光驱的倍频马达频率脉冲产生器信号产生方法及装置

摘要

本发明揭示一种光驱的倍频马达频率脉冲产生器信号产生方法及装置，该方法根据周期为t的参考信号来操作，包括下列步骤：接收一FG信号、一参考信号、以及一倍频数值，用以获得一理想倍频FG信号与其周期，其中理想倍频FG信号的周期介于Qt与(Q+1)t之间，且Q为整数；以及，根据参考信号与理想倍频FG信号产生一实际倍频FG信号；其中，实际倍频FG信号的脉冲周期可选择为Qt或者(Q+1)t，使得实际倍频FG信号与理想倍频FG信号的脉冲触发时间可小于t/2。本发明可解决公知光驱伺服控制系统中，定位误差过大，导致伺服控制单元的离心误差补偿效果不佳，将造成光驱较差的循轨和较差的伺服回路问题。

说明书

技术领域

本发明关于一种倍频马达频率脉冲产生器信号产生方法及装置，且特别关于应用于光驱伺服控制系统中的倍频马达频率脉冲产生器信号产生方法及装置。

背景技术

请参照图1，其所示为公知光驱伺服控制系统的示意图。该光驱伺服控制系统主要包含：一光读写头11、一主轴马达13、一光读写头驱动装置15、一主轴马达驱动装置17、以及一伺服控制单元19。首先，通过光读写头11输出的光信号，伺服控制单元19可通过光读写头驱动装置15来控制光读写头11进行聚焦、跳轨、锁轨(tracking on)及循轨(track following)的动作。此外，伺服控制单元19也可通过主轴马达驱动装置17来控制主轴马达13的旋转，而主轴马达13也会根据本身的转速，输出一马达频率脉冲产生器信号(Frequency generator signal，以下简称FG信号)并输出至伺服控制单元19，当伺服控制单元19接收到FG信号后，即可得知主轴马达13的转速并通过主轴马达驱动装置17来进行主轴马达13的转速控制。

请参照图2，其所示为光盘片上理想的轨道和实际的轨道的示意图。一般来说，理想的光盘片轨道20可视为正圆，但由于制造工艺误差，实际上的光盘片轨道21会呈现不规则的非正圆形，例如椭圆形，即称之为离心误差(Run-Out Error)。为了要精确的掌握光盘片的离心误差，并有效地进行离心误差的补偿使得光读写头11能准确的进行锁轨及循轨。光盘片在加载光驱之后在读取光盘片的数据前，必需先知道光盘片轨道的偏移轨迹，也即，先得知光盘片的离心误差，使得伺服控制单元19能根据离心误差提供光读写头11适当的偏移量用以补偿离心误差。也就是说，光驱在进行后续读写动作时，光驱会根据光盘片旋转的位置提供光读写头11适当的偏移量。因此，光驱无论是操作在高倍速或低倍速的定角速度(Constant AngularVelocity，CAV)时，均能精确的锁轨以及循轨。

一般来说，主轴马达13使用的传感器为霍尔传感器(Hall Sensor)，而三个传感器(U、V、W)之间的配置相差120度。因此，主轴马达13旋转时可产生如图3A所示的FG信号。而光驱的伺服控制单元19可利用FG信号来定位光盘片的旋转位置。也就是说，主轴马达13旋转一圈(revolution)的FG信号中包含3个脉冲(脉冲U、脉冲V、脉冲W)。此外，主轴马达13中的电路也可以根据FG信号进而产生如图3B所示的主轴马达同步信号(revolution0、1、2)。而如图3C所示为光盘片旋转位置与FG信号之间的关系。而伺服控制单元19可利用FG信号中所产生的3个脉冲来做光盘片轨道的定位。也就是说，利用FG信号中的3个脉冲可当作光盘片的定位点。

为了能够获得更多的定位点，使得光盘片的旋转位置能够更精确的被控制。公知利用倍频技术提高FG信号的频率，使得倍频FG信号包含更多的脉冲数量，以期能得到更多的定位点来精确地决定光盘片的旋转位置。一般来说，倍频FG信号的倍频数值可以根据实际状况设定在1至64倍之间。请参照图4A，其所示为倍频数值为3的三倍频FG信号的示意图。也就是说，主轴马达13在旋转一圈中，倍频FG信号包含9个脉冲(脉冲0、脉冲1、脉冲2、脉冲3、脉冲4、脉冲5、脉冲6、脉冲7、脉冲8)。而图4B为光盘片定位点与相对应脉冲之间的示意图。而伺服控制单元19可以根据倍频FG信号来得知光盘片的旋转位置并提供光读写头11适当的偏移来补偿离心误差。

然而，由于进行FG信号的倍频时需要利用一个频率较高的参考信号(Reference Clock)，并根据参考信号与FG信号之间的关系来产生倍频FG信号。若参考信号与FG信号的频率比率并非为整数倍数关系，因而会造成倍频FG信号的每个脉冲的周期并不相同，并导致光驱无法精确的补偿离心误差。例如，三倍频FG信号的9个脉冲的周期并不相同，使得光盘片上的9个定位点与实际的位置产生差异。

由于在数字电路执行倍频的过程中必须利用计数器以及参考信号来计算FG信号的周期，并将FG信号的周期除以倍频数值而获得倍频FG信号单一脉冲的周期。以三倍频FG信号为例，假设主轴马达13旋转一圈的时间为Trev，而参考信号会产生22个时钟(Clock)，而每个时钟的周期为t。则理想上，三倍频FG信号的9个脉冲的周期为也即如图5A所示。然而，在数字电路设计上很难实现非参考信号周期整数倍的信号，因此，公知倍频产生电路直接将余数舍去使得每个脉冲间隔仅相差2t，如图5B所示，如此一来，则会产生截断误差(truncation error)，使得实际倍频FG信号产生9个脉冲的时间小于主轴马达实际旋转一圈的周期Trev；或者如图5C，将余数任意差补于9个脉冲之间。如图所示，由于余数为4，因此前4个脉冲的周期较后5个脉冲的周期多一个频率周期(t)。通过插补之后，实际倍频FG信号产生9个脉冲的周期仍为Trev，与主轴马达13旋转一圈的时间相同，但由于前面4个脉冲周期将为3t，而后面5个脉冲周期将为2t。因此，会导致实际倍频FG信号脉冲产生的时间与光盘片上实际的旋转位置产生误差。最严重的情况会造成实际倍频FG信号与理想倍频FG信号的脉冲产生的时间点相差1t以上，使得离心误差补偿效果不佳。

请参照图6，其所示为上述三倍频FG信号与理想三倍频FG信号之间的比较关系。由图6可知，理想三倍频FG信号每个脉冲周期皆为而实际三倍频FG信号每个脉冲周期为2t或3t。因此，实际三倍频FG信号与理想的三倍频FG信号的脉冲触发时间误差最大可达到如此一来将造成实际三倍频FG信号的脉冲触发位置和理想三倍频FG信号的脉冲触发位置之间的误差过大，也就是定位点误差过大，导致伺服控制单元19的离心误差补偿效果不佳，将造成光驱较差的循轨(track following)和较差的伺服回路(servo loop)。这种状况在倍频数值大于30以上时更为明显。

由于光驱的定角速度(CAV)愈来愈快，伺服控制单元19必需利用更多的定位点来控制校正光读写头11的移动用以补偿离心误差，以蓝光光盘片来说，其定位点可能高达数十个，所以实际上所产生的定位误差可能高达好几个频率周期。因此，如何使光驱在任何定角速度下操作，使得实际倍频FG信号的脉冲触发位置和理想倍频FG信号的脉冲触发位置之间保持在一特定值内，将是本发明的主要目标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种光驱的倍频马达频率脉冲产生器信号产生方法，使得无论光驱在高转速定角速度下操作或低转速定角速度下操作，实际FG信号与理想FG信号的脉冲触发时间相差于一特定时间之内。

因此，本发明提出一种光驱伺服控制系统，包括：一光读写头，用来读取光盘片并产生一光信号；一主轴马达，通过控制而转动该光盘片，并输出一FG信号与一主轴马达同步信号；一倍频FG信号产生装置，可接收该FG信号、该主轴马达同步信号、一参考信号以及一倍频数值后产生一实际倍频FG信号；以及一伺服控制单元，控制该主轴马达以及该光读写头并根据该实际倍频FG信号进行该光盘片的离心补偿；其中，该倍频FG信号产生装置可根据该参考信号以及该倍频数值计算一理想倍频FG信号的周期，并使得该实际倍频FG信号与该理想倍频FG信号的脉冲触发时间点差距在半个参考信号周期之内。

根据所述的光驱伺服控制系统，其中该倍频马达频率脉冲产生器信号产生装置包括：一频率周期计算单元，用以根据该马达频率脉冲产生器信号与该参考信号计算该主轴马达旋转一圈时，该参考信号会产生M个频率，而根据该倍频数值计算该实际倍频马达频率脉冲产生器信号会产生N个脉冲，并进行的计算而获得(Q+R/N)，其中Q值为商数，而R值为余数；一余值寄存器，暂存并传送该R值；一定位调校单元，接收该主轴马达同步信号、该实际倍频马达频率脉冲产生器信号、该R值、以及该N值，计算一Rn值与一Pn值后输出该Pn值，其中，Rn＝Rn-1+R-N×Pn-1， $>>>Pn>=>[>|>2>\times >>>R>n>>N>>|>]>>,>$>