DVD的工作原理

碟片工作原理

碟片工作原理是指光学存储技术中使用的一种数据存储原理。碟片通常由一个或多个金属或塑料制成的圆盘组成，每个圆盘上都覆盖有一层薄膜，通常是由反射性物质（如铝）或栅栏结构（如蓝光碟片）构成。

碟片工作的基本原理是利用激光束读取和写入数据。光束由一个激光器产生，然后由光学系统将光束聚焦到碟片的表面上。当碟片旋转时，光束会被反射或散射，从而产生信号。

在读取数据时，激光束照射在碟片表面的数据轨道上。碟片表面的微小坑洼或膜的不同反射特性会导致光强的变化。这些变化经由激光束反射回到探测器中，探测器会将其转换为电信号，并通过信号处理电路进行解码，最终转换为数字数据。

而在写入数据时，激光器调整激光的功率和聚焦的位置，将光束照射在碟片表面特定区域上，通过局部熔化、氧化或改变膜的物理性质等方式，在碟片表面形成微小的坑洼或膜的改变，用来表示数据的1和0。

需要注意的是，碟片工作原理的具体细节会因不同类型的碟片（如CD、DVD、蓝光碟等）而有所不同。但它们的核心思想都是通过激光束的读写来实现数据的存储和取出。

DVD光学读取系统原理

DVD光学读取系统是DVD激光视盘机的核心器件，主要由激光头（半导体激光器、光电接收器及光路通道）和光头传动机构组成。大致可分为偏光光学系统和无偏光光学系统两类。无偏光光学系统经过发射—接收转换后，功率会降低较多，因此读取效率较低，主要用于VCD和CD机的光学读取系统。而DVD机由于激光读取时需要较大功率，一般都采用了更先进的偏光光学系统。

激光头是光学读取系统的关键器件，主要由半导体激光二极管LD、光电二极管PD以及物镜、偏光分光棱镜、反射镜、1/4波长板等组成。主要结构见下图：

（图1）

由图可见，从激光二极管发射出来的发散激光通过准直透镜后变为平行激光，通过PBS（特殊的偏光光束分光器），再通过1/4波长板（QWP），把偏振平行激光送至物镜，经物镜聚焦后，激光焦点准确跟踪碟片上记录的信号，根据碟片上的凹凸信号，激光的反射光信号根据碟片信号的变化而变化，反射信号通过1/4波长板和PBS后，在PBS中产生45度偏转，成为S线性偏振光。该信号经反射后送往信号检测和误差检测系统，经光电检测器把激光信号转换成电信号后送到RF信号处理电路处理。

1、 激光二极管的好坏直接关系到整机的工作性能，VCD的激光二极管发射激光波长为780nm，DVD的激光波长为650nm或以下（635—650nm），激光二极管工作时发出的正常功率为3—5mW，碟片信号最终得到的功率为0.3mW左右。激光二极管的正常工作电压为2V左右，工作电流一般为50—100mA，在正常读碟的情况下，工作电流越小，激光二极管的性能越好，工作寿命就更长。当工作电流超过100mA时，一般激光二极管已经老化。除了一些更短波长的激光二极管发出与PN结合面垂直的偏振光外，DVD中一般的LD管均发出与PN结合面平行的线性偏振激光，一般激光二极管的要求有以下几点：

A、 激光波长为635—650nm。

DVD机VIPer开关电源工作原理分析

开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要小得多,电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的DVD机大都使用开关电源。电源电路正常是DVD机正常工作的基本保障。

1.开关电源的基本工作原理:

开关电源的结构框图如图1。由对输出电压“取样”,并对基准源进行“比较”后控制“调整管”或“开关管”,此时开关电源的“开关管”相当于一个开关,开通时间由比较结果而定;当开关电源输出的电压太低时,通过“比较放大”控制“开关时间控制电路”使“开关管”开通时间变长,从而使输出的电压提升。

开关电源的核心部分是“开关管”和“变换器”组成的开关式直流-直流变换器。它把直流电压Ui(一般由输入市电经整流、滤波后获得)经开关管后变为有一定占空比的脉冲电压Ua,然后经整流滤波后得到输出的电压Uo。

2.大宇DVD的开关电源电路

图2所示是大宇DVD电源电路的实物图。图中右上角输入220V交流市电,先经电源滤波电路后用右下角的二极管进行整流,再经大电容滤波后输出直流。由于是对220V交流信号进行整流滤波,所以二极管的耐压值要高,而电容的容量也要大,所以实物图中右下角的电容体积很大。整流滤波后得到的直流信号再经右边居中的开关电源IC转换成高频的交流信号,再经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于变压器是工作在高频状态,所以其体积较小。耦合输出的各组交流信号经左边的二极管整流、电容滤波和三极管稳压或三端稳压电源稳压后输出各部分电路工作所需的直流电压。此电路由于采用了变压器并联耦合,而且比较放大电路反馈回脉冲调宽电路是利用光耦器件,即用光信号来传递信息,输入端与输出之间实现绝缘,是冷底盘机,其防触电的警告标志仅在电路板的右边。光耦跨接在有警告标志和无警告标志部分,起到传递信号而又能隔离前后级地线的作用。这种机型在维修主电路板时,由于主电路板与大地不相连,通常比较安全。但在测量后级电压时,不能使用前级的地线,否则所测电压将全部为0V。

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10-3 光盘机伺服原理

光盘光学头要想从光盘表面获取信号，必须实现光斑与光盘轨道的循迹伺服和聚焦伺服，还要进行主轴转速控制。

一、循迹伺服原理

（1）三光束法检测原理

为保证跟踪其节距仅为1.6μm的信号轨迹，必须设有伺服系统。循迹伺服系统是VCD机中最重要的伺服机构之一，其作用是通过物镜的横向移动，使激光束能正确地环绕碟片的信号面循迹。

在CD与VCD系统中，广泛采用三光束法取出循迹信号误差，如图10-7所示。

在图中，给出了主、副三光束光线照射到碟片上的变化情况。主、副三光束均被聚焦成极细小的光点，投射到碟片信号面的相邻坑点上，各自的反射光分别由A、B、C三个光电二级管组合的光检测器所接收，并输出与其明暗程度相对应的电压VA、VB及VC。图中（b）表示主光束准确的照射到主信迹上，此时从副光束A、C检出的光量相等，即VA-VC=0，说明主光束照射正确，勿须循迹。

当光点偏离到坑点列的下方时，光点A因位于反射面，其反射光较明亮，而光点C因位于主信迹部分，其反射光因绕射而变得较暗，则两个光电二极管输出的电压不等，即VA＞VC，如图中（a）所示，其差VA－VC＞0。若光点偏离到坑点列的上方，则光点A因位于主信迹部分，其反射光较暗，而光点C由于处于反射面，则光点C的反射光较明亮，此时VA－VC＜0。可见VA－VC之差是被用来作循迹伺服误差信号的。此循迹误差信号，经电子电路放大后， 172 传递到双轴传动系统，执行自动控制操作，便保证了光点B始终能循迹在主信迹上，完成导向任务，使VA－VC之差始终保持在误差范围之内。

（2）循迹精度

光盘轨迹的节距仅为1.67μm，光斑（艾里斑）直径为（取λ=780nm，NA=0.45）

而光盘偏心与主轴跳动达±70μm。对存在循迹误差时信号读取情况考察的表明，循迹误差最好抑制到±0.1μm左右，则伺服增益为

（3）二级循迹伺服系统 )(1.222.1mNA)(571.070lg20dB分贝副光点A