《CD光盘存储器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CD光盘存储器（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、CD光盘存储器光盘存储器计算机科学与技术系计算机科学与技术系2012年年5月月CD光盘存储器光盘存储器n目录目录CD光盘数据的形式CD光盘数据的写入CD光盘的批量生产2CD光盘数据存放形式光盘数据存放形式n读写原理读写原理在盘上压制凹坑的机械办法记录数据，见图1使用激光读出，见图2图1 原版盘制作示意图图2 CD盘的读出原理 3CD光盘数据存放形式（续光盘数据存放形式（续1）n原版盘（压模冲压）原版盘（压模冲压）在制作原版盘时，用编码后的二进制数据去调制聚焦激光束：n如果写入数据为“0”，就不让激光束通过；n如果写入数据为“1”，就让激光束通过；原版盘的玻璃盘上涂有感光胶，曝光的地方经化学处理
2、后就形成凹坑，没曝光地方保持原样，二进制数据就以这样的形式刻录在原版盘上。经化学处理后的玻璃盘表面镀一层金属，用这种盘去制作母盘，然后用母盘制作压模，再用压模去大批量复制。4CD光盘数据存放形式（续光盘数据存放形式（续1）nCD数据的读出数据的读出光盘上压制了许多凹坑，激光束在凹坑部分反射的光强度，要比非凹坑部分反射的光强度弱，光盘就是得用这个极其简单的原理来区分“1”和“0”。n凹坑的边缘代表“1”；n凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”；n凹坑的长度和非凹坑的长度都代表有多少个“0”。返回5CD光盘数据写入光盘数据写入 n不归零倒相（不归零倒相（NRZI ）方式）方式仅在数据“1”时极性反转。
3、NRZINRZI调制波形调制波形6CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续1）n讨论连续讨论连续1或连续或连续0的问题的问题 情况1数码连续为数码连续为“1”“1”的情况的情况结果n激光束的通断频率升高，影响激光器的寿命； n “凹坑”的长度变的很短，甚至会比轨迹的宽度还短；n频繁的数码“” 会引起伺服电路的不稳定。 7CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续2）n讨论连续讨论连续1或连续或连续0的问题的问题情况2数码连续为数码连续为“0”“0”的情况的情况结果n视盘机内部解码电路中的压控震荡器工作不稳定。 n光盘的循迹跟踪能力受到影响（乱行）。 8CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续3）n结论结论
4、以上两种方式的缺点是：在连续多个1或0出现时，很难与时钟同步。 如何解决?9CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续4）n nCDCD光盘记录信息的要求光盘记录信息的要求nPhilips和Sony公司，根据20世纪70年代的技术水平，经大量理论分析和实验，CD光盘上的信号要想可靠读出需要满足如下要求：两个数码两个数码“1”“1”之间的最小间隔是两个数码之间的最小间隔是两个数码“0”“0”； 两个数码两个数码“1”“1”之间的最大间隔是之间的最大间隔是1010个数码个数码“0”“0”；n nEFMEFM码型：不归零倒相码（码型：不归零倒相码（NRZINRZI） 10nEFM调制（调制（Eight t
5、o Fourteen Modulation)8 8位到位到1414位调制方法（将位调制方法（将8 8位码变换成位码变换成1414位码位码的数码转换技术。是的数码转换技术。是CDCD光盘记录数据的调制光盘记录数据的调制方式）。方式）。CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续5）11n nEFM编码思想数据分组：把欲传数据以字节为单位数据分组：把欲传数据以字节为单位（8bit8bit）分组）分组n n8bit8bit可有可有256256个不同的数据。个不同的数据。 数据代换数据代换: :从从14bit14bit（1636416364）数中选出符合）数中选出符合CDCD光盘记录要求的光盘记录要求的256
6、256个数据分别代换个数据分别代换8bit8bit数据（见表）。数据（见表）。n n此方法实质上是一种数码代换。此方法实质上是一种数码代换。两组码的连接两组码的连接CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续6）12n n问题提出 连接处可能出现连接处可能出现“0”“0”个数个数, ,少于少于2 2或多于或多于1010的的情况（如前码以情况（如前码以“1”“1”结尾，而后码以结尾，而后码以“1”“1”开开头；或前码结尾有头；或前码结尾有6 6个个“0”“0”，后码开头有，后码开头有5 5个个“0”“0”）。）。n n改进方法 在连接处加在连接处加3bit3bit连接码进行隔离。在连接码进行隔离。在8
7、8个数中个数中有有4 4个不合要求（个不合要求（011011、101101、110110、111111），余），余下下4 4种情况可供选择（种情况可供选择（000000、001001、010010、100100）。）。 CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续7）13n n连接码选择的算法：DSVDSV（Digital Sum Value)Digital Sum Value)数字总和值数字总和值DSVDSV绝绝对值相对最小算法。对值相对最小算法。例子例子CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续8）14n n连接位的确定方法CD光盘数据写入（续光盘数据写入（续8）n n计算DSV(a)=-3+5-4+6
8、-2=+2DSV(b)=-3+1-4+4-6+2=-6DSV(c)=-3+2-3+4-6+2=-4由于由于DSV(a)的绝对值为最小，则就选取（的绝对值为最小，则就选取（a)方案，即隔离码应选择为方案，即隔离码应选择为000。15 数据写入方法： a. a.数据分组数据分组 b. b.查表带换查表带换 c. c.连接码选择计算连接码选择计算 d.NRZI d.NRZI调制调制 EFMEFM调制的信号格式调制的信号格式CD光盘数据写入光盘数据写入返回nDVD在在DVDDVD光盘技术中，把光盘技术中，把3 3位合并位改成位合并位改成2 2位，并把它位，并把它们直接插入到重新设计的码表中，这样一个字
9、节的们直接插入到重新设计的码表中，这样一个字节的数据就转换成数据就转换成1616位的通道位，这也就提高了位的通道位，这也就提高了DVDDVD的的存储容量。存储容量。16CD光盘的批量生产光盘的批量生产n14.2.4 CD盘如何批量生产盘如何批量生产 激光唱盘(CD-DA)、数字激光视盘(VCD)和CD-ROM的制作过程都相同，大致分成三个阶段1. 原版盘预制作原版盘预制作(premastering)或称母盘预制作n对于激光唱盘，把音乐节目转换成标准的CD-DA格式, 在“红皮书”中有详细说明n对于VCD盘，把影视节目转换成VCD标准记录格式，在Video CD 2.0标准(白皮书)中有详细说明
10、n这项工作由转换软件或称编码器(encoder)来完成2. 原版盘制作原版盘制作(Mastering)或称为母盘制作n通道编码通道编码： 把符合CD-DA或VCD格式的数据经过EFM编码器编码，再附加3位用来改善读/写信号的质量，于是8位并行数据就转换成物理通道上的17位串行数据 17n光刻：光刻：把涂有光敏电阻的玻璃盘放在旋转平台上光刻。见图3，激光源发出的激光束通过激光调制器时受到串行数据的控制，如数据“0”就不让激光束通过，光敏电阻就不曝光；数据“1”就让激光束通过，光敏电阻就曝光，这样在玻璃盘上就形成长短不同的曝光区和非曝光区。n化学处理：化学处理：对光刻的玻璃盘进行化学处理。盘上曝了
11、光的区域被腐蚀后形成凹坑，没有曝光的区域就被保留下来，“0”和“1”信号就以凹坑和非凹坑的形式记录在螺旋形光道上 图3 光刻系统示意图 CD光盘的批量生产光盘的批量生产(续续1)18CD光盘的批量生产光盘的批量生产(续续2)n电镀：电镀：对经过化学处理的玻璃盘进行化学电镀生成u金属原版盘，称为父盘(father disc)u通过父盘制作母盘(mother disc)u由母盘制作子盘(son disc)，即压模(stamper)n原版盘制作的整个过程见图4图4 原版盘VCD的整个制作过程19CD光盘的批量生产光盘的批量生产(续续3)3. 大批量复制大批量复制nVCD的盘基是用聚碳酸酯塑料做的，因此大多数大批量复制设备是用塑料注射成型机n聚碳酸酯加热之后注入盘模里，压模就把它上面的数据压制到正在冷却的塑料盘上n在盘上溅射一层铝，用于读出数据时反射激光束n涂一层保护漆n印制标牌 20ENDENDCD光盘存储器光盘存储器
