Reproductor de DVD

El disco de video digital o el disco versátil digital (DVD) es un tipo de medio de almacenamiento de datos óptico capaz de almacenar hasta 17 gigabytes (GB) de información. Introducidos por primera vez a mediados de la década de 1990, se desarrollaron como una forma mejorada de tecnología de disco compacto (CD). Los DVD pueden producir imágenes y sonidos de tan alta calidad que se espera que eventualmente reemplacen tanto a las videograbadoras como a los reproductores de CD. Se prevé que el mercado de reproductores de DVD alcanzará los 10 millones de unidades para el año 2000.

Antecedentes

Los DVD funcionan de la misma manera que los CD convencionales. Al igual que en un CD, la información se codifica como una serie de pequeños huecos en el disco. Los boxes están organizados en una pista en espiral en una estructura similar a los discos de vinilo. Mediante el uso de un láser, estos pozos se pueden interpretar como código binario. Cuando se lee una superficie lisa, la máquina interpreta el punto de datos como un 0. Cuando se encuentra un hoyo, el punto de datos se lee como un 1. Sin embargo, la innovación clave que hace que los DVD sean superiores a los CD es el láser que se usa para leer y crear los hoyos. Los DVD utilizan un láser rojo de longitud de onda más corta que puede colocar hoyos más densos en las superficies de los discos. Esto no solo permite más datos, sino que también requiere que los discos tengan solo la mitad de grosor que los CD convencionales. En consecuencia, se pueden unir dos capas para crear un disco de doble cara que tiene el mismo grosor que un CD (1,2 mm).

El sistema de DVD tiene tres características que lo hacen muy deseable, incluida su alta capacidad de almacenamiento, interoperabilidad y compatibilidad con versiones anteriores. En las primeras etapas de la introducción de DVD, un solo disco puede contener hasta 4,7 GB de información. Esto equivale aproximadamente a siete CD-ROM. En versiones futuras de esta tecnología, un disco puede contener hasta 17 GB. Esta cantidad de espacio de almacenamiento cambiará literalmente la forma en que se desarrollan los programas de computadora y permitirá la inclusión de más videoclips. El formato de datos y el láser utilizados en los DVD serán los mismos para los reproductores de computadora que para los de televisión. Esto permitirá a los consumidores reproducir en sus computadoras los mismos discos que reproducen en su televisor. Los reproductores de DVD también podrán reproducir CD de tecnología actual. De esta manera, los consumidores no tendrán que comprar productos de reemplazo para sus colecciones de CD actuales.

Los DVD se pueden utilizar para una variedad de aplicaciones que incluyen películas, sistemas de audio, computadoras y videojuegos. Dado que la información almacenada en estos discos es electrónica, se estima que la calidad de la imagen es tres veces mejor que la de las imágenes VHS convencionales. Además, la imagen no se degenerará con la edad o el uso. Los programas informáticos también se beneficiarán de los DVD. Por ejemplo, los programas que solían ocupar varios CD ahora se pueden condensar en un solo DVD. Los videojuegos también se beneficiarán de la tecnología DVD. Dado que los DVD ofrecen gran capacidad de memoria e interactividad, se pueden incluir videoclips para mejorar la experiencia de reproducción.

Historial

Siempre ha sido importante desarrollar la capacidad de almacenar datos para su posterior recuperación. Los primeros sistemas verdaderos de almacenamiento y recuperación de datos fueron los diarios y los libros de contabilidad. Aunque todavía se utilizan hoy en día, son lentos, ineficientes y voluminosos. Cuando se desarrolló la computadora durante las décadas de 1950 y 1960, uno de sus principales beneficios fue su capacidad para almacenar y recuperar datos rápidamente. Esto se ha convertido en una de las piedras angulares del almacenamiento y la recuperación de información. Los primeros medios de almacenamiento computarizado incluían cosas como tarjetas perforadas, LP de vinilo, cinta magnética, cartuchos y discos magnéticos. A medida que las computadoras mejoraron, también lo hicieron las capacidades de almacenamiento de datos. A finales de la década de 1970, se introdujo el disco duro interno. Cada uno de estos sistemas de almacenamiento de datos se desarrolló para mejorar la conveniencia y eficiencia de los mejores métodos de almacenamiento disponibles. Muchos de estos sistemas continúan mejorando incluso hoy.

El desarrollo del DVD comenzó con la introducción por Sony del CD a principios de la década de 1980. Este nuevo medio de almacenamiento empleaba un láser para leer pequeños hoyos tallados en un disco. Los primeros reproductores de CD de audio se introdujeron en 1983. Fueron útiles porque era posible almacenar más de 75 minutos de música en un disco. Eso era casi el doble de lo que podía contener un LP de vinilo. Si bien su aceptación fue lenta, el CD finalmente reemplazó a los discos de vinilo como el medio preferido para los lanzamientos de audio.

Los reproductores de CD de vídeo se introdujeron a finales de la década. Por diversas razones, nunca llegaron a ser lo suficientemente populares como para reemplazar a las videograbadoras. El uso de CD en computadoras comenzó durante 1987. Estos dispositivos fueron útiles porque permitían almacenar hasta 650 megabytes (MB) en un solo disco. Hasta entonces, el almacenamiento máximo en un disco magnético era de 1,3 MB. Los primeros CD de computadora eran más lentos que las unidades de disco típicas y eran de solo lectura. Las velocidades de transferencia de datos aumentaron constantemente al igual que su capacidad para escribir datos. En 1994, se introdujeron los CD-ROM de velocidad 4X (memoria de solo lectura). En los dos años siguientes esto se duplicó. En 1996, estaban disponibles los CD-ROM de velocidad 24X. Los reproductores de CD grabables se produjeron por primera vez en 1996.

Introducido en 1996, el CD de escritura múltiple fue desarrollado por Matsushita utilizando un proceso dual de cambio de fase. Esto usa un láser para cambiar las propiedades reflectantes del disco. Las grabadoras de CD-RW actuales pueden utilizar esta tecnología.

A medida que se producían todos estos avances en la tecnología de CD, los investigadores continuaron buscando formas de mejorar la capacidad de almacenamiento de estas máquinas. Luego, los científicos descubrieron que al usar un láser de longitud de onda más corta, se podían empaquetar muchos más datos en un solo disco. Esto llevó a la creación del DVD. En 1997, se introdujeron los primeros reproductores de DVD. Estas máquinas son más lentas que los reproductores de CD más rápidos y aún no se pueden grabar. Sin embargo, los DVD de próxima generación que están programados para su lanzamiento durante 1999 serán más rápidos y emplearán tecnología de grabación. Eventualmente, se espera que el DVD reemplace a las videograbadoras y reproductores de CD.

Diseño

Un reproductor de DVD está diseñado como un reproductor de CD. Por ejemplo, las unidades de DVD de computadora tienen el mismo tamaño y forma que las unidades de CD-ROM. También tienen una carcasa exterior de plástico y vienen completos con botones de plástico en el panel frontal. Algunas unidades de DVD tienen una bandeja de plástico que se extiende desde la máquina para aceptar discos. Otros tienen un sistema de alimentación automático en el que se inserta el disco. Dentro de la unidad de DVD, los componentes electrónicos también son muy parecidos a los de una unidad de CD-ROM. Ambos tienen componentes electrónicos sofisticados e incluyen un mecanismo de unidad de disco, una placa de circuito impreso y un conjunto de sistema óptico. Si bien los mecanismos de la unidad de DVD vienen en varios diseños, cada uno básicamente consiste en un eje que sostiene el disco y un motor que lo hace girar. La placa de circuito contiene todos los componentes electrónicos, que ayudan a convertir los datos que se leen en un formato utilizable.

El conjunto del sistema óptico es la parte del DVD que lee los datos del disco y los transmite para convertirlos en código binario. En una máquina de DVD, esto consiste en un diodo láser rojo, que tiene la capacidad de producir pulsos de longitud de onda corta. Este es un láser rojo de bajo ruido que produce luz en el rango de 600-650 nanómetros (nm). Es mucho más corto que los láseres de 780 nm utilizados en los CD convencionales. El otro componente principal del conjunto del sistema óptico es el fotodiodo, que recibe la señal óptica del láser y la convierte en una señal electrónica. Los lentes y espejos altamente pulidos constituyen el resto del conjunto del sistema óptico.

Los discos DVD también se parecen a los CD-ROM, pero los datos están empaquetados de forma más compacta. La superficie del disco está recubierta con una capa de plata reflectante que está protegida por una capa delgada y dura de laca. Si se coloca una capa de oro semitransparente encima del Una comparación de la cantidad de datos que pueden contener un disco compacto y un disco DVD. Las densidades de pozo de los DVD son mucho mayores, lo que permite que el disco almacene al menos siete veces más datos que un CD. capa plateada reflectante, el disco se puede hacer para almacenar 2 capas de datos en un lado. Al usar menos energía, el láser puede leer los datos de la capa de oro primero y luego, al aumentar la potencia, puede leer la capa de plata. Esto casi duplica la capacidad de un lado a 8,5 GB. Eventualmente, un solo disco de doble cara podrá almacenar hasta 17 GB de datos.

Dado que los DVD se inventaron principalmente para películas, se requiere un sistema de compresión. Para hacer esto, los fabricantes han acordado utilizar el sistema de compresión MPEG-2 (Motion Picture Experts Group). Este es un sistema en el que solo se almacenan los elementos de la imagen que cambian de un marco a otro. Para audio, se utiliza compresión Dolby digital. Debido a que se utilizan ambos sistemas de compresión, también se debe incluir un descompresor o descodificador en el reproductor de DVD. Actualmente, esta es una tarjeta separada que se conecta a la computadora. La placa decodificadora procesa los datos del disco y los envía directamente al sistema de audio y gráficos de la computadora.

Materias primas

Se utiliza una variedad de materias primas en la construcción de reproductores y discos de DVD. El vidrio se utiliza para fabricar el láser y otros diodos del sistema. Los componentes principales de la placa de circuito están hechos de silicio. Para la carcasa se utiliza aluminio metálico y plástico duro. El material base de los discos es plástico. Además, están recubiertos con una capa de color plateado y una fina capa de oro. La superficie del disco se recubre además con una capa dura de laca para protegerla de daños.

El
proceso de fabricación

Los componentes de una máquina de DVD suelen ser fabricados por empresas independientes y luego ensamblados por el fabricante de DVD. La producción de los componentes es un proceso altamente especializado y solo unas pocas empresas están equipadas para abastecer a toda la industria. Los componentes principales incluyen el conjunto del sistema óptico, Un reproductor de DVD está compuesto por componentes electrónicos sofisticados, que incluyen un mecanismo de unidad de disco, una placa de circuito impreso y un montaje del sistema. Consiste en un eje que sostiene el disco y un motor que lo hace girar. La placa de circuito contiene todos los componentes electrónicos, que ayudan a convertir los datos que se leen en un formato utilizable. El conjunto del sistema óptico es la parte del DVD que lee los datos del disco y los transmite para convertirlos en código binario. placa de circuito electrónico interno y el mecanismo de la unidad de disco.

Sistema óptico

• 1 El sistema óptico está compuesto por láser, fotodetector, prisma, espejos y lentes. El láser y el fotodetector se instalan en una carcasa de plástico y los demás componentes se colocan en lugares específicos. Se tiene mucho cuidado en el posicionamiento de cada una de estas piezas porque sin una alineación adecuada, el sistema no funcionará correctamente. Se conectan las conexiones eléctricas y el sistema óptico está listo para ser conectado al mecanismo de la unidad de disco.

Mecanismo de la unidad de disco

• 2 El sistema óptico está conectado al motor que lo impulsará. Este, a su vez, está conectado a las otras partes principales de la unidad de disco, incluida la bandeja de carga (si está presente) y el motor del husillo. Se adjuntan otros engranajes y correas y todo el conjunto se coloca en el cuerpo principal.

Electrónica interna

• 3 Los componentes electrónicos de la máquina de DVD son sofisticados y utilizan lo último en tecnología de procesamiento electrónico. La placa de circuito se produce de forma muy similar a la de otros equipos electrónicos. El proceso comienza con una placa que tiene impresa la configuración electrónica. Luego, esta placa se pasa por una serie de máquinas, que colocan los chips, diodos, condensadores y otras piezas electrónicas apropiadas en los lugares apropiados. El proceso se realiza en una sala limpia para evitar daños que pueden ser causados ​​por el polvo en el aire. Cuando se completa, se envía al siguiente paso para soldar.
• 4 Se utiliza una máquina de soldadura por ola para fijar los componentes electrónicos a la placa. Sin embargo, antes de colocar una tabla en la máquina, primero se lava para eliminar cualquier contaminante. Luego, la placa se calienta mediante calor infrarrojo. La parte inferior de la placa se pasa sobre una ola de soldadura fundida y, a través de la acción capilar, se llenan los puntos apropiados. A medida que se deja enfriar la placa, la soldadura se endurece manteniendo las piezas en su lugar.

Montaje final y embalaje

• 5 Cuando todos los componentes están listos, se ensamblan para producir el producto final. La placa electrónica se conecta al resto de la máquina y se coloca la tapa principal. Luego, la máquina de DVD se envía a una estación de empaque donde se empaquetan junto con accesorios como discos, manuales y cables de alimentación. Luego se colocan en palés y se envían a los distribuidores y finalmente a los clientes.

Control de calidad

Para garantizar la calidad de las máquinas de DVD, se realizan inspecciones visuales y eléctricas durante todo el proceso de producción y se detectan la mayoría de los defectos. Además, se prueba el rendimiento funcional de cada máquina de DVD completa para asegurarse de que funcione. Estas pruebas se realizan en diferentes condiciones ambientales, como calor y humedad excesivos. Implican reproducir un disco de prueba, que producirá señales electrónicas específicas. Dado que la mayoría de los fabricantes de DVD no producen todas sus piezas, dependen en gran medida de sus proveedores para obtener una buena calidad. La mayoría de los fabricantes establecen sus propias especificaciones de calidad, que sus proveedores deben cumplir.

El futuro

La tecnología de DVD es relativamente nueva. Hay muchas áreas que se mejorarán en los próximos años. Los desarrollos clave para DVD incluyen una mayor capacidad de almacenamiento, una capacidad de lectura mejorada y un aumento en la cantidad de películas disponibles en formato DVD.

Actualmente, el área más intensamente estudiada de la tecnología de DVD es el aumento de las capacidades de almacenamiento de datos. Si bien la tecnología ya se ha desarrollado para producir discos de 17 GB, algunas empresas han encontrado formas de almacenar aún más. Se está desarrollando una nueva técnica de codificación que puede crear una mejora triple en el almacenamiento de DVD. En este método, los hoyos hechos en el disco tendrán diferentes grados de profundidad. Esto permitirá que el hoyo codifique números del 0 al 8 en lugar de solo un 0 o 1. Se anticipa que los dispositivos de DVD que utilizan esta tecnología estarán disponibles durante 1999. Otros medios de almacenamiento también son prometedores. Recientemente se ha demostrado una nueva tecnología que puede almacenar hasta 30 GB de datos. Este sistema utiliza láseres rojos y un campo magnético para recuperar los datos. El uso de láseres azules puede permitir una capacidad de almacenamiento aún mayor.

Otra área de mejora se encontrará en la capacidad de los reproductores de DVD para leer dos capas de información en una sola cara del disco. Aunque los reproductores de DVD teóricamente pueden leer dos capas de información, ambas capas rara vez se utilizan debido a su alto costo. Sin embargo, a medida que la tecnología mejore, este obstáculo debe superarse y se podrá aprovechar todo el potencial de los DVD.

Actualmente, uno de los factores más inhibidores en el desarrollo de DVD es la falta de un estándar universal para almacenar y recoger medios. Esto es similar al problema que se desarrolló en la década de 1980 entre los reproductores de cintas de video VHS y Beta. En un futuro próximo, este problema debería resolverse cuando los principales fabricantes de DVD acuerden un formato.