Устройство оптической записи и воспроизведения информации

)4 С 11 В 11 а :"-1С,П,бульк тся к техник1 ожет найти х запоминаю м носителем 088 чев П,Г 1,о оптичесия информаик;1, С:рия позволяет повыней засветки акарь ой ств веден сигнал, выде.-.:м элементом 3,о-03,оотоэлектричесв электричесСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОГНРЦТИЯПРИ П(НТ СССР(56) Вашкевич И.П Ми др, Адаптивное устркой записи и воспроизции, Вопросы радиозяеЭВТ, вып, 1982, с, 98Пт ент Я г )нии5кл, С 11 В2, 1983 2 (54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРЬ (57) Изобретение относ хранения информации и применение в оптически устройствах с подвижны Формации, Изобретение сить стабильность уров носителя при записи и инФормации, Оптическьц ляемый светоделительнь преобразуется первым ф ким преобразователем 6 СКОЙ ЗАПИСИ И оспроизведениЗ 7 Чб Ч 9 Ц 7 Физ Составитель С,ПодорскийРедактор В,Буренкова Техред И.Верес орректор В,Гирняк Заказ 6396/53 Тираж 558 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Я, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1011517063 4 кий бинарный сцгндл 42, верхний уровець которого срдвцивается первымамплитудным кампаратором 11 с сигналом 40 программируемого источцикд 8опорного напряжения, а цижгигй - вторым амплитудным компдрдтором 12 ссигналом 45 цсточцика 9 опорцого цапряженияЕсли верхний уровень бинарного сигнала 42 больше сигналя 40,то посредством последовательно соедц -ценной цепи, состоящей -из первогоэлемента 14 хранения, первого логического автомата 17 и первого преобразователя 20 состояния логического автомата в напряжение, уменьшается сигнал41 ца выходе первого ицтегрдтора 22,что вызывает уменьшение амплитуды высокочастотных колебаний блока 7 управления оптическим модулятором 2 и соответственно умецьнецие верхнегоуровня ицтенсивцости оптического излучения, Если ццжций уровень бинарного Изобретение относится к технике хранения ицформацин .г может найти при мецецце в оптическ.гх запоминающих устройствах с годвггжгьц 1 носителем инФормации,Цель изобретеция - повыщецг стабильности уровней засветки носителя при записивоспроизведециг ицформяцци 35На Фиг, 1 представлена структурнаясхема устройства оптической .записи ивоспроизведеция информации; ца фиг,2 возможная Фуцкццоцдчьгая схема блокаместного управления; ца Фиг, 3 - времецные диаграммы его работы; ндфиг, 4 - возможная функциональнаясхема первого элемента храпения цифрового сцгндлд, первого логическогоавтомата, первого преобразователясостояцця логического автомата в цапряжецие и первого ицтегрдтора; нафиг, 5 - временные диаграммы работы канала регулировки уровня записи в процессе записи информации; ня фиг,6 и 7 - временные диаграммы рябо гканала регулировки уровця чтения информации во время записи и воспроизведения информации соответственно,Устройство оптической записи ц55 воспроизведения информации содержит (фиг, 1) источник оптцческогс излучения (лазер)1 (П), оптический модулятор 2 (ОМ), светоделительный элесигнала 42 мецьше сигнала 45, то посредством последоватечьцо соедиценцойцепи, состоящей из второго элемента15 храцеция, второго логического автомата 18 и второго преобразователя 2состояния логического автомата в напряжение, увеличивается сигнал 48, чтовызывает пропорциоцяльцое увеличениенижнего уровця ицтецсцвности оптического излучения, При отсутствии в бинарцом сцгцале в течецие одного тактаотрицдтельнога (положительного) перепада подстройка модулятора по нижнему(верхнему) уровню блокируется, Верхнийуровець бинарного сигцдля цри записипрограммируется падачеи адреса ицформдццонной дорожки ця вход программирующего источгцигд Ь оггорн зги гдпряжеция, Одновременно псред записью выполцяетсз устдцовкд цачального значения сигцдлд годстройки:адулятора,7 цл. мент 3 (СЭ), оптическую головку записи-воспроизведеция 4 (ОГ), оптический диск 5 (ОД), первый фотоэлектрический преобразователь 6 (ФП 1), блок7 управления оптическим модуляторамБУЯ 1), программируемый источник 8оиарцога напряжения (ПИОН), первыйисточ 1 гцк 9 опорного напряжения (ИОН 1),второй источцггк 10 опарцого цапряжеция (ИОН 2), первый дмгглитудцый компарятор 11 (ЛК 1), второй дмплигудцыйкомпардтор 12 (Л 12), третий амплитудць:и компардтор 13 (ЛКЗ), гервый элемецт 14 хряцеция цифрового сигнала(ЭХ 1), 1 зторой элемент 15 хрдцения цифровога сигнала (ЭХ 2), блок 16 местногл упрдззлецця (БМУ), первый логический дьзтомат 17 (ЛЛ 1), второй логический д)зтомдт 18 (ЛЛ 2), преобразователь19 урогзггей опорного напряжения (ПУ),первый преобразователь 20 состояниялогического автомата в напряжение(ПС 1), второй преобразователь 21 состоягцгя логического автомата в напряжение (ПС 2), первый интегратор 22(И 1), второй интегратор 23 (И 2) ивторой фотоэлектрический преобрдзовагель 24 (ФП 2). Номерами 25-27 обозначены внешняя шица источника ицформациаццого сигнала, внешняя дина адреса информационной дорожки, внешняядица сцгцяла установки цачдльцогослстояпия интегратора соответственно,063второго элементов 14 и 5 храненияциФрового сигнала, третий вьксд - суправляющим входом первого логическогс автомата 17, и четвертый выходс управляющим входом второго логического автомата 18, Выходы первого ивторого логических автоматов 7 и 18 5 517В оптической части устройства источник 1 оптического излучения, оптический модулятор 2, светоделительныйэлемент 3, оптическая головка 4 записи-воспроизведения, носитель информа 5ции - оптический диск 5 последовательно расположены по направлениюраспространения оптического излучения,Второй и третий выходы светоделитель - 1 Оного элемента 3 соединены с входамипервого и второго фотоэлектрическихпреобразователей 6 и 24,В электрической части устройствавыход первого фотоэлектрического преобраэователя 6 подключен к первомувходу первого амплитудного компаратора 11, к первому входу второго амплитудного компаратора 12 и второму вхсду третьего амплитудного ксмпдрдторд 2013, Информационный вход блока управления оптическим модулятором 7 едингн с внешней шиной 25 источника информационного сигнала, выход - сэлектрическим входом оптического модулятора 2, Вход программируемого источника 8 опорного напряжения подключен к внешней шине 25 адреса инлрмационной дорожки. а выход - г .тр мвходу первого дпвитуднсгс ксмидрдт о в 30ра 11 и к входу преобразователя 9уровней опорного напряжения, цхсдпервого источника 9 опорного напряке -ния подключен к второму входу всрогоамплитудного компаратсра 2 Выход35второго источника 1 О опорного ндвря -жения соединен с первым входом третьего амплитудного компаратора 13,Выход первого амплитудного компаратора 11 подключен к информационному вхс ду первого элемента 14 хранения цифрового сигнала, выход второго амплитудного компаратора 12 - к информационному входу второго элемента 15 хранения цифрового сигнала и выход третьего амплитудного компаратора 3 - квходу блока 16 местного упрдвлеш.я.Выход первого элемента 14 храненияцифрового сигнала соединен с информационным входом первого логическогоавтомат, вьксд второго элемента15 хранения цифровогс сигндлд - с инФормационным входом второго логического автомата 18, Первый выход блокд16 местного управления соединен с пер 55выми управляющими входами первого ивторого элементов 14 и 15 хранешяцифрового сигнала, второй выход - свторыми управляющими входами первого подключены соответственно г входам первого и торого преобразователей 20 и 21 состояния погическсго автомата в пдпряженпе, выходы которьк подключены соответственно к информационнымвхсддм первого и второго интеграторов22 и 23, Вход напряжения начальногосостояния первого интегратора 22 соединен с выходом преобразователя 19(трансформатора) уровней опорногонапряжения, управляющий вход - с внешней шиной сигнала начальной установки интегратора, а выход - с первымуправляющим входом блока управленияоптического модулятора 7, второй упрдвлякщий вход которого соединен свыходом второго интегратора 23.Блок 16 местного управления содержит (Фиг2) генератор 28, первый ивторой Формирователи 29 и 30 импульсов, инвертор 31, первый, второй,третий и четвертый триггеры 32 - 35соответственно,Первый и второй элементы 14 и 15хранения цифрового сигнала содержитЮ.рнггер 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),Сигнал 38 логической единицы с выходадмплитудного компаратора 11 (12) поступает на Б-вход К 8-триггера в течение интервала Т и хранится в элементе до прихода очередного импульса 36,Логический автомат 17 (18) выполнен нд основе ЕВ-триггера, реализующего дополнительно Функцию ксньюкциипа каждому входу, Если с элемента 14хранения сигналом 37 с штывдется логическая "1", авто.,дт 17 устанавливается в единичное состояние, лсгический 0 - в нулевое состояние, Принсступлепии сигнала 39 с блока 16 местного управления логический автомат 17 устанавливается в состояние, прп котором нд прямом и инверсном выходах Формируется сигнал 1Преобразователь состояния логического двтсмдтд г, напряжение 20 (21)выполнен на осноне дифференциальногоусилителя, Если автомат находится нединичном состоянии - выходное напряжение греобразонателя 20 равно + 4,0 В,в нулевом - минус 4,0 В, Если ца прямом и инверсном выходах логическогоавтомата 17 присутствует сигнал "1",то выходное напряжение равно 0 В,Интегратор 22 (23) выполнен на ос нове дифференциального усилителя,интегрирующей цепочки С,К(, коммутатора К резистцннай цепочки К, КПри поступлении сигнала 26 установкиначального состояния интегратора 22 15нижние контакты коммутатора К 1 размыкаются, а верхние - замыкаются, Емкость С, через Кз лодключается к выходу преобразователя 19 уровней изаряжается до урания, соответствую Ощего начальному зцачешцо упранляюще -го сигнала и зависимости от адресаинформационной дорожки,Второй интегратор 23 в отлг 1 чцц отинтегратора 22 це содержит коммутатор К, и резцстинную цепочку Й, 11Программируемый источник 8 опорногонапряжения выполнен ца основе цифроаналогового преобразователя и цифрового функционального преобразанат ля,осуществляющего преобразование кодаадреса информационной дорожки г, цифровой эквивалент заданного уровнязасветки носителя прц записи единицы,При поступлении ца информационные35входы пяти старших разрядон адреса внешней дорожки выходное напржение источника 8 Ч, = 2,2 В, При записи сигнала ца дорожках, расположенных ближе к центру диска, выходное напря жение источника 8 лицсйца умьшае- ся, При записи сигнала ца внутренней дорожке выходное напряжение источника 8 Ч = 0,7 х Ъ = 1,54 В, Источники 9 и 10 опорного напряжения ныпалцены ца основе схем электронной стабилизации напряжения. Выходное напряжение источшгка 9 ранца 0,4 В, источника 10 - 1,0 В.При работе устройства в режиме записи ца нхад програмлцруел 1 аго источника 8 по ннешцей шине 26 падается адрес заданной дорожки, СформиранацЙое в соответствии с адресом опорное напряжение 0 источника Я (фиг, 5) поступает на второй вход камцарагора 11 и через преобразователь 19 (трансформатор) уровней ца вход интегратора 22, На управляющий вход ццтегра -тора 22 с внешней шины 27 наступаетсигнал начальной установки, Выходнойсигнал 41 интегратора 22 принимаетзначение н.ходцого сигнала преобразователя уровней,Регистрируемый сигнал, закодированный в соответствии со способом 4/5БВНМ, поступает на информационныйвход 25 блока 7 управления, Пад воздействием сигнала записи луч лазера 1мэдулцруется в оптическом модуляторе 2 и, пройдя через снетоделительцый элемент 3, оптическую головку 4,падает на оптический диск 5. Единицеопарного сигнала з апцси соответствует верхний уровень засветки носителя (-15 мВт), нулю - нижний уровеньзасветки (-2 мВг), .е; хций уровеньпропзнодцг перфорацию ностел путемформирования углубленй (ямак) засчст локального испарения и пцавлецияНижцп 1 уровень служит для чтения маркеров, служебной информации и т,д, Последовательность считанных маркеров выделяется ц поступает на блоки слежения за осевой линией дорожки и синхронизации сигналв записи и воспоацзнедеция (н состав устройства не 1 э.одяз )Незначительная часть промадулирозсцого луча лазера 1 откланяется сцетаделцтельным элементам 3 ца вход срнога фа гоэлектрцческаго преобразователя б, Модуляция мощности луча п 1 образуется н изменения выходного напряжения 42, Уроншо засветки 15 мВт соответствует уровень напряжения 2 В, уранию засветки 2 мВт - 0,4 В, Электрический сигнал 42, кроме полезного информационного сигнала, содержит составляющие паразитнай модуляции, порождаемые флуктуациями питающих цапряжецц 11, шумам лазера 1, вариациями цараметрон окружающей среды,й:плптудный кол 1 паратор 11 сравнивает сигналы 40 и 42, Если верхний уровень сцгпала 42 больше опорного напряжения 40, то сигнал 38 на выходе кампаратора 11 принимает значение "Э", меньше "1". В начале интервала Т, элемент 14 хранения сигналом 36 (фцг, 3) устанавливается в нулевое состояние, Гслц за время Т верхний уровень сигнала 42 превысит опорное напряжение 40, то сигнал "0" с ампли; удцого компаратора 11 переводит элемент 14 хранения н единичное состоя9 15170 ние, По окоцчаццц интервала Т сигнал 37 (фттг 3) переписывает содержттмое элемента 14 хранения в логический автомат 17, Прц единичном состоянии логического автомата ца выходе5 преобразователя 20 состояния формируется сигнал с амплитудой + 4 В, нуле- ВОМ СОСТО ттцттц -4 Б, Вт тХОдцОйттгц тт ццтетратор,1 22 при ц:чрции ст;гнала +4 В линейно убывает, мит;ус 4 В - линейно возрастает,Таким образом, превышение верхтти." уровнем сигнала 42 опорного напряжения 40 вызывает уменьшение выходного 15 сигнала интегратора 22, амплитуды высокочастотных колебаний блока 4 управления ц ттерх 11 его уровня засгсткц и сигнале зепи "и, Падение верхио уровня сигнала 42 меньше опор:.ого 20 цапряжетшя 40 вызывает велич(-111 выходногоо сигнал а инта гратср а 2",;и - л 1 туды вт.тсокочастотцых кол ебаттцй ттверхнего уровня засветки,Электрический сигнал 42 прц агптст 25одновременно сравнивается амп 11.:тудным компаратором 13 с выходць:и с,гцалом 43 источника 10жения Аип 11 иту ь:Й т(оы аратор 1.: формирует сцгц.л , т оторый ттрт.цт .;.т 30значение 1, сли ьерхттцй ур;в цьт тси гц ал а 4 2 пре вси т опо рн о е н : лр яжение 43 (-1 В). Сигнал "1" укв .ь,.тетна Факт присутстви ттттт огс;тс. - .;.яединицы в сттгттало запцс 1, . л", . сиг 35НаЛЕ ЗаПИСИ ВОЗНИКаЕт ДЛИ. Ктттта ГтаУЗа (СЕРИЯ НУЛЕЙ), НаттРИМЕР ОКНО ДЛЯчтения маркера (служебной информации),то сигнал 44 длительное время, превышающее Т сохраняет значение "О", 40Вследствие этого сигнал 39 (фцт, 3)блока 16 местного управлецття черезвремя Т с начала паузы приникаетзначение равное "0" (фиг, 5), Подвоздействием "0" сигнала 31 логцчес -ктпт автомат 17 пере:(одвт в трье сост ттояцие, определяемое сттгцалом тт 1 ттапрямом и инверсном в 1(од-тх, Вьг(о. тоснапряжение преобразователя 20 састо.вццй принимает злаение нуля и;тлтс; -ратор 22 сохраняет в тходной сцгттал 41цеизменттттм до окончания гауз Прттэтом исключается ловчая работ:. ц:тегратора в период счтттывация маркеров,служебной ицформацтгт и скаццротт; лттяучастка носителя между концом и началом доро-.;кцРабота элементов 9, 12, 15, 18 21и 23 при записи аналогична, С опорным 63 1 Онапряжением 45 сравнивается нижнийуровень сигнала 42 (фиг, б), .Вначалетштервала сигналом 36 элемент хранения устанавливается в нулевое состояние, Если за время Т 1 нижний уровеньсигнала 42 становится меньше опорногонапряжения 45, то амплитудный компа;-аточ 12 ;Ь.,мттру г сцгцвл "0", которттй переводит элемент 15 хранения вединяитое состоятше,По окончании интервала Т сигналэлемента 15 хранения сигналом 27 перепцсывается в логический автомат 18Состояние логического автомата преобразуется в напряжение, Единичномусостоянию соответствует - минус 4 В,нулевому - плюс 4 Б, Следовательно,прц падении нижнего уровня сигнала 42тттпхе опорного напряжения 45, выходнойецгцал интегратора 23 линейно увелитцвается, при превышении- линейноуттецьцтается, Пропорционально изменецт;ям сигнала интегратора 23 изменяет"ся ттттг(нитт уровень засветки носителя,Если в сигнале записи возникаетдлинная серия единиц, то сиг ал 44длительное время, превышающее Т,со.(раняет значение "1", Блок 16 местттаго управления по истечении интерва.та прттсваивает значение тОт сигналутб, Под воздействием сигнала 46 логический автомат 18 переходит в третье состояние (фиг, 6) при которомвт;ьходттое напряжение 47 преобразователя 21 равно нулю, а сигнал 48тштегратора 23 остается неизменным,При работе устройства в режимевоспроизведения верхний уровень сигнала отсутствует, нижний уровень пос;ояццо меньше опорного налряжения 43,Поэтому сигнал 44, формируемый компаратором 13, имеет значение "0", Всоответствии с этим значение сигнала39 равно "0", сигнала 46 - "1"Сигтт 39 удерживает логический авто.аг 17 в третьем состоянии и входнойСт 1 Гт. тт цитЕГратпра 22 ОСтаЕтСя НЕИЭкетшгм и равным нулю, Таким образом,работа контура подстройки верхнегоротптя заблокирована, Напротив, сигтал 46 не оказывает влиятптя на работу контура подстройки нижнего уровняПеред записью инФормации по внешней шцце сигнала установки начальногосостояния интегратора поступает сигнал подключающий к входу интегратора выход преобразователя 19. Послеэтого ца выходе интегратора устанав 1517063 12ливается напрякение, определядцееуровень записи для данной дорожки,и процесс стабилизации во время записи начнется с этого начального напряжения, Сигнал установки снимается попереднему Фронту сигнала записи,Уровень сигнапа 42 чтения сравнивается амплитудным компаратором 12 сопорным напряжением 45, Результатсравнения обрабатывается элементами15, 18, 21 и 23 по алгоритму, рассмотренному в режиме записи, Сигнал49 принимает значение "1", если имеет место падение уровня сигнала 42ниже опорного 45, "О" - превышение,Выходной сигнал 48 интегратора 23прц падении уровня сигнала 42 линейно возрастает, прц прееьшеции- убывает,Формула изобретенияУстройство оптической записи и воспроизгеденця информации, содеркаееЕее последовательно расположенные понаправлению распространения оптического излучения, источник оптического излучения, оптический модулятор, светоделцтельцый рлемецт, оптическую гоеопку записи -воспроизведенияа таЕже пе)вьЙ и птоО 1 фото" электрические преобразовател. 6 экуправления Оп и Еески: модулятог;Ом, первый и второй амплит дцые сомп 1 р. - . торы, блок местного управления первый ц второй элементы хранения ццфро вого сигнала, первый и второй интеграторы программируемый источник Опорного напракопия, первый источник опорного напряжения, причем второй и третий вььсод. светоделительцого элемента оптически соединены с входамц первого и второго фотоэлектргеских преобразователеи соответственно, информационный вход блока управления Оптическим модулятором соедццец с внеьцей шис й источника информационного сигнала, а вы:сод - с электрическим входом оптического модуЛятора, вьгсод первого фотоэлектрического преобразователя соедыен с первыми лходами первого и второго амплитудных компараторов, второй вход первого амплитудного комгаратора соедцце с выходом програ ируемого источника опорных напряжений, выход - с информационным входом первого элемецта хранения цифрового сигнала, второй вход второго амплитудного компараторасоединен с первым источником оеорного цапряжецця, вьгсод - с ицформаццонцым входом второго элемента храненияцифрового сигнала, первый и второйуправляющие входы первого ц второго,элементов хранения цифрового сигналасоединены соответственно с первым и 1( вторым вьходамц блока мес;ного управления, выходы первого и второго интеграторов соединены соответственно спервым и вторым управля)ошцми входамиблока управления оптическим модулято ром, вход программируемого источникаопорного напряжения соединен с внешней шиной адреса 1 ц 1 орглеццоцной дорожк 1 О т лч я О ц е е стем, чо,с цельо 1 овьшецця стаГ.епц стц уров цей за ветк 1 носителя при ззе.1 цГОСПРОЦЗВЕДЕЦИЦ 1 ПфРМЗД 1, В ИОЕОв;еде-, трет;Ей ампл;"удцый компаратор,первый и второй логцчс.скце автоматыс 1 Огя состояпц;мц первый и второй 25 преобразователи состояния логического,.втомат, и напрт,: ение, преобразователь. урови;й опорного цапряк ния, вто"рой 1,сточник ОорО. напряжения, выХС; .;ОтОООГО СОЕДсЕЦ " ПЕРВЫМ ВХОДОМ 311 т,ег его гмпли,диого компаратора,цт роасад котоцогс соединен с выхоО пер ого фотоэе ктрцческого ереобр ; ля, а выход - с входом блока1ст.Упраеецил информационные 35входы первого и второго логическихаето.Отов соединены соответственно с. содамц первого и второго элементовхранения цифрового сигнала, входыпервго и второго преобразователейщ состо:ниц логического автомата внапряжение соединены соответственнос выходами первого и второго логичесЕсепс автоматов, а выходы подключены кинформационным входам первого и вто 45 рого интеграторов соответственно,упра:яю.ие входь: первого ц второгологческцх автоматов соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока местного управления, уп 50 равящцй вход первого интеграторасседццец с внешней шиной сигнала уст:-,ео 11:ачального состояния интегратор, а вход напряжения начальногосостоця соедцец с выходом преобразовате.я урозней опорного напряже-,ня, вход которого соединен с выходом программцруег.ого источника опор"ного нагряжецця,