Способ записи информации на синхродиски и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК H03M1/22 

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость перемещения светового луча в .радиальном направлении и скорость вращения синхродиска изменяют обратно пропорционально радиальному удалению свето вого луча от дентра синхродиска.

3.Устройство для записи информадии на синхродиски, содержащее двигатель вращения, кинематически связанный с датчиками углового и начального положений, проекдионный блок, состоящий из последовательно соединенных источника излучения, модулятора излучения и фокусирующей системы, первый и второй регистры, последовательно соединенные умножитель и первый делитель частоты, выход которого соединен с управляющим входом модулятора излучения, а вход синхронизации соединен с выходом датчика начального положения, к управляющим входам умножителя и первого делителя частоты под-ключены соответствующие выходы первого и второго регистров, а сигнальный вход умножителя частоты соединен с выходом датчика углового положения, отличающееся тем, что в него введены блок управления, третий регистр, первый блок сравнения,второй делитель частоты и счетчик,последовательно

115

108

соединенные датчик радиального положения, второй блок сравнения, первый корректирующий блок, первый усилитель мощности и линейньвл двигатель, последовательно соединенные опорные генератор, третий делитель частоты, фазовый детектор, второй корректирующий блок и второй усилитель мощности выход которого соединен с управляющим входом двигателя вращения, проекционный блок механически связан с датчиком радиального положения и линейнам двигателем, выход датчика радиального положения соединен с управляющим входом третьего делителя частоты, второй вход фазового детектора соединен с выходом датчика углового положения., выход второго делителя частоты связан с управляющим входо счетчика а вход соединен с выходом третьего делителя частоты, выход счетчика соединен со вторыми входами первого и второго блоков сравнения, выход третьего регистра соединен с первым входом первого блока сравнения, вход блока управления соединен с выходом первого блока сравнения, а выходы блока управления соединены с соответствующими информационными и синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров и счетчика.

1. Способ записи информации на синхродиски,. заключающийся в экспонировании световым лучом светочувствительной поверхности синхродиска при непрерывном его вращении и фазовой модуляции светового потока луча синхронно с изменением текущей фазы углового положения синхродиска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности записи информации, экспонирование синхродорожек синхродиска осуществляют путем многократного прохода светочувствительной поверхности синхродорожек световым лучом, размер поперечного сечения которого в радиальном направлении устанавливают равным г р/п , где р -. размер синхродорожки в радиальном направлении, an- число (Л проходов синхродорожки световым лучом. сд Oi 00

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для фотоэлектрического преобразования угловых перемещений и их измерения.

Целью изобретения является повышение точности записи информации на синхродисках.

На фиг. 1 представлена структура синхродиска, поясняющая способ записи информации на диск на примере записи одной регулярной синхродорожки; на фиг. 2 показано образование качественного различия структур двух регулярньпс синхродорожек, экспонированных одновременно и за одно и то же время согласно предлагаемому и известному поразрядному способам соответственно (на фиг. 2а - изменение тангенциальной составляющей внешнего возмущения;

на фиг. 2S - развертка структуры синхродорожки, записанной согласно поразрядному способу; на фиг. 2 В-распределение ошибки углового положения градаций синхродорожки, записанной согласно поразрядному способу; на фиг. 22 развертка структуры синхродорожки, записанной согласно предлагаемому способу); на фиг. 3 - структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит двигатель 1 вращения, кинематически соединенный со шпинделем 2, на котором закреплен синхродиск 3 со светочувствительным слоем, связанные со шпинделем 2 датчик 4 углового положения и датчик 5 начального положения шпинделя, проекционный блок 6, состоящий из последовательно включенных источника 7 излучения, модулятора 8 излучения и фокусирующей системы 9, оптически связанной с синхродиском 3, блок 10 управления, управляющий работой первого регистра 11, второго регистра 12, третьего регистра 13, счетчик 14 с предварительной записью информации и тактируемый сигналом с первого блока 15 сравнения, последовательно соединенные датчик 16 радиального положения проекционного блока 6, второй блок 17 сравнения, первьш корректирующий блок 18, первый усилитель 19 мощности и линейный двигатель 20, механически связанный с проекционным блоком 6, последовательно соединенные умножитель 21 частоты и управляющий работой модуля- 20 тора 8 первый делитель 22 частоты, последовательно соединенные фазовый детекто р 23, второй корректирующий блок 24 и второй усилитель 25 мощности, подключенный к управляющему входу двигателя 1 вращения, а также последовательно соединенные опорный генератор 26 частоты, третий делител 27 частоты и второй делитель 28 частоты. К первому входу первого блока 15 сравнения подключен выход третьег регистра 13, выход счетчика 14 подключен ко вторым входам первого и второго блоков 15 и 17 сравнения, выходы первого и второго регистров 11 и 12 подключены соответственно к управляющим входам умножителя 21 и первого делителя 22 частоты, вход синхронизации которого связан с выходом 5 начального положения, выход датчика 16 радиального положения подключен к управляющему входу третьего делителя 27 частоты, выход датчика 4 углового положения подключен к сигнальному входу умножителя 21 частоты и ко второму входу фазового детектора 23, к первому входу которого подключен выход третьего делителя 27 частоты. Замкнутые в кольцо двигатель 1 вращения, шпиндель 2, датчик 4 углового положения, фазовый детектор 23, второй корректирующий блок 24 и второй усилитель 25 мощности образую следящую систему 30 задания скорости „ вращения шпинделя 2, а замкнутые в кольцо проекционный блок 6, датчик 16 радиального положения, второй блок

17 сравнения, первый корректируюпщй блок 18, первый усилитель 19 мощности и линейный двигатель 20 представляет собой следящую систему 29 задания скорости радиального перемещения проекционного блока 6.

В начальный момент времени блок

10управления задает условия рпределяющие радиальное положение и требуемое число градаций наносимой синхродорожки: в первьш и второй регистры

11и 12 записываются соответственно коды чисел, определяющих коэффициент умножения умножителя 21 частоты и

коэффициент деления первого делителя 22 частоты, в счетчик 14 по информационному входу записывается код числа, определяющего начальный радиус первой синхродорожки, а в третий регистр 13 записывается код числа, опр еделяющего конечный радиус первой синхро- дорожки. Затем следящая система 29 задания скорости радиального перемещения, работая в режиме позиционирования, выводит проекционный блок 6 в радиальное положение, соответствующее начальному радиусу первой синхродорожки. После окончания переходного процесса на выходе датчика 16 радиального положения устанавливается код числа, равный начальному радиусу с точностью до ошибки следящей системы 29 по входному воздействию. Выходной код датчика 16 радиального положения определяет также коэффициент деления третьего делителя 27 частоты, с выхода которого снимается сигнал с частотой, обратно пропорциональной начальному радиусу записи. Выходная частота третьего делителя 27 частоты является опорной частотой для следящей системы 30 задания скорости вращения шпинделя 2. В установившемся режиме частота сигнала, снимаемого с датчика 4 углового положения, равна частоте сигнала на выходе третьего делителя 27 с точностью до ошибки следящей системы 30 по входному воздействию. Одновременно сигнал с третьего делителя 27, пройдя второй делитель 28 частоты, поступает на счетный вход счетчика 14. Изменение выходного кода счетчика 14 отслеживается следящей системой 29 задания скорости радиального перемещения и приводит к радиальному перемещению проекционного блока 6. Следящая система 29 начинает работать в

режиме отработки, заданной скоросги радиального перемещения. Скорость радиального перемещения проекг1ионн(5го блока 6 и скорость вррц.ения пгпинделя 2 изменяются во в./ (И Оратио пропорционально теку1чс: ;у 1к:.д:..:.;;ьному положению проекц1к) бг.окл 6, что обеспечиваете; iie.-cMrivi-;ii;j,HM изменением выходной ч;1с,.-оты третьего делителя 27 4acr;vv,j. Второй делитель 28 частоты сл;у-жнт для должного согласования скорости радиального неремещения нроекционпого блока 6 со скоростью вращения шпинделя 2. Сигна с выхода датчика 4 углового положения, пройдя умножитель 21 частоты и первый делитель 22 частоты, поступает на управляюнщй вход модулятора 8 излучения. Световой сигнал источника 7 излучения, пройдя модулятор 8 и фокусирующую систему 9, воздействует на светочувствительный слой синхродиска 3. Число градаций Р , которые экспонируются на синхродиске 3, определяется как Р NM/I), где W - число выходных импульсов датчика 4 углового положения, приходящихся на один оборот шпинделя 2; М, О соответственно коэффициент умножения умножителя 21 и коэффидиент деления первого делителя 22 частоты. Как только выходной код счетчика 14 сравняется с кодом числа третьего регистра 13,Определяющего конечный радиус первой синхродорожки первый блок 15 сравнения выдает сигнал на блок 10 управления, который по этому сигналу выставляет на своих выходах коды чисел, соответствующих новым значениям начального и конечного радиусов, а также числу градаций второй синхродорожки. Описанный цикл повторяется требуемое число раз равное числу наносимых синхродорожекПри равномерном вращении синхродиска и непрерывном радиальном перемещении экспонирующего светового пятна траектория перемещения светового пятна по отношению к поверхности синхродиска представляет собой спираль Архимеда, а градации наносимой синхродорожки формируются на с1-1ежных в радиальном направлении экспонированных участков этой спирали,

На фиг. 1 поясняется предлагаемый способ на примере формирования структуры одной регулярной синхродорожки.

Экспонированные участки показаны толстыми линиями, ширина которых соответствует радиальному размеру экспонирующего светового пятна, а пунктиром отмечена траектория светового пятна между смежными в тангенциальном направлении участками. Для ясности условно показан случай, когд смежные в радиальном направлении экспонированные участки не перекрывают друг друга. В действительности при отмеченных ограничениях на скорость радиального перемещения экспонирующего светового пятна формирование гроТи;ий осуществляют с наложением сме-,. ifaix радиальных участков так что образуется сплошная, а, ке прерывистая (как показано на фиг. 1) структура градаций.

Важнейи1им п. -.vru,ecT:70M предлагаемого способа ПС.. отн(::1;1екию к по азрядному способу является более высока пoмexoзaщиIlIeннocт J и, как следствие, повышенная точность нанесения углового положения градаций синхродорожек, Это объясняется тем, что действие большинства возмзщений в процессе . записи оказывает слабое влияние на точность нанесения углового положения градаций, а проявляется лишь в искажении профиля наносимых грл,-1аций. Благодаря характерной для рассматриваемого способа высокой скорости экспонирования узких радиальных зон градаций и тому, что профиль градаций формируется путем многократного наложения смежных в радиальном направлении экспонированных зон - участков спирали Архимеда - действие короткопериодических и импульсных возмущений (например, случайные сотрясения установки для записи) приводит к ошибкам формирования не всего профиля градаций, а лишь тех радиальных зон градаций, которые были проэкспонированы во время действия возмущения. По тем же причинам крупнопериодические и медленно изменяющиеся вoзмyщeJ ия (изменение линейных размеров узлов установки для записи при изменении температуры, разъюстировка узлов под действием внутренних напряжений, уход пространственного положения светового луча и т.п.), период изменения или время действия которых сравнимо или больше времени экспонирования синхродорожки, приводят к одинаковому искажению профиля одновременно всех (а не части как в пор рядном способе) градаций, но практи чески не оказывают влияния на фазов модуляцию пространственной частоты следования градаций, т.е. на разбро нанесенного углового положения градаций относительно их расчетного идеального положения. Чтобы, проиллюстрировать изложенн рассмотрим проявление внешнего возмущения, приводящего в процессе зап синхродорожки к пространственному смещению светового пятна относитель центра вращения синхродиска. Уход светового луча в тангенциальном направлении на величину Bj сопровождается Появлением погрешности 0 нанесения текущего углового положения градаций: 6 /R, где R - текущий радиус записи синхродорожки. Для наглядности сравним между собой структуры двух синхродорожек, записанных одновременно, за одно и то же время (можно показать, что производительность сравни ваемых способов в первом приближени одинакова) и на тех же радиусах по поразрядному и предлагаемому способам записи. Положим, что действие возмущения приводит в обоих случаях к одинаковому пространственному смещению светового пятна относитель но оси вращения синхродиска. Примем следующие обозначения (фиг. 2): fc, ОС , R - соответственно временная угловая и радиальная коор динаты; 6 - ошибка нанесенного углового положения градаций синхродорожки; N - число наносимых градаций каждой синхродорожки; TO -. общее время экспонировани каждой синхродорожки; время, приходящееся на экспонирование одной градации синхродорожки по поразрядному способу записи I - период одного оборота син хродиска согласно предлагаемому способу записи; П TO/T общее число оборотов заго товки за время записи Т синхродорожки согласно предлагаемому способу; р П соответственно начальньш и конечньш радиусы синхро дорожек. Тогда, если за время записи TO действовало некоторое внешнее возмущение (фиг. 2q), вызывающее смещение экспонирующего светового пятна и имеющее по отношению к центру вращения синхродиска тангенциальную составляющую ig-p; радиальная составляющая возмущения не оказывает влияния на точность нанесения углового положения градаций), то при записи синхродорожки согласно поразрядному способу действие возмещения приводит к непосредственной фазовой модуляции пространственной частоты градаций записанной синхродорожки (фиг. 2§), а профиль градаций не искажается. Напротив, при записи синхродорожки согласно предлагаемому способу действие возмущения ... сказывается лишь на искажении профиля наносимых градаций (фиг. 22.), но не приводит к отклонению пространственной частоты следования градаций синхродорожки. Таким образом, если при порязрядном способе записи действие возмущения распространяется в тангенциальном (а, следовательно, и в угловом) направлении и оказывает непосредственное влияние на точность нанесения углового положения градаций (фиг. 2§) то при использовании предлагаемого способа действие возмущения распространяется в радиальном направлении и поэтому в меньшей степени сказывается на точности нанесения углового положения градаций. Образующиеся искажения профиля градаций (фиг. ) не существенны в фотоэлектрических преобразователях, так как при последующем считывании информации с синхродорожки с помощью фотоэлектрических считывающих устройств (а не визуально) осуществляется интегрирование углового положения градаций по всей их радиальной ширине. При постоянных величинах фокусируемого светового потока, угловой скорости вращения синхродиска и скорости радиа.т1ьного перемещения светового пятна различным радиальным зонам экспонированной синхродорожки соответствует различная экспозиция светочувствительного материала, что проявляется затем в различной оптической плотности структуры синхродорожки. Для устранения этого недостатка экспозиция светочувствительного материала должна оставаться неизменной, что может быть достигнуто одновременным изменением скорости вращения синхродиска и скорости радиального

л

Wi

о

RI

перемещения экспонирующего светового пятна обратно пропорционально текущему радиальному положению светового пятна (при постоянной полной мощности источника излучения).

18ых

Sbix

28ых

5Ьыу.

LlZ

7

ЬШ

Ux

N/47