CN1050637A - 检测电路 - Google Patents

Abstract

在录放设备中，正在光盘上扫描信息的光束被光 盘反射到光电探测器后产生一个电信号HF。由于 当光束离开光盘上信号轨道时，HF信号电平会减 弱，检测电路根据HF信号电平的这一变化就可知道 光束是否正从一个轨迹上跳转到另一个轨迹。由于 HF信号的变弱也可能是因盘上的灰尘，损伤和缺陷 而引起的，所以，不能准确地确定信号HF的减弱的 具体原因。为了可靠地识别出扫描轨迹的变化，电路 的设计使得只有当HF信号减弱到低于一个规定的 阈值R1，同时跟踪误差信号TE又增强到高于另一 个阈值R2时，检测电路才发出一个信号指示出扫描 轨迹改变了。

Description

本发明涉及的是一种检测电路。当一个正在信号轨迹上扫描信号的光学拾波器偏离了信号轨迹，并由此产生了两个移相的误差信号时，这种电路就能指示出来。

例如，在小型唱机、电视唱片重放机、图形唱片重放机以及磁光录放设备中都装有光学拾波器。

关于光学拾波器的设计和应用，在期刊《电子元件与应用》（Electronic  Components  &  Applications）中已有描述。详见第6卷，1984年第4期209-215页。

来自激光二极管的一束激光经棱镜组聚焦照射在光盘上，接着又被反射到一个光电探测器上。从光电探测器产生的电信号中就可获得存贮在光盘中的信息。同时也获得了聚焦调节回路和跟踪伺服回路的状态测量值。上述文献中，定义聚焦调节回路的测量值与其参考值的偏差为聚焦误差，跟踪伺服回路的测量值与其参考值的偏差则定义成径向跟踪误差。

聚焦调节回路是通过一个线圈来调节的。在线圈的磁场中有一个可沿光轴移动的物镜。聚焦调节回路调节物镜前后移动以保持来自激光二极管的光束在光盘上实现聚焦。跟踪伺服回路，通常又叫做径向驱动机构，则控制光学拾波器沿光盘径向移动。

在这些设备中，径向驱动机构分为粗调机构和微调机构。粗调机构中有一根轴，它推动整个光学拾波器沿径向前后移动。光学拾波器由激光二极管、棱镜组、棱形分光器以及光电探测器组成。微调机构或者参予沿径向来回移动光束，或者使光束偏离一个规定的角度，使光束沿着光盘的某个直径轻微地移动，行程大约一毫米。

为保证准确地重现光盘中的信息，不仅需要光束在光盘上精确地聚焦，而且也要保证对光盘信号轨迹（即光迹）的准确跟踪。不管这种信息是电视唱片中的图像和声音信号，唱片中单独的声音信号，还是磁光盘中存贮的数据信息。

如图1所示，三束激光在小型唱机的光学拾音器的光电探测器PD上聚焦。光束L2和L3是±1阶的衍射光束。这种光学拾波器称为三光束拾波器。

光电探测器PD包括四个正方形的光电二极管A，B，C和D。它们排在一起组成一个正方块。在它们的前面是一个矩形的光电二极管E，在后面则是另一个矩形光电二极管F。中间那束激光L1，在A，B，C和D上聚焦，产生一个光电数据信号HF＝AS+CS+DS和一个聚焦误差信号FE＝（AS+CS）-（BS+DS）。前面的光束L3，照射在光电二极管E上，后面的光束L2则照射在F上。这两束光照射后产生的信号是跟踪误差信号TE＝ES-FS。这里，AS、BS、CS、DS、ES和FS分别为光电二极管A、B、C、D、E和F上的光电电压。

如果中间光束L1刚好在光盘的信号轨迹的中间，跟踪误差信号TE将为零。即：

TE＝ES-FS＝0

当中间的光束L1偏离光迹S的正中部，这时，一束衍射光将靠近光迹的中部，而另一束衍射光将照射到两个光迹之间的“空地”。因为光迹和“空地”反射光的能力不同，其中一束衍射光将比另一束被更多地反射。

例如，在图2中，光束L1，L2，L3向光迹S的右边偏移，跟踪误差信号将出现一个负值。即：

TE＝ES-FS＜0

调节跟踪伺服回路的机构就将向左移动光学拾波器直到跟踪误差TE＝0。

在相反的情形，如果三束激光均向光迹S的左边偏移，跟踪误差信号将出现一个正值。即：

TE＝ES-FS＞0

这时调节跟踪伺服回路的机构就会向右移动光学拾波器直到跟踪误差为“0”。如图3所示。

当中间光束L1以及它的相关的衍射光束L2和L3穿越了几道存贮信息的光迹，跟踪误差TE将按图4所示的正弦波形变化。

在已公布的日本专利文献第6010429号中，介绍了一种跟踪伺服回路。其中，HF信号的包络信号的上包络线和下包络线被用来判别是否光束正在穿越信号轨迹-光迹。当一束光穿越几道光迹时，HF信号在光束移到两个光迹之间的“空地”时就会均匀变弱。此时包络信号变窄。

为确定光束穿越过的光迹的数目，由HF信号构造一个包络信号并将其再整形为方波信号。这个信号接到一个计算电路的计数输入端，记录下HF信号强弱变换的次数。

为确定光束移动的方向-是沿直径向内还是向外-需要一种方向逻辑电路。这种电路能计算出跟踪误差信号TE和HF包络信号之间的相移。

由于唱片上灰尘、污物、指印及划伤也能使信号HF由强变弱。所以，必须采取措施区分开这种变化是哪种原因引起的。即：是由灰尘和损伤引起的，还是当光束穿越光迹引起的。

由于以上原因，本项发明的目的，就是要改进原有的检测电路，使得记录介质上的灰尘及划伤引起的信号变化不再与扫描信号的光束改变光迹引起的信号变化混淆。

本发明达到了上述目的。电路的设计使得只有当一种信号（EH）低到规定的阈值之下，同时还有一种误差信号（TE）在规定的阈值之上时，这个检测电路才发出一个信号，指示出扫描信号的光学拾波器正在离开一个光迹。

本发明是基于下述想法，尽管光束在扫描到盘上有灰尘和受损伤的地方时，HF信号的确会减弱。但跟踪误差信号不会由于盘上灰尘和损伤而出现明显的变化。因而，只有当HF信号减弱，同时跟踪误差信号-表示实际状态值与其参考值之间偏差的量-又基本上保持为“0”时，才能判断HF信号的变弱是由于光盘上灰尘、损伤、缺陷引起的;而不是由于光束穿越光迹而引起。但是，当HF信号减弱到一个规定的阈值之下，同时跟踪误差信号又增强到高于另一阈值之上时，光束就不再在原来的光迹上，而是照到了光迹间的“空地”上。

参考附图，将发明的检测电路详细描述如下。

图5中给出了第一个检测电路图。

图6中给出了第二个检测电路图。

图7和图8是第二个电路图中各参数的脉冲波形图。

如图5所示，信号HF的包络电平为EH，接在比较器V1的第一个输入端。V1的另一输入端接的是参考电压R1。正弦跟踪误差信号TE接到第二个比较器V2的第二个输入端。V2的另一输入端接参考电压R2。比较器V1和V2的输出端分别接在与门U的两个输入端上。当HF信号降弱到低于参考电压R1，同时跟踪误差信号TE又增强到高于参考电压R2时，与门U就输出一个逻辑“1”电平。

下面详细介绍图6中的第二个检测电路。

对包络电平EH进行整形得到的方波信号HP接在一个单稳触发器M1的输入端，M1在方波的下降沿触发。对正弦的跟踪误差信号TE进行整形得到的方波信号TZ接在或门O1的第一个输入端和另一个单稳触发器M2的输入端上。M2也是靠下降沿触发。对TZ信号求反（非运算）得

信号。

信号接在另一个或门O2的第一个输入端和另一个单稳触发器M3的输入端上。M3是上升沿触发的。M2和M3的输出端分别接在或门O3的两个输入端上。或门O3的输出端又接在RS触发器F6的复位端。单稳触发器M1的输出端接在与门U9的第一个输入端上。U9的输出端则接在RS触发器F6的置位端。方向逻辑电路RL的一个输出端接在或门O1的第二个输入端。而RL的另一个输出端接在或门O2的第二个输入端上。RL电路的哪一个输出端上产生逻辑“1”电平。根据光束移动的方向而定。或门O1和O2的输出端分别接到与门U10的两个输入端。U10的输出端又接到与门U9的第二个输入端。当光束照射在光迹间的“空地”上时，RS触发器F6置位。当光束照射在某个光迹上时，RS触发器F6就复位。

包络信号EH整形后的电平信号HP的每一个下降沿都触发单稳触发器M1，使其输出端产生一个逻辑“1”电平。由于信号HP是从HF信号的包络信号得来的，当包络信号下降到一个规定的阈值时，HP信号就会有一个下降沿出现。当光束以某一方向移动，整形的跟踪误差信号TZ的每一个正脉冲都会使与门U10输出一个逻辑“1”电平。如果这时单稳触发器M1触发输出“1”电平，再加上TZ又为一个正脉冲，RS触发器F6就置位了。如果光束以另一个方向移动，将误差信号TZ求反得到的信号

的每一个正脉冲都会使与门U10输出一个逻辑“1”电平。如果这时单稳触发器M1触发输出“1”电平，加上

又为一个正脉冲，RS触发器F6同样也被置位了。

TZ信号的下降沿或

信号的上升沿都将使RS触发器F6复位。

图7和图8描绘了各种信号的波形图。其中有HF信号以及由HF信号得到的HP信号，正弦形状的跟踪误差信号TE经整形后的跟踪误差信号TZ，及其TZ求反的信号

，单稳触发器M1、M2、M3的输出信号，与门U9和U10的输出信号，或门O3和RS触发器F6的输出信号。

一般说来，本发明适用于对信号轨迹进行计数的计算电路，适用于给器件定位的控制回路，比如拾波器这样的器件。当然，这种定位控制还要以检测到的信号为依据。不管这种信号检测是遥控的还是机械式的都是一样的。本发明特别适用于跟踪伺服回路，象在小型唱机，电视唱片重放机、图形唱片重放机以及磁光录放设备中所遇到的那种跟踪伺服回路。

Claims (5)

1、当一个正在信号轨迹上扫描信号的光学拾波器偏离了信号轨迹，并由此产生了两个移相的误差信号时，这个检测电路就能指示出来。其特征在于：只有当一种误差信号(EH)低于一个规定的阈值R1，而同时另一种误差信号(TE)又高于另一个规定的阈值R2时，检测电路才发出一个信号，指示出扫描信号的光学拾波器的光束正在偏离一个信号轨迹--光迹。

2、如权利要求1所述的检测电路，其特征还在于：它是为跟踪伺服回路而设计的，在于它发出的信号指示的是拾波器已经偏离了光盘上的一个信号轨迹。

3、如权利要求2所述的检测电路，其特征还在于：扫描信号的光束反射到光电探测器上产生一个HF信号和一个跟踪误差信号TE;只有当HF信号的包络信号EH低于一个规定的阈值R1，而同时跟踪误差信号又高于另一个阈值R2时，检测电路才发出一个信号以指示出正在扫描信号轨道的光束已经偏离了一个信号轨迹。

4、如权利要求3所述的检测电路，其特征在于：信号HF的包络电平EH接在比较器V1的第一个输入端，V1的第二个输入端接的是参考电压R1;跟踪误差信号TE是接在比较器V2的第一个输入端，V2的第二个输入端接的是参考电压R2;比较器V1和V2的输出端分别接在与门U的两个输入端。当光束偏离一个信号轨迹时，与门U就输出一个信号给出指示。

5、如权利要求3所述的检测电路，其特征在于：整形的包络电平HP是接在单稳触发器M1的输入端，靠下降沿触发，M1的输出接在与门 9的第一个输入端;整形的跟踪误差信号TZ接在另一个单稳触发器M2的输入端上，M2也是下降沿触发。TZ同时又接到或门O1的第一个输入端上。求反的整形跟踪误差信号

接在第3个单稳触发器M3的输入端上，M3是上升沿触发。 同时还接到或门O2的第一个输入端上。M2和M3的输出端又分别接在第3个或门O3的两个输入端。或门O3的输出端则接在RS触发器F6的复位端;第一个与门

9的输出端接在RS触发器F6的置位端;第一个或门O1和第二个或门O2的输出端分别接在另一个与门 10的两个输入端。而 10的输出端又接在与门

9的第二个输入端;方向逻辑电路RL的两个输出分别接在第一个或门O1和第二个或门O2的第二个输入端。方向逻辑电路RL在两个输出中的一个上产生高电平，哪一个端口上产生高电平依光束移动的方向而定;RS触发器F6的输出端Q的信号指示出光束是正在一个信息轨迹上还是正照在两个轨迹之间的“空地”上。

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