Brevet FR2610130A1 — publié le 19880729

La présente invention concerne un appareil d'asservis- sement de poursuite de piste permettant d'effectuer un asservis- sement de poursuite de piste relativement à un support d'enregis- trement possédant des pistes d'enregistrement. Pour effectuer l'enregistrement et, ou bien, la repro- duction de données suivant une piste d'enregistrement en l'absence de contact avec un support d'enregistrement, par exemple un disque optique, il faut effectuer un asservissement de poursuite de piste pour pouvoir suivre la piste d'enregistrement à l'aide de la tache d'un faisceau. Dans un appareil d'asservissement de poursuite de piste classique, le signal d'erreur de poursuite de piste obtenu lorsqu'une tache du faisceau coupe une piste possède une forme d'onde telle que le signal Vp de la figure 1A. Si l'on suppose que l'écartement de la tache du faisceau par rapport au centre de la piste est x et que le pas des pistes est A, le signal Vp est donné par l'équa- tion suivante: Vp = A sin (2Tx/p) Dans ce cas, l'asservissement de piste s'effectue de façon que le signal V devienne nul. Dans l'appareil d'asservissement de poursuite de piste classique, un saut de piste permettant de déplacer la tache du faisceau jusqu'à une piste adjacente, ou une autre piste séparée par plusieurs pistes, afin d'effectuer un enregistrement et, ou bien, une reproduction de données,est réalisé de la manière sui- vante. Ainsi, la tache du faisceau est déplacée jusqu'à proxi- mité d'une piste visée dans un état en boucle ouverte o l'asser- vissement de poursuite de piste n'est pas en service. Ensuite, l'asservissement de poursuite de piste est remis en service pour faire suivre la piste visée à la tache du faisceau. Toutefois, le signal Vp est une onde sinusoidale et ne peut par conséquent pas être déterminée de manière unique par rapport à l'écart x, comme représenté sur la figure 1A. Le signal Vp est déterminé de manière unique par rapport à l'écart x dans les seules régions hachurées de la figure 1A. Ainsi, la tache du faisceau ne peut suivre de manière stable la piste que si elle est placée dans les régions hachurées de la figure 1A. Si l'écart x est grand et que la tache du faisceau est placée à l'extérieur des-régions hachurées, l'asservissement de poursuite de piste est déstabilisé ou bien oscille. Un semblable étant tend à se produire en particulier lorsque la vitesse de déplacement relative de la tache du faisceau dans la direction des pas des pistes est importante, comme dans le cas d'un saut de piste. Par exemple, il existe le cas o une erreur se produit dans la distance de déplacement de la tache du faisceau lorsqu'il est effectué un saut de piste alors que l'asservissement de pour- suite n'est pas en service, et o l'asservissement de poursuite de piste est remis en service à l'extérieur des régions hachurées de la figure 1A. Dans ce cas, puisque l'asservissement de poursuite de piste ne peut pas facilement se stabiliser après un saut de piste, il faut un temps prolongé pour que la tache du faisceau puisse suivre la piste visée. En outre, la tache du faisceau peut être amenée à suivre, de manière non souhaitable, une piste autre que la piste visée. A ce moment, il faut effectuer de nouveau un saut de piste. C'est donc un but de l'invention de fournir un appareil d'asservissement de poursuite de piste qui comprend un circuit permettant d'obtenir un signal proportionnel à l'écart par rapport à une piste d'enregistrement suivant la direction du pas de piste de la piste d'enregistrement et qui effectue l'asservissement de poursuite de piste en utilisant le signal comme signal d'erreur. Dans l'appareil d'asservissement de poursuite de piste selon l'invention, puisque le signal d'erreur permettant d'effectuer l'asservissement de poursuite de piste est proportionnel à l'écart par rapport à la piste d'enregistrement, le signal d'erreur peut être déterminé de façon unique relativement à l'écart. Puisque Le signal d'erreur est déterminé de façon unique relativement à l'écart par rapport à la piste d'enregistrement comme ci-dessus indiqué, on peut effectuer un saut de piste en même temps qu'on utilise l'asservissement de poursuite de piste en changeant la valeur visée, ou valeur cible, de l'asservissement de poursuite de piste. En outre, le signal d'erreur est proportionnel à l'écart par rapport à la piste d'enregistrement, c'est-à-dire que Le signal d'erreur possède un caractère de linéarité. Dans l'appareil d'asservissement de poursuite de piste selon l'invention, puisque le signal d'erreur est déterminé de façon unique relativement à l'écart par rapport à la piste d'enre- gistrement, la poursuite jusqu'à une piste visée, ou piste cible, peut être effectuée de manière stable. Puisqu'un saut de piste peut être effectué en même temps que l'asservissement de poursuite, celui-ci peut être effectué de manière stable. En outre, puisque le signal d'erreur possède un carac- tère de linéarité, on peut aisément réaliser la poursuite jusqu'à une piste cible ou bien un saut de piste. La description suivante, conçue à titre d'illustration de L'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - les figures 1A à 1D sont des diagrammes de formes d'onde de divers signaux selon un mode de réalisation de l'inven- tion; - la figure 2 est un schéma de principe de la structure d'ensemble du mode de réalisation; - la figure 3 est un schéma de principe d'un dispositif d'échantillonnage et de maintien; - la figure 4 est un schéma de principe d'un dispositif d'opération; - les figures 5A et 5B sont des diagrammes de formes d'onde de signaux de saut; 26 10 130 - la figure 6 est un diagramme de formes d'onde de divers signaux apparaissant lorsque l'asservissement de poursuite de piste n'est pas en service; et - La figure 7 est un diagramme de formes d'onde de divers signaux apparaissant lors de l'exécution d'un saut de piste. Le mode de réalisation de l'invention est appliqué à un lecteur de disque optique. La figure 2 montre la structure générale du mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le signal lu sur un disque optique 11 par un capteur optique 12 est amplifié par un amplificateur 13, puis est déLivré à une boucle de verrouillage de phase 14 et à un dispositif d'échantillonnage et de maintien 15. Un signal d'horloge est reproduit à partir du signal délivré à la boucle de verrouillage de phase 14. Sur la base de ce signal d'horloge, un dispositif de commande de synchronisation 16 délivre au dispositif d'échantillonnage et de maintien 15 le signal de synchronisation nécessaire pour l'échantillonnage. La figure 3 présente la structure du dispositif d'échan- tillonnage et de maintien 15. Ce dernier possède trois circuits d'échantillonnage et de maintien 21 à 23 et un amplificateur opé- rationnel 24 monté classiquement à l'aide de résistances R. Comme représenté sur la figure 3, le disque optique 11 possède des creux de poursuite de piste 11b et 11c qui sont décalés d'un pas valant 1/4 de piste l'un de L'autre de part et d'autre du centre d'une piste 11a, dans des sens opposés, et sont séquen- tielLement enregistrés le long de la piste 11a, et un creux 11d servant à la synchronisation est enregistré à la suite des creux de poursuite de piste 11b et 11c. Les circuits d'échantillonnage et de maintien 21 et 22 échantillonnent et maintiennent des signaux en provenance des creux de poursuite de piste 11b et 11c respectivement. Ainsi, l'amplificateur opérationnel 24 délivre un signal Vp, représenté sur la figure 1A, en fonction de l'erreur de poursuite de piste. Le circuit d'échantillonnage et de maintien 23 échan- tillonne et maintient le signal venant du creux de synchronisation 11d 264^ 130 et délivre un signal VQ, représenté sur la figure lB, en fonction de l'erreur de poursuite de piste. Le signal VQ est représenté par: VQ = A cos(2Tx/p) + C et présente un déphasage de 90 par rapport au signal Vp. Dans ce cas, si l'on suppose que: VQ' = VQ - C = A cos(2rx/p), on obtient alors l'équation suivante: Vp _ A sin(2tx/p) VQ' A cos(2Tx/p) = tan(2ixtp) Ainsi, si l'on suppose que le signal représentant un écart x est Vx', le signal VX' est donné par la formule suivante: VX' = (p/21)tan- (Vp/VQ') La figure 1C représente le signal Vx'. Celui-ci est en principe proportionnel à l'écart x dans l'intervalle Ixi Ixi Par conséquent, le signal VX est déterminé de façon unique relativement à l'écart x de la tache du faisceau indépen- damment de l'amplitude de l'écart x, c'est-à-dire indépendamment de la position de la tache du faisceau,à l'exception de la position 2610 1 0 représentée par Ixl = (p/2), c'est-à-dire pour la position médiane située entre les pistes. Un dispositif d'opération 25 reçoit les signaux Vp et VQ de la part du dispositif d'échantillonnage et de maintien 15 et délivre le signal VX tel que ci-dessus décrit à un soustracteur 26. On note que, dans ce mode de réalisation, comme cela apparaît sur la figure 3, il faut utiliser les circuits d'échan- tillonnage et de maintien 21 à 23 puisque le disque optique 11 est utilisé comme un support d'enregistrement dans lequel les creux de poursuite de piste 11b et 11c et le creux de synchronisation lld sont préformés si bien que des données peuvent être enregistrées. Toutefois, lorsqu'il est utilisé un disque compact ou un vidéodisque qui est conçu pour n'être utilisé en pratique que comme disque permettant seulement la reproduction, on peut utiliser respectivement, comme signal Vp et signal VQ,un signal d'erreur de poursuite de piste et un signal de reproduction de données, qui sont tous bien connus de l'homme de l'art. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'employer les circuits d'échantillonnage et de maintien 21 à 23. La figure 4 présente la structure du dispositif d'opéra- tion 25. Sur la figure 4, le signal V est délivré à une mémoire morte programmable 32 via un convertisseur analogique-numérique, ou convertisseur A/D, 31. Le signal VQ' obtenu par soustraction de la constante C du signal VQ à l'aide d'un soustracteur 33 est délivré à la mémoire morte programmable, ou PROM, 32 via un conver- tisseur A/D 34. La PROM 32, par exemple la mémoire porte programmable commercialement désignée par "PROM 2732",possède une table qui satisfait la relation présentée sur la figure 1D en ce qui concerne les signaux numérisés Vp et VQ' et délivre le signal obtenu par consultation de la table à un convertisseur D/A 35. Ainsi, le convertisseur D/A 35 délivre un signal analo- gique VX On note quepour un traitement qui n'est pas numérique, comme celui décrit ci-dessus, l'équation (1) peut être traitée directement. par un dispositif d'opération pour fonctiontrigonométrique, 26 0130 déjà connu sur Le marché commercial sous La forme d'un circuit intégré analogique, et le signal VX' peut être transformé en le signal Vx. Dans ce cas, si le signal VQ a subi un décalage préala- bLe, de manière analogique, pour la quantité correspondant à la constante C, il n'est pas nécessaire d'effectuer dans l'équation (1) l'opération de soustraction de La constante C du signal VQ pour obtenir le signal VQ'. Ainsi, on peut utiliser directement le signal VQ. Le soustracteur 26 reçoit un signal représentant une valeur cible de poursuite de piste (la valeur de l'écartement par rapport à la piste 11a) via un commutateur 36. Pendant l'asser- vissement de poursuite de piste normal, c'est-à-dire lorsque la tache du faisceau suit avec précision la piste 11a, le signal représentant la valeur cible de poursuite de piste est nul. Ainsi, le signal VX qui est proportionnel à l'écart x est délivré par le soustracteur 26 au capteur optique 12 via un compensateur de phase 41 et un amplificateur de commande 42, de manière à réaliser l'asservissement de poursuite de piste. Pour effectuer un saut de piste, le commutateur 36 se commute sur un microcalculateur 43 et un convertisseur D/A 44 de sorte que le signal produit par le microcalculateur 43 et converti de la forme numérique à la forme analogique par le convertisseur D/A 44 est appliqué au soustracteur 26. Les figures SA et 5B représentent ces signaux. La figure 5A montre le signal obtenu lorsque la tache du faisceau effectue un saut d'une piste, c'est-à-dire lorsque la tache du faisceau saute à la piste adjacente, et la figure 5B montre le signal obtenu lorsque la tache du faisceau fait un saut de deux pistes. Comme cela apparaît clairement sur les figures 5A et 5B, chaque signal de saut de piste possède la même forme d'onde que le signal V obtenu en provenance du dispositif d'opération 25 et il comporte des ondes en un même nombre que celui des pistes par-dessus lesquelles il faut sauter. On note qu'un tel saut de piste est effectué alors que l'asservissement de poursuite de piste est maintenu en service, c'est-à-dire dans un état de boucle fermée, comme on peut le voir sur la figure 2. Toutefois, comme dans un appareil classique, un saut de piste peut être effectué alors que l'asservissement de poursuite de piste n'est pas maintenu en service, c'est-à-dire dans un état de boucle ouverte. Dans ce cas, le dispositif d'opération 25 est connecté directement au compensateur de phase 41 sans utilisation du sous- tracteur 26, du commutateur 36, du microcalculateur 43 et du conver- tisseur D/A 44. Dans ce cas, comme représenté sur la figure 2, on utilise un commutateur 45 et un générateur de signal de saut 46. La tache du faisceau saute jusqu'à proximité d'une piste cible dans un état de boucle ouverte o le commutateur 45 est connecté au générateur de signal de saut 46, et l'état de boucle ouverte commute en un état de boucle fermée en une position voisine de cette piste cible. Dans cette opération de poursuite de piste, puisque l'intervalle dans lequel l'asservissement de poursuite de piste peut être exécuté de manière stable est également plus large que celui de l'appareil classique, comme cela résulte clairement de l'examen de la figure 1, il peut être effectué un saut de piste de manière stable. La figure 6 montre les signaux V et V respectivement x P obtenus avant et après le point de changement de direction de la tache du faisceau lorsque l'asservissement de poursuite de piste est maintenu hors service et que la tache du faisceau se déplace en zig-zag relativement à plusieurs pistes 11a du fait que le disque optique 11 est excentrique, dans le mode de réalisation ci- dessus décrit. Comme cela résulte de l'examen de la figure 6, lorsque la tache du faisceau se déplace dans un sens opposé, le signal VX s'incline dans un sens opposé. La figure 7 montre les signaux VX et Vp obtenus lorsque le gain du signal de saut présenté sur la figure 5A est augmenté par rapport à la valeur normale et que la tache du faisceau saute à une piste adjacente. 2610 1 3 0 Lorsque Le gain du signal de saut est normal, la tache du faisceau suit immédiatement jusqu'à la piste adjacente, et le signal VX possède la forme d'onde 51 indiquée par la ligne en traits alternativement longs et courts de la figure 7. Lorsqu'on obtient le signal VX indiqué par la ligne en trait continu de la figure 6, le gain du signal de saut est trop grand. Ainsi, comme cela résulte de l'examen de la forme d'onde 52, la tache du faisceau passe audelà de la piste cible. Toutefois, comme on peut le voir clairement en examinant la forme d'onde (53), la tache du faisceau tombe dans l'intervalle o la poursuite de piste peut lui être appliquée. Comme cela résulte de l'examen de la forme d'onde 54, la tache du faisceau revient ensuite sur la piste cible. Au contraire, selon le signal Vp, la tache du faisceau tombe à l'extérieur de l'intervalle dans lequel il peut lui être appliquée la poursuite de piste. Par conséquent, si le signal Vp est pris comme signal d'erreur, la tache du faisceau peut ne pas avoir été ramenée à la piste cible. Bien entendu, L'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. 2 10 1 3 0 REVENDICATIONS 1. Appareil d'asservissement de poursuite de piste permettant d'effectuer un asservissement de poursuite de piste relativement à un support d'enregistrement (11) possédant des pistes d'enregistrement (11a), caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit (15, 25) permettant d'obtenir un signal (Vx) proportionnel à l'écart (x) par rapport à La piste d'enregistre- ment (11a) dans la direction du pas de piste de la piste d'enre- gistrement (lia), o l'asservissement de poursuite de piste est effectué alors que le signal (VX) est utilisé comme signal d'erreur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit d'opération (26) servant à effec- tuer une opération sur le signal d'erreur et sur un signal repré- sentant une valeur cible de poursuite de piste. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur cible est fixée à 0 de sorte que la tache d'un faisceau balaye avec précision la piste d'enregistrement (11a). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque la tache du faisceau doit effectuer un saut de la piste d'enregistrement (11a) à la piste d'enregistrement (11a) suivante, la valeur cible est fixée à une valeur proportionnelle à l'écart (x) par rapport à la piste d'enregistrement (11a). 5. Appareil d'asservissement de poursuite de piste permet- tant d'effectuer un asservissement de poursuite de piste relative- ment à un support d'enregistrement (11) possédant des pistes d'enre- gistrement (11a) sur la base d'un signal d'erreur de poursuite de piste, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit (25) permettant, sur la base du signal d'erreur de poursuite de piste (Vp) et d'un premier signal (VQ) ayant un dbphasage de 90 par rapport au signal d'erreur de poursuite de piste (Vp), d'effectuer des opérations sur un deuxième signal (Vx) proportionnel à l'écart (x) par rapport à la piste d'enregistrement (11la) suivant la direction du pas des pistes de la piste d'enregis- trement (11a) et de délivrer ce deuxième signal, 26 10 1 30 o L'asservissement de poursuite de piste est effectué sur la base du deuxième signal (Vx). 6. Appareil seLon La revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit (25) comprend un moyen d'opération (32) permettant, Lorsque le pas des pistes est D et que L'écart de La tache d'un faisceau par rapport à la piste d'enregistrement (11a) est x, d'effectuer des opérations sur L'écart x sur la base du signal d'erreur de poursuite de piste A sin[27(x/p)] et du premier signal A cos[2r(x/p?]. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit (25) comprend en outre un moyen de décalage de niveau permettant de décaler le niveau de l'écart x lorsque ce dernier se trouve dans l'intervalle: p/4 xlxi 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le signal d'erreur de poursuite de piste (Vp) est un signal obtenu par échantillonnage et maintien du signal de sortie d'un capteur optique (12) délivré lorsque la tache du faisceau balaye un creux de poursuite de piste (11lb, 11c), et le premier signal (VQ) est le signal obtenu par échantillonnage et maintien du signal de sortie dudit capteur optique (12) délivré lorsque la tache du faisceau balaye un creux de synchronisation (11d). 9. Appareil selon La revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit d'opération (26) servant à effectuer des opérations sur le deuxième signal (Vx) et sur un signal représentant une valeur cible de poursuite de piste. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valeur cible est fixée à 0 si bien que la tache du faisceau balaye avec précision la piste d'enregistrement (lia). 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que, lorsque la tache du faisceau doit effectuer un saut de la piste d'enregistrement (11a) à la piste d'enregistrement (11a) suivante, la valeur cible est fixée à une valeur proportionnelle à l'écart (x) par rapport à La piste d'enregistrement (lia).