專利名稱：用于光盤致動器控制的增益最優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從光盤讀取數(shù)據(jù)或者寫入數(shù)據(jù)到光盤的光盤驅(qū)動器，其中用于聚焦和跟蹤激光束的致動器由反饋回路中的伺服控制器控制。特別地，本發(fā)明的目的是控制伺服控制回路中的增益。
背景技術(shù)：
通過光盤驅(qū)動器的使用，數(shù)字信息從光盤讀取或沿光盤上的軌道寫入到光盤。光盤驅(qū)動器中的聚焦致動器被用于聚焦一個激光點到光盤上。該激光點通過由物鏡聚焦的激光束提供，該物鏡聚焦激光束到盤的數(shù)據(jù)存儲層上。例如，聚焦致動器線圈驅(qū)動物鏡，使得物鏡聚焦激光束的焦點于盤的數(shù)據(jù)存儲層上。第二線圈為跟蹤致動器線圈，其驅(qū)動跟蹤物鏡，使得激光束沿盤的軌道被追蹤。
在光盤驅(qū)動器中，伺服系統(tǒng)被用于聚焦激光束的焦點、激光點到盤的數(shù)據(jù)存儲層上。用于控制所述伺服系統(tǒng)的控制回路被稱作控制回路聚焦。為了保證一個適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)驅(qū)動性能，該聚焦控制回路必須為閉合的?？梢詮臄?shù)據(jù)存儲層到滑架(sledge)上檢測器反射回來的光線獲得用于控制伺服系統(tǒng)中激光束的導(dǎo)向的誤差信號，其中所述滑架帶有提供該激光束的光源。
光盤中的致動器的控制回路具有一個適當(dāng)?shù)脑鲆妫撛鲆媸且罁?jù)盤旋轉(zhuǎn)的速度被設(shè)置的。該回路增益取決于許多因素，像溫度和讀取或?qū)懭氡P的區(qū)域。為了控制回路增益，一些控制運(yùn)算法則是眾所周知的。
控制回路增益決定了控制的帶寬以及必須被設(shè)置得與旋轉(zhuǎn)盤的速度相關(guān)。在盤高速時(對于CD為48X，DVD為16X，BD為4X)致動器伺服控制器的控制回路具有一個臨界的回路增益。更高的增益將導(dǎo)致回路中的振蕩。由于某些原因引起的回路增益的變化，例如檢測器的靈敏度，光盤的記錄和非記錄區(qū)域之間的差異，正如已經(jīng)陳述的，控制增益被設(shè)置成一個值，該值特別地并且經(jīng)常地低于最大值以避免控制回路中的振蕩。
自動增益控制可以通過應(yīng)用周期性信號來獲得，該周期性信號具有與伺服回路的帶寬大約相等的頻率。對所應(yīng)用信號的測量響應(yīng)被用于控制回路增益。在讀取或?qū)懭氡P的過程中，這種增益控制并不經(jīng)常地有效。特別地，如果需要，在讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)過程之后，進(jìn)行最初和重復(fù)地檢測。
JP05314504描述了一種光學(xué)信息以及再現(xiàn)設(shè)備。這篇文獻(xiàn)中所描述設(shè)備的目的是通過設(shè)置伺服系統(tǒng)的回路增益到一個穩(wěn)定值來防止伺服控制系統(tǒng)的聚焦控制回路的振蕩。在包括該控制回路的所述伺服控制系統(tǒng)中，補(bǔ)償控制器被A/D轉(zhuǎn)換器監(jiān)控。當(dāng)聚焦控制在正常狀態(tài)時，補(bǔ)償控制器的輸出是一個接近固定電平的信號。計算機(jī)檢測反饋到所述轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)的AC分量的振幅的絕對值并且處理該數(shù)據(jù)來比較已獲取值和預(yù)設(shè)置值。若已獲取值等于或者低于預(yù)設(shè)置值，該設(shè)備判斷為工作正常。另一方面，若該已獲取值大于預(yù)設(shè)置值，該操作被判斷為不正常，于是，可變增益放大器的增益被設(shè)置為一個較低的值并且直到振蕩停止并達(dá)到一個適當(dāng)?shù)脑鲆?，補(bǔ)償控制器的輸出才停止減少。
現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備的缺點是增益電平的監(jiān)控為非持續(xù)的。只有當(dāng)控制回路的振蕩發(fā)生時才起作用。這意味著在該設(shè)備可以正常工作過程中，該過程能持續(xù)相對長的周期，回路增益電平可能很低而且是非最優(yōu)化的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提出一種方法和一種設(shè)備，其包括控制伺服控制回路以獲得最大增益的運(yùn)算法則。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這里提供一種如權(quán)利要求1所述的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，這里提供一種如獨立設(shè)備權(quán)利要求所述的設(shè)備。
本發(fā)明更多的實施例在從屬權(quán)利要求中公開。
本發(fā)明的一個特征是最大控制增益是通過重復(fù)地增加控制回路增益直到在控制回路中的振蕩開始來持續(xù)搜索或自動重復(fù)的。通過測量致動器中的功率耗散來檢測振蕩。在臨界時刻該增益具有一個振蕩開始電平，這樣對增益減少一個適當(dāng)?shù)挠嗔浚缦?5％，但10％到50％之間的百分比為宜。
在啟動時回路增益可以通過規(guī)則的AGC(自動增益控制)來調(diào)整。接著當(dāng)盤運(yùn)行時，在溫度變化或在讀取/寫入轉(zhuǎn)換時，所述機(jī)構(gòu)可以以固定的時間間隔啟動。這些都是引起回路增益變化的原因并且這些均由變化了的致動器靈敏度或回路中振蕩檢測信號的變化了的靈敏度所導(dǎo)致。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括耗散測量設(shè)備，該設(shè)備用于測量給致動器饋送功率的伺服控制器的功率輸出。根據(jù)一個實施例，用于在控制控制回路中控制增益的控制器包括一個電路，該電路用于將從伺服控制器到致動器的電控制信號(輸出)的采樣方波整形。方波化后的信號被濾波，于是通過比較該被濾波的信號的振幅與預(yù)定參考振蕩電平來檢測控制回路中的振蕩。若所述當(dāng)前耗散電平低于該參考振蕩電平達(dá)到的耗散電平，所述代表當(dāng)前耗散電平的方波化和被濾波的耗散信號的振幅在回路中被重復(fù)檢測。接著伺服控制回路中的增益在每個重復(fù)步驟中逐步增加，直到出現(xiàn)的當(dāng)前耗散電平等于或大于參考振蕩電平達(dá)到的耗散電平為止。
該測量設(shè)備適于測量給所述致動器的控制值。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是在所有情況下的控制回路中，控制器使用的控制運(yùn)算法則設(shè)置一個最大增益，從而無需固定的增益電平。


通過參考以下所描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得清晰并且被闡明。
圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明一個例子的光盤驅(qū)動器致動器和聚焦控制器的主要部分示意圖。由于徑向控制器由相同的組件構(gòu)成，其未被示出。
圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于控制在控制回路中增益的程序的運(yùn)算法則的流程圖。
具體實施例方式
用于實現(xiàn)依照本發(fā)明的方法的一些實施例將在附圖的支持下在下面被描述。
根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動器的致動器和聚焦控制回路的主要部分的示意圖在圖1示出。
圖1描繪了一個光盤。激光源2將光對準(zhǔn)光盤1。來自激光源2的激光通過透鏡3、4被聚焦在盤1中的軌道上的一點。致動器調(diào)整透鏡3、4到一個正確的位置來聚焦所述點在盤上。如在這個例子中的，所述致動器還包括固定磁鐵5、6，聚焦線圈7，徑向跟蹤線圈8，半透明反射鏡9。該聚焦致動器線圈7驅(qū)動物鏡3，使得物鏡3聚集激光為一個激光束10并且聚焦該激光束10成一個焦點在盤1的數(shù)據(jù)存儲層上。第二線圈，即跟蹤致動器線圈8，驅(qū)動跟蹤物鏡4，以使得激光束10沿盤的軌道被徑向追蹤。
在控制回路21中的伺服控制器20控制致動器激光束10在光盤1上的聚焦和跟蹤。來自伺服控制器20的輸出信號在功率放大器22中被放大并且作為控制信號23被柔性電線發(fā)送到致動器的聚焦線圈7。徑向控制器由相同的部件構(gòu)成并且被被連接到致動器的線圈8上。
為了保證一個適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)驅(qū)動性能，該聚焦控制回路21必須為閉合的。從光盤1的數(shù)據(jù)存儲層到滑架上的光檢測器24反射回來的光線中獲得用于控制伺服系統(tǒng)中的激光束的導(dǎo)向的誤差信號，其中所述滑架帶有提供激光束10的光源2。所述檢測器信號25通過使用控制回路中的柔性電線被傳送回來，所述控制回路運(yùn)送作為誤差信號的所述檢測器信號25到前置放大器26。該誤差信號在乘法器27中被相乘，由此該誤差信號通過被轉(zhuǎn)送到伺服控制器20的輸入端來閉合該回路。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，來自伺服控制器20的輸出信號還被傳送到測量設(shè)備28，在這個實施例中該設(shè)備測量在致動器聚焦線圈中產(chǎn)生的耗散(由下文定義)。所述耗散信號可以作為一個指示在控制回路21中發(fā)生振蕩的信號被使用。根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，通過在方波整形電路29中方波化信號可以達(dá)到這個目的，由此該信號在濾波器30中被濾波。
若濾波信號31的振幅超過或等于一個預(yù)定電平值，則在控制電路21中振蕩被認(rèn)為有效。
在控制器32中，所述預(yù)定振蕩值被存儲并且與經(jīng)方波化和濾波的耗散信號31的測量值比較，該耗散信號被輸入到控制器32。該濾波耗散信號31被用作耗散電平值。該控制器通過運(yùn)算法則被編程，根據(jù)這個實施例，該法則以流程圖的形式在圖2中描述。根據(jù)執(zhí)行運(yùn)算法則的結(jié)果，通過利用增益控制信號33控制增益乘法器27，在控制回路21中控制器32設(shè)置該增益。
在控制器32中執(zhí)行的用于控制控制回路21中的增益的程序遵循根據(jù)圖2的流程圖中的運(yùn)算法則。在第一步中，步驟40中由濾波信號31的值組成的實際耗散值與預(yù)定振蕩電平值進(jìn)行比較。如果實際耗散值低于預(yù)定振蕩電平值，則如步驟41中所指示的那樣，控制器32增加在控制回路21中的增益。再一次，在重復(fù)過程中，在步驟42中該預(yù)定值與實際耗散值比較。如果振蕩仍未發(fā)生，則在步驟41中在迭代循環(huán)中增益再次增加。在由步驟41和42組成的迭代循環(huán)中，迭代逐步持續(xù)增加增益，直到在步驟42指示的那樣，發(fā)生振蕩，因為實際耗散值超過了預(yù)定振蕩電平值。當(dāng)振蕩發(fā)生時，在步驟43中控制器32通過一個增益控制信號將控制回路21中的增益減少一個余量。
如果在過程中的第一步驟40，振蕩已經(jīng)被指示為有效，則在步驟44中控制器32將在第二迭代循環(huán)中減少控制回路中的增益，該第二迭代循環(huán)還包括步驟45，在步驟45中實際耗散電平與預(yù)定電平比較來決定是否繼續(xù)執(zhí)行步驟44和45的重復(fù)。當(dāng)振蕩被指示為停止時，運(yùn)算法則進(jìn)行到步驟43?？刂破?2可以被編程用來重復(fù)地運(yùn)行運(yùn)算法則或僅在變化的條件下運(yùn)行。例如，像讀取光盤上的記錄或非記錄區(qū)域一樣，運(yùn)算法則可以被設(shè)置為初始地并且在所期望的增益變化之后或在狀態(tài)的轉(zhuǎn)變之后運(yùn)行。
通過運(yùn)算法則，增益被重復(fù)調(diào)整直到恰好無振蕩。然后增益被減少一個適當(dāng)?shù)闹狄员憔哂幸欢ǖ脑鲆嬗嗔?。一個可能的問題是具有高加速誤差的光盤會產(chǎn)生高耗散值。當(dāng)盤不平坦時，這種高加速誤差會發(fā)生，這可能需要對致動器的高的控制電壓，特別是在高盤速度時。因此，如果這種盤存在，則耗散已經(jīng)很高。因此參考振蕩值應(yīng)當(dāng)被選擇得盡量高，這樣不會發(fā)生錯誤的振蕩指示。
控制器32被編程來執(zhí)行運(yùn)算法則以根據(jù)預(yù)置時間間隔或按照規(guī)定事件適時地設(shè)置控制回路中的增益。
根據(jù)一個實施例，控制增益數(shù)量可以由一組可能的增益值構(gòu)成。初始，設(shè)定最高增益值。如果振蕩仍被檢測，更低的增益值會被設(shè)置，直到振蕩不再發(fā)生。
余量值可以是在10％到50％的間隔內(nèi)的一個固定值并且作為優(yōu)選實施例，25％的余量值被選擇。
本發(fā)明可以應(yīng)用于伺服控制器，該伺服控制器用于高速的光盤驅(qū)動器中的致動器。
權(quán)利要求書中包含和包括的術(shù)語不排除其他元件或步驟。冠詞“一個”不排除元件的多個。
定義盤連接到驅(qū)動器表示，下述中的任一個盤插入到驅(qū)動器，
當(dāng)一個(未知)盤已經(jīng)存在于所述驅(qū)動器中時盤被驅(qū)動，或存在于或插入到一個輔助單元的盤耦合到所述用于盤的讀取/寫入的驅(qū)動器。
耗散是(P＝U^2/R＝I*R)產(chǎn)生于聚焦致動器聚焦線圈中。這些線圈與磁鐵一起形成用于致動器的電磁馬達(dá)。通常在這種情況下，該磁鐵為固定組件的一部分，該滑架和該線圈為致動器的可移動部分的一部分，該致動器還承載有物鏡。在驅(qū)動器中可以通過方波化聚焦控制器的輸出以及校正用于末尾階段驅(qū)動器和聚焦線圈電阻的結(jié)果的方式來測量聚焦耗散。
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化光盤驅(qū)動器的伺服控制回路中的增益的方法，其中用于聚焦和徑向跟蹤從光盤讀取數(shù)據(jù)/向光盤寫入數(shù)據(jù)的激光束的致動器被控制回路中的伺服控制器控制，該方法包括步驟獲得用于伺服控制回路的參考振蕩電平，測量耗散電平，該耗散電平為來自控制回路的方波化的功率輸出，在當(dāng)前耗散電平低于參考振蕩電平所達(dá)到的耗散電平時，則重復(fù)檢測，在每個重復(fù)步驟中增加伺服控制回路中的增益，直到當(dāng)前耗散電平等于或大于參考振蕩電平所達(dá)到的耗散電平，然后將控制回路中的增益減少一個余量值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以來自伺服控制器(20)的被方波化和濾波的輸出電壓的測量來執(zhí)行所述耗散電平的測量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述耗散電平是經(jīng)過方波化和濾波的輸出電壓的振幅。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中余量值為一個在10％到50％之間的百分?jǐn)?shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中余量值為25％左右。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中余量值為一組值中的值，從所述一組值中最高到較低的余量值中逐步地選擇余量值，直到振蕩不再發(fā)生為止。
7.如前述權(quán)利要求的任一項所述的方法，其中控制器32被編程以執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法步驟或根據(jù)預(yù)設(shè)置間隔或按照規(guī)定事件適時地執(zhí)行方法步驟。
8.一種用于優(yōu)化光盤驅(qū)動器的伺服控制回路(21)中增益的設(shè)備，其包括連接到光盤驅(qū)動器的致動器，用于聚焦和徑向跟蹤從光盤(1)讀取數(shù)據(jù)/向光盤寫入數(shù)據(jù)的激光束(10)，在所述控制回路(21)中的伺服控制器(20)，用于控制所述致動器，其特征在于該設(shè)備包括測量裝置(28)，用于測量耗散電平，該耗散電平為從自伺服控制器(20)到致動器的被方波化的功率輸出，比較裝置，用于將所述耗散電平與用于控制回路(21)的預(yù)定參考振蕩電平進(jìn)行比較，控制回路增益控制裝置，用于增加或減少在控制回路(21)中的增益，以及控制器(32)用于通過重復(fù)檢測是否當(dāng)前耗散電平低于參考振蕩電平所達(dá)到的耗散電平來監(jiān)視和優(yōu)化控制回路增益，在每個重復(fù)步驟中增加伺服控制回路(21)中的增益直到當(dāng)前耗散電平等于或大于參考振蕩電平所達(dá)到的耗散電平為止，然后將控制回路(21)中的增益減少一個余量值。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中測量裝置(28)包括信號方波整形電路(29)。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中測量裝置(28)包括濾波器(30)，其用于濾波在方波整形電路(29)中被方波化的信號。
11.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中控制器(32)根據(jù)預(yù)定振蕩電平與測量的耗散電平的比較結(jié)果通過增益放大器(27)來設(shè)定控制回路(21)中的增益。
12.一種用于讀/寫光盤(1)的光盤驅(qū)動器，其包括如權(quán)利要求8所述的設(shè)備。
13.一種用于讀/寫光盤(1)的光盤驅(qū)動器，其用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的方法。
全文摘要
執(zhí)行用于控制致動器的光盤驅(qū)動器的伺服控制回路(21)中的增益的最優(yōu)化，該致動器用于聚焦和跟蹤從光盤(1)中讀取數(shù)據(jù)或向光盤寫入數(shù)據(jù)的激光束(10)。其中通過控制回路(21)中的伺服控制器(20)來控制致動器，通過運(yùn)算法則執(zhí)行步驟預(yù)定一個用于伺服控制回路(21)的參考振蕩電平，重復(fù)檢測是否來自該控制回路(21)的被用作耗散電平值的功率輸出低于參考振蕩電平，在每個重復(fù)步驟中增加伺服控制回路中的增益直到所述耗散電平值等于或者大于參考振蕩電平，然后將控制回路中的增益減少一個余量值。
文檔編號G11B7/09GK101057281SQ200580038953
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者A·L·J·德克, J·施魯爾斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司