Введение
1. Описание работы CD-ROM.
1.1. Общееописание.
1.2. Описаниеструктурной схемы.
2. Технические характеристики.
3. Типичные неисправности.
4. Разработка алгоритма поисканеисправностей.
5. Безопасные условия труда.
6. Расчет.
7. Заключение.
8. Структурная схема устройства.
9. Электрическая –принципиальная схема.
10. Список литературы.
1. Описаниеработы CD– ROM.
1.1 Общее описание.
Принцип работы дисковода CD– ROM.
Принцип работы дисководанапоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхностьоптического диска (CD-ROM) перемещается относительнолазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется взависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется надорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитныйслой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. Припопадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму,отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку онрассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит досветочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются вэлектрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое — в единицы. Такимобразом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкаяповерхность как логические единицы
Устройство и технологияпроизводства CD-ROM.
Устройство CD-ROM.
Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстиемдиаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называетсязоной крепления (clamping area). За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавлениедиска (table of content). Далее расположена областьшириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющаясобой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешнийобод диска шириной 3 мм.
Область хранения данных логически можетсодержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может бытьсмешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходуспирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямкавоспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность каклогическая единица.
CD-ROM изготавливается методомштамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этогоповерх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который всвою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения коэффициентаотражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрываюткрасителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.
В отличие от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления, т.е. штамповки. На CD-R информация записывается при помощи CD декодера. Луч лазеравыжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимуществоперед обычным CD-ROM, так как в такой ямке лучлазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения попадает в приемник.Однако после записи информации на CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.
Подключение дисководов CD-ROM
Цифровые интерфейсы.
В настоящее время наиболеераспространенными являются SCSI и IDEинтерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартовконкретных производителей, таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь обаинтерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованныеверсии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE — интерфейс EIDE. Последний поддерживает двапараллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является болеебыстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском, однако реально этоне дает преимущества, поскольку даже дисководы CD-ROM с четырехкратной скоростьюне могут передавать данные быстрее 700 Кбайт/с. Все же, если учесть, что общаяконцепция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды,когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройствутипа CD-ROM, использование интерфейса SCSI в будущем может оказатьсяболее предпочтительным.
Подключение дисководов CD-ROM.
На сегодняшний деньсуществует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан натом, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к платеввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случаеснижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решенияэтой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одногоинтерфейса EIDE или к двум различнымкотроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то егосоответственно подключают к SCSI контроллеру. Другим подходом является применение 32- битныхдрайверов дисководов CD-ROMвместо используемых в настоящее время 16- битных. Существует также возможностьподключения дисководов CD-ROMчерез контроллер звуковой карты. Также не следует забывать, что современныематеринские платы могут содержать встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключаетнеобходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.
1.2 Описаниеструктурной схемы CD ROM.
CD ROM состоит из нескольких типовых блоков:
1. CD механизм.
2. DigitalServo Processor (Сервосистема).
3. CD Decoder (Процессорцифрового сигнала).
4. D/A Converter(Цифро-аналоговый преобразователь).
5. Driver (Драйвер).
6. Microcontroller(Микроконтроллер).
7. Разъёмы: интерфейса,питания и аудио.
1. Приводы CD ROM, какправило, имеют CD механизм с фронтальной загрузкой он состоит из каркаса, накотором установлены:
а) оптическийпреобразователь — optical pick-up, с устройством его привода;
б) двигатель вращениядиска — spindle motor, с вращательной платформой — turn — table иузлом прижима диска — disk clamping;
в) загрузочный мотор — loading motor с дископриёмником — disk tri.
2. Сервосистема — так жесостоит из нескольких систем:
а) Сервосистема двигателядиска вырабатывает команды управления двигателем диска. Она иногда можетвходить в состав процессора цифрового сигнала.
б) Сервосистемафокусировки вырабатывает команды управлении для фокусной катушки.
в) Сервосистемаотслеживания дорожки записи вырабатывает команды управления для тракин катушкии для двигателя привода оптического преобразователя.
3. CD Decoder.
Процессор цифровогосигнала служит для декодирования EFM сигнала. В нём происходят процессыобратные тем, которые происходили при записи CD, т.е. демодуляция ЕFМ сигнала,деперемеживание, коррекция ошибок, отделение аудио информации от субкода.
4. D/A Converter.
Представляет собой цифро-аналоговый преобразователь, который восстанавливает из цифровойформы аналоговый аудио сигнал.
5. Драйвер.
Это схемы управленияфокусной и тракин катушками и двигателями CD
механизма.
6. Микроконтроллер.
Служит для управлениярежимами работы CD ROM. Команды для процессора системы управления подаются с ПКлибо с лицевой панели CD ROM. В состав этого процессора может входить схемауправления индикатором.
7. На задней панелипрактически всех без исключения приводов CD ROM находятся, по крайней мере, триразъёма:
а) интерфейсный.
б) разъём питания.
в) аудио разъём.
Первый предназначен для подключения шины данных, второй для
подключения питания.
Разъём для вывода звукапозволяет подключать привод к звуковой карте. Это удобно при прослушиванииаудиодисков, поскольку не требует переключения акустической системы илинаушников с одного гнезда на другое.
Кроме интерфейса IDE/ATAPIв CD ROM может использоваться интерфейс SCSI, следует отметить, чтоSCSI-интерфейс более высокого уровня, чем IDE и при использованииSCSI-интерфейса с задней панели привода доступны также резисторы-терминаторыустройства и набор перемычек (jumpers), или переключателей (switches), которыеопределяют номер устройства и режим работы. Не следует забывать, чторезисторы-терминаторы должны быть установлены на host-адаптере SCSI и приводекомпакт-дисков, если к шине интерфейса не подключены другие устройства.2.Технические характеристики
2.1 Скорость передачиданных: 7,500 КБ/с. (50x)
2.2 Время доступа:100 мс.
2.3 Тип дисковода:внутренний.
2.4 Интерфейс: E-IDE(ATAPI).
2.5 Размер буфера:128 КБ.
2.6 Размещение:
2.6.1 Горизонтальное.
2.6.2 Вертикальное.
2.7 Время наработкина отказ: 60000 часов.
2.8 Поддерживаемыестандарты:
2.8.1 CD-R.
2.8.2 CD-RW.
2.8.3 CD-DA.
2.8.4 CD-ROM/XA.
2.8.5 Video CD.
2.8.6 CD-I.
2.8.7 Photo CD.
2.8.8 CD-EXTRA.
2.9 Способ загрузкиносителя: моторизированный лоток.
2.10 Соотношение сигнал/шум: 75 дБ.
2.11 Переходное затухание сигнала: 70дБ.
2.12 Размер: 149х42,5х200 мм.
2.13 Вес: 800 гр.
3.Типичные неисправности привода CD-ROM
Нет чтения с дисков, загрузка диска есть
Вначалепроверяют корректность установки CD-ROM в системе (правильно ли выбран иустановлен драйвер, или программа, обеспечивающая «стыковку»операционной системы с устройством). Затем контролируют правильность установкиперемычек MASTER-SLAVE на самом устройстве. CD-ROM не должен конфликтовать свинчестером, подключенным к тому же шлейфу интерфейса IDE.
Что касаетсяCD-ROM с интерфейсом SCSI, то проверяют правильность установки адресаустройства (этот адрес не должен иметь другие SCSI-устройства).
Затемвскрывают корпус устройства CD-ROM и проверяют, раскручивается ли диск послеего установки. Эту операцию можно проводить, подключив к CD-ROM толькосоединитель питания, информационный шлейф можно не подключать.
Если диск невращается после его установки, проверяют, светится ли лазер при установкекаретки CD-ROM в рабочее положение, но уже без диска.
Иногдасвечения лазера не видно. Тогда нужно еще раз проконтролировать свечение, ноуже в затемненном помещении, и наблюдение за линзой лазера следует производитьс разных ракурсов.
Дело в том,что в современных устройствах CD-ROM контроль наличия диска осуществляетсясамим лазером.
Еслифотодатчик, установленный в лазерной каретке, получает отраженный сигнал отдиска, логическая схема CD-ROM воспринимает это как «диск установлен»и уже только после этого формирует команду включения маршевого двигателявращения диска.
Если видносвечение лазера, а запуска приводного двигателя с диском нет, увеличиваютинтенсивность свечения лазера. Для этого вначале находят установленный накаретке с лазером переменный резистор. Обычно он очень малых размеров (5...7 х2...5 мм). Поворачивают движок этого переменного резистора по часовой стрелкена 20...30°. Проверяют факт вращения приводного двигателя при установке диска.Если диск не стал вращаться, поворачивают движок переменного резистора еще на20...30° и так продолжают до тех пор, пока двигатель не запустится (двигательдолжен запуститься и какое-то время, примерно 10...20 с, вращаться с постояннойскоростью).
Необходимость вращения переменного резистора, регулирующего интенсивность свечениялазера, вызвано тем, что со временем мощность светового потока лазерауменьшается (старение элементов, помутнение линзы и т.д.), поэтому это нужноскомпенсировать.
Частые сбои устройства CD-ROM при чтении дисков
Возможнымипричинами этой неисправности могут быть: уменьшение интенсивности свечениялазера, помутнение или загрязнение линзы лазера, загрязнение посадочного местапривода диска, слабый прижим диска к посадочному месту. Уменьшениеинтенсивности свечения лазера компенсируется так, как описано в п.1.Загрязнение линзы лазера убирается мягкой (например, беличьей) кисточкой. Этаоперация проводится крайне осторожно, так как можно повредить подвеску самоголазера.
Загрязнениепосадочного места привода диска очищается любым тканым материалом, смоченным вспирте.
Проконтролировать прижим диска к посадочному месту можно, если вначалеосуществить чтение обычного аудиодиска. Если ошибок и сбоев в этом случае нет,для устойчивого чтения компьютерных дисков принимают меры для увеличения прижимадиска сверху (подгибают пружины или увеличивают груз).
Нет чтения, диск не раскручивается
Причинойэтой неисправности, в отличие от приведенных выше, может быть заклиниваниедиска на транспортной каретке.
Часто в этомслучае посадочное место диска самопроизвольно опускается по валу двигателя идиск касается элементов транспортной каретки. Чтобы устранить этот дефект,передвигают посадочное место по валу вверх и опытным путем подбирают высотупосадочного места так, чтобы диск вращался без касания конструктивныхэлементов, а также чтобы CD-ROM обеспечивал устойчивое чтение всех дисков.Затем аккуратно (кернением) фиксируют положение посадочного места диска на валудвигателя.
4.Разработка алгоритма поиска неисправностей.
/>
5.Безопасные условия труда.
ВКЛЮЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА
для включения компьютера необходимо сделатьследующее:
1. включить стабилизатор напряжения, если компьютерподключен через стабилизатор напряжения;
2. включить принтер (если он нужен);
3. включить монитор компьютера;
4. включить компьютер .
ВЫКЛЮЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА
1. для выключения компьютера необходимо сделатьследующее:
2. закончить работающие программы;
3. ввести команду РАКК (и нажать клавишу ENTER) для установки головокчтения-записи на жестком диске в положение, при котором можно безопасно выключать электропитание, если используется компьютер, выпущенный ранее 80года.
4. выключить компьютер (переключателем на корпусекомпьютера);
5. выключить принтер (если он включен);
6. выключить монитор компьютера;
ТРЕБОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ВОВРЕМЯ РАБОТЫ
После включения компьютера оператор ПЭВМ долженпроследить за результатами выполнения автоматических тестовых программ, которыепроверяют исправность отдельных блоков компьютера сразу после его включения.Обязательно ежедневно делать прогон антивирусных программ.
Во время работы экран монитора должен находиться нарасстоянии не ближе 0.5 метра от глаз пользователя. Запрещается компенсироватьнедостаток контрастности и яркости экрана, освещение уменьшением расстояниямежду уровнем глаз и поверхностью экрана.
1. для обеспечения оптимальной работоспособности исохранения здоровья на протяжении рабочей смены должны устанавливатьсярегламентированные перерывы:
при 8-часовой смене через 2 часа от начала смены ичерез 1.5-2 часа после
2. обеденного перерыва, продолжительностью 15 минуткаждый или 10 минут через каждый час работы;
Продолжительность непрерывной работы с ПЭВМ безрегламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.
При возникновении аварийной ситуации или ситуации,которая может привести к аварии, признаками которой являются: появление запахагорелой изоляции, случайных самопроизвольных действий со стороны программногообеспечения и других отклонений, оператор должен принять меры по отключениюкомпьютера.
В случае необходимости оператор должен уметь оказатьдоврачебную медицинскую помощь.
По охране труда приэлектропаянии:
1.1. К работам по электропаянию допускаются лица,прошедшие медицинский осмотр и
инструктаж по охране труда.
1.2 Опасные и вредные производственные факторы:
— Ожоги горячим электропаяльником или брызгамирасплавленного припоя
— Отравления повреждения глаз и кожи при работе сфлюсами и оловянно-свинцовыми припоями.
— Поражение электрическим током при неисправностиэлектропаяльника.
1.3. При выполнении работ по электропаяниюиспользуется специальная одежда халат хлопчатобумажный, берет, защитные очки.
1.4. При получении учащимся травмы оказать первуюпомощь пострадавшему, сообщить об этом администрации учреждения, родителямпострадавшего, при необходимости отправить пострадавшего в ближайшее лечебноеучреждение.
1.5. После выполнения электромонтажных работтщательно вымыть руки с мылом.
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ.
2.1. Надеть спецодежду.
2.2. Подготовить и проверить исправностьинструмента, приспособлений и электропаяльника, убедиться в целостности ручкиэлектропаяльника и шнура электропитания.
2.3. Проверить надежность заземления рабочего стола.
2.4. Убедиться, что вблизи рабочего места нет легковоспламеняющихсяматериалов и горючих жидкостей.
2.5. Включить вытяжную вентиляцию.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
3.1 Осторожно обращаться с электропаяльником, неронять его и не ударять по нему какими-либо предметами.
3.2. Не касаться горячих мест электропаяльниканезащищенными руками, остерегаться при пайке расплавленного припоя
3.3. При кратковременных перерывах в работе кластьнагретый электропаяльник на специальную термостойкую подставку.
3 4. Не определять степень нагрева электропаяльникакасанием нагретых его частей руками
3.5. При пайке использовать в качестве флюса толькоканифоль, не использовать для этой цели кислоту.
3.6. Не оставлять без присмотра включенный в сетьэлектропаяльник.
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ.
4.1. Отключить электрическую схему от источникатока.
4.2. Привести в порядок рабочее место и инструмент,выключить вытяжную вентиляцию.
4.3. Сиять спецодежду и тщательно вымыть руки смылом.
6. Расчетэлектромагнитных, экранов в ближней зоне излучения.
Эффективностьэкранирования цилиндрического электромагнитного экрана в ближней зоне излучениярассчитывается по формуле (4.16), причем величина ZB для экранированияэлектрической составляющей поля
Zв = ZвµE =-j(2пfεrε0rэц)-1
а для экранированиямагнитной составляющей
ZB = ZBцH = j2пµrµ0rэµ (4.17)
Здесь гэц —радиус цилиндрического экрана. Для сферического экрана
ZBcE= -j18*109 /(frвc,/>); ZBcH= f79*107 frЭc//>,
где гэц —радиус сферы. Для прямоугольного экрана- коробки
ZBпE= -f36*109 /frэп ; ZBпH = f158*10-7 frэп
где гэп —половина расстояния между стенками экрана, обращенными к источнику поля помехи.Остальные величины, входящие в (4.16), рассчитываются так же, как дляэкранирования в дальней зоне.
В области низких частот(до 104 Гц) для случаяэкранирования электрического поля в ближней зоне выполняется условие | ZBE/ZЭ|» | Zэ/ZBE |, тогда
ЭЭE=201g| l+0,5ZBEod|. (4.20)
При экранированиимагнитного поля в ближней зоне в низкочастотном диапазоне экран из магнитныхметаллов и сплавов имеет эффективность экранирования.
ЭЭH=201g| l+µrd/(2rэ)|, А из немагнитных материалов
ЭЭЕ=201g| l+k2 rЭd/2|.7. Заключение
Это несколько необычноезаключение, так как оно не подводит итогов ни в развитии CD устройств (оно тольконачинается), ни в этом цикле статей (продолжение следует...). Это всего лишьвозможность отметить, что история техники находится на «крутомповороте», и хотя мы можем только догадываться, «что он намнесет» все же некоторые принципы постепенно проясняются. В совокупности сбыстро развивающимися компьютерными сетями это даст принципиально новыевозможности, может быть, более похожие не на переход от грампластинок к CD, а на переход от рукописей ккнигопечатанию. Цифровое видео с его естественными возможностями (начиная с покадрового просмотра) не просто улучшает качество воспроизведения — изменяетфункциональные возможности восприятия.
8. Структурнаясхема CD-ROM.
/>
9.Электрическая схема.
/>
10. Списокиспользованнойлитературы:
1. Журналы “Хакер”, учередительи издатель ЗАО “Гейм Ленд”, 1999-2004 года.
2. Журналы “Навигатор Игрового Мира”, учередитель ООО“Библион”,1999-2003года.
3. Книга серии “Что есть Что”,“Мультимедиа и виртуальные миры”, Андреас Шменк, Арно Вэтьен, Райнер Кёте,издательство “Слово/Slovo”, 1998 г.
4. “Физика справочник школьника и студента”, подредакцией проф. Рудольфа Гёбеля, издательский дом “Дрофа”, 1999 г.