77702

Конструкции дисководов CD-ROM

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

В этом заключается принципиальное отличие дисководов компактдисков от накопителей на жестких и гибких дисков в которых носители вращаются с постоянной угловой скоростью. Необходимость поддержания постоянной линейной скорости обусловлена исключительно тем что при воспроизведении звуковых компактдисков данные должны поступать в декодирующее устройство в постоянном и строго определенном темпе независимо от того с какого витка рожки они считываются. Механическая часть дисководов CDROM Конструкция дисководов компактдисков приведена на рис.

Русский

2015-02-05

5.39 MB

3 чел.

Конструкции дисководов CD-ROM

Дисковод CD-ROM должен быть в состоянии работать с компакт-дисками хотя и стандартного размера, но выпушенными разными производителями, с разными непредсказуемыми поверхностными отклонениями и дефектами. Устройство должно обеспечивать вращение диска с постоянной линейной скоростью, т.е. частота его вращения должна быть обратно пропорциональна радиусу витка спиральной дорожки, который отслеживается оптической головкой. При перемещении головки к краю диска частота его вращения уменьшается и наоборот. В этом заключается принципиальное отличие дисководов компакт-дисков от накопителей на жестких и гибких дисков, в которых носители вращаются с постоянной угловой скоростью. Необходимость поддержания постоянной линейной скорости обусловлена исключительно тем, что при воспроизведении звуковых компакт-дисков данные должны поступать в декодирующее устройство в постоянном и строго определенном темпе, независимо от того, с какого витка рожки они считываются. При работе с CD-ROM линейная скорость может быть любой. Погрешность отслеживания спиральной информационной дорожки на вращающемся диске оптической головкой дисковода составляет в радиальном направлении менее одного микрона. Электронная часть дисковода должна в реальном времени обнаруживать и корректировать случайные ошибки считывания данных, надежно работать на протяжении длительного времени.

Механическая часть дисководов CD-ROM

Конструкция дисководов компакт-дисков приведена на рис.

Рис. Конструкция дисковода CD-ROM

Основой устройства является жесткий каркас из алюминия или нержавеющей стали. Как и в накопителях других типов, каркас является той частью конструкции, к которой крепятся все остальные узлы (механические и электронные). К ним относятся: лицевая панель, фальшпанель, регулятор громкости1 и кнопка извлечения диска. Приемные устройства для носителей могут быть разных типов и рассчитаны либо на установку компакт-дисков в специальных контейнерах (caddy), либо представлять собой выдвижные лотки, поэтому лицевые панели и фальшпанели. а также и способы их крепления могут быть разными. Несмотря на то, что в дисководах с возможностью записи (CD-R) и многократной перезаписи (CD-RW) устанавливаются другие лазерные излучатели и электронные узлы, их конструкция, в принципе, такая же, как и у обычных дисководов CD-ROM.

Электронные узлы дисковода монтируются на нескольких печатных платах. Чаще всего их две: основная плата, на которой собраны схемы управления и интерфейса дисковода, и плата усилителя головных телефонов; на ней же обычно монтируется и гнездо для их подключения. Практически все механические узлы дисковода объединены в механизме привода диска и головки. Они выпускаются лишь несколькими фирмами, среди которых, в первую очередь, надо назвать компании Sony, Philips, Toshiba, IBM. Поэтому все имеющиеся в продаже многочисленные модели дисководов компакт-дисков собраны на базе лишь нескольких разновидностей приводных механизмов, выполняющих около 80% функций этих устройств. Такая стандартизация и, как следствие, взаимозаменяемость является одной из характерных черт дисководов этого типа.

Конструкция типичного механизма привода показана на следующем рисунке.  В верхней его части располагаются устройства, обеспечивающие прием, фиксацию и извлечение компакт-диска. Основой механизма привода является блок ВС-7С, представляющий собой рамку, к которой крепятся все другие детали. Она устанавливается в корпусе на четырех резиновых опорах, предохраняющих механизм привода от сотрясений и вибраций, неизбежно возникающих при работе дисковода в составе системы. Однако несмотря на наличие амортизирующей подвески, дисковод компакт-дисков является деликатным и весьма хрупким механизмом. Подвижный узел, шасси загрузочного механизма и экранирующая крышка составляют устройство, выполняющее механические операции по приему и фиксации компакт-диска на роторе шпиндельного двигателя, а также его выгрузку.

Плавное и безопасное выполнение этих операций обеспечивается несколькими рыч_ . ми и гидравлическими демпферами. Перемещение подвижных деталей осуществляете I с помощью двигателями привода загрузки и выгрузки диска.

Рис. 14.8

Конструкция механизма привода диска и головки

Устройства, обеспечивающие вращение носителя с необходимой скоростью и счит; ваниес негаданных, располагаются под загрузочным механизмом (рис. 14.9). Шпинде.:; ный двигатель смонтирован на раме блока ВС-7С и подключен к печатной тате со схем ... управления. Виброгасящая подвеска способствует его более равномерному вращению. На. более ответственной деталью дисководов компакт-дисков является оптическая голов?.. в состав которой входит алюмоарсенидгаллиевый (GaAlAs) лазерный диодный излучате.":

Рис. 14.9  Вид снизу на блок ВС-7С

(длина волны 780 нм, мощность излучения около 0,6 мВт), фотодатчик, оптическая система автоматической фокусировки луча и механизм точного слежения за дорожкой. Оптическая головка может перемешаться по двум направляющим: лазерный луч попадает на поверхность диска через прорезь в раме блока ВС-7С. Узел, состоящий из оптической головки и направляющих, иногда называют салазками {sled).

В дисководах CD-ROM, CD-R и CD-RW используются лазерные излучатели с различными характеристиками. Но внешне они мало чем отличаются друг от друга.

Салазки должны отслеживать положение витков спиральной информационной дорожки на поверхности диска. В отличие от дисководов гибких дисков, в которых магнитные головки записи/воспроизведення можно с достаточной точностью «наводить» на дорожки с помошью обычного шагового двигателя, в подаачяюшем большинстве дисководов компакт-дисков для этого используются линейные электродвигатели с подвижной катушкой, подобные тем, что используются для перемещения головок в накопителях на жестких дисках. Дело в том, что положения концентрических дорожек на дискетах строго фиксированы, что хорошо согласуется с принципом работы шагового двигателя: его ротор может занимать лишь несколько дискретных положений. Кроме того, сами дорожки достаточно широкие, что исключает необходимость точной подстройки положения головок. Радиус же спирали узкой информационной дорожки CD изменяется непрерывно, поэтому положение головки необходимо постоянно корректировать. Осуществляется это за счет изменения управляющего тока в подвижной катушке линейного двигателя. Тем не менее, в некоторых дисководах компакт-дисков все же используются шаговые электродвигатели с чрезвычайно малым шагом вращения ротора. Электронные узлы, обеспечивающие перемещение салазок в нужном направлении, смонтированы на основной печатной плате дисковода'.

Электронные узлы дисководов CD-ROM

На рис. 14.10 приведена блок-схема типичного дисковода CD-ROM. Ее условно можно разделить на две части — подсистему контроллера и подсистему управления дисководом. Подсистема контроллера осуществляет взаимодействие с интерфейсом периферийных устройств системы, а именно — с контроллером накопителей. Большинство наиболее сложных электронных узлов дисковода имеет отношение к этой подсистеме. Контроллер, схема которого изображена на рис. 14.10, предназначен для работы с интерфейсом SCSI2, хотя большинство современных дисководов CD-ROM подключается к тем же интерфейсам (Ultra-DMA или E1DE), что и накопители на жестких дисках. И в том, и в другом случае устройство является достаточно «интеллектуальным», что позволяет просто подсоединить дисковод к системному интерфейсу (адаптеру SCSI или контроллеру накопителей типа IDE, ЕЮЕили Ultra-DMA), присвоить ему буквенное обозначение и получить работающую систему.

Подсистема управления дисководом вырабатывает команды для его механической части (обеспечивающие прием и извлечение компакт-диска, регулировку его частоты вращения, перемещение салазок и т.п.), а также осуществляет декодирование данных (из EFM в обычный двоичный формат) и коррекцию ошибок. Аналоговые сигналы с выхода

' За счет перемещения салазок осуществляется лишь грубое наведение оптической головки на дорожку. Точное слежение за ней и коррекция быстрых отклонений в ту или иную сторону (возникающих из-за неидеальности носителей) осуществляется оптическим устройством самой головки. Масса салазок слишком велика для того, чтобы они были в состоянии реагировать на такие отклонения. — Прим. ред. SCSI {Small Computer System Interface) — системный интерфейс малыхкомпьютеров. — Прим.ред.

Рис. 14.10

Блок-схема типичного дисковода CD-ROM (УРЧ — усилитель радиочастоты, предназначен для усиления сигнала с фотодатчика; ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь; ФНЧ — фильтр нижних частот)

фотодатчика преобразуются сначала в EFM-сигналы, а затем в поток двоичных данных и кодов CIRC (Cross-InterleavedReed-Solomon Code перекрывающиеся коды Рида-Соломона). Все операции по фокусировке лазерного луча, слежению за дорожкой, управлению приводом салазок (с использованием обратной связи), шпиндельным двигателем и механизмом приема и извлечения диска осущестлзляются схемой управления дисководом и процессором сервопривода.

Если вам понадобится более подробно разобраться в электронных узлах дисководов компакт-дисков, то учтите, что изображенную на рис. 14.10 функциональную схему можно рассматривать лишь как иллюстрацию, поясняющую общие принципы функционирования рассматриваемых устройств. Разновидностей электронных узлов дисководов немного — но они существуют, и это надо учитывать. В первую очередь это относится к интерфейсам. Как уже было сказано выше, в большинстве устройств используются интерфейсы Ultra-DMA или EIDE. Некоторые фирмы выпускают дисководы SCSI, и лишь немногие производители разрабатывают собственные интерфейсы (в большинстве случаев они лишь незначительно отличаются от стандартных интерфейсов SCSI и IDE). Но в любом случае постарайтесь, по возможности, найти полную документацию фирмы-изготовителя на интересующий вас дисковод.

1 В настоящее время устанавливаются редко

PAGE  4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73381. Олександр Олесь (Кандиба). «Микита Кожум’яка» 169.8 KB
  Навчальна: опрацювати ідейно-художній зміст твору, визначити його тему й ідею, охарактеризувати головних персонажів та сюжет. Виховна: виховувати пошану до героїв нашого народу. Розвивальна: розвивати творчу уяву, логічне мислення, культуру мовлення, виразне читання.
73382. Картини довколишнього світу, природи в поезіях Т. Шевченка — інша, художня реальність, створена уявою митця за допомогою засобів образної мови 70.07 KB
  Навчальна: ознайомити учнів із цікавими сторінками біографії автора; проаналізувати ліричні твори; визначити художні засоби та образність. Виховна: прищеплювати приязне ставлення до краси навколишнього світу. Розвивальна: розвивати творчу уяву, логічне мислення, вміння висловлювати свою думку.
73383. Павло Тичина. Цікаві відомості про автора. Його поетичні збірки та майстерне відтворення краси природи, патріотичних почуттів засобами художнього слова 244.41 KB
  Народився Павло Тичина в сімї сільського дяка й регента Григорія Тимофійовича Тичини. Першим навчальним закладом була бурса в Чернігові де Тичина співав у хорі Єлецького монастиря а потім у Троїцькому хорі. Тичина не став ані художником ані музикантом хоча певний час у Чернігові керував...
73384. Література рідного краю. Поезія М. Побеляна 65.3 KB
  Чарівний мрії світ — дитинство! Дитинство — пора, коли збуваються всі бажання, коли немає нічого неможливого. Пора радісного сміху, ніжної маминої колискової, перших батьківських повчань, першої прочитаної книжки. Саме змалечку в дитячій душі засівається зерно любові до книжки — на всі літа.
73385. Є. Гуцало. «Зірка», «Чарівники», «Журавлі високі пролітають...» 430.45 KB
  Лірична стихія творчості Є. Гуцала стала формою суспільної опозиції. Переживши жахи повоєнного сільського побуту, автор по-своєму почав сприймати світ людей. Але саме в ліриці він почувається найбільш невимушено, розкуто, живописуючи красу природи й людей, охоче фіксуючи улюблений ним стан осяяння...
73386. М. Рильський. Основні відомості про поета, його вміння бачити красу рідної природи і створювати красу засобами поетичної мови 197.33 KB
  Максим Тадейович Рильський народився 19 березня 1895 року. Рильський студент Київського університету медичного факультету через два роки продовжить навчання на історикофілологічному але революція громадянська війна змусить його перервати освіту і переїхати в село де він вчителюватиме...
73387. Повторення й узагальнення матеріалу, вивченого упродовж навчального року 564.86 KB
  Навчальна: систематизувати та узагальнити вивчений учнями матеріал упродовж II семестру. Виховна: прищеплювати любов до рідної літератури та її митців. Розвивальна: розвивати концентрацію уваги, творчу уяву, логічне мислення, кмітливість.
73388. Походження (етимологія) слова. Етимологічний словник української мови 95.06 KB
  Походження етимологія слова. Як це цікаво проникати в багатоколірний світ слова досліджувати розбирати і вивчати його. Старі слова набувають нового сенсу: мишка пристрій без якого не обійтися при роботі за компютером кішка спеціальні крюки у верхолазів кінь і козел гімнастичні снаряди.
73389. Урок розвитку комунікативних умінь. Ділові папери. Лист рідним, друзям, адреса 55.77 KB
  Мета: навчальна: ознайомити учнів з основними правилами листування будовою листа його мовним оформленням вимогами до оформлення адреси на поштовому конверті; на основі опрацьованого теоретичного матеріалу вдосконалити творчі вміння аналізувати листи з точки зору стилістичного й мовного оформлення...