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盘设备和盘驱动控制方法

申请号 CN200910225772.4 申请日 2009-12-07 公开(公告)号 CN101751960A 公开(公告)日 2010-06-23
申请人 索尼株式会社; 发明人 石本努;
摘要 一种盘设备包括:主控制单元,在从受控对象的目标 信号 和受控对象的观察信号计算的误差信号的 基础 上控制对受控对象的操作;重复控制单元,利用 采样 时钟脉冲来采样误差信号,以从所采样的误差信号获得与所述盘介质的旋转同步生成的重复信号分量;采样时钟生成单元,根据旋转检测脉冲,生成采样时钟脉冲,并复位生成采样时钟脉冲的定时;以及采样时钟限制单元,在生成旋转检测脉冲之前瞬间的定时,限制采样时钟脉冲的生成。
权利要求

1.一种盘设备,包括:
主控制单元,被配置为基于从受控对象的目标信号和受控对象的观察信号计算的误差信号来控制受控对象,受控对象将偶然地对把数据记录在盘介质中和/或再现记录在所述盘介质中的数据而变得必要;
重复控制单元,被配置为利用采样时钟脉冲来采样所述误差信号,以从所采样的误差信号获得与所述盘介质的旋转同步生成的重复信号分量;
采样时钟生成单元,被配置为根据检测到所述盘介质的旋转时生成的旋转检测脉冲,生成用以采样所述误差信号的所述采样时钟脉冲,并且复位生成所述采样时钟脉冲的定时;以及
采样时钟限制单元,被配置为在生成所述旋转检测脉冲之前瞬间的定时,限制所述采样时钟脉冲的生成。
2.如权利要求1所述的盘设备,其中
所述采样时钟限制单元执行限制处理,使得在检测所述盘介质的旋转时生成的所述旋转检测脉冲中发生的抖动的影响下,对于单位旋转时间段所生成的采样时钟脉冲的数量不变。
3.如权利要求2所述的盘设备,还包括:
存储单元,被配置为存储表示生成所述旋转检测脉冲的周期在所述抖动的影响下变为最短的时间段、或稍短于所述时间段的时间段的数据,其中
当在所述采样时钟脉冲生成定时已经被所述旋转检测脉冲复位之后经过了所存储的时间段时,所述采样时钟限制单元通过生成限制脉冲,在从生成了有关限制脉冲的定时到生成下一个旋转检测脉冲的定时的时间段内,限制所述采样时钟信号的生成。
4.如权利要求3所述的盘设备,其中
提前测量有关盘设备的盘旋转中的所述抖动,以获得要存储在所述存储单元中的数据。
5.如权利要求3所述的盘设备,其中
周期性地、或依赖于情形而测量有关盘设备的盘旋转中的所述抖动,并且,基于通过测量所述抖动而获得的所述旋转检测脉冲的生成周期最短的时间段,更新所述存储单元中存储的数据。
6.一种盘驱动控制方法,包括步骤:
执行主控制处理,其基于从受控对象的目标信号和受控对象的观察信号计算的误差信号来控制对受控对象的操作,受控对象将偶然地对将数据记录在盘介质中和/或再现记录在所述盘介质中的数据而变得必要;
执行重复控制处理,其利用采样时钟脉冲来采样所述误差信号,以从所采样的误差信号获得与所述盘介质的旋转同步生成的重复信号分量;
执行采样时钟生成处理,其利用检测到所述盘介质的旋转时生成的旋转检测脉冲,生成用以采样所述误差信号的所述采样时钟脉冲,并且复位生成所述采样时钟信号的定时;以及
执行采样时钟限制处理,其在生成所述旋转检测脉冲之前瞬间的定时,限制所述采样时钟信号的生成。

说明书全文

技术领域

发明涉及被配置为在其中记录信息和/或再现记录在诸如光盘或磁光盘的盘介质中的信息的盘设备、以及应用于盘设备的盘驱动控制方法,更具体地,涉及在盘被旋转地驱动以进行伺服控制的情况下使用的技术。

背景技术

在诸如光盘或磁光盘的盘介质中记录信息的盘记录设备、以及再现记录在如上所述的盘介质中的信息的盘再现设备包括伺服系统。例如,上述设备中的每一个均包括被配置为发射和/或接收用以照射光盘的信号记录表面的激光的光拾取单元,因此,伺服控制光拾取单元的机构会是必要的。具体地,用于光拾取单元的双轴致动器的聚焦伺服机构、用于相近领域中使用的光学头(optical head)的双轴致动器的跟踪伺服机构和间隙(gap)伺服机构会是必要的。
顺便地,在下面的描述中,通常将被配置为通过旋转地驱动诸如上述类型的盘记录设备和盘再现设备的盘形状的介质、在其中记录数据和/或再现记录在诸如光盘的盘型记录介质中的数据的设备称为盘设备。
在要再现使用盘设备记录的声音信号和图像信号的情况下,例如,使用主轴电机高速旋转光盘,并且使用旋转频率控制电路来精确地控制主轴电机的旋转频率。当主轴电机高速旋转时,凹坑(pit)的精确检测将是必须的,即使当在凹坑阵列中观察到轻微的位置转移、或衬底表面稍微偏斜时也是如此。因此,盘设备的控制系统包括伺服控制单元,其重复地执行关于例如聚焦操作和跟踪操作的高度精确的控制处理。
在具有几乎相同的波形输入信号被重复输入到控制系统中的情况下,伺服控制单元被配置为通过关注输入信号是具有重复波形的类型的事实、并且通过在每次重复输入输入信号时反映当前执行的控制中曾发生的控制误差,来控制操作。
采样目标信号时,现有伺服控制设备用与光盘的旋转同步的采样信号来采样目标信号。通常,使用从安装在主轴电机中的编码器发送的、或者从记录在盘中的时钟脉冲获得的输出信号作为采样信号。输出信号是对于与主轴电机或盘的旋转同步的旋转一圈(one rotation)而生成的N个(N是整数)脉冲的形式,并且,通过使用输出信号来获得N个采样信号。
顺便地,在不在主轴电机上安装编码器、或者难以从记录在盘中的信号再现时钟脉冲的情况下,典型地,已经从用于控制主轴电机的霍尔元件(Hallelement)的控制信号,在一个波对应盘旋转一圈的基础上生成脉冲信号。典型地,已经通过使用一个波对应旋转一圈的脉冲信号作为基本时钟信号,来配置PLL(相环)电路,以便获得与盘的旋转同步地生成的对于旋转一圈的N个脉冲的采样信号。通过将霍尔元件附接至使用的主轴电机,可以相对容易地实现对于盘旋转一圈的一个波的脉冲信号的生成。
序号为2006-313589的日本特许公开专利出版物描述了被应用了执行上述重复伺服控制的上述伺服系统的盘设备的结构示例。

发明内容

如上所述,通过获得一个波对应一圈盘旋转脉冲信号、并配置与所获得的脉冲信号同步操作的PLL电路,可以获得对于重复伺服控制所必需的对应一圈旋转的N个脉冲的采样信号。然而,PLL电路的结构是相对复杂的,并且在某些情况下,难以安装PLL电路。特别是近来,盘的旋转速度已经随着信号记录在盘中的密度的增加,而越来越多地增加,使得对极高频率锁相的类型的PLL电路会是必要的,并且在许多情况下,难以安装该PLL电路。
接下来,将参考图10至图13来描述会在难以使用PLL电路的情况下发生的问题。
首先,图10A、图10B和图10C图示了作为在一个波对应盘旋转一圈的基础上输出的脉冲信号的Z脉冲中产生抖动的情形。在Z脉冲与使用的盘的原始旋转频率frot(Hz)同步的情况下,在正确的周期中生成Z脉冲,并且不发生任何抖动,如在图10A中所图示的。
另一方面,当抖动发生在负方向上时,在比原始Z脉冲生成定时早的定时生成下一个Z脉冲,如图10B中图示的。当抖动发生在正方向上时,在比原始Z脉冲生成定时晚的定时生成下一个Z脉冲,如图10C中所图示的。
图11图示了作为在一个波对应盘旋转一圈的基础上输出的脉冲信号的一个Z脉冲(图11A)、与由在生成一个Z脉冲的一个周期中生成的(m+1)个脉冲信号构成的S脉冲(图11B)之间的关系。
图11图示了在Z脉冲和S脉冲的理想定时生成Z脉冲和S脉冲而无主轴电机中的旋转抖动(抖晃度)的状态。即,在Z脉冲生成定时生成第0个波的S脉冲,随后以规则间隔顺序地生成第1个波、第2个波等等的S脉冲。然后,在生成下一个Z脉冲之前的瞬间,生成第m个波的S脉冲,并且,在维持S脉冲生成间隔规则的状态下,生成第0个波的下一个S脉冲的定时与下一个Z脉冲生成定时一致。
在如上所述的没有旋转抖动的理想情形下,使用所生成的S脉冲来进行良好的重复伺服控制。
然而,如果主轴电机的旋转中包括旋转抖动,并且在抖动的影响下延迟Z脉冲生成定时,则将不连续地或不规则地生成S脉冲。
例如,可以如图12B中所示地增加第0个波的S脉冲的脉宽,这是因为如图12A中所示,Z脉冲生成定时已经从其原始生成定时稍微延迟了。当由于抖动导致的Z脉冲生成定时的延迟比S脉冲上升的时间段短时,发生图12A和图12B中图示的情形。
图13A和图13B图示了由于抖动导致的Z脉冲生成定时的延迟比S脉冲上升的时间段长的示例。在上述情况下,如图13B中图示的,紧接着第m个波的S脉冲而生成第(m+1)个波的S脉冲,这是因为如图13A中图示的,延迟了Z脉冲生成定时。然后,在生成了第(m+1)个波的S脉冲之后,使得生成脉冲的间隔不规则,并且生成第0个波的S脉冲。
虽然已经参考图12A和图12B、以及图13A和图13B而描述了在正方向上发生抖动使周期更长的情况,但是在负方向上发生抖动以使周期更短的情况下也不规则地生成S脉冲。在负方向上发生了抖动的情况下,可能在某些情况下减少S脉冲的波的数量。
如上所述的采样脉冲的无序或不规则的生成可以包括对于伺服控制而执行的不稳定操作。即,有时会发生以下情况:对于有关盘旋转一圈而生成的采样时钟脉冲数量变得多于或少于指定的值,以引起从存储器读出的数据的跳跃以及定时滞后。结果,操作可能在硬件中变得不稳定。
考虑到上述情况做出了本发明。在要伺服控制盘设备的操作的情况下,期望使用简单结构而不使用与盘旋转同步操作的编码器和PLL电路,来实现重复伺服控制的稳定执行。
本发明的实施例适用于对受控对象执行重复伺服控制的处理结构,其中,该受控对象将偶然地(incidentally)对于盘介质中的数据记录和/或记录在盘介质中的数据的再现而变得必要。
该处理结构通过执行用以控制受控对象的操作的主控制处理、以及用以采样误差信号以获得重复的信号分量的重复控制处理,来执行重复伺服控制。
在主控制处理中,在从受控对象的目标信号与通过观察受控对象而获得的观察信号而计算的误差信号的基础上,控制受控对象的操作,其中,受控对象将偶然地对于盘介质中的数据记录和/或记录在盘介质中的数据的再现而变得必要。
在重复控制处理中,利用采样时钟脉冲来采样误差信号,以从所采样的误差信号获得与盘介质的旋转同步生成的重复信号分量。
该处理结构还执行:采样时钟生成处理,用通过检测盘介质的旋转而获得的旋转检测脉冲,生成用以采样误差信号的采样时钟脉冲,并复位生成采样时钟脉冲的定时;以及采样时钟限制处理,在生成旋转检测脉冲之前瞬间的定时,限制采样时钟脉冲的生成。
由于上述结构,即使在盘旋转中发生抖动,也将使得在旋转检测脉冲基础上生成的采样时钟脉冲的数量对于有关盘旋转一圈而恒定。
根据本发明的实施例,可以使为重复伺服控制而生成的采样时钟脉冲的数量对于有关盘旋转一圈而恒定。因此,即使在盘旋转中发生抖动,也可以消除由为盘旋转一圈而生成的采样时钟脉冲的数量变化而导致的重复伺服控制中的不稳定性因素,并且可以实现良好的伺服控制。
附图说明
图1是图示根据本发明实施例的伺服控制单元的总体结构的一个示例的框图
图2是图示根据本发明实施例的采样时钟生成单元的结构示例的框图;
图3是图示根据本发明实施例的自适应滤波器的示例的结构图;
图4是图示根据本发明实施例的采样脉冲生成处理的示例的流程图
图5A是图示根据本发明实施例的采样脉冲生成定时(timing)的一个示例的时序图;
图5B是图示根据本发明实施例的采样脉冲生成定时的另一示例的时序图;
图5C是图示根据本发明实施例的采样脉冲生成定时的又一个示例的时序图;
图6A是图示根据本发明实施例的设置限制脉冲生成定时的一个示例的时序图;
图6B是图示根据本发明实施例的设置限制脉冲生成定时的另一示例的时序图;
图6C是图示根据本发明实施例的设置限制脉冲生成定时的又一示例的时序图;
图6D是图示根据本发明实施例的设置限制脉冲生成定时的又再一示例的时序图;
图7是图示根据本发明实施例的伺服控制单元的另一个结构示例(示例2)的框图;
图8是图示根据本发明实施例的伺服控制单元的又一个结构示例(示例3)的框图;
图9是图示根据本发明实施例的伺服控制单元的又再一个结构示例(示例4)的框图;
图10A是图示盘旋转中不发生抖动的示例的时序图;
图10B是图示盘旋转中已经发生了一次抖动的示例的时序图;
图10C是图示盘旋转中已经发生了另一次抖动的示例的时序图;
图11A是图示与采样脉冲相位关系理想的旋转脉冲(Z脉冲)的示例的时序图;
图11B是图示与旋转脉冲相位关系理想的采样脉冲(S脉冲)的示例的时序图;
图12A是图示在发生抖动的状态中已经生成旋转脉冲的示例的时序图;
图12B是图示由于发生抖动而导致一个采样脉冲的脉宽已经改变的示例的时序图;
图13A是图示在发生抖动的状态中已经生成旋转脉冲的示例的时序图;
图13B是图示由于发生抖动而导致生成的采样脉冲数量已经改变的示例的时序图。

具体实施方式

接下来,将以下列顺序来描述本发明的优选实施例。
1.伺服控制单元的总体结构:图1和图3
2.采样时钟生成单元的结构:图2
3.采样脉冲生成处理:图4至图6
4.伺服控制单元的结构的修改或变化的示例:图7至图9
5.对采样时钟生成的修改或变化的示例的描述。
[1.伺服控制单元的总体结构]
将参考图1至图7描述根据本发明的实施例的伺服控制单元。
根据本发明的实施例的伺服控制单元是在盘设备(例如,将信息记录在诸如光盘或磁光盘的盘介质中的盘记录设备、以及再现记录在盘中的信息的盘再现设备)中使用的类型的伺服控制单元。
根据本发明的实施例的伺服控制单元被应用于光拾取单元的双轴致动器的聚焦伺服系统或伺服机构,跟踪伺服系统或伺服机构,或光拾取单元或相近领域中使用的光学头的双轴致动器的间隙伺服系统或伺服机构。
虽然将不特别给出上述受控对象的具体示例,但是用以驱动用于在盘设备中使用的光拾取单元的已经开发或提出的各种机构是可以应用的。
图1是图示根据本发明的实施例的伺服控制单元的结构的图示。
伺服控制单元1包括:主伺服回路2,被配置为在已经从目标信号和通过观察受控对象而获得的观察信号计算的误差信号的基础上,控制受控对象的操作;重复控制电路3,被配置为采样误差信号,并且从所采样的误差信号获得与光盘旋转同步的重复信号分量;以及采样时钟生成单元4,被配置为生成用于采样误差信号的采样时钟脉冲。随后将描述采样时钟生成单元4的结构。
在伺服控制单元1中,重复控制电路3使用低通滤波器,从误差信号提取与光盘旋转同步地重复的信号分量,并且将所提取的信号保存在用于存储旋转一圈的数据的存储器中。该电路读出保存在该存储器中的信号分量,使用预定系数“k”来调节其幅度,并且随后将进行了幅度调节的信号分量前馈至主伺服回路2。主伺服回路2通过将误差信号反馈至前级,抑制来自重复控制电路3的误差信号,该误差信号包括未从该信号去除的重复分量。
经由输入端21将目标信号r(t)输入到主伺服回路2中,经由输入端26将干扰信号d(t)输入到该回路中,并且,主伺服回路2经由输出端27输出观察信号y(t)。
目标信号r(t)在盘设备中处于固定值,并且通常被设置为0。例如,对应于聚焦伺服系统中的表面电平(level)的变化和跟踪伺服系统中的离心率而生成干扰信号d(t)。例如,观察信号y(t)对应于在盘设备中使用光拾取单元的光检测器检测的聚焦误差信号或跟踪误差信号。
将已经经由输入端21输入的目标信号r(t)提供至减法器22。还将观察信号y(t)从稍后描述的加法器25提供至减法器22。减法器22从目标信号r(t)减去观察信号y(t),输出从减法(r(t)-y(t))获得的第一误差信号e(t),并且将该误差信号提供至重复控制电路3。第一误差信号e(t)也被提供至加法器51。
重复控制电路3从第一误差信号e(t)中获取由旋转同步信号组成的第二误差信号,并且输出通过在将第二误差信号保存在具有一个周期容量的存储器中时顺序地更新第一误差信号而获得的第三误差信号。通过执行上述处理来实现对伺服误差信号(观察信号)的重复控制。
当从主伺服回路2提供第一误差信号e(t)时,A/D(模拟-数字)转换电路31将模拟形式的第一误差信号e(t)转换为数字信号,并且将该数字信号提供至加法器32。从采样时钟生成单元4提供用于使用A/D转换电路31执行的模-数转换的采样时钟脉冲(S脉冲)。另外,将稍后描述的反馈分量也被提供至加法器32。加法器32将第一误差信号e(t)提供至自适应滤波器(F(z))33而作为加法输出。
例如,作为自适应滤波器(F(z))33,FIR(有限冲击响应)滤波器是可适用的。FIR滤波器具有线性相位特性,因此通过使用FIR滤波器可以保证稳定性。
图3是图示由FIR滤波器构成的自适应滤波器(F(z))33的结构示例的图示。
在自适应滤波器(F(z))33中,使用延迟单元(Z-1)331将经由输入端330提供的第一误差信号e(t)延迟了延迟时间m=1,并且随后将其提供至具有系数h0的乘法器335,如图3中所示。延迟单元(Z-1)332也将已经使用延迟单元(Z-1)331延迟了的第一误差信号e(t)延迟了延迟时间m=1,并且随后将所延迟的第一误差信号提供至具有系数h1的乘法器336。延迟单元(Z-1)333也将已经使用延迟单元(Z-1)332延迟了的第一误差信号e(t)延迟了延迟时间m=1,并且随后将所延迟的第一误差信号提供至具有系数h2的乘法器337。然后,将已经使用未在图中示出而简单地用虚线表示的在后级的延迟单元(Z-1)延迟了的输出提供至在末级的延迟单元(Z-1)334,将其延迟了延迟时间m=1,并且随后将其提供至具有系数hm的乘法器338。
乘法器335、336、337、...和乘法器338分别将已经使用延迟单元331、332、333、...和延迟单元334延迟了的输出与预定系数h0、h1、h2、...和hm相乘。使用加法器339将来自乘法器335、336、337、...和乘法器338的输出相加在一起,并且经由输出端340输出作为第二误差信号e(n)。
延迟单元(Z-N)34将已经从自适应滤波器(F(z))33输出的第二误差信号e(n)延迟了光盘旋转一圈所用的时间,并且将所延迟的信号保存在存储器中。然后,延迟单元(Z-N)34将已经延迟了盘旋转一圈所用的时间、并被保存在存储器中的第二误差信号反馈至加法器32,并且同时将该信号提供至系数乘法器35。
系数乘法器35将预定系数k与第二误差信号相乘,以生成第三误差信号e’(t),并且将所生成的第三误差信号提供至D/A(数字-模拟)转换电路36。
D/A转换电路36将数字形式的第三误差信号e’(t)转换为模拟信号。还将采样时钟脉冲(S脉冲)从采样时钟生成单元4提供至D/A转换电路36,并且,转换电路36将数字信号转换为与所提供的时钟脉冲同步的模拟信号。
使用安装在主伺服回路2中的加法器51,将如此转换的模拟信号加至第一误差信号e(t)。将使用加法器51相加的信号前馈至控制器(C(s))23。
控制器(C(s))23连接至受控对象(P(s))24。受控对象(P(s))24对应于盘设备中安装的双轴致动器。来自受控对象(P(s))24的输出被提供至加法器25。加法器25将来自受控对象(P(s))24的输出加至经由输入端26输入的干扰信号d(t),以经由输出端27输出观察信号y(t),并且同时将观察信号y(t)反馈至减法器22。
[2.采样时钟生成单元的结构]
接下来,将参考图2描述采样时钟生成单元4的结构。
在根据本发明的实施例的伺服控制单元1中,采样时钟生成单元4被配置为生成具有对应于盘的旋转频率的采样频率的采样时钟脉冲,并且将该采样时钟脉冲提供至重复控制电路3。
如图2中所示,采样时钟生成单元4包括PLL(锁相环)电路41、计数器42、α计算部件43、M计算部件44和采样时钟生成部件45。其还包括限制脉冲生成部件46和限制值设置部件47。限制脉冲生成部件46在基于已经存储在限制值设置部件47中的设置值而设置的定时(timing),生成限制脉冲(LM脉冲)。所生成的限制脉冲被提供至采样时钟生成部件45。当提供该限制脉冲时,采样时钟生成部件45停止生成采样时钟脉冲,直到提供了下一个旋转检测脉冲(Z脉冲)为止。
将旋转检测脉冲(Z脉冲)从安装在盘设备中的光盘的旋转控制机构(未在图中示出)提供至PLL电路41。在来自附接至例如旋转地驱动盘的主轴电机(未在图中示出)的霍尔元件的输出的基础上生成Z脉冲,并且与旋转检测频率frot同步地,在一个脉冲对应旋转一圈的基础上生成Z脉冲。在提供多个霍尔元件的情况下,执行脉冲疏化(thinning)处理,使得对于旋转一圈而生成一个脉冲,并且将所生成的脉冲提供至PLL电路41。在充分高于Z脉冲频率的基准频率fbase生成的脉冲也被提供至PLL电路41。
当把与设备的基准频率fbase同步地生成的Z脉冲提供至PLL电路41时,PLL电路41使旋转检测频率fs与基准频率fbase同步。作为替换,可以安装锁存电路(未在图中示出)来代替PLL电路41。PLL电路41进行操作以固定旋转检测频率fs,使基准频率fbase与旋转检测频率frot同步。另一方面,锁存电路进行操作以固定基准频率fbase,使旋转检测频率frot与基准频率fbase同步。
计数器42对具有旋转检测频率fs的脉冲之间的、具有基准频率fbase的脉冲的数量进行计数,以计算计数数目(count number)β,并且将所计算的计数数目β提供至M计算部件44。依据下列等式(1)计算计数数目β。
β=fbase/frot...(1)
α计算部件43使用已经提前设置的目标采样时钟脉冲的频率fs’和基准频率fbase,依据下列等式(2)计算常数α。
α=fbase/fs’...(2)
M计算部件44使用常数α和计数数目β,依据等式M=β/α,计算用以将旋转检测脉冲之间的间隔划分为相等部分的参数M。
采样时钟生成部件45生成采样时钟脉冲(S脉冲),其以通过使用参数M将旋转检测脉冲(Z脉冲)之间的间隔划分为相等部分而获得的相等间隔被输出。使用基准频率fbase生成S脉冲。
在图2中所示的示例中,采样时钟生成单元4包括限制脉冲生成部件和限制值设置部件47,以便被配置使得用从限制脉冲生成部件46输出的限制脉冲来限制采样时钟信号的生成。具体地,采样时钟生成单元4被配置使得将采样时钟信号(S脉冲)的输出停止从已经输出了限制脉冲(LM脉冲)的定时到提供下一个Z脉冲的定时的时间段。
限制值设置部件47将关于限制脉冲生成定时的信息存储在其中,并且,限制脉冲生成部件46在存储于限制值设置部件47中的信息的基础上输出限制脉冲。例如,在制造盘设备时执行的调节工作的过程中,将关于限制脉冲生成定时的信息存储在有关的限制值设置部件中。在调节工作中,测量旋转每个盘的每个主轴电机中的抖动,并且,存储表示在所测量的抖动中,Z脉冲生成周期最大程度缩短的时间段、或比Z脉冲生成周期最大程度缩短的时间段稍短的时间段的数据。然后,在提供了Z脉冲之后已经经过了已经存储在限制脉冲设置部件47中的时间段之后,限制脉冲生成部件46输出限制脉冲。通过以上述方式输出限制脉冲来限制时钟脉冲的生成,将在盘旋转一圈的周期中生成的采样时钟脉冲的数量限制为常数值。随后将描述使用限制脉冲的具体控制示例。
[3.采样脉冲生成处理]
接下来,将参考图4至图6描述当使用采样时钟生成部件4生成采样脉冲时要执行的处理。
图4是图示当要生成采样脉冲时、在图2中所示的采样时钟生成部件45中执行的处理的状态的流程图。
将遵循图4中所示的流程图而进行描述。首先,在对应于已经提供了有关的Z脉冲的定时的初始状态下,将内置计数器的值N复位为“0”,并且输出一个采样脉冲(步骤S11)。随后,判定是否已经从限制脉冲生成部件46提供了限制脉冲(步骤S12)。当判定还未提供限制脉冲时,在下一个Z脉冲提供定时输出采样脉冲,并且将“1”加至内置计数器的值N,以更新该值(步骤S13)。在已经更新了内置计数器的值之后,该处理返回至步骤S12进行判定。
当在步骤S12判定已经提供了限制脉冲时,计数值N按照原样保存(步骤S14),以停止输出采样脉冲,即使要输出下一个采样脉冲的定时已经到来也是如此。在此状态下,判定是否提供Z脉冲(步骤S15),并且将该处理置于待命状态,直到提供Z脉冲为止。
当在步骤S15检测到已经提供了Z脉冲时,该处理返回至步骤S11,以从已经提供了有关Z脉冲的定时开始再次输出采样脉冲。
在每个Z脉冲生成周期中重复图4中的流程图中图示的上述处理。
接下来,将参考图5和图6中所示的时序图,描述输出以上述方式生成的脉冲的处理的状态。
图5A、图5B和图5C是图示根据本发明实施例输出各个脉冲的状态的图示。
假设如图5A中所示,提供了与盘旋转检测频率frot同步的Z脉冲,并且如图5B中所示,获得在生成Z脉冲的基础上生成的采样时钟脉冲或者S脉冲。原始地设置S脉冲,使得在生成一个Z脉冲的一个周期中输出M(数量)个脉冲。顺便地,图5A中图示的Z脉冲生成周期表示在负方向上发生了小抖动的状态下获得的周期。
根据本发明的实施例,采用这样的结构:稍早于要原始地输出Z脉冲的定时,输出一个限制脉冲(LM脉冲),如图5C中所示。由于输出如图5C中所示的LM脉冲,将被留下直到接下来提供另一个Z脉冲(图5A)的间隔设置为限制间隔,对于该限制间隔进行限制,以便不输出任何S脉冲。在图5B中图示的状态下,对未进行限制时要被原始输出的脉冲Sx进行限制,以便不被输出。
在提供下一个Z脉冲的同时解除限制,并且再次开始输出S脉冲,如图5B中所示。
在提供每个Z脉冲的每个周期,重复图5A至图5C中图示的处理。
图6A、图6B、图6C和图6D是图示根据本发明实施例的限制脉冲输出定时设置示例的图示。
如上所述,在当使用盘设备的主轴电机来驱动盘时发生的抖动的基础上,将被生成用以暂时停止输出S脉冲或采样时钟脉冲的限制脉冲设置为存储在限制值设置部件47中的值,即,测量最小化当驱动盘时在负方向上发生的抖动的Z脉冲生成周期,并且将所测量的周期的时间段设置为要存储在限制值设置部件47中的值。
具体地,假设图6A图示了已经获得了不发生任何抖动的理想的盘旋转检测频率frot的状态,图6B图示了最大化已经在如上的相同盘设备中的负方向上发生的抖动、并且减少了Z脉冲之间的间隔的状态,并且图6C图示了最大化已经在如上的相同盘设备中的正方向上发生的抖动、并且增加了Z脉冲之间的间隔的状态。
在图中图示的示例中,还假设最大化的抖动是当例如在盘设备停止、并且不从外面施加任何振动到该设备上的状态下测量时的、由于不规则或不稳定的盘旋转而导致发生的最大抖动。作为替换,在盘设备是便携式或车辆安装的类型(诸如,在正常使用的状态下被施加振动的设备)的情况下,可以通过考虑施加到该设备上的振动而测量抖动。
在已经测量了图6B中图示的负方向最大化的抖动的情况下,将输出复位脉冲的定时设置为与至少在已经在负方向上发生最大抖动的情况下获得的Z脉冲输出定时相同,或者进行设置使得其稍早于在已经在负方向上发生最大抖动的情况下获得的Z脉冲输出定时而到来。
图6D图示了通过考虑上述情形设置了脉冲输出定时的示例。在图6D中图示的示例中,在相同的时间轴上示出Z脉冲和限制脉冲。当从已经输出了在前Z脉冲(Z1)的定时经过了比对应于在负方向上发生最大抖动时获得的Z脉冲之间的间隔的时间段稍短的时间段时,输出限制脉冲(LM 1)。将从输出限制脉冲(LM 1)时到输出下一个Z脉冲(Z2)的定时的时间段设置为限制采样脉冲(S脉冲)的输出的时间段。
在图6D中图示的示例中,已经设置了比对应于在负方向上发生最大抖动时获得的Z脉冲之间的间隔的时间段稍短的时间段。作为替换,可以设置该定时,使得当经过了对应于在负方向上发生最大抖动时获得的Z脉冲之间的间隔的时间段时,输出限制脉冲。
通过从输出了限制脉冲时到输出要对应于盘的一个旋转周期而生成的脉冲时的时间段内限制采样时钟脉冲的输出,可以防止采样时钟脉冲在抖动发生的影响下被无规则地生成。即,如下这样的问题不会发生:一个采样脉冲与另一采样脉冲重叠以增加脉宽(如图12中所示),或者增加采样脉冲的数量,使其超过原始设置数量(如图13中所示),如背景技术部分中的描述。
根据本发明的实施例,将在盘的一个旋转周期中生成的采样时钟脉冲数量固定为小于设置值M的值,并且,可以不输出大于所固定的值的数量的采样时钟脉冲,并且,在重叠的状态下可以不生成两个采样时钟脉冲。
因此,在用采样时钟脉冲采样的信号中,即不会发生在抖动影响下的周期性不规则,也不会发生采样时钟脉冲的数量变化。因此,可以消除伺服操作中导致不稳定的因素,以实现对盘设备的良好的伺服控制。
[4.伺服控制单元的结构的修改或变化的示例]
可以以各种方式修改或改变图1中所示的伺服控制单元1。
例如,可以给出如图7至图9中图示的修改或变化的示例。顺便地,在附图中,向与图1中的组成单元相同的组成单元分配相同的附图标记,并且将省略对它们的描述。
例如,可以将伺服控制单元1修改或改变为构成图7中所示的伺服控制单元1a。
配置图7中图示的伺服控制单元1a,使得安装在重复控制电路3a中的延迟单元(Z-N)34a将第二误差信号e(n)延迟光盘旋转一圈所用的时间,并且将所延迟的信号保存在存储器中。随后,自适应滤波器(F(z))33a从延迟单元(Z-N)34a读出被延迟了光盘旋转一圈所用的时间的第二误差信号e(n),以执行上面提到的滤波处理。
在图7中图示的结构中,将从采样时钟生成单元4生成的S脉冲提供至A/D转换电路31和D/A转换电路36。S脉冲是已经通过执行图4中的流程图图示的处理而被暂时限制其生成的采样脉冲。
另外,可以将伺服控制单元1修改或改变为构成图8中图示的伺服控制单元1b。
配置图8中图示的伺服控制单元1b,使得:经由主伺服回路2b的输出端28b输出的误差信号被提供至安装在重复控制电路3b中的A/D转换电路31b,经由自适应滤波器(F(z))33b、延迟单元(Z-N)34b和系数乘法器35b而将来自A/D转换电路31b的输出提供至D/A转换电路36b,并且随后,来自D/A转换电路36b的输出被反馈至主伺服回路2b的加法器29b。
在图8中图示的配置中,从采样时钟生成单元4生成的S脉冲被提供至A/D转换电路31b和D/A转换电路36b。S脉冲是通过执行图4中的流程图图示的处理而被暂时限制其生成的采样脉冲。
此外,可以将伺服控制单元1修改或改变为构成图9中图示的伺服控制单元1c。
配置图9中图示的伺服控制单元1c,使得:经由主伺服回路2c的输出端28c输出的误差信号被提供至安装在重复控制电路3c中的A/D转换电路31c,经由自适应滤波器(F(z))33c、延迟单元(Z-N)34c和系数乘法器35c而将来自A/D转换电路31c的输出提供至D/A转换电路36c,并且随后,来自D/A转换电路36c的输出被反馈至主伺服回路2c的加法器29c。
在图9中图示的配置中,从采样时钟生成单元4生成的S脉冲被提供至A/D转换电路31c和D/A转换电路36c。S脉冲是通过执行图4中的流程图图示的处理而被暂时限制其生成的采样脉冲。
使用图7至图9中图示的伺服控制单元的结构,可以执行对盘设备的良好伺服控制。
[5.对采样时钟生成的修改或变化的示例的描述]
配置本发明的上述实施例,使得:通过在制造每个盘设备时执行的调节工作的过程中测量每个主轴电机的旋转中的抖动,基于在限制值设置部件47中设置的存储值所设置的定时,生成用以限制采样时钟脉冲的生成的限制脉冲,并且,将在限制值设置部件47中设置的存储值存储在每个盘设备中。作为替换,在可以提前预测盘旋转时发生在负方向上的最大抖动的情况下,可以将对应于可以预测的最小旋转周期的时间段、或比最小旋转周期稍短的周期存储在所有要制造的盘设备中。
另外,可以将在限制值设置部件47中设置的存储值配置为通过考虑有关盘设备的抖动发生情形随时间推移的变化而被设置。
例如,在特定时间间隔,周期性地自动测量在进行操作以旋转地驱动盘的主轴电机的旋转中发生抖动的情况。可以通过以各种方式设置测量时间来测量抖动发生情形,例如,每次经过了使用例定时器测量的时间或日期和小时时,或者,每次开启盘设备的电源时。随后,依据已经周期性或依赖于情形测量的抖动来判定最小旋转周期,并且当在最小旋转周期中观察到变化时,在该变化的基础上更新限制值设置部件47中所存储的值。以上述方式,可以处理抖动发生情形随时间推移的变化。
顺便地,仅给出图1和其它附图中图示的伺服控制单元的结构、以及生成图2中图示的采样时钟脉冲的结构来作为优选示例,并且,本发明可以不限于附图中示出的这些结构。至于限制采样时钟脉冲的生成的结构,只要其是用以在图4中的流程图中图示的原则的基础上限制生成限制脉冲的结构,就可以通过使用除了参考图2描述的限制脉冲之外的信号来执行的限制处理,以如上的相同方式限制采样时钟脉冲的生成。
申请包含涉及2008年12月5日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-311641中公开的主题,通过引用而将其全部内容合并在此。
本领域的技术人员应当理解,可以依赖于设计需求和其它因素而进行各种修改、合并、子合并和改变等,这些修改、合并、子合并和改变均处于所附权利要求书或其等同物的范畴内。