Лазерный проигрыватель для виниловых пластинок

Да показать покажу,переводить он не захочет только.Достать винт для меня беда конечно,это нужно с токарями знакомиться,а мой станок на такое не способен,да и у меня опыта нет такого.По сути дела нам шаговик должен постоянно двигать каретку вперед,но только не понятно как организовать,если бы дорожки были идеально ровными,а так не представляю пока.

 

первый патент похоже сделан чисто любителем "Кулибиным" из умозрительных соображений. Терминология и некоторые пояснения работы оптики помоему выдают не профессионала. Позитив: в общем идея слежения за профилем правильная. негатив - на мой взглядэтот способ технически не реализуем, по причинам:
1. Углы наклона канавок не 45 градусов
2. Если следить наклоняя луч источника надо делать большое расстояние от пластинки, что ведет к необходимости усложнения оптики так надо фокусировать в размер дорожки ( это условие патента, не на несколько дорожек как вы неправильно здесь говорили), если же делать расстояние небольшим 10-50мм от пластинки то неизбежно затенение начальных и конечных звуковых треков.
3. неучтено изменение высоты (глубины звуковой канавки) что приведет в данной схеме к ложной модуляции.
4. преобразование сигнала отраженного от канавок с помощью призм как то кривовато неподумано по моему ведет к модуляции сигнала.
Первое что надо научиться делать : слежение за дорожкой. Предложение- при фокусировке луча лазера перпендикулярно плоскости пластинки диаметром пятна чуть больше ширины трека , прямо отраженнй луч будет виден как разделеный надвое темным промежутком. Темный промежуток изображение дна трека. таким образом фотоприемник выставленный в середину темного пятна и будет давать сигнал рассогласования.

 

Sergic-30
Ну названия линз не нужно переводить - они понятны и без перевода. Другие оптические элементы специалистом тоже должны угадываться без перевода, достаточно только рисунка оптической схемы.
Если найду время, то попробую сделать человеческий перевод.
Винт и двигатель можно наконец взять и от того же СД. Да, винт короткий, но для проверить принцип работы - достаточно. Будет елозить по короткому участку пластинки, но задачу свою выполнит. Сейчас главное - проверить принцип, потом длинный винт найдется. Можно попробовать поискать на рынках старый проигрыватель с тангенциальным тонармом (большая редкость, но все же...)
Optiks
Спасибо за конкретность. Все толково и по делу. Побольше бы таких участников, глядишь уже давно сделали бы какой-то действующий образец. У меня тоже нет однозначного мнения по поводу первого патента, но нужно с чего-то начинать, и делать. Пусть может и наступить на какие-то грабли, но понять, исправить и идти дальше.
А по поводу размера пятна в первом патенте - ошибки нет, там черным по белому написано - 1,5мм (пункт 9 в текстовом описании, после заголовка Lens Component пятая строчка: "...By using a small beam diametr, aproximately 1,5 mm ..."
Или я чего-то недопонял? По моему здесь перевод однозначный - "... Используя малый диаметр луча, около 1,5 мм..." Вот сразу дальше по тексту мне не до конца понятен смысл фразы:
"...By using a small beam diametr, aproximately 1,5 mm, the equivalence of "stopping down" the lens on a camera is achieved. The depth of field increases with the smaller lens opening. This same effect permits large variations in the vertical displacement of the record surface, i.e. warpage, without disturbing the area of illumination..."
Здесь что-то говорится об эффекте "stopping down" (остановка вниз?), и глубине поля (depth of field) при котором, якобы размер пятна будет стабильным и не будет существенно менятся от кривизны пластинки, ну и, соответственно, это позволит нормально следить за дорожкой и нормально извлекать звук.
И тогда вопрос по вашему предложению слежения за дорожкой - подскажите как сделать пятно не более 100 мкм?
И еще, где вы там призмы нашли? Я их в упор не наблюдаю. Ткните носом.
Еще, по углам дорожек - средний угол там таки 45 град., а отклонения от этого угла это и есть модуляция звука.
Сергей, давайте сюда вашего спеца по оптике - пусть внесет ясность в вопросы.

 

The apparatus of this inventon uses a simple convex lens 26 to focus the beam WITHIN THE RECORD GROOVE. зДЕСЬ ЕДИНСТВЕННОЕ ЧИСЛО !

пУНКТ 3
4 СТРОКА СВЕРХУ: The laser beam 18 passes through a convex lens 26, which focuses the energy of the beam on the groove wall surfaces....
Кроме того тоже самое в abstracte
Ну и из всего описания следует тоже самое.
То что вы указали имеет отношение к открытой части линзы , автор утверждает, что таким способ он увеличивает глубину резкости фокусирующей системы и подавляет искривление пластинки.
Это утверждение оставляю на совести автора, так как при такой длиннофокусной линзе как у него, этой глубины должно хватать для локольного изменения глубины канавки и искривление пластинки всетаки придется отслеживать как то иначе. Кроме того согласно дифракции пятно в фокусе скажем для гаусса w= pi* lambda*F/D здесь D диаметр луча на входе в линзу, ясно что при 1.5 мм придется уменьшать F фокусное растояние линзы, короче тришкин кафтан...

Призмы : Fig 15 поз 108 и 118 в тексте найдете описание ввода отраженно света в световод

Не знаю как у автора, я мерял на своей пластинке ширна 60 микрон глубина 50 микрон, так что..
Модуляция осуществляется не углом наклона стенки канавки и тем что образующая (склон) параллельно самой себе перемещается в сторону рис. 5-8 и дно канавки слегка отклоняется в сторону большей модуляции посмотрите это явно показано во втором и 3 ем патенте.

 

Optics,в этих патентах смущает еще то,что они в открытом доступе и им уже много лет,но при этом пополнить знания какими то зарисовками иногда тоже в пользу.Быть может вы что то можете подсказать по постройке сего девайса?Нашел фотодиод,попробую сейчас прослушать пластинку так сказать))).

 

Optics
А, ну так это псевдопризмы - я о них писал - на торце оптоволокна сформирован такой себе треугольник для правильной работы модулятора эвука.

Ну так поделитесь кострукцией и давайте делать вместе.

Я говорил упрощенно, а так с вами полностью согласен. Форма рисунка дорожек намного сложнее и напрямую зависит от звукового материала. При этом дорожка может смещаться не только в сторону но и изменять угол наклона. В основном это связано с модуляцией двух каналов - если не менять этот угол при записи то стерео невозможно будет воспроизвести - в двух каналах будет абсолютно одинаковая информация.
Вот, например, на этом фото дорожка в центре - левая стенка более пологая, чем правая. Резец несколько изменил угол наклона. Но суммарный угол - правая стенка + левая остался прежним - 90 град (2х45) - по форме резца.

 

Промодулировал лазер пластинкой на фотодиод,получилось как в том видео.Т.е. набор нот.Влияет так же угол наклона.Что дальше и не знаю.

 

Нужно собирать установку, как в первом патенте, с линзой, с зеркальцем, с позиционером, с двигателем и с фотодиодами. Скажете, какой привод собираетесь (сможете) применить для управления зеркальцем, какой двигатель собираетесь применять для позиционера. После этого прикинем какую схему управления вам собрать. Может Optics что-то еще подскажет по оптической схеме.

 

Sergik-30

Поясните если можно рисунком, а то трудно понять.

Если сфокусировать лаз пучок и направить перпендикулярно плоскости поастинки и настроить пятно примерно посредине дорожки, то:
примерно под углом 30 градусов от плоскости пластинки будет широкая полоса в направлении перпендикулярном треку с двух сторон от падающего луча. Это и есть отражения от правой и левой стенок канавки. размыто пятно из-за
1. расфокусировка (ведь падающий пучок сфокусирован)
2. изгиб стенок трека.
Из этого следует: пучок желательно фокусировать максимально в направлении вдоль трека. Т.Е на дорожку падает не круглое пятно а эллипс. Большая ось поперек трека, малая вдоль. Таким образом отражение происходит от малого участка трека те возрастает верность воспроизведения. Есть проблема: изгибы трека довольно велики, те отраженный свет будет сильно менять угол отклонения в плоскости параллельной плоскости пластинки. Те даже если этот отраженный луч сфокусировать на PSD отклонения могут быть большими. понадобится длинный приемник ( цена растет). Мне это способ считывания не очень нравится . На мой взгляд лучше отлавливать изгиб канавки наверху по треку. Плюс : нет модулиции по углу, минус- надо както определить середину (отсчетную точку модуляции) . Исходя из этого, все таки думаю надо научиться отслеживать трек скажем по линии дна.
засвечивать захватывая плоскую поверхность между треками, примерно половину (не совсем понятен критерий половины, но предположим от линии по дну) . Измеряется только свет отраженный от плоской части верха, тогда можно просто получить амплитудную модуляцию за счет съужения-расширения трека.

Пока рисунок не могу сделать нет рисовалки подрукой.

сканирование треков по углу как в патенте, на мой взгляд гораздо сложнеее реализовать , чем засветка сверху, те источник устанавливается на каретке. Нь так как все делается вашими руками, то вы сами решайте как вам из подручнвх средств удоьнее. Участвовать с вами я в этом проекте не могу, так очень загружен своей работой.

 

Какой двигатель пока даже не знаю,может опять таки из принтера.Хочу еще добавить,лазер отражает (модулирует) только в одну сторону,то что в первом патенте не сработает ИМХО. Ставил лазер под прямым углом,фотодиод подносил со всех сторон,при всей его чувствительности,модуляции небыло.только лишь с изменением угла наклона луча.В патенте мне кажеться чего то еще не хватает.

 

Для Optics:
Сделал такой же экс как на видео,т.е. на вращающуюся пластинку направил лучь от указки и пытался поймать "зайчики" фотоэлементом.В свою очередь фотоэлемент подключен к УНЧ через разъем звукоснимателя (для уверенной чувствительности).Лучь перекрывает дорожек 20,посему слышен "винигрет".
http://blogoblago.ru/archives/1061/

 

Sergik-30

Давайте послушаем, что скажет Optics. Возможно придется усложнять оптическую схему.
По двигателю - давайте тип (модель) двигателя и я посмотрю что с ним можно сделать (или нельзя).

Optics

Здесь напрашивается, что нужно формировать по лучу на каждую стенку дорожки и затем два отраженных изображения каким-то образом сводить с обработкой (получать разность или как-то так). Но не забывайте, что там сложный вид модуляции двумя каналами, поэтому правый и левый изгиб канавки там практически идентичны, а стерео заложено в разнице изгибов по верхнему изгибу и по изгибу на дне канавки. Другими словами - нужно ловить два индивидуальных отражения от каждой из стенок дорожки.

 

Я вчера посмотрел где-то в сети : левый канал левый склон, правый - правый склон, R-L по глубине дорожки. так что читая отдельно левую и правую часть трека в принципе достаточно. Но всегда можно придумать и с использованием чтения скажем L+R и L-R затем сложить вычесть.
Со сканированием может попробовать либо CD привод оптической головки, только надо поставить свой лазер вместо оптич головки. Хорошо бы подошел привод головок от винта, то там рука больно тонка лазер с оптикой не выдержит. Можно шаговик, но прикинте какой шаг надо наверно чтобы смещение каретки было не больше скажем 0.1 не или 1/2 шага звуковой дорожки.
Да забыл: при сканировании как в патенте в сфокусировнном пучке когда он распространяется под углом к оси линзы возникают значительные искажения пучка, не знаю насколько они скажутся на характеристике системы, но качества не прибавят точно.

 

Optics, попробуйте хотя бы простейшим способом все-таки изобразить ваше видение оптической схемы. Художественных навыков здесь не нужно, а средств встроенной в Winows рисовалки Paint вполне достаточно. И еще - как вам удалось получить пятно в 60 микрон?

 

С углом наклона канавок я ошибся . Почитал в справочнике "акустика" угол раскрыва 90 градусов. Те боковые стенки всетаки под 45 градусов к вертикали. Гост на пластинки 7893-79 соответствует МЭК-98, там прописаны ширина дорожек минимум 30 максимум 180 микрон те эти параметры устанавливаются стандартом.
Фокусировка в моем эксперименте просто линзой F=40 мм диаметр пучка лазера на линзе 1.5-2 мм

 

А какой в вашем эксперименте был коллиматор для лазера (размеры и тип линзы)?
По вашему предложению:

извините, не совсем понял фразу - прямо отраженный луч - это где должен стоять при этом фотоприемник? И какие здесь должны быть размеры фотоприемника и его тип (скорее двухзонный PSD, или вообще другого типа, не PSD)? Какое F нужно выбирать?
И еще - почему вы критически относитесь к PSD? Только из-за цены, или еще по какой причине? ИМХО ему альтернативы нет, а цена здесь вторична. Кстати, кроме Hamamatsu кто-то еще делает PSD?
Вообще, хочется сделать схему слежения за плоскостью пластинки - такой себе микродальномер, с подвесом линзы в магнитном поле как в СД, чтобы застабилизировать размер пятна. Светим под углом лучем на пластинку и ловим отраженный от поверхности сигнал на PSD и получаем корректирующий сигнал для отслеживания неровностей. Можете предложить простую практическую оптич. схему для этого, кроме той, которая есть во втором и третьем патенте (с размерами и т.п.)? Я, например, не совсем понял, что там на подвесе болтается у японцев. Предпочтение готовым оптическим деталям, как, например, от головки СД или тому подобное. И вообще желательно везде применять готовые опт. детали (ну насколько вообще это возможно) т.к. изготовлять что-то в любительских условиях практически нереально. Хотя теоретически их можно где-то заказывать из готовой номенклатуры по каталогу.

 

Здесь луч лазера (не показан) падает на линзу, фокусируется на пластинку, сбоку микроскоп, еще стекляшка выводит отраженный от пластинки пучок в сторону это и есть "прямо отраженный".
Я не предубежден против PSD. По опыту работы PSD более шумный сигнал с него в разы меньше , чем с 2-х секторного диода. (кстати тоже не всегда дешевый) какой приемник лучше покажет только практика. Кроме Хамы их делают и другие фирмы, но эти самые распррстранненые по крайней мере их проще было заказать.

Подвес как в CD хорош только там для коррекции растояния используется 4-х секторный диод.и у него близко расположена линза к поверхности чтения. Кроме того очень тонкая фокусировка в 0.5 микрона.
Тк что прямо использовать CD optical pick-up не удастся.
В микроскоп хорошо вижно когда луч попадает на склон дорожки яркое пятно. Стекляшка кот выводит отраженный перпендикулярно пластинке свет позволяет устоить treck control . Какой для этого лучше фотоприемник ? В принципе любой.
что не удается картинку приаттачить не подскажете ка тут это сделать?

 

Получается, что вот эта стекляшка, кот. стоит под углом 45град. в левой нижней части фото играет роль полупрозрачного зеркальца? Его можно взять от головки СД. А какие будут размеры пятна отраженного луча на фотодиоде (т.е. будет то же пятно 60 микрон, как на пластинке, или будет масштабирование)? Теперь бы сделать эту вашу схему в более компактном верианте, да еще с эл.магнитным подвесом фокусирующей линзы (и линзу поменьше), чтобы застабилизировать размер пятна (приходит на ум вариант использования переделанной подходящей по размерам корзины с магнитом от порванного громкоговорителя). Можно ли сделать на одном луче и treck control и стабилизацию размера пятна? Подскажите, если знаете, источник разного рода оптических деталек (интернет магазин или что-то аналогичное).
И по линзе коллиматора еще хоть два слова скажите пожалуйста.

 

Пробовал только что проецировать как и Оптикс,получил то же самое.Удалось с лазера двд-магнитолы сфокусировать точку в 1-2 доржки (не смог посмотреть это все в микроскоп,так как все держал в руках.).Не пойму,почему в указке точка с расстоянием изменяется незначительно,а здесь в зависит от расстояния.Сереж,по поводу динамика ты хорошо придумал,имея конструкцию с подвесом,катушкой магнитной системой и отверстием в керне можно фокусировать точку.Как управлять этим процессом пока не понял,пытаюсь вникать в ваш диалог с Оптиксом.Мене так же не понятен момент получения стереео,ведь дорожка имеет разбег лево право,как мне кажеться при стоящей на месте головки звук может забегать на второй круг.Хоть опять таки,по видео http://www.youtube.com/watch?v=CnGh7FADitg&feature=player_embedded конструкция головы проста как помидор.

 

Управлять процессом фокусировки (размером пятна) нужно научиться. Нужно сделать оптический микродальномер наподобие того, как сделано во втором и третьем патенте. А для слежения за дорожкой требуется получить два сигнала рассогласования с отраженного луча с двух рядом расположенных фотодатчиков - это засветка краев дорожки. Неплохо было бы, что бы оба процесса получились на одном лазере. Ну, в крайнем случае на двух.