Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Так они ведь не делали луч, резко сужающийся в одном направлении и почти постоянной ширины - в другом... Наверняка у них луч фокусируется в форме простого конуса. А в этом случае и 1310 нм лазерный диод в 2 мкм пятно запросто сфокусируешь.

 

SONY

Вы плохо читаете или проблема с пониманием прочитанного? Я просил " просто пояснить принцип считывания " те как отраженный луч превращается в звук?

 

Получается яркостная модуляция фотоприемника за счет особенностей "работы" цилиндр. линзы?
Вообще, можете дать расчетные размеры такой линзы (линз) ?

 

Наконец удалось выбить через знакомую фирму коммерческое предложение от ЦКБ "Ритм" на их фотодиоды (с моей подачи дали запрос с гарантийным письмом).
Я в шоке от цен. Квадрантный ФД299М - 785грн., сдвоенный ФД310М - 1615грн. ! За что?! Да аналоги от Hamamatsu можно взять дешевле.
Optics, подскажите, вот это можно взять на пробу? - http://www.tme.eu/ru/Document/6daed8711584af48076d2cad30488385/pr5001.pdf
или смотреть в сторону других вариантов ( например http://uk.rs-online.com/mobile/p/photodiode/7378094/) или вот это - http://www.optekinc.com/datasheets/opr2100.pdf . Или вот это от хамы - http://209.73.52.252/assets/pdf/parts_S/s3096-02_s4204_kmpd1039e04.pdf
В любом случае цены у них будут дешевле. pr5001 вообще чуть меньше двух евро.

Чуть позже нашел, что сдвоенные фотодиоды стоят в компьютерных мышах в энкодере колесика прокрутки. Там зазор между фотодиодами конечно великоват, но проверить работоспособность оптической системы слежения думаю можно.

 

Выяснил, почему такие дорогие фотодиоды - приемка "5", т.е. выходной контроль, как для военного оборудования. Отменили заказ.

 

Приемка? хм-м-м-м похоже покупатели им просто мешают пилить бабло.
Мне понравились Hamatsu и PR5001 . Не видел диодов из мышки, думаю надо брать те что доступнее, быстрее достать, дешевле.

Посмотрел линзу из pick-up'а PHR-803 не фокусирующую а промежуточную, фокусное расстояние ок 20 мм .

 

Это гос. предприятие. Заказов мало, сидят на голодном пайке, вот и хватаются не подумав, что они делают. Хотелось "поддержать отеч. производителя", но видно не судьба.

Я под такую линзу уже даже оправку выточил из оргстекла. А вообще, мы с Sergik-30 за пределами форума договорились делать одинаковые конструкции - так можно легче и быстрее выйти на нужный результат. Если у одного что-то пойдет лучше то второму проще подтянутся просто повторив нужный узел, и наоборот. Кроме этого Sergik-30 отправит мне несколько небольших стеклянных линз (за что ему от меня отдельная благодарность). Все это с той же целью - повторяемость конструкции в нескольких экземплярах. Я думаю, что при хорошем раскладе и на вас, Optiks, мы набор линз подберем.

 

Проверял сдвоенный фотодатчик от энкодера колесика прокрутки комп. мышки, вручную засвечивая его лучем от указки. Мышку можно брать любую с колесиком прокрутки - у них всех конструкция одинаковая. Фотодатчик там вот такой - http://lib.chipdip.ru/195/DOC000195573.pdf . В нем стоит два фототранзистора имеющие общий вывод коллекторов. На луч реагирует хорошо. Расстояние между фототранзисторами похоже достаточно малое и нам для первой проверки думаю подойдет (а может и вообще в дальнейшем идеально подойдет). Включать его можно на входы любого дифференциального усилителя: средний вывод - общий коллектор - на плюс питания, а эммитеры через сопротивления примерно 10к на "землю". Соответственно, выходы эммитеров подключаются на входы усилителя. На выходе такого усилителя, при попадании луча точно между фототранзисторами будет нулевое напряжение. Если луч будет смещатся в одну или другую сторону напряжение будет менять свою полярность в зависимости от направления смещения. Потом решим, как этим выходным напряжением будем распоряжаться при управлении схемой позиционирования. Это будет зависить от типа двигателя, который мы применим. Если нужна будет схема включения дифф. усилителя - нарисую.

 

Фототранзистор быстро входит в насыщение, те релейный режим работы. Для мышки это удобно, а для позиционера может оказаться не очень. В любом случае стоит попробовать.

 

Фототранзистор имеет собственное усиление, от этого и большая крутизна вольт-амперной характеристики. Но жизнеспособность фототранзисторов для нашей конструкции покажут только испытания. Я забыл еще добавить к предыдущему посту, что в старых шариковых мышках без колеса прокрутки стоит два таких сдвоенных фототранзистора на приводе шарика для осей X, Y, только у них пространственное расположение по другому - они там расположены один над другим по отношению к горизонтали, в отличии от колеса прокрутки - там они стоят оба параллельно горизонтали. Но для испытаний подойдут и те и другие, только их нужно будет сорентировать в нужном положении.
Вот нашел хорошую анимацию с немецкого сайта по записи винила рекордером - http://www.vinylrecorder.com/stereo.html. Они там предлагают резать на виниле на заказ любую музыку. Есть и прайс.

 

Урывками находя время наконец несколько переделал микроманипулятор убрав одну из степеней свободы - получилось компактнее и легче. На основании из оргстекла закрепил ЛД с коллиматором от указки (слева на фото). На конце выносной регулируемой штанги закрепил зеркальце под 45 от лазерного принтера и ниже фокусирующую линзу (справа на фото). В результате, внизу на пластинке видна светящаяся красная точка. Основание с ЛД можно перемещать вверх/вниз фокусируя таким образом луч (можно и только ЛД независимо перемещать вверх/вниз на небольшое расстояние). Горизонтальная штанга может перемещаться вместе с закрепленными на ней зеркальцем и линзой вправо/влево. Зеркальце крутиться под любым углом. При желании можно и линзу несколько смещать отпустив ее крепления.
Теперь нужно чтобы Optics сказал что можно со всем этим делать. При таком положении зеркальца как сейчас, как и положено, дорожки с промежутками просматриваются прямо на линзе, но очень блекло.

 

Надо получить изображение дорожек. Луч отраженный от пластинки можно наблюдать на экране с дыркой . Экран прилепить на ЛД , луч лазера проходит через отверстие в экране, а отраженный от пластинки видно на экране. Попробовать поставить пластинку относительно оптич. узла так чтобы при вращении пластинки прослеживать 1 трек.
Меняя расстояние от пластинки до фокусирующей линзы получить изображения дорожек. Попробовать попасть по отдельности на левый и правый канал. Посмотреть куда в этом случае отражается луч ЛД. В этом случае он может не попадать в линзу. Но его надо будет найти . Затем обсудим , что получилось с данной линзой.

 

Понял. Проделаю. А вот вопрос по зеркальцу-я поставил пока обычное, с напылением на передней стороне стекла, но вы писали, что зеркальце лучше п/прозрачное. Я вторым заходом поставлю такое от привода CD/DVD. Правильно ли я понимаю, что применение п/прозрачного зеркальца только позволит изменить расположение экрана с дыркой - т.е. не прямо на ЛД а уже в зоне просвета п/прозрачного зеркальца?

 

Да, правильно. Только зеркала эти делают на толстой подложке и там спилен большой скос, так что на просвет не со всяким зеркалом может получиться.

 

Поверил. Рассказываю что удалось увидеть:
Во-первых, при точном расположении всех деталей оптической системы увидеть отраженную картинку на экране невозможно - размер картинки примерно равен диаметру отверстия и она точно попадает в створ этого отверстия, отчего ее и невозможно рассмотреть. Диафрагмирование ничего не дает т.к. картинка просто становится пропорционально меньше. Пришлось специально расстраивать положение деталей таким образом чтобы изображение сместилось с дырки куда-нибудь в сторону, на бумагу. В этом случае на смещенном изображении в виде светящегося круглого пятна было видно следующее:
при большом перефокусе (надеюсь я правильно выразился - это когда линза после фокуса расположилась еще ниже, ближе к поверхности - на пластинке светящееся пятно диам. около 1мм) видно какое-то количество светлых и темных полос - т.е. светлых - это промежутков между дорожками и, соответственно, темных - самих дорожек. По мере подъема линзы вверх в сторону фокуса количество светлых и темных полос соответственно уменьшается, и в какой-то момент (когда размер пятна уже равен ширине одной дорожки или даже еще меньше) остается просто или равновмерно засвеченное светлое поле или темное поле в зависимости от того где в данный момент находится луч. Рассматривать отдельно правую или левую сторону одной дорожки пока не пробовал т.к. изображение скособоченное и я боялся за достоверность того что я увижу. Для меня теперь однозначно ясно, что нужно ставить п/п зеркалце и еще раз все нормально рассмотреть. Уже на одной дорожке позиционировать конструкцию сложновато и нужно будет наверно на ручки позиционеров выточить насадки побольше диаметром, чтобы свободно попадать в нужное место. Я заодно проверил по-быстрому и картинку луча падающего на пластинку под углом 45 град. Увидел те самые "спеклы", о которых мы говорили, обсуждая исследовательскую установку японцев несколько страниц выше. Отраженное изображение смотрел на белой картонке удерживая ее просто рукой в месте предполагаемого отражения. При горизонтальном перемещении каретки с зеркальцем и линзой поперек дорожек было видно сначала спекл в одну сторону от дорожки и затем при перемещении луча спекл вытягивался в другую сторону. Все как писали японцы. Нужно будет сделать конструкцию с учетом работы под 45 град., чтобы лучше рассмотреть эти спеклы и подробнее исследовать и эту сторону вопроса.

 

Не совсем понял как смотрели изображение под 45 град. Отраженый от пластинки свет еще раз прошел через линзу, или нет?
Не хотите попробовать узел перемещения головки DVD для сканирования? Или он грубоват?
Да кстати надо проверить какова поляризация лазерного излучения и может тогда сыграть на этом эффекте вместо п\п пластинки? Сможете разобраться с поляризацией?

 

Да, луч под 45 шел через линзу.
Мой микроманипулятор думаю справится и без узла от DVD.
А с поляризацией попробую разобраться с вашей помощью, Optics.
Поставил конструкцию рядом с проигрывателем и настроил изображение одной дорожки во весь экран, и чтобы она была окаймлена соседними светлыми промежутками. При прокручивании рукой пластинки видно как вьется изгиб дорожки. Вообще изображение не очень нравится - не такое четкое как хотелось бы (границы переходов светлое-темное несколько размыты). Причина скорее всего в оптических деталях, но могу и ошибаться. Обнаружил интересный эффект - поставил другую пластинку - и изображения дорожек не стало, только размытая светлая неоднородность. Сначала подумал, что сбилась настройка. Покрутил туда/сюда - эффекта ноль. Возвращаю первую пластинку - опять нормальная картинка дорожки. Посмотрел на поверхность обеих пластинок - характер дорожек примерно одинаков. Все остальные характеристики пластинок, вплоть до цвета винила, одинаковые. Показалось только, что у первой ("нормальной") пластинки дорожки вроде несколько покрупнее (на глаз, без микроскопа). Оставил это разбираться на потом. Думаю, что связано как-то или со специально сбитой мной оптикой, чтобы видеть картинку сбоку от отверстия или может с поляризацией, потому, что отраженную картинку на "нормальной" пластинке удалось увидеть при определенном положении ЛД вращая его вокруг своей оси.

 

Для ясности поправлю свой ответ про 45 град. Схема такая - горизонтальный луч от ЛД после отражения от зеркальца направляется к поверхности пластинки под 45 град. При этом, прежде чем попасть на пластинку, он проходит через фокусирующую линзу. Отразившись от дорожки луч попадал на подставленную картонку без всяких линз. Вот так будет более точно.
Optics, так вы уже сразу объясните мне, каким образом можно воспользоваться эффектом поляризации для наших испытаний и я это попробую проверить не откладывая в долгий ящик.
Кстати, а за счет чего японцам удалось применить схему с лучем проходящим через дырку и после отражения от пластинки этот луч не попадал обратно в дырку, как у меня, а все-таки расходился по сторонам на два фотодиода расположенных справа и слева от дырки?

 

есть два варианта использования поляризации: кубик и пластинка.
1. кубик. Надо иметь в распоряжении кубик расщепляющий поляризации скажем условно вертикальная проходит насквозь, горизонтальная отклоняется на 90 град. Такие кубики бывают в головках HD-DVD (PHR-803) или blueRay.
если есть кубик то - направляем на него поляризацию кот. отражается под 90 град, после поворота кубиком, луч падает на 1/4 волновую пластинку, отражается от грам. пластинки опять проходит 1/4 волновую пластинку и проходит сквозь кубик, не заворачивая обратно в лазер. 1/4 волновую пластинку можно изобразить из плоского непоцарапанного куска майларовой пленки или ПЭТФ ( бутылки), слюда.
2. пластинка. Надо иметь относительно плоскую (в оптическом смысле) пластинку, желательно толщиной 4-6 мм, чтобы отражение от второй поверхности пластинки можно было отсечь. Ход лучей такой же как с кубиком за исключением того , что лазерный луч падает на пластинку под углом Брюстера или близкого к нему ( для стекла около 57 град).
3. для выяснения поляризации ЛД. Возьмите стекляную пластинку, в принципе можно почти любое. Пластинку располагаете скажем на столе горизонтально. Луч лазера направляете под углом 57 град к нормали к пластинке или 90-57=33 град к поверхности пластинки. ЛД желательно закрепить. ставите экранчик для наблюдения отраженного от плавстиники луча. вращаете ЛД вокруг его оси ( вокруг оси луча). Если интенсивность света меняется очень незначмтельно или не меняется совсем -значит свет не поляризован или поляризован эллиптически нам это не нужно. Если в одном из положений ЛД отражение значительно ослабляется или пропадвает совсем, это положение соответсвует Р поляризации . Вектор Е в волне лежит в плоскости падения. замечаем это положение ЛД по отношению к пластинке. Для работы в схеме считывания на пластинку должна падать S поляризация , те ЛД дб повернут на 90 градусов вокруг своей оси.

 

Спасибо за объяснение. В целом ничего сложного, только нужно разобраться с моими деталями оптики от DVD. Начну пожалуй с п/п зеркальца которое конечно предпочтительнее с мысле простоты конструкции. Главное будет дальше - попробовать попасть, как вы писали, отдельно на правый и левый канал и найти где будет отражение. В принципе отражение это можно построить и чисто теоретически, графическим способом, расчитав тем самым предполагаемое место и форму отраженной картинки.