Střída: proč se rysky a mezery kódového kotouče obvykle dělají 1 : 1

Na výkresech kódových kotoučů často stojí „šířka rysky a šířka mezery 1:1“. Důvod: při snímací mřížce 1:1 dává kotouč s propustným podílem přesně 50 % největší střídavý signál. Při odchylce od 1:1 klesá amplituda signálu, při tvarování s pevnou komparační úrovní se posouvá i šířka obdélníkového signálu a intervaly čtyřnásobného vyhodnocení už nejsou rovnoměrné. Článek na výpočtových příkladech vysvětluje vliv střídy a metody kontroly.

Na výkresech kódových kotoučů se často objevuje „šířka rysky : šířka mezery = 1 : 1“ nebo „střída 50 %“. Proč ne 1:2 nebo 2:1? A co se stane, když se výroba trochu odchýlí a propustná mezera zabírá třeba 55 %?

Střídou se zde rozumí podíl šířky propustné mezery na jedné rozteči (u reflexních kotoučů podíl odrazné oblasti). Následující rozbor předpokládá „snímací mřížka 1:1, signál přibližně sinusový“.

Při 1:1 je střídavý signál největší

Když se kotouč otáčí, mezery kotouče a mezery snímací mřížky se střídavě překrývají a míjejí a procházející světlo zesiluje a slábne. Informaci o poloze nese střídavá složka.

Lze ukázat, že při snímací mřížce 1:1 je amplituda základní harmonické (sinusové složky) úměrná sin(π × střída) a stejnosměrná složka je úměrná střídě:

1:1 je tedy vrchol střídavé amplitudy. Odchylka o 10 procentních bodů sníží amplitudu jen asi o 5 % – to vypadá málo, ale sčítá se s excentricitou, mezerou, znečištěním a dalšími vlivy a ukusuje rezervu signálu.

Při odchylce se mění i šířka obdélníku

Používá-li tvarovací obvod pevnou komparační úroveň nastavenou pro 1:1, změní se při odchylce střídy stejnosměrná složka signálu a s ní i šířka vysoké úrovně obdélníku. V sinusové aproximaci: při propustnosti 40 % zabírá vysoká úroveň asi 42 %, při 60 % asi 58 % (obrázek 1).

Čtyřnásobné vyhodnocení počítá na každé náběžné i sestupné hraně kanálů A a B; posune-li se šířka obdélníku, intervaly čítání už nejsou rovnoměrné. Pro 2500 rysek odpovídá ideálně jeden krok 129,6″; při propustnosti 40 % se čtyři intervaly změní asi na 129,6″, 86,3″, 129,6″ a 172,9″ (obrázek 2). Počítá-li se rychlost z intervalů čítání, objeví se periodické kolísání.

Porovnává-li obvod diferenciálně (A minus A−), stejnosměrná složka se vyruší a šířka obdélníku se téměř nemění; pokles střídavé amplitudy však zůstává.

Odkud se berou odchylky šířky rysek

Odchylky střídy vznikají většinou z odchylek šířky rysek: nedostatečně řízená expoziční dávka, vyvolání či leptání udělají rysky celého kotouče systematicky širšími nebo užšími; přenáší se i chyba šířky rysek samotné fotomasky.

Při stejné absolutní odchylce se střída posune tím více, čím menší je rozteč. Příklad na poloměru 20 mm, chromová ryska o 2,5 μm užší než v návrhu:

• 2500 rysek, rozteč asi 50,3 μm: propustný podíl vzroste z 50 % asi na 55 %;
• 10000 rysek, rozteč asi 12,6 μm: propustný podíl asi 70 %.

Jak střídu kontrolovat

1. Na poloměru snímání změřte optickým měřicím přístrojem šířku rysky a rozteč a přepočtěte je na střídu. Šířka radiálních rysek se mění s poloměrem – měřte vždy na předepsaném poloměru.
2. Měřte v několika místech rovnoměrně rozložených po obvodu a ověřte, zda je celý obvod jednotný.
3. Sjednoťte způsob vyhodnocení hrany. Roztřepené hrany a zbytky chromu způsobí, že se naměřená hodnota a skutečný optický účinek rozcházejí.
4. Po montáži do snímače lze na osciloskopu sledovat poměr času vysoké a nízké úrovně kanálu A a Lissajousův obrazec signálů A a B.

Shrnutí

1:1 není zvyk, ale návrhový bod, který dává největší střídavý signál a nejrovnoměrnější obdélník. Při odchylce střídy klesá amplituda, obdélník se rozšiřuje či zužuje a intervaly čtyřnásobného vyhodnocení se stávají nerovnoměrnými. Čím jemnější rozteč, tím důležitější je řízení šířky rysek; kontrola se provádí na poloměru snímání ve více bodech po celém obvodu.

Překlad čínského originálu (0018). ENC7 – výrobce kódových kotoučů (poptávka) · Odborné články · https://enc7.com

© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Všechna práva vyhrazena. Článek vznikl s pomocí AI.