DVD-плеер

<час />

Цифровой видеодиск или универсальный цифровой диск (DVD) - это тип оптического носителя для хранения данных, способный хранить до 17 гигабайт (ГБ) информации. Впервые представленные в середине 1990-х годов, они были разработаны как улучшенная форма технологии компакт-дисков (CD). DVD-диски могут воспроизводить изображения и звук такого высокого качества, что в конечном итоге ожидается, что они заменят как видеомагнитофоны, так и проигрыватели компакт-дисков. Ожидается, что к 2000 году рынок DVD-плееров достигнет 10 миллионов единиц.

Фон

DVD работают так же, как обычные компакт-диски. Как и на компакт-диске, информация кодируется в виде серии крошечных ямок на диске. Ямы расположены на спиральной дорожке по структуре, подобной виниловым пластинкам. С помощью лазера эти ямки можно интерпретировать как двоичный код. Когда считывается гладкая поверхность, машина интерпретирует точку данных как 0. При обнаружении ямы точка данных считывается как 1. Однако ключевым нововведением, которое делает DVD лучше компакт-дисков, является лазер, используемый для чтения и создать ямы. DVD-диски используют более коротковолновый красный лазер, который может более плотно размещать ямки на поверхности дисков. Это не только позволяет хранить больше данных, но и требует, чтобы диски были вдвое меньше толщины обычных компакт-дисков. Следовательно, два слоя могут быть соединены вместе, чтобы создать двусторонний диск, который имеет ту же толщину, что и компакт-диск (1,2 мм).

Система DVD имеет три особенности, которые делают ее очень желательной, включая высокую емкость хранения, функциональную совместимость и обратную совместимость. На ранних этапах внедрения DVD на одном диске будет до 4,7 ГБ информации. Это примерно эквивалентно семи компакт-дискам. В будущих версиях этой технологии диск может вмещать до 17 ГБ. Этот объем дискового пространства буквально изменит способ разработки компьютерных программ и позволит включать больше видеоклипов. Формат данных и лазер, используемые в DVD-дисках, будут такими же, как для компьютерных проигрывателей, так и для телевизионных проигрывателей. Это позволит потребителям воспроизводить на своих компьютерах те же диски, что и на телевизоре. DVD-плееры также будут иметь возможность воспроизводить компакт-диски с современными технологиями. Таким образом, потребителям не придется покупать заменяющие товары для своих текущих коллекций компакт-дисков.

DVD-диски можно использовать для различных приложений, включая фильмы, аудиосистемы, компьютеры и видеоигры. Поскольку информация, хранящаяся на этих дисках, является электронной, качество изображения оценивается в три раза лучше, чем у обычных изображений VHS. Кроме того, изображение не будет ухудшаться с возрастом или использованием. Компьютерные программы также выиграют от DVD. Например, программы, которые раньше занимали несколько компакт-дисков, теперь можно сжать на один DVD. Видеоигры также выиграют от технологии DVD. Поскольку DVD-диски предлагают большой объем памяти и возможности интерактивности, можно включать видеоклипы для улучшения впечатлений от воспроизведения.

История

Всегда было важно развивать способность хранить данные для последующего извлечения. Первыми настоящими системами хранения и поиска данных были журналы и бухгалтерские книги. Хотя они все еще используются сегодня, они медленные, неэффективные и громоздкие. Когда в 1950-х и 1960-х годах разрабатывался компьютер, одним из их основных преимуществ была их способность быстро сохранять и извлекать данные. Теперь это стало одним из краеугольных камней хранения и поиска информации. Ранние компьютеризированные носители информации включали такие вещи, как перфокарты, виниловые пластинки, магнитная лента, картриджи и магнитные диски. По мере совершенствования компьютеров росли и возможности хранения данных. В конце 1970-х был представлен внутренний жесткий диск. Каждая из этих систем хранения данных была разработана для повышения удобства и эффективности лучших доступных методов хранения. Многие из этих систем продолжают совершенствоваться даже сегодня.

Разработка DVD началась с выпуска компакт-дисков Sony в начале 1980-х годов. В этом новом носителе информации использовался лазер для считывания крошечных ямок, вырезанных на диске. Первые аудиоплееры компакт-дисков были представлены в 1983 году. Они были полезны, потому что на одном диске можно было хранить более 75 минут музыки. Это было почти вдвое больше, чем могла вместить виниловая пластинка. Хотя их принятие было медленным, компакт-диск в конечном итоге заменил виниловые пластинки как предпочтительный носитель для аудио-релизов.

Проигрыватели видео компакт-дисков были представлены позже в этом десятилетии. По разным причинам они так и не стали достаточно популярными, чтобы заменить видеомагнитофоны. Использование компакт-дисков в компьютерах началось в 1987 году. Эти устройства были полезны, поскольку позволяли хранить до 650 мегабайт (МБ) на одном диске. До этого максимальный объем памяти на магнитном диске составлял 1,3 МБ. Ранние компьютерные компакт-диски были медленнее, чем обычные дисководы, и были доступны только для чтения. Скорость передачи данных неуклонно увеличивалась, как и их способность записывать данные. В 1994 году были представлены компакт-диски с 4-кратной скоростью (постоянное запоминающее устройство). В следующие два года эта цифра увеличилась вдвое. К 1996 году были доступны компакт-диски с 24-кратной скоростью. Записываемые CD-плееры были впервые выпущены в 1996 году.

Представленный в 1996 году компакт-диск с множественной записью был разработан Matsushita с использованием двойного процесса с фазовым переходом. При этом используется лазер для изменения отражающих свойств диска. Современные рекордеры CD-RW могут использовать эту технологию.

По мере того как все эти достижения в технологии компакт-дисков происходили, исследователи продолжали искать способы улучшить емкость памяти этих машин. Затем ученые обнаружили, что с помощью более коротковолнового лазера можно разместить гораздо больше данных на одном диске. Это привело к созданию DVD. В 1997 году были представлены первые DVD-плееры. Эти машины медленнее, чем самые быстрые проигрыватели компакт-дисков, и их еще нельзя записать. Однако DVD следующего поколения, выпуск которых запланирован на 1999 год, будут более быстрыми и будут использовать технологию записи. В конечном итоге ожидается, что DVD заменит видеомагнитофоны и проигрыватели компакт-дисков.

Дизайн

Проигрыватель DVD очень похож на проигрыватель компакт-дисков. Например, компьютерные DVD-приводы имеют тот же размер и форму, что и приводы для компакт-дисков. Они также имеют внешний пластиковый корпус и комплектуются пластиковыми кнопками на передней панели. Некоторые приводы DVD имеют пластиковый лоток, который выступает из устройства для размещения дисков. У других есть система автоматической подачи, в которую вставляется диск. Внутри DVD-привода электроника почти такая же, как и в приводе CD-ROM. Оба имеют сложную электронику и включают в себя приводной механизм, печатную плату и узел оптической системы. Хотя механизмы привода DVD бывают разных конструкций, каждый в основном состоит из шпинделя, на котором установлен диск, и двигателя, который его вращает. Печатная плата содержит все электронные компоненты, которые помогают преобразовать считываемые данные в пригодный для использования формат.

Узел оптической системы - это часть DVD, которая считывает данные с диска и передает их для преобразования в двоичный код. В DVD-устройстве он состоит из красного лазерного диода, который может генерировать коротковолновые импульсы. Это малошумящий красный лазер, излучающий свет в диапазоне 600-650 нанометров (нм). Он намного короче лазеров с длиной волны 780 нм, используемых в обычных компакт-дисках. Другой основной компонент узла оптической системы - фотодиод, который принимает оптический сигнал от лазера и преобразует его в электронный сигнал. Полированные линзы и зеркала составляют остальную часть оптической системы.

DVD-диски также выглядят как CD-ROM, но данные упакованы вместе более плотно. Поверхность диска покрыта отражающим серебряным слоем, который защищен тонким твердым слоем лака. Если поверх слоя нанести полупрозрачный слой золота. Сравнение объема данных, которые может содержать компакт-диск и DVD-диск. Плотность питов DVD намного больше, что позволяет на диске хранить как минимум в семь раз больше данных, чем на компакт-диске. отражающий серебряный слой, диск можно сделать так, чтобы хранить 2 слоя данных на одной стороне. Используя меньшую мощность, лазер может сначала считывать данные со слоя золота, а затем, увеличивая мощность, он может считывать данные со слоя серебра. Это почти вдвое увеличивает емкость одной стороны до 8,5 ГБ. В конечном итоге один двусторонний диск сможет вместить до 17 ГБ данных.

Поскольку DVD были изобретены в первую очередь для фильмов, необходима система сжатия. Для этого производители согласились использовать систему сжатия MPEG-2 (Motion Picture Experts Group). Это система, в которой сохраняются только те элементы изображения, которые изменяются от кадра к кадру. Для звука используется сжатие Dolby digital. Поскольку используются обе эти системы сжатия, в DVD-проигрыватель также должен быть включен декомпрессор или декодер. В настоящее время это отдельная карта, которая подключается к компьютеру. Плата декодера обрабатывает данные с диска и отправляет их прямо в графическую и аудиосистему компьютера.

Сырье

Для изготовления DVD-плееров и дисков используется разнообразное сырье. Стекло используется для изготовления лазера и других диодов в системе. Основные компоненты печатной платы сделаны из кремния. Для корпуса используется металлический алюминий, а также твердый пластик. Основной материал дисков - пластик. Они дополнительно покрыты слоем серебристого цвета и тонким слоем золота. Поверхность диска дополнительно покрыта твердым слоем лака для защиты от повреждений.

Производственный
процесс

Компоненты DVD-устройства обычно производятся отдельными компаниями, а затем собираются производителем DVD. Производство комплектующих - это узкоспециализированный процесс, и лишь несколько компаний могут поставлять продукцию для всей отрасли. Основные компоненты включают в себя оптическую систему в сборе, DVD-плеер состоит из сложной электроники, включая механизм дисковода, печатную плату и оптический системная сборка. Он состоит из шпинделя, удерживающего диск, и двигателя, который его раскручивает. Печатная плата содержит все электронные компоненты, которые помогают преобразовать считываемые данные в пригодный для использования формат. Узел оптической системы - это часть DVD, которая считывает данные с диска и передает их для преобразования в двоичный код. внутренняя электронная плата и механизм привода диска.

Оптическая система

• 1 Оптическая система состоит из лазера, фотоприемника, призмы, зеркал и линз. Лазер и фотоприемник установлены на пластиковом корпусе, а остальные компоненты размещены в определенных местах. При установке каждой из этих частей уделяется особое внимание, поскольку без надлежащего выравнивания система не будет работать должным образом. Подключены электрические соединения, и оптическая система готова к подключению к механизму дисковода.

Механизм дисковода

• 2 Оптическая система прикреплена к двигателю, который будет ее приводить в действие. Это, в свою очередь, связано с другими основными частями дисковода, включая загрузочный лоток (если имеется) и двигатель шпинделя. Присоединяются другие шестерни и ремни, и вся сборка помещается в основной корпус.

Внутренняя электроника

• 3 Электронные компоненты DVD-устройства сложны и используют новейшие технологии электронной обработки. Печатная плата производится во многом так же, как и другое электронное оборудование. Процесс начинается с платы, на которой напечатана электронная конфигурация. Затем эта плата проходит через ряд машин, которые помещают соответствующие микросхемы, диоды, конденсаторы и другие электронные компоненты в соответствующие места. Процесс выполняется в чистой комнате, чтобы предотвратить повреждение, которое может быть вызвано переносимой по воздуху пылью. По завершении он отправляется на следующий этап пайки.
• 4 Аппарат для пайки волной припоя используется для прикрепления электронных компонентов к плате. Однако перед тем, как вставить плату в машину, ее сначала промывают, чтобы удалить загрязнения. Затем доска нагревается с помощью инфракрасного излучения. Нижняя сторона платы проходит через волну расплавленного припоя и за счет капиллярного действия заполняются соответствующие места. Когда плате дают остыть, припой затвердевает, удерживая детали на месте.

Окончательная сборка и упаковка

• 5 Когда все компоненты готовы, их собирают для производства конечного продукта. Электронная плата подсоединяется к остальной части машины, и к ней прикрепляется основная крышка. Затем DVD-машина отправляется на станцию ​​упаковки, где они упаковываются вместе с принадлежностями, такими как диски, руководства и шнуры питания. Затем их кладут на поддоны и отправляют дистрибьюторам и, наконец, клиентам.

Контроль качества

Чтобы гарантировать качество DVD-машин, на протяжении всего производственного процесса проводятся визуальные и электрические проверки, и выявляется большинство дефектов. Кроме того, функциональные характеристики каждого готового DVD-устройства проверяются, чтобы убедиться, что он работает. Эти испытания проводятся в различных условиях окружающей среды, таких как чрезмерная жара и влажность. Они включают воспроизведение тестового диска, который будет воспроизводить определенные электронные сигналы. Поскольку большинство производителей DVD не производят все свои собственные детали, они в значительной степени полагаются на своих поставщиков в обеспечении хорошего качества. Большинство производителей устанавливают свои собственные требования к качеству, которым должны соответствовать их поставщики.

Будущее

Технология DVD относительно нова. Есть много областей, которые будут улучшены в ближайшие годы. Ключевые разработки для DVD включают в себя большую емкость хранения, улучшенные возможности чтения и увеличение количества фильмов, доступных в формате DVD.

В настоящее время наиболее изученной областью технологии DVD является увеличение возможностей хранения данных. Хотя технология уже разработана для производства дисков емкостью 17 ГБ, некоторые компании нашли способы хранить еще больше. Разрабатывается новый метод кодирования, который может в три раза улучшить хранение DVD. В этом методе ямки, сделанные на диске, будут иметь разную глубину. Это позволит питу кодировать числа от 0 до 8 вместо 0 или 1. Ожидается, что DVD-устройства, использующие эту технологию, будут доступны в течение 1999 года. Другие носители данных также являются перспективными. Недавно была продемонстрирована новая технология, которая может хранить до 30 ГБ данных. Эта система использует красные лазеры и магнитное поле для извлечения данных. Использование синих лазеров может позволить увеличить емкость памяти.

Еще одна область улучшения заключается в способности DVD-плееров считывать два слоя информации с одной стороны диска. Хотя DVD-плееры теоретически могут читать два слоя информации, оба слоя используются редко из-за их высокой стоимости. Однако по мере совершенствования технологии это препятствие должно быть преодолено, и можно полностью реализовать потенциал DVD.

В настоящее время одним из наиболее сдерживающих факторов в разработке DVD является отсутствие универсального стандарта для хранения и приема носителей. Это похоже на проблему, которая возникла в 1980-х годах между проигрывателями видеокассет VHS и Beta. В ближайшем будущем эта проблема должна быть решена, когда основные производители DVD договорятся о формате.