光盘伺服系统优化方案

由于各种原因，在任何一种光盘存储系统中，读/写光斑的实际位置总是或多或少地在与盘片信号面垂直的方向（z）、盘片圆周的半径方向（y）及切线方向（x）等三个方面上偏离所要求的正确落点位置（即目标信迹），而出现聚焦误差、径向跟踪误差及切向跟踪误差。各种光盘系统在三个方向上的允许偏差是根据光学读/写原理及所存储的信息的类型而定。通常，在聚焦方向的允差约为±（0.5～1）μm，径向跟踪允差约为±0.15μm，切向跟踪允差约为±0.15μm。如此小的允许偏差显然不能单靠提高机械精度的办法来实现，必须在光盘系统中设置能在以上三个方向上确保光点正确跟踪目标信迹的伺服系统。光盘伺服系统通常包括：聚焦伺服、跟踪伺服、光盘主轴电动机伺服。

1）聚焦伺服。聚焦伺服的功能是使光头聚焦透镜上下移动以跟踪盘片因高速旋转而发生的上下振动使上下振动的盘片信号面能始终落在读取光束的焦深范围内。聚焦伺服系统的组成如图9-66所示。聚焦伺服通过移动物镜，使读取光点始终会聚在旋转着的光盘记录介质上。

图9-66 聚焦伺服系统框图

2）轨迹跟踪伺服就是在光盘偏心时使读取光斑始终跟踪记录轨迹。产生偏心的原因很多，如安装光盘时产生的对中误差，光盘内轴孔中用于补偿膨胀与收缩的间隙及由机械和空气动力学效应引起的颤动等，都会使信道和旋转轴不同心，引起信道在半径方向上的位移。轨迹跟踪伺服系统组成如图9-67所示。

图9-67 轨迹跟踪伺服系统框图

3）光盘主轴电动机伺服保持光盘恒定的转速，从而使记录信息的位长度保持恒定，以固定的数据通率进行信息的读取，如图9-68所示。(www.xing528.com)

光盘驱动系统是由光学、电气和精密机械部件构成的一体化系统，其伺服控制系统必须在计算机的统一控制下协同动作，才能实现系统功能。由计算机统一协调的光盘驱动伺服控制系统结构如图9-69所示，它包括计算机控制、光盘主轴速度控制、聚焦、寻道和径向信道跟踪。控制系统能同时实现快速寻道、聚焦和跟踪。

图9-68 光盘主轴电动机伺服系统框图

图9-69 光盘驱动伺服系统框图

4）伺服系统的工作过程。由计算机控制器发出命令，如果命令是在新的信道上读出数据，当前的信道地址是已知量，所要求的信道地址是输入量。计算机利用数学算法向伺服控制线路发出恰当的命令，后者即把寻道命令发送至光学平台和电流计。为了校正聚焦误差，还应向聚焦致动器发出命令。激光束通过光路到达光盘，遇到一个预先格式化的伺服区段，然后反射回到聚焦和跟踪误差检测器。从这些检测器来的信号被送到伺服信号处理器，经过处理后，信号就成为误差信号，并反馈回伺服控制线路。利用从检测器来的不断更新的伺服信息，就可实现任何必要的重新定位。计算机一直在接收当前状态信息，包括主轴转速误差、聚焦误差和跟踪误差等。如果某一误差超过给定的极限值，计算机就向控制极发出信息，并在必要时停机。