CN101923867A - 外接式光盘机系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种外接式光盘机系统，连接至总线且该总线可提供驱动电压与驱动电流，该外接式光盘机系统包含：电压侦测装置，接收该驱动电压用以侦测该驱动电压大小；数字信号处理器，连接于该电压侦测装置；马达驱动器，连接于该数字信号处理器；以及，主轴马达，连接于该马达驱动器；其中，当该电压侦测装置侦测出该驱动电压低于临限电压时，该电压侦测装置输出转速控制信号至该数字信号处理器，使该数字信号处理器可通过该马达驱动器使该主轴马达降低转速。

Description

外接式光盘机系统及其控制方法

技术领域

本案涉及一种光盘机及其控制方法，尤指一种可根据所接收的驱动电压大小而动态调整倍速的通用串行总线(USB)外接式光盘机及其控制方法。

背景技术

通用串行总线(以下简称USB)最初是由微软(Microsoft)与英特尔(Intel)所倡导，其大特点为支援热插拔(HotPlug)和即插即用(Plug and Play，PnP)。根据USB的规格中，每个USB端口所提供的额定驱动电压为5V(伏特)而可提供的额定驱动电流为0.5A(安培)。

请参照图1，其所绘示为一USB外接装置经由一USB端口连接至一计算机主机(Host)示意图。计算机主机10具有一USB端口102且USB端口102包含四个端点，其分别为正数据端(D+)、负数据端(D-)、正电源端(V+)、与接地端(GND)，并且相对应地连接至USB外接装置12。其中，USB端口102的正数据端(D+)与负数据端(D-)负责计算机主机10与USB外接装置12间数据的传输；正电源端(V+)主要是对USB外接装置12提供一驱动电压；而接地端(GND)则为接地。

再者，此USB外接装置12为一低耗电量的USB外接装置，例如，USB随身盘(USB thumb driver)、MP3等装置。由于USB端口102所提供5V(伏特)额定驱动电压以及0.5A(安培)足以提供USB外接装置12运作所需的电源，因此，计算机主机10可正常地存取USB外接装置12。

请参照图2，其所绘示为一USB外接装置经由二USB端口连接至一计算机主机(Host)示意图。计算机主机10具有第一USB端口104与第二USB端口106。每个USB端口104、106皆包含四个端点，其分别为正数据端(D+)、负数据端(D-)、正电源端(V+)、与接地端(GND)。再者，USB外接装置14为一高耗电量USB外接装置，例如USB外接式硬盘(USB external HD)等装置。由于高耗电量USB外接装置于正常操作时需要较大的驱动电流(如1A)，因此，USB外接装置14会并联至第一USB端口104与第二USB端口106的正电源端(V+)、与接地端(GND)，使得USB外接装置14接收的驱动电流到达1A(安培)。而USB外接装置14的正数据端(D+)与负数据端(D-)仅连接至第一USB端口104的正数据端(D+)与负数据端(D-)即可达成计算机主机10与USB外接装置14间数据的传输。

然而，当并联第一USB端口与第二USB端口的正电源端(V+)、与接地端(GND)所产生的驱动电流(例如1A)仍无法正常驱动高耗电量的USB外接装置时，则USB外接装置的制造厂商会另外附带一电源供应器。

请参照图3，其所绘示为一USB外接装置经由一USB端口连接至一计算机主机(Hos t)示意图。计算机主机10具有一USB端口108。此USB端口108包含四个端点，其分别为正数据端(D+)、负数据端(D-)、正电源端(V+)、与接地端(GND)。再者，电源供应器17具有一插头18可接收一AC电源，用以提供驱动电流至USB外接装置16。

由于电源供应器17可提供USB外接装置16所需的驱动电流，因此，USB外接装置16仅需连接至USB端口108即可达成计算机主机10与USB外接装置16间数据的传输。

一般来说，USB外接式光驱(external optical drive)在操作时，其所需的驱动电流有可能超过1A(安培)。因此，习知USB外接式光驱皆是利用图3的连接方式与计算机主机10进行数据的传递。

请参见图4，其系一习知光盘机的功能方块示意图。光盘机20主要具有一光学读取头210，光盘片22受一主轴马达220的带动而转动。而驱动该光学读写头210进行循轨方向移动的机构有两个，第一个是驱动该光盘机读写头210进行长距离移动的滑车马达230(sled motor)，第二个是驱动该光盘机读写头210的透镜1进行水平与垂直微量移动的致动器。而致动器包括一循轨线圈240(tracking coil)与一聚焦线圈(focusing coil)245。

而光学读写头210对光盘片22上进行读取后产生的微弱电信号，将由射频放大器(radio-frequency amplifier)250处理后产生一射频信号RF(Radio-Frequency signal)、循轨误差信号TE(tracking error signal)与聚焦误差信号FE(Focusing error signal)等输出信号后，再送入后端的数字信号处理器270(digital signal processor，简称DSP)进行处理与运用。数字信号处理器270根据循轨误差信号TE(tracking error signal)与聚焦误差信号FE的变化而输出滑车马达驱动信号、循轨线圈驱动信号、与聚焦线圈驱动信号，而驱动器260接收上述驱动信号分别对该滑车马达230、循轨线圈240与聚焦线圈245发出适当的驱动力，使该光学读写头210可沿循轨方向移动至正确的轨道位置并维持在适当的聚焦位置来进行数据读取。

至于马达驱动器265(motor driver)则也受数字信号处理器270的控制而输出一主轴马达驱动信号，来对该主轴马达220发出适当的驱动力，使该光盘片22旋转于一适当转速上。再者，在光盘机系统中所指的倍速，即是指主轴马达220的转速，而倍速愈大，主轴马达220的转速也愈快，光学读写头210对光盘片22上进行数据读取或烧录的速度也愈快。举例来说，若光盘机20为一倍速(1X-Speed)光盘机，则光盘机20烧录一片DVD光盘片约需57分钟；若光盘机20为二倍速(2X-Speed)光盘机，则光盘机100烧录一片DVD光盘片约需28分钟；若光盘机20为四倍速(4X-Speed)光盘机，则光盘机20烧录一片DVD光盘片约需14分钟。

再者，将光驱20结合USB总线，即可形成USB外接式光驱。由于USB外接式光驱在执行寻轨的动作时，除了主轴马达在旋转的外，光学读写头上的滑车马达以及致动器皆同时在动作，因此，瞬间所需的驱动电流将会超过1A(安培)。所以，习知USB外接式光驱无法利用图2所示的方式与计算机主机连接。也就是说，仅连接至二个USB端口无法使得USB外接式光驱正常运作。因此习知USB外接式光驱所接收的驱动电压(Vdrv)/驱动电流(Idrv)是由电源供应器所提供的驱动电压/驱动电流，如图3所示。

然而，图3所示连接方式的USB外接式光驱必须增加一个电源供应器，因此无法有效的减少其总体积，也会增加额外的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种不需利用电源供应器的USB外接式光驱且USB外接式光驱仍可正常运作。

本案提出一种外接式光盘机系统，连接至一总线且该总线可提供一驱动电压与一驱动电流，该外接式光盘机系统包含：一电压侦测装置，接收该驱动电压用以侦测该驱动电压大小；一数字信号处理器，连接于该电压侦测装置；一马达驱动器，连接于该数字信号处理器；以及，一主轴马达，连接于该马达驱动器；其中，当该电压侦测装置侦测出该驱动电压低于一临限电压时，该电压侦测装置输出一转速控制信号至该数字信号处理器，使该数字信号处理器可通过该马达驱动器使该主轴马达降低转速。

再者，本案提出一种外接式光驱的控制方法，该外接式光驱连接至一总线用以提供一驱动电压与一驱动电流，包含下列步骤：侦测该总线上的该驱动电压大小；若侦测出该驱动电压未低于一临限电压，则该外接式光驱操作于一第一倍速；以及，若侦测出该驱动电压低于该临限电压，则该外接式光驱操作于一第二倍速；其中，该第一倍速大于该第二倍速。

附图说明

本案得藉由下列图式及说明，能够得到更深入的了解：

图1所绘示为一USB外接装置经由一USB端口连接至一计算机主机示意图。

图2所绘示为一USB外接装置经由二USB端口连接至一计算机主机示意图。

图3所绘示为一USB外接装置经由一USB端口连接至一计算机主机示意图。

图4为一习知光盘机的功能方块示意图。

图5为本发明USB外接式光盘机的功能方块示意图。

图6为一应用于本发明的USB外接式光盘机的控制流程图。

主要组件符号说明：

计算机主机10

USB端口102、104、106、108

USB外接装置12、14、16

光盘机20、50

光学读取头210、510

光盘片22、52

主轴马达220、520

滑车马达230、530

透镜1、5

循轨线圈240、540

聚焦线圈245、545

射频放大器250、550

数字信号处理器270、570

驱动器260、560

马达驱动器265、565

电压侦测装置590

具体实施方式

请参见图5，其为本发明USB外接式光盘机的功能方块示意图。光盘机50主要具有一光学读取头510，光盘片52受一主轴马达520的带动而转动。而驱动该光学读写头510进行循轨方向移动的机构有两个，第一个是驱动该光盘机读写头510进行长距离移动的滑车马达530，第二个是驱动该光盘机读写头510的透镜5进行水平与垂直微量移动的致动器，其包括一循轨线圈540与一聚焦线圈545。

而光学读写头510对光盘片52上进行读取后产生的微弱电信号，将由射频放大器550处理后产生一射频信号RF、循轨误差信号TE与聚焦误差信号FE等输出信号后，再送入后端的数字信号处理器570进行处理与运用。数字信号处理器570根据循轨误差信号TE与聚焦误差信号FE的变化而输出滑车马达驱动信号、循轨线圈驱动信号、与聚焦线圈驱动信号，而驱动器560接受上述驱动信号而分别对该滑车马达530、循轨线圈540与聚焦线圈545发出适当的驱动力，使该光学读写头510可沿循轨方向移动至正确的轨道位置并维持在适当的聚焦位置来进行数据读取。

至于马达驱动器565则也受数字信号处理器570的控制而输出一主轴马达驱动信号，来对该主轴马达520发出适当的驱动力，使该光盘片52以一适当转速旋转。

再者，本发明光驱的驱动电压以及驱动电流皆是由USB端口所提供。因此，本发明的USB外接式光驱与计算机主机的连接关系即如图2所示。

由于计算机主机的USB端口在输出电流逐渐提高时，其正电源端(V+)的电压会逐渐下降。因此，为了让外接式光驱仅连接至二个USB端口时仍能够正常运作，本发明于USB外接式光驱中提供一电压侦测装置590。

根据本发明的实施例，电压侦测装置590接收光驱的驱动电压(Vdrv)，此驱动电压端连接至USB端口的正电源端(V+)。再者，当电压侦测装置590侦测出驱动电压已经低于一临限电压(例如4.5V)时，则电压侦测装置590输出一转速控制信号用以通知数字信号处理器570对主轴马达520进行降倍速动作。由于光盘机所消耗的驱动电流主要用于主轴马达520，因此，当主轴马达520的转速下降之后，即可减少驱动电流的消耗，使得驱动电压得以回升以确保光学读取头510能正常工作，并使得光驱50在较低的倍速下正常运作。

当驱动电压(Vdrv)降至一临限电压(例如4.5V)时，电压侦测装置590输出第一电平的转速控制信号至数字信号处理器570，而数字信号处理器570再根据所接收的第一电平的转速控制信号使马达驱动器565降低主轴马达520的转速，进而使得主轴马达520消耗较少的驱动电流，达成驱动电压的回升。

再者，当驱动电流的消耗减少而不必增加驱动电流时，将可使得驱动电压上升而大于临限电压，此时电压侦测装置590侦测到驱动电压大于临限电压时，输出第二电平的转速控制信号至数字信号处理器570，而数字信号处理器570再根据所接收的第二电平的转速控制信号使马达驱动器565驱动主轴马达520至较高的转速，使得光驱恢复为较高的倍速。

举例来说，假设本发明的光盘机50正以第一倍速(如三十二倍速(32X-Speed))运作时，光驱在执行一寻轨动作的驱动电流可能提高到1.1A(安培)，此时将导致驱动电压的下降(例如降至4.5V)。当电压侦测装置590侦测出驱动电压降至临限电压时，则电压侦测装置590输出第一电平的转速控制信号至数字信号处理器570，而数字信号处理器570再根据所接收的第一电平的转速控制信号使马达驱动器565降低主轴马达520的转速，例如主轴马达520改以比第一倍速低的第二倍速(如十六倍速)对该盘片52旋转。

当主轴马达520以第二倍速(如十六倍速)转动时，此时电压侦测装置590持续侦测驱动电压大小，若驱动电压经过一预定时间仍然小于临限电压时，电压侦测装置590输出第三电平的转速控制信号至数字信号处理器570，而数字信号处理器570根据所接收的第三电平的转速控制信号，使马达驱动器565驱动主轴马达520以比第二倍速低的第三倍速转动(如八倍速)，使得主轴马达520消耗的电流减少。在本发明中，主轴马达520可持续降低至最低的一倍速(1X-Speed)，使外接式光驱仍能够正常运作而不至于发生操作错误的情况。

由于光盘机所消耗的驱动电流主要用于主轴马达520上，因此主轴马达520降倍速后将可有效的减少驱动电流的需求，使得驱动电压可自4.5V回升，进而确保光学读取头510能正常工作。也就是说，当所需的驱动电流减少的后，USB端口的正电源端(+V)上的电压即可上升至4.5V以上，并进而确保光学读取头510能正常工作。

此外，当驱动电压上升至4.5V以上后，电压侦测装置590输出第四电平的转速控制信号至数字信号处理器570，而数字信号处理器570再根据所接收的第四电平的转速控制信号使马达驱动器565提高主轴马达520的转速至第四倍速，例如主轴马达520改以二十倍速或三十二倍速对该盘片52旋转。

请参见图6，其为一应用于本发明的USB外接式光盘机的控制流程图。首先，光盘机以第一倍速运转，此时主轴马达以第一倍速来对盘片作旋转(步骤41)。侦测光盘机所接收的驱动电压的大小(步骤43)。若侦测出驱动电压低于一临限电压时(步骤45)，则光盘机内的主轴马达降至第二倍速来对该盘片作旋转(步骤47)。反的，若侦测出驱动电压仍维持在临限电压以上时(步骤45)，则光盘机内的主轴马达继续以第一倍速来对该盘片作旋转(步骤49)。

综上所述，藉由本发明的USB外接式光盘机，当该电压侦测装置侦测出所接收的驱动电压低于一临限电压(例如4.5V)，而导致光学读取头有无法正常工作的风险时，电压侦测装置将输出一转速控制信号用以通知数字信号处理器对主轴马达作降倍速动作，进而减少驱动电流的消耗，使得驱动电压得以回升以确保光学读取头能正常工作。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种外接式光盘机系统，连接至总线用以提供驱动电压与驱动电流，该外接式光盘机系统包含：

电压侦测装置，接收该驱动电压用以侦测该驱动电压大小；

数字信号处理器，连接于该电压侦测装置；

马达驱动器，连接于该数字信号处理器；以及

主轴马达，连接于该马达驱动器；

其中，当该电压侦测装置侦测出该驱动电压低于临限电压时，该电压侦测装置输出转速控制信号至该数字信号处理器，使该数字信号处理器可通过该马达驱动器使该主轴马达降低转速。

2.如权利要求1所述的外接式光盘机系统，其中该总线为通用串行总线，且该驱动电压由该通用串行总线的正电源端所提供。

3.如权利要求1所述的外接式光盘机系统，其中该驱动电流上升时，该驱动电压下降。

4.如权利要求1所述的外接式光盘机系统，其中该驱动电压为5V，且该临限电压为4.5V。

5.如权利要求1所述的外接式光盘机系统，其中当该驱动电压上升至大于该临限电压时，根据该转速控制信号，使该数字信号处理器通过该马达驱动器使该主轴马达提升转速。

6.一种外接式光驱的控制方法，该外接式光驱连接至总线用以提供驱动电压与驱动电流，包含下列步骤：

侦测该总线上的该驱动电压大小；

若侦测出该驱动电压未低于临限电压，则该外接式光驱操作于第一倍速；以及

若侦测出该驱动电压低于该临限电压，则该外接式光驱操作于第二倍速；

其中，该第一倍速大于该第二倍速。

7.如权利要求6所述的外接式光驱的控制方法，其中该总线为通用串行总线，且该驱动电压由该通用串行总线的正电源端所提供。

8.如权利要求6所述的外接式光驱的控制方法，其中该驱动电流上升时，该驱动电压下降。

9.如权利要求6所述的外接式光驱的控制方法，其中该驱动电压为5V，且该临限电压为4.5V。

10.如权利要求6所述的外接式光驱的控制方法还包含：

当该外接式光驱操作于该第二倍速时，侦测该驱动电压大小；

若侦测出该驱动电压仍低于该临限电压，则该外接式光驱操作于第三倍速；

若侦测出该驱动电压大于该临限电压，则该外接式光驱操作于第四倍速；

其中，该第二倍速大于该第三倍速，该第四倍速大于该第二倍速。

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