专利名称：用于扫描旋转信息载体的设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于扫描旋转信息载体的设备，其中包括-用于绕着一个轴旋转信息载体的旋转装置，-变换器，用于把一个写入信号转换为在信息载体上的所检测图案，和/或用于检测在信息载体上的图案并且相应地产生一个读取信号，-控制装置，用于控制该变换器的一个扫描参数，其中该控制装置包括差分信号产生装置，用于产生一个差分信号，其表示扫描参数的当前数值和所需数值之间的差值，校正信号产生装置，用于响应该差分信号产生一个校正信号，该校正信号产生装置包括一个延迟回路，其包括合并装置，用于从反馈信号和由该差分信号导出的输入信号产生一个合并信号；先进先出存储装置，用于从该合并信号产生一个延迟信号；以及反馈装置，用于从延迟信号产生一个反馈信号。
在用于扫描旋转信息载体的设备中，对于不平衡或偏心的信息载体，可能在变换器的位置中出现一个周期性的误差。类似地，可能在其它参数中出现周期误差，该参数例如在一个光盘播放器中射束聚焦的精度。人们发现通过一个包含存储器回路的控制器可以明显地减小这种周期误差。这种控制器对于具有对应基频或谐频的频率的信号具有相对较高的增益。如果存储器回路的基频对应于信息载体的旋转频率，则明显地减小周期误差。这种控制器可以从专利申请WO 96/13898中获得。该已知的控制器被设计为使其传输函数在基频和谐频周围具有零斜率，使得它对旋转频率的变化相对不太敏感。但是，该控制器仍然仅仅可以工作在基频周围的一个频率范围内。这在信息载体不能以恒定的角速度旋转的设备中，例如在CLV或在准-CLV系统中特别不利。环路增益相对较高的频率范围不能被无限制地加大，因为这会导致伺服回路不稳定的危险。
本发明的一个目的是提供一种用于扫描旋转信息载体的设备，其具有用于控制扫描参数的控制系统，该控制系统对角速度的变化不敏感，并且具有相对较高的稳定性。为此目的，该设备包括旋转速度检测装置，用于产生一个具有表示信息载体的旋转速度的频率的时钟信号，在存储装置中的延迟与该时钟信号的周期成比例。在根据本发明的设备中，基频与旋转频率精确地匹配。这可以减小相对较高增益的频率范围。另一方面，这对周期干扰具有良好的抑制，而另一方面，该控制系统具有较高的稳定性。
本发明的这些个其它方面在附图中更加详细地公开。其中
图1示出根据本发明用于扫描一个旋转信息载体的设备的一个实施例，图2示出在所述实施例中的控制信号产生装置，图3示出旋转速度检测装置，图4更加具体地示出一个延迟回路，图5A示出该延迟回路的闭环传输函数的幅度M(f)，图5B示出该延迟回路闭环传输函数的相位φ(f)，图6示出一个重建滤波器的应用，图7示出图4的延迟回路与图6的重建滤波器的组合的闭环传输函数的幅度M(f)，图8示出该控制信号产生装置的一部分的另一个实施例，图9示出该控制信号产生装置的一部分的又一个实施例，图10示出形成图9所示的实施例的一部分的更加具体的微分装置，图11更加具体地示出形成图9的实施例的一部分的先进先出存储装置以及反馈滤波器装置，图12更加具体地示出形成图9的实施例的一部分的积分装置。
图1示出用于扫描一个旋转信息载体2的设备。该设备包括旋转装置4，其采用一个转轴电机的形式，用于绕着一个轴6旋转该信息载体。该设备进一步包括转速检测装置8，用于产生具有表示该信息载体2的转速的频率的一个时钟信号CL。该转速检测装置8可以用专业技术人员所已知的不同方式实现。例如，这些装置可以包括霍耳传感器，或者用于测量电机绕组中的反电动势的检测器。否则，该转速检测装置可以把一个光检测器与一个具有光可检测图案的转盘相结合而实现。该设备进一步包括一个变换器10，用于把一个写入信号SW转换为在信息载体中的可检测图案，和/或用于检测在信息载体上的图案，并且相应地产生一个读取信号SR。该变换器10可以用磁头的形式，用于把一个电信号转换为在信息载体上的磁图案，或者用于检测磁图案，并且相应地产生一个电信号。在本实施例中，该变换器10是一个电-光变换器，用于检测在信息载体2上的光图案，并且产生一个电读取信号SR。为此目的，该变换器10把在扫描点14上的光束12映射到信息载体2上，并且测量从光点14反射来的光线。该变换器10的操作由一个或多个扫描参数所确定。在一个扫描参数是光束12映射在信息载体2的扫描点14上的照射位置RE。该扫描参数由控制装置20、22所控制。这包括差分信号产生装置20，用于产生表示扫描参数的当前数值与所需数值之间的差值的一个差分信号RE。在该差分信号是一个照射误差信号RE的情况下，它表示扫描点到最近的记录道之间的照射距离。
控制装置20、22进一步包括校正信号产生装置22，用于响应差分信号RE产生一个校正信号SC。另外，该校正信号产生装置22产生用于一个滑动电机23的控制信号SSL，该滑动电机把变换器10沿着一个滑道24移动。
图2更加具体地示出校正信号产生装置22。在所示的实施例中，该校正信号产生装置22包括一个交叠滤波器27，用于把差分信号RE分为高频成分SH和低频成分SL。该低频成分SL形成用于一个PI控制器26、28、30的输入信号，该PI控制器包括比例电路26和积分电路28以及合并装置30，该合并装置从这些电路26、28的输出信号产生一个合并信号SPI。积分电路28的输出信号还做为用于滑动电机23的控制信号SSL。高频成分SH形成微分电路32的一个输出。校正信号产生装置22进一步包括一个延迟回路25，其包括用于从一个输入信号SPI和一个反馈信号SF产生一个合并信号SCOM的合并装置34。该输入信号SPI是PI控制器26、28、30的输出信号SPI，该信号从差分信号SD导出。一个先进先出存储装置36由该合并信号SCOM产生一个延迟信号SDL1。在存储装置36中延迟与时钟信号CL的时钟周期成比例。存储装置36可以用不同方式来实现。例如，这些装置可以作为一串触发器而实现。否则，这些存储装置可以是具有地址控制器的RAM，用于循环地改变读取和写入地址。
校正信号产生装置22还包括用于过滤延迟信号SDL1的反馈滤波器装置38。
存储装置36具有用于把另一个延迟信号SDL2提供到一个重建滤波器40的另一个输出端。校正信号产生装置22进一步包括合并装置42，用于从微分装置32的输出信号、PI控制器的输出信号SPI以及重建滤波器40的输出信号产生控制信号SC。
用于扫描旋转记录载体的设备除了扫描模式之外通常还具有寻道模式。通常在寻道模式中，用于控制径向位置的控制器具有不同于扫描模式的设置。图2中所示的设备的特征在于延迟环路25通过控制器26、28连接到差分信号产生装置20。其优点是当该设备在寻道模式和扫描模式之间切换时，存储到先进先出存储装置中的数据保持相关联。相反，在控制器通过延迟环路连接到该差分信号产生装置的实施例中，当从一个模式切换到另一个模式时，在该先进先出存储装置中的数据将被以不同的方式处理。
在上文所述的实施便中，被控制的扫描参数是一个径向误差。在另一个引人注意的实施例中，其中变换器10包括用于把照射光束映射在该信息载体上的装置，该扫描参数表示由该照射光束所形成的扫描点的特性。所述特性例如是对该光束聚焦在记录载体的信息层上的精度的测量值，或者是用于该光束径向或切向倾斜的测量值。在这种情况下，扫描参数与聚焦的精度相关。为此目的，控制装置20还产生一个聚焦误差信号FE。校正信号产生装置22具有与图2中所示的相类似的另一个PID控制器以及一个延迟回路，只是与控制线SSL相类似的控制线是多余的。
图3示出旋转速度检测装置8的一个实施例。在该实施例中，旋转速度检测装置8包括一个用于产生具有第一频率f1的信号SI的第一模块42，该信号表示信息载体2的旋转速度。在这种情况下，第一频率f1等于旋转频率frot的12倍。该第一模块42包括连接到旋转装置4的多个霍尔传感器。第二模块44连接到第一模块42，用于产生第一中间信号SI1，其具有比输入的第一频率f1低一个整数因子的第二频率f2。例如，f2＝f1/6。第三模块46连接到第二模块44，用于产生第二终端信号SI2，其表示第一中间信号SI1的两个连续脉冲之间的持续时间D。第四模块48连接到第三模块46，用于产生具有与第二中间信号SI2相关的频率的一个输出信号CL。
在所示的实施例中，第四模块48通过第五模块50连接到第三模块46。第五模块50包括用于接收第一中间信号SI1的第一输入端51，以及用于接收第二中间信号SI2的第二输入端52。第五模块50具有用于把第三中间信号SI3提供给第四模块48的输出端53，该信号表示持续时间D的两个相继数值的和。在所述的实施例中，第五模块具有第一和第二延迟单元54、55以及一个加法器56。第一延迟单元54具有连接到第三模块46的输出端的一个数据输入端D，以及第二延迟单元55具有连接到第一延迟单元54的输出端O的一个数据输入端D。这两个延迟单元54、55都具有一个时钟输入端C，其接收第一中间信号SI1。该加法器56具有第一和第二输入端，其分别连接到延迟单元54、55的输出端O。在所述实施例中，加法器56的输出为表示信息载体2的一周旋转的持续时间的一个信号SI3。第五模块48响应由加法器56所提供的信号SI3产生一个脉冲信号。所产生的信号CL在每周旋转时间内包括64个脉冲。图4示出图2的电路的延迟环路，其中包括更加详细具体的先进先出存储装置36和反馈滤波器装置38。在图4中，其中示出先进先出存储装置36包括一串延迟单元τ1、…、τn+2。反馈滤波器装置38与所述存储装置36相集成，其中它被用作为一个具有延迟单元τn-2、…、τn+2的FIR滤波器，其作为所述存储装置36的一部分。由先进先出存储装置36所形成的延迟环路的闭环传输函数G(z)和反馈滤波器装置38可以被表达为G(z)=1z64-H(z)]]>其中，H(z)是FIR滤波器38的传输函数。
FIR滤波器38进一步包括倍乘单元a-2，…，a+2，用于分别乘以一个因子5/32、5/32、11/32以及5/32，并且一个加法器39用于把把倍乘单元的输出信号相加。
所述FIR滤波器38的传输函数H(z)为H(z)=532z-2+532z-1+1132+532z+532z2]]>在频域中对应于的G(z)的延迟环路在图5A和5B中示出。图5A示出响应的幅度M(f)，以及图5B示出响应的相位φ(f)。从图5A中，可以清楚看出该响应在等于信息载体2的旋转频率(在本实施例中为100Hz)的基频以及在该频率的倍频具有较大幅度，而另一方面，如果该频率偏离这些频率，则传输函数的幅度快速下降。但是，由于混叠的影响，在时钟信号CL的时钟频率(6.4kHz)的周围，该传输函数也具有较大幅度。为了抑制这些对传输函数的影响，对控制信号产生装置22提供一个重建滤波器40。
延迟单元τn-m，…，τn的输出连接到选择单元41的各个输入端。选择单元41的一个输出端连接到该重建滤波器40。这可以把该重建滤波器40的输出信号的相位调节为在先进先出存储装置36中的延迟。
该重建滤波器40在图6中更加具体地示出。所示的滤波器40本质上是一个可由参数ρ所控制的第二级低通IIR滤波器。图6中的IIR滤波器40包括第一减法器60，用于从输入信号SDL2中减去一个反馈信号SFB。在第一减法器61中，把第一减法器60的输出信号与一个参数ρ相乘。倍乘的输出信号被提供到第一加法器62的第一输入端。把由一个延迟单元63所延迟的所述第一加法器62的一个输出信号提供到第一加法器62的第二输入端。第一加法器62的输出信号被进一步提供到减法器64的第一输入端。该减法器64具有用于接收反馈信号SFB的第二输入端。减法器64的输出信号被第二放大器65用参数ρ放大，并且在第二加法器66中，把放大的信号加到该反馈信号SFB。该加法器的输出信号也是重建滤波器40的输出信号。该输出信号被一个延迟单元67所延迟，以获得反馈信号SFB。所示的重建滤波器具有由下式所定义的一个传输函数F(z)F(Z)=ρ2z2z2-(2-ρ-ρ2)z+(1-ρ)]]>延迟环路34、36、38以及重建滤波器40的合并响应的幅度M(f)在图7中示出。在所述响应中，强烈地抑制了混叠的影响。
在图8中示出先进先出存储装置36的另一个实现方式。在该实现方式中，存储装置36采用RAM 70的形式，其具有一个地址控制器71，用于循环地改变读取和写入地址。该地址控制器71采用计数器的形式，其在时钟CL的每个时钟脉冲处把读取地址增加1。用一个加法器72通过把一个常数，例如64，加到该读取地址上，来计算一个写入地址。由读取/写入信号所控制的选择单元73选择读取和写入地址。所选择地址被用于读取或写入该RAM 70。
图9示出校正信号产生装置的另一个实施例。在图9中，对应于图2的部分具有大100的参考标号。所述实施例的特征在于该校正信号产生装置包括微分装置130，该延迟环路125通过该微分装置连接到差分信号产生装置20。该校正信号产生装置进一步包括积分装置133，用于对延迟电路125的输出信号SDL2进行积分。微分装置131的输出信号SDIF可以由比输入信号SPI所需的位数更少的位数所表示。因此，该实施例的优点是延迟环路125需要相对较小的存储空间，使得它可以容易地集成在一个超大规模集成电路中。该校正信号产生装置122包括补偿该微分的积分装置133。
在图9的实施例中，变换器(未示出)包括用于映射在该信息载体的扫描点处的照射光束的装置。该差分信号产生装置产生一个表示扫描点的径向位置的第一差分信号RE，以及表示扫描点的特性的第二差分信号FE。延迟环路125通过一个把多路复用信号SPI提供到该延迟环路125的多路复用器129连接到该差分信号产生装置，该多路复用信号从第一差分信号RE和第二差分信号FE得出。在这种情况中，多路复用器129的第一输入信号是一个信号SPIR，它是一个PI控制器响应第一差分信号RE的输出信号。多路复用器129的第二输入信号是一个信号SPIF，它是PI控制器响应第二差分信号FE的输出信号。更加具体来说，交替地从信号SPIR和信号SPIF取出信号SPI的样本。该设备进一步包括连接到延迟环路125的输出端的一个多路分离器141，以产生与第一差分信号RE相关的第一输出信号SDLR以及与第二差分信号FE相关的第二输出信号SDLF。多路分离器141通过积分装置140连接到延迟环路125的输出端。在图10中更加具体的示出微分装置131的一个实施例。该微分装置131包括用于把输入信号SPI延迟两个时钟周期的延迟单元180、180’。减法器181从该输入信号SPI中减去延迟输入信号。当在延迟单元180、180’中把输入信号SPI延迟两个时钟周期时，把信号SPIR的两个相继样本或信号SPIF的两个相继样本相减。一个加法器182把反馈信号加到减法器181的输出信号中。加法器182的输出信号被限幅器183所限幅。限幅器183的输出信号SDIF也是微分器131的输出信号。在一个实施例中，该限幅器可以产生限于数值-1、0、+1的一个输出信号。在减法器184中，从限幅器183的输入信号中减去限幅器183的输出信号并且被延迟单元185、185’所延迟。延迟单元185、185’的输出信号作为反馈信号。在图10的实施例中，限幅器183具有这样的效果，即延迟环路125的性能几乎不受到多余信号的影响。由于限幅器183的输入和输出信号SDIF被通过延迟单元185、185’向后连接，由于限幅器183的结果，避免了系统偏差。
反馈滤波器138和延迟装置136的一部分在图11中更加具体地示出。
与图4中所示的实施例相比，每个延迟单元τi被两个相继的延迟单元τi和τi’所代替。倍乘单元a-2，…，a2具有分别连接到延迟单元τn-2’…，τn+2’的输出端的一个输入端。其效果是FIR滤波器交替计算相对于径向误差RE的反馈值和相对聚焦误差FE的反馈值。
在图12中更加具体地示出积分装置140。在该实施例中，积分装置140包括一个积分模块140A和一个泄漏模块(leak module)140B。后者包括用于从积分装置的输入信号SDL2中减去一个泄漏信号SL的合并装置190。合并装置190的输出端连接到加法装置191的输入端，以把该装置190的输出信号加到反馈信号SFBI上。也作为该积分器的输出信号的反馈信号SFBI是通过在限幅器192中对由加法装置191所提供的信号限幅，并且用延迟单元193和193’延迟该限幅信号而获得的。通过减去该泄漏信号SL，防止在积分装置中出现偏离。该泄漏信号SL是由模块140B从反馈信号SFBI计算而得的。该模块140B包括用于把反馈信号SFBI加到一个延迟的误差信号SDE的合并装置194。在一个乘法单元195中，把该合并装置194的输出乘以一个因子1/K，以获得该泄漏信号SL。K是大于1的数值。最好，K是2的次幂，从而可以用位移来实现乘法。在乘法器196中把该泄漏信号SL乘以K，并且在减法器197中，从合并装置194的输出中减去该结果，以获得一个误差信号SE。该误差信号SE被延迟单元198、198’所延迟，以获得延迟的误差的信号SDE。
请注意本发明的保护范围不限于在此所述的实施例。例如，尽管描述根据本发明的装置的实施例，其中从连接到电机的电路装置中导出表示信息载体的旋转速度的时钟信号，这一时钟信号还可以从由该盘读出的数据中导出。该保护范围也不受包含在该的参考标号所限制。“包含”这个词不排除在权利要求中未提到的其它部分。在一个单元之前的“一个”这个词不排除包括多个这样的单元。本发明还在于每个新的特征或者该特征的组合。
权利要求
1.一种用于扫描旋转信息载体的设备(2)，其中包括-用于绕着一个轴(6)旋转信息载体的旋转装置(4)，-变换器(10)，用于把一个写入信号(SW)转换为在信息载体上的所检测图案，和/或用于检测在信息载体上的图案并且相应地产生一个读取信号(SR)，-控制装置(20，22)，用于控制该变换器的一个扫描参数，其中该控制装置包括差分信号产生装置(20)，用于产生一个差分信号(RE)，其表示扫描参数的当前数值和所需数值之间的差值，校正信号产生装置(22)，用于响应该差分信号(RE)产生一个校正信号(SC)，该校正信号产生装置(22)包括一个延迟回路(25)，其包括合并装置(34)，用于从反馈信号(SF)和由该差分信号(RE)导出的输入信号(SPI)产生一个合并信号(SCOM)；先进先出存储装置(36)，用于从该合并信号产生一个延迟信号(SDL1)；以及反馈装置(38)，用于从延迟信号(SDL1)产生一个反馈信号(SF)，其特征在于该设备包括旋转速度检测装置(8)，用于产生一个具有表示信息载体(2)的旋转速度的频率的时钟信号(CL)，在存储装置(36)中的延迟与该时钟信号(CL)的周期成比例。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该扫描参数(RE)表示在记录介质(2)上扫描的扫描点(14)的径向位置。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该变换器(10)包括用于把照射光束(12)映射在信息载体(2)的扫描点(14)处的装置，以及该扫描参量(FE)表示所述扫描点的特性。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该变换器(10)包括用于把照射光束(12)映射在信息载体(2)的扫描点(14)处的装置，以及该差分信号产生装置产生表示扫描点(14)的径向位置的第一差分信号，以及表示扫描点(14)的特性的第二差分信号(FE)，以及延迟环路(125)通过一个把多路复用信号(SPI)提供到该延迟环路(125)的多路复用器(129)连接到该差分信号产生装置(22)，该多路复用信号从第一差分信号和第二差分信号得出，该设备进一步包括连接到延迟环路(125)的输出端的多路分离器(141)，以产生一个与第一差分信号相关的第一输出信号(SDLR)以及与第二差分信号相关的第二输出信号(SDLF)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该旋转速度检测装置(8)包括-一个用于产生具有第一频率(f1)的信号(S1)的第一模块(42)，该信号表示信息载体(2)的旋转速度，-连接到第一模块(42)的第二模块(44)，用于产生第一中间信号(SI1)，其具有比输入的第一频率低一个整数因子的第二频率(f2)，-连接到第二模块(44)的第三模块(46)，用于产生第二终端信号(SI2)，其表示第一中间信号(SI1)的两个连续脉冲之间的持续时间(D)，-连接到第三模块(46)的第四模块(48)，用于产生具有与第二中间信号(SI2)相关的频率的一个输出信号(CL)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于第四模块(48)通过第五模块(50)连接到第三模块(46)，该第五模块(50)包括用于接收第一中间信号(SI1)的第一输入端(51)，用于接收第二中间信号(SI2)的第二输入端(52)，以及用于把第三中间信号(SI3)提供给第四模块(48)的输出端(53)，该信号表示持续时间D的两个相继数值的和。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该校正信号产生装置(22)包括信号分离装置(27)，用于把差分信号(RE)分为高频成分(SH)和低频成分(SL)，该校正信号产生装置(22)包括用于处理该信号的高频成分(SH)的高频装置(32)以及用于处理其低频成分(SL)的低频装置(26、28、30、25、40)。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该校正信号产生装置包括微分装置(131)，延迟环路(125)通过该微分装置连接到该差分信号产生装置(22)，并且该纠正信号产生装置进一步包括积分装置(140)，用于对延迟环路(125)的输出信号(SDL2)求积分。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该校正信号产生装置(22)包括具有积分单元(28)和比例单元(26)的控制器，该延迟环路(25)通过控制器(26、28)连接到差分信号产生装置(20)。
全文摘要
根据本发明的用于扫描旋转信息载体(2)的设备包括一个变换器(10)和控制装置(20、22),其用于控制变换器(10)的扫描参数,例如一个焦点的径向位置和定位。该控制装置包括差分信号产生装置(20),用于产生表示扫描参数的当前数值和所需数值之间的差的一个差分信号(RE);以及校正信号产生装置(22),用于响应该差分信号产生一个校正信号(Sc)。该校正信号产生装置(22)包括一个延迟环路(25),其具有用于产生延迟信号(S
文档编号G11B7/095GK1347554SQ00806054
公开日2002年5月1日 申请日期2000年11月24日 优先权日1999年12月10日
发明者A·L·J·德克, A·H·M·阿克曼斯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司