dvd-speler

Digitale videoschijf of digitale veelzijdige schijf (DVD) is een type optisch gegevensopslagmedium dat tot 17 gigabyte (GB) aan informatie kan bevatten. Ze werden voor het eerst geïntroduceerd in het midden van de jaren negentig en werden ontwikkeld als een verbeterde vorm van compact disk (CD)-technologie. Dvd's kunnen zo'n hoge kwaliteit beeld en geluid produceren, dat ze op den duur zowel videorecorders als cd-spelers zullen vervangen. Verwacht wordt dat de markt voor dvd-spelers tegen het jaar 2000 10 miljoen eenheden zal bereiken.

Achtergrond

Dvd's werken vrijwel hetzelfde als conventionele cd's. Net als op een cd wordt de informatie gecodeerd als een reeks kleine putjes in de schijf. De pits zijn georganiseerd op een spiraalvormig spoor in een structuur die lijkt op vinylplaten. Door gebruik te maken van een laser kunnen deze putjes worden geïnterpreteerd als binaire code. Wanneer een glad oppervlak wordt gelezen, interpreteert de machine het datapunt als een 0. Wanneer een putje wordt aangetroffen, wordt het datapunt gelezen als een 1. De belangrijkste innovatie die dvd's superieur maakt aan cd's, is echter de laser die wordt gebruikt voor het lezen en de kuilen maken. Dvd's gebruiken een rode laser met een kortere golflengte die kuilen dichter op de oppervlakken van de schijven kan plaatsen. Dit zorgt niet alleen voor meer gegevens, het vereist ook dat de schijven slechts half zo dik zijn als conventionele cd's. Bijgevolg kunnen twee lagen aan elkaar worden gehecht om een ​​dubbelzijdige schijf te creëren die dezelfde dikte heeft als een cd (1,2 mm).

Het dvd-systeem heeft drie kenmerken die het zeer wenselijk maken, waaronder de hoge opslagcapaciteit, interoperabiliteit en achterwaartse compatibiliteit. In de vroege stadia van dvd-introducties kan een enkele schijf maar liefst 4,7 GB aan informatie bevatten. Dit komt ongeveer overeen met zeven cd-roms. In toekomstige releases van deze technologie kan een schijf maximaal 17 GB bevatten. Deze hoeveelheid opslagruimte zal de manier waarop computerprogramma's worden ontwikkeld letterlijk veranderen en zal het opnemen van meer videoclips mogelijk maken. Het gegevensformaat en de laser die in dvd's worden gebruikt, zullen hetzelfde zijn voor de computerspelers als voor de televisiespelers. Hierdoor kunnen consumenten dezelfde schijven op hun computers afspelen als op hun tv. Dvd-spelers hebben ook de mogelijkheid om cd's met huidige technologie af te spelen. Op deze manier hoeven consumenten geen vervangende producten te kopen voor hun huidige cd-collectie.

Dvd's kunnen voor verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder films, audiosystemen, computers en videogames. Aangezien de informatie die op deze schijven is opgeslagen elektronisch is, wordt de beeldkwaliteit geschat op drie keer beter dan bij conventionele VHS-beelden. Bovendien zal het beeld niet degenereren met de leeftijd of het gebruik. Computerprogramma's zullen ook profiteren van dvd's. Programma's die vroeger meerdere cd's in beslag namen, kunnen nu bijvoorbeeld worden gecondenseerd op een enkele dvd. Videogames zullen ook profiteren van dvd-technologie. Omdat dvd's veel geheugen en interactiviteit bieden, kunnen videoclips worden opgenomen om de speelervaring te verbeteren.

Geschiedenis

Het is altijd belangrijk geweest om de mogelijkheid te ontwikkelen om gegevens op te slaan om ze later op te halen. De eerste echte systemen voor het opslaan en ophalen van gegevens waren dagboeken en grootboeken. Hoewel ze vandaag de dag nog steeds worden gebruikt, zijn ze traag, inefficiënt en omvangrijk. Toen de computer in de jaren vijftig en zestig werd ontwikkeld, was een van hun belangrijkste voordelen de mogelijkheid om gegevens snel op te slaan en op te halen. Dit is nu een van de hoekstenen geworden van het opslaan en ophalen van informatie. Vroege geautomatiseerde opslagmedia omvatten zaken als ponskaarten, vinyl LP's, magnetische tape, cartridges en magnetische schijven. Naarmate computers verbeterden, namen ook de mogelijkheden voor gegevensopslag toe. Eind jaren 70 werd de interne harde schijf geïntroduceerd. Elk van deze gegevensopslagsystemen is ontwikkeld om het gemak en de efficiëntie van de beste beschikbare opslagmethoden te verbeteren. Veel van deze systemen worden zelfs vandaag nog verbeterd.

De ontwikkeling van dvd begon met de introductie door Sony van de cd begin jaren tachtig. Dit nieuwe opslagmedium gebruikte een laser om minuscule putjes te lezen die in een schijf waren uitgehouwen. De eerste cd-audiospelers werden in 1983 geïntroduceerd. Ze waren handig omdat het mogelijk was om meer dan 75 minuten muziek op één schijf op te slaan. Dat was bijna het dubbele van wat een vinyl-lp kon bevatten. Hoewel hun acceptatie traag was, verving de cd uiteindelijk vinylplaten als het favoriete medium bij uitstek voor audio-releases.

Later in het decennium werden video-cd-spelers geïntroduceerd. Om verschillende redenen werden ze nooit populair genoeg om videorecorders te vervangen. Het gebruik van cd's in computers begon in 1987. Deze apparaten waren nuttig omdat ze een opslagcapaciteit van maximaal 650 megabyte (MB) op een enkele schijf mogelijk maakten. Tot dan toe was de maximale opslag op een magnetische schijf 1,3 MB. Vroege computer-cd's waren langzamer dan typische schijfstations en waren alleen-lezen. De gegevensoverdrachtsnelheden namen gestaag toe, evenals hun capaciteit om gegevens te schrijven. In 1994 werden 4X-speed cd-roms (Read Only Memory) geïntroduceerd. In de volgende twee jaar werd dit verdubbeld. In 1996 waren 24X speed cd-roms beschikbaar. Opneembare cd-spelers werden voor het eerst geproduceerd in 1996.

Geïntroduceerd in 1996, werd de meervoudige schrijf-cd ontwikkeld door Matsushita met behulp van een dual phase-change proces. Deze gebruikt een laser om de reflecterende eigenschappen van de schijf te veranderen. Huidige CD-RW-recorders kunnen deze technologie gebruiken.

Terwijl al deze vorderingen in de cd-technologie plaatsvonden, bleven onderzoekers zoeken naar manieren om de opslagcapaciteit van deze machines te verbeteren. Toen ontdekten wetenschappers dat door een laser met kortere golflengte te gebruiken, veel meer gegevens op een enkele schijf konden worden verpakt. Dit leidde tot de creatie van de dvd. In 1997 werden de eerste dvd-spelers geïntroduceerd. Deze machines zijn langzamer dan de snelste cd-spelers en kunnen nog niet worden opgenomen. De dvd's van de volgende generatie, die in 1999 op de markt zullen komen, zullen echter sneller zijn en gebruikmaken van opnametechnologie. Uiteindelijk wordt verwacht dat dvd videorecorders en cd-spelers zal vervangen.

Ontwerp

Een dvd-speler is net als een cd-speler ontworpen. Computer-dvd-stations hebben bijvoorbeeld dezelfde grootte en vorm als cd-rom-stations. Ze hebben ook een buitenste plastic behuizing en worden geleverd met plastic knoppen op het voorpaneel. Sommige dvd-stations hebben een plastic lade die uit de machine steekt om schijven te accepteren. Anderen hebben een automatisch invoersysteem waarin de schijf wordt geplaatst. In het dvd-station is de elektronica ook vrijwel hetzelfde als een cd-rom-station. Beide hebben geavanceerde elektronica en bevatten een schijfaandrijfmechanisme, een printplaat en een optisch systeem. Hoewel dvd-aandrijfmechanismen in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar zijn, bestaat elk in feite uit een spil die de schijf vasthoudt en een motor die deze ronddraait. De printplaat bevat alle elektronische componenten, die helpen de gegevens die worden gelezen om te zetten in een bruikbaar formaat.

De optische systeemassemblage is het deel van de dvd dat de gegevens van de schijf leest en verzendt om te worden omgezet in binaire code. In een dvd-machine bestaat deze uit een redlaserdiode, die pulsen met een korte golflengte kan produceren. Dit is een rode laser met weinig ruis die licht produceert in het bereik van 600-650 nanometer (nm). Het is veel korter dan de 780 nm-lasers die in conventionele cd's worden gebruikt. Het andere primaire onderdeel van het optische systeem is de fotodiode, die het optische signaal van de laser ontvangt en omzet in een elektronisch signaal. Hooggepolijste lenzen en spiegels vormen de rest van het optische systeem.

Dvd-schijven zien er ook uit als cd-roms, maar de gegevens zijn steviger opeengepakt. Het oppervlak van de schijf is bedekt met een reflecterende zilverlaag die wordt beschermd door een dunne, harde laklaag. Als er een semitransparante goudlaag op de Een vergelijking van de hoeveelheid gegevens die een compactdisk en een dvd-disk kunnen bevatten. Dvd-pitdichtheden zijn veel groter, waardoor de schijf ten minste zeven keer meer gegevens als een cd kan opslaan. reflecterende zilverlaag, de schijf kan worden gemaakt om aan één kant 2 gegevenslagen op te slaan. Door minder stroom te gebruiken, kan de laser eerst de gegevens van de goudlaag lezen en vervolgens door het vermogen te verhogen de zilverlaag lezen. Dit verdubbelt bijna de capaciteit van één kant tot 8,5 GB. Uiteindelijk zal een enkele dubbelzijdige schijf tot 17 GB aan gegevens kunnen bevatten.

Aangezien dvd's voornamelijk voor films zijn uitgevonden, is een compressiesysteem vereist. Om dit te doen, zijn fabrikanten overeengekomen om het MPEG-2 (Motion Picture Experts Group) compressiesysteem te gebruiken. Dit is een systeem waarin alleen de elementen van de afbeelding die van frame tot frame veranderen, worden opgeslagen. Voor audio wordt Dolby digitale compressie gebruikt. Omdat beide compressiesystemen worden gebruikt, moet er ook een decompressor of decoder in de dvd-speler worden opgenomen. Momenteel is dit een aparte kaart die op de computer wordt aangesloten. Het decoderbord verwerkt gegevens van de schijf en stuurt deze rechtstreeks naar het grafische en audiosysteem van de computer.

Grondstoffen

Bij de constructie van dvd-spelers en schijven worden verschillende grondstoffen gebruikt. Glas wordt gebruikt om de laser en andere diodes in het systeem te maken. De primaire componenten op de printplaat zijn gemaakt van silicium. Voor de behuizing wordt aluminiummetaal gebruikt, evenals een harde kunststof. Het basismateriaal van de schijven is kunststof. Ze zijn bovendien gecoat met een zilverkleurige laag en een dunne goudlaag. Het oppervlak van de schijf is verder bedekt met een harde laklaag om deze tegen beschadiging te beschermen.

Het fabricageproces

De componenten van een dvd-machine worden meestal vervaardigd door afzonderlijke bedrijven en vervolgens geassembleerd door de dvd-fabrikant. De productie van de onderdelen is een zeer gespecialiseerd proces en slechts enkele bedrijven zijn uitgerust om de hele industrie te bevoorraden. De belangrijkste componenten omvatten de optische systeemassemblage, Een dvd-speler is samengesteld uit geavanceerde elektronica, waaronder een schijfmechanisme, een printplaat en een optische systeem montage. Het bestaat uit een spil die de schijf vasthoudt en een motor die hem laat draaien. De printplaat bevat alle elektronische componenten, die helpen de gegevens die worden gelezen om te zetten in een bruikbaar formaat. De optische systeemassemblage is het deel van de dvd dat de gegevens van de schijf leest en verzendt om te worden omgezet in binaire code. interne elektronische printplaat en het schijfstationmechanisme.

Optisch systeem

• 1 Het optische systeem bestaat uit een laser, fotodetector, prisma, spiegels en lenzen. De laser en fotodetector zijn geïnstalleerd op een plastic behuizing en de andere componenten zijn op specifieke plaatsen geplaatst. Er wordt grote zorg besteed aan de positionering van elk van deze stukken, want zonder de juiste uitlijning zal het systeem niet goed werken. Elektrische aansluitingen zijn bevestigd en het optische systeem is dan klaar om te worden bevestigd aan het schijfstationmechanisme.

Schijfstationmechanisme

• 2 Het optische systeem is bevestigd aan de motor die het zal aandrijven. Dit is op zijn beurt verbonden met de andere hoofdonderdelen van de schijf, inclusief de laadbak (indien aanwezig) en de spindelmotor. Andere tandwielen en riemen zijn bevestigd en het hele samenstel wordt in het hoofdlichaam geplaatst.

Interne elektronica

• 3 De elektronische componenten van de dvd-machine zijn geavanceerd en maken gebruik van de nieuwste elektronische verwerkingstechnologie. De printplaat wordt op dezelfde manier geproduceerd als die van andere elektronische apparatuur. Het proces begint met een bord waarop de elektronische configuratie is afgedrukt. Dit bord wordt vervolgens door een reeks machines gevoerd, die de juiste chips, diodes, condensatoren en andere elektronische onderdelen op de juiste plaatsen plaatsen. Het proces wordt uitgevoerd in een schone ruimte om schade te voorkomen die kan worden veroorzaakt door stof in de lucht. Als het klaar is, wordt het naar de volgende stap gestuurd om te solderen.
• 4 Een golfsoldeermachine wordt gebruikt om de elektronische componenten op het bord te bevestigen. Voordat een plank echter in de machine wordt gedaan, wordt deze eerst gewassen om eventuele verontreinigingen te verwijderen. Het bord wordt vervolgens verwarmd met infraroodwarmte. De onderkant van het bord wordt over een golf gesmolten soldeer geleid en door capillaire werking worden de juiste plekken opgevuld. Als het bord afkoelt, hardt het soldeer uit en houdt het de stukjes op hun plaats.

Eindmontage en verpakking

• 5 Als alle componenten klaar zijn, worden ze geassembleerd om het eindproduct te produceren. Het elektronische bord is aangesloten op de rest van de machine en het hoofddeksel is bevestigd. De dvd-machine wordt vervolgens naar een verpakkingsstation gestuurd waar ze samen met accessoires zoals schijven, handleidingen en netsnoeren worden verpakt. Vervolgens worden ze op pallets gezet en naar distributeurs en uiteindelijk klanten gestuurd.

Kwaliteitscontrole

Om de kwaliteit van de dvd-machines te waarborgen, worden tijdens het hele productieproces visuele en elektrische inspecties uitgevoerd en worden de meeste gebreken gedetecteerd. Bovendien worden de functionele prestaties van elke voltooide dvd-machine getest om er zeker van te zijn dat deze werkt. Deze tests worden uitgevoerd onder verschillende omgevingsomstandigheden, zoals extreme hitte en vochtigheid. Het gaat om het afspelen van een testschijf, die specifieke elektronische signalen zal produceren. Aangezien de meeste dvd-fabrikanten niet al hun eigen onderdelen produceren, zijn ze voor een goede kwaliteit sterk afhankelijk van hun leveranciers. De meeste fabrikanten stellen hun eigen kwaliteitsspecificaties, waaraan hun leveranciers moeten voldoen.

De Toekomst

DVD-technologie is relatief nieuw. Er zijn veel gebieden die de komende jaren verbeterd zullen worden. Belangrijke ontwikkelingen voor dvd zijn onder meer een grotere opslagcapaciteit, verbeterde leesmogelijkheden en een toename van het aantal beschikbare films in dvd-formaat.

Momenteel is het meest intensief bestudeerde gebied van dvd-technologie het vergroten van de gegevensopslagmogelijkheden. Hoewel de technologie al is ontwikkeld om schijven van 17 GB te produceren, hebben sommige bedrijven manieren gevonden om nog meer op te slaan. Er wordt een nieuwe coderingstechniek ontwikkeld die een drievoudige verbetering in dvd-opslag kan opleveren. Bij deze methode zullen de putten die op de schijf worden gemaakt een verschillende mate van diepte hebben. Hierdoor kan de pit coderen voor getallen van 0 tot 8 in plaats van alleen een 0 of 1. Verwacht wordt dat dvd-apparaten die deze technologie gebruiken in 1999 beschikbaar zullen zijn. Andere opslagmedia zijn ook veelbelovend. Onlangs is een nieuwe technologie gedemonstreerd die tot 30 GB aan gegevens kan bevatten. Dit systeem maakt gebruik van rode lasers en een magnetisch veld om de gegevens op te halen. Het gebruik van blauwe lasers kan een nog grotere opslagcapaciteit mogelijk maken.

Een ander verbeterpunt is het vermogen van de dvd-spelers om twee informatielagen op één kant van de schijf te lezen. Hoewel dvd-spelers in theorie twee informatielagen kunnen lezen, worden beide lagen zelden gebruikt vanwege de hoge kosten. Naarmate de technologie echter verbetert, moet dit obstakel worden overwonnen en kan het volledige potentieel van dvd's worden gerealiseerd.

Momenteel is een van de meest belemmerende factoren bij de ontwikkeling van dvd's het ontbreken van een universele standaard voor het opslaan en oppakken van media. Dit is vergelijkbaar met het probleem dat zich in de jaren tachtig ontwikkelde tussen VHS- en Beta-videobandspelers. In de nabije toekomst zou dit probleem moeten worden opgelost wanneer grote dvd-fabrikanten overeenstemming bereiken over een formaat.