Система автоматического регулирования фокусировки пятна

Рефераты / Коммуникации, связь и радиоэлектроника / Система автоматического регулирования фокусировки пятна

Во всех этих методах при выделении и формировании сигналов ошибки высокочастотные составляющие сигнала с фотоприемника интереса не представляют. Сигнал с фотоприемника поступает на низкочастотный фильтр, который подавляет высокочастотные колебания, обусловленные питами или отверстиями. Можно сказать, что питы так быстро движутся перед объективом, что сливаются в единую дорожку усредненной проме

жуточной интенсивности.

При использовании метода ножа Фуко бипризма размечается при согласованном состоянии в фокусе. Это позволяет увеличить крутизну характеристики сигнала расфокусировки, которая приведена на рис.3.

UФ

х[мкм]

Рис.3. Характеристика сигнала расфокусировки, полученная методом ножа Фуко.

При использовании любого метода определения ошибки фокусировки, датчик положения можно условно представить в виде схемы, приведенной на рис.4., состоящей из суммирующего усилителя с коэффициентом передачи КУ и фильтра низких частот.

Рис.4. Схема датчика положения.

Уравнения, описывающие эту схему при неограниченной мощности усилителя и бесконечно большом входном сопротивлении следующего каскада, имеют вид:

, (1)

где: UФ - сигнал расфокусировки;

RУ - коэффициент передачи суммирующего усилителя;

UДП - сигнал на выходе датчика положения;

- постоянная времени фильтра низких частот;

- Оператор дифференцирования;

x – сигнал ошибки фокусировки;

Кф– крутизна характеристики сигнала расфокусировки.

Значение Кф путем линеаризации характеристики в точке начала координат, а Тф скоростью потока данных, считываемых с дорожки диска и может быть выбрана по выражению:

>(35);

где: л – максимальное расстояние между двумя переходами от пита к ленду в канальном ходе на дорожке диска (обычно л=10);

f – скорость считывания канального хода (потока данных) бит/с.

Wдп(P) = (КуКф)/(Тф+1)

Тф = (4л)/(2pf) = л/(7pf) = 10*10-6/(7*3,14*300) = 1,5*10-9;

Кф = 2,87 (В/мкм);

Wдп(P) = 11,48/(1,5*10-9Т + 1);

Усилитель и усилитель мощности с высокой степенью точности можно представить как безинерционные звенья с коэффициентами передачи kус и kум соответственно. Передаточная функция корректирующего устройства определяется на этапе синтеза САРФ, исходя из требований точности устойчивости и качества переходного процесса.

Сигнал выхода усилителя мощности поступает на исполнительный двигатель, как правило линейный электродвигатель (ЛЭД), работающий по принципу громкоговорителя. Составными частями такого двигателя являются: катушка, постоянный магнит и, возможно, магнитопровод из магнитномягкого железа.

Пригодные к применению конструкции ЛЭД могут быть разделены на две основные группы с подвижной катушкой и с подвижным магнитом.

Конструкция с подвижной катушкой (рис.5) имеет ряд преимуществ и недостатков. Помимо проблем обрыва проводников, подводящих ток к катушке, движущая часть имеет обычно плохой тепловой контакт с окружающей средой (высокое тепловое сопротивление RT). Тепло, выделяющееся в подвижной катушке, приводит к росту температуры всей подвижной части, в частности объектива, что нежелательно. Это в конечном счете приводит к уменьшению среднего значения силы, развиваемой данным ЛЭД.

Рис.5. Привод головки с подвижной катушкой.

Достоинством системы с подвижной катушкой является то, что стационарная магнитная система может быть увеличена и, следовательно, с ее помощью можно обеспечить более сильное магнитное поле (высокое значение магнитной индукции В).

Альтернативным решением может быть конструкция с подвижным постоянным магнитом и неподвижной катушкой. В этом случае отвод тепла от катушки не является серьезной проблемой (низкое RT) и максимально допустимая температура катушки Ткат max может быть выше, так как она изолирована от объектива. Но развиваемая ЛЭД сила будет меньше из-за ослабления магнитного поля (низкое В), поскольку объем магнита меньше. Увеличение же магнита нежелательно, так как приводит к возрастанию массы подвижной части, что ухудшает динамические свойства САРФ.

Поэтому в реальных конструкциях применяется ЛЭД с подвижной катушкой.

Поскольку оба типа ЛЭД являются одинаковыми по принципу действия и различаются лишь подвижностью составляющих их частей, уравнения, описывающие их поведение можно представить в виде:

где: L – индуктивность катушки;

R=Rк+Rум - сопротивление катушки и внутреннее сопротивление усилителя мощности;

I - ток катушки;

В – магнитная индукция;

l – Длина проводника катушки в магнитном поле;

F – Сила действующая на катушку;

UУМ – напряжение на выходе усилителя мощности, или в операторной форме:

(Т·Р+1) F=LлэдUум; (2)

где - постоянная времени ЛЭД;

- коэффициент передачи ЛЭД;

l = р dk W;

W – Число витков катушки ЛЭД.

Определим передаточную Функцию ЛЭД:

WЛЭД = LЛЭД/(TP + 1);

Подставим значения:

WЛЭД = 4,71/(5*10-4P + 1).

В общем случае движение подвижной части зависит от воздействий, обусловленных наличием упругих элементов, рассеянием энергии в катушке при ее движении в магнитном поле, особенностей подвески подвижной системы.

Основная цель, стоящая при разработке подвески, обеспечить движение головки только по жестко заданным направлениям. Подвески могут быть с помощью линейных подшипников механического или электромагнитного типа и пружинных гибких направляющих. В первом случае перемещение в направлении регулирования ничем не ограничивается, а в перпендикулярных направлениях предотвращается путем выбора соответствующих подшипников с минимально возможными допусками у механических и максимальной жесткостью у электромагнитных. Тогда с учетом демпфирования в подвесе и диссинации энергии в катушке, уравнения движения подвижной части имеют вид: