光驱的基础知识和工作原理

　一．光驱的基础知识

　　在谈如何挑选优秀的光驱之前，我们先要了解有关光驱的一些概念。首先我们说说什么是CLV和CAV。光盘和硬盘的工作方式有很大的不同，硬盘的的盘片是被分成许多同心圆，这些同心圆成为磁道，每个磁道又被分为了若干的扇区，文件就是被保存在这些扇区内，因此，硬盘的盘片总是以恒定的角速度旋转，这就是CAV。但是，由于盘片具有一定的半径，这就势必会引起扇区在盘片内外圈的疏密程度不同，对读取数据造成了很大的不遍。

　　CD-ROM是采用一个连续的旋转形的轨道来存储数据的（有点类似音轨的概念），这些轨道被分成相同尺寸，相同密度的区域，因此，使盘片的利用率得到进一步的提高。由于光盘上的数据是以相同的密度存放的，因此在读取光盘的时候就要采取恒定的线速度，这就是CLV。恒定线速度带来的直接影响就是光驱在读取内外圈数据时盘片的旋转速度会大为不同，这就需要光驱的主轴马达不断改变旋转速度以适应读取数据的需要。读者可以想到，频繁地变换速度势必会引起马达寿命的减少。但由于早期的光驱，主轴马达速度不是很快，因此没有什么大关系，随着光驱速度的不断提高，不断变换马达速度对于光驱寿命影响的问题就日益严重起来，因此，目前的高速光驱都采用了CAV技术，即盘片一恒定的线速度转动。虽然这样做延长了光驱的寿命，但在读取内圈数据的时候，实际的传输速度会受到一定的影响，因此，一些高档的光驱又采用了CAV和CLV结合方式。这种方式在读取内圈数据的时候采用CAV方式，而在读取外圈的时候就采用CLV，这样一来，光驱的性能又得到了进一步的提高。在选购光驱的时候，应当尽量选用采用CAV/CLV技术的光驱。

　　光驱的传输速度是影响其性能的一个重要因素。单倍速光驱的传输率是150KB/s，40倍速的光驱传输速度就是40 X 150KB/s，所以，速度越快的光驱，其传输速度就越快。光驱的传输模式对传输速度也有影响。目前的主要模式有PIO和Ultra MDA/33(UMDA33)两种。相比起来，UMD模式的光驱CPU占有率更低，并且可以提高提高I/O系统的速度等等。此外，光驱的寻道时间以及缓冲区也影响着光驱的性能。寻道时间就是指激光头在接受到读取数据的命令后将光头调整早技术数据的轨道上方所用的时间。因此，光驱的寻道时间是越短越好。缓冲区（Buffer）对于光驱的性能影响也较大。缓冲区大的光驱在读取文件时其速度优势明显，在购买的时候应选购Buffer较大的产品，不过采用大容量Buffer的光驱价格普遍比较昂贵。目前主流光驱均采用128KB的缓冲区。光驱的接口分为IDE和SCSI两种。采用SCSI接口的光驱性能优势明显，它具有更小的CPU占用率，更稳定的传输速度等。但SCSI接口的光驱价格比较昂贵，因此家庭选购光驱还是选择IDE接口为好。

　　随着万转光驱的出现，光驱主轴马达速度已经达到了非常快的速度。因此在读盘的时候，会产生巨大的震动以及噪音。为了应付这些负面影响，厂商可以说是不惜血本，开发自己的防震动技术。橡胶减震支架就是在这样的情况下产生的。橡胶支架将光驱的托盘与前仓盖分割开，减少了震动。这对于减低光驱的噪音作用显著。此外，为了提高光驱激光头的精准度，目前的高档光驱都采用了悬挂式光头结构，使光头的寻址和聚焦时间减少许多，并且大幅提高了光驱的读盘能力。ABS自动平衡系统也是近期开发的一种先进技术（注意，不是汽车上的ABS）。ABS技术在光驱托盘下面放置滚珠以提高光驱读取密度不均的盘片时的性能，这对于中国的光盘市场作用很大。目前国内大量D版盘充斥着市场，而这些盘片的质量通常很差，因此，ABS技术就发挥了它的威力。当光驱读取密度不均的盘片时，托盘下的滚珠由于离心力的作用，会跑到质量轻的那一边从而调整平衡。除此以外，像金属机心，智能控制电路等新技术也被应用在某些品牌的光驱上，它们都可以提高光驱的寿命和读盘能力。

　　二．光驱的工作原理

　　让我们来了解一下光驱的工作原理。激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括：激光发生器（又称激光二极管），半反光棱镜，物镜，透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。此时，由于棱镜是半反射结构，因此不会让光束穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射，穿过透镜，到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据，所以反射会来的光线就会射向不同的方向。人们将射向不同方向的信号定义为“0”或者“1”，发光二极管接受到的是那些以“0”，“1”排列的数据，并最终将它们解析成为我们所需要的数据。这就是光驱的工作原理。

　　在激光头读取数据的整个过程中，寻迹和聚焦直接影响到光驱的纠错能力以及稳定性。寻迹就是保持激光头能够始终正确地对准记录数据的轨道。当激光束正好与轨道重合时，寻迹误差信号就为0，否则寻迹信号就可能为正数或者负数，激光头会根据寻迹信号对姿态进行适当的调整。如果光驱的寻迹性能很差，在读盘的时候就会出现读取数据错误的现象，最典型的就是在读音轨的时候出现的跳音现象。

　　所谓聚焦，就是指激光头能够精确地将光束打到盘片上并受到最强的信号。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到4个光电二极管上。它们将信号叠加并最终形成聚焦的信号。只有当聚焦准确时，这个信号才为0，否则，它就会发出信号，矫正激光头的位置。聚焦和寻道是激光头工作时最重要的两项性能，我们所说的读盘好的光驱都是在这两方面性能优秀的产品。