Устройство слежения за информационной дорожкой носителя оптической записи

 

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,

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 В 7/00, 7/Од

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4605462/10 (22) 14.11.88 (46) 30.03.91. Бюл. 1(1 2 (71) Институт проблем регистрации информации АН УССР (72) В.В.Петров, А.А.Антонов и Ю.И.Сачко (53) 681.84.083.8 (088.8) (56) Патент ФРГ 1(2935250, кл. G 11 В 7/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ИНФОРМА° ЦИОННОЙ ДОРОЖКОЙ НОСИТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ

ЗАПИСИ

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 — повьппение надежности работы оптического запоминающего устройства путем увеличения диапазона однозначного формирования сигнала рассогласования в системе слежения эа 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. б и 7 — схемы узла адресации информации, варианты.

Функциональная схема устройства содержит оптически связанные источник 1 модулированного электромагнит(57) Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации аптическим способом. С целью повьппения надежности между двумя электрическими выходами и входом блока управления позиционированием последовательно включены узел масштабирования, аналого-цифровой преобразователь, узел адресации информации и цифроаналоговый преобразователь.7 ил.

I ного излучения (например, полупроводниковый лазер), оптико-механический узел 2 (включающий в себя неподвижные и подвитые оптические элементы), подвижный оптический носитель 3 информации (дисковый, трубчатый, ленточный и др.) и фотоприемный узел 4 (на базе двух- либо четырехплощадочного фотодиода с предусилителями) .

К двум выходам фотоприемного узла 4 подключены два входа узла 5 масштабирования, N выходов которого подключены к N входам аналого-цифрового преобразовагеля (АЦП) 6. Два выхода АЦП б подключены к двум входам узла 7 адресации инфор мации. 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-механи1б38725 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 1р инвертирующему входу и масштабирующие резисторы 13 и 14, подключенные к неинвертирующему входу, различны. Узел 5 масштабирования по фиг.3 выполнен в виде цепочки последова- 15 тельно включенных резисторов 15 различной величины.

АЦП 6 по фиг.4 имеет четыре входа и два выхода, Первый вход подключен к первому компаратору 16, второй 20 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 25 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-30 ратор 24, к выходу первой логической схемы "HE" 20 — второй моновибратор 25, к выходу второго компаратора 17 — третий моновибратор 26, к выходу второй логической схемы НЕ

21 — четвертый моновибратор 27, к выходу третьего компаратора 18 — пятый моновибратор 28, к выходу третьей логической схемы НЕ 22 — шестой моновибратор 29, к выходу четвертого 40 компаратора 19 - седьмой моновибратор 30, к выходу четвертый логической схемы HE 23 — восьмой моновибратор 31 ° С входами первой логической схемы И 32 соединены выходы 45 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- 50 дами третьей логической схемы

И 34 — выходы пятого моновибратора

28 и первого компаратора.16, с входами четвертой! логической схемы

И 35 — выходы седьмого моновибрато55 ра 30 и второго компаратора 17, с входами пятой логической схемы И 36— выходы второго моновибратора 25 и третьего компаратора 18, с входами 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 одиннаццатой логической схемой И 42 выходы пятого моновибратора 28 и первой логической схемы НЕ 29, 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,надцатой 47 логических схем И соединены .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 входк второму компаратору 51, третий вход — к третьему компаратору 52,четвертый вход — к четвертому компаратору 53, пятый вход — к пятому ком-. паратору 54, шестой вход — к шестому компаратору 55. С выходами первого

50, второго 51, третьего 52,четверто8725

163 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 HF,.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 HE 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 30 — выходы второго моновибратора 63 и четвертого комнаратора.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 84 — выходы десятого мо10

3(35

50 новибратора 71 и второй логической схемы НЕ 57, с входами двенадцатой логической схемы И 85 выходы двенадцатого моновибратора 73 и третьей логической схемы HF. 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 моновибратора 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 63 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 логи еской 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 32, десятой 33, одиннадцатой 34 и двенадцатой 35 логических схем И подключены к входам первой логической схемы ИЛИ 98, вь1ход которой является первым выходам АЦП б, Выходы тринадцатой 36, четырнадцатбй

37, пятнадцатой 33, 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 схе16337 25 мы ИЛИ 99, выход которой является вторым выходом АЦП 6.

Узел 7 адресации информации по фиг.6 содержит регистр 100 и реверсивный счетчик 101, выходы которых подключены к вычитателю )02.

Узел 7 адресации информации по фиг.7 включает в себя последовательно включенные регистр 103, вычита- 10 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- 15 ченного к дополнительной обмотке электромеханического позиционера, входящего в состав оптико-механического узла 2).

Устройство работает следующим образом.

В режимах записи и воспроизведения системы автокрекинга обеспечи— вает слежение луча источника 1 мо- 25 дулированного электромагнитного излучения на заданной информационной дорожке подвижного оптического носителя 3 информации. При этом с двух выходов фотоприемного узла 4 снима- 30 ются квазисинусоидальные сигналы с фазовым сдвигом + 7 /2. Знак этого фазового сдвига определяется направлением переме1цения луча относительно информаппонной дорожки. В узле 5

35 масштабирования формируются выходные квазисинусоидальные сигналы с фазовым сдвигом между соседними выхода/( ми --------. В АЦП 6 из совокупнос2(N-1)

40 ти входных квазисинусоидальных сигналов на одном из двух выходов (в зависимости от направления перемещения луча) формируется последовательность импульсов, котоРые поступают на сум- 45 мирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика, входящего в состав узла 7 адресации информации. В послед— нем в результате сравнения текущего адреса луча и заданного адреса инфор- 50 мационной дорожки формируется сигнал рассогласования, который в ПАП переводится в аналоговую форму и затем подается на узел 9 управления позиционированием. Сформированный указанным образом сигнал рассогласования является однозначным в широком диапазоне отклонения луча. В результате управляющего воздействия блока " ynравления на оптико-механический узел

2 обеспечивается отработка сигнала рассогласования и, следовательно,надежное отслеживание информационной дорожки даже при наличии больших понех, 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 + ((/2, на основании известной формулы я

А "inХ вЂ” В sin (7.+ — --)

= С sin (++5 )() в каждом каскаде на операционном усилителе 10 формируются сдвинутые по фазе на заданную величину h (((. квазисинусоидальные сигналы. Поскольку величина этого фазового сдвига определяется соотношением

В

1(, (= + arctg — —, то для его реализации в узле 5 масштабирования необходимо соответствующим образом подобрать величину резисторов 11 — 14.

Узел 5 по фиг.3 более прост по конструкции, чем узел 5 по фиг.2.

При этом на цепочку из двух последовательно включенных резисторов R< и Rg подают разность потенциалов

U -Ug то в точке соединения резисторов возникает потенциал

UaRg + U<5Rq

Ra+ Rg

В такой реэистивнои цепи обеспечивается суммирование в соотношении, определяемом величиной резисторов R и Rg двух напряжений Ua и U p Поэтому при подаче на крайние точки резистивной цепи (фиг.3), сдвинутых по фазе на + ((/2. квазисинусоидальных напряжений в соответствии с формулой к

Asin Я+ Bsin(А — — — )

= Csin(++PE), в промежуточных точках можно получить квазисинусоидальные напряжения с фазовым сдвиг и i (Щ, где iF(0,14/, 725

1О

U(Q Ugj U 3, Ug, U, Ug, моновибраторами 62 — 73 соответственно формируются короткие импульсы V<, V V V, V p Vg Ч,, Ч,, Ч„Ч+, Vy С первом выходе АЦП 6 последовательность импульсов фармируетсч логическими схемами 74 — 85 и логической схемой ИЛИ 98 в соответствии с алго1638

Требуемая величина фазового сдвйга

i d$обеспечивается соответствующим подбором величин резисторов 15,которые в общем случае различны, АЦП 6 по фиг.4 работает следующим образом.

Поступающие на входы первого 16, второго 17, третьего 18 и четвертого

19 компараторов квазисинусоидальные 10 напряжения преобразуются соответственно в прямоугольные импульсы U

U<, U, Ь,, сдвинутые по фазе íà а /6, В логических схемах НЕ 20 — 23 эти импульсы инвертируются, в результате !5 чего получают импульсы U! Г,, Г, о4» Импульсы U< р Ugy Б3 !! 1- в моно вибраторах 24, 26, 28 и 30 преобразуются в короткие импульсы V, Ч, V>„Vq, Импульсы U! U, Uy Uy в мо-20 новибраторах 25,27, 29 и 31 преобразуются в импульсы 71, V Ч, Ч+ °

При помощи логических схем Й 32 — 39 и первой логической схемы ИЛИ 48 из них согласно алгоритму

25 ритма м алгоритмом

40

7 ЛБ ) Ч(Ч A <) Ч (Ч Л Ц q ) Ч (Ч1AUg ) Y

Ч(Ч,ИП,) V(VghU4) V(VghU ) !! (VEAU,)

30 формируется последовательность им— пульсов,. соответствующая одному из двух возможных направлений относи-. тельного перемещения луча и дорожки.

При помощи логических схем

И 40 — 47 и второй логической схемы

ИЛИ 49 согласно алгоритму

S = (Ч, Л U ) Ч(Ч, AU ) $(V„т, ) V

М (4" 4)Ч(Ч, ЛБз)Ч(ЧгЛ ф)Ч(Ч310 )У

V (V4hU2) формируется последовательность импульсов, соответствующая другому направлению перемещения луча относительно дорожки. 45

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

Я

Работает ан следующим образом.

Из входных аналоговых сигналов в компараторах 50 — 55 соответственно формируются импульсы U1, Б, Б., Ц4, Ц !6, Из них при помощи логических схем

НЕ 56 — 61 формируются инвертираванимпульсы U1 q Ug Ug а4 U

Импульсами Ц1, Ug U5 U4 Ur

S < = (V, h U ) Ч(ЧУ П ) Ч(Ч,Ю ) Ч

Ч (V4AU()V(V@AU ) g(VgAUg) V .

М (Ч Л "4) 7(Ч AU ) U (V AU<) У

Ч(Ч,Л1!„) V(V hU )V(V AU ).

На втором выходе последовательность импульсов формируется логическими схемами И 86 — 97 и логической схемой ИЛИ 99 в соответствии с (Ч, Л 0,) Ч (Ч,Л 0,) A(V> A U< ) V

Q (V4AU )Ч(ЧдУЗр)д(Ч Л0 ) Ч

Ч(Ч, Лц, )Ч (Ч,ДБ,)Л (Ч, ЛБ6) Ч

Ч(Ч,! AU< ) Ч (Ч ЛUg ) h (V< YU }, Узел 7 адресации информации по фиг.6 работает следующим абр:.вам.

В регистрэ 100 кран .òñÿ н;-формация а заданном адр"cå (т.:--., номера информационной дорожки), па кото-рому подлежащая хранению информация записывается или с нтывается. B реверсивном счет ;ике !01 хранится и.-:— формация а текущем положении луча, иэлучаемага и"тачником 1 модулированного электромагнитного излучения. Б результате сравнения B вычи-, теле !

02 сигналов на выходах регистра 100 и реверсивного счетчика 101 формируется цифровой сигнал рассогласования, точность которого тем выше,чем больше уровней N дискретизации фазы кваэигармоническога сигнала обеспечивается на выходе узла 5 масштабирования °

Узел 7 адресации информации па фиг ° 7 работает следующим образом:

Сигнал на выходе нычитателя 104 формируется в результате сравнения хранимой в регистре 103 информации о заданном адресе дорожки и хранимой в реверсивном счетчике 105 информации а текущем положении луча. Б сумматоре !06 с целью улучшения ди—

16387 меана

Фиг..1 намических характеристик системы автотрекинга с этим сигналом складывается цифровой сигнал производной сигнала рассогласования, формируемый в датчике 107 скорости. 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 вхоl

25 12 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

4 повышения надежности в работе, в него введены последовательно соединенные узел масштабирования, аналого-цифровой преобразователь, узел адресации и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу блока управления, а входы узла масштабирования подключены к сооTBетствующим выходам фотоприемного узла.

1б38725

6m

ИО

0m фотоприемного ф л 15 15 к A!ill K Aidan

Om роталриеинаю у.зла

15 15

gn еЦП пад к

Аиo

1 б38725

Фиг 5

)638725

Составитель С,Ботуз

Редактор Л.Пчолинская Техред M,Дидык Корректор О,Ципле

Тираж 349

Заказ 929

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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