dvd光学读取系统原理

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1、DVD光学读取系统原理DVD光学读取系统是DVD激光视盘机的核心器件，主要由激光头（半导体激光器、光电接收器及光路通道）和光头传动机构组成。大致可分为偏光光学系统和无偏光光学系统两类。无偏光光学系统经过发射—接收转换后，功率会降低较多，因此读取效率较低，主要用于VCD和CD机的光学读取系统。而DVD机由于激光读取时需要较大功率，一般都采用了更先进的偏光光学系统。激光头是光学读取系统的关键器件，主要由半导体激光二极管LD、光电二极管PD以及物镜、偏光分光棱镜、反射镜、1/4波长板等组成。主要结构见下图：物镜伺服机构光盘1/4波长板PBS分光棱镜反射镜准直透镜激

2、光二极管圆柱面透镜光电二极管光电二极管（图1）由图可见，从激光二极管发射出来的发散激光通过准直透镜后变为平行激光，通过PBS（特殊的偏光光束分光器），再通过1/4波长板（QWP），把偏振平行激光送至物镜，经物镜聚焦后，激光焦点准确跟踪碟片上记录的信号，根据碟片上的凹凸信号，激光的反射光信号根据碟片信号的变化而变化，反射信号通过1/4波长板和PBS后，在PBS中产生45度偏转，成为S线性偏振光。该信号经反射后送往信号检测和误差检测系统，经光电检测器把激光信号转换成电信号后送到RF信号处理电路处理。1、激光二极管的好坏直接关系到整机的工作性能，VCD的激光二极管

3、发射激光波长为780nm，DVD的激光波长为650nm或以下（635—650nm），激光二极管工作时发出的正常功率为3—5mW，碟片信号最终得到的功率为0.3mW左右。激光二极管的正常工作电压为2V左右，工作电流一般为50—100mA，在正常读碟的情况下，工作电流越小，激光二极管的性能越好，工作寿命就更长。当工作电流超过100mA时，一般激光二极管已经老化。除了一些更短波长的激光二极管发出与PN结合面垂直的偏振光外，DVD中一般的LD管均发出与PN结合面平行的线性偏振激光，一般激光二极管的要求有以下几点：A、激光波长为635—650nm。B、具有低噪声性能。

4、C、抗振动性较强。A、使用寿命要长，一般要求在6000小时以上。B、能够在60度左右的较高温度中长时间工作。C、成本低，适合批量生产。D、结构简单，性能稳定可靠。1、光电检测器在激光头中用来检测从光盘上反射回来的激光信号，并把该信号转换为电信号，一般由A、B、C、D、E、F六只共阴极的光电二极管构成，排列矩阵见图2，当有激光照射光电二极管时，光电二极管中就有电流流过。从反射回来的激光中把碟片上记录的坑纹信号转换为高频的数字信号，将几只光电管检测到的电流进行组合，就可得到和恢复记录的信号。碟片的记录内容信号为A+B+C+D，聚焦误差信号为（A+B）—（C+D）

5、，循迹误差信号为E—F。ABCDEF负极传动机构是保证光头正常读取碟片的前提，具体包括进给电机传动机构、主轴电机转动机构和物镜周围的聚焦线圈、循迹线圈的驱动机构。进给机构主要由进给电机、控制光头移动的齿轮、光头滑动轴、丝杆、弹簧片等组成。滑动轴有单轴式和双轴式两种，VCD一船只用了单轴，而DVD由于伺服精度要求极高，绝大部份都采用了双轴滑行杆。进给电路工作原理是：由循迹误差信号中通过取样得到进给小信号，经放大处理后驱动进给电机，通过传动齿轮使光头相对于碟片作径向运动，用来大范围内移动光头跟踪信号轨迹。DVD光盘信息记录区范围为光盘直径的48—116mm，由于

6、信号读取是从光盘内圈开始的，因此光头读取信号的起始端应在距碟片中心的24mm范围之内，运动最大行程应大于34mm，才能正常读取碟片上的所有信号，在进给机构的支架上一般都加有四个橡胶垫进行减震，以保证进给机构的正常平稳运行。主轴转动机构由光盘固定机构和主轴电机构成，光盘固定机构一般均采用永久磁铁压碟盖来锁定光碟盘片。压碟盖安装在机芯架上方的正中，加载后把碟片吸压在主轴上的小升降盘上由主轴带动碟片转动。主轴电机要求具有极高的精度，因为DVD光盘上的信号坑纹很细密，而光头必须以恒定线速度来读取信号（恒线速转动的额定值为3.27--3.49m/s），所以在碟片内圈时

7、主轴的转速远大于外圈时的转速。电机若不能快速根据CLV控制电压的变化而变化，碟片运行不平稳或偶有停顿，势必主生误码信号，使机器无法读取碟片或不能流畅的进行播放。我们知道，任何几何物体都有一定的误差，碟片自然不可能做到绝对的平面，反射基膜的高低也本就不完全一致，加之碟片在使用过程中受环境的影响日久也会变形，主轴电机在带动物镜运动的过程中，碟片也是忽上忽下，相对于激光头是不断变化的，但激光束的焦点必须准确投射在信号轨迹上，才能正常读取碟片信号。聚焦线圈与物镜相连为一体，物镜架由永久磁钢构成的，利用通电线圈在磁场中的运动来带动物镜上下移动，达到聚焦效果。物镜实际上

8、是一个凸透镜，作用是把平行的激光汇聚成很小的光点，并