Выделение цифрового сигнала и импульсов тактовой синхронизации

Информационный сигнал, считанный с диска, имеет форму, далекую от той, что он имел при записи на диск-оригинал. Такой сигнал называется высокочастотным информационным сигналом.

Однако информация, представленная при записи в коде EFM, содержится в промежутках между границами двухуровнего сигнала, формируемого в процессе канального кодирования. Поэтому для того, чтобы декодировать воспроизведенный поток данных, высокочастотный сигнал нужно преобразовать в последовательность прямоугольных импульсов, длина которых кратна периоду тактовой частоты F_т = 4,3218 МГц. Осуществляется такое преобразование путем сравнения величины тока фотоприемника (фототока) I_ф с некоторым усредненным уровнем I_ср. Такая операция называется компарированием. На рис. 2 показан процесс преобразования фототока I_ф в двухуровневый сигнал.

Рис. 1 - Считывание информации с диска лучом лазера и преобразование её в двухуровневый сигнал

В силу целого ряда причин при компарировании может возникнуть ошибка (Δτ) в положении перепада уровня (фронта).

На практике почти каждый фронт в той или иной степени является искаженным. Поэтому, перед тем, как подавать полученный цифровой сигнал на демодулятор EFM, его следует откалибровать по длительности так, чтобы расстояние между любыми двумя его фронтами было кратным периоду частоты F_т.

Для этоо используется так называемое устройство тактовой синхронизации (УТС), построенное на основе петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Схема такого устройства показана на рис. 2, а временные диаграммы его работы - на рис. 3

Рис. 2 - Схема УТС с ФАПЧ

Рис. 3 - Временные диаграммы работы УТС

Ноль определителя ошибки синхронизации здесь выполняет фазовый дискриминатор (ФД). На один из его входов поступает тактовая частота F_т, вырабатываемая генератором, управляемым напряжением (ГУН) (на схеме - её инверсия F_т). На другой вход ФД поступают короткие импульсы, сформированные по фронтам воспроизведенного сигнала EFM_в. В соответствии с величиной и знаком ошибки φ ФД вырабатывает управляющее напряжение U(φ), которое вынуждает ГУН изменить свою частоту так, чтобы её период приблизился к длительности канального бита воспроизведенного сигнала EFM_в. Чтобы устранить искажения фронтов сигнала EFM_в, он идентифицируется (стробируется) в середине тактового интервала с помощью обычного D-триггера. Полученный сигнал EFM далее поступает на демодулятор.

Промежуток времени, в пределах которого может находиться искаженный фронт сигнала EFM_в без риска быть неправильно идентифицированным при стробировании, называется окном детектирования. Окно детектирования равно расстоянию от одного стробирующего фронта до другого, т. е. длительности тактового интервала F_т.