10.04.2008
Temat: Nagrywarki CD-R i CD-RW. Napędy DVD,
Nagrywarki CD-R i CD-RW
Nagrywarki CD-R i CD-RW nie różnią się niczym od klasycznego napędu CD jeżeli chodzi o elektronikę, sposób kodowania oraz format zapisu. Różnice związane są z technologią i materiałami zastosowanymi do produkcji płyt.
W płytach CD-R warstwa poliwęglanowa jest pokryta specjalną substancją (może to być np. tzw. cyjanina), która mętnieje pod wpływem promieniowania laserowego o określonej mocy. Na warstwę tej substancji napylona jest (odpowiednio zabezpieczona) warstwa aluminium (tak jak w płycie CD).
W trakcie nagrywania CD-R płyty promień lasera o zwiększonej mocy powoduje mętnienie warstwy cyjaniny, co odpowiada obszarowi pitu na zwykłej płycie, gdyż powoduje zmniejszenie natężenia wiązki odbitej.
Odczyt płyty CD-R dokonywany jest już wiązką o „zwykłej” (mniejszej) mocy – co nie powoduje zmian przezroczystości warstwy cyjaniny.
Kolejnym krokiem było zastosowanie substancji, która w zależności od długości fali światła laserowego padającego na nią – mętnieje (tzw. zjawisko amorficzności), bądź staje się na powrót przezroczysta (wraca do postaci krystalicznej). Zastosowanie takiej substancji w miejsce cyjaniny umożliwiło wielokrotną zmianę informacji zapisywanych na płycie CD-RW.
Napędy DVD
Zasada zapisu na DVD (Digital Versatile Disc lub Digital Video Disc) nie różni się wiele od klasycznego zapisu na płycie CD.
Różnice są w ilości danych (do kilkunastu GB na płycie), które można zapisać na płycie i powodują one powstanie nowej jakości.
Standard DVD powstał na potrzeby głównie techniki filmowej, nie zaś komputerowej (jednak został zaadaptowany przez komputerowców).
Swe duże pojemności dyski DVD zawdzięczają m.in. temu, że odległość pomiędzy ich ścieżkami jest o połowę mniejsza, niż na CD.
Wymaga to użycie lasera o krótszej długości fali światła.
Także gęstość zapisu (wielkość zagłębienia) może być o połowę mniejsza, niż w przypadku CD.
Standardowa pojemność (jednostronnej) płyty DVD jednowarstwowej to 4,7 GB, zaś płyty DVD dwuwarstwowej – 8,5 GB.
Przy płycie dwustronnej DVD wartości te wynoszą: 9,4 GB (jednowarstwowa) i 17 GB (dwuwarstwowa).
Kolejną nowością w przypadku DVD jest zapis dwuwarstwowy.
W dysku dwuwarstwowym pierwsza warstwa odbijająca jest półprzezroczysta. Ponadto przy odczycie wiązka lasera jest ogniskowana na pierwszej lub drugiej warstwie.
Wymaga to - rzecz jasna – bardzo czułych układów optoelektronicznych (zarówno natężenia wiązek, jak i różnice pomiędzy natężeniem wiązki odbitej od pitu i landu są mniejsze).
Porównanie parametrów płyt CD i DVD(jednostronnej)
TPI – liczba ścieżek przypadająca na 1 cal
Przyszłość nośników optycznych
W chwili obecnej rosną wymagania co do pojemności nośników optycznych. Opracowanie standardu telewizyjnego HDTV (High Definition) pociągnęło za sobą konieczność opracowania dysków optycznych o pojemności kilkudziesięciu GB.
W chwili obecnej na rynku standardem są dwa rodzaje dysków proponujących takie pojemności:
- HD DVD (High Definition DVD) opracowany przez Toshibę, NEC i Memory- Tech,
Pojemność płyty wynosi od 15 GB (jednostronna, jednowarstwowa) do 60 GB (dwustronna, dwuwarstwowa).
Odległość między ścieżkami wynosi 0,24 μm, minimalna długość pitu wynosi 0,34 μm.
- Blue-ray Disc (BD) opracowany przez Blue-ray Disc Association
(w skład którego wchodzi wiele firm m.in. Hitachi, Sony, Philips, TDK, HP, Twentieth Century Fox itp.).
Pojemność płyty BD-ROM wynosi 25 GB (jednostronna, jednowarstwowa).
Odległość między ścieżkami wynosi 0,32 μm, minimalna długość pitu wynosi 0,15 μm.
Obydwa standardy używają lasera wytwarzającego światło niebieskie o długości fali 405 mm i oferują podobne pojemności (rzędu 50 GB), choć standard Blue-ray pod względem bardziej rozwojowy (są już opracowania 200 GB płyty 6-warstwowej).
Wymiar płyt najczęściej pozostaje bez zmian, aczkolwiek ich budowa jest różna.
Czytniki nowych standardów powinien bez problemów obsługiwać poprzednie standardy (zasada kompatybilności wstecz).
Przykładowa struktura zapisywalnej płyty Blue-ray
Warstwa zapisująca zmienia przezroczystość pod wpływem promienia lasera o określonej energii (tak jak dla CD-RW).
Różnica polega na tym, że w strukturze płyty zapisywalnej BD wytwarzane są wgłębienia zwane landami i występy zwane groove o strukturze spiralnej.
Zapis może następować we wgłębieniu (zapis In Groove)lub na występie (zapis On Groove).
Obydwie metody zapisu przedstawia poniższy schemat:
17.04.2008
Napędy magnetooptyczne
Dyski magnetooptyczne są mobilnymi środkami informacji o względnie dużych pojemnościach (rzędu kilkuset MB).
Ich wadą jest wysoka cena (zarówno dysków jak i napędów).
Do zapisu informacji na dyskach magnetooptycznych wykorzystuje ię zmiany pewnych materiałów w zakresie ich własności polaryzacji światła zachodzące pod wpływem pola magnetycznego.
Przypomnienie o polaryzacji światła:
a/ polaryzacja światła
Światło to fala elektromagnetyczna z określonego zakresu długości.
Jeśli drgania zachodzą w różnych płaszczyznach (np. bezpośrednie światło słoneczne) mówimy o świetle niespolaryzowanym, jeśli zaś drgania następują w jednej płaszczyźnie (np. światło odbite od lustra pod określonym kątem) – mówimy, że światło takie jest spolaryzowane.
Aby strumień światła niespolaryzowanego stał się strumieniem spolaryzowanym – musimy zastosować specjalne urządzenia zwane filtrami polaryzacyjnymi lub polaryzatorami.
Aby całkowicie wytłumić drgania fali świetlnej musimy przepuścić ją przez dwa polaryzatory, których płaszczyzny polaryzacji są ustawione w stosunku do siebie pod kątem prostym.
Jeśli jednak płaszczyznę polaryzacji polaryzatora ustawimy pod pewnym kątem (różnym od prostego!) do płaszczyzny polaryzacji światła, to część światła przejdzie przez polaryzator. A więc zmieniając płaszczyznę polaryzacji światła możemy regulować jasność promienia od pełnej aż do całkowitego wygaszenia plamki.
Dla materiału użytego jako nośnik informacji w dyskach magnetooptycznych położenie płaszczyzny polaryzacji odbitego od nich światła zależy od stopnia ich namagnesowania.
Inaczej mówiąc płaszczyzna ta ulega skręceniu pod wpływem namagnesowania nośnika.
Ostatnim ze zjawisk fizycznych wykorzystywanych przy zapisie na dyskach magnetooptycznych jest fakt, że jeżeli namagnesowany materiał magnetyczny rozgrzejemy powyżej pewnej temperatury (zwanej punktem Curie), to zostanie on samoistnie rozmagnesowany.
Opis sposobu wykorzystania dysku magnetooptycznego rozpoczniemy od sposobu jego odczytu.
Załóżmy, że informacja na nim została naniesiona postaci pól, które są na przemian namagnesowane i nienamagnesowane (patrz poniższy schemat).
Dysk magnetooptyczny oświetlany jest wiązką spolaryzowanego światła o odpowiednio dobranej płaszczyźnie polaryzacji. Płaszczyzna ta ulega skręceniu o różny kąt (w zależności, czy wiązka odbiła się od obszaru namagnesowanego, czy też nienamagnesowanego).
Filtr polaryzacyjny jest tak ustawiony, że przepuszcza (praktycznie bez tłumienia) wiązkę odbitą, przykładowo od obszaru namagnesowanego, a silnie tłumi wiązkę odbitą od obszaru nienamagnesowanego.
W wyniku tego otrzymujemy silny(1) lub słaby(0) sygnał z detektora.
Sposób zapisywania informacji na dysku magnetooptycznym.
Dysk przesuwa się (obracając) w polu magnetycznym powodującym jego namagnesowanie.
Miejsca, które mają zostać rozmagnesowane oświetlane są wiązką światła laserowego o dużej energii (powodująca punktowe nagrzewanie nośnika magnetycznego powyżej temperatury punktu Curie). Powoduje to rozmagnesowanie tego obszaru. Pozostały obszar pozostaje namagnesowany.
Napędy ZIP
Napędy nazywane ZIP zostały opracowane przez firmę Iomega.
Poprzednikiem ZIP-ów były napędy Bernoulli Box również autorstwa Iomegi.
Zasada zapisu na dyskach typu ZIP jest bardzo zbliżona do zasady zapisu na dyskietkach – jednak dzięki lepszej jakości materiałów i bardziej precyzyjnemu wykonaniu dyski te osiągają znacznie większe pojemności i lepsze czasy dostępu.
Dysk napędu ZIP jest wykonany z polietylenu (PET) wysokiej jakości, pokrytego nośnikiem magnetycznym. Umieszczony jest w sztywnym 3,5 calowym cartridge’u (kartridżu), który wyglądem przypomina dyskietkę (jest tylko znacznie grubszy).
Pierwotnie dyski ZIP miały pojemność 100MB, później wprowadzono pojemności 250 MB i 750 MB.
Czas wyszukiwania informacji (ang. seek time) jest rzędu 30 ms, a transfer informacji wynosi ok. 1 MB/s.
Napędy ZIP mogą być wykonane jako napędy wewnętrzne (montowane wewnątrz obudowy) lub też jako napędy zewnętrzne (podpięte kablem do jednostki centralnej).
Poniżej przykładowy wygląd napędu ZIP wewnętrznego i zewnętrznego
bmzalewski