CN1145153C - 控制光盘机载体的控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

利用步进马达来控制光盘机的载体的控制系统及其方法。光盘机具有物镜载体的读取头，光盘机包含此控制系统，其包括循轨致动控制器，接收循轨信号，根据该信号产生循轨控制信号，以控制读取头的物镜位置；数字控制器，接收循轨控制信号，产生数字控制信号；频率转换器，接收数字控制信号，产生脉冲特征位信号及方向特征位信号；周期性正/余弦波产生器，接收脉冲特征位信号及方向特征位信号，产生驱动光盘机步进马达的载体控制信号，以控制光盘机的载体。

Description

控制光盘机载体的控制 系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种光盘机控制系统及其方法，特别涉及一种利用步进马达来控制光盘机的载体的控制系统及其方法。

背景技术

近年来，由于半导体技术的突飞猛进，以及光电技术的日新月异，使得相关光电装置产品，已经渐渐成为计算机系统的标准且必备的周边装置。有关于光盘机产品，除了早先的CD-ROM之外，相关的CD-R、CD-R/W以及DVD等产品亦渐渐被广泛地使用。就光盘机系统而言，不论是CD-ROM、CD-R、CD-R/W或是DVD等，由于速度的要求愈来愈快，且同时要求资料的正确性，所以有关光盘机的稳定且快速地操作，以及为了确保能正确地读取信号等等要素，在光盘机的载体控制方法中显得非常重要。

在光盘机的载体控制方法中，马达的控制是非常重要的，由于步进马达的驱动机构比较简单、成本比较低，相对于直流马达驱动、光感测反馈和磁感测反馈等控制电路的设计，皆较为简单。所以渐渐有光盘机制造厂商将步进马达引入作为载体控制(Sled Control)用的马达，取代传统的直流马达。

参照图1，图1所示为公用应用于一光盘机3的控制系统11的示意图。光盘机3包含一读取头6，一直流马达4，以及控制系统11。读取头6包含一物镜9以及一载体5。控制系统11包含一循轨致动控制器1以及一数字控制器2。当移动读取头6以读取一盘片8的资料时，光盘机3会产生一循轨信号。循轨信号会输入至循轨致动控制器1，而循轨致动控制器1会根据此循轨信号产生一循轨控制信号(TRO)，用来控制读取头6的物镜9位置。循轨控制信号(TRO)会输入至数字控制器2，以产生一数字控制信号(DCV)。数字控制信号是用来驱动直流马达4，以带动读取头6的载体5，进而使读取头6移动。此种公用技术不易于高速度跨轨，且因滑动的摩擦阻力不均匀，导致产量的困扰。

发明内容

有鉴于所述的公用技术的缺陷，本发明提供一种利用步进马达来控制光盘机的载体的控制系统及其方法，以解决上述的问题。

为实现所述目的，本发明提供一种用来控制一光盘机的载体的方法，其包括：(a)移动该光盘机的读取头，以产生一循轨信号，其中该读取头包含该载体以及一物镜；(b)将该循轨信号输入该光盘机的循轨致动控制器，以产生一循轨控制信号(TRO)，用来控制该读取头的物镜的位置；(c)将该循轨控制信号输入该光盘机的数字控制器，以产生一数字控制信号(DCV)；(d)将该数字控制信号输入该光盘机的频率转换器，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)以及一方向特征位信号(Dir)；(e)将该脉冲特征位信号以及该方向特征位信号输入该光盘机的周期性正/余弦波产生器，以产生载体控制信号，该载体控制信号是用来驱动该光盘机的步进马达，以控制该光盘机的载体。

此光盘机包含此控制系统来实施此控制方法，此控制系统利用一步进马达来控制该光盘机的载体，该光盘机包含一读取头，该读取头包含一物镜及该载体。此控制系统包括一循轨致动控制器，用来接收一循轨信号(TE)，并且根据循轨信号产生一循轨控制信号(TRO)，以控制读取头的物镜位置；一数字控制器，连接于循轨致动控制器，用来接收循轨控制信号，以产生一数字控制信号；一频率转换器，连接于数字控制器，用来接收数字控制信号，以产生一脉冲特征位信号及一方向特征位信号；一周期性正/余弦波产生器，连接于频率转换器，用来接收脉冲特征位信号及方向特征位信号，以产生载体控制信号。载体控制信号是用来驱动光盘机的步进马达，以控制光盘机的载体。

附图说明

为进一步了解本发明的特征，优点，下面结合附图作详细描述。

图1为公用技术的载体信号驱动方块连接图。

图2为本发明实施例的电路方块连接示意图。

图3为本发明实施例中，循轨致动器的控制器及数字控制器的内部电路方块连接示意图。

图4为本发明实施例中，执行循轨控制时的主要电路方块连接示意图。

图5为本发明实施例中，执行循轨控制时，电压频率转换器的内部功能示意图。

图6为本发明实施例的循轨控制中，周期性正/余弦波产生器的内部对照表示意图。

图7为本发明实施例中，执行短距离跨轨控制时的主要电路方块连接示意图。

图8为本发明实施例中，执行长距离跨轨控制时的主要电路方块连接示意图。

图9为本发明实施例的长距离跨轨控制中，速度曲线产生器及速度频率转换器的操作流程示意图。

图10为本发明实施例的长距离跨轨控制中，速度曲线产生器的速度曲线特性图。

具体实施方式

本发明的较佳实施例，参照图2的电路图，主要控制电路系统包括有：一循轨致动控制器110、一数字控制器120、一频率转换器130以及一周期性正/余弦波产生器140。循轨致动控制器110是用以接收一循轨信号，并且根据循轨信号产生一循轨控制信号(TRO)，藉以控制读取头60中物镜90的位置。数字控制器120是连接在循轨致动器的控制器110，用以接收循轨控制信号(TRO)，以产生一数字控制信号(DCV)131。频率转换器130是连接于数字控制器120，用以接收数字控制信号(DCV)131，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)135及一方向特征位信号(Dir)136。周期性正/余弦波产生器140则是连接在频率转换器130，用以接收脉冲特征位信号135及方向特征位信号136，藉以产生载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180。有关载体控制信号170、180的作用，是驱动光盘机的载体马达40。较佳者，于本发明中是为步进马达，尤其是运用微步进马达，藉以控制光盘机的载体65移动。

结合图2的电路系统说明，本发明的光盘机载体控制方法包括：(a)移动光盘机的读取头60，以产生循轨信号，其中读取头60包含载体65以及一物镜90；(b)将循轨信号输入光盘机的循轨致动控制器(tracking actuator′scontroller)110，以产生一循轨控制信号(TRO)，用以控制读取头60的物镜90的位置；(c)将循轨控制信号输入光盘机的数字控制器120，以产生一数字控制信号(DCV)131；(d)将数字控制信号输入光盘机的频率转换器130，以产生一脉冲特征位信号135以及一方向特征位信号136；(e)将脉冲特征位信号135以及方向特征位信号136输入光盘机的周期性正/余弦波产生器140，以产生一第一载体信号(SLED 1)170以及一第二载体信号(SLED 2)180，用以驱动光盘机的载体马达40(本发明的一实施例为步进马达)，以控制光盘机的载体65移动。

图2所示的本发明实施例中，还包括一马达选择器(DCM)160以及另外配合马达选择器160而设置一直流马达，当马达选择器160设定为一直流马达模式时，则数字控制器120所产生的数字控制信号131会直接用来驱动光盘机的直流马达，以控制该光盘机的载体65移动；而当马达选择器160设定为一步进马达模式时，则数字控制信号131则会输入至频率转换器130中。

对于所述的周期性正/余弦波产生器140中，包含有一周期性正/余弦波表(Ring Table)，周期性正/余弦波产生器140会根据周期性正/余弦波表以查出脉冲特征位信号135以及该方向特征位信号136所对应的一正弦值以及一余弦值，以分别作为载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180。有关于周期性正/余弦波产生器110所输出的正弦及余弦的信号，是可再经由衰减器(Ks)150的连接，用以调整正弦及余弦的振幅，可使本发明的控制系统进入省电模式。对于载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180信号则可先连接至功率驱动器20调整后再连接至载体马达40者。

对于图2中所揭示的循轨致动控制器110以及数字控制120的进一步说明，参照图3。如图3所示，其中循轨致动控制器110包含有一循轨控制器(Tracking Controller)112、一短距离跨轨控制器(Short Seek Controller)114以及一中心误差控制器(Central error Controller)116。三个控制器112、114、116的输出端是可以被选择，意即为循轨致动控制器110所输出的循轨控制信号(TRO)，可以选择由三个控制器112、114、116其中之一所连接输出的。数值控制器120中包含有一载体控制器(Sled Controller)122以及一速度曲线产生器(Speed Profile Generator)124。其中载体控制器122以及速度曲线产生器124的输出端是可以被选择，意即数字控制器120所输出的数字控制信号(DCV)131，是可以选择由载体控制器122或是速度曲线产生器124的输出端所连接输出者。

参照图4，当光盘机处于循轨控制模式时，循轨信号为一循轨误差信号(TE)，而频率转换器130为一电压频率转换器。循轨信号(TE)信号会输入循轨控制器112中，以输出一循轨控制信号(TRO)。循轨控制信号会输入至数字控制器120的载体控制器122中，以产生数字控制信号(DCV)131。

参照图7，当光盘机处于一短距离跨轨(Short Seek)控制模式时，循轨信号为一速度误差(VE)信号，而频率转换器130为一电压频率转换器。速度误差(VE)信号会输入至循轨致动控制器110的短距离跨轨控制器114，以产生循轨控制信号(TRO)。循轨控制信号会输入至数字控制器120的载体控制器122，以产生数字控制信号(DCV)131。其中，短距离跨轨控制器114包含一误差放大器121以及一循轨控制器118。

参照图8，当光盘机处于一长距离跨轨(Long Seek)控制模式时，循轨信号为一中心误差信号(CE)，而频率转换器130为一速度频率转换器。中心误差信号(CE)会输入至循轨致动控制器110的中心误差控制器116，以产生循轨控制信号(TRO)，循轨控制信号是用以将物镜90控制在一中央位置，而数字控制器120的速度曲线产生器124会接收一跨轨总数信号(TRKNUM)及一跨轨方向信号(TRKDIR)以产生该数字控制信号(DCV)131。

当执行循轨控制方法时，循轨控制器112会控制光盘机的物镜90追随光盘机盘片上的轨道，而当物镜90越来越偏离读取头60的中心时，此时光盘机载体马达40必需跟随着慢速转动，使载体慢速移动，以保持物镜90不会偏离太远，避免造成物镜倾斜(Tilt)的缺陷。当执行短距离跨轨控制方法时，是以闭回路控制所完成的速度快及准确的跨轨控制，可以进一步分为运用速度误差经增益放大后再执行载体控制，或是运用反馈跨轨信号，再依跨轨数与跨距而驱动载体。另一方面，执行长距离跨轨控制时，是以开回路控制，以及使用中心误差控制(Central Error Control)的方式，以确保物镜90在中心位置，再配合一次精准的短距离跨轨以到达长距离跨轨的定位。

兹针对本发明所述的三种控制模式，分别详细说明。

                1.循轨控制(Tracking Following)：

本发明所述的光盘机载体的循轨控制模式，参照图4，图4所示为本发明实施例中循轨控制系统的方块连接示意图。主要包含有一信号控制器100、一频率转换器130以及一周期性正/余弦波产生器140，他们为依序相连接以传输信号。本发明在循轨控制模式中，在光盘机的读取头60聚焦控制下，会产生一循轨信号，并输入至信号控制器100中，以产生一数字控制信号(DCV)131。在循轨控制模式中循轨信号为一循轨误差(TE)信号。频率转换器130是连接在信号控制器100，用来接收数字控制信号131，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)135及一方向特征位信号(Dir)136。周期性正/余弦波产生器140则是连接于频率转换器130，用来接收脉冲特征位信号135及该方向特征位信号136，以产生载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，为驱动脉冲信号，是用以驱动光盘机的载体马达40(为一步进马达)动作，以控制光盘机的载体65移动至适当位置。

在本发明循轨控制系统实施例中，信号控制器100包含有一循轨控制器112以及一载体控制器122。其中循轨控制器112接收循轨信号(为一循轨误差信号TE)，以输出循轨控制信号(TRO)。此循轨控制信号(TRO)再连接至载体控制器122中，经由控制后输出数字控制信号(DCV)131的。以及频率转换器130为一电压频率转换器的实施方式，是接收数字控制信号(DCV)131，而输出脉冲特征位信号135与方向特征位信号136，再传输至周期性正/余弦波产生器140中，此周期性正/余弦波产生器140主要包含有周期性正/余弦波表(Ring Table)，是依据脉冲特征位信号135与方向特征位信号136的不同值，对应出不同的正弦(SIN)及余弦(COS)的脉冲信号。

此外，在本发明循轨控制实施例中，可再将正弦及余弦脉冲信号连接在衰减器(Ks)150，将信号加以衰减以进入省电模式。以及还包括有一马达选择器(DCM)16，用以切换选择直流马达(DC Motor)操作(DCM＝“1”)或步进马达操作(DCM＝“0”)作为载体马达40，以提供不同载体马达的选择。对于载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180信号则可先连接至功率驱动器20调整后再连接至载体马达40。

当执行循轨控制时，输入循轨误差(TE)至循轨控制器112中，循轨控制器112的内部可含有增益(Gain)、相位延迟控制器(Phase Lag)和相位超前控制器(Phase Lead)等元件的组成。之后循轨控制器112会输出循轨控制信号(TRO)，主要是用以传输至外界的功率驱动器20中，以驱动光盘机读取头60的物镜90做读取动作，此乃因载体(Sled)亦必须同步控制，以保持物镜90维持在读取头60的中央。之后，循轨控制信号(TRO)输入至载体控制器122中。当所设定的马达选择器(DCM)16的设定为DCM＝“1”时，为直流马达操作，则载体控制器122输出的数字控制信号(DCV)131可直接送至载体控制信号(SLED 1)170以控制直流马达。另当设定马达选择器(DCM)16为DCM＝“0”时，则为步进马达操作模式，此时数字控制信号(DCV)131将会输入至频率转换器130，其作用是将具有正负号的数字控制信号(DCV)131的数值转化为等效于DCV值的频率脉冲(Pulse)的特征位信号135及方向(Dir)特征位信号136。

有关于循轨控制时的频率转换器130，则为一电压频率转换器(VCO 1)，其进一步说明可参照图5，图5所示为本发明实施例的循轨控制中，频率转换器130的内部功能示意图。其中VCO 1_acc 132是一个累加器(Accumulator)，它会累加每次的数字控制信号131的值，当累加器的值VCO1_acc 132大于上极限(SAT)133时，累加器VCO 1_acc 132会自动减去2*SAT的值，且会发出Pulse＝1、Dir＝0的特征位信号，表示发出正向旋转脉冲；相反地，当累加器的值VCO 1_acc 132小于下极限(-SAT)134时，VCO 1_acc会自动加上2*SAT之值，且会发出Pulse＝1、Dir＝1的特征位信号，表示发出反向旋转脉冲。之后脉冲(Pulse)特征位信号135及方向(Dir)特征位信号136将传至周期性正/余弦波产生器140，以对照出所对应的正弦(SIN)及余弦(COS)值。

此外，有关周期性正/余弦波产生器140中所包含的周期性正/余弦波表，为一对照表的功能，参照图6，图6所示为本发明实施例的循轨控制中，周期性正/余弦波产生器14的内部周期性正/余弦波表的对照表示意图。其中揭示周期性正/余弦波表为一2×S的二维阵列，内部存储有0～2π的正弦函数表(SIN Table)141及余弦函数表(COS Table)142。当特征位信号Pulse＝1、Dir＝0时，一索引变址(Index)144会正向旋转P个间隔，此P值为一微步进间隔值143，且当索引变址(Index)大于S值时(Index＞S)，会自动循回至Index＝1，以达到连续输出正弦波(sin wave)与余弦波(cos wave)信号。当Pulse＝1，Dir＝1时，索引变址(Index)144会反向旋转P个间隔143，且当Index＜1时，会自动循环回至Index＝S之值。

此外，周期性正/余弦波表会得到应有的正弦及余弦输出值，此正弦及余弦的信号输出值会分别经过衰减器150，再分别为外界的载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180。另当马达选择器16的DCM＝“0”为步进马达操作。如图4所示，载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180会经由功率放大器20来驱动载体马达40(可为步进马达)。在循轨控制时，衰减器150可设小以进入省电模式，避免步进马达发热。

                2.短距离跨轨控制(Short Seek)：

有关本发明所述的数字式光盘机载体的短距离跨轨控制模式，参照图7的说明，图7所示为本发明实施例中短距离跨轨控制的方块连接示意图。主要包含有：一信号控制器100、一频率转换器130以及一周期性正/余弦波产生器140，他们为依序相连接以传输信号。本发明实施例在短距离跨轨控制模式中，首先，移动光盘机的读取头60，以产生一循轨信号，并输入至信号控制器100中，以产生一数字控制信号(DCV)131。其中，信号控制器100所接收的循轨信号乃为一速度误差(VE)信号者。将数字控制信号(DCV)131输入至频率转换器130中，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)135及一方向特征位信号(Dir)136。周期性正/余弦波产生器140则是连接于频率转换器130，用来接收脉冲特征位信号135及该方向特征位信号136，以产生载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，为驱动脉冲信号，是用以驱动光盘机的载体马达40(为一步进马达)，以控制光盘机的载体。

前述的本发明短距离跨轨控制模式，信号控制器100中包含有一短距离跨轨控制器(Short Seek Controller)114以及一载体控制器(Sled Controller)122，并且短距离跨轨控制器114中还包含有一误差放大器121及一循轨控制器118。其中误差放大器121接收速度误差(VE)信号，经过放大后连接至循轨控制器118中，输出一循轨控制信号(TRO)，除了将循轨控制信号(TRO)连接至功率驱动器20之外，同时连接至载体控制器122，用以输出一数字控制信号(DCV)131。而频率转换器130则为一电压频率转换器(VCO 1)。

短距离跨轨控制方法有两种，除了以上所述的方法，还有反馈跨轨信号的控制方法。如图7所示，在本发明的短距离跨轨控制模式中，还包括连接有一信号增益器(Ktx)126以及一控制模式切换器(TXM)128。其中，信号增益器126接收跨轨信号(TX/RX)，经增益放大后再连接至控制模式切换器(TXM)128中。控制模式切换器128主要可以控制选择信号，使频率转换器130能够选择接收载体控制器122输出的数字控制信号(DCV)131，或是接收增益后的跨轨信号增益Ktx值。之后频率转换器130经由电压频率转换作用后，可输出脉冲特征位信号(Pulse)135与方向特征位信号(Dir)136，再输入至周期性正/余弦波产生器140中。

同样地，在短距离跨轨控制中，周期性正/余弦波产生器140主要具备一对照表的功能，其中包含有一周期性正/余弦波表，其连接在频率转换器130，依据脉冲特征位信号(Pulse)135与方向特征位信号(Dir)136的不同值，对应出不同的正弦(SIN)及余弦(COS)脉冲信号。之后可再连接于一对衰减器(Ks)150。此对衰减器150即为连接在周期性正/余弦波产生器140的输出端，主要作用是可将衰减值设大，以增加短距离循轨控制时的功率。以及同样设有一马达选择器(DCM)160，是用以切换选择直流马达操作(DCM＝“1”)或步进马达操作者(DCM＝“0”)。最后输出载体控制信号(SLED 1)170、(SLED2)180，是与衰减器150相连接，为衰减器150衰减后的输出信号，并且为驱动载体马达的脉冲信号，可用以进一步驱动载体马达动作。

另一方面，图7所示的短距离跨轨控制系统方块图中，其短距离跨轨控制方法为闭回路的控制。针对短距离跨轨的两种控制方法，现分述如下：

                   2-1.第一种短距离跨轨控制：

主要是以跨轨的速度误差(VE)经过误差放大器121加以增益放大，再输入至循轨控制器114可输出循轨控制信号(TRO)，此循轨控制信号再输入至载体控制器122中可得到控制用的电压信号，即为数字控制信号(DCV)131。其中，载体控制器122的增益及频宽是与前一循轨控制方法中的载体控制器122不同。另外，设定马达选择器160的DCM＝“0”，为步进马达的操作模式。另一方面，设定控制模式切换器(TXM)23的TXM＝“0”，为循轨控制信号(TRO)的控制模式。接着如同前一循轨控制模式一样，经由频率转换器130、周期性正/余弦波产生器140以及衰减器150，输出载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，以驱动步进马达。

                   2-2.第二种短距离跨轨控制：

第二种方法是运用反馈跨轨信号(TX或RX)，再依跨轨数与轨距(TrackPitch)直接驱动载体马达40的步进马达，因为步进马达的驱动脉冲数PN与跨轨数有下列的关系：

PN＝TN*TP/Plength      (1)

其中：

PN：步进马达的驱动脉冲数

Plength：驱动步进马达一个脉冲，载体(Sled)所行走的距离(μm)

TN：跨轨数

TP：轨距(Track Pitch)，1.6μm

当跨轨时，每一个跨轨信号(TX或RX)的正缘都会触发跨轨的信号增益器(Ktx)126的增益一次，当控制模式切换器(TXM)128的设定TXM＝“1”时，则频率转换器130会在每一个跨轨信号(TX或RX)的正缘收到一次信号增益器Ktx的增益值，紧接的控制方式则如同前一循轨控制模式一样，经由周期性正/余弦波产生器140及衰减器150，输出载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，以产生驱动脉冲信号以驱动步进马达。此外，短距离跨轨时可将衰减器150设大，在藉以增加短距离跨轨的功率。

               3.长距离跨轨控制(Long Seek)：

本发明所述的光盘机载体的长距离跨轨控制模式，参照图8的说明。长距离跨轨控制系统中包括有一信号控制器100、一频率转换器130以及一周期性正/余弦波产生器140。信号控制器100接收一循轨信号(在长距离跨轨模式为一中心误差(CE)信号)，以产生一数字控制信号(DCV)131。频率转换器130是连接在信号控制器100，用来接收数字控制信号131，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)135及一方向特征位信号(Dir)136。周期性正/余弦波产生器140则连接于频率转换器130，用来接收脉冲特征位信号135及该方向特征位信号136，以产生载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，用以驱动光盘机的载体马达40，为一步进马达，以控制该光盘机的载体65。

有关本发明的长距离跨轨控制的方法，其步骤包含：(a)在光盘机的读取头60聚焦控制下，会产生一循轨信号，为一中心误差(CE)信号；(b)将中心误差(CE)信号输入光盘机的信号控制器100，以产生一数字控制信号131；(c)将数字控制信号131输入光盘机的频率转换器130，以产生一脉冲特征位信号(Pulse)135以及一方向特征位信号(Dir)136；(d)将脉冲特征位信号135以及方向特征位信号136输入光盘机的周期性正/余弦波产生器140，以产生载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，用以驱动该光盘机的步进马达，以控制光盘机的载体65。

上述光盘机载体的长距离跨轨控制系统，结合图8的进一步说明如下：信号控制器100中包含有一中心误差控制器116以及一速度曲线产生器124。其中，中心误差控制器116接收中心误差(CE)数字，经控制后输出循轨控制信号(TRO)。速度曲线产生器124，接收跨轨总数(TRKNUM)与跨轨方向(TRKDIR)的信号，而输出数字控制信号(DCV)131。之后数字控制信号131再连接至频率转换器130。在长距离跨轨控制时，此频率转换器130为一速度频率转换器(VCO 2)，此速度频率转换器(VCO 2)的作用如同电压频率转换器(VCO 1)一般，但是其上极限为一f1值，下极限为0；以及速度频率转换器(VCO 2)的累加器，只有向上累加，当累加器值＞f1时，累加器值会自动减去f1。之后频率转换器130接收数字控制信号131，经由转换后而输出脉冲特征位信号(Pulse)135与方向特征位信号(Dir)136等信号。

图8中同样包括有周期性正/余弦波产生器140，主要包含有周期性正/余弦波表，为一对照表的功能，连接在频率转换器130，依据该脉冲特征位信号(Pulse)135与方向特征位信号(Dir)136的不同值，对应出不同的正弦及余弦脉冲信号。之后可再进一步连接至衰减器150，是可将衰减值设大，以增加长距离跨轨控制所需的功率。此外，同样包括有马达选择器(DCM)160，用以切换选择直流马达操作(DCM＝“1”)或步进马达操作(DCM＝“0”)；以及输出有载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，为驱动载体马达40的脉冲信号，用以驱动步进马达。

如图8所示，长距离跨轨的控制为开回路的控制方式，此时信号控制器100切换为中心误差控制模式，中心误差(CE)值是输入至中心误差控制器(CE Controller)116，而中心误差控制器116所输出的循轨控制信号(TRO)是用以控制光盘机读取头60的物镜90保持在中央位置。以及中心误差控制器116内还包括增益、低通滤波器、相位超前滤波器以及相位延迟滤波器等元件组合。此外，图8所示的长距离跨轨控制功能方块中，主要是通过速度曲线产生器124以及频率转换器130(为一速度频率转换器VCO 2)所构成。关于速度曲线产生器124的控制流程参照图9，而如同图9所示，速度曲线产生器124可在步骤311中设定加速度(ACC)、最高速度(HSP)、减速度(DEC)、低速(LSP)、总跨轨数(TRKNUM)以及跨轨方向(TRKDIR)；同时先设定状态为加速state＝ACC准备启动长距离跨轨。以及步骤315为一中断服务程序，其工作频率＝f1Hz的一频率值；接着执行状态(state)的判断316，状态(state)可为加速(ACC)、高速(HSP)、减速(DEC)或者为跨轨结束(STOP)等状态。

3-1.若state＝ACC(加速)，是为加速段，则执行程序312，程序312的内容包括(1)加速、(2)是否到达高速而需切换至state＝HSP(高速)、(3)速度频率转换器(VCO 2)决定是否发出Pulse特征位信号、(4)是否减速而需切换至state＝DEC(减速)。

3-2.若state＝HSP(高速)，则执行程序313，程序313的内容包括(1)速度频率转换器(VCO 2)决定是否发出脉冲(Pulse)特征位信号、(2)是否为减速而需切换至state＝DEC(减速)。

3-3.若state＝DEC(减速)，则执行程序314，程序314的内容包括(1)减速、(2)是否到达低速、(3)速度频率转换器(VCO 2)决定是否发出脉冲(Pulse)特征位信号、(4)残留轨数是否为零而需切换至state＝STOP。

后续所接的控制动作，则如同前述循轨控制一样，经过周期性正/余弦波产生器140、衰减器150而输出载体控制信号(SLED 1)170、(SLED 2)180，以进一步驱动载体马达40的步进马达。其中，长距离跨轨时可将衰减器150设大，以增加功率。

本发明已成功运用在CD-RW的光盘机中，速度曲线产生器所产生的速度波形为线性而非阶梯型，实验结果的曲线图如图10所示，其横轴为时间，纵轴为脉冲重复频率(Pulse Rate)，单位为电压。明显地，本发明已经有效改善公用技术中阶梯式的缺陷。利用步进马达来控制光盘机的载体，可使光盘机载体控制的速度曲线特性，能满足加速及减速时的线性斜线特性，而避免传统阶梯式速度曲线方式会产生震动及噪音的缺陷。此外，由于步进马达驱动机构的成本比直流马达驱动、光检测反馈和磁检测反馈低，而且适合高速跨轨，所以步进马达驱动载体已经成为主流趋势。

此外，本发明直接运用控制IC，有效取代公用技术采用CPU需撰写程序的不便，以及简化控制电路设计，可大幅降低光盘机系统的生产成本。

综上所述，本发明的一数字式光盘机载体控制方法，能够提供使用者在符合数字式光盘机载体控制特性下的避免噪音及震动，降低成本且简化电路的控制方法。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。凡依本发明权利要求范围所作的等同变化与修饰，皆应属于本发明权利要求涵盖的范围内。

Claims (32)

1.一种用来控制光盘机的载体的方法，其包括：

(a)移动该光盘机的读取头，以产生一循轨信号，其中该读取头包含该载体以及一物镜；

(b)将该循轨信号输入该光盘机的循轨致动控制器，以产生一循轨控制信号，用来控制该读取头的物镜的位置；

(c)将该循轨控制信号输入该光盘机的数字控制器，以产生一数字控制信号；

(d)将该数字控制信号输入该光盘机的频率转换器，以产生一脉冲特征位信号以及一方向特征位信号；

(e)将该脉冲特征位信号以及该方向特征位信号输入该光盘机的周期性正/余弦波产生器，以产生载体控制信号，该载体控制信号是用来驱动该光盘机的步进马达，以控制该光盘机的载体。

2.如权利要求1所述的方法，其中该光盘机还包括一马达选择器以及一直流马达，当该马达选择器设定为一直流马达模式时，步骤(c)所产生的数字控制信号会直接用来驱动该光盘机的直流马达，以控制该光盘机的载体，当该马达选择器设定为一步进马达模式时，该数字控制信号则会输入至该频率转换器，以继续执行步骤(d)与(e)。

3.如权利要求1所述的方法，其中该周期性正/余弦波产生器包含一周期性正/余弦波表，该周期性正/余弦波产生器会根据该周期性正/余弦波表以查出该脉冲特征位信号以及该方向特征位信号所对应的一正弦值以及一余弦值，以分别作为该载体控制信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一循轨控制器，而该数字控制器包含一载体控制器，当该光盘机处于一循轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的循轨控制器，以产生该循轨控制信号，而该循轨控制信号会输入至该数字控制器的载体控制器，以产生该数字控制信号。

5.如权利要求4所述的方法，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

6.如权利要求4所述的方法，其中该循轨信号为一循轨误差信号。

7.如权利要求1所述的方法，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一短距离跨轨控制器，而该数字控制器包含一载体控制器，当该光盘机处于一短距离跨轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的短距离跨轨控制器，以产生该循轨控制信号，而该循轨控制信号会输入至该数字控制器的载体控制器，以产生该数字控制信号。

8.如权利要求7所述的方法，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

9.如权利要求7所述的方法，其中该循轨信号为一速度误差信号。

10.如权利要求7所述的方法，其中短距离跨轨控制器包含一误差放大器以及一循轨控制器，该误差放大器是用来接收该循轨信号，以放大该循轨信号，而该循轨控制器是用来接收该放大的循轨信号，以输出该循轨控制信号。

11.如权利要求1所述的方法，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一中心误差控制器，而该数字控制器包含一速度曲线产生器，当该光盘机处于一长距离跨轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的中心误差控制器，以产生该循轨控制信号，该循轨控制信号是用来将该物镜控制于一中央位置，而该数字控制器的速度曲线产生器会接收一跨轨总数信号及一跨轨方向信号以产生该数字控制信号。

12.如权利要求11所述的方法，其中该频率转换器为一速度频率转换器。

13.如权利要求11所述的方法，其中该循轨信号为一中心误差信号。

14.如权利要求1所述的方法，其中该光盘机包含一信号增益器以及一控制模式切换器，当该光盘机处于一短距离跨轨控制模式时，通过将该控制模式切换器设定为一预定模式，该循轨信号的正缘会触发该信号增益器进行增益，以产生该循轨控制信号，该循轨控制信号会输入至该载体控制器，以产生该数字控制信号。

15.如权利要求14所述的方法，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

16.如权利要求14所述的方法，其中该循轨信号为一跨轨信号。

17.一种应用于光盘机的控制系统，其利用一步进马达来控制该光盘机的载体，该光盘机包含一读取头，该读取头包含一物镜以及该载体，该控制系统包括：

一循轨致动控制器，用来接收一循轨信号，并且根据该循轨信号产生一循轨控制信号，以控制该物镜的位置；

一数字控制器，连接于该循轨致动控制器，用来接收该循轨控制信号，以产生一数字控制信号；

一频率转换器，连接于该数字控制器，用来接收该数字控制信号，以产生一脉冲特征位信号及一方向特征位信号；

一周期性正/余弦波产生器，连接于该频率转换器，用来接收该脉冲特征位信号及该方向特征位信号，以产生载体控制信号，该载体控制信号是用来驱动该光盘机的步进马达，以控制该光盘机的载体。

18.如权利要求17所述的控制系统，其中该光盘机另包括一马达选择器以及一直流马达，当该马达选择器设定为一直流马达模式时，该数字控制器所产生的数字控制信号会直接用来驱动该光盘机的直流马达，以控制该光盘机的载体，而当该马达选择器设定为一步进马达模式时，该数字控制信号则会输入至该频率转换器。

19.如权利要求17所述的控制系统，其中该周期性正/余弦波产生器包含一周期性正/余弦波表，该周期性正/余弦波产生器会根据该周期性正/余弦波表以查出该脉冲特征位信号以及该方向特征位信号所对应的一正弦值以及一余弦值，以分别作为该第一载体信号以及该第二载体信号。

20.如权利要求17所述的控制系统，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一循轨控制器，而该数字控制器包含一载体控制器，当该光盘机处于一循轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的循轨控制器，以产生该循轨控制信号，而该循轨控制信号会输入至该数字控制器的载体控制器，以产生该数字控制信号。

21.如权利要求20所述的控制系统，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

22.如权利要求20所述的控制系统，其中该循轨信号为一循轨误差信号。

23.如权利要求17所述的控制系统，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一短距离跨轨控制器，而该数字控制器包含一载体控制器，当该光盘机处于一短距离跨轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的短距离跨轨控制器，以产生该循轨控制信号，而该循轨控制信号会输入至该数字控制器的载体控制器，以产生该数字控制信号。

24.如权利要求23所述的控制系统，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

25.如权利要求23所述的控制系统，其中该循轨信号为一速度误差信号。

26.如权利要求23所述的控制系统，其中短距离跨轨控制器包含一误差放大器以及一循轨控制器，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的短距离跨轨控制器，以产生该循轨控制信号。

27.如权利要求17所述的控制系统，其中该光盘机的循轨致动控制器包含一中心误差控制器，而该数字控制器包含一速度曲线产生器，当该光盘机处于一长距离跨轨控制模式时，该循轨信号会输入至该循轨致动控制器的中心误差控制器，以产生该循轨控制信号，该循轨控制信号是用来将该物镜控制于一中央位置，而该数字控制器的速度曲线产生器会接收一跨轨总数信号及一跨轨方向信号以产生该数字控制信号。

28.如权利要求27所述的控制系统，其中该频率转换器为一速度频率转换器。

29.如权利要求27所述的控制系统，其中该循轨信号为一中心误差信号。

30.如权利要求17所述的控制系统，其中该光盘机包含一跨轨信号增益器以及一控制模式切换器，当该光盘机处于一短距离跨轨控制模式时，通过将该控制模式切换器设定为一预定模式，该循轨信号的正缘会触发该信号增益器进行增益放大，以产生该循轨控制信号，该循轨控制信号会输入至该载体控制器，以产生该数字控制信号。

31.如权利要求30所述的控制系统，其中该频率转换器为一电压频率转换器。

32.如权利要求30所述的控制系统，其中该循轨信号为一跨轨信号。

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