Optisch data opslag Inleiding geschiedenis optica van de cd speler

Presentatie over: "Optisch data opslag Inleiding geschiedenis optica van de cd speler"— Transcript van de presentatie:

1 Optisch data opslag Inleiding geschiedenis optica van de cd speler
E.R.Eliel G.W. ‘t Hooft Inleiding geschiedenis optica van de cd speler elektronica van de cd speler

2 Literatuur Philips Optical Storage General Info CD-ROM History of CD-ROM How Compact Disk Work

3 Geschiedenis

4 Plaat en speler

5 Trends in video opslag

6 Opslag dichtheid van diverse media

7 Lichtweg van de compact disk
beschermende acryle laag Compact disk Polarizerende deelspiegel Diode laser Prisma’s lens spiegel lens kwart-lambda plaat Astigmatische lens 4-voudige detector

8 3-D Lichtweg

9 Laser en prisma paar Halfgeleider laser : 0.8 x 3 mm2  //
00 -300 300 // Hoek  Intensiteit   Spot op de plaat in // richting te groot of lichtverlies door afkappen in  richting

10 prisma paar d0 p- polarisatie Qb =tan-1(n) Twee prisma’s: in één richting vergroting van de bundeldiameter met n2 a a = cot -1(n) d1 = n.d0 d1

11 Optische resolutie (pedrotti & pedrotti, §16-4) Dqmin Q 

12 Optische plaat

13 Invloed van stof substraat 1.2mm substraat lens gecorrigeerde lens
Meten door lucht Meten door substraat

14 Focus met astigmatisme
B A 4 3 1 te veraf 2 te dichtbij Focus fout signaal:

15 Focus fout signaal V0=1+3-(2+4) + 1 2 - 4 3 Plaat te ver weg + + 1 2 1
Plaat in focus Plaat te dichtbij

16 Foucault methode Fout signaal: 1+4-2-3 in focus te dichtbij te veraf 1

17 Spoor volgen met 3 spots A 2 extra detectoren 1 extra tralie B C + - signaal = A-C

18 radieel fout signaal Detector signaal A Modulatie diepte
radiële afstand [mm] 0.4mm C A 1.0mm radiële afstand [mm] 20mm A-C C radiële afstand [mm] -1.6 1.6 radiële afstand [mm]

19 CD als tralie -2de -1ste 0de 1ste -1ste Evenwijdige bundel 0de 2de

20 Interferentie tussen 0de orde en 1ste of –1ste orde
Spoor volgen Interferentie tussen 0de orde en 1ste of –1ste orde A B Staphoogte: l/8 Fase verschil : p/2 Volg signaal = A-B

21 Schema actuatoren plaat focus motor radiële positie motor
lade open/dicht veren lens elektromagneten motor slede positie

22 loopwerk

23 Deelspiegel I=0.5 I=0.25 I=0.5 I=1 ¼ van het licht maar naar de detector ¼ van het licht terug de laser in (extra ruis)

24 Polariserende deelspiegel + l/4 plaat
PBS 450 X-as X+iY X+Y X-Y l/4 : 900 ~ eip/2=i Al het licht naar de detector Extra l/4 plaatje + coating in deelspiegel

25 hoog frequent signaal oogpatroon totale detector signaal
langs het spoor totale detector signaal oogpatroon 0 : < 30% 1 : > 70% detectie niveau

26 klok signaal ingang signaal fase detector lus filter
De tijdsduur van een hoog of laag signaal moet vergeleken worden met een signaal met een‘vaste’ periode. Deze klok wordt uit het ruwe signaal teruggewonnen. spanning naar frequentie omzetten klok signaal 3Tclk 5Tclk 7Tclk 3Tclk HF signaal klok

27 kodering Als er heel veel 1-en of 0-en achter elkaar komen dan kan de klok niet teruggewonnen worden. Daarom hooguit 11 1-en of 0-en achter elkaar. Als de 1-en en 0-en elkaar te vlug afwisselen kan je makkelijk interferentie tussen de verschillende symbolen krijgen. Daarom minstens 3 1-en of 0-en achter elkaar. EFM (Eight-to-Fourteen Modulation): Van alle digitale getallen van 14 bits zijn er 267 die voldoen aan de (2,10) regel, d.w.z minimaal 3 en maximaal 11. Hiervan worden er 256 = 28 gebruikt. xxx 3 extra bits om woorden aan elkaar te plakken

28 DAC=Digital Analog Converter
DAC (1 bit) DAC=Digital Analog Converter 2R Een OpAmp probeert de ingangen op dezelfde spanning te houden iin - Vuit 2R 2R + i1 - 1 s1=0,1 VR +

29 DAC (2 bit) 2R Va Vb=0 R - iin 2R 2R 2R + si=0,1 i2 i1 1 1 - VR +

30 Slechts 1 OpAmp en 2 soorten weerstanden
DAC (n-bit) 2R R R - iin 2R 2R 2R 2R + in i2 i1 1 1 1 - + VR Slechts 1 OpAmp en 2 soorten weerstanden Alle weerstanden moeten hetzelfde zijn met een nauwkeurigheid van 1:2n

31 Bemonsteren signaal Tijd Bemonstertijd: Bemonsterfrequentie: F = 44.1 kHz Hoogste audio frequentie: 22 kHz

32 Kwantisering N bits 2N niveaux 2-N nauwkeurigheid Stap grootte: q X XQ
afronden Stap grootte: q X XQ afbreken Stap grootte: q X XQ Modulus afbreken Niet lineairiteit:

33 Xm -Xm Xm -Xm Xm -Xm 2Xm 3Xm -2Xm -3Xm overloop XP verzadiging XP
nulstelling X XP Xm -Xm verzadiging X Xm -Xm Zaagtandvormige overloop 2Xm 3Xm -2Xm -3Xm XP

34 Q 1/-1 ADC filter kwantisatie in comparator 0/1 DAC
In plaats van 1 signaal met N bits geeft de uitgang M signalen van 1 bit De kwantisator hoeft maar 1 niveau heel nauwkeurig te weten Het filter, de comparator en de DAC bepalen hoeveel 1-en en 0-en

35 van Digitaal naar Analoog (DAC)
reset R2 digitaal getal (N) Vin C R - + Vuit tijd