В оптических дисковых системах считывание информации с компакт-диска производится с постоянной скоростью. Для этого необходимо поддерживать линейную скорость диска в точке под считывающим пятном постоянной. Поскольку при сканировании диска радиус (расстояние от считывающего пятна до центра вращаемого диска) меняется, угловая скорость вращения является функцией радиуса
W= 
=W(p),
где j - угол поворота диска;
r - радиус.
Дорожка на диске имеет вид непрерывной спирали, раскручивающейся от центра диска с постоянным шагом q между соседними дорожками. Уравнение такой спирали в полярной системе координат имеет вид
r= a×j, (1)
где а – некоторое положительное число, которое в нашем случае определяется выражением a=q/(2×p), показывающим, что при изменении угла j на 2p, радиус изменяется на q.
Поскольку точка по спирали перемещается с постоянной линейной скоростью V, то должно выполняться равенство
V=r
=const .(2)
Тогда, дифференцируя (1) и подставляя в (2), получим
.(3)
Интегрируя дифференциальное уравнение (3) при начальных условиях t0 и r0 будем иметь
r2=
×(t-t0)+r02
Тогда закон изменения во времени r при чтении информации
r=
,(4)
а угловой скорости
W=
=
. (5)
Выражение (5) можно использовать для формирования задающего воздействия, поступающего на вход следящей системы по скорости. Измеряя текущее значение угловой скорости вращения диска и сравнивая его с задающим воздействием, получим ошибку регулирования. Она, после усиления и коррекции, подается на двигатель привода диска, который изменяет угловую скорость своего вращения, приводя ошибку к нулю.
Однако, для создания такой системы потребуется дополнительное устройство для измерения текущего радиуса r, либо вычисления функции W(t), а также устройство для измерения угловой скорости вращения диска Wg(t). В реальных системах стараются использовать лишь информацию, получаемую со считывающей головки компакт-диска, поскольку в ней содержатся и сведения о скорости перемещения диска в точке считывания относительно головки.
Действительно, если запись на диск проводилась с постоянной линейной скоростью V, то каждый байт информации размещается на отрезке длины дорожки
Sб=V×t=const,t=1/f ,
где f – частота записи.
Так как время записи каждого байта t является постоянной величиной, то и отрезки fсч равны между собой. Тогда, при чтении информации с диска, линейная скорость
V=
= SБ×fW
пропорциональна частоте считывания fсч . Эта информация и используется для построения САРВ.
Упрощенная функциональная схема такой системы приведена на рис.1.
Рис.1. Функциональная схема САРВ.
Буферная память CD-ROM служит для обеспечения постоянства скорости передачи считываемых данных, если, несмотря на работу САРВ, скорость их чтения с диска изменяется. Она работает по принципу FIFO (первым пришел, первым вышел). Адрес записываемых данных увеличивается на единицу с частотой записи информации в память, а адрес считываемых данных - с частотой их чтения.
Поскольку даже в ранних моделях скорость передачи данных fr= 150 Кбайт/с., изменение адресов при рассмотрении работы САРВ, можно представить как непрерывную функцию времени. Тогда
Ar(t)=fr×t;
A3(t)=f3t,
где fr=1/tr=1/t=f - частота считывания данных из буферной памяти;
fз=1/tз - частота записи в буферную память.
Разность адресов, записываемых и считываемых, и буфера данных
DA(t)=(fr - fз)×t = 
(V-V3)×t ,(6)
где V= 
- скорость диска при записи на него информации и скорость, которую должну становить САРВ при чтении информации с диска;
V3=
- текущая скорость диска.
Дифференцируя выражение (6) по времени и переходя к операторной форме записи, получим
p×DA(t) = 
(V-V3).(7)
Данное выражение представляет собой дифференциальное уравнение, описывающее работу сравнивающего устройства и интерпретатора, которые формально заменяют: устройство выделения данных, формирующее адрес записываемых данных в буфер, устройство, формирующее адрес данных, считываемых из буфера, сумматор S и ЦАП, с точностью до коэффициента передачи ЦАП kцап, определяющего крутизну характеристики преобразования кода DА в напряжение. Перейти на страницу: 1 2
Другое по теме:
Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel В классической микропроцессорной системе используются отдельная микросхема процессора, отдельные микросхемы памяти и отдельные порты ввода вывода. Стремительное развитие микропроцессорной техники требует всё большей и большей степени интеграции ...