专利名称：光碟机读取头的控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制器，尤其是涉及一种光碟机读取头的控制器。
而今，由于光电技术的突飞猛进，使得光碟机的相关技术日益增进，其在实际上的运用也越来越普遍。尤其是光碟机的记忆容量越来越大，几乎已成为电脑必备的周边设备之一。目前，在数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统中，各厂商均提出自己专属的光碟机控制器架构，用以避免误触别人的专利。关于光碟机的控制，主要是包括焦距(Focus)控制与寻轨(Trachking)控制以及主轴马达控制三部份。一般而言，整个控制器架构设计的主要着眼点在于(1)容易设计参数，(2)高性能，(3)低成本。而要同时兼顾此三种要求条件，是极为困难的。
目前，日系光碟机晶片厂商为了避开专利问题，纷纷提出不同的控制器架构。其中大部分是为了降低电路闸(Gate)的数目，以节省成本，但也因此而影响了光碟机的控制性能。其中有些是为让使用者更方便而设计的，并不考虑成本，但若是以性能来考虑，仍不是最好的架构。另外，日商东芝(Toshiba)所提出的光碟机控制器，其控制补偿方式仅仅提供控制器的特性方程式的实根部份，无法提供虚根部份，所以增益及相位的补偿无法得到改善，使得控制器的频率响应不佳。
本发明的目的在于提供一种容易设计参数、高性能、低成本、简单适用的光碟机读取头的控制器。
为实现上述目的，本发明提供了一种光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器为一高频的控制器，该控制器的回路中包括有增益路径，提供一组合顺向增益值，该增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一加和点连接第一增益，再依序连接至第二增益、第三增益以及第四增益，该第四增益的输出端则依序连接第二加和点与第三加和点；前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供前置增益值；回授增益路径，以回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值；输出增益，连接于第三加和点的输出端，提供一输出增益值；输入增益，其输入端即为输入讯号，输出端则连接于第二加和点；平均器，其输入端即为输入讯号，以提供平均次数；所述的不同增益值路径的组合，是以产生高频增益与相位补偿。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的前置顺向增益路径，包括有第一前置顺向增益与第二前置顺向增益，该前置顺向增益路径的讯号处理路径为该第一前置顺向增益的输入端连接于第一增益与第二增益之间的连接点，而第一前置顺向增益的输出端则连接于第三加和点；该第二前置顺向增益路径的输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端则连接于第二加和点。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的回授增益路径，包括有第一回授增益，其输入端连接于第一增益与第二增益之间，输出端连接于一第五加和点；第二回授增益，其输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端是连接于第四加和点；第三回授增益，其输入端连接于第三增益与第四增益之间，输出端则连接于第四加和点；所述第四加和点将第二与第三回授增益后的值加和，再连接至第五加和点，该第五加和点则再连接回第一加和点，而完成回授增益值。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的高频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85KHz至90KHz之间。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均次数是n次的复数次。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
本发明也提供了一种光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器为一低频的控制器，该控制器的回路中包括有低频增益路径，提供一组合的低频顺向增益值，该低频增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一低频加和点，连接至第一低频增益，再依序连接至第二低频增益、第二低频加和点以及输出加和点；低频前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于输入讯号与第二低频加和点之间，提供一低频前置增益值；低频回授增益路径，以回授回路方式，该低频回授增益路径的输入端连接于该增益路径中第一低频增益与第二低频增益之间，输出端则连接于第一低频加和点，提供回授增益值；所述的不同增益值路径的组合，是以产生低频增益与相位补偿。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的低频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85/n KHz至90/n KHz之间。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于该低频控制器中，所述的n次数为16次的复数次。
本发明还提供了一种光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器包括一高频控制器及一低频控制器，该高频控制器回路中包括有增益路径，提供一组合顺向增益值，该增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一加和点连接第一增益，再依序连接至第二增益、第三增益以及第四增益，该第四增益的输出端，则依序连接第二加和点与第三加和点；前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供前置增益值；回授增益路径，以回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值；输出增益，连接于第三加和点的输出端，提供一输出增益值，并连接至低频控制器；输入增益，其输入端即为输入讯号，输出端则连接于第二加和点；平均器，其输入端即为输入讯号，输出端连接于低频控制器，为低频控制器的输入讯号，以提供平均次数；该低频控制器回路中包括有低频增益路径，提供一组合的低频顺向增益值，该低频增益路径的讯号处理路径是将该平均器的讯号，经由第一低频加和点，连接至第一低频增益，再依序连接至第二低频增益、第二低频增益加和点以及输出加和点；低频前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该平均器与第二低频加和点之间，提供一低频前置增益值；低频回授增益路径，以回授回路方式，该低频回授增益路径的输入端连接于该增益路径中第一低频增益与第二低频增益之间，输出端则连接于第一低频加和点，提供回授增益值；
所述的不同增益值路径的组合，是以产生高频以及低频的增益与相位补偿。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的前置顺向增益路径，包括有第一前置顺向增益路径与第二前置顺向增益路径，该前置顺向增益路径的讯号处理路径为该第一前置顺向增益的输入端连接于第一增益与第二增益之间的连接点，而第一前置顺向增益的输出端则连接于第三加和点；该第二前置顺向路径的输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端则连接于第二加和点。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的回授增益路径，包括有第一回授增益，其输入端连接于第一增益与第二增益之间，输出端连接于一第五加和点；第二回授增益，其输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端连接于第四加和点；第三回授增益，其输入端连接于第三增益与第四增益之间，输出端则连接于第四加和点；所述的第四加和点将第二与第三回授增益后的值加和，再连接至第五加和点，该第五加和点则再连接回第一加和点，以完成回授增益值。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的高频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85KHz至90KHz之间。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均器次数为n次的复数次。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的低频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85/n KHz至90/n KHz之间。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
如上所述，本发明的光碟机读取头的控制器，主要是针对数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统中读取头的制动特性来设计的，其针对光碟机的循轨控制和主轴马达控制两种伺服控制方式来提出新的控制器架构。因数位控制器在不同的取样率下有其不同响应，所以本案利用光碟机系统所需控制器位阶型式(Type)来提出此一架构，本发明的控制器既可为高频的控制器，也可为低频的控制器，还可为高、低频结合的控制器，其通过控制器中不同增益值路径的组合，而可产生清晰的高低频增益与相位补偿，使光碟机系统的制动特性良好，并由此具有容易设计参数、性能高、结构简单、成本低的优点。
下面，结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。
图1为一般光碟机中相关元件的位置关系示意图。
图2为高频控制器的控制回路方块连接图。
图3为低频控制器的控制回路方块连接图。
图4为高频与低频控制器相连接的控制回路方块连接图。
图5为图4所示控制器的输出响应示意图。
本发明的光碟机读取头的控制器，主要是针对数位式影音光碟机(DVD)和光碟机(CDROM)系统中读取头的制动特性来设计光碟机的控制器。如前所述，光碟机的伺服控制可分为(1)对焦控制；(2)循轨控制；(3)主轴马达控制等等。在此配合图1，对一般型态的光碟机中相关元件的位置做以说明。
参阅图1，其中包括有一光碟片10，是设置于一主轴马达20之上，该主轴马达20为旋转光碟片10的主要装置。一读取头30，是架构于一传动机构50之上，并可于该传动机构50上来回移动，以读取光碟片10中的资料。此外，该传动机构50是通过连接一雪橇马达(Sledge Motor)40而被驱动。如图1所示，该读取头30具有一输入电压TRO，而该雪橇马达(Sledge Motor)40亦有一输入电压FMO，用以提供适当的控制讯号。
另一方面，因数位控制器在不同的取样率下有其不同响应，本发明则是充分利用光碟机系统所需控制器位阶型式(Order Type)来提出该一架构，本发明的控制器具有清晰的高低频的不同增益相位补偿，故可分成两个控制器分别是高频及低频的控制器。参阅图2，图2是本发明所述的高频控制器60电路，其中包括有一条增益路径，提供一组合顺向增益值，其讯号处理路径是将一输入讯号(I/P)经由第一加和点111连接第一增益121，再依序连接至第二增益122、第三增益123以及第四增益124，该第四增益124的输出端，则依序连接第二加和点112与第三加和点113。其中所述的第一增益121、第二增益122以及第三增益123于本发明图式实施例中，均是以l/z作为该高频控制器中的部份增益值，该第四增益124值则为b3。
该图2中另包括有前置顺向增益路径，其是采用前置连接方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，以提供前置增益值。所述的前置顺向增益路径，是包括有第一前置顺向增益131与第二前置顺向增益132等两增益路径，其讯号处理路径为该第一前置顺向增益131的输入端连接于第一增益121与第二增益122之间的连接点，而第一前置顺向增益131的输出端则连接于第三加和点113；该第二前置顺向增益132的输入端连接于第二增益122与第三增益123之间，输出端则连接于第二加和点112。本发明图式实施例中，该第一前置顺向增益131值为b1，该第二前置顺向增益132值为b2。
于图2中另包括有回授增益路径，其是采用回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值。所述的回授增益路径，是包括有第一回授增益141，其输入端连接于第一增益121与第二增益122之间，输出端连接于一第五加和点115；第二回授增益142，其输入端连接于第二增益122与第三增益123之间，输出端是连接于第四加和点114；第三回授增益143，其输入端是连接于第三增益123与第四增益124之间，输出端则同样连接于第四加和点114。其中所述的第四加和点114是将第二与第三回授增益142、143增益后的值加和，再连接至第五加和点115，该第五加和点115则再连接回第一加和点111。本发明图式中，第一回授增益141为a1，第二回授增益142为a2，第三回授增益为a3，如此则完成回授增益值。
另一方面，图2所示之中，还包括有一输出增益125，其参数标示为kf，其是连接于第三加和点113的输出端，以提供一输出增益值；另有输入增益150，其参数值为k1，该输入增益150的输入端即为输入讯号(I/P)，输出端则连接于第二加和点112。该输入讯号(I/P)另连接有一平均器160，其主要是提供平均次数，并将之连接到一低频控制器上。由此，通过上述不同增益值路径的组合，而可产生清晰的高频增益与相位补偿，使光碟机系统的制动特性良好。
一般而言，数位控制器在不同的取样率下有其不同响应，本发明是依据光碟机系统所需控制器位阶型式(Order Type)来提出此一结构，该高频控制器控制光碟机制动特性的取样频率，该取样频率是介于85KHz至90KHz之间。对于该平均器160所需的平均次数是可为n次的复数次，而该平均n次数，则又以16次的复数次为最佳。
本发明所提出的低频控制器70，参阅图3，该低频控制器中包括有低频增益路径，提供一组合的低频顺向增益值，其讯号处理路径是将一输入讯号经由第一低频加和点211，连接至第一低频增益231，再依序连接至第二低频增益232、第二低频加和点212以及输出加和点213。其中图3所示的第一低频增益231为l/z，第二低频增益232则为d1。
图3中亦包括有低频前置顺向增益路径，其是以前置连接方式，设置介于输入讯号(I/P)与第二低频加和点212之间，提供一低频前置增益值；以及还包括有一低频回授增益241路径，其是以回授回路方式连接，其输入端连接于该增益路径中第一低频增益231与第二低频增益232之间，输出端则连接于第一低频加和点211，以提供回授增益值。该低频回授增益241于图3中是以c1为其增益参数。上述不同增益值路径的组合，能有效产生清晰的低频增益与相位补偿，使光碟机系统的制动特性良好。
该图3的低频控制器70，其控制光碟机制动特性的取样频率主要是介于85/n KHz至90/n KHz之间。而所述的n次平均，同样仍是以16次(n=16)为最佳。
如图4所示，是将本发明中所述的高频控制器与低频控制器加以结合，其所不同于图2以及图3的，是在于将该图3低频控制器的输入讯号(I/P)改为连接至高频控制器60中的平均器160中。该高频控制器60的输出增益125的输出，则连接至低频控制器70的输出加和点213。并且，该两控制器的结合所使用的十六次平均器，是为本案的特征之一。如此，而能完成高频控制器与低频控制器的连接。
图5所示是本发明中该图4所揭示的高频控制器与低频控制器相连接的控制器输出响应示意图，其中所示为一光碟机的理想曲线，即介于高通以及低通讯号之间，呈现一如图5所示的中间微凹的响应曲线。如上所述，归结本发明的技术内容，则本案的技术特征如下
(1)图2所示的高频控制器是针对光碟机读写头设计的机构，其皆数为三。
(2)图3所示的低频控制器是针对光碟机读写头设计的机构，其皆数为一。
(3)控制器可以设计有复数根的特性，对相位补偿有很大的益处。
(4)此晶片布局对乘法器的需求量已是最少。
经实验证明，本案所提出的控制机构在增益补偿及相位补偿方面的确是非常有效，并且整个控制器机构是可以制作于一晶片之内，例如读写头模组(Pick-up Module)的IC内，以因应数位化取样的讯号。也可以将高、低频控制器分开使用，而有效运用于笔记型电脑的光碟机中。
权利要求
1.一种光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器为一高频的控制器，该控制器的回路中包括有增益路径，提供一组合顺向增益值，该增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一加和点连接第一增益，再依序连接至第二增益、第三增益以及第四增益，该第四增益的输出端则依序连接第二加和点与第三加和点；前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供前置增益值；回授增益路径，以回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值；输出增益，连接于第三加和点的输出端，提供一输出增益值；输入增益，其输入端即为输入讯号，输出端则连接于第二加和点；平均器，其输入端即为输入讯号，以提供平均次数；所述的不同增益值路径的组合，是以产生高频增益与相位补偿。
2．如权利要求1所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的前置顺向增益路径，包括有第一前置顺向增益与第二前置顺向增益，该前置顺向增益路径的讯号处理路径为该第一前置顺向增益的输入端连接于第一增益与第二增益之间的连接点，而第一前置顺向增益的输出端则连接于第三加和点；该第二前置顺向增益路径的输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端则连接于第二加和点。
3．如权利要求1所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的回授增益路径，包括有第一回授增益，其输入端连接于第一增益与第二增益之间，输出端连接于一第五加和点；第二回授增益，其输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端是连接于第四加和点；第三回授增益，其输入端连接于第三增益与第四增益之间，输出端则连接于第四加和点；所述第四加和点将第二与第三回授增益后的值加和，再连接至第五加和点，该第五加和点则再连接回第一加和点，而完成回授增益值。
4．如权利要求1所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的高频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85KHz至90KHz之间。
5．如权利要求1所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均次数是n次的复数次。
6．如权利要求5所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
7．如权利要求1所述的一种光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器为一低频的控制器，该控制器的回路中包括有低频增益路径，提供一组合的低频顺向增益值，该低频增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一低频加和点，连接至第一低频增益，再依序连接至第二低频增益、第二低频加和点以及输出加和点；低频前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于输入讯号与第二低频加和点之间，提供一低频前置增益值；低频回授增益路径，以回授回路方式，该低频回授增益路径的输入端连接于该增益路径中第一低频增益与第二低频增益之间，输出端则连接于第一低频加和点，提供回授增益值；所述的不同增益值路径的组合，是以产生低频增益与相位补偿。
8．如权利要求7所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的低频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85/n KHz至90/n KHz之间。
9．如权利要求8所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于该低频控制器中，所述的n次数为16次的复数次。
10．如权利要求1所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于该控制器包括一高频控制器及一低频控制器，该高频控制器回路中包括有增益路径，提供一组合顺向增益值，该增益路径的讯号处理路径是将一输入讯号经由第一加和点连接第一增益，再依序连接至第二增益、第三增益以及第四增益，该第四增益的输出端，则依序连接第二加和点与第三加和点；前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供前置增益值；回授增益路径，以回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值；输出增益，连接于第三加和点的输出端，提供一输出增益值，并连接至低频控制器；输入增益，其输入端即为输入讯号，输出端则连接于第二加和点；平均器，其输入端即为输入讯号，输出端连接于低频控制器，为低频控制器的输入讯号，以提供平均次数；该低频控制器回路中包括有低频增益路径，提供一组合的低频顺向增益值，该低频增益路径的讯号处理路径是将该平均器的讯号，经由第一低频加和点，连接至第一低频增益，再依序连接至第二低频增益、第二低频增益加和点以及输出加和点；低频前置顺向增益路径，以前置连接方式，设置介于该平均器与第二低频加和点之间，提供一低频前置增益值；低频回授增益路径，以回授回路方式，该低频回授增益路径的输入端连接于该增益路径中第一低频增益与第二低频增益之间，输出端则连接于第一低频加和点，提供回授增益值；所述的不同增益值路径的组合，是以产生高频以及低频的增益与相位补偿。
11．如权利要求10所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的前置顺向增益路径，包括有第一前置顺向增益路径与第二前置顺向增益路径，该前置顺向增益路径的讯号处理路径为该第一前置顺向增益的输入端连接于第一增益与第二增益之间的连接点，而第一前置顺向增益的输出端则连接于第三加和点；该第二前置顺向路径的输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端则连接于第二加和点。
12．如权利要求10所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的回授增益路径，包括有第一回授增益，其输入端连接于第一增益与第二增益之间，输出端连接于一第五加和点；第二回授增益，其输入端连接于第二增益与第三增益之间，输出端连接于第四加和点；第三回授增益，其输入端连接于第三增益与第四增益之间，输出端则连接于第四加和点；所述的第四加和点将第二与第三回授增益后的值加和，再连接至第五加和点，该第五加和点则再连接回第一加和点，以完成回授增益值。
13．如权利要求10所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的高频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85KHz至90KHz之间。
14．如权利要求10所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均器次数为n次的复数次。
15．如权利要求10所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的低频控制器控制光碟机制动特性的取样频率是介于85/n KHz至90/n KHz之间。
16．如权利要求14所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
17．如权利要求15所述的光碟机读取头的控制器，其特征在于所述的平均n次数，为16次的复数次。
全文摘要
一种光碟机读取头的控制器，主要为一高频的控制器，该控制器回路中包括有增益路径，提供一组合顺向增益值；前置顺向增益路径，以前置连接方式，提供前置增益值；回授增益路径，以回授回路方式，设置于该增益路径中不同增益与加和点之间，提供回授增益值；输出增益，提供一输出增益值；输入增益；平均器，以提供平均次数。上述不同增益值路径的组合，能够产生清晰的高频增益与相位补偿，使光碟机系统的制动性良好。
文档编号G11B19/28GK1316742SQ0010581
公开日2001年10月10日 申请日期2000年4月6日 优先权日2000年4月6日
发明者蔡清雄 申请人:台达电子工业股份有限公司