CD-ROM CD-RW DVD-ROM工作原理
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CD-ROM,CD-RW,VCD,DVD分别是什么的缩写?CD-R 可录式光盘片CD-R是Compact Disc-Recordable的缩写,中文为“可录式光盘片”。
这类光盘片可以使用CD-R刻录机写入资料,但只能写入一次。
若没有特别指明的话,CD-R指的是可录式光盘片,而CD-R drive才是指可录式光盘片的刻录机。
CD-R除了可以使用CD-R刻录机读取资料外,也可以使用一般光驱来读取资料。
光盘的刻录可分为单次写入(single-session)和多次写入(multi-session)两种,前者表示光盘片仅能进行一次的写入操作,若在写入操作之后光盘片仍有剩余空间,则无法再进行写入的操作,后者则没有这个限制,可以再次写入,直到光盘片没有空间为止。
在购买光盘刻录机时,通常会考虑光盘刻录机的速度,如“8R4W”的意思是读取资料是8倍速,刻录资料则是2倍速,速度越快,刻录的时间就越短。
目前市面上已经有8倍速刻录资料的光盘刻录机了。
CD-ROM 只读光盘CD-ROM是Compact Disc Read Only Memory的缩写。
它是由金属和塑料所制成,直径12公分、厚度1.2公厘的圆形薄片,最早是由Philips和Sony两大公司发展出来,可以储存74分钟的音乐,或是约650MB的资料。
一般我们称CD-ROM为“光盘片”,而读取光盘片的机器CD-ROM drive则是“光驱”。
通常在光驱的正面,有一个32、48或52的数字,这就是光驱读取资料的速度。
光驱刚问世时,速度只有单倍速,单倍速的速度是150KB/Sec,也就是每秒150KB的速度,后来就以此为基准,例如,52倍速光驱的速度就是7800KB/Sec。
CD-RW 可复写式光盘片CD-RW是CD-ReWritable的缩写。
由于CD-R只能写入一次资料,后来改良CD-R之后,发展出可重复读写的光盘片CD-RW。
CD-RW可以将记录过后的资料删除,再写入其他资料。
CD-RPhilips、Sony公司于1989年发布了可刻录光盘标准的桔皮书,它包含有三个部分:部分1是CD-MO(Magneto-Optical,光磁式)标准,是种可重写刻录的标准,但该标准不久就被取消,甚至没有任何该标准的产品问世。
部分2则制定了CD-R标准;部分3则制定了CD-RW标准。
CD-R是一种一次写入、永久读的标准。
CD-R光盘写入数据后,该光盘就不能再刻写了。
刻录得到的光盘可以在CD-DA或CD-ROM驱动器上读取。
CD-R与CD-ROM的工作原理相同,都是通过激光照射到盘片上的“凹陷”和“平地”其反射光的变化来读取的;不同之处在于CD=ROM的“凹陷”是印制的,而CD-R刻录机烧制而成。
由于产品和生产线的不同,CD-R盘片产品的反射层采用不同的染料,也就是习惯上人们称为的“金盘”、“绿盘”和“蓝盘”,各自的颜色、性能都存在差异,而各自也都存在各自的优势。
CD-R盘片的选择一、尽量选择金盘盘片因有机染料的不同主要分为黄金盘、白金盘、蓝盘和绿盘。
CD-R盘片使用有机染料(organic dye)作为记录层的主要材质,这种有机染料是几百万个相同分子连接在一起而形成的组织结构。
目前,比较常用的有机染料有Cyanine(花青素,绿盘)、Phthalocyanine(钛菁,金盘)、苯二甲蓝染料(蓝盘)等等。
盘片染料的不同在抗光性、耐用性方面还是有点区别。
通常情况下,金盘的刻录数据质量是最好的,不仅兼容性最好,而且保存时间最长,因此建议大家选择金盘以确保刻录的质量。
金盘又分为黄金盘和白金盘,前者采用黄金作为激光反射层,后者采用的是白银。
两者除了成本上有轻微的差别之外,性能、质量上没有任何差别,目前主流盘片通常采用银作为反射层,也就是通常讲的白金盘。
二、选择兼容性好的盘片众所周知,刻录的过程中包括两个环节:刻录机和盘片。
这两者之间的兼容性对刻录过程的稳定十分重要,对刻录品质和读取质量影响很大。
一.光盤的原理光盘是如何造出来的?面对这个问题,可能很多人都没有办法回答出来。
我们的台式电脑,可以通过组装的形式来制造,例如把处理器、内存、硬盘、主板等配件,安装在机箱里,就形成了一台电脑。
而一块主板则是通过电路板布线、贴片、焊接、插件、再焊接等步骤完成的。
然而,一张薄薄的光盘,它又如何才能制造出来呢?要了解光盘的制造原理,首先就要了解光盘的结构,其结构同制造过程密切相关。
大家都知道,光盘只是一个统称,它分成两类,一类是只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM 、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一类是可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R 、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。
根据光盘结构,光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型,这几种类型的光盘,在结构上有所区别,但主要结构原理是一致的。
而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别,它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同样的道理。
现在,我们就以CD光盘为例进行讲解。
我们常见的CD光盘非常薄,它只有1.2mm厚,但却包括了很多内容。
从图1中可以看出,CD光盘主要分为五层,其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。
现在,我们分别进行说明。
1.基板它是各功能性结构(如沟槽等)的载体,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。
一般来说,基板是无色透明的聚碳酸酯板,在整个光盘中,它不仅是沟槽等的载体,更是整体个光盘的物理外壳。
CD光盘的基板厚度为1.2mm 、直径为120mm,中间有孔,呈圆形,它是光盘的外形体现。
光盘之所以能够随意取放,主要取决于基板的硬度。
在一般人的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。
不过,对于光盘而言,却并不相同。
如果你把光盘比较光滑的一面(激光头面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。
CD-RWCD -RW盘片由于采用了相变技术,它的激光反射率比一般的CD盘片要低很多。
因此在CD- RW刚刚推出的时候,CD -RW盘片是无法在在普通的CD-ROM光驱中读出的。
但是随着MultiRead技术的出现,这个问题很快得到了解决,如今采用MultiRead 技术已经成为CD -ROM光驱的必备手段。
凡是采用了 MultiRead 技术的光驱都可以读出CD-RW盘片。
1997 年年底之后推出的 CD-ROM 光驱都采用了MultiRead 技术。
由于技术发展得比较早,现在CD -R/CD -RW驱动器都具有 CD- ROM驱动器的各种成熟先进的功能,都能很好地兼容各种CD-ROM盘片和CD-R/CD-RW的盘片。
这些盘片在CD-R/CD -RW驱动器中读取都没问题。
1996年初,Ricoh(理光)、Philips(飞利普)、Sony(索尼)、Yamaha (雅马哈)、Hewlett-Packard以及Mitsubishi化学公司建立了一个工业论坛,发布了CD-RW格式标准。
该标准由Ric oh大力发展,并于1996年推出了业界第一款CD-RW驱动器,型号为MP6200S,是一种刻录速度2倍速,2倍速复写,6倍速读取的产品。
同时桔皮书的第三部分也正式出台,从此CD-RW标准才被正式定义。
从那时开始CD-RW驱动器就取代了CD-R驱动器,CD-RW驱动器完全兼容CD-R驱动器,完全支持CD-R盘片。
CD-RW光盘刻录的方式与CD-R光盘相同,区别就在于其可以擦除并多次重写。
这样CD-RW盘可以视做软盘,可以进行文件的复制、删除等操作,方便灵活。
CD-RW光盘与CD-R光盘主要有四个方面不同:可重写价格更高写入速度慢反射率更低CD-RW盘片的写入速度要低于CD-R光盘,这是因为在写入数据时,激光需要更多的时间对光盘进行操作。
与CD-R有机染料层不同,CD-RW盘片的刻录层由银、铟、锑、碲合金构成。
刻录机的工作原理和技术指标任何类型的刻录机都有激光头,在刻录过程中,激光头将激光束聚焦并按照数据要求烧蚀出来许多“凹坑”,这些所谓的“凹坑”具有特定宽度和深度,并且长短不一,从而构成了数据刻录层。
光盘上还存在有螺旋状轨迹,这个轨迹是在白盘片的制造中形成的,称之为预刻沟槽,数据就刻录在沟槽之中。
由于光盘存在凹坑和非凹坑,因此,读取数据时激光头就会得到不同的激光反射率,由此而获得不同的信号,我们就可以使用光盘中的数据了。
刻录机之所以有CD-R/RW 、COMBO 、DVD-RAM 、DVD-R/RW 、DVD+R/RW 以及DVD±R/RW 之分,除所用盘片有着本质的不同外,主要是激光强度和波长的不同。
一、CD-R/RW 刻录机的工作原理目前CD-R/RW 刻录机应用最广泛,它同时拥有CD-R 和CD-RW 两种刻录技术,既可以刻录CD-R(CD-Recordable) 光盘,又可以刻录CD-RW(CD-ReWritable) 可重复擦写光盘。
1.CD-R 技术的刻录原理采用CD-R 刻录技术刻录CD-R 光盘时,激光头发射的激光束照射在CD-R 光盘的数据记录层——有机染料层,使其发生化学变化,产生所谓的“凹坑”。
由于这种化学变化是不可逆的,有机染料不能恢复到原来的状态,所以CD-R 光盘只能刻录“一次”。
严格地讲,只能刻录“一次”指的是CD-R 盘片的同一部位只能一次性写入数据,如果光盘还有剩余容量,还可以继续在未使用的区域进行再次刻录。
不过,这是在采用多轨道或多区段追加技术而进行的刻录,而不是在同一部位进行重复刻录。
2.CD-RW 技术的刻录原理采用CD-RW 刻录技术刻录CD-RW 光盘时,可以在光盘上反复进行数据擦写操作。
CD-RW 技术采用相变技术来存储数据,与CD-R 盘片不同的是,CD-RW 盘片的数据记录层采用了具有逆变特性的相变结晶材料。
相变结晶材料具有非结晶和固定结晶两种状态,两种状态具有不同的反射率,因此可以记录不同信号。
刻录光盘的结构及原理市面上销售的计算机软件光盘或CD、VCD 等各种格式光盘是压制的CD-ROM 光盘(Compact Disc-Read Only Memory),刻录机所使用的刻录盘是CD-R 盘和CD-RW 盘。
压制盘与刻录盘的制造方式不同,盘片结构略有差异,但数据存储原理是一样的。
在着手刻录光盘之前,我们需要了解不同格式的光盘需要遵循相应的标准,同时还需要了解光盘有着不同的文件系统和不同的刻录方式以及CD-R 和CD-RW 有着本质的区别等知识。
一、盘片结构与信息记录原理刻录盘片是由透明聚碳酸脂材料盘基和多层涂敷层构成,其中,染料层在激光的烧蚀作用下记录了数据信息。
二进制的“0”和“1”是计算机记录信息的根本,光盘记录信息也不例外,但不经过“调制编码”技术的处理,简单的“0”和“1”是不能正确记录数据的。
下面以CD-R 盘为例简单介绍盘片的结构和信息记录原理。
1.盘片物理结构把印有图案、标签那面向上时,最下面的是聚碳酸脂盘基,盘基的上面有几个涂敷层,从上至下的主要作用依次为:(1) 表面印刷层:就是印有文字图案的一面。
(2) 保护层:起到保护反射层的作用。
(3) 反射层:喷镀的金属膜,读取数据时用来反射激光。
◎刻录盘轴向剖面局部放大图(4) 有机染料层:由不同的有机染料构成数据记录层,刻录时,激光就是在这一层进行烧蚀。
(5) 盘基:是透明聚碳酸脂材料。
和软、硬盘轨迹不同的是,光盘是一条由内圈向外圈的螺旋状轨迹而不是若干同心圆轨迹,在轨迹对应的染料层上有一些特定宽度和深度而长短不一的所谓“凹坑”,这些“凹坑”是在刻录过程中由刻录机的激光头将激光束聚焦并按照数据要求烧蚀出来的,这一层也就构成了数据记录层。
在CD-ROM 盘上,是由压模制造出来的,而刻录盘是激光对染料层进行烧蚀的。
刻录盘的螺旋状轨迹是在“凹坑”盘片制造中形成的,称之为预刻沟槽,数据就是沿着沟槽进行刻录的。
2.信息记录的物理原理由于光盘存在凹坑和非凹坑、烧蚀和没烧蚀部分,因此,当我们使用光盘读取数据时,激光头就会得到不同的激光反射率,由此而获得不同的信号。
DVD-ROM光驱工作原理DVD光驱DVD-ROM是若干个电子和电影联盟技术折衷的产物,拥有更高的读取速度和更大存储量以及区域码等安全手段,现在广泛应用在数据存储和音视频领域中。
下面我们来说说DVD-ROM光驱的工作原理。
DVD-ROM光驱的激光头,是从DVD光盘拾取信息的执行部件。
激光头工作的时候,首先将激光二极管发出的激光经过光学系统分成束光射向碟片,然后,从碟片上反射回来的光束再照射到光电接收器上再变成电信号。
激光头在读取信号的过程中,就是让激光在碟上扫过时与信号相遇。
DVD碟上有肉眼看不见的,排得密密麻麻称作坑点的小凹点,这些小凹点就是数据信息所在,它们排列成一圈圈的同心圆。
因为光碟的读取效率是与激光的波长二次方成反比的,激光的波长越短读取效率就越好,所以,激光头发出的激光波波长被聚焦得很短很短(只有0.65微米左右)。
DVD-ROM光驱必须兼容播放CD和VCD碟。
不同的光盘因为结构不同,对激光的要求也有不同,这就要求DVD激光头在读取不同盘片时要采用不同的光功率。
目前,DVD-ROM 光驱普遍采用的是红色半导体激光器。
但是,蓝色半导体激光的波长更短,所以,蓝色半导体激光器才是以后DVD激光源的发展方向。
目前DVD播放机的光头的种类可以分为单激光器方式和双激光器方式两种,而这两种的每一种又可细分为几种:单激光器方式:只有一个激光发射器,只能发射650nm的激光,故无法兼容CD-R。
具体又有以下几种方式(1)双透镜方式,采用两个焦距不同的透镜,分别用于DVD和CD系统,透镜必须采用机械方式进行切换。
(2)双焦点透镜方式,全息技术,在透镜上做环状切割。
(3)快门方式(孔径控制方式)。
双激光器方式:由于采用了两个激光器,能发射两种不同波长,故能读取CD-R。
有两种方式(1)双激光头方式,备有两套激光器和透镜系统,分别用于CD和DVD。
(2)双激光器单光路方式,备有分别适用于DVD和CD的专用激光器,光路和透镜系统则利用棱镜等实现公用。