CN101051485B - 光碟机的控制器参数设定系统及参数设定方法 - Google Patents

光碟机的控制器参数设定系统及参数设定方法 Download PDF

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Abstract

一种光碟机的控制器参数设定系统，包括输入模块、运算器、比较器。输入模块接收控制器输出的信号和外界输入的饱和值；运算器根据输入模块所接收的信号和外界输入的饱和值进行运算，以获得控制器的输出信号的幅度增益；比较器根据输出信号的幅度增益与预定值比较以确定控制器的参数设置是否符合要求。本发明还提供一种光碟机的控制器参数设定方法。

Description

光碟机的控制器参数设定系统及参数设定方法
【技术领域】
本发明涉及一种控制器的参数设定系统及方法，尤其涉及一种光碟机的控制器参数设定系统及方法。
【背景技术】
光碟机已成为数据存储领域的重要工具。随着技术的发展，光存储介质的容量变得愈来愈大，与之相应的是其对于光碟机的伺服系统的精确度和准确度的要求也愈来愈高。
光碟机使用光学读取头发出光束至光盘上，并接收光盘反射回的光束。光学读取头将所接收的返回光束转变为电信号并生成聚焦误差信号及循轨误差信号。通过控制器对这些聚焦误差信号及循轨误差信号进行处理运算，生成聚焦控制信号及循轨控制信号回馈到光学读取头及其驱动装置，以使得光束可以准确地聚焦于光盘上、光学读取头的驱动装置可以准确地引导光束照射到预定的轨道上。
由Sergio Bittanti、Fabio Dell’Orto、Andrea Di Carlo等人发表于『Proceedings of the 40th IEEE Conference on Decision and Control』(Orlando，Florida USA，December 2001)上p4705～4710的文章「Radial Tracking inHigh-Speed DVD Players」公布了一种用于循轨控制的控制器。该控制器10的结构如图1所示，其包括一个基本的超前/滞后控制器(Lead-Lag Controller)102、两个陷波滤波器(Notch Filter)104、106及一个低通滤波器(Low-PassFilter)108等。
超前/滞后控制器102用于对光学读取头送出的信号中的基本频率部分进行滤波处理；陷波滤波器104用于对其中与盘片的旋转频率相应的频率部分进行滤波处理；陷波滤波器106用于对其中与光学读取头及其驱动装置的频率响应特性相应的频率部分进行滤波处理，从而使得该控制器10具有较宽的频率适应性。低通滤波器108用于抑制光学读取头送出信号中的高频部分的噪声。
上述控制器的结构虽可以使得控制器对于待处理信号具有广泛的频率适应性，然而，针对不同的光学读取头及其驱动装置，如何确定控制器中的各参数则实为光碟机生产厂商面临的主要难题。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种光碟机的控制器参数设定系统。
此外，还有必要提供一种光碟机的控制器参数设定方法。
一种光碟机的控制器参数设定系统，包括输入模块、运算器、比较器。所述输入模块接收控制器输出的信号和外界输入的饱和值；所述运算器根据所述输入模块所接收的信号和外界输入的饱和值进行运算，以获得所述控制器的输出信号的幅度增益；所述比较器根据所述输出信号的幅度增益与预定值比较以确定所述控制器的参数设置是否符合要求。
一种光碟机的控制器参数设定方法，包括以下步骤：
设定控制器的原始参数；
接收所述控制器在所述参数设置下的输出信号和外界输入的饱和值；
根据所述输出信号和饱和值计算所述控制器输出信号的幅度增益；
根据计算结果与预定值比较确定所述参数设置是否符合要求。
上述控制器的参数设定系统及参数设定方法根据该控制器的输出信号进行计算，并将所计算的结果与预定值相比较。通过接收该控制器的输出信号达成对控制器的参数设置进行监控的目的，使用者可以据以进行参数调整而得到符合要求的控制器参数设置。
【附图说明】
图1为一种现有的光碟机的控制器原理图。
图2为较佳实施方式的光碟机结构示意图。
图3为较佳实施方式的光碟机的控制器原理图。
图4为图3所示的子控制电路34的电路结构图。
图5为图3所示的控制器28的电路结构图。
图6为较佳实施方式的参数设定系统结构示意图。
图7为较佳实施例的参数设定方法之流程图。
图8为在一种不符合预定要求的参数设定情形下图6所示的显示模块所显示的图形。
图9为经调整后符合要求的参数设定情形下显示模块所显示的图形。
【具体实施方式】
请参看图2，其为一种光碟机的结构示意图。该光碟机20包括主轴马达22、读取头24、读取头驱动装置26及控制器28等。
主轴马达22用于驱动光盘200旋转；读取头24用于发出光束至光盘200并接收由光盘200反射的光束，以进行信息的记录/再现及输出伺服误差信号至控制器28。控制器28根据所接收的伺服误差信号输出控制信号至读取头24及读取头驱动装置26，从而读取头24据以进行聚焦伺服调整、读取头驱动装置26据以进行循轨伺服调整。
请参看图3，其为图2所示的光碟机的控制器28功能结构示意图。该控制器28包括三组不同取样频率的子控制电路32、34、36；这些子控制电路32、34、36各包括取样电路322、342、362及滤波电路324、344、364，以分别用于对光学读取头所送出的信号中的不同频率部分进行滤波运算。
请参看图4，其为图3所示的子控制电路34的电路结构。该子控制电路34包括取样电路342及滤波电路344。取样电路342对所输入的信号进行取样，以生成数字信号并送至滤波电路344进行滤波运算。
滤波电路344包括超前/滞后滤波电路352和低通滤波电路354。超前/滞后滤波电路352包括延迟器452、454及放大器456、458、460；低通滤波电路354包括放大器462、464，还包括与超前/滞后滤波电路352共用的延迟器454。
延迟器452用于将取样电路342的输出信号Xn-1作预定延迟后送至放大器456进行放大。延迟器454用于将该超前/滞后滤波电路352的前级输出信号Xn-1’作预定延迟后再送至放大器458进行放大。该前级信号Xn-1’经延迟器454延迟、放大器458放大后的信号与Xn-1经放大器460后的信号及Xn-1经延迟器452延迟、放大器456放大后的信号累加，最终生成该超前/滞后滤波电路352的输出信号Xn。该超前/滞后滤波电路352采用前级信号与后级信号进行反馈、延迟、累加，从而形成锁相循环，可以达成稳定的滤波效果。
由超前/滞后滤波电路352输出的信号Xn被送至放大器462以进行放大；同时该信号Xn还被送至延迟器454进行延时后再送至放大器464放大，上述经放大器462、464放大的信号进行累加，最终生成滤波电路344的输出信号Xn+1。
结合参看图5，其为控制器28的电路结构，其是由图4所示的子控制电路结构组合而成。这些子控制电路中的取样电路具有不同的取样频率；其滤波电路中的延迟器及放大器等元件的参数设定也各不相同。
子控制电路34、36用于较低频率的信号滤波运算，子控制电路36的电路结构与图4所示的子控制电路34的电路结构相同，也包括取样电路362及滤波电路364；其中滤波电路364也包括超前/滞后滤波电路356及低通滤波电路358。
子控制电路32用于高频信号的滤波运算，其相比于图4所示的子控制电路34增设了一个超前/滞后滤波电路，即子控制电路32的滤波电路324包括超前/滞后滤波电路332、334及低通滤波电路336。
控制器28还包括输出放大器362，用于将经控制器28内的各子控制电路运算累加而得的信号进行放大。控制器28还包括数字/模拟转换器364，用于将经放大器362放大的信号还原为模拟信号，以便将所得的控制信号回馈到受控对象。
为准确设定控制器28中各元件的参数，使其可以满足不同受控对象的要求，在控制器28的各子控制电路内部设监测点，并对各监测点的输出信号进行计算，以判断其是否符合要求。各监测点的设置如下表1所示：
表1  监测点位置设置
  监测点编号 位置   监测点编号 位置
  A 取样电路322的输出   B 超前/滞后滤波电路332的输出
  C 超前/滞后滤波电路334的输出   D 子控制电路32的输出
  E 超前/滞后滤波电路352的输出   F 子控制电路34的输出
  G 超前/滞后滤波电路356的输出   H 子控制电路36的输出
  I 输出放大器362的输出   J 数字/模拟转换器364的输出
通过测量这些监测点上的信号，并将该所监测的信号值与饱和值相比较，得出该控制器28的输出信号的幅度增益，以供判断控制器28内部各元件的参数设置是否符合要求。
如图6所示，其为进行图5所示的控制器参数设定的参数设定系统原理图。该参数设定系统60包括输入模块602、运算器604、比较器606等。
输入模块602用于接收由控制器的各监测点输出的信号，并将这些信号送至运算器604。输入模块602还用于接收使用者设定的饱和值，将这些饱和值送至运算器604以提供运算。输入模块602还用于接收外界所输入的模拟信号的频率范围及频率间隔，参数设定系统60会根据该频率范围及频率间隔输出不同频率的模拟信号至控制器28，以观察控制器28在不同频率信号输入情形下的特性。
运算器604用于对由输入模块602所输入的信号进行运算以得到控制器28中各监测点输出信号的幅度增益，并将经运算后的结果送至比较器606。比较器606用于将上述运算器604运算所得的结果与使用者设定的预定值进行比较，从而确定其是否符合使用者的预定要求。
该参数设定系统60还包括显示模块608、信号发生器610及输出模块612。
显示模块608用于接收运算器604所输出的运算结果、比较器606所输出的比较结果，并将这些运算结果、比较结果显示以供使用者观察。
根据使用者通过输入模块602所输入的频率范围及频率间隔，信号发生器610产生在该频率范围内的一系列不同频率的信号。这些不同频率的信号通过输出模块612输出至控制器28。输出模块612还用于输出合格信号，以指示控制器28的当前参数设置符合使用者的预定要求。
如图7所示，其为利用图6所示的参数设定系统进行控制器参数设定的方法流程图。
首先，步骤702，设置控制器28内部各元件的原始参数。
步骤704，选择控制器28内部各子控制电路的A、B、C、D、E、F、G、H、I、J为监控点，以便输入模块602可以从这些监控点处取得信号进行计算。
步骤706，输入模块602接收使用者输入的信号，这些信号包括：控制器输出信号的幅度饱和值、模拟信号的频率范围、模拟信号的频率间隔等。输入模块602将这些信号送至运算器604以提供运算；同时还将模拟信号的频率范围及其频率间隔送至信号发生器610以产生模拟信号。
步骤708，运算器604根据频率范围及频率间隔运算出需产生的不同频率的信号数目N；同时设置信号发生器610的发生频率为步骤706所输入的频率范围中的频率下限。
步骤710，信号发生器610产生模拟信号，并将该模拟信号通过输出模块612送至控制器28，同时运算器604将信号数目减1。
步骤712，控制器28接收输出模块612所输出的模拟信号。
步骤714，控制器28对来自输出模块612的模拟信号进行滤波运算。
步骤716，输入模块602接收来自各监测点的信号，并将其送至运算器604进行运算。
步骤718，运算器604根据所接收的来自各监测点的信号及使用者所输入的控制器输出信号幅度饱和值计算各监测点信号的幅度增益，并将这些幅度增益送至比较器606进行比较。这些幅度增益还被送至显示模块608，显示模块608将各监测点的幅度增益值显示以提供使用者观察。
幅度增益的计算式如下：
G s = 20 × log 10 V pp V t
其中，Vpp表示各监测点的信号幅度，Vt表示使用者所输入的饱和值的幅度。
上述监测点所监测的信号的幅度增益用于实时监控输入信号在经控制器28内各子控制电路处理过程中的处理状况，以便使用者作出实时调整。
步骤720，比较器606依据步骤718中所计算出的各监测点的信号幅度增益与使用者设定的预定值相比较，以确定这些信号幅度增益是否符合预定的要求。
若比较器606的比较结果为各监测点的信号中有不符合预定的幅度增益要求的，则执行步骤722，输出模块612输出这些不符合要求的监测点的编号及此时模拟信号的频率以提供记录。随后执行步骤724。
若步骤720中比较表明这些信号幅度增益符合预定的要求，则执行步骤724，比较器606比较新的信号数目是否仍大于零。
若步骤724中比较器606的比较结果为信号数目仍大于零，则执行步骤726，信号发生器610的发生频率增加一个频率间隔；随后返回步骤710。
若步骤722中比较器606的比较结果为信号数目为零，则执行步骤728，显示模块608显示所输入的频率范围内的所有频率信号的判断结果，并将符合要求的频率与不符合要求的频率区别显示以供观察。
步骤730，输入模块602接收外界输入的表明该参数设置是否符合要求之信号。
若外界输入信号表明该参数设置为符合要求，则执行步骤732，输出模块612输出合格信号。
若外输输入信号表明该参数设置不符合要求，则执行步骤734，调整控制器28的参数设置，并在参数调整完毕后返回步骤708，并重复上述在步骤708之后的步骤以判断新的参数设置是否符合要求。
如图8所示，其为控制器28在一组原始参数设置下，显示模块608所显示的在所输入的频率范围内的最后一个频率信号输入时各监测点的信号幅度增益及最后显示的所有频率图样。图中可见：在该频率信号输入时，监测点J处之信号幅度增益已超出预定要求；而显示模块608所显示的频率图样表明，在这些参数设置下，对于频率超过8000Hz的输入信号，控制器28所输出的信号的幅度增益均超出预定要求。
经调整后重新设置控制器28的参数，再进行计算及显示后，显示模块608所显示的最后一个频率信号输入时各监测点的信号幅度增益及所有频率图样如图9所示。由图9可见：在上述频率信号输入时，各监测点的信号幅度增益均符合预定要求；而对于频率在0～15000Hz范围内的输入信号，控制器28的各监测点输出的信号的幅度增益也符合预定要求。
上述控制器的参数设定系统接收控制器内部各子控制电路的信号以进行信号监控；其参数设定方法将经由这些子控制电路的输出信号计算而得的信号幅度增益与使用者的预定要求相比较，这样可以实时监测控制器内部各参数设置对于控制器整体表现的影响，从而使用者可以据以进行有针对性的参数调整而得到符合要求的控制器参数设定。

Claims (8)

1.一种光碟机的控制器参数设定系统，其特征在于：所述参数设定系统包括输入模块、运算器、比较器；所述输入模块接收控制器输出的信号和外界输入的饱和值；所述运算器根据所述输入模块所接收的信号和外界输入的饱和值进行运算，以获得所述控制器的输出信号的幅度增益；所述比较器根据所述输出信号的幅度增益与预定值比较以确定所述控制器的参数设置是否符合要求。
2.如权利要求1所述的参数设定系统，其特征在于：所述参数设定系统还包括显示模块，所述显示模块用于接收与显示所述运算器的运算结果及所述比较器的比较结果。
3.如权利要求1所述的参数设定系统，其特征在于：所述参数设定系统还包括信号发生器及输出模块，所述信号发生器输出不同频率的模拟信号，所述模拟信号通过所述输出模块输出至所述控制器。
4.如权利要求1所述的参数设定系统，其特征在于：所述控制器包括超前/滞后滤波电路及低通滤波电路，所述控制器的输出信号为所述超前/滞后滤波电路及低通滤波电路的输出信号。
5.一种光碟机的控制器参数设定方法，包括以下步骤：
设定控制器的原始参数；
接收所述控制器在所述参数设置下的输出信号和外界输入的饱和值；
根据所述输出信号和饱和值计算所述控制器输出信号的幅度增益；
根据计算结果与预定值比较确定所述参数设置是否符合要求。
6.如权利要求5所述的参数设定方法，其特征在于：所述参数设定方法还包括：将所述计算结果及比较结果显示。
7.如权利要求5所述的参数设定方法，其特征在于：所述参数设定方法还包括：当所述控制器的参数设置不符合要求时，调整控制器的参数设置。
8.如权利要求5所述的参数设定方法，其特征在于：所述参数设定方法还包括：
产生不同频率的模拟信号；
将所述不同频率的模拟信号输出至所述控制器；
所述控制器根据所述不同频率的模拟信号产生输出信号。
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