CN100341069C

CN100341069C - 光碟片快速动态制动系统

Info

Publication number: CN100341069C
Application number: CNB001058576A
Authority: CN
Inventors: 蔡清雄
Original assignee: Discovision Associates
Current assignee: Discovision Associates
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: CN1317796A

Abstract

一种光碟片快速动态制动系统，是由镜头的快速动态制动特性切合预设目标的速度曲线，其包括有：镜头控制器，连接于光碟机的读写头，以操作镜头对读写头的相对运动速度；雪橇控制器，连接至光碟机的雪橇马达，以操作读写头机座对地的相对速度；该镜头控制器及雪橇控制器，共同操作控制镜头对地的相对速度，使之切合于预设的速度曲线；该两控制器与读写头间，形成一闭回路控制，使本系统能够有效克服光碟机不同机构上的差异性。

Description

光碟片快速动态制动系统

技术领域

本发明涉及一种光碟片的动态制动系统。

背景技术

近年以来，由于光电半导体技术的突飞猛进，使得光碟机相关技术日益增进，其实际运用也越来越普遍。尤其是光碟机的记忆容量越来越大，其技术内容日新月异，几乎己成为电脑必备的周边设备之一。目前，在数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统的相关技术中，如何以最短的时间来搜循目标轨一直是长期研究的目标。以往的跳轨法属于全开式，需花费很长的时间来作区段性的调控，才能达到较好的效果，其主要的缺点在于无法克服机构的差异性问题。

另一方面，在DVD和CDROM系统中，读写头的结构不同于硬碟，故很难有与硬碟相同的跳轨时间，主要的难点是在于镜片的晃动，尤其难在如何利用镜片的快速动态制动来连动整个读写头，来满足预期的速度目标曲线的要求。

目前所使用的技术可以分成两种：(一)仅调控滑板马达(Sledge motor)的输入电压FMO，(二)调控滑板马达(Sledge motor)的输入电压FMO和读写头的输入电压TRO。在此分述如下：

(一)仅调控滑板马达的输入电压FMO：

A速度目标型：

举一跳6000轨的例子，特别是调整FMO的电压值及加速和煞车的比例使得到达接近6000轨的速度为最小，以便稳定锁轨的例子。其技术主要缺点为：

1)容易受到机构的差异导致无法准确到达目标轨数。

2)剩余轨数变化特别大。

3)当数轨计数器仅为单向时，此方式容易造成机构冲撞。

4)容易受读写头的摇晃而导致速度误判，造成不稳定。

B轨数目标型：

与前述的差异仅在于轨数目标达成之后离开，再进行锁轨。然而其缺点是：

1)容易受到机构的差异，导致无法在目标轨数完成后稳定锁轨。

2)稳定性完全视机构的品质而定。

此A、B两种方式，并无法以同一参数来调控所有长短跳轨的需求，所以必须以区域性方式来进行调整，然而，其调整方式非常花时间及程式空间，有待加以改进。

(二)调控滑板马达(Sledge motor)的输入电压FMO和读写头的输入电压TRO；

由于光碟机读写头的晃动，使得前述的方法(-)有不稳定的因素，而后期光碟机(CDROM)的跳轨方式，则采用反馈的方式来稳定镜片的摇晃。所以有同时调整雪撬马达(Sledge motor)的输入电压FMO和读写头的输入电压TRO的技术，其技术原理如下：

首先，滑板马达的输入电压FMO的推动方式与方法(一)相同。其中摇晃信号(A+B-C-D)由读写头取得，此信号输入到控制器，而后输出读写头的输入电压TRO来抑制镜片的摇摆。当镜片阻尼增大时，FMO的推进模式比较能达到预期目标。然而，其先决条件是读写头必须有A、B、C、D四种讯号输出才能使用。此方法并不适用于短轨的跳轨，主要原因是即使镜片完全固定不摆动，仅靠滑板马达(Sledge motor)来动作，也很难在规定的时间内作少数轨的跳跃。因为滑板马达(Sledge motor)连动整个机构，本身会有摩擦力及频宽不快速的问题，所以此方法比较而言，常用于较长轨的跳轨。

此外，为了使本发明于整个光碟机中的相关位置，有更进一步的认知与了解，则以图1示出一般光碟机中相关元件位置连接关系。参阅图1，其包括有一光碟片1，其设置于一主轴马达2之上，该主轴马达2即为旋转光碟片1的主要装置。一读写头3，是架构于一承载装置4之上，可于该承载装置4上来回移动，用以读取光碟片1中的资料。此外，该承载装置4是通过连接一滑板马达(Sledge Motor)5所驱动。如图1所示，该读写头3是有一输入电压TRO，而该滑板马达(Sledge Motor)5亦有一输入电压FMO，用以提供适当的控制讯号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光碟片快速动态制动系统，其能克服光碟机不同机构上的差异性，能够满足于短时间内搜循目标轨的需求，不需长时间作区域性调整，使镜片稳定且结构简单。

为实现上述目的，本发明提供了一种光碟片快速动态制动系统，其特征在于：包括有：

镜头控制器，连接于光碟机的读写头，以操作镜头对读写头的相对运动速度；

滑板控制器，连接至光碟机的滑板马达，以操作读写头机座对地的相对速度；

该镜头控制器及滑板控制器，共同操作镜头对地的相对速度，并且根据从预设的速度曲线所确定的速度来控制该相对速度；该镜头控制器与滑板控制器的输入端，接收来自读写头所连接输出的反馈讯号，该反馈讯号经由反馈路径连接于该两控制器的输入端，形成一闭回路控制。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：当执行跳轨操作时，该系统的预设速度与反馈速度的差值，导致镜头控制器输出跟踪输出讯号，使反馈速度跟随，该滑板控制器又随着作动，使该读写头机座的速度跟随该预设速度，而使该预设速度与反馈速度接近。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：所述的反馈路径，为将该读写头的输出连接至一以计算轨数的轨数计数器，该轨数计数器还同时连接于一速度估测器与一速度曲线切合电路；该速度估测器与该速度曲线切合电路的输出连接于一积和点，该积和点将该输出讯号积和后同时传送给该镜头控制器与滑板控制器，作为该镜头控制器与滑板控制器的输入讯号，以形成一闭回路控制。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K1*(z-a)/(z-b)，其中，1/z为第一顺向增益，a为第二顺向增益，b为反馈增益，K1为输出增益。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该滑板控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K2*(z-c)/(z-d)，其中，1/z为第一顺向增益，c为第二顺向增益，d为反馈增益，K2为输出增益。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K1*(z-a)/(z-b)，其中，1/z为第一顺向增益，a为第二顺向增益，b为反馈增益，K1为输出增益；该滑板控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为KZ*(z-c)/(z-d)，其中，1/z为第一顺向增益，c为第二顺向增益，d为反馈增益，K2为输出增益。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器与滑板控制器的形式中，在K2大于K1十倍以上时，镜头会偏离中心。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器与滑板控制器两者的形式中，在b＝d时，该镜头控制器中是仅连接于第一增益与第二增益及连接于镜头增益积和点，之后输出跟踪输出讯号。

所述的一种光碟片快速动态制动系统，其特征在于：包括有：

第一增益，连接于一镜头增益积和点，该镜头增益积和点同时输入有第二增益的增益值，之后输出镜头控制输出讯号TRO而连接至读写头，以控制读写头的相对运动速度；

一计算轨数的轨数计数器，连接至读写头的输出端；

一执行读写头速度估测的速度估测器，连接于该轨数计数器；

一将读写头机座的速度切合于预设的目标速度曲线的速度曲线切合电路，连接于该速度估测器；该速度估测器与该速度曲线切合电路的输出连接于一积和点，作讯号积和，该积和点将该输出讯号积和后同时传送给该第一增益与滑板控制器，作为该第一增益与滑板控制器的输入讯号，以形成一闭回路控制。

所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：在执行跳轨操作时，该系统的预设速度与反馈速度的差值，导致镜头控制器输出的读写头的输入电压作动，使口授速度跟随，该滑板控制器又随着作动，使读写头机座的速度跟随该预设速度，使预设速度与反馈速度接近。

采用了上述技术方案后，本发明的的光碟片快速动态制动系统，主要是针对于数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统技术领域中，提出一全闭式控制回路，其主要控制元件包括有：镜头(Lens)控制器，连接于光碟机的读写头，用以操作镜头对读写头的相对运动速度；滑板(Sledge)控制器，连接至光碟机的滑板马达(Sledge Motor)用以操作读写头机座对地的相对速度。

该两组控制器，其共同作用均为操作镜头对地的相对速度，并且使控制曲线切合(Curve Fitting)预设目标的速度曲线。该两组控制器于执行跳轨操作时，系统的预设速度与反馈速度的差值，导致镜头控制器的输出TRO很快作动，使得反馈速度很快跟随，稍后滑板控制器又随之作动，令读写头机座的速度很快跟随预设速度。此时预设速度与反馈速度的差值己变得稳定又小值，达成稳定跳轨，其既可有效克服光碟机不同机构的差异性，也能够满足于短时间内搜循目标轨的需求，改善习用全开式跳轨必须使用长时间作区域性调整的缺点，而且其是以快速动态制动的方式来连动整个读写头，使读写机的速度满足预设目标的速度曲线要求，能有效解决镜片因为DVD和CDROM系统与硬碟不同的跳轨时间所产生的晃动问题。

此外，本发明也可以直接制作于IC内，以硬件式达成控制方式，改善习用技术构造复杂的缺点。

由此，使本发明具有如下的优点：(1)结构简单，可节省晶片成本；(2)容易设计控制器；(3)稳定且快速的跳轨。经实验证明，本发明所提供的系统能够使镜片的摆动受到适时压制，而且镜片的速度又可非常精准地符合预期的速度曲线，且对于机构的适应度，也有很大的助益。

附图说明

下面，结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

图1是一般光碟机中相关元件的位置关系示意图。

图2是为本发明的光碟片快速动态制动系统中相关元件的连接方块图。

图3是本发明实施例中镜头控制器的一阶低通滤波器的控制方式方块连接图。

图4是本发明实施例中滑板控制器的一阶低通滤波器的控制方式方块连接图。

图5是本发明第二实施例中镜头控制器简化后相关元件的连接示意图。

具体实施方式

本发明主要为一种光碟片快速动态制动的系统，其是针对于数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统中，通过提出一全闭式控制路，而能够有效地克服光碟机不同机构上的差异性；并且能够有效运用于短时间内搜循目标轨的需求，而改善习用全开式跳轨必须使用长时间作区域性调整的缺点。

本发明所采用的方式是通过镜头控制器与滑板控制器，并且配合一闭回路的反馈路径，使读写头机座的速度能够切合于目标速度。关于本发明所采用的控制器连接方式，其相关元件连接关系如图2所示，包括有：一镜头(Lens)控制器40，连接于光碟机的读写头10，用以操作镜头对读写头10的相对运动速度；一滑板(Sledge)控制器50，连接至光碟机的滑板马达(Sledge Motor)20，是操作读写头10机座对地的相对速度。此外，图2中所揭示的光碟片1与主轴马达2以及承载装置30乃与图1所示的习用技术相同，在此不予赘述。

上述的两组控制器40、50，其共同作用均为操作镜头对地的相对速度，并且控制曲线切合(Curve Fitting)于预设的速度曲线；该镜头控制器40与滑板控制器50的输入端，是接收来自读写头10所连接输出的反馈讯号，该反馈讯号经由反馈路径连接于该两控制器40、50的输入端，形成一闭回路控制系统。

对于所述反馈路径的连接方式，主要是将该读写头10的输出连接至一轨数计数器60，用以计算轨数，之后同时连接于一速度估测器70与一速度曲线切合电路80；该速度估测器70与一速度曲线切合电路80的输出是连接于一积和点90作讯号积和，之后同时传送给该镜头控制器40与滑板控制器50等，作为两者的输入讯号，如此而形成一闭回路控制。

图2所示的本发明实施例，当执行跳轨操作时，系统的预设速度与反馈速度的差值，则导致镜头控制器的输出TRO很快作动，使得反馈速度很快跟随，稍后滑板控制器又随之作动，令读写头机座的速度很快跟随预设速度，此时预设速度与反馈速度的差值己变得稳定且小值，可达到稳定跳轨的目的。

此外，就本发明所提出的镜头控制器与滑板控制器的控制形式而言，该镜头控制器40则为一阶低通滤波器，其形式为K1*(z-a)/(z-b)；以及该滑板控制器50为一阶低通滤波器，其形式为K2*(z-c)/(z-d)。如图3所示，为本发明实施例中该镜头控制器的一阶低通滤波器形式控制的方块连接图。其中一输入u连接至输入积和点44，之后连接于第一顺向增益45。该第一顺向增益45的值为1/Z，其输出连接于第二顺向增益46；该第二顺向增益46的数值为a。另有一反馈增益47，数值为b，是连接介于该第一顺向增益45的输出端与输入积和点44之间。之后，该第二顺向增益46的输出连接至输出积和点49，同时，该输出积和点49是与输入积和点44的输出端直接相连接。最后，该输出积和点49的输出连接于输出增益48。该输出增益48的值为KI。组合后的形式即为K1*(z-a)/(z-b)的形式，如此，则形成本发明所提出的镜头控制器40的控制方块图。

如图4所示为滑板控制器50的控制方块连接图，由于该滑板控制器50同样为一阶低通滤波器，所以该图4所示与图3所示的相同。即为一输入u连接至输入积和点55，之后连接于第一顺向增益51。该第一顺向增益51的值为1/Z其输出连接于第二顺向增益52；该第二顺向增益52的数值为C。另有一反馈增益53，数值为d，其连接介于该第一顺向增益51的输出端与输入积和点55之间。之后，该第二顺向增益52的输出连接至输出积和点56，同时，该输出积和点56是与输入积和点55的输出直接相连接。最后，该输出积和点的输出连接于输出增益54。该输出增益54的值为k2。组合后的形式即为K2*(z-c)/(z-d)，如此，则可形成本发明所提出的滑板控制器50的控制方块图。

对于图3与图4所述的镜头控制器40与滑板控制器50等两种控制形式，其中当K2大于K1十倍以上时，镜头会稍偏离中心。另一方面，若是两个控制器形式的b＝d时，则该镜头控制器40可进一步简化为仅连接于第一增益与第二增益及连接于镜头增益积和点，之后输出TRO讯号。此点参阅图5，图5所不同于图2的，是在于该镜头控制器40简化为有第一增益41，其输入为积和点90的输出，而输出则连接至一镜头增益积和点43，该第一增益41的值为K1。以及包括有第二增益42，其值为K2，是连接介于该滑板控制器50与镜头增益积和点43之间。如此，可以节省乘法器的使用。

如上所述，本发明所提出的以镜头(Len)控制器40操纵镜头(Len)对读写头机座的相对速度，以滑板(Sledge)控制器操纵读写头机座对地的相对速度，此两控制器共同的目标是操纵镜头(Len)对地的相对速度满足预设的速度曲线图。

另一方面，因为读写头的线圈动态响应比较快，镜头(Len)控制器所在的回路频宽也设计的比较大，如此一来，当开始起跳时，预设速度与反馈速度的差值导致镜头(Len)控制器的输出TRO很快作动，使得反馈速度很快跟随，稍后滑板(Sledge)控制器又随之作动，令读写头机座的速度很快跟随预设速度，此时预设速度与反馈速度的差值已变得稳定又小值。

所以，本发明利用镜片的快速动态制动来连动整个读写头，可以满足预设目标的速度曲线，能够解决镜片因为DVD和CDROM系统与硬碟不同的跳轨时间所产生的晃动，其为本发明的要旨。此外，本发明也可以直接制作于IC内，以硬件达成控制方式，改善习用技术构造复杂的缺点。

Claims

1.一种光碟片快速动态制动系统，其特征在于：包括有：

2.如权利要求1所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：当执行跳轨操作时，该系统的预设速度与反馈速度的差值，导致镜头控制器输出跟踪输出讯号，使反馈速度跟随，该滑板控制器又随着作动，使该读写头机座的速度跟随该预设速度，而使该预设速度与反馈速度接近。

3.如权利要求1所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：所述的反馈路径，为将该读写头的输出连接至一以计算轨数的轨数计数器，该轨数计数器还同时连接于一速度估测器与一速度曲线切合电路；该速度估测器与该速度曲线切合电路的输出连接于一积和点，该积和点将该输出讯号积和后同时传送给该镜头控制器与滑板控制器，作为该镜头控制器与滑板控制器的输入讯号，以形成一闭回路控制。

4.如权利要求1所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K1*(z-a)/(z-b)，其中，1/z为第一顺向增益，a为第二顺向增益，b为反馈增益，K1为输出增益。

5.如权利要求1所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该滑板控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K2*(z-c)/(z-d)，其中，1/z为第一顺向增益，c为第二顺向增益，d为反馈增益，K2为输出增益。

6.如权利要求1所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K1*(z-a)/(z-b)，其中，1/z为第一顺向增益，a为第二顺向增益，b为反馈增益，K1为输出增益；该滑板控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K2*(z-c)/(z-d)，其中，1/z为第一顺向增益，c为第二顺向增益，d为反馈增益，K2为输出增益。

7.如权利要求6所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器与滑板控制器的形式中，在K2大于K1十倍以上时，镜头则偏离中心。

8.如权利要求6所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该镜头控制器与滑板控制器的形式中，在b＝d时，该镜头控制器中是仅连接于第一增益与第二增益，并连接于镜头增益积和点，之后输出跟踪输出讯号。

9.如权利要求1所述的一种光碟片快速动态制动系统，其特征在于：包括有：

第一增益，连接于一镜头增益积和点，该镜头增益积和点同时输入有第二增益的增益值，之后输出镜头控制输出讯号的跟踪输出讯号而连接至读写头，以控制读写头的相对运动速度；

一计算轨数的轨数计数器，连接至读写头的输出端；

10.如权利要求9所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：在执行跳轨操作时，该系统的预设速度与反馈速度的差值，导致镜头控制器所输出的给读写头的输入电压进行工作，使反馈速度跟随，该滑板控制器又随着作动，使读写头机座的速度跟随该预设速度，使预设速度与反馈速度接近。

11.如权利要求9所述的光碟片快速动态制动系统，其特征在于：该滑板控制器为一阶低通滤波器，该阶低通滤波器的形式为K2*(z-c)/(z-d)，其中，1/z为第一顺向增益，c为第二顺向增益，d为反馈增益，K2为输出增益。