DVD-Player

---

Digital Video Disk oder Digital Versatile Disk (DVD) ist eine Art optisches Datenspeichermedium, das bis zu 17 Gigabyte (GB) an Informationen speichern kann. Sie wurden erstmals Mitte der 1990er Jahre eingeführt und als verbesserte Form der Compact Disk (CD)-Technologie entwickelt. DVDs können Bilder und Töne von so hoher Qualität erzeugen, dass sie voraussichtlich sowohl Videorekorder als auch CD-Player ersetzen werden. Es wird erwartet, dass der Markt für DVD-Player bis zum Jahr 2000 10 Millionen Einheiten erreichen wird.

Hintergrund

DVDs funktionieren ähnlich wie herkömmliche CDs. Genau wie bei einer CD sind die Informationen als eine Reihe winziger Vertiefungen in der Scheibe kodiert. Die Pits sind auf einer spiralförmigen Spur in einer Struktur ähnlich der von Schallplatten organisiert. Durch die Verwendung eines Lasers können diese Pits als Binärcode interpretiert werden. Wenn eine glatte Oberfläche gelesen wird, interpretiert das Gerät den Datenpunkt als 0. Wenn ein Pit angetroffen wird, wird der Datenpunkt als 1 gelesen. Die entscheidende Innovation, die DVDs jedoch CDs überlegen macht, ist der Laser zum Lesen und die Gruben erstellen. DVDs verwenden einen roten Laser mit kürzerer Wellenlänge, der Pits dichter auf der Oberfläche der Disks platzieren kann. Dies ermöglicht nicht nur mehr Daten, sondern erfordert auch, dass die Platten nur halb so dick sind wie herkömmliche CDs. Folglich können zwei Schichten miteinander verbunden werden, um eine doppelseitige Scheibe zu schaffen, die die gleiche Dicke wie eine CD (1,2 mm) hat.

Das DVD-System hat drei Eigenschaften, die es sehr wünschenswert machen, einschließlich seiner hohen Speicherkapazität, Interoperabilität und Abwärtskompatibilität. In den frühen Phasen der DVD-Einführung kann eine einzelne Festplatte bis zu 4,7 GB an Informationen enthalten. Dies entspricht ungefähr sieben CD-ROMs. In zukünftigen Versionen dieser Technologie kann eine Festplatte bis zu 17 GB aufnehmen. Diese Menge an Speicherplatz wird die Entwicklung von Computerprogrammen buchstäblich verändern und die Aufnahme von mehr Videoclips ermöglichen. Das Datenformat und der Laser, die bei DVDs verwendet werden, werden für Computer-Player und Fernseh-Player gleich sein. Auf diese Weise können Verbraucher dieselben Datenträger in ihren Computern wiedergeben, die sie auf ihrem Fernseher abspielen. DVD-Player können auch CDs mit aktueller Technologie abspielen. Auf diese Weise müssen Verbraucher keine Ersatzprodukte für ihre aktuellen CD-Sammlungen kaufen.

DVDs können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, darunter Filme, Audiosysteme, Computer und Videospiele. Da die auf diesen Platten gespeicherten Informationen elektronisch sind, wird die Bildqualität auf dreimal besser als bei herkömmlichen VHS-Bildern geschätzt. Darüber hinaus wird das Bild mit dem Alter oder Gebrauch nicht degenerieren. Auch Computerprogramme werden von DVDs profitieren. So lassen sich beispielsweise Programme, die früher mehrere CDs belegten, auf eine einzige DVD komprimieren. Auch Videospiele werden von der DVD-Technologie profitieren. Da DVDs hohe Speicher- und Interaktivitätsmöglichkeiten bieten, können Videoclips hinzugefügt werden, um das Spielerlebnis zu verbessern.

Verlauf

Die Entwicklung der Fähigkeit, Daten für den späteren Abruf zu speichern, war schon immer wichtig. Die ersten echten Datenspeicher- und -abrufsysteme waren Journale und Hauptbücher. Obwohl sie heute noch verwendet werden, sind sie langsam, ineffizient und sperrig. Als die Computer in den 1950er und 1960er Jahren entwickelt wurden, war einer ihrer Hauptvorteile ihre Fähigkeit, Daten schnell zu speichern und abzurufen. Dies ist mittlerweile zu einem der Eckpfeiler der Informationsspeicherung und -abfrage geworden. Frühe computerisierte Speichermedien umfassten solche Dinge wie Lochkarten, Vinyl-LPs, Magnetbänder, Kassetten und Magnetplatten. Mit der Verbesserung der Computer verbesserten sich auch die Datenspeicherfähigkeiten. In den späten 1970er Jahren wurde die interne Festplatte eingeführt. Jedes dieser Datenspeichersysteme wurde entwickelt, um den Komfort und die Effizienz der besten verfügbaren Speichermethoden zu verbessern. Viele dieser Systeme werden auch heute noch verbessert.

Die Entwicklung der DVD begann mit der Einführung der CD durch Sony in den frühen 1980er Jahren. Dieses neue Speichermedium verwendet einen Laser, um winzige Vertiefungen zu lesen, die in eine Scheibe geritzt sind. Die ersten CD-Audioplayer wurden 1983 eingeführt. Sie waren nützlich, weil es möglich war, mehr als 75 Minuten Musik auf einer Platte zu speichern. Das war fast doppelt so viel wie eine Vinyl-LP. Während ihre Akzeptanz langsam war, ersetzte die CD schließlich Vinyl-Schallplatten als bevorzugtes Medium der Wahl für Audio-Veröffentlichungen.

Video-CD-Player wurden später im Jahrzehnt eingeführt. Aus verschiedenen Gründen wurden sie nie populär genug, um Videorecorder zu ersetzen. Die Verwendung von CDs in Computern begann im Jahr 1987. Diese Geräte waren nützlich, da sie die Speicherung von bis zu 650 Megabyte (MB) auf einer einzigen Festplatte ermöglichten. Bis dahin betrug der maximale Speicherplatz auf einer Magnetplatte 1,3 MB. Frühe Computer-CDs waren langsamer als typische Plattenlaufwerke und konnten nur gelesen werden. Die Datenübertragungsgeschwindigkeiten stiegen ebenso wie ihre Fähigkeit zum Schreiben von Daten stetig. 1994 wurden CD-ROMs mit 4-facher Geschwindigkeit (Read Only Memory) eingeführt. In den nächsten zwei Jahren wurde diese verdoppelt. Bis 1996 waren CD-ROMs mit 24X-Geschwindigkeit verfügbar. Beschreibbare CD-Player wurden erstmals 1996 hergestellt.

Die 1996 eingeführte Multiple-Write-CD wurde von Matsushita mit einem dualen Phasenwechselverfahren entwickelt. Dabei wird ein Laser verwendet, um die Reflexionseigenschaften der Scheibe zu ändern. Aktuelle CD-RW-Recorder können diese Technologie verwenden.

Während all dieser Fortschritte in der CD-Technologie suchten die Forscher weiter nach Wegen, die Speicherkapazität dieser Maschinen zu verbessern. Dann entdeckten die Wissenschaftler, dass durch die Verwendung eines Lasers mit kürzerer Wellenlänge viel mehr Daten auf einer einzigen Platte gepackt werden könnten. Dies führte zur Entstehung der DVD. 1997 wurden die ersten DVD-Player eingeführt. Diese Maschinen sind langsamer als die schnellsten CD-Player und können noch nicht bespielt werden. Die DVDs der nächsten Generation, die 1999 auf den Markt kommen sollen, werden jedoch schneller sein und eine Aufnahmetechnologie verwenden. Schließlich wird erwartet, dass DVD Videorekorder und CD-Player ersetzen wird.

Design

Ein DVD-Player ist ähnlich aufgebaut wie ein CD-Player. Beispielsweise haben Computer-DVD-Laufwerke die gleiche Größe und Form wie CD-ROM-Laufwerke. Sie haben auch ein äußeres Kunststoffgehäuse und werden komplett mit Kunststoffknöpfen auf der Frontplatte geliefert. Einige DVD-Laufwerke verfügen über eine Kunststoffschale, die aus dem Gerät herausragt, um Datenträger aufzunehmen. Andere haben ein automatisches Zufuhrsystem, in das die Scheibe eingelegt wird. Auch im Inneren des DVD-Laufwerks ist die Elektronik ähnlich wie bei einem CD-ROM-Laufwerk. Beide verfügen über eine ausgeklügelte Elektronik und umfassen einen Plattenlaufwerkmechanismus, eine gedruckte Leiterplatte und eine optische Systembaugruppe. Während DVD-Laufwerksmechanismen in verschiedenen Ausführungen erhältlich sind, besteht jeder im Wesentlichen aus einer Spindel, die die Festplatte hält, und einem Motor, der sie dreht. Die Platine enthält alle elektronischen Komponenten, die dabei helfen, die gelesenen Daten in ein brauchbares Format umzuwandeln.

Die optische Systembaugruppe ist der Teil der DVD, der die Daten von der Disk liest und sie zur Umwandlung in Binärcode überträgt. In einer DVD-Maschine besteht diese aus einer Rotlaserdiode, die in der Lage ist, kurzwellige Pulse zu erzeugen. Dies ist ein rauscharmer roter Laser, der Licht im Bereich von 600-650 Nanometer (nm) erzeugt. Er ist viel kürzer als die 780-nm-Laser, die in herkömmlichen CDs verwendet werden. Die andere Hauptkomponente der optischen Systembaugruppe ist die Fotodiode, die das optische Signal vom Laser empfängt und in ein elektronisches Signal umwandelt. Hochglanzpolierte Linsen und Spiegel bilden den Rest der optischen Systembaugruppe.

DVDs sehen auch wie CD-ROMs aus, aber die Daten sind dichter zusammengepackt. Die Oberfläche der Scheibe ist mit einer reflektierenden Silberschicht überzogen, die durch eine dünne, harte Lackschicht geschützt wird. Wird eine halbtransparente Goldschicht auf die Ein Vergleich der Datenmenge, die eine CD und eine DVD enthalten können. Die Dichte der DVD-Pits ist viel höher, sodass die Platte mindestens siebenmal mehr Daten speichern kann als eine CD. reflektierende Silberschicht, kann die Platte so gemacht werden, dass sie 2 Datenschichten auf einer Seite speichert. Durch den geringeren Stromverbrauch kann der Laser zuerst die Daten aus der Goldschicht und dann durch Erhöhen der Leistung die Silberschicht lesen. Dadurch verdoppelt sich fast die Kapazität einer Seite auf 8,5 GB. Schließlich kann eine einzelne doppelseitige Festplatte bis zu 17 GB Daten speichern.

Da DVDs in erster Linie für Filme erfunden wurden, ist ein Komprimierungssystem erforderlich. Dazu haben sich die Hersteller bereit erklärt, das Kompressionssystem MPEG-2 (Motion Picture Experts Group) zu verwenden. Dies ist ein System, bei dem nur die Elemente des Bildes gespeichert werden, die sich von Bild zu Bild ändern. Für Audio wird die digitale Dolby-Komprimierung verwendet. Da beide Komprimierungssysteme verwendet werden, muss auch ein Dekomprimierer oder Decoder im DVD-Player enthalten sein. Derzeit ist dies eine separate Karte, die in den Computer eingesteckt wird. Die Decoderplatine verarbeitet Daten von der Festplatte und sendet sie direkt an das Grafik- und Audiosystem des Computers.

Rohstoffe

Beim Bau von DVD-Playern und -Disketten werden verschiedene Rohstoffe verwendet. Glas wird verwendet, um den Laser und andere Dioden im System herzustellen. Die Hauptkomponenten auf der Platine bestehen aus Silizium. Für das Gehäuse wird Aluminiummetall sowie ein harter Kunststoff verwendet. Das Grundmaterial der Scheiben ist Kunststoff. Sie sind zusätzlich mit einer silbernen Farbschicht und einer dünnen Goldschicht überzogen. Die Oberfläche der Scheibe ist zusätzlich mit einer harten Lackschicht überzogen, um sie vor Beschädigungen zu schützen.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Komponenten einer DVD-Maschine werden typischerweise von separaten Firmen hergestellt und dann vom DVD-Hersteller zusammengebaut. Die Herstellung der Einzelteile ist ein hochspezialisierter Prozess und nur wenige Unternehmen sind für die Belieferung der gesamten Branche gerüstet. Zu den Hauptkomponenten gehören die optische Systembaugruppe, Ein DVD-Player besteht aus hochentwickelter Elektronik, darunter ein Laufwerk, eine Leiterplatte und ein optisches Systemmontage. Es besteht aus einer Spindel, die die Scheibe hält, und einem Motor, der sie dreht. Die Platine enthält alle elektronischen Komponenten, die dabei helfen, die gelesenen Daten in ein brauchbares Format umzuwandeln. Die optische Systembaugruppe ist der Teil der DVD, der die Daten von der Disk liest und sie zur Umwandlung in Binärcode überträgt. interne elektronische Leiterplatte und den Laufwerksmechanismus.

Optisches System

• 1 Das optische System besteht aus Laser, Fotodetektor, Prisma, Spiegeln und Linsen. Der Laser und der Fotodetektor sind auf einem Kunststoffgehäuse installiert und die anderen Komponenten sind an bestimmten Stellen platziert. Bei der Positionierung jedes dieser Teile wird mit größter Sorgfalt vorgegangen, da das System ohne die richtige Ausrichtung nicht richtig funktioniert. Elektrische Verbindungen werden angebracht und das optische System ist dann bereit, an den Plattenantriebsmechanismus angeschlossen zu werden.

Laufwerkmechanismus

• 2 Das optische System ist mit dem Motor verbunden, der es antreibt. Dieser wiederum ist mit den anderen Hauptteilen des Plattenlaufwerks verbunden, einschließlich der Ladeschale (sofern vorhanden) und des Spindelmotors. Andere Zahnräder und Riemen werden angebracht und die gesamte Baugruppe wird im Hauptkörper platziert.

Interne Elektronik

• 3 Die elektronischen Komponenten des DVD-Geräts sind hoch entwickelt und verwenden die neueste elektronische Verarbeitungstechnologie. Die Leiterplatte wird ähnlich wie bei anderen elektronischen Geräten hergestellt. Der Prozess beginnt mit einer Platine, auf der die elektronische Konfiguration aufgedruckt ist. Diese Platine wird dann durch eine Reihe von Maschinen geführt, die die entsprechenden Chips, Dioden, Kondensatoren und andere elektronische Teile an den entsprechenden Stellen platzieren. Der Prozess wird in einem Reinraum durchgeführt, um Schäden durch Staub in der Luft zu vermeiden. Wenn es fertig ist, wird es zum nächsten Schritt zum Löten gesendet.
• 4 Eine Wellenlötmaschine wird verwendet, um die elektronischen Komponenten auf der Platine zu befestigen. Bevor ein Brett jedoch in die Maschine kommt, wird es zunächst gewaschen, um eventuelle Verunreinigungen zu entfernen. Anschließend wird die Platine mit Infrarotwärme erhitzt. Die Unterseite der Platine wird über eine Welle aus geschmolzenem Lot geführt und durch Kapillarwirkung werden die entsprechenden Stellen aufgefüllt. Wenn die Platine abkühlen kann, härtet das Lot aus und hält die Teile an Ort und Stelle.

Endmontage und Verpackung

• 5 Wenn alle Komponenten fertig sind, werden sie zum Endprodukt zusammengebaut. Die Elektronikplatine wird mit dem Rest der Maschine verbunden und die Hauptabdeckung wird angebracht. Die DVD-Maschine wird dann zu einer Verpackungsstation geschickt, wo sie zusammen mit Zubehör wie Disketten, Handbüchern und Netzkabeln verpackt werden. Anschließend werden sie auf Paletten gepackt und an Händler und schließlich Kunden verschickt.

Qualitätskontrolle

Um die Qualität der DVD-Maschinen sicherzustellen, werden während des gesamten Produktionsprozesses visuelle und elektrische Kontrollen durchgeführt und die meisten Fehler werden erkannt. Darüber hinaus wird die Funktionsleistung jedes fertiggestellten DVD-Geräts getestet, um sicherzustellen, dass es funktioniert. Diese Tests werden unter verschiedenen Umgebungsbedingungen wie übermäßiger Hitze und Feuchtigkeit durchgeführt. Sie beinhalten das Abspielen einer Testdiskette, die bestimmte elektronische Signale erzeugt. Da die meisten DVD-Hersteller nicht alle ihre Teile selbst herstellen, verlassen sie sich in Bezug auf gute Qualität stark auf ihre Lieferanten. Die meisten Hersteller legen ihre eigenen Qualitätsvorgaben fest, die ihre Lieferanten erfüllen müssen.

Die Zukunft

Die DVD-Technologie ist relativ neu. Es gibt viele Bereiche, die in den nächsten Jahren verbessert werden. Zu den wichtigsten Entwicklungen bei der DVD gehören eine größere Speicherkapazität, eine verbesserte Lesefähigkeit und eine Zunahme der Anzahl von Filmen, die im DVD-Format verfügbar sind.

Derzeit ist der am intensivsten untersuchte Bereich der DVD-Technologie die Erhöhung der Datenspeicherfähigkeiten. Während die Technologie bereits entwickelt wurde, um 17-GB-Festplatten herzustellen, haben einige Unternehmen Wege gefunden, noch mehr zu speichern. Es wird eine neue Codiertechnik entwickelt, die eine dreifache Verbesserung der DVD-Speicherung bewirken kann. Bei diesem Verfahren haben die auf der Platte erzeugten Pits unterschiedliche Tiefengrade. Dies wird es der Grube ermöglichen, Zahlen von 0 bis 8 anstelle von nur 0 oder 1 zu codieren. Es wird erwartet, dass DVD-Geräte mit dieser Technologie im Laufe des Jahres 1999 erhältlich sein werden. Andere Speichermedien sind ebenfalls vielversprechend. Vor kurzem wurde eine neue Technologie demonstriert, die bis zu 30 GB Daten speichern kann. Dieses System verwendet rote Laser und ein magnetisches Feld, um die Daten abzurufen. Die Verwendung von blauen Lasern kann eine noch größere Speicherkapazität ermöglichen.

Ein weiterer Verbesserungsbereich liegt in der Fähigkeit der DVD-Player, zwei Informationsschichten auf einer einzigen Seite der Platte zu lesen. Obwohl DVD-Player theoretisch zwei Informationsschichten lesen können, werden beide Schichten wegen ihrer hohen Kosten selten verwendet. Mit der Verbesserung der Technologie sollte dieses Hindernis jedoch überwunden und das volle Potenzial von DVDs ausgeschöpft werden.

Einer der hemmendsten Faktoren bei der Entwicklung von DVDs ist derzeit das Fehlen eines universellen Standards zum Aufbewahren und Aufnehmen von Medien. Dies ähnelt dem Problem, das sich in den 1980er Jahren zwischen VHS- und Beta-Videobandspielern entwickelte. In naher Zukunft soll dieses Problem gelöst werden, wenn sich die großen DVD-Hersteller auf ein Format einigen.