Servomechanismus je zařízení které provádí mechanický posun (v tomto případě po velmi malých krocích, protože CD/DVD má větší hustotu stop než pevný disk!) na základě elektrického signálu. CD mechanika potřebuje čtyři serva, aby mohla provádět základní operace. Jsou to: otáčení disku, zaostřování paprsku, vyhledávání stopy a sledování stopy.

Servo zajišťující otáčení disku má obzvláště těžkou úlohu. Mnohem složitější než u magnetického pevného disku. Hustota záznamu je na stopě CD navíc proměnná. CD je totiž nahráno s konstantní obvodovou rychlostí. Znamená to, že každá část dat na spirále musí pod čtecí hlavou probíhat stále stejnou rychlostí. Proto je rychlost otáčení větší při čtení u středu CD, zatímco směrem k okraji se snižuje. Čtecí hlava jde po průměru disku až narazí na korekční stopu. Pak čeká až projde korekční sektor. Po každé takové operaci musí servo řídící otáčení disku synchronizovat rychlost podle jednotlivého korekčního sektoru.

Poznámka: Tato rychlost se pohybuje od 210 do 539 otáček za minutu - u CD-DA, mechanika s dvoj-násobnou rychlostí má otáčky od 420 do 1 078, s dvanáctinásobnou rychlostí 2 520 až 6 468 (CLV) atd. V poslední době dochází k ústupu od používání konstantní obvodové rychlosti. Se zvyšující se rychlostí nebylo již možné zabezpečit delší trvanlivost pohonu mechaniky z důvodu nadměrného opotřebení, které vznikalo častým střídáním rychlostí. Uvědomte si, že pohon byl mnohdy nucen změnit velmi rychle otáčky z 2 520 na 6 468 a zpět a to třeba i mnohokrát za sebou. Takovou zátěž jistě žádný pohon dlouho nevydrží. Konstantní rychlost otáčení se tedy ukázala jako optimální řešení, řešící problém životnosti nejnamáhavější části me-chaniky. Problém změny rychlosti musela převzít logika. Použitím konstantní rychlosti otáčení se CD-ROM mechaniky vlastně začínají blížit svými vlastnostmi pevnému disku, i když stále zůstává podstatným rozlišo-vacím znakem spirální datová stopa. Rychlost otáčení se tak stává konstantní. Mechaniky tohoto typu jsou také tišší, protože při vyhledávání nemusí měnit rychlost otáčení. Ovšem při použití konstantní rychlosti otáčení se rychlost čtení s rostoucí vzdáleností od středu mění. CD-ROM označený jako 24x speed, tak může číst z okraje média až o 60% pomaleji rychleji než ze středu. Někteří výrobci to řeší skokovým zrychlováním otáčení v závislosti na vzdálenosti od středu disku.

Čas, který je nutný k nalezení správné rychlosti je hlavním důvodem, proč nejsou CD stejně rychlé jako pevné disky, které používají konstantní úhlovou rychlost otáčení (od 3 000 do 7 200 otáček za minutu podle typu). Zde je fyzická velikost sektoru proměnná. U středu je sektor kratší a směrem k okrajům se prodlužuje. Je tedy třeba větší plochy k uložení potřebné informace.

Další problém je ostření, přestože se může zdát, že CD je ideálně rovné, je vzhledem k mikroskopické velikosti bodu, ze kterého jsou data čtena, nemožné, aby nebylo třeba laser přeostřovat. Vzhledem k této mikroskopické velikosti a velikosti čtecí hlavy se dá drobné kolísání roviny povrchu CD přirovnat k rozbouřenému moři. Ohniskové (zaostřovací) servo používá zpětnou vazbu, která mu říká, zda je ohnisková vzdálenost malá nebo velká. Toho se dociluje vyhodnocováním pozice na přijímacím fotočlánku. Tato ploška je rozdělena na několik částí a podle místa dopadu dochází k vyslání signálu pro redukci zaostření paprsku. Je zde tedy další pohyb nahoru a dolů k pohybu otáčení CD.

Třetí pohyb je pohyb dovnitř a ven. Čtecí hlava se musí pohybovat při vyhledávání korekční stopy od středu k okraji a zpět. Díky adrese logického bloku (LBA) ví mechanika, který track je třeba nalézt. Potíž je v tom, že čtecí hlava musí nalézt jeden track z 50 000 přes rádius celého disku.

To je práce pro servo vyhledávající track (stopu), při blízkém hledání se pohybuje hlava relativně pomalu, protože se počítají prošlé stopy. Při vzdáleném vyhledávání se hlava může pohybovat rychleji a nemůže tedy správně počítat stopy. Místo toho se počítá čas potřebný k přesunu od-do, a přesun se provede po určený čas. Pak se zastaví a přečte data, aby zjistila, kde se nachází a podle toho se donastaví. Ke konečnému nalezení správné stopy může vést i několik takových kroků.

Některé CD mechaniky používají nezávislý snímač pozice, který pomáhá nalézt hlavě správnou pozici, ale ani tento způsob neumožňuje napoprvé po dlouhém hledání nalézt stopu přesně.

Posledním problémem je, aby hlava, která nalezla stopu, také na této stopě zůstala. Šíře datové spirály je 0,6 mikrometru. Mezi stopami je jeden mikrometr mezera (u médií o velikosti 80minut a více, je tato mezera ještě menší). Deformací může také dojít k tomu, že datová stopa nesleduje ideální spirálu a odbočuje z ní. Servo pro sledování stopy má tedy za úkol stále udržovat laserový paprsek na datové stopě. Pro udržení laseru na stopě je několik řešení, na tomto místě se jimi nebudeme dále zabývat. Konstatujme jen, že všechny fungují (velmi rozšířenou metodou je použití tzv. roztrojeného paprsku. Mechanika vysílá tři paralelní světelné svazky, vzniklé rozdělením laserového paprsku přes mřížku. Zatímco dva paprsky, které nesledují stopu jsou odraženy mimo, třetí, jenž přenáší datovou informaci, se vrací k fotocitlivému snímači. Servo se tedy bude snažit docílit u dvou paprsků konstantního signálu, čímž bude vlastně udržovat laser stále ve stopě.).

Jak vidíte, u CD se nesetkáte s problémem známým u floppy disků. U nich totiž dochází z důvodu nestejného umístění čtecí a záznamové hlavičky u různých FDD mechanik k tomu, že třeba disketu nahranou na jednom počítači na druhém nepřečtete (jistě vás napadne analogie s audio kazetami, kde je třeba nastavení hlav u levnějších magnetofonů korigovat malým šroubováčkem).

Kombinaci konstantní úhlové a obvodové rychlosti používá například Plextor. Aby byla zabezpečena maximální přenosová rychlost, otáčí diskem při čtení vnějších stop konstantní obvodovou úhlovou rychlostí (CAV 20×). Vnitřní část CD je naopak čtena s konstantní úhlovou obvodovou rychlostí (CLV 12×). Tím je docíleno až o 50% vyšší přenosové rychlosti než při standardní 20× rychlosti. Tato mechanika tedy v celkovém součtu dosahuje přenosové rychlosti odpovídající mechanice s rychlostí 24× (při stálé konstantní obvodové úhlové rychlosti CAV).

Tak, to je tedy další podrobnější popis, příště se ponoříme ještě hlouběji.