2.1. Использование лазера в устройстве звукоснимателя

проигрывателя компакт-дисков

Для оптической системы проигрывателя КД необходимо коге­рентное излучение с определенной длиной волны и фазой. Такой свет получается благодаря индуцированной или стимулированной эмис­сии в р-n-переходе инжекционного лазерного диода (ИЛД).

Когерентный световой пучок дает возможность после отражения в соответствующем оптическом элементе, например, на поляризу­ющей поверхности, так осуществить поворот фазы, чтобы полно­стью разделить исходный и отраженный лучи, что и происходит в оптической системе проигрывателя КД.

В большинстве проигрывателей КД ИЛД имеет от­дельный (независимый) источник питания и схемы управления пи­танием. Чтобы лазер начал излучать, сила тока, протекающего че­рез него, должна достичь определенной величины. По достижении порогового значения лазер начинает работать стабильно и генериру­ет постоянное световое излучение. Максимальный ток возбужде­ния лазерных диодов в проигрывателях КД составляет 40 – 70 мА, у некоторых диодов он достигает 100 мА. При увеличении тока воз­буждения резко возрастает генерация потока излучения лазера, при котором существует опасность быстрого разрушения лазера. При токе 150 мА происходит разрушение любых лазерных диодов.

ИЛД чувствительны к колебаниям температуры окружающей сре­ды и сильно реагируют на изменение питающего тока. Это приво­дит к тому, что для обеспечения безопасности работы ИЛД необхо­димо постоянно контролировать эмиссию его светового потока (рис.3.6).

А втоматический контроль питания ИЛД осуществляется применением схем с отрицательной обратной связью, когда при уменьшении сигнала на выходе лазерного диода возрастает ток его возбуждения, увеличивая выходной сигнал до необходимого уровня. При возрастании выходного сигнала ИЛД про­исходит обратный процесс.

Необходимо учитывать также проблему старения лазерных дио­дов, когда с увеличением длительности работы падает их эмиссион­ная способность и для увеличения потока излучения требуется боль­ший ток возбуждения лазера. Система автоматического контроля питания лазера обеспечива­ет постоянную эмиссию светового потока в течение продолжитель­ного времени, что определяет высококачественные характеристики оп­тической системы.

2.2. Оптическая считывающая система

В настоящее время в системах лазерных звукоснимателей нашла применение плоскостная оптическая система (ПОС) - от англ. Flat Optical Pichup (FOP) - в ко­торой полупроницаемая зеркальная призма. На схема­тичном рис.3.7 представлены основные элементы ПОС и прохождение потока излучения лазера через ее элементы.

Вырабатываемый ИЛД световой пучок первоначаль­но проходит через дифракционную решетку. При прохождении све­тового луча через узкую щель на ее выходе образуются, наряду с главным (самым ярким) лучом, по меньшей мере, два боковых лу­ча (рис.3.8). Каждый боковой луч первого порядка содер­жит почти 25% энергии главного луча и используется для системы отслеживания дорожки записи.

Прошедшие зеркальную призму лучи (50% потерь), проходя коллиматор, становятся параллельными и, отразившись от зеркальной призмы, сфокусированные объективом, попадают на информационную поверхность КД.

Отраженный от поверхности КД свет проходит оптические эле­менты в обратной последовательности.

В зеркальной призме 50% отраженного от КД лазерного излуче­ния отклоняется на детектирующее устройство. При этом предвари­тельно лучи проходят двояковогнутую линзу прежде, чем они попадают на детекторное поле. Предварительная двояково­гнутая линза делает пучок расходящимся, так что уже при малом рас­стоянии между зеркальной призмой и детекторным полем на поле падает световое пятно достаточного размера. Размер светового пят­на должен быть таким, чтобы были освещены все элементы детек­торного поля фотодиодной матрицы A – F (рис.3.9).

Из суммы сигналов четырех зон (A+B+C+D) восстанавливается ВЧ-сигнал, который содержит цифровую аудиоинформацию. В дифференциальном усилителе из сигналов, генерируемых че­тырьмя фотодатчиками (A+C)-(B+D), вырабатывается также и сигнал ошибки фокусировки.

Цилиндрическая линза служит совместно с главным, поделенным на четыре зоны (А - D), детекторным полем (фотодиодной матрицей) для распознавания состояния фокусировки. Цилиндрическая лин­за вызывает дисторсию лазерного луча (при неправильной фокуси­ровке луча на поверхности диска), придавая пятну луча вытянутую форму.

Д ва детектора боковых лучей E и F служат для отслеживания ошибки прохождения считывающего луча по середине информаци­онной дорожки. При оптимальном следовании главного луча по информационной дорожке соседние питы, расположенные на дорожке рядом со счи­тываемым питом, освещаются правым или левым краем соответст­вующих боковых лучей, так что отраженные от КД боковые лучи вызывают одинаковый сигнал с обоих детекторных полей E и F.

Так как формирование выходного напряжения происходит на дифференциальном усилителе, при смещении главного луча с информационной дорожки на выходе усилителя формируется напряжение коррекции (E - F), полярность которого зависит от направления отклонения, а величина пропорциональна степени отклонения главного луча от дорожки записи.

Описанные выше элементы звукоснимателя лазерного проигрывателя КД могут располагаться производителем очень по-разному. Однако с точки зрения поиска неисправностей, точная конфигурация оптических линз практически не имеет никакого значения. В случае неисправности заменяется весь модуль звукоснимателя.

Глава 3

Сервосистемы управления проигрывателя компакт-дисков

Прежде, чем перейти к рассмотрению принципов записи и воспроизведения информации с КД, рассмотрим работу сервосистем управления, предварительная информация о которых была дана в гл. 2. На рис.3.10 представлена примерная блок-схема организации сервоуправления в проигрывателе КД.

Проигрыватели КД, выпускаемые в настоящее время, как правило, содержат четыре различных сервосистемы:

- управления вращением диска;

- позиционирования лазерного звукоснимателя;

- автофокусировки (управление перемещением фокусирующей лин­зы);

- радиального слежения (управление перемещением объектива пер­пен-дикулярно дорожке записи).