Приведите схему воспроизведения компакт-диска, дайте характеристику ее элементов.

Схема воспроизведения компакт-диска:

а) оптическая схема лазерной головки: (луч фокусируется линзой и прозрачным покрытием):

1 – защитный слой компакт-диска;

2 – дорожка записи компакт диска;

3 – прозрачный слой компакт-диска;
4 – микро объектив;

5 – четвертьволновая пластина;

6 – коллимирующая линза;
7 – поляризационный расщепитель;

8 – призма;

9 – полупроводниковый лазер;
10 – лазерная головка;

11 – светоприемники;

12 – пылинка;

13 – царапина на поверхности диска;

б) считывание информации с компакт-диска –луч лазера падает в пит – свет рассеивается и не попадает на светоприемники (слева); в отсутствии питов на поверхности диска, отраженный свет возвращается в объектив и попадает на светоприемники;

в) влияние небольших механических помех на считывание информации

Компакт-диск установлен прозрачным слоем вниз. Лазерная головка расположена под компакт-диском.

Луч лазера через прозрачный слой сфокусирован на дорожку записи. В процессе воспроизведения компакт-диска вращается против часовой стрелки (если смотреть со стороны прозрачного слоя), а фокальное пятно лазера медленно перемещается по радиусу компакт-диска от центра к периферии.

Лазерная головка – один из основных элементов аппаратуры лазерной записи-воспроизведения звука. Непосредственно осуществляет запись-воспроизведение информации остросфокусированным лучом лазера. Конструктивные особенности лазерной головки зависят от ее назначения (для записи или воспроизведения) и выбранного способа управления положением фокального пятна лазера. Во всех случаях лазерная головка содержит полупроводниковый лазер мощностью 1–10 мВт с длиной волны около 780 нм (инфракрасный диапазон), оптическую систему для фокусировки и управления положением фокального пятна лазера, светоприемники.

Светоприемники в лазерной головке записи служат для управления положением фокального пятна, а в лазерной головке воспроизведения наряду с этим выполняют основную функцию – воспринимают отраженное от носителя излучение лазера и преобразуют его в электрический сигнал.

На рис. а) показан вариант оптической схемы лазерной головки. Излучение полупроводникового лазера проходит через поляризационный расщепитель, линзу коллиматора, четвертьволновую пластинку и фокусируется объективом на отражающем слое компакт-диска.

Отраженное излучение, промодулированное питами на компакт-диске, через расщепитель и призму поступает на светоприемники.

Линза коллиматора служит для заполнения входного зрачка фокусирующего объектива, что необходимо для полного использования его апертуры и, следовательно, получения минимального фокального пятна.

Поляризационный расщепитель пропускает линейно поляризованное излучение лазера к диску и блокирует идущее к лазеру излучение, отраженное от диска, поляризация которого перпендикулярна исходной. Перпендикулярность поляризаций прямого и отраженного излучения достигается с помощью четвертьволновой пластины. В результате почти все отраженное диском излучение от расщепителя попадает на светоприемники. Когда луч попадает в пит, излучение почти полностью рассеивается и не улавливается светоприемником, на выходе которого формируется сигнал логического 0 (рис. 3б, слева). В отсутствии питов, луч лазера почти полностью отражается и улавливается светоприемником, на выходе которого формируется сигнал логической 1 (рис. б, справа).

Таким образом, питы модулируют отраженное излучение: на выходе светоприемника возникает импульсный электрический сигнал, который с помощью ЦАП преобразуется в аналоговый звуковой сигнал.

Воспроизведение компакт-диска бесконтактно, поэтому он не изнашивается, а мелкие дефекты и пылинки на его поверхности не влияют на качество звуковоспроизведения. Это обеспечивается тем, что на информационном слое диска диаметр сфокусированного луча составляет около 1 мкм, а на наружной поверхности диска – около 1 мм, таким образом мелкие дефекты на поверхности диска не оказывают влияния на фокусировку луча – это достаточно эффективная система коррекции ошибок (рис. в).

Из-за технологических проблем при изготовлении, например попадание пыли на информационную дорожку при прессовании, в цифровой записи компакт-диска могут появиться ошибки. Чтобы они не влияли на качество записи, предусмотрено помехоустойчивое кодирование информации.

15. Какие технические и математические системы позволили обеспечить помехозащищенность информации в системе компакт-диска?

Из-за технологических проблем при изготовлении, например попадание пыли на информационную дорожку при прессовании, в цифровой записи компакт-диска могут появиться ошибки. Чтобы они не влияли на качество записи, предусмотрено помехоустойчивое кодирование информации.

Наиболее сложной сферой всей системы компакт-диска – является метод модуляции, обнаружения и коррекции ошибок, способ комплектования пакетов сигналов для записи и воспроизведения. Эти задачи решаются путем использования различных математических кодов. Один из них способен корректировать ошибки в виде разрывов, когда часть сигнала потеряна. При этом малые ошибки исправляются, а крупные корректируются путем синтезирования наиболее вероятной формы колебания, которую можно ожидать в районе ошибки (потерь информации). Другие коды позволяет минимизировать вероятность ошибок при записи и воспроизведении информации.

16. Что называется автотрекингом? Какова причина введения данной системы в конструкцию аппаратуры для записи-воспроизведения компакт-диска?

При тиражировании компакт-дисков неизбежно возникают некоторые отклонения записи – эксцентриситет. Предельная величина эксцентриситета, в соответствии со стандартом, не должна превышать ±70 мкм. Для воспроизведения информации с дорожки шириной 0,5–0,8 мкм нужно, чтобы сфокусированный луч лазера удерживался на ней с точностью ±0,1 мкм. Поэтому требуется применение системы автоматического слежения за дорожкой, называемой автотрекингом. Исполнительный механизм такой системы должен перемещать объектив (или всю оптическую систему) в радиальном направлении, компенсируя влияние эксцентрисита.

Дата добавления: 2015-07-11