ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оптическая запись из "Цифровая звукозапись " Общие сведения. Оптические способы цифровой записи реализованы сравнительно недавно. Они интенсивно развиваются и находят все более широкое распространение в вычислительной технике, точной записи и в быту [7, 8]. В последнее время их стали применять в радиовещании и на телевидении. Общей особенностью оптических способов записи на диске (рис. 1.10) является использование в качестве поля, воздействующего на вращающийся дисковый носитель записи, когерентного электромагнитного излучения лазера, модулированного записываемым сигналом. Сфокусированный луч вызывает остаточные изменения рабочего слоя носителя, образуя дорожку записи. При воспроизведении дорожка освещается сфокусированным лучом лазера непрерывного излучения, и отраженный от дорожки или прошедший сквозь нее луч, приобретая модуляцию, поступает на фотоприемник, где преобразуется в электрический сигнал. Испускаемый луч удается сфокусировать до малых размеров, в результате чего достигается большая поверхностная плотность записи. [c.14] Фокусируют пятно в заданной локальной зоне носителя и позиционируют его с целью точного слежения за дорожкой записи (воспроизведения) с помощью подвижных оптических элементов, охваченных системами автоматического регулирования (САР). Пример структуры САР оптической головки приведен на рис. 1.11. Подвижным элементом в оптической системе часто служит линза, совмещенная с обмоткой, помещенной в магнитное поле (рис. 1.12), Силы перемещения линзы образуются благодаря взаимодействию поля обмотки и магнитного поля электромагнита. [c.14] Используемые системы позиционирования и фокусировки основаны на применении законов линейной оптики [8, 9]. [c.15] При удалении линзы от отражающей поверхности пучок света окажется сходящимся. Угол падения луча А уменьшится, а луча В увеличится по отношению к предельному углу 0. Свет попадает на фотоприемник Л, и напряжение Y оказывается меньше нуля. Напряжение У является сигналом ошибки САР фокусировки. [c.16] Пример выделения сигнала ошибки фокусировки путем использования явления астигматизма показан на рис. 1.14. Луч от источника, пройдя через светоделительную пластину, линзу и отразившись от поверхности и пластины, проходит через цилиндрическую линзу и попадает на поверхности четырехсекционного фотоприемника. [c.16] Секции а, Ь, с, d соединены с усилителями детектора, как показано на рисунке. За счет астигматизма при удалении отражающей поверхности от линзы пятно на фотоприемнике вытянется в горизонтальном направлении, а при ее приближении — в вертикальном, и разбаланс освещенности-секций приведет к появлению сигнала ошибки (У 0 или У 0). [c.16] Метод опорной призмы иллюстрируется рис. 1.16, который не требует пояснений. [c.17] Возможны различные методы слежения за дорожкой. Метод трех лучей системы слежения за дорожкой иллюстрируется рис. 1.17. Путем расщепления луча дифракционной решеткой проецируют иа рабочую поверхность три луча— основной и два дополнительных А и В). Дополнительные лучи, отражаясь и проходя через оптическую систему, попадают на секции фотоприемника, соединенные с дифференциальным усилителем детектора. При точном совпадении пятна основного луча с дорожкой дополнительные лучи симметрично смещены в стороны и лишь частично и одинаковым образом перекрывают ее (средний рисунок). Сигнал ошибки У на выходе детектора, определяемый разницей интенсивности отраженных от дорожки дополнительных лучей А—В), равен иулю. При смещении пятен относительно середины дорожки в какую-либо сторону интенсивность отраженных дополнительных лучей Л и В становится различной, н на выходе детектора вырабатывается сигнал ошибки (У 0 или У 0). [c.17] На практике применяют помимо перечисленных и другие методы выделения сигналов ошибки фокусировки и слежения за дорожкой, а также различные нх комбинации. [c.18] Обычно в оптической головке, выполненной в виде конструктивно законченного узла, размещают оптическую систему с приводами оптических элементов, модулятором и детекторами ошибок слежеиия, фотоприемником основного сигнала. В устройствах воспроизведения в головке размещают и полупроводниковый лазер. Иногда головки выполняют в интегральном исполнении с тонкопленочными оптическими и оптоэлектрическими и электрооптическими элементами. [c.18] Для перехода с дорожки на дорожку используют систему радиального (или дугового) перемещения оптической головки относительно диска с САР. [c.18] Предел разрешения оптической системы уо зависит от длины волны излучения X и числовой апертуры А (рис. 1.20) и для когерентного излучения составляет [9] г/о О,77Х/ =0,77Х/( sin 0). Это соответствует пространственной частоте 2/(/о 2Л/(0,77Х), периодов на метр, или при равномерной скорости v (м/с) — частоте f( 2Av/ 0,77X). [c.19] Амплитудно-частотная характеристика имеет спадающий характер, что приводит к расширению фронтов. Канал оптической записи часто имеет несимметричную амплитудную характеристику и вносит линейные и нелинейные искажения. Ошибки фокусировки и слежения за дорожкой могут приводить к мультипликативным помехам. Неоднородные свойства носителя приводят к аддитивной помехе, к которой добавляются шумы фотоприемника. Дефекты носителя вызывают выпадения сигнала. Следует отметить, что для опти-.е кой записи, как правило, используют носитель с достаточно толстым защитным прозрачным покрытием рабочего слоя. Апертурный угол при фокусировке луча достаточно велик, и диаметр фокусируемого луча на поверхности защитного слоя приблизительно равен 1 мм. Поэтому в отношении выпадений в большей степени опасны дефекты рабочего слоя носителя, приобретенные в процессе его производства. При эксплуатации носителя пыль и мелкие царапины на защитном слое несущественно влияют на выпадення сигнала. [c.19] Предельные характеристики, достигнутые в области оптической записи — воспроизведения, следующие интервал бита 0,8. .. 1 мкм, шаг дорожек 1,6 мкм, поверхностная плотность записи 0,78 Мбит/мм , отношение сигнал-шум 40. .. 50 дБ. [c.19] Вернуться к основной статье