда в корпус электродвигателя встраивают стабилизатор частоты вращения. В этом случае к нему идут четыре и более проводов. На оси приводного двигателя закреплена подставка, к которой после загрузки прижимается лазерный диск. Поверхность подставки обычно покрыта резиной или мягким пластиком.



Оптическая система состоит из каретки, на которой размещены лазерный излучатель, система фокусировки и фотоприёмник, и механизма её перемещения. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой громкоговорителя. Изменение напряжённости магнитного поля вызывает перемещение линзы в вертикальной плоскости и перефокусировку лазерного луча. Благодаря малой инерционности такая система эффективно отслеживает биения диска даже при высоких скоростях вращения. Система перемещения головки имеет собственный миниатюрный двигатель, приводящий в движение каретку при помощи червячной (иногда зубчатой) передачи.



Загрузка диска в привод осуществляется при помощи выдвижного лотка, который приводится в движение отдельным электродвигателем. Движение от двигателя к рабочему зубчатому колесу транспортного механизма чаще всего передаётся при помощи пассика.



Алгоритм работы накопителя CD-ROM



Полупроводниковый лазер (4) генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало.

Серводвигатель по командам встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку (6) с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт – диске (1).

Отражённый от диска луч фокусируется линзой (7), расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму (5).

Разделительная призма (5) направляет отражённый луч на другую фокусирующую линзу.

Эта линза направляет отражённый луч на фотодатчик (3), который преобразует световую энергию в электрические импульсы.

Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором (2) и передаются в компьютер в виде данных.



Штрихи, нанесённые на поверхность диска, имеют разную длину. Интенсивность отражённого луча изменяется, соответственно изменяя электрический сигнал, поступающий на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха.



Активный (или регистрирующий) слой — слой, на котором, собственно, и происходит запись информации, т.е. именно он подвергается воздействию лазерным лучом, который прожигает (burn) питы (pits), кодирующие информацию (логические нули и единицы). Иными словами, во время записи активный слой под воздействием лазерного луча меняет свою структуру, а последующая необратимость изменения активного слоя — суть есть надежность хранения информации. Одним из типов активных слоев, широко использующимся на сегодняшний день, является цианин (cyanine). Цианин является изначальным типом на который ссылается стандарт Orange Book и широко используется уже более 10 лет.



Фталоцианин (phtalocyanine) используется почти так же долго, как и цианин, и является его производной. Изначально он был применен для изготовления активного слоя при выпуске CD-R дисков Mitsui (не путать с Mitsumi), но в последствии корпорация Kodak приобрела лицензию на его производство и стала использовать эту технологию для изготовления собственных дисков. Диски на основе фталоцианина менее чувствительны к воздействию света после записи, что способствует увеличению срока хранения информации.



На основе цианина выпускаются и иные активные слои, обладающие теми или иными специфическими особенностями. Так, например, концерном Mitsubishi Chemical был разработан активный слой Metal Azo. Диски на его основе продаются под торговой маркой Verbatim и имеют характерный густо-синий цвет со стороны рабочей поверхности. Особенностью Metal Azo является меньшая чувствительность CD-R дисков к воздействию солнечного спектра.



Активный слой CD-R диска является ключевым моментом при определении его совместимости с записывающими устройствами. Особенно это стало актуальным после того, как скорости записи CD рекордеров стали расти все быстрее и быстрее: CD-R диски и CD рекордеры должны успевать друг за другом, улучшать свои характеристики параллельно.



В дополнение к различным типам слоев, используемых при производстве носителей, возможны вариации структуры спиральной дорожки, по которой проходит лазерный луч во время записи информации. И хотя стандарт предусматривает емкость диска в 650 Мб (74 мин. звучания Audio CD), последнее время стали популярны CD-R диски увеличенной емкости — 700 Мб или 80 мин. соответственно, в которых дополнительная емкость (overburn) достигается за счет уменьшения шага дорожки. Такие диски не обеспечивают столь высокой совместимости, как стандартные (хотя особых проблем с ними и не наблюдается), но зачастую их применение вполне оправдано задачей.



Над активным слоем CD-R диска находится светоотражающий слой, который во многом определяет совместимость диска с читающими устройствами. Светоотражающий слой — тончайшая пластинка из золота или серебра. Вернее, изначально в виде материала для отражающего слоя использовалось только промышленное золото, однако в последствии оно было вытеснено серебром, которое не только значительно дешевле, но и обладает большим коэффициентом светоотражения. Таким образом, после замены золота на серебро CD-R диски значительно подешевели, а их качество не только не пострадало, но даже улучшилось. Правда в некоторых случаях, когда к дискам предъявляются специальные требования (например, время хранения информации медицинских архивов), все же применяются золотые диски.



Защитный слой — слой, наносимый поверх светоотражающего, — служит для механической защиты CD-R диска и нанесения на него этикетки (label). Тут тоже возможны варианты: в простейшем случае защитный слой являет собой покрытие лаком. Это мало надежно не только с точки зрения механики (лак довольно легко обдирается), но и с точки зрения химии: надпись, сделанная на диске активным маркером, может привести к потере информации из-за проникновения чернил сквозь тонкий слой лака — начнется пагубная для диска химическая реакция. Однако последнее время некоторые производители CD-R дисков используют специальные устойчивые лаки для покрытия дисков, что сообщает им дополнительную надежность.



Более серьезные защитные покрытия состоят в нанесении дополнительного слоя, ограждающего рабочие слои CD-R диска от неблагоприятных механических и химических воздействий. Как пример можно привести покрытие InfoGuard дисков производства Kodak. Оно не только надежно защищает информацию на диске, но и придает ему привлекательный внешний вид.



Особое место занимают специальные покрытия для нанесения этикетки непосредственно на поверхность диска. Ink Jet Printable Surface — поверхность, впитывающая чернила, наносимые при печати специальными струйными принтерами; Thermal Transfer Surface — поверхность для термической печати. Подобные диски широко используются производителями коммерческих тиражей компакт-дисков по CD-R технологии и позволяют получать впечатляющие дизайны, зачастую превосходящие по качеству офсетную печать и шелкографию.



В заключение следует сказать пару слов о скорости записи CD-R дисков. Однократная скорость (обозначается как 1x) — скорость, на которой происходит воспроизведение формата Audio CD. Следовательно, если время звучания диска 45 мин., то и записывать его на скорости 1x нужно столько же. Однако современные CD-R диски могут записываться на скоростях вплоть до 16x — зависимости от скорости записи и скорости чтения нет: скорость записи определяет технология изготовления диска, скорость чтения — формат записи и характеристики устройства чтения.



Висновок: У ході проведення даної лабораторної роботи, ми вивчили пристрій приводів компакт дисків. А так само впевнилися що, типовий привід CD-ROM складається із плати електроніки, приводного шпиндельного двигуна, системи оптичної, що зчитує голівки й системи завантаження диска. Будова CD диска містить у собі основу, активний шар , що відбиває шар , захисний шар .