§10-3 光盘机伺服原理
一、循迹伺服原理
（1）三光束法检测原理
为保证跟踪其节距仅为1.6μm的信号轨迹，必须设有伺服系统。循迹伺服系统是VCD机中最重要的伺服机构之一，其作用是通过物镜的横向移动，使激光束能正确地环绕碟片的信号面循迹。
在CD与VCD系统中，广泛采用三光束法取出循迹信号误差，如图10-7所示。
在图中，给出了主、副三光束光线照射到碟片上的变化情况。主、副三光束均被聚焦成极细小的光点，投射到碟片信号面的相邻坑点上，各自的反射光分别由A、B、C三个光电二级管组合的光检测器所接收，并输出与其明暗程度相对应的电压V A、V B及V C。图中（b）表示主光束准确的照射到主信迹上，此时从副光束A、C检出的光量相等，即V A-V C=0，说明主光束照射正确，勿须循迹。
当光点偏离到坑点列的下方时，光点A因位于反射面，其反射光较明亮，而光点C因位于主信迹部分，其反
射光因绕射而变得较暗，则两个光电二极管输出的电压不等，即V A＞V C，如图中（a）所示，其差V A－V C＞0。若光点偏离到坑点列的上方，则光点A因位于主信迹部分，其反射光较暗，而光点C 由于处于反射面，则光点C的反射光较明亮，此时V A－V C＜0。可见V A－V C 之差是被用来作循迹伺服误差信号的。此循迹误差信号，经电子电路放大后，传递到双轴传动系统，执行自动控制操作，便保证了光点B始终能循迹在主信
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172迹上，完成导向任务，使V A －V C 之差始终保持在误差范围之内。
（2）循迹精度
光盘轨迹的节距仅为 1.67μm ，光斑（艾里斑）直径为（取λ=780nm ，NA=0.45）
而光盘偏心与主轴跳动达±70μm 。对存在循迹误差时信号读取情况考察的表明，循迹误差最好抑制到±0.1μm 左右，则伺服增益为
（3）二级循迹伺服系统
循迹线圈驱动光学头作精伺服，消除高频误差；滑动进给电机驱动光
)
(1.222
.1m NA
μλ
φ==)(571
.070
lg
20dB 分贝=
+ 0 _
(b) 副光束A
副光束C (c)
图10—7 三光束法寻迹原理
学头小车作粗伺服，消除低频误差。循迹原理框图，如图10-8所示。
（粗伺服）
图10-8 循迹伺服系统框图
系统控制电路是控制循迹伺服系统工作的，即当碟片开始旋转，放大的循迹误差信号送至循迹线圈时，物镜便环绕碟片的信号面作横向移动，执行循迹功能。
二、聚焦伺服原理
（1） 象散法检测原理
聚焦伺服系统的作用，是通过垂直移动物镜，使激光束在碟片的信号面上始终保持着
良好的聚焦。
聚焦伺服机构亦是激光影碟机的最重要机构之一。物镜虽能将激光束聚焦在碟片的信号面上，但鉴于碟片本身存在的不平，翘曲或偏心等轻微变形，在高速旋转中不可避免的要产生上下抖动的面振动，使物镜与碟片的间距发生改变，而产生聚焦误差，这样便无法保证其焦点始终都落在碟片的信号面上。为了确保物镜与碟片的间距不变，焦点时刻落在碟片的信号面上。为了确保物镜与碟片的间距不变，焦点时刻落在碟片的信号面上，就必须有聚焦伺服机构予以保证。
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174为检测出碟片信号面与物镜间的距离，聚焦误差信号最常用的检测方法是像散法，又称非点收差法。像散法，是在光电二极管组成的光检测器与碟片之间的光路中，放入一圆柱形透镜，如图10-9所示。
圆柱形透镜只在X 方向上起作用。在此透镜作用下，当聚焦位置最佳时，投射到作为检测器的四分割光电二极管上的光斑为圆形，各光电二极管上接收的光量相等，即4个传感器的输出进行（①＋③）－（②＋④）运算处理后，基结果为0，该运算结果便是聚焦误差信号，表明聚焦正确，则物镜不动。当碟片远离物镜时，则光斑呈横向椭圆形，此时（①＋③）－（②＋④）＞0，聚焦误差信号为正，控制聚焦电机使物镜靠近碟片；当碟片靠近物镜时，则光斑呈纵向椭圆形，此时（①＋③）－（②＋④）＜0，聚焦误差信号为负，控制聚焦电机使物镜远离碟片。依此控制碟片与物镜间的距离时刻保持一定，就始终保证了焦点落在碟片的信号面上。
过近 正确 过远
① ③ ② ④ 图10—9 像散法构成及原理图
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<0 近焦 N
)()(4231I I I I u +−+=Δ = 0 正焦J
>0 远焦F
（2）聚焦精度
激光聚焦焦深为（设λ=780μm,NA=0.45）：
取目标值±1μm 。
而光盘上下跳动达±500μm ，则伺服增益：
（3）聚焦伺服系统
为使物镜能作垂直移动，保持激光束在碟片信号面上的聚焦，聚焦线圈是套在物镜上
的。系统控制电路控制聚焦伺服系统的工作，保证在激光接通之后，能进行及时地聚焦伺服。聚焦伺服系统工作时，首先使物镜作垂直移动，寻其正确的聚焦点，之后是维持良好聚焦的工作条件，是在完成调焦并接收到FOK 信号之后进行的。聚焦伺服系统原理图，如图10-10所示。
在调焦期间，为防止聚焦误差信号扰乱调焦工作，第一级放大器一般是关断的。
)(541
500
lg
20dB 分贝=m
NA d μλ
9.1)(22
±=±
汽车cd碟片=图10-10 聚焦伺服系统原理框图
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