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存储设备的缤纷天地

(6)高音质的音响效果

    杜比AC-3环绕音效是杜比公司1992年制定的环绕声场技术,它以6个完全独立的声道(左、右、中、左环绕、右环绕和超重低音,简称为5.1声道)和全频带(~20KHz)高精度逼真声场,产生非常好的临场数字环绕高保真音响效果,而没有相互间的干扰,对话、背景音乐和效果,几乎是又完美又真实和清晰地再现。由于DVD规格支持多达8个音轨,因此能极方便地录制和回放AC-3环绕音效,DVD可输出mpeg-2、线性pcm和ac-3音频信号,最多可有7.1声道,从细节效果上说,线性pcm最好,mpeg-2次之,ac-3第三。

(7)纠错掩码能力强

    DVD光盘与CD光盘直径均为12cm,从表面上看两者很相似,其原理都是驱动器的读取光头通过激光在记录面上的"凹坑 (Pit)"与"平面(Land)"的光线反射,接收到信号之后将转换为0或1的数据,达到数据读取的目的。但DVD的"坑"长仅是CD"坑"长尺寸的一半(0.4μm与0.83μm),"坑"间间隔密度大约是CD的两倍(0.74μm与1.6μm);CD采用波长780~790nm的红外激光器读取数据,而DVD采用波长仅635~650nm的红外激光器读取数据,对于突发错误数据纠错的轨迹长度6nm,远大于VCD,因此DVD的纠错掩码能力更强。

三、工作原理

1、DVD机的工作原理

    一台典型的DVD播放机一般包括解码芯片和机芯两个核心部分。解码芯片负责对激光头读取的信号进行解码处理,其质量好坏将直接影响到图像清晰度的高低、音频处理是否100%数字化等各项功能;而DVD机芯则负责DVD影碟的转动,通过DVD激光头完成信号的读取。

    DVD机的核心部件激光头,是从DVD光盘拾取信息的执行部件。当激光头工作时,首先要将激光二极管发出的激光经过光学系统分成束光射向碟片,然后从碟片上反射回来的光束再照射到光电接收器上转变成电信号。在读取信号时,激光头让激光在碟上扫过时与信号相遇。DVD碟上有肉眼看不见的,排得密密麻麻称作坑点的小凹点,这些小凹点就是数据信息所在,它们排列成一圈圈的同心圆。因为光碟的读取效率是与激光的波长二次方成反比的,激光的波长越短读取效率越好,所以激光头发出的激光波波长被聚焦得很短很短(只有0.65微米左右)。

    目前DVD播放机的光头的种类可以分为单激光器方式和双激光器方式两种,而每一种又可细分为几种方式:

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单激光器方式:只有一个激光发射器,只能发射650nm的激光,故无法兼容CD-R。
双透镜方式
采用两个焦距不同的透镜,分别用于DVD和CD系统,透镜必须采用机械方式进行切换。

双焦点透镜方式
全息技术,在透镜上做环状切割。

快门方式
孔径控制方式

双激光器方式:由于采用了两个激光器,能发射两种不同波长,故能读取CD-R。
双激光头方式
备有两套激光器和透镜系统,分别用于CD和DVD。

双激光器单光路方式
备有分别适用于DVD和CD的专用激光器,光路和透镜系统则利用棱镜等实现公用。


    由于DVD与CD/VCD规格的差异,光源波长的不同,所以DVDROM无法读取CD/VCD,CD-ROM也无法读取DVD,但DVD要向下兼容,所以各生产商采用以下方法保证向下兼容CD/VCD。

(1)切换双镜头
    这是东芝最早提出并应用的,也是目前使用最广泛的。它采用一个激光头二组聚焦镜,通过转换不同的聚焦镜来分别读取DVD和CD,它的外形看起来与双头的SONY相似,但读取信号质量较高,由于要转换聚焦镜,所以认盘速度较慢,同样隐含机械故障。

(2)独立双镜头
    这是SONY和日立的DVD最常用的双激光头方式,就是采用二组完全独立的DVD、CD读取激光头,拥有二套完全独立的聚焦镜,该方案的优势是读取信号质量最高,兼容性最好,当然缺点也很多:成本最高、认盘速度慢(有个激光头传动过程)、激光头隐含机械故障、技术层次较低。

(3)激光头单聚焦镜双聚焦
    这是松下率先采用的单激光头单聚焦镜双聚焦点方案,采用特别的全息综合透镜,通过透镜中间部分的激光束形成CD的聚焦点,通过透镜边缘部分的激光束形成DVD的聚焦点,这种结构由于无机械传动,不会产生机械故障,因而提高了认盘速度,降低了成本,但激光头结构变复杂了、降低了读片精度。采用该方案的第一代和部分第二代DVD不支持CDR。

(4)双焦距单镜头
    先锋Pioneer大量采用的单激光头双波长激光束系统,同一个镜头,同一组镭射接收发射器,也就是利用液晶快门的技术来达到控制焦距的目的,分别产生650nm、780nm波长的激光信号,使用一组聚焦镜分别读取DVD、CD。该方案在保持松下方案原有优势的基础上提高了读片性能和认盘速度,成本最低,技术层次最高,当然兼容性也不太好。

2、DVD光盘数据读取原理
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(1)单层盘
    单面单面DVD有一个或两个记录层,读取数据的方式与CD一样,激光头从盘的下面读取。而双面DVD的数据是分别存放在盘的上下两面,所以读取数据略为复杂,一般为两种方法:

(A)手动方法:在播放完盘上第一面的节目后,将盘取出,待翻面后再继续播放第二面的节目;
(B)自动方法:播放机中若装有两个读激光头,就可以分别从盘的上下两面读取数据;播放机中只装有一个读激光头,在读完盘的第一面后,会自动跳到盘的另一面继续播放。

(2)双层盘
    双层盘实际上是将两层盘叠加在一起,下层是反射层,透过它可以读取上层的数据。读下层盘时从内圈开始,逐圈向外读取,读完下层再读上层。读取上层盘也有两种方法:

(A)逆光道路径OTP法 (Opposite Track Path):读上层盘时从外圈开始,从外向内移动;
(B)顺光道路径PTP法 (Parallel Track Path):读上层盘时从内圈开始,从内向外移动。
对于单面盘而言,只有下层基底包含数据,上层基底没有数据;而双面盘的上下两层基底上均有数据。

3、DVD-ROM驱动器工作原理

    DVD-ROM驱动器的结构远没有DVD播放机那么复杂,与DVD播放机相比,没有视频及音频的还原及输出部分。其整体由机芯、伺服电路、控制电路等简单部分组成,但由于机芯结构有着与DVD播放机相似的特点,一些低价的DVD播放机也使用了DVD-ROM驱动器的机芯进行制造,以降低生产成本,实际性能与配有专用机芯的产品相比自然要大打折扣。但DVD-ROM驱动器只是单体设备,大多采用了单激光头和双激光头技术,因此能够与CD、VCD以及数据光盘相兼容,这一点是DVD播放机无法相比的,但DVD-ROM驱动器没有设计解码芯片电路,在回放DVD影碟时必须借助硬件产品或软件产品。
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由于DVD-ROM全新的650nm波长的激光信号与原先780nm波长的CD激光信号不同,所以DVD-ROM在读取CD光盘时就要采用一些特殊的方法,不少DVD-ROM厂商在产品激光头的设计上一般采用以下技术:

(1)双光头技术
    该技术可实现DVD、CD的双重读取,如索尼(Sony)的独立双镜头技术,该技术用不同的光头读取不同的盘片,虽然其兼容性比较好,但成本很高,同时由于需要机械转换,其速度也较慢;

    东芝的切换双镜头技术使用两个焦距不同的镜片切换,而光头的发射及接收器还是使用同一个设备,其成本相对来说还是比较高的。

    这两种双头技术的启动速度均较慢、寻道时间长、机械噪声也较高,所以受到了不少非议。

(2)单镜头技术
    如今的DVD产品又推出一种全新的单镜头技术,首先是日本先锋的双焦距单镜头技术,该技术虽然采用的是同一个镜头和同一组激光发射器,但其利用液晶快门的技术来控制焦距,读取不同的光盘,该技术实现成本较低。

    还有一种单光头双波长方式是松下独创的,其制造成本极低,效果也不错。目前的主流产品如Creative 6X、Pioneer 6X、Aopen 6X等DVD-ROM都使用了这类流行的单光头技术。

    总的来说,单镜头技术在启动速度和寻道时间上更有优势,其读盘性能也很不错,是未来DVD-ROM的发展趋势。

    如同DVD光盘一样,DVD-ROM驱动器采用了影视MPEG-2压缩技术,可提供高清晰、高质量的画面。DVD-ROM还运用了AC-3杜比数字环绕立体声技术,将视频游戏和互联多媒体游戏带入崭新的境界。现在的动画压缩视频游戏和其它相关技术的提高都得益于DVD-ROM可以存储更大容量的影像、音乐和图片文件。过去受到CD-ROM650MB容量的限制,创意者为了将所有的内容制作到一张碟片中只能降低影像、音频和图片文件的质量。而现在由于DVD-ROM技术的应用,使开发商可以制作出更生动的影碟,数字环绕立体声效果和更加逼真的画面。

    典型的DVD-ROM都有一个MPEG-2解码卡,可以将其插入主机的PCI插槽中,以实现对DVD-ROM光盘中MPEG-2可视信息进行解码,并还原为原有信息。在一些PC机中内建DVD-ROM,可以使用软件对MPEG-2可视资料流进行软解码,但是却比不上硬解码的效果好。而且你还需要配备一个非常快的奔腾二代处理器以便于能使用软件进行软解压。MPEG-2卡还可做成与电视机相连,这样使用者可以在PC机或电视机上收看DVD影碟。你甚至可以连接你的音响设备来播放数字环绕立体声音乐。

四、DVD驱动器的性能参数

    目前DVD光驱的装入结构主要分托盘式和吸盘式,前者设计简单安全性能高,使用起来比较简单;后者虽然前卫有个性,光驱的安装方式自由度大,但同时也有卡碟现象出现的隐患。

1、接口方式

    DVD驱动器和CD-ROM的接口方式相似,通常采用IDE接口或SCSI接口。国内的主流DVD光驱大多采用了IDE接口设计结构,其价格便宜且安装容易,直接通过数据线与主板IDE接口相连,既插即用,无须进行任何设置即可完成安装。有的DVD光驱采用的是SCSI接口,在稳定性和数据传输率上占有优势,在CPU占用率方面也要比IDE接口的低很多,但必须通过SCSI卡才能连接,安装使用起来很不方便,在接口标准上现在多支持SCSI-2方式,目前DVD-RAM驱动器大都采用该方式,以确保数据写入过程中的连续与稳定。

2、数据缓存

    数据缓存容量的大小在一定程度上影响着DVD驱动器的整体性能发挥,缓存容量越大,它的CACHE的命中率就越高。现在主流的DVD光驱一般采用了512KB缓存,但也有只采用了128KB缓存的DVD光驱。
3、区域代码

    区域代码是日本和美国竞争妥协的结果,因为DVD的硬件技术主要掌握在日本人手里,而其软件及计算机技术美国人又占了主导地位,于是这两家经常摩擦,明争暗斗。不管他们如何斗,我们在选购的DVD驱动器时要注意购买标有中国区域代码的就行了。
4、多格式支持

    多格式支持是检验DVD驱动器的一个重要特征,除了DVD-ROM、DVD-Video、DVD-R、CD-ROM等常见格式外,对于CD-R/RW、CD-1以及其他的格式都应给予充分的支持,这实际也是产品兼容性的体现。

5、寻道时间

        寻道时间反映了驱动器从接受系统指令到指定的位置读出数据的快慢,寻道越快,单位数据的读取时间也就越短,这也是衡量DVD驱动器的一个重要性能指标。

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