音視設備原理

激光頭特點及光盤信息讀取原理電子信息工程付淵激光頭的結構特點DVD視盤機激光頭基本要求：1。向下兼容CD和VCD。CD、VCD盤的信息層在離盤面1.2mm處，DVD光盤信息層處于盤面0.6mn處，兩者焦距不同，要實現(xiàn)兼容，激光頭必須能改變焦距。2。需要光束大小不一樣。DVD光盤的紀錄密度大，需要更小的光束讀信息。故DVD激光頭采用了波長為650nm的激光器和數(shù)值孔徑較大（NA=0.6）的物鏡。通常采取的技術：1．單束雙鏡激光頭(東芝方案)有兩組聚焦鏡，針對不同盤片選取聚焦鏡。特點：需變換聚焦鏡，讀片速度較慢，頻繁更換鏡片可能會使機械故障率提高。單束雙鏡激光頭讀DVD和VCD/CD盤示意圖2．單鏡雙束激光頭激光頭由一個物鏡與兩個（780nm與650nm）激光器構成，又稱“雙波長”激光頭.采用有波長選擇性的光學器件與物鏡組合來實現(xiàn)調整物鏡數(shù)值孔徑的方法，達到“單鏡雙束”DVD激光頭向下兼容VCD/CD的目的。3．單束單鏡激光頭單激光頭、單聚焦鏡、雙聚焦點方案，它采用特制的全息綜合透鏡，通過透鏡中間的激光束形成CD/VCD的聚焦點，通過透鏡邊緣的激光形成DVD的聚焦點：特點：具有較快的讀片速度，系統(tǒng)具有較長的使用壽命；光利用率低。4．光圈型單束單鏡激光頭物鏡前面安裝液晶光圈，受電壓控制改變光圈大小，配合物鏡調節(jié)數(shù)值孔徑，使透過物鏡光束的焦距發(fā)生變化。液晶透光，光圈大，光束焦點近，供DVD播放用；反之光圈小，焦點遠，供VCD/CD播放用。5．雙束雙鏡激光頭雙光束雙聚焦鏡激光頭，等于是兩套獨立的信號拾取系統(tǒng)。當盤片進入后，通過雙激光頭檢索，讀出盤片格式。是VCD/CD，由負責VCD/CD的激光頭獨立工作，專門讀取DVD盤片的激光頭停止工作。讀DVD盤片時，負責VCD/CD的激光頭停止工作。優(yōu)點：能得到最佳的信號質量；激光頭使用壽命得到保證，相當于兩倍激光頭的使用壽命；成本高、讀片速度慢、機械故障率高。注：隨著技術的發(fā)展，影響激光頭壽命的主要因素發(fā)生了變化。通過對發(fā)生故障的激光頭解析實例統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，絕大部分故障都是在激光管未損壞之前由于其它零部件的損壞造成的。雙激光頭由于機械結構復雜，故障率明顯高于單激光頭。單激光頭可靠性高，而且激光頭質量小，重量輕，工作時驅動電流小，整機能耗低、發(fā)熱量小，工作穩(wěn)定。因此，無論從經(jīng)濟角度還是從實用方面，單激光頭都是DVD機激光頭的主流產(chǎn)品。光盤信息及讀取原理

光盤信息以坑槽的形式刻錄在光盤信息面上，形成一圈圈的信息紋跡。DVD光盤信息紋跡的間距為0.74μm，一張光盤約有4萬5千條信息紋跡，如圖示。

DVD光盤的信息結構1．DVD光盤規(guī)格DVD光盤的規(guī)格見表光盤直徑120mm調制方式8/16調制光盤厚度0.6mm×2誤碼校正方式RS-PC(里德所羅門產(chǎn)品糾錯碼

)激光波長

650nm旋轉方式CLV(恒定線速度

)視頻壓縮格式MPEG-2音頻壓縮格式AC-3/LPCM/DTS/THX/MPEG-2音軌數(shù)量8播放時間133min透鏡(NA)0.6存儲容量1.單面單層4.7GB坑點長度0.4~1.87μm2.單面雙層8.5GB軌道間距0.74μm3.雙面單層9.4GB激光焦點1.0μm4.雙面雙層17GB2．光盤信息讀取原理激光唱片的片基是折射率為1.5的聚碳酸酯塑料，信息面（坑槽）蒸發(fā)一層鋁作為反射層。光盤信息讀取原理圖讀取信息時，激光束聚焦到信息面上，并掃描唱片信跡，反射回來的光束被唱片上的坑槽所調制，即反射激光束包含了唱片上記錄的信息。此激光束被光電檢測器接收，將光信號轉變成電信號，完成唱片信號的讀取。光盤信息讀取原理圖光盤凹坑的深度為0.11μm，透過聚碳酸酯層（折射率n＝1.5）的光學高度為0.11μm×1.5＝0.165μm，大約相當于激光波長的λ/4。凹坑反射光與入射光的光程差為λ/2，即反相。當光束落在凹坑時，反射光與入射光相位相反，因此互相抵消，此時約有30％被反射。當光束落在鏡面時，反射光與入射光相位相同，幾乎100％被反射。光盤信息讀取原理圖激光束掃描鏡面時，光束幾乎全部反射至光檢測器，輸出高電平；激光束掃描坑槽時，只有少量光束被反射，輸出低電平。激光束到達唱片表面時，其直徑大約為lmm，光束經(jīng)過折射率為1.5的透明層到達反射層，聚焦在坑槽上時，光束直徑減小到lμm。因此，唱片表面輕微的損傷不會影響讀出精度。光盤信息讀取原理圖小結：1。激光頭