專利名稱：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種用于在短時(shí)間內(nèi)將一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的裝置精確地驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠?qū)ο乱粋€(gè)信息介質(zhì)進(jìn)行精確和短時(shí)間訪問的CD旋轉(zhuǎn)器加載器。將所述唱片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供給用于記錄信息的裝置或用于重現(xiàn)信息的裝置，所述用于重現(xiàn)信息的裝置使用掃描設(shè)備讀出在諸如CD、CD-ROM或DVD、可擦除CD或DVD等記錄介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)磁跡中的信息或數(shù)據(jù)，或?qū)⑺鲂畔⒒驍?shù)據(jù)存儲(chǔ)到所述記錄介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)磁跡中。
背景技術(shù)：
用于記錄或用于重現(xiàn)記錄介質(zhì)多個(gè)磁跡中的信息或數(shù)據(jù)的CD旋轉(zhuǎn)器加載器設(shè)備通常是已知的。為了能夠高精度和高速度以及短運(yùn)動(dòng)時(shí)間地對所希望的CD旋轉(zhuǎn)器記錄介質(zhì)進(jìn)行訪問，所述旋轉(zhuǎn)器必須被控制在一個(gè)位置中，以便能夠?qū)λ鲇涗浗橘|(zhì)進(jìn)行掃描或?qū)懭搿Ｋ鲂D(zhuǎn)器是由一個(gè)電馬達(dá)經(jīng)過一個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的，并經(jīng)過所謂的唱片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC使所述馬達(dá)通電或斷電。根據(jù)用于旋轉(zhuǎn)器加載器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)于位置精度、速度和自鎖的要求，使用了由小齒輪驅(qū)動(dòng)并具有高傳輸?shù)凝X輪機(jī)構(gòu)。由于機(jī)械和電結(jié)構(gòu)以及元件的復(fù)雜組合，所述唱片經(jīng)常因其慣性不能精確地停止在它的位置上。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)知道減少設(shè)備的速度就可以比較精確地將它控制到所希望的位置。但是，這種方法具有下述缺點(diǎn)，即它需要更多的時(shí)間到達(dá)目標(biāo)位置，另外，為了控制所述設(shè)備進(jìn)入希望的位置，需要由機(jī)械或電制動(dòng)裝置形成的額外花費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在一個(gè)預(yù)定位置中驅(qū)動(dòng)唱片的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)只需要少量的費(fèi)用并能夠滿足高位置精度、短運(yùn)動(dòng)時(shí)間和自鎖的要求。
這個(gè)目的是借助于在獨(dú)立權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的特性實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求當(dāng)中規(guī)定了本發(fā)明的有益開發(fā)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是以下述途徑構(gòu)成用于CD-旋轉(zhuǎn)器加載器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用少量資金保證所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在對所述記錄介質(zhì)進(jìn)行訪問期間的高位置精度和高速度以及自鎖。
這個(gè)要求是借助于包括僅僅由一個(gè)開關(guān)裝置形成的制動(dòng)電路的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)滿足的，所述開關(guān)裝置是由用于使所述馬達(dá)通電和斷電的同一端控制的。自鎖是通過使用在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和所述旋轉(zhuǎn)器唱片之間的傳輸實(shí)現(xiàn)的。
用于CD旋轉(zhuǎn)器加載器的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以下述方式構(gòu)成，即一個(gè)制動(dòng)電路被添加到所述唱片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC上和提供馬達(dá)的電路以及制動(dòng)電路在所述唱片目標(biāo)位置之前的一個(gè)短時(shí)間周期內(nèi)由一個(gè)脈沖信號(hào)控制。具有制動(dòng)電路并在目標(biāo)位置之前的一個(gè)短時(shí)間周期內(nèi)利用一個(gè)脈沖信號(hào)控制所述馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過將恒定的接通信號(hào)改變?yōu)槊}沖信號(hào)，所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)以及在這種方式下所述唱片的速度都將以快速的方式減小，當(dāng)接收到一個(gè)停止信號(hào)時(shí)能夠非常精確和快速地達(dá)到目標(biāo)位置。最后，利用制動(dòng)能夠使用較短的減速距離，和盡管如此也不會(huì)走過頭。這意味著精確達(dá)到所希望位置的總持續(xù)時(shí)間將被減少。不使用任何機(jī)械制動(dòng)就可以在短時(shí)間內(nèi)精確停止所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，一個(gè)光中斷器被用于檢測所述減速開始的位置并停止所述唱片。利用一個(gè)記錄或重現(xiàn)設(shè)備的中央處理單元持續(xù)產(chǎn)生在減速周期內(nèi)控制所述馬達(dá)的脈沖，直到讀出所述停止點(diǎn)為止。
所述制動(dòng)電路是非常簡單的。它只包括一個(gè)晶體管、一個(gè)電阻器和一個(gè)二極管。因此，它可以利用成本優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)制動(dòng)結(jié)果。
下面結(jié)合附圖使用范例性實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)已知的唱片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC的電路；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的電路；圖3示出了圖1和圖2所示電路與所述馬達(dá)轉(zhuǎn)子電壓對應(yīng)的定時(shí)；圖4示出了沒有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的唱片速度和唱片位置；圖5示出了具有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的唱片速度和唱片位置；
圖6示出了加到所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上的一個(gè)輸入信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
以在整個(gè)附圖中標(biāo)號(hào)相對應(yīng)的方式使用所述標(biāo)號(hào)。
圖1所示唱片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC的電路是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，它示出了例如具有4個(gè)端1到4的AN6651的驅(qū)動(dòng)電路IC1，第一電阻器R1和第二電阻器R2用于調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電路IC1的增益和輸出電壓Vout，以及作為電子開關(guān)的一個(gè)npn晶體管Q1用于控制馬達(dá)N的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止。所述npn晶體管Q1的發(fā)射極接地GND，該npn晶體管Q1的基極經(jīng)過第三電阻器R3連接到輸入端In上，npn晶體管的集電極被連接到驅(qū)動(dòng)電路IC1的端3上。驅(qū)動(dòng)電路IC1的端1形成驅(qū)動(dòng)電路IC1的一個(gè)輸入端并被施加電源電壓U，所述電源電壓也加到第一電阻器R1的第一端和馬達(dá)M的第一端。所述第一電阻器R1的第二端和所述第二電阻器R2的第一端與驅(qū)動(dòng)電路IC1的第二端2連接，最后，所述第二電阻器R2的第二端和所述馬達(dá)M的第二端被連接到所述驅(qū)動(dòng)電路IC1的輸出端4。典型的電源電壓U是9V，施加到用于運(yùn)轉(zhuǎn)或停止馬達(dá)M的輸入端In的電壓具有5.3V的高信號(hào)電平和0V的低信號(hào)電平。這種唱片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)在于由于機(jī)械和電子結(jié)構(gòu)和元件的復(fù)雜組合，導(dǎo)致所述唱片經(jīng)常由于其慣性而不能精確停止在它的位置處。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)知道減小一個(gè)設(shè)備的速度可以更精確地控制它達(dá)到所希望的位置。但是，這種方法具有如下的缺點(diǎn)，即它需要更多的時(shí)間去到達(dá)目標(biāo)位置，和為了控制所述設(shè)備進(jìn)入希望的位置，需要由機(jī)械和電制動(dòng)形成的額外花費(fèi)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是要提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的方法和配置。
通過圖2和圖6的最佳實(shí)施例所示的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以解決所述問題。
所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是由具有一個(gè)制動(dòng)電路并在所述目標(biāo)位置之前的一個(gè)短時(shí)間周期內(nèi)受脈沖信號(hào)控制的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路形成的。在所述目標(biāo)位置之前的一個(gè)短時(shí)間周期內(nèi)用于馬達(dá)M的驅(qū)動(dòng)電路IC1和用于所述馬達(dá)M的制動(dòng)電路BC的瞬時(shí)脈沖控制具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子電壓和在這種方式下所述旋轉(zhuǎn)器唱片的速度非?？斓臏p小并在短時(shí)間內(nèi)精確到達(dá)所述目標(biāo)位置。如在下面將要示出的，這意味著不但在較短的時(shí)間內(nèi)在達(dá)到所述目標(biāo)位置之前減小了速度，同時(shí)還具有較高的精度。這種令人驚異的效果是由于所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)引起的，它可以縮短減速距離和精確地到達(dá)所述目標(biāo)位置而決不會(huì)超過所述目標(biāo)位置。如圖4所示，作為一個(gè)例子，由圖1所示電路控制并通過將輸入端In處的信號(hào)從高電平改變到低電平停止在一個(gè)減速位置A處的所選擇旋轉(zhuǎn)器的唱片運(yùn)動(dòng)超過了目標(biāo)位置B，并停止在所述目標(biāo)位置上方0.002拉德(rad)距離OD的位置C處。在所述停止信號(hào)被施加給圖1所述輸入端到所述唱片真正停止的持續(xù)時(shí)間經(jīng)測量為500ms。對于0.0217拉德的減速距離B-A這個(gè)結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了。
通過使用根據(jù)本發(fā)明圖2的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，圖4所示目標(biāo)位置B可以如圖5所示精確達(dá)到。但是，由于唱片速度V減小，在從相同減速點(diǎn)A開始減速的條件下，在這個(gè)例子中增加的周期1200ms之后將到達(dá)所述目標(biāo)位置。這意味著它涉及其中圖4所示所述減速開始位置A等于圖5所示減速位置AR的情況。
在這種情況下，對在短或較短時(shí)間內(nèi)到達(dá)所述目標(biāo)位置的要求將不能實(shí)現(xiàn)。
但是，通過使用圖2和圖6所示的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，如果與圖4相比較稍后在圖2所示輸入端In處施加圖6所示的脈沖形減速信號(hào)，那么，可以以和圖4所述相同的精度到達(dá)所述目標(biāo)位置B。這意味著如果減速距離B-A被減小到減速距離DD，也可以實(shí)現(xiàn)相同的精度。對于所述測試?yán)?，所述減速距離DD能夠是從0.0217拉德到0.006拉德。由此，從一個(gè)新的減速位置AR到所述唱片停止的持續(xù)時(shí)間縮短且被測量為80ms。這意味著由于減速周期從500ms減少到80ms，所以可以在短時(shí)間內(nèi)高精度地到達(dá)所述目標(biāo)位置。對下一個(gè)信息介質(zhì)的訪問速度增加了。
如圖2所示，制動(dòng)電路BC被添加到根據(jù)圖1的已知電路中并包括用做開關(guān)裝置的一個(gè)pnp晶體管Q2、第四電阻器R4和二極管D。所述二極管D和pnp晶體管Q2的集-射通路被并聯(lián)配置到馬達(dá)M的所述端子上，pnp晶體管Q2的基極經(jīng)過電阻器R4連接到輸入端In上。在這種方式下，利用相同的輸入端In控制所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和制動(dòng)電路BC。二極管D被用于避免由于馬達(dá)轉(zhuǎn)子的電感所引起的高壓。根據(jù)圖2的制動(dòng)電路BC僅需要低花費(fèi)。因此，它可以在低成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)制動(dòng)結(jié)果。
所述npn晶體管Q1是一個(gè)用于控制所述馬達(dá)旋轉(zhuǎn)和停止的開關(guān)。當(dāng)輸入端In處的邏輯電平為高時(shí)，npn晶體管Q1的集-射通路被導(dǎo)通，馬達(dá)M旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入端In處的邏輯電平為低時(shí)，npn晶體管Q1的集-射通路被截止，馬達(dá)M被停止。在npn晶體管Q1的狀態(tài)從導(dǎo)通變?yōu)榻刂购?，由于機(jī)械慣性，所述馬達(dá)M通常仍然要旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間。為了在短時(shí)間內(nèi)停止馬達(dá)M，添加一個(gè)制動(dòng)電路。在npn晶體管Q1的狀態(tài)從導(dǎo)通變?yōu)榻刂购?，pnp晶體管Q2的狀態(tài)從截止變?yōu)閷?dǎo)通，由于pnp晶體管Q2被導(dǎo)通，所述轉(zhuǎn)子被短接。如果所述馬達(dá)仍然在旋轉(zhuǎn)，就要產(chǎn)生一個(gè)制動(dòng)電流Ia，并在所述轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩從而阻止馬達(dá)M旋轉(zhuǎn)。
一個(gè)沒有示出的光中斷器被用于檢測所述位置以開始減速和停止所述唱片，并通過同樣沒有示出的所述記錄或重現(xiàn)設(shè)備的中央處理單元連續(xù)產(chǎn)生在所述減速周期內(nèi)控制馬達(dá)M的脈沖。
雖然使用了驅(qū)動(dòng)電路IC1控制所述馬達(dá)M，但是，如圖3所示，如果0V的制動(dòng)信號(hào)被加到輸入端In上，所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子電壓Vo1并不立即降低。電壓Vo1是在將一個(gè)制動(dòng)信號(hào)加到所述輸入端In上后由所述馬達(dá)的慣性產(chǎn)生的并導(dǎo)致至少一個(gè)電流Ia流經(jīng)第一電阻器R1和第二電阻器R2，結(jié)果是如果加到所述輸入端In上的制動(dòng)信號(hào)是0V，那么，所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子電壓Vo1并不立即下降。如圖3所示，使用根據(jù)圖2的制動(dòng)電路，在所述馬達(dá)轉(zhuǎn)子電壓Vo2下降到0V之前的持續(xù)時(shí)間減少到約420ms。但是，將訪問時(shí)間減少到約20ms和瞬時(shí)改善精度的效果已經(jīng)由在所述減速周期內(nèi)將制動(dòng)系統(tǒng)BC和脈沖控制結(jié)合使用的所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在上述的實(shí)施例中，在32ms的脈沖間距T1中，已經(jīng)伴隨著8ms的脈沖寬度PW使用了一比四的脈沖間歇比。
通過在所述目標(biāo)位置之前減小唱片速度可以保證高定位精度并避免運(yùn)轉(zhuǎn)超過所述目標(biāo)位置。
范例性的實(shí)施例規(guī)定了本發(fā)明一個(gè)有益的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明并不局限于這個(gè)范例性的實(shí)施例，而是包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，用于在短時(shí)間內(nèi)將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定位置，該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)具有在所述被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的所述預(yù)定位置(B)之前的一個(gè)減速周期(DD)內(nèi)響應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)的公共輸入端(In)的制動(dòng)電路(BC)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述減速周期(DD)是由通過一個(gè)光中斷器檢測的所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備的減速位置(AR)和目標(biāo)位置(B)確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述制動(dòng)電路(BC)包括一個(gè)用于在所述脈沖信號(hào)暫停期間將馬達(dá)(M)端子短接的一個(gè)開關(guān)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中用于短接所述馬達(dá)(M)端子的所述開關(guān)裝置是由具有基極端經(jīng)過電阻器(R4)連接到所述公共輸入端(In)的一個(gè)晶體管(Q2)的集-射通路形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)裝置是一個(gè)pnp晶體管(Q2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述被驅(qū)動(dòng)的設(shè)備是一個(gè)CD旋轉(zhuǎn)器的唱片。
7.一種與用于在短時(shí)間內(nèi)將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)的配置，包括一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)具有在所述被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的所述預(yù)定位置(B)之前的一個(gè)減速周期(DD)內(nèi)響應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)的公共輸入端(In)的制動(dòng)電路(BC)。
8.一種利用一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定位置的方法，其中施加到形成所述運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和制動(dòng)電路(BC)的公共輸入端(In)上的輸入信號(hào)被改變成在所述預(yù)定位置(B)之前一個(gè)減速周期(DD)內(nèi)的脈沖信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在短時(shí)間內(nèi)將一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)精確地驅(qū)動(dòng)到一個(gè)預(yù)定位置的馬達(dá)控制系統(tǒng)。特別涉及一種能夠?qū)ο乱粋€(gè)信息介質(zhì)進(jìn)行精確和短時(shí)間訪問的CD旋轉(zhuǎn)器加載器。本發(fā)明的目的是提供一種用于CD旋轉(zhuǎn)器唱片的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)僅需少量的支出并能滿足高位置精度、短運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間和自鎖的要求。根據(jù)本發(fā)明,該目的是借助一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)具有響應(yīng)在所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備預(yù)定位置之前的一個(gè)減速周期內(nèi)的脈沖信號(hào)的公共輸入端的制動(dòng)電路。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域與利用所述設(shè)備對信息進(jìn)行記錄或重現(xiàn)的裝置相關(guān),所述設(shè)備利用CD旋轉(zhuǎn)器的唱片提供具有所述述信息介質(zhì)的掃描或記錄系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G11B17/22GK1348586SQ00806633
公開日2002年5月8日 申請日期2000年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月30日
發(fā)明者周逢閂, 容南 申請人:湯姆森特許公司