KR100595092B1 - 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법 - Google Patents

광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어 디브이디 플레이어(DVD-Player) 또는 디브이디 레코더 등과 같은 다양한 유형의 광디스크 기기에서, 트래킹 서보(Tracking Servo) 또는 포커싱 서보(Focusing Servo) 동작이 안정적으로 수행될 수 있도록, 서보 루프 게인을 자동 조절하되, 상기 서보 루프 게인(Servo Loop Gain) 조절 동작에 필요한 정현파(Sine Wave) 신호의 주파수와 목표 위상차를, 사용자가 선택 입력하는 임의의 값으로 가변 설정하여, 위상차 검출을 위한 분해능(Resolution)을 보다 효율적으로 높임으로써, 서보 루프 게인을 미세하게 가변 조절할 수 있게 되어, 고 배속의 광디스크 기기에서도, 트래킹 서보 또는 포커싱 서보 동작을 안정적으로 수행할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.
광디스크 기기, 서보 루프 게인, 정현파 주파수, 목표 위상차, 분해능, 에러신호

Description

광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법 {Apparatus and method for controlling loop gain in optical disc device}
도 1은 일반적인 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 루프 게인 조절장치에서 검출 및 조절되는 위상차와 루프 게인을 그래프 형태로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 따라 가변 설정되는 임의의 정현파 주파수와 목표 위상차에 대한 실시예를 그래프 형태로 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따라 가변 설정된 정현파 주파수와 위상차에 의해 위상차 분해능이 높아진 실시예를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,20 : 정현파 발생부 11,21 : 대역통과필터
12,22 : 위상차 검출부 13,23 : 루프 게인 조절부
14,24 : 서보 루프 필터 15,25 : 루프 게인
1617,26,27 : 믹서 28 : 서보 컨트롤러
본 발명은, 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어 디브이디 플레이어(DVD-Player) 또는 디브이디 레코더 등과 같은 다양한 유형의 광디스크 기기에서, 트래킹 서보(Tracking Servo) 또는 포커싱 서보(Focusing Servo) 동작이 안정적으로 수행될 수 있도록, 서보 루프 게인(Servo Loop Gain)을 자동 조절하기 위한 광디스크 기기의 루프 게인 조절장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은, 일반적인 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 루프 게인 조절장치에는, 정현파 발생부(10), 대역통과필터 (11), 위상차 검출부(12), 루프 게인 조절부(13), 서보 루프 필터(14), 루프 게인(15), 그리고 제1 믹서(16)와 제2 믹서(17) 등이 포함 구성될 수 있다.
한편, 상기 정현파 발생부(10)에서는, 사전에 설정된 소정 주파수의 정현파 신호를 발생 출력하게 되는 데, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 정현파(Sine Wave) 신호는, 상기 제1 믹서(16)에 의해, 트래킹 에러신호(또는 포커싱 에러신호)와 합성됨과 아울러, 상기 위상차 검출부(12)로 입력되고, 상기 트래킹 에러신호(또는 포커싱 에러신호)(A)는, 상기 제2 믹서(17)에 인가되어, 상기 제1 믹서(16)에 의해 합성된 신호(B)와 합성된다.
또한, 상기 제1 믹서(16)에 의해 합성된 신호(B)는, 상기 서보 루프 필터(14)를 거쳐, 루프 게인(15)으로 입력되고, 상기 제2 믹서(17)에 의해 합성된 신호(A+B)는, 상기 대역 통과 필터(11)를 거쳐, 상기 위상차 검출부(12)로 입력되므로, 상기 위상차 검출부(12)에서는, 상기 대역통과필터(11)에 의해 필터링된 소정 주파수 대역의 합성신호(A+B)'와, 상기 정현파 신호간의 위상차(Phase Difference)를 검출하게 된다.
그리고, 상기 루프 게인 조절부(13)에서는, 상기 위상차 검출부(12)에 의해 검출된 위상차를, 사전에 설정된 목표 위상차와 비교하여, 그 값들이 서로 일치해지도록, 상기 루프 게인(15)을 가변 조절함으로써, 트래킹 에러신호(또는 포커싱 에러신호)가 최소가 되도록 하기 위한 트래킹 구동 전압(또는 포커싱 구동 전압)을 출력하게 된다.
한편, 일반적인 광디스크 기기에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 루프 게인이 영(Zero)이 되는 지점, 즉 제로 크로싱(Zero Crossing) 지점에 대응되는 위상차가 '90도'이므로, 상기 목표 위상차를 90도로 설정하고 있으며, 이에 따라 상기 루프 게인 조절부(13)에서는, 상기 위상차 검출부(12)에서 검출되는 위상차 값이, 90도가 되도록 루프 게인(15)을 가변 조절하는 일련의 루프 게인 조절 동작을 수행하게 된다.
그러나, 최근에 개발 출시되고 있는 광디스크 기기는, 재생 배속 또는 기록 배속이 크게 높아지고 있기 때문에, 포커싱 서보 또는 트랙킹 서보 동작에 대한 성 능이 더욱 높아져야 하므로, 이를 위해서는 더욱 높은 정현파 주파수가 필요하게 되는 데, 예를 들어 위상차를 검출하기 위한 샘플링 주파수가 고정되어 있는 상태에서, 높은 주파수의 정현파를 사용하게 되면, 낮은 주파수의 정현파를 사용할 때 보다 상대적으로, 위상차 검출을 위한 분해능(Resolution)이 저하되므로, 루프 게인을 미세하게 가변 조절하지 못 하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 예를 들어 광디스크 기기에서, 트래킹 서보 또는 포커싱 서보 동작이 안정적으로 수행될 수 있도록, 서보 루프 게인을 자동 조절하되, 상기 서보 루프 게인 조절 동작에 필요한 정현파 신호의 주파수와 목표 위상차를, 사용자가 입력하는 임의의 값으로 가변 설정하여, 위상차 검출을 위한 분해능(Resolution)을 보다 효율적으로 높일 수 있도록 하기 위한 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법은, 루프 게인 조절 동작을 위한 정현파 주파수와 목표 위상차를, 사용자가 입력하는 임의의 값으로 각각 가변 설정하는 1단계; 상기 가변 설정된 주파수의 정현파 신호를 발생시켜, 서보 에러신호와 합성한 후, 그 합성신호를 대역 통과 필터링하는 2단계; 및 상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차를 검출하여, 상기 목표 위상차와 일치하는 경우, 루프 게인 조절 동작을 완료하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치는, 루프 게인 조절 동작에 필요한 정현파 신호를 발생시키기 위한 발생수단; 상기 정현파 신호와 서보 에러신호를 합성하기 위한 합성수단; 상기 정현파 신호와 서보 에러신호가 합성된 신호를, 대역 통과 필터링하기 위한 필터수단; 상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차를 검출하기 위한 검출수단; 상기 검출된 위상차를 목표 위상차와 비교하여, 루프 게인을 가변 조절하기 위한 조절수단; 및 상기 정현파 신호의 주파수와, 상기 목표 위상차를, 사용자가 선택하는 임의의 값으로 각각 가변 설정하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은, 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 예를 들어 상기 루프 게인 조절장치에는, 정현파 발생부(20), 대역통과필터(21), 위상차 검출부(22), 루프 게인 조절부(23), 서보 루프 필터 (24), 루프 게인(25), 제1 믹서(16), 제2 믹서(17)가 포함 구성됨과 아울러, 정현파 주파수와 목표 위상차를 임의의 값으로 가변 설정하기 위한 서보 컨트롤러(28)가 포함 구성된다.
한편, 상기 서보 컨트롤러(28)에서는, 사용자의 입력에 따라, 상기 정현파 발생부(20)를 동작 제어하기 위한 제어신호(Freq_CTL)를 출력하여, 임의의 주파수를 갖는 정현파(Sine Wave) 신호가 발생되도록 함과 아울러, 상기 루프 게인 조절부(23)에서의 목표 위상차(Target_PH_Diff)를, 사용자가 입력하는 임의의 값으로 가변 설정하게 된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 광디스크 서보 시스템의 오픈 루프 전달 함수가, 목표 제로 크로싱 주파수 'A' 지점에 맞추어지도록 하기 위해서는, 예를 들어 종래와 같이, 정현파 주파수를 2KHz로 설정함과 동시에, 목표 위상차를 90도로 설정할 수도 있지만, 'B' 지점에서 위상차가 50도 차이날 때, 목표 제로 크로싱이 맞추어진다고 볼 수도 있다.
그리고, 이를 위해서는 정현파 주파수를 1KHz로 설정함과 동시에, 목표 위상차를 50도로 설정하게 되는 데, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 2HKz 주파수의 정현파 신호를 사용할 때에 비해, 1HKz 주파수의 정현파 신호를 사용할 때가, 위상차 검출에 대한 분해능(Resolution)이 더욱 세밀해지므로, 상기 루프 게인 조절부(23)에서, 서보 루프 게인을 보다 미세하게 가변 조절할 수 있게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은, 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 루프 게인 조절(Loop Gain Control) 모드가 설정된 상태에서(S10), 사용자가 임의의 정현파 주파수 값, 예를 들어 '1KHz'를 선택 입력하 는 경우, 상기 서보 컨트롤러(28)에서는, 루프 게인 조절을 위한 정현파 주파수를 '1KHz'로 설정함(S11)과 아울러, 그에 상응하는 제어신호(Freq_CTL)를 정현파 발생부(20)로 출력하게 된다.
또한, 상기 서보 컨트롤러(28)에서는, 사용자가 임의의 목표 위상차 값, 예를 들어 '50도'를 선택 입력하는 경우, 루프 게인 조절을 위한 목표 위상차를 '50도'로 설정하게 되며(S12), 이후 상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 정현파 주파수와 목표 위상차를 사용자가 입력하는 임의의 값으로 설정 완료했는 지를 확인하게 된다(S13).
한편, 상기 정현파 발생부(20)에서는, 상기 서보 컨트롤러로부터 출력되는 제어신호에 따라, 1KHz 주파수의 정현파 신호를 발생 출력하게 되는 데(S14), 상기 정현파 신호는, 전술한 바와 같이, 상기 제1 믹서(16)에 의해, 트래킹 에러신호(또는 포커싱 에러신호)와 합성됨과 아울러, 상기 위상차 검출부(22)로 입력되고, 상기 트래킹 에러신호(또는 포커싱 에러신호)(A)는, 상기 제2 믹서(27)에 인가되어, 상기 제1 믹서(26)에 의해 합성된 신호(B)와 합성된다.
또한, 상기 제1 믹서(26)에 의해 합성된 신호(B)는, 상기 서보 루프 필터(24)를 거쳐, 루프 게인(25)으로 입력되고, 상기 제2 믹서(27)에 의해 합성된 신호(A+B)는, 상기 대역 통과 필터(21)를 거쳐, 소정 주파수 대역의 신호만이 통과된다(S15).
그리고, 상기 위상차 검출부(22)에서는, 상기 대역통과필터(21)에 의해 필터링된 소정 주파수 대역의 합성신호(A+B)'와, 상기 정현파 신호간의 위상차(Phase Difference)를 검출하며, 상기 루프 게인 조절부(23)에서는, 상기 위상차 검출부(22)에 의해 검출된 위상차를, 사용자가 임의로 설정한 목표 위상차 '50도'와 비교하여(S16), 그 값들이 서로 일치하는 지를 판별하게 된다.
한편, 상기 판별 결과, 서로 일치하지 않으면, 상기 루프 게인(25)을 가변 조절하게 되고(S18), 일치하는 경우에는, 현재의 루프 게인을 그대로 유지 설정한 후, 루프 게인 조절 동작을 완료하게 되므로(S19), 트래킹 서보 또는 포커싱 서보 동작이 안정적으로 수행할 수 있게 됨은 물론, 위상차 검출을 위한 분해능을 높임으로써, 서보 루프 게인을 미세하게 가변 조절할 수 있게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 구성 및 동작되는 본 발명에 따른 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치 및 방법은, 예를 들어 디브이디 플레이어 또는 디브이디 레코더 등과 같은 다양한 유형의 광디스크 기기에서, 트래킹 서보 또는 포커싱 서보 동작이 안정적으로 수행될 수 있도록, 서보 루프 게인을 자동 조절하되, 상기 서보 루프 게인 조절 동작에 필요한 정현파 신호의 주파수와 목표 위상차를, 사용자가 선택 입 력하는 임의의 값으로 가변 설정하여, 위상차 검출을 위한 분해능을 보다 효율적으로 높임으로써, 서보 루프 게인을 미세하게 가변 조절할 수 있게 되어, 고 배속의 광디스크 기기에서도, 트래킹 서보 또는 포커싱 서보 동작을 안정적으로 수행할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (8)

  1. 루프 게인 조절 동작을 위한 정현파 주파수와 목표 위상차를, 사용자가 입력하는 임의의 값으로 각각 가변 설정하는 1단계;
    상기 가변 설정된 주파수의 정현파 신호를 발생시켜, 서보 에러신호와 합성한 후, 그 합성신호를 대역 통과 필터링하는 2단계; 및
    상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차를 검출하여, 상기 목표 위상차와 일치하는 경우, 루프 게인 조절 동작을 완료하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차가, 상기 목표 위상차와 일치하지 않는 경우, 루프 게인 값을 가변 조절한 후, 상기 대역 통과 필터링 동작과 위상차 검출 동작을 반복 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정현파 주파수는, 위상차 검출을 위한 분해능을 높일 수 있는 임의의 주파수 값으로, 사용자의 선택에 의해 가변 설정되는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 목표 위상차는, 90도의 위상차 검출 목표가 아닌 임의의 다른 목표 위상차 값으로, 사용자의 선택에 의해 가변 설정되는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절방법.
  5. 루프 게인 조절 동작에 필요한 정현파 신호를 발생시키기 위한 발생수단;
    상기 정현파 신호와 서보 에러신호를 합성하기 위한 합성수단;
    상기 정현파 신호와 서보 에러신호가 합성된 신호를, 대역 통과 필터링하기 위한 필터수단;
    상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차를 검출하기 위한 검출수단;
    상기 검출된 위상차를 목표 위상차와 비교하여, 루프 게인을 가변 조절하기 위한 조절수단; 및
    상기 정현파 신호의 주파수와, 상기 목표 위상차를, 사용자가 선택하는 임의의 값으로 각각 가변 설정하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조절수단은, 상기 필터링된 합성신호와 정현파 신호간의 위상차가, 상 기 목표 위상차와 일치하도록, 루프 게인 값을 가변 조절하는 루프 게인 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제어수단은, 사용자의 입력에 따라, 상기 발생수단의 정현파 주파수를, 위상차 검출을 위한 분해능을 높일 수 있는 임의의 주파수 값으로 가변 설정되는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제어수단은, 사용자의 입력에 따라. 상기 검출수단의 목표 위상차를, 90도의 위상차 검출 목표가 아닌 임의의 다른 목표 위상차 값으로 가변 설정하는 것을 특징으로 하는 광디스크 기기에서의 루프 게인 조절장치.
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