Система оптической записи "компакт-диск"
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
ской головкой. Упрощенная схема оптической головки показана на рис 8.
Рисунок 8
Источником излучения является полупроводниковый лазер, созданный на основе аренида галлия. Длина волны, излучаемой лазером 0.78 мкм, мощность 0.25 0.9 мВт.
Излучаемая мощность контролируется фотодиодом и поддерживается на постоянном уровне. Вариант схемы регулирования приведен на рис. 9.
LD лазер; MD фотодиод; Q103 усилитель; Q104 транзистор, регулирующий ток лазера.
Рисунок 9
Рисунок 10
Излучение лазера пропускается через диффракционную решетку. Решетка формирует главный луч и боковые лучи (см. рис. 10), которые необходимы для работы системы автотрекинга. Далее через конденсорную линзу излучение попадает на поляризационно-расщепляющую призму. На выходе призмы луч приобретает линейную (параллельную) поляризацию.
Часть энергии отводится на фотодиод, контролирующий мощность излучения. Основная часть энергии через анизотропную пластинку толщиной ?/4 и объектив попадает на поверхность компакт- диска. Анизотропная пластина изменяет положение плоскости поляризации на 450.
Луч, отраженный от поверхности компакт-диска, через объектив снова попадает на пластинку и снова изменяет положение плоскости поляризации на 450 . Таким образом, отраженный луч изменил ориентацию плоскости поляризации на 900 и теперь нормально поляризован. Призма отводит отраженный луч вправо через цилиндрическую линзу на фотоприёмник.
Фотоприёмник представляет собой матрицу из четырех основных фотодиодов (А, В, С, D) и двух фотодиодов (E, F) датчиков системы автотрекинга (см. рис. 11).
Рисунок 11
В зависимости от положения диска цилиндрическая линза создаёт на основной матрице световое пятно круглой формы, если фокусировка правильная, и эллиптической формы, если диск не в фокусе. Причем положение большой оси эллипса зависит от знака отклонения. Это позволяет сформировать информационный сигнал (А+В+С+D) и сигнал ошибки фокусировки ((А+С)-(В+D)). Сигнал ошибки фокусировки усиливается и поступает в катушку, управляющую положением объектива, т.е.обеспечивается автоматическая фокусировка луча. Излучение боковых лепестков создаёт на поверхности диска два пятна, которые при правильном положении основного луча располагаются справа и слева от дорожки. Свет, отраженный от этих пятен, принимается фотодиодами Е и F. Сигналы этих фотодиодов формируют сигнал ошибки трекинга Е F, восстанавливающий правильное положение основного луча на дорожке записи. Информационный сигнал, снятый с фотоприёмника, не может быть декодирован, т.к. имеет форму импульсов далекую от прямоугольной (см. рис. 12).
Рисунок 12
Поэтому cигнал нуждается в формировании. Сигал подают на компаратор, который формирует последовательность импульсов прямоугольной формы. Однако, длительность импульсов в этой последовательности может быть не кратной периоду тактовой частоты 4.3218 МГц.
а)
б)
Рисунок 13
Чтобы правильно декодировать информационный сигнал, необходимо сделать длительность импульсов кратной периоду тактовой частоты. Эта задача решается путем фазовой автоподстройки частоты. Структурная схема устройства показана на рис. 13 а, а временные диаграммы на рис. 13 б.
Формирование сигнала ошибки осуществляется фазовым детектором ФД, на один из входов которого подаётся напряжение, вырабатываемое генератором тактовой частоты, управляемым напряжением. На второй вход поступает последовательность импульсов ФИ, сформированных по фронтам информационного EFM сигнала. Фазовый детектор вырабатывает управляющее напряжение, пропорциональное величине и знаку ошибки ?.
Это напряжение изменяет частоту генератора ГУН так, чтобы длительность информационных импульсов стала кратной тактовой частоте. Для устранения искажений фронтов информационных импульсов они дополнительно формируются D-триггером. Сформированный сигнал поступает на демодулятор.
Для правильного декодирования информационной последовательности необходимо знать, где начинается кадр информации. Распознавание начала кадра производится по кадровому синхроимпульсу в устройстве цикловой синхронизации (см. рис. 13).
Рисунок 13
В опознавателе синхрогруппы поступающая последовательность сравнивается с хранящейся в памяти опознавателя копией синхроимпульса. При обнаружении совпадения фиксируется начало кадра и производится проверка правильности определения начала кадра. Для этого от найденного начала отсчитывается 588 бит (число бит в кадре) и проверяется наличие синхоимпульса. Если синхроимпульс обнаружен снова, то начало кадра определено правильно и блок защиты от ложного фазирования привязывает к этому моменту последовательность кадровых синхроимпульсов.
Аналогично определяется начало субкадра служебной информации.
После определения начала кадра информационная последовательность импульсов поступает на демодулятор кода 8/14, где преобразуется в 8-разрядный параллельный код и записывается в ОЗУ. Процесс записи информации в ОЗУ и считывание информации из ОЗУ происходит непрерывно. Но запись может производиться с изменяющейся скоростью, а считывание информации происходит с тактовой частотой, стабилизированной кварцем. Это позволяет снизить требования к двигателю, врвщвающему компакт-диск и практически полностью исключить детонацию.
Информация, считанная из ОЗУ, поступает в блок испр