CN1017571B

CN1017571B - 记录载体扫描设备及其控制电路

Info

Publication number: CN1017571B
Application number: CN89107671A
Authority: CN
Inventors: 马丁纳斯·皮特勒斯·玛丽亚·比尔霍夫
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1989-09-30
Publication date: 1992-07-22
Also published as: ATE107072T1; EP0362938B1; KR900006930A; US5036506A; JP2759686B2; DE68915922D1; EP0362938A1; KR0173448B1; DE68915922T2; NL8802435A; CN1041662A; JPH02148475A; HK44896A

Abstract

公开一种包括具有位置和速度反馈的闭环位置控制系统的记录载体扫描设备，该系统包括定位装置、测量装置和控制电路。该控制电路包括用于产生至少一种替代误差信号的装置，该信号在第一区域之外的第二区域中具有反映偏离方向的符号，该电路适合于根据该偏离处于第一区域还是第二区域而分别响应第一误差信号或替代误差信号来控制定位装置。本发明的设备将不受干扰(例如机械振动)的影响，并快速和准确地执行检索命令。

Description

本发明涉及用于扫描其轨迹基本上平行的记录载体的设备，该设备包括具有位置和速度反馈的、用于控制向特定轨迹的中心移动的扫描点的闭环定位控制系统，为了上述目的，该控制系统包括定位装置、测量装置和控制电路，所述定位装置用于在轨迹的横方向上移动扫描点，所述测量装置用于产生反映扫描点在所述轨迹的横方向上移动速度的速度信号、并用于产生第一误差信号，该误差信号在所述轨迹两侧的预定的有限范围内基本上正比于轨迹中心和扫描点之间的偏离，所述控制电路依靠第一误差信号和速度信号控制所述定位装置。

该发明还涉及用于所述扫描设备的控制电路。

本申请人的美国专利说明书US4，037，252（PHN7219）公开了开头一节中所述的设备。

所述说明书描述了用于读出光可读盘形记录载体的光扫描设备。该先有技术扫描设备中所用的误差信号是径向误差信号，在扫描点移动期间，该信号以一定的频率（对应于单位时间内横过的轨迹数目）而周期性地变化，并且，在轨迹两侧1/4轨迹间距范围内，该信号基本上正比于扫描点和轨迹中心之间的距离。此外，先有技术扫描设备的测量装置产生轨迹遗失信号，该信号表示扫描点是基本上置于轨迹上还是基本上置于两条轨迹的中间。从所述径向误差信号和轨迹遗失信号产生所述速度信号。把这样得到的速度信号和径向误差信号加到控制电路，以便由所述信号产生定位装置的控制信号。这产生具有速度反馈的跟踪控制装置。公知的扫描设备的缺点是：在所述偏离大于轨迹间距的一半的情况下，误差信号的符号将不再与所述偏离的符号一致。如果由于干扰（尤其是机械振动）的结果，跟踪误差大于轨迹间距的一半，那么，将扫描点控制向邻近的轨迹、而不是向原来的轨迹移动。这种现象是或然性的，尤其是当该扫描设备用于经常受到机械振动的环境中，例如、用于便携式声频设备或汽车上使用时更是如此。

在这些情况下，机械振动经常会导致扫描光点离开所跟踪的轨迹。

本发明的目的是提供一种对机械振动不敏感的设备。

根据本发明，在开关一节所述的设备中实现了这个目的，该设备具有如下特征：所述控制电路包括用于产生至少一种替代误差信号的装置，该信号在第一区域之外的第二区域中具有反映所述偏离方向的符号，该控制电路适合于根据所述偏离处于第一区域还是第二区域而分别响应第一误差信号或替代误差信号、以如下方式来控制所述定位装置，即，用于位置反馈的误差信号随所述偏离的幅度而变，而用于速度反馈的速度信号与所述偏离的幅度无关。

这样，在由于干扰的结果，所述偏离大到使得检测到的误差信号不再反映所述偏离的情况下，该控制装置利用其符号反映所述偏离方向的、大幅度的替代误差信号，使得扫描点迅速回到原来的轨迹。因为速度反馈一直起作用，所以，利用替代信号的控制方式平稳地转变成利用位置控制的第一误差信号的控制方式。此外，在返回原来轨迹期间，由于速度反馈的结果，扫描光点的速度受到限制，使其不可能超过原来的轨迹。

在这方面，应当指出，本质上说，从美国专利说明书US4，359，625（PHN9724）得知：响应用轨迹遗失信号表示的轨迹遗失，通过把具有不变信号强度的附加信号加到径向误差信号上，把替代误差信号加到光扫描设备的控制电路上。此时产生的问题是：由于附加信号的结果，扫描光点的速度大到使得当它到达原来轨迹时已不可能足够迅速地减速，以致于扫描光点越过原来的轨迹。为了避免这一点，仅仅在限定的时间间隔内产生所述附加信号。这又存在如下缺陷：如果当停止产生附加信号时，扫描点尚未足够靠近所需要的轨迹，那么，该扫描点还会受到控制而向邻近的轨迹移动。

当象本发明的设备中那样利用速度反馈时，扫描光点的速度将保持在受这种速度反馈限制的值，因此，不必限制产生该替代误差信号的时间间隔。

可以用各种方法产生速度信号，例如，用与定位装置机械耦合的速度传感器。但是，最好从现有的信号中导出该速度信号。

满足这种要求的扫描设备的实施例具有如下特征：所述测量装置适合于产生跟踪误差信号和轨迹遗失信号;这些信号在扫描点沿着轨迹的横方向位移时，以相当于每单位时间横过的轨迹数目的频率而周期性地变化，所述信号之间的相位差大体上是90°;在大体上相当于每条轨迹两侧1/4轨迹间距的范围内，所述跟踪误差基本上反映扫描点和最靠近的轨迹的中心之间的偏离;而轨迹遗失信号表示扫描点是基本上位于轨迹上还是基本上位于两条轨迹之间;所述跟踪误差信号用作第一误差信号;为了产生速度信号，所述测量装置包括用于对第一测量信号微分的装置以及用于把微分后的第一测量信号与第二测量信号相乘的装置。

所述扫描设备的实施例由于其简单性而具有吸引力，其特征在于：所述控制电路适合于当轨迹遗失信号表明扫描点基本上位于两条轨迹之间时依靠替代误差信号来控制定位装置。

本发明的另一个实施例具有如下特征：所述控制电路包括：（1）用于借助轨迹遗失信号和跟踪误差信号而对扫描点所横过的轨迹数目进行计数的装置，以及（2）用于当瞬时记数值偏离预定的计数值时，依靠由该记数值确定的替代误差信号来控制定位装置的装置。

该实施例具有如下优点：在用于机械振动的结果、扫描点的偏移超过一个轨迹间距而丢失轨迹的情况下，扫描点能自动地以受控的方式回到原来的轨迹，在此之后，通过响应第一误差信号而控制扫描点的位置（跟踪），将扫描点保持在该轨迹上。因为，为了使扫描点回到所需要的轨迹，使用了和用于跟踪的相同的速度信号，所以，从响应替代误差信号而控制扫描点回到所述轨迹上的控制方式平稳地转变到响应第一误差信号而将扫描点保持在该轨迹的控制方式。

此外，该实施例使扫描点能够跳过所希望的若干轨迹。为此，只要所述计数装置装有由所希望的位移确定的计数值。于是，扫描点以受控的速度朝着所希望的轨迹移动。当到达所希望的轨迹时，可利用正比于扫描点偏离的位置误差信号，使扫描点能够以阻尼的方式向所需要的轨迹中心移动、并保持在该中心上。

因为，同一速度信号可用于移过大量的轨迹也可用于跟踪的目的，所以，横跨轨迹时的位移控制平稳地转变成跟踪控制。

所述扫描设备的另一个实施例具有如下特征：由所述记数值确定的替代误差信号的幅度随着瞬时记数值和预定记数值之间差值的增大而增大。

该实施例的优点在于：在大位移的情况下，只要远离所希望的轨迹，扫描点就可以高速移动。但是，当接近所需要的轨迹时，应当降低所述速度，以避免扫描点越过所需要的轨迹。这使得能够在大距离范围内获得非常快速和受控的位移。

实际应用的微分电路的传递函数中，微分项随着频率的增加而增加，直到特定的分隔频率为止，此后，微分项再次减小。这意味着：在确定速度信号时，用微分电路得到的速度信号仅适合于与足够低于所述分隔频率的那些频率所对应的速度，以保证稳定的控制。在扫描点于大距离范围内移动的情况下，为了减少这种移动所需的时间，可能需要以接近由所述分隔频率所限定的极限速度的速度来移动扫描点。

满足这种要求的设备的实施例具有如下特征：该设备包括附加的速度控制装置，该装置用于控制扫描点速度以获得由基准信号限定的速度;所述控制电路包括一种装置，该装置响应所述记数器的记数而停止位置控制装置的工作以继续确定速度信号、并且、在由记数值的大小给定的所述偏离超过预定值时使速度控制有效。

在该实施例中，当在速度控制过程中用附加控制装置继续确定速度信号时，响应该速度信号而执行的控制的初始条件具有位置控制有效时刻的适当值，这导致从一种控制方式到另一种控制方式的平稳的过渡。

所述设备的另一个实施例具有如下特征：所述附加的速度控制装置包括：（1）用于确定基准频率和跟踪误差信号或轨迹遗失信号的频率之间差值的装置，以及（2）响应这样确定的差值而把扫描点的速度控制在由基准频率限定的值的装置。

该实施例方便地利用了以下事实：第一误差信号或轨迹遗失信号的频率是扫描点位移速度的量度。

虽然，本发明原则上适用于光学扫描设备之外的场合，例如，磁扫描设备，但是，由于在光学扫描设备中能够非常容易地获得所述误差信号和轨迹遗失信号，所以，它特别适合于这种光学扫描设备。

下面将参考图1至12，用例子更详细说明本发明的实施例，附图中：

图1示出先有技术的扫描设备的实例，

图2说明在所述设备中当扫描点沿着轨迹的横方向移动时所产生的测量信号的变化，

图3示出用于产生误差信号和轨迹遗失信号的电路的实例，

图4示出上述信号以及从这些信号导出的、随时间变化的速度信号，

图5示出先有技术控制电路的实例，

图6、8和11示出本发明的控制电路的几个不同的实施例，

图6a是当把图6中所示控制电路用于图1中所示扫描设备时的控制系统的方块图，

图7、10和12示出本发明的控制电路中产生的几种信号波形，以及

图9示出用于本发明的控制电路的计数电路的实例。

图1示出先有技术的扫描设备。所示的扫描设备是一种用光学方法扫描光记录载体1（例如，围绕轴17旋转的“小型光盘”）的设备。记录载体1包括信息层5。信息层5具有轨迹，信息以可用光学方法检测的记录标记（例如凹坑）的图案形式记录在这些轨迹中。图2a示出以极大的比例放大的轨迹的一部分，其中的记录标记带有标号21。可以通过用辐射光束扫描这些轨迹并检测由记录标记21产生的光束调制来读出记录在这些轨迹中的信息。为此，该扫描设备包括普通的读出头2，后者包括以激光器7的形式出现的辐射源。激光器7产生的光束经由半透明的反射镜9射向信息层5，用透镜系统8将该光束聚焦，以便在信息层5上形成微小的扫描光点p。从信息层5反射回来的光束经由半透明反射镜9和具有屋顶形棱镜10形式的光束分离设备，投射到4个光检测器11a、11b、11c和11d构成的阵列上。

用电流一电压变换器12把光检测器提供的电流变换成信号电压V₁，V₂，V₃和V₄。信号处理电路13从这些信号电压中导出误差信号RE和轨迹遗失信号 TL。误差信号RE反映跟踪误差，后者是扫描光点P所限定的扫描点和被跟踪的轨迹的中心之间的偏离。轩迹遗失信号 TL表示扫描光点P所限定的扫描点是位于轨迹的中心还是位于两条轨迹的中间。

图3用图解法说明信号处理电路13的一个普通例子。信号处理电路13包括电路30，后者测定信号电压V₁、V₂之和与信号电压V₃、V₄之和之间的差值。如果忽略由光束调制引起的调频率信号分量，那么，所检测到的差值就是扫描点位置的量度。用低通滤波器31滤去该高频信号分量。低通滤波器31的输出信号构成误差信号RE。

电路32从信号电压V₁，V₂，V₃和V₄导出代表这四个信号电压之和的信号VF。借助普通的包络检波器33和比较器34（该比较器把包络检波器的输出信号与基准值RHF作比较），从信号HF导出轨迹遗失信号 TL。信号HF反映由记录标记产生的光束调制。当光束对准轨迹的中心时，该调制具有最大值，而当所述光束入射到两条轨迹的中间时，该调制具有最小值，因此，测量信号 TL表示光束是对准轨迹还是对准在两条轨迹的中间。显然，原则上，包络检波器33的输出端上的信号已经表明扫描点是否基本上位于轨迹的中心，因此，原则上该信号也可以用作轨迹遗失信号。但是，二阶的轨迹遗失信号（例如信号 TL）将是可取的。

作为图例，图2b示出在光读出头2沿着旋转的记录载体1的轨迹的横方向移动时的信号HF。正如图2b所证明的，幅度信号HF将随着相当于每单位时间横过的轨迹数目的频率而变化。图2c示出从信号HF导出的误差信号 TL。当对应于光束入射点的扫描点位于测轨迹的中心时，测量信号HF的幅度具有最大值，而当扫描点位于两条轨迹的中间时，幅度HF具有最小值。

图2d进一步示出误差信号RE。当扫描点移动时，误差信号RE也将随着相当于每单位时间横过的轨迹数目的频率而变化。误差信号RE相对于轨迹遗失信号 TL具有90°相移。在每条轨迹的中心附近1/4轨迹间距范围内，测量信号RE基本上正比于扫描点和轨迹中心之间的距离。

在图1所示的扫描设备中，信号 TL和RE加到电路17。电路17包括用于把测量信号RE微分的微分电路4和用于把微分后的测量信号△RE与轨迹遗失信号 TL相乘的乘法器6。乘法器6的输出信号带有标记RS。图4中示出了在移动扫描点的情况下产生的、作为时间t的函数的信号RE、△RE、 TL和RS。信号△RE的幅度正比于扫描点移动的速度。此外，由于微分的结果，信号△RE相对于正比于信号RE具有90°相移，并且，该信号随扫描点移动方向的不同而与测量信号 TL同相或反相。

因此，这样获得的速度信号RS的符号总是表示扫描点移动的方向，而信号RS的幅度反映移动速度的大小。速度信号RS和误差信号RE以及轨迹遗失信号 TL（如果适用的话）一起输送到控制电路3。

图5示出在为了实现具有速度反馈的位置控制装置而利用速度信号RS的情况下的先有技术的电路3。此时，借助加法电路把速度信号RS和误差信号RE相加。该加法电路的输出信号加到控制电路14（如果需要的话可经由低通滤波器16），以产生用于控制传动装置15的控制信号AS，装置15用于将读出头2置于适当的位置。控制电路14根据加法电路51的输出信号、以这样的方式控制传动装置15，即，把由信号RE表示的跟踪误差减至最小。

所述速度反馈增加了反馈跟踪系统的阻尼，这导致所述控制更加稳定、更加不受机械振动的影响。当利用图5中所示的电路时，扫描点被保持在轨迹中心，这意味着获得了跟踪系统。

图6示出本发明的电路3的实施例，与图5中所示的实施例相比，该电路形成一种更加不受机械振动影响的跟踪。

图6中所示的电路包括电子开关61，该开关受控于轨迹遗失信号 TL，并且，当轨迹遗失信号 TL表明扫描点不再基本上位于轨迹中心时，该开关立即把信号UC′加到加法电路51上。如果轨迹遗失信号 TL表明扫描点基本上位于轨迹上，那么，开关61换向，以便把误差信号RE作为位置误差信号PE加到加法电路51上。信号UC′具有不变的强度，其极性与由信号RE表示的误差的符号一致。

乘法器62将具有不变极性的信号UC与表示测量信号RE的符号的符号信号RE′相乘，由此获得信号UC′。借助极性检测器（例如，比较器63），从测量信号RE导出符号信号RE′。图7示出电子开关61的输出端上的位置误差信号PE，该信号是轨迹中心和扫描点之间距离X的函数。

图6a示出当图6中所示的电路3用于图1中所示的光学扫描设备时得到的控制系统的方块图。在该方块图中，具有微分电路4、乘法器电路6、加法电路51、低通滤波器16和电子开关61的转移函数的那些方块分别带有标号4′、6′、51′、16′、和61′。标号15′指的是控制电路14、传动装置15、读出头2、电流-电压变换器12和信号处理电路13的总的转移函数。只要扫描点基本上位于轨迹上，信号 TL就保持为1。于是，位置误差信号PE一致。此时，图6中示出的控制系统起位置控制系统的作用，该系统以信号RE基本上保持零状态的方式控制扫描点。该位置控制系统的开环转移函数HO（S）如下：

Ho(s) = \frac{K_{1}}{S^{2}} \cdot \frac{{1 + S ·τ}_{2}}{{1 + S · τ}_{2}}

其中：S是拉普拉斯算子，

τ₁是微分电路4的时间常数，

τ₂是低通滤波器16的时间常数，

K₁是控制环的环路增益。

转移特性函数HO（S）表示三阶系统，该系统在控制技术领域中是众所周知的，并且，在反馈的情况下，只要选用大于τ₂的时间常数τ₁（例如，τ₁≈10τ₂），该系统就是稳定的。

对本领域的技术人员来说，显然，原则上可以将低通滤波器16从该控制系统中取消。的确，在那种情况下，时间常数τ₂将等于零。但是，低通滤波器16的使用显著地降低了由该控制系统产生的噪声，因此，最好使用该滤波器，速度反馈的使用在开环转移特性函数HO（S）中产生零点，这极大地改善了反馈跟踪控制系统的稳定性。因此，这样构成的跟踪系统将完全不受干扰（例如，机械振动）的影响。

在机械振动使扫描点发生如此大的位移，以致它不再停留在原来轨迹上的情况下，信号 TL的符号将改变，以致不变的信号UC′用作位置误差信号PE。这改变了该控制系统的控制特性，实际上，该控制系统这时起速度控制系统的作用，该速度控制系统把扫描点、用信号RS表示的速度控制在由信号UC′限定的值。该速度控制环的开环转移函数如下：

H_{SO} (S) = \frac{K_{1} {·τ}_{1}}{{1 + S · τ}_{2}}

该转移函数Hso（S）表示一种二阶系统，该系统在控制技术领域中是众所周知的，并且，在反馈的情况下，该系统也是稳定的。信号UC′的符号与信号RE的符号相同，以致扫描点被迅速导向原来的轨迹。该速度控制系统把所述速度限制在由UC′限定的值。在信号 TL表明已达到所述轨迹的时刻，开关61再次切换，使该控制系统起跟踪系统的作用。因为，当到达所述轨迹时扫描点的速度受到限制，所以，确保了扫描点不会越过原来轨迹。此外，在两种控制方式（速度控制和跟踪控制）中使用相同的速度信号，所以，总是能得到从一种控制方式到另一种方式的平稳的过渡。的确，当新的控制方式开始时，初始条件的设置总是适当的，以致没有瞬变现象发生。

图8示出本发明的电路3的再一个实施例，其中，万一干扰使扫描点移过若干轨迹，该扫描点能回到所希望的轨迹。图8中所示的电路包括通常的计数电路80，后者利用信号 TL和RE对扫描点横过的轨迹数目计数。图9示出计数电路80的实例。图9中所示的计数电路80包括比较器92，后者把测量信号RE变成二阶信号。

该二阶信号加到两个边沿触发单稳态电路90和91的输入端。单稳态电路90响应比较器92的输出信号的下降边沿而产生脉冲信号，后者经由双输入端与门93加到正反计数器94的第一计数输入端。单稳态电路91响应比较器92的输出信号上升边沿而产生脉冲信号，后者经由双输入端与门95加到正反计数器94的第二计数输入端。此外，信号 TL经由倒相电路95加到与门93和95的另外的输入端。正反计数器94是这样一种计数器：它响应第一计数输入端上的脉冲而使其计数增加1，并且，响应第二计数输入端上的脉冲而使其计数减小1。按如下方式记录越过的轨迹数目。当扫描点移动时，在经过轨迹之间的接合区期间，信号 TL处于高电平。此时，根据移动的方式，信号RE的极性将从正的变到负的，或从负的变到正的。当测量信号RE的极性从正的变到负的时，单稳态电路90将产生脉冲信号。因为，倒相后的信号 TL是高电平，所以，该脉冲信号传送到与门93，使计算器的计数增加1。但是，如果在扫描点经过两条轨迹之间的接合区时，信号RE从负的变到正的，那么，多谐振荡器91将产生一种经由与门95加到计数器94的第二计数输入端的信号，使计数减少1。

扫描点经过轨迹中心时信号RE极性的变化不影响所述计数，这是因为：此时，由于倒相后的信号 TL处于低电平，所以，与门93和95不传递单稳态电路所产生的脉冲信号。因此，计数器94的计数总是代表扫描点穿越的轨迹的数目。计数器的计数经由总线81加到解码电路82。除了计数器80的计数之外，信号 TL和符号信号RE′也加到该解码电路。

解码电路82根据所述计数以及信号 TL和RE而产生数字码，后者经由总线85加到数一模变换器84。数一模变换器84产生误差信号PE′，该信号的强度与接收到的数字码所确定的数字值一致。误差信号PE′加到加法电路51，为此，该加法电路备有第三输入端。解码电路82还产生控制信号，该信号用于以电子学方法操纵设置在信号通路中的开关83，以便把信号RE加到加法电路51。该解码电路是以这样的方式构成的，即，只有当不仅所述记数是零而且测量信号 TL的信号电平是高电平时，电子开关83才被所产生的控制信号闭合。此外，在这种情况下，该解码电路把代码输送到数一模变换器84，结果，数一模变换器84的输出端上的信号PE′等于零。

在所述记数是零、同时、信号TL的信号电平是高电平的情况下，该解码电路以如下方式产生具有用符号信号RE′表示的极性的代码，即，所述数一模变换器的输出信号的极性与信号RE的极性相同。此时，误差信号PE′的符号和误差信号RE的符号相同。对于非零计数值，解码电路产生一种代码，该代码表示具有由该计数的符号确定的极性的模拟值，以致数一模变换器84的输出信号使扫描点沿着该计数的绝对值减小的方向移动。

例如，解码电路82可以包括只读存储器（ROM），把所述计数以及信号RE′和 TL作为地址信号加到该存储器上，并且，该存储器装有各种地址信号所需要的输出信号。另一种方法是，可以用逻辑门电路、以通常的方式实现解码器82。

图8中所示的电路按以下方式工作。如果计数器80的计数不是零，那么，经由数一模变换器84把信号PE′加到加法电路51上，所述信号的极性由该计数的符号确定。结果，扫描点将沿着由该计数的符号确定的方向移动。此时，速度反馈确保移动的速度被控制在由数一模变换器82的输出信号PE′所限定的值。扫描点移动时跨越轨迹，使计数向零变化。一旦计数到零，就经由数一模变换器84把信号PE′加到加法电路51上（信号PE′的极性决定于符号信号PE′），以便经由数一模变换器84继续控制扫描点的位移，直至信号TL的信号电平变成高电平为止，此后，数一模变换器84的输出信号变为零，并且，开关83闭合。此时，根据测量信号RE控制扫描点的位置，使其朝着正在被扫描的轨迹的中心移动。在整个控制过程中保持速度反馈，因此，扫描点横过若干轨迹的控制方式（所横过的轨迹数目由计数器的起始计数给定）平稳地转换成根据跟踪误差（该误差用测量信号RE表示）把扫描点保持在所需要的轨迹的中心的控制方式。

根据上文，显然，万一机械振动导致丢失轨迹，扫描点总能以平稳的方式回到原来的轨迹。但是，当需要使扫描点移过规定的、已知的若干轨迹（如通常执行检索命令时那样）时，图8中所示的电路也是适用的。可以用简单的方法实现这一点，即，提供带计数器的计数电路80，经由总线85把表示相对于所需轨迹的偏离装入该计数器。

扫描点向所需轨迹的移动最好能快速地进行。可以用简单的方法实现这一点，即，以如下方式构成解码电路82：使得由所产生的代码限定的信号值的绝对值随着待横过的轨迹数目的增加而增加。因此，在扫描点和所需轨迹之间具有大距离的情况下，扫描点将以高速度移动。由信号PE′的绝对值确定的移动速度随着离开所需轨迹的距离的缩短而减小。这样，实现了向所需轨迹的快速移动，当接近该轨迹时，移动速度已经下降到如此低，以致扫描点不可能越过所需轨迹。

在图8所示的电路中，不能无限制地提高扫描点通过轨迹时横过轨迹的速度。这是因为：在高的速度下，速度信号RS不再正比于实际速度。超过该特定速度，速度信号RS的幅度将随速度的增加而减小。的确，实际使用的微分电路的传递特性函数呈现至少一个极点，以致在超过由该极点限定的分隔频率时，该传递特性函数中的微分项就减小。这意味着：当扫描点的移动速度V超过特定速度时，所述速度信号随速度的增加而减小。当使用低通滤波器16时，这种效应变得更加明显。

作为实例，图10给出速度信号RS和扫描点移动速度V之间的关系。超过速度的特定绝对值Vg时，速度信号RS的绝对值随着速度V的绝对值的增加而减小。

鉴于控制系统的不稳定性的风险，图8中所示的电路最好仅仅用于控制离极限速度Vg足够远的速度。

图11示出图8电路的变型，在扫描点移过大量轨迹的情况下，该电路使得能够以大体上接近极限速度Vg的速度控制扫描点移动的速度。在图11所示的电路中，低通滤波器16的输入端直接连接到乘法器6的输出端。该低通滤波器的输出端经由电子控制开关110连接到加法电路51的输入端之一。开关110受控于由修改后的解码电路82′所产生的控制信号。该电路还包括鉴频器111，后者把信号RE的频率（或者，在适用的时候，信号 TL的频率）与由振荡器112产生的固定频率的时钟信号的频率作比较。把一种至少反映如此确定的频差的符号的信号加到修改后的解码电路82′上。除了上述解码电路82的功能之外，修改后的解码电路82′还执行某些其他功能。

如果计数的绝对值大于nmax，那么，解码电路82′就将开关110打开，以禁止速度信号RS加到加法电路51上。此外，当计数超过nmax时，解码电路82′以如下方式把一种代码加到模一数变换器84上（该代码随鉴频器111的输出信号而变），即，信号PE′的符号是由所述计数的符号和鉴频器111的输出信号的符号共同确定的。这样，在移过的轨迹数目大于nmax的情况下，响应速度信号RE而中断速度反馈，并且，得到一种反馈速度控制，借助该控制过程，将移动速度控制在这样的值，即，对于该速度值，信号RE的频率等于由振荡器112提供的时钟信号的频率，而所述移动的方向由计数电路80的计数符号给出。以如下方式选择由振荡器112提供的时钟信号的频率，即，随着计数符号的变化，相互的移动速度与图10中所示的值+V₉或值-V_g一致。

此外，以如下方式构成解码器82′，即，对于在nmax和n1之间的计数绝对值，经由模一数变换器84输送到加法电路51的信号PE′对应于分别与+V2或-V2（随该计数的符号而变）一致的受控速度V。对于绝对值在1和n1之间的计数，经由模一数变换器84输送的信号对应于速度+V1或-V1。

图12示出在扫描点移过的轨迹数目nb大于nmax的情况下，速度V和计数n随时间的变化。在t₀时刻，计数器的计数是nb，此后，速度受到控制而朝着由所述振荡器提供的时钟信号112的频率所限定的值V_g变化。在t₁时刻达到速度V_g，此后，速度保持在该V_g值，直至达到计数值nmax的t₂时刻为止。

在t₂时刻，基于由鉴频器111测定的频差的速度控制过程结束，并且，再次把速度信号加到加法电路，此后，速度受到控制而朝着由模一数变换器的输出信号限定的速度V2变化。

在t₃时刻，计数值达到n1值，而经由数一模变换器84加到加法电路51的信号PE′发生变化，此后，速度V受到控制而朝着V₁值变化。当到达所需轨迹时，即，一旦计数值等于零、并且、测量信号 TL的信号电平是高电平，数一模变换器的输出信号就在t₄时刻变为零，并且，开关83闭合。从t₄时刻开始，根据由测量信号RE表示的跟踪误差来控制扫描点，使其朝着所需轨迹移动并保持在该轨迹上。

在上述各实施例中。速度信号都是从信号 TL和RE中导出的。但是，也可以用其他方法，例如，用与读出头机械耦合的速度传感器来导出所述速度信号。

在上述各实施例中，跟踪误差信号是一种在所述轨迹两侧1/4轨迹间距范围内正比于跟踪误差的信号。但是，应当注意，用于跟踪控制的误差信号也可能在更大的范围内正比于跟踪误差，例如，象荷兰专利申请NL-A-86020911（PHN11·943）中所描述的那样。

Claims

1、一种用以对其上设有基本平行磁迹的记录载体扫描的设备，该设备包括一个带有位置和速度反馈的闭环定位控制系统，用以控制扫描点向特定磁迹的中心移动，该闭环定位控制系统包括一个定位装置、一个测量装置和一个控制电路，其中上述定位系统规定扫描点在磁迹的横向上移动，上述测量装置产生一个速度信号(RS)和一个误差信号(RE)，上述速度信号表示扫描点在磁迹横向上的移动的速度，上述误差信号在预定的、限制在上述特定磁迹两侧中任一侧的范围内，基本上与磁迹中心和扫描点之间的偏差(X)成正比，上述控制系统根据上述误差信号(RE)和速度信号(RS)来控制上述定位系统，其特征在于：

上述控制电路包括检测信号（ TL）的产生装置，该信号（ TL）表示上述偏离(X)是否在预定的范围内，开关装置(61)，响应上述检测信号（ TL），以使上述误差信号(RE)由一个替代误差信号(uc′)来代替，上述替代误差信号(uc′)具有符号用以指示上述偏差的方向，这就使得用于速度反馈的上述速度信号(RS)与上述偏差(X)无关

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述检测信号是一个磁迹遗失信号（ TL），用以表示上述扫描点基本上位于两条磁迹之间。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上述控制电路包括：

计数装置，利用磁迹遗失信号（ TL）（用以表示上述扫描点基本上位于两条磁迹之间）和误差信号（RE）对该扫描点横贯过的磁迹数目进行计数，及

控制装置，用以在瞬时记数值偏离预定的计数值时，根据由该记数值确定的一个替代误差信号（PE′）来控制上述定位装置。

4、根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，由上述计数值确定的替代误差信号（PE′）的大小随着瞬时计数值与预定计数值之差值的增大而增大。

5、根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，该设备包括一个附加的速度控制装置，用以控制扫描点的速度，以获得由基准信号限定的速度，

所述的控制电路包括开关装置（81′、83、110），响应所述计数器的计数，使位置控制系统不起作用，以保持确定速度信号的，并且在由计数值的大小所给定的上述偏差超过预定值时使速度控制系统工作。

6、根据权利要求5所述的设备，其特征在于，上述附加的速度控制装置包括：

一个鉴频器（111），用以确定基准频率与误差信号或磁迹遗失信号的频率之差值，及

控制装置（82′），响应这样确定的频率差值，以将扫描点的速度控制在由基准频率限定的数值上。