Устройство слежения за информационной дорожкой носителя оптической записи Советский патент 1991 года по МПК G11B7/00 G11B7/08 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике воспроизведения информации оптическим способом, и может быть использовано при воспроизведении цифровой (например, видео и звуковой) информации с движущегося носителя.

Цель изобретения - повышение надежности работы оптического запоминающего устройства путем увеличения диапазона однозначного формирования сигнала рассогласования в системе слежения за дорожкой.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства слежения; на фиг.2 и 3 - схемы узла масштабирования, варианты; на фиг. 4 и 5 - схемы аналого-цифрового преобразователя.варианты; на фиг. 6 и 7 - схемы узла адресации информации, варианты. Функциональная схема устройства содержит оптически связанные источник 1 модулированного электромагнитного излучения (.например, полупроводниковый лазер), оптико-механический узел 2 (включающий в себя неподвижные и подв 1жные оптические элементы), подвижный оптический носитель 3 информации (дисковый, трубчатый, ленточный и др.) и фотоприемный узел 4 (на базе двух- либо четырехплощадоч- ного фотодиода с предусилителями). К двум выходам фотоприемного узла 4 подключены два входа узла 5 масштабирования, N выходов которого подключены к N входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП) б. Два выхода АЦП 6 подключены к двум входам узла 7 адресации информации. Выход узла 7 адресации информации через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 8 подключен к блоку 9 управления, который связан с оптическим элементом (поворотным зеркалом, акустическим дефлектором и др.) в оптико-механи

ческом узле 2, обеспечивающим отклонение луча поперек информационной дорожки на подвижном оптическом носителе 3 информации.

Узел 5 масштабирования по фиг.2 выполнен в виде N параллельных разностных усилителей на базе операционных усилителей 10. Масштабирующие резисторы 11 и 12, подключенные к инвертирующему входу и масштабирующие резисторы 13 и 14, подключенные к неинвертирующему входу, различны.

Узел 5 масштабирования по фиг.З выполнен в виде цепочки последовательно включенных резисторов 15 различной величины.

АЦП 6 по фиг.4 имеет четыре входа и два выхода. Первый вход подключен к первому компаратору 16, второй вход - к второму компаратору 17, третий вход - к третьему компаратору 18, четвертый вход - к четвертому компаратору 19. С выходами первого 16, второго 17, третьего 18 и четвертого 19 компараторов соединены соответственно первая 20, вторая 21, третья 22 и четвертая 23 логические схемы НЕ. К выходам первого компаратора 16 подключен первый моновиб ратор 24, к выходу первой логической схемы НЕ 20 - второй моновибратор 25, к выходу второго компаратора 1 7 - третий моновибратор 26, к выходу второй логической схемы НЕ 21 - четвертый моновибратор 27, к выходу третьего компаратора 18 - пятый моновибратор 28, к выходу третье логической схемы НЕ 22 - шестой моновибратор 29, к выходу четвертого компаратора 19 - седьмой моновибратор 30, к выходу четвертый логической схемы НЕ 23 - восьмой моновибратор 31. С входами первой логической схемы И 32 соединены выходы первого моновибратора 24 и третьей логической схемы НЕ 22, с входами второй логической схемы И 33 - выходы третьего моновибратора 26 и четвертой логической схемы НЕ 23, с вхо дами третьей, логической схемы И 34 - выходы пятого моновибратора 28 и первого компаратора 16, с входами четвертой; логической схемы И 35 - выходы седьмого моновибрато- ра 30 и второго компаратора 17, с входами пятой логической схемы И 36 выходы второго моновибратора 25 и третьего компаратора 18, с входами

0

5

0

5

зо JQ .-с

шестой логической схемы И 37 - выходы четвертого моновибратора 27 и четвертого компаратора 19, с входами седьмой логической схемы И 38 - выходы шестого моновибратора 29 и первого инвертора 20, с входами восьмой логической схемы И 39 - выходы восьмого моновибратора 31 и второй логической схемы НЕ 21, с входами девятой логической схемы И 40 - выходы первого моновибратора 24 и третьего компаратора 18, с входами десятой логической схемы И 41 - выходы третьего моновибратора 26 и четвертого компаратора 19, с входами одиннадцатой логической схемой И 42 - выходы пятого моновибратора 28 и первой логической схемы НЕ 20, с входами двенадцатой логической схемы И 43 - выходы седьмого моновибратора 30 и второй логической схемы НЕ 21, с входами тринадцатой логической схемы И 44 - выходы второго моновибратора 25 и третьей логической схемы НЕ 22, с входами четырнадцатой логической схемы И 45 - выходы четвертого моновибратора 27 и четвертой логической схемы НЕ 23, с входами пятнадцатой логической схемы И 46 - выходы шестого моновибратора 29 и первого компаратора 16, с входами шестнадцатой логической схемы И 47 - выходы восьмого моновибратора 31 и второго компаратора 17. Выходы первой 32, второй 33, третьей 34, четвертой 35, пятой 36, шестой 37, седьмой 38 и восьмой 39 логических схем И подключен к входам первой логической схемы ИЛИ 48, выход которой является первым выходом АЦП 6. Выходы девятой 40, десятой 41, одиннадцатой 42,двенадцатой 43, тринадцатой 42, четырнадцатой 45, пятнадцатой 46 и шест- 45 надцатой 47 логических схем И сое- ди нены с соответствующими входами логической схемы ИЛИ 49, выход которой является вторым выходом АЦП 6.

Аналого-цифровой преобразователь 6 по фиг.5 имеет шесть входов и два выхода. Первый его вход подключен к первому компаратору 50, второй вход - к второму компаратору 51, третий вход - к третьему компаратору 52,четвертый вход - к четвертому компаратору 53, пятый вход - к пятому компаратору 54, шестой вход - к шестому компаратору 55. С -выходами первого 50, второго 51, третьего 52,четверто35

40

го 53, пятого 54 и шестого 55 компараторов соединены соответственно первая 56, вторая 57, третья 58, четвертая 59, пятая 60 и шестая 61 логические схемы НЕ. Первый моновибратор 62 подключен к выходу первого компаратора 50, второй моновибратор 63 - к выходу первой логической схемы НЕ 56, третий моновибратор 64 - к выходу второго компаратора 51,четвертый моновибратор 65 - к выходу второй логической схемы НЕ 57, пятый моновибратор 66 - к выходу третьего компаратора 52, шестой моновибратор 67 - к выходу третьей логической схемы НЕ 58, седьмой моновибратор 68 - к выходу четвертого компаратора 53, восьмой моновибратор 69 - к выходу четвертой логической схемы HF. 59 .девятый моновибратор 70 - к выходу пятого компаратора 54, десятый моновибратор 71 - к выходу пятой логической схемы НЕ 60, одиннадцатый моновибратор 72 - к выходу шестого компаратора 55, двенадцатый моновибратор 73 - к выходу шестой логической схемы НЕ 61. С входами первой логической схемы И 74 соединены выходы первого моновибратора 62 и четвертой логической схемы НЕ 59, с входами второй логической схемы И 75 - выходы третьего моновибратора 64 и пятой логической схемы НЕ 60, с входами третьей логической схемы И 76 - выходы пятого моновибратора 66 и шестой логической схемы НЕ 61, с входами четвертой логической схемы И 77 - выходы седьмого моновибратора 68 и первого компаратора 50, с входами пятой логической схемы И 78 - выходы девятого моновибратора 70 и второго компаратора 51, с входами шестой логической схемы И 79 - выходы одиннадцатого моновибратора 72 и третьего компаратора 52, с входами седьмой логической схемы И 80 - выходы второго моновибратора 63 и четвертого компаратора 53, с входами восьмой логической схемы И 81 - выходы четвертого моновибратора 65 и пятого компаратора 54, с входами девятой логической схемы И 82 - выходы шестого моновибратора 67 и шестого компаратора 55, с входами десятой логической схемы И 83 - выходы восьмого моновибратора 69 и первой логической схемы НЕ 56, с входами одиннадцатой логической схемы И 34 - выходы десятого мо16

10

15

ТС

25

8725

новибратора 71 и второй логической

схемы НЕ 57, с входами двенадцатой логической схемы И 85 выходы двенадцатого моновибратора 73 и третьей логической схемы НЕ 58, с входами тринадцатой логической схемы И 86 - выходы первого моновибратора 62 и четвертого компаратора 53, с входами четырнадцатой логической схемы И 87 - выходы третьего моновибратрра 64 и пятого компаратора 54, с входами пятнадцатой логической схемы И 83 - выходы пятого моновибратора 66 и шестого компаратора 55, с входами шестнадцатой логической схемы И 89 - выходы седьмого моновибратора 68 и первой логической схемы НЕ 56, с входами семнадцатой логической схемы И 90 - выходы девятого моновибратора 70 и второй логической схемы НЕ 57, с входами восемьнадцатой логической схемы И 91 - выходы одиннадцатого моновибратора 72 и третьей логической схемы НЕ 53, с входами девятнадцатой логической схемы И 92 - выходы второго моновибратора 63 и четвертой логической схемы НЕ 59, с входами двадцатой логической схемы И 93 - выходы четвертого моновибратора 65 и пятой логической схемы НЕ 60, с входами двадцать первой логической схемы И 94 - выходы шестого моновибратора 67 и шестой логической схемы НЕ 61, с входами двадцать второй логической схемы И 95 - выходы восьмого моновибратора 69 и первого компаратора 50,с входами двацать третьей логической схемы И 96 - выходы десятого моновибратора 71 и второго компаратора 51, с входами двадцать четвертой логической схемы И 97 - выходы двенадцатого моновибратора 73 и третьего компаратора 52. Выходы первой 74, второй 75, третьей 76, четвертой 77, пятой 73, шестой 79, седьмой 80, восьмой 81, девятой 82, десятой 33, одиннадцатой 84 и двенадцатой 35 логических схем И подключены к входам первой логической схемы ИЛИ 98, выход которой является первым выходам АЦП 6. Выходы тринадцатой 36, четырнадцатой 87, пятнадцатой 83, шестнадцатой 89, семнадцатой 90, восемнадцатой 91 девятнадцатой 92, двадцатой 93, двад/- цать первой 94, двадцать второй 95, двадцать третьей 96 и двадцать четвертой 97 логических схем И подсоединены к входам второй логической схеЗС

35

40

45

50

55

мы ИЛИ 99, выход которой является вторым выходом АЦП 6.

Узел 7 адресации информации по фиг.6 содержит регистр 100 и ревер- сивный счетчик 101, выходы которых подключены к вычитателю 102.

Узел 7 адресации информации по фиг.7 включает в себя последовательно включенные регистр 103, вычита- тель 104, к второму входу которого подключен реверсивный счетчик 105 и сумматор 106, с вторым входом которого соединен датчик скорости 107 (например, в виде предусилителя,подклю- ченного к дополнительной обмотке электромеханического позиционера, входящего в состав оптико-механического узла 2).

Устройство работает следующим образом.

В режимах записи и воспроизведения системы автокрекинга обеспечивает слежение луча источника 1 модулированного электромагнитного излучения на заданной информационной дорожке подвижного оптического носителя 3 информации. При этом с двух выходов фотоприемного узла 4 снимаются квазисинусоидальные сигналы с фазовым сдвигом ±1Г/2. Знак этого фазового сдвига определяется направлением перемещения луча относительно информационной дорожки. В узле 5 масштабирования формируются выходные квазисинусоидальные сигналы с фазовым сдвигом между соседними выхода

ff

ми В АЦП 6 из совокупнос- 2. (N- 1 )

ти входных квазисинусоидальных сигналов на одном из двух выходов (в зависимости от направления перемещения луча) формируется последовательност импульсов, которые поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика, входящего в состав узла 7 адресации информации. В последнем в результате сравнения текущего адреса луча и заданного адреса информационной дорожки формируется сигнал рассогласования, который в ПАП переводится в аналоговую форму и затем подается на узел 9 управления позиционированием. Сформированный укачанным образом сигнал рассогласования является однозначным в широком диапазоне отклонения луча. В результате управляющего воздействия блока 9 уп

5

0

5

0

равления на оптико-механический узел 2 обеспечивается отработка сигнала рассогласования и, следовательно,надежное отслеживание информационной дорожки даже при наличии больших помех, вызывающих отклонение луча от заданной дорожки на значительную веЛИ ИНУ.

Узел 5 масштабирования по фиг.2 работает следующим образом.

В результате вычитания в определенной пропорции поступающих на выход квазисинусоидальных сигналов, сдвинутых по фазе на + п/2, на основании известной формулы

/

A sin%- В sin CX±™L-)

С sin (JCtAlO

в каждом каскаде на операционном усилителе 10 формируются сдвинутые по фазе на заданную величину АТС квазисинусоидальные сигналы. Поскольку величина этого фазового сдвига определяется соотношением

Д Х ± arctg -«--,

то для его реализации в узле 5 масштабирования необходимо соответствующим образом подобрать величину резисторов 11 - 14.

Узел 5 по фиг.З более прост по конструкции, чем узел 5 по фиг.2. При этом на цепочку из двух последовательно включенных резисторов R и R подают разность потенциалов Ug-Ug1, то в точке соединения резисторов возникает потенциал

и

с RO + R

В такой резистивнои цепи обеспечивается суммирование в соотношении, определяемом величиной резисторов Ra и RJ-, двух напряжений Ua и U jr. Поэтому при подаче на крайние точки-резистивнои цепи (фиг.З), сдвинутых по фазе на ± /2- квазисину- 0 соидальных напряжений в соответствии с формулой

л- Asinfl+ BsinCXi |-)

5 CsinCX+A-30,

в промежуточных точках можно получить квазисинугоидальные напряжения с фазовым сдвиг, .м Ьй/А, где

5

0

5

( L z. и з 4- и$-« S моно ми 62 - 73 соответственно ф ся короткие импульсы у, , V

V« V,

V. . V,

vd

Vr.

Требуемая, величина фазового сдвига i A Xобеспечивается соответствующим подбором величин резисторов 15,которые в общем случае различны. с

АЦП 6 по фиг.4 работает следующим образом.

Поступающие на входы первого 16, второго 17, третьего 18 и четвертого 19 компараторов квазисинусоидальные ю напряжения преобразуются соответственно в прямоугольные импульсы U, U2, Uj, , сдвинутые по фазе наЪ/б, В логических схемах НЕ 20 - 23 эти импульсы инвертируются,в результате 15 чего получают импульсы Uj, иг, U, 1)4. Импульсы U, U, U5, . в моновибраторах 24, 26, 23 и 30 преобразуются в короткие имдульсы V , Vg,

V.j, . Импульсы U|, Ug, U3, OV в мо-20 ность импульсов формируется новибраторах 25,27, 29 и 31 преобразуются в импульсы V, V, , V. При помощи логических схем И 32 - 39 и первой логической схемы ИЛИ 43 из 1 них согласно алгоритму

р V6 vi« vz. 4 V первом выходе АЦП 6 последо ность импульсов формируется кими схемами 74 - 85 и логич схемой ИЛИ 98 Б соответствии ритмом

S, (V, К U4)V(V4AU5)V(V, Y(V4AU,)V(VyAU2)V(VfMJ,)

V(V|AU4)V(VZAU5)V( VbAU6 V(V,AU,,)V(V5AU2)V(V6AU3)

На втором выходе последо ческими схемами И 86 - 97 и кой схемой ИЛИ 99 в соответ алгоритмом

25

зг ()Y(Vj,AU5)A( v,A V(V4AU, )V(V5AU)/(V6AU V (V, AU4 )V (VtAUs)A (V3 AU , )V (V5AU2 )ЛОГ6Уи

S - (V,AU5)V(V2AU4.)Y(V3AU,)V(V4AU2) V(V,AU3)V(VtAU4)V(V3AU1)V(V4AU2)

формируется последовательность импульсов, соответствующая одному из двух возможных направлений относительного перемещения луча и дорожки.

При помощи логических схем И 4.0 - 47 и второй логической схемы ИЛИ 49 согласно алгоритму

Sa (V,AUi))Y(V,AUL)V V(V4AU2)Y(V,AU,)V(VzAfy)Y(VjAUT)Y |(V4AUfc)

формируется последовательность импульсов, соответствующая другому направлению перемещения луча относительно дорожки.

АЦП 6 по фиг.5 формирует сигнал рассогласования с более высокой точностью, поскольку обеспечивает меньшую величину временных интервалов

между выходными импульсами, равную 4

тт-. Работает он следующим образом.

Из входных аналоговых сигналов в компараторах 50 - 55 соответственно Формируются импульсы U , U2, U, U4, Ug-, Ug . Из них при помощи логических схем НЕ 56 - 61 формируются инвертированные импульсы U, U2, U3, U4, U, Ug. Импульсами U , U, U, U4, Ug-, Ug,

( L z. и з 4- и$-« S моновибраторами 62 - 73 соответственно формируются короткие импульсы у, , V, V , V,

V« V,

V. . V,

vd

Vr. V,

ность импульсов формируется

На

р V6 vi« vz. 4 V V6 первом выходе АЦП 6 последовательность импульсов формируется логическими схемами 74 - 85 и логической схемой ИЛИ 98 Б соответствии с алгоритмом

S, (V, К U4)V(V4AU5)V(V,Ue)V Y(V4AU,)V(VyAU2)V(VfMJ,)V

V(V|AU4)V(VZAU5)V( VbAU6)Y V(V,AU,,)V(V5AU2)V(V6AU3).

На втором выходе последователь- логическими схемами И 86 - 97 и логической схемой ИЛИ 99 в соответствии с алгоритмом

ность импульсов формируется

зг ()Y(Vj,AU5)A( v,Aue)Y V(V4AU, )V(V5AU)/(V6AUi)Y V (V, AU4 )V (VtAUs)A (V3 AU6) V , )V (V5AU2 )ЛОГ6Уиэ).

Узел 7 адресации информации по фиг.6 работает следующим об.ом.

В регистре 100 хранится и. формация о заданном (т.е. номера информационной дорэжки), по которому подлежащая хранению ин Ьормация записывается ил с итывает п. В реверсивном счетчике 101 хранится информация о текущем положении луча, излучаемого источником 1 модулированного электромагнитного излучения. Е результате сравнения в вычичателе 102 сигналов на выходах регистра 100 и реверсивного счетчика 101 формируется цифровой сигнал рассогласования, точность которого тем выше,чем больше уровней N дискретизации фазы квазигармонического сигнала обеспечивается на выходе узла 5 масштабирования .

Узел 7 адресации информации по фиг.7 работает следующим образом

Сигнал на выходе вычитателя 104 формируется в результате сравнения хранимой в регистре 103 информации о заданном адресе дорожки и хранимой в реверсивном счетчике 105 информации о текущем положении луча. В сумматоре 106 с целью улучшения ди

II

намических характеристик системы ав- тотрекинга с этим сигналом складывается цифровой сигнал производной сигнала рассогласования, формируемый в датчике 107 ско рости. Выходной сигнал на ЦАП 8 снимается с выхода сумматора 106. Формула изобретения

Устройство слежения за информационной дорожкой носителя оптической записи, содержащее оптически связанные источник модулированного электромагнитного излучения, оптико-механический узел, к электрическому вхо

ду которого подключен блок управления, подвижный оптический носитель информации и фотоприемный узел,сопряженный с вторым оптическим выходом оптико-механического узла, о т л и - ч а (ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него введены последовательно соединенные

JQ узел масштабирования, аналого-цифровой преобразователь, узел адресации и цифроанапоговый преобразователь, выход которого подключен к входу блока управления, а входы узла масштабиJ5 рования подключены к соответствующим выходам фотоприемного узла.

Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации оптическим способом. С целью повышения надежности между двумя электрическими выходами и входом блока управления позиционированием последовательно включены узел масштабирования, аналого-цифровой преобразователь, узел адресации информации и цифроаналогевый преобразователь.7 ил,

Фиг.1

7 ЭСчитывание

От фотоприемного узла и

о-

От фотоприемного уз/га

Фиг 2

От фотоприемного us/id,«.

ум

15 3

КАЦП КАЦЛ КМ К АЦП КАЦП АЦП

Фиг.З

1638725 12

КАЦП о

к АЦП о

От ротолриемноео узяа 1515

фиг.I

Ьдрес

WO

От№

102

KUAfl

Фиг. 6

Фиг. 7