DE3412911C2

DE3412911C2 - Spurführungs-Servosteuerung für eine Informationslesevorrichtung

Info

Publication number: DE3412911C2
Application number: DE3412911A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hirano; Keiichi Tokorozawa Saitama Matsumoto
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE3412911A1; JPH0154794B2; FR2544117A1; JPS59185077A; US4544872A; FR2544117B1

Abstract

Spurführungs-Servosteuerung für eine Informationslesevorrichtung, wie beispielsweise einen Videoplattenspieler oder einen CD-Plattenspieler mit einem Servoschleifenschalter (13) zum Öffnen und Schließen der Spurführungs-Servoschleife und einer Zeitsteuerschaltung (18), die ein Zeitsteuersignal zum Steuern des Servoschleifenschalters (13) nach Maßgabe eines Spurlaufsignals, das aus einem Abnehmerausgangssignal und den Zeitpunkten des Nulldurchgangs des Spurführungsfehlersignals gebildet wird, erzeugt. Um die Arbeit des Servoschleifenschalters (13) sehr genau zu steuern, ist eine Phasenverschiebungsschaltung (19) zwischen einer ein Spurlaufsignal erzeugenden Einrichtung (11) und einer den Nulldurchgang wahrnehmenden Detektoreinrichtung (17) vorgesehen, die im wesentlichen die gleiche Phasencharakteristik wie eine Entzerrerschaltung (12) hat, die in der Spurführungs-Servoschleife liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spurführungs-Servosteuerung für eine Informationslesevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben Art, wie sie aus der DE-OS 30 42 108 bekannt ist.

Bei einer Vorrichtung zum Lesen einer aufgezeichneten Information, beispielsweise bei einem Bildplattenspieler oder bei einem Plattenspieler für eine PCM-Platte, d. h. eine Platte mit Pulscodemodulation, oder einem CD-Plattenspieler, besteht die Gefahr, daß die Informationsabnahmestelle, d. h. die Stelle, an der die Information gelesen wird, von der Aufzeichnungsspur in radialer Richtung der Aufzeichnungsplatte abweicht. Das beruht auf einer Exzentrizität, d. h. einem Unterschied zwischen dem Mittelpunkt der Drehung der Platte zum Zeitpunkt der Aufzeichnung und dem Mittelpunkt der Drehung der Platte während der Wiedergabe. Diese Exzentrizität kann auch von einer Präzession, d. h. einer Bewegung der Mitte der Platte, hervorgerufen werden, während die Platte in der Informationslesevorrichtung gedreht wird.

Eine Spurführungs-Servosteuening dient bei einer Informationslesevorrichtung dazu, diese Diskrepanz zu beseitigen und die Informationsabnahmestelle dazu zu bringen, der Mitte der Aufzeichnungsspur fehlerfrei zu folgen.

Bei einer Spurführungs-Servosteuerung, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 30 42 1OS bekannt ist, wird ein Spurführungsfehlersignal erzeugt, das einen Pegel und eine Polarität hat, die die Größe und die Richtung der Verschiebung der Informationsabnahmestelle von der Mitte der Aufzeichnungsspur wiedergeben. Die Informationsabnahmestelle wird dann zwangsweise in radiale Richtung der Platte nach Maßgabe dieses Spurführungsfehlersignals bewegt.

Um weiterhin einen stabilen Betrieb der Vorrichtung zu bewirken, kann die Spurführungs-Servosteuerung mit offener Regelschleife arbeiten, was während des Anfanges des Spurführungsservosteuerbetriebes erfolgt. Eine Schwierigkeit bei der bekannten Spurführungs-Servosteuerung besteht jedoch darin, daß ein Unterschied in der Phase des Spurführungsfehlersignals und der Phase eines Steuersignals besteht, das ein Umschalten zwischen dem Betrieb mit offener Regclschleife und dem Betrieb mit geschlossener Regelschleife befiehlt. Eine weitere Schwierigkeit der herkömmlichen Spurführungs-Servosteuerung besteht darin, daß die Einlaufgeschwindigkeit dieser Steuerung relativ gering ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Spurführungs-Servosteu-emng der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Servosteuerung sehr stabil und schnell eingeführt werden kann.

Dazu ist die erfindungsgemäße Spurführungs-Servosteuerung in der im Kennzeichnen des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgebildet.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Servosteuerung eine Phasenverschiebungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Phasenverschiebungsfunktion hat, die im wesentlichen gleich der der Phasenkompensationseinrichtung für einen vorbestimmten Frequenzbereich des Spurführungsfehlersignals ist, wird der Zeitpunkt des An- und Ausschaltens der Servoschleifenschaltereinrichtung korrigiert und das schnelle und stabile Einrasten der Spurführungsservoschleife sichergestellt.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Servosteuervorrichtung ist Gegenstand des Patentanspruches 2.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 A schematisch der Reihe nach die Beziehung zwischen der Lage eines Leselichtfleckes und den Aufzeichnungsspuren ,

Fig. 1 B in einem Diagramm die Wellenform des Spurführungsfehlersignals, wie sie bei dem in Fig. I A dargestellten Zustand erhalten wird,

Fig. 2 A und 2 B die Beziehung zwischen der Wellenform des Spurführungsfehlersignals und der potcnti-

eilen Energie des Informationslesefleckes,

Fig. 3 ein, Beispiel des Aufbaus der herkömmlichen Schaltung einer Spurfühnings-Servosteuerung,

Fig. 4 A-G die Wellenform der Signale A-G, die an den verschiedenen Stellen der Schaltung von Fig. 3 erhalten werden,

Fig. 5 A das Schaltbild der in der Schaltung von Fig. 3 verwandten Entzerrerschaltung,

Fig. 5 B die Phasenverschiebungscharakteristik der Entzerrerschaltung von Fig. 5 A,

Fig. 6 A-C die Wellenform der Signale F, G, H der Schaltung in Fig. 3 unter Berücksichtigung der Phasenverschiebungscharakteristik der Entzerrerschaltung,

Fig. 7 das Blockschaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spurführungs-Servosteuerung,

Fig. 8 A das Schaltbild eines Beispiels der Phasenverschiebungsschaltung in Fig. 7,

Fig. 3 B die Phasenverschiebungscharakteristik der Phasenverschiebungsschltung von Fig. 8 A, vind

Fig. 9 A-I die Wellenform der Signale A bis I, die an den verschiedenen Stellen der in Fig. 7 dargestellten Schaltung erzeugt werden.

Bevor das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spurfühnings-Servosteuerung beschrieben wird, wird zunächst anhand von Fig. 1 A und 1 B die Beziehung zwischen der Größe der Abweichung der. Informationslesestelle von der Mitte der Aufzeichnungsspur und der Wellenform des Spurfuhrungsfehlersignals beispielsweise erläutert.

Fig. 1 A zeigt der Reihe nach die Lage der Informationsiesestelle, die sich senkrecht zu den Aufzeichnungsspuren bewegt. Wie es in Fig. 1 A dargestellt ist, besteht das Leselicht aus einem Informationsleselichtfleck 1 und zwei Spurführungslichtflecken 2 und 3 auf beiden Seiten des Leselichtfleckes 1. Die Anordnung und die relativen Abstände der Lichtflecke 1 bis 3 sind weiterhin se bestimmt, daß ein Tefl der Spurführungslichtflecke 2 und 3 auf der Aufzeichnungsspür T_x liegt und der Flächenbereich dieser Teile gleich ist, wenn die Mitte des Leselichtfleckes 1, d. h. der Infonnationslesestelle, sich auf der Mitte der Aufzeichnungsspur T_x befindet, wie es links in Fig. 1 A zum Zeitpunkt t_x dargestellt ist. An den übrigen Te&en nach rechts in Fig. 1 A sind die folgenden Zustände jeweils zu Zeitpunkten U bis t₅ dargestellt, über die der Leselichtfleck 1 zur nächsten Aufzeichnungsspur T₂ bewegt wird.

Die Wellenform des ispurrührungssignals, das dann erhalten wird, wenn der Leselichtfleck 1 querüber die Aufzeichnungsspuren läufi, ist in Fig. 1 B dargestellt. Die Steilen f, bis f₅ geben die Amplitude des Spurfuhrungsfehlersignals jeweils zu den Zeitpunkten t_x bis t, in Fig. 1 A wieder. Wie es in Fig. 1 B dargestellt ist, hat das Spurführungsfehlersignal die Form einer sinusartigen Welle, deren Amplitude und Polarität jeweils den Abstand oder Fehler der Stelle des Leselichtstrahles von der Aufzeichnungsspur und dessen Richtung wiedergeben.

Während des Anlaufintervalls der Informationslesevorrichtung oder dann, wenn an der Informationslesevorrichtung Störungen liegen, ist die Spurführungs-Servoschleife im allgemeinen geöffnet, um eine übermäßige Bewegung des Leselichtfleckes aufgrund der Erzeugung eines Spurfuhrungsfehlersignals mit relativ großer Amplitude zu «meiden. Um daher in der geeigneten Weise mit der Arbeit der Spurführungs-Servosteuerung zu beginnen, ist es notwendig, ein Signa! zum Befehlen de» 'Jchließens der Spurführungs- Servoschk-ife zu erzeugen. Es versteht sich, daß eine Wellenform des Spurfuhrungsfehlersignals, wie sie in Fig. IB dargestellt ist, aufgrund der Relativbewegung der Aufzeichnungsspuren, die durch die oben erwähiite Exzentrizität und Präzession verursacht wird, dann erhalten wird, wenn die Spurführungs-Servoschleife offen ist.

Die Bewegung des Leselichtstrahles während eines Obergangsintervalls vom Betrieb mit offener Schleife

ίο zum Betrieb mit geschlossener Schleife der Spurführungs-Servosteuerung wird im folgenden anhand von Fig. IB mehr im einzelnen beschrieben.

Es sei angenommen, daß die Spurführungs-Servoschleife zum Zeitpunkt r, geschlossen wird, und daß die Relativgeschwindigkeit der Aufzeichaungsspur und des Leselichtfleckes zu diesem Zeitpunkt I₁ gleich V₀ (m/s) ist, daß die Beschleunigung des Leselichtfleckes, der über ein Spurführungsstellglied bewegt wird, gleich g (m/s²) ist, und daß aus Gründen «fcr Einfachheit das

Spürführungsstellglied sofort auf das Vorliegen eines Spurführungsfehlers ansprechen kann und den Iniorma-

tionsleselichtfleclc mit einer Beschleunigung g (m/s²) bewegen kann.

Die Lage χ des Leselichtfleckes t Sekunden nach dem

Schließen der Spurführungs-Servoschleife lautet dementsprechend:

= ¹Ag? + V₀T

Die Relativgeschwindigkeit des Leselichtfleckes bezüglich der Aufzeichnungsspür ist gleich:

= v₀ - gt

Falls die Relativgeschwindigkeit ν gleich Null wird, wenn der Leselichtfleck die Lage zum Zeitpunkt f₃ erreicht, d. h. während der Leselichtfleck über eine halbe Spurführungsganghöhe von beispielsweise 0,8 um gehufen ist, wird der Leselichtfleck an der Anfangs stelle, die dem Zeitpunkt Z₁ entspricht, eingerastet. Während des normalen Betriebs der Spurführungs-Servosteuerung erfolgt der oben beschriebene Arbeitsvorgang und ist der Leselichtfleck normal eingerastet. Wenn jedoch der Anfangswert der Relativgeschwin digkeit V₀ des Leselichtfleckes übermäßig groß ist, oder wenn die Beschleunigung des Stellgliedes klein ist, wird die Relativgeschwindigkeit an der Stelle, die dem Zeitpunkt /₃ entspricht, nicht gleich Null. Dieser Zustand tier Bewegung des Leselichtfleckes

so wird im folgenden mehr im einzelnen anhand c!tr Fig. 2A und 2B beschrieben. Fig. 2A zeigt die Wellenform eines Spurfuhrungsfehlersignals, bei dem die Stellen r, bis t₅ den Stellen r_t bis I₅ in Fig. IA entsprechen. Auch in diesem Fall wird das Stellglied sofort angetrie ben, um den Leselichtfleck zu bewegen, selbst wenn nur ein kleinster Pegel des Spurführungfehlersignals vorliegt, und wird V.er Informationslesefleck mit einer Beschleunigung g in die Richtung beschleunigt, die durch die Polarität des Spurfuhrungsfehlersignals bestimmt ist.

Wenn daher die Spurführungs-Servoschleife geschlossen ist, ändert sich die potentielle Energie des Informationslesefleckes in cfc? Weise, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. Wenn in diesem Zustand die Servoschleife zum Zeitpunkt Z₁ geschlossen wird, bewegt sich der Informationslesefieck zu der Stelle des Zeitpunktes t_}, während sehie kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt wird. Wenn in diesem Zustand die Relativge-

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schwindigkeit zwischen dem Informationslesefleck und verglichen wird. Ein Komparatorausgangssignal C des _; der Aufzeichnungsspur nicht gleich Null wird, sondern Pegelkomparators 8 hat einen hohen Pegel, wenn der *i den Wert V₁ hat, dann wird der Informationslesefleck Pegel des Hüllkurvensignals über dem Pegel des beschleunigt, um die Relativgeschwindigkeit ν zu erhö- Bezugssignals liegt, oder einen niedrigen Pegel, wenn hen, während er seine potentielle Energie verliert, so s der Pegel des Hüllkurvensignals unter dem Pegel des daß er sich über die Stellungen bewegt, die den Zeit· Bezugssignals liegt. Dieses Komparatorausgangssignal ; punkten t₃ bis I₅ entsprechen. Während er über die C bildet ein Spurlaufsignal, das die Lage des Leselicht-Stellungen läuft, die den Zeitpunkten t₅ bis f₇ entspre- fleckes auf der Aufzeichiiungsspur angibt. j chen, nimmt seine Geschwindigkeit ν mit Abnahme der Die reflektierten Lichtstrahlen von den Spurfüh- ; kinetischen Energie ab. Wenn eine Widerstandskraft, io rungslichtflecken 2 und 3 werden andererseits zu entbeispielsweise der Reibungswiderstand, vernachlässigt sprechenden photoelektrischen Wandlern 9 und 10 wird, hat der Informationslesefleck daher zum Zeit- gelenkt, deren Ausgangssignale an einem Differentialpunkt t-, dieselbe Geschwindigkeit V₁ in derselben Rieh- verstärker 11 liegen, der ein Spurführungsfehlersignal D tung wie zum Zeitpunkt /j. erzeugt. Das Spurführungsfehlersignal D liegt dann Das heißt mit anderen Worten, daß der Informations- is über einen Entzerrerverstärker 12 zur Kompensation lesefleck über eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren des Frequenzgangs und einen Servoschleifenschalter 13 läuft, und daß es nicht möglich ist, den Informationsie- an einem Steuerverstärker 14. Durch das Ausgangssisefleck an der gewünschten Aufzeichnungsspur ein- gnal des Steuerverstärkers 14 wird ein Stellglied 15 rasten zu lassen. Während der Informationslesefleck betrieben, um die Lage des Leselichtfleckes zu beüber mehrere Aufzeichnungsspuren läuft, hat insbeson- 20 wegen.

dere das Spurführungsfehlersignal die Form eines Das Spurführungsfehlersignal D liegt gleichfalls über Wechselstromsignals mit einer Periode, die dem Inter- ein Tiefpaßfilter 16, an dem ein Rauschanteil beseitigt vall der Aufzeichnungsspuren entspricht. wird, an einem Detektor 17 für den Signal-Nulldurch-Mit einem derartigen Spurführungsfehlersignal in gang. Der Detektor 17 nimmt den Zeitpunkt des Null-Form eines Wechselstromsignals steuert die Spurfüh· 25 durchgangs des Spurfühningsfehlersignals D wahr und rungs-Servosteuerung das Spurführungsstellglied und erzeugt bei jedem wahrgenommenen Zeitpunkt des wird die Arbeit der Spurführungs-Servosteuerung für Nulldurchgangs ein Detektorsignal E. Die Erzeugung die halbe Periode des Spurfühningsfehlersignals bei- dieser Detektorsignale ist mit den Zeitpunkten, an spielsweise während der Zeit Z₁ bis t₃ stabil. Für die denen der Informationslesefleck über die Mitte der andere halbe Periode des Spurfühningsfehlersignals, 30 Aufzeichnungsspur läuft, und mit den Zeitpunkten synbeispielsweise während der Zeit von t₃ bis t_s, wird die chronisiert, an denen der Informationslesefleck über Spurführungs-Servosteuerung instabil. Unter den den Mittelpunkt zwischen zwei benachbarten Aufzeich-Begriffen »stabil« und »instabil« ist dabei jeweils die nungsspuren läuft, wie es in Fig. 1, dargestellt ist. Die Abnahme und die Zunahme der kinetischen Energie in dieser Weise erzeugten Detektorsignale bilden ein der Spurführungs-Servosteuerung zu verstehen, wäh- 35 erstes und ein zweites Zeitsteuersignal, fend der iniöfmäuGnsicseiiecR über die Aufzeichnung*- Diese beiden Zeitsteuersignaie E und das Spuriaufsispuren läuft. gnal C vom Pegelkomparator 8 liegen an einer Zeitsteu-Bei derartigen Spurfuhrungs-Servosteuerungen muß erschaltung 18, die ein EIN/AUS-Steuersignal F des daher das Einrasten der Servosteuerung während der Servoschleifenschalters 13 erzeugt und beispielsweise stabilen halben Periode des Spurführungsfehlersignals 40 aus einer D-Flip-Flop-Schaltung besteht, abgeschlossen sein. Dieses Erfordernis führt zusammen Fig. 4A bis 4G zeigen jeweils die Wellenform der mit der oben erwähnten Unmöglichkeit des Einrastens Signale A bis G der in Fig. 3 dargestellten Spurfühder Servosteuerung zu dem Problem, daß ein leichtes rungs-Servosteuerung. Es sei angenommen, daß das und wirksames Einrasten der Spuifübrungs-Servosteue- Detektorsignal E für den Signal-Nulldurchgang vom rung sehr schwierig ist. 45 Detektor 17 zum Zeitpunkt /, erzeugt wird, wie es in

Aus den obigen Gründen wurde bereits eine Spurfüh- Fig. 4E dargestellt ist. In dieser Phase hat das Spurlauf- ■

rungs-Servosteuerung vorgeschlagen, bei der ein stabi- signal C einen hohen Pegel, d. h. läuft der Leselicht-

les Einrasten der Servosteuerung sichergestellt ist. fleck quer über die Mitte einer Aufzeichnungsspur.

Fig. 3 zeigt schematisch eine derartige Spurführungs- Durch dieses Zeitsteuersignal E erzeugt die Zeitrlsuer- Servosteuerung. 50 schaltung 18 ein Steuersignal F mit hohem Pegel, um Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, werden ein Leselicht- den Servoschleifenschalter anzuschalten. Folglich

fleck 1 und zwei Spurführungsfichtflecke auf einer Auf- beginnt die Spurführungs-Servosteuerung mit ihrem ;

zeichnungsspur T₁ fokussiert. Ein reflektierter Licht- Steuerbetrieb. ■

strahl des Leselichtfleckes 1 wird zu einem photoelektri- Mit der Arbeit der Spurführungs-Servoschleife wird

sehen Wandler 4 gelenkt, der die Lichtenergie in ein ss das Stellglied in eine Richtung zur Abnahme der ReIa-

elektrisches Signal A umwandelt. Das Ausgangssignal ^geschwindigkeit gesteuert, während der Leselicht- '

des photoelektrischen Wandlers 4 liegt an einem Regel- fleck über die Zeitpunkte /,, t₂ und i₃ querüber die \

verstärker 5 mit automatisch gesteuertem Verstärkungs- Aufzeichnungsspur läuft. )

faktor. Das Ausgangssignal des Regelverstärkers 5 liegt Wenn der Leselichtfleck die Lage durchläuft, die dem

seinerseits an einem Tiefpaßfilter 6, das die Signale im 60 Zeitpunkt t₃ entspricht, hat das Spurlaufsignal C einen <

frequenzmodulierten Tonsignalband mit relativ niedri- niedrigen Pegel. Der Leselichtfleck läuft daher im !

ger Trägerfrequenz, deren Frequenzgang nicht durch wesentlichen über die Mitte zwischen zwei Aufzeich- \

die Lineargeschwindigkeit der Aufzeichiiungsspur nungsspuren. Zu diesem Zeitpunkt /₃ erzeugt daher die ^;

beeinflußt wird, überträgt. Das Ausgangssignai des Zeitsteuerschaitung i» entsprechend dem Zeitsteuersi- >

Tiefpaßfilters 6 liegt anschließend an einem Hüllkur- 65 gnal E ein Steuersignal F mit niedrigem F'egel. Durch \

vendetektor 7, der das Ausgangssignal des Tiefpaßfil- dieses Steuersignal mit niedrigem Pegel wird der Servo- |

ters 6 aufnimmt und ein Hüllkurvensignal B liefert, das Schleifenschalter 13 geöffnet und das Stellglied 15 so \

mit einem Bezugspegel V₁ in einem Pegelkomparator 8 bewegt, daß es den Leselichtfleck im wesentlichen mit

konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Mit Ablauf der Zeit über die Zeitpunkte /₅, t_t und I₁ wird der Servoschleifenschalter angeschaltet, um den Leselichtfleck in eine Richtung zur Abnahme der Relativgeschwindigkeit zu beschleunigen.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die Servoschleife wahretjü des instabilen Zeitintervalls der Spurführungs-Servoschleife, d. h. dann geöffnet ist, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Leselichtfleck und der Aufzeichnungsspur zunimmt. Andererseits ist die Spurführungs-Servoschleife nur während des stabilen Intervalls der Spurführungs-Servoschleife, d. h. dann geschlossen, wenn die Relativgeschwindigkeit abnimmt. Die Wellenform des Steuersignals G, das am Stellglied 15 liegt, hat eine Form, wie sie in Fig. 4G dargestellt ist, so daß nur eine Bremskraft am Stellglied 15 liegt und die Relativgeschwindigkeit des Leselichtfleckes, der die Aufzeichnungsspur kreuzt, abnimmt, um ein positives Einrasten der Spurführungs-Servoschleife sicherzustellen. Da jedoch die Spurführungs-Servosteuerung von Fig. 3 die Entzerrerschaltung 12 enthält, die das Spurführungsfehlersignal verarbeitet, wird unvermeidlich eine Phasenverschiebung des Spurführungsfehlersignals hervorgerufen.

Die in Fig. 3 dargestellte Spurführungs-Servosteuerung hat daher notwendigerweise einen Nachteil, der im einzelnen im folgenden anhand der Fig. 5A bis 6C beschrieben wird.

Fig. 5A zeigt das Schaltbild des Entzerrers 12, der aus Widerständen R_x, R₂ und einem Kondensator C₁ aufgebaut ist. Entsprechend der Phasenübertragungscharakteristik der Entzerrerschaltung 12, die in Fig. SB dargestellt ist, tritt die maximale Phasenverschiebung, die in diesem speziellen Fall etwa 45° beträgt, bei einer Frequenz f_r auf. In üblichen Schaltungen erreicht die Phasenverschiebung einen Wert von 40° bis 70° für eine Frequenz von einigen hundert bis einigen tausend Hertz. Während das Spurführungsfehlersignal durch diese Entzerrerschaltung 12 hindurchgeht, wird seine Phase vorgeschoben. Es tritt daher ein Fehler in der Phasenbeziehung zwischen dem Ausgangssignal H des Entzerrers und dem Steuersignal F zum Öffnen und Schließen der Spurführungs-Servoschleife auf, wie es in Fig. 6A und 6B dargestellt ist. Dementsprechend hat das am Stellglied 15 liegende Steuersignal eine Wellenform, wie sie in Fig. 6C dargestellt ist. Das bedeutet, daß die Phase des Spurfuhrungsfehlersignals H hinter dem Entzerrer 12 und die Phase des Schleifenöffnungssignals F nicht gleich sind, und daß das Stellglied mit einer Beschleunigungskraft sowie einer Bremskraft beaufschlagt wird, was nachteilig das schnelle und stabile Einrasten des Servosteuerbetriebes beeinflußt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spurführungs-Servosteuerung beschrieben.

Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, werden ein Leselichtfleck 1 und zwei Spurfuhrungslichtflecke auf einer Aufzeichnungsspur T_x fokussiert. Ein reflektierter Lichtstrahl des Leselichtfleckes 1 wird auf einen photoelektrischen Wandler 4 gelenkt, der die Lichtenergie in ein elektrisches Signal A umwandelt. Das Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlers 4 liegt an einem Regelverstärker 5 iTiit automatisch gesteuertem Verstärkungsfaktor. Das Ausgangssignal des Regelverstärkers 5 liegt an einem Tiefpaßfilter 6, das Signale im frequenzmodulierten Tonsignalband mit relativ niedriger Trägerfrequenz, deren Frequenzgang durch die Lineargeschwin digkeit der Aufzeichnungsspur nicht beeinflußt wird, überträgt. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 6 liegt anschließend an einem Hüllkurvendetektor 7, der das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters aufnimmt und als s Hüllkurvensignal B abgibt, das mit einem Bezugspegel V_x in einem Pegelkomparator 8 verglichen wird. Das Ausgangssignal C des Pegelkomparators 8 hat einen hohen Pegel, wenn der Pegel des Hüllkurvensignals über dem Pegel des Bezugssignals liegt, und einen nied rigen Pegel, wenn der Pegel des Hüllkurvensignals unter dem des Bezugssignals liegt. Dieses Ausgangssignal C des !Comparators bildet ein Spurlaufsignal, das die Lage des Lesefleckes auf der Aufzeichnungsspur angibt.

is Andererseits werden die reflektierten Lichtstrahlen der Spurfuhrungslichtflecke 2 und 3 auf entsprechende photoelektrische Wandler 9 und 10 gelenkt, deren Ausgangssignaie an einem Ditterentiaiverstärker 11 liegen, der ein Spurführungsfehlersignal D erzeugt. Das Spur führungsfehlersigna) D liegt anschließend über einen Entzerrerverstärker 12 zur Kompensation des Frequenzganges und einen Servoschleifenschalter 13 an einem Steuerverstärker 14. Durch das Ausgangssignal des Steuerverstärkers 14 wird ein Stellglied 15 so betrie ben, daß es die Lage des Leselichtfleckes bewegt.

Das Spurführungsfehlersignal D liegt auch über ein Tiefpaßfilter 16, das einen Rauschanteil ausfiltert, und über eine Phasenverschiebungsschaltung 19 an einem Detektor 17 für den Signal-Nulldurchgang. Im Detektor 17 wird der Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Spurfuhrungsfehlersignals D erfaßt und ein Detektorsignal E zu jedem wahrgenommenen Zeitpunkt des Nulldurchganges erzeugt. Diese beiden Zeitsignale E und das Spurlaufsignal C vom Pegelkomparator 8 liegend an der Zeitsteuerschalrang 18, die ein EIN-AUS-Steuersignal F für einen Servoschleifenschalter 13 erzeugt und beispielsweise aus einer D-Flip-Flop-Schaltung besteht. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß eine Phasenverschiebungsschaltung 19 vorgesehen ist, an der das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 16 liegt, und daß das Spurführungsfehlersignal D am Nulldurchgangsdetektor 17 liegt, nachdem es über das Tiefpaßfilter 16 und die Phasenverschiebungsschal rung 19 gegangen ist.

Fig. 8A zeigt ein Beispiel des Aufbaus der Phasenverschiebungsschaltung 19 und des Nulldurchgangsdetektors 17. Wie es in Fig. 8A dargestellt ist, liegt das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 16 an einem NuIl durchgangskomparator D_x, und zwar über ein Hoch paßfilter aus einem Kopplungskondensator C₂ und einem Widerstand R₃. Weiterhin sind ein Widerstand A₄, ein Kondensator C₃ und ein EXKLUSIV-ODER-GIied C₁ vorgesehen, die das Ausgangssignal des NuIl- durchgangskomparators D₁ empfangen. Durch diese Schaltungsbauelemente werden die vorderen und hinteren Flanken des Ausgangssignals des Nulldurchgangskomparators D_x erfaßt und als Nulldurchgangsflankenimpulssignal G ausgegeben.

Fig. 8B zeigt eine Phasenverschiebungscharakteristik des Hochpaßfilters, bei dem die Phasenvoreilung etwa 45° bei einer Grenzfrequenz/c beträgt. Durch die Wahl dieser Grenzfrequenz bei einem Wert, bei dem die maximale Phasenverschiebung (45°) des Entzerrers auf tritt, wird daher die Phasenverschiebung des Ausgangs signals der Phasenverschiebungssschaltung 19 im wesentlichen gleich der des Ausgangssignals des Entzerrers 12.

Fig. 9A bis 91 zeigen die Wellenformen der Signale A bis / der in Fig. 7 dargestellten Spurführungs-Servosteuerung. Wie es in Fig. 9Fdargestellt ist, ist die Phase des Ausgangssignals F der Phasenverschiebungsschaltung 19 gleich der Phase des Ausgangssignals E der s Entzerrerschaltung 12, wie es in Fig. 9E dargestellt ist. Es ist daher eine genaue Arbeit der Spurführungsservosteuerung möglich.

Während eines Zeitintervalls von einem Zeitpunkt /₅ bis zu einem Zeitpunkt /Ί bis zu einem Zeitpunkt t'₃ in Fig. 9F wird insbesondere das Stellglied mit einer Bremskraft beaufschlagt, und ist während dieser Zeit die Spurführungs-Servoschleife geschlossen. Zum Zeitpunkt t'i hat das Spurlaufsignal einen niedrigen Pegel und erzeugt die Zeitsteuerschaltung 18 ein Steuersignal H mit niedrigem Pegel zum Öffnen der Spurführungs-Servoschleife gemäß dem Signal G für den Zeitpunkt des Nulldurchgangs.

Während eines Zeitintervalls vom Zeitpunkt r'₃ bis zu einem Zeitpunkt t'_s arbeitet das Stellglied daher so, daß es den Leselichtfleck mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Während eines Zeitintervalls vom Zeitpunkt t'_s bis zu einem Zeitpunkt V₁ ist danach die Spurführungs-Servoschleife wieder geschlossen und liegt die Bremskraft am Stellglied, um die Relativgeschwindigkeit zu vermindern. Darüberhinaus hat das Steuersignal, das am Stellglied 15 Hegt, eine Wellenform, wie sie in Fig. 91 dargestellt ist und liegt während dieses Zeitintervalls nur die Bremskraft an.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß dadurch, daß die Phasenverschiebungsschaltung 19 vorgesehen ist, ein schnelles und sicheres Einrasten der Spurführungs-Servosteuerung möglich ist.

Durch die Verwendung des in Fig. 8A dargestellten Schahungsaufbaus kann weiterhin der Schaltungsaufbau der Steuerung insgesamt vereinfacht werden und wird es unnötig, eine Phasenverschiebungsschaltung zu verwenden, die mit höheren Kosten verbunden ist und einen relativ komplizierten Schaltungsaufbau hat.

Bei dem in Fig. 8A dargestellten Schaltungsaufbau wird weiterhin die Phasenverschiebung für den Bereich niedriger Frequenz größer, wie dies in Fig. 8B dargestellt ist. Es ist jedoch sehr unwahrscheinlich, daß der Informationslesefleck die Aufzeichnungsspur bei einer derartigen niedrigen Frequenz des Spurführungsfehlersignals kreuzt, da das Einrasten der Spurführungs-Servosteuerung vollendet ist, bevor die Frequenz des Spurführungsfehlersignals auf diesen Wert abgesunken ist. Es versteht sich jedoch, daß eine unabhängige Phasen- so Verschiebungsschaltung statt der in Fig. 8A dargestellten Schaltung verwandt werden kann.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung das Spurführungsfehlersignal in seiner Phase für die Aufnahme des Nulldurchgangs verschoben wird, ss Daher können die Phase des Ausgangssignals des Entzerrers der Spurführungs-Servoschleife und die Phase des Zeitpunktes der An- und Ausschaltung der Servoschleife synchronisiert werden. Das hat zur Folge, daß nur die Bremskraft am Stellglied liegt und das Einrasten der Spurführungs-Servosteuerung schneller und stabiler erfolgt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Spurführungs-Servosteuening für eine Informationslesevorrichtung, in der eine aufgezeichnete s Information von einem Aufzeichnungsträger gelesen wird, der eine Vielzahl von Aufzeichnungsspuren aufweist, und in der ein Informationslesefleck bezüglich der Lage der Aufzeichnungsspur über ein Spurführungsstellglied verschoben werden kann, mit einer ein Spurführungsfehlersignal erzeugenden Einrichtung, die ein Spurführungsfehlersignal erzeugt, das die Größe und die Richtung eines Spurführungsfehlers wiedergibt, einer Phasenkompensationseinrichtung, die auf das Spurführungsfehlersignal anspricht, um die Phasencharakteristik des Spurführungsfehlersignals zu steuern, einer Steuereinrichtung zum; Ansteuern des Spurführungsstellgliedes nach Maßgabe des Spurführungsfehlersignals von der Phasenkompensationseinrichtung, einer Servoschlerfenschaltereinrichtung, die zwischen der Phasenkompensationseinrichtung und der Steuereinrichtung liegt, um die Übertragung des Spurführungsfeh-Iersignals zur Steuereinrichtung nach Maßgabe eines Zeitsteuersignals zu ermöglichen und zu sperren, einer ein Spurlaufsignal erzeugenden Einrichtung, die ein Spurlaufsignal erzeugt, wenn sich der Informationslesefleck auf einer der Aufzeichnungsspuren befindet, einer Detektoreinrichtung, die auf das Spurführungsfehlersignal anspricht und ein Detektorsignal für den NüOdurchgang erzeugt, das den Zeitpunkt des Nulldurchganges des Spurführungsfehlersignals angibt, und ein-1 Zeitsteuereinricbtung, die das Zeitsteuersignal zum Öffnen und Schließen der Servoschleifenschaitereinrichtung nach Maßgabe des Spurlaufsignals und des Detektorsignals für den Nulldurchgang erzeugt, gekennzeichnet durch eine Phasenverschiebungseinrichtung (19), die zwischen der das Spurführungsfehlersignal erzeugenden Einrichtung (9, 10, 11) und der Detektoreinrichtung (17) für den Signal-Nulfdurchgang angeordnet ist und eine Phasenverschiebungsfunktion hat, die im wesentlichen gleich der der Phasenkompensationseinrichtung (12) für einen vorbestimmten Frequenzbereich des Spurführungsfehlersignal ist.

2. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungseinrichtung (19) die Form eines Hochpaßfilters hat, das aus einem Kopplungskondensator (C₂) und einem so Massewiderstand (R₃) besteht und eine Phasenverschiebungscharakteristik um ihre Obergangsfrequenz herum hat.