光驅的工作原理

2020-10-24 13:09:26

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　　光盤驅動器(光驅)是一個結合光學、機械及電子技術的產品。在光學和電子結合方面，激光光源來自于一個激光二極管，它可以產生波長約0.54-0.68微米的光束，經過處理后光束更集中且能精確控制，光束首先打在光盤上，再由光盤反射回來，經過光檢測器捕獲信號。光盤上有兩種狀態，即凹點和空白，它們的反射信號相反，很容易經過光檢測器識別。檢測器所得到的信息只是光盤上凹凸點的排列方式，驅動器中有專門的部件把它轉換并進行校驗，然后我們才能得到實際數據。光盤在光驅中高速的轉動，激光頭在司服電機的控制下前后移動讀取數據。 image:gqgp0111.gif

　　激光頭是光驅的心臟，也是最精密的部分。它主要負責數據的讀取工作，因此在清理光驅內部的時候要格外小心。激光頭主要包括：激光發生器（又稱激光二極管），半反光棱鏡，物鏡，透鏡以及光電二極管這幾部分。當激光頭讀取盤片上的數據時，從激光發生器發出的激光透過半反射棱鏡，匯聚在物鏡上，物鏡將激光聚焦成為極其細小的光點并打到光盤上。此時，光盤上的反射物質就會將照射過來的光線反射回去，透過物鏡，再照射到半反射棱鏡上。此時，由于棱鏡是半反射結構，因此不會讓光束完全穿透它并回到激光發生器上，而是經過反射，穿過透鏡，到達了光電二極管上面。由于光盤表面是以突起不平的點來記錄數據，所以反射回來的光線就會射向不同的方向。人們將射向不同方向的信號定義為“0”或者“1”，發光二極管接受到的是那些以“0”，“1”排列的數據，并最終將它們解析成為我們所需要的數據。
image:gqgp0115.jpg

　　在激光頭讀取數據的整個過程中，尋跡和聚焦直接影響到光驅的糾錯能力以及穩定性。尋跡就是保持激光頭能夠始終正確地對準記錄數據的軌道。當激光束正好與軌道重合時，尋跡誤差信號就為0，否則尋跡信號就可能為正數或者負數，激光頭會根據尋跡信號對姿態進行適當的調整。如果光驅的尋跡性能很差，在讀盤的時候就會出現讀取數據錯誤的現象，最典型的就是在讀音軌的時候出現的跳音現象。所謂聚焦，就是指激光頭能夠精確地將光束打到盤片上并受到最強的信號。當激光束從盤片上反射回來時會同時打到4個光電二極管上。它們將信號疊加并最終形成聚焦信號。只有當聚焦準確時，這個信號才為0，否則，它就會發出信號，矯正激光頭的位置。聚焦和尋道是激光頭工作時最重要的兩項性能，我們所說的讀盤好的光驅都是在這兩方面性能優秀的產品。目前,市面上英拓等少數高檔光驅產品開始使用步進馬達技術,通過螺旋螺桿傳動齒輪，使得1/3尋址時間從原來85ms降低到75ms以內，相對于同類48速光驅產品82ms的尋址時間而言,性能上得到明顯改善。
　　而且光驅的聚焦與尋道很大程度上與盤片本身不無關系。目前市場上不論是正版盤還是盜版盤都會存在不同程度的中心點偏移以及光介質密度分布不均的情況。當光盤高速旋轉時，造成光盤強烈震動的情況，不但使得光驅產生風噪，而且迫使激光頭以相應的頻率反復聚焦和尋跡調整，嚴重影響光驅的讀潘小過于使用壽命。在36X-44X的光驅產品中，普遍采用了全鋼機芯技術，通過重物懸垂實現能量的轉移。但面對每分鐘上萬轉的高速產品，全鋼機芯技術顯得有些無能為力，市場上已經推出了以ABS技術為核心的英拓等光驅產品。ABS技術主要是通過在光盤托盤下配置一副鋼珠軸承，當光盤出現震動時，鋼珠會在離心力的作用下滾動到質量較輕的部分進行填補，以起到瞬間平衡的作用，從而改善光驅性能。
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