4.6.2.Следящие системы лазерных проигрывателей

Прежде чем рассмотреть работу следящих систем лазерного проигрывателя, необходимо познакомиться с геометрией лазерного компакт – диска, представленной на рис. 11. Диск имеет диаметр 120 мм при толщине 1,2 мм. В зоне прослушивания, расположенной от радиуса 25 мм до радиуса 58 мм, в

процессе записи наносится спиральная дорожка с информацией о звуковом сигнале. Ширина дорожки и размеры углублений (питов) на дорожке очень малы и соизмеримы с единицами и долями микрометра. Так, шаг дорожки составляет 1,6 мкм, а длина питов колеблется от 0,81 до 3,1 мкм. Ширина дорожки записи составляет примерно половину её шага. Запись начинается от минимального радиуса, в отличие от обычных грампластинок.

Считывание информации производится лучом лазера, сфокусированным в диаметр, примерно равный ширине дорожки. Понятно, что в процессе воспроизведения луч лазера должен находиться на дорожке с точностью не хуже нескольких десятых долей микрометра. Для обеспечения линейной скорости движения информационной дорожки 1,25 метра в секунду диск вращается специальным двигателем со скоростями от 500 до 200 оборотов в минуту. Устройство вращения диска – чисто механическое (двигатель, вал, устройство фиксации диска, подшипники).

Конечно, самая точная механика самых точных станков не обеспечивает точности долей микрометра, поэтому в процессе вращения диска обязательно будут иметь место биение диска относительно неподвижного лазерного луча. Эти биения могут составлять в лучшем случае десятки микрометров, что при ширине дорожки около 0,5 мкм совершенно недопустимо. Выход один – луч лазера должен следовать за радиальными колебаниями дорожки, не выпуская дорожку из поля своего зрения. Следовательно, нужна следящая система радиального слежения. Конечно, в лазерном проигрывателе есть и другие следящие системы (автофокусировки, скорости вращения диска), но в данной работе они не рассматриваются. Одна из главных проблем при создании следящей системы радиального слежения – получение оперативной информации о рассогласовании между центрами лазерного луча и информационной дорожки. Поскольку между диском и головкой воспроизведения механического контакта нет, датчик рассогласования должен быть оптическим.

Вариант датчика рассогласования системы радиального слежения схематично показан на рис.12. Темные дорожки на рис.12 – информационные, между ними находится зеркальная поверхность диска. Специальной оптической системой луч лазера расщепляется на 3 луча – центральный луч 1 и два боковых 2 и 3, причем так, что лучи 2 и 3 несколько смещены относительно центрального, который должен располагаться точно по центру дорожки. Каждый из трех отраженных от диска лучей попадает на свой фотоприемник. За секунду под всеми лучами проходят сотни тысяч питов, поэтому усредненная яркость информационной дорожки значительно меньше, чем промежутка между дорожками. Именно на этом и построен принцип работы датчика. Лучи 2 и 3 частично покрывают информационную дорожку, а частично – пространство между дорожками. Если центральный луч находится точно по центру дорожки, что и требуется, то боковые лучи, отраженные от диска, будут иметь одинаковую яркость, что и уловят фотоприемники, на которые эти лучи

отправляет головка воспроизведения. Если же произойдет рассогласование центрального луча, то один из боковых лучей в большей степени выйдет на зеркальную поверхность между дорожками, а другой сдвинется на информационную дорожку с меньшим коэффициентом отражения, поскольку все три луча жестко связаны между собой. Остается только сравнить уровни сигналов фотоприемников лучей 2 и 3 и сформировать таким образом ошибку регулирования, указывающую величину и направление отклонения лучей от требуемого положения. Остальная часть системы радиального слежения строится по классической схеме замкнутой системы автоматического регулирования.