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Einrichtung und Schaltungsanordnung zur Spurabtastung einer
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Videoplatte Zusammenfassung Es wird eine Ein,-icntung und eine Schaltungsanordnung
zur Sptirabtastung einer Videoplatte vorgeschlagen. Die Vorrichtung ulnfaßt eillm
durch ein piezokeramisches Element angetriebenen Lenkspiegel mit einer oder gege@enenfalls
mit mehreren Reflexionen zur Nachführung und Spurabtas':##nq. Zii diesem Zweck wird
dem Mehrfachreflektor einerseits die von einem Oszillator erzeugtar. hochfrequenten
Ablen}-span;lungen und andererseits die nach Auswertung durch einen Lesekopf und
Durchgang durch ein Bandpaßfilter erzeugten Fehlsignale additiv zugeführt.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur
Spurführung eines Lichtstrahlabtastkopfes bei Speichergeräten. Eine solche Einrichtung
ist beispielsweise aus der DT-OS 24 23 074 bekannt.
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Die bekannte Einrichtung beinhaltet zwei Schwingspiegel, wobei einer
zur Nachführung des Abtastlichtstrahles und der zweite zur Erzeugung eines Fehlersignals
mit einer Wobbelfrequenz quer zur Spurrichtung abgelenkt wird. Die bekannte Einrichtung
arbeitet sehr störunempfindlich, trägheitsarm und mit gutem Wirkungsgrad, jedoch
werden zur Verwirklichung zwei bewegliche Abtastelemente benötigt. Die bekannte
Anordnung ist daher verhältnismaäßig aufwendig und teuer in der Herstellung.
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Weiterhin ist bekannt, bei einem Gerät zur Wiedergabe von in Spu ren
aufgezeichneter Information der Abtasteinrichtung eine Vibration quer zur Spurrichtung
aufzuprägen und die durch die Spurabweichung der Abtasteinrichtung bedingte Amplitudenmodulation
des
wiedergegebenen Signal 5 in einer Phasenvergleichsschaltung auszuwerten und zur
Spurnachführung zu benutzen, dabei handelt es sich jedoch um einen Videomagnetkopf
zur Abtastung von frequenz- oder moduliertaufgezeichncten Jideosignalen auf Magnetband.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegentiber den Vorteil, daß gegenüber der Einrichtung
nach der DT-OS 24 23 074 eine Anzahl von Reflektionen auf dem optischen Weg des
Abtaststrahls eingespart werden und dadurch die Qualität de Lichtflecks in der Ebelle
des Speichermediums verhessert wird, daß die Kohärenz des Abtaststrahls beibehalten
wird, daß eine gröbere Ubertragungsenergie am Lesekopf zur Verfügung steht und daß
dadurch ein besseres Verhältnis des Nutzsignals zum Rauschsignal erzielbar ist.
Weiter vereinfacht sich die mechanische Konstruktion und die Anforderungen an die
optischen Justierungen, als Folge davon lassen sich die Kosten des Platten-Abspielgerätes
senken und schließlich wird die Zuverlässigkeit des Wiedergabeverfahrens erhöht.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung
zur Spurführunb möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß zur Ablenkung des Lichtstrahls
nur ein ablenkendes Element (Mehrfachreflektor) verwendet wird.
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Hierdurch erhöht sich die Qualität des Abtaststrahls und der Störabstand.
Die bei der Montage der Einrichtung erforderlichen Justierarbeiten werden wesentlich
vereinfacht.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten, die
mecllanischen und optischen Bauelemcnte im Zusammenwirken mit dem plattenförmigen
Speichermedium; Fig.2 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung des Spurnachfüllrungssignals;
Fig.3 zeigt ein mögliches schaltbild des Phasenvergj0ichs 27 aus Fig.2.
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Beschreibung der Erfindung In Fig.1 ist mit 1 eine transparente kreisförmige
Platte aus Kunststoff bezeichnet, welche von einem Motor 2 über den Platte tenteller
3 in Umdrehung versetzt wird. Auf der Unterseite der Platte 1 befinden sich die
Signalspuren, z.B. eine Folge von undurchsichtigen Strichen oder Punkten in einer
transparenten Oberfläche. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch auch bei einer Aufzeichnungsart
anwendbar, bei der die Spuren aus einer Folge transparenter Löcher oder Striche
in einer lichtundurchlässigen, insbesondere spiegelnden Oberfläche besteht.
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Zum Abtasten der spiralförmig auf der Platte aufgezeichneten Spuren
dient ein beweglicher Mechanismus 4, der in einer Schlit tenführung 5 der Grundplatte
6 verschiebbar gelagert ist. Die zur Verschiebung dienende Spindel 7 weist auf ihrer
Nutzlänge eine gewindekonstante Steigung auf, das mit einem in der Anordnung 4 fest
angeordneten Muttergewinde zusammenwirkt. Der Drehantrieb der Spindel 7 kann mit
einem besonderen Motor erfolgen oder sie kann über ein Getriebe mit der Achse des
Motors 2 verbunden sein.Der -Schlitten 4 trägt eine Energiestrahlquelle,
z.B.
einen Laser 8, dessen Licht über eine erste Linse 9 zusammengefaßt und gebündelt
und über die Spiegel 10 und 11 und das Objektiv 12 auf die Unterseite der Platte
1 projiziert wird, derart, daß der Fokus des Objektivs 12 mit der Ebene der Signalspuren
auf der Platte 1 zusammenfällt.
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Damit der Fokus auf der Spur gehalten werden kann, obwohl die Spurlage
bei der Umdrehung der Platte unregelmäßigen Schwankungen unterworfen ist, ist der
Spindel 11 als Schwingspiegel ausgebildet, so daß der abtastende Lichtstrahl durch
elektrische Signale in Radialrichtung der Platte abgelenkt werden kann. Zur Bewegung
des Spiegels 11 werden vorzugsweise piezoelektrische Mittel 13 verwendet. Die ':-euerl1ng
dieser piezoelektrischen Mittel erfolgt in Servotechnik durch Bilden eines Regelkreises,
dem ein der Abweichung des Abtastflecks von der Spur etwa proportionales Signal
zuführt.
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Zu diesem Zweck wird das von der Fotozelle 14 aufgenommene, durch
die Aufeinanderfolge von transparenten und lichtundurehlässigen Spurabschnitten
der Platte modulierte Licht des Lasers 8 entsprechend Fig.2 eine Regelschaltung
zur Erzeugung des den Spiec'#el11 (oder des Mehrfachreflektors 11) erforderlichen
Ablenksignals zugeführt.
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In der Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 erzeugt ein Oszillator 21 ein
periodisches Signal mit einer Frequenz oberhalb der durch mechanische Ungenauigkeiten
während der Plattenbewegung auftretenden Spuränderungen. Dieses Signal wird nach
dem Durchlaufen einer Addierschaltung 22 einem Verstärker 23 zugeführt, der die
zum Antrieb der piezokeramischen Mittel 13 erforderlichen Ablenkspannungen abgibt.
Der vom Laser 8 ausgesandte Lichtstrahl durchläuft den Spiegel 11 bder Mehrfachreflektor
11) und erhält somit eine von der jeweiligen Ablenkspannung abhängige Auslenkung
quer zur Spur, das heißt in Radialrichtung der bewegten Platte 1.Durch die auf der
Platte 1 aufgezeichnete Information wird der Lichtstrahl moduliert und danach einem
Lesekopf 24 zugeführt, der unter anderem die Fotozelle 14
(Fig.1)
enthält. Am Ausgang des Lesekopfes 24 steht das Nutzsignal 25. Aus dem am Ausgang
von 24 anstehenden Signal wird mittels des Bandpaßfilters 26 die vom Oszillator
2 stammende mit dem Nutzsignal überlagerte Frequenz ausgefiltert und der Phasenvergleichsschaltung
27 zugeführt. Dem zweiten Eingang der Phasenvergleichsschaltung 27 wird die vom
Oszillator 21 erzeugte Ablenkfrrequenz nach Durchlaufen einer Phasenkorr##kturschaltung
28 zugeleitet. Das Fehlersignal am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 27 gelang
zur Addierschaltuncj 22 und wird dort dem vom Oszillator 21 erzeugten Signal hinzugefügt.
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Wenn der vom Laser 8 ausgehende Licht:trahl infolge genauer Nachführung
der Einrichtung 4 mittels der Spindelanordnung 7 beim Abtasten der auf der Platte
1 gespeiuherten Inf^rmation genau in Spurmitte liegt, so ist dem Nutzsignal am Ausgang
des Lesekopfes 24 ein periodisches Signal der doppelten Frequenz des Oszillators
21 überlagert. Die Phasenverglei#hssc1jal#ung 27 ist so eingerichtet, daß in diesem
Fall an ihrem Ausgang ein Fehlersignal Null entsteht, das heißt die Ablenkmittel
des Spiegels 11 lediglich von der Frequenz des Oszillators 21 beaufschlagt werden.
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Gerät der abtastende Lichtstrahl infolge mechanischer Ungenauig keiten
der Nachführung der Einrichtung 4 oder infolge Exzentriz ~ täten der auf dem Plattenteller
3 aufgespannten Platte 1 zum Teil von der Spur, so ändert das dem Nutzsignal am
Ausgang des Lesekopfes 24 überlagerte Regelsignal seine Frequenz und Phasenlage.
Die Frequenz entspricht der vom Oszillator 21 erzeugten Ablenkfrequenz und die Phasenlage
wechselt je nach der Richtung der Spurabweichung zwischen voreilend und nacheilend.
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Am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 27 entsteht dadurch ein Fehlersignal,
das in der Addierschaltung 22 der vom Oszillator 21 erzeugten Sinusspannung hinzugefügt
und im Verstärker 3 verstärkt und den Ablenkmitteln 13 des Spiegels (Mehrfachreflektors>
11 hinzugefügt wird. Die Ablenkmittel 13
erhalten so ein Pblenksignal,
das sich einmal aus der Sinusfrequenz des Oszillators 21 und aus dem Regelsignal
der Phasenvergleichsschaltung 27 zusammensetzt. Die Phasenkorrekturschaltung 28
dient zum Einstellen der Beziehung zwischen der Spurlage und dem am Ausgang der
Phasenvergleichsschaltung 27 auftretenden Regelsignal. Bei der Phasenvorgleichsstufe
nach Fig.3 liegt das bandpaßgefilterte, von der Platte 1 kommende Signal am Eingang
UE, das vom Taktgenerator 21 kommende Taktsignal am Eingang UT an. Das vom Oszillator
21 kommende Taktsignal wird dem Steuereingang U5t2 des elektronischen Schalters
S2 direkt, dem Steuereingang U5t1 des elektronischen Schalters S1 über die Umkehrstufe
I zugeführt. Das an den Eingängen der Schalter S1 und S2 anstehende Signal wird
entsprechend der 7&ktung durch UT sequentiell in den Speicherkondensatoren ci
1c2 gespeichert und die Speicherwerte den beiden Eingängen des Differenzverstärkers
VD zugeführt. Am Ausgang des DifferenzxZerstärkers VD steht ein Signal an, dessen
Größe und Vorzeichen von dem Phasenwinkel ç zwischen UE und UT abhängt.
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Durch das wechselnde Arbeiten der beIden Kondensatoren wird einerseits
das AC- bzw. DC-Rauschen des Eingangssignals unterdrückt, und andererseits kann
so auch der beste Kompromiß zwischen Schnelligkeit und Selektivität gefunden werden.
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L e e r s e i t e