Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Нет? я имел в виду другую линзу "длиннофокусную. Она как правило вделана в каретку и является коллимирующей линзой, те на короткофокусную линзу падает сколлимированный пучок.

 

Понятно. А вы знаете, что из более двух десятков разобранных мной головок приводов разных фирм, как компьютерных так и бытовых CD вот эта дф линза каждый раз немного отличалась размерами, также, как и общая конструкция головок, и была далеко не везде. Я понимаю, что у этих линз близкие характеристики но не факт что они одинаковые. Это я к тому, что желательно иметь повторяемость результата т.к. те, кто захочет собрать схему могут столкнуться с проблемами - вот так отольешь на 3D принтере головку а твоя бесплатная линза туда уже не влазит. Нет, я совсем не против этих линз, но хотелось бы для расчетов знать их более точные характеристики, в том числе и их F (по моему он у них более 10 мм).

А я считал, что коллимирующими являются такие себе линзы-бочонки которые стоят сразу после ЛД (что тогда это за бочонки?).
Я готов применить и просчитать максимальное число доступных деталей из головок, если вы, Optics, поможете мне информацией и характеристиками всех этих деталюшек в головках (я помню, вы рассказывали о ваших успехах в использовании головки от LG для своих задач).

 

Расстояние от этой линзы до излучающей области ЛД равно ее фокусному расстоянию, остальное не важно.

А что-то я таких не видел? там за ЛД сразу идет диф.решетка, потом кубик или зеркало п/п для вывода излучения на автофокус, поворотное зеркало и коллимирующая линза, далее бывает фазовый транспарант, и фокусирующая линза.
А если есть возможность сделайте макро-снимок "бочонка" посмотрим.

Если человек всерьез берется за повторение такого сложного устройства, то уж в этом он должен разобраться. Или вы хотите маленький заводик?, не стоит обдумывать "универсальную конструкцию" IMHO лучше сделать из того что есть, если у вас получится 1 работающий экземпляр - это будет серьезный успех, все эти Sanyo Toshiba просто удавятся с досады.

 

Предлагаю пока отложить все второстепенные вопросы в сторону и посмотреть то что я нарисовал. Извиняюсь за ядовитые цвета, рисовал в P-Cad чтобы было быстрее и нагляднее. Я хотел посмотреть, каким образом будет попадать луч на PSD фотодатчик системы считывания в реальных условиях с учетом реальных размеров канавки и максимальной амплитуды ее отклонения. Итак, на рисунках красным цветом показана зона на пластинке шириной в 120 микрон отводимая для каждой канавки с учетом возможного размаха амплитуды модуляции. Сиреневым цветом показана звуковая канавка шириной 50 мкм. Линия размещенная под углом в 45 градусов с подписью "Mirror" это показано размещение условного п/п зеркальца для одного канала (левого). Слева синим цветом показан PSD.
Итак: Рисунок 1 подписанный "Error track 0" - здесь все понятно. Добавлю только, что горизонтальным пунктиром показано условное движение луча от левого края канавки через зеркальце в сторону PSD. Модуляции нет и луч попадает строго на середину PSD. Все в порядке. Идем дальше. Рисунок 2 подписанный "Error track - 32 µm" - здесь канавка сдвинута влево сигналом модуляции максимальной амплитуды на 32 мкм. Смотрим на сместившийся вверх пунктир луча от левого края канавки попадающий на верхнюю часть PSD. Сигнал с PSD будет иметь при этом максимальную амплитуду. И вот тут уже не все в порядке -мы видим еще, что ниже появился еще второй луч уже от правого края канавки попадающий на нижнюю часть PSD т.е. лишний паразитный сигнал! Смотрим дальше. Рисунок 3 подписанный "Error track + 32 µm" - здесь канавка смещена уже в противоположную сторону сигналом модуляции обратного знака и тоже максимальной амплитуды в 32 мкм. Мы видим, что отражения луча нет - левый край канавки "не достает" до зеркала и до PSD сигнал не доходит. Если мы мысленно добавим длину зеркала в нижней его части так чтобы захватить левый край смещенной канавки то мы сигнал противоположной полярности на PSD получим, и такой как нужно амплитуды, но в этом случае мы уже "залезем" на сторону другого канала. Аналогичную картину можно зеркально показать и для другого - правого - края канавки, добавив только второе п/п зеркальце.
Исходя из описанного, нормального воспроизведения сигнала мы не получим. А теперь вопрос - что я сделал не так и что не учел?

 

Шеф! Усе пропало! (с)
Не учли слежение за треком, подразумевается что отслеживается примерно центр звуковой канавки - самое глубокое место. И таким образом слегка смещается головка. Мы это обсуждали, на примере обработки сигнала с многоэлементного фотоприемника, тогда констатировали, что обработка сигнала слежения за треком будет непростой, но дальше углубляться не стали.

 

Да, но возможно, мы говорили и думали с вами тогда о разных вещах. Головка в моем представлении сможет (должна) с помощью системы трекинга без особых проблем следить и смещаться вслед за ходом спиральной канавки. И отслеживать она сможет именно центр канавки - как если бы мы имели пластинку нарезанную канавками без модуляции звуком - за счет интегрирования модулированного сигнала с многоэлементного линейного фотосенсора трекинга и механической инерционности головки. Другими словами, для трекинга картинка на линейном фотосенсоре, получаемая нашей оптической схемой, вполне подходит. А вот для системы считывания картинка уже не подходит т.к. по стандарту максимальная амплитуда модуляции записи выходит больше чем ширина канавки, поэтому в таком варианте у нас получаются проблемы. Интересно, что запись с небольшой амплитудой должна воспроизводиться по этой нашей схеме без проблем. Проблемы начинаются только на пиках амплитуды. Давайте подумаем, что можно сделать в нашем случае. Какое-то решение наверно должно быть. А японцы гальванометр для своей системы по этой же причине поставили? Первое, что приходит в голову - это каким-то образом сжать динамический диапазон получаемого изображения колебаний - как-то уменьшить вот это "лишний" размах амплитуды. Пока не представляю, как это можно сделать. Или следить за амплитудой сигнала и двигать п/п зеркала на отдельной подвеске вправо-влево поперек трека, чтобы сохранять симметричность сигнала с PSD. Вариант этот более сложный + может быть влияние на звук системы слежения. Систему трекинга вообще можно оставить как есть, а считывание нужно доделать.

 

На рисунке еще одна иллюстрация к системе считывания.
Линия Centre- обозначает центр звуковой канавки в "0" положении. Модуляция канавки может быть записана так :
l=a+b*cos(wt) здесь w частота звука, "a" исходная глубина канавки в "0" положении, b- глубина модуляции. b < a иначе не будет канавки!
"Тор" верх пластинки. канавка в исходном состоянии - черные линии пересекающиеся по лии Center на рсстоянии "а" вдоль линии под 45 градусов. b на рисунке глубина модуляции вверх и вниз расстояния обозначены штрихами. Синим и красным обозначены "крайние " положения звуковой канавки для случая когда для одного канала cos(wt)=1 , для другого cos(wt)=-1. Из рисунка видно, что край канавки может заходить за центр линии в исходном сотоянии обозначенном линией Centre. Что подтверждает необходимость отслеживать центр звуковой дорожки, кроме отслеживания спиральности дорожки. Кстати в американском патенте тоже есть этот момент (ЕМНИП). Мне представляется один из вариантов - следить за центром с помощью остросфокусированного пучка по центру канавки, как только центр канавки уходит в сторону отражение изменяется. Здесь используется тот факт, что угол раскрыва канавки 90 градусов.

 

Фактически нужно делать две системы слежения за центром - одна основная, которая ведет головку по спиральности записанной канавки, а вторая должна следить уже за разностью между основной спиралью и отклонениями от ее центра. У меня пока только один вариант решения - луч идущий у нас на датчики трекинга и PSD звука делим на два. Линейный сенсор трекинга остается как есть. а вот PSD и п/п зеркальца по нашей схеме ставим отдельно где-то рядом и заводим на них второй луч. Оба зеркальца крепим на общем эл. магнитном подвесе, и двигаем их вправо/влево поперек трека отслеживая уходящий центр канавки, при этом сигнал на PSD будет оставаться в пределах оригинальной записи. Двигать это хозяйство придется с частотой записи (максимальная до 20 кгц) - Сможет ли электро-механическая подвеска двигать эти п/п зеркальца с такой частотой? Может у вас, Optics, есть какие-то свои соображения на этот счет?

 

давайте для краткости в дальнейшем называть грубая и точая система трекинга.

Можно двигать фокусирующую линзу поперек трека, как в CD-DVD.
Эту часть можно делать следующей итерацией после получения осмысленного звука и вообще выделить в отдельную задачу.

 

Потом придется много переделывать. Хоть я и не люблю разные переделки но похоже у нас пока нет выбора. Кроме того даже в нынешнем варианте мы сможем услышать звук. Значит разбираемся с системой фокусировки и после этого делаем опытный экземпляр устройства.

 

Я еще раз уточнил характеристики последнего стандарта записи грампластинок - шаг записи между двумя канавками все-таки делается адаптивным, чтобы полнее использовать пространство пластинки. Он меняется в зависимости от амплитуды записи сохраняя неизменным промежуток между двумя соседними канавками около 5 мкм. Это значит, что я неправильно нарисовал первый рисунок Error track 0 в своем сообщении #704. Канавки без модуляции идут плотнее. Исправил картинку. Тонкими вертикальными красными линиями по краям изображения показал ширину в 120 мкм, которая отводится одной канавке при максимальной амплитуде модуляции. Обратите внимание, что при таком плотном расположении канавок на PSD проникает сигнал с соседней (левой) дорожки, и мы имеем дополнительный паразитный сигнал. Это еще одна проблема. Короче говоря, систему считывания нужно еще раз хорошо обдумать. Optics, если найдете время, попробуйте скорректировать вашу идею с системой считывания с учетом последних замечаний. Тут явно нужно что-то дорабатывать, а иначе нам удачи не видать (с).

 

Что-то у меня нет под рукой стандарта, если не трудно выложите ссылку или документ сюда.
Я пока не вижу особых проблем, при точном слежением за центром канавки паразитных сигналов не дб. Конечно точное слежение само является проблемой, для ее решения надо попробовать поэкспериментировать с разными способами слежения, чтобы выбрать оптимальный.

 

Ну я ведь показал рисунком, что проблемы мб.
Найти в бесплатном доступе документ ГОСТ 7893-79 "Фонограмма аналоговая механическая на лаковом диске. Технические условия", он же DIN45500, он же RIAA-78 мне не удалось, но вот вполне приемлемый источник упоминает этот ГОСТ 7893-79 и в популярной форме описывает основные принципы записи - http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=4462755 начиная со стр. 17. Конкретно о переменном шаге упоминается на стр. 19. Отсюда делаем выводы.
Optics, проясните пожалуйста еще ситуацию с очковыми линзами. Уточнял в оптике наличие линз - есть номиналы от +6 до -6 диоптрий. Выяснил, что 1 диоптрия равна F 1000 мм. Если мне нужно, скажем, F 6 мм, то значит мне нужна линза в 1/0,006=166 диоптрий? А такие разве существуют, или я что-то не так понял?

 

D=1/F (meter)
наверно 166 диоптрий у них нет.

Я как раз поэтому и попросил ссылку на стандарт, мне рисунок не очень понятен. Что такое Track1,2,3? и красные полосы?

Так они без модуляции, следовательно на них нет звука, и на что они влияют?

 

Получается с очковыми линзами завязываем? А как же ваши предложения обтачивать очковые линзы? Может хотя бы цилиндрическую удастся так сделать? Как можно определить фокусное расст. заготовки очковой линзы для изготовления цил. линзы?

Я рисунок свой детально описывал, включая полосы, но терпеливо повторю - показаны рядом три соседние канавки без модуляции с промежутком в 5 мкм между ними. После того как пойдет модуляция шаг между канавками автоматически расширится давая место под колебания канавки. Тонкими красными вертикальными полосами условно как раз и показаны границы отведенного стандартом пространства в 120 мкм для макс. размаха колебаний, в данном случае для среднего Track2. Для остальных двух Track-ов расширения их границ не показаны, чтобы не затруднять восприятие картины.

И здесь я терпеливо объясню: Еще раз напоминаю - по стандарту шаг между канавками величина переменная и адаптивная, для увеличения плотности записи. Посмотрите на последний мой рисунок - там показано, что в отсутствии модуляции канавки находятся близко друг от друга - граница между ними всего 5 мкм. В этом положении на PSD кроме центрального луча с канавки Track2 попадает еще и дополнительный луч с соседней (левой) канавки Track1. Что это значит? А то, что PSD в этот момент выдаст суммарный выходной сигнал какой-то полярности отличный от нулевого, что вызовет появление на выходе усилителя кратковременного импульса - будет слышен щелчок. После того как пойдет модуляция, канавки "разбегутся", каждая на ширину своей рабочей зоны в 120 мкм, и тогда уже сигнал с соседней канавки не будет попадать на PSD. Но на каждом тихом участке между произведениями модуляция канавок будет отсутствовать, и канавки в этот момент будут опять "сбегаться" близко друг к другу (как и показано у меня на рисунке) и снова на PSD будет "налазить" сигнал с соседней канавки. В результате, в каждом промежутке между произведениями мы будем слышать кратковременные щелчки. Я описал только мои предположения. Неплохо было бы рассмотреть это в живую и замерять расстояние между не модулированными канавками на пластинке с помощью микроскопа. Но нужен измерительный микроскоп.

 

В очковой оптике линзы скорее всего от-20 до+20 диоптрий. Можно уточнить.

Ну если она куплена в магазине то расстояние четко прописано на упаковке. Источником для цилиндрической линзы могут быть сканеры, там в каждом сканере длинная цил. линзы, можно отпиливать по мере потребности. Фокусное расстояние обычно определяют построением изображеня удаленного объекта и измерением линейкой расстояния от линзы до экрана, расстояние до объекта 10-100F. Этот метод годится для цилиндрической линзы.
Я наконец понял о чем речь с треками. Суть метода в том, в канал считывания попадают только свет дифрагированный в определенном направлении от края канавки. Свет дифрагированный на соседней канавке в силу геометрии считывания, по крайней мере на качественном уровне, либо отсутствует, либо существенно ослаблен. Пока нет точной модели диффракции, трудно говорить о численных значениях. Вечером постараюсь сделать рисунок если не понятно.

 

Давайте тогда будем основательно разбираться с этой геометрией считывания. Потому, что мне, например, совершенно не понятно как должен быть организован луч, чтобы в канал считывания попадал только свет дифрагированный от края основной канавки и не попадал свет от соседней канавки, край которой находится рядом всего в 5 мкм. В любом случае нам нужно сделать размер пятна где-то около 140-160 мкм, чтобы перекрыть с небольшим запасом рабочую зону модуляции одной канавки в 120 мкм. Но если под пятно луча попадут канавки без модуляции, плотно прижавшиеся друг к другу, то в зоне пятна будет видно уже практически 3 канавки (50 мкм+5 мкм+50 мкм+5 мкм+50 мкм = 160 мкм). Какой в этом случае должна быть модель дифракции, чтобы из этих трех подсвеченных канавок в канал считывания попадала только одна "своя" канавка? Или постоянно регулировать размер пятна? Мне кажется это невозможно.

 

На первой фотографии снимок треков между двумя записями , справа 5 треков без модуляции
На второй фотографии другой промежуток между двумя записями в начале записи только 1 трек без модуляции
На третьей фотографии конец записи, один трек без модуляции.
Цена маленького деления = 12 микрометрам.
Ширина трека без модуляции примерно 80 микрон.
Теперь рисунок со схемой дифракции на трех близких треках без модуляции. Красные стрелки обозначают наступление ВСУ падающие лучи на пластинку , синие дифрагированные ( не все конечно) синие лучи дифрагированные первым треком попадают в апертуру и образуют сигнал считывания, синие лучи дифрагированные на ближнем левом склоне соседней дорожки (расположенной на расстоянии 12 микрон) не попадают в апертуру так как угловой спектр дифакции на этом склоне совсем другой по сравнению с дифракцией на отслеживаемом ( центральном треке). Потенциально возможно попадание дифрагированных лучей от левого склона соседней дорожки ( здесь угловой спектр близок кассеянию на центральном треке), однако расстояние от центра ( вертикальная черная линия ) до склона канавки = 140 микрометрам. чуть больше предельного -> лучи либо не попадают , либо сильно ограничиваются апертурой.

 

Ну теперь осталось выяснить, как определить/посчитать нужное значение апертуры и расстояние ее до пластинки для наших нужд. Для меня осталось еще не понятным, каким будет направление дифрагированных лучей при том же положении апертуры показанной на рисунке но уже в случае трека с максимальной амплитудой модуляции шириной в 120 мкм.

 

Надо иметь точное решене задачи дифракции на клине, для расходящегося пучка.
Можно попробовать найти экспериментально подходящие параметры, как я показывал раньше с линзой от пикапа.

будет также как показано на канавке без модуляции. Только в этом случае положение этих лучей на PSD будет дальше от центра.