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在PC飞速发展的今天,多媒体技术被大量应用在各个领域,CD-ROM驱动器已经成为了一台PC机的基本配制,它具有容量大、速度快,兼容性强,盘片成本低廉等特点。我们先来看看CD-ROM的工作原理。
激光头是光驱最精密的部分,主要负责数据的读取工作。激光头主要包括激光发生器、半反光棱镜、物镜、透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时,从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜,汇聚在物镜上,物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时,光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去,透过物镜,再照射到半反射棱镜上。此时,由于棱镜是半反射结构,因此不会让光束穿透它并回到激光发生器上,而是经过反射,穿过透镜,到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据,所以反射回来的光线就会射向不同的方向。发光二极管接受到那些用数字形式(0和1)排列的数据,并最终将它们解析成为我们所需要的数据。
随着CD-ROM光驱的不断发展和变化,CD-ROM越来越成熟,技术术语也越来越多也更专业化,采用的技术也频繁更新,层出不穷。要想对CD-ROM有更深的了解,必须首先对CD-ROM的术语和采用的新技术有一个充分的了解。下面我们就对光驱术语和技术做一个回顾总结。
光驱术语
倍速:
指的是光驱数据传输率,国际电子工业联合会把150KB/s的数据传输率定为单倍速光驱。300KB/s的数据传输率也就是双倍速。依次计算得出现在光驱的最大数据传输率。
CLV技术:
全称是Constant-Linear-Velocity,恒定线速度读取方式。这种光盘读取方式大多数应用在低于12倍速的光驱中,这种读盘方式可以保持数据传输率不变,随着光头位置的不同而改变旋转光盘的速度。也就是说,光驱马达在读取内沿数据时旋转速度比读取光驱外沿数据的时候要快许多。
CAV技术:
全称是Constant-Angular-Velocity,恒定角速度读取方式。这种方式光驱马达旋转的角速度始终是一样的,但由于光盘内沿的数据比外沿的少,因此当读取内沿的数据的时候传输率比外沿数据传输速度要低很多,越往外数据传输率越高,光驱速度才能开始体现。
PCAV技术:
全称Partial-CAV,区域恒定角速度读取方式。这是融合了CLV技术和CAV技术的一种数据读取技术,它是在读取外沿数据采用CAV技术,在读取内沿数据采用CLV技术,这样可以提高整体数据传输的速度。
数据传输率:
就是data-transfer-rate,是指光驱每秒钟在光盘上可读取多少千字节(kilobytes)的数据量。
寻迹:
就是保持激光头能够始终正确地对准记录数据的轨道。当激光束正好与轨道重合时,寻迹误差信号就为0,否则寻迹信号就可能为正数或者负数,激光头会根据寻迹信号对姿态进行适当的调整。如果光驱的寻迹性能很差,在读盘的时候就会出现读取数据错误的现象,最典型的就是在读音轨的时候出现的跳音现象。
聚焦:
就是指激光头能够精确地将光束打到盘片上并受到最强的信号。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到光电二极管上。它们将信号叠加并最终形成聚焦的信号。只有当聚焦准确时,这个信号才为0,否则,它就会发出信号,矫正激光头的位置。
平均读取时间:
就是Average-Seek-Time,是指光驱激光头移动并且定位到指定的数据区后,开始读取数据并且将数据传输出来所用的时间,这是标志光驱性能的一项重要指标。
缓存容量:
说的是光驱内部集成的高速缓冲存储器(CACHE)容量。CACHE可以在光驱和系统之间提供数据缓冲,先将读出的数据在高速缓冲存储器中暂时保存,然后进行一次性的数据传送,这样可以解决光驱和电脑其它设备之间的速度差距。
光驱的接口:
目前市面上的光驱的接口主要有:IDE、EIDE、SCSI、SCSI-2四种。后两种接口的传输速度较快。但在实际应用中它们的性能差别并不是很大,而且SCSI接口的CD-ROM价格贵很多,需要专门的转接卡,安装也较复杂,因此对一般用户而言应尽量选择IDE(或EIDE)接口的CD-ROM。
CD-DA:
CD-Audio,一种用来储存数位音效的光蝶片,是1982年由SONY和Philips共同制定的标准,可以以音轨方式储存声音资料。现在的CD-ROM都具有兼容此规格音乐片的能力。
MPEG-2:
是1994年由ISO/IEC组织制定的运动图像及其声音编码标准,针对广播级的图像和立体声信号的压缩和解压缩。
光驱新技术
今年的光驱技术已经逐步趋于成熟,以前推出的光驱技术标准得到广泛采用,如PCAV读盘技术;新的技术也层出不穷,下面我对光驱新技术做一个介绍。
1.寿命的保证――全钢机芯
光驱的机芯主要分为“塑料机芯”和“全钢机芯”两种,“塑料机芯”优点是价格低廉,加工方便,因此有不少厂家采用。然而“塑料机芯”带来的问题就是,光驱高倍速运转所产生的高温会使塑料发生老化现象,造成光驱的寿命和读盘能力都大打折扣。为了解决这个问题,“全钢机芯”应运而生,钢制机芯以其耐热、不容易变型等特点,使光驱的使用寿命有效延长,但这样光驱的生产成本较“塑料机芯”光驱有所增加。由于现在采用“全钢机芯”的光驱得到了大家认可而且形成了规模化生产,市场价格和“塑料机芯”光驱相比也就是10-20元的差价。目前常见的采用这种技术的主要有大白鲨、美达、ACER、阿帕奇等。
2.AIEC――人工智能纠错技术
这种技术用来增强光驱的纠错能力。AIEC就是在对上万张的残次光盘进行研究后,根据不同的问题实行不同的纠错方法来读取数据,这些纠错方法都存储在光驱的一个IC中,当光驱读取有问题的盘片时,会从记录中采用对该盘片最优的纠错方法来进行数据读取。由于采用了AIEC技术,所以光驱能拥有极佳的读盘能力。采用这种技术的典型是ACER、阿帕奇、源兴等光驱。
3.迷宫结构――降噪技术
这是一种光驱内部结构的设计,这种设计方式类似于喷气式飞机的降噪结构,它成功地解决了光驱的噪音和在高倍速读盘时出现的碎盘和烧盘现象。目前大白鲨光驱就采用这一技术的,DVD-ROM采用这种技术的有PLEXTOR、KENWOOD、三洋等。
4.手动降速技术――降噪减震
高速的CD-ROM光驱存在的一个问题是噪音和震动,造成这个问题原因有两个。第一方面是光盘自身的问题:有些非正规压制的光盘在重量和厚度方面不规范在光驱高速旋转时,就很容易晃动发出噪音;一些光盘没按ANSI说明书的要求生产,在光驱读盘时就会发出噪音;一些带有标签的CD/CD-R磁盘,常会由于不平衡发出噪音。另一个方面是高速光驱自身的问题。所有的光驱都是通过加快马达的旋转速度来提高传输速度,这个过程势必会产生噪音和震动。
于是各种技术纷纷产生,比较成功的是手动降速技术。采用这种技术的光驱可以通过按住光驱的“弹出”键两秒钟以上强迫光驱运行在一个比较低的速度上,通过降低对传输率的要求来达到增强数据识别能力的目的。这种技术对于提高光驱的读盘性能有很好的效果,使用手动降速后光驱噪音明显减小,数据传输更加稳定,适用于读取一些质量不好的光盘。使用这种技术的光驱主要有大白鲨、阿帕奇。
5.平衡减震技术
这类新技术主要有ABS自动平衡技术,CSS减震技术、MT-ABS平衡防震技术等,下面我们分别进行介绍。
1)ABS自动平衡技术。这是用来增加光驱读盘稳定性,定位精确性的平衡系统技术。它的原理就是在光驱拖盘底加上特制的钢珠轴承,当遇到劣质盘片时,它就可通过钢珠的移动自动调整劣质盘片在光驱高速旋转时产生的离心力不平衡,达到平衡作用。
2)DDSS双动态减震技术。这种技术利用了动态阻尼和抗震装置来吸收掉光驱主轴电机在高速旋转时所产生的机械震动,从而避免精密的光头组件因震动过大而损坏。
3)CSS三动态减震技术。这种技术和DDSS大同小异,只是将DDSS的避震系统的避震层由两层增为了三层,使光驱工作更稳定。
4)MT-ABS平衡防震技术。这种技术借鉴了类似于洗衣机高速旋转脱水的原理,将马达上旋转载头内的单轨改为三轨,再将平衡钢珠切分成多颗小钢珠将其分散在多轨道内的各点,当起动旋转时,各轨道内的钢珠会自动分散以寻求最平衡的定点,并达到载重与旋转时的最佳平衡状态。
6.一光多道技术
“一光多道”并行读取技术是今年CD-ROM技术的一次大变革,同传统的“一光一道”技术相比,“一光多道”能提高CD-ROM或DVD-ROM等的读盘成功率和数据传输率。
这种技术的原理和“一光一道”技术大同小异,只不过一道光束可通过一个产生衍射的装置被分为多道,然后经光束校正镜校正后投射到会聚凸片上汇聚起来,再发射到碟片上不同的数据轨道上,读取到的数据被按相同的路径返回后被多光束数据处理器真正读取出来。“一光多道”技术的优点是不需要对传统的光驱机芯做很大的变动,成本增加不高,便于推广。
7.数字伺服技术
这是被许多光驱生产厂大量采用的一种技术,它可以通过实际使用情况自动实现升降速或自动根据碟片质量分配激光头发射功率等功能的控制技术,这样不但提高了读盘速度和纠错性能,又起到了节能延长光驱寿命的目的。
8.DAAS自动检测、分析及适应系统
就是Auto-Detect, Analyse, Adapt System,这个技术也可以根据碟片的特点自动调整转速及激光头,顺利读取各类“烂碟”,并有效控制光驱震动及减小噪音,让使用更顺畅。雄兵的50倍速光驱就使用了这样的技术,并称之为“无极变速”。
未来展望
由于CD-ROM受到自身工艺的限制,现在的速度已经接近光驱的“极限”,应用的许多辅助技术在实际应用中也并不是显得那么完美,但我们应该相信,随着研究的不断进展和光驱新技术的采用,光驱的速度将再次突破极限,整体性能也将更加强劲,CD数据存储量也会更加庞大。虽然现在CD-ROM在某些性能上无法和CD-RW、DVD-ROM相提并论,但我们谁也无法否认CD-ROM仍然是我们的首选光驱。我们期待着明年的光驱发展能更加迅速,更加令人满意。(李博)
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