光碟機的控制器參數設定系統及參數設定方法
2023-09-19 20:23:10
專利名稱：光碟機的控制器參數設定系統及參數設定方法
技術領域：
本發明涉及一種控制器的參數設定系統及方法，尤其涉及一種光碟機的控制器參數設定系統及方法。
背景技術：
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高。
光碟機使用光學讀取頭髮出光束至光碟上，並接收光碟反射回的光束。光學讀取頭將所接收的返回光束轉變為電信號並生成聚焦誤差信號及循軌誤差信號。通過控制器對這些聚焦誤差信號及循軌誤差信號進行處理運算，生成聚焦控制信號及循軌控制信號回饋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軌道上。
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 inHigh-Speed DVD Players」公布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，其包括一個基本的超前/滯後控制器(Lead-Lag Controller)102、兩個陷波濾波器(Notch Filter)104、106及一個低通濾波器(Low-PassFilter)108等。
超前/滯後控制器102用於對光學讀取頭送出的信號中的基本頻率部分進行濾波處理；陷波濾波器104用於對其中與碟片的旋轉頻率相應的頻率部分進行濾波處理；陷波濾波器106用於對其中與光學讀取頭及其驅動裝置的頻率響應特性相應的頻率部分進行濾波處理，從而使得該控制器10具有較寬的頻率適應性。低通濾波器108用於抑制光學讀取頭送出信號中的高頻部分的噪聲。
上述控制器的結構雖可以使得控制器對於待處理信號具有廣泛的頻率適應性，然而，針對不同的光學讀取頭及其驅動裝置，如何確定控制器中的各參數則實為光碟機生產廠商面臨的主要難題。
發明內容有鑑於此，有必要提供一種光碟機的控制器參數設定系統。
此外，還有必要提供一種光碟機的控制器參數設定方法。
一種光碟機的控制器參數設定系統，包括輸入模塊、運算器、比較器。所述輸入模塊接收控制器輸出的信號；所述運算器根據所述輸入模塊所接收的信號進行運算，以獲得所述控制器的輸出信號的幅度增益；所述比較器根據所述輸出信號的幅度增益與預定值比較以確定所述控制器的參數設置是否符合要求。
一種光碟機的控制器參數設定方法，包括以下步驟設定控制器的原始參數；接收所述控制器在所述參數設置下的輸出信號；根據所述輸出信號計算所述控制器輸出信號的幅度增益；根據計算結果與預定值比較確定所述參數設置是否符合要求。
上述控制器的參數設定系統及參數設定方法根據該控制器的輸出信號進行計算，並將所計算的結果與預定值相比較。通過接收該控制器的輸出信號達成對控制器的參數設置進行監控的目的，使用者可以據以進行參數調整而得到符合要求的控制器參數設置。
圖1為一種現有的光碟機的控制器原理圖。
圖2為較佳實施方式的光碟機結構示意圖。
圖3為較佳實施方式的光碟機的控制器原理圖。
圖4為圖3所示的子控制電路34的電路結構圖。
圖5為圖3所示的控制器28的電路結構圖。
圖6為較佳實施方式的參數設定系統結構示意圖。
圖7為較佳實施例的參數設定方法之流程圖。
圖8為在一種不符合預定要求的參數設定情形下圖6所示的顯示模塊所顯示的圖形。
圖9為經調整後符合要求的參數設定情形下顯示模塊所顯示的圖形。
具體實施方式請參看圖2，其為一種光碟機的結構示意圖。該光碟機20包括主軸馬達22、讀取頭24、讀取頭驅動裝置26及控制器28等。
主軸馬達22用於驅動光碟200旋轉；讀取頭24用於發出光束至光碟200並接收由光碟200反射的光束，以進行信息的記錄/再現及輸出伺服誤差信號至控制器28。控制器28根據所接收的伺服誤差信號輸出控制信號至讀取頭24及讀取頭驅動裝置26，從而讀取頭24據以進行聚焦伺服調整、讀取頭驅動裝置26據以進行循軌伺服調整。
請參看圖3，其為圖2所示的光碟機的控制器28功能結構示意圖。該控制器28包括三組不同取樣頻率的子控制電路32、34、36；這些子控制電路32、34、36各包括取樣電路322、342、362及濾波電路324、344、364，以分別用於對光學讀取頭所送出的信號中的不同頻率部分進行濾波運算。
請參看圖4，其為圖3所示的子控制電路34的電路結構。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對所輸入的信號進行取樣，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和低通濾波電路354。超前/滯後濾波電路352包括延遲器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共用的延遲器454。
延遲器452用於將取樣電路342的輸出信號Xn-1作預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的前級輸出信號Xn-1』作預定延遲後再送至放大器458進行放大。該前級信號Xn-1』經延遲器454延遲、放大器458放大後的信號與Xn-1經放大器460後的信號及Xn-1經延遲器452延遲、放大器456放大後的信號累加，最終生成該超前/滯後濾波電路352的輸出信號Xn。該超前/滯後濾波電路352採用前級信號與後級信號進行反饋、延遲、累加，從而形成鎖相循環，可以達成穩定的濾波效果。
由超前/滯後濾波電路352輸出的信號Xn被送至放大器462以進行放大；同時該信號Xn還被送至延遲器454進行延時後再送至放大器464放大，上述經放大器462、464放大的信號進行累加，最終生成濾波電路344的輸出信號Xn+1。
結合參看圖5，其為控制器28的電路結構，其是由圖4所示的子控制電路結構組合而成。這些子控制電路中的取樣電路具有不同的取樣頻率；其濾波電路中的延遲器及放大器等元件的參數設定也各不相同。
子控制電路34、36用於較低頻率的信號濾波運算，子控制電路36的電路結構與圖4所示的子控制電路34的電路結構相同，也包括取樣電路362及濾波電路364；其中濾波電路364也包括超前/滯後濾波電路356及低通濾波電路358。
子控制電路32用於高頻信號的濾波運算，其相比於圖4所示的子控制電路34增設了一個超前/滯後濾波電路，即子控制電路32的濾波電路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內的各子控制電路運算累加而得的信號進行放大。控制器28還包括數字/模擬轉換器364，用於將經放大器362放大的信號還原為模擬信號，以便將所得的控制信號回饋到受控對象。
為準確設定控制器28中各元件的參數，使其可以滿足不同受控對象的要求，在控制器28的各子控制電路內部設監測點，並對各監測點的輸出信號進行計算，以判斷其是否符合要求。各監測點的設置如下表1所示表1 監測點位置設置
通過測量這些監測點上的信號，並將該所監測的信號值與飽和值相比較，得出該控制器28的輸出信號的幅度增益，以供判斷控制器28內部各元件的參數設置是否符合要求。
如圖6所示，其為進行圖5所示的控制器參數設定的參數設定系統原理圖。該參數設定系統60包括輸入模塊602、運算器604、比較器606等。
輸入模塊602用於接收由控制器的各監測點輸出的信號，並將這些信號送至運算器604。輸入模塊602還用於接收使用者設定的飽和值，將這些飽和值送至運算器604以提供運算。輸入模塊602還用於接收外界所輸入的模擬信號的頻率範圍及頻率間隔，參數設定系統60會根據該頻率範圍及頻率間隔輸出不同頻率的模擬信號至控制器28，以觀察控制器28在不同頻率信號輸入情形下的特性。
運算器604用於對由輸入模塊602所輸入的信號進行運算以得到控制器28中各監測點輸出信號的幅度增益，並將經運算後的結果送至比較器606。比較器606用於將上述運算器604運算所得的結果與使用者設定的預定值進行比較，從而確定其是否符合使用者的預定要求。
該參數設定系統60還包括顯示模塊608、信號發生器610及輸出模塊612。
顯示模塊608用於接收運算器604所輸出的運算結果、比較器606所輸出的比較結果，並將這些運算結果、比較結果顯示以供使用者觀察。
根據使用者通過輸入模塊602所輸入的頻率範圍及頻率間隔，信號發生器610產生在該頻率範圍內的一系列不同頻率的信號。這些不同頻率的信號通過輸出模塊612輸出至控制器28。輸出模塊612還用於輸出合格信號，以指示控制器28的當前參數設置符合使用者的預定要求。
如圖7所示，其為利用圖6所示的參數設定系統進行控制器參數設定的方法流程圖。
首先，步驟702，設置控制器28內部各元件的原始參數。
步驟704，選擇控制器28內部各子控制電路的A、B、C、D、E、F、G、H、I、J為監控點，以便輸入模塊602可以從這些監控點處取得信號進行計算。
步驟706，輸入模塊602接收使用者輸入的信號，這些信號包括控制器輸出信號的幅度飽和值、模擬信號的頻率範圍、模擬信號的頻率間隔等。輸入模塊602將這些信號送至運算器604以提供運算；同時還將模擬信號的頻率範圍及其頻率間隔送至信號發生器610以產生模擬信號。
步驟708，運算器604根據頻率範圍及頻率間隔運算出需產生的不同頻率的信號數目N；同時設置信號發生器610的發生頻率為步驟706所輸入的頻率範圍中的頻率下限。
步驟710，信號發生器610產生模擬信號，並將該模擬信號通過輸出模塊612送至控制器28，同時運算器604將信號數目減1。
步驟712，控制器28接收輸出模塊612所輸出的模擬信號。
步驟714，控制器28對來自輸出模塊612的模擬信號進行濾波運算。
步驟716，輸入模塊602接收來自各監測點的信號，並將其送至運算器604進行運算。
步驟718，運算器604根據所接收的來自各監測點的信號及使用者所輸入的控制器輸出信號幅度飽和值計算各監測點信號的幅度增益，並將這些幅度增益送至比較器606進行比較。這些幅度增益還被送至顯示模塊608，顯示模塊608將各監測點的幅度增益值顯示以提供使用者觀察。
幅度增益的計算式如下Gs=20log10VppVt]]>其中，Vpp表示各監測點的信號幅度，Vt表示使用者所輸入的飽和值的幅度。
上述監測點所監測的信號的幅度增益用於實時監控輸入信號在經控制器28內各子控制電路處理過程中的處理狀況，以便使用者作出實時調整。
步驟720，比較器606依據步驟718中所計算出的各監測點的信號幅度增益與使用者設定的預定值相比較，以確定這些信號幅度增益是否符合預定的要求。
若比較器606的比較結果為各監測點的信號中有不符合預定的幅度增益要求的，則執行步驟722，輸出模塊612輸出這些不符合要求的監測點的編號及此時模擬信號的頻率以提供記錄。隨後執行步驟724。
若步驟720中比較表明這些信號幅度增益符合預定的要求，則執行步驟724，比較器606比較新的信號數目是否仍大於零。
若步驟724中比較器606的比較結果為信號數目仍大於零，則執行步驟726，信號發生器610的發生頻率增加一個頻率間隔；隨後返回步驟710。
若步驟722中比較器606的比較結果為信號數目為零，則執行步驟728，顯示模塊608顯示所輸入的頻率範圍內的所有頻率信號的判斷結果，並將符合要求的頻率與不符合要求的頻率區別顯示以供觀察。
步驟730，輸入模塊602接收外界輸入的表明該參數設置是否符合要求之信號。
若外界輸入信號表明該參數設置為符合要求，則執行步驟732，輸出模塊612輸出合格信號。
若外輸輸入信號表明該參數設置不符合要求，則執行步驟734，調整控制器28的參數設置，並在參數調整完畢後返回步驟708，並重複上述在步驟708之後的步驟以判斷新的參數設置是否符合要求。
如圖8所示，其為控制器28在一組原始參數設置下，顯示模塊608所顯示的在所輸入的頻率範圍內的最後一個頻率信號輸入時各監測點的信號幅度增益及最後顯示的所有頻率圖樣。圖中可見在該頻率信號輸入時，監測點J處之信號幅度增益已超出預定要求；而顯示模塊608所顯示的頻率圖樣表明，在這些參數設置下，對於頻率超過8000Hz的輸入信號，控制器28所輸出的信號的幅度增益均超出預定要求。
經調整後重新設置控制器28的參數，再進行計算及顯示後，顯示模塊608所顯示的最後一個頻率信號輸入時各監測點的信號幅度增益及所有頻率圖樣如圖9所示。由圖9可見在上述頻率信號輸入時，各監測點的信號幅度增益均符合預定要求；而對於頻率在0～15000Hz範圍內的輸入信號，控制器28的各監測點輸出的信號的幅度增益也符合預定要求。
上述控制器的參數設定系統接收控制器內部各子控制電路的信號以進行信號監控；其參數設定方法將經由這些子控制電路的輸出信號計算而得的信號幅度增益與使用者的預定要求相比較，這樣可以實時監測控制器內部各參數設置對於控制器整體表現的影響，從而使用者可以據以進行有針對性的參數調整而得到符合要求的控制器參數設定。
權利要求
1.一種光碟機的控制器參數設定系統，其特徵在於所述參數設定系統包括輸入模塊、運算器、比較器；所述輸入模塊接收控制器輸出的信號；所述運算器根據所述輸入模塊所接收的信號進行運算，以獲得所述控制器的輸出信號的幅度增益；所述比較器根據所述輸出信號的幅度增益與預定值比較以確定所述控制器的參數設置是否符合要求。
2.如權利要求1所述的參數設定系統，其特徵在於所述參數系統還包括顯示模塊，所述顯示模塊用於接收與顯示所述運算器的運算結果及所述比較器的比較結果。
3.如權利要求1所述的參數設定系統，其特徵在於所述參數設定系統還包括信號發生器及輸出模塊，所述信號發生器輸出不同頻率的模擬信號，所述模擬信號通過所述輸出模塊輸出至所述控制器。
4.如權利要求1所述的參數設定系統，其特徵在於所述控制器包括超前/滯後濾波電路及低通濾波電路，所述控制器的輸出信號為所述超前/滯後濾波電路及低通濾波電路的輸出信號。
5.如權利要求4所述的參數設定系統，其特徵在於所述輸入模塊還用於接收外界輸入的飽和值，所述運算器根據所述控制器輸出的信號及所述飽和值計算所述控制器的輸出信號的幅度增益。
6.一種光碟機的控制器參數設定方法，包括以下步驟設定控制器的原始參數；接收所述控制器在所述參數設置下的輸出信號；根據所述輸出信號計算所述控制器輸出信號的幅度增益；根據計算結果與預定值比較確定所述參數設置是否符合要求。
7.如權利要求6所述的參數設定方法，其特徵在於所述參數設定方法還包括將所述計算結果及比較結果顯示。
8.如權利要求6所述的參數設定方法，其特徵在於所述參數設定方法還包括當所述控制器的參數設置不符合要求時，調整控制器的參數設置。
9.如權利要求6所述的參數設定方法，其特徵在於所述參數設定方法還包括產生不同頻率的模擬信號；將所述不同頻率的模擬信號輸出至所述控制器；所述控制器根據所述不同頻率的模擬信號產生輸出信號。
10.如權利要求6所述的參數設定方法，其特徵在於所述參數設定方法還包括接收外界輸入之飽和值；根據所述控制器的輸出信號與所述飽和值計算所述控制器的輸出信號的幅度增益。
全文摘要
一種光碟機的控制器參數設定系統，包括輸入模塊、運算器、比較器。輸入模塊接收控制器輸出的信號；運算器根據輸入模塊所接收的信號進行運算，以獲得控制器的輸出信號的幅度增益；比較器根據輸出信號的幅度增益與預定值比較以確定控制器的參數設置是否符合要求。本發明還提供一種光碟機的控制器參數設定方法。
文檔編號G11B7/09GK101051485SQ20061006022
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月7日 優先權日2006年4月7日
發明者柯宥程 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司