ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Алгоритмы обработки сервосигналов

Тракты обработки сервосигналов обеспечивают управление скоростью вращения компакт- диска, слежение за фокусировкой лазерного луча и его движением строго по информацион­ной дорожке, а также перемещение оптического адаптера по полю компакт-диска (позицио­нирование). Управляющие сигналы, осуществляющие эти функции, тесно связаны друг с другом, и появление одного из них часто невозможно без наличия другого.

В зависимости от скорости вращения компакт-диска изменяется скорость поступления цифровой информации на устройства обработки, т. е. ее количество в определенный проме­жуток времени. Это количество может быть легко оценено. На анализе количества посту­пающей информации построен алгоритм подстройки скорости вращения диска. Если в про­цессе воспроизведения заполнение некоторого буфера данных не соответствует эталонно­му, то схема вырабатывает сигнал рассогласования, управляющий скоростью вращения электродвигателя привода диска. Кроме этого сигнала, имеются управляющие сигналы на­чала (ускорения) и окончания (торможения) воспроизведения.

Алгоритм управления фокусировкой луча состоит из двух частей: начальный поиск фо­куса и текущее слежение за фокусом. Для работы устройств фокусировки используется комбинация сигналов А, В, С, D фотодиодной матрицы (иногда сигналов только три) (см. рис. 9.26). В начальный момент воспроизведения, независимо от наличия компакт-дис­ка, запускается схема поиска, перемещающая несколько раз оптическую фокусирующую линзу для обнаружения момента точной фокусировки по максимуму постоянного напряже­ния, выделенного из сигнала данных. Эта схема формирует сигнал точной фокусировки.

В процессе воспроизведения с помощью схем сложения и вычитания (см. рис. 9.26) формируется и анализируется напряжение ошибки фокусировки (А + С) - (В + D), часто обозначаемое на схемах FER. Из него после коррекции и усиления формируется управляю­щий сигнал FE, который воздействует на обмотку катушки фокусировки оптического адап­тера и перемещает линзу до получения минимальной ошибки.

Процесс слежения за движением сфокусированного лазерного пучка по информацион­ной дорожке компакт-диска называется радиальным трекингом. Для этого используется комбинация трех его составляющих: одного главного А + В + С + D и двух боковых лучей EuF. Один из боковых лучей находится перед главным, а другой — после него. Они имеют небольшие противоположные смещения относительно середины дорожки. При воспроизве­дении постоянно вычисляется разность сигналов E-F, называемая ошибкой радиального трекинга TER. Чтобы обеспечить анализ одной и той же точки дорожки, сигнал переднего лу­ча должен быть задержан относительно заднего. Если главный луч движется точно по середи­не информационной дорожки, то ошибка равна нулю. При отклонении главного луча форми­руется напряжение TER соответствующего знака. Для воздействия на обмотку катушки тре­кинга оптического адаптера, которая перемещает объектив, это напряжение дополнительно усиливается и корректируется. На практике вместо TER часто используется обозначение ТЕ. Применяемая регулировка баланса трекинга предполагает установку симметрии сигналов бо­ковых лучей и, соответственно, симметричности сигнала ТЕ относительно нуля. Это достига­ется введением регулируемого постоянного напряжения в один из каналов Е или F.

Для отслеживания перемещения всего оптического адаптера по полю компакт-диска в радиальном направлении (позиционирования адаптера) используется несколько схем, фор­мирующих сигналы для управления электродвигателем позиционирования. При начальной установке оптический адаптер перемещается к нулевой (внутренней) дорожке диска. Кон­троль момента достижения нулевой дорожки обычно осуществляется с помощью концевого переключателя. В режиме воспроизведения используются уже упомянутая комбинация сиг­налов E — F, ее низкочастотная часть. При поиске необходимых фрагментов записи лазер­ный луч пересекает дорожки компакт-диска под управлением сигналов системы управле­ния. Для работы этой схемы используется информация зеркального детектора, контроли­рующего нахождение луча между дорожками на зеркальной поверхности (сигнал МИШ), компаратора точного трекинга (сигнал ТОК) и счетчика дорожек.