Способ записи информации на синхродиски и устройство для его осуществления

А 4(51) С 08 С 9/00 ТЕНИЯ У ето световым лучомповерхности с ировании ительной при непр вой модул инхронно экс инхроащениио потока увс иск рывном его яции свето и элект азы углового т л и ч а ю ти за ения т елью п ьство СССР 00, 1980. тво СССР 00 1981. нхроляю светочувхродорожек речногоом направИНФОРМАЦИИ НА ЙСТВО ДЛЯ ЕГО ным г ) прожки в радиП - число световым СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И ТОРСКОМЪГ СВИД(71) Институт автоматикметрии СО АН СССР(54) СПОСОБ ЗАПИСИНХРОДИСКИ И УСОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,) 1. Способ записи информациисинхродиски, заключающийся в ВО;,1156108 с изменением текущеиоложения синхродискаи й с я тем, что,нформации, экспонирование орожек синхродиска осущес утем многократного проход твительной поверхности си ветовым лучом, размер поп ечения которого в радиаль лении устанавливаютгде- размер синхральнам направлении,проходов синхродорож1152. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я 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 6108соединенные 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 повы 5 шение точности записи информации на синхродисках.На фиг. 1 представлена структура синхродиска, поясняющая способ записи информации на диск на примере записи 1 О одной регулярной синхродорожки; на фиг. 2 показано образование качественного различия структур двух Регулярных синхродорожек, экспонированных одновременно и за одно и то же время ц согласно предлагаемому и известному поразрядному способам соответственно (на фиг, 2 ц - изменение тангенциальной составляющей внешнего возмущения; 2на фиг. 28 - развертка структуры синхродорожки, записанной согласнопоразрядному способу; на фиг. 2 5 - распределение ошибки углового положения градаций синхродорожки, записанной согласно поразрядному способу; на фиг. 22 - развертка структуры синхродорожки, записаннои 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 1156ционный блок 6, состоящий из последовательно включенных источника 7излучения, модулятора 8 излученияи фокусирующей системы 9, оптическисвязанной с синхродиском 3, блок 10управления, управляющий работойпервого регистра 11, второго регистра 12, третьего регистра 13, счетчика14 с предварительной записью информации и тактируемый сигналом с пер Ового блока 15 сравнения, последовательно соединенные датчик 16 радиального положения проекционногоблока 6, второй блок 17 сравнения,первый корректирующий блок 18, первый усилитель 19 мощности и линейныйдвигатель 20, механически связанныйс проекционным блоком 6, последовательно соединенные умножитель 21частоты и управляющий работой модулятора 8 первый делитель 22 частоты,последовательно соединенные фазовыйдетектор 23, второй корректирующийблок 24 и второй усилитель 25 мощности, подключенный к управляющему 25входу двигателя 1 вращения, а такжепоследовательно соединенные опорныйгенератор 26 частоты, третий делитель27 частоты и второй делитель 28 частоты. К первому входу первого блока15 сравнения подключен выход третьегорегистра 13, выход счетчика 14 подключен ко вторым входам первого ивторого блоков 15 и 17 сравнения,выходы первого и второго регистров3511 и 12 подключены соответственнок управляющим входам умножителя 21и первого делителя 22 частоты, входсинхронизации которого связан свыходом 5 начального положения,выход датчика 16 радиального положения подключен к управляющему входутретьего делителя 27 частоты, выходдатчика 4 углового положения подключен к сигнальному входу умножителя 21 частоты и ко второму входуфазового детектора 23, к первомувходу которого подключен выход третьего делителя 27 частоты.Замкнутые в кольцо двигатель 1вращения, шпиндель 2, датчик 4углового положения, фазовый детектор23, второй корректирующий блок 24 ивторой усилитель 25 мощности образуютЪследящую систему 30 задания скоростивращения шпинделя 2, а замкнутые вкольцо проекционный блок 6, датчик 16радиального положения, второй блок 10817 сравнения, первый корректирующий блок 18, первый усилитель 19 мощности и линейный двигатель 20 представляет собой следящую систему 29 задания скорости радиального перемещения про. екционного 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 врежиме отработки заданной скорости радиального перемешения. Скорость радиального перемещения прае .,ионного блока 6 и скорость врг:.;ения и пин - деля 2 изменяются во в . .н ;:ра в .па 5 пропорционально тек".,с, р и :ьнаму положению проекц. аго бпа а б., что обеспечиваетс:; са ,г":с г:ющим измов нением выходной чн(,аты1 О делителя 27 часты, Второй делитель 28 частоты с: ужнт для должного согпасования скорасги радиального перемещения проекционного блока б со скоростью вращения шпинделя 2. Сигнал с выхода датчика 4 углового положе 15 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 2 О и фокусирующую систему 9, воздействует на светочувствительный слой синхродиска 3. Число градаций Р которые экспонируются на синхродиске 3, определяется как=9/Д, где Й - число выходных импуньсов датчика 4 углового положения, приходящихся на один оборот шпинделя 2; У Д - 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, р 5 первый блок 15 сравнения выдает сигнал на блок 10 управления, который по этому сигналу выставляет на своихвыходах коды чисел, соответствующих новым значениям начального и конечного радиусов, а также числу градаций второй синхрадорокки. Описанный цикл повторяется требуемое число раз, равное числу наносимых синхродорожек,.При равномерном вращении синхро диска и непрерывном радиальном перемещении экспонирующего светового пятна траектория перемещения светового пятна по отношению к поверхности синхродиска представляет собой 50 спираль Архимеда, а градации наносимой синхродорожки формируются на смежных в радиальном направлении экспанированных участков этой спирали. 55На 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 радиалном направлении экспонированные участки не перекрывают друг друга. В действительности при отмеченных ограничениях на скорость радиального перемещения экспонирующего светавога пятна формирование гр:"-;:;ий осуществляют с напажением смг, ы, радиальных участков так, чта образуется сплошн;я, а .-:е прерывис-ая (как гаказана на фиг, 1) струк.,"а градаций,В ,кнейшим г,.ш: сдам ПРе емога способа и. т; :.ению к пс;,азрядному способу является более высокаяпомехозащищенность и, как следствие, повышенная точность нанесения углового положения градаций синхрадаражек. Это объясняется тем, что действие большинства возмущений в процессе. записи оказывает слабое влияние наточность нанесения углового положения градаций, а проявляется лишь в искажении профиля наносимь:",:; градаций. Благодаря характерной для рассматриваемого способа высокой скорости экспонирования узких радиальных зн градаций и тому, что профиль градаций формируется путем многократного наложения смежных в радиальном направлении экспонираванных зон - участков спирали Архимеда - действие коротко- периодических 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 имедленно 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 кодинаковому искажению профиля одно7 115 бвременно всех (а не части как в поразрядном способе) градаций, но практически не оказывают влияния на фазовуюмодуляцию пространственной частотыследования градаций, т.е. на разброс.нанесенного углового положения градаций относительно их расчетногоидеального положения.Чтобы, проиллюстрировать изложенное,рассмотрим проявление внешнего воз в 10мущения, приводящего в процессе записисинхродорожки к пространственномусмещению светового пятна относительноцентра вращения синхродиска.Уход светового луча в тангенциальном направлении на величину Злсопровождается появлением погрешности 6 нанесения текущего угловогоположения градаций: 9 = 3 /, где0 - текущий радиус записи синхродорожки, Для наглядности сравниммежду собой структуры двух синхродорожек, записанных одновременно,за одно и то же время (можно показать, что производительность сравниваемых способов в первом приближенииодинакова) и на тех же радиусах попоразрядному и предлагаемому способам записи. Положим, что действиевозмущения приводит в обоих случаяхк одинаковому пространственномусмещению светового пятна относительно оси вращения синхродиска. Примемследующие обозначения (фиг, 2):, А,- соответственно временная,35угловая и радиальная координаты;6 - ошибка нанесенного углового положения градацийсинхродорожки;40число наносимых градацийкаждой синхродорожки;То - общее время экспонированиякаждой синхродорожки;О=ТОН - время приходящееся наЭ45экспонирование одной градации синхродорожкипо поразрядному способузаписи;- Т - период одного оборота синхродиска согласно предлагаемому способу записи;1:То/Т - общее число оборотов заготовки за время записи Тсинхродорожки согласнопредлагаемому способу; 55- соответственно начальныйи конечный радиусы синхродорожек,1088Тогда, если за время записи Т действовало некоторое внешнее возмущение (фиг. 2 ц), вызывающее смещение экспонирующего светового пятна и имеющее по отношению к центру врашения синхродиска тангенциальную составляющую 1 зг, 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 возмущенияраспространяется в тангенциальном (а, следовательно, и в угловом) направлении и оказывает непосредственное влияние на точность нанесенияуглового положения градаций (фиг. 2))то при использовании предлагаемого способа действие возмущения распространяется в радиальном направлении и поэтому в меньшей степени сказывается на точности нанесения углового положения градаций.Образующиеся искажения профиляградаций (Фиг. 22) 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 недо 1156108 1 Остатка экспозиция светочувствительного материала должна оставаться неизменной, что может быть достигнуто одновременным изменением скорости вращения синхродиска и скорости радиального67 перемещения экспонирующего световогопятна обратно пропорционально текущему радиальному положению световогопятна (при постоянной полной мощностиисточника излучения).1156108 Составитель Н. Миля Корректор тяга алий ехр аж 611 одписно о комитета СС филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Редактор С. ТимохиЗаказ 3150/48 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 035, Москва, Ж, Рауш