Курсовая работа: Система автоматического регулирования фокусировки пятна
- Радиального перемещения каретки (САРРП);
- Вертикального слежения за фокусировкой (САРФ).
1. Передаточные функции звеньев
На рис.2. схематически показана САРФ.
|
g ( t ) У( t ) Усилитель мощности
Датчик положения Усилитель Корректирующее устройство |
Рис.2. САРФ
Датчик положения обеспечивает сигнал в виде напряжения постоянного тока, приблизительно пропорциональный ошибке фокусировки. После усиления и коррекции этот сигнал преобразуется в ток, протекающий по катушке, находящейся в магнитном поле (местный электродвигатель), что вызывает появление вертикально направленной силы, приложенной к объективу. Он перемещается в направлении уменьшения ошибки. Из рисунка видно, что САРФ является системой с замкнутой петлей обратной связи.
Для работы такой системы требуется наличие биполярного сигнала ошибки фокусировки. Этот сигнал получают оптическими средствами. Большинство методов получения сигнала ошибки фокусировки основаны на том факте, что лазерный луч отражается диском точно в обратном направлении только в случае, когда фокус находится точно на поверхности диска. Если внести некоторую асимметрию в оптический путь отраженного луча, то появляется возможность выделять сигнал отклонения фокуса от поверхности диска. При этом диск не должен найти никакой информации специально для фокусировки. К наиболее широко используемым методам выделения сигнала ошибки фокусировки относится метод ножа Фуко, метод частичного перекрытия зрачка и астигматический метод.
Во всех этих методах при выделении и формировании сигналов ошибки высокочастотные составляющие сигнала с фотоприемника интереса не представляют. Сигнал с фотоприемника поступает на низкочастотный фильтр, который подавляет высокочастотные колебания, обусловленные питами или отверстиями. Можно сказать, что питы так быстро движутся перед объективом, что сливаются в единую дорожку усредненной промежуточной интенсивности.
При использовании метода ножа Фуко бипризма размечается при согласованном состоянии в фокусе. Это позволяет увеличить крутизну характеристики сигнала расфокусировки, которая приведена на рис.3.
U Ф
х [мкм]
Рис.3. Характеристика сигнала расфокусировки, полученная методом ножа Фуко.
При использовании любого метода определения ошибки фокусировки, датчик положения можно условно представить в виде схемы, приведенной на рис.4., состоящей из суммирующего усилителя с коэффициентом передачи КУ и фильтра низких частот.
Рис.4. Схема датчика положения.
Уравнения, описывающие эту схему при неограниченной мощности усилителя и бесконечно большом входном сопротивлении следующего каскада, имеют вид:
, (1)
где: U Ф - сигнал расфокусировки;
R У - коэффициент передачи суммирующего усилителя;
U ДП - сигнал на выходе датчика положения;
- постоянная времени фильтра низких частот;
- Оператор дифференцирования;
x – сигнал ошибки фокусировки;
Кф – крутизна характеристики сигнала расфокусировки.