Funktion CD DVD Laufwerk und Laser Abtastoptik

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Ella Becker
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1 Funktion CD DVD Laufwerk und Laser Abtastoptik Mit CD und DVD hat heute jeder zu tun. Irgendwann hat mich interessiert, wie die Daten auf diesen Medien gespeichert und als Musik, Filme oder Daten wiedergegeben werden. Das ist mein neues Projekt. Man nimmt eine CD oder DVD und legt sie in die Schublade eines Computers oder Laptops ein: Dann verschwindet sie in dem Rechner und man kommt Bilder, Filme und Informationen abgespielt. Aber wie funktioniert das? 1

Alle Daten auf der CD befinden sich auf einer von innen nach außen verlaufenden

Fährt man die Datenspur mit einem Mikroskop ab, so entdeckt man kleine Erhebungen

Die Vertiefung bezeichnet man als Pit, der Bereich dazwischen wird als Land

2 Alle Daten auf der CD befinden sich auf einer von innen nach außen verlaufenden spiralförmigen Spur. Fährt man die Datenspur mit einem Mikroskop ab, so entdeckt man kleine Erhebungen und Vertiefungen in der Aluminiumschicht. Die Vertiefung bezeichnet man als Pit, der Bereich dazwischen wird als Land bezeichnet. Der Wechsel in der Struktur des Datenträgers, hat unterschiedliche Reflektionseigenschaften beim Abtasten mittels Licht zu Folge. Quelle: 2

Die Daten werden mithilfe eines Fotodetektors aufgenommen, der die Intensität der Reflexionsstrahlung zwischen Pit und Land auswertet. Bei einer Standard-CD beträgt der Spurabstand 1,6 μm. Sie ist ca.

3 Die Daten werden mithilfe eines Fotodetektors aufgenommen, der die Intensität der Reflexionsstrahlung zwischen Pit und Land auswertet. Bei einer Standard-CD beträgt der Spurabstand 1,6 μm. Sie ist ca. 6,4 Kilometer lang und hat ca Windungen. Die optische Einheit muß daher sehr präzise den Strichcode fokusieren und der Informationsbahn folgen. Die grobe Positionierung der Laser Optikeinheit wird motorisch vorgenommen. Da dies nicht genau genug ist, wird die Feinpositionierung der Linse elektromagnetisch vorgenommen (Tracking). Außerdem ist es notwendig, die Linse genau auf die Aluminiumschicht unter dem Schutzlack der CD zu fokusieren, um die Pits und Lands zu erkennen. Diese Fokusierung wird auch elektromagnetisch vorgenommen. Ist beides erfolgt, wird ein Laserstrahl durch das Prisma auf die CD gesendet. Je nach Pit oder Land wird der Strahl mehr oder weniger reflektiert und rechtwinklig vom Prisma auf den Fotodetektor umgelenkt (Lesen). Beim Schreiben ist der Laserstrahl so stark, daß er in einen blanken CD Rohling Pits und Lands einbrennt, deshalb spricht man auch von "CD brennen". 3

Das ist die Antriebseinheit und die Laser Abtastoptik: Die Abtastoptik

Diese Drähte dienen als Federn und gleichzeitig als Zuleitungen zu den

Sie sind in jeweils 1 Permanentmagnetfeld eingetaucht.

Höhe des Stroms unterschiedlich weit im Permanentfeld.

4 Das ist die Antriebseinheit und die Laser Abtastoptik: Die Abtastoptik in Großaufnahme. Die Abtastoptik ist mittels 4 Drähten aufgehängt. Diese Drähte dienen als Federn und gleichzeitig als Zuleitungen zu den beiden (4) Elektromagneten. Sie sind in jeweils 1 Permanentmagnetfeld eingetaucht. Die elektrische Spule bewegt sich wie in einem Lautsprecher je nach Höhe des Stroms unterschiedlich weit im Permanentfeld. Auf diese Weise wird die Linse in horizontaler Richtung rechts/links, (Pfad der Pits und Lands) und in vertikaler Position heben/senken, (Fokusierung) bewegt. 4

5 Die Linsenaufhängung: Der optische Schlitten wird durch eine Spindel bewegt, die meist durch einen Schrittmotor angetrieben wird: 5

Das ist der Weg des Laserstrahls: Laserdiode (Sender)(rot), Prisma, rechtwinklige

Reflektion um 90 Grad (grün), Reflektion durch das Prisma auf das Empfangsmodul.

integrierten Verstärker, der das empfangene Signal sofort auf ein verarbeitbares

6 Das ist der Weg des Laserstrahls: Laserdiode (Sender)(rot), Prisma, rechtwinklige Umlenkung zur Linse, Reflektion von der DVD (Information), Umlenkung der Reflektion um 90 Grad (grün), Reflektion durch das Prisma auf das Empfangsmodul. Das Empfangsmodul besteht nicht nur aus einer Fotodiode, sondern auch aus einem integrierten Verstärker, der das empfangene Signal sofort auf ein verarbeitbares Niveau verstärkt. Hier eine Großaufnahme des Empfangschips das sich unter einer Linse befindet: 6

7 Die Laser Sendediode in Großaufnahme: Wie das Laserlicht erzeugt wird hat mich auch noch interessiert. Hier eine "aufgesägtes" Bauelement, und es funktioniert sogar noch. 7

8 Die so empfangenen Lichtimpulse werden in einem Datenpuffer zwischengespeichert und dann koninuierlich an einen Prozessor weitergegeben, der daraus einen binären Code zur Weiterverarbeitung generiert. Soweit die Theorie. zum Prozessor Im beigefügten Videoclip möchte ich alles in Funktion zeigen. An diesem Model sieht man die automatischen Suchfunktionen nach Einzug der DVD in den Schacht. 8

Wie immer, viel Spaß mit der Doku und dem beigefügten

9 An einem umgebauten Laufwerk kann man die einzelnen Funktionen von Hand steuern und studieren. Wie immer, viel Spaß mit der Doku und dem beigefügten Videoclip. Gruß Günter Kurschatke 9

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