Partea A Ii-a

Cititorul CD Structura discului compact Acesta se prezintă ca un disc de dimensiuni mici ( 12 cm. Diametru şi 1,2 mm grosime ) realizat din masă plastică. În fig. 1.1 este realizată structura discului:

etichetă Strat reflectorizant 0,11 µm Filtru de protecţie

1,6 µm

pit

1,2 µm

Strat transparent

Direcţia razei laser

Fig.1.1 Partea de bază a discului e formată dintr-un material plastic transparent (uzual policarbonat). Acesta are o grosime de 1÷1.1 mm din grosimea totală de 1.2 mm. Înregistrarea semnalelor constă dintr-o succesiune de adâncituri (pit) sau cavităţi realizate pe una dintre suprafeţele discului. Aceste adâncituri care formează semnalul primar sunt despărţite de mici pauze între ele şi sunt inşirate pe suprafaţa discului sub forma unei piste în spirală. Înregistrarea este realizată pe una dintre suprafeţele discului transparent şi constă în mici adâncituri de 0.11 µm. Suprafaţa pe care s-a realizat înregistrarea este metalizată pentru a deveni reflectorizantă şi apoi protejată mecanic printr-o folie de protecţie şi o etichetă comercială. Din direcţia de citire a discului (suprafaţa transparentă) adânciturile se percep ca mici ridicături. Înălţimea ridicăturilor este de 0.11 µm comparabilă cu λ/4 a radiaţiei laser cu care se face citirea, ceea ce face ca salturile respective (ridicături-pauză şi invers) să fie uşor sesizabile la citirea optică.

Lungimea adânciturilor (ridicăturilor) cât şi ale pauzelor cu care se alternează sunt limitate la 9 valori formate din 3..11 unităţi de circa 0.3µm (mai exact 0.29µm) Pe un disc pot apărea alternativ adâncituri şi pauze ale căror lungime au valori fixe: 0.87µm, 1.16µm, 1.45µm, 1.74µm, 2.03µm, 2.32µm, 2.61µm, 2.90µm, şi 3.19µm. Lăţimea cavităţii este de 0.5µm, iar distanţa între axele a două piste (trasee ale spiralei) este 1.6µm. Poziţia pistelor pe un disc este dată în fig. 1.2.

0,87µm(min) 0.5µm

pista n+1 pista n 1,6µm

20.000 piste cca.6.000.000.000 pit piste

Zonă înreg .

Gaură centrală

33mm 120mm

4,7 mm inel de start

Inel de oprire 117mm Fig.1.2

Din toată suprafaţa discului numai pe o coronă circulară de 33 mm din cei 60 mm ai razei sunt înregistrate semnale. Deşi suprafaţa este mică pe un CD se pot realiza circa 6 miliarde de adâncituri dispuse pe 20000 de piste. (La cele audio se pot face înregistrări de circa 72 minute) Citirea se face optic, ceea ce elimină contactul fizic disc-traductor, ce constituie un avantaj faţă de sistemele care presupun contact direct ceea ce implică uzură reciprocă traductor-disc (sau alt suport).

Tehnologia de realizare a compact discului Fabricarea are loc în două etape: • Realizarea matriţei • Realizarea discului propriu zis Semnalul care urmează a fi înregistrat este convertit intr-un semnal numeric ce urmează a fi înregistrat pe disc sub forma de succesiuni de adâncituri despărţite de pauze (fiecare de lungimi bine determinate). Realizarea practică a înregistrării este obţinută printr-o tehnologie ale cărei principale faze sunt: • Se pleacă de la un disc din sticlă şlefuit extrem de fin (precizia execuţiei este de ordinul sutimilor de micrometri). • Peste disc se aplică un strat de material fotorezistent. Grosimea acestuia determină adâncimea cavităţii discului. • Urmează impresionarea stratului fotorezistent cu o radiaţie laser (fascicolul laser este modulat numeric da-nu) (fig. 1.3.c) • Discul astfel impresionat luminos este developat şi cavităţile (locurile impresionate de fascicolul luminos) sunt puse în evidenţă (fig.1.3.d) • Pentru protecţia găurilor discului, acesta este argintat (fig.1.3.e) • În final pe suprafaţa argintată se depune un strat de nichel (fig.1.3.f) obţinându-se astfel prima matriţă a discului, originalul-negativ

a)

b)

sticlă polizată

s

fotorezistent sticlă laser

c)

Impresionare developare

fotorezistent

d)

Strat de Ag. e) Ni Prima matriţă metalică obţinută prin galvanizare

f)

Fig.1.3

Matriţă negativă

a)

Strat Al. b)

Film protector c)

Fig.1.4

De menţionat faptul că în tehnologia de realizare industrială a discurilor nu se foloseşte această matriţă ci nişte copii realizate după ea de rezistenţă mai mare. Originalul rămâne ca element de referinţă.

Realizarea discului Discurile sunt realizate prin diferite procedee tehnologice din masă plastică transparentă (injecţie, presare, polimerizare etc.) Fazele sunt: • Se realizează discul compact (pozitiv) după matriţa negativă (fig.1.4.a) • Partea activă a discului este metalizată pentru a obţine o suprafaţă reflectorizantă (fig.1.4.b). Metalizarea se realizează prin vaporizare Al (metal ieftin) • În final întreaga suprafaţă activă este acoperită cu un strat subţire protector (peliculă de protecţie) Durata de viaţă este mare. Numai o acţiune violentă care ar putea distruge stratul protector poate afecta viaţa unui compact disc.

Sistemul optic de citire Sistemul optic de citire este realizat pe bază de tehnici laser şi se caracterizează prin aceea că citirea discului se face de la distanţă, eliminându-se astfel contactul mecanic, fiind unul dintre avantajele sistemului CD faţă de sistemele clasice. Tehnica laser prezintă o serie de avantaje faţă de oricare alt sistem optic: • Coerenţa în timp şi spaţiu a radiaţiei luminoase laser superioare oricărei alt fel de surse de lumină • Dimensiunea redusă a sursei de lumină, ceea ce duce la posibilitatea realizării unui sistem de citire de gabarit si greutate redusă. O diodă laser are o suprafaţă activă de ordinul 0.5 mm2. O consecinţă a coerenţei radiaţiei laser este faptul că permite realizarea unei focalizări foarte bune pe stratul reflectorizant al discului, după ce a străbătut partea transparentă. Pe suprafaţa discului, fascicolul laser are un diametru a spaţiului focalizat de maxim 1.7µm, iar pe suprafaţa exterioară (partea transparentă) de 0.8÷1mm (fig.1.5)

Strat refectorizant

Pct.de focalizare d=1,7µm

1,2÷1,2mm

Strat transparent

1,2µm

∆=0,8÷1mm Fascicol laser

Fig.1.5

Principalii parametri tehnici • • • •

• • •

•

Înregistrare spirală pe o faţă Sensul de înregistrare: de la centru spre exterior Lăţimea unei piste: 1.6 µm Numărul de piste: 20,625 (5,300 m) Viteza unghiulară: maxim 568 ture/min - minim 196 ture/min Viteza liniară: constantă 1.2 m/s sau 1.4 m/s Capacitatea: 600÷13Gbiţi Timpul de utilizare a sistemului optic: 5,000 ani

Codarea semnalelor pit 0.6 µm

Spit=0.6*1.6=1 µm=12.5%(Sspot)

1.6µm S=π*1.6=8µm2 Sspot=π*1.2=4.5µm2

Datele sunt grupate în cuvinte de un format special. Pentru formarea unui cuvânt ce urmează a fi înscris se realizează următoarea succesiune de prelucrări (procesări) numerice ale semnalului: • Dacă este un semnal analogic (audio, foto, secvenţe video, etc.) semnalul este convertit în semnal numeric şi cuantificat pe 16 biţi/cuvânt. Se foloseşte un semnal de eşantionare de f=44.1KHz, rezultatul fiind un semnal numeric de frecvenţa = 44,100*16*2=1,411,200 Hz. • Cuvintele de 16 biţi sunt transformate conform unor norme de codare CIRC în 24 cuvinte de 8 biţi. (6+6)*16=192 biţi ⇒ 24 cuvinte*8 biţi = 192 biţi numit codare C2. • Se adaugă 4 cuvinte * 8 biţi de corecţie formându-se 28 cuvinte * 8 biţi (28*8=192+4*8=224 biţi) • Se adaugă încă 4 cuvinte * 8 biţi de control rezultă 32 cuvinte*8 biţi=256 biţi frecvenţa semnalelor numerice devine: 1,411,200*(256/192)*(32/24)=1.8816 MHz. Deci se obţin 24 cuvinte utile + 8 cuvinte de corecţie. • La fiecare grup de 32 de cuvinte se adaugă un cuvânt de control de 8 biţi rezultând 33 cuvinte * 8 biţi = 264 biţi de frecvenţă 1.8816*(33/32)=1.9404MHz • Urmează o codare EFM prin care cuvintele de 8 biţi sunt înlocuite de cuvinte de 14 biţi la care se adaugă încă trei biţi suplimentari de adaptare (total 17 biţi), frecvenţa 1.9404*(17/8)=4.12335MHz, deci 33*17 biţi=561 biţi • La fiecare grup de 33 cuvinte*17 biţi se adaugă la început un cuvânt de sincronizare de 27 biţi (24 de sincronizare + 3 biţi suplimentari de adaptare). Întregul bloc de biţi formează un cadru de 561+27=588 biţi: frecvenţa biţi:4.12335*(588/511)=4.3218Mhz frecvenţa cadru: 4.3218/588=7350Hz. • În continuare se defineşte blocul (subcodul) care este unitatea de înregistrare de 98 cadre: 588*98=57,624 biţi (frecvenţa sector: 7350/98=75KHz (75 secunde/secvenţă)) • Se realizează forma finală pentru înregistrarea cu metoda NRZI, semnal care este transmis spre corpul de scriere pe disc La redare, lanţul de prelucrări este parcurs invers, începe cu citirea discului şi sfârşeşte cu semnalul digital format din cuvinte de 16 biţi (sau semnal analog)

Codarea semnalelor digitale Un semnal numeric per nu conţine informaţia de sincronizare. Acesta nu conţine biţi de detectare a erorilor datorate deteriorărilor discului, particulelor de praf de pe disc, imperfecţiunii înregistrărilor. Pentru eliminarea acestor neajunsuri şi pentru a asigura o înregistrare corectă se utilizează sisteme de codare speciale pentru eliminarea şi corectarea erorilor posibile în sistemul de înregistrare/citire. În acest caz se utilizează codarea CRCC (Cyclic Redundancy Check Code) - cod ciclic cu verificare redundantă, cu varianta CIRC (Cross Interleave Reed-Solomon Code) – cod Solomon cu intercalare încrucişată. Prelucrarea digitală constă în intercalarea între cuvintele utile a unor cuvinte de control cu ajutorul cărora pot fi detectate şi corectate erorile.- Codare cu întreţesere. Codorul CIRC primeşte la intrare cuvinte binare de 16 biţi pe care le grupează în 16cuvinte*16biţi+6cuvinte*16biţi. Fiecare cuvânt de 16 biţi este separat in două, rezultând 24cuvinte*8biţi care sunt plasate într-o memorie tampon. • Prima codare constă în amestecarea cuvintelor prin întârzierea cuvintelor pare cu 16 biţi şi amestecarea lor, pe care le introduce în codarea C2. Ex: aaaa bbbb cccc dddd aabb ccdd aabb ccdd abcd abcd abcd abcd I1 P 1 I2 P 2 8 8 8 8 a b c d I1 – I7 P 1 8 8 8 a - c b • • •

I3 P 3 8 8 a b I3 8 -

I4 P 4 I5 P 5 I6 P 6 I7 8 8 a b c d c d P 2 I4 I5 P 3 I6 – P 4 d c a b c - d

Codorul C2 generează încă 4 cuvinte a câte 8 biţi pe care le inserează între cele 24 cuvinte iniţiale Între codorul C2 şi C1 sunt plasate linii de întârziere de durate diferite ceea ce generează o nouă amestecare a datelor (întreţesere) Codorul C1 generează 4 noi cuvinte de control după care se inserează o nouă întârziere de 8 biţi între cuvintele pare, iar cuvintele de control introduse de cele 2 codoare sunt inversate. Rezultă 32 cuvinte*8 biţi.

Schema bloc

12*16 biţi

Transformare 24*18 biţi

RAM(tampon) Amestec

Δ=16

Iniţializare

Codor C2 -4 cuv. control 28*8 biţi

s1...s28

Codor C1 -4 cuv. control

32x8

Invers cuv de control

s

iesire

32x8

Caracteristicile semnalului codat CIRC La ieşirea codorului CIRC se obţin 32 cuvinte*8 biţi din care 24 cuvinte utile şi 8 cuvinte de corecţie şi control al erorilor. Semnalul rezultat se completează cu o serie de informaţii suplimentare prin adăugarea unui cuvânt suplimentar la începutul fiecărui grup de 32 cuvinte şi conţine informaţii pentru care se va reveni.

Codare EFM Deoarece la înscrierea pe disc se foloseşte metoda NRZI (fără revenire la zero)valoarea „1” este dată de front.

1

1

0

0

1

1

1

Semnalul pentru înregistrare trebuie să satisfacă anumite cerinţe printre care cea mai importantă constă în faptul că între două valori de „1” trebuie intercalate între 2 la 10 valori de zero. Această condiţie este asigurată de modularea EFM(Eight - to - Fourteen – Modulation) şi constă în transformarea cuvintelor de 8 biţi în cuvinte de 14 biţi. Schema bloc în fig.2.11. cuvinte 8 biţi

Cod EFM

Memorie ROM Fig.2.11

14 biţi

Generator de biţi de fuziune

17 biţi

La intrarea codorului se aduce cuvântul de 8 biţi ce constituie codor pentru un ROM de 2 = 256oc şi 14 biţi. S-au ales 14 biţi deoarece din 214 = 16,384 cuvinte numai 267 îndeplinesc condiţia impusă. Prin eliminarea a 11 cuvinte se obţin 267 combinaţii. Corespondenţa cuvânt 8 → cuvânt 14 este memorat într-un ROM. La cei 14 biţi se mai adaugă 3 biţi suplimentari de adaptare ( fig.2.12.) 8

0110

0100

0110

0101 0110

0011

0110

0111

EFM

14 biti

3 biti

14 biti

3 biti

0000000010001000001000000100100010001 RZ NRZI pista cavitate

pauza max 11x300nm=3300nm min 3x300nm=900nm Fig 2.12

Pe disc „1” este marcat de o trecere cavitate- pauză sau invers. Discontinuitatea reprezintă „1” iar adânciturile sau pauzele fără întrerupere „0”. Plasarea de 2 la 10 zerouri intre unu este necesar: • Trecerile unu-zero şi invers sunt mai rare, ceea ce se traduce printr-o frecvenţă mai mică • Elementele de control ale tactului sunt statistic mai frecvente (cel puţin unul la un cuvânt de 8 biţi) • Componenta continuă de curent mai mică • Prelucrarea digitală mai uşoară Biţii (3) de legătură au rolul de a asigura condiţia de 2 – 10 zerouri şi de a asigura o componentă continuă cât mai mică. Din cele 23 =8 combinaţii numai 4 îndeplinesc condiţiile impuse de modulaţia EFM.. Se adaugă aceia care (din 4) asigură o valoare DSV cât mai mică.

000100100010000010 +2 +4 +2 -3 -6 DSV=-1 Valoarea sumei digitale DSV( Digital Sum Value) Cuvintele 33x 17 biţi li se adaugă 27 biţi de sincronizare ⇒ 588 biţi/cadru (segment)

Caracteristicile semnalelor numerice folosite la înregistrări • •

Unitatea de informare este sectorul de 98 cadre. Frecvenţa cadrului (subcodului) este de 75Hz (durata 13.33 ms) → se citesc 75 sectoare/sec Forma semnalelor numerice EFM structurate în cadre şi în subcoduri este dată în fig.2.18. Aceste semnale se caracterizează prin faptul că sunt despărţite prin minim 2 şi maxim zerouri NRZ a) NRZI b) ≡ 0.5µm 0.19 µm



3.3µm

c)



Fig.2.18 • • •

Durata minimă şi maximă între 2 fronturi este de 3 respectiv 11 durate ale biţilor, ceea ce înseamnă minim: 231.39 ns, maxim 848.43 ns Valoarea sumei digitale a semnalului NRZI este zero sau aproape zero Lungimea adânciturilor înregistrate mecanic pe disc este cuprinsă între 0.9µ m÷3.3µm.

Formarea „cadrului” Pentru înregistrarea/redare este important ca semnalul să conţină şi o informaţie de sincronizare. Această informaţie este asigurată de un cuvânt de sincronizare de 27 biţi format din 24 biţi de informaţie asupra sincronizării şi 3 biţi suplimentari cu valoare de adaptare. Acest cuvânt suplimentar se adaugă la începutul fiecărui grup de 33 de cuvinte de 17 biţi. Gruparea de cuvinte poartă numele de „cadru” (sau bloc). Un cadru este deci format din 33 cuvinte*17biţi şi un cuvânt de sincronizare de 27 biţi: • Frecvenţa biţilor care constituie un bloc este de: fbiţi=4.12335*488/561=4.3218MHz • Frecvenţa cadru (bloc) este de: fcadru=4.3218/588=7,350Hz. Deci, informaţia de bază este blocul care înainte de cadrarea EFM este format din 32 cuvinte * 8 biţi + 1 cuvânt de control * 8 biţi. Informaţia conţinută într-un singur cuvânt de control este suficientă. Pentru controlul funcţionării discului sunt necesare o serie de date suplimentare. Aceste date sunt conţinute în mai multe cuvinte de control numite subcoduri. Fiecare bit al cuvântului de control constituie un bit de informaţie a celor 8 subcoduri. Fiecare din aceste subcoduri de control are 98 biţi. Deci un cuvânt al subcodului este complet după un minim de 98 de blocuri. Subcodurile sunt notate cu literele P,Q,R,S,T,U,V,W. Deci informaţia este organizată în felul următor: Cuvinte de control 1 cuv. Sincro x 27 biti codificati EFM bloc 32 cuv. x 8 biti de info(17 biti) cadru 0 1 cuv. De control x 8 biti(17 biti C1

1x(27) 291 biti utili->588 biti codif. EFM 32x8(17) 1x8(17) . . .

C 97

1x27 32x8(17) 1x8(17)

P Q R S T U V W impulsuri de sincro S0

impulsuri de sincro S1

Aşa cum reiese din figură, cuvintele de control transmise de primele blocuri au o formă specială şi au rol de a asigura sincronizarea. Forma lor după codarea EFM este: S0=00100000000001 S1=00000000000001 Cuvintele de control din următoarele 96 de blocuri vor conţine câte un bit pentru fiecare dintre cele 8 canale de control. În momentul de faţă sunt utilizate numai primele două canale P şi Q, celelalte fiind în discuţie pentru utilizarea lor în vederea asigurării unor noi facilităţi. Canalul P are valoarea 0 când pe disc există înregistrare, iar P=1 când este o pauză şi urmează o înregistrare. Canalul Q are o structură mai complexă. Formatul său general este reprezentat în fig.2.15.a.

S0

S1

CONTROL

ADR

DATA Q

CRC

Fig.2.15.a •

Primii doi biţi sunt biţii de sincronizare S0 şi S1 şi are aceeaşi structură ce se repetă • Biţii CONTROL conţin informaţii asupra numărului canalelor audio transmise. Ei sunt în număr de 4. • Biţi ADR în număr de 4 sunt biţii de control pentru datele canalului Q • Biţii CRC în număr de 16 asigură controlul secvenţei anterioare folosiţi pentru a asigura informaţii de imparitate • Biţii de date Q au 3 moduri de lucru MODUL 1 –pentru înregistrări audio: ADR=0001 Funcţie de poziţia înregistrării pe disc conţinutul canalului Q are 2 formate: Varianta 1 – pe inelul de start înaintea înregistrării Varianta 2 – pe parcursul înregistrării şi pe inelul de start În general ambele formate conţin: • Număr de înregistrări • Măsura timpului în cadrul unei înregistrări: min, sec, şi 1/75 părţi din secundă • Măsura timpului pentru întreg discul: min, sec, 1/75 sec • Conţinutul discului – tabel cu conţinut al discului MODUL 2 – ADR=0010 Acesta conţine în partea DATA Q numărul de cod al discului exprimat în 52 biţi MODUL 3 – ADR=0011 Acesta conţine un cod al discului exprimat în 60 biţi

3.3. Principiile de funcţionare a CDP Dispozitivele de citire a CD sunt la a treia generaţie, clasificarea făcându-se pe criterii tehnologice, legate de gradul de înţelegere a funcţiilor şi modul de realizare a capului optic de citire. Pentru compatibilitate se impune ca CD să aibă parametri standard. Pentru înţelegerea funcţionarii cititoarelor CD la nivelul de funcţionare minim se va pleca de la o schema bloc didactic.

Schema bloc funcţională În principiu schema bloc din fig.3.1. corespunde tuturor tipurilor de CD -P aflate în exploatare la nivelul anului 1995 conţine următoarele blocuri de bază : - sistemul mecanic, care asigură toate mişcările elementelor mobile - sistemul optic, care asigura citirea optică a discului - blocul de prelucrare a semnalelor numerice, care asigură prelucrarea semnalelor citite de pe disc şi eventuala lor conversie în semnale analogice - blocul comandă a servosistemelor - sistemul de comandă şi control - blocul de alimentare Disc

MID-CD

MR

MT

Sistem optic de citire

Pozitionare F T Sistem mecanic

Servosisteme -rotatie -translatie -pozitionare - F -T

Sistem de comanda si control

RF

Refacere Procesare Digitala Convertor N/A

Fig.3.1.

3.3.1. Sistemul mecanic Sistemul mecanic este constituit dintr-o serie de motoare şi dispozitive electronice care asigură mişcarea discului deplasarea capului de citire optic. Elementele mobile trebuie să efectueze următoarele mişcări: 1. - încărcarea discului şi poziţionarea corectă în vederea citirii 2. – rotirea discului cu turaţie variabilă, pentru a se asigura condiţia de viteză liniară constantă (CLV – Constant Linear Velocity) care să asigure derularea aceleiaşi lungimi de pistă în unitatea de timp, prin faţa capului de citire. 3. – deplasarea uniform liniară ( translaţie) a capului de citire pe una dintre razele discului dinspre interior spre exterior. Mişcarea este simultană cu rotire a discului .Prin combinarea celor două mişcări rezultă traiectoria sub formă spirală care urmăreşte forma pistei cu înregistrare. 4. – două deplasări de mică aplitudine ale capului de citire care elimină erorile de poziţionaare cap – disc.Una este deplasată sus-jos ( N-S) şi are drept scop compensarea erorilor de focalizare(F). Cealaltă este pe direcţia stînga – dreapta (E-V) în scopul de a compensa erorile de urmărire a pistei înregistrate (T – tracking) 5. – descărcarea discului la sfârşitul citirii

1

+

4 3

CC

F

2 1 MR

2

CC

P

4 Fig. 3.2.

3

1. Incărcare- descărcare

MT

a)

b)

c) d)

-

2. Rotire 3. Translaţie 4. Poziţionare MID – modul de încărcare descărcare a discului : este un motor de mică putere uzual de curent continuu. El este activat numai la introducere şi extragere. Prezenţa sau lipsa discului sunt sesizate de un microîntrerupător a cărui stare se transmite sistemului de comandă. MR – motor de rotire e un motor de turaţie variabilă. Asigură o viteză liniară constantă indiferent de poziţia capului de citire pe raza discului. Turaţia motorului este controlată de un sistem servo care are la bază o buclă PLL ( de reglare ) sincronizată de un oscilator cu cuarţ. Precizia păstrării vitezei liniare constante este dată de precizia cuarţului ( 10-6 ). MT – motor de translaţie – asigură mişcarea de translaţie a capului de citire . Viteza sa este foarte precisă fiind controlată de un servo. Este fixat pe capul de citire. Dispozitivul de corectare a poziţiei relative a capului de citire faţă de disc este cunoscută sub numele de poziţioner (actuator) ce asigură cele două corecţii ale poziţiei capului de citire – corecţia de focalizare ( F – sau FE – focus Error) şi corecţia de poziţionare pe pistă (T – sau TE – Tracking Error) Corecţia de focalizare constă într-o mişcare sus- jos a capului de citire ( mai exact a lentilei de focalizare). Când distanţa focală este bine reglată punctul focal are un diametru de cca 1,7nm.,ceea ce determină ca spotul să cadă pe o singură pistă.

Strat reflectat

a

b

c

Fig.3.3. Focalizarea fasc. Laser pe suprafaţa reflectorizantă a discului

a) focalizare corectă b) focalizare prea apropiată c) focalizare prea îndepărtată.

t2 t1

t0

-

Sistemul de reglare a punctului de focalizare se face automat Discul poate avea fluctuaţii de rotire în grosime de până la 0,5mm iar adâncimea unei cavităţi este de 0,1nm., implică o precizie de 10-5 la 10-6. Corecţia de tracking . Distanţa între 2 piste este de 1,6 µm ceea ce impune o poziţionare corectă pe pistă. Traiectoria capului va parcurge la o singură turaţie trei spire ale pistei. La timpul t0 se află pe pista A la t1 pe B la t2 pe C la t3 pe B etc. Erorile mecanice putând duce la călcarea a zeci de piste. Corecţia de tracking poate fi de 70nm cu o precizie de 0,1 µm. Sistemul mecanic trebuie să asigure în final o poziţionare corectă a spotului de lumină pe pista selectată.

3.3.2. Sistemul optic Este un traductor optoelectric, punând în evidenţă structura de denivelări a pistei. Radiaţia laser are lungimea de undă în infraroşu Principiul de citire optic constă:

30% 100% DC

PD

RF

a)principiul citirii

b) reflexia fascicolului laser Fig. 3.5. Citirea discului

O diodă laser (DL) generează un fascicol luminos care ajunge localizat pe suprafaţa reflectorizantă a discului. Fascicolul reflectat este captat de un fotodetector (PD) şi transformat în semnal electric. Semnalele receptate de fotodetector sunt rezultatul reflexiei de pe disc. Când semnalul luminos este reflectat de o pauză reflexia este totală (100%). Când fascicolul incident ajunge pe o suprafaţă a unei adâncituri reflexia este redusă datorită pierderilor putând ajunge la sub 30% din radiaţia incidentă ( datorită difuziei cât şi a înălţimii denivelării) care se apropie de λ/4. La ieşirea fotodetectorului va rezulta un semnal electric . Funcţie de prelucrarea semnalului şi de tipul şi structura fotodetectorului la ieşirea sistemului optic se asigură semnale primare: - semnale numerice prin care se face informaţia înscrisă . - semnale de eroare de focalizare – necesare corecţiei de focalizare - semnale de eroare de tracking – ( de poziţionare pe pistă)

3.3.3. Etajul RF Este un etaj de amplificare de semnal mic generat de fatodetector. Se caracterizează prin amplificări mari şi zgomote mici .Aici au loc prelucrarea semnalelor captate de fotodetector şi separarea lor pe cele trei căi : semnal digital, semnal de eroare F şi semnal de eroare T.

3.3.4. Blocul de procesare a sem. numerice Pentru reconstituirea informaţiei înregistrate semnalul de la blocul RF suferă o serie de prelucrări :

• • • • • •

semnalul numeric iniţial este refăcut : NRZI – respectiv NRZ semnalul NRZ este extras cuvântul de sincronizare semnalul EFM este demodulat obţinându-se un semnal digital grupat în cuvinte de 8 biţi. sunt extrase cuvintele de cod ( P şi Q) şi transmise sistemului de comandă şi control semnalele numerice sunt transmise sistemului de calcul sau/ şi convertorului N/A. erorile sunt corectate în procesul de prelucrare invers în cazul unor erori limitate sau sunt semnalizate impunând repetarea lor.

4.Capul optic de citire Este partea specifică ale CD – P

Semnal pentru S.O. DL numerica

procesare numerica

R.F.

PD

Motor de translatie F

Pozitionare

Semnal de eroare a focalizarii FE

Comanda pozitie (F,T) SERVOSISTEM Comanda translatie

T

Semnal de eroare a trackingului TE

Fig. 4.1. Schema bloc a capului optic

Funcţiile asigurate: • Citirea semnalului numeric înregistrat pe disc. • Prelucrarea semnalului de RF citit de sistemul optic • Determinarea erorii de tracking şi asigurarea unui semnal de eroare în vederea corectării ei • Mişcarea de translaţie a capului în vedereaa parcurgerii discului după spirala pistei • Poziţionarea relativă faţă de disc în vederea asigurării focalizării şi tracking corecte ( poziţionarea sus- jos, stânga-dreapta) Elementele schemei bloc: • S.O. – sistemul optic asigură citirea discului . Elemente principale DL – dioda laser şi PD – fotodioda • Blocul RF – prin prelucrarea semnalelor electrice de la ieşirea detectorului se obţin cele trei semnale de bază : semnale numerice, semnale de eroare a focalizării FE , semnale de eroare a trackingului TE. Motorul de translaţie MT – asigură mişcarea de translaţie a capului faţă de disc.

4.2. Sistemul optic Dioda laser se caracterizează : o joncţiune semiconductoare de tip GAAS. •

Dimensiune fizică redusă ( suprafaţa de iradiere 0,5 mm2)

•

Emite o radiaţie coerentă , monocromă , cu λ = 0,78 µm ( gama infraroşie 0,75 ÷ 1,5 µm)

•

Comandată în curent asemănătoare unui LED dar mai sensibilă la variaţii de curent şi temperatură care o poate distruge

•

Are o durată de viaţă de ordinul miilor de ore

Componente ale S.O. Lentila subţire : - convergente de simetrie sferică

focar radiatie incidenta

axa optica f=distanta focala Fig. 4.5. Lentilă subţire (sferică)

Lentila are forma circulară cu diametru D. Se caracterizează prin aceea că un fascicol , paralel cu diametrul D şi paralel cu axa optică , după parcurgerea lentilei devine convergent, adică se concentrează într-un punct aflat pe axa optică a lentilei. Punctul este numit focar. Distanţa dintre lentilă şi punctul focar este una dintre caracteristicile constructive ale lentilei , se notează cu f şi se numeşte distanţă focală. În tehnică pentru a caracteriza o lentilă sunt folosişi doi parametri: • Număr focal : f/D • Apertura numerică : NA = n sin θ : n indicele de refracţie a mediului , θ jumătatea unghiului maxim de accepatare a luminii. Două lentile subţiri foarte apropiate ( sau în contact) sunt echivalente cu o singură lentilă a cărei distanţă focală este 1/f=1/f1+1/f2. f1 – distanţa focală a primei lentile f2 - distanţa focală a celei de a doua lentilă Lentila cilindrică : reprezintă o secţiune dintr-un cilindru. Datorită formei sale , comportamentul în cele două planuri ale sale care trec prin axa optică este diferit. Exemplul din fig. 4.6. Lentila este străbătută axial de un fascicol convergent (de formă conică) a cărui punct de focalizare este la distanţa f2 de lentilă.

Vedere sus f1 d

Vedere laterala

f2

B

A

C

Fig. 4.6. Lentila cilindrică

Pe plan orizontal – vedere de sus- (E-V) lentila se comportă ca o lentilă convergentă cu distanţa focală f1 mai mică decât f2. Pe plan vertical – vedere laterală – (N-S) lentila nu afectează fascicolul luminos el urmând să se focalizeze ca în cazul lipsei lentilei la distanţa f2. La distanţa f1 lumina este focalizată sub forma unui segment de dreaptă orientat N-S (poziţia B). La distanţa f2 fasciculul luminos este focalizat sub forma unui segment de dreaptă E-V (poziţia c ) Între cele două situaţii secţiunea prin fascicul are forma unei elipse a cărui axă mare are diferite înclinări, funcţie de distanţa la care este făcută secţiunea. Cazul particular îl reprezintă punctul A unde secţiunea este circulară. Axele elipsei spotului pe verticală şi pe orizontală sunt egale. Orice deplasare într-un sens sau altul de punctul A are drept consecinţă stricarea simetriei circulare .

Această proprietate caracteristică lentilei cilindrice este folosită în tehnica CD pentru aprecierea corectitudinii focalizării fascicolului de citire pe suprafaţa discului. Prisma: este folosită pentru reflectarea, refractarea sau dispersia unui fascicul luminos. Forma cea mai comună de prismă este cea cu unghi drept , cea mai simplă aplicaţie este aceea în care o radiaţie luminoasă pătrunde vertical pe una din feţele mici ( una dintre catetele secţiunii) se reflectă pe faţa mare (ipotenuza secţiunii) şi iese perpendicular pe cea de-a doua suprafaţă mică (a doua catetă a secţiunii) Această aplicaţie este folosită la schimbarea direcţiei de propagare a radiaţiei cu 900.

450 Fascicol Incident

450 Fascicol deviat fig.

4.7. Prisma cu unghi drept.

D1

D2 f1

f2

fig. 4.8. Colimatorul Colimatorul : Este un dispozitiv format din două lentile convergente simple poziţionate ca în fig.4.8. Efectul colimatorului este de a creşte diametrul unui fascicul luminos paralel. Invers efectul este de a micşora diametrul fascicolului paralel. Poate fi considerat un transformator de secţiune al fascicolului luminos.

Grila de difracţie : La trecerea unui fascicul luminos printr-o grilă (sită ) cu găuri f.mici ( de ordinul de mărime a lungimii de undă) în afara radiaţiei principale vor apărea la ieşire o serie de radiaţii ( fascicole) secundare cu anumite unghiuri de propagare , diferite de direcţia fascicolului principal ( fenomen de difracţie). Energia fascicolelor secundare poate atinge valoarea de 25% din cea a fascicolului principal. În tehnică CD este folosit pentru generarea a două fascicole secundare laterale care sunt utilizate pentru controlul urmăririi pistei cu înregistrarea de pe disc ( semnalul tracking).

grila 2

fascicol principal 1

1 2 1.Primul fascicol de difractie 2.al doilea fascicol de difractie 4.8. Grila de difracţie

Prisma polarizată: O aplicaţie specială a unei prisme obişnuite. Lumina când trece dintr-un mediu de propagare mai dens ( cu indicele de refracţie mai mare la un mediu de propagare mai puţin dens se disting 4 situaţii distincte funcţie de unghiul de incidenţă a fascicolului luminos.

2

1

4 θc

3

3 θ3

θ1

θ3

n1 4 n2 n1>n2 θ2 2 1 Fig. 4.10 1. Fascicolul luminos este perpendicular pe suprafaţa de separare , în acest caz trecerea este totală , fascicolul urmărind aceeaşi direcţie 2. Fascicolul luminos incident are un unghi de incidenţă θ, de valoare mai mică. La trecere apare fenomenul de refracţie, θ2 >θ1. 3. Fascicolul luminos are un unghi de incidenţă mai mare decât un unghi critic θc. În acest caz are loc o reflexie . 4. Fascicolul luminos are un unghi de incidenţă egal cu unghiul θc căruia îi corespunde un unghi de refracţie de 900. Valoarea unghiului critic este în funcţie de valoarea celor doi coeficienţi de refracţie a celor două medii. În jurul unghiului critic valoarea reflexiei ( procent din valoarea fascicolului incident) depinde de tipul luminii nepolarizate sau polarizate (fig.4.11). Situaţia este corespunzătoare unui caz real de prismă utilizată în CD în care mediul 1 are coeficient de refracţie 1,5 şi mediul 2 are coeficientul de refracţie 1.

Reflexia realtiva 1

N 0,5

41o54I 0,1 40

41

42

unghi critic

θc

Fig.4.11. Variaţia coeficientului de reflexie în apropierea unghiului critic în cazul unei prisme cu unghi drept pentru N- lumină nepolarizată P- lumină polarizată Se poate vedea că în jurul unghiului critic variaţia intensităţii undei reflectate e mare( trecere: reflexie – refracţie). La unda polarizată acest lucru este şi mai mare. Curba este mai exponenţială. În acest mod o prismă dreptunghiulară, funcţie de poziţia sa pe traiectoria unui fascicol de radiaţie laser poate juca rolul unui sistem de separare undă nepolarizată – undă polarizată dacă unghiul de incidenţă este foarte apropiat de unghiul critic. Un raport de 1:3 este acceptat şi uşor de sesizat de dispozitivele electronice. Practic acest lucru se realizează în felul următor: În funcţie de poziţionarea prismei pe direcţia de propagare a fasciculului de lumină – şi în aşa fel ca unghiul de incidenţă să fie foarte apropiat de unghiul critic , prisma se comportă ca un separator de fascicul luminos.

Cr.anizotropic

oglinda

lumina incidenta N

lumina reflectata P Fig.4.12. Prisma polarizată La prima trecere prin prismă unda nepolarizată trece prin prismă nedeviată. Traversează un dispozitiv subţire din cristal onizotropic care produce schimbarea polarităţii. După reflexie unda mai parcurge o dată dispozitivul onizotropic obţinându-se polarizarea sa iniţială. În momentul în care unda polarizată ajunge pe suprafaţa reflectorizantă a prismei ea este reflectată total. Raportul energetic undă nereflectată: undă tranzitată depăşeşte 3:1 suficient ca lumina să fie detectată.

Funcţionarea sistemului optic de citire Spatiul lateral

Spatiul principal

Pozitioner λ/4

Cristal anizotropic

Colimator Lentila cilindrica

Detectorul spoturilor leterale

Prisma polarizanta Detectorul spotului central

Grila difractie θ

Fig. 4.13. Sistemul optic de citire cu trei fascicole a.Sistemul optic cu trei fascicole

Radiaţia luminoasă (infraroşie) este generată de dioda laser (radiaţia coerentă în timp şi frecvenţă) . Sursa radiaţiei este amplasată în apropierea sistemului optic aşa că este divergentă. Deschiderea unghiulară a fascicolului este notată cu θ. Primul element optic interpus în calea fascicolului este o grilă de difracţie cu ajutorul căreia se formează încă două fascicole secundare (laterale) necesare pentru controlul tracking . În continuare sistemul optic este străbătut de cele trei fascicole luminoase, suferind toate acelaşi tip de prelucrări. Se va face referire în continuare doar la fascicolul principal . Acesta străbate neafectat prisma polarizată datorită radiaţiei nepolarizate şi unghiului de atac corect ales. În continuare fascicolul străbate un colimator care-l transformă într-un fascicul paralel ( cilindric). Fascicolul străbate un strat onizotrop foarte subţire (λ/4) care schimbă polaritatea radiaţiei ( ¼ wave plate) după care fascicolul străbate lentila convergentă fixată mecanic pe partea mobilă a poziţionerului . Lentila asigură focalizarea fascicolului laser pe suprafaţa reflectorizantă. Focalizarea se realizează în trei puncte – punctul central cotat pe pista principală şi două puncte laterale care asigură informaţii suplimentare de poziţionare a capului faţă de pistă (tracking) Fascicolul luminos este reflectat şi datorită oscialităţii se întoarce pe acelaşi traseu. De la disc ajunge la lentila convergentă , străbate din nou stratul anizotrop ajungând polarizat liniar. Prin colimator fascicolul reflectat este aplicat prismei polarizate. Aici datorită polarizării şi unghiului de incidenţă , spotul este deviat cu 900 şi aplicat prin intermediul unei lentile cilindrice detectorului de infraroşu (PD) Structura principală a detectorului este dată în fig.4.14. Cele şase elemente detectoare sunt notate A,B,C,D,E,F, Fiecare element este independent şi este constituit dintr-o fotodiodă. Cele trei semnale sunt obţinute astfel: -Semnalul de înregistrat pe disc Reflexia fascicolului laser (infraroşu) pe suprafaţa discului diferă ca intensitate funcţie de structura de structura de adâncituri (piste şi pause de pe pista citită).Adâncitura are o înălţime de ordinul a 1/4λ. Situaţia reflexiei se prezintă astfel(fig.4.15.)

TE=E-F

E

A

C

B

D F

B+D A+C

RF=A+B+C+D

FE=(A+C)-(B+D)

Fig.4.14.Structura detectorului de infraroşu pentru s.o. cu trei spoturi

Adâncitură(pits)

0.11 µm ∼1/4λ

Parte transparentă

Reflexie 100%

Reflexie 30%

Fig. 4.15. Reflexia fascicolului laser pe suprafaţa reflectorizantă a CD Din fig. 4.15. se remarcă faptul că în cazul în care cele trei fascicole laser ajung în zona unei pauze ,în condiţii normale de citire, reflexia este practic totală (100%). În cazul în care cele trei fascicole laser ajung pe o adâncitură, reflexia este numai parţială (cca.30%) din energia fascicolului incident. La această pierdere contribuie atât fenomenul de reflexie difuză care apare în zona adânciturilor cât şi faptul că unda reflectată este decalată cu aprox. λ/2 (2x1/4λ adâncitura – parcursul diferenţei pauză – adâncitură) Un raport energetic 3:1 poate fi bine evidenţiat. Unda captată ca urmare a reflexiei şi dirijată prin sistemul optic de citire este aplicată detectorului. Fascicolul central ajunge pe partea centrală a detectorului ABCD. Detectorii asigură la ieşire semnale electrice (numite RF) proporţionale cu intensitatea luminoasă a fascicolului luminos captat ( spotul de lumină format pe detector). Semnalul RF este obţinut prin însumarea semnalelor de la cele patru elemente fotosensibile ale părţii centrale a detectorului. Deşi semnalul înregistrat pe disc este sub formă de impulsuri la detecţie , datorită limitelor tehnologice mecanice şi electrice ale sistemului , semnalul RF are o formă rotunjită asemănătoare cu cea a semnalelor analogice sinus (fig.4.16.) Fig.4.16.a. arată corespondenţa înregistrare – semnalul RF detectat

Fig.4.16.b.arată oscilograma semnalului RF. Forma semnalului este cunoscută sub numele de „semnal sub formă de ochi” ( eye pattern) Forma sa se datorează faptului că duratele pauzelor şi ale adânciturilor sunt variabile în 9 paşi ( de la 3 la 11).

30% Ltop 20% l3 20% 30%

Amplitudinea minimă necesară pentru recunoaşterea semnalului de RF(± 20%)

Fig.4.16. Semnal RF detectat Semnalul de eroare de focalizare – FE (focus error) Este obţinut tot din prelucrarea semnalelor detectate de fotodiodele A,B,C,D. Modul de prelucrare se bazează pe proprietatea lentilei cilindrice , care, între cele două puncte de focalizare face ca fascicolul luminos , iniţial circular să aibă secţiunea eliptică, ale căror axe îşi schimbă poziţia faţă de axa optică. Într-un singur punct secţiunea fascicolului va fi circulară şi acolo este plasat fotodetectorul. Orice abatere a focalizării – distanţă prea mare sau prea mică a discului faţă de capul de citire face ca spotul luminos pe fotodetector să aibă o formă eliptică cu o anumită înclinare a axelor.

În fig.4.17. se arată modul de detectare a erorii de focalizare. Grilă de difracţie

Prismă polarizantă

Colimator

Lentila de focalizare 1/4λ solidară cu disp cu 2 axe

Lentilă cilindrică

Disc f.D. ->

(A+C)-(B+D) semnal de eroare nul

A

B

D

C

detectorul spotului central a) Focalizare corectă

A

B

(A+C)-(B+D) semnal de eroare negativ D

C

b) Focalizare prea apropiată

A

B

(A+C)-(B+D) D

C

Focalizare prea îndepărtată Fig. 4.17.

semnal de eroare pozitiv

Semnalele de eroare de focalizare (FE) se obţine prin compararea semnalelor captate de celulele de detecţie A+C pe de o parte şi B+D pe de altă parte. . Cazul optim este acela în care focalizarea este corectă şi el este reprezentat în fig.4.17.a. În acest caz spotul luminos pe detectorul central are formă circulară şi cele patru celule sunt iluminate egal. În consecinţă şi semnalele electrice sunt identice iar semnalul de eroare FE va fi nul. În cazul în care focalizarea fascicolului laser nu are loc exact pe suprafaţa discului , ea fiind mai apropiată sau mai îndepărtată, spotul luminos va avea forma unei elipse a cărei formă şi înclinare a axelor vor fi funcţie de mărimea şi sensul erorii (fig.4.17 c şi b). Iluminarea celor două perechi de detectoare aflate în opoziţie va fi diferită şi în consecinţă şi mărimea semnalelor electrice detectoare diferă. În această situaţie FE<>0 iar valoarea şi sensul său sunt funcţie de mărimea şi sensul abaterii. Semnalul FE constituie semnalul iniţial de comandă al servosistemelor de corecţie a erorii de focalizare. Semnale de eroare tracking (TE) Semnalul de urmărire a pistei se obţine utilizând cele două fascicole laterale ale fascicolului laser principal. Ele sunt prelucrate ca şi acesta ajungând focalizate pe suprafaţa reflectorizantă a discului. Datorită prelucrărilor din sistemul optic poziţia punctelor de focalizare pe disc sunt cele din fig.4.18.

Traiectorie deplasata

Axa pista

Traiectorie deplasata

Fig.4.19. Poziţionarea celor trei spoturi la citirea unei piste a.b.- poziţionare incorectă c. – poziţionare corectă Cele două spoturi secundare încadrează spotul principal fiind distanţate faţă-spot de acesta cu cca 20µm şi plasate lateral (st.-dr.) faţă de axa de deplasare. La citirea unei piste pot apărea trei cazuri (fig. 4.19) Fig. 4.19.c. arată poziţionarea corectă de amplasarea capului de citire faţă de pistă. După reflectarea fascicolele laterale ajung ca şi fascicolul principal la detectorul de infraroşu (4.14).Spoturile laterale sunt detectate de elementele fotosensibile E şi F. Prin compensarea celor două semnale obţinute de la celulele laterale se obţine semnalul de eroare tracking TE = E-F. Când capul este bine centrat semnalul de eroare va avea valoarea zero, semnalele captate de cele două celule fiind egale. Orice dezechilibru de poziţionare se traduce prin obţinerea unui semnal de eroare TE diferit de zero ale căror mărime şi sens sunt funcţie de sensul şi mărimea abaterii de la poziţia centrală . Semnalul TE constituie semnal de comandă pentru servosistemul el fiind prelucrat în sensul obţinerii unui curent proporţional şi de sens corespunzător , ăn aşa fel încât aplicat poziţionerului să aducă poziţia capului de citire pe axaa pistei citite.

Sistemul optic cu un singur fascicul

Structura de bază a sistemului optic cu un singur fascicul este dată în fig.4.20.

Prisma separatoare

Lentilă de focalizare şi poziţionerul

lentilă cilindrică D.L. fotodiodă

Fig.4.20. Sistem optic de citire cu un singur fascicul Există o mare asemănare între cele două sisteme optice. Detectorul faţă principal este format din celulele independente A,B,C,D.În acest caz unele variante constructive sunt prevăzute cu încă două detectoare (E şi F) suplimentare care măresc suprafaţa sensibilă detectorului ,ele fiind folosite strict în vederea creşterii sensibilităţii detectorului. În fig.4.21. este dată poziţionarea celor şase celule detectoare.

Disc

E

250 µm

A

B

C

1400 µm

D

F

Fig.4.21. Structura detectorului foto pentru sistemul optic cu un singur spot Detectorul central este un pătrat cu latura de 250µm. Prin adăugarea elementelor suplimentare suprafaţa totală creşte considerabil , făcând ca eventualele zgârieturi sau imperfecţiuni ale elementelor s.o. , care duc la fenomene de difracţie şi fenomene de necentrare a spotului , să nu afecteze asupra calităţii citirii semnalului. Capul de citire cu un singur fascicul asigură aceleaşi trei semnale de bază : semnalul de RF , semnalul FE, TE. Primele două semnale sunt obţinute identic ca în cazul s.o. cu trei fascicole . Astfel semnalul RF este suma celor 4(sau 6) elemente detectoare, iar semnalul de eroare de focalizare se obţine prin compararea celor două perechi de elemente de pe diagonală EF = (A+C)-(B+D). Pentru semnalul de eroare de tracking se foloseşte metoda de comparare a fazei semnalelor folosite pentru stabilirea erorii de focalizare. Diferenţa de fază constituind semnalul de eroare tracking. Pentru înţelegerea metodei de detectare a erorii de tracking în fig. 4.22. se reprezintă principiile detecţiei pe baza fazei diferenţiale. În figură sunt date trei situaţii ale poziţiei capului faţă de pista cu înregistrare. Situaţiile a şi c corespund unei poziţionări incorecte . Cele trei momente luate pentru exemplificare , notate cu t1,t2,t3 corespund cu începutul citirii unei adâncituri , citire la mijlocul înregistrării şi sfârşitul

înregistrării .Semnalele citite sunt cele folosite şi în cazul determinării erorii de focalizare , deci A+C şi B+D. În cazul unei poziţionări incorecte a capului faţă de pistă (fig.4.22.a) la momentul t1 adâncitura este sesizată numai de celula A. La momentul t2 atât A cât şi sesizează adâncitura , iar la momentul t3 numai celula D sesizează adâncitura. În urma generării semnalelor A+C şi B+D şi refăcând fronturile ,reiese că între semnalele A+C şi B+D apare un decalaj în timp a semnalului care poate fi pusă în evidenţă de un circuit SAU-EXCULSIV. Rezultatul va fi un tren de impulsuri de polaritate pozitivă (negativă) şi de durată egală ca diferenţă de fază. În cazul poziţionării corecte (fig. 4.22.b) decalarea între semnale este nulă şi semnalul de eroare este nul. Decalarea în sens invers a capului faţă de pistă este redată în fig. 4.22.c, iar semnalul de eroare rezultă sub forma unor impulsuri de semnale negative.

Etapele RF Semnalul de la ieşirea fotodiodei trebuie format şi amplificat (fiind de frecvenţă mare şi de amplitudine mică). Blocul RF se plasează în apropierea fotodiodei. Pentru prelucrarea semnalelor sunt folosite o serie de amplificatoare.