1.2.2 从维修角度认识光驱
1.从维修角度认识光驱在系统中的作用
光驱的主要作用是用于读取和写入光盘内容,虽然由于U盘和移动硬盘等存储设备的普及,光盘的应用领域越来越少,但是光驱设备还是大部分笔记本电脑的标准配置。
光盘是利用激光扫描的写入和读出方式来存储数据的一种介质,分为不可擦写光盘(如CD-ROM、DVD-ROM等)和可擦写光盘(如CD-RW、DVD-RAM等)。不可擦写光盘和可擦写光盘的主要区别在于材料的应用和制造工序的不同。图1-18所示为常见光盘正面实物图。
图1-18 常见光盘正面实物图
根据光盘的结构主要分为CD、DVD和蓝光光盘(Blu-ray Disc,BD)等几种类型。CD光盘的容量在700MB左右,DVD光盘容量在4.7GB左右,蓝光光盘的容量在25GB以上。
光驱是光盘驱动器的简称,笔记本电脑光驱是笔记本电脑用来读/写光盘数据的设备,目前市场上的笔记本光驱通常包括:DVD刻录机、蓝光刻录机、DVD光驱、蓝光光驱、蓝光COMBO和COMBO。其接口类型主要是USB接口、SATA接口和IDE接口等。图1-19所示为笔记本电脑的内置光驱。
图1-19 笔记本电脑的内置光驱
光驱的主要作用是读取光盘上保存的数据,如果是刻录光驱还可以将数据刻录进可擦写光盘。光驱还可以引导系统和安装软件,通过引导光盘启动电脑或通过光盘安装操作系统和应用程序。
有的笔记本电脑为了突出其自身轻薄的特点,并不内置光驱设备。但是可通过笔记本电脑的USB接口连接外置光驱使用。图1-20所示为笔记本电脑的外置光驱。
图1-20 笔记本电脑的外置光驱
2.光驱结构、工作原理及参数详解
笔记本电脑的光驱与台式电脑相比,具有体积小、功耗低等特点。图1-21所示为笔记本电脑的内置蓝光光驱。
图1-21 笔记本电脑内置蓝光光驱
光驱是一种结合了光学、机械学和电子技术的驱动装置。其主要由激光头、电机、主控芯片、模拟信号处理芯片、缓存芯片、马达驱动芯片等组成。从功能上主要分为光盘托架、激光头、控制电路板和电机部分。光盘托架主要用来承载光盘,主轴电机带动光盘高速旋转,激光头负责读取数据。图1-22所示为笔记本电脑光驱的内部结构图。
图1-22 笔记本电脑光驱内部结构图
光盘托架的作用是将光盘送进和送出光驱。通常情况下,光盘只有在进出时才会与光盘托架接触。光盘托架进出时是与主轴电机相互配合使用的,当光盘托架出仓时,主轴电机向下移动,避免对光盘进入光驱造成阻碍,当光盘托架进仓时,主轴电机向上移动夹起光盘。当光驱开始运行,主轴电机将会带动光盘做高速旋转。
光驱内部有一块电路板,这块PCB电路板上集成了主控芯片、缓存芯片和马达驱动芯片等电子元器件。其主要功能是负责对光驱运行进行控制,接收来自笔记本电脑主机的信号,对光盘数据进行读取,并且将读取完的光驱数据进行解析后通过接口电路传给笔记本电脑主机。图1-23所示为光驱的主控芯片。
图1-23 光驱的主控芯片
在整个光驱中,最重要的部件是激光头。其不仅是光驱中最精密和最复杂的部件,也同时决定着光驱的品质。激光头负责光盘数据的读取工作,其原理可简单表述为:激光头产生的光束打在光盘上,光束在光盘上反射后获得光盘信息。再经过一系列的解析过程,从而完成光驱对光盘信息的读取。
激光头是光驱的核心部件,主要由激光发生器、半反光棱镜、物镜、透镜和光电二极管等组成。其产生光束的基本过程为:激光发生器产生的激光透过半反射棱镜汇聚到物镜上,物镜将激光聚焦后打到光盘上。图1-24所示为光驱的激光头。
图1-24 光驱的激光头
想要深入了解激光头对光盘数据的读取原理,应首先了解光盘的特点。
一般光盘主要包括基板、记录层、反射层、保护层和印刷层等。
光盘在刻录数据时,是将数据刻录在光盘的记录层上。
记录层的主要材料是有机染料和碳性物质,激光在刻录数据时,改变了有机染料的物理状态和碳性物质的极性,使刻录后的光盘具有了独特的反射率。这种独特的反射率所代表的就是光盘所承载的数据信息。当光驱的激光头对光盘进行数据读取,产生的激光打在光盘上时,由于反射率的不同,会形成0或1的信号(激光打在光盘上会反射回激光头,但由于棱镜的作用不会到达激光发生器,而是进入光电二极管。光电二极管可以将光信号转变为电信号)。这一连串0或1的信号,组成了二进制代码,就是光盘上所储存的数据信息。
有机染料的物理状态改变后不可恢复,所以是不可擦写光盘。碳性物质的极性改变后可以恢复,是可擦写光盘。图1-25所示为光盘被激光头读取数据的盘面。
图1-25 光盘被激光头读取数据的盘面
由于蓝光的波长为405nm,而红光的DVD与CD的波长为650nm,为了实现对蓝光光盘和DVD、CD光盘的兼容性,一些光驱采用了双光头设计。图1-26所示为双光头设计的光驱。
图1-26 双光头设计的光驱
3.由光驱问题导致的常见故障
笔记本电脑光驱常见故障包括:系统光驱盘符消失、光驱无法打开、光驱无法读盘或读盘时出现蓝屏、死机等故障。当笔记本电脑光驱不能正常工作时,应首先分析故障现象,推测出可能的故障原因。
病毒或驱动、BIOS设置问题都可能导致光驱出现故障。在检测光驱故障时,应首先从这三方面进行排除。
在笔记本电脑开机自检过程中,如果检测不到光驱,则要检查光驱与主机连接是否正确、牢固。如果是外置光驱,应检查主机、外置光驱接口和连接线是否存在故障。图1-27所示为内置光驱和主机的连接接口。
图1-27 内置光驱和主机的连接接口
光驱的光盘托架有专门的传送装置负责出仓和进仓。如果出现光驱不能打开、卡住或自动进出的故障,应检查传送装置及其控制电路是否存在故障。传送装置主要由电机、齿轮和皮带组成。经常出现的故障是由于皮带老化或错位造成传送装置无法正常工作。
光驱出现不能读盘或读盘能力下降的故障,大多是由于光驱的激光头老化、损坏或灰尘过多而引起的。如果出现类似故障则应清理激光头。观察光驱激光头的物镜,是否存在灰尘沉积的现象。如果存在此类问题,可使用干净的棉签进行擦除,擦除的过程中要尽量避免对激光头这种精密器件的物理伤害。