JPH1049982A - 回転サーボ装置 - Google Patents

回転サーボ装置

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JPH1049982A
JPH1049982A JP22076196A JP22076196A JPH1049982A JP H1049982 A JPH1049982 A JP H1049982A JP 22076196 A JP22076196 A JP 22076196A JP 22076196 A JP22076196 A JP 22076196A JP H1049982 A JPH1049982 A JP H1049982A
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JP
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speed
signal
rotation
frequency
rotation speed
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JP22076196A
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Akira Ando
亮 安藤
Kosuke Nakamura
耕介 中村
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転速度を可変できるCAV方式に対応する
回転サーボ装置の回路構成の簡素化、サーボ動作の安定
化。 【解決手段】 速度設定値Cfgに応じて、誤差情報信
号検出a,bのための計測基準信号(カウントクロッ
ク)feの周波数を変化させ、誤差検出手段としてのカ
ウンタにおいて低速回転から高速回転までの各速度での
計測のためにビット数を増やす必要をなくす。またフィ
ルタ35に対するサンプリング信号fsも速度設定値に
応じて変化させ、低速回転から高速回転までの各速度に
応じてフィルタ手段のカットオフ周波数を適正に追従変
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディスク再生装置な
どにおいて角速度一定(CAV)方式で駆動されるモー
タについての回転サーボ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、MD(ミニディスク)、CD−D
A(CDデジタルオーディオ)やCD−ROMをはじめ
として、CLV方式(線速度一定)で情報が記録された
ディスクメディアは広く普及している。このようなCL
V方式のディスクに対する再生装置では、記録されてい
る情報を適切に読み出すために、ディスク上の再生位置
に応じてディスク回転速度、即ちスピンドルモータの回
転速度を適切に制御し、線速度一定が保たれるようにし
ていた。
【0003】ところが、CLV方式のディスクであって
も、デコード処理の基準となる再生クロック、つまり読
み出される信号に同期したクロックが良好に抽出できる
のであれば、再生時にCAV方式でディスクを回転させ
ても支障はない。そしてCAV方式とすれば、ディスク
上の半径方向の位置によりスピンドルモータの回転速度
が変わらないため、アクセス時にスピンドル速度の整定
を待つ必要がなく、アクセス動作が迅速化されること
や、回転サーボ制御系の構成が簡単になること、消費電
力を削減できることなどの利点から、CLV方式のディ
スクをCAV方式で回転させて再生を行なう技術が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、CAV方式
で回転駆動する場合は、そのサーボ動作としてはスピン
ドルモータの回転速度を常に計測する必要がある。そし
て回転速度情報を、基準回転速度、つまりCAV駆動と
しての所定の回転速度としての値と比較して誤差情報を
得、その誤差情報スピンドルモータにフィードバックし
て加速/減速駆動を行なうようにしている。
【0005】スピンドルモータの回転速度を計測するに
は、例えばスピンドルモータに取り付けられ、そのモー
タ回転速度に応じた周波数のパルスを発生させるFG
(周波数発生器)からの信号(FGパルス)の周期をカ
ウントする方式がある。なお、公知のとおり、FGとは
モータ1回転につき、その構造に応じた所定数のパルス
を発生させるものである。
【0006】この方式では、FGパルスの周期を計測す
るカウンタが設けられ、そのカウンタは例えば基準クロ
ックに基づいてFGパルスの立上りから立上り迄の期間
をカウントすることで、回転速度情報を得るようにし、
またカウント値と基準値の差から誤差情報を得るように
している。
【0007】一方、回転速度の一定なCAV駆動といっ
ても、いわゆるゾーンCAV方式などのように、ディス
ク上の領域に応じて回転速度を切り換えていくものがあ
る。特にCLV方式で記録されたディスクをCAV方式
で再生する場合は、ゾーンCAV方式のように再生する
領域に応じて回転速度を切り換えていくことが好適な場
合が多い。また、再生データの転送レートを速くするた
めに、通常よりも高速の回転速度で回転駆動する方式も
開発されている。つまり、CAV方式を採用する場合
は、複数の速度を切り換えていくことができるようにす
る要望が高いものとなっている。
【0008】ところが上記のサーボ動作において、各種
の速度に対応するには、FGパルスの周期をカウントす
るカウンタとしては、カウントアップのための基準クロ
ックの周波数が一定であるため、最も低速な回転速度か
ら最も高速な回転速度時までの全てをカバーさせるに
は、カウントビット数をかなり大きくしなければなら
ず、これにより回路規模が増大してしまう。もしくは、
各速度に応じて専用のカウンタを設けるようにしてもよ
いが、これも回路規模の増大を促すことにかわりはな
い。
【0009】さらに、回転速度に関する誤差情報を検出
したら、通常は設定されたサーボ帯域に合わせてフィル
タリング処理を行ない、帯域制限された誤差情報に応じ
てスピンドルモータを駆動するように構成される。とこ
ろが、回転速度を切り換えることを考えた場合、一つの
フィルタ回路を用いるとすると、回転速度が遅くても速
くてもカットオフ周波数は同じとなり、回転速度に応じ
て適切にサーボ帯域を得るということができず、サーボ
動作が不安定になるという問題があった。もしくは、そ
れを補正する回路系が必要になり、回路規模が増大して
いた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、回転速度を可変できるCAV方式に対応す
る回転サーボ装置として好適な技術を提供することを目
的とする。
【0011】このため、モータの回転速度に応じた回転
速度検出信号を発生させる回転速度検出信号発生手段
と、所要のモータ回転速度による定速回転動作を実行さ
せるための速度設定値を発生させる速度設定手段と、速
度設定値に応じた周波数信号として計測基準信号を発生
させることができる計測基準信号発生手段と、計測基準
信号を用いて回転速度検出信号についての誤差情報信号
を得る誤差検出手段と、誤差情報信号に対して帯域制限
を行なうフィルタ手段と、フィルタ手段で処理された誤
差情報信号に基づいてモータの駆動を行なう駆動手段と
を設けて回転サーボ装置を構成する。また、速度設定手
段からの速度設定値に応じた周波数信号としてフィルタ
手段に対するサンプリング信号を発生させるサンプリン
グ信号発生手段を備えるようにもする。
【0012】即ち本発明では、速度設定値として与えら
れる実行すべき回転速度に応じて、誤差情報信号検出の
ための計測基準信号の周波数を変化させることで、これ
をカウント基準クロックとするカウンタでは、低速回転
から高速回転までの各速度においての回転速度検出信号
の計測のためにビット数を大きく増やすといった必要は
なくなる。また、フィルタ手段に対するサンプリング信
号を変化させれば、低速回転から高速回転までの各速度
に応じてフィルタ手段のカットオフ周波数を変化させる
ことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態として、
ミニディスク再生装置に搭載される回転サーボ回路を例
にあげる。ミニディスク再生装置はミニディスクと呼ば
れる記録可能な光磁気ディスクや再生専用の光ディスク
を用いたオーディオデータ再生装置として知られている
ものである。
【0014】図1は再生装置の概略的なブロック図を示
している。音声データが記録されているディスク1(ミ
ニディスクと呼ばれる光磁気ディスク又は光ディスク)
はスピンドルモータ2により回転駆動される。光学ヘッ
ド3は回転されているディスク1に対してレーザ光を照
射し、その反射光を検出することで再生動作を行なう。
【0015】このため光学ヘッド3にはレーザ出力手段
としてのレーザダイオード、偏光ビームスプリッタや対
物レンズ等からなる光学系、及び反射光を検出するため
のディテクタ等が搭載されている。対物レンズ3aは2
軸機構4によってディスク半径方向及びディスクに接離
する方向に変位可能に保持されている。光学ヘッド3全
体は、スレッド機構5によりディスク半径方向に移動可
能とされている。
【0016】再生動作によって、光学ヘッド3により光
磁気ディスク1から検出された情報はRFアンプ7に供
給される。RFアンプ7は供給された情報の演算処理に
より、再生RF信号、トラッキングエラー信号、フォー
カスエラー信号、グルーブ情報(光磁気ディスク1にプ
リグルーブ(ウォブリンググルーブ)として記録されて
いる絶対位置情報)等を抽出する。
【0017】そして、抽出された再生RF信号は、2値
化回路6で2値化されることでEFM信号としてのパル
ス列となり、EFM/CIRCデコーダ8に供給され
る。EFM信号はPLL回路10にも供給され、PLL
回路10ではEFM信号に同期した再生クロックCKp
を生成する。この再生クロックCKpはEFM/CIR
Cデコーダ8に供給され、EFM信号に対するデコード
処理の基準クロックとなる。
【0018】RFアンプ7で抽出されるグルーブ情報
は、アドレスデコーダ10に供給される。アドレスデコ
ーダ10はグルーブ情報からアドレスデータ(絶対位置
情報)及びアドレスビットクロックを発生させ、EFM
/CIRCデコーダ8に供給する。この絶対位置情報
は、マイクロコンピュータによって構成されるシステム
コントローラ11に供給される。また、データとして記
録されているアドレスその他のサブコード情報は、EF
M信号がEFM/CIRCデコーダ8でデコードされる
際に抽出されるが、そのアドレス情報や制御動作に供さ
れるサブコードデータもシステムコントローラ11に供
給され、各種の制御動作に用いられる。
【0019】RFアンプ7で抽出されるトラッキングエ
ラー信号、フォーカスエラー信号はサーボ回路9に供給
される。サーボ回路9は供給されたトラッキングエラー
信号、フォーカスエラー信号や、システムコントローラ
11からのトラックジャンプ指令、アクセス指令、スピ
ンドルモータ2の回転速度検出情報等により各種サーボ
駆動信号を発生させ、2軸機構4及びスレッド機構5を
制御してフォーカス及びトラッキング制御を行なう。ま
た詳しくは後述するが、サーボ回路9にはスピンドルモ
ータ2の回転サーボのためにCAVサーボ回路系が搭載
されており、ディスク1の回転駆動についてはCAVサ
ーボを実行するようにされている。
【0020】CAVサーボの場合、常にスピンドルモー
タ2の回転速度を計測する必要があるが、このためにス
ピンドルモータ2にはFG(周波数発生器)22が設け
られている。FG22はスピンドルモータ2の回転速度
に応じた周期の周波数信号(FGパルスPFG)を出力す
る。つまりスピンドルモータ1の1回転に付き特定数の
FGパルスPFGが出力される。また本例の場合、CAV
制御の際の回転速度は、システムコントローラ11から
の速度設定値により可変設定できるようにされている。
【0021】EFM信号はEFM/CIRCデコーダ8
でEFM復調、エラー訂正デコード、セクターデコード
等のデコード処理された後、メモリコントローラ12の
制御によって一旦バッファメモリ13に書き込まれる。
バッファメモリ13は1MビットのD−RAMが用いら
れたり、4Mビット、16MビットのD−RAMが用い
られる。なお、光学ヘッド3による光磁気ディスク1か
らのデータの読み取り及び光学ヘッド3からバッファメ
モリ13までの系における再生データの転送は高速レー
トで、しかも間欠的に行なわれる。
【0022】バッファメモリ13に書き込まれたデータ
は、低速レートで継続的に読み出され、音声圧縮デコー
ダ14に供給される。ミニディスクシステムにおいては
記録データには音声圧縮処理が施されることでデータ量
が約1/5とされるものであるが、このため再生時には
音声圧縮デコーダ14で記録時の圧縮処理とは逆の伸長
処理が行なわれて元のデータ量のデジタルオーディオ信
号とされる。
【0023】音声圧縮処理に対するデコード処理が行な
われた再生データはD/A変換器15によってアナログ
音声信号とされ、出力端子16から例えばL,Rアナロ
グ音声信号として出力される。
【0024】システムコントローラ11は再生装置全体
を制御する部位とされ、以上のような再生動作に関して
各部の動作制御を行なうことになる。操作部19はユー
ザー操作に供されるキーが設けられており、その操作情
報はシステムコントローラ11に供給される。システム
コントローラ11は操作情報に応じて再生、停止、サー
チなどの動作を実行させる。表示部20は例えば液晶デ
ィスプレイによって構成され、システムコントローラ1
1の制御によって動作状態やモード、再生時間情報など
の表示を行なう。
【0025】発振器21は水晶系のマスタークロックM
CKを発生させる。マスタークロックMCKはシステム
コントローラ11他必要各部に供給され、動作処理に用
いられる。
【0026】本例ではCLV方式でデータが記録されて
いるディスク1に対して、再生時にCAV回転させるこ
とになるわけであるが、PLL回路10で再生クロック
CKpが適正に得られる相対速度範囲であれば、再生デ
ータのデコード動作は問題なく行なわれる。また、音楽
データなどの場合、再生出力するタイミングが適正に制
御されなければならないが、再生データは一旦バッファ
メモリ13に保持され、マスタークロックMCKに基づ
いた所定タイミング毎にバッファメモリ13から連続的
に読み出されて再生音声として出力されることになるた
め問題はない。つまり、CAV再生を行なうことによる
不都合はない。
【0027】このようなミニディスク再生装置に搭載さ
れる本例の回転サーボ回路例を図2に示す。図2はサー
ボ回路9におけるCAVサーボ系のみを示している。
【0028】このCAVサーボ系は、基準クロック生成
部30、回転周波数差計測器31、位相差計測器32
1/4分周器33、加算器34、ローパスフィルタ3
5、PWM変調器36から構成される。このCAVサー
ボ系は、FGパルスPFGとシステムコントローラ11に
よって設定される速度設定値Cfgとの周波数差及び位
相差を計測して、スピンドルモータ2の回転速度を制御
する構成とされる。
【0029】基準クロック生成部30にはシステムコン
トローラ11からの速度設定値Cfgが供給される。速
度設定値Cfgとは、目標となる回転速度におけるFG
パルスPFGの周波数(目標回転数/秒×1回転のパルス
数)に相当する値とされる。なお本例ではFG22はス
ピンドルモータ2の1回転につき12波のパルスを発生
させるものとしている。
【0030】基準クロック生成部30は供給された速度
設定値Cfgから、計測基準信号となるカウントクロッ
クfeとサンプリングクロックfsを生成する。この場
合、カウントクロックfeの周波数は256Cfg、サ
ンプリングクロックfsは16Cfgとして出力してい
る。
【0031】回転周波数差計測器31はカウントクロッ
クfeに基づいてカウントアップを行なうカウンタとさ
れ、FGパルスPFGの周期を計測し、その計測値により
回転周波数誤差aを検出する。図3に回転周波数差計測
器31でのカウント動作を示す。図3(a)はFGパル
スPFG、図3(b)は回転周波数差計測器31のカウン
ト値、図3(c)はカウントクロックfe、図3(d)
は回転周波数差計測器31から出力される周波数誤差a
の値を示している。
【0032】回転周波数差計測器31でのカウント動作
は、例えばt0時点のようにFGパルスPFGの立上りで
ゼロリセットされ、カウントクロックfeに応じてカウ
ントアップを行なっていくことで、FGパルスPFGの周
期が計測される。カウントクロックfeは256Cfg
であるから、速度設定値Cfgで示された所定の速度で
スピンドルモータ2が回転している状態であれば、FG
パルスPFGの1周期の期間においてカウント値は0〜2
55まで進み、この場合は周波数誤差はゼロとなる。
【0033】つまり計測値と『255』の差が回転速度
誤差となり、これが周波数誤差aとして出力される。例
えばt0時点の直前のカウント値、即ちt0時点の直前
のFGパルスPFGの周期の計測値は『246』であり、
これにより周波数誤差a=−9となる。またt1時点の
直前のFGパルスPFGの周期の計測値は『259』であ
り、これにより周波数誤差a=4となる。
【0034】位相差計測器32もカウントクロックfe
に基づいてカウントアップを行なうカウンタとされる。
位相差計測器32は、FGパルスPFGについての位相誤
差bを検出する。FGパルスPFGは1/4分周器33で
分周されてから位相差計測器32に供給される。
【0035】図4に位相差計測器32でのカウント動作
を示す。図4(a)は1/4分周されたFGパルス
FG、図4(b)は位相差計測器32のカウント値、図
4(c)はカウントクロックfe、図4(d)は位相差
計測器32から出力される位相誤差bの値を示してい
る。
【0036】位相差計測器32は、−512〜511ま
での1024カウント動作をフリーラン状態で巡回カウ
ントするカウンタとされている。即ち位相差計測器32
でのカウント動作は、図4(b)(c)からわかるよう
にカウントクロックfeに従ってカウントアップされ
る。そして、例えばt10時点,t11時点のようにF
GパルスPFGの1/4分周信号の立上りエッジタイミン
グでのカウント値を位相誤差bとして出力する。つま
り、1/4分周信号の立ち上がりエッジタイミングと、
カウント値「0」が合った状態を位相誤差なしとする。
例えば図4(d)のようにt10時点以降は位相誤差b
=3、t11時点以降は位相誤差b=−2とされる。
【0037】回転周波数差計測器31から出力される周
波数誤差aと位相差計測器32から出力される位相誤差
bは加算器34で加算され、CAVサーボ制御のための
誤差情報cとされる。誤差情報cはローパスフィルタ
(デジタルフィルタ)35により設定されたサーボ帯域
に応じた帯域制限処理が施され、帯域制限された誤差情
報dとされる。ローパスフィルタ35でのフィルタリン
グ処理におけるカットオフ周波数は、サンプリングクロ
ックfsに応じた値となるが、このサンプリングクロッ
クfsは、基準クロック生成部30から、速度設定値C
fgに応じた周波数である16Cfgとして供給されて
いる。従って速度設定値Cfgに応じてカットオフ周波
数は変化することになる。
【0038】ローパスフィルタ35からの誤差情報dは
PWM(パルス幅変調)ドライバ36に供給される。P
WMドライバ36は誤差情報dについてパルス幅変調を
行ない、そのPWM信号に応じた駆動電圧eを発生さ
せ、スピンドルモータ2を回転駆動する。
【0039】以上のように構成される本例のCAVサー
ボ系では、まず回転周波数差計測器31,位相差計測器
32のカウントアップを行なうためのカウントクロック
feは、速度設定値Cfgに応じた周波数である256
Cfgとされる。またローパスフィルタ35に対するサ
ンプリングクロックfsは、速度設定値Cfgに応じた
周波数である16Cfgとされる。
【0040】このため、CAV制御の際の回転速度をシ
ステムコントローラ11からの速度設定値Cfgにより
可変することができるが、CAV回転速度を切り換える
際には、その速度設定値Cfgに応じてカウントクロッ
クfe,サンプリングクロックfsの周波数が変化され
ることになる。
【0041】従って、設定可能な最低回転速度から最高
回転速度までの各速度において、回転周波数差計測器3
1,位相差計測器32では速度に応じてカウントアップ
周波数が変動し、これによって周期計測に必要なカウン
ト値範囲が変動することはない(遅い回転速度時のFG
パルスPFGの周期計測のためにカウント値が大きくなる
ことはない)。従って、カウンタのビット数を増やすこ
となく、回転周波数差計測器31及び位相差計測器32
はそれぞれ1つのカウンタで各速度状態に対応できる。
従って回路構成の複雑化を招かない。
【0042】またローパスフィルタ35のカットオフ周
波数は、そのサンプリングクロックfsに比例するもの
である。そしてサンプリングクロックfs=16Cfg
とされているため、カットオフ周波数はCAV速度に比
例した状態で変動することになる。即ち速度設定値Cf
gが高速回転のための値とされれば、ローパスフィルタ
35のカットオフ周波数は高くなり、一方、速度設定値
Cfgが低速回転のための値とされれば、ローパスフィ
ルタ35のカットオフ周波数は低くなる。つまり設定し
たCAV速度に関わらず、設定されたサーボ帯域の誤差
情報抽出のために、ローパスフィルタ35では常に最適
な帯域制限処理を行なうことができ、回転サーボ動作の
安定化を実現できる。もちろんこの場合も回路規模の増
大は伴わない。
【0043】以上のことから本例では、CAV速度を各
種速度に切り換えることも問題なく、CAVサーボ動作
を簡易な回路構成で適正に実行できる。なお、上記例で
はカウントクロックfe=256Cfg、サンプリング
クロックfs=16Cfgとしたが、これは一例に過ぎ
ない。カウントクロックfe、サンプリングクロックf
sの周波数値は、そのカウンタやフィルタの回路構成や
スピンドルモータ1回転についてのFGパルスPFGの数
などに応じてn・Cfg、m・Cfgなどとして設定さ
れればよい。この場合においてn=mということも有り
得る。
【0044】また本例ではミニディスク再生装置に搭載
されるCAV回転サーボ装置としたが、本発明のCAV
回転サーボ装置はCD再生装置、CD−ROM再生装置
など、各種の機器に搭載される回転サーボ装置として好
適なものである。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明の回転サーボ
装置は、速度設定値として与えられる回転速度に応じ
て、誤差情報信号検出のための計測基準信号(カウント
クロック)の周波数を変化させる。つまり、回転速度
(及び回転速度検出信号)に応じてカウント基準クロッ
クが変化するため、誤差検出手段としてのカウンタで
は、低速回転から高速回転までの各速度においての回転
速度検出信号の計測のためにビット数を大きく増やすと
いった必要はない。このため、各種CAV速度に応じて
誤差情報を検出する誤差検出手段としては、回路規模を
大きくしたり、回路構成を複雑化する必要はなく、回路
の簡素化を実現できる。
【0046】また、フィルタ手段に対するサンプリング
信号も速度設定値に応じてを変化させるため、低速回転
から高速回転までの各速度に応じてフィルタ手段のカッ
トオフ周波数を適正に追従変化させることができ、サー
ボ帯域での情報を常に良好に抽出できる。これによって
サーボ動作の安定化を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の回転サーボ装置を搭載し
た再生装置のブロック図である。
【図2】実施の形態の回転サーボ装置のブロック図であ
る。
【図3】実施の形態の回転サーボ装置の回転周波数差計
測器のカウント動作の説明図である。
【図4】実施の形態の回転サーボ装置の位相差計測器の
カウント動作の説明図である。
【符号の説明】
1 ディスク、2 スピンドルモータ、3 光学ヘッド
7 RFアンプ 62値化回路、8 EFM/CIR
Cデコーダ 10 デジタルPLL回路、11 システ
ムコントローラ、12 メモリコントローラ、13 バ
ッファメモリ、14 音声圧縮デコーダ、22 FG
30 基準クロック生成部、31 回転周波数差計測
器、32 位相差計測器、33 1/4分周器、34
加算器、35 ローパスフィルタ、36 PWM変調器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの回転速度に応じた回転速度検出
    信号を発生させる回転速度検出信号発生手段と、 所要のモータ回転速度による定速回転動作を実行させる
    ための速度設定値を発生させる速度設定手段と、 前記速度設定手段からの速度設定値に応じた周波数信号
    として計測基準信号を発生させることができる計測基準
    信号発生手段と、 前記計測基準信号発生手段からの計測基準信号を用い
    て、前記回転速度検出信号発生手段からの回転速度検出
    信号についての誤差情報信号を得る誤差検出手段と、 前記誤差検出手段からの誤差情報信号に対して帯域制限
    を行なうフィルタ手段と、 前記フィルタ手段で処理された誤差情報信号に基づいて
    前記モータの駆動を行なう駆動手段と、 を備えていることを特徴とする回転サーボ装置。
  2. 【請求項2】 前記速度設定手段からの速度設定値に応
    じた周波数信号として前記フィルタ手段に対するサンプ
    リング信号を発生させるサンプリング信号発生手段を備
    えたことを特徴とする請求項1に記載の回転サーボ装
    置。
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