Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Пришли наконец ответы по заказам фотодиодов. Два продавца. Минимальная поставка 5 шт. Есть в наличии квадрантные ФД299М, ФД141К и двухэлементные ФД310М.
Оптикс, подскажите, на чем остановить выбор? Вообще, двухэлементные стОит брать (они дешевле и тоже могут подойти для системы трекинга), или достаточно только квадрантные (мне больше нравится ФД299М - у него корпус значительно меньше, чем у ФД141К) ?

 

В зависимости от системы слежения за фокусировкой двух элементным возможно обойтись на все случаи. Но есть один неясный момент соединены у них катоды или каждый элемент независим. Удобнее если независимые. Я бы посоветовал взять один 4 квадрантный и 2-4 двух элементных. Малый корпус думаю будет лучше, хотя опять зависит от конструкции.

 

К сожалению документации нормальной на их фотодиоды нет , но по моему четырехквадрантные и ФД141К и ФД299М имеют пять выводов т.е. один какой-то вывод общий, а на рисунке 2-х элементного ФД310М так и вообще показано только две ножки. Наверно закажу по паре каждого вида.

 

Не читал всё обсуждение, так что извиняюсь, если такое предложение уже было.

1. Пластинка лежит на вращающемся листе стекла и прижимается сверху к нему. Считывание производится через этот лист. Таким образом мы обеспечиваем достаточно стабильное положение пластинки по высоте. Нам более не нужно отслеживать его.
2. Каждая стенка дорожки освещается лазером, луч которого параллелен в вертикальной плоскости и сильно (с углом эдак 30 градусов) сходится в перпендикулярной плоскости. Таким образом мы получаем, что освещённость поверхности этим лазером прямо пропорциональна расстоянию от лазера до поверхности (если лазер будет сходиться конусом, то зависимость будет квадратичная). Таким образом яркость отражённого сигнала прямо пропорциональна расстоянию. Т.е. сигнал с фотодиода можно будет напрямую отправлять на усилитель, а потом - сразу на колонки. Кроме того небольшие плавные смещения дорожки вверх/вниз, влево/вправо не будут влиять на полученный сигнал (они будут добавлять в сигнал ифразвуковую компоненту, которая затем обрежется фильтрами, да и просто динамиками).
3. Отслеживание перемещения дорожки в горизонтальном направлении осуществляется линейкой фотоэлементов. Отдельная подсветка не нужна, т.к. лазеры из пункта 2 освещают не только дорожку, но пространство между дорожками (а может за одно и соседние дорожки).

Итого у нас всего два лазера, два фотодиода, с которых сигнал идёт прямо на усилители, одна линейка фотоэлементов, сигнал с которых считывается уже цифровым устройством, ну и сервопривод или шаговый мотор для горизонтального перемещения головки.

Правда отдельно хочется сказать на счёт "живости" винилового звука и всего такого... Звукозапись-то на студии в наше время всё равно цифровая
Звук на пластинке не является более натуральным. Просто пластинка вносит в звук определённые искажения и шумы. Кому-то они нравятся. Но звук с CD куда ближе к исходному (если, конечно, использовать качественную аппаратуру и не вносить искажений намеренно), чем звук с пластинки.
Мне, например, нравятся "зернистость" окружающих предметов, когда они освещаются рассеянным светом одномодового лазера. Но это же не значит, что свет лазера более "живой", чем свет Солнца

 

SONY, боюсь ваша идея со стеклом не подойдет - стекло само будет, как минимум, давать частичное переотражение луча и плюс ко всему, будет дополнительная пыль на самом стекле (а без нее никак) которая тоже будет давать ложные переотражения луча. Нам хотя бы решить проблему с пылью на самой пластинке. Но в целом, спасибо за проявленный интерес к теме.

Можете прояснить, за счет чего вертикально расположенный луч будет сходиться в перпендикулярной плоскости? Что-то я себе слабо представляю как это будет происходить.

Да, и еще, давайте оставим в покое тему звука на CD. Здесь это оффтоп. Я вам могу много на эту тему рассказать интересного - и по поводу качества коррекции ошибок, и по поводу работы выходного АЦП в проигрывателе CD. Но зачем? Есть много форумов, где постоянно обсуждается тема что лучше - CD versus VINIL.

 

Проблема отражения от стекла решается двумя путями:
1. просветляющие покрытие. Учитывая, что ширина линии очень мала, а её положение очень стабильно, отражение можно свести менее чем к 0,01%;
2. лазер направляется на стекло под углом Брюстера. Учитывая, что поляризация у нас порядка 100:1, доля отражённого от стекла света будет лишь около 0,3% (это от обоих плоскостей в сумме).

Проблема пыли на нижней стороне стекла здесь практически отсутствует. Ведь там луч широкий, пылинка будет загораживать очень лишь малую долю излучения.
Ну а на верхней и самой пластинке... Щелчки - это обязательная часть звука с пластинки

 

Я тоже сразу о просветляющем покрытии подумал. Собственно ничто не мешает проверить вашу идею. Как соберем макет так сразу и попробуем. Я пока подбираю для этих целей материалы и инструменты. Проясните еще пожалуйста несколько моментов по вашему предложению:
1) Будет ли играть какую-то роль толщина стекла?
2) Правильно ли я понял, что по вашей задумке ширина луча на пластинке должна быть достаточно большой, и луч будет перекрывать несколько дорожек?
3) Где должен находится приемный фотодиод? Пытаюсь сообразить - угол Брюстера вроде 57 град. а стенки дорожки идут под 45. Значит ловить отраженный сигнал нужно где-то в районе 33-го градуса?

 

1. толщина стекла определяет жёсткость и прочность конструкции (0,5 мм стекло будет гнуться и ломаться), а также минимальное расстояние между лазером и дорожкой (50 мм стекло потребует цилиндрической линзы шириной в районе 10 см).
2. луч по моей задумке на поверхности пластинке имеет размер ~5 мкм вдоль канавки (пластинка находится в районе перетяжки длиной ~90 мкм, которую даёт цилиндрическая линза с f/d~8) и порядка 50 мкм по другой стороне (по этой стороне изображение создаётся цилиндрической линзой c f/d~1, фокус линзы находится под поверхностью пластинки). Хочу заметить, что цилиндрическая оптика, тем более с f/d=1, "на дороге не валяется", так что собрать её из подручных материалов будет трудно. Тем более, что тут будут нужны системы линз, одно по каждому направлению не обойтись. Ну и, наконец, 5 мкм мы получим только в случае 405 нм лазера. А по моим расчётам 20 кГц звук на ближайших к центру дорожках создаёт рельеф с длиной волны 10 мкм. Значит для его считывания нужна ширина луча не более 5 мкм.
3. т.к. луч испытывает преломление в стекле, положение фотодиода зависит от его толщины. Если бы стекло отсутствовало, то да, 33 градуса от нормали. Но это очень примерно. Ведь падающий луч сходящийся, так что отражённый будет расходящимся (даже если не вспоминать про шероховатость). Да и в перпендикулярном направлении канавка изгибается, отражая луч каждый раз в другом направлении. Из-за этого приёмник должен быть достаточно большим.

 

А можно по поводу цилиндрической оптики поподробнее, раз это имеет прямое отношение к вашей идее? Как это можно реализовать в наших условиях? По-моему в пикапах от CD/DVD-RW стоит что-то напоминающее цилиндрические линзы, но могу ошибаться. А фиолетовый лазер я так понимаю купить не проблема.

 

Не знаю, что там в CD стоит... Я всегда покупал лазерные диоды, а не выковыривал оттуда. Но, в любом случае, нам тут нужно несколько разных по размеру и фокусному расстоянию линз, так что шансы найти всё необходимое в каком-нибудь устройстве стремятся к нулю.
Думаю, нужно заказывать их изготовление на соответствующих предприятиях. Или использовать зеркала (выгнуть самостоятельно из полированного металла). Ещё, как вариант, дифракционная оптика, которую можно самостоятельно записать на фотопластинку.

 

Впрочем, для первых тестов можно использовать и обычную сферическую линзу. Звук будет иметь сильные искажения, но для проверки самого принципа это значения не имеет. Если будет работать, то дальше уже можно начинать думать над цилиндрической оптикой, которая позволит снимать звук без искажений.

 

Именно поэтому я всегда хотел найти что-то типа магазина с оптическими деталями, на подобие магазина радиодеталей, чтобы можно было собрать нужную оптическую систему. Если нужно будет заказывать изготовление оптических деталей то будем заказывать, вы только объясните где и как это нужно делать.

 

SONY, рад приветствовать вас здесь.Идея со стеклом действительно инновационная в данной теме. Я пока не могу представить,если пластинка будет сильно искривлена,то удастся ли нам ее до совершенства зажать?Как вам видеться само обжатие, с одной стороны стекло, а с другой стороны допустим такое же стекло, но по диаметру яблока или на всю пластинку?По управлению вдумчиво прочитаю ваши мысли.Думаю еще Оптикс прочитает и вместе что то скорректируем.

 

А вот меня применение стекла все равно смущает (несмотря на то, что это все будет красиво выглядеть - я думал сделать привод на несущий вращающийся стеклянный диск и головку с лазером разместить в подвале шасси и светить на пластинку снизу через стекло, а сверху соответственно можно ставить любой груз по размеру пластинки). Но стекло диэлектрик, и статикой будет натягивать кучу пыли и с одной и сдругой стороны . Это может быть реальной проблемой, если только не предпринимать каких-то шагов для ее решения (типа антистатической обработки химией или как-то электрически, только пока не думал - как). Но в любом случае идея интересная.

 

SONY
Было бы неплохо если бы вы вместо абстракных рассуждений просто пояснили бы принцип считывания с рисунком лптической схемы.

 

Японцы у себя обошлись, кстати обычнным красным лазером а не фиолетовым и ширина луча у них меньше (по их заверениям) - 2 мкм.
Может в расчетах ошибка, и достаточно красного ЛД?

 

Досталась мне сегодня шикарная вещь - микроманипулятор для биологических исследований. Головку можно перемещать в трех плоскостях - X,Y и Z. Я до этого ломал голову над конструктивом для опытов - очень не хотелось делать что-то убогое. Теперь нужно только продумать здесь крепление ЛД, зеркальца и линзы. Штатива от манипулятора нет, а на снимке приспособил основание со стойкой от "третьей руки". Пришлось подкладывать железяки попавшиеся под руку, чтобы держалось. Но штатив я и не планировал использовать - хочу прикручивать манипулятор жестко прямо к корпусу проигрывателя ("Электроника ЭП-017 стерео") - там сам корпус весь демпфирован, т.к. стоит на подпружиненных ножках. Видны три колесика для перемещения головки. Сама головка тоже может менять свое положение под нужным углом.
Отдельное спасибо знакомому доценту из Одесского университета.

 

Пожалуй

не стоит. Система демпфирования рассчитана на определенную массу и утежеляя массу системы понижаешь ее собственную частоту те ухудшаешь характеристику демпфера. Посмотри http://irene.lbl.gov/ здесь, правда там вся конструкция на оптическом столе с демпфированием. Но пока можно было бы обойтись хорошей стальной плитой.

 

У меня это будет сделано только на время опытов. Смысл жесткого крепления позиционера к корпусу проигрывателя прост - сохранить постоянное расстояние от линзы до поверхности пластинки. Если этого не сделать и просто отдельно поставить на стол штатив с конструкцией позиционера с головкой то появятся проблемы стабильности отраженного луча из-за мягкого подвеса конструкции проигрывателя отностительно стола. Можно сделать еще наподобие того, как сделал Полак. У Полака одной из опор конструкции позиционера является центральная ось вращающегося диска проигрывателя, что тоже позволяет выдерживать стабильное расстояние до поверхности пластинки даже без системы слежения.

 

Тут тогда уж анимация нужна, если так не понятно, что сужающийся луч тем ярче освещает поверхность, чем ближе эта поверхность к его фокусу...