JPS62167678A - 回転記録媒体に対するサ−ボ方式 - Google Patents

回転記録媒体に対するサ−ボ方式

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JPS62167678A
JPS62167678A JP798486A JP798486A JPS62167678A JP S62167678 A JPS62167678 A JP S62167678A JP 798486 A JP798486 A JP 798486A JP 798486 A JP798486 A JP 798486A JP S62167678 A JPS62167678 A JP S62167678A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転記録媒体に対するサーボ方式にかかわ
り、特に、光ディスクブレヤー等に好適なサーボ方式に
関するものである。
〔発明の概要〕
この発明は、例えば光ディスク等の回転記録媒体に記録
されている情報を読み出すときに必要とされるトラッキ
ングサーボ、スピンドルサーボ。
またはフォーカスサーボ装置において、そのフィードバ
ンクサーボループ内に少なくとも回転記録媒体の偏心基
本波成分に共振するようなJ(複回路を設け、該共振回
路の共振周波数が回転記録媒体の回転数に追従して変化
するようにしたものである。
そのため、サーボ装置の定常偏差を少なくすることがで
きると同時に、消費電力を軽減し、かつ高速回転に対し
てもサーボ装置を安定に応答させることができるように
なる。
〔従来の技術〕
回転記録媒体として、光ディスク、または磁気ディスク
を使用した記Sj、+1g生方式では、信壮検出装置を
ディスクの記録トラックに合致させるためのトラッキン
グサーボ、及びディスクを所定の回転数で駆動するため
のスピンドルサーボ等が必要とされている。
従来の光ディスクに対するサーボ方式は、一般的には定
常偏差を少なくし、かつ応答性を良くすることを中心と
して設計されているため、フィードバック回路のサーボ
帯域を広くし、かつ、−巡ループ利得を高くするように
していた。
しかしながら、ループ利得を高くすると同時にサーボ帯
域を広くすると、一般的に、制御理論から安定性が損な
われることになり、安定性を維持するために種々の位相
補償回路を設けることによって回路構成が複雑になると
いう問題がある。
そこで、本出願人は先に回転記録媒体の偏心等によって
発生する周期的なエラー信号−に対してサーボループ利
得を向−ヒさせるようなサーボ方式を提案した。(4,
’F願昭60−248707号公報)この回転記録媒体
に対するサーボ方式の概要は第6図に示すように、制御
対象G、に対して従来のサーボ回路の伝達要素G。及び
係数器に1を設け、回転記録媒体の偏心基本波成分に対
して理想的にはゲインが無限大となるような伝達要素G
C及び係数器に1を付加したものである。
伝達要素Gcには回転記録媒体の偏心基本波周波数に対
して無限大の利得を有するような伝達要素Ge1.制御
対象の位相補償を行う伝達要素GC21及び位相補償用
の伝達要素Gc3から構成されており、特に伝達要素G
 c lは回転記録媒体の偏心基本波周波数ωに追従し
て共振周波数が変化するような共振器(1/S2 +ω
0)を使用する。
かかるフィードバックサーボ回路では、11標値Xre
〔(が周期関数As1nωLで変化する偏心成分を含ん
でいる場合、第7図に示すように偏心基本成分t)の周
波数ωdに対して伝達要素G。1が無限大の利得を有す
るように制御されるため、■h値Xre(Iの大部分を
占めている偏心量に対して定常偏差を殆どOにすること
ができるという効果がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、に述したサーボ方式の場合は共振回路を
構成している伝達要素G Clの共振周波数を変化させ
るために、例えば回転記録媒体を駆動しているモータの
FG倍信号によって共振周波数を制御する必要があるが
、そのために、伝達要素G C1を構成する回路の各定
数を1〜2%の精度で長体化させることが必要になり、
IC回路等では実現が困難になるという問題がある。
また、共振器をデジタルフィルタ笠で構成することも考
えられるが、この場合は回路素r・が増大し、コストア
ップを招くという問題がある。
さらに、非回期現象によって共振特性を変化させる方V
、は、非線形特性を強化する結果、分散調波振動子が発
生し易くなり安定性の点で問題が残る。
この発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもので
、サーボ回路に注入されている偏心成分を含む誤差信5
Jから得られる情報を検出することによってサーボ回路
の共振特性を変化させ、定常偏差の小さい回転記録媒体
におけるサーボ方式を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の回転記録媒体の基本的な原理を示すブ
ロック図で、1は制御対象2に対してエラー0壮を供給
するための伝達回路、3は位相比較器4の検出信号によ
って共振特性が変化するような共振回路、5.6は加算
回路である。
〔作用〕
制御[1標値Xreffは、誤差信号検出器から出力さ
れるDC成分(外乱を含む)1回転記録媒体の偏心基本
成分A (t)からなり、その大部分は周期関数(As
inωt)からなる偏心基本波成分である。
したがって、この偏心基本波成分A (t)に対して大
きな利得を持つ共振回路3をフィードバックループ内に
設けることによって、サーボループ利得は第2図(a)
に示すように偏心基本波周波数ωdに対して理想的には
無限大の利得をtえることになり、定常偏差なく [1
標値に応答するようなサーボシステムが構築できる。
さらに、本発明のサーボ方式では前記ノ(振回路3を偏
心基本波成分の周波数と常に合致させるため、入力され
た偏心基本波成分と共振回路3から出力される偏心基本
波成分の位相を比較する位相比較器4を設ける。
共振回路3の位相特性は第2図(b)に示すように、共
振周波数ω。の点を中心どして位相が180°反転する
ことが知られているから1回転記録媒体の偏心基本波成
分と共振回路3の出力位相を比較し、その検出信号−に
よって共振回路3を制御することにより、偏心ノ^本波
成分の周波数ωと共振回路3の共振周波数ω。を常に一
致させるように制御できる。
〔実施例〕
第3図は光ディスクを回転させるスピンドルモータ、ま
たは記録信−)を読み出すピックアップのトラッキング
サーボ等に本発明のサーボ方式を適用した実施例を示す
ブロック図で、 ・点鎖線で囲った10の部分は、外乱
、及びDC成分に応答するようなサーボ回路、20の部
分は主に偏心基本波成分に応答するためのサーボ回路を
示す。
この図で、11はアクチュエータ、またはモータ16の
位相補償を行う位相補償器、12は係数器、13はDC
I&分または外乱等に応答するような伝達特性を示す回
路、14は係a器である。
?■はS平面の伝達特性が17S2+ω02.またはS
2/S2+ω02とされている共振回路、22は偏心補
償サーボ回路の位相補償を行う回路で、一般的にはa2
S’ +a+  S+ao とされており、制御対象が
モータの場合はl/S2 としてもよい。
23は係数器、24は微分回路を示し、正弦波信号の位
相を90°進めるような回路で構成されている。
25はゼロクロスコンパレータ、26はゼロクロスコン
パレータ25の立上がり点でパルスを出力するようなエ
ツジ検出回路、27は前記エツジ検出回路の出力をサン
プリングパルスとしエラー信−)をサンプルするサンプ
リングホールド回路。
28は+iij記共振回路21の共振周波数を可変する
ためのコントロール0吟を形成する制御信す回路である
以ド、第4図の波形図を参照して上に偏心補償用のサー
ボ回路20の動作を説明する。
今、制御対象16がスピンドルモータとされ、このスピ
ンドルモータに搭載されているディスクの偏心笠に起因
する回転ムラがある場合は、[1ピj値Xrpuが人力
されている加算器17の出力に偏心ムラに対応する誤差
0壮Aが発生する。そして、この誤差信−′、Aは共振
回路21に人力されて増大され偏心補償用の回路22.
及び係数器23を介してモータ16にフィードバックさ
れ回転ムラを抑圧するように印加される。
この場合、偏心基本波成分からなる。!L差信−> A
の周波数ωに対して)(振回路21の共振周波数ω0が
小さい場合は、その出力波形Bの位相は−・点鎖線で示
すように同相となっているが、1S;差信(574,の
周波数ωが共振周波数ωC)より大きい場合は点線で示
すように1800反転したものになる。
したがって、これらの波形を微分回路24に人力すると
微分波形C(I) ・C(II)に示すように90’移
相される。
次に、こ′の微分波形C(1) ・C(U)をゼロクロ
スコンパレータ25において矩形波D (I)・D(I
I)に変換してエツジ検出器26によりS’/: I−
かり点を検出すると、サンプリングパルスE(1)・E
(II)が得られる。そして、このサンプリングパルス
E (I)・E(II)によって前記+bj差信壮Aを
サンプリングホールドすると、位相検出値−;F (I
) −F (II)が得られる。
サンプリングパルスE (1)はωくω9.のときに得
られたものであり、このときの位相検出信号F (I)
は十極性となっているのに対し、サンプリングパルスE
(II)はω〉ω0のときに出力され、このサンプリン
グパルスE(II)でサンプルされた位相検出値t;F
(II)は−極性とされる。
制御信号回路28に人力された位相検出信号F (I)
 ・F(II)は図示のようにバイアス電圧eBを加え
ることによって一方向性の制御信号Gとされる。
そして、この制御信V)Gのレベルによって前記共振回
路21の共振周波数ω。をω。=ωとなるように制御す
る。
すなわち1位相検出信号F (1)の場合は共振周波数
ω0が低くなるようにコントロールし、位相検出信号=
F (II)が得られた場合は共振周波数ω()が高く
なるように制御する。
この発明の回転記録媒体のサーボ方式はに述したように
、偏心補償用のフィードバックサーボ回路に挿入されて
いる共振回路21の共振周波数ω0が偏心基本波成分を
含む誤差信号・をサンプリングした信号によって偏心基
本波周波数ωに追従するようにコントロールされている
ので、例えば回転記録媒体がCLV(Vj速度一定)と
なるようなII標値X ref(によって制御され、そ
の偏心基本波成分が刻々と変化するような場合でも、偏
心II差に対して充分な量のフィードバックをかけるこ
とができ、定常偏差を圧縮することができる。
第5図は前記第4図の偏心補償を行うフィードバックサ
ーボ回路の旦体例を示す回路図である。
この図で演算増幅器A1〜A4はステートバリアプルフ
ィルタからなる共振回路を構成するもので、A1は加算
器、A2.A3はコンデンサCI。
C2、抵抗R1,R2を時定数とする積分器(1/S)
、A11はフィードバック量を可変とするためのi)変
利得増幅器である。この可変利得増幅窓によってフィー
ドバック5Hを設定することによって前記した共振回路
の共振周波数ω。を変化することができる。
積分器を構成する演算増幅器A2の出力から引き出され
た信号は端子T)の誤差信りAと90゜の位相差を生じ
、この4)号が演算増幅器A5においてゼロクロス点で
比較される。そして、C3゜R3なる微分回路によって
矩形波(D)のエツジが検出され、ダイオードDによっ
て負極性のサンプリングパルスが演算増幅器A6に入力
され、さらに、ゲート回路を形成するトランジスタTを
開閉する。
トランジスタTのエミッタ電極には前記誤差信号Aの偏
心基本波成分を増幅する演算増幅器AIから信号が供給
されており、I)h述したようにその周波数ωの高低に
よって、正、及び負のサンプル信号((位相検出信号−
) F (I)・F(II))のy均値がコンデンサC
u、抵抗Rhによってホールドされる。このサンプル信
号はさらに演算増幅器A 81 A Q において所定
のレベルに変換され、共振回路を構成する演算増幅器A
4の利得e。/e1 をその(tj ”−jに比例して
変化させる。
その結果、共振回路を構成するステートバリアプルフィ
ルタの中心周波数ω、lが偏心基本波周波数ωの変化に
追従して変化し、入力端f・T1 と出力端T−T2の
伝達特性をS7 / S7 +ω・″に1没定すること
ができる。
1−記のようなサーボ回路をスピンドルモータの回転制
御に使用すると、映像411号−が記録されている光デ
ィスクを+Ir生したときも、RF信壮のジッタ成分が
圧縮され、RF 4’r 吋の時間Ih11変動を除去
するTBC(時間’Itll +r:差補市装置)の負
11!を小さくすることができるようになる。
また、トラッキングサーボ回路に使用したときは高速回
転の場合でも定常偏差なく記録トラックを追跡すること
が容易になり、また、アクチュエータとして低い応答特
性のものも使用できるようになるという効果がある。
また、サーボ帯域は偏心基本波周波数をピークとするよ
うに設定されているので、フィードバックサーボ回路の
消費電力が軽減し、不要なノイズがサーボ帯域に混入し
ないという特徴もある。
〔発明の効果〕
以−1−説明したように、この発明の回転記録媒体にお
けるサーボ装置は、その回転数に対応した11標値の大
部分を占めている偏心量に対してきわめて高いループ利
得をγえることができるので定常偏差がきわめて低いサ
ーボ装置が構築されるという効果がある。
また、サーボ装置のピーク利得が回転記録媒体の偏心ノ
、(水波周波数に容易に追従して変化することができる
ので回路設計が容易になり、特に、CLV方式、及び高
速回転の記録媒体におけるサーボシステムに適用したと
きに大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的な動作を説明するブロック図、
:52図(a)、(b)は共振回路の伝達特性を示すボ
ード線図、第3図は本発明の一実施例を示すブロック図
、第4図は第3図の)E要部の波形図、第5図は偏心補
償用のサーボ回路の具体例を示す回路図、第6図は先行
技術を示すサーボ方式の説明ブロック図、第7図はサー
ボ回路の伝達特性を示すボード線図である。 図中、lは外乱を含むDC成分に対する伝達要、も、2
は制御対象、3は偏心補償サーボ回路の共振器(共振回
路)、4は共振周波数を制御するだめの位相比較器、ω
は偏心基本波周波数、ω0は共振周波数、Xrel(は
1−1標イf1を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転記録媒体に対するサーボシステムループ内に、少な
    くとも回転記録媒体の偏心基本波周波数に共振するよう
    な共振回路を設け、誤差信号に含まれている偏心基本波
    信号成分と、前記共振回路から出力される信号成分の位
    相を比較した検出信号によって前記共振回路の共振周波
    数を変化し、前記共振周波数が前記偏心基本波周波数に
    追従して変化するようにしたことを特徴とする回転記録
    媒体に対するサーボ方式。
JP798486A 1986-01-20 1986-01-20 回転記録媒体に対するサ−ボ方式 Expired - Fee Related JPH079737B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111868653A (zh) * 2018-04-12 2020-10-30 欧姆龙株式会社 状态变化检测装置以及状态变化检测方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111868653A (zh) * 2018-04-12 2020-10-30 欧姆龙株式会社 状态变化检测装置以及状态变化检测方法
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