Введение к работе
Актуальность темы. В Основних направлениях
экономического и социального развития СССР на ближайпие годы и в перспективе предусмотрено широкое использование информационно-справочных систем большой емкости. Особое внимание уделяется развитию систем записи-воспроизведения аналоговых и цифровых сигналов на различные носители.
В последние годы в ряде передовых стран активно
создаются принципиально , новые виды радиоэлектронной
аппаратуры, базирующейся на применении оптических квантовых генераторов. Переход к бесконтактным системам, в которых используется сфокусированный луч лазера, является на данное время одним из перспективных направлений развития битовой видео'- и звукотехники. Лазерные устройства зоспроиззедеиип информации обеспечивают высокое качество изображения и звука в течение продолжительного времени, возможность быстрого произвольного выбора и остановки на экране любого видеокадра, удобство эксплуатации и хранения дисковых носителей записи. Оптические диски легко тиражируются, долго сохраняются, не требуют значительных плодадей при создании архивов и фондов, а стоимость их значительно ниеє стоимости магнитной лента.
Одной из главных проблем при создании лазерных воспроизводящих устройств является обеспечение качественного воспроизведения информации с дисковых носителей, которое требует разработки и применения высокоточных снстен автоматического регулирования и новых технических реаений.
Несмотря на многообразие существующих и предложенных
в патентной литературе метсдоз построения систем и узлов
видеопроигрывателя (БП) практически отсутствуют
теоретические ' и экспериментальные исследования ряда
вопросов построения оптоэлектронных систем. В частности,
не вскрыты основные факторы, ухудшающие работу
оптозлектронных систем, и не исследованы практические возможности построения адаптивных систем автоматического
регулирования. Не исследованы причины и характер отклонений контролируемых величин и не выработаны технические требования к системам видеопроигрывателя системы СЕКАМ. Не разработаны простые инженерные методики синтеза высокоточных следящих систем. Мало изучены особенности различных систем слежения за информационной дорожкой и не проведены разработки и исследования дефлекторов для бытовых ВП, а также устройств создания специальных режимов воспроизведения телевизионной информации с неноминальной скоростью. Не выработаны принципы оптимизации оптоэлектронных систем.
Для успешного создания и развития лазерных воспроизводящих устройств решение этих вопросов стало необходимым и актуальным.
Цель и здлачи работы. Целью данной'работы является исследование и разработка методов построения оптоэлектронных систем для обеспечения высокого качества воспроизведения телевизионной (ТВ) и звуковой информации с дисковых носителей записи.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
исследовать существующие оптоэлектронные системы и
изыскать пути их усовершенствования;
исследовать причины и характер отклонений контролируемых
параметров при воспроизведении сигналов с видеодиска (БД)
и выработать технические требования (ТТ) к системам,
определяющим качество воспроизведения;
разработать и исследовать адаптивные системы и
соответствующие Функциональные схемы;
разработать инженерную методику синтеза линейных систем
автоматического регулирования ВП, в структурную схему
которых входит колебательное звено;
исследовать системы слежения за дорожкой в режиме
перехода на соседнюю дорожку и создать устройства
специальных режимов воспроизведения ТВ информации
с неноминальной скоростью;
разработать и исследовать системы коррекции временных
искажений ТВ сигнала, воспроизводимого с видеодиска;
разработать и исследовать дефлекторы для систем слежения лазерных устройств воспроизведения;
выработать принципы оптимизации оптоэлектронных систем и провести экспериментальные исследования вариантов их построения в лазерном ВП системы СЕКАМ.
Об-ьекты и методы исследования. Объектом исследования являются оптоэлектронные системы разрабатываемых моделей лазерных ВП. В работе используются элементы теории автоматического регулирования и оптимального быстродействия, методы вариационного и интегрального исчисления.
Основные защищаемые положения.
-
Алгоритмы работы и варианты построения адаптивных оптоэлектронных систем автоматического регулирования (САР) для обеспечения качественного воспроизведения ТВ информации с оптических дисковых носителей записи.
-
Двухконтурная система слежения за информационной дорожкой с частичным разделением контуров по коэффициентам усиления в зависимости от частотного диапазона.
-
Способ стабилизации пространственного положения подвижного зеркала корректирующего дефлектора и методика расчета комбинированной системы слежения за дорожкой с автоматической центровкой воспроизводящего луча.
-
Инженерная методика анализа и синтеза высокоточных систем слежения в виде линейной модели (3 + п)-го порядка, позволяющая оперативно рассчитывать корректирующие устройства и Еырабатывать требования к составным звеньям системы.
-
Способ коррекции временных искажений видеосигнала в лазерном ВП системы CEKAU.
-
Способ и устройство перевода системы слежения с одной информационной дорожки на соседнюю для осуществления специальных режимов воспроизведения ТВ информации с неноминальной скоростью.
7. Устройство сканирования лазерного луча на
Фиксированной частоте возбуждения и способ оптимизации
конструкции пъеэокерамического дефлектора.
Научная новизна. Предложены алгоритмы определения сигнала рассогласования системы слежения за дорожкой, делающие систему адаптивной к различным факторам нестабильности. Разработан способ построения и методика расчета двухконтурной системы слежения с частичным разделением контуров по коэффициентам усиления. Предложен и исследован способ стабилизации оптимального углового положения, зеркала дефлектора и проведен расчет разработанной комбинированной системы слежения за дорожкой с автоцентровкой воспроизводящего луча, которая обеспечивает режим слежения в середине поля зрения Фокусирующего микрообъектива. Построена методика синтеза системы и расчета корректирующих звеньев по заданным величинам желаемой редукции и частоты среза системы слежения.
Личный вма» автора. Все результаты, изложенные в диссертационной работе, получены автором лично.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы получены в рамках НИОКР, проведенных в НИИ бытовой радиоэлектронной аппаратуры (НИИ БРЭА, г.Львов), и использованы при создании лазерных записывающих и воспроизводящих устройств. Приоритет основных принципов' построения оптоэлектронных систем и отдельных узлов защищен 21 авторским свидетельством, что обеспечило первому отечественному лазерному ВП патентную чистоту по СССР и странам-членам СЭВ и устранило необходимость закупки лицензии при серийном производстве. По разработкам автора созданы три специализированных БИС оптоэлектронных систем.
Созданные, в соответствии с полученными результатами работы, устройства реализованы и внедрены в ВП системы СЕКІШ "Анфитон-501 видео" и "Ямфитон- ВП-201" (изготовители НПО "Фазотрон", г.Рязань и завод "Машприбор", г.Ярославль), D контрольно-измерительной аппаратуре, а также в экспериментальных образцах новых моделей проигрывателей на газовом и полупроводниковом лазере.
Общий экономический эффект от внедрения результатов работы составил не менее 100 тыс. руб.
Выполненные разработки имеют большую значимость и практическую ценность. На отраслевом конкурсе "Лучшие работы по бытовой технике, созданные молодыми изобретателями и рационализаторами отрасли'^ работа "Лазерный проигрыватель видеодисков" заняла первое место, работа "Устройство для измерения передаточных характеристик дефлекторов" - второе место (1985г.), работа "Комплекс оборудования для контроля оптических элементов видеопроигрывателя и настройки оптического тракта" заняла также второе место (1936г.); данная работа отмечена серебряными}] медалями ВДНХ (1988г.). Ка межотраслевом конкурсе по техническим средствам обучения работа "Интерактивный аудиовидеокомпъвтерный комплекс" заняла .второе место (1990г.).
Апробация работы. Основные теоретические полохения диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на: отраслевых научно-технических конференциях по БРЭА и научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов ЛНИРТИ И НИИ БРЭД (Львов, 1978-1990гг.); II Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развития радиооптики" (Тбилиси, 1985г.); Всесоюзном научно-техническом семинаре "Видеотехника и проблемы телевизионного кинематографа" (Москва, 1985г.); III Всесоюзной научно-технической конференции по вычислительной олтоэлектронике "Проблемы оптической памяти" (Ереван, 1987г.); IV Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы оптической памяти" (Телави, 1990г.).
Публикации. Основные результаты работы изложены в 6 научно-технических статьях, отражены в 10 опубликованных тезисах докладов научно-технических конференций, в 4 отчетах по научно-исследовательским темам и защищены 25 авторскими свидетельствами - всего 45 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глаз, выводов, списка использованной литературы и прилозения; содержит 137 стр. основного текста, G5 рисунков, 2 таблицы - всего 246 страниц.
