CN100341244C - 自动调整压控振荡器中心频率的时钟脉冲恢复电路 - Google Patents
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Abstract
提供一种自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路。该8到14调制时钟脉冲恢复电路包含：一相位频率检测器，用以接收8到14调制时钟脉冲与一振荡时钟脉冲，并依据所述脉冲的相位与频率的差异来输出控制信号；一电荷泵，用以接收相位频率检测器所输出的控制信号，并依据该控制信号来进行电荷充放电；一回路滤波器，连接于电荷泵，并与电荷泵共同作用，而输出一电压信号；一压控振荡器，用以接收回路滤波器的电压信号，并输出振荡时钟脉冲；一频率计数器，计算振荡时钟脉冲的频率，并输出一振荡频率值；以及一频率控制单元，用来接收振荡频率值，并根据该振荡频率值设定一频率设定值，并输出控制电压至压控振荡器。
Description
技术领域
本发明关于8到14调制(EFM)时钟脉冲恢复电路，特别是关于具有自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路。
背景技术
一般光驱(Disk Drive)是以等角速度(constant angle speed)运转，因此位于该光驱内的光盘片的内圈与外圈的线速度(linear speed)不同。在此情形下，光驱读取的8到14调制(Eight To Fourteen Modulation)信号的频率亦不同。为了要正确读取光盘片的不同区域的信息，光驱必须使用一脉冲恢复电路(或称锁相回路Phase Lock Loop)来产生与8到14调制信号同步的时钟脉冲(clock)。
图1显示一般8到14调制时钟脉冲恢复电路。该脉冲恢复电路100包含相位检测器(Phase Detector)101、频率检测器(Frequency Detector)102、连接于相位检测器101与频率检测器102的电荷泵(Charge Pump)103、连接于电荷泵103的回路滤波器(Loop Filter)104、接收回路滤波器104的控制电压VT的压控振荡器(Voltage Control Oscillator，VCO)107、以及将压控振荡器107输出的时钟脉冲FCO分频的分频器(Frequency Divider)106。该脉冲恢复电路100中，相位检测器101、频率检测器102、电荷泵103、回路滤波器104、压控振荡器107与分频器106的功能与一般的锁相回路相同，不再重复说明。除了上述组件外，该脉冲恢复电路100还包含一数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，以下简称DAC)105。该DAC 105是根据光驱欲读取的数据对应于光盘片的区域(zone)，将查询数据表105’所输出的数据转换成模拟电压RVT后，输出至压控振荡器107，藉以控制该压控振荡器107的中心频率。查询数据表105’是由一控制信号控制，藉以输出对应于光盘片区域的数据。
但是，图1所示的脉冲恢复电路100有一些缺点。首先，若光驱的读写头(Pickup head)移动至不正确的区域，则由于光驱无法读取正确地址，使得DAC 105无法更新正确的数据，造成压控振荡器107饱和。此种情形下，光驱必须被重置(reset)。其次，由于查询数据表105’只记录区域与频率的关系，因此当光驱的主轴马达的速度不稳定时，调谐电压(tuning voltage)VT会随着主轴马达的速度变化，但DAC 105的输出却不会改变，故亦会造成压控振荡器107饱和。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种可自动调整控制电压的自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路。
本发明的一种自动调整压控振荡器的中心频率的时钟脉冲恢复电路，包含：一相位检测器，用以接收一输入信号与一压控振荡器时钟脉冲，并依据所述输入信号与压控振荡器时钟脉冲之间的相位差来输出控制信号；一电荷泵，用以依据所述相位检测器所输出的控制信号来控制充电操作；一回路滤波器，连接于所述电荷泵，并与所述电荷泵共同作用，输出一电压信号；一压控振荡器，用以接收所述回路滤波器的电压信号和用于控制中心频率的控制电压，并根据该电压信号和控制电压输出所述压控振荡器时钟脉冲；一频率计数器，用于接收所述压控振荡器时钟脉冲，计算所述压控振荡器时钟脉冲的频率，并输出一振荡频率值；以及一频率控制单元，用来接收所述振荡频率值，并根据该振荡频率值与当前中心频率值设定一更新的中心频率值，并输出与更新的中心频率值相对应的控制电压至所述压控振荡器，以便自动调节压控振荡器的中心频率，使得更新的中心频率值比当前中心频率值更接近压控振荡器时钟脉冲的频率。
其中频率控制单元在振荡频率值与频率设定值的差值高于一设定范围时，将频率设定值增加。
其中频率控制单元在振荡频率值与频率设定值的差值低于一设定范围时，将频率设定值降低。
附图说明
图1为公知利用查询表控制VCO振荡频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路方块图。
图2为本发明自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路方块图。
图3为利用图2的脉冲恢复电路进行频率调整的频率与控制电压的关系图。
图4为本发明频率控制单元的控制流程。
附图编号
108到14调制时钟脉冲恢复电路
11相位检测器
12频率检测器
13电荷泵
14回路滤波器
15数字模拟转换器
16分频器
17频率计数器
18压控振荡器
19频率控制单元
具体实施方式
以下参考附图详细说明本发明自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路。
图2显示本发明自动调整压控振荡器的中心频率的8到14调制时钟脉冲恢复电路的方块图。如该图所示，本发明8到14调制时钟脉冲恢复电路10包含相位检测器11、频率检测器12、电荷泵13、回路滤波器14、压控振荡器(VCO)18、以及分频器16。所述组件的作用及功能与公知的脉冲恢复电路(如图1所示)的相对组件的操作及功能相同，因此不再重复叙述。该8到14调制时钟脉冲恢复电路10还包含用来计数分频器16的输出时钟脉冲的频率的频率计数器17、以及一用来控制压控振荡器18的脉冲振荡范围的频率控制单元19。
频率控制单元19连接于频率计数器17，并根据频率计数器17的输出频率值FV来调整压控振荡器18的振荡频率。若该频率控制单元19输出的信号为数字信号，可藉由一数字模拟转换器(DAC)15将该数字信号转换成模拟电压信号RVT后，输出至压控振荡器18。若该频率控制单元19输出的信号即为模拟电压信号，则可直接输出至压控振荡器18。频率控制单元19接收频率计数器17的输出频率值FV，并比较该频率值FV与频率设定值FR的差值。若差值大于一定的中心频率，例如ΔF，则向下或向上调整频率设定值FR，使压控振荡器18可工作于线性范围，而不至于饱和，藉以确保输出的时钟脉冲同步于8到14调制信号。
图3显示压控振荡器18的振荡频率FCO、回路滤波器14的输出电压VT、以及数字模拟转换器15的输出电压RVT的关系曲线。图中所示的斜线表示在不同的输出电压RVT时，VT与FCO的曲线。各曲线靠近中央的区域(Va与Vb之间)为线性变化，而曲线两端则为非线性变化。为确保压控振荡器18的动作正常，最好使压控振荡器18工作于线性变化区域。
如图3所示，该实施例显示9个频率变化范围，当然其频率变化范围可根据实际设计的需要进行调整。各曲线对应9个不同的RVT值，即RVT1-RVT9、以及对应9个不同的中心频率FR，即FR1-FR9，且各相邻的中心频率FR的差值最好相等。因此，频率控制单元19只要检测到频率计数器17所输出的频率FV与目前设定的中心频率FR的差值大于一频率值ΔF，则将频率变化范围从该中心频率FR向上或向下调整一个电平(level)，而达到自动调整压控振荡器18的频率输出范围的目的。图3中所示的ΔF最好略大于两个相邻的中心频率的差值的一半，例如ΔF＞(FR6-FR5)/2。而ΔV则为压控振荡器18产生两个相邻中心频率所需要的控制电压的电压差，即ΔV＝RVT6-RVT5。因此，压控振荡器18的控制电压皆可控制在最佳的设定值。
为更进一步说明频率控制单元19的控制方法，图4显示本发明控制压控振荡器18的频率输出范围的流程图。其步骤说明如下：
步骤S40：进行初始化设定，亦即设定最初的频率输出范围的中心频率FR。因读写头一开始会读取光盘片的内圈数据，8到14调制信号的频率较慢，故该初始化设定可将初始的中心频率设定在最低的中心频率，例如FR＝FR1。
步骤S41：比较频率计数器17所输出的频率FV与目前设定的中心频率FR的差值是否大于频率值ΔF；若FV-FR＞ΔF，则跳至步骤S42向上调整FR；否则跳至步骤S43；
步骤S42：将FR向上调整，亦即将RVT增加ΔV，RVT＝RVT+ΔV，使FR向上调整，并跳回步骤S41；
步骤S43：比较频率计数器17所输出的频率FV与目前设定的中心频率FR的差值是否小于频率值-ΔF；若FV-FR＜-ΔF，则跳至步骤S44向下调整FR；否则跳会步骤S41继续检测；
步骤S44：将FR向下调整，亦即将RVT降低一个范围，RVT＝RVT-ΔV，使FR向下调整，并跳回步骤S41。
因此，根据上述步骤的动作，本发明可将压控振荡器18的时钟脉冲输出范围控制在线性变化区域，藉以正确地输出与8到14调制信号同步的时钟脉冲。以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的构思和范围的情况下，本领域技术人员可进行各种变形或变更。
Claims (8)
1.一种自动调整压控振荡器的中心频率的时钟脉冲恢复电路，包含：
一相位检测器，用以接收一输入信号与一压控振荡器时钟脉冲，并依据所述输入信号与压控振荡器时钟脉冲之间的相位差来输出控制信号；
一电荷泵，用以依据所述相位检测器所输出的控制信号来控制充电操作；
一回路滤波器，连接于所述电荷泵，并与所述电荷泵共同作用，输出一电压信号；
一压控振荡器，用以接收所述回路滤波器的电压信号和用于控制中心频率的控制电压，并根据该电压信号和控制电压输出所述压控振荡器时钟脉冲；
一频率计数器，用于接收所述压控振荡器时钟脉冲，计算所述压控振荡器时钟脉冲的频率，并输出一振荡频率值；以及
一频率控制单元，用来接收所述振荡频率值，并根据该振荡频率值与当前中心频率值设定一更新的中心频率值，并输出与更新的中心频率值相对应的控制电压至所述压控振荡器，以便自动调节压控振荡器的中心频率，使得更新的中心频率值比当前中心频率值更接近压控振荡器时钟脉冲的频率。
2.根据权利要求1所述的时钟脉冲恢复电路，其中所述频率控制单元还包含一数字模拟转换器，藉以将所述控制电压从数字形式转换成模拟形式。
3.根据权利要求2所述的时钟脉冲恢复电路，其中在所述振荡频率值减去当前中心频率值得到的差值大于一阈值时，所述频率控制单元将所述当前中心频率值增加并将控制电压更新到一与增加的当前中心频率值关联的值。
4.根据权利要求3所述的时钟脉冲恢复电路，其中在频率控制单元可用的两个相邻的中心频率值的差是恒定的，所述阈值略大于所述差值的一半。
5.根据权利要求2所述的时钟脉冲恢复电路，其中在当前中心频率值减去所述振荡频率值得到的差值大于一阈值时，频率控制单元降低当前中心频率值并将控制电压更新到一与降低的当前中心频率值关联的值。
6.根据权利要求5所述的时钟脉冲恢复电路，其中在频率控制单元可用的两个相邻的中心频率值的差是恒定的，所述阈值略大于所述差值的一半。
7.根据权利要求2所述的时钟脉冲恢复电路，其中频率控制单元通过从一组可用的中心频率值中选择中心频率值来更新当前中心频率值，以便使得所选择的中心频率值最接近压控振荡器时钟脉冲的频率，并且包含一转换器，用于将更新的中心频率值转换为该输出到压控振荡器的控制电压。
8.根据权利要求5所述的脉冲恢复电路，还包含一分频器，用以将所述压控振荡器所输出的所述压控振荡器时钟脉冲分频。
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