光驱噪音简析 兼议几种降噪技术

来源:岁月联盟 编辑:zhu 时间:2008-10-14
光驱噪音简析 兼议几种降噪技术内容简介: 试想:你在喧嚣的街市中欣赏一部进口超级大片,但周围来来往往的车流人潮,汽笛的鸣叫,鼎沸的人声都在骚扰你的双耳。那么,这还能称其为欣赏吗? 答案是否定的。 试想:你在即将起飞的飞机边上玩一个新的游戏,飞机

 试想:你在喧嚣的街市中欣赏一部进口超级大片,但周围来来往往的车流人潮,汽笛的鸣叫,鼎沸的人声都在骚扰你的双耳。那么,这还能称其为欣赏吗?

  答案是否定的。

  试想:你在即将起飞的飞机边上玩一个新的游戏,飞机马达的震动,螺旋桨旋转的噪声,喷气式发动机产生的巨大轰鸣让你连同伴说话都听不见。那么,你还能沉浸在游戏给你带来的刺激和快乐中吗?

  答案也是否定的。

  试想:你在使用光驱听一张音乐MP3光盘的时候,光驱的旋转和震动噪音大过了你音箱的声音,这还能算是在听音乐吗?

  答案自然也是否定的。

  当然,在光驱的使用中,这是一种夸张的假设,意喻光盘驱动器本身发出的声响对它的使用者来说是怎样的一种折磨。

  因此,我们有必要来看看光驱产生噪音的主要根源。

  1.高速旋转的风声

  当光驱正常工作时,马达带动光盘旋转的速度非常快。一般普通40倍速光驱或者是32倍速光驱光盘旋转的转速达到每分钟7000转,发出的噪音也达到50分贝。随着光驱的速度不断提高,转速和转动时发出的噪声也随之相应增长。现今市场上的高速光驱(48倍速以上),马达每分钟的转速有10500转之多,意味着其上运转的光盘最高时速(外圈)可达225公里。而且随着速度的提高,不可避免其主轴电机纵向和横向的震动变大,整个电路板主要芯片工作强度加大,产生热量惊人,光盘所处的光驱内部环境更为严峻。在这种状态下,如果光驱没有更为科学合理的解决措施,那么在读取特别是长时间读取偏心、过薄、介质不均匀、有划痕、有裂纹,尤其是有径向裂纹的盗版光盘时,盘片会产生巨烈震动,在高速旋转产生的强大离心力作用下,原有裂纹会进一步扩大,当扩大到一定程度时,光盘就会瞬间粉碎,喷射而出,毁掉整个光驱不说,还会殃及机箱内其它配件,甚至伤人。

  2.读盘时的噪音

  光驱在读取光盘时,靠光头的上下移动来识别和读取光盘上的数据。这种上下移动是从光头驱动马达处获得动力,再由一个传动机构进行连接,继而完成在瞬间快速不间断的移动中读取数据的工作流程。在高速光驱中,这种移动更为迅速,更为缜密。因为如果要达到有效读取数据的效果,机械运动的频率必然会加快。这样,发出的声响就成了光驱运行噪音的主要来源。尤其在读盗版碟或有划痕的坏碟时,由于数据比较模糊,往往光头需要进行两次或两次以上的读取才能正确识别。这就更增加了光头的工作负担,甚至会发出“沙沙”的“抗议”声。

  3.运行时的震动

  形成噪音的第三个因素就是当光驱高速运行时由于转动不平衡引起的机械震动。众所周知,市场上的盗版碟盛行,光盘的质量参差不齐,偏心、偏重等缺陷光盘总难避免,光驱在高速运转读取类似有缺陷的光盘时就会产生失重等物理现象,从而引发机械震动并发出噪音。

 事实上,文章开始3个夸张的假设只是我们在使用光驱的过程中感官所能觉察到的不痛快的情况,但是在我们分析了光驱噪音的来源以后,你能从以上的3点中得出这样一种结论:因为光驱的噪音是由光驱内部机件作物理运动产生发出的,所以噪音的大小在一定程度上能反映该款光驱工作时所能承受的负荷值(通常是机件结构的紧密度和运动时的摩擦程度等)。这种负荷值决定了光驱的工作性能是否可以保持稳定,使用寿命能不能长久。因此,缓和光驱运行时的震动以降低光驱的噪音和进一步改善机部件生存环境以延长光驱的使用寿命成了光驱生产厂商在当前技术条件下所走的共同途径。

  ABS(Auto Balance System)自动平衡系统:是众多光驱生产厂商使用的防震、降噪技术。它是针对马达运转、光头上下移动和光盘偏心、失重导致光驱震动时发出的噪音采用的最有效的技术手段之一。这项技术的核心内容是在光驱托盘下配置一组钢珠轴承,当光盘出现震动时,钢珠在离心力的作用下会跑到质量较轻的部分起到平衡作用,从而始终保持光盘在水平状态下运转,从而降低震动和减小噪音。这里运用了物理学上称为“水平效应”的物质质量定律。该系统对于那些不平整和密度不均匀的盘片有比较好的整合效果——不但降低了噪音,而且使光驱的读盘能力大大提高。尽管ABS(Auto Balance System)自动平衡系统在工艺上比较复杂,但目前日本、韩国等著名光驱厂商仍能在光驱产品上较好地运用这一技术,如三星、LG、三菱钻石、SONY等。

  DDSS(Double Dynamic Suspensory System)双动态抗震悬吊系统:该系统是一些光驱生产厂商开发的又一个抗震减噪系统,它的核心内容是用2个抗震动装置与动态阻尼器有效地吸收主轴电机高速旋转时产生的震动,使之在运转时噪音降低,如华硕的产品中就运用了这一技术。也有一些厂家在ABS自动平衡系统基础上把它当成一个辅助技术来使用,这样使电机运转时的平衡度更高,甚至达到物质质量“理论均衡”状态,基本进入噪音的盲区,这在防震降噪技术上是一个提高。如三星生产的48倍速CD-ROM(SC-148)就把ABS和DDSS进行了有机结合,还将动态阻尼器增加到了3个触点,并采用最新的抗震、减噪、散热研究成果——帝法屋光驱框架结构(又称“D5”框架结构)。“D5”框架结构是三星最新设计思想体系,是空气动力学、机械学、声学、光学等多学科专家共同的智慧成果。具体表现在:a.变原来整块升降托架为可半升降的U形托架,于防震、降噪有良好效果,并且提高了光头与主轴电机的反应灵敏度;b.压盘钳由原来的与外机壳脱体改为一体,并通过精致的细节处理,有效地杜绝了压盘钳跑位、脱落的可能性;c.变托架与外部结构连接结构由后部承重为中间承重,使连接更加牢固。并将托架固定金属螺母数量由4个减至1个,其它用特制橡胶软钉连接,减少硬性接触,增加光驱的抗震性和稳定性;d.托盘、上机壳以及内部框架作了多处改进,增加和改变的每一个气孔、回槽、窝边都是基于空气动力学、机械学、声学、光学等多方面深思熟虑的结果,合理的结构保证了气流交换顺畅,实现了更好的散热性、更强的抗震性、更低的噪音。

  而大白鲨采用的“反吊式减震系统”是“双动态抗震悬吊系统”的衍生产品。以往光驱的机芯是直接安置在PCB板上,再用螺钉将PCB板固定在光驱的底壳上,在机芯正反两面的螺钉处都有特殊的橡胶柱来减缓、吸收震动。而光驱是固定在机箱上的,相对来说整个光驱是比较稳定,那么机芯通过PCB板的相隔间接连在外壳上(远离稳定的“基石”),这样一旦光驱遇到偏心盘、质量不均匀盘就会带动整个机芯“左右”摆动。而在大白鲨PLUS版光驱中采用的“反吊式减震系统”,是将机芯直接用螺钉固定在上壳,这样光驱的内部就相当于与盘接触的机芯部分与PCB板在空间上是独立的,这样就增加了光驱在读盘时的稳定性。尤其是在读偏心盘片时,这种“反吊式减震系统”就会有很强的稳定性。那么在光驱的稳定性得到加强后就会减少因盘片震动而刮伤激光头、烧毁盘片的现象。

  DAAS(Auto-Detect, Analyse, Adapt System)自动检测、分析及适应系统:该技术是以转速和激光头为切入点的程序系统。这个系统的核心就是根据碟片的特点用事先设定的程序对转速和激光头进行自动调整,顺利读取各类“烂碟”,有效控制光驱震动、减小噪音,让使用者感觉更舒畅。这项技术在三星48倍速CD-ROM、雄兵50倍速CD-ROM上都有使用,并有“无级变速”之称。

 ARS声学抑噪系统:ARS不是一个独立的系统,只是一种理念。三星在其12倍速DVD-ROM(SD-612F)使用了这种技术。这种技术理念的与众不同之处在于它的降噪、抑噪目的是通过对局部机件的改良来实现的,或许是某一个机件,也可能是几个机件同时改良,如海绵状的压盘器垫,声音吸附材料的使用等都是该理念的具体举措。笔者眼下使用的就是这款12倍速DVD-ROM,实际应用中很是满意,所以向各位推荐,大家不妨试一试。

  智能安全识别技术也是降低噪音和增加光盘读盘能力的好帮手。光驱的生产厂商可以在Firmware固件上集成多种先进的指令程式,使光驱具有部分智能处理能力,从一个单纯的“神经元”变成了具备部分“脑”功能的处理中心。例如,在三星光驱的Firmware中,不但放置了融合有最新算法的10万片各类烂盘的纠正程式,而且还集成了先进的智能安全识别技术。通过它光驱不但可以识别一般划痕和裂纹的区别,还可以记录盘片读取过程中裂纹的成长变化,根据裂纹情况自动下调速度,可以由48倍速减慢至40倍速、36倍速、32倍速、24倍速……,从而根除了高速光驱的安全隐患。

  以上给大家介绍的几种技术(理念)在被光驱厂商实际应用于产品时都各有特色:如NEC公司在四角上安装悬浮式减震橡胶以减轻震动和降低噪音,激光头采用光栅定位和螺旋方式,寻道准确;三星公司将四角安装改为“U”型构造,理论上应用了“三角架是最稳定的几何图形”的物理定律;Acer公司采用悬挂技术和香蕉减震支架,来降低震动和噪音;LITE-ON采用悬浮承载技术,强化内置的震动吸容器等等,限于篇幅这里就不一一介绍了。

  总而言之,无论是CD-ROM还是DVD-ROM,运行速度的不断提高是大势所趋,马达转动的风声是空气快速流动的必然现象,光头移动读盘到目前为止还没有更先进的技术来取代,盗版光碟在很长一段时间内还有其存在的理由,倘若用简单的降低速度以减轻噪音降低显然不符合光驱技术发展的现实规律。因此,光驱降噪还有很长的路要走。我们可以从以上不断创新、改良的技术中看到光驱生产厂商在光驱减震、降噪上所做出的不懈努力,同时也期待着科技含量更高、使用效果更好、对使用者更环保的降噪技术和光盘驱动器的出现,相信这一天离我们并不遥远,让我们拭目以待。