Устройство оптической записи и воспроизведения информации

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1517063 (51)4 G 11 В 7 00

1:, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ГЧРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР

1 (21) 4110902/24-10 (?2) 01,09,86 (46) 23,10,89, Вкп . Н 39 (72) О„Ф.Вузин, С,П,Кульков и П.П,Макары ев (53) 681,84,083.8(088,8) (56) Вашкевич H.П,, Макарычев П,Г1. и др, Адаптивное устрой ство оптиче ской записи и воспроизведения информации BQITpocbI радиоэяе.ктроник I Ct-рия

ЭВТ, вып, 1982, с. 98-! 03, II i ент Яг >нии 58-27891, . кл. С 11 В " .2, 1983, 2 (54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ И

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) 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 информадни, Оптический сигнал, выде.-.: яемый светоделительным элементом 3, преобразуется первым фотоэлектрическим преобразователем 6 в электричес1517063

4 кий бинарный сигнал 42, верхний уровень которого сравнивается первым амплитудным компаратором 11 с сигналом 40 программируемого источпика 8 опорного напряжения, а нижний — вторым амплитудным компяратором 12 с сигналом 45 источника 9 опорного ггаггряжения ° Если верхний уровень бинарного сигнала 42 больше сигнала 40, то посредством последовательно соеди— пенной цепи, состоящей -из первого элемента 14 хранения, первого логического автомата 17 и первого преобразователя 20 состояния логического авто- !5 мата 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 интенсивцости оптического излучения, Если шьжний уровень бинарного

Изобретение относится к технике хранения информации и может найти примененне в оптическ..rx запоминающих устройствах с подвижным носителе".1 информации, Цель изобретеш я — повышешн cтабипьности уровней засветки носителя при записи» воспроизведени33 3п .,1;OI . яцни. 35

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства оптической записи и воспроизведения информации; на фиг.2возможная функщ3оня:3ьная схема 6JIOKG местного управления, на фиг, 3 — вре- 40 менные диаграммы er.o работы, на фи г. 4 — возможная функциональная схема первого элемента хранения цифрового сигнала, первого логического автомата, первого преобразователя 45 состояш3я логического автоматя в напряжение и первого интегратора; на фиг, 5 — временные диаграммы работы канала регулировки уровня записи в процессе запис информации; Iia фиг,6 и 7 — временные диаграммы рябо3ы канала регулировки уровня чтения информации во время записи и воспроизведения информации соответственно, Устройство оптической записи и

55 воспроизведе3ц3я информации содержит (фиг, 1) источник оптическог излучения (лазер)1 (П), оптический модулятор 2 (ОМ), сВР.тоделительный oJIEсигнала 42 меньше сигнала 45, то посредством последоватепьпо соединенной цепи, состоящей из второго элемента

15 храненич, второго логического автомата 18 и второго преобразователя 2! состояния логического автомата в напряжение, увеличивается сигнал 48, что вызывает пропорционяльпое увеличение нижнего уровня 3333тенснвности оптического излучения, При отсутствии в биiiapIioIr спгпале в течение одного такта отрицательного (положительного) перепада подстройка модулятора по нижнему (верхнему) уровн3о блокируется, Верхний уровень б3н3ярного ситняля при запиСи про гр яммируется подачеи,3дре са информационной дорожки Iia вход программирующегого исто iriiirca 8 опорного 3 апряжения, Одновременно .. р,, записью выполняетс.i устarror i начального значения сиг33ала годстройк33 модулятора, 7 нл. мент 3 (СЭ), оптическую головку записи-воспроизведепия 4 (ОГ), оптический диск 5 (ОД), первый фотоэлектрический преобразователь 6 (ФП1), блок

7 управления оптическим модулятором (БУОИ), программ3 руемый источник 8 о .орного напряжения (ПИОН), первый источ, Iiiic 9 опорного напряжения (ИОН1), второй истошпк 10 опорного напряжения (ИОН2), первый ямгьчитудный компарятор 11 (AI(1), второй амплитудный ко:rnapaòор 12 (AI<2), третий амплитуднь:и компаратор 13 (ЛКЗ), гервый элемент 14 хранения пифрового сигнала (ЭХ1), 33торой элемент 15 хранения цифрового сигнала (ЭХ2), блок 16 местногл упрьц3ления (БМУ), первый логический а3зтомат 17 (ЛЛ1), второй логический автомат 18 (ЛЛ2), преобразователь

19 уро33ней опорного напряжения (ПУ), первый преобразовател 20 состояния логического автомата в напряжение (ПС1), торой преобразователь 21 состояния логического автомата в напряж ние (ПС2), первый интегратор 22 (И1), в3орой интегратор 23 (И2) и второй фотоэлектрический преобразовагель 24 (ФП2). Номерами 25-27 обозначены внешняя шииа источника инфармацио3н|ого сигнала, внешняя шина адреса информационной дорожки, внешняя шш.а си3чraëà уcTàíовки начGIIüíого сл стояния инте гр ятора соответственно, 063 >э втОроГО элемянтОВ > и > хранения цифрового сигнала, третий выход - с управляющим входом первого логическогс автомата 17, и четвертый выход с управляющим входом второго логического автомата 18, Выходы первого и второго логических автоматов !7 и 18

5 !517

В оптической части устройства источник оптического излучения, оптический модулятор 2, светоделительный элемент 3, оптическая головка 4 записи-воспроизведения, носитель информа5 ции — оптический диск 5 последовательно расположены по направлению распространения оптического излучения, Второй и третий выходы светоделитель- !0 ного элемента 3 соединены с входами первого и второго фотоэлектрических преобразователей 6 и 24.

В электрической части устройства выход первого фотоэлектрического пре- !5 образователя 6 подключен к первому входу первого амплитудного компаратора !1, к ;>, рвому входу второго амплитудного компаратора 12 и второму вхсду третьего ампл лтуднсго ксмиаратора 20 !

3, Информационный вход блока управления оптическим модулятором 7 еди— нен с внешней шиной 25 источника ин— формационного сигнала, выхо," — с электрическим зходом оптического »о- 25 дулятора 2, Вход прсграм>плруе>лог.о источника 8 опорного напряжения иодклю— чен к внешней шине 25 адреса ин !>Ормационной дорожки. а выход — г . тор >м> входу первого а> пиитуднс;с кс":è;>ðа-> о — 30 ра ll и к входу преобразователя !9 уровней опорного напряжения, ыхсд первого источн лка 9 опорного наиря>ке— ния подключен к второму входу второго амплитудного компаратсра !2„ Выход

35 второго источника 10 опорного н,>HðH— жения соединен с первым входом третьего амплитудного компаратора 13, Выход первого амплитудного компаратора 11 подключен к информационному вхс-40 ду первого элемента 14 хранения цифрового сигнала, вьгход второго амплитудного компаратора 12 — к информационному входу второго элемента 15 хранения цифрового сигнала и выход третье- 45 го амплитудного компаратора 3 — к входу блока 16 местного управлеш.я.„

Выход первого элемента 14 храиен !>i цифрового сигнала сое jHHcH с информационным входом первого логического автомат 17, вь>ход второго элемента

15 хранения цифровогс сигнала — с информационным входом второго логического автомата 18, Первый выход блока

16 местного управления соединен с и< р55 выми управля(ощим л входами первого и второго элементов 14 и 15 хранеш|я цифрового сигнала, второй выход — с вторыми управляющими входами перисгo подключены ссстве-.ств анно г входам первого и «торогс преобразователей 20 и 21 состояния чогическ!ro автомата в папряжение, выходы которых подключены соответственно к 1лнформащлонным входам первого Ii второго интеграторов

22 «Hапряжения начального состояния первого интегратора 22 соединен с выходом преобразователя 19 (трансформатора) уровней опорного напряжения, управляющий вход — с внешH -й шиной сигнала начальной установки интегратора, а выход — с первым управляющим входом блока управления ситнческогс модулятора 7, второй управлякщ:лй вход которого соединен с выходом второго интегратора 23.

Блок 16 местного управления содер,кит (фиг ° 2) генератор 28, первый и

f>fñ рой формирователи 29 и 30 импульсов, инвертор 31, первый, второй, > третий и четвертый триггеры 32 — 35 ссотве>-ственнс, Первый и второй элементы 14 и 15 хранения цифрового сигнала содержит

RS--fðHããåð и два элемента И-НЕ (фиг,4).

Сигналом 36 (фиг. 3) элемент 14 хранения устанавливается в нулевое сосгсяние. Сигналом 37.содержимое элемента 14 хранения считывается и записывается в логический автомат 17 (18).

С> †í 38 логической единицы с выхода амплитудного компаратора 11 (12) постуиаст íà S-вход RS-триггера в течение ин-.åðâ-ла Т и хранится в элементе до прихода очередного импульса 36, Логический автомат 17 (18) выполНеН иа основе RS-триггера, реализующего дополнительно функцию ксньюкции ис калкдому в;оду, Если с элемента 14 .;ранен.ля сигналом 37 с штывается логи.сская "!", антс..;ат 17 устанавливаoffoÿ в единичное состояние, лсгический 0 — в нулевое состояние, При

>сступлепии сигнала 39 с блока 16 местного управления логический авто.1ат 17 устанавливается в состояние, при котором на прямом ll инверсном выходах формируется сигнал

Преобразователь состояния логического автсмата г, напряжение 20 (21) 1517063 выполнен на осноне дифференциального усилителя. Если автомат находится н единичном состоянии — выходное напряжение греобразонателя 20 равно+ 4,0 В, в нулевом — минус 4,0 В. Если на прямом и инверсном выходах логического автомата 17 присутствует сигнал "1", то выходное напряжен 3е равно 0 В, Интегратор 22 (23) выполнен на ос-10 нове дифференциального усилителя, интегриру1ощей цепочки С,К, коммутатора I(,, резистинной цепочки Rz, R

При поступлении сигнала 26 установки начального состояния интегратора 22 нижние контакты коммутатора К1 размыкаются, а верхние — замыка1отся ° Емкость С, через К лодкл1очается к выходу преобразователя 19 уровней и заряжается до уровня, соответстну1ощего начальному значенп1о упранляюще— го сигнала в зависимости от адреса информационной дорожки.

Второй интегратор 23 в os! IIw! I! l от интегратора 22 не содержит коммута- ?5 тор К, и резпстивную цепочку R>, R1.

Программируемый источник 8 опорного напряжения выполнен IIа основе цифроаналогового преобразователя и цифрового функционального преобразонатспя, 3 осуществляющего 3П;еобразонание кода адреса информационной дорожки н цифровой эквивалент заданного у-ро:.ня засветки носителя при записи единицы, При поступлении на информационные

35 входы пяти старпи:i разрядон адреса внешней дорожки выходное напр:3жение источника 8 Ч, = 2,2 В. При зап11си сигнала на дорожках, Расположенных ближе к центру диска, выходное напря-40

8 JIICIIEliHQ уме13ьшается. При запис: сигнала на внутренней дорожке выходное напряжение источника 8 V> = 0,7 x V „= 1,54 В. Источники 9 и 10 опорного напряжения ныпол- 45 иены на основе схел1 электронной c i абилиз ации и апряжения. Выходное напряжение источп11ка 9 раьч1о 0,4 В, источника 10 — 1,0 H.

При Работе ycvpollc IJa в реж11л1е за- 50 писи на вход програмл113руел1ого источника 8 по ннешней шине 26 подается адрес зада1ьной дорожки. Сформ«poi3»IЙое I3 соответствии с адресом опорное напряжение 30 источника 8 (фиг, 5) поступает на второй вход компарагора

11 и через преобразователь 19 (трацсформатор) уровней на вход интегратора 22 ° На упранля1осз111 вход гн1тегра— тора 22 с внешней шины 27 по< тупает сигнал начальной установки. Выходной сигнал 41 интегратора 22 принимает значение н:,гходного сигнала преобразователя уровней, Регистрируемый сигнал, закодированный в соответствии со способом 4/5

БВНМ, поступает на информационный ( вход 25 блока 7 управления. Под воздействием сигнала записи луч лазера 1 мэдулируется в оптическом модуляторе 2 и, пройдя через снетоделительный элемент 3, оптическую головку 4, падает Hа оптический диск 5. Единице оинарного сигнала з аписи соответствует верхний уровень засветки носите— ля ({-1 5 мВт), нулю — нижш1й уровень засветки (-2 мВг) .."е;..хний уровень про11знодиг перфорацию носителя путем фор."1иpонания углублен«й (ямок) за счс т локального испарения и и павле ния.

Нижний уровень служит для чтения маркерон, служебной информации и т.д, Послсдо33ательность считанных маркеров выделяется и поступает на блоки

i". Ip: :<åíI3ÿ за осевой линией дорожки и синхрон3313ац31и сигнаг з записи и восI1)0!Iç èåäåIi èÿ (н сс стан устройства не ходят) .

Нс-значительная часть промодулирозснного пуча лазера 1 отклоняется снетодеп31тепь11ыл3 элел1ентом 3 на нход

«рного фо гоэлектрического преобразов,1те:1я G, Модуляция мощности луча и образуется н изменения выходного напряже11ия 42, Уровню засветки 15 мВт соотнетстнует уровень напряжения 2 В, уровню засветки 2 мВт — 0,4 В, Электрический сигнал 42, кроме полезного информационного сигнала, содержит составляющие паразитной модуляции, порождаемые флуктуациями питающих напряжений, шумом лазера 1, вариациями Ilараметрон окружающей среды, Лл:плитудный1 кол1паратор 1 1 сравнивает сигналы 40 и 42, Если верхний уровень сигпала 42 больше опорного

«апряжения 40, то сигнал 38 на выходе Icniiпаратора 11 принимает значение меньше "1". В начале интервала

Т, -..лемент 14 хранения сигналом 36 (ф1 1. 3) устанавливается н нулевое состояние, Гслп за время Т нерх11ий уровень сигнала 42 превысит опорное напряжение 40, то сигнал "0" с ампли-.удного компаратора 11 переводит элемент 14 хранения в единичное состоя9 15170 ние, По окончании интервал а Т z сигнал 37 (фиг,, 3) переписывает содаржттмое элемента 4 хранения в логический автомат 17, При единичном состолнии логического автомата на выходе

5 преобразователя 20 состояния формируется сигнал с амплитудой + 4 В, нулевом cocTo!EIIIIII -4 Б, Вт тходнсФ нтт нал тттттет.ратор,! 22 при «н четтии:.I.ãIIEI Ia

+4 В линейно убывает, мит;уc 4  — линейно возра тает, Таким образом, превьштение верх!!им уровнем сигнала 42 опорного напряжения 40 вызывает уменьшение выходнаго сигнала интегратора 22, амплитуды высокочастотных колебаний блока 4 управления и верхнего уровII;. зас естки

D сигнале запи "и, Падение верхне о уровня сигнала 42 мс !вше опор:.ого 20 цапряжеттил 40 вызывает величенн = выходного сигнала и ITerpaTcpÄ 2",;:-ил т туды DLI coI тт. тт о гс, тс —..я единицы в сигпа Io .; аписы .. л".. сиг—

35 нале записи возникает дли. ктт!ттал ттауза (серия нулей), наттример окно длл чтения маркера (служебной информации), то сигнал 44 длительное время, пр=IIIIшающее Т, сохраняет значение "0". 40

Вследствие этого сигнал 39 (фиI, 3) блока 16 местного управленттл -торез время Т с начала паузы принимает

Т значение равное "0" (фиг. 5), П!од воздействием "0" сигнала 31 логичес—

E(EBx автомат 17 переходит H Tpñ . ье oc т! ч тояние, определяемое cIIãíалом "l тта прямом и инверсном EI с одах. Вьг:.о.!ттос напряжение преобразователя 20 саста.I—ний принимает зна -ение нуля и тт. .тс;— ратор 22 сохраняет в ходной с гiIа.гт 41 неизменш IM дo окончаттттл гауз.,I, ПpII этом исключается ложная работ:. и:.тегратора в период счтттывания ма-,,еров, служебной информацтгт тт сканпротт; нттл участк I носителя между концом и началом доро-.;ки,, Работа элементов 9, 12, 15, 18, 21 и 23 при записи аналогична, С опорным

63 l0 напряжением 45 сравнивается нижний уровень сигнала 42 (фиг. 6) .. Вначале интервала сигналом 36 элемент хранения устанавливается в нулевое состояние. Если за время Т ттижний уровень сигнала 42 становится меньше опорного напряжения 45, то амплитудный компаа - .тот 2;h.-. —,:тттру . !" c sr!I a I "0", рттй переводит элемент 15 хранения в едипи нное состолтше, По окончании интервала Т! сигнал алеметтта 15 хранения сигналом 27 пере-! писываетсл в логический автомат 18 °

",.о стояние логического автомата преобразуется в напряжение, Единичному состоянию соответствует — минус 4 В, нулевому — плюс 4 Б. Следовательно, при падении нижнего уровня сигнала 42 тттпхе опорногo напряжения 45, выходной сигнал интегратора 23 линейно увелиI ! птвается, при превышении- линейно уттеньтттается, Пропорционально изменен!;ям сигнала интегратора 23 изменяет с; ттттжншт уровень засветки носителя, Если в сигнале записи возникает длинная серия единиц, то сиг" ал 44 длительное время, превышающее Т, со cpQH>fpT значение "1", Блок 16 местго управления по истечении интервата прттсваивает значение 0 сигналу тб. Под воздействием сигнала 46 логический автомат 18 переходит в тре-.ье состояние (фиг, 6) при котором вт;ьходтто е напряжение 47 преобразователя 21 равно нулю, а сигнал 48 ттптегратора 23 остается неизменным.

При работе устройства в режиме воспроизведения верхний уровень сигнала î- ñóòñòâóåò,,нижний уровень пос;аянно меньше опорного налряжения 43, Поэтому сигнал 44, формируемый компаратором 13, имеет значение О!!, В сооfHBTcTIIIEI с этим значение сигнала

39 р евно "0", си гн ал а 46 — " 1" ° Сигтт:: 39 удерживает логический авто-!.ат 17 в третьем состоянии и входной ст!гт. тт интегратора 22 остается неиэкетгпым и равным нулю, Таким образом, работа контура подстройки верхнего

„ровня заблокирована, Напротив, сиг; ал 46 не оказывает влиятитл на работу контура подстройки нижнего уровня °

Перед записью информации по внешней шине сигнала установки начального состояния интегратора поступает сигнал, подклточающ!ий к входу интегратора выход преобразователя 19. После этого на выходе интегратора устанав1517063

12 ливается напряжение, определяю!цее уровень записи для данной дорожки, и процесс стабилизации во время записи н ачнется с этого н ачально го напряжения. Сигнал установки снимается по переднему фронту сигнала записи, Уровень сигнала 42 чтения сравнивается амплитудным компаратором 12 с опорным напряжением 45, Результат сравнения обрабатывается элементами

15, 18, 2! и 23 по алгоритму, рассмотренному в режиме 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 воспроизгедения информации, содержащее последовательно расположенные по направлению распространения оптического излучения, источник оптического излучения, оптический модулятор, светоделительпый элемент, оп-.пческую головку записи-воспр1?изведения, а также первый t! второй фоTo" электрические преобразователи, первый и второй аь!и!!и .дные компар -: торы, блок местногo управления„ !!ервый и второй элементы хранения цифро-вого сигнала, первый и второй интег-. раторы, программируемый источник опорно-о Ftarlp3жспия, первый источник опорного напряжения, причем второй и третий выходь! светоделительного элемента оптически соединены с входами первого и второго фотоэлектр!и!еских преобразователе: соответственно, информационный вход блока управления оптическим модулятором соединен с вненн!ей шин<:zz IlcToчника информационного сигнала, а вы:<од — с электрическим входом оптическогo модуЛятора, вьг<од первого фотоэлектрическ вводе. -, трет;!й амчл1:.. Удный ко.!паратор, пе! Itt tzt z! ятr.,-.îé логичс.et

3

: т|li J УПРаВ3!Е!!ИЯ, !!НфОРМаЦИОННЫЕ

35 входы первого и второго логических авто. t;Iòor! соеди!!сны соответственно с

«.! <одами первого и второго элементов

-хранения цифрового сигнала, входы перв? -o и второго преобразователей щ состо:|ния логического автомата В напряжение соединены соответственно с выходами первого и второго логическ!и< автоматов, а выходы подключены к информационным входам первого и вто4g рого интеграторов соответственно, ;-Ilpa.I:lÿ!<.Jèo входь: первого и второго лог!!ческих автоматов соединены соотвс-.тстве!1но с третьим и четвертым выходами блока местного управления, уп5Q рав!!л!с<3ий вход первого интегратора с:сединен с внешней шиной сигнала уст:-.ло! «:!ачального состояния интегратор.ly

151 7063

Фиг. 2

1517063! 5! 7063

37

39

38

У

51

У

Ч3

Ч5,ЧЗ

Ч2

У

Ч7

Фиг.6

1517063

V ч5 чз

Ч2

З7

Чб

Ч9

Ц7

Ч8

Физ.7

Составитель С,Подорский

Редактор В.Буренкова Техред И.Верес

Корректор В.Гирняк

Заказ 6396/53 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101