Оптическая считывающая система

 

В настоящее время в системах лазерных звукоснимателей нашла применение плоскостная оптическая система (ПОС) - от англ. Flat Optical Pichup (FOP) - в ко­торой полупроницаемая зеркальная призма. На схема­тичном рис.3.7 представлены основные элементы ПОС и прохождение потока излучения лазера через ее элементы.

Вырабатываемый ИЛД световой пучок первоначаль­но проходит через дифракционную решетку. При прохождении све­тового луча через узкую щель на ее выходе образуются, наряду с главным (самым ярким) лучом, по меньшей мере, два боковых лу­ча (рис.3.8). Каждый боковой луч первого порядка содер­жит почти 25% энергии главного луча и используется для системы отслеживания дорожки записи.

Прошедшие зеркальную призму лучи (50% потерь), проходя коллиматор, становятся параллельными и, отразившись от зеркальной призмы, сфокусированные объективом, попадают на информационную поверхность КД.

Отраженный от поверхности КД свет проходит оптические эле­менты в обратной последовательности.

В зеркальной призме 50% отраженного от КД лазерного излуче­ния отклоняется на детектирующее устройство. При этом предвари­тельно лучи проходят двояковогнутую линзу прежде, чем они попадают на детекторное поле. Предварительная двояково­гнутая линза делает пучок расходящимся, так что уже при малом рас­стоянии между зеркальной призмой и детекторным полем на поле падает световое пятно достаточного размера. Размер светового пят­на должен быть таким, чтобы были освещены все элементы детек­торного поля фотодиодной матрицы A – F (рис.3.9).

Из суммы сигналов четырех зон (A+B+C+D) восстанавливается ВЧ-сигнал, который содержит цифровую аудиоинформацию. В дифференциальном усилителе из сигналов, генерируемых че­тырьмя фотодатчиками (A+C)-(B+D), вырабатывается также и сигнал ошибки фокусировки.

Цилиндрическая линза служит совместно с главным, поделенным на четыре зоны (А - D), детекторным полем (фотодиодной матрицей) для распознавания состояния фокусировки. Цилиндрическая лин­за вызывает дисторсию лазерного луча (при неправильной фокуси­ровке луча на поверхности диска), придавая пятну луча вытянутую форму.

Два детектора боковых лучей E и F служат для отслеживания ошибки прохождения считывающего луча по середине информаци­онной дорожки. При оптимальном следовании главного луча по информационной дорожке соседние питы, расположенные на дорожке рядом со счи­тываемым питом, освещаются правым или левым краем соответст­вующих боковых лучей, так что отраженные от КД боковые лучи вызывают одинаковый сигнал с обоих детекторных полей E и F.

Так как формирование выходного напряжения происходит на дифференциальном усилителе, при смещении главного луча с информационной дорожки на выходе усилителя формируется напряжение коррекции (E - F), полярность которого зависит от направления отклонения, а величина пропорциональна степени отклонения главного луча от дорожки записи.

Описанные выше элементы звукоснимателя лазерного проигрывателя КД могут располагаться производителем очень по-разному. Однако с точки зрения поиска неисправностей, точная конфигурация оптических линз практически не имеет никакого значения. В случае неисправности заменяется весь модуль звукоснимателя.

 

Глава 3

Сервосистемы управления проигрывателя компакт-дисков

 

Прежде, чем перейти к рассмотрению принципов записи и воспроизведения информации с КД, рассмотрим работу сервосистем управления, предварительная информация о которых была дана в гл. 2. На рис.3.10 представлена примерная блок-схема организации сервоуправления в проигрывателе КД.

Проигрыватели КД, выпускаемые в настоящее время, как правило, содержат четыре различных сервосистемы:

- управления вращением диска;

- позиционирования лазерного звукоснимателя;

- автофокусировки (управление перемещением фокусирующей лин­зы);

- радиального слежения (управление перемещением объектива пер­пен-дикулярно дорожке записи).

 

3.l. Сервосистема управления вращением компакт-диска

 

Как уже было сказано, скорость движения дорожки относительно светового пятна звукоснимателя в проигрывателях КД должна оставаться постоянной. При этом диск вращается с переменной частотой, которая зависит от точки считывания информации на диске. Такие вариации частоты вращения диска обусловлены тем, что количество информации на внутренних дорожках диска меньше, чем нa его внешних дорожках. Управление двигателем привода, который обеспечивает такой характер вращения КД, осуществляется с помощью импульсов WFCK (тактовые импульсы записи) и RFCK (так­овые импульсы считываниования поток данных цифровой информации, считываемой с КД, в соответствии с тактовыми импульсами WFCK временно заносится в ОЗУ. При этом обращении к ОЗУ в зону памяти емкостью 64 байта записываются 32 символа, составляющие кадр данных. Таким образом, память оказывается заполненной до половины ее емкости. Затем информационные биты считываются из памяти в соответствии с тактовыми импульсами RFCK, частота сле­дования которых зависит только от кварцевого тактирования, что обеспечивает постоянный поток данных 4,3218 Мбит/с.

 

 

 

Если занесение в память информационных битов происходит со скоростью, не соответствующей скорости считывания информаци­онных битов из памяти, в ней нарушается половинно-полное состо­яние и начинает вырабатываться сигнал рассогласования, представ­ляющий собой импульсы, модулированные по широте. Скважность этого сигнала пошагово может изменяться от 1,6 до 98,4% (прини­мает 62 значения). При старте двигателя за 0,25 с устанавливается скважность импульсов 98,4%, после чего двигатель, после фазы ус­корения, начинает вращаться с постоянной частотой. При оста­новке двигателя за 0,2 с устанавливается скважность в 1,6%. Когда двигатель приобретает необходимую угловую скорость (установивший­ся режим), скважность сигнала управления двигателем диска со­ставляет 50%.

Процесс управления двигателем диска можно разделить на три ста­дии:

- запуск двигателя;

- установившийся режим (двигатель приобретает необходимую уг­ловую скорость вращения);

- остановка двигателя.

После того, какКД вставлен в проигрыватель и подано питание, двигатель диска запускается и начинает ускоряться, пока не будет до­стигнуто определенное значение скорости вращения. Работа двига­теля диска происходит под управлением сигналаCLV, поступаю­щего с управляющего микропроцессора (СМП) на декодер сигналов.

Изменение сигнала CLV при различных режимах работы двига­теля показано на рис.3.11.

 

 

 

 

В фазе старта диск работает вхолостую, и сигнал CLV имеет вы­сокий уровень. После определенного периода холостого хода, кото­рый устанавливается СМП, в течение воздействия импульса запус­ка продолжительностью около 0,4 с сигнал CLV переходит в состояние низкого уровня и далее опять приобретает высокий уро­вень, а двигатель диска начинает ускоряться. Схемы CLV, встроен­ные в процессор цифровой обработки, начинают анализировать ско­рость поступления информационного сигнала с диска. По окончании процесса ускорения, когда скорость считывания информации с КД достига­ет номинального уровня, двигатель начинает работать в режиме под­держания постоянной линейной скорости считывания информации с КД.

Этот процесс протекает до тех пор, пока в результате окончания программы диска или ручного воздействия не возникнет сигнал ос­тановки и СМП не изменит уровень сигнала CLV на высокий.

Одновременно с сигналом остановки наступает интервал тормо­жения. После остановки КД тормоз автоматически освобождается, и двигатель готов для нового запуска.