[發(fā)明專利]高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710041116.X
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN101055734A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi)東;馬菲;高守瑋;趙青;陳鳳祥;劉媛媛;蔡秋花
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G11B7/095
• 分類號: G11B7/095
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種DVD光碟機(jī)伺服控制系統(tǒng)，更具體的講，涉及一種高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)。屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

DVD光驅(qū)循軌伺服控制機(jī)構(gòu)的等效物理模型可以看成的雙車結(jié)構(gòu)，小車通過一彈簧和阻尼器連接到大車，他們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系。其中大車對應(yīng)著粗調(diào)致動器，一般是一直流無刷電機(jī)，主要用來快速長距離尋軌，它有一個(gè)大的移動范圍，但是帶寬比較小，相應(yīng)速度較慢。小車對應(yīng)著微調(diào)致動器，是一音圈電機(jī)，承載著激光讀寫器OPU，主要作用是短距離尋軌和循軌，徑向移動范圍較小，但是帶寬比較大，相應(yīng)速度快，比較靈敏。小車通過一彈簧和阻尼器連接到大車，他們之間存在著復(fù)雜的耦合關(guān)系。當(dāng)光驅(qū)開始循軌時(shí)，由于外界干擾，比如震動、盤片偏心或者盤面劃痕等很容易引起激光讀寫器的光點(diǎn)不能聚焦于光盤的軌道中心，而產(chǎn)生偏擺現(xiàn)象，甚至脫軌，給準(zhǔn)確高速讀取DVD盤片帶來困難。

“高速讀取DVD盤片”是指：在DVD循軌伺服控制系統(tǒng)中，要求激光讀寫器的光點(diǎn)始終聚焦于盤片軌跡的中心處，但是制造上偏心的盤片會對循軌誤差信號(TE)產(chǎn)生周期性的擾動。該擾動一般表現(xiàn)為激光讀寫器沿著盤片軌跡的中心線做上下的偏擺，如頻率與主軸馬達(dá)成正比的正弦信號。由于該周期干擾信號的頻率與轉(zhuǎn)速成正比，隨著DVD轉(zhuǎn)速的不斷提高，該周期干擾信號的頻率也相應(yīng)變得越來越高。ECMA組織于1999年頒布了DVDROM的循軌伺服規(guī)格ECMA-267規(guī)定：盤片偏心幅度不能大于50μm，且激光讀寫器的光點(diǎn)距離盤片軌跡中心處的最大距離不能超過0.022μm；且要求實(shí)際的循跡伺服幅值特性波動范圍在參考值上下浮動不能超過20％。因此，對于最大幅度50μm的偏心盤片產(chǎn)生的激光讀取器光頭偏擺不能超過0.022μm，也即循軌誤差與盤片偏心幅度的比率不能大于但是為了達(dá)到此項(xiàng)要求，理想的開環(huán)循跡伺服標(biāo)準(zhǔn)特性決定了光盤旋轉(zhuǎn)頻率不能大于23.1Hz，對于頻率高于23.1Hz的轉(zhuǎn)速，循軌誤差與盤片偏心幅度的比率將大于K₀，DVD循軌伺服系統(tǒng)將不能滿足要求。但是現(xiàn)代DVD轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到了48倍速，主軸馬達(dá)轉(zhuǎn)速為9600轉(zhuǎn)/分鐘，約160Hz，所以系統(tǒng)不能抑制如此高頻率的偏擺(Run-Out)擾動信號，因而不能高速讀取偏心盤片。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利(申請?zhí)?1110490.2)提出了一種光驅(qū)循軌伺服系統(tǒng)及方法，該種系統(tǒng)用以控制光學(xué)讀寫頭對資料軌跡進(jìn)行循軌運(yùn)動，包括：感測裝置、控制裝置、決策裝置及動力裝置，僅適用于碟片無偏心情況，不能解決由于碟片偏心帶來的正弦周期偏擺(Run-Out)問題，更不能以超過23.1Hz的轉(zhuǎn)速來高倍速讀取偏心DVD盤片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高速讀取偏心DVD碟片的循軌伺服控制系統(tǒng)，使其通過循軌誤差信號TE判斷是否存在偏心情況，然后在過程控制中的串聯(lián)校正原理和內(nèi)模控制原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)魯棒控制系統(tǒng)來抑制因高速讀取偏心盤片帶來的正弦周期偏擺，從而避免了高倍速讀取偏心盤片時(shí)有可能出現(xiàn)的脫軌現(xiàn)象，提高了光驅(qū)讀取偏心盤片的成功率。該控制系統(tǒng)具有極強(qiáng)的魯棒性，即如果周期干擾源的頻率在一定要求以下，那么這些干擾源引起的誤差都可以通過該系統(tǒng)抑制在要求的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括：檢測轉(zhuǎn)換模塊、智能決策模塊、魯棒補(bǔ)償模塊、通用控制模塊、多路選擇開關(guān)和光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。其中通用控制模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸入端；檢測與轉(zhuǎn)換模塊設(shè)在光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)的輸出反饋通路上，其輸出與給定值比較產(chǎn)生循軌誤差信號；循軌誤差信號分成兩路，一路連接到智能決策模塊輸入端，通過該模塊可以判斷此時(shí)放入光驅(qū)的盤片是否存在偏心，另一路連接到多路選擇開關(guān)上；智能決策模塊的輸出決定了多路選擇開關(guān)的開關(guān)位置；多路選擇開關(guān)的輸出有兩種可能的通路，一路連接到魯棒補(bǔ)償模塊，魯棒補(bǔ)償模塊輸出連接到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)，另一路直接連到通用控制模塊，通用控制模塊輸出連接到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)。上述各個(gè)模塊的工作流程：檢測轉(zhuǎn)換模塊把激光讀寫器的光信號轉(zhuǎn)化成電信號，然后與系統(tǒng)給定值比較產(chǎn)生近似線性的循軌誤差信號。智能決策模塊通過對循軌誤差信號進(jìn)行處理后可以辨別出該盤片是否存在偏心。如果存在偏心，則利用魯棒補(bǔ)償模塊對因偏心引起畸變的循軌誤差信號進(jìn)行補(bǔ)償與校正，然后再輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)；否則，直接進(jìn)入通用控制模塊，然后輸出到光驅(qū)循軌伺服機(jī)構(gòu)上。