专利名称：高速光盘机的信号补偿装置与方法
技术领域：
本发明有关于一种数字信号的补偿方法，且特别是有关于一种可以应用于高转速存储媒体的数字信号的补偿方法。
背景技术：
随着多媒体计算机的发展，光盘驱动器已经是目前个人计算机的标准配备之一。为了能够快速处理大量的图像与声音信息，或其它数据等等，光盘驱动器的速度已经越来越快了。在光盘驱动器系统中，误差信号有包含光盘驱动器的电机的转频信号。当光盘驱动器速度越快，高速转频所产生的不良影响也就越大。因此，必须有适当的补偿方法对误差信号进行信号的补偿处理。
图1是表示一种聚焦与跟踪伺服(focus and track servo)系统的结构方块图。一般而言，聚焦与跟踪伺服系统结构包括光检测器(optical sensor)10、信号放大器(pre-amplifier)12、补偿器(compensator)14、功率放大器(power driver)16与致动器透镜模块(actuator & lens module)18。光检测器10在接收到聚焦误差(focus error，FE)信号与从光学读取头的透镜所反馈的透镜位置(lens position)信号后，便产生多个信号给信号放大器12。信号放大器12的输出信号再与盘片摆动与振动(disc wobble & vibration)信号相加后，输入至补偿器14。补偿器14在接收到信号后便进行信号的补偿，之后再将补偿后的信号输出给功率放大器16。功率放大器16把补偿的信号放大后，便传送给致动器与透镜模块18，藉以输出透镜位置信号，以驱动光学读取头移动。
一般而言，公知对误差信号(error signal)的补偿是由领先补偿器(leadcompensator)与延后补偿器(lag compensator)来实现。一般而言，前述的领先补偿器可为一种微分器，其为高频滤波器，用来改善信号的稳定度；而延后补偿器则可为积分器，用来降低低频信号的稳态误差(steady stateerror)。
如图2A与图2B所示，其为在公知技术中所使用的两种不同领先补偿器与延后补偿器结构。图2A是一种串联方式，误差信号先经过领先补偿器20后，再经过延后补偿器22，最后的信号再传送给致动器(actuator)24。图2B则为一种并联的方式，误差信号同时经过领先补偿器20’与延后补偿器22’，最后再将领先补偿器20’与延后补偿器22’的输出信号求和后，经功率放大器再传送给致动器24。
目前针对光盘机的转动速度的技术，已经越来越快。当光盘机的转速变快时，随之而来的问题便是带宽(band width)不足的问题。同时，由于电机转速过快，即使转频是低频部分，但对延后补偿器而言，频率仍属过高。因此，利用前述两种结构来进行误差信号的补偿时，领先补偿器与延后补偿器很难降低转频(亦即光盘机的电机的转动频率，以下称转频)的稳态误差。
当光盘机的电机在高速转动时，因为光盘机电机的转频太快并且由于领先补偿器与延后补偿器的放大带宽无法重迭，领先补偿器与延后补偿器无法进行适当的补偿。
一般而言，光盘机系统中的致动器在设计时，会有二次共振的问题存在。因此，领先补偿器便会受限于二次共振的因素，造成领先补偿器无法无限制地将频率与放大倍数放大。故当领先补偿器设计不良的时候，后端的致动器便会产生高频的噪音。同时，由于领先补偿器只能在局部的频率放大，所以会压缩到延后补偿器的带宽。因此，在光盘机的转速越高时，公知领先补偿器与延后补偿器的结构便无法符合光盘机规格的要求。
发明内容
因此，本发明提出一种高速光盘机的信号补偿装置与方法，用以处理光盘机系统中的误差信号的高速转频部分。
本发明提出一种高速光盘机的信号补偿装置与方法，用以处理光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，以降低误差信号中的稳态误差。
本发明提出一种高速光盘机的信号补偿装置与方法，用以处理光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，以降低误差信号中的稳态误差，其中利用带通滤波器来处理高速转频部分的信号。
本发明所公开的高速光盘机的信号补偿装置与方法，其简述如下一种高速光盘机的信号补偿装置，用以补偿误差信号。其包括领先(lead)补偿器，用以接收误差信号(error signal)；延后(lag)补偿器，耦接至领先补偿器，用以接收领先补偿器的输出信号；以及带通滤波器(band passfilter，BPF)，用以接收误差信号，并将误差信号中的高速转频成分加以放大。最后，再将延后补偿器与带通滤波器的输出信号加以求和后，输出给致动器，藉以降低误差信号的稳态误差。藉此，本发明的装置利用带通滤波器来处理误差信号中的高速转频部分的信号，故可以改善公知技术带宽不足的问题。
一种高速光盘机的信号补偿装置，用以补偿误差信号。包括领先补偿器，用以接收误差信号，以产生第一输出信号；延后补偿器，用以接收误差信号，以产生第二输出信号；以及带通滤波器，用以接收误差信号，并将误差信号中的高速转频成分加以放大，以产生第三输出信号。最后，其中将第一、第二与第三输出信号加以求和后，输出给致动器。藉此，本发明的装置利用带通滤波器来处理误差信号中的高速转频部分的信号，故可以改善公知技术带宽不足的问题。
一种高速光盘机的信号补偿方法，用以补偿一误差信号，包括将误差信号分别输入至一补偿器与一带通滤波器，其中带通滤波器仅用以处理误差信号中的高速转频信号。将补偿器与带通滤波器的输出信号求和后输出。
在前述的方法中，当误差信号输入至补偿器后，误差信号可以依序由领先补偿器与延后补偿器进行信号补偿。或者，将误差信号分别由领先补偿器与延后补偿器进行信号补偿后，再将领先补偿器与延后补偿器的输出信号加以求和后输出。藉此，本发明的方法利用带通滤波器来处理误差信号中的高速转频部分的信号，故可以改善公知技术带宽不足的问题。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文列举优选实施例，并配合附图，详细说明如下
图1是表示一种聚焦与跟踪伺服系统的结构方块图；图2A与图2B分别表示公知两种用于光盘机中的信号补偿的结构方块图；图3A表示依据本发明的实施例的信号补偿的结构方块示意图；图3B表示依据本发明的另一实施例的信号补偿的结构方块示意图；图4A表示使用公知的领先延后补偿器开路的转移函数的波德图；以及
图4B表示使用本发明的偿器开路的转移函数的波德图。
标号说明10光检测器 12信号放大器14补偿器 16功率放大器18致动器与透镜20、20’、30、30’领先补偿器22、22’、32、32’延后补偿器24、36致动器具体实施方式
本发明是一种高速存储媒体中的误差信号的信号补偿方法，此高速存储媒体可以为光盘机系统，如CD-ROM、DVD之类的光盘驱动器等。本发明的构思是利用一个带通滤波器来处理光盘机的电机在高速旋转时的转频部分频率附近的信号。本发明的结构与方法适用于光盘机系统中的恒定角速度(constant angular velocity，CAV)控制方式。但对恒定线速度(constantlinear velocity，CLA)亦可以藉由修改带通滤波器的中心频率来实现。
请参照图3A，其表示依据本发明的实施例的信号补偿的结构方块示意图。
附图中的领先补偿器30与延后补偿器32的结构可以采用与公知一般的方式。亦即，领先补偿器可为一种微分器，其为高频滤波器，用来改善信号的稳定度；而延后补偿器则可为积分器，用来降低信号的稳态误差。
如图3A所示，误差信号ERR分别同时传送给领先补偿器30、延后补偿器32以及带通滤波器34。带通滤波器34用来特别放大光盘机系统中电机的转频附近的信号。对本发明而言，此带通率波器34用来处理高速转频，用以将电机的转频放大。
误差信号ERR分别经过领先补偿器30、延后补偿器32以及带通滤波器34后，再将领先补偿器30、延后补偿器32以及带通滤波器34的输出信号加以求和，经功率放大器再传送给致动器36。领先补偿器30的输出信号、延后补偿器32的输出信号与带通滤波器34的输出信号进行相加后，可以补偿光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，以降低误差信号中的稳态误差。
依据本发明的方法，在光盘机系统中，误差信号ERR中的高速转频信号由带通滤波器34来加以处理，因此，领先补偿器30与延后补偿器32的带宽设计可以更加容易。因此，在本发明的结构下，即使在高频转速下，仍可以藉由带通滤波器34来降低高速转频的稳态误差。故，补偿后的信号可以满足光盘机的规格要求。
图3B是表示可以实施本发明的另一种结构，此结构与图3A的差异在于图3A中的领先补偿器30、延后补偿器32是并联的结构；而图3B中的领先补偿器30’、延后补偿器32’则为串联结构。
误差信号ERR同时传送给领先补偿器30与带通滤波器34。误差信号ERR被领先补偿器30处理完后，再传送给延后补偿器32加以处理。如同图3A所公开，图3B的带通滤波器34’用来特别放大光盘机系统中电机的转频附近的信号。对本发明而言，此带通率波器34’用来处理高速转频使用，用以将电机的转频放大。
误差信号ERR分别经过领先补偿器30’、延后补偿器32’以及带通滤波器34’后，再将延后补偿器32’以及带通滤波器34’的输出信号加以相加，经功率放大器再传送给致动器36。延后补偿器32’的输出信号与带通滤波器34’的输出信号进行相加后，可以补偿光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，以降低误差信号中的稳态误差。因此，在本发明的结构下，即使在高频转速下，仍可以藉由带通滤波器34’来降低高速转频的稳态误差。故，补偿后的信号可以满足光盘机的规格要求。
此外，本发明还提出一种高速光盘机的信号补偿方法，用以补偿一误差信号，包括将误差信号分别输入至一补偿器与一带通滤波器，其中带通滤波器仅用以处理误差信号中的高速转频信号。将补偿器与带通滤波器的输出信号求和后输出。
当误差信号输入至补偿器后，误差信号的处理方式可以利用公知的方法来加以处理。例如，可以依序由领先补偿器与延后补偿器进行信号补偿(图3B的结构)。或者，将误差信号分别由领先补偿器与延后补偿器进行信号补偿后，再将领先补偿器与延后补偿器的输出信号加以求和后输出(图3A的结构)。藉此，本发明的方法利用带通滤波器来处理误差信号中的高速转频部分的信号，故可以改善公知技术带宽不足的问题。
图4A表示使用公知的领先延后补偿器开路的转移函数的波德(Bode)图。图4B则表示使用本发明的补偿器开路的转移函数的波德(Bode)图。在图4A与图4B中，A点与A’点表示48倍速的光盘驱动器的转频位置，B点与B’点表示信号放大号的dB值，C点表示带宽位置，D点则表示二次共振点的位置。一般而言，带宽不可以超出二次共振点。从图4A可以看出公知的补偿方式，在48倍速光盘驱动器转频A附近，其信号的放大率约为44dB(B点)，其并不满足光盘驱动器规格的至少54dB以上。反之，从图4B来看，其应用本发明的补偿方法，可以使在48倍速光盘驱动器转频A’附近，使其信号的放大率约为62dB(B’点)，其达到规格所要求的54dB以上。因此，本发明的领先延迟带通滤波(lead-lag-bpf)结构的补偿器确实可以补偿光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，以降低误差信号中的稳态误差。
藉由本发明所提出的方法与装置，便可以解决公知技术中，在光盘机的转速越高时，领先补偿器与延后补偿器的结构无法符合光盘机规格的要求的缺点。
综上所述，本发明的高速光盘机的信号补偿装置与方法与公知技术相较之下至少具有下列的优点与功效依据本发明的高速光盘机的信号补偿装置与方法，其处理光盘机系统中的误差信号的高速转频部分，可以单独被处理，而不像再公知技术一般，由领先与延后补偿器来处理。
依据本发明的高速光盘机的信号补偿装置与方法，其误差信号中的稳态误差可以有效地降低，特别是在高转速光盘机的系统中。
依据本发明的高速光盘机的信号补偿装置与方法，其用以降低误差信号中的稳态误差，利用带通滤波器来实现。其电路结构简易，容易实施而不会增加成本。
依据本发明的高速光盘机的信号补偿装置与方法，其补偿电路带宽不足的问题可以有效地解决。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与改进，因此本发明的保护范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种高速光盘机的信号补偿装置，用以补偿一误差信号，包括一领先补偿器，用以接收该误差信号；一延后补偿器，耦接至该领先补偿器，用以接收该领先补偿器的输出信号；以及一带通滤波器，用以接收该误差信号，并将该误差信号中的一高速转频成分加以放大，其中还将该延后补偿器与该带通滤波器的输出信号加以求和后，藉以降低该误差信号的稳态误差。
2.如权利要求1所述的高速光盘机的信号补偿装置，其中该领先补偿器是一微分器。
3.如权利要求1所述的高速光盘机的信号补偿装置，其中该延后补偿器是一积分器。
4.一种高速光盘机的信号补偿装置，用以补偿一误差信号，包括一领先补偿器，用以接收该误差信号，以产生一第一输出信号；一延后补偿器，用以接收该误差信号，以产生一第二输出信号；以及一带通滤波器，用以接收该误差信号，并将该误差信号中的一高速转频成分加以放大，以产生一第三输出信号，其中将该第一、该第二与该第三输出信号加以求和后。
5.如权利要求4所述的高速光盘机的信号补偿装置，其中该领先补偿器是一微分器。
6.如权利要求4所述的高速光盘机的信号补偿装置，其中该延后补偿器是一积分器。
7.一种高速光盘机的信号补偿方法，用以补偿一误差信号，包括将该误差信号同时输入至一补偿器与一带通滤波器，其中该带通滤波器仅用以处理该误差信号中的一高速转频信号；将该补偿器与该带通滤波器的输出信号求和后输出。
8.如权利要求7所述的高速光盘机的信号补偿方法，该误差信号输入该补偿器后，该误差信号依序由一领先补偿器与一延后补偿器进行信号补偿。
9.如权利要求7所述的高速光盘机的信号补偿方法，该误差信号输入该补偿器后，还包括将该误差信号分别由一领先补偿器与一延后补偿器进行信号补偿；将该领先补偿器与该延后补偿器的输出信号加以求和后输出。
全文摘要
一种高速光盘机的信号补偿装置与方法。其用以补偿光盘机系统的误差信号，此误差信号分别输入至一补偿器与一带通滤波器中后，再将补偿器与带通滤波器的输出信号加以求和后输出。带通滤波器对处理误差信号中的高速转频部分进行信号放大处理。补偿器中的领先补偿器与延后补偿器则可以为并联方式，或是可以使用串联方式。
文档编号G11B19/00GK1402236SQ0214435
公开日2003年3月12日 申请日期2002年10月10日 优先权日2002年10月10日
发明者朱孟煌 申请人:威盛电子股份有限公司