光驱基础知识

1. 光驱基础知识

2. 什么是光驱？ • 光驱（也称光盘存储器）是一种存放数据的存储装置，具有容量大、可靠性好、存储成本低廉等特点，是计算机的重要部件之一。

3. 光驱的工作原理 • 光驱是一个结合光学、机械及电子技术的产品。在光学和电子结合方面，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，再由光盘反射回来，经过光检测器捕获信号。光盘上有两种状态，即凹点和空白，它们的反射信号相反，很容易经过光检测器识别。检测器所得到的信息只是光盘上凹凸点的排列方式，驱动器中有专门的部件把它转换并进行校验，然后我们才能得到实际数据。光盘在光驱中高速的转动，激光头在司服电机的控制下前后移动读取数据。

4. 光驱的外部结构 • 光驱的外部结构主要有正面产品标签、控制面板和接口组成。

5. 光驱的外部结构

6. 光驱的控制面板

7. 光驱的控制面板 • 耳机插孔：连接耳机或音箱 ，可输出Audio CD音乐。 • 音量旋钮：调整输出的CD音乐音量大小。 • 指示灯：显示光驱的运行状态。 • 紧急出盒孔：用于断电或其他非正常状态下打开光盘托架。 • 播放/跳道键：用于直接使用面板控制播放Audio CD。 • 打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。

8. 光驱的接口 • 光驱的接口由数据接口、电源接口、跳线和音频接口组成。

9. 数据接口 • 数据接口可分为IDE接口、SCSI接口和USB接口等几种，目前常用的是采用40针的IDE接口。

10. 电源接口 • 电源接口采用的是目前计算机通用的四芯D型接口。

11. 跳线 • 光驱的跳线也和硬盘的跳线一样，可以用来设置光驱作为主盘或副盘设置。

12. 音频接口 • 音频接口可以输出CD音频，它的功能和面板上的立体声耳机插孔是一样的，但需要一根4芯或3芯的CD音频线连接到声卡上。

13. 光驱的内部结构 • 光驱内部结构可分为底部结构和机芯结构这两大部份。 • 其中机芯结构包含： • 激光头组件 • 主轴马达 • 光盘托架 • 启动机构

14. 光驱的底部结构 • 光驱底部固定着机芯电路板，它包括了伺服系统和控制系统等主要的电路组成部分。

15. 光驱的底部结构 • 细看光驱底部结构。

16. 光驱的内部结构 • 细看光驱内部结构。

17. 激光头组件 • 包括光电管、聚焦透镜等组成部分，配合运行齿轮机构和导轨等机械组成部分，在通电状态下根据系统信号确定、读取光盘数据并通过数据带将数据传输到系统。

18. 激光头组件

19. 激光头组件

20. 主轴马达 • 光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供快速的数据定位功能。

21. 光盘托架 • 在开启和关闭状态下的光盘承载体。

22. 启动机构 • 控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时启动机构将使包括主轴马达和激光的头组件的伺服机构都处于半加载状态中。

23. 光盘 • 光盘是用极薄的铝质或金质音膜加上聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。 与软盘和硬盘一样，光盘也能以二进制数据(由“0”和“1”组成的数据模式)的形式存储文件和音乐信息。要在光盘上存储数据，首先必须借助电脑将数据转换成二进制，然后用激光将数据模式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。激光在盘片上刻出的小坑代表“1”，空白处代表“0”。

24. 光盘

25. 光盘存储数据的特点 • 光盘上的数据存储和硬盘是不同的，它没有簇的概念，而是按轨道的方式存储的。 • 硬盘轨道是一组同心圆，而光盘轨道则是一条从中心开始的渐开线，如果把这条线展开的话，它是一根完整的线，这条线就被称做轨道。

26. 光盘的制作 • 市场上常见的CD-ROM制作象用模子压制塑料制品一样。从原始主光盘上压制出来的光盘是主光盘的一个镜像，它的凹凸正好与主光盘的相反，为了做出与主光盘一样的光盘，必须把拷贝做两次，这样凹凸的位置就相同了。主光盘的第一个拷贝叫母盘，母盘一般是一个金属盘，以母盘为模，在上面注上聚碳酸酯塑料，然后压制成型，此时塑料盘片的表面就和原来的主光盘一样了，然后在塑料盘片表面涂上一层一微米厚的纯铝，然后在铝层外面涂上一层薄薄的聚碳酸酯以防止氧化和污染，这样，光盘就被制好了。

27. 光驱的工作过程 • 在无光盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动，此时光驱面板指示灯将闪亮，同时激光头组件移动到主轴马达附近，并由内向外顺着导轨步进移动，最后又是回到主轴马达附近，激光头的聚焦透镜将向上移动三次搜索光盘，同时主轴马达也顺时针启动三次，然后激光头组件复位，主轴马达停止运行，面板指示灯熄灭。

28. 光驱的工作过程 • 光驱中若放入光盘，激光头聚焦透镜重复搜索动作，找到光盘后主轴马达将加速旋转，此时若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动，步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传送到系统，微机就可读取光盘数据。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。不过，目前高速光驱在设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件在30秒或几分钟后停止工作，直到重新读取数据，这样能有效的节能，并延长使用时间。

29. 光驱的性能指标 • 光驱的速度快，其性能并不一定就高，因为光驱的速度只是指其驱动电机的转速，而真正衡量光驱性能高低的，还要看下面的几个性能指标。

30. 数据传输率 • 数据传输率(Data Transfer Rate)即常说的倍速，它是衡量光驱性能的最基本指标。 • 什么是单倍速光驱？单倍速光驱就是指每秒可从光驱存取150KB数据的光驱。如果是24或32倍速光驱，那么它们每秒钟能读取3600KB和4800KB的数据，可简写为24X和32X。而且现在已经有40X、48X、50X、52X和56X等倍速的光驱。

31. 数据传输率 • 光驱主要有一下三种读盘方式： • CLV技术（恒定线速度） • CAV技术（恒定角速度） • P-CAV技术（局部恒定角速度）

32. CLV技术（恒定线速度） • CLV技术（恒定线速度）是12倍速以下光驱普遍采用的一种技术，是指从盘片的内道（内圈）向外道移动过程中，单位时间内读过的轨道弧线长度相等。由于CD盘片的内径比外径小，因此检测光头靠近内环时的旋转速度自然比靠近外环时的快，也只有这样才能满足数据传输率保持不变这一要求。

33. CAV技术（恒定角速度） • CAV技术（恒定角速度）是20倍速以上光驱常用的一种技术，其特点是为保持旋转速度恒定，其数据传输率是可变的，即检测光头在读取盘片内环与外环数据时，传输率随之改变。如一个20倍速的产品在内环时可能只有10倍速，随着向外环移动数据传输率逐渐加大，直至在最外环可达到20倍速。

34. P-CAV技术（局部恒定角速度） • P-CAV技术（局部恒定角速度）是融合了CLV和CAV两者的精华形成的一种技术。当检测光头读盘片的内环数据时，旋转速度保持不变，使数据传输率得以增加；当检测光头读取外环数据时，则对旋转速度进行提升。

35. 平均寻道时间 • 平均寻道时间(Average Access Time)是指激光头（光驱中用于读取数据的一个装置）从原来位置移到新位置并开始读取数据所花费的平均时间，显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好。

36. CPU占用时间 • CPU占用时间(CPU Loading)是指光驱在维持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间，它也是衡量光驱性能好坏的一个重要指标。CPU占用时间越少，其整体性能就越好。 　　

37. 数据缓冲区 • 数据缓冲区(Buffer) 是光驱内部的存储区。它能减少读盘次数，提高数据传输率。现在大多数光驱的缓冲区为128K或256K。

38. 容错性 • 尽管目前高速光驱的数据读取技术已经趋于成熟，但仍有一些产品为了提高容错性能，采取调大激光头发射功率的办法来达到纠错目的，这种办法的最大弊病就是人为地造成激光头过早老化，减少产品的使用寿命。

39. 稳定性 • 稳定性是指要一部光驱在较长一段时间（至少一年）内保持稳定、较好的读盘能力。

40. 全钢机芯 • 在光驱内部机芯结构上有“塑料制”和“全钢制”两种。 • “塑料机芯” 价格低，但采用这种机芯的光驱在高速运转所产生的热量会烘烤机芯，加速塑料的老化甚至变形，时间一长整个光驱读盘能力自然下降。 • 而“全钢机芯”采用钢为材料，有效解决了机芯老化的问题，增加了光驱的使用寿命，并且这种光驱在用手掂其重量时会明显感到其分量。

41. 光驱新技术 • 智能安全技术 • 双动态抗震悬吊系统（DDSS：Double Dynamic Suspensory System ） • 自动平衡系统（ ABS：Auto Balance System） • 散热硅胶片的使用

42. 光驱的分类 • 光驱的种类繁多，按照读取光盘的种类及性能来分，可分为CD-ROM、CD-R/CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM等几大类。

43. CD-ROM • CD-ROM驱动器是我们目前运用最光的一种，它支持所有符合ISO9660格式的光盘，如CD-ROM、Video-CD、CD-R、CD-RW等。接口类型有ATAPI-IDE、SCSI、EIDE，还可支持Ultra-DMA33接口。

44. CD-ROM

45. CD-R/CD-RW • CD-R是小型可写光盘，该种类的存储设备可将数据在刻盘中写入一次，写完后CD-R光盘无法被改写，但可以在CD-ROM驱动器和CD-R刻录机上被多次读取。 • CD-RW比CD-R的功能更加强大，它提供了次数有限的读写功能，最大的特点是在CD-R的基础上可以多次写入数据。

46. CD-R

47. CD-RW

48. DVD-ROM • DVD-ROM是数字视盘和数字万用盘的缩写，它是一种容量更大、运行速度更快的光存储技术。 • DVD的容量为8.5GB以上，单倍速DVD-ROM的数据传输率大致等同于9倍速的CD-ROM，目前已有16倍速的DVD-ROM。 • DVD-ROM光驱不仅可读大容量的DVD光盘，也能向下兼容读取CD-ROM光盘。

49. DVD-ROM

50. DVD-RAM • DVD-RAM（ DVD-Rewritable）是一种供计算机使用、可对此读写的光盘，不仅可以多次重复写入，也可以多次重复读取，规定的存储容量为2.6GB（单层）和5.2GB（双层）。与DVD-RW不同的是，它刻录的光盘只能在DVD-RAM驱动器上才能读出，兼容性不高。