Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут радіоелектроніки та телекомунікацій

Кафедра РТП



Протокол до лабораторної роботи № 4



Приводи запису відтворення інформації та приводи компакт дисків



Виконав:студент гр.



Перевірив:доц. каф. РТП

Чємєс Є.О.



Одеса 2012



Робота в лабораторії



1. Устрій привода CD-ROM



Типовий привід CD-ROM (Рис. 4.1) складається з плати електроніки, приводного шпиндельного двигуна, системи оптичної читаючої голівки і системи завантаження диска. На платі розміщені всі схеми приводу, що управляють, роз'єми живлення, інтерфейсу і виходу звукового сигналу.



Рис. 4.1 – Типовий привід CD-ROM



Шпиндельний двигун служить для приведення диска в обертання. От його потрібні висока швидкість і хороша динамічна характеристика: двигун використовується як для швидкого розкручування диска, так і для його гальмування. Інколи в корпус електродвигуна вбудовують стабілізатор частоти обертання. В цьому випадку до нього йдуть чотири і більш за дроти. На осі приводного двигуна закріплена підставка, до якої після завантаження притискається лазерний диск. Поверхня підставки зазвичай покрита гумою або м’яким пластиком.

Оптична система складається з каретки, на якій розміщені лазерний випромінювач, система фокусування і фотоприймач, і механізму її переміщення. Система фокусування є рухливою лінзою, що приводиться в рух електромагнітною системою voice coil (звукова котушка), зробленою по аналогії з рухливою системою гучномовця. Зміна напруженості магнітного поля викликає переміщення лінзи у вертикальній плоскості і перефокусовування лазерного променя. Завдяки малій інерційності така система ефективно відстежує биття диска навіть при високих швидкостях обертання. Система переміщення голівки має власний мініатюрний двигун, що приводить в рух каретку за допомогою черв'ячної (інколи зубчастою) передачі.

Завантаження диска в привід здійснюється за допомогою висувного лотка, який приводиться в рух окремим електродвигуном. Рух від двигуна до робочого зубчастого колеса транспортного механізму найчастіше передається за допомогою пасика.



2. Принцип роботи накоплювача CD-ROM



Накоплювач CD-ROM та привід показані на рисунку 4.2



Рис. 4.2 – Накоплювач CD-ROM



Дамо коротку характеристику елементів що входять до складу малюнка 4.2.

Напівпровідниковий лазер (4) генерує малопотужний інфрачервоний промінь, який потрапляє на дзеркало, що відображає. Серводвигун по командах вбудованого мікропроцесора, зміщує рухливу каретку (6) з дзеркалом, що відображає, до потрібної доріжки на компакт-диск (1).

Відбитий від диска промінь фокусується лінзою (7), розташованою під диском, відбивається від дзеркала і потрапляє на розділову призму (5).

Розділова призма (5) направляє відбитий промінь на іншу фокусуючу лінзу. Ця лінза направляє відбитий промінь на фотодатчик (3), який перетворить світлову енергію в електричні імпульси.

Сигнали з фотодатчика декодуються вбудованим мікропроцесором (2) і передаються в комп'ютер у вигляді даних.



3. Будова CD-R диска



Структура диску CD-R показана на рисунку 4.3



Рис. 4.3 – Будова диска CD-R



Активний (або реєструючий) шар — шар, на якому, власне, і відбувається запис інформації, тобто саме він піддається дії лазерним променем, який пропалює (burn) піти (pits), що кодують інформацію (логічні нулі і одиниці). Іншими словами, під час запису активний шар під впливом лазерного променя міняє свою структуру, а подальша безповоротність зміни активного шару — суть є надійність зберігання інформації. Одним з типів активних шарів, що широко використовується на сьогоднішній день, є ціанін (cyanine). Ціанін є початковим типом на який посилається стандарт Orange Book і широко використовується вже більше 10 років.

Активний шар CD-R диска є ключовим моментом при визначенні його сумісності із записуючими пристроями. Особливо це стало актуальним після того, як швидкості запису CD рекордерів стали зростати все швидше і швидше: CD-R диски і CD рекордери повинні встигати один за одним, покращувати свої характеристики паралельно.

На додаток до різних типів шарів, використовуваних при виробництві носіїв, можливі варіації структури спіральної доріжки, по якій проходить лазерний промінь під час запису інформації. І хоча стандарт передбачає ємкість диска в 650 Мб (74 хв. звучання Audio CD), останнім часом сталі популярні CD-R диски збільшеної ємкості — 700 Мб або 80 хв. відповідно, в яких додаткова ємкість (overburn) досягається за рахунок зменшення кроку доріжки. Такі диски не забезпечують настільки високої сумісності, як стандартні (хоча особливих проблем з ними і не спостерігається), але частенько їх вживання сповна виправдане завданням.

Над активним шаром CD-R диска знаходиться світловідбиваючий шар, який багато в чому визначає сумісність диска з пристроями, що читають. Світловідбиваючий шар — якнайтонша пластинка із золота або срібла. Вірніше, спочатку у вигляді матеріалу для шару, що відображає, використовувалося лише промислове золото, проте надалі воно було витиснене сріблом, яке не лише значно дешевше, але і володіє великим коефіцієнтом светоотраженія. Таким чином, після заміни золота на срібло CD-R диски значно подешевшали, а їх якість не лише не постраждала, але навіть покращала. Правда в деяких випадках, коли до дисків пред'являються спеціальні вимоги (наприклад, час зберігання інформації медичних архівів), все ж застосовуються золоті диски.

Захисний шар — шар, що наноситься поверх світловідбиваючого, — служить для механічного захисту CD-R диска і нанесення на нього етикетки (label). Тут теж можливі варіанти: у простому випадку захисний шар являє собою покриття лаком. Це мало надійно не лише з точки зору механіки (лак досить легко обдирається), але і з точки зору хімії: напис, зроблений на диску активним маркером, може привести до втрати інформації із-за проникнення чорнив крізь тонкий шар лаку — почнеться згубна для диску хімічна реакція. Проте останнім часом деякі виробники CD-R дисків використовують спеціальні стійкі лаки для покриття дисків, що повідомляє їм додаткову надійність.

Серйозніші захисні покриття полягають в нанесенні додаткового шару, що захищає робочі шари CD-R диска від несприятливих механічних і хімічних дій. Як приклад можна привести покриття Infoguard дисків виробництва Kodak. Воно не лише надійно захищає інформацію на диску, але і надає йому привабливому зовнішньому вигляду.

Особливе місце займають спеціальні покриття для нанесення етикетки безпосередньо на поверхню диска. Ink Jet Printable Surface — поверхня, всмоктуюча чорнила, що наносяться при друці спеціальними струйними принтерами; Thermal Transfer Surface — поверхня для термічного друку. Подібні диски широко використовуються виробниками комерційних накладів компакт-дисків по CD-R технології і дозволяють отримувати вражаючі дизайни, що частенько перевершують за якістю офсетний друк і шовкографію.



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



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



Домашнє завдання



1). Визначити швидкість інформаційного потоку у системі аналогічній системі СD-DA , яка працює з частотою дискретизації .



Розв’язок



де n – розрядність цифрових слів.



2). В результаті завадостійкого кодування ємність кадрів збільшується з 192 біт до 588 біт. Визначити для свого варіанту частоту слідування кадрів, блоків та швидкість інформаційного потоку після завадостійкого кодування.



Розв’язок



Частота слідування кадрів:



де m – послідовні слова кадра.



Частота слідування блоків:



Швидкість інформаційного потоку



де Кизб – коефіцієнт збитковості.