KR100267224B1 - 최대배속재생회전서보장치및방법 - Google Patents

Abstract

광디스크 재생 시스템의 광대역 PLL(Phase Locked Loop)에 대응하는 최대 배속 재생 회전 서보장치에 관한 것으로, 광디스크를 회전시키기 위한 모터와, 상기 광디스크의 데이터를 읽어내는 광픽업과, 상기 광픽업에서 출력된 신호에서 동기신호를 발생하는 동기신호 발생부를 구비한 광티스크 서보장치에 있어서, 현재 디스크 재생위치에 대한 PLL의 록킹 범위가 허용하는 최대 배속의 클럭을 발생하는 최대 배속클럭 발생부와, 상기 동기신호 발생부에서 발생된 동기신호와 최재 배속 클럭 발생부에서 발생된 신호의 주파수 오차를 검출하여 상기 모터를 제어하는 서보제어부로 구성되어 PLL의 록킹 범위가 허용하는 최대 배속으로 디스크를 재생시킬 수 있을 뿐만아니라 PLL의 록킹 범위에 의존하여 어떠한 배속으로도 디스크를 재생시킬 수 있어 가장 빠른 데이터 억세스 시간을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

최대 배속 재생 회전 서보장치 및 방법{servo apparatus and method for rotating playback with maximum multiple speed}

본 발명은 광디스크 재생 시스템에 관한 것으로 특히, 광대역 PLL(Phase Locked Loop)에 대응하는 최대 배속 재생 회전 서보장치에 관한 것이다.

일반적으로 콤팩트 디스크(Compact Disk ;이하, CD라 함) 또는 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk ; 이하, DVD라 함)등과 같은 광디스크는 정보 기록면에 트랙방향으로 형성된 일련의 피트에 의해 정보를 기록하고 있다.

다시말하여, 광디스크는 피트의 길이 및 피트 간의 간격으로 정보를 기록하고 있다.

이는 피트의 길이 및 피트 간의 간격이 기록되는 정보에 따라 CD인 경우 3T~11T 사이이고, DVD인 경우 3T~14T 사이의 길이를 가진다.

그리고, 이와 같이 피트의 길이 및 피트간의 간격에 의해서 표현되는 정보신호는 레이저광과 같은 단일파장의 광원에 의해 광디스크의 기록면이 조사된 뒤에 이로부터 반사되어 나오는 광량을 이용하여 얻게 된다.

이를 상세히 설명하면 레이저광이 피트가 없는 기록면에 조사할 경우 대부분의 조사된 광이 기록 면에 의해 반사되어 많은 양의 반사광이 발생되고, 레이저광이 피트부분에 조사될 경우에는 간섭효과로 인하여 적은 양의 반사광만이 발생하게 된다. 이때, 상기 반사광은 픽업장치에 의해서 전기적인 신호로 변환되어 독취신호가 된다.

도 1은 종래기술에 따른 광디스크 재생 회전 서보장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 도 1에 도시된 광디스크 재생 회전 서보장치는 광디스크(10)의 회전을 위한 동력을 발생시키는 스핀들 모터(11)와, 상기 광디스크(10)로 광빔을 주사하여 반사되는 광을 전기적 신호로 변환하여 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)신호로 출력하는 광픽업(12)과, 상기 광픽업(12)에서 출력된 EFM 신호에서 동기신호인 WFCK(Write Frame Clock)를 발생하는 동기신호 발생부(13)와, 일정 클럭을 발진하는 수정 발진자(14)와, 수정 발진자(14)에서 출력된 주파수를 분할한 RFCK(Read Frame Clock) 출력하는 분주기(15)와, 동기신호 발생부(13)에서 발생된 WFCK과 분주기(15)에서 출력된 RFCK의 위상을 비교하여 두 클럭의 위상 오차를 출력하는 위상 오차 검출부(16)와, 동기신호 발생부(13)에서 발생된 WFCK과 분주기(15)에서 출력된 RFCK의 주파수를 비교하여 두 클럭의 주파수 오차를 출력하는 주파수 오차 검출부(17)와, 위상 오차 검출부(16)에서 출력된 위상 오차와 주파수 오차 검출부(17)에서 출력된 주파수 오차를 가산하는 가산기(18)와, 가산기(18)에서 가산된 값을 저역통과 필터링하는 LPF(Low Pass Filter)(19)와, LPF(19)에서 필터링된 신호를 이용하여 상기 시핀들 모터(11)를 구동하는 구동부(20)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래기술에 따른 광디스크 재생 회전 서보장치는 광디스크에 정보를 기록하는 방식은 트랙의 위치에 따라 광디스크(10)의 회전속도가 변화되면서 일정 비트율로 정보를 기록하는CLV(Constant Linear Velocity) 방식을 이용한다.

그러므로 광 디스크(10)에 정보를 쓸 때 일정 선속도와 주파수가 일정한 수정 발진기(14)의 클럭으로써 써넣기때문에 읽을 때에도 일정 수정 발진기(14) 클럭과 일정 선속도를 사용하여 정상재생이 가능하다.

상기와 같은 종래의 광디스크 재생 회전 서보장치의 동작을 살펴보면 먼저, 광픽업(12)은 스핀들 모터(11)에 의해서 회전되는 광디스크(10)로 광빔을 주사하여 광디스크(10)로부터 반사되는 광을 전기적 신호로 변환 및 등화하여 EFM 신호를 동기 신호 발생부(13)로 출력한다.

동기 신호 발생부(13)는 입력된 EFM 신호에서 동기신호(WFCK)를 발생하고, 분주기(15)는 수정 발진기(14)에서 일정하게 출력되는 클럭을 분주하여 RFCK를 발생한다.

또한, 위상 오차 검출부(16)는 상기 동기신호 발생부(13)에서 출력된 WFCK와 분주기(15)에서 출력된 RFCK을 각각 입력받아 위상을 비교하여 일정 선속도의 오차가되는 위상 오차를 가산기(18)로 출력한다.

그리고, 주파수 오차 검출부(17)는 상기 동기신호 발생부(13)에서 출력된 WFCK와 분주기(15)에서 출력된 RFCK을 각각 입력받아 주파수를 비교하여 주파수오차를 가산기(18)로 출력한다.

상기 주파수 오차는 위상 오차가 180°가 될 때 회전 서보계가 불안정 상태에 놓이게 되는 것을 방지하기 위해 존재한다.

상기 가산기(18)는 위상 오차 및 주파수 오차를 가산하여 LPF(19)로 출력하고, LPF(19)는 가산된 오차를 저역 통과 필터링하여 스핀들 모터(11)를 구동하는 구동부(20)로 출력한다.

즉, 종래의 광디스크 재생 회전 서보장치는 동기신호 WFCK와 RFCK의 오차 및 주파수 오차를 검출 후 일정 선속도를 제어하여 디스크의 정상 재생을 가능하도록 한 것이다.

종래기술에 따른 광디스크 재생 회전 서보장치는 동기신호 WFCK가 일정 주파수를 유지해야만 디스크의 재생이 가능하므로 일정 선속도 제어가 필요하고, 이 일정 선속도까지 스핀들 모터를 가속하기 위해서는 일정시간이 필요한데 이 일정시간 동안에는 디스크 정상 재생이 불가능한 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 광대역 PLL의 대응하여 최대 회전 속도로 디스크 정보를 읽을 수 있는 최대 배속 재생 회전 서보장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 광디스크 재생 회전 서보장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

도 2는 본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치의 구성을 설명하기 위한 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 광디스크 21 : 스핀들 모터

22 : 광픽업 23 : 동기 발생부

24 : 수정 발진기 25 : 마이콤

26 : 1/M 분주기 27 : 1/N 분주기

28 : 위상 비교부 29 : VCO

30 : 분주기 31 : 주파수 오차 검출부

32 : LPF 33 : 구동부

본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치의 특징은 최대 배속클럭 발생부가 현재 디스크 재생위치에 대한 PLL의 록킹 범위가 허용하는 최대 배속의 클럭을 발생하고, 서보 제어부는 디스크를 픽업한 신호의 동기신호와 상기 최대 배속

클럭 발생부에서 발생된 신호의 주파수 오차를 검출하여 디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터를 제어함에 있다.

또한, 본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보방법의 특징은 현재 디스크 재생위치에 대한 PLL의 록킹 범위가 허용하는 최대 배속의 클럭을 발생시키고, 디스크에서 픽업된 신호에 대한 동기신호와 상기 발생된 최대 배속 클럭의 주파수 오차를 검출하여 광디스크의 회전을 제어함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 최대 배속 재생 회전 서보장치는 광디스크(201)의 회전을 위한 동력을 발생시키는 스핀들 모터(21)와, 상기 광디스크(201)로 광빔을 주사하여 반사되는 광을 전기적 신호로 변환하여 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation) 신호로 출력하는 광픽업(22)과, 상기 광픽업(22)에서 출력된 EFM 신호에서 동기신호인 WFCK(Write Frame Clock)를 발생하는 동기신호 발생부(23)와, 일정 클럭을 발진하는 수정 발진자(24)와, 광디스크(201)의 각 트랙에 대한 배속정보를 출력해 주는 마이콤(25)과, 수정 발진자(24)에서 발진된 일정 주파수를 마이콤(25)에서 출력된 배속정보에 따른 M으로 분주하는 1/M 분주기(26)와, 입력되는 클럭을 마이콤(25)에서 출력된 배속장보에 따른 N으로 분주하는 1/N 분주기(27)와, 1/N 분주기(26)와 1/N 분주기(27)에서 출력된 클럭의 위상을 비교하여 위상차를 출력하는 위상 비교부(28)와, 위상 비교부(28)에서 출력된 위상차에 대한 전압에 따른 클럭을 1/N 분주기(27)로 출력하는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)(29)와, VCO(29)에서 출력된 클럭을 분주하여 출력하는 분주기(30)와, 분주기(30)에서 출력된 분주신호에 따라 동기 발생부(23)에서 출력되는 WFCK과 VCO(29)에서 출력되는 클럭의 주파수를 이용하여 WFCK의 주파수를 검출하는 주파수 오차 검출부(31)와, 주파수 오차 검출부(31)에서 검출된 주파수 오차를 저역통과 필터링하는 LPF(Low Pass Filter)(32)와, LPF(32)에서 필터링된 신호를 이용하여 상기 스핀들 모터(21)를 구동하는 구동부(33)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치의 동작을 설명하기 전에 광디스크에 정보를 기록하는 방식을 설명하면 다음과 같다.

광디스크에 정보를 기록하는 방식에는 광디스크의 회전속도를 일정하게 유지하면서 일정한 비트율로 정보를 기록하고, 광디스크의 외주 트랙과 내주 트랙의 구별이 없이 동일한 회전 속도로 데이터를 재생할 수 있는 CAV(Constant Angular Velocity) 방식과, 트랙의 취치에 따라 광디스크의 횐전속도가 변환되면서 일정한 비트율로 정보를 기록하여 내주 트랙방향으로 갈수록 회전속도가 빨라지게 됨으로써 선속도가 일정한 상태에서 정보의 기록이 이루어지는 CLV(CLV : Constant Linear Velocity) 방식이 있다.

상기 CLV 방식으로 정보가 기록되어 있는 광디스크를 재생하기 위해서는 광디스크의 내주 트랙과 외주 트랙에서의 회전속도가 달라야 한다. 이는 일정한 선속도를 유지하기 위한 것으로, 외주 트랙에서보다내주 트랙에서의 회전속도가 빨라야함을 의미한다.

예를들면, 컴팩트 디스크의 경우 표준속도로 데이터를 재생할 때 재생장치에서 광디스크를 회전시키는 속도는 최내주 트랙에서는 약 500rpm이고, 최외주 트랙에서는 약 200rpm으로 서 광디스크의 재생위치에 따라 회전 속도가 바뀌게 된다.

최근에는 CD-ROM 디스크의 경우 데이터를 표준보다 4배, 8배, 10배, 12배, 16배, 20배, 24배 등의 고배속으로 재생하고, DVD-ROM의 경우 표준보다 2배, 3배, 4배 등의 고배속으로 재생하기 위한 기술이 개발되고 있다.

예를들어 CLV 방식을 사용하는 10배속 CD-ROM 디스크의 경우, 10배속(1500KB/Sec)으로 일정하게 데이터를 읽어내기 위해서는 광디스크의 최내주 트랙에서는 약 5000rpm으로, 최외주 트랙에서는 약 2000rpm으로 광디스크을 회전시켜야 한다.

이때, 광디스크의 최외주 트랙에서 데이터를 재생시키다가 최내주 트랙의 데이터를 재생하기 위해 광디스크의 최외주 트랙으로부터 최내주 트랙방향으로 픽업이 이동하게 되면, 광디스크의 회전속도를 2000rpm에서 5000rpm으로 올려주어야 한다.

그런데 상기 광디스크를 목표 회전수인 5000rpm까지 올리기까지는 상당한 시간 소요됨과 아울러 이 시간 동안에는 데이터를 읽을 수가 없다.

이는 상기 회전속도를 가속시키는 상태에서는 광디스크의 회전속도가 기준속도보다 느린 상태이므로, 정확한 재생신호의 동기 펄스를 검출하는 PLL(Phase Locked Loop)의 범위를 벗어나 데이터를 읽을 수 없음을 의미한다.

이를 해결코자 최근에는 광대역 PLL 방법을 이용하여 디스크의 회전속도가 기준속도보다 느리거나 빠를 경우 PLL을 록(look)할 수 있게 되었다.

이와 같은 광대역 PLL 방법을 이용하는 본 발명의 최대 배속 재생 회전 서보장치의 동작을 설명하면 먼저, 광픽업(22)은 광디스크(201)에서 디스크 정보인 EFM신호를 출력하고, 동기 발생부(23)는 EFM 신로를 입력받아 동기신호인 WFCK를 출력한다.

한편, 1/M 분주기(26)는 수정 발진기(24)에서 발생된 클럭을 1/M로 분주하여 위상 비교부(28)로 출력하고, 1/N 분주기(27)는 VCO(29)에서 발진된 클럭을 1/N로 분주하여 위상 비교부(28)로 출력한다.

위상 비교부(28)는 상기 1/N 및 1/M으로 분주된 신호의 위상을 비교하여 VCO(29)에 위상 에러를 출력하고, VCO(29)는 이 위상 에러에 따라 클럭을 출력한다.

여기서, 수정 발진기(24)의 1/M 분주기(26)와 VCO(29)의 1/N 분주기(27)의 N및 M은 마이콤(25)에서 결정한다.

상기 N 및 M은 마이콤(25)에서 현재 트랙에 대한 배속정보 즉, 광대역 PLL의 록킹 범위의 정보를 이용하여 PLL의 록킹 범위내의 최대 배속에 해당하는 값들로 결정한다.

그리고, VCO(29)에서 출력된 클럭을 분주기(30)를 통해 분주하여 주파수 오차 검출부(31)로 출력한다.

주파수 오차 검출부(31)는 동기 발생부(23)에서 검출된 WFCK 신호와 VCO(29)에서 출력된 클럭과 분주기(30)에서 출력된 분주된 클럭을 입력하여 동기 발생부(23)에서 검출된 WFCK 신호의 주파수 오차를 LPF(32)로 출력한다.

LPF(32)는 주파수 오차 검출부(31)에서 검출된 WFCK 신호의 주파수 오차를 저역통과 필터링하고, 구동부(33)는 이 필터링된 신호에 따라 스핀들 모터(21)를 제어한다.

이와 같은 동작을 상세히 설명하면, VCO(29)에서 출력된 클럭의 주파수를 fsysclk라고 하고, 수정 발진기(24)에서 출력된 클럭의 주파수를 fxtal라고 한다면 fsysclk는 (N/M)*fxtal가 되며, 상기 fsysclk를 결정하는 N과 M은 마이콤(25)에서 광대역 PLL의 록킹 범위의 정보를 이용하여 PLL의 록킹 범위내의 최대 배속에 해당하는 값들로 설정한다.

만약, PLL의 록킹 범위가 8배속의 +50%라면 최대 12배속으로 디스크를회전시 켜도 디스크의 정상 재생이 가능하다.

그리고, 디스크 회전의 관성 등을 고려하여 10%정도의 여유를 둔다면 11배속의 재생이 가능하다.

따라서, 수정 발진기(24)의 주파수가 8배속 기준으로 34MHz라면 11배속은 마이콤(25)의 M과 N값을 각각 8과 11로 설정하여 (11/8)*34=46.8MHz를 fsysclkFMF 생성한다.

주파수 오차 검출부(31)는 동기 발생부(23)에서 출력된 동기신호 WFCK의 한주기를 VCO(29)에 출력된 fsysclk가 46.8MHz인 클럭으로 카운트한 값과 CD 규격에서 한프레임에 해당하는 기준이 되는 579개의 클럭과 비교하여 이 결과를 WFCK의 주파수오차로 출력한다.

주파수 오차 검출부(31)에서 검출된 주파수 오차는 스핀들 모터(21)의 일정선속도를 유지하게 한다.

즉, 본 발명의 최대 배속 재생 회전 서보장치 및 방법은 광대역 PLL에 대응하도록 회전 서보를 최대 배속까지 제어하여 최대 속도로 디스크의 정보를 읽을 수 있다.

본 발명에 따른 최대 배속 재생 회전 서보장치 및 방법은 광대역 PLL에 대응하는 CLV로써 일정 수정발진을 사용하는 신호에 VCO를 이용하고 마이콤이 변수들을 설정하여 PLL의 록킹 범위가 허용하는 최대 배속으로 디스크를 재생시킬수 있을 뿐만아니라 PLL의 록킹 범위에 의존하여 어떠한 배속으로도 디스크를 재생시킬 수 있어 가장 빠른 데이터 억세스 시간을 얻을 수 있고 각 트랙마다 선속도를 달리하므로 CAV 제어도 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기록매체로부터 재생되는 신호의 재생동기신호를 검출하는 재생동기 신호 검출부와,

   상기 재생신호를 독출하기 위한 기준신호를 발생시키기 위한 기준신호 발생부와,

   상기 기준신호 발생부로부터 출력되는 기준신호의 주파수를 현재 재생위치에 서의 트랙점프시 목표 위치에서의 재생신호와 기준신호의 신속한 동기를 위하여 상기 기준신호 주파수를 소정값으로 분주하는 분주기와,

   상기 분주기를 통해 분주된 기준신호와 상기 재생동기신호를 비교하여 이에 따라 기록매체를 회전시키기 위한 모터를 제어하는 서보 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 회전서보 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소정값은

   상기 기준신호의 주파수가 현재 재생위치에 대응한 PLL의 록킹범위 내에서 최대값을 유지시키기 위한 값임을 특징으로 하는 회전제어 서보장치.
3. 기록매체로부터 재생되는 신호의 재생동기신호를 검출하는 단계,

   상기 재생신호를 독출하기 위한 기준신호를 발생시키는 단계,

   상기 기준신호 발생부로부터 출력되는 기준신호의 주파수를 현재 재생위치에 서의 트랙점프시 목표 위치에서의 재생신호와 기준신호의 신속한 동기를 위하여 상기 기준신호주파수를 소정값으로 분주하는 단계와,

   상기 분주기를 통해 분주된 기준신호와 상기 재생동기신호를 비교하여 이에 따라 기록매체를 회전 제어하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 회전서보 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 소정값은

   상기 기준신호의 주파수가 현재 재생위치에 대응한 PLL의 록킹범위 내에서 최대값을 유지시키기 위한 값임을 특징으로 하는 회전서보 제어방법.

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