KR100265937B1 - Cd-rom 드라이버용 모터의 고배속 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어 장치에 관한 것으로, EFM 복조기를 통하여 전달되는 WFCK를 AFC 카운터에서 카운팅 클럭을 기준으로 카운트 하면서 에러값을 출력하고, 카운트 출력부에서 하위 8비트 데이터의 에러값을 선택하여 이득 조정부에 의해 이득을 증가시키면서 조절하고, 상기 이득이 조정된 에러출력을 전달받는 PWM 출력부에서 신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시킨 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호를 모터 제어부로 출력하여 모터를 회전시키면서 디스크를 정확하게 제어할 수 있도록 한 것이다.

Description

CO-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어 장치

본 발명은 CO-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어 장치에 관한 것으로, 특히 CO-ROM, DVD-ROM DVD-RAM 등에 기록된 정보를 읽기 위해 사용되는 모터를 자동 주파수 제어에 의해 콘트롤할 때 배속이 증가함에 따라 카운팅 클럭을 증가시키지 않고 PWM 출력부의 전단에서 이득만 높여주어 동일한 제어 효과를 갖도록 한 CO-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 CO-ROM, DVD(Digital Video Disc)-ROM 또는 DVD-RAM 등에서 디스크를 구동시키기 위한 디스크 모터는 주로 자동 주파수 제어(AFC : Auto Frequency Control)에 의한 방법을 이용하고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.

그리고 상기의 자동 주파수 제어방법은 CO-ROM이나 DVD-ROM 또는 DVD-RAM에 기록된 정보를 픽업 유니트를 통하여 읽은 후 EFM 복조부에서 원래의 신호로 환원되도록 하여 이의 에러값을 모터 제어부로 출력하여 모터의 속도와 정지에 따른 제어가 가능하도록 하였다.

종래에는 도 1에 도시한 것과 같이 픽업 유니트(1)를 통하여 읽은 디스크(2)에 저장된 데이터를 EFM 복조기(3)에서 원래의 신호로 환원시키도록 하고,

상기의 복호된 프레임 동기신호를 전달받는 클럭 카운터(4)에서 카운트한 후 에러값을 모터 제어부(5)로 출력하여 모터(6)의 속도와 정지에 따른 동작을 제어하면서 디스크 트라이(7)에 얹혀진 채 회전하는 디스크(2)의 정보를 정확하게 읽을 수 있도록 하였다.

그리고 EFM 복조기(3)에서 복조된 프레임 동기신호(CD나 DVD-ROM에서 읽은 데이터)와 1섹터(sector) 주기신호인 헤드신호(DVD-RAM에서 읽은 데이터)를 전달받는 클럭 카운터(4)에서 일정한 크리스탈 발진기의 클럭으로 카운트하여 그 에러값을 모터 제어부(5)로 출력함으로써 이를 근거로 하여 디스크(2)의 회전을 제어하도록 하였다.

이때 상기의 클럭 카운터(4)의 카운팅 클럭(Counting Clock)은 다음의 식에 의해 정해진다.

카운팅 클럭(H_Z) = WFCK(H_Z) * (에러값-출력 레벨) / 에러-제어범위)

= WFCK * fo H / 에러-제어-범위

상기의 식에서 WFCK가 높아짐(배속이 증가함)에 따라 카운팅 클럭도 증가시키면서 에러값을 모터 제어부(5)로 출력하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 CD-ROM 드라이버용 모터의 자동 주파수 제어방법에 의하여서는 모터(6)의 배속이 증가함에 따라 클럭 카운터(4)의 카운팅 클럭도 높아져야 하므로, 고배속으로 모터(6)를 회전시켜야 할 경우에는 제한된 시스템 클럭을 높여야 하는 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 CD-ROM 등에 기록된 정보를 읽기 위해 사용되는 모터를 자동 주파수 제어에 의해 콘트롤할 때 배속이 증가함에 따라 카운팅 클럭을 증가시키지 않고 PWM 출력부의 전단에서 이득만 높여주어 동일한 제어 효과를 갖도록 한 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 EFM 복조기를 통하여 전달되는 WFCK를 AFC 카운터에서 카운팅 클럭을 기준으로 카운트하면서 에러값을 출력하고, 카운트 출력부에서 하위 8비트 데이터의 에러값을 선택하여 이득 조정부에 의해 이득을 증가시키면서 조절하고, 상기 이득이 조정된 에러 출력을 전달받는 PWM 출력부에서 신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시킨 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호를 모터 제어부로 출력하여 모터를 회전시키도록 함으로써 모터의 배속이 증가함에 따라 카운팅 클럭을 증가시키지 않고 PWM 출력부의 전단에서 이득만 높여주어 동일한 제어 효과를 갖도록 한 것이다.

제 1도는 종래 CO-ROM 모터의 속도 제어장치의 구성을 나타낸 블럭도.

제 2도는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도.

제 3도는 본 발명의 동작 과정을 나타낸 주요 부분의 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명

13 : EFM 복조기 14 : AFC 카운터

15 : 카운트 출력부 16 : 이득 조정부

17 : PWM 출력부 19 : 모터 제어부

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전체적인 구성을 나타낸 것으로서,

픽업 유니트(11)를 통하여 읽은 디스크(12)에 저장된 데이터를 원래의 신호로 환원시키는 EFM 복조기(13)와,

상기의 EFM 복조기(13)에서 복호된 프레임 동기신호 또는 1섹터의 주기신호인 헤드신호를 전달받아 일정한 크리스탈 발진기의 클럭신호인 카운팅 클럭을 기준으로 카운트하면서 에러값을 출력하는 AFC(Auto Frequency Control) 카운터(14)와,

상기 AFC 카운터(14)로 부터의 카운팅 클럭의 에러값을 전달받아 하위 8비트 데이터의 에러값을 출력하는 카운트 출력부(15)와,

상기 카운트 출력부(15)에서 출력되는 카운팅 클럭의 에러값에 대해 프레임 동기신호 또는 헤드신호의 증가치를 상쇄하도록 이득을 증감하면서 조절하는 이득 조정부(16)와,

상기 이득 조정부(16)로 부터 전달되는 이득이 조정된 에러 출력을 전달받아 신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시킨 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호로 출력하는 PWM 출력부(17)와,

상기의 PWM 변조부(17)로 부터의 제어신호에 의해 모터(18)의 속도나 정지에 따른 동작을 제어하면서 디스크 트라이(20)에서 회전하는 디스크(12)의 정보를 정확하게 읽을 수 있도록 하는 모터 제어부(19)들로 구성한 것이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어방법 및 장치는 모터의 속도가 고속으로 증가하더라도 시스템 클럭을 높이지 않으면서 제어가 가능하도록 한 것으로서

픽업 유니트(11)를 통하여 디스크(12)에 저장된 데이터를 읽으면 CD나 DVD-ROM에 저장된 데이터인 경우에는 프레임 동기신호로 출력되고, DVD-RAM에 저장된 데이터인 경우에는 1섹터(sector) 주기신호인 헤드신호가 출력된다.

그러므로 이들 프레임 동기신호 또는 1섹터 주기신호인 헤드신호를 전달받는 EFM 복조부(13)에서 원래의 신호로 환원시키게 된다.

상기의 EFM 복조기(13)에서 복호된 프레임 동기신호 또는 헤드신호를 도 3의 (a)에서와 같은 파형의 WFCK신호로 일측에 전달받는 AFC 카운터(14)에서는 일정한 크리스탈 발진기의 클럭신호인 카운팅 클럭을 도 3의 (b)에서와 같이 입력받아 이를 기준으로 카운트하면서 카운팅 클럭의 에러값을 캐리어 주파수(Carrier Frequency)의 최대 256배 되는 펄스를 형성하여 도 3의 (c)와 같은 파형으로 출력한다.

이때 에러 제어범위를 설정하는 방법은

에러 제어범위 = 에러 출력레벨 / 1주기 신호 카운트값

의 식에 의해 얻어진다.

그리고 여기서 사용되는 AFC 제어 카운팅 클럭의 설정식은

카운팅 클럭(Hz) = WFCK * (에러값 출력레벨 / 에러 제어범위)

= WFCK * (fo H / 에러 제어범위) . . . 식 1

상기의 AFC 카운터(14)로 부터 출력되는 카운팅 클럭의 에러값은 모터(18)를 고배속으로 제어할 때 프레임 동기신호 또는 헤드신호에 의한 WFCK의 주파수가 높아지게 된다.

그러므로 상기 AFC 카운터(14)로 부터의 카운팅 클럭의 에러값을 카운트 출력부(15)를 통하여 도 3의 (d)에서와 같은 파형의 하위 8비트 데이터를 전달받는 이득 조정부(16)에서 이득을 조정하면서 카운팅 클럭을 증가시키지 않도록 한다.

즉, 모터(18)의 속도가 2배로 증가하면서 상기의 식 1에서 WFCK의 주파수가 2배로 증가하게 되면 카운트 출력부(15)로 입력되는 시스템 클럭을 고정값으로 계속 공급되므로 이를 기준으로 카운트한 카운팅 클럭의 에러 출력레벨이 반으로 줄어들게 되고, 에러 제어범위는 동일하게 된다.

그러므로 이득 조정부(16)에서 이득을 2배로 증가시킨 에러값을 PWM 출력부(17)로 출력하여 대해 프레임 동기신호 또는 헤드신호의 증가치를 상쇄하도록 하고, 이를 전달받은 PWM 출력부(17)에서 신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시킨 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호로 출력하여 모터 제어부(19)에서 모터(18)의 회전을 제어하면서 디스크 트라이(20)에 얹혀진 디스크(12)의 회전을 정확히 제어할 수 있게 된다.

상기의 이득 조정부(16)에서 이득을 조정하는 방법은 카운트 클럭에 의해서 프레임 동기신호 또는 헤드신호를 카운트한 AFC 카운터(14)의 에러값이 출려되고, 이때 모터(18)의 속도 증가에 의해 에러 출력레벨이 반으로 줄어든 상태이므로 이를 직접 PWM 출력부(17)에서 주파수를 변조시키게 되면 카운터 클럭을 2배 증가시킨 경우에 비해 이득이 반으로 줄어들게 된다.

그러므로 이를 보상하기 위해 이득을 2배로 증가시킨 후 PWM 출력부(17)로 출력함으로써 원하는 에러 제어범위를 가지면서 원하는 에러 출력레벨을 갖는 제어신호를 모터 제어부(19)로 출력하여 모터(18)를 제어할 수 있다.

일예로 AFC 제어에 사용되는 카운터가 정상상태에서 700F가 되도록 하면 AFC 제어범위는 680H∼700HH∼7H7H가 되고, 이것은 -128∼0∼±127의 에러 범위에서 출력하게 된다.

이를 위해서 AFC 카운터(14)에서 최대치인 77FH 이상에서는 카운트를 홀딩(hlding)하도록 하여 오우버 플로우를 방지한다.

한편, AFC 카운터(14)에서 초기값(Init)을

초기값(Init) = 700F - 카운팅 클럭값 + 1

새로운 초기값(Init) = 700F - (카운팅 클럭값 / 2 + 1)

로 설정하면 AFC 카운터(14)의 하위 8비트 데이터를 가지고 PWM 출력부(17)에서 펄스폭 변조를 수행하게 되고, 그 결과값은 2의 보수 형태를 갖게 된다.

그러므로 2의 보수값에 대하여 왼쪽으로 "1" 시프트하게 되면 2배의 이득을 증가시킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어방법 및 장치에 의하여서는 EFM 복조기를 통하여 전달되는 WFCK를 카운팅 클럭을 기준으로 카운트하고, 하위 8비트 데이터의 에러값을 선택하여 이득을 증가시키면서 조절하고, 이득이 조정된 에러 출력을 펄스폭 변조시켜 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호를 모터 제어부로 출력하여 모터를 회전시키도록 함으로써 모터의 배속이 증가함에 따라 카운팅 클럭을 증가시키지 않고 PWM 출력부의 전단에서 이득만 높여주어 동일한 제어 효과를 갖도록 한 것이다.

Claims (1)

1. 디스크에서 읽혀져 EFM 복조기를 통해 전달되는 프레임 동기신호 또는 1섹터의 주기신호인 헤드신호를 전달받는 AFC 카운터에서 카운팅 클럭을 기준으로 카운트하면서 에러값을 출력하여 모터 제어부에서 모터를 제어하도록 한 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어장치에 있어서,

   상기 AFC 카운터로 부터의 카운팅 클럭의 에러값을 전달받아 하위 8비트 데이터의 에러값을 출력하는 카운트 출력부와,

   상기 카운트 출력부에서 출력되는 카운팅 클럭의 에러값에 대해 프레임 동기신호 또는 헤드신호의 증가치를 상쇄하도록 이득을 증감하면서 조절하는 이득 조정부와,

   상기 이득 조정부로 부터 전달되는 이득이 조정된 에러 출력을 전달받아 신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시킨 원하는 에러 조정범위 및 에러 출력레벨이 조정된 제어신호를 모터 제어부로 출력하는 PWM 출력부들로 구성됨을 특징으로 하는 CD-ROM 드라이버용 모터의 고배속 제어장치.

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