JP2757357B2 - 回転記録媒体に対するサーボ回路 - Google Patents
回転記録媒体に対するサーボ回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、回転記録媒体に対するサーボ回路にかか
わり、特に、ディスクから情報を読み出し,または記録
するようなピックアップのサーボ回路に関するものであ
る。 〔発明の概要〕 本発明は、例えば光ディスク等の回転記録媒体に記録
されている情報を読み出すときに必要とされるトラッキ
ングサーボ回路,またはフォーカスサーボ回路等におい
て、そのフィードバックループ内にアクチュエータの機
械的な特性の補償を行う第1の伝達要素と,回転記録媒
体の偏心誤差成分に対して、高い伝達ゲインを有するよ
うな第2の伝達要素とを少なくとも備え、前記第1の伝
達要素をアナログ回路によって構成し、前記第2の伝達
要素をデジタル回路によって構成したものである。 〔従来の技術〕 回転記録媒体としては、磁気ディスクや光ディスク等
が実用化されているが、特に、光ディスクの場合は、記
録面密度がきわめて高いから、かかる記録情報を読み出
す光学ピックアップとしては高い応答性と,残留偏差の
小さいサーボ系が必要になる。 そのため、従来は光ディスクに対するサーボ系は、高
いループゲインと安定性を得ることを目的としてなさ
れ、例えば、レーザ光を照射するアクチュエータ(2軸
機構)の応答性を改善すると共に、アクチュエータの2
次特性による位相廻りを補償するために複雑な位相補償
回路を使用してなるべく広帯域で高利得のサーボ特性が
得られるように設計していた。 しかしながら、一般的にサーボ回路において、サーボ
帯域を広くし、かつ、全体のループゲインを高くするこ
とは、制御理論で知られているように安定性を損なう要
因となると同時に、無駄な熱損失を発生してアクチュエ
ータの温度上昇,及び消費電力の増大を招くという問題
があった。 そこで、本出願人は先にかかる問題点を軽減するサー
ボ方式(特願昭61−129125号)を提案した。 このサーボ方式の概要は、第1の伝達要素として、光
ディスクの回転偏心誤差成分に対して高い伝達利得を有
する回路を設けると共に、第2の伝達要素としてアクチ
ュエータの機械的な伝達特性を補償することができる回
路を使用し、サーボエラー信号に対して選択的にフィー
ドバック回路を構成することにより、応答性を高くし、
かつ、残留偏差の少ないサーボ装置を構成するものであ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、ディスクの偏心による例えばトラッキ
ングエラー信号は、ディスクの回転周期に比例する基本
的な周波数f0の成分の外にその高調波成分が含まれてお
り、かつ、CLV方式(Constant Velocity Angulan)で
は、ディスク内周側と外周側で回転周期が変化するた
め、このような偏心によるトラッキングエラー成分に追
従して伝達特性が変化するような回路をアナログ回路で
構成することはきわめて困難であった。 すなわち、n個の偏心周波数成分f1…fi…fnに対して
ループゲインの高いサーボ系を形成する場合は、第3図
に示すように入力−出力端子間に4個の演算増幅器A1,A
2,A3,A4からなるステートバリアブルフィルタ(状態変
数フィルタ)をn個並列接続し、各ステートバリアブル
フィルタの共振周波数をそれぞれf1…fi…fnに設定す
る。そして、回転ディスクの駆動モータ等から出力され
る回転周期に比例したクロック信号FGを分周回路D
(1)…D(i)…D(n)を介して1/n(n=1・2
・3…n)に分周し、各ステートバリアブルフィルタの
バントパス周波数f(n)を決定するスイッチドキャパ
シタCS(1)…CS(i)…CS(n)に供給することによ
り各周波数がωd1,ωd2,ωd3……で利得が無限大となる
ような伝達回路を構成している。そのため回路構成が複
雑になり、このような伝達回路の調整及び構成は取り扱
う周波数が低いにもかかわらず実現が困難であった。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもの
で、回転記録媒体に対するサーボ回路において、比較的
低い周波数からなる偏心成分に基づくサーボエラー信号
に応答するサーボループはデジタル回路によって形成
し、比較的高い周波数に応答し伝達特性がアクチュエー
タの機械的な特性によって固定されるアクチュエータに
対するサーボ系回路はアナログ回路によって形成するよ
うにしたものである。 〔作用〕 偏心成分に対するサーボ系はデジタル回路で構成され
ているから、ディスクの種類,及びその回転周期が変化
したときにも、その偏心エラー信号に対応して伝達特性
を可変にすることが容易になり、また、アクチュエータ
に対するサーボ系はアクチュエータの機械的な伝達特性
によって、その補償回路は一定とすることができるか
ら、取り扱う周波数が比較的高くてもアナログ回路で容
易に実現することができる。 〔実施例〕 第1図は本発明の一実施例を示す回転記録媒体に対す
るサーボ回路を示したもので、一点鎖線で囲った10の部
分はデジタル回路で構成されているサーボ目標値に対す
る第1の補償回路、同じく20の部分はアナログ回路で構
成されているアクチュエータの機械的な伝達特性に対す
る第2の補償回路である。 第1の補償回路10は加算回路11と,サーボエラー信号
をサンプル化してデジタル信号に変換するA/D変換器12
と、スピンドルモータ等の回転周期に比例するクロック
信号FGによって駆動されるシフトレジスタ13,D/A変換器
14,及び係数回路15によって構成されている。 16はディスク制御目標値Xreffと,アクチュエータの
制御量xの比較を行い、トラッキングエラー信号TEを出
力する比較器、17はローパスフィルタ、18は係数回路を
示す。 第2の補償回路20にはアクチュエータの機械的な応答
特性を補償するために低域の位相おくれ補償を行う演算
増幅器21,高域で位相の進み補償を行う2段の演算増幅
器22,23が設けられており、これらの位相補償はアクチ
ュエータの伝達要素30の応答特性によって所定のサーボ
帯域内でサーボ特性が安定になるように設定されるもの
である。 本発明の一実施例を示すトラッキングサーボ回路は、
比較器16から出力されるトラッキングエラー信号TEを、
デジタル回路で形成されている第1の補償回路10,及び
アナログ回路で形成されている第2の補償回路20に分配
するようになされている。 加算器11,A/D変換器12,シフトレジスタ13,D/A変換器1
4からなる閉ループにはディスクの回転周期Lで一巡す
るような遅延量がクロック信号FGによって与えられる。
したがって、その伝達関数G(s)は とされ、第2図(a)に示すように、ディスクの回転角
速度ωが となる点で、ピーク点を有し、高域側でそのピーク点が
低くなるクシ型のバンドパスフィルタを構成する。 したがって、この第1の補償回路10はディスクの回転
周期Lを基本波ω0とする偏心エラー成分及び偏心エラ
ーの高調波成分に対して、高い伝達ゲインを有する伝達
要素となり、このサーボループによってディスクの偏心
に基づくトラッキングエラーに対して定常偏差の少ない
制御を行わせることができる。 なお、係数回路15はその伝達ゲインK0を1以下に設定
し、ピーク点の減衰量を設定するものである。 また、演算増幅器21,22,23からなる第2の補償回路20
は、一般に2次系の伝達関数 で示されるアクチュエータの伝達要素30の位相補償を行
うものであって、その伝達特性は、例えば第2図(b)
に示すように、主に外乱成分に対してアクチュエータが
有効な応答特性を示すように設定される。 したがって、この回路はアクチュエータの機械的な伝
達特性によって一義的に設定され、高域の周波数成分が
含まれるアナログ回路で容易に形成することができる。 なお、係数回路18,24は偏心成分に対するサーボ利得
と,外乱成分に対するサーボ利得の割合を適当に設定
し、加算器19を介してアクチュエータに供給することに
より、このサーボ回路の全体のサーボ特性を決定するも
のである。 以上はトラッキングサーボを実施例としたが、回転記
録媒体に対するサーボ回路は、目標値の大部分が偏心成
分とみなされるから、このようなサーボ回路はフォーカ
スサーボ,スピンドルサーボ等にも有用である。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の回転記録媒体に対する
サーボ回路は、サーボエラー信号をデジタル信号に変換
するとともに、このデジタル信号をシフトレジスタに供
給し、このシフトレジスタを回転記録媒体の回転周期に
対応して駆動させる手段を備えたデジタル回路により回
転記録媒体に対する偏心成分に対して高いループゲイン
を設定することができるサーボ系が構成され、アナログ
回路によってアクチュエータの応答特性の補償に対する
サーボ回路を構成しているから、偏心に対して定常偏差
を抑圧し、かつ、外乱に対しても高い応答性を示すサー
ボ回路が構築できるという効果がある。 また、このようなサーボ回路の設計及び調整が容易に
なるという利点がある。
わり、特に、ディスクから情報を読み出し,または記録
するようなピックアップのサーボ回路に関するものであ
る。 〔発明の概要〕 本発明は、例えば光ディスク等の回転記録媒体に記録
されている情報を読み出すときに必要とされるトラッキ
ングサーボ回路,またはフォーカスサーボ回路等におい
て、そのフィードバックループ内にアクチュエータの機
械的な特性の補償を行う第1の伝達要素と,回転記録媒
体の偏心誤差成分に対して、高い伝達ゲインを有するよ
うな第2の伝達要素とを少なくとも備え、前記第1の伝
達要素をアナログ回路によって構成し、前記第2の伝達
要素をデジタル回路によって構成したものである。 〔従来の技術〕 回転記録媒体としては、磁気ディスクや光ディスク等
が実用化されているが、特に、光ディスクの場合は、記
録面密度がきわめて高いから、かかる記録情報を読み出
す光学ピックアップとしては高い応答性と,残留偏差の
小さいサーボ系が必要になる。 そのため、従来は光ディスクに対するサーボ系は、高
いループゲインと安定性を得ることを目的としてなさ
れ、例えば、レーザ光を照射するアクチュエータ(2軸
機構)の応答性を改善すると共に、アクチュエータの2
次特性による位相廻りを補償するために複雑な位相補償
回路を使用してなるべく広帯域で高利得のサーボ特性が
得られるように設計していた。 しかしながら、一般的にサーボ回路において、サーボ
帯域を広くし、かつ、全体のループゲインを高くするこ
とは、制御理論で知られているように安定性を損なう要
因となると同時に、無駄な熱損失を発生してアクチュエ
ータの温度上昇,及び消費電力の増大を招くという問題
があった。 そこで、本出願人は先にかかる問題点を軽減するサー
ボ方式(特願昭61−129125号)を提案した。 このサーボ方式の概要は、第1の伝達要素として、光
ディスクの回転偏心誤差成分に対して高い伝達利得を有
する回路を設けると共に、第2の伝達要素としてアクチ
ュエータの機械的な伝達特性を補償することができる回
路を使用し、サーボエラー信号に対して選択的にフィー
ドバック回路を構成することにより、応答性を高くし、
かつ、残留偏差の少ないサーボ装置を構成するものであ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、ディスクの偏心による例えばトラッキ
ングエラー信号は、ディスクの回転周期に比例する基本
的な周波数f0の成分の外にその高調波成分が含まれてお
り、かつ、CLV方式(Constant Velocity Angulan)で
は、ディスク内周側と外周側で回転周期が変化するた
め、このような偏心によるトラッキングエラー成分に追
従して伝達特性が変化するような回路をアナログ回路で
構成することはきわめて困難であった。 すなわち、n個の偏心周波数成分f1…fi…fnに対して
ループゲインの高いサーボ系を形成する場合は、第3図
に示すように入力−出力端子間に4個の演算増幅器A1,A
2,A3,A4からなるステートバリアブルフィルタ(状態変
数フィルタ)をn個並列接続し、各ステートバリアブル
フィルタの共振周波数をそれぞれf1…fi…fnに設定す
る。そして、回転ディスクの駆動モータ等から出力され
る回転周期に比例したクロック信号FGを分周回路D
(1)…D(i)…D(n)を介して1/n(n=1・2
・3…n)に分周し、各ステートバリアブルフィルタの
バントパス周波数f(n)を決定するスイッチドキャパ
シタCS(1)…CS(i)…CS(n)に供給することによ
り各周波数がωd1,ωd2,ωd3……で利得が無限大となる
ような伝達回路を構成している。そのため回路構成が複
雑になり、このような伝達回路の調整及び構成は取り扱
う周波数が低いにもかかわらず実現が困難であった。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもの
で、回転記録媒体に対するサーボ回路において、比較的
低い周波数からなる偏心成分に基づくサーボエラー信号
に応答するサーボループはデジタル回路によって形成
し、比較的高い周波数に応答し伝達特性がアクチュエー
タの機械的な特性によって固定されるアクチュエータに
対するサーボ系回路はアナログ回路によって形成するよ
うにしたものである。 〔作用〕 偏心成分に対するサーボ系はデジタル回路で構成され
ているから、ディスクの種類,及びその回転周期が変化
したときにも、その偏心エラー信号に対応して伝達特性
を可変にすることが容易になり、また、アクチュエータ
に対するサーボ系はアクチュエータの機械的な伝達特性
によって、その補償回路は一定とすることができるか
ら、取り扱う周波数が比較的高くてもアナログ回路で容
易に実現することができる。 〔実施例〕 第1図は本発明の一実施例を示す回転記録媒体に対す
るサーボ回路を示したもので、一点鎖線で囲った10の部
分はデジタル回路で構成されているサーボ目標値に対す
る第1の補償回路、同じく20の部分はアナログ回路で構
成されているアクチュエータの機械的な伝達特性に対す
る第2の補償回路である。 第1の補償回路10は加算回路11と,サーボエラー信号
をサンプル化してデジタル信号に変換するA/D変換器12
と、スピンドルモータ等の回転周期に比例するクロック
信号FGによって駆動されるシフトレジスタ13,D/A変換器
14,及び係数回路15によって構成されている。 16はディスク制御目標値Xreffと,アクチュエータの
制御量xの比較を行い、トラッキングエラー信号TEを出
力する比較器、17はローパスフィルタ、18は係数回路を
示す。 第2の補償回路20にはアクチュエータの機械的な応答
特性を補償するために低域の位相おくれ補償を行う演算
増幅器21,高域で位相の進み補償を行う2段の演算増幅
器22,23が設けられており、これらの位相補償はアクチ
ュエータの伝達要素30の応答特性によって所定のサーボ
帯域内でサーボ特性が安定になるように設定されるもの
である。 本発明の一実施例を示すトラッキングサーボ回路は、
比較器16から出力されるトラッキングエラー信号TEを、
デジタル回路で形成されている第1の補償回路10,及び
アナログ回路で形成されている第2の補償回路20に分配
するようになされている。 加算器11,A/D変換器12,シフトレジスタ13,D/A変換器1
4からなる閉ループにはディスクの回転周期Lで一巡す
るような遅延量がクロック信号FGによって与えられる。
したがって、その伝達関数G(s)は とされ、第2図(a)に示すように、ディスクの回転角
速度ωが となる点で、ピーク点を有し、高域側でそのピーク点が
低くなるクシ型のバンドパスフィルタを構成する。 したがって、この第1の補償回路10はディスクの回転
周期Lを基本波ω0とする偏心エラー成分及び偏心エラ
ーの高調波成分に対して、高い伝達ゲインを有する伝達
要素となり、このサーボループによってディスクの偏心
に基づくトラッキングエラーに対して定常偏差の少ない
制御を行わせることができる。 なお、係数回路15はその伝達ゲインK0を1以下に設定
し、ピーク点の減衰量を設定するものである。 また、演算増幅器21,22,23からなる第2の補償回路20
は、一般に2次系の伝達関数 で示されるアクチュエータの伝達要素30の位相補償を行
うものであって、その伝達特性は、例えば第2図(b)
に示すように、主に外乱成分に対してアクチュエータが
有効な応答特性を示すように設定される。 したがって、この回路はアクチュエータの機械的な伝
達特性によって一義的に設定され、高域の周波数成分が
含まれるアナログ回路で容易に形成することができる。 なお、係数回路18,24は偏心成分に対するサーボ利得
と,外乱成分に対するサーボ利得の割合を適当に設定
し、加算器19を介してアクチュエータに供給することに
より、このサーボ回路の全体のサーボ特性を決定するも
のである。 以上はトラッキングサーボを実施例としたが、回転記
録媒体に対するサーボ回路は、目標値の大部分が偏心成
分とみなされるから、このようなサーボ回路はフォーカ
スサーボ,スピンドルサーボ等にも有用である。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の回転記録媒体に対する
サーボ回路は、サーボエラー信号をデジタル信号に変換
するとともに、このデジタル信号をシフトレジスタに供
給し、このシフトレジスタを回転記録媒体の回転周期に
対応して駆動させる手段を備えたデジタル回路により回
転記録媒体に対する偏心成分に対して高いループゲイン
を設定することができるサーボ系が構成され、アナログ
回路によってアクチュエータの応答特性の補償に対する
サーボ回路を構成しているから、偏心に対して定常偏差
を抑圧し、かつ、外乱に対しても高い応答性を示すサー
ボ回路が構築できるという効果がある。 また、このようなサーボ回路の設計及び調整が容易に
なるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回転記録媒体に対するサーボ回路の一
実施例を示すブロック図、第2図(a),(b)は第1
の補償回路,及び第2の補償回路の周波数応答特性を示
すデータ図、第3図は本発明の先行技術の一部分を示す
回路図である。 図中、10はデジタル回路からなる第1の補償回路、20は
アナログ回路からなる第2の補償回路、30はアクチュエ
ータの伝達要素、Xreffは制御目標値、xは制御量を示
す。
実施例を示すブロック図、第2図(a),(b)は第1
の補償回路,及び第2の補償回路の周波数応答特性を示
すデータ図、第3図は本発明の先行技術の一部分を示す
回路図である。 図中、10はデジタル回路からなる第1の補償回路、20は
アナログ回路からなる第2の補償回路、30はアクチュエ
ータの伝達要素、Xreffは制御目標値、xは制御量を示
す。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.回転記録媒体に対して情報を記録、または情報の読
み出しを行うアクチュエータと、上記情報の記録または
読み出しの際に出力されるサーボエラー信号に基づいて
上記アクチュエータの目標値追従制御を行うサーボ回路
において、 上記サーボエラー信号をデジタル信号に変換し、そのデ
ータをシフトレジスタに供給すると共に、該シフトレジ
スタを上記回転記録媒体の回転周期に対応するクロック
信号によって動作させ、かつ、帰還量が1以下に設定さ
れている帰還回路を設けて、上記回転記録媒体の偏心周
波数の低域側の周波数になるほど高いピークゲインを与
える櫛形のフイルタ特性を有するデジタル回路により構
成された第1の補償回路と、 上記アクチュエータの機械的な応答特性を補償するため
に、所定の周波数帯域における位相補償を行うアナログ
回路で構成された第2の補償回路と、 を備え、 上記第1の補償回路の出力をローパスフイルタを介して
上記第2の補償回路の出力と共に、上記アクチュエータ
に与えることによりサーボループを構成することを特徴
する回転記録媒体に対するサーボ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62029541A JP2757357B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 回転記録媒体に対するサーボ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62029541A JP2757357B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 回転記録媒体に対するサーボ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63198104A JPS63198104A (ja) | 1988-08-16 |
JP2757357B2 true JP2757357B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=12278973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62029541A Expired - Fee Related JP2757357B2 (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 回転記録媒体に対するサーボ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2757357B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101120843B1 (ko) * | 2007-10-30 | 2012-03-16 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 디스크 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5665211A (en) * | 1979-11-02 | 1981-06-02 | Nec Corp | Positioning control unit |
JPS606574A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-14 | 三菱電機株式会社 | エレベ−タの速度制御装置 |
JPS606573A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-14 | 三菱電機株式会社 | エレベ−タの速度制御装置 |
JPS62124683A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Seiko Epson Corp | 磁気デイスク装置 |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62029541A patent/JP2757357B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101120843B1 (ko) * | 2007-10-30 | 2012-03-16 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 디스크 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63198104A (ja) | 1988-08-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |