光驱基础知识

黑

什么是光驱?

■光驱（也称光盘存储器）是一种存放数

据的存储装置，具有容量大、可靠性好、

存储成本低廉等特点，是计算机的重要

部件之一。

光驱的工作原理

■光驱是一个结合光学、机械及电子技术的产品。

在光学和电子结合方面，激光光源来自于一个

激光二极管，它可以产生波长约0.54-0.68微米

的光束，经过处理后光束更集中且能精确控制,

光束首先打在光盘上，再由光盘反射回来，经

过光检测器捕获信号。光盘上有两种状态，即

凹点和空白，它们的反射信号相反，很容易经

过光检测器识别。检测器所得到的信息只是光

盘上凹凸点的排列方式，驱动器中有专门的部

件把它转换并进行校验，然后我们才能得到实

际数据。光盘在光驱中高速的转动，激光头在

伺服电机的控制下前后移动读取数据。

光驱的外部结构

■光驱的外部结构主要有正面产品标签、

控制面板和接口组成。

光驱的外部结构

光驱的控制面板

光驱的控制面板

■耳机插孔：连接耳机或音箱，可输出Audio

CD音乐。

■音量旋钮：调整输出的CD音乐音量大小。

■指示灯：显示光驱的运行状态。

■紧急出盒孔：用于断电或其他非正常状态下

打开光盘托架。

■播放/跳道键：用于直接使用面板控制播放

AudioCDo

■打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止

AudioCD播放。

光驱的接口

■光驱的接口由数据接口、电源接口、

跳线和音频接口组成。

数据接口

■数据接口可分为IDE接口、SCSI接口和

USB接口等几种，目前常用的是采用40

针的IDE接口。

电源接口

■电源接口采用的是

目前计算机通用的

四芯D型接口。

跳线

■光驱的跳线也和硬盘的跳

线一样，可以用来设置光

驱作为主盘或副盘设置。

首频接口

■音频接口可以输

出CD音频，它

的功能和面板上

的立体声耳机插

孔是一样的，但

需要一根4芯或3

芯的CD音频线

连接到声卡上。

光驱的内部结构

■光驱内部结构可分为底部结构和机芯

结构这两大部份。

■其中机芯结构包含：

■激光头组件

■主轴马达

■光盘托架

启动机构

光驱的底部结构

■光驱底部固定着机芯电路板，它包括了

伺服系统和控制系统等主要的电路组成

部分。

光驱的底部结构

光驱的内部结构

■

细

看

光

驱

内

部

结

构

激光头组件

■包括光电管、聚焦透镜等组成部分，配

合运行齿轮机构和导轨等机械组成部分,

在通电状态下根据系统信号确定、读取

光盘数据并通过数据带将数据传输到系

统。

激光头组件

产品分类：

CD激光头

型号：

SONYKSS-331C

产也

日本^

产品

主轴马达

■光盘运行的驱动力，在光盘读取过程

的高速运行中提供快速的数据定位功

能。

光盘托架

■在开启和关闭状态下的光盘承载体。

用动机构

■控制光盘托架的进出和主轴马达的启动,

加电运行时启动机构将使包括主轴马达

和激光头组件的伺服机构都处于半加载

状态中。

光盘

■光盘是用极薄的铝质或金质音膜加上

聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。与

软盘和硬盘一样，光盘也能以二进制

数据（由“0”和“广组成的数据模式）的

形式存储文件和音乐信息。要在光盘

上存储数据，首先必须借助电脑将数

据转换成二进制，然后用激光将数据

模式灼刻在扁平的、具有反射能力的

盘片上。激光在盘片上刻出的小坑代

表空白处代表“0”。

光盘存储数据的特点

■光盘上的数据存储和硬盘是不同的，

它没有簇的概念，而是按轨道的方式

存储的。

■硬盘轨道是一组同心圆，而光盘轨道

则是一条从中心开始的渐开线，如果

把这条线展开的话，它是一根完整的

线，这条线就被称做轨道。

光盘的制作

■市场上常见的CD-ROM制作象用模子压制塑

料制品一样。从原始主光盘上压制出来的光

盘是主光盘的一个镜像，它的凹凸正好与主

光盘的相反，为了做出与主光盘一样的光盘,

必须把拷贝做两次，这样凹凸的位置就相同

To主光盘的第一个拷贝叫母盘，母盘一般

是一个金属盘，以母盘为模，在上面注上聚

碳酸酯塑料，然后压制成型，此时塑料盘片

的表面就和原来的主光盘一样了，然后在塑

料盘片表面涂上一层一微米厚的纯铝，然后

在铝层外面涂上一层薄薄的聚碳酸酯以防止

氧化和污染，这样，光盘就被制好了。

光盘的类型

■只读型光盘

CD光盘、CD-DA、CD-ROM>VCD、LD

激光视盘、DVD等

■追记型光盘

■可擦写型光盘

CD-RW、MO等

光驱的工作过程

■在无光盘状态下，光驱加电后，激光头

组件启动，此时光驱面板指示灯将闪亮,

同时激光头组件移动到主轴马达附近，

并由内向外顺着导轨步进移动，最后又

是回到主轴马达附近，激光头的聚焦透

镜将向上移动三次搜索光盘，同时主轴

马达也顺时针启动三次，然后激光头组

件复位，主轴马达停止运行，面板指示

灯熄灭。

光驱的工作过程

■光驱中若放入光盘，激光头聚焦透镜重复搜索

动作，找到光盘后主轴马达将加速旋转，此时

若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动，步进

电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦

透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传

送到系统，微机就可读取光盘数据。若停止读

取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态

中，面板指示灯熄灭。不过，目前高速光驱在

设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件

在30秒或几分钟后停止工作，直到重新读取数

据，这样能有效的节能，并延长使用时间。

光驱的性能指标

■光驱的速度快，其性能并不一定就高，

因为光驱的速度只是指其驱动电机的转

速，而真正衡量光驱性能高低的，还要

看下面的几个性能指标。

数据传输率

■数据传输率(DataTransferRate)即常说的倍

速，它是衡量光驱性能的最基本指标。

■什么是单倍速光驱？单倍速光驱就是指每

秒可从光驱存取150KB数据的光驱。如果

是24或32倍速光驱，那么它们每秒钟能读

取3600KB和4800KB的数据，可简写为

24X和32X。而且现在已经有40X、48X、

50X、52X和56X等倍速的光驱。

数据传输率

■光驱主要有一下三种读盘方式:

■CLV技术（恒定线速度）

■CAV技术（恒定角速度）

■P-CAV技术（局部恒定角速度）

CLV技术（恒定线速度）

■CLV技术（恒定线速度）是12倍速以下光

驱普遍采用的一种技术，是指从盘片的内

道（内圈）向外道移动过程中，单位时间

内读过的轨道弧线长度相等。由于CD盘片

的内径比外径小，因此检测光头靠近内环

时的旋转速度自然比靠近外环时的快，也

只有这样才能满足数据传输率保持不变这

一要求。

CAV技术（恒定角速度）

■CAV技术（恒定角速度）是20倍速以上光

驱常用的一种技术，其特点是为保持旋转

速度恒定，其数据传输率是可变的，即检

测光头在读取盘片内环与外环数据时，传

输率随之改变。如一个20倍速的产品在内

环时可能只有10倍速，随着向外环移动数

据传输率逐渐加大，直至在最外环可达到

20倍速。

P-CAV技术（局部恒定角速度）

■P-CAV技术（局部恒定角速度）是融合了

CLV和CAV两者的精华形成的一种技术。

当检测光头读盘片的内环数据时，旋转速

度保持不变，使数据传输率得以增加；当

检测光头读取外环数据时，则对旋转速度

进行提升。

平均寻道时间

■平均寻道时间(AverageAccessTime)是

指激光头(光驱中用于读取数据的一个

装置)从原来位置移到新位置并开始读

取数据所花费的平均时间，显然，平均

寻道时间越短，光驱的性能就越好。

CPU占用时间

■CPU占用时间(CPULoading)是指光驱在

维持一定的转速和数据传输率时所占用

CPU的时间，它也是衡量光驱性能好坏

的一个重要指标。CPU占用时间越少，

其整体性能就越好。

数据缓冲区

■数据缓冲区(Buffer)是光驱内部的存储

区。它能减少读盘次数，提高数据传输

率。现在大多数光驱的缓冲区为128K

或256K。

容错性

■尽管目前高速光驱的数据读取技术已经

趋于成熟，但仍有一些产品为了提高容

错性能，采取调大激光头发射功率的办

法来达到纠错目的，这种办法的最大弊

病就是人为地造成激光头过早老化，减

少产品的使用寿命。

稳定性

■稳定性是指要一部光驱在较长一段时

间（至少一年）内保持稳定、较好的

读盘能力。

全钢机芯

■在光驱内部机芯结构上有“塑料制”和

“全钢制”两种。

■“塑料机芯”价格低，但采用这种机芯

的光驱在高速运转所产生的热量会烘烤

机芯，加速塑料的老化甚至变形，时间

一长整个光驱读盘能力自然下降。

■而“全钢机芯”采用钢为材料，有效解

决了机芯老化的问题，增加了光驱的使

用寿命，并且这种光驱在用手掂其重量

时会明显感到其分量。

光驱新技术

■智能安全技术

■双动态抗震悬吊系统(DDSS：Double

DynamicSuspensorySystem)

■自动平衡系统(ABS：AutoBalance

System)

■散热硅胶片的使用

光驱的分类

■光驱的种类繁多，按照读取光盘的种类

及性能来分，可分为CD-ROM、CD-

R/CD-RW、DVD-ROM>DVD-RAM等

几大类。

CD-ROM

■CD-ROM驱动器是我们目前运用最光的

一种，它支持所有符合ISO9660格式的光

盘，如CD-ROM、Video-CD、CD-R、

CD-RW等。接口类型有ATAPI-IDE、

SCSLEIDE,还可支持Ultra-DMA33接

口。

CD-ROM

MAX

CD-R/CD-RW

■CD-R是小型可写光盘，该种类的存储

设备可将数据在刻盘中写入一次，写

完后CD-R光盘无法被改写，但可以在

CD-ROM驱动器和CD-R刻录机上被多

次读取。

■CD-RW比CD-R的功能更加强大，它提

供了次数有限的读写功能，最大的特

点是在CD-R的基础上可以多次写入数

据。

CD-R

MW-00

3MS

MH-QD

DVD-ROM

■DVD-ROM是数字视盘和数字万用盘的

缩写，它是一种容量更大、运行速度更

快的光存储技术。

■DVD的容量为8.5GB以上，单倍速DVD-

ROM的数据传输率大致等同于9倍速的

CD-ROM,目前已有16倍速的DVD-

ROMo

■DVD-ROM光驱不仅可读大容量的DVD

光盘，也能向下兼容读取CD-ROM光盘。

DVD-ROM

PHILIPS

DVD-RAM

■DVD-RAM（DVD-Rewritable）是一种

供计算机使用、可对此读写的光盘，不

仅可以多次重复写入，也可以多次重复

读取，规定的存储容量为2.6GB（单层）

和5.2GB（双层）。与DVD-RW不同的

是，它刻录的光盘只能在DVD-RAM驱

动器上才能读出，兼容性不高。

DVD-RAM

光驱的发展

■第一代光驱：1991年、单倍速、650MB

■第二代光驱：1993年、双倍速

■第三代光驱：1995年、四倍速

■高速光驱：多倍速

■一光多道技术

■DVD：5GB

虚拟光驱

■虚拟光驱是指在硬盘或者文件服务器上

建立整张光盘内容的映像文件作为虚拟

光盘，同时由系统建立虚拟光盘驱动器,

然后像真实光驱一样将虚拟光盘插入到

虚拟光盘中使用。

■可建立多个虚拟光驱，与真正光驱在功

能与操作上完全等价。

常见光驱介