Устройство оптической записи и воспроизведения информации Советский патент 1989 года по МПК G11B7/00 

s

щ

ЬА

СП

VI

315

кий бинарный сигна 1 42, верхний уровень которого сравнивается первым амплитудным компаратором 11 с сигналом АО трограммируемого источника 8 опорного напряжения, а нижний - вторым амплитудным компаратором 12 с сигналом 45 источника 9 опорного напряжения. Если верхний уровень бинарного сигнала 42 больше сигнала 40, то посредством последовательно соединенной цепи, состоящей-из первого элемента 14 хранения, первого логичес кого автомата 17 и первого преобразователя 20 состояния логического автомата в -напряжение, уменьшается сигнал 41 на выходе первого интегратора 22, что вызывает уменьшение амплитуды высокочастотных колебаний блока 7 управ ления оптическим модулятором 2 и со- ответствегпю уменьшение верхнего уровня интенсивности оптического излу чения. Если нижний уровень бинарного

34 ,

сигнала 42 меньше сигнала 45, то посредством последовательно соединенной цепи, состоящей из второго элемента 15 хранения, второго логического автомата 18 и второго преобразователя 21 состояния логического автомата в напряжение, увеличивается сигнал 48, что вызывает пропорционапьное увеличение

1П1жнего уровня и 1тенсивности оптического излучения. При отсутствии в бинарном сигнале в течение одного такта отрицательного (положительного) перепада подстройка модулятора по нижнему

(верхнему) уровню блокируется. Верхний уровень бинарного сиг нала при записи nporpai.iM ipyeTcn подачеи адреса инфор- мациоппой дорожки )ia вход программирующего источника 8 опорного напряжеНИЛ, Однолременно nepe i; записью вы- полпяетс 1 установка начального значения сигнала подстройкл модулятора, 7 ил.

Изобретение относится к технике хранения информации и может найти применение в оптических запоминающих устройствах с подвижным носителем информации. Изобретение позволяет повысить стабильность уровней засветки носителя при записи и воспроизведении информации. Оптический сигнал, выделяемый светоделительным элементом 3, преобразуется первым фотоэлектрическим преобразователем 6 в электрический бинарный сигнал 42, верхний уровень которого сравнивается первым амплитудным компаратором 11 с сигналом 40 программируемого источника 8 опорного напряжения, а нижний - вторым амплитудным компаратором 12 с сигналом 45 источника 9 опорного напряжения. Если верхний уровень бинарного сигнала 42 больше сигнала 40, то посредством последовательно соединенной цепи, состоящей из первого элемента 14 хранения, первого логического автомата 17 и первого преобразователя 20 состояния логического автомата в напряжение, уменьшается сигнал 41 на выходе первого интегратора 22, что вызывает уменьшение амплитуды высокочастотных колебаний блока 7 управления оптическим модулятором 2 и соответственно уменьшение верхнего уровня интенсивности оптического излучения. Если нижний уровень бинарного сигнала 42 меньше сигнала 45, то посредством последовательно соединенной цепи, состоящей из второго элемента 15 хранения, второго логического автомата 18 и второго преобразователя 21 состояния логического автомата в напряжение, увеличивается сигнал 48, что вызывает пропорциональное увеличение нижнего уровня интенсивности оптического излучения. При отсутствии в бинарном сигнале в течении одного такта отрицательного /положительного/ перепада подстройка модулятора по нижнему /верхнему/ уровню блокируется. Верхний уровень бинарного сигнала при записи программируется подачей адреса информационной дорожки на вход программирующего источника 8 опорного напряжения. Одновременно перед записью выполняется установка начального значения сигнала подстройки модулятора. 7 ил.

Изобретение относится к технике хранения ипформащп и может найти применение в оптическтгх запоминающих устройствах с подвшмп.,М носителем информащ1и.

Цель изобретения - повышение стабильности ypOBHeii засиет и носителя при записи и воспроизведении инфор.1а- Ц1Ш,

На фиг, 1 представлена структурная схедма устройства оптической записи и воспроизведения информации; на фиг,2- возможная функшюнальная схема блока местного управления; на фиг, 3 - временные диаграммы его работы; на фиг, 4 - возможная функциональная схема первого элемента хранения цифрового сигнала, первого логического автомата, первого преобразователя состояния логического автомата в напряжение и первого интегратора; на фиг, 5 - временные диаграммы работы канала регулировки уровня saniicn в процессе записи информации; на фиг б и 7 - временные диаграммы работы канала регулировки уровня чтения информации во время записи и воспроизведения 1шформации соответственно.

Устройство оптической записи и

воспроизведещ1я инг1юрмацпи содер:клт (фиг, I) источник оптического излучения (лазер) (Л), оптический моду- лят ор 2 (ОМ), соетоделитсльпьи элеО

5

Q 5 Q

5

мент 3 (СЭ), оптическую голов1су запи- сн-воспронзведе1П1я 4 (ОГ), оптический диск 5 (ОД), первый фотоэлектри- .еский преобразователь 6 (ФП1), блок 7 управления оптическим модулятором (БУОМ), программируемый источник 8 опорного напряжения (ПИОН), первый 1:сточ:п1к 9 опорного папряжения (ИОН1), второй источник 10 опорного напряжения (ИОН2), первый амплитудный компаратор П (АК1), второй амплитуднь й ко.мпаратор 12 (АК2), третий амплитудный 1;омпаратор 13 (ЛКЗ), первый элемент 14 хранепия 1Д1фрового сигнала (ЭХ1), второй элемент 15 храленпя цифрового сигнала (ЭХ2), блок 16 местного yпpaJЗлeния (БМУ), первый логический автомат 17 (JIA1), второй логичес- Kin i автомат 18 (), преобразователь 19 уровней опорного напряженчя (ПУ), первый преобразователь 20 состояния логического автомата в папряженис (ПС1), второй преобразователь 21 состояния логического автомата в напря- жепие (ПС2), первый интегратор 22 (К1), вюрой интегратор 23 (И2) и BTopoi i фотоэлектрический преобразователь 24 (ФП2). Номерам 25-27 обозначены внешняя шина источника ш{форма- ционпого сигнала, внешняя шина адреса информационной дорожки, внешняя шина сипгала установки начального состояния интегратора соответственно.

515

В оптической части устройства источник 1 оптического излучения, оптический модулятор 2, светоделительный элемент 3, оптическая головка 4 записи-воспроизведения, носитель информации - оптический диск 5 последовательно расположены по направлению распространения оптического излучени Второй и третий выходы светоделитель ного элемента 3 соединены с входами первого и второго фотоэлектрических преобразователей 6 и 24.

В электрической части устройства выход первого фотоэлектрического преобразователя 6 подключен к первому входу первого амплитудного компаратора 11, к П.ЗрВОМУ входу второго ЗдМГШНтудного компаратора 12 и второму/ входу третьего амп.1мтудного компаратора 13, Информационный вход блока управления оптическим модулятором 7 с,оеди- нен с внешней шиной 25 источника информационного сигнала, выход - с электрическим входом оптического модулятора 2, Вход программ-груемого источника 8 опорного напряжения подключен к внешней шине 25 адреса ннформа- 1 1онной доро;кки, а выход - ;: i:Top:)M входу первого ai-. апитудного компаратора 11 и к входу преобразователя 9 уровней опорного напряжения, Пыход первого источника 9 опорного напряжения подключен к второму входу BTi;)poro амплитудного компаратора 12, Выход второго источника 10 опорного напряжения соединен с первым входом третьего амплитудного компаратора 13, Выход первого амплитудного компаратора 11 подключен к инфopмaциoннo ry входу первого элемента 14 хранения цифрового сигнала, выход второго а-мплитуд- ного компаратора 12 - к информационному входу второго элемента 15 храпения цифрового сигнала и выход третьего амплитудного компаратора 3 - к входу блока 16 местного управления, Выход первого элемента 4 хранения цифрового сигнала соединен с информационным входом первого логического автомата 17, выход второго элекента

15хранения цифрового сигнала с информационным входом второго логического автомата 18, Первьи вькод блока

16местного управления соединен с выми улравля1шд1ми входами первого и второго элементов 14 и 15 хранения ЦFiфpoвoгo сигнала, второй выход - с вторыми управляющими входами первого

li второго элтементов 14 и 15 хранения цифрового сигнала, третий выход - с управляющим входом первого логического автомата 17, и четвертый выход - с управляющим входом второго логического автомата 18, Выходы первого и второго логических автоматов 17 и 18 подключены соответстванНо i сходам

первог о и второго преобразователей 20 и 21 состояния логического автомата р напряжение, выходы которых подключены соответственно к информационным входам первого и второго интеграторов

22 и 23, Вход напряжения начального состояния первого интегратора 22 соединен с выходом преобразователя 19 (трансформатора) уровней опорного напряжения, управляющий вход - с внеш-

най шиной сигнала начальной установки интегратора, а выход - с первым управляющим входом блока управления оптического модулятора 7, второй уп- равля1ощий вход которого соединен с

выходом второго интегратора 23,

Блок 16 местного управления содержит (фиг, 2) генератор 28, первьй и второй формирователи 29 и 30 импуль- спв, инвертор 31, первый, второй, ,

трстшЧ и четвертый триггеры 32 - 35 , соответственно.

Первый и второй элементы 14 и 15 хранения цифрового сигнала содержит RS-триггер и два элемента И-НЕ (фиг,4),

Сигналом 36 (фиг, 3) элемент 14 хранения устанавливается в нулевое состояние, Сигн;1лом 37 . содержимое элемента 14 хранения считывается и запи- сьпзается в логический автомат 17(18),

Сигнал 38 логической единицы с выхода амплитудного компаратора 11 (12) поступает на S-вход RS-триггера в течение интервала Т и хранится в элементе до прихода очередного импульса 36,

Логический автомат 17 (18) выполне на основе RS-триггера, реализую- цего дополнительно функ1Ц1ю коньюкции по ка:1;дому входу о Если с элемента 14 :;ранения сигналом 37 считывается лоI lJ iiccKaH , автомат 17 устанавливается в единичное ссстояпие, логический О - в нулевое состояние. При поступлении сигнала 39 с блока 16 местного управления логический авто- мат 17 устанавл1-:вается в сосчояние, при котором ia прямом и инверсном выходах формируется сигнал ,

ПреобразоБатель состояния логического автомата в напряжение 20 (21)

715

выполнен на основе дифференциального усилителя. Если автомат находится в единичном состоянии - выходное напряжение преобразователя 20 равно+ 4,0 В в нулевом - мшу с 4,0 В. Если на прямом и инрерсном выходах логического автомата 17 присутствует сигнал I, то выходное напряженг-ie равно О В.

Интегратор 22 (23) выполнен на основе ди11)ференциального усилителя, интегрирующей цепочки , коммутатора К,, резистивной цепочки R-, Ro. При поступлении сигнала 26 установки начального состояния интегратора 22 нижние конта1 :ты коммутатора К1 размыкаются, а верхние - замыкаются. Емкость С, через R-, подгапочается к выходу преобразователя 19 уровней и .заряжается до уровня, соответствующего начальному значению управляющего сигнала в зависимости от адреса информационной дорожки.

Второй интегратор 23 в отличии от интегратора 22 не содержит коммутатор К и резистивную цепоч1су R, Rg.

Программируемый источник 8 опорного напряжения BbiiiojHieH на основе цифро- аналогового преобразователя и цифрового функционального преобразователя осу1цествля Ш1,его преобразование .да адреса информационной Б цифровой эквивалент заданного уровня засветки носителя при записи единицы При поступлении на ин(1)Ормационные входы пяти старших разрядов адреса внешней дорожки выходное напряжение источника 8 V, 2,2 В, При записи сигнала на дорожках, расположенных ближе к центру диска, выходное напряжение источника 8 лине1шо умен.ыиает- ся. При записи сиг нала на внутренней дорожке выходное напряжение ка 8 Vj , 0,7 ( V -, 1,54 В, Источники 9 и 10 опорного напряже1Н1я выполнены на основе схем электронной стабилизации напряжения. Выходное напряжение источника 9 равно 0,4 В, источника 10 - 1,0 В,

При работе устройства в режиме записи на вход программируемого источника 8 по внешней шине 26 подается адрес заданной дорожки. Сформированное в соответствии с адресом опорное напряжение 40 источника 8 (фиг, 5) поступает на второй вход компаратора 11 и через преобразователь 19 (трапс форматор) уровней на вход интегратора 22, На управляющий вход интегра638

тора 22 с внешней шины 27 поступает сигнал начальной установки. Выходной сигнал 41 интегратора 22 принимает значение вмходного сигнала преобразователя уровней.

Регистрируемый сигнал, закодированный в соответствии со способом 4/5 БВПМ, поступает на информационный

вход 25 блока 7 унравления. Под воздействием сигнала записи луч лазера 1 модулируется в оптическом модуляторе 2 и, пройдя через светоделительный элемент 3, оптическую головку 4,

падает на оптический диск 5, Единице бинарного сигнала записи соответствует верхний уровен : засветки носителя (5 мВт), нулю - Н1таний уровень засветки (2 мВг), .Нег хний уровень

производит перфорацию носители путем Формирования углублеа1 й (ямок) за счет локального испарен 1я и плавления ,

уровень служит для чтения

маркеров, служебной информации и т,д. Последовательность считанных маркеров выделяется и поступает на блоки слежения за осевой линией дорожки и синхронизации сигналов записи и восП15ОИЗ веден ИИ (в состав устройства не ходят).

Незначительная часть промодулиро- .аь ного луча лазера 1 отклоняется сиетоделительным элементом 3 на вход

пергого фотоэлектрического преобразо- Вс1толя 6„ Модуляция мощности луча преобразуется в изменения выходного напряжения 42 в Уровню засветки 15 мВт соответствует уровень напряжения 2 В,

уровню засветки 2 мВт - 0,4 В, Электрический сигнал 42, кроме полезного информационного сигнала, содержит составляющие паразитной модуляции, порождаем ле флуктуациями питающих

напряженн, шумом лазера 1, вариациями параметров окружающей среды,

Лг Шлитудный компаратор 1 1 сравнивает сигналы 40 и 42, Если верхни уровень сигнала 42 больше опорного

0

напряжения 40, то сигнал 38 на выходе компаратора 11 принимает значение О, меньше 1, В начале интервала Т, элемент 14 хранения сигналом 36 (ф1П , 3) устанавливается в нулевое состояние. Если за время Т верхний уровень сигнала 42 превысит опорное напряжение 40, то сигнал О с ампли- удного ког паратора 1 1 переводит элемент 14 хранения в единичное состоя915

ние. По окончании интервала Т сигнал 37 (фиг„ 3) переписывает сод-эр/ки- мое элемента 14 хранения в логический автомат 17, При единичном состоянии логического автомата на выходе преобразователя 20 состояния форм1фу- ется сигнал с амплитудой + 4 В, нулевом состоянии -4 Bj Вмходной скгнап интегратора 22 при начрнии су.гняпа +4 В линейно убывает, минус 4 В - линейно возрастает.

Таким образом, превьшгение верхним уровнем сигнала 42 опорного напряжения 40 вызывает уменьшение вь ходного сигнала интегратора 22, амплитуды высокочастотных колебаний блока 4 управления а перхнего уровня засветки в сигнале записи. Падение верхнего уровня сигнала 42 мечыпе опоргого напряжения 40 вызывает улг;личен 1Ъ выходного сигнала интегратора 22, а:-ш- Л1:туды высокочастотных колебаний и верхнего уровня засветки.

Электрический сигнал 42 при записи одновременно сравнивается амши- гуд- ным компаратором 13 с выходным сигналом 43 источника 10 опорного напряжения, Амплитудпь й KC bjf аратор 13 формирует сигнал : , которьаЧ лст значение 1, зсли верхний уровень сигн.-ала 42 лревьюит опорное напряжение 43 (-1 В). Сигнат 1 ука.-;вает на факт присутствия .з:1я единицы в сигнале записи. в сиг - нале записи возникает .1ьиая пауза (серия нулей), например окно для чтения маркера (слузкебной информации) то сигнал 44 длительное время, превышающее Т, сохраняет значение Вследствие этого сигнал 39 (фиг, 3) блока 16 местного управления через время Т, с нач.гла паузы принимает значение равное О (фиг, 5) , По;:, воздействием О сигнала 31 логичсс- К1Ш автомат 17 переходит в третье состояние, определяемое сигналом 1 на прямом и инверсном выходах, Ньколиюс напряжение преобразователя 20 состом- ний принимает значение нуля и интегратор 22 сохраняет В1-гходной сит нал 41 неизменным до окончания паузы, Гри этом исключается ложная работа интегратора в период сч1 тывания маркеров, служебной инс1юрмац1П1 и сканировс-:лия участка носителя между концом и началом доро-;:ки,.

Работа элементов 9, 12, 15, 18, 21 и 23 при записи аналогична, С опорным

063 О

напряжением 45 сравнивается нижний уровень сигнала 42 (фиг, 6), Вначале интервала сигналом 36 элемент хранения устанавливается в нулевое состояние Если за время Т нижний уровень сигнала 42 становится меньше опорного напряжения 45, то амплитудный компа- mrop 12 сигнал О, кото0 переводит элемент 15 хранения в единичное состояние,

По окончании интервала Т г элемента 15 хранения сигналом 27 переписывается в логический автомат 18,

5 Состояние логического автомата преобразуется в напряжение. Единичному состоянию соответствует - минус 4 В, нулевому - плюс 4 В, Следовательно, при падении ншкнего уровня сигнала 42

0 пнже опорного напряжения 45, вькодной сигнал интегратора 23 линейно увеличивается, при превышении- линейно уменьшается. Пропорционально изменениям сигнала интегратора 23 изменяет

5 ся ни;чний уровень засветки носителя

Еапи в сигнале записи возникает длинная серия ед1тиц, то сигнал 44 длительное время, превышающее Т., сохраняет значение 1. Блок 16 мест0 нjro управления по истечении интервала присваивает значение О сигналу 46. Под воздействием сигнала 46 логический автомат 18 переходит в третье состояние (фиг, 6), при котором вь.о:одное напряжение 47 преобразователя 21 равно нулю, а сигнал 48 интегратора 23 остается неизменным,

При работе устройства в режиме воспроизведения верхний уровень сиг0 нала отсутствует, нижний уровень пос- гоянно меньше опорного напряжения 43, Поэтому сигнал 44, формируемый компаратором 13, имеет значение О, В соответствии с этим значение сигнала

5 39 равно О, сигнала 46 - 1, Сигнал 39 удерх о вает логический авто- г;ат 1 7 в тpeтьe состоянии и входной CHriia;i интегратора 22 остается неиз- и равным нулю. Таким образом,

Q робота контура подстройки верхнего УРО13НЯ заблокирована. Напротив, сигнал 46 не оказывает влия1И1я на работу контура подстройки нижнего уровня, Перед записью информащ1и по внешней гине сигнала установки начального

5

5

состояния интегратора поступает сигнал, подключающий к входу интегратора выход преобразователя 19, После этого на выходе интегратора устанав-

II15

ливается напряжение, определяюцее уровень записи для данной дорожки, и процесс стабилизации во время записи начнется с этого начального напряжения. Сигнал установки снимается по переднему фронту сигнала записи.

Уровень сигнала 42 чтения сравнивается амплитудным компаратором 12 с опорным напряжением 43, Результат сравнения обрабатывается элементами 15, 18, 21 и 23 по алгоритму, рассмотренному в резкиме записи. Сигнал 49 принимает значение 1, если имеет место падение уровня сигнала 42 ниже опорного 45, О - превышение. Выходной сигнал 48 интегратора 23 при падении уровня сигнала 42 линейно возрастает, при превьппении- убывает.

Формула изобретения

Устройство оптической записи и воспроизведения информации, содержащее последовательно расположенные по направление распространения оптического излучения, источник оптического излучения, оптический модулятор, светоделительный рлемент, оптическую гоповку записи-воспроизведения, а также первый и второй фотоэлектрические прсобразоватепи; бок управления оптически. модулятопоь, первый и второй ямплитудные компарл торы, блок местного управления, первый и второй элементы хранения цифрового сигнала, первый и второй интех -- раторы, прогря№.ируемый источник опорного напря)сс1П1я, первый источник опорного напряжения, причем второй и третш выходы светоделительного элемента оптически соединены с входами первого и второго фотоэлектрических преобразователен соответственно, информационный вход блока управления оптическим модулятором соединен с внеЕшей шинс. й источника информационного сигнала, а выход - с электрическим входом оптического модулятора, вькод первого фотсолектрического преобразователя соединен с первыми входами первого и второго амплитудных компараторов, второй вход первого амплитудного компаратора соединен с выходом программируемого источника опорных напряжений, выход - с информационным входом первого элемег та хранения цифрового сигнапа, второй

706312

вход второго амготитудного компаратора соединен с первым источником опорного напряжения, выход - с информацион- ным входом второго элемента хранения цифрового сигнала, первый и второй управляющие входы первого и второго , элементов хранения цифрового сигнала соединены соответственно с первым и Q вторыГ в txoдa пI блока местного управления, выходы первого и второго интеграторов соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока управления оптическим модулято- 15 POKf вход программируемого источника опорного напряжения соединен с внешней шиной адреса информационной дорожки, о т л и ч а 10 ц е е с ч тем, ч гс, с целыо повьпиения стабмпшости уров- 20 цей засветки носителя при зэписк и носпроизведенмм 1шформзг., з него ВЕОде- ---. третий амплитудный компарлтор, первый и лтгрой логические автоматы с: тт эмя состояниями, первый и втсфой 25 преобразователи состояния логического автомат. п напря уение, преобразователь уровней опорного напряжения, рой 1;сточнш опорного напряжения, вы- хо/, которого соедкчен п первым входом

ЗУ трем ъего гмпли 1удно1 о компаратора, р.тороа ;;хэд котоьсгс соединен с выхо- аог- лес .ого фотоэлектрического преоб- P-f j4,. i рля, а выход - с входом блока i;. :стч. управлеииг, информационные входы первох о и второго логических автолатов соединены соответственно с выходами первого и второго элементов 7 7анения цифрового сигнала, входы первого и второго преобразователей

40 состопния логического автомата в напряжение соединены соответственно с выходами первого и второго логических автоматов, а выходы подключены к информационным входам первого и вто45 рого интеграторов соответственно, упразляю дие входы первого и второго логических автоматов соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока местного управления, уп50 равляшдий вход первого интегратора соединен с внешней шиной сигнала ус- талол 11 мачального состояния интегратор т, а вход, напряжения начального cocTov Hi H соединен с выходом преобct рязозатепя урозней опорного напряже-, гП Я, вход которого соединен с выхо- аом программфуемого источника опорного напряжения.

35

I/

37

fl/

J6

4

39

Фиг.2

50 НС

-SOHC

n

Фаг.

IT

Фиг. 5

V 45,43

чг vk

ы

яь

42

4S /

1ШШШии11111ШШШ111

V 46 V

49

V 41

4S /