DE3242785C2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
Landscapes
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
optischen Abtasten eines scheibenförmigen Aufzeichnungs
trägers, auf den Information in Form konzentrischer oder
spiralförmiger Spuren aufgezeichnet ist, wobei diese
Vorrichtung versehen ist mit
- - einer Strahlungsquelle zum Aussenden eines Abtaststrahlungsbündels,
- - einem Auslesedetektor zum Detektieren der nach Zusammenarbeit mit dem Aufzeichnungsträger in dem Abtastbündel vorhandenen Information, wobei dieser Auslesedetektor zum Erhalten eines radialen Fehler signals, das ein Maß für die radiale Abweichung der Projektion des Abtaststrahlungsbündels von der Mitte der Spur ist, aus mindestens zwei in radialer Richtung nebeneinanderliegenden Detektoren (5a, 5b), welche Signale i₁, i₂ liefern und einer radialen Spur folgeregelschleife mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleichen der von den beiden nebeneinanderliegenden Detektoren gelieferten Detektorsignale und zum Erzeugen des radialen Fehlersignals besteht, einer Vorrichtung, mit deren Hilfe als Funktion dieses radialen Fehler signals die Projektion des Abtaststrahlungsbündels in radialer Richtung verschoben wird, und
- - einer Oszillatorschaltung, mit deren Hilfe der Regelschleife ein Signal mit einer vorher bestimmten Frequenz zugeführt wird, so daß das Abtaststrahlen bündel um die Spurmitte oszilliert.
Eine derartige Vorrichtung zum Wiedergeben von aufge
zeichneter Information ist u. a. in der
DE 24 52 051 A1 beschrieben.
Ein Problem bei der radialen Spurfolgeregelschleife in der
in der Einleitung genannten Vorrichtung ist, daß infolge
von Asymmetrie, wie bei einer asymmetrischen Licht
verteilung, einer Asymmetrie ist beiden optischen
Detektoren und einer schrägen Lage des scheibenförmigen
Aufzeichnungsträgers in bezug auf die Ebene, in der der
scheibenförmige Aufzeichnungsträger liegen soll, ein
radiales Fehlersignal erzeugt wird, wenn das Abtastbündel
der Spur genau folgt. Dies hat zur Folge, daß das Abtast
strahlungsbündel von der Mitte der zu verfolgenden Spur ab
geregelt wird.
Weiter zeigt DE-OS 27 24 917 eine Anordnung zur Spur
abtastung einer optischen Videoplatte, wobei mittels einer
Addierstufe ein periodisches Signal zum Steuersignal in
einer Spurfolgeregelschleife addiert wird. Infolge der
periodischen Signalkomponente im Steuersignal oszilliert
das Abtastbündel um die Spurmitte. Das radiale Fehler
signal wird abgeleitet aus der Korrelation zwischen dem
periodischen Signal und der Signalkomponente, die durch
die Oszillation des Abtastbündels in der Umhüllenden des
Auslesesignals verursacht wird.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung der in der
Einleitung genannten Art zu schaffen, in der die genannten
Spurfolgefehler infolge von Asymmetrien u. dgl. korrigiert
werden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine
Korrelationsdetektionsschaltung zur Lieferung eines
Signals, das ein Maß für die Korrelation zwischen dem
Hüllkurvensignal des vom Auslesedetektor ausgelesenen
Informationssignals und dem radialen Fehlersignal ist und
damit eine zusätzliche Anzeige über die Auftreffstelle des
Abtaststrahlenbündels in bezug auf die Spurmitte liefert
und wobei die Detektorsignale über eine abgleichende
Verstärkerschaltung der Vergleichsschaltung zugeführt
werden, wobei die abgleichende Verstärkerschaltung einge
richtet ist, um das Verhältnis zwischen den Detektor
signalen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Korrela
tionsdetektionsschaltung mit einem derartigen Korrektur
faktor anzupassen, daß das Ausgangssignal der Korrela
tionsdetektionsschaltung anzeigt, daß die Auftreffstelle
des Abtastbündels im wesentlichen zusammenfällt mit der
Spurmitte.
Der Erfindung liegen zwei Erkenntnisse zugrunde, und zwar
erstens, daß die genannte Korrelationsmessung beim
Vorhandensein einer radialen Spurfolgeregelschleife ein
Maß für die genannten Spurfolgefehler infolge von
Asymmetrien ist, und zweitens, daß eine Regelung mittels
einer abgleichenden Verstärkerschaltung für z. B. örtliche
Reflexionsänderungen der Platte und Signalaussetzer
unempfindlich ist. Es wäre ja auch möglich, z. B. die
genannten Asymmetrien dadurch zu korrigieren, daß ein
Fehlersignal der radialen Regelschleife zugeführt wird.
Dies hat aber zur Folge, daß bei z. B. einem Signal
aussetzer, bei dem beide optische Detektoren kein oder
erheblich weniger Signal liefern, dieses zugeführte
Korrektursignal in der radialen Regelschleife als ein
Störimpuls erscheint. Die Regelung
mittels einer abgleichenden Verstärkerschaltung ergibt
dieses Problem nicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrich
tung kann weiter dadurch gekennzeichnet sein, daß die ab
gleichende Verstärkerschaltung einen ersten und einen zwei
ten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang ent
hält, wobei die beiden optischen Detektoren mit je einem
der beiden Eingänge gekoppelt sind, der erste Eingang mit
dem ersten Ausgang gekoppelt ist und der erste und der
zweite Eingang mit einer Addierschaltung verbunden sind,
die über eine regelbare Verstärkerschaltung mit einem Ver
stärkungsfaktor, der um 0,5 regelbar ist, mit dem zweiten
Ausgang verbunden ist.
Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf,
daß eine Abgleichung mit nur einer einzigen Verstärker
schaltung erreicht wird. Die genannte Korrelationsmessung
in der Vorrichtung nach der Erfindung kann in Vereinigung
mit der radialen Spurfolgeregelschleife den Nachteil auf
weisen, daß infolge des durch die Wirkung der Spurfolge
regelschleife unterdrückten radialen Fehlersignals die
Bandbreite dieser Korrelationsmessung sehr gering ist. Die
Vorrichtung nach der Erfindung kann zur Beseitigung dieses
Nachteiles weiter dadurch gekennzeichnet sein, daß Mittel
vorgesehen sind, mit deren Hilfe bewirkt wird, daß sich
das Abtaststrahlungsbündel mit einer vorher bestimmten Fre
quenz über die zu verfolgende Spur schlängelt. Auf diese
Weise wird eine genau definierte Komponente mit vorher be
stimmter Frequenz im radialen Fehlersignal erhalten, die
ausgefiltert werden kann.
Neben den genannten Fehler infolge von Asym
metrien weist die in der Einleitung genannte Vorrichtung
den Nachteil auf, daß infolge von Änderung von Parametern
die Stärke der von den beiden optischen Detektoren gelie
ferten Signale sich erheblich ändern kann, was zu einer
Änderung der Schleifenverstärkung in der Spurfolgeregel
schleife und einer damit gepaarten Änderung in der Band
breite dieser Regelschleife führt. Zur Korrektur dieser Än
derung kann die Vorrichtung nach der Erfindung, die mit den
genannten Mitteln zur Bewirkung einer Schlängelung des
Abtaststrahlungsbündels über die zu verfolgende Spur ver
sehen ist, weiter gekennzeichnet sein durch eine in diese
Regelschleife aufgenommene steuerbare Verstärkungsschaltung
zum Einstellen der Schleifenverstärkung in dieser Regel
schleife, eine Oszillatorschaltung, mit deren Hilfe dieser
Regelschleife ein Signal mit einer vorher bestimmten Fre
quenz zugeführt wird, eine Detektionsschaltung zum Detek
tieren der Reaktion dieser Regelschleife auf das zugeführte
Signal und eine Steuerschaltung zur Steuerung der steuer
baren Verstärkerschaltung als Funktion dieser detektieren
Reaktion, um die Schleifenverstärkung innerhalb dieser
Regelschleife auf einem nahezu konstanten Wert zu halten.
In dieser Ausführungsform wird das der Regel
schleife zugeführte Signal nicht nur zur Bewirkung einer
Schlängelung des Abtaststrahlungsbündels über die Spur für
die Korrelationsmessung, sondern auch zur Stabilisierung
der Schleifenverstärkung und damit auch der Bandbreite der
radialen Spurfolgeregelschleife benutzt. Die letztere Aus
führungsform kann weiter dadurch gekennzeichnet sein, daß
die Detektorschaltung einen Phasendetektor zum Vergleichen
der Phase des von der Oszillatorschaltung erzeugten Signals
mit der Phase der Reaktion an einer vorher bestimmten Stelle
in dieser Regelschleife enthält, und daß die Steuer
schaltung derart eingestellt ist, daß die steuerbare Ver
stärkerschaltung auf eine derartige Verstärkung eingestellt
wird, daß dieser von dem Phasendetektor detektierte Phasen
unterschied auf einen vorher bestimmten Wert geregelt wird.
Das Ausgangssignal der Korrelationsdetektions
schaltung sorgt dafür, daß die abgleichende Verstärker
schaltung derart geregelt wird, daß die genannte Korrela
tion auf einen Mindestwert geregelt wird. Dieser Einstell
punkt, zu dem hin geregelt wird, wird nicht durch die Rege
lung der Schleifenverstärkung beeinflußt. Umgekehrt übt
die abgleichende Verstärkerschaltung nahezu keinen Einfluß
auf die Amplitude der Wechselstromkomponente in dem radia
len Spurfolgefehlersignal (jedoch wohl auf die Gleichstrom
komponente in diesem radialen Fehlersignal) aus, so daß
die abgleichende Verstärkerschaltung die Regelung der
Schleifenverstärkung nicht oder nahezu nicht beeinflußt.
Beide Regelungen stören einander also nicht, was der Sta
bilität während z. B. Anlaßphasen zugute kommt. Außerdem
können sich dadurch die Bandbreiten der beiden Regelungen
ohne Bedenken überlappen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Vor
richtung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wahl der
Frequenz des vom Oszillator 16 erzeugten Meßsignals,
Fig. 3 ein Diagramm zur näheren Erläuterung des
Diagramms nach Fig. 2,
Fig. 4 ein Diagramm nach Fig. 3, das zu einer
anderen Frequenz des Meßsignals gehört.
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung
der Vorrichtung nach Fig. 1 in bezug auf die Erzeugung
eines Regelsignals zum Korrigieren von Asymmetrien, und
Fig. 6 eine detaillierte Ausführungsform des Mul
tiplizierers 33 in der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer
Vorrichtung zum optischen Abtasten eines Aufzeichnungsträ
gers nach der Erfindung. Die Wirkung dieser Vorrichtung
wird an Hand der Fig. 2 bis 5 erörtert, die Diagramme zur
Erläuterung der Wirkung der Vorrichtung zeigen.
Die Vorrichtung enthält ein optisches System 1
zum Projizieren eines Abtaststrahlungsbündels auf eine ro
tierend angetriebene Platte 2. Das optische System 1 ist
in radialer Richtung (in bezug auf die Platte 2) mittels
eines Wandlers 3, z. B. eines Motors, verschiebbar. Die In
formation auf der Platte wird im vorliegenden Ausführungs
beispiel dadurch ausgelesen, daß das Abtaststrahlungs
bündel an der Platte 2 reflektiert und über einen halbdurch
lässigen Spiegel 4 auf einen Auslesedetektor 5 projiziert
wird. Dieser Auslesedetektor 5 besteht aus zwei optischen
Detektoren 5a und 5b, die über den Spiegel 4, in radialer
Richtung gesehen, zu beiden Seiten der Mitte der auf der
Platte 2 abgetasteten Spur liegen. Die von den beiden Detek
toren 5a und 5b herrührenden Signale werden in Schaltungen
6 und 7 vorbearbeitet, z. B. vorverstärkt und gefiltert und
nach einer Anzahl noch zu beschreibender Bearbeitungen in
der Addierschaltung 8 zueinander addiert, wonach das Sum
mensignal an einem Ausgang 9 für weitere Signalbearbeitung
des in diesem Summensignal vorhandenden Informationssignals
erscheint. Die von den beiden optischen Detektoren 5a und
5b herrührenden Signale werden weiter auch einer Schaltung
10 zugeführt, die den Unterschied zwischen den von diesen
Detektoren gelieferten Signalen bestimmt. Dieser Unterschied
ist ein Maß für das Maß, in dem das Abtaststrahlungsbün
del der Mitte der abzutastenden Spur auf der Platte 2 folgt.
Zur Steuerung der radialen Verfolgung wird dieses Differenz
signal nach einer Anzahl noch zu beschreibender Bearbeitun
gen und einer Anzahl von Filterungen mit Filtern 11 (Her
absetzung des Signals bei niedrigen Frequenzen entsprechend
der Drehzahl der Platte 2), 12 (Herabsetzung bei hohen Fre
quenzen zur Vermeidung von Unstabilitäten) und 13 (Tiefpaß
für u. a. Rauschunterdrückung) dem Wandler 3 angeboten.
Die Stärke des mit den Detektoren 5a und 5b er
haltenen Signals ist von einer Vielzahl von Parametern, z. B.
der Güte des Lichtflecks auf der Platte, der Geometrie der
Informationsgruben auf der Platte, dem Reflexions- und
Durchlässigkeitsgrad der Platte 2 und des optischen Systems
1 und der von dem im optischen System 1 vorhandenen Laser
erzeugten Lichtmenge, abhängig. Weiter kann bei einem sich
nicht gemäß einer rein radialen Linie verschiebenden op
tischen System der Winkel zwischen der Teilungslinie zwischen
den beiden Detektoren 5a und 5b und der Spur auf der Platte
sich ändern. All diese Faktoren führen dazu, daß die Schlei
fenverstärkung in der beschriebenen Regelschleife sich um
einen Faktor 5,5 ändern kann, was eine Änderung in der Band
breite des Regelsystems um etwa einen Faktor 2,3 zur Folge
hat. Um die Effekte dieser Änderung auszugleichen, ist eine
Verstärkungsregelung vorgesehen. Diese umfaßt Multiplizie
rer oder veränderliche Verstärker 14 und 15, die die von
den Detektoren 5a und 5b herrührenden Signale um einen Fak
tor k verstärken. Ein Steuersignal für diese Multiplizierer
14 und 15 wird dadurch erzeugt, daß ein von einem Oszilla
tor 16 herrührendes Meßsignal über eine Addierschaltung 17
in die Regelschleife injiziert wird. Über ein Bandpaßfil
ter 18 wird die Reaktion der Regelschleife auf dieses Meß
signal ausgekoppelt und durch Vergleich mit dem Injizierten
Meßsignal wird ein Signal zur Steuerung der Multiplizierer
14 und 15 gewonnen. Der genannte Vergleich kann ein Ampli
tudenvergleich sein, aber ist im vorliegenden Ausführungs
beispiel ein Phasenvergleich. Der Phasenunterschied zwischen
dem injizierten Meßsignal und dem ausgekoppelten Meßsignal
ist ja auf die Schleifenverstärkung bezogen. Diese Wahl
für Phasenmessung wurde getroffen, weil Phasenmessung bei
einer bestimmten Frequenz verhältnismäßig einfach ist. Die
Wirkung dieser Messung der Schleifenverstärkung wird an
Hand der Fig. 2 erläutert. Diese Figur zeigt eine erste
Kurvenschar zur Darstellung der Amplitude |H₀| der offenen
Schleifenverstärkung H₀ der Regelschleife für verschiedene
Werte von k (die Verstärkung der Multiplizierer 14 und 15)
als Funktion der Frequenz f, sowie eine Kurvenschar zur
Darstellung der Phase ϕ der Reaktion der Regelschleife
auf die Injektion des Meßsignals als Funktion der Frequenz
für verschiedene Werte des Parameters k.
Wenn eine bestimmte Bandbreite f₀ (z. B. 500 Hz)
verlangt wird, wird der erforderliche Wert von |H₀| und also
k in der Schar |H₀| für |H₀|=1 gefunden. In dieser Schar
ist dies für k=3,5·10⁶. Wenn eine Regelung der Verstärkung
um ϕ=-90° gewählt wird (Detektion um ±90° Phasenunter
schied ist verhältnismäßig einfach), wird aus der Schar
für ϕ bei ϕ=-90° und k=3,5·10⁶ die Frequenz fm (z. B.
400 Hz) für das Meßsignal gefunden.
Fig. 3 zeigt die Phase ϕ als Funktion des Faktors
k für f=fm1 (=400 Hz). Diese Kennlinie ist dann die Re
gelkennlinie um ϕ=-90° und ein Meßsignal mit der Fre
quenz fm1. Diese Kennlinie weist nämlich, wie gefunden wurde,
einen flachen Verlauf für ϕ<-90° auf, was weniger günstig
ist. Wenn jedoch eine Frequenz fm2 (z. B. 600 Hz), bei der
ϕ=-135° bei k=3,5·10⁶ gewählt wird (siehe Fig. 2),
wird die Regelkennlinie der nach Fig. 4 gleich. Diese
Kennlinie weist eine größere Linearität als die in Fig. 3
auf, während außerdem gefunden wurde, daß in der prak
tischen Ausführungsform die Amplitude der Reaktion
bei fm1=500 Hz maximal war. Um dennoch eine Phasenmessung
um -90° beizubehalten, kann ein 45°-Phasenverschie
bungsnetzwerk 19 verwendet werden, das in dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 1 zwischen dem Oszillator 16 und der
Addierschaltung 17 angeordnet ist. Die Phasenmessung selber
wird dabei mit Hilfe eines Multiplizierers 20 ausgeführt,
der in der einfachsten Form aus zwei Begrenzungschaltungen,
die die Signale an den Eingängen in rechteckförmige Signale
umwandeln und einem Antivalenzgatter bestehen kann. Ein
derartiger Phasenvergleicher liefert ein rechteckförmiges
Signal mit einem Tastverhältnis, das ein Maß für den Pha
senunterschied ist. Dieses "Tastverhältnis" ist 50% für
ϕ=±90°. Dieses rechteckförmige Signal wird mit einem
Integrator 21 integriert, dessen Ausgangssignal die Multi
plizierer 14 und 15 steuert. Dadurch stellt sich die Verstär
kung in der Regelschleife derart ein, daß der Phasenunter
schied zwischen dem Oszillatorsignal und dem vom Bandpaß
filter 18 ausgefilterten Signal gleich -90° ist, oder ist
diese Einstellung nach den Diagrammen in Fig. 2 derart, daß
der Faktor k gleich 3,5·10⁶ und die Bandbreite der Regel
schleife gleich f₀ ist. Das Phasenverschiebungsnetzwerk 19
kann auch durch ein Phasenverschiebungsnetzwerk ersetzt
werden, das z. B. in der Meßschleife dem Filter 18 vor oder
nachgeordnet wird.
Das beschriebene Spurfolgesystem wirkt nur dann,
wenn eine Spur auf der Platte 2 verfolgt wird. Wenn das
System angelassen wird oder während z. B. besonderer Abtast
vorgänge, wie sie z. B. mit Spurwechsel einhergehen, weist
das radiale Spurfolgefehlersignal nicht seinen Nennwert auf.
Des kann beim Einfangen des Regelsystems Probleme ergeben.
Um diese Probleme zu vermeiden, wird, wenn das Regelsystem
nicht benutzt wird, der Eingang des Integrators über einen
von einer Schaltung 22 betätigten Schalter 23 mit einer
Quelle 24 einer Bezugsspannung Vref statt mit dem Phasen
vergleicher 20 verbunden. Dadurch wird der Integrator 21
auf die Spannung Vref aufgeladen, was eine Zunahme der Am
plitude des radialen Fehlersignals in der Regelschleife
zur Folge hat. Der Ausgang des Vergleichers 10 ist über
eine Diode 25 und eine Subtrahierschaltung 26 mit dem In
tegrator 21 verbunden. Dadurch wird der Integrator entladen,
wenn das radiale Fehlersignal am Ausgang des Vergleichers
10 die Bezugsspannung um eine Diodenspannung Vd überschrei
tet, und wird die Zunahme des radialen Fehlersignals bei
einem Spitze-Spitze-Wert von etwa 2Vref begrenzt und ist
während der unwirksamen Periode der radialen Regelschleife
ein radiales Fehlersignal mit einer genau definierten Am
plitude vorhanden.
Das radiale Fehlersignal wird dadurch erhalten,
daß die von den beiden optischen Detektoren herrührenden
Signale voneinander substrahiert werden. Durch Asymmetrien,
wie ein asymmetrisches Abtaststrahlungsbündel, eine nicht
senkrecht zu dem einfallenden Abtaststrahlungsbündel ange
ordnete Platte 2, ungleiche Empfindlichkeit beider optischer
Detektoren 5a und 5b, u. dgl., wird das radiale Fehlersignal
jedoch nicht gleich Null sein, wenn das Abtaststrahlungs
bündel genau auf der Mitte der Spur zentriert ist. Dies hat
zur Folge, daß die Regelschleife dieses Fehlersignal weg
regeln wird, dadurch, daß das Abtaststrahlungsbündel neben
der Mitte der Spur angebracht wird.
Um derartige Fehler infolge von Asymmetrien zu
vermeiden, ist also ein zusätzliches Fehlersignal erforder
lich. Eine Weise, auf die ein derartiges Fehlersignal er
halten werden kann, wird an Hand der Fig. 5 erläutert. Darin
zeigt die Kurve A die von der Platte empfangene Lichtmenge,
also als Summensignal am Ausgang 9, als Funktion der Lage q
des Abtastbündels in bezug auf die Mitte der Spur (q=0),
wobei diese Kurve die Hülle des von der Informationsstruk
tur hochfrequent modulierten Strahlungsbündels darstellt.
Die Kurve B zeigt eine Änderung der Auftreffstelle (q) des
Strahlungsbündels als Funktion der Zeit (t) auf einer Seite
der Spurmitte (q=0) und die Kurve B′ zeigt die Auftreff
stelle auf der anderen Seite der Spurmitte. Die Kurven B
und B′ entsprechen dabei einem radialen Fehlersignal. Die
Kurven C und C′ zeigen die respektiven dazugehörenden Ände
rungen der Amplitude des Hochfrequenzsummensignals. Fig. 5
zeigt, daß eine Bündelabweichung auf einer Seite (+q) eine
Änderung dieser Amplitude ergibt, die zu dem radialen Fehler
signal gleichphasig ist, und daß eine Abweichung auf der
anderen Seite (-q) eine Änderung ergibt, die zu dem radialen
Fehlersignal gegenphasig ist.
Ein Signal, das eine Anzeige über die Auftreff
stelle des Bündels gibt, kann also durch Korrelationsmes
sung zwischen dem radialen Fehlersignal und der Amplitude
des Summensignals erhalten werden. Durch Integration des Er
gebnisses dieser Korrelationsmessung (z. B. Synchrondetek
tion) wird ein Regelsignal erhalten, das durch Einwirkung
auf die radiale Regelschleife die genannten Fehler infolge
von Asymmetrien vermeiden kann.
Eine sich ändernde Abweichung des Abtaststrah
lungsbündels wird, z. B. infolge von Rauschen oder Unregel
mäßigkeiten in der Spur, stets vorhanden sein. In Verbin
dung mit der bereits beschriebenen radialen Regelung ist
eine derartige Abweichung jedoch stets genau definiert vor
handen. Das genannte Meßsignal mit der Frequenz fm ergibt
ja eine periodische Abweichung des Strahlungsbündels. Mit
Hilfe der Abweichung infolge eines zugeführten Signals kann
eine viel höhere Bandbreite als bei Anwendung der zuerst
genannten Abweichung erreicht werden. Mit Bandpaßfiltern
um diese Frequenz fm kann dann ein dieser besonderen Ab
weichung entsprechendes Signal aus dem radialen Fehlersignal
gefiltert werden, was auch für die sich aus dieser Abwei
chung ergebende Komponente in dem Summensignal der Fall ist.
Dies erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit Hilfe
von Filtern 27 und 28. Synchrondetektion findet dann mit
Hilfe eines Multiplizierers 29 statt. Da die Phase der Ände
rung des Summensignals in bezug auf die Phase der Abweichung
genügend Information in einer geschlossenen Regelschleife
erteilt, wird mit Hilfe einer Begrenzerschaltung 30 die
ausgefilterte Komponente des radialen Fehlersignals be
grenzt. Der Multiplizierer 29 kann dann verhältnismäßig
einfach ausgeführt werden, weil er nur das Ausgangssignal
des Filters 28 als Funktion der Phase des Ausgangssignals
des Filters 27, also mit einer mit der halben Periode des
Ausgangssignals des Filters 27 wechselnden Polaritätsumkehr,
weiterzuschalten braucht. Das Ausgangssignal des Synchron
detektors 29 wird mit einem Integrator 31 integriert und
liefert ein Regelsignal für die radiale Regelschleife. Ein
Ausgleich mit diesem Regelsignal kann dadurch erfolgen, daß
dieses Signal, das ein Maß für die "Offset" in der radia
len Regelschleife ist, von dem radialen Fehlersignal sub
trahiert wird. Dies kann aber Probleme ergeben: Wenn ein
Aussetzer ("drop-out") im reflektierten Signal auftritt,
sind die von den beiden Detektoren 5a und 5b erzeugten
Signale gleich Null und ist auch das radiale Fehlersignal
gleich Null. Infolge des Integrators in der Erzeugung des
Fehlersignals für die genannte Asymmetriekorrektur wird
dieses Fehlersignal keinen Aussetzer aufweisen und als
Störimpuls im radialen Fehlersignal erscheinen. Ein Aus
gleichsverfahren, dem dieser Nachteil nicht anhaftet, ist
ein Abgleich der von den beiden optischen Detektoren 5a und
5b herrührenden Signale. Wenn diese Signale i₁ bzw. i₂ sind,
gilt für das radiale Fehlersignal RF:
RF = i₁ - i₂.
Eine Abgleichskorrektur um einen Faktor (1+E) ergibt:
Für E«1 läßt sich dies vereinfachen zu:
RF = (1-E) i₁ - (1+E) i₂.
Diese Korrektur kann mit zwei Multiplizierern erzielt werden.
Eine noch einfachere Korrektur wird wie folgt erreicht:
Bei 2d = 1-E ergibt sich:
Bei 2d = 1-E ergibt sich:
RF = 2di₁⁻ (2+2d)i₂
oder aber
Diese Korrektur kann mit einem einzigen Multiplizierer, der
mit einem Faktor d≈ multipliziert, ausgeführt werden.
Der Multiplizierer kann dabei einfach durch ein Differenz
paar vom Transistoren T₁ und T₂ gebildet werden, wie Fig. 6
zeigt. Das Signal i₁+i₂ wird als Strom den Emittern zuge
führt; ein Signal (0,5-d) wird zwischen den Basiselektronen
angelegt und mit Hilfe eines Differenzverstärkers wird das
Signal i₂ von dem Kollektorsignal des Transistors T₂ sub
trahiert.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird oben
stehendes wie folgt erreicht: Mit einer Addierschaltung 32
werden die von den beiden optischen Detektoren 5a und 5b
herrührenden Signale zueinander addiert (i₁+i₂). Dieses
Summensignal wird mit Hilfe des Multiplizierers 33, der
von dem Integrator 31 gesteuert wird, mit dem Faktor d
multipliziert. In der Vergleichsschaltung 10 wird dann der
Unterschied i₂-d(i₁+i₂), der das radiale Fehlersignal bildet,
erzeugt.
Infolge der Bearbeitung mit der Addierschaltung 32
liefert die Addierschaltung 8 nicht mehr das Summensignal
k(i₁+i₂). Dies wird dadurch korrigiert, daß von dem Aus
gangssignal der Addierschaltung 8 mittels der Subtrahier
schaltung 34 das radiale Fehlersignal, das am Ausgang der
Vergleichsschaltung 10 vorhanden ist, substrahiert wird.
Die beschriebene Korrektur von Asymmetrien wirkt
nur dann befriedigend, wenn die radiale Servoregelung wirk
sam ist, also nicht während z. B. Anlaßvorgänge 11 oder
Spurwechsel. In diesen Fällen wird mit Hilfe des Schalters
35, der dazu von der Schaltung 22 betätigt wird, das radiale
Fehlersignal für den Aktuator 3 zu dem Ausgangssignal des
Multiplizierers 29 mit der Addierschaltung 36 addiert. Die
Begrenzerschaltung 30 wird dabei von der Schaltung 22 in
eine Lage versetzt, in der der Multiplizierer 29 das Aus
gangssignal des Filters 28 nicht mehr in bezug auf seine
Polarität umschaltet, wodurch der Multiplizierer 29 also
ein gleichstromfreies Signal liefert, das im Integrator 31
beseitig wird. Dies hat zur Folge, daß der Multiplizierer
33 derart geregelt wird, daß das radiale Fehlersignal
gleichstromfrei ist.
Die abgleichende Verstärkerschaltung 33 kann zu
sammen mit der Addierschaltung 32 gegebenenfalls auch den
Verstärkerschaltungen 14 und 15 nachgeordnet werden. Die
Verstärkerschaltungen 14 und 15 können auch durch eine ein
zige Verstärkerschaltung im gemeinsamen Teil der radialen
Spurfolgeregelschleife, z. B. hinter der Subtrahierschaltung
10, ersetzt werden.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum optischen Abtasten eines scheiben
förmigen Aufzeichnungsträgers (2), auf den Information in
Form konzentrischer oder spiralförmiger Spuren aufge
zeichnet ist, wobei diese Vorrichtung versehen ist mit
- - einer Strahlungsquelle (1) zum Aussenden eines Abtaststrahlungsbündels,
- - einem Auslesedetektor (5) zum Detektieren der nach Zusammenarbeit mit dem Aufzeichnungsträger in dem Abtastbündel vorhandenen Information, wobei dieser Auslesedetektor zum Erhalten eines radialen Fehler signals (RF), das ein Maß für die radiale Abweichung der Projektion des Abtaststrahlungsbündels von der Mitte der Spur ist, aus mindestens zwei in radialer Richtung nebeneinanderliegenden Detektoren (5a, 5b), welche Signale i₁, i₂ liefern und einer radialen Spurfolgeregelschleife (5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 3) mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleichen (10) der von den beiden nebeneinanderliegenden Detektoren gelieferten Detektorsignale und zum Erzeugen des radialen Fehlersignals (RF=i₁-i₂) besteht, einer Vorrichtung (13, 3), mit deren Hilfe als Funktion dieses radialen Fehlersignals die Projektion des Abtaststrahlungsbündels in radialer Richtung verschoben wird,
- - und einer Oszillatorschaltung, mit deren Hilfe der Regelschleife ein Signal mit einer vorher bestimmten Frequenz zugeführt wird, so daß das Abtaststrahlen bündel um die Spurmitte oszilliert,
gekennzeichnet durch eine Korrelationsdetektionsschal
tung (27-31, 36) zur Lieferung eines Signals, das ein
Maß für die Korrelation zwischen dem Hüllkurvensignal (A)
des vom Auslesedetektor ausgelesenen Informationssignals
und dem radialen Fehlersignal ist und damit eine zusätz
liche Anzeige über die Auftreffstelle des Abtaststrahlen
bündels in bezug auf die Spurmitte liefert (Fig. 5) und
wobei die Detektorsignale (i₁, i₂) über eine ab
gleichende Verstärkerschaltung (32, 33) der Vergleichs
schaltung (10) zugeführt werden, wobei dei abgleichende
Verstärkerschaltung (32, 33) eingerichtet ist, um das
Verhältnis zwischen den Detektorsignalen (i₁, i₂) in
Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Korrelations
detektionsschaltungen (27-31, 36) mit einem derartigen
Korrekturfaktor (1+E/1-E) anzupassen, daß das Ausgangs
signal der Korrelationsdetektionsschaltung (27-31, 36)
anzeigt, daß die Auftreffstelle des Abtastbündels im
wesentlichen zusammenfällt mit der Spurmitte.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die abgleichende Verstärker
schaltung (32, 33) einen ersten und einen zweiten Eingang
und einen ersten und einen zweiten Ausgang enthält, wobei
die beiden Eingänge gekoppelt sind, der erste Eingang mit
dem ersten Ausgang gekoppelt ist und der erste und der
zeite Eingang mit einer Addierschaltung (32) verbunden
sind, die über eine regelbare Verstärkerschaltung (33) mit
einem Verstärkungsfaktor, der um 0,5 regelbar ist, mit dem
zweiten Ausgang verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch eine in dieser Regelschleife aufge
nommene steuerbare Verstärkerschaltung (14, 15) zum Ein
stellen der Schleifenverstärkung in dieser Regelschleife,
eine Oszillatorschaltung (16), mit deren Hilfe dieser
Regelschleife ein Signal mit einer vorher bestimmten
Frequenz zugeführt wird, eine Detektionsschaltung (10, 20)
zum Detektieren der Reaktion dieser Regelschleife auf das
zugeführte Signal und eine Steuerschaltung (21, 26) zur
Steuerung der steuerbaren Verstärkerschaltung (14, 15) als
Funktion dieser detektierten Reaktion, um die Schleifen
verstärkung innerhalb dieser Regelschleife auf einem
nahezu konstanten Wert zu halten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsschaltung einen
Phasendetektor (20) zum Vergleichen der Phase des von der
Oszillatorschaltung (16) erzeugten Signals mit der Phase
der Reaktion an einer vorher bestimmten Stelle in dieser
Regelschleife enthält, und daß die Steuerschaltung derart
eingestellt ist, daß die steuerbare Verstärkerschal
tung (14, 15) auf eine derartige Verstärkung eingestellt
wird, daß dieser von dem Phasendetektor (20) detektierte
Phasenunterschied auf einen vorher bestimmten Wert einge
stellt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendetektor auf die
Messung eines Phasenunterschiedes um 90° eingestellt
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasendreher (19) vorge
sehen ist, derart, daß bei einem Phasenunterschied von
90°, der vom Phasendetektor (20) gemessen wird, die
Phasendrehung der Reaktion der Regelschleife auf das von
der Oszillatorschaltung erzeugte Signal einen vorher
bestimmten von 90° abweichenden Wert aufweist.
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