Guten Tag,
heute habe ich eine defekte Musikanlage mit CD-Laufwerk zerlegt, bis mir
auffiel, dass die Positionierung des Lasers mit einem normalen Motor
(FF-130SH) funktioniert. Dann hab ich mir diesen mit laufender CD
angeschaut: er dreht sich alle ~10s um c.a. eine halbe Umdrehung. Mein
altes CD-Laufwerk aus meinem PC hatte nämlich einen Schrittmotor für die
Positionierung.
Nun meine Frage: wie kann sowas eigentlich funktionieren? Ich dachte der
Laser sieht immer nur eine Spur ergo müsste die Positionierung
mindestens einmal pro CD umdrehung durchgesteppt werden.
Und dann: wie kann man eine CD mit normalem Bürstenmotor so genau
positionieren, ohne seine Position zu kennen?
Danke im Vorraus,
TrymoCore
PS: Ist der Motor, der die CD dreht eigentlich immer kein Schrittmotor?
TrymoCore schrieb:> Nun meine Frage: wie kann sowas eigentlich funktionieren? Ich dachte der> Laser sieht immer nur eine Spur ergo müsste die Positionierung> mindestens einmal pro CD umdrehung durchgesteppt werden.
Nein, so gut wie alle heutigen Abtastsysteme tasten mit 3 'Augen' ab,
links, Mitte und rechts. Mitte wird dabei genau auf den 'Pits' gehalten
und wird für die Daten benutzt, links und rechts als Tracking Signale
werden für das Nachführsystem benutzt.
Das Nachführsystem besteht eigentlich aus 2 Kreisen. Zuerst wird mit der
Trackingspule im Laserkopf die Linse nachgeführt, wenn diese aus dem
Regelbereich zu wandern droht, kommt der Spindelmotor zum Zug. Dieser
war früher so gut wie immer ein einfacher DC Motor, denn die sind billig
und leicht anzusteuern. Schrittmotoren waren Standard bei Disketten und
alten Festplatten, sind aber bei CD Laufwerken bis heute relativ selten.
TrymoCore schrieb:> PS: Ist der Motor, der die CD dreht eigentlich immer kein Schrittmotor?
Ja. Das kann wieder ein einfacher DC Motor sein, oder ein BLDC wie in
Festplatten. Schrittmotore wären hier völlig fehl am Platz.
TrymoCore schrieb:> wie kann sowas eigentlich funktionieren? Ich dachte der> Laser sieht immer nur eine Spur ergo müsste die Positionierung> mindestens einmal pro CD umdrehung durchgesteppt werden.
Nein, es ist die Linse, die sich bewegt zum Focussieren, stell dir vor
die CD eiert (was sie immer tut, zumindest um mehr als 1 Spurbreite) da
muss (wund wird) ständig auch innerhalb einer Umdrehung nachjustiert,
durch schnelle Spulen die Magnete anziehen direkt an der Linse.
Erst wenn die Linse mit ihrer Bewegung am Rand ist, muss der
Kopfschlitten bewegt werden damit die Linse wieder ungefähr in ihrer
Mitte ungefähr über der Spur steht.
CD-Player haben noch nie Schrittmotore verwendet; zur Positionierung des
Laserschlittens wird ein Servoantrieb mit dauernder Bewegung verwendet.
Die Spur (eine CD hat nur eine) ist eine Spirale.
Ich kenne noch Philips CD-Spieler aus den 80ern, die hatten einen
Linearmotor zur Positionierung des Kopfes und keine weitere
Feinpositionierung am Kopf selbst. Genau wie bei einer Festplatte.
Rufus Τ. F. schrieb:> CD-Player haben noch nie Schrittmotore verwendet; zur> Positionierung des> Laserschlittens wird ein Servoantrieb mit dauernder Bewegung verwendet.> Die Spur (eine CD hat nur eine) ist eine Spirale.
Das ist falsch, da ich schon mindestens eins zerlegt habe, wo ein
Schrittmotor drin war.
Ich würde sogar behaupten, dass die Mehrzahl der optischen Laufwerke
heute Schrittmotoren verwenden.
Die Linse wird übrigens meist über einen Voice Coil Motor genau
positioniert, der Feedback Mechanismus ist z.B. in dem Paper
http://www.ieeecss.org/CSM/library/2008/june08/11-June08ApplicationsOfControl.pdf
einigermaßen beschrieben.
Also ich hab mal ein CD-Laufwerk aus dem Jahre 2005 zerlegt, da wurde
der Lesekopf auch mit einem Schrittmotor positioniert (antürlich in
Verbindung mit einer beweglichen Linse).
Die Linse hat 2 Spulen, wobei die eine (Fokus) die Linse hoch und runter
bewegt (Ausgleich von Höhenschlag und das grundlegende Scharfstellen auf
die Spur) und die andere Spule für rechts/links (Tracking).
Als weitere Positionierhilfe haben so gut wie alle Laufwerke noch den
Sensor(Schalter) für 'Spur 0', also für den Anschlag am inneren Rand des
Mediums.
nfet schrieb:> Die Linse wird übrigens meist über einen Voice Coil Motor genau> positioniert
Naja, 'Voice Coil' ist etwas hoch gegriffen, es handelt sich meist
einfach um zwei Spulen, wobei die eine die Linse hoch und runter bewegt
für den Fokus (und als Ausgleich gegen Höhenschlag) und die andere die
rechts/links Bewegung fürs Feintracking erledigt. Das Grobtracking macht
dann der o.a. DC-Motor (oder Schrittmotor, wobei ich das selber noch
nicht gesehen habe - denkbar ist es aber), der manchmal auch
Traversemotor genannt wird.
Anbei mal ein Auszug eines Panasonic Pickups, hier recht aufwendig mit
5(7) Empfangsdioden und Preamp auf dem Flexkabel. LD ist die Sendediode.
Ganz unten die beiden o.a. Spulen.
nfet schrieb:> Das ist falsch, da ich schon mindestens eins zerlegt habe, wo ein> Schrittmotor drin war.> Ich würde sogar behaupten, dass die Mehrzahl der optischen Laufwerke> heute Schrittmotoren verwenden.
Ich würde sagen, bei CDs kann das geradeso noch klappen; spätestens
seit der DVD sind m.E. Schrittmotore zu ungenau.
Harald W. schrieb:> Ich würde sagen, bei CDs kann das geradeso noch klappen; spätestens> seit der DVD sind m.E. Schrittmotore zu ungenau.
Das scheinen die Laufwerkshersteller aber nicht zu wissen
MfG Klaus
Rufus Τ. F. schrieb:> CD-Player haben noch nie Schrittmotore verwendet; zur> Positionierung des> Laserschlittens wird ein Servoantrieb mit dauernder Bewegung verwendet.> Die Spur (eine CD hat nur eine) ist eine Spirale.
Harald W. schrieb:
> Ich würde sagen, bei CDs kann das geradeso noch klappen; spätestens> seit der DVD sind m.E. Schrittmotore zu ungenau.
Das scheinen die Laufwerkshersteller aber nicht zu wissen
MfG Klaus
Hallo,
ich weiß auch nicht, wieso ein "Moderator" der so wie es
aussieht noch nie ein DVD Laufwerk zerlegt hat solche Behauptungen
hier verbreiten kann. Nichts für ungut aber als Moderator
hat man doch schon eine gewisse Vorbildfunktion
und sollte sich absolut sicher sein wenn er „NIE“ schreibt.
Es gibt im Inet tausenden von Bauanleitungen über xy Plotter, Fräser,
Lasergravur Maschinen (incl. Laser aus dem DVD Laufwerk) u.s.w. die mit
den Schrittmotoren aus DVD/CD Laufwerken zusammengeschustert werden.
Duck und wech....
OderSo
oderso schrieb:> ich weiß auch nicht, wieso ein "Moderator" der so wie es> aussieht noch nie ein DVD Laufwerk zerlegt hat solche Behauptungen> hier verbreiten kann.
Das ist doch kein normaler Moderator - das ist Rufus, der behauptet die
wildesten Dinge, hat aber immer recht, weil er unfehlbarer ist als Gott
und der Papst zusammen. Daran wirst du dich hier gewöhnen müssen. Es ist
völlig aussichtslos ihm zu widersprechen.
Georg
oderso schrieb:> ich weiß auch nicht, wieso ein "Moderator" der so wie es> aussieht noch nie ein DVD Laufwerk zerlegt hat solche Behauptungen> hier verbreiten kann.
So wie alle anderen: mit Tastatur und Zugangsdaten.
oderso schrieb:> als Moderator> hat man doch schon eine gewisse Vorbildfunktion
Was nicht heißt, dass man inhaltlich mit den Threads zurechtkommen muss.
Sie zu moderieren ist die einzig notwendige Fähigkeit.
Carsten W. schrieb:> Ich kenne noch Philips CD-Spieler aus den 80ern, die hatten einen> Linearmotor zur Positionierung des Kopfes und keine weitere> Feinpositionierung am Kopf selbst. Genau wie bei einer Festplatte.
Das hat Marantz auch gemacht (war ja eine Philips Tochter) und das war
eine echte 'Voice Coil' - wie ein Drehspulinstrument. Das geile an den
Dingern war die sagenhaft schnelle Positionierung, auch wenn die Voice
Coil recht laut war. Damit war das schnelle Anspielen von Songs auf der
CD richtig interaktiv.
Gibts ja leider gar nicht mehr - aber wäre ein klasse DVD Laufwerk mit
schnellem Zugriff.
Die Zugriffsgeschwindigkeit wird praktisch selten durch die Verschiebung
in r Richtung begrenzt, sondern viel öfter, weil die Umdrehungszahl
angepasst werden muss und das eben etwas dauert.
Aber cool wäre es definitiv! Sollte man fast mal bauen :D
Klaus schrieb:> Harald W. schrieb:>> Ich würde sagen, bei CDs kann das geradeso noch klappen; spätestens>> seit der DVD sind m.E. Schrittmotore zu ungenau.>> Das scheinen die Laufwerkshersteller aber nicht zu wissen
Hmm, eine Positionierung auf <100 Nanometer genau per Schrittmotor
erscheint mir schon ganz schön schwierig.
Harald W. schrieb:> Hmm, eine Positionierung auf <100 Nanometer genau per Schrittmotor> erscheint mir schon ganz schön schwierig.
Ja wäre es wohl auch, wenn man es versuchen würde. Aber man braucht
diese Präzision mit dem Schrittmotor gar nicht. Die genaue
Positionierung wird mit dem Voicecoil Motor gemacht, wie bereits weiter
oben erwähnt.
Die Schrittweite hängt ja auch mehr von der Getriebeübersetzung ab.
Schätze mal, daß der DC-Motor eher den Geschwindigkeitsvorteil bei der
Positionierung hat. Aber wer braucht den beim optischen Laufwerk.
Harald W. schrieb:> Klaus schrieb:>> Harald W. schrieb:>>> Ich würde sagen, bei CDs kann das geradeso noch klappen; spätestens>>> seit der DVD sind m.E. Schrittmotore zu ungenau.>>>> Das scheinen die Laufwerkshersteller aber nicht zu wissen>> Hmm, eine Positionierung auf <100 Nanometer genau per Schrittmotor> erscheint mir schon ganz schön schwierig.
Deer Motor, egal ob Schrit oder Gleichstrom, macht ja auch nur die
Grobpositionierung, die Feinpositionierung macht die voice coil der
Linse.
Carsten W. schrieb:> Ich kenne noch Philips CD-Spieler aus den 80ern, die hatten einen> Linearmotor zur Positionierung des Kopfes und keine weitere> Feinpositionierung am Kopf selbst. Genau wie bei einer Festplatte.
Schlechte Lösungen sterben aus.
Harald W. schrieb:> Hmm, eine Positionierung auf <100 Nanometer genau per Schrittmotor> erscheint mir schon ganz schön schwierig.
Naja, deswegen arbeiten diese Motoren mit einer schneckenförmigen
Linearspindel. Wenn der Motor dann noch Microstepping beherscht, dann
ist das kein Problem.
herbert schrieb:> Naja, deswegen arbeiten diese Motoren mit einer schneckenförmigen> Linearspindel. Wenn der Motor dann noch Microstepping beherscht, dann> ist das kein Problem.
Wir haben doch jetzt oft genug durchgekaut (und der TE hat sogar in
seinem Ausgangsposting davon geschrieben), das der Traversemotor nicht
entscheidend für die Genauigkeit der Positionierung des Lasers ist. Das
Feintracking wird immer über die Linse gemacht, die mit Spulen in 2
Ebenen bewegt werden kann - einmal hoch und runter für Fokus und zum
zweiten rechts und links für die Spurnachführung. Erst wenn dieses
Feintracking an die Grenze kommt, wird der Traversenmotor wieder ein
wenig weiter gedreht.
Deswegen beobachtete der TE ja auch, das der Motor nur alle paar
Sekunden mal ein wenig weiter dreht. Das kann dann ein Schrittmotor sein
oder eben ein kleiner DC-Motor.
Das alles ist auch deswegen nötig, weil eine CD/DVD immer ein wenig
Höhenschlag (Fokus) als auch Seitenschlag hat - sie eiert ein wenig.
Dies wird mit den Spulen an der Linse nachgeführt.
Matthias S. schrieb:> Wir haben doch jetzt oft genug durchgekaut (und der TE hat sogar in> seinem Ausgangsposting davon geschrieben), das der Traversemotor nicht> entscheidend für die Genauigkeit der Positionierung des Lasers ist.
Nun, so genau kannte ich den Aufbau der DVD-Player auch nicht.
Andererseits habe ich viel Erfahrung mit Messungen bis in den
Subnanometerbereich hinein. Deshalb mein Einwurf.
Übrigens hat man kurz nach Einführung der CDs Meßgeräte für
Strukturen auf Oberflächen nach dem Prinzip der Fokusnach-
führung von CDs gebaut. Dieses Meßverfahren hat sich aber nicht
bewährt und wurde nach einigen Jahren wieder verworfen. Vermut-
lich wegen der geringeren Genauigkeit gegenüber den etablierten,
mechanischen Meßverfahren.
Harald W. schrieb:> Vermut-> lich wegen der geringeren Genauigkeit gegenüber den etablierten,> mechanischen Meßverfahren.
Das wundert mich nicht, denn z.B. eine CD hat einen Abstand von Spur zu
Spur von etwa 1,6µm - also 1600nm, eine DVD kommt auf etwa 740nm
Spurabstand, ist also Welten vom Subnanometer Bereich entfernt.
Auch die Tiefe eines Pits (also der Codierung) ist mit 120nm eher grob
im Vergleich zum Subnanobereich.
Das alles muss ja ein Kompromiss zwischen Fertigungskosten für
Datenträger und der Genauigkeit der Laserpositionierung sein. Extrem
genaue, nicht eiernde Datenträger ohne Höhenschlag wären einfach viel zu
teuer in Massenfertigung, das sieht man z.B. an dem Medien in
Festplatten. So hat man die alte Nachführung des Plattenspieler Tonarms
eben optisch nachgebildet. Auch der musste ja mit eiernden und gebogenen
Platten klarkommen.
Falls es jemanden interessiert, wie der DVD Lesekopf seine Spur hält:
http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma-267.pdf
Siehe Seite 17 und Seite 29. Da ist der Optische Pfad beschrieben.
Fokussiert wird mit Astigmatischer Fokusierung. Sprich, bei nicht im
Fokus befindlichen Lichtpunkt wird der eine diagonale Ellipse. Wenn der
Durchschnitt bei allen 4-Quadranten gelich ist, dann ist man im Fokus.
Tracken der Spur wird mit differenz-phasen Tracking Error signal möglch
gemacht. Sprich, die einzelnen Pits wandern über das abgebildete Bild,
und zeitlich gibts eine Verschiebung auf den 4 quadranten. Die phase der
4 quadranten wird verglichen und darauf geregelt.
Bei CD:
http://www.ecma-international.org/publications/files/ECMA-ST/Ecma-130.pdf
Die meisten CD DVD, BD oder HDDVD Laufwerke haben heute als Radius
positionierer Schrittmotoren. Die müssen gar nicht so genau sen, da die
Linse die wahre Servo Tracking Arbeit abnimmt. Bis zu +- 1 mm kann da
der Track schon eiern.
Diese Linsen haben Voice Coil qualität, da sie extrem schnell arbeiten,
und jedes Eiern ausbügeln müssen. Aber schaut mal in die Normen oben,
die sind ganz ausfühlich.
Martin G. schrieb:> Die meisten CD DVD, BD oder HDDVD Laufwerke haben heute als Radius> positionierer Schrittmotoren. Die müssen gar nicht so genau sen, da die> Linse die wahre Servo Tracking Arbeit abnimmt. Bis zu +- 1 mm kann da> der Track schon eiern.>
Das sind halt zwei überlagerte Regelkreise. So wie der Maler, der einen
Meter Wandbreite mit seiner Armlänge abdeckt und dann mit der Leiter
zwei Schritte weiterjockelt.
