專利名稱：盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于向/從存儲(chǔ)盤寫入/讀取信息的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備。盡管本發(fā)明的要點(diǎn)也適用于磁盤，然而本發(fā)明特別適用于光盤，為此以下相對(duì)于光盤來描述本發(fā)明，同時(shí)相應(yīng)的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備也被表示為“光盤驅(qū)動(dòng)器”。
背景技術(shù)：
如通常已知的那樣，光存儲(chǔ)盤包括存儲(chǔ)空間的連續(xù)螺旋或多個(gè)同心圓的形式的至少一個(gè)軌道，其中可以以數(shù)據(jù)模式的形式來存儲(chǔ)信息。光盤可以是只讀類型的，其中在制造期間記錄信息，所述信息只可以由用戶讀取。光存儲(chǔ)盤還可以是可寫類型的，其中可以由用戶來存儲(chǔ)信息。為了把信息寫入到光存儲(chǔ)盤的存儲(chǔ)空間中，或者為了從所述盤讀取信息，光盤驅(qū)動(dòng)器一方面包括旋轉(zhuǎn)裝置，用于容納并旋轉(zhuǎn)光盤，而另一方面包括光學(xué)裝置，用于產(chǎn)生光束，典型情況下為激光束，并且利用所述激光束來掃描存儲(chǔ)軌道。由于一般的光盤技術(shù)，其中可以把信息存儲(chǔ)在光盤中以及可以從光盤中讀取光學(xué)數(shù)據(jù)的方法是公知的，所以這里不必更詳細(xì)地描述此技術(shù)。
為了旋轉(zhuǎn)光盤，光盤驅(qū)動(dòng)器典型情況下包括馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與光盤的中央部分嚙合的主軸。通常，所述馬達(dá)被實(shí)現(xiàn)為軸用馬達(dá)，并且馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的主軸可以直接布置在所述馬達(dá)的軸用軸桿上。
為了光學(xué)掃描旋轉(zhuǎn)的盤，光盤驅(qū)動(dòng)器包括光束產(chǎn)生器件(典型情況下為激光二極管)，用于把光束聚焦到盤上的焦點(diǎn)的物鏡，以及用于接收從所述盤反射的反射光并且用于產(chǎn)生檢測(cè)器電輸出信號(hào)的光檢測(cè)器。光檢測(cè)器包括多個(gè)檢測(cè)器段，每個(gè)段提供單個(gè)的段輸出信號(hào)。
在操作期間，光束應(yīng)當(dāng)保持在盤上聚焦。為此，將物鏡布置為在軸向上可移動(dòng)的，并且光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制所述物鏡的軸向位置的焦點(diǎn)致動(dòng)器裝置。此外，焦點(diǎn)應(yīng)當(dāng)保持與軌道對(duì)準(zhǔn)或者應(yīng)當(dāng)能夠相對(duì)于新的軌道定位。為此，至少將物鏡安裝為在徑向上可移動(dòng)的，并且光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制所述物鏡的徑向位置的徑向致動(dòng)器裝置。
在許多盤驅(qū)動(dòng)器中，物鏡被傾斜地布置，并且這種光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于控制所述物鏡傾角的傾斜致動(dòng)器裝置。
為了控制這些致動(dòng)器，光盤驅(qū)動(dòng)器包括控制器，其接收來自光檢測(cè)器的輸出信號(hào)。根據(jù)此信號(hào)，以下也被稱為讀取信號(hào)，控制器導(dǎo)出一個(gè)或多個(gè)誤差信號(hào)，例如聚焦誤差信號(hào)、徑向誤差信號(hào)，并且根據(jù)這些誤差信號(hào)，所述控制器產(chǎn)生用于控制所述致動(dòng)器使得減小或消除位置誤差的致動(dòng)器控制信號(hào)。
在產(chǎn)生致動(dòng)器控制信號(hào)的過程中，控制器表現(xiàn)出確定的控制特性。這種控制特性是控制器的特征，其可以被描述為控制器對(duì)檢測(cè)到位置誤差起響應(yīng)的行為方式。
在實(shí)踐中，位置誤差可能由不同類型的干擾引起。
兩個(gè)最重要類別的干擾是1)盤的缺陷2)外部沖擊和(周期性)振動(dòng)第一類別包括像黑點(diǎn)那樣的內(nèi)部盤的缺陷、像指紋那樣的沾污、像劃痕那樣的損壞等。第二類別包括由物體與盤驅(qū)動(dòng)器碰撞所引起的沖擊，但是預(yù)計(jì)沖擊和振動(dòng)主要存在于便攜式盤驅(qū)動(dòng)器和汽車應(yīng)用中。
在這點(diǎn)上的問題在于充分地處理第一類別的干擾與充分地處理第二類別的干擾需要不同的控制特性。通常，盤驅(qū)動(dòng)器的控制器具有固定的控制特性，其特別適于充分地處理第一類別的干擾(在這種情況下就第二類別的干擾來說誤差控制不是最優(yōu)的)或特別適于充分處理第二類別的干擾(在這種情況下就第一類別的干擾來說誤差控制不是最優(yōu)的)，或者所述控制特性進(jìn)行折中(在這種情況下，誤差控制就第一類別的干擾以及第二類別的干擾來說都不是最優(yōu)的)。只要控制器應(yīng)用線性控制技術(shù)，在低頻干擾抑制和高頻對(duì)噪聲靈敏性之間就存在折中。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)建議根據(jù)所遭受的干擾類型來改變控制器的控制特性。例如，參考美國(guó)專利4.722.079，其公開了一種使控制器的增益相適應(yīng)的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
除確定干擾類型并且相對(duì)于干擾類型使控制特性相適應(yīng)之外，可以對(duì)所述干擾執(zhí)行定量評(píng)定，并且相對(duì)于所述干擾的嚴(yán)重性來使調(diào)節(jié)特性相適應(yīng)。例如，就機(jī)械沖擊來說，不僅可以增加控制器增益，而且所述增加量可以取決于所述沖擊的強(qiáng)度?？刂破髟鲆嬖礁?，驅(qū)動(dòng)器越可以抵抗強(qiáng)機(jī)械沖擊。因而，驅(qū)動(dòng)器在強(qiáng)機(jī)械沖擊情況下的性能取決于所可能增加的最大增益。
在這點(diǎn)上通常的問題在于不能無限地增加增益；如果把所述增益設(shè)置得過高，那么控制器的控制回路可能會(huì)變得不穩(wěn)定。因而，本發(fā)明的總目標(biāo)在于提供一種用于在不增加控制器的不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)一步增加控制器增益的方法。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種用于動(dòng)態(tài)地修改控制器特性以便降低所述控制器的不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個(gè)重要方面，在沖擊情況下的增益增加不僅取決于沖擊的強(qiáng)度而且取決于所述沖擊的特性頻率。如果所述沖擊具有相對(duì)較低或相對(duì)較高相關(guān)聯(lián)的頻率，那么所述增益在相對(duì)較大的程度上增加。如果沖擊具有在與不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的頻率，那么所述增益在相對(duì)較小程度上增加。實(shí)際上，在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)，所述增益可以保持恒定，甚至可以降低。


參考附圖通過以下描繪將要進(jìn)一步解釋本發(fā)明的這些及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的或相似的部分，并且其中圖1A示意地圖示了光盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備的相關(guān)組件；圖1B示意地圖示了更詳細(xì)的光檢測(cè)器的實(shí)施例；圖2A是用于示意地圖示跟蹤控制回路的框圖；圖2B是放大器的替代電路的框圖；圖2C是用于示出在不實(shí)施本發(fā)明的情況下閉合回路的總傳遞函數(shù)的尼奎斯特圖(Nyquist plot)；圖3A是用于示意地圖示依照本發(fā)明的跟蹤控制回路的框圖；
圖3B是用于圖示適于在實(shí)施本發(fā)明的情況下使用的動(dòng)態(tài)濾波器的可能的頻率特性；圖3C是用于示意地圖示可變?cè)鲆嫣匦缘膱D；圖3D是用于對(duì)應(yīng)于圖3A的控制回路示出閉合回路的總傳遞函數(shù)的尼奎斯特圖的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A示意地圖示了光盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備1，其適于把信息存儲(chǔ)在光盤2上(典型情況下為DVD或CD)或從所述光盤2讀取信息。為了旋轉(zhuǎn)盤2，盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備1包括被固定到機(jī)架(為簡(jiǎn)明起見未示出)上的馬達(dá)4，定義了旋轉(zhuǎn)軸5。
盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備1還包括用于借助光束來掃描盤2的軌道(未示出)的光學(xué)系統(tǒng)30。更具體地說，在圖1A所圖示的示例性配置中，光學(xué)系統(tǒng)30包括光束產(chǎn)生裝置31，典型情況下為諸如激光二極管之類的激光器，被配置成用于產(chǎn)生光束32。在下面，沿著光路39的光束32的不同部分將由添加到附圖標(biāo)記32后面的字符a、b、c等表明。
光束32穿過光束分離器33、準(zhǔn)直透鏡37和物鏡34到達(dá)(光束32b)盤2。物鏡34被設(shè)計(jì)成用于把光束32b聚焦到盤的記錄層(為簡(jiǎn)明起見未示出)上的焦點(diǎn)F中。光束32b從盤2上反射(反射光束32c)并且穿過物鏡34、準(zhǔn)直透鏡37和光束分離器33到達(dá)(光束32d)光檢測(cè)器35。在所圖示的情況中，把例如棱鏡之類的光學(xué)元件38插入到光束分離器33和光檢測(cè)器35之間。
盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備1還包括致動(dòng)器系統(tǒng)50，所述致動(dòng)器系統(tǒng)50包括用于相對(duì)于盤2徑向移動(dòng)物鏡34的徑向致動(dòng)器51。由于徑向致動(dòng)器本身是已知的，同時(shí)本發(fā)明不涉及這種徑向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和功能，所以這里不必非常詳細(xì)地論述徑向致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和功能。
為了精確地實(shí)現(xiàn)并維持正確的聚焦在盤2的預(yù)定位置上，將物鏡34安裝為在軸向上可移動(dòng)的，而致動(dòng)器系統(tǒng)50還包括焦點(diǎn)致動(dòng)器52，被配置成可在軸向上相對(duì)于盤2移動(dòng)物鏡34。由于焦點(diǎn)致動(dòng)器本身是已知的，同時(shí)這種焦點(diǎn)致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作并不是本發(fā)明的主題，所以這里不必非常詳細(xì)地論述這種焦點(diǎn)致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作。
為了實(shí)現(xiàn)并維持物鏡34的正確傾斜位置，可樞軸地安裝物鏡34，同時(shí)致動(dòng)器系統(tǒng)50還包括傾斜致動(dòng)器53，被配置成相對(duì)于盤2旋轉(zhuǎn)物鏡34。由于傾斜致動(dòng)器本身是已知的，同時(shí)這種傾斜致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作并不是本發(fā)明的主題，所以這里不必非常詳細(xì)地論述這種傾斜致動(dòng)器的設(shè)計(jì)和操作。
此外應(yīng)當(dāng)注意，用于相對(duì)于設(shè)備機(jī)架來支撐物鏡的裝置、用于在軸向和徑向上移動(dòng)所述物鏡的裝置，以及用于旋轉(zhuǎn)所述物鏡的裝置本身總體上是已知的。由于這種支撐和移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和操作并不是本發(fā)明的主題，所以這里不必非常詳細(xì)地論述它們的設(shè)計(jì)和操作。
還應(yīng)當(dāng)注意，可以把徑向致動(dòng)器51、焦點(diǎn)致動(dòng)器52和傾斜致動(dòng)器53作為一個(gè)集成的致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)。
盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備1還包括控制電路90，具有連接到馬達(dá)4的控制輸入的第一輸出92，具有與徑向致動(dòng)器51的控制輸入耦合的第二輸出93，具有與焦點(diǎn)致動(dòng)器52的控制輸入耦合的第三輸出94，還具有與傾斜致動(dòng)器53的控制輸入耦合的第四輸出95?？刂齐娐?0被設(shè)計(jì)成用于在其第一輸出92產(chǎn)生用于控制馬達(dá)4的控制信號(hào)SCM，在其第二控制輸出93產(chǎn)生用于控制徑向致動(dòng)器51的控制信號(hào)SCR，在其第三輸出94產(chǎn)生用于控制焦點(diǎn)致動(dòng)器52的控制信號(hào)SCF，以及在其第四輸出95產(chǎn)生用于控制傾斜致動(dòng)器53的控制信號(hào)SCT。
控制電路90還具有用于從光檢測(cè)器35接收讀取信號(hào)SR的讀取信號(hào)輸入91。
圖1B圖示了光檢測(cè)器35包括多個(gè)檢測(cè)器段，在這種情況下四個(gè)檢測(cè)器段35a、35b、35c、35d能夠分別提供各個(gè)的檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D，分別用于表明入射到四個(gè)檢測(cè)器段中每個(gè)上的光量。依照四象限配置來布置還被作為中央光圈檢測(cè)器段的四個(gè)檢測(cè)器段35a、35b、35c、35d。把第一和第四段35a和35d與第二和第三段35b和35c分離的中心線36具有對(duì)應(yīng)于軌道方向的方向。由于這種四個(gè)段檢測(cè)器本身通常是已知的，所以這里不必給出其設(shè)計(jì)和功能的更詳細(xì)描述。
圖1B還圖示了控制電路90的讀取信號(hào)輸入91實(shí)際上包括用于接收所有單個(gè)檢測(cè)器信號(hào)的多個(gè)輸入。因而，在所圖示的四象限檢測(cè)器的情況下，控制電路90的讀取信號(hào)輸入91實(shí)際上包括用于分別接收所述各個(gè)檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D的四個(gè)輸入91a、91b、91c、91d。控制電路90被設(shè)計(jì)成用于處理所述各個(gè)的檢測(cè)器信號(hào)A、B、C、D，以便據(jù)此導(dǎo)出數(shù)據(jù)和控制信息，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。例如，可以依照下式來定義標(biāo)準(zhǔn)化的徑向誤差信號(hào)REnREn=(A+D)-(B+C)A+B+C+D---(1)]]>此外，可以依照下式來定義標(biāo)準(zhǔn)化的聚焦誤差信號(hào)FEnFEn=(A-DA+D)-(B-CB+C)---(2)]]>這些信號(hào)REn和FEn都是對(duì)檢測(cè)器35上中心光點(diǎn)的某種不對(duì)稱性的量度，由此對(duì)光學(xué)掃描點(diǎn)相對(duì)于盤的移動(dòng)敏感。
應(yīng)當(dāng)注意，取決于光檢測(cè)器的設(shè)計(jì)，可以使用不同的誤差信號(hào)定義。
在下面，將特別針對(duì)控制徑向致動(dòng)器51的情況解釋本發(fā)明，但是相同的或至少類似的解釋顯然可以應(yīng)用于聚焦控制、傾斜控制等情況。
圖2A是用于示意地圖示跟蹤控制回路100的簡(jiǎn)化框圖?？刂齐娐?0產(chǎn)生用于徑向致動(dòng)器51的控制信號(hào)SCR，其導(dǎo)致移動(dòng)透鏡34。用于表示在控制信號(hào)SCR和所產(chǎn)生致動(dòng)力之間關(guān)系的徑向致動(dòng)器51的傳遞函數(shù)被表示為A(s)。
用于表示在致動(dòng)力和所產(chǎn)生透鏡位移之間關(guān)系的透鏡34的傳遞函數(shù)被表示為H(s)；應(yīng)當(dāng)注意，在簡(jiǎn)化模型中，H可以被寫為H(s)=1ms2]]>其中m表示透鏡34的質(zhì)量。
透鏡34的位移導(dǎo)致光束位置的改變，這由檢測(cè)器35檢測(cè)，進(jìn)而導(dǎo)致光讀取信號(hào)SR的改變。控制電路90的誤差信號(hào)計(jì)算器96根據(jù)光讀取信號(hào)SR來計(jì)算徑向誤差信號(hào)REn。用于表示在透鏡位移和徑向誤差信號(hào)REn之間關(guān)系的檢測(cè)器35和誤差信號(hào)計(jì)算器96的組合的傳遞函數(shù)被表示為B(s)。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)定義誤差信號(hào)計(jì)算器96的傳遞(增益)等于1，這是因?yàn)榇穗娐分桓鶕?jù)絕對(duì)光束和軌道位置來計(jì)算相對(duì)的位置誤差。
控制電路90的控制信號(hào)產(chǎn)生器部分98，例如PID控制器，根據(jù)徑向誤差信號(hào)REn來產(chǎn)生控制信號(hào)SCR。用于表示在徑向誤差信號(hào)REn和控制信號(hào)SCR之間關(guān)系的控制信號(hào)產(chǎn)生器部分98的傳遞函數(shù)被表示為C(s)。
假定所有的傳遞函數(shù)都是固定的。
為了允許可變的控制特性，控制電路90包括具有可變?cè)鲆姒玫姆糯笃?9，在此例子中所述放大器99布置在誤差信號(hào)計(jì)算器96和控制信號(hào)產(chǎn)生器部分98之間。增益γ可以被寫為γ＝γC+γV；其中γC表明增益的恒定部分，而γV表明增益的可變部分。圖2B是放大器99的替代電路的框圖，其把放大器99示出為具有恒定增益γC的恒定放大器99A和具有可變?cè)鲆姒肰的可變放大器99B的并聯(lián)組合。
控制電路90的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使得在線性情況中，即當(dāng)γV＝0時(shí)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。在此線性情況中，閉合回路傳遞函數(shù)G(s)可以被寫為G(s)=X(s)1+γC·X(s)]]>其中X(s)＝C(s)·A(s)·H(s)·B(s)。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚地是，在伺服回路操作時(shí)，此閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)描述了把在控制信號(hào)發(fā)生器98的輸入的小干擾傳遞到誤差信號(hào)計(jì)算器96的輸出(或檢測(cè)器(35)的輸出)。
圖2C是用于示出由附圖標(biāo)記101所指示的、控制回路100的示例性閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)的頻率響應(yīng)的尼奎斯特圖。橫軸表示實(shí)數(shù)部分Re(G(jω))，而縱軸表示虛數(shù)部分Im(G(jω))。曲線101的右上端對(duì)應(yīng)于ω＝0，而所述曲線101的左上端對(duì)應(yīng)于ω＝∞。
控制電路90能夠檢測(cè)沖擊，并且當(dāng)檢測(cè)到?jīng)_擊情況時(shí)使其控制特性相適應(yīng)。更特別地是，控制電路90被設(shè)計(jì)成在檢測(cè)到?jīng)_擊的情況下增加γV，其中增益增加的幅度取決于所遭受的沖擊的幅度。應(yīng)當(dāng)注意，使用沖擊檢測(cè)并且作為響應(yīng)修改它們的增益的控制電路本身是已知的；因此，這里不必更詳細(xì)地論述此方面。特別地是，沖擊檢測(cè)的方法在這點(diǎn)上并不重要，由于本發(fā)明可以結(jié)合任何種類的沖擊檢測(cè)方法來實(shí)現(xiàn)，不過優(yōu)選能夠定量沖擊幅度檢測(cè)的方法。
在圖2C中，在103所指示的臨界點(diǎn)CP被定義為閉合回路傳遞函數(shù)G(s)的實(shí)數(shù)部分Re(G(jω))具有最低值RMIN的點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于此臨界點(diǎn)CP的頻率被表示為臨界頻率ωCP。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚地是，RMIN值確定γV的最大值RMIN越低(即|RMIN|越高)，γV的最大值越低。如果γV在此最大值以上，此時(shí)具有臨界頻率ωCP的范圍內(nèi)的頻率的沖擊發(fā)生，那么系統(tǒng)可能會(huì)變得不穩(wěn)定。
與圖2A相比，圖3A是用于示意地圖示其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的徑向控制回路200的框圖。在這種情況下，控制電路290包括附加的動(dòng)態(tài)濾波器297，所示出的動(dòng)態(tài)濾波器297被布置在放大器299的可變放大器299B部分的輸入之前。濾波作用可以被認(rèn)為是引入頻率相關(guān)衰減F(s)；新的閉合回路傳遞函數(shù)G′(s)可以被寫為G′(s)＝G(s)·F(s)。
動(dòng)態(tài)濾波器297被設(shè)計(jì)成用于有選擇地抑制在臨界頻率ωCP范圍內(nèi)的頻率。適當(dāng)?shù)厥?，?dòng)態(tài)濾波器297被設(shè)計(jì)為帶阻濾波器或陷波濾波器，具有近似等于臨界頻率ωCP的中心頻率ω0，如圖3B中所圖示。應(yīng)當(dāng)注意，濾波器297還可以被設(shè)計(jì)為低通濾波器。
圖3C是用于示意地圖示依照本發(fā)明的可變放大器部分299B的可變?cè)鲆嫣匦缘膱D。橫軸表示在可變放大器部分299B的輸入所接收的信號(hào)SIN的幅度(任意單位)，縱軸表示所產(chǎn)生的增益γV(任意單位)。對(duì)于其幅度在閾值RT下面的小信號(hào)，可變?cè)鲆姒肰保持等于零。只有當(dāng)信號(hào)幅度在所述閾值RT以上時(shí)，可變?cè)鲆姒肰才在零之上。原則上，可變?cè)鲆姒肰可以在零和恒定高位值之間切換，但是如所圖示優(yōu)選地是，可變?cè)鲆姒肰隨信號(hào)幅度按比例增加，不過這不必一定涉及線性關(guān)系。
控制電路290的操作如下。光讀取信號(hào)SR被監(jiān)視并處理以便檢測(cè)沖擊。作為選擇，可以提供獨(dú)立的沖擊檢測(cè)器，例如機(jī)械沖擊傳感器，但是這未在圖3A中示出。只要沒有遭受沖擊，或者對(duì)于相對(duì)較小的誤差來說，可變?cè)鲆姒肰＝0，以便獨(dú)立于這些誤差的頻率，增益γ＝γC。
對(duì)于其信號(hào)幅度在閾值RT以上的較大誤差，如果誤差頻率在濾波器297的拒絕范圍之外，那么增加可變?cè)鲆?。如果誤差頻率在濾波器297的拒絕范圍之內(nèi)，那么可變放大器部分299B的輸入信號(hào)SIN比誤差信號(hào)幅度更低，以便降低增益的增加。接近于濾波器297的中心頻率ω0，抑制將使得可變放大器部分299B的輸入信號(hào)SIN比閾值RT更低，以便對(duì)于這種頻率來說可變?cè)鲆姒肰保持等于零。
與圖2C相比，圖3D是對(duì)于其中濾波器297是陷波濾波器的例子，用于示出控制回路200的新的閉環(huán)頻率響應(yīng)G′(s)的尼奎斯特圖(其由附圖標(biāo)記201指示)的圖。為了便于參考，還示出了原始的閉合回路傳遞函數(shù)G(s)的原始曲線101。原始曲線101可以被認(rèn)為是用于圖示所發(fā)明的控制回路200對(duì)于小徑向誤差的情況的響應(yīng)，而曲線201用于圖示所發(fā)明的控制回路200對(duì)于大誤差幅度的情況的響應(yīng)?？梢匀菀椎亓私鉃V波器297的影響。實(shí)際上，濾波器297使閉環(huán)頻率響應(yīng)整形以使在臨界頻率ωCP的響應(yīng)比在其它頻率的響應(yīng)更低。
原始曲線101還可以被認(rèn)為是圖示沒有濾波器297的控制回路(其等價(jià)于關(guān)掉所述濾波器297的本發(fā)明的控制回路200)對(duì)于在大誤差幅度以及確定的恒定增益γC值的情況下的響應(yīng)，而曲線201圖示了所發(fā)明的控制回路200對(duì)于相同的誤差幅度以及相同的恒定增益γC值的情況的響應(yīng)。在現(xiàn)有技術(shù)的控制回路100中(或關(guān)掉濾波器297的本發(fā)明的控制回路200)，這些誤差幅度產(chǎn)生對(duì)所有頻率來說都相同的可變?cè)鲆姒肰設(shè)置，最后產(chǎn)生曲線101。在所發(fā)明的控制回路200中(即接通濾波器297)，相同的誤差幅度導(dǎo)致在臨界頻率ωCP周圍相對(duì)較低的可變?cè)鲆姒肰設(shè)置。因而，濾波器297的影響在于降低了RMIN的絕對(duì)值。從而，增加了可變?cè)鲆姒肰所允許的最大值。
應(yīng)當(dāng)注意，陷波濾波器297的中心頻率ω0的精確值取決于控制回路200的臨界頻率ωCP，即在關(guān)掉濾波器297(即對(duì)于所有頻率濾波器傳遞函數(shù)都等于1)時(shí)傳遞函數(shù)G′(s)可能會(huì)具有其最小RMIN處的頻率。典型情況下，這樣設(shè)計(jì)以致控制回路200的臨界頻率ωCP相對(duì)較高，即典型情況下在2000Hz以上，其大大高于對(duì)應(yīng)于機(jī)械沖擊的頻率范圍，以便在對(duì)應(yīng)于機(jī)械沖擊的頻率范圍內(nèi)的總頻率響應(yīng)基本上不受干擾。
在所論述的例子中，濾波器297是陷波濾波器。作為候選，可以使用其截止頻率大大高于其中將預(yù)期的沖擊的頻率范圍的低通濾波器。由于典型情況下沖擊具有在200Hz以下的頻率，所以這種截止頻率適合選擇是在2000Hz以上的范圍內(nèi)。這種截止頻率的適合選擇近似等于原始的臨界頻率ωCP。然而，由于臨界點(diǎn)CP應(yīng)當(dāng)盡可能地被移動(dòng)右邊，所以優(yōu)選地是，在原始的臨界頻率ωCP以下選擇截止頻率。
在濾波器297是陷波濾波器的情況下，合適的設(shè)計(jì)選擇往往會(huì)選取陷波濾波器的中心頻率ω0等于對(duì)應(yīng)于原始臨界點(diǎn)CP的頻率。然而，在如圖3D所圖示的理想情況下，選擇陷波濾波器中心頻率ω0使得閉合回路傳遞函數(shù)G′(s)具有兩個(gè)臨界點(diǎn)CP1和CP2，即對(duì)于兩個(gè)頻率ω1和ω2獲得Re(G′)的最低值RMIN，所述兩個(gè)頻率ω1和ω2一個(gè)在ω0以下并且一個(gè)在ω0以上。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚的是，本發(fā)明不局限于上述示例性實(shí)施例，在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變化和修改。
例如，可以把濾波器297和放大器299集成到一個(gè)信號(hào)處理組件中。
在上述中，已經(jīng)參考框圖解釋了本發(fā)明，所述框圖舉例說明了依照本發(fā)明的裝置的功能塊。應(yīng)當(dāng)理解，這些功能塊的一個(gè)或多個(gè)可以用硬件來實(shí)現(xiàn)，其中這種功能塊的功能由單個(gè)硬件組件來執(zhí)行，但是這些功能塊的一個(gè)或多個(gè)也可以用軟件來實(shí)現(xiàn)，這樣這種功能塊的功能由計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)程序行或可編程裝置來執(zhí)行，所述可編程裝置諸如微處理器、微控制器等。
權(quán)利要求
1.一種用于控制盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)的方法，所述盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)包括掃描裝置(30)，用于掃描盤(2)的記錄軌道，所述掃描裝置(30)包括相對(duì)于所述盤(2)定位的至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)和用于產(chǎn)生讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)檢測(cè)器(35)；致動(dòng)器裝置(50)，用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的定位；控制電路(290)，用于接收所述讀取信號(hào)(SR)并且根據(jù)所述讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)信號(hào)分量來產(chǎn)生至少一個(gè)致動(dòng)器控制信號(hào)(SCR)，所述控制電路(290)具有至少一個(gè)可變?cè)鲆?γ)；所述控制電路(290)、致動(dòng)器裝置(50)、讀取/寫入元件(34)和檢測(cè)器(35)定義了具有臨界頻率(ωCP)的控制回路(200)；所述方法包括步驟對(duì)于具有在對(duì)應(yīng)于所述臨界頻率(ωCP)的預(yù)定義范圍內(nèi)的頻率的信號(hào)分量，有選擇地把增益(γ)設(shè)置為比具有在所述范圍外的頻率的信號(hào)分量的值更低的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)于具有在預(yù)定義沖擊閾值(RT)以下幅度的信號(hào)分量，所述增益(γ)具有恒定值(γC)；其中對(duì)于具有在所述預(yù)定義沖擊閾值(RT)以上幅度的信號(hào)分量，所述增益(γ)增加一個(gè)可變值(γV)；其中與對(duì)于具有在所述范圍外的頻率的信號(hào)分量時(shí)的增益增加(γV)相比，對(duì)于具有在所述預(yù)定義范圍內(nèi)的頻率的信號(hào)分量，所述的增益增加(γV)更低。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述恒定值(γC)對(duì)應(yīng)于線性控制設(shè)計(jì)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，包括步驟接收所述讀取信號(hào)(SR)；動(dòng)態(tài)地過濾所述讀取信號(hào)(SR)；向具有在預(yù)定義沖擊閾值(RT)以下幅度的、所過濾的信號(hào)分量應(yīng)用第一增益(γC)，并且向具有在所述預(yù)定義沖擊閾值(RT)以上幅度的、所過濾的信號(hào)分量應(yīng)用比所述第一增益(γC)更高的第二增益(γC+γV)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中用于動(dòng)態(tài)過濾的步驟包括用于有選擇地抑制具有在所述臨界頻率(ωCP)附近的頻率的信號(hào)分量的步驟。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述增益增加(γV)與相應(yīng)的所過濾的信號(hào)分量的幅度成比例。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述致動(dòng)器裝置(50)包括徑向致動(dòng)器(51)，并且其中所述可變?cè)鲆?γ)是在用于控制所述徑向致動(dòng)器(51)的徑向控制回路中的增益。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述致動(dòng)器裝置(50)包括焦點(diǎn)致動(dòng)器(52)，并且其中所述可變?cè)鲆?γ)是在用于控制所述焦點(diǎn)致動(dòng)器(52)的焦點(diǎn)控制回路中的增益。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述致動(dòng)器裝置(50)包括傾斜致動(dòng)器(53)，并且其中所述可變?cè)鲆?γ)是在用于控制所述傾斜致動(dòng)器(53)的傾斜控制回路中的增益。
10.一種用于盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)中的控制電路(290)，包括用于從檢測(cè)器(35)接收讀取信號(hào)(SR)的輸入(91)；用于根據(jù)所述讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)信號(hào)分量(REn)來提供至少一個(gè)致動(dòng)器控制信號(hào)(SCR)的至少一個(gè)輸出(93)；所述控制電路(290)具有可變?cè)鲆?γ)；所述控制電路(290)適于根據(jù)是否遭受沖擊和/或根據(jù)沖擊的幅度來設(shè)置其增益(γ)；所述控制電路(290)包括動(dòng)態(tài)濾波器(297)，其用于衰減具有在預(yù)定義頻率范圍內(nèi)的頻率的信號(hào)分量。
11.如權(quán)利要求10所述的控制電路，其中所述動(dòng)態(tài)濾波器(297)包括陷波濾波器。
12.如權(quán)利要求10所述的控制電路，其中所述動(dòng)態(tài)濾波器(297)包括低通濾波器。
13.如權(quán)利要求10所述的控制電路，包括可變放大器(299)，所述可變放大器(299)包括恒定放大器部分(299A)，用于提供恒定增益(γC)；和可變放大器部分(299B)，用于提供可變?cè)鲆?γV)；其中所述動(dòng)態(tài)濾波器(297)被布置在所述可變放大器部分(299B)的輸入處。
14.一種盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)，包括掃描裝置(30)，用于掃描盤(2)的記錄軌道，所述掃描裝置(30)包括相對(duì)于所述盤(2)定位的至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)和用于產(chǎn)生讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)檢測(cè)器(35)；致動(dòng)器裝置(50)，用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的定位；控制電路(290)，用于接收所述讀取信號(hào)(SR)并且根據(jù)所述讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)信號(hào)分量來產(chǎn)生至少一個(gè)致動(dòng)器控制信號(hào)(SCR)，所述控制電路(290)具有至少一個(gè)可變?cè)鲆?γ)；所述控制電路(290)、致動(dòng)器裝置(50)、讀取/寫入元件(34)和檢測(cè)器(35)定義了具有臨界頻率(ωCP)的控制回路(200)；所述控制電路(290)適于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的方法。
15.一種盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)，包括掃描裝置(30)，用于掃描盤(2)的記錄軌道，所述掃描裝置(30)包括相對(duì)于所述盤(2)定位的至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)和用于產(chǎn)生讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)檢測(cè)器(35)；致動(dòng)器裝置(50)，用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的定位；如權(quán)利要求10所述的控制電路(290)，用于接收所述讀取信號(hào)(SR)并且根據(jù)所述讀取信號(hào)(SR)的至少一個(gè)信號(hào)分量來產(chǎn)生至少一個(gè)致動(dòng)器控制信號(hào)(SCR)，所述控制電路(290)具有至少一個(gè)可變?cè)鲆?γ)；所述控制電路(290)、致動(dòng)器裝置(50)、讀取/寫入元件(34)和檢測(cè)器(35)定義了具有臨界頻率(ωCP)的控制回路(200)；
16.如權(quán)利要求15所述的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述動(dòng)態(tài)濾波器(297)的預(yù)定義頻率范圍對(duì)應(yīng)于所述控制回路(200)的臨界頻率(ωCP)。
17.如權(quán)利要求14或1 5所述的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述致動(dòng)器裝置(50)被設(shè)計(jì)成用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的徑向位置和/或用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的軸向位置和/或用于控制所述至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)的傾斜位置。
18.如權(quán)利要求14或15所述的盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中所述檢測(cè)器(35)包括光檢測(cè)器。
全文摘要
描述了一種用于控制光盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)的方法，所述光盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備(1)包括掃描裝置(30)，用于掃描光盤(2)的記錄軌道，所述掃描裝置(30)包括相對(duì)于所述光盤(2)定位的至少一個(gè)讀取/寫入元件(34)和用于產(chǎn)生讀取信號(hào)(S
文檔編號(hào)G11B21/10GK1875408SQ200480031789
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者M·F·赫爾特杰斯, F·B·斯帕林 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司