刻录原理
CD-R采用一次写入技术,刻入数据时,利用高功率的激光束反射到CD-R盘片,使相应部位的染料层发生化学变化,形成一个凹坑(pit);激光没有打到的地方仍然是平面(land)。而这种凹坑(pit)和平面(land)就代息的1和0,使盘片上的介质层发生化学变化,模拟出二进制数据0和1的差别,把数据正确地存储在光盘上乎所有CD-ROM读出和使用。由于化学变化产生的质的改变,盘片数据不能再释放空间重复写入。CD-R 的相变(PhaseChange)技术,刻录数据时,高功率的激光束反射到CD-RW盘片的特殊介质,产生结晶和状态,并通过激光束的照射,介质层可以在这两种状态中相互转换,达到多次重复写入的目的。更准确应该叫可擦写光盘刻录机。
与CD-R不同的是,受CD-RW盘片介质材料的限制,它对激光头的反射率只有20%,远低于CD-ROM和CD-R的70%65%,而且只有具有Mulitread功能的CD-ROM才能读出刻录的数据。不过现在24速以上的CD-ROM基本已Mulitread功能。
CDR碟片上,不管上面放的是音乐(Audio),资料(Data)还是其他影音视讯(Video),这些资料都是经过数字化处理,变0与1,然后再存于CD光碟片上,其对应的就是碟片上的pits(凹点)与lands(平面),所有的pits有着相同的但是长度却不同.一个pits大约只有半微米宽,一片CD光碟片上总共有约28亿个pits。当CDROM上的激光照时,如果是照在lands(平面)上,那会有约70-80%反射回来,这样CD读取头可顺利读取到反射
信号,如果是照点上,则造成激光散射,CD读取头无法接收到反射讯号,利用这两种状况就可以解读为数字讯号(0与1),进乐(Audio)或数据(Data)。
一片CD片的直径是12公分,厚度为1公厘,重量为半盎司,组成部份包括最厚的合成塑胶(Polycarbonate)层,加上一薄薄的铝(Aluminum),以及染料层和保护漆层(UV-Lacquer)。
CD-R原理介绍
Q: 什么是CD-R,什么是CD-RW,它的刻录原理为何?
A: 所谓CD-R,具有下列几项特性:
1.一种只能在CD-R盘片上刻录的机器;
2.只能用CD-R盘片
Q: CD-R的烧录原理:
A: 由高功率镭射光照射CD-R光盘的染料层,使其产生化学变化;而所谓化学变化,即表示再也无法恢复到原来的状
态,所以CD-R光盘片,只能写入一次,不能重复写入,而由刻录机照射染料层所产生之化学变化所造成CD-R光盘片
平面产生之凹洞(Pit),而在一般光驱读取这些平面(Land)与凹洞(Pit)所产生的0与1的讯号, 经过译码器分析后,
组织成我们想要看或听的资料。
Q: CD-RW的刻录原理:
A: 所谓CD-RW,是为CD-ReWritable的缩写,为一种可以重复写入的技术,而将这种技术应用在光盘刻录机上的产品
即称为CD-RW。而CD-RW在刻录所使用的光盘也称为CD-RW光盘。刻录机除了能刻录CD-RW光盘之外,理所当然也有向
前整合的功能,也就是说,刻录机也能刻录一般的CD-R光盘。而此种刻录的原理为在光盘内部镀上一层200~500埃(1
埃=10-8cm)的薄膜,而此种薄膜的材质多为银,铟,硒或碲的结晶层,这个结晶层的特是能呈现出结晶与非结晶
的状态,故由雷射光的照射,使这两种状态之间相互转换,而这两种状态也在光盘片上呈现出平面(Land)与凹洞
(Pit)的效果。同样的,而在一般光驱读取这些平面(Land)与凹洞(Pit)所产生的0与1的讯号,经过译码器分析后,
组织成我们想要看或听的资料。
Q: CD-R刻录盘与CD-RW刻录盘的比较:
A: 1.但是由于度层材料的特性(状态改变的次数有限制,大约为一千次)而且此类材质对于雷射光的反射率较差,大
约只有15%,不及于CD-R光盘片的65%,所以光驱必须要具有Multi-read的功能才能读取CD-RW光盘片。 2.CD-RW可重
复刻录1000次,对于一些时常更新资料的使用者而言,是非常方便的。
Q: 光盘资料格式有那些?
A: 标准 应用 差异处 红皮书 音乐CD 最早提出的光盘标准
黄皮书 资料CD Mode 1:原始资料格式 Mode 2: Form 1:具ECC修正码,为资料性CD
Form 2:不具ECC修正码,为影音/音乐CD 绿皮书 CD-i(交互式CD) 专为CD-i制订的规格
橘皮书 可刻录模式CD Part 1:CD-MO(Magneto-Optical,磁性-光盘) Part 2:CD-WO(可烧录一次,包含Photo CD的混合格Part 3:CD-RW(可重复烧录CD) 白皮书 Video CD 专为VCD制订的规格
蓝皮书 CD Extra 内含两个Session,前者为Audio,后者为Data,又称CD-Plus
了解刻录机的工作原理
虽然现在刻录机的发展速度一日千里,但最基本的刻录原理却是不变的,为了提升刻录速度,厂商们只有在接口、
缓存容量以及刻录方式等方面下功夫。
CD-R及CD-RW的刻录原理
在刻录CD-R盘片时,通过大功率激光照射CD-R盘片的染料层,在染料层上形成一个个平面(Land)和凹坑
(Pit),光驱在读取这些平面和凹坑的时候就能够将其转换为0和1。由于这种变化是一次性的,不能恢复到原来的
状态,所以CD-R盘片只能写入一次,不能重复写入。
cdrw的rw是什么意思 而CD-RW的刻录原理与CD-R大致相同,只不过盘片上镀的是一层200~500埃(1埃=10-8cm)厚的薄膜,这种薄
膜的材质多为银、铟、硒或碲的结晶层,这种结晶层能够呈现出结晶和非结晶两种状态,等同于CD-R的平面和凹坑。
通过激光束的照射,可以在这两种状态之间相互转换,所以CD-RW盘片可以重复写入。
刻录机的接口规格
早期的刻录机有很多都是SCSI接口,SCSI接口的刻录机占用系统资源很少,刻录时相对稳定,不过必须安装
SCSI卡,过程比较繁琐,价格也居高不下。最近几年刻录机广泛发展之后,虽然SCSI接口的刻录机仍然在市场上占
有一席之地,但安装简单、价格低廉的IDE接口刻录机逐渐占领了大部分市场成为主流。目前刻录机与主机相连的接
口主要有IDE、SCSI、USB和IEEE1394等等,采用USB 1.1接口的外置式产品由于受到接口传输速率的限制,大多只能
达到4×或6×,不过凭借其支持热拔插、携带安装方便的优点,逐渐成为移动办公一族的最爱。IEEE1394接口的刻
录机产品目前还很少见,价格也比较昂贵,不过从长远角度来看,外置式刻录机必将逐渐过渡到IEEE1394接口和USB
2.0接口。
刻录机的速度
刻录机和普通光驱一样也有倍速之分,只不过刻录机有三个速度指标:刻录速度、复写速度和读取速度。比如
说某刻录机标称速度为32×12×40,说明此刻录机刻录CD-R盘片的最高速度为32×,复写和擦写CD-RW盘片的最高速
度为12×,读取普通CD-ROM盘片(包括CD-R和CD-RW)的最高速度为40×。
除了刻录机,CD-R和CD-RW盘片也都有标称的刻录速度,对于仅支持低速刻录的盘片,如果强行采用高速刻录方
式,有可能会造成记录层烧录不完全,导致数据读取失败甚至盘片报废,所以选择支持相应刻录速度的盘片是非常
重要的。另外,所谓的“32×”也就是32倍速,1倍速为150KB/s,32倍速就是4800KB/s。
刻录机的缓存
为保证刻录质量,高速刻录时除了对盘片的要求比较高以外,缓存大小也十分重要。在刻录开始前,刻录机需
要先将一部分数据载入到缓存中,刻录过程中不断从缓存中读取数据刻录到盘片上,同时缓存中的数据也在不断补
充。一旦数据传送到缓存里的速度低于刻录机的刻录速度,缓存中的数据就会减少,缓存完全清空之后,就会发生
缓存欠载问题(Buffer Under Run),导致盘片报废。
所以在没有防刻死技术的刻录机上,缓存大小直接影响到刻录的成功率。缓存越大,发生缓存欠载问题的可能
性就越低。当初市场上一度出现了部分具有8MB缓存的刻录机产品,当然价格也比只有2MB缓存的产品贵一些。
CAV、CLV、P-CAV和Z-CLV
CLV(恒定线速度)是早期光驱使用的读盘方式,多用于8倍速以前的光驱,特点是读取盘片内圈和外圈时的数
据流量相同,想要达到这个要求,主轴电机就必须不断地改变转速,读内圈数据时转速高,读外圈数据时转速低。
随着光驱的速度不断提高,电机频繁地改变转速势必会大幅度缩短寿命,于是CAV(恒定角速度)就出台了。CAV方
式下主轴电机的转速恒定不变,读取内圈数据时数据流量较低,读取外圈数据时数据流量较高。P-CAV(局部恒定角
速度)则是将以上两种方式的优点结合起来,在读取内圈数据的时候采用CLV方式,读取外圈数据的时候采用CAV方式。
Zone-CLV(区域恒定线速度)是出现在高速刻录机上的一种技术,有时也简写成Z-CLV,采用Zone-CLV技术的刻
录机在刻录时,提速过程并不像光驱读盘时采用的CLV、CAV或P-CLV方式——在读盘过程中连续提升转速,而是将一
张刻录盘由内到外分成数个区域,刻录时以区域为单位逐步提升速度,同一个区域内的刻录速度是恒定的,这样可
以在刻录机保证稳定的前提下再将速度提升到更高的阶段,避免了马达转速过高带来的不稳定因素。
通过一台32×刻录机的数据传输率曲线图可以看出,刻录速度从16×开始上升,经历了20×、24×、28×之
后,最终达到32×标称速度。而代表马达转速的曲线则始终保持在较低的位置,而且变化量很小,保证了刻录时的稳定性。
CD-ROM原理解析
CD-ROM盘是目前在国内应用范围最广的大容量信息存储装置,但是你对它的工作原理熟悉吗?现在就让我们来给你介绍一下吧。
人们有一个常常会弄错的事实,以为CD-ROM指的是光盘、影碟这些产品,其实CD-ROM是制造光盘影碟所必须遵守的一个标准,它是由PHILIP和SONY共同提出,并作为标准而开发产品的标准,任何光盘驱动器只读得出符合CD-ROM标准的各种光盘。
数据如何记录在CD-ROM盘上?
CD-ROM盘不大,直径只有120MM。其中心有一个15MM直径的孔,盘片外沿有一个1MM宽的无数据环,环绕中心孔的13.5MM内环也不存放任何数据,事实上,盘片上真正存放数据的空间只有38MM宽。盘片由1.6MM宽的磁道和1.0UM宽的螺旋构成,数据被记录在具有不同长度的凹槽和凸起上,而载有这些凹槽和凸起的螺旋达到了3英里长,这种记录数据的方式,是与软盘、硬盘记录数据方式的一个重要差别。
制作盘片时,激光沿着螺旋磁道以1.6MM宽度烧出长度不同的凹槽,许多人会认为凹槽和凸起表示1或0,实际上并非如此,当激光头读取数据时,从凹槽到凸起或从凸起到凹槽的变化代表1,而无变化代表0。读取数据时,激光穿过表面透明基片,聚焦在下面反射层的凹槽和凸起上,当激光束在这些凹凸不平的区域上移动时,反射光随之变化——凹槽将光线散射,而凸起则将光线反射回来几乎无强度损失。
由高到低或由低到高的光强变化,表示二进制数据流中的1,而持续一定时间的光强无论是凹槽还是凸起,均表示0。
大家知道一片CD-ROM标准容量为635M,但实际上把一片CD-ROM盘上所有信息转到硬盘上,却只有540M,这是什么原因呢?事实上,在CD-ROM盘上数据也是分扇区容纳的,每扇区2048字节,270个扇区总共(270X2048)就达到了540M,其余的容量就是根据CD-ROM特性而增加的。开发者在每一块扇区上增加6字节地址和同步数据,以告知光学拾取的位置并将激光垂直设定,同时增加288字节的错误检测和校正信息,这样每扇区长2352字节,乘以270得出
CD-ROM标准容量635M。
光驱读取数据的原理
目前我们采购光驱的时候,通常都会考虑光驱是否能准确地从盘片上读出数据,数据能否被准确地读出有三个主要因
1、磁道聚焦,即聚焦于适当磁道的能力——保持透镜与反射层之间规定的垂直距离;
2、径向聚焦,光束停留于某一磁道的能力——保持激光束聚焦于此磁道的中心;
3、恒定的数据库——从螺旋状磁道上得到的恒定读出速率。
为了准确读出数据,光源必须垂直聚焦--即驱动器在光源和下面凹凸层之间的垂直聚焦必须保持稳定不变理想状态下,聚焦不变。但有几个因素会影响聚焦点,透镜可能移动发生散焦,驱动器可能受到震动,凹槽本身具有不同的深度,或者激光束沿着螺旋磁道的运动路线有偏移。在实际使用中,这些情况都会发生。
为了控制这些变化,从基片层反射回来的光线通过一个棱镜,产生90度偏移,然后再经过一个光劈将光束一分为二,两束光分别聚焦于两组光电二极管上。如果透镜发射层太近或太远,接收二极管组中的光,则指示错误,为了检测错误,驱动器在读取数据时将两个二极管接收到的信号相加,如果需要还可以计算出调整数据,将透镜与反射层的距离调近调远。
聚焦在基片层(垂直聚焦)是一个困难问题,将激光束调整到磁道中心(径向跟踪)是另一个困难问题。检测垂直焦距的两对二极管同时监控着径向跟踪、光电二极管发现两束光强弱不同时,它旁边的定位器会收到一个信号,然后移动光学拾取头使激光束定位于磁道中心。
准确读取的第三个要求是恒定的数据速度——数据必须以恒定的速率在光学拾取单元下移动,这称为恒定线速度,为了达到恒定线速度,驱动器的服务马达必须在激光束移向盘中心或外缘时改变盘片的转速,原因很简单,盘片的外缘在光学拾取头下转动时必须比盘中心慢,当激光束从盘片外缘移向中间时,盘片转速从低到高。驱动器一直将数据率与一个非常稳定的时钟频率相比较,比检测数据率,若检测到偏差,可调速马达则改变速度,以保持恒定线速度和恒定输出速度。
光驱运作的几种方式
目前在国内市场上,主流产品已经达到了40倍速以上,以单速150K/B来看,这些产品的传输率达到了6M/S,要达到这么高传输速度,对于光驱的马达有非常高的要求,就厂商标称的数值,光驱的转速大多达到7000转以上,在这么高的速度下运行,对于盘片的要求也就更高了,所以目前的高速光驱,对于“烂”盘的读取率都不是很好。
光驱读取数据的方式,有CLV方式(恒定线速度)和CAV方式(恒定角速度),目前最常见的光盘是采用CLV的记录方式,可以有效地利用12公分宽的光盘片,但是这种记录方式,也限制了CD-ROM的倍速发展。因为在CLV的记录方式下,当CD-ROM读取相同长度资料时,内圈的角速度会比外圈快;再加上目前马达转速有其物理上的限制,无法大幅地向上提升,所以当用CLV的方式读取光盘片资料时,会有瓶颈存在。
为了提升外圈资料传输的效率,而且要突破CD-ROM的天生限制,于是就将CAV与CLV这两种读取方式加以混合,以提高CD-ROM的平均读取速率。举例来说,当资料处于光盘片内圈时,是采用传统的CLV读取方式,而当读取头的位置逐渐地往外移动之后,读取效率可以因为转用CAV的方式而增加,也就是俗称的Partial CAV技术。这样就形成了内圈资料的传输速率比较慢,外圈资料传输资料比较快。如此前后平均下来,还是可以提高CD-ROM的读取效率。
其实CD-ROM除了读取效率的先天限制之外,传输率也是CD-ROM极大的缺点,所以有的厂商提出利用硬盘来解决这种光盘资料传输上的瓶颈。它的工作原理,是利用CD Xpress软件,在硬盘上开一个空的Partition当作是光盘资料的快取区,在光盘片置入电脑之后,如果CD Xpress软件侦测到电脑是处于Idle状态时,它便将光盘片比较内圈的资料读到快取区。如果此时电脑有任何动作的话,便将控制权交回使用者,等到下次Idle的时候,才又将未读完的资料继续读下去。如果光盘片已经更换过的话,它便又重新开始,并不会影响到使用者的正常操作。
这种设计的好处是:当使用者需要一直读取特定光盘片上的资料时,由于该软件能够将读取光盘片的动作与资料事先到硬盘中读取,所以使用者可以很明显地感受到速度的提升。虽然它的设计理念不错,但毕竟还是要占用一个很大的Partition空间,对于硬盘空间有限的用户来说,这种方式意义有限。
料层发生化学变
it)和平面(land)就代表着数字信据正确地存储在光盘上,可以被几空间重复写入。CD-RW则采用先进特殊介质,产生结晶和非结晶两种复写入的目的。更准确地说,CD-RW
于CD-ROM和CD-R的70%和
速以上的CD-ROM基本已支持
料都是经过数字化处理,变成
所有的pits有着相同的深度与宽度, s。当CDROM上的激光照在光碟片上取到反射信号,如果是照在(pits)凹读为数字讯号(0与1),进而转换成音lycarbonate)层,加上一层
法恢复到原来的状
所造成CD-R光盘片
过译码器分析后,
盘刻录机上的产品
,理所当然也有向
上一层200~500埃(1
现出结晶与非结晶
面(Land)与凹洞
过译码器分析后,
较差,大
片。 2.CD-RW可重
次,包含Photo CD的混合格式)
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