Способ записи информации на синхродиски и устройство для его осуществления

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) С 08 С 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

Cb

CO

00 7 х 7. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3584542/24-24 (22) 21.04. 83 (46) 15.05.85. Бюл. 1Ф 18 (72) А.Г.Седухин (71) Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР (53) 681.327(088.8) 56) Авторское свидетельство СССР

9 882244885599, кл. С 08 С 9/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 951355, кл. G 08 С 9/00, 1981. (54) СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА

СИНХРОДИСКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ записи информации на синхродиски, заключающийся в

„„SU;„, 1156108 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 p †-. . размер синхродорожки в радиальном направлении, а П вЂ” число проходов синхродорожки световым лучом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что скорость перемещения светового луча в радиальном направлении и скорость вращения синхродиска изменяют обратно пропорционально радиальному удалению светового луча от центра синхродиска.

3. Устройство для записи информации на синхродиски, содержащее двигатель вращения, кинематически связанный с датчиками углового и начального положений, проекционный 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 подключены соответствующие выходы первого и второго регистров, а сигнальный вход умножителя частоты соединен с выходом датчика углового положения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введены блок управления, третий регистр, первый блок сравнения, второй делитель частоты и счетчик, последовательно

6108 соединенные датчик радиального положения, второй блок сравнения, первый корректирующий блок, первый усилитель мощности и линейный двигатель, последовательно соединенные опорный 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 входом 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.

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

Целью изобретения является повы5 шение точности записи информации на синхродисках.

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

2 на фиг. 28 — развертка структуры синхродорожки, записанной согласно поразрядному способу; на фиг. 2 5 — распределение ошибки углового положения градаций синхродорожки, записанной согласно поразрядному способу; на фиг. 22— развертка структуры счнхродорожки 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, проекз 1156 ционный 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, счетчика

14 с предварительной записью информации и тактируемый сигналом с пер- 10 вого блока 15 сравнения, последовательно соединенные датчик 16 радиального положения проекционного блока 6, второй блок 17 сравнения, первый корректирующий блок 18, пер- 15 вый 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 детектор 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 делитель

27 частоты и второй делитель 28 частоты. К первому входу первого блока

15 сравнения подключен выход третьего 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 образуют

Ъ следящую систему 30 задания скорости вращения шпинделя 2, а замкнутые в кольцо проекционный блок 6, датчик 16 радиального положения, второй блок

108

17 сравнения, первый корректирующий 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

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

11 и 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, определяющего конечный радиус первой синхродорожки. 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 пропорциональноч 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

", 1561Ci8 режиме отработки заданной скора:сти радиального перемешения. Скаростт: радиального перемещения прае,ионного блока 6 и скорость вр,iе;-ьпя п.п»н— деля 2 изменяются во в :.»! ..:ра †.,;!o пропорционально тек..".,г..,;>"н .: »наму положению проекц"„". !oãà бпа.,:. б, что обеспечиваетс:; .:а :»г":с> . .ющим Hÿìo— выходной :!,1(,oThl >ратьега

lQ делителя 27 част,ы. Второй делитель

28 частоты с:>у.;:-;нт для должного согпасования скорасги радиального перемещения проекционного блока б со скоростью вращения шпинделя 2. Сигнал с выхода датчика 4 углового положе15 ния, пройдя умножитель 21 частоты и первый делитель 22 частоты, поступает на управляющий 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 1) = 1>)>/Q, где

>> — число выходных импу>(ьсов датчика 4 углового положения, приходящихся на один оборот шпинделя 2; >„ O — соответственно коэффициент умножения умножитепя 21 и коэффи- ЗО циент деления первого делителя 22 частоты. Как только выходной код счетчика 14 сравняется с кодом числа третьего регистра 13, определяющего конечный радиус первой синхродорожки, р5 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 синхродора>кки. Описанный цикл повторяется требуемое число раз, равное числу наносимых синхродорожек.При равномерном вращении синхро- 4S диска 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 смежных в радиальном направлении экспанированных участков этой спирали. . 55

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

Зкспонированные 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, когда смежные в радиал-..!ом направлении экспонированные участки. не перекрывак>т друг друга. В действитепo,H"àñòè при отмеченных ограничениях на скорость радиального перемещения экспонирующего светавога пятна формирование гр="-:;;и>1 осуществляют с напажением см,:ь.>, г>адиальных участка>з так, ч:o oбpазуетс-. сплошн;:я, а .-е прерь>вис ая (как гаказана на фиг. 1> струк. ура градапи:- .

Важнеишим и, . щ :стао . пре->ч ; емога способ.; и oт; : ен !0 к и»;,азрядному способу является более высокая помехозащищенность и, как спедствие, повышенная точность нанесения углового положения градаций синхрадаражек.

Это объясняется тем, чта действие большинства возмущений в процессе. записи оказывает слабое влияние на точность нанесения углового по-брожения градаций, а проявляется лишь в искажении профиля наносимых градаций. Благодаря характерной для .-,ассматриваемого способа высокой скорости экспонирования узких радиальных з)н градаций и тому, что профиль градаций формируется путем многократного наложения смежных в радиальном направлении экспонираванных 3oH — участков спирали Архимеда — действие короткопериодических и импульсных возмущений (например, случайные сотрясения установки дпя 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 возмущения (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 одно7 1156 временно всех (а не части как в пораз. рядном способе) градаций, но практически не оказывают влияния на фазовую модуляцию пространственной частоты следования градаций, т.е. на разброс. нанесенного углового положения градаций относительно их расчетного идеального положения.

Чтобы, проиллюстрировать изложенное, рассмотрим проявление внешнего воз в 1Q мущения, приводящего в процессе записи синхродорожки к пространственному смещению светового пятна относительно

I центра вращения синхродиска.

Уход светового луча в тангенциальном направлении на величину 3

t сопровождается fIQHBJIpíèåì погрешности 8 нанесения текущего углового положения градаций: 8 = S-„ /1, 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 сравниваемых способов в первом приближении 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 относительно оси вращения синхродиска. Примем следующие обозначения (фиг. 2):

, Ф,, — соответственно временная, 35 угловая и радиальная координаты;

8 — ошибка нанесенного углового положения градаций синхродорожки;

40 число наносимых градаций каждой синхродорожки; общее время экспонирования каждой синхродорожки;

Й=Т lN — время приходящееся на

45 экспонирование одной градации синхродорожкипо поразрядному способузаписи;Т вЂ” период одного оборота синхродиска согласно предла- gp гаемому способу записи; р =Т /T — общее число оборотов заготовки за время записи Т синхродорожки согласно предлагаемому способу; — соответственно начальный и конечный радиусы синхродорожек.

108

Тогда, если за время записи Т действовало некоторое внешнее возмущение (фиг. 2q), вызывающее смещение экспонирующего светового пятна и имеющее по отношению к центру вращения синхродиска тангенциальную составляющую 1зг, 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 1 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) напФ равлении и оказывает непосредственное влияние на точность нанесения углового положения градаций (фиг. 2)) т то при использовании предлагаемого способа действие возмущения распространяется в радиальном направлении и поэтому в меньшей степени сказыва— ется на точности нанесения углового положения градаций.

Образующиеся искажения профиля градаций (фиг. 2 ) 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 радиального 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 недо1156108

Фиа. 2 статка экспозиция светочувствительного материала должна оставаться неизменной, что может быть достигнуто одновременным изменением скорости вращения синхродиска и скорости радиального перемещения экспонирующего светового пятна обратно пропорционально текущему радиальному положению светового пятна (при постоянной полной мощности источника излучения).

1156108

Составитель Н . Миляев

Техред З.Палий

Корректор В. Бутяга

Редактор С. Тимохина

Тираж 611

Подписное

Заказ 3150/48

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4