Алгоритмы обработки сервосигналов
Тракты обработки сервосигналов обеспечивают управление скоростью вращения компакт- диска, слежение за фокусировкой лазерного луча и его движением строго по информационной дорожке, а также перемещение оптического адаптера по полю компакт-диска (позиционирование). Управляющие сигналы, осуществляющие эти функции, тесно связаны друг с другом, и появление одного из них часто невозможно без наличия другого.
В зависимости от скорости вращения компакт-диска изменяется скорость поступления цифровой информации на устройства обработки, т. е. ее количество в определенный промежуток времени. Это количество может быть легко оценено. На анализе количества поступающей информации построен алгоритм подстройки скорости вращения диска. Если в процессе воспроизведения заполнение некоторого буфера данных не соответствует эталонному, то схема вырабатывает сигнал рассогласования, управляющий скоростью вращения электродвигателя привода диска. Кроме этого сигнала, имеются управляющие сигналы начала (ускорения) и окончания (торможения) воспроизведения.
Алгоритм управления фокусировкой луча состоит из двух частей: начальный поиск фокуса и текущее слежение за фокусом. Для работы устройств фокусировки используется комбинация сигналов А, В, С, D фотодиодной матрицы (иногда сигналов только три) (см. рис. 9.26). В начальный момент воспроизведения, независимо от наличия компакт-диска, запускается схема поиска, перемещающая несколько раз оптическую фокусирующую линзу для обнаружения момента точной фокусировки по максимуму постоянного напряжения, выделенного из сигнала данных. Эта схема формирует сигнал точной фокусировки.
В процессе воспроизведения с помощью схем сложения и вычитания (см. рис. 9.26) формируется и анализируется напряжение ошибки фокусировки (А + С) - (В + D), часто обозначаемое на схемах FER. Из него после коррекции и усиления формируется управляющий сигнал FE, который воздействует на обмотку катушки фокусировки оптического адаптера и перемещает линзу до получения минимальной ошибки.
Процесс слежения за движением сфокусированного лазерного пучка по информационной дорожке компакт-диска называется радиальным трекингом. Для этого используется комбинация трех его составляющих: одного главного А + В + С + D и двух боковых лучей EuF. Один из боковых лучей находится перед главным, а другой — после него. Они имеют небольшие противоположные смещения относительно середины дорожки. При воспроизведении постоянно вычисляется разность сигналов E-F, называемая ошибкой радиального трекинга TER. Чтобы обеспечить анализ одной и той же точки дорожки, сигнал переднего луча должен быть задержан относительно заднего. Если главный луч движется точно по середине информационной дорожки, то ошибка равна нулю. При отклонении главного луча формируется напряжение TER соответствующего знака. Для воздействия на обмотку катушки трекинга оптического адаптера, которая перемещает объектив, это напряжение дополнительно усиливается и корректируется. На практике вместо TER часто используется обозначение ТЕ. Применяемая регулировка баланса трекинга предполагает установку симметрии сигналов боковых лучей и, соответственно, симметричности сигнала ТЕ относительно нуля. Это достигается введением регулируемого постоянного напряжения в один из каналов Е или F.
Для отслеживания перемещения всего оптического адаптера по полю компакт-диска в радиальном направлении (позиционирования адаптера) используется несколько схем, формирующих сигналы для управления электродвигателем позиционирования. При начальной установке оптический адаптер перемещается к нулевой (внутренней) дорожке диска. Контроль момента достижения нулевой дорожки обычно осуществляется с помощью концевого переключателя. В режиме воспроизведения используются уже упомянутая комбинация сигналов E — F, ее низкочастотная часть. При поиске необходимых фрагментов записи лазерный луч пересекает дорожки компакт-диска под управлением сигналов системы управления. Для работы этой схемы используется информация зеркального детектора, контролирующего нахождение луча между дорожками на зеркальной поверхности (сигнал МИШ), компаратора точного трекинга (сигнал ТОК) и счетчика дорожек.