Каков принцип работы приводов: Принцип работы приводов компакт-дисков. Запись CD и DVD: профессиональный подход

Принцип работы приводов компакт-дисков. Запись CD и DVD: профессиональный подход

Принцип работы приводов компакт-дисков

Схема работы устройства чтения – записи компакт-дисков достаточна проста.

1. Лазерный диод излучает маломощный пучок света длиной 730–780 нм, который, проходя через направляющую призму и разделитель луча, попадает на отражающее зеркало.

Примечание.

Во время записи мощность лазерного луча значительно возрастает, а при стирании данных уменьшается.

2. Подчиняясь командам микропроцессора, каретка с отражающим зеркалом перемещается к нужной дорожке.

3. Лазерный луч отражается от диска, попадает на зеркало, затем на разделитель луча и далее на направляющую призму.

4. Из призмы луч попадает в фотодатчик, фотодатчик посылает сигналы во встроенный в привод компакт-дисков микропроцессор, где данные обрабатываются и передаются по шлейфу на материнскую плату.

Приводы компакт-дисков выпускаются различными фирмами: Yamaha, Plextor, Hitachi, HP, Sony, Ricoh, Philips, Panasonic, ТЕАС, AOpen, Mitsumi и др.

Стоимость CD– и DVD-приводов зависит от качества модели, уровня фирмы-производителя, функций и технических характеристик. Для примера рассмотрим технические характеристики некоторых приводов CD, DVD, а также комбоприводов и их значения.

• CD-ROM Samsung SC/h252 (OEM).

– Скоростная формула – 52х.

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Размер буфера – 128 Кбайт.

– Время доступа к данным – 80 миллисекунд.

– Поддерживает форматы: CD-ROM, Audio CD, Video CD, CD-i/FMW, CD-R, CD-RW, CD-Extra, Photo CD, Karaoke CD.

– Интерфейс – IDE (ATAPI).

– Время наработки на отказ – 125 тыс. часов.

• CD-ROM SONY CDU 415.

– Интерфейс – SCSI.

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Поддерживает форматы: CD-DA, CD Extra, CD-ROM (Mode1), CD-ROM XA (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I (Mode 2 Form 1 & 2), CD-I Ready, CD Bridge, Photo CD (single и multisession), Video CD.

– Размер буфера – 0,25 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Время наработки на отказ – 100 тыс. часов.

– Размеры – 14,6 х 4,1 х 20,3 см.

• Benq CB523B комбопривод.

– Интерфейс – E-IDE (ATAPI).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max CAV).

– Скорость чтения DVD – до 2100 Кбайт/с (16x max CAV).

– Скорость записи CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max P-CAV).

– Скорость записи CD-RW – до 4800 Кбайт/с (32x max P-CAV).

– Поддерживает форматы: CD-I, CD-ROM, Audio CD, Video CD, CD-R, CD-RW, Photo CD, Karaoke CD, Text CD, Enhanced CD, Bootable CD, Data CD, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R DVD+RW.

– Форматы записи – TAO (Track at Once), DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Packet Writing, UDF.

– Время доступа к данным CD —120 миллисекунд, DVD – 140 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2048 Кбайт, используется технология предотвращения ошибки опустошения буфера Seamless Link.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Способ установки – вертикальный и горизонтальный.

– Время наработки на отказ – 125 тыс. часов.

– Размеры – 146 х 42 х 198 см.

• Writemaster TS-H552.

– Интерфейс – IDE (ATAPI).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – 48x max.

– Скорость чтения CD-RW – 32x max.

– Скорость чтения DVD —16x max.

– Скорость чтения DVD-R, DVD+R DVD-RW, CD-RW, DVD+R DL – 16x max.

– Скорость записи CD-R – 40x max.

– Скорость записи CD-RW – 32x max.

– Скорость записи DVD+RW – 4x max.

– Скорость записи DVD-RW – 4x max

– Скорость записи DVD+R – 16x max.

– Скорость записи DVD-R – 12x max.

– Скорость записи DVD+R DL – 2,4x max.

– Поддерживает форматы для CD – CD-ROM, CD-ROM XA, CD-DA, Video CD, Photo CD, Text CD, CD-R, CD-RW.

– Поддерживает форматы для DVD – DVD-ROM (Single/dual layer), Video DVD, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW.

– Время доступа к данным: CD – 110 миллисекунд, DVD – 130 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Размеры – 148,2 х 42 х 184 мм.

• NEC ND-3520A

– Интерфейс – IDE (ATAPI, UDMA/33).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD/CD-R – 48x max.

– Скорость чтения DVD – 16x max.

– Скорость записи CD-R – 24x max.

– Скорость записи CD-RW – 6x max.

– Скорость записи DVD+RW – 8x max.

– Скорость записи DVD+R/DVD-R – 16x max.

– Скорость записи DVD+R/-R DL – 4x max.

– Поддерживает форматы для CD – CD-DA, CD-ROM, CD-ROM/XA, Photo CD, Video CD, CD Extra, Text CD, Bridge CD.

– Поддерживает форматы для DVD – DVD single/dual layer, DVD-R/+R, DVD-RW/+RW, DVD+R9/-R9.

– Форматы записи – TAO with Zero gap, DAO (Dick at Once), SAO (Session at Once), Multi-Session, Fixed and Variable Packet.

– Время доступа к данным: CD – 120 миллисекунд, DVD – 140 миллисекунд.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Размеры – 148 х 42 х 190 мм.

• ASUS CRW-5232AS-U. Внешний привод компакт-дисков.

– Интерфейс – USB 2.0 (USB 1.1).

– Механизм загрузки компакт-дисков – tray (лоток).

– Скорость чтения CD-ROM – до 7800 Кбайт/с (52x max CAV).

– Скорость записи CD-R – до 7800 Кбайт/с (52x max P-CAV).

– Скорость записи CD-RW – до 4800 Кбайт/с (32x max P-CAV).

– Скорость оцифровки звуковых дорожек – 52x max.

– Поддерживает форматы: Audio CD, CD-ROM, CD-ROM/XA, Photo CD, CD Extra, Video CD, Text CD, Karaoke CD, I-Trax.

– Размер буфера данных – 2 Мбайт.

– Поддерживаемые размеры дисков – 8 и 12 см в диаметре.

– Способ установки – вертикальный и горизонтальный.

– Размеры – 156 х 50 х 226 мм.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Чтение компакт-дисков и DVD

Чтение компакт-дисков и DVD Просматривать информацию, записанную на компакт-диск, ничуть не сложнее, чем файлы, хранящиеся на жестком диске.

С дисками вы будете сталкиваться постоянно, работая на компьютере, – любые программы, фильмы, игры и музыка продаются на CD или

(3.11) Как отключить автозапуск у привода компакт-дисков?

(3.11) Как отключить автозапуск у привода компакт-дисков? Можно нажать левый Shift во время загрузки компакт-диска. А можно поправить значение в реестре:ключ: [HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesCDRom]паpаметp: Autorunтип: REG_DWORDзначение: (0=отключено,

3.5. Как отключить автозапуск у привода компакт-дисков?

3.5. Как отключить автозапуск у привода компакт-дисков? Самый простой способ, сделать это через CD Properties, вызываемой по правому клику мышки на CD диск. Здесь можно выбрать, как система должна реагировать на диски определённого содержания. Но в этом списке нет Data CD, и чтобы

Правила эксплуатации компакт-дисков

Правила эксплуатации компакт-дисков Компакт-диск – это достаточно сложное устройство, требующее правильного обращения и ухода. • Не допускайте загрязнения рабочей поверхности. Держите диск за края, не трогайте рабочую поверхность руками. Для удаления случайно

Параметры приводов компакт-дисков

Параметры приводов компакт-дисков Рассмотрим параметры, влияющие на качество работы привода компакт-дисков.• Скоростная формула для CD. Изначально компакт-диски разрабатывались для записи и хранения музыки, и скорость считывания данных составляла 153 600 байт/с. С

Запись компакт-дисков

Запись компакт-дисков Если вы используете перезаписываемый компакт-диск, то перед записью его лучше очистить от ненужной информации. Для этого запустите программу Sound Forge 7.0 и выполните команду Tools ? Burn Track-at-Once Audio CD (Инструменты ? Запись аудиодиска в режиме «трек за раз»).

Режимы записи компакт-дисков

Режимы записи компакт-дисков CD и DVD могут быть записаны в трех режимах: TAO (track-at-once – «трек (дорожка) за раз»), SAO (session-at-once – «сессия (сеанс) за раз») и DAO (disk-at-once – «диск за раз»). Поясню, что это значит, – при создании дисков программа Nero предлагает выбрать один из этих режимов,

12.5. Чтение «битых» компакт-дисков

12.5. Чтение «битых» компакт-дисков К сожалению, компакт-диски иногда портятся. Чаще всего причиной становится чисто механическое повреждение диска, например, царапина. Прочитать данные с такого диска уже нельзя, но если потеря некоторых данных некритична (например, это

Автозапуск компакт-дисков

Автозапуск компакт-дисков По умолчанию операционная система Windows Vista при обнаружении на вставленном компакт-диске файла autorun.inf задает пользователю вопрос, нужно ли этот файл выполнять. С помощью реестра можно полностью отключить возможности выполнения файла autorun.inf. Для

Использование виртуальных приводов компакт-дисков

Использование виртуальных приводов компакт-дисков Разработчики современного программного обеспечения очень ревностно относятся к защите авторских нрав на свою продукцию, часто даже перегибая палку. Например, при использовании различных мультимедиа-энциклопедий

Запись компакт-дисков с фотографиями

Запись компакт-дисков с фотографиями Нынешние технологии позволяют просматривать фотографии с фоновой музыкой и красивыми эффектами смены кадров, причем для этого даже не нужен компьютер. Понадобятся телевизор как средство для отображения фотографий, пишущий привод

Привод компакт-дисков и DVD

Привод компакт-дисков и DVD Сегодня в большинство ноутбуков устанавливают универсальные приводы, которые могут работать и с компакт-дисками, и с DVD.Приводы незначительно отличаются друг от друга по себестоимости, поэтому установка в ноутбуки морально устаревших моделей

5.3. Правила хранения компакт-дисков

5.3. Правила хранения компакт-дисков Как минимум 10 лет при правильном хранении ваши диски «жить» будут. Нужно только придерживаться следующих правил:Нельзя прикасаться к записанной поверхности диска, постарайтесь браться руками только за центральное отверстие и

Неисправности привода компакт-дисков и DVD

Неисправности привода компакт-дисков и DVD Какой компьютер может обойтись без мультимедиа? Разве что печатная машинка!Наличие привода компакт-дисков (рис. 1.10) или DVD-привода – необходимый показатель того, что компьютер является современным и многофункциональным.

Неисправности привода компакт-дисков и DVD

Неисправности привода компакт-дисков и DVD Какой компьютер может обойтись без мультимедиа? Разве что печатная машинка!Наличие привода компакт-дисков и DVD (рис. 1.11) – необходимый показатель того, что компьютер является современным и многофункциональным. Обойтись без

Приводы компакт-дисков и DVD

Приводы компакт-дисков и DVD Современный компьютер невозможно представить без CD/DVD-привода, поскольку практически вся информации (не учитывая Интернет) распространяется именно на оптических носителях.Объем первых компакт-дисков составлял 650 Мбайт. Они предназначались

1.2 Принцип работы cd-dvd привода

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое — в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы (рис.2).

Рассмотрим подробно принцип работы CD-ROM.

1. Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало.

2) Серводвигатель по командам встроенного микропроцессора, смещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт — диске.

3. Отражённый от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму.

4. Разделительная призма направляет отражённый луч на другую фокусирующую линзу.

5. Эта линза направляет отражённый луч на фотодатчик, который преобразует световую энергию в электрические импульсы.

6. Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются в компьютер в виде данных. 

Рисунок 2 – Принцип работы CD-ROM

Штрихи, нанесённые на поверхность диска, имеют разную длину. Интенсивность отражённого луча изменяется, соответственно изменяя электрический сигнал, поступающий на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха.

Поскольку для программных файлов и файлов с данными важен каждый бит, в накопителях CD-ROM используются весьма сложные алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок. 

Благодаря таким алгоритмам вероятность неправильного считывания данных составляет менее 0. 125. Другими словами, безошибочно считывается два квадриллиона дисков, что соответствует стопке компакт — дисков высотой около двух миллиардов километров. Для реализации этих методов коррекции ошибок к каждым 2048 полезным байтам добавляется 288 контрольных. Это позволяет восстанавливать даже сильно повреждённые последовательности данных (длиной до 1000 ошибочных битов). Использование столь сложных методов обнаружения и коррекции ошибок связано, во-первых, с тем, что компакт — диски весьма подвержены внешним воздействиям, а, во-вторых, потому, что подобные носители изначально разрабатывались лишь для записи звуковых сигналов, требования к точности которых не столь высоки [5, с. 507-518].

Принципы работы привода (двигатели и приводы)

На этом этапе мы рассмотрим приводную систему с регулируемой скоростью — с общей точки зрения. Все приводные системы, будь то электронные, механические или гидравлические, имеют основные части, указанные на рис. 1-6.

Рис. 1-6. Типовая система привода с регулируемой скоростью
Чтобы понять простую систему привода, мы начнем с конца системы и двигаемся назад. Мы посвятим отдельные разделы этой темы каждому из основных компонентов, перечисленных на рис. 1-6. На данный момент цель состоит в том, чтобы развить базовое понимание системы привода. Будет построена основа, которая позволит обсуждать более сложные концепции в последующих темах.

Машина

Суть любой приводной системы — это приложение или машина. Это сердце системы, так как оно в конечном итоге должно выполнять работу. Рассмотрим машину — приложение. Это может быть конвейер, пресс, упаковочная машина или буквально сотни устройств, которые работают с переменной скоростью.

Муфта

Муфта — это устройство, которое соединяет машину с двигателем. Муфты бывают всех форм и размеров. Его основная задача состоит в том, чтобы создать прочную связь между двигателем и машиной. Муфты могут принимать вал двигателя одного диаметра и преобразовывать выходную мощность в вал другого размера. В
В некоторых случаях муфта на самом деле может быть устройством, называемым коробкой передач, которое может включать в себя некоторые типы понижающих или повышающих скорость передач. Муфты также можно считать согласующими устройствами из-за их способности плавно подавать мощность на машину. В определенной степени это устройство также может амортизировать удары, передаваемые двигателем машине.

Двигатель

Это устройство преобразует одну форму энергии в механическую энергию вращения. Его можно считать первичным двигателем, потому что он получает мощность от привода и переводит ее в движение. Как мы вскоре увидим, существует несколько типов двигателей, использующих различные формы энергии. В этом разделе мы обсудим механические, гидравлические двигатели, двигатели переменного и постоянного тока. Размер двигателя обычно определяет количество вращательного движения, которое он может генерировать от поступающей мощности. Позже мы увидим, что из этого принципа есть несколько исключений.

Диск

Диск можно считать сердцем всей системы. Этот раздел управляет скоростью, крутящим моментом, направлением и результирующей мощностью двигателя. Привод очень похож по своей природе на автомобильную систему привода. Трансмиссия и приводной вал регулируют скорость, направление и мощность, подаваемую на колеса. Большая часть этой темы будет посвящена приводам переменного и постоянного тока. Тем не менее, мы кратко рассмотрим другие типы приводных систем, которые существуют в промышленности.

Источник питания

Для эффективной работы привода должен быть источник питания. Если привод электрический, он должен иметь одно- или трехфазное питание. Затем привод принимает эту мощность и преобразует ее в мощность, пригодную для использования двигателем. Если привод гидравлический, то источником энергии можно считать резервуар с гидравлической жидкостью, поскольку он снабжает привод энергией, необходимой для выполнения работы.

Контроллер

Контроллер подает опорный сигнал на привод. Обычно контроллеры являются электронными и подают на привод небольшой сигнал напряжения или тока. Чем больше сигнал, тем больше энергии генерирует привод и тем быстрее вращается двигатель. Во многих случаях контроллер представляет собой автоматическое устройство, такое как компьютер. Компьютер может принимать сигналы от внешних устройств, таких как переключатели или датчики. Затем контроллер обрабатывает сигналы, выполняет вычисления на основе входных данных датчика и генерирует опорный сигнал. Этот выходной опорный сигнал обычно представляет собой сигнал скорости, сообщающий приводу, какую мощность необходимо генерировать. Как мы увидим в следующих темах, это не всегда так. Контроллер может генерировать выходной сигнал, сообщающий приводу, какую мощность необходимо генерировать для управления крутящим моментом двигателя или положением вала двигателя. Станция оператора на рис. 1-5 также может считаться контроллером. Станция оператора не является автоматическим устройством, а подает сигнал на основе ручного переключателя или регулятора скорости, установленного оператором-человеком.

Принципы работы — преобразователи частоты переменного тока

a. Асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронный двигатель переменного тока имеет ротор, обмотки которого пересекаются с вращающимся магнитным полем, создаваемым обмотками статора.

При полной нагрузке ротор вращается немного медленнее, чем синхронная скорость двигателя. Это связано с тем, что магнитное поле вызывает протекание токов в обмотках ротора и создает крутящий момент, который вращает ротор; поэтому, если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле, между ротором и магнитным полем не будет относительного движения, и крутящий момент не будет создаваться.

Величина скорости, на которую ротор отстает от вращающегося магнитного поля, называется скольжением двигателя. Чем выше скольжение, тем больше крутящий момент вырабатывается двигателем.

Скорость, с которой вращается магнитное поле, зависит от количества полюсов или катушек, распределенных вокруг статора, и частоты питающего тока. Это называется синхронной скоростью.

Синхронная скорость = 120 x частота
Количество полюсов

 

Типичные скорости асинхронного двигателя переменного тока: 3600, 1800, 1200 и 900 об/мин.

На следующей диаграмме показано соотношение момента и скорости типичного асинхронного двигателя.

 

Рис. 4. Кривая крутящий момент-скорость асинхронного двигателя.

Текстовая версия: Рисунок 4

Рисунок 4

График с начальным крутящим моментом по вертикальной оси от 0 до 200 и % скорости по горизонтальной оси от 0 до 100.

Нарисованная линия начинается при начальном крутящем моменте 160 и скорости 0 % и изгибается вниз до пускового момента 125 при скорости 25 %, где она начинает изгибаться обратно вверх, пока не достигает пика пускового момента 200 при скорости 75 %. Затем на графике линия падает до 0 пускового момента при 100% скорости. Начальная нисходящая кривая помечена как «Подтягивающий крутящий момент», а спад после пика помечен как «Разрушающий крутящий момент».

 

б. Асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором

Большинство асинхронных двигателей переменного тока представляют собой двигатели с короткозамкнутым ротором.

Обмотки ротора двигателя с короткозамкнутым ротором представляют собой стержни из алюминиевого или медного сплава, которые расположены вдоль направления вала и замыкаются концевыми кольцами, как показано на следующей схеме.

 

Рис. 5: Схема ротора с короткозамкнутым ротором

 

Форма стержней и сопротивление сплава, используемого в их конструкции, влияют на характеристики крутящего момента двигателя.

в. Частотно-регулируемые приводы с широтно-импульсной модуляцией

При работе от источника питания с постоянной частотой (обычно 60 Гц) асинхронные двигатели переменного тока являются устройствами с фиксированной скоростью.

Преобразователь частоты регулирует скорость двигателя переменного тока путем изменения частоты, подаваемой на двигатель.

Привод также регулирует выходное напряжение пропорционально выходной частоте, чтобы обеспечить относительно постоянное отношение напряжения к частоте (В/Гц), как того требуют характеристики двигателя переменного тока для создания соответствующего крутящего момента.

Первым шагом в этом процессе является преобразование переменного напряжения питания в постоянное с помощью выпрямителя. Питание постоянного тока содержит пульсации напряжения, которые сглаживаются с помощью фильтрующих конденсаторов. Этот участок частотно-регулируемого привода часто называют звеном постоянного тока.

Затем это постоянное напряжение преобразуется обратно в переменное. Это преобразование обычно достигается за счет использования мощных электронных устройств, таких как силовые транзисторы IGBT, с использованием метода, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Выходное напряжение включается и выключается с высокой частотой, при этом продолжительность включения или ширина импульса регулируется для приближения к синусоидальной форме волны.

В более старых приводных технологиях, таких как инверторы источников тока и контроллеры переменного напряжения, в качестве управляющих устройств использовались тиристоры или тиристоры. Эти технологии теперь заменены PWM VFD.

Весь процесс контролируется микропроцессором, который контролирует:

• входящее напряжение,
• уставка скорости,
• Напряжение звена постоянного тока,
Выходное напряжение и ток
• обеспечивают работу двигателя в пределах установленных параметров.

 

Принципиальная схема преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией

 

График сравнения напряжения и тока для частотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией

 

Рис.