TWI328802B - Parameter setting system and method for controller of optical recording/reproducing device - Google Patents

Description

1328802 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種控制器之參數設定系統及方法，尤 其關於一種用於光碟機控制器之參數設定糸統及方法。 【先前技術】 光碟機已成為數據存儲領域的重要工具。隨著技術的 發展，’光存儲介質的容量變得愈來愈大’與之相應的是其 春對於光碟機的伺服系統的精確度和準確度的要求也愈來愈 南。 光碟機使用光學讀取頭發出光東至光碟上，並接收光 碟反射回之光束。光學讀取頭將所接收之返回光束轉變為 - 電訊號並生成聚焦誤差訊號及循軌誤差訊號。藉由控制器 - 對該等聚焦誤差訊號及循執誤差訊號進行運算處理，生成 聚焦控制訊號及循軌控制訊號回授到光學讀取頭及其驅動 裝置，以使得光束可以準確地聚焦於光碟上、光學讀取頭 ® 的驅動裝置可以準確地引導光束照射到預定的轨道上。 由 Sergio Bittanti、Fabio Dell’Orto、Andrea Di Carlo 等人發表於『Proceedings of the 40th IEEE Conference on Decision and Control』（Orlando, Florida USA, December 2001 )上 p4705〜4710 的文章「Radial Tracking in High-Speed DVD Players」公佈了 一種用於循軌控制的控制器。該控制 器10的結構如圖1所示，其包括一基本的超前/滯後控制器 (Lead-Lag Controller) 102、二陷波濾波器（Notch Filter) 5 1J28802 1〇4、106 及一低通濾、波器（L〇w-Pass Filte〇 1〇8 等。 超前/滯後控制器102用於對光學讀取頭 的 的基本頻率部份進㈣、波處理。陷波較器綱用^並 中與碟片的旋轉頻率相應之鮮部份進㈣波處理。陷波 f波器1〇6用於對其中與光學讀取頭及其驅動裝置的頻率 曰應特性相應之鮮料進㈣波處理，從而

器1〇具有較寬的頻率適應性。低通遽波器⑽帛於抑制光 學讀取頭送出訊號中的高頻部份之雜訊。 使得控制器對於待處理訊號 ’針對不同的光學讀取頭及 中的各參數則誠為光碟機生 上述控制器之結構雖可以 具有廣泛之頻率適應性，然而 其驅動裝置’如何確定控制器 產廠商面臨之主要難題。 【發明内容】 有馨於此’有必要提供—種光碟機控制ϋ之參數設定 〇 此外’财必要提供—㈣碟機控制器之參數設定方 組種，碟機控制器之參數設定系統’包括一輸入模 : 運开器、一比較态；該輸入模組接收控制器輸出之 訊號；該運算ϋ根據該輸人骸所接收之訊號進行運算， 器之輸出訊號之幅度增益；該比較器根據該 二斤得之‘度增兑與預定值比較以確定該控制器之參 數設置是否符合要求。 / 6 丄⑽802 -種光碟機控制器之參數設定方法，包括以下步驟. 設定控制器之原始參數； · 接收該控制器在該等參數設置下之輪出訊號； 根據該等輸出訊號計算該控制器之輸出訊號 度增益； ~ 將該幅度增益與預定值比較確定該等表數 曰 否符合要求。 & 據心制器之參數設定系統及參數設定方法根 =控^之輸出訊號進行計算，並將所計算之結果與預 之夫。猎由接收該控制11之輸出訊號達成對控、制器 ^參1置進行監控之目的，使用者可以據以進行參 i而得到符合要求之控制器參數設置。 。 【實施方式】 種光碟機之結構示意圖。該光碟機 一讀取頭24、一讀取頭驅動裝置

請參看圖2，其為一 20包括一主軸馬達22、 26及一控制器28等。 。玄主軸馬達22用於驅動光碟200旋轉；該讀取頭24 用於發出光束至光碟2〇〇並接收由光碟2〇〇反射之光束， 以進仃訊息之記錄/再現及輸出伺服誤差訊號至控制器 控制器28減所接收之祠服誤差訊號輸出控制訊號至 :取頭24及讀取頭驅動裝i %，從而讀取頭24據以進行 κ…、::服調整、項取頭驅動裝置％據以進行循轨伺服調整。 °月參看圖3，其為圖2所示之控制器28之功能結構示 7 1328802 意圖。該控制器28包括三組不同取樣頻率的子控制電路 32、34、36 ;該等子控制電路32、34、36各包括取樣電路 322、342、362及濾波電路324、344、364，以分別用於對 該讀取頭24所送出的訊號中的不同頻率部份進行濾波運 算。 請參看圖4，其為圖3所示子控制電路34之電路結構。 該子控制電路34包括取樣電路342及濾波電路344。取樣 電路342對所輸入之訊號進行取樣，以生成數位訊號並送 ®至濾波電路344進行濾波運算。 濾波電路344包括超前/滯後濾波電路352及低通濾波 電路354。超前/滞後濾波電路352包括複數延遲器452、454 及放大器456、458、460 ;低通濾波電路354包括放大器 ' 462、464，還包括與超前/滯後濾波電路352共用之延遲器 . 454。 延遲器452用於將取樣電路342之輸出訊號Xh作預 φ 定延遲後送至放大器456進行放大。延遲器454用於將該 超前/滯後濾波電路352的前級輸出訊號Xn^’作預定延遲後 再送至放大器458進行放大。該前級訊號Xn-；L’經延遲器454 延遲、放大器458放大後的訊號與Xw經放大器460後的 訊號及Xm經延遲器452延遲、放大器456放大後的訊號 累加，最終生成該超前/滯後濾波電路352之輸出訊號Xn。 該超前/滯後濾波電路352採用前級訊號與後級訊號進行反 饋、延遲、累加，從而形成鎖相循環，可以達成穩定的濾 波效果。 8

丄JZOOUZ 由超前/滯後濾波電路352輪出 462以i隹Z翰出之讯遽Xn被送至放大器 7放大；_該訊號Xnig被送至 ，後再送至放大器464放大，上述經放大器462 464 : 大之。孔號進行累加，最级生成 ，、成，慮波電路344之輸出訊號

An+1 ° 參看圖5 ’其為較佳實施例之控制^ 28之電路結 控制電=t圖A所7F之子控制電路結構累加而成。該等子 鲁^、”的取樣電路具有不同的取樣頻率；其濾波電路 、延遲态及放大器等元件之參數設置也各不相同。 子控制電路34、36係用於較低頻率之訊n皮運算， 子控制電路36之電路結構與圖4所示之子控制電路％之 電:構相同，亦包括取樣電路362及濾波電路364 ;其中 濾波電路364亦包括超前/滯後濾波電路356及低通濾波電 子控制電路32係用於高頻訊號之濾波運算，其相比於 •圖4所不之子控制電路％增設一超前以帶後濾波電路，即子 控制電路之濾波電路324包括超前/滯後濾波電路332、334 及低通濾波電路336。 控制器28還包括輸出放大器362，用於將經控制器28 内的各子控制電路運算累加而得之訊號進行放大。控制器 28還包括數位/類比轉換器364 ’用於將經放大器362放大 •之°札號還原為類比訊號，以便將所得之控制訊號回授到受 控廠。 為準碟設定該控制器28中各元件之參數，使其可以滿 9 1328802 足不同受控廠之要求，在該控制器28之 设監測點，並對各監測點之輸出訊 D A路内^ 是否符合要求。各監測點之設置如下^ 斷其 且邪卜表1所示： 表1 監測點位j設置 監測點 監測點 位置

編號 取樣電路322之輸出 C 超前/滯後濾波電路334 之輸出 E 超前/滯後濾波電路352 _之輸出 G 超前/滞後濾波電路356 _之輪出 輸出放大器362之輸出 位置

D 子控制電路32之輪出 子控制電路36之輸出 藉由測量該等監測點上的訊號 值與餘和值相比較’得出該控制器28之輪：：：：：: ^以供判斷控制器28内部各元件之參數設置是否符= ，並將該所監測之訊號 如圖6所tf ’其為進行圖5所示之控制器參數設定之 參數設定系統原理圖。該參數設定系統⑼包括—輸入模組 602、一運算器6〇4、一比較器606等。 >。該輸入模組6〇2用於接收由控制器的各監測點輸出之 訊號，並將該等訊號送至運算器6〇4。輸入模組6〇2還用於 接T使用者設定之飽和值，將該等飽和值送至運算器6⑽ 。以提供運算。6G2 4用於滅外界輸人之測試訊 號之頻率範圍及頻率間隔，參數設定系統6〇會根據該頻率 iJzoouz ft頻率間隔輸出不同頻率之測試訊號至控制哭28，以 規察f制在不同頻率訊號輪入情形下的特1： α亥運异态604用於對由| y 行運管以俨，丨㈣ 602所輸入之訊號進 =「以件到控制器28中各監測點輸出 亚將經運算後之結果送至比較器606。比較哭6:度： 運算所得之結果與使用者設定之預定值進行 幸乂攸而確定其是否符合使用者之預 該參數設定系統60還包括一顯示模組_、 生器610及一輸出模組612。 訊唬舍 該顯示模組608用於垃你、客从口„ 果、比較器606所輪出之比6〇4戶斤輸出之運算結 出之比較結果，並將該等運算紝果、 比車乂、纟。果顯示以供使用者觀察。 。 ，據使用者藉由輸人模組6G2所輸人之頻率範圍 訊號發生器610產生在該頻率範圍内之-系列不 之訊號’該等不同頻率之訊號藉由輸出模植犯 出至控制器％。輪出模組612還用於輸出合格訊时 示控制器28的當前參數設置符合使用者之預定要求。曰 7所7F ’其為利關6所示之參 控制器參數設定之方法流_。 以統進订 數。首先’步驟7〇2’設置控制器28内部各元件之原始參 、步驟綱’選擇控制器28内部各子控制電路中的Α、β、 ^ ^ G Η、I、j為監控點，以便輸入模組6〇2 可以從4等監控點處取得訊號進行計算。 1328802 。步驟706’輪入模組6〇2接收使用者輸入之訊號，該等 訊，包括：控制器輸出訊號之幅度飽和值、測試訊號之頻 率範圍、測試訊號之頻率間隔等。輸入模組6〇2將該等訊 ，送至運异态6〇4以提供運算；同時還將測試訊號之頻率 範圍及其頻率間隔送至訊號發生器61〇以產生測試訊號。 步驟708’運算器604根據該頻率範圍及頻率間隔運算 出而產生之不同頻率之訊號數目N;同時設置訊號發生器 610的發生頻率為步驟706所輸入之頻率範圍之頻率下限 步驟710,訊號發生器61〇產生測試訊號，並將該測試 訊號藉由輸出模組612送至控制器28，同時運算器6〇4將 訊號數目減1。 步驟712，控制器2 8接收輸出模組6 i 2所輸出之測試 訊號。 步驟7 i 4，控制器2 8對來自輸出· 6 i 2之測試訊號 進行濾波運算。 步驟716’輸入模、组602接收來自各監測點之訊號，並 將其送至運算器604進行運算。 〇步驟718,運算器604根據所接收之來自各監測點之訊 號及使用者所輸入之控制器輸出訊號幅度飽和值計算各監 測點訊號之幅度增益，並將該等幅度增益送至比較器6㈧ 進行比較。該等幅度增益還被送至顯示模組6〇8，顯^模组 608將各監測點之幅度增益值顯示以提供使用者觀察。'' 幅度增益之計算式如下： 不 12

V 1328802

Gs =20xl〇gi 其中，％表示各監測點之訊號幅度，U 入之飽和值之幅度。 叛 上述監測點所監測之訊號之幅度增益用於即時監 入訊號在經控制器28内各子控制電路處理過程中 二 況，以便使用者作出即時調整。 处狀 步驟’比較器606依據步驟718中所計算出之各於 f點，訊號幅度增益與使用者設定之預定值相比較，以= 疋泫等訊號幅度增益是否符合預定之要求。 右比UG6之比％^結果為各監測點之訊 4不付合要求之監測點之編號及此時測試訊號之頻 率以提供記錄。隨後執行步驟？24。 要t右二Γ 720中比較表明該等訊號幅度增益符合預定之 仍大於^驟724，比較器_比較新的訊號數目是否 若^驟724中比較器_之比較結果為訊號數目仍大 個料Γ步驟726’訊號發生器610之發生頻率增加一 個頻率間隔；隨後返回步驟71〇。 零，=驟牛Γ令比較器606的比較結果為訊號數目為 内的所有頂’顯示模組608顯示所輸入的頻率範圍 符dr之判斯结果，並將符合要求之頻率與不 求之^員率區別顯示以供觀察。 13 υζδΰϋζ 步驟730’輸入模組602接收外界輸入之表明該參數設 置是否符合要求之訊號。 若外界輸入訊號表明該參數設置為符合要求，則執行 步驟732 ’輸出模組612輸出合格訊號。 若外輸輸入訊號表明該參數設置不符合要求，則執行 步驟734 ’調整控㈣28的參數設置，並在參數調整完畢 後返回步驟708,並重復上述在步驟观之後之步驟以判斷 新的參數設置是否符合要求。 -如圖8所*其為控制器28在一組原始參數設置下， -員不模組608所顯不之在所輪入之頻率範圍内之最後一個 =率Λ號輸人時各&測點之訊號幅度增益及最後顯示之所 有頻率圖樣。圖中可目.太#

見·在該頻率訊號輸入時，監測點J '之訊號幅度增益已超出預定要求；而顯示模、组·所顯 80Γ^率圖樣表明’在該等參數設置下，對於頻率超過 ^ n控制11 28所輸出之訊號之幅度增益 均超出預定要求。 …周整後重新設置控制器28之參數’再進行計算及顯 =，顯轉組_賴示之最後—個财減輸入時各 點之《幅度增益及所有頻率圖樣如圖9所示。由圖9 I ，上述頻率汛唬輸入時，各監測點之訊號幅度增益 = >預疋要求以内；而對於頻率在0〜1500〇Ηζ範圍内之輸 人：控制器28之各監測點輸出之訊號之幅度增益也符 合預定要求。 上述控制器之參數設定系統接收控制器内部各子控制 黾路之戒號以進行訊武gi：批. 子控制電路之輪出訊號;:而：參數設定方法將經由該等 之預定要求相比較，這樣；以號幅度增益與使用者 數設置對於控制器整體表現之影:内部各參 ，對性之參數調整而“ =上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專 利申h ϋ上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 热心本案技蟄之人士，在援依本案創作精神所作之等效修 飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 /

15 ^6[)2 【圖式簡單說明】 :1為-種現有之光碟機之控制器原理圖。 圖2為較佳實施例之光碟機結構示意圖。 :3為較佳實施例之光碟機之控制器原理圖。 圖：為圖3所示之子控制電路之電路結構圖。 為圖3所示之控制器之電路結構圖。 圖6為較佳實施例之參數設定系統 :7為較佳實施例之參數設定方法之流程；圖。 圖8為在—種不符合預定要求的參數嗖 所示之顯示模組所顯示之圖形。 / h形下圖6 圖9 H周整後符合要求的參數歧情 所顯示之圖形。 卜”、、員不板組

16 1328802 【主要元件符號說明】 光碟機 20 讀取頭 24 控制器 子控制電路 取樣電路 濾波電路 超前/滯後濾波電路 低通濾波電路 輸出放大器 362 參數設定系統 60 運算器 604 顯示模組 608 輸出模組 612 參數設定方法流程 主軸馬達 22 讀取頭驅動裝置 26 28 32 、34 、 36 322 ' 342 > 362 324 ' 344 、 364 332、334、 352 ' 356 336、 354 、 358 數位/類比轉換器 364 輸入模組 602 比較器 606 訊號發生器 610 702〜734

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Claims (1)

1. 5U2 十、申請專利範圍： 機控制器之參數設m其改良在於：該參數 :弋系統包括-輪入模組、-運算器、-比較器；該輸入 接收控制裔輪出之訊號及外界輸入之飽和值；鱗運算 益根據錢人模組所接收之訊號及該飽和值進行運算，以 ::戎：制器之輪出訊號之幅度增益;該比較器根據該運 斤得之幅度增益與預定值比較以確定該控制器之參 數設置是否符合要求。 如申°月專利範圍第1項所述之光碟機控制器之參數設定系 統〃中。亥參數設定系統還包括一輸出模組，當該控制哭 二:設置：合預定要求時，該輸出模組輸出合格訊號: .⑼專利範圍第!項所述之光碟機控制器之 :運=該參㈣統還—模組，該顯示模組接收 ：?運^之運算結果及該比較器之比較結果，並將該等運 鼻結果及比較結果顯示。 、 機控制器之參數設定系 電路，每一子控制電路 4.如申請專利範圍第1項所述之光碟 統，其中該控制器包括複數子控制 各包括取樣電路及濾波電路。 5. 如申請專利範圍第4項所述之光碟機控制器之參數設定系 統’其中該等取樣電路之取樣頻率不相同。 6. 如申請專㈣㈣丨韻収光碟機㈣器 統，其十該參數設定系統還ί括一訊號發生器及-輸^ 由兮7波發生諸出不同頻率之測試訊號，該等訊號藉 輸出模組輸出至該控制器。 7申請專利範圍第6項所述之光碟機控制器之參數設定系 ’先其中錢入模组還用於接收該測試訊號之頻率範圍及 其頻率間隔等，該訊號發生器根據該頻率範圍及該頻率間 Pffj生成在所述頻率範圍内的測試訊號。 8·如申凊專利範圍第1項所述之光碟機控制器之參數設定系 統，其中該控制H包括複數超前/if㈣波電路及低通渡 破電路，該控制器之輸出訊號為該等子控制電路之超前/ 滯後濾波電路及低通濾波電路之輸出訊號。 9.一種光碟機控制器之參數設定方法，包括以下步驟： 設定控制器之原始參數； 接收該控制器在該等參數設置下之輸出訊號及外界 輸入之飽和值； ^ 根據該等輸出訊號及該飽和值計算該控制器之輸出 訊號之幅度增益； 將該幅度增益與預定值比較確定該等參數設置是否 符合要求。 10. 如申請專利範圍第9項所述之光碟機控制器之參數設定 方法，其中還包括：將該等計算結果及比較結果顯示。 11. 如申請專利範圍第9項所述之光碟機控制器之參數設定 方法’其令還包括：當該控制器之參數設置符合要求時， 19 丄 W8802 輸出合格訊號。 •^參數設定 不符合要求 12 ·如申請專利範圍第9項所述之光碟機控制器 方法，其中還包括：當該控制器之參數設置 日卞’調整控制器之參數設置。 A如申請專利範圍第9項所述之光碟 女、!· 4丄 1参數設定

   方法，其中，該控制器包括複數子控制電路，每一 電路包括取樣電路尽濾波電路。 子控制 k如申請專利範圍第13項所述之光碟機控制器之 — 方法’其中，該等取樣電路之取樣頻率不相同。-。又及 15.如申請專利範圍第9項所述之柄機控制器之參數 方法，其中還包括： "又 產生不同頻率之測試訊號；

   將該等不同頻率之測試訊號輸出至控制器； 控制盗根據該等不同頻率 l6·如申請專利範圍第15項所述 方法，其中還包括： 之測試訊號產生輸出訊號。 之光碟機控制器之參數設定 號之頻率範圍及頻率間 接收外界輸入之該等測試訊 隔； 根據該等頻率範圍及頻率間隔輸出測試訊號。 .如申請專利範圍第9項所述之光碟機控制器之參數設定 方法，其巾’該控.包括複數超前/滯後較電路及低 通濾波電路，該控制器所輸出之訊號為該等超前/滯後滤 20 1JZOOUZ 波電路及該等低通濾波 次电路之輪出訊號。 18.如申凊專利範圍第9項 、厅述之光碟機控制器之參數設定 方法，其中該控制器之齡山 <翰出矾唬之幅度增益之計算式為： v V G^20xl〇g10 其中，％表不該控制器之輸出訊號之幅度，v，表示外界 所輸入之飽和值之幅度。

   21 1328802 鸷 鎢 十一、圖式

   22 1328802 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：圖6。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 參數設定糸統 60 輸入模組 602 運算器 604 比較器 606 顯示模組 608 訊號發生器 610 輸出模組 612 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無