naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Слежение за дорожкой (автотрекинг)


репетитор,гдз,преподователь,учитель
Особенности звучания цифровых фонограмм, обусловленные аналого-цифровым преобразованием К содержанию Выделение цифрового сигнала и импульсов тактовой синхронизации
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

При тиражировании компакт-дисков неизбежно возникают некоторые отклонения записи, которые зовутся красивым словом эксцентриситет. Его (эксцентриситета) предельная величина, в соответствии со стандартом, не должна превышать ±70 мкм. Однако и эта цифра достаточно велика. Для воспроизведения информации с дорожки шириной 0,6...0,8 мкм нужно, чтобы сфокусированный луч лазера удерживался на ней с точностью ±0,1 мкм. Поэтому требуется применение системы автоматического слежения за дорожкой, называемой автотрекингом, с глубиной регулировки не менее 700. Исполнительный механизм такой системы должен перемещать объектив (или всю оптическую головку) в радиальном направлении, компенсируя влияние эксцентрисита.

Способ трех лучей

Для реализации данного способа, кроме основного считывающего луча, необходимы ещё два дополнительных, которые формируются путем расщепления основного. Для формирования дополнительных лучей в качестве светоделителя с равным успехом могут быть использованы полупрозрачное зеркало, поляризационная призма, фазовая дифракционная решетка или оптические клинья. Расположение основного и дополнительных пятен на дорожке при трехлучевом способе автотрекинга показано на рис. 1.


Положение сфокусированных пятен на дорожке при трехлучевом способе автотрекинга
Трехлучевой способ автотрекинга

.Рис. 1 - Положение сфокусированных пятен на дорожке при трехлучевом способе автотрекинга

Основной луч А располагается посередине, а дополнительные В и С - по обеим сторонам от него вдоль оси дорожки на расстоянии Y. Кроме того, дополнительные лучи смещены перпендикулярно оси дорожки на некоторую величину Х. Один (В) смещен влево, другой (С) - на такую же величину вправо. Каждому из трех лучей соответствует свой фотоприемник.

Когда основной луч А следует точно по центру дорожки, дополнительные лучи В и С только слегка захватывают её каждый со своей стороны. Сигналы с фотоприемников дополнительных лучей одинаковы, а разность их, соответственно, равна нулю. Если основной луч А смещается в ту или иную сторону, то один из фотоприемников дополнительных лучей начинает получать больше света, а другой - меньше. При их вычитании получается определенная разность, которая и будет характеризовать величину и знак сигнала ошибки.

Из-за простоты и устойчивости в работе способ трех лучей получил наиболее широкое распространение в проигрывателях компакт-дисков, хотя и является очень старым, заимствованным ещё из системы лазерной видеозаписи LV (Laser Vision).

Дифракционный способ

При таком способе используется явление дифракции света на микрорельефе регистрирующего слоя компакт-диска.

Под дифракцией в оптике понимают любое отклонение световых лучей от прямых линий, возникающее в результате ограничения или искажения волнового фронта. Дифракционные явления присущи любому изображению, полученному с помощью оптических приборов, поскольку фронт световой волны, проходящий через оптику, всегда ограничен её размерами.

Если размеры изображаемых предметов велики в сравнении с длиной волны света, то эти явления теряются на фоне общей картины изображения. Но если размеры предметов и длина волны излучения имеют один порядок, как в случае пит на поверхности компакт-диска, то дифракционная структура изображения начинает играть определяющую роль.

Распределение интенсивности монохроматического излучения после прохождения через широкую щель Распределение интенсивности монохромотического излучения после прохождения через узкую щель Распределение интенсивности монохромотического излучения после прохождения через оптическую систему
а)  (Zoom) б)  (Zoom) в)  (Zoom)

Рис. 2 - Распределение интенсивности монохроматического излучения после прохождения щели:
а) широкая щель; б) узкая щель; в) оптическая система

На рис. 2 показано распределение интенсивности I монохроматического излучения после прохождения им щели, ширина которой α велика в сравнении с длиной волны света λ (диагр. а), и распределение интенсивности того же излучения после прохождения щели, ширина которой сравнима с длиной волны падающего света (диагр. б). В первом случае дифракция незаметна, во втором - распределение интенсивности имеет ряд максимумов и минимумов, положение которых зависит от ширины щели и длины волны излучения.

Аналогичные явления имеют место не только при прохождении через узкую щель, но и при отражении от поверхности, имеющей узкие полосы с малым коэффициентом отражения. В случае поверхности компакт-диска такими полосами являются дорожки с питами. Поскольку излучение лазера является когерентным, а глубина пит меньше четверти длины волны, то эффект "темной полосы" возникает за счет разности хода лучей, отраженных от зеркальной поверхности и от пита.

Чтобы использовать явление дифракции для автотрекинга требуется всего один луч и двухплощадочный фотоприемник. При этом очень важен тот факт, что глубина пит (~0,1 мкм) меньше четверти длины волны излучения лазера (0,78/4~0,2 мкм), так как только в этом случае при смещении считывающего пятна дифракционная картина на фотоприемнике будет несимметричной (рис. 3).


Распределение света на ФП при автотрекинге с дифракционным способом

Рис. 3 - Распределение света на ФП при автотрекинге дифракционным способом

Данный способ прост, но имеет один существенный недостаток. Для его реализации необходимо перемещать не только объектив, но и всю оптическую систему целиком, иначе пятно с фотоприемника будет смещаться в ту или иную сторону.

Фазовый способ

Этот способ похож на вышеописанный, но для его осуществления достаточно перемещать только линзу объектива. Здесь разностный сигнал регулирования меньше зависит от глубины пит и может быть получен даже при глубине, равной четверти длины волны излучения лазера.


Автотрекинг по фазовому способу

Рис. 4 - Автотрекинг по фазовому способу

Фазовый метод, так же как и дифракционный, основан на изменении распределения отраженного света в зависимости от взаимного положения светового пятна и пит. Изменение распределения регистрируется четырехплощадочным фотоприемником (рис. 4). На рис. 5 показаны различные формы распределения света на фотоприемнике при различных положениях пятна и пита.


Картины распределения света на ФП при фазовом способе автотрекинга

Рис. 5 - Картины распределения света на ФП при фазовом способе автотрекинга

Разностный сигнал управления по этому методу определяется как (a+b)-(c+d), а информационный сигнал как a+b+c+d. При точном следовании считывающего пятна по центру дорожки картина на фотоприемнике будет меняться, оставаясь при этом симметричной, а разностный сигнал будет равен нулю. Если пятно сместится вправо или влево, то разностный сигнал будет иметь синусоидальную форму, сдвинутую по фазе на 90° относительно информационного сигнала. Сигнал управления получается путем детектирования этой фазы гетеродинным детектором (рис. 4).

Существуют и другие способы реализации систем радиального слежения, но на практике они практически не используются, по крайней мере в бытовой аппаратуре.

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Особенности звучания цифровых фонограмм, обусловленные аналого-цифровым преобразованием К содержанию Выделение цифрового сигнала и импульсов тактовой синхронизации
репетитор,гдз,преподователь,учитель
Новости:




 

copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь