CD播放器的读写原ppt课件

1、CD播放器的读写原理组员：刘金麟 吴泽昕 贾博伦 郭晓雨 张雪晴;CD播放器的设计 1.光接纳器 2.自动聚焦设计 3.自动跟踪系统 4.单光束接纳器 5.接纳器控制;1.光接纳器光接纳器 光接纳器需求完成聚焦、跟踪和读出据轨道的任务。透镜透镜构造、激光源和读出器必需足够小，以利于在光盘的外表下方进行横向挪动。一个三光束接纳器包括一个激光二极管、衍射光栅、光束分别器、1/4波长镜片和几个透镜系统。 在一个光束光接纳器中，从电光源来的激光需求经过一个衍射光栅。光束穿过光栅时，会向不同的方向衍射。将搜集的结果重新聚焦，结果是光束中心的亮度高，两边的光束亮度低。中心光束用来读取数据和聚焦，两边的两条

2、光束称为一阶光束，用来进展跟踪。; 偏振光分别器PBS将激光引导到光盘的外表，然后使反射光对准光电二极管。PBS包含两个正交的棱镜，两者之间有一层绝缘隔膜。在PBS之后有一个瞄准透镜，目的是将分散的光线搜集，使他们平行，然后光线穿过一个1/4波长晶片，它是由各向异性的双折射晶体物质构成，可以准确地偏转反射光。在光路的最后一片是数值孔径为0.45的物镜，它附在双轴的鼓励和伺服系统上，可以做上、下运动，以便于聚焦、程度运动和跟踪。 如前所述，当光聚焦在两个凹坑之间的平面上，光线几乎全部反射。当光投射在一个凹坑上时，前往光的强度就比较弱。最终，光强有变化的就译码为1，不变那么译为0。假设光线偏转，就

3、穿过搜集透镜和柱面透镜。这些光学器件用来控制伺服系统的操作，坚持物镜聚焦的适宜深度。反射光束的主要功能是携带数据，进入一个四象限光敏二极管，将它输出的电信号解码，得到音频波形。1.光接纳器光接纳器;2.自动聚焦设计自动聚焦设计 光束在数据外表上聚焦很重要，假设不能聚焦，就不能准确地读取数据。因此，当光从光盘外表发散的时候，物镜必需可以重新聚焦。聚焦操作有一个伺服驱动的自动聚焦系统来完成，它利用激光束的中心，四象限光敏二极管和一个伺服马达来挪动物镜。; 随着物镜和光盘反射面之间的间隔 变化，系统的聚焦点也随之变化，由柱面透镜投影的图像也会改动外形。假设光敏二极管上的图像变化，就会产生成聚焦调整信

4、号。当光盘外表位于物镜的焦点时，穿过凸镜和煮面透镜散射光的影响，而且圆形的光点会落在光敏二极管中心。当光盘和物镜的间隔 减小时，物镜、凸镜和柱面透镜的焦点远离柱面透镜，团由圆形变为椭圆形。同样，当光盘和物镜的间隔 增大时，焦点接近柱面透镜，图案依然变为椭圆形，但从第一个椭圆形旋转了90。2.自动聚焦设计自动聚焦设计; 四象限光敏二极管从每个象限读出亮度信号，产生4个电压。值A+B+C+D就产生一个音频数字信号。当光束准确地聚焦到光盘上时，其值就为0。当光盘移远时，就会有一个正向的聚焦校正信号产生。关盘移近时，产生的那么是反向的信号。经过一个闭环系统，用偏向信号继续地对系统进展校正，以到达误差为

5、零，这样就产生了一个聚焦的光束。 伺服系统上、下挪动物镜，使聚焦深度坚持在允许的范围内。一个电路对聚焦校正信号译码，并产生伺服控制电压，伺服控制电压控制鼓励器挪动物镜。接纳器顶部的部件是一个有磁体环绕的基座。圆形轭支撑着一个线轴，聚焦和跟踪的绕线都在里面。从聚焦驱动电路来的控制电压，加在聚焦线圈上，线圈的上下挪动那么和磁体有关，这样能使物镜坚持适宜的聚焦深度。另一个轴的运动，是从一边到另一边进展跟踪。2.自动聚焦设计自动聚焦设计;3.自动跟踪系统自动跟踪系统自动跟踪系统用来跟踪螺旋凹坑序列，螺旋凹坑轨道有1.6um的间距。中心没有完全对好的光盘轨道离心率能够超越100um。通常要求接纳器具有在

6、0.1um容限内跟踪的才干，而震动的存在会给这项要求添加困难，能够激光束系统最适宜用来进展跟踪，由于任何纯机械跟踪系统会易于寻常的昂贵。;3.自动跟踪系统自动跟踪系统 在一个三光束接纳器中，中心光束被衍射光栅分隔，产生一系列不同次的光束，它们的强度逐渐变小。两边的第一个光束和中心光束一同传到光盘的外表，中心光束照射点正好可以覆盖凹坑轨道，其他两条跟踪光束陈列在中心光束的上、下两边。在正常的跟踪过程中，每条跟踪光束的一部分照到一个凹坑上，而其他部分照到凹坑轨道之间的平面上。3条光束反射回来后，穿过QWP和PBS。主光束落在四象限光敏二极管上，两条跟踪光束落在两个位于主光敏二极管两侧的光敏二极管上

7、。整个的官民二极管阵列用做数据的读取、跟踪和聚焦。;3.自动跟踪系统自动跟踪系统 如以下图，其中四象限光敏二极管A、B、 C、D用来进展自动聚焦和数据读取，光敏二极管E和F用做自动跟踪;3.自动跟踪系统自动跟踪系统 当3条光束偏移到凹坑轨道的任何一侧时，由于其中一条光束遇到的凹坑面积变小，前往更强的反射光。从两个跟踪光敏二极管输出的电压就构成一个轨道矫正信号，使伺服系统可以动态的进展跟踪。;3.自动跟踪系统自动跟踪系统 假设跟踪准确，那么跟踪信号之间的差别为0.假设光束发生偏移，那么产生差值信号。跟踪矫正信号的左移值为正，右移值为负。校正信号输入到二轴鼓励器中，其中包含永久磁体和聚焦/跟踪线圈

8、。要校正跟踪误差，校正电压加到此线圈上，线圈绕轴心旋转，带动物镜侧向挪动，这样主激光照射点又重新对准，跟踪校正信号那么重新变为0。;4.单光束接纳器单光束接纳器 单光束接纳器的光学组件如以下图。光敏二极管阵列用来产生跟踪和聚焦信号，并读出数据。一块半透明的镜子把光从激光二极管引导到光盘外表。由光盘反射的光穿过镜片，再穿过棱形透镜。棱形透镜把激光分成两束，经过调整后投射到4个程度陈列的光敏二极管阵列上。;4.单光束接纳器单光束接纳器 一切光敏二极管输出的总和D1+D2+D3+D4就是数据信号。这个信号解调后产生音频数据和用于激光伺服系统的控制信号。;4.单光束接纳器单光束接纳器 自动跟踪运用了“

9、推-拉技术。当激光照射点落在凹坑轨道的中心时，反射光束是对称的。当激光照射点偏离凹坑轨道时，反射光就会产生强度的不对称，导致了分别光束之间的强度差别。当光束完全不在轨道上时，一侧的光束会遇到更大的凹坑面积，那一侧的光束就会有较大的干扰，反射光的强度比较小。;4.单光束接纳器单光束接纳器 偏离那一侧的光束的分别光束的强度较小，光敏二极管的输出也较小。两者之间的差D1+D2-D3+D4 产生一个误差信号，用来校正接纳器的跟踪。;4.单光束接纳器单光束接纳器 光学系统中的污垢会使反射光束的强度不对称，这会在跟踪校正信号中产生误差，使得接纳器偏离轨道。为了防止这一情况的发生，又设计了第二个跟踪校正信号

10、，将一个低频信号输入跟踪伺服系统，用这个信号调制4哥光敏二极管的输出信号。当接受轨道有偏向时，调制信号中也会产生偏向信号。此信号经过调整后经过一个直流电压来校正主跟踪信号，用这种方法可以使污垢对轨道偏移的影响减小到可以忽略不计。;4.单光束接纳器单光束接纳器 自动聚焦采用Foucault技术，如以下图;4.单光束接纳器单光束接纳器 当到达正确聚焦时，两个图像在光敏二极管对之间的中心。当聚焦改动时，系统的焦点也挪动，当光盘太远时，分别的光束一同接近，当光盘太近时，光束向反方向挪动。光敏二极管对D1/D4和D2D3之间的强度差。构成聚焦误差信号D1+D4-D2+D3，这个信号维持伺服驱动物镜的焦点

11、。;5.接纳器控制接纳器控制 马达必需使接纳器准确地在光盘外表挪动，来跟踪整个凹坑螺旋轨道。接纳器必需可以从光盘的一个地方跳到另一个地方，在螺旋轨道上找到想要的位置，重新跟踪。这些功能是利用前面生成的控制信号，分别由不同的分立电路来完成的。; 三光束接纳器安装在一个像雪橇一样的安装上，可以在光盘外表上径向挪动。线性马达根据用户的命令定位接纳器，并在自动跟踪电路的捕捉范围内进展接纳。5.接纳器控制接纳器控制; 大多数单光束接纳器安装在一个旋转臂上，旋转臂在光盘外表挪动构成弧线。在臂的旋转点装有线圈和磁体。当线圈启动时，接纳器可以定位到凹坑轨道的任何位置，其准确位置可以由自动跟踪电路校正。5.接纳

12、器控制接纳器控制; 在三光束和单光束的设计中，CD播放器与传统唱机的跟踪方式类似。就像唱片上的凹槽拉着唱针经过一个LP一样，自动跟踪系统拉着接纳器经过CD盘，保证接纳器在轨道上。5.接纳器控制接纳器控制; 为了快速前进或者后退，微处置器控制跟踪伺服机构，使之可以提供比正常跟踪更快的运动。当到达正确的位置时，由跟踪校正信号构成的曲线为微处置器产生的控制信号提供参考，而后产生一个信号，表示逼近正确的跟踪校准。就在校正之前，产生一个停顿脉冲来补偿接纳器的惯性。鼓励器在正确的轨道上停下来，接着进展自动跟踪。5.接纳器控制接纳器控制; 由于制造过程不同，播放器光学污染等要素的影响，光盘的反射性会有所不同。为了正确的恢复数据，坚持固定的电压很重要。为此，根