Les principales unités fonctionnelles du lecteur de DVD. Principales unités fonctionnelles et principe de fonctionnement. Disques externes et internes

• 
  la structure généralisée du dispositif est déterminée ;
• 
  les principales interconnexions des éléments sont déterminées ;
• 
  la nature de l'influence du manque de connexions nécessaires (ou de l'apparition de connexions non autorisées) sur le comportement global de l'appareil dans son ensemble est clarifiée ;
• 
  l'emplacement du défaut est situé dans la puce individuelle responsable de cette relation ;
• 
  les signaux aux broches de la puce sont vérifiés pour s'assurer qu'ils sont conformes aux spécifications du fabricant ;
• 
  l'élément défectueux est remplacé.

Pour considérer les dysfonctionnements les plus typiques des lecteurs de CD / DVD, passons à la structure de cet appareil plutôt complexe, illustrée sur la figure :

Conformément à cette structure, on peut distinguer trois groupes principaux de ses "maladies":

• 
  pannes mécaniques;
• 
  dysfonctionnements du système optique ;
• 
  dysfonctionnements des composants électroniques.

Les pannes mécaniques représentent 80...85 % nombre total défauts. Ils peuvent également être divisés en plusieurs groupes principaux :

• 
  manque de lubrification des pièces frottantes;
• 
  accumulation de poussière et de saleté sur les pièces mobiles du mécanisme de transport du disque ;
• 
  salage des surfaces de friction;
• 
  infractions à la réglementation ;
• 
  défaillance mécanique de pièces du mécanisme de transport.

L'accumulation de poussière et de saleté sur les pièces mobiles, en particulier sur les bords de la glissière du chariot mobile, rend presque impossible le verrouillage du mécanisme et, par conséquent, le lecteur éjecte constamment le disque.

Riz. 2. Endroits typiques où la saleté et la poussière s'accumulent sur le chariot du disque optique

Le colmatage des surfaces de frottement conduit soit à l'arrêt du mécanisme du chariot dans des positions intermédiaires, soit au patinage du disque lors de la rotation. Les deux rendent le lecteur impossible à utiliser. La violation de la réglementation du mécanisme de transport conduit également à un résultat similaire.

Les pannes mécaniques énumérées ci-dessus concernent principalement des mécanismes simples d'entraînements relativement bon marché. Les modèles coûteux, en règle générale, ont des mécanismes complexes et, pour eux, le principal type de défaillance mécanique est la panne des pièces du mécanisme. Le plus souvent, cela est dû au fait que l'utilisateur, au lieu d'utiliser les boutons de commande, pousse le chariot avec le disque dans le lecteur avec sa main. Les conséquences de telles actions peuvent être les plus désagréables. S'il suffit de nettoyer, d'essuyer, de lubrifier un mécanisme sale et négligé, et qu'il remplit à nouveau correctement ses fonctions, la hâte et les efforts excessifs entraînent une réparation assez coûteuse et longue du lecteur.

Le deuxième type de dysfonctionnements courants comprend les dysfonctionnements du système de lecture d'informations opto-électroniques. Malgré sa petite taille, ce système est un dispositif optique très complexe et précis. Il suffit de regarder le schéma fonctionnel (Fig. 3) pour être d'accord avec cela. Selon la fréquence d'apparition au cours de la première année et demie à deux années de fonctionnement, les défaillances du système optique représentent 10 à 15% du nombre total de dysfonctionnements. Pour mettre en évidence les principales "maladies" de l'optique et leurs manifestations caractéristiques, considérons sa composition :

• 
  système d'asservissement pour la rotation du disque ;
• 
  système d'asservissement pour positionner le lecteur laser;
• 
  système d'asservissement de mise au point automatique ;
• 
  système d'asservissement de suivi radial ;
• 
  système de lecture;
• 
  circuit de contrôle des diodes laser.

• 
  démarrage et accélération de la rotation du disque ;
• 
  régime permanent de rotation ;
• 
  intervalle de freinage jusqu'à l'arrêt complet ;
• 
  Je vais retirer le disque par le plateau du chariot et le sortir du lecteur.

Riz. 3. La structure des liens du système opto-électronique de lecture d'informations

Le système d'asservissement pour positionner la tête de lecture d'informations permet une approche fluide de la tête vers une piste d'enregistrement donnée avec une erreur ne dépassant pas la moitié de la largeur de la piste dans les modes de recherche de l'information requise et de lecture normale. Le mouvement de la tête de lecture, et avec lui le faisceau laser, à travers le champ du disque est effectué par le moteur de la tête. Le fonctionnement du moteur est contrôlé par des signaux de mouvement avant et arrière provenant du processeur de commande, ainsi que par des signaux générés par le processeur d'erreur radiale. Les signes caractéristiques d'un dysfonctionnement sont à la fois un mouvement erratique de la tête le long des guides et son immobilité.

Le système d'asservissement de suivi radial garantit que le faisceau laser est maintenu sur la piste et des conditions optimales pour la lecture des informations. Le fonctionnement du système est basé sur la méthode des trois spots lumineux. L'essence de la méthode est de diviser le faisceau laser principal à l'aide d'un réseau de diffraction en trois faisceaux séparés avec une légère différence. Le spot lumineux central sert à lire les informations et à faire fonctionner le système de mise au point automatique. Deux faisceaux latéraux sont situés devant et derrière le faisceau principal avec un léger décalage à droite et à gauche. Le signal de désalignement de ces faisceaux en provenance des capteurs de positionnement affecte le pilotage de poursuite, provoquant, si nécessaire, une correction de la position du faisceau central.

L'opérabilité du système de suivi radial peut être surveillée en modifiant le signal d'erreur fourni à l'entraînement de suivi.

Le contrôle et la gestion du mouvement vertical de la lentille de mise au point sont effectués sous l'influence de la mise au point asservie. Ce système assure une focalisation précise du faisceau laser pendant le fonctionnement sur la surface de travail du disque. Une fois que le CD est chargé et démarré, le réglage de la mise au point commence selon le niveau maximum du signal de sortie de la matrice de photodétecteurs et le niveau minimum du signal d'erreur des détecteurs de mise au point fine et le passage de la mise au point zéro. Au début du disque, le processeur de commande du CD-ROM génère des signaux de correction qui fournissent un mouvement multiple (deux ou trois) de la lentille focale nécessaire pour une focalisation précise du faisceau sur la piste du disque. Lorsque le foyer est trouvé, un signal est généré qui permet la lecture des informations. Si après deux ou trois tentatives ce signal n'apparaît pas, le processeur de contrôle éteint tous les systèmes et le disque s'arrête. Ainsi, l'opérabilité du système de focalisation peut être jugée à la fois par les mouvements caractéristiques de la lentille focale au moment où le disque démarre, et par le signal de démarrage du mode d'accélération du disque lorsque le faisceau laser est focalisé.

Le système de lecture d'informations contient une matrice de photodétecteurs et des amplificateurs de signaux différentiels. Le fonctionnement normal de ce système peut être jugé par la présence de signaux haute fréquence à sa sortie lorsque le disque tourne.

Le système de commande de diode laser fournit le courant d'excitation nominal de la diode dans les modes de démarrage du disque et de lecture des informations. Un signe de fonctionnement normal du système est la présence d'un signal RF d'une amplitude d'environ 1 V en sortie du système de lecture.

En plus des défaillances fonctionnelles du système optique, il échoue très souvent en raison de la poussière accumulée sur la lentille focale (Fig. 4). Dans le même temps, pour mettre le CD-ROM en état de fonctionnement, il suffit d'essuyer la lentille avec une flanelle douce. N'utilisez jamais de solvants pour le nettoyage ! Les lentilles de mise au point de la plupart des CD-ROM sont en plastique organique et le solvant endommagera définitivement la surface.

Riz. 4. Optique du lecteur de CD/DVD : a) lentille poussiéreuse, b) lentille propre

Le troisième groupe de défauts comprend tous les dommages au remplissage électronique du variateur. Malgré le pourcentage plutôt faible (par rapport au nombre total de défauts de lecteur) de cas de panne électronique - 5 ... 10%, le dépannage des circuits électroniques est la partie la plus longue de la réparation.

Les systèmes d'écriture, de lecture et de traitement ultérieur des informations déterminent le schéma fonctionnel général d'un lecteur de CD / DVD, illustré à la fig. 5. En plus des systèmes décrits ci-dessus, il comprend un générateur d'horloge qui fournit des signaux d'horloge à tous Nœuds de CD-ROM, et un démodulateur EFM qui convertit les paquets de code 14 bits du disque en un code série 8 bits. De plus, les informations entrent dans le processeur de données numériques qui, avec le processeur la gestion du système est le cœur de tout l'appareil. C'est là que le désentrelacement des données et la correction des erreurs ont lieu. La tâche de l'entrelacement des données lors de l'enregistrement d'informations consiste à "étirer" chaque octet d'informations en plusieurs trames d'enregistrement. Dans ce cas, même s'il y a une perte de quelques trames d'informations à la suite d'un dommage mécanique à la surface du disque, le résultat du désentrelacement des données sera la présence de petites erreurs dans les octets individuels. Ces erreurs sont corrigées par un circuit de correction d'erreurs.

Riz. 5. Schéma fonctionnel d'un CD-ROM

En fonction de la stratégie de correction d'erreurs choisie pour un modèle de CD-ROM spécifique et, par conséquent, de la complexité du processeur et de l'appareil dans son ensemble, en pratique, l'un ou l'autre CD-ROM peut soit corriger une ou deux erreurs mineures dans les informations frame (qui correspond à des modèles bon marché), ou en plusieurs étapes pour restaurer, avec une probabilité de 99,99%, une destruction grave et à long terme des informations. En règle générale, les modèles de CD-ROM coûteux sont équipés de tels correcteurs d'erreurs. C'est la réponse à la question fréquemment posée : "Pourquoi ce disque est-il lu sur la machine d'un ami, mais mon PC ne le voit même pas ?"

Depuis la sortie du processeur de données numériques, les informations numériques corrigées sont transmises via l'interface de communication à l'entrée du PC, où elles sont traitées ultérieurement. Si la lecture est effectuée à partir d'un disque audio, les informations vont au filtre numérique, de celui-ci au convertisseur numérique-analogique, puis, à travers les circuits de correction et d'amplification analogiques, aux sorties audio.

Ainsi, même après un examen sommaire du schéma fonctionnel d'un lecteur de CD-ROM, on peut conclure que cet appareil est très complexe système électronique, ce qui signifie que sans une stratégie de dépannage correctement choisie, il est extrêmement difficile de trouver un « coupable » spécifique.

Il est facile de trouver un dysfonctionnement lorsqu'il s'annonce (comme, par exemple, sur la Fig. 6). Mais malheureusement, dans la grande majorité des cas, un microcircuit défectueux apparence ne diffère pas de la bonne.

Riz. 6. Puce défectueuse sur la carte CD-ROM

Sur la fig. La figure 7 illustre un algorithme de dépannage utilisé par les spécialistes EPOS pour dépanner les périphériques de CD-ROM de presque tous les types. En pratique, cet algorithme donne invariablement un résultat positif.

Principales unités fonctionnelles et principe de fonctionnement.

SUJET 3.3 Lecteurs de disques compacts

Les supports CD-ROM (optiques) suivants sont disponibles :

¾ CD-ROM - périphérique en lecture seule

¾ CD-R - lecture et écriture une fois

¾ CD-RW - pour la lecture et la réécriture

¾ Lecteurs magnéto-optiques

Lecteurs : CD-R, CD-RW, CD-ROM, DVD-R, DVD-RW

Le principe de fonctionnement de tous les dispositifs optiques de stockage d'informations repose sur la technologie laser : un faisceau laser est utilisé à la fois pour la lecture et pour l'écriture des informations. Lecteurs de CD-ROM.

Le support de stockage sur un disque CD-ROM est un substrat en relief. L'enregistrement d'informations est le processus de formation d'un relief sur un substrat en brûlant des traits miniatures avec un faisceau laser. La lecture est effectuée en enregistrant la réflexion du faisceau laser. Le signal du coup 1, de la surface sans le coup 0.

Lecteurs de CD-ROM

Périphérique de démarrage

Unité optique-mécanique

Systèmes de commande d'entraînement et de contrôle autonome

· Décodeur universel

· Bloc d'interface

Le lecteur électromécanique fait tourner le disque placé dans le périphérique de démarrage. Un laser à semi-conducteur génère un faisceau infrarouge de faible puissance qui frappe un prisme séparateur, se réfléchit sur un miroir et se concentre sur la surface du disque. Le faisceau se déplace vers la piste souhaitée de la manière suivante : tout d'abord, le moteur déplace le chariot mobile avec un miroir réfléchissant vers la piste souhaitée à l'aide d'un microprocesseur intégré. Le faisceau réfléchi est focalisé par la lentille, réfléchi par le miroir, frappe le prisme de séparation et dirige le faisceau vers la deuxième lentille focalisable, puis le faisceau frappe le photocapteur, convertit l'énergie lumineuse en impulsions électriques. Les signaux du photocapteur sont envoyés à un décodeur universel, qui est nécessaire pour convertir les impulsions en informations numériques compréhensibles pour un ordinateur, qui est un processeur.

Système de suivi autonome pour la surface du disque et la piste d'enregistrement des données assurer une grande précision de lecture. Le signal du photocapteur sous forme d'impulsions entre dans le système de contrôle autonome, où les signaux d'erreur de suivi sont isolés. Ces signaux de l'amplificateur entrent dans le système de contrôle autonome : mise au point, système de contrôle autonome de la puissance laser émise, vitesse de rotation du disque, avance radiale, puissance du rayonnement laser, vitesse linéaire de rotation du disque.

Lecteurs de DVD

Les disques DVD sont structurellement exécutés en simple face et en double face.

Contrairement au CD Disques DVD la distance entre les pistes d'enregistrement est plus petite et les tailles des traits d'enregistrement sont réduites. En conséquence, la capacité est augmentée. Le nombre d'images stockées au format DVD est proportionnel à la qualité des enregistrements vidéo professionnels en studio, et la qualité sonore n'est pas inférieure au studio.

Lecteurs à écriture unique et à écriture unique

Pour une utilisation à entrée unique Disques CD-R, représentant un disque dont la couche d'inscription est constituée d'un matériau qui s'assombrit lorsqu'il est chauffé. Les zones sombres et claires d'un CD-R sont similaires aux traits et aux surfaces lisses d'un CD-ROM.

CD-RW - disques réinscriptibles dont la couche d'enregistrement est constituée de composés organiques qui peuvent changer leur état de phase d'amorphe à cristallin sous l'influence d'un faisceau laser.

Lorsqu'il est chauffé par un faisceau laser au-dessus d'une certaine température critique, le matériau de la couche d'enregistrement passe dans un état amorphe et y reste après refroidissement. Lorsqu'il est chauffé à une température bien inférieure à la température critique, il restaure son état d'origine (cristallin).

faisceau laser faisceau laser

Couche réfléchissante Couche d'enregistrement

CD-ROM Couche de vernis protecteur

Section 4 DISPOSITIFS D'AFFICHAGE

• 
  disques magnétiques;
• 
  têtes de lecture/écriture ;
• 
  mécanisme d'entraînement de la tête ;
• 
  moteur de lecteur de disque ;
• 
  carte de circuit imprimé avec circuit de commande électronique.

L'unité hermétique est remplie d'air sous une pression d'une atmosphère. Les couvercles HDA de certains disques durs ont un trou spécial scellé avec un film filtrant, qui sert à égaliser la pression à l'intérieur et à l'extérieur du bloc, ainsi qu'à absorber la poussière.

^ Figure 5 - Les principaux éléments de conception du disque dur
Les dimensions globales des disques durs sont normalisées selon un paramètre appelé facteur de forme (Form-Factor). Par exemple, tous les disques durs avec un facteur de forme de 3,5 pouces ont des dimensions de boîtier standard de 41,6 x 101 x 146 mm.

^ Substrats de disques magnétiques Les premiers disques durs étaient en alliage d'aluminium avec l'ajout de magnésium. Dans les modèles modernes, un matériau composite de verre et de céramique à faible coefficient de dilatation thermique est utilisé comme matériau principal pour les plaques de disque, ce qui les rend moins sensibles aux changements de température et plus durables. Les disques magnétiques sont disponibles dans les tailles suivantes : 3,5" ; 5,25" ; 2,5" ; 1,8".

^ Les disques sont recouverts d'une substance magnétique - une couche de travail. Il peut être soit oxyde, soit à base de couches minces.

Têtes de lecture/écriture prévu pour chaque face du disque. Lorsque le lecteur est éteint, les têtes touchent le disque. Au fur et à mesure que les disques se déroulent, la pression d'air aérodynamique sur les têtes augmente, ce qui entraîne leur séparation des surfaces de travail des disques. Plus la tête est proche de la surface du disque, plus l'amplitude du signal reproduit est élevée.

^ Mécanisme de l'actionneur assure le mouvement des têtes du centre des disques vers les bords et détermine en fait la fiabilité du lecteur, sa stabilité en température et sa résistance aux vibrations. Tous les mécanismes d'entraînement existants sont divisés en deux types principaux: avec un moteur pas à pas et une bobine mobile.

^ Moteur d'entraînement de disque met en rotation le paquet de disques dont la vitesse, selon le modèle, est de l'ordre de 3600 - 7200 tr/min (c'est-à-dire que les têtes se déplacent à une vitesse relative de 60 - 80 km/h). La vitesse de rotation des disques de certains disques durs atteint 15 000 tr/min. Disque dur tourne en continu même lorsqu'il n'est pas accessible, de sorte que le disque dur ne doit être monté qu'à la verticale ou à l'horizontale.

^ Carte de circuit imprimé avec circuit électronique les commandes et les autres parties du variateur (panneau avant, éléments de configuration et pièces de montage) sont amovibles. Sur la carte de circuit imprimé, des circuits électroniques de contrôle du moteur et des têtes d'entraînement sont montés, ainsi qu'un circuit d'échange de données avec le contrôleur. Parfois, le contrôleur est installé directement sur cette carte.
Questions pour la maîtrise de soi :

1. 
   Lecteurs de disquettes. Conception, principe de fonctionnement, composants principaux, Caractéristiques FDD ;
2. 
   La structure logique des disquettes ;
3. 
   disques durs disques magnétiques. Conception et principe de fonctionnement du disque dur, facteurs de forme, types ;
4. 
   Principales caractéristiques et modes de fonctionnement des disques durs. Contrôleurs et connexion HDD ;
5. 
   Modèles modernes disques;
6. 
   La structure logique du disque dur ;
7. 
   Formatage des disques durs ;
8. 
   Utilitaires entretien du dur disques magnétiques.

Rubrique 4.2 Lecteurs de CD-R (RW). DVD-R (RW)
L'étudiant doit :
j'ai une idée:

• 
  sur le but des lecteurs de CD-R (RW). DVD-R (RW)

savoir:

• 
  le principe de fonctionnement et les principaux composants du lecteur de CD-ROM ;
• 
  caractéristiques opérationnelles du lecteur de CD-ROM ;
• 
  le principe de fonctionnement et les principaux composants du lecteur de DVD ;

être capable de:

• 
  connecter des lecteurs de CD et de DVD ;

Lecteurs CD-R, (RW), DVD-R (RW) : principe de fonctionnement, conception et composants principaux, spécifications.

Des lignes directrices
Lecteurs de CD-ROM

CD-ROM - un disque compact (CD) conçu pour stocker des informations préenregistrées numériquement et les lire à l'aide d'un périphérique spécial appelé pilote de CD-ROM - un lecteur de CD-ROM.

Le processus de fabrication des CD comprend plusieurs étapes.

Lors de la première étape, un fichier d'informations est créé pour un enregistrement ultérieur sur le support. Lors de la deuxième étape, à l'aide d'un faisceau laser, les informations sont enregistrées sur un support, qui est un disque en fibre de verre recouvert d'un matériau photorésistif. Les informations sont enregistrées sous la forme d'une séquence de dépressions (coups) disposées en spirale, comme le montre la figure 6. La profondeur de chaque coup-pit (pit) est de 0,12 microns, la largeur (dans la direction perpendiculaire au plan de la figure) est de 0,8 à 3,0 µm. Ils sont situés le long d'une piste en spirale dont la distance entre spires adjacentes est de 1,6 microns, ce qui correspond à une densité de 16000 spires/pouce (625 spires/mm). La longueur des traits le long de la piste d'enregistrement varie de 0,83 à 3,1 µm.

^ Figure 6 - Caractéristiques géométriques du CD (a) et de sa section transversale (b)
A l'étape suivante, la couche photorésistive est développée et le disque est métallisé. Un disque créé à l'aide de cette technologie est appelé disque maître. Pour répliquer des CD, plusieurs copies de travail sont extraites du disque maître par électroformage. Les copies de travail sont recouvertes d'une couche métallique plus durable (par exemple, du nickel) que le disque maître et peuvent être utilisées comme matrices pour répliquer des CD jusqu'à 10 000 pièces. de chaque matrice. La réplication est réalisée par marquage à chaud, après quoi la face information de la base du disque, en polycarbonate, est soumise à une métallisation sous vide avec une couche d'aluminium et le disque est recouvert d'une couche de vernis. Les disques fabriqués par marquage à chaud offrent jusqu'à 10 000 cycles de lecture de données sans erreur conformément aux données du passeport. L'épaisseur du disque CD est de 1,2 mm, le diamètre est de 120 mm.

Le lecteur de CD-ROM contient les principales unités fonctionnelles suivantes :

• 
  périphérique de démarrage;
• 
  unité optique-mécanique ;
• 
  systèmes de contrôle d'entraînement et de contrôle automatique;
• 
  décodeur universel et unité d'interface.

^ Figure 9 - Conception du lecteur de CD-ROM opto-mécanique
Les systèmes de suivi automatique de la surface du disque et des pistes d'enregistrement des données offrent une grande précision de lecture des informations. Le signal du photocapteur sous la forme d'une séquence d'impulsions entre dans l'amplificateur du système de contrôle automatique, où les signaux d'erreur de suivi sont séparés. Ces signaux entrent dans les systèmes de contrôle automatique : mise au point, avance radiale, puissance de rayonnement laser, vitesse linéaire de rotation du disque.

Le décodeur universel est un processeur de traitement des signaux lus sur un CD. Il se compose de deux décodeurs, d'une mémoire vive et d'un contrôleur de contrôle de décodeur. L'utilisation du double décodage permet de récupérer des informations perdues jusqu'à 500 octets. La mémoire vive agit comme une mémoire tampon et le contrôleur contrôle les modes de correction d'erreur.

Le bloc d'interface se compose d'un convertisseur numérique-analogique, d'un filtre passe-bas et d'une interface de communication avec un ordinateur. Lors de la lecture d'informations audio, le DAC convertit les informations codées en un signal analogique, qui est envoyé à un amplificateur avec un filtre actif basses fréquences et plus loin carte son, qui est associé à des écouteurs ou à des haut-parleurs.

^ Les caractéristiques de performances suivantes doivent être prises en compte lors du choix d'un CD-ROM pour des applications spécifiques.

Taux de transfert de données (DTK) - vitesse maximale, avec lequel les données sont transférées du support de stockage vers RAM ordinateur. Grande vitesse Le transfert de données du lecteur de CD-ROM est nécessaire principalement pour synchroniser l'image et le son. Si le débit binaire est insuffisant, des pertes d'images vidéo et une distorsion audio peuvent se produire.

La qualité de lecture est caractérisée par le taux d'erreur (Error Rate) et représente la probabilité d'obtenir un bit d'information déformé lors de sa lecture.

^ Le temps d'accès moyen (AT) est le temps (en millisecondes) nécessaire au lecteur pour trouver les données souhaitées sur le support.

La quantité de mémoire tampon est la quantité de RAM dans le lecteur de CD-ROM utilisée pour augmenter la vitesse d'accès aux données enregistrées sur le support. La mémoire tampon (mémoire cache) est une puce mémoire installée sur la carte de lecteur pour stocker les données lues.

^ Le MTBF est le temps moyen en heures qui caractérise le fonctionnement sans panne d'un lecteur de CD-ROM.

Dans le processus de développement des lecteurs de disques optiques, un certain nombre de formats de base pour enregistrer des informations sur CD ont été développés.

^ Le format CD-DA (Digital Audio) est un CD audio numérique avec une durée de lecture de 74 minutes.

Le format ISO 9660 est la norme la plus largement utilisée pour l'organisation logique des données.

Format Haute Sierra(HSG) proposé en 1995 et lit les données écrites sur un disque au format ISO 9660 à l'aide de lecteurs de tous types, ce qui a conduit à une large réplication de programmes sur CD et contribué à la création de CD orientés vers différents systèmes d'exploitation.

Le format Photo-CD a été développé en 1990-1992. et est destiné à l'enregistrement sur CD, au stockage et à la lecture d'informations vidéo statiques sous la forme d'images photographiques de haute qualité. Un disque Photo-CD peut contenir de 100 à 800 images photo de résolutions appropriées - 2048 x 3072 et 256 x 384, et stocke également des informations sonores.

Tout disque CD-ROM contenant du texte et des graphiques, des informations audio ou vidéo est classé comme multimédia. Les CD multimédia existent dans différents formats pour divers systèmes d'exploitation: DOS, Windows, OS/2, UNIX, Macintosh.

Le format CD-I (Jntractive) a été développé pour un large éventail d'utilisateurs en tant que norme pour un disque multimédia contenant diverses informations textuelles, graphiques, audio et vidéo. Un disque CD-I vous permet de stocker une image vidéo avec son (stéréo) et une durée de lecture allant jusqu'à 20 minutes.

Le format CD-DV (Digital Video) permet l'enregistrement et le stockage d'images vidéo de haute qualité avec un son stéréo pendant 74 minutes. Lors du stockage, la compression est fournie à l'aide de la méthode MPEG-1 (Motion Picture Expert Group).

^ La lecture d'un disque est possible à l'aide d'un décodeur MPEG matériel ou logiciel.

Le format 3DO a été développé pour les consoles de jeux.

Les lecteurs de CD-ROM peuvent fonctionner avec une interface IDE standard (E-IDE) ou une interface SCSI à haut débit.

Les lecteurs de CD-ROM les plus populaires en Russie sont Panasonic, Craetive, Samsung, Pioneer, Hitachi, Teac, LG.

Lecteurs de DVD

La solution au problème de l'augmentation de la capacité des supports d'informations optiques basée sur l'amélioration de la technologie de production de CD et de lecteurs, ainsi que les solutions scientifiques et techniques disponibles dans le domaine de la vidéo numérique de haute qualité, a conduit à la création de CD haute capacité.

La qualité de l'image stockée au format DVD est proportionnelle à la qualité des enregistrements vidéo en studio professionnel, et la qualité sonore n'est pas non plus inférieure au studio. La lecture des informations audio au format DVD s'effectue à une vitesse de 384 Kb / s, ce qui vous permet d'organiser l'audio multicanal.

Ces caractéristiques des disques DVD sont dues aux paramètres améliorés de la surface de travail des disques. Tout comme un CD, un disque DVD a un diamètre de 120 mm. Le lecteur de DVD utilise un laser à semi-conducteur avec une longueur d'onde visible de 0,63 à 0,65 µm. Une telle réduction de la longueur d'onde (par rapport à 0,78 micron pour un lecteur de CD classique) a permis de réduire de près de moitié la taille des traits d'enregistrement (pit) et la distance entre les pistes d'enregistrement de 1,6 à 0,74 micron. Les fosses sont disposées en spirale, comme sur les vinyles.

Les lecteurs de DVD-ROM sont livrés avec un décodeur matériel MPEG-2 et une carte d'extension pour Bus PCI, et avec un décodeur logiciel. Les graveurs de DVD-R et les lecteurs réinscriptibles de DVD-RW sont capables de gérer des disques simple couche et simple face d'une capacité allant jusqu'à 4,7 à 5,2 Go à une vitesse d'écriture d'environ 1 Mo/s.
Questions pour la maîtrise de soi :

1. 
   Lecteurs CD-R, (RW), principe de fonctionnement, conception et composants principaux, spécifications ;
2. 
   DVD-R (RW) : principe de fonctionnement, conception et principaux composants, spécifications.

Sujet 4.3 Dispositifs de stockage magnéto-optiques. Lecteurs de disques magnétiques. Périphériques de stockage externes
L'étudiant doit :
j'ai une idée:

• 
  sur la nomination de lecteurs sur disques compacts;
• 
  sur la nomination des dispositifs de stockage magnéto-optiques ;
• 
  sur la nomination de lecteurs de disques magnétiques ;
• 
  à propos de l'objectif des périphériques de stockage externes

savoir:

• 
  formats optiques et magnétiques disques optiques;
• 
  comment fonctionne le streamer

être capable de:

• 
  écrire des informations sur des disques optiques et magnéto-optiques

Lecteurs de disques compacts: formats d'enregistrement d'informations, processus de fabrication de CD - disques, lecteurs avec enregistrement unique et multiple. Lecteurs magnéto-optiques : principes de fonctionnement, conception et composants principaux, caractéristiques techniques. Structure logique et format des disques magnéto-optiques. Lecteurs de bandes magnétiques. Le principe de placer des informations sur des bandes magnétiques. Conception de mécanismes de lecteur de bande. Structure des données sur bandes magnétiques. Dispositifs d'enregistrement et de lecture d'informations à partir de bandes magnétiques. Cartouches à bande magnétique. Modèles modernes de streamers. Périphériques de stockage externes : lecteurs flash, lecteurs ZIP. Principe de fonctionnement et principales caractéristiques techniques.
Des lignes directrices

Informatique, cybernétique et programmation

C'est la différence fondamentale entre les lecteurs de CD et les lecteurs de disque dur et de disquette dans lesquels le support tourne à une vitesse angulaire constante. La nécessité de maintenir une vitesse linéaire constante est uniquement due au fait que lors de la lecture de CD audio, les données doivent entrer dans le dispositif de décodage à un rythme constant et strictement défini, quel que soit le tour des cornes à partir duquel elles sont lues. La partie mécanique des lecteurs de CDROM La conception des lecteurs de CDROM est illustrée à la fig.

Conceptions d'entraînement CD ROM

Lecteur CD ROM devrait pouvoir travailler avec des CD, bien que de taille standard, mais émis par différents fabricants, avec divers écarts et défauts de surface imprévisibles. L'appareil doit assurer la rotation du disque avecvitesse linéaire constante, c'est-à-direla fréquence de sa rotation doit être inversement proportionnelle au rayon de la bobine de la piste en spirale, qui est suivie par la tête optique. Lorsque la tête se déplace vers le bord du disque, sa fréquence de rotation diminue et vice versa. C'est la différence fondamentale entre les lecteurs de disques compacts et les lecteurs de disque dur et de disquette, dans lesquels le support tourne avecvitesse angulaire constante.La nécessité de maintenir une vitesse linéaire constante est due uniquement au fait que lors de la lecture de CD audio, les données doivent entrer dans le dispositif de décodage dans un sens constant et strictement défini. tempeh, quel que soit le tour des cornes à partir duquel ils sont lus. Lorsque vous travaillez avec CD ROM la vitesse linéaire peut être quelconque. L'erreur de suivi d'une piste d'informations en spirale sur un disque en rotation par la tête optique du lecteur est inférieure à un micron dans la direction radiale. La partie électronique du lecteur doit détecter et corriger les erreurs de lecture de données aléatoires en temps réel et fonctionner de manière fiable pendant une longue période.

La partie mécanique des variateurs CD ROM

La conception des lecteurs de CD-ROM est illustrée à la fig.

Riz. Conception d'entraînement CD ROM

La base de l'appareil est un dur cadre aluminium ou acier inoxydable. Comme dans d'autres types de variateurs, le châssis est la partie de la structure à laquelle tous les autres sont attachés. nœuds ( mécanique et électronique). Ceux-ci inclus:panneau avant, faux panneau, contrôle du volume 1 et bouton d'éjection. Les récepteurs multimédias peuvent être de différents types et sont conçus soit pour installer des CD dans des conteneurs spéciaux ( caddie ), ou être des plateaux escamotables, donc les façades et les faux panneaux. ainsi que les méthodes de leur fixation peuvent être différentes. Bien que les lecteurs de CD-R et de CD-RW utilisent des émetteurs laser et des composants électroniques différents, leur conception est fondamentalement la même que celle des lecteurs de CD-ROM conventionnels.

Les composants électroniques du variateur sont montés sur plusieurs cartes de circuits imprimés. Il y en a le plus souvent deux : tableau principal, sur lequel les circuits de commande d'entraînement et d'interface sont assemblés, etcarte amplificateur pour casque ;une prise pour leur connexion est généralement montée dessus. Presque tous les composants mécaniques de l'entraînement sont combinés dansmécanisme d'entraînement du disque et de la tête.Ils ne sont produits que par quelques entreprises, parmi lesquelles, tout d'abord, il faut nommer les entreprises Sony, Philips, Toshiba, IBM . Par conséquent, tous les nombreux modèles de lecteurs de CD disponibles dans le commerce sont assemblés sur la base de seulement quelques variétés de mécanismes de lecteur qui remplissent environ 80% des fonctions de ces appareils. Cette standardisation et, par conséquent, l'interchangeabilité est l'une des caractéristiques de ce type de variateur.

La construction d'un mécanisme d'entraînement typique est illustrée dans la figure suivante. Dans sa partie supérieure, il y a des dispositifs qui assurent la réception, la fixation et le retrait du CD. La base du mécanisme d'entraînement est bloc VS-7S, qui est un cadre auquel toutes les autres pièces sont attachées. Il est installé dans un logement sur quatresupports en caoutchouc,protéger le mécanisme d'entraînement des chocs et des vibrations qui se produisent inévitablement pendant le fonctionnement de l'entraînement dans le cadre du système. Cependant, malgré la présence d'une suspension amortissante, le lecteur de CD est un mécanisme délicat et très fragile.Unité mobile, châssis de mécanisme de chargement Et couvercle de blindageconstituent un dispositif qui effectue des opérations mécaniques de réception et de fixation d'un CD sur le rotormoteur de broche,ainsi que son déchargement.

Le bon déroulement et la sécurité de ces opérations sont assurés par plusieurs leviers_ . mi et amortisseurs hydrauliques. Déplacer les pièces mobiles j'utilise moteurs d'entraînement de chargement et de déchargement des disques.

Riz. 14.8

Conception du mécanisme d'entraînement du disque et de la tête

Les appareils qui assurent la rotation du support avec nécessaire vitesse et comptage ; deviner, sont situés sous le mécanisme de chargement (Fig. 14.9). Spinde. :; ny moteur est monté sur le châssis du bloc BC-7C et connecté àtatouage imprimé à partir de schémas... gestion. Suspension anti-vibrationscontribue à sa rotation plus uniforme. Sur le. une partie plus critique des lecteurs de CD esttête optique?..qui comprend de l'arséniure de gallium et d'aluminium ( GaAlAs ) émetteur à diode laser.":

Riz. 14.9 Vue de dessous de l'unité VS-7C

(longueur d'onde 780 nm, puissance radiation environ 0,6 mW), photocapteur, système optique de focalisation automatique du faisceau Et mécanisme de suivi des pistes. La tête optique peut être mélangée en deux guide : le faisceau laser frappe la surface du disque à travers une fente dans le cadre du bloc VS-7C. L'ensemble constitué de la tête optique et des guides est parfois appelé traîneau (traîneau).

Dans les lecteurs de CD-ROM, CD-R et CD-RW des émetteurs laser sont utilisés différentes caractéristiques. Mais extérieurement, ils ne sont pas très différents les uns des autres.

Le traîneau doit suivre la position des bobines de la piste d'information en spirale sur la surface du disque. Contrairement aux lecteurs de disquettes, dans lesquels les têtes d'enregistrement/lecture magnétiques peuvent être "pointées" sur des pistes avec une précision raisonnable à l'aide d'un moteur pas à pas conventionnel, la grande majorité des lecteurs de CD utilisent des moteurs linéaires à bobine mobile tels que ceux qui sont utilisés déplacer les têtes dans les disques durs. En effet, les positions des pistes concentriques sur les disquettes sont strictement fixes, ce qui est en bon accord avec le principe de fonctionnement d'un moteur pas à pas : son rotor ne peut occuper que quelques positions discrètes. De plus, les pistes elles-mêmes sont suffisamment larges, ce qui élimine le besoin d'affiner la position des têtes. Le rayon de la spirale d'une piste d'information étroite CD change continuellement, la position de la tête doit donc être constamment corrigée. Cela se fait en modifiant le courant de commande dans la bobine mobile du moteur linéaire. Cependant, certains lecteurs de CD-ROM utilisent encore des moteurs pas à pas avec des pas de rotor extrêmement petits. Les composants électroniques qui assurent le mouvement du traîneau dans la bonne direction sont montés sur le principal circuit imprimé conduire".

Électronique d'entraînement CD ROM

Sur la fig. 14.10 est un schéma fonctionnel d'un lecteur typique CD ROM . Il peut être conditionnellement divisé en deux parties - le sous-système de contrôleur et le sous-système de commande d'entraînement. Le sous-système de contrôleur interagit avec l'interface périphériques systèmes, à savoir avec un contrôleur d'entraînement. La plupart des composants électroniques d'entraînement les plus complexes sont liés à ce sous-système. Le contrôleur, dont le schéma est illustré à la Fig. 14.10, conçu pour fonctionner avec l'interface SCSI2 , bien que la plupart des lecteurs de disque modernes CD ROM se connecte aux mêmes interfaces ( Ultra - DMA ou E 1 DE ) en tant que disques durs. Dans les deux cas, l'appareil est suffisamment "intelligent" pour que vous puissiez simplement connecter le lecteur à l'interface système (adaptateur SCSI ou type de contrôleur d'entraînement IDE, EUE ou Ultra-DMA ), attribuez-lui une désignation de lettre et obtenez un système fonctionnel.

Le sous-système de contrôle du lecteur génère des commandes pour sa partie mécanique (assurant l'acceptation et l'éjection du CD, ajustant sa vitesse de rotation, déplaçant le traîneau, etc.), ainsi que le décodage des données (de EFM au format binaire normal) et correction d'erreurs. Signaux analogiques de la sortie

"En raison du mouvement du traîneau, seul un pointage approximatif de la tête optique sur la piste est effectué. Un suivi précis de celui-ci et une correction des déviations rapides dans une direction ou une autre (survenant en raison de supports non idéaux) sont effectués dispositif optique la tête elle-même. La masse du traîneau est trop importante Pour être en mesure de répondre à de tels écarts. ¡ Note. éd. SCSI (Small Computer System Interface) interface système des petits ordinateurs. ¡ Remarque éd.

Riz. 14.10

Schéma fonctionnel d'un lecteur de disque typique CD ROM (Amplificateur de radiofréquence URCH, conçu pour amplifier le signal du capteur photo ; convertisseur numérique-analogique DAC ; filtre passe-bas LPF)

photocapteur sont d'abord convertis en EFM -signaux, puis dans un flux de données et de codes binaires CIRC (Croix - InterleavedReed - Code Salomon chevauchement des codes de Reed-Solomon).Toutes les opérations de focalisation du faisceau laser, de suivi de la piste, de contrôle de l'entraînement du traîneau (à l'aide de la rétroaction), du moteur de broche et du mécanisme de réception et d'éjection du disque sont effectuées par le circuit de commande d'entraînement et le processeur d'asservissement.

Si vous avez besoin de comprendre plus en détail les composants électroniques des lecteurs de CD, veuillez noter qu'illustré à la Fig. 14.10 le schéma fonctionnel ne peut être considéré que comme une illustration expliquant les principes généraux de fonctionnement des appareils considérés. Il existe peu de variétés de composants électroniques d'entraînement mais ils existent, et cela doit être pris en compte. Tout d'abord, cela s'applique aux interfaces. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des appareils utilisent des interfaces Ultra - DMA ou EIDE . Certaines entreprises fabriquent des lecteurs de disque SCSI , et seuls quelques fabricants développent leurs propres interfaces (dans la plupart des cas, elles ne diffèrent que légèrement des interfaces standard SCSI et IDE ). Mais dans tous les cas, essayez, si possible, de trouver la documentation complète du fabricant du lecteur qui vous intéresse.

1 Actuellement rarement installé

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Le début de la création des lecteurs de CD est posé avec l'apparition en 1982 des premiers CD audio, développés par par Sony et Philips. Le volume d'informations sur le CD était de 72 minutes, ce qui correspond exactement à la durée d'une des symphonies populaires de Bach, qui s'élevait à 650 mégaoctets. Bientôt, en 1985, les premiers lecteurs de CD-ROM pour PC sont apparus, puis les disquettes étaient le principal moyen de transfert d'informations entre ordinateurs et le volume de 650 mégaoctets semblait très important.

lecteurs de CD ( CDD ) - un attribut nécessaire d'un ordinateur moderne.

Les lecteurs de CD fonctionnent avec disques optiques informations sur lesquelles sont écrites et lues à l'aide d'un laser.

 CD- est destiné uniquement à stocker des informations précédemment enregistrées dessus sous forme numérique et à les lire à l'aide d'un appareil approprié - un lecteur (lecteur).

Fonctionnement du lecteur de CD

Les principaux éléments fonctionnels d'un lecteur de CD-ROM sont : un moteur électrique miniature, un laser, une lentille optique et un système de capteurs, et circuit électrique, qui effectue le traitement préliminaire (lecture et décodage des informations) et le contrôle du lecteur.

Les lecteurs de disques compacts ne fonctionnent pas comme tous les supports de stockage électromagnétiques évoqués précédemment. Lors de l'enregistrement, un CD est traité par un faisceau laser (sans contact mécanique), qui brûle la zone qui stocke le 1 logique, et laisse intacte la zone qui stocke le 0 logique.En conséquence, de petites dépressions se forment à la surface de le CD - les soi-disant fosses (Pits ).

La lecture des informations s'effectue comme suit :

Le moteur électrique fait tourner le disque. Le laser génère un faisceau lumineux, qui est focalisé par un système de lentilles optiques sur la surface réfléchissante (métallique) du disque. La lumière est réfléchie différemment des transitions entre la surface principale et les évidements. La lumière réfléchie à travers la lentille pénètre dans le capteur d'intensité lumineuse, qui l'analyse et la convertit en un signal électrique binaire et l'envoie à l'électronique de commande pour un traitement ultérieur.

Les informations stockées sur des disques optiques, contrairement aux informations stockées sur des disques magnétiques, ne sont pratiquement pas soumises aux effets destructeurs des champs électriques et magnétiques et sont beaucoup moins sujettes à la destruction en raison du vieillissement naturel du matériau de support. De plus, le coût d'enregistrement et de stockage d'une unité d'information sur un CD-ROM est nettement inférieur à celui des disques magnétiques.

Structure du disque optique

Conformément aux normes acceptées, la surface du disque est divisée en trois zones :

1. Répertoire d'entrée - une zone en forme d'anneau la plus proche du centre du disque (largeur 4 mm). La lecture des informations du disque commence précisément par le répertoire d'entrée, qui contient la table des matières, les adresses des enregistrements, le nombre de titres, la taille du disque, le nom du disque ;

2. Zone de données ;

3. répertoire de sortie – a une marque de fin de disque.

Types de disques optiques :

CD- ROM. Les informations sont enregistrées sur un disque CD-ROM de manière industrielle, et il est impossible de les réenregistrer. Les disques CD-ROM 5 pouces les plus utilisés avec une capacité de 670 Mo. Selon leurs caractéristiques, ils sont complètement identiques aux CD de musique conventionnels. Les données sur le disque sont écrites sous la forme d'une spirale.

CD- R. L'abréviation CD-R signifie CD-Recordable, une technologie d'enregistrement optique unique qui peut être utilisée pour l'archivage de données, le prototypage de disque pour la production de masse et les sorties de CD à faible volume, l'enregistrement audio et vidéo. Le but d'un périphérique CD-R est d'écrire des données sur CD-R, qui peuvent ensuite être lus sur des lecteurs de CD-ROM et de CD-RW.

CD- RW. Les anciennes données peuvent être effacées et de nouvelles données peuvent être écrites à leur place. La capacité du support CD-RW est de 650 Mo et est égale à la capacité des disques CD-ROM et CD-R.

DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW. Semblable aux types de disques optiques discutés précédemment, mais avec une capacité plus élevée.

Développé HVD(Holografic Versatile Dosc) d'une capacité de 1 To.

TechnologieDVDadmet 4 taperdisques:

simple face, monocouche - 4,7 Go

simple face, double couche - 8,5 Go

double face, monocouche - 9,4 Go

double face, double couche - 17 Go

Les disques à double couche utilisent une couche de renforcement sur laquelle des informations ont été écrites. Lors de la lecture des informations de la première couche, située dans la profondeur du disque, le laser traverse le film transparent de la deuxième couche. Lors de la lecture d'informations à partir de la deuxième couche, le contrôleur d'entraînement envoie un signal pour focaliser le faisceau laser sur la deuxième couche, et la lecture est effectuée à partir de celle-ci. Avec tout cela, le diamètre du disque est de 120 mm et son épaisseur de 1,2 mm.

Comme déjà mentionné, par exemple, un disque DVD double face double couche peut contenir jusqu'à 17 Go d'informations, soit environ 8 heures de vidéo de haute qualité, 26 heures de musique ou, plus clairement, une pile de papier écrit des deux côtés 1,4 kilomètres de haut !

FormatsDVD

DVD- R. ne peut être qu'une seule couche, mais il est possible de créer des disques double face. Le principe selon lequel un DVD-R est enregistré est exactement le même que celui d'un CD-R. La couche réfléchissante change ses caractéristiques sous l'influence d'un faisceau laser de puissance accrue. Le DVD-R n'apporte rien de nouveau, techniquement c'est le même CD-R, uniquement conçu pour les pistes plus fines. À création de DVD-R une attention particulière est portée à la compatibilité avec les Lecteurs de DVD-ROM. La longueur du laser d'enregistrement est de 635 Nm + protection des disques enregistrés contre la copie.

DVD+ R. Les principes sur lesquels le DVD+R est construit sont identiques à ceux utilisés dans le DVD-R. La différence entre eux réside dans le format d'enregistrement utilisé. Par exemple, les disques DVD+R prennent en charge l'enregistrement en plusieurs étapes. Longueur du laser d'enregistrement 650 Nm + surface plus hautement réfléchissante.

Il existe deux grandes classes de CD :CDEtDVD.