光盘存储系统.pptx

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1、第二章光盘存储系统信号处理与控制系统1鲁东大学物理与光电工程学院朱林伟2016-3-25第二章光盘存储系统§2.3信号处理111100011111010读取光盘信息：坑点电信号（RF）3111100011111010RF信号：解码电路识别的最基础信号要求：光路系统设计制造良好；直径较小的圆光斑；光斑准确聚焦并严格跟踪在信道；聚焦误差、道跟踪误差在限定范围内。4DVD光盘信号处理与伺服驱动过程5主轴电机主轴电机伺服光学头信号处理集成电路光盘控制器聚焦/道跟踪电机伺服寻迹电机伺服寻迹电机驱动集成电路音视频解码器DVD盘片信号处理简

2、图光学头从光盘读出信号，经放大器放大处理，信号送到信号处理集成电路，进行电流-电压转换、放大/信号均衡处理，形成RF信号（用于音视频信号形成）、FE（聚焦误差）信号、TE（循迹误差）信号、其他辅助信号；光盘控制器集成电路：数字压缩信号（EFM、EFM+调制）、聚焦伺服驱动信号、寻轨伺服驱动信号、主轴电机伺服驱动信号等；驱动集成电路：驱动处理，电流驱动各电机和光学头内线圈；数字压缩信号:(AV-DEC）音视频解码器,MPEG解码，数字—D/A转换成模拟信号6调制：光盘存储系统中关键技术；提高存储密度、减低低频干扰、稳定时钟信号；

3、接通、断开瞬间：“1”；“0”不记录在光盘；“0”“1”组合，交替出现；7111100011111010特殊：连续“0”或连续“1”不良影响：连续“1”：通断频繁，凹坑长度很短，激光长时间照射不到坑，频繁的“1”，积分电路后为直流电平，引起伺服误差信号的信噪比降低，伺服系统不稳定；连续“0”：无坑长区间，因非接触跟踪，循迹跟踪难以控制；时钟稳定：判断“0”个数总之：减少信号的低频和直流平均分量，减少干扰-----EFM、EFM+调制8RLL：游程长度受限调制技术将原始数据序列变换成0，1受限的记录序列，编码规则：把输入二进制信

4、息变换成0游程长度受限码，任何两位相邻的1之间的0的最大位数k和最小位数d均受到限制的编码，然后再用逢1变化不归零方式进行调制和写入。正确设计k和d，可获得优良的编码性能。RLL（d，k）：参数d：控制最高传输频率；参数k：确保读出时钟同步信号控制EFM、EFM+9EFM (8/14)位调制法把8为数据信源码调制成14位通道码；两个目的：1）改善光盘读出信号的质量；2）更容易从记录信号中提取同步信号；规则：RLL（2，10）每对码“1”之间至少有2个“0”码，至多10个“0”码。10EFM调制方法：查表8位二进制数据有28=2

5、56种组合；14位二进制的214=16384种组合；满足（每对码“1”之间至少有2个“0”码，至多10个“0”码。一个“1”码加上之上2个“0”码。）条件有267；实际的编码和解码均通过查表来实现：从267选出256中与任何一个8位（256）的数码对应。11合并位：8/17调制由于光盘上的数据是以串行方式连续存放的，当两个14位码连接起来时，接合处可能会出现不满足上述条件的情况。因此，在两个14位记录码之间又插入了3位合并位。合并位起调整作用，调整时不仅使记录码连接部分满足上述条件，而且还尽量减少读出信号频谱中的直流分量和低频

6、分量。1213EFM+调制8/16调制，EFM的改进；比EFM又更高的编码效率；更好抑制低频，有利于伺服工作；记录密度高；编码器：8为输入、16位输出+4状态的离散时间函数的有态机表示。14§2.4控制系统光学、机械、电子等技术相结合的复杂系统控制：写入/读取控制精度高DVD光盘为例：控制系统包括15激光功率控制系统主轴电机控制系统电源光学头前置放大器聚焦伺服系统道跟踪伺服系统DVD光盘的控制系统结构框图系统的控制回路主要包括：光学头探测器、前置放大器、低通滤波器（LPF）、DSP处理器、功率放大器和光学头力矩器16光学头探测

7、器前置放大器LPF力矩器功率放大器DACDSP处理器控制回路流程图ADC数字伺服17光学头探测器前置放大器LPF力矩器功率放大器DACDSP处理器ADC数字伺服过程：光学头探测器输出信号---经前置放大器放大---再分离聚焦误差信号和道跟踪误差信号----分别送至聚焦和道跟踪数字处理单元---数字校正电路---功率放大后驱动力矩器---完成聚焦和道跟踪伺服。光学头力矩器：高分辨率的聚焦和跟踪伺服执行机构功能：使物镜沿光盘沿轴向运动完成聚焦、径向运动完成道跟踪18光学头前置放大器：作用：1、放大光学头探测器输出的微弱的电流信号，

8、并转为电压信号，再通过运算分离出聚焦误差和道跟踪误差信号；2、调整环路的增益：参数的可调整性低通滤波器：也称为抗混叠滤波器滤除与伺服无关的高频信号和干扰信号。伺服驱动系统：运动误差控制数据的读/写光点的位置误差：光源的位移、摆动反射镜的颤震、光学平台（安放光学头的滑板）和导向