KR950012244B1

KR950012244B1 - 스핀들 서보장치

Info

Publication number: KR950012244B1
Application number: KR1019930017893A
Authority: KR
Inventors: 이윤희
Original assignee: 삼성전자주식회사; 김광호
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-10-16
Also published as: KR950009651A

Abstract

내용 없음.

Description

스핀들 서보장치

제1도는 종래의 아날로그 방식에 의한 스핀들 서보장치의 장치의 구성도.

제2도는 본 발명의 디지털 방식에 의한 스핀들 서보장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : A/D 변환부 15 : 필터

20 : D/A 변환부 35 : 구동부

본 발명은 광디스크 플레이어용 서보장치에 관한 것으로, 특히 디지털 방식에 의한 컴팩트 디스크 플레이어용 스핀들 서보장치에 관한 것이다.

컴팩트 디스크 플레이어(Compact Disc Player : 이하 CDP라 함) 등과 같은 장치는 여러가지 서보가 요구된다. 스핀들 서보(Spindle Servo)란 정확한 신호재생을 위하여 컴팩트 디스크에 회전동력을 제공하는 스핀들 모터의 회전속도를 제어하는 것을 말한다. 음성신호는 프레임 동기신호에 의해 프레임 단위별로 구분되어 컴팩트 디스크에 기록된다. 따라서 정확한 신호재생을 위해서는 프레임 동기신호를 분리하여 이것을 내부의 수정발진기에서 얻어진 기준신호와 비교하여 위상오차와 속도오차를 검출하고 적당한 혼합비로 합성하여 제어신호를 만들어내는 스핀들 모터의 서보가 필요하다.

그런데 종래에는 스핀들 서보가 아날로그 방식으로 구현되므로서 여러 가지 불합리한 측면이 존재했었다. 이하에서는 첨부한 제2도를 참조하여 종래의 아날로그 방식에 의한 스핀들 서보에 관한 문제점을 설명하기로 한다.

종래의 아날로그 방식에 의한 스핀들 서보장치의 주요 구성은 제2도에 도시된 바와 같이 전단필터(45), 스핀들 루프 온/오프용 증폭기(50), 스핀들 루프 보상용 능동필터(55), 이득증폭기(60) 및 스핀들 모터 구동부(65)로 이루어 진다.

제2도와 같은 구성을 갖는 스핀들 서보장치의 동작 개시는 'MON'신호에 의해 제어된다. 즉, 'MON'신호가 '하이'이면 스핀들 루프의 동작이 개시된다. 스핀들 모터(도시되지 않음)가 회전을 개시한 초기 단계에서는 'MDP' 입력단(70)에는 속도오차가 인가되고, 'MDS' 입력단(72)은 하이 임피던스, 'FSW' 입력단(74)은 '로우'가 되어 전단필터(45)의 컷오프 주파수 fo가 낮은 값으로 바뀌어 필터가 강화된다. 그 결과 인가되는 속도오차신호중 고주파성분의 통과를 제한한다. 속도오차만을 인가받는 것은 회전을 개시한 초기 단계에서는 회전속도가 인정되지 않았으므로 위상제어는 의미가 없기 때문이다. 아울러 필터를 강화시키는 것은 속도오차신호가 펄스폭변조(PWM)신호로 인가되므로 이를 필터링하여 회전속도의 급변을 방지하기 위함이다. 스핀들 모터의 회전이 안정되어 정밀한 서보가 필요한 단계에서는 'MDP' 입력단(70)에서 위상오차가, 'MDP' 입력단(72)에서는 속도오차가 인가되며, 'FSW' 입력단(74)에는 하이 임피던스가 발생되어 고주파성분의 오차량까지 충분히 피드백시켜 정밀한 서보를 가능케 한다. 전단필터(45)에서 필터링된 오차신호는 스핀들 루프 보상용 능동필터(55)와 이득증폭기(60) 및 스핀들 모터 구동부(65)에서 일정한 처리를 거치므로써 최종적인 스핀들 모터 구동신호로 변환된다.

그런데 제2도에서와 같이 스핀들 루프 온/오프용 증폭기(50), 스핀들 루프 보상용 능동필터(55), 이득증폭기(60)는 아날로그 방식으로 구현된 것인 바, 종래의 스핀들 서보장치는 여러개의 연산증폭기, 저항 및 커패시터로 구성되어 회로가 복잡해지며 레이아웃 사이즈도 크게 차지할 뿐만 아니라 각 부품의 제조공정에 따라서 특성이 변하기도 하는 등의 문제점이 있었다.

이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 스핀들 서보의 대부분을 디지털신호처리(DSP) 소프트웨어로 처리가능한 디지털 방식의 스핀들 서보장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 검출된 스핀들 모터의 속도오차 및 위상오차가 반영된 펄스폭변조(PWM)신호를 인가받아 일정한 제어를 가하여 스핀들 모터의 구동신호를 출력하는 스핀들 서보장치에 있어서; 상기 펄스폭변조신호를 인가받아 스핀들모터의 속도안정 전에는 상기 펄스폭변조신호중 고주파성분의 오차신호의 통과를 제한하고, 속도안정 후에는 상기의 제한을 해제하여 고주파성분의 오차신호까지 통과시키는 제1필터; 상기 제1필터에서 필터링된 아날로그 오차신호를 디지털 오차신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환기; 상기 아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 디지털 오차신호를 디지털 필터링하는 제2필터; 상기 제2필터에서 출력되는 디지털신호를 아날로그 신호로 변환시켜 스핀들 모터의 구동부로 출력하는 디지털/아날로그 변환기를 구비함을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

제1도는 본 발명의 디지털 방식에 의한 스핀들 서보장치의 구성도이다.

제1필터(10)는 'MDP', 'MDS', 'FSW'의 세개의 입력단(38,40,42)을 갖는다. 제1필터(10)의 출력단은 아날로그/디지털 변환기(12)의 입력단에 연결되고, 제2필터(15)의 입력단은 아날로그/디지털 변환기(12)의 출력단에 연결되며, 제2필터(15)의 출력단은 디지털/아날로그 변환기(20)의 입력단에 연결되며, 제2필터(15)의 출력단은 디지털/아날로그 변환기(20)의 입력단에 연결되며, 디지털/아날로그 변환기(20)의 출력단은 저역필터(R6,C3)에 연결하고 저역필터의 출력단은 스핀들 모터 구동부(35)에 연결한다. 아울러 제2필터(15)에는 스핀들 모터의 구동을 제어하는 신가가 인가되는 'MON' 입력단(44)이 연결된다.

제1필터(10)에 인가되는 오차신호 즉, 속도오차 또는 위상오차신호는 PWM형태의 신호이다. 상기 오차 신호는 수정발진기(도시되지 않음)에서 만들어진 기준수평동기신호(재생 음성신호의 신간축 기준이 된다)와 재생 음성신호에서 분리한 프레임 동기신호(시간축 변동을 갖고 있다)를 위상비교기(도시되지 않음)에서 비교하여 위상오차신호를 생성하고, 프레임 동기신호를 속도검출기(도시되지 않음)에 가하여 속도오차신호를 생성한다. 이들 양 오차신호를 입력신호로 하여 아래와 같이 일정한 제어를 하여 스핀들 모터의 구동신호를 얻는다.

먼저, 'MON' 입력단(44)에 인가되는 제어신호 '하이'이면 스핀들 서보가 시작된다. 스핀들 모터(도시되지 않음)가 회전을 개시한 초기 단계에서는 'MDP' 입력단(38)에는 속도오차가 인가되고, 'MDS' 입력단(40)은 하이 임피던스, 'FSW' 입력단(42)은 '로우'가 되어 제1필터(10)의 컷오프 주파수 f_o의 값은 낮은 값으로 변한다. 따라서 이 경우 상기 제1필터(10)에서 출력되는 오차신호에는 고주파성분이 포함되지 않게 된다. 고주파성분이 제거된 오차신호는 디지털처리를 위하여 아날로그/디지털 변환기(12)에서 디지털 형태의 오차신호로 변환된다.

한편 일정시간이 경과한 후 스핀들 모터의 과도상태가 지나면 이때부터 위상제어와 속도제어를 실행하게 된다. 이 경우에는 'MDP' 입력단(38)에서는 위상오차신호가, 'MOS' 입력단(40)에서는 속도오차신호가 각각 입력되며, 'FSW' 입력단(42)은 하이 임피던스가 되어 상기 제1필터(10)의 컷오프 주파수 f_o의 값은 초기단계와는 반대로 올라간다. 따라서 오차신호에 포함된 고주파성분까지 통과시켜 주므로써 보다 정밀한 제어가 가능하다.

제1필터(10)에서 출력된 오차신호는 아날로그/디지털 변환기(12)에 인가되어 디지털신호로 변환된다. 디지털값으로 변환된 오차신호는 디지털신호처리(DSP) 소프트웨어로 만들어진 제2필터(15)에서 필터링된 후 역시 디지털신호처리(DSP) 소프트웨어로 만들어진 방식의 디지털/아날로그 변환기(20)를 통해 구동부(35)로 출력된다.

그런데, 이상과 같은 스핀들 서보용 회로를 별도로 구성할 수 있으나, 다음과 같이 다른 서보용 수단의 일부를 공유하면 소요부품의 절약 및 레이아웃 사이즈의 감소도 가능하다.

즉, CDP용 서보에는 스핀들 서보 뿐만 아니라 포커스 서보(Focus Servo) 및 트래킹 서보(Tracking Servo)도 필요하며, 제1도에서 처럼 포커스 서보나 트래킹 서보용 IC(30)는 아날로그/디지털 변환기와 디지털신호처리(DSP) 수단(25)을 포함하며, 이들 수단을 상기 양 서보에 이용하여 디지털신호프로세서(DSP)로 처리하고 있다.

그런데, 포커스 서보나 트래킹 서보에 상기 아날로그/디지털 변환기나 디지털신호처리(DSP) 수단이 계속적으로 사용되는 것은 아니고 1/(88.2*10³)의 주기마다 펄스신호를 처리하면 되므로 그 중간에 상기 아날로그/디지털 변환기나 디지털신호 프로세서(DSP) 수단을 스핀들 서보용으로 사용할 수 있다. 즉 시분할하여 사용이 가능한 것이다.

따라서 본 발명은 스핀들 서보를 디지털화 하므로써, 서보장치에 필요한 구성수단(연산증폭기 6개, 저항 및 커패시터 등)을 줄일 수 있으며, 그 결과 서보장치가 차지하는 면적을 감소시킬 수 있으며, 디지털 방식으로 처리되므로 구성수단의 제조공정에 따른 특성변화를 거의 무시할 수 있으며, 필터의 특성계수의 조정만으로도 서보의 이득조정이 간단하게 실현될 수 있는 효과가 있다.

Claims

검출된 스핀들 모터의 속도오차 및 위상오차가 반영된 펄스폭변조(PWM)신호를 인가받아 일정한 제어를 가하여 스핀들 모터의 구동신호를 출력하는 스핀들 서보장치에 있어서; 상기 펄스폭변조신호를 인가받아 스핀들모터의 속도안정 전에는 상기 펄스폭변조신호중 고주파성분의 오차신호의 통과를 제한하고, 속도 안정 후에는 상기의 제한을 해제하여 고주파성분의 오차신호까지 통과시키는 제1필터; 상기 제1필터에서 필터링된 아날로그 오차신호를 디지털 오차신호로 변환시키는 아날로그 : 디지털 변환기 : 상기 아날로그/디지털 변환기에서 출력되는 디지털 오차신호를 디지털 필터링하는 제2필터; 상기 제2필터에서 출력되는 디지털신호를 아날로그 신호로 변환시켜 스핀들 모터의 구동부로 출력하는 디지털/아날로그 변환기를 구비하여 디지털 방식으로 스핀들 서보를 구현함을 특징으로 하는 스핀들 서보장치.