CN100365709C - 用于光驱中光学读写头的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种用于光驱中光学读写头的控制电路，是利用低通滤波器来过滤主要推挽信号(main beam push-pull signal)的高频成分，并额外输出过滤后的主要推挽信号。该光学读写头的控制电路包含：激光驱动电路，是接收激光功率控制信号，藉以控制激光光源的激光光束强度；光侦测电路，是接收从光盘片反射的反射光束，并输出主要电信号；以及低通滤波器，是根据主要电信号，并滤除高频成分后输出滤波信号。由于在该光学读写头输出的滤波信号之前已滤除高频成分，所以该滤波信号经过电缆线传送到处理IC时不会因转换速度(slew rate)的限制而变形。因此，光驱可根据该滤波信号回复出稳定的波浪信号。

Description

用于光驱中光学读写头的控制电路

技术领域

本发明涉及一种光学读写头(Optical Pick-Up Head，PUH)的控制电路，特别一种用于光驱中光学读写头的控制电路。

背景技术

由于电脑微处理器的速度越来越快，为了整体速度的提升，与电脑连接的周边设备的速度也相对的提升。以光驱为例，从最初的一倍速提升到目前的五十多倍数。

图1为一般光驱的电路方框图。如该图所示，一般光驱的电路包含两个主要部分，一个是位于光学头11的控制电路、一个是位于印刷电路板(PCB)12的信号处理电路，此两部分均电路是由电缆线(cable)13连接。由于光学头会随着欲读取或烧录的光盘片14的轨道(track)移动，因此一般光驱的电缆线13的长度必须涵盖整个光盘片，大约需6.8公分。位于光学头11的控制电路包含有激光二极管(Laser Diode，LD)111用以产生激光以烧录或读取光盘片的资料、激光二极管驱动电路(Laser Diode Drive，LDD)112用来控制激光二极管的强度、以及光侦测电路(Photo Detect IC，以下简称PDIC)113用来将盘片反射的光束转换成电信号。当然，光学头还包含一些机械与光学元件，例如分光棱镜114与物镜115。

激光二极管111是用来产生激光光束，该激光光束经由分光棱镜114与物镜115照射于光盘片14表面。之后，由光盘片14表面反射的反射光束经由物镜115与分光棱镜114照射于PDIC 113。激光二极管111的激光光束的强度由激光二极管驱动电路112根据功率强度信号来控制，例如在烧录(recording)资料时的烧录脉冲(write pulse)，当烧录脉冲的振幅变大，则激光二极管输出功率亦相对变大。PDIC 113根据所接收到的反射光束强度，产生电信号。并参图2所示，一般的PDIC 113包含四个主要光束侦测单元，分别为A、B、C、D等四个部分，并将光束信号转换输出主要电信号A、B、C、D，以及四个辅助光束侦测单元，分别为E、F、G、H等四个部分，并将光束信号转换输出辅助电信号E、F、G、H。PDIC 113所输出的电信号即所谓的射频信号(Radio Frequency signal，RF)，此射频信号经由电缆线13传送到印刷电路板12。

印刷电路板12上的电路其功能包含有射频放大器(RF amplifier)121、伺服信号处理单元(servo signal processing unit)122、数字信号处理单元(digital signal processing unit)123、以及接口与解码单元(interfaceand decoding unit)124等。射频放大器131接收经由电缆线13传来的射频信号，并将信号放大处理后产生所需的信号与资料。在烧录动作时PCB的电路必须送出烧录脉冲给激光二极管驱动电路112，藉以利用控制激光光束的不同功率将资料烧录于盘片上。而在烧录的同时，PDIC 113亦同时侦测由光盘片反射的反射光束强度，藉以撷取隐含于光盘片上的波浪信号(wobble signal)，作为光盘轨迹定位的参考。

在进行烧录动作时，激光二极管驱动电路112根据烧录脉冲来驱动激光二极管111，产生不同功率强度的激光光束。而经由光盘片反射的反射光束转成电信号后，隐含有波浪信号。因此，对于PCB上的信号接收端而言，波浪信号是载在光侦测电路所转换的电信号上。而射频信号上的烧录脉冲的频率相较于波浪信号而言是非常高频的，例如DVDR盘片其波浪信号频率为140KHz，而射频信号大约在900K至4.3MHz间，故两者分布在不同频带上。因此，若要将射频信号通过电缆线13从光学头传送(transmit)至PCB的射频放大器，由于光学头上的放大器产生的电流有一定的限制，以及由于电缆线13、PCB上的导线(trace)至IC端整体所衍生的寄生电容(parasitic capacitance)不小，将造成光学头上的放大器转换速度(slew rate)不足而导致射频信号扭曲变形(distortion)，进一步造成所载的波浪信号(wobble signal)扭曲失真。

另外，还有一些光学读写头的控制电路除了将主要电信号A、B、C、D经由电缆线输出至PCB的IC之外，PDIC还利用加法器分别将主要电信号A、D以及主要电信号B、C相加，以产生主要推挽信号(main push-pull signal)。该主要推挽信号可将信号缩小藉以降低转换速度效应而提升传送速度。但是此方式由于信号缩小，会同时降低信噪比(SNR)，亦不利于信号传送。

而且，由于光驱的烧录速度不断地提升，射频信号的频率亦随之提高，其波浪信号被扭曲变形的状况将越严重，造成无法正确且稳定地回复波浪信号，而使光驱无法正常运作，若一味地将光学头射频信号输出的放大器电流增加以提高转换速度，将造成技术的瓶颈。因此，如何降低波浪信号被扭曲变形将是一个重要课题。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种降低波浪信号扭曲变形的用于光驱中光学读写头的控制电路。

本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。

一种用于光驱中光学读写头的控制电路，光学读写头包含产生激光光束的激光光源，用于照射置于光驱中的光盘片，其特征是包含：

激光驱动电路，是接收激光功率控制信号，藉以控制前述激光光源的激光光束强度；

光侦测电路，是接收前述激光光束照射前述光盘片后反射的反射光束，并据反射光束输出主要电信号；以及

滤波器，用于接收前述主要电信号，将主要电信号的不良成分滤除后输出为滤波信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光学读写头是输出前述主要电信号A、B、C、D、以及前述滤波信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光侦测电路输出主要推挽信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器接收前述主要推挽信号，并滤除高频成分后输出前述滤波信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述主要电信号包含A、B、C、D等信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：还包含两个加法器，藉以将前述主要电信号A与主要电信号D相加，输出第一主要推挽信号，以及将前述主要电信号B与主要电信号C相加，输出第二主要推挽信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器是接收前述第一与第二主要推挽信号，并滤除高频成分后输出前述滤波信号。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器为低通滤波器。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述低通滤波器还接收烧录速度信号，藉以改变该低通滤波器的3db值。

所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光学读写头是输出前述主要电信号A、B、C、D、以及前述滤波信号。

本发明的光学读写头的控制电路包含：

激光光源，是用来产生照射于光盘片的激光光束；激光驱动电路，是接收激光功率控制信号，藉以控制激光光源的激光光束强度；光侦测电路，是接收从光盘片反射的反射光束，并输出主要电信号；以及低通滤波器，是根据主要电信号，并滤除高频成分后输出滤波信号。

本发明的优点在于：

由于在该光学读写头同时输出主要电信号与滤波信号，且滤波信号已滤除高频成分，所以该滤波信号经过电缆线传送到处理IC时不会因转换速度的限制而变形，光驱可藉以回复出稳定的波浪信号。

以下列举具体实施例参考附图详细说明本发明用于光驱中光学读写头的控制电路。

附图说明

图1为一般光驱的电路架构图。

图2为本发明光学读写头的控制电路方块图。

图3A显示在烧录资料时盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号。

图3B显示光束经光侦测电路转换的电信号因转换速度限制后的波形。

图3C显示本发明盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号经过低通滤波器的波形。

图3D显示本发明光束经光侦测电路转换的电信号经过低通滤波器因转换速度限制后的波形。

图4A显示主要推挽信号Wppl、Wpp2的波形。

图4B显示主要推挽信号Wppl、Wpp2因转换速度限制后相减的波浪信号。

图4C显示主要推挽信号Wppl、Wpp2经过低通滤波器的波形。

图4D显示主要推挽信号Wppl、Wpp2经过低通滤波器因转换速度限制后相减的波浪信号。

图5A显示传统经过PCB IC的滤波器处理后的波浪信号。

图5B显示本发明经过光学读写头的控制电路的滤波器处理后的波浪信号。

图6显示本发明光学读写头的控制电路的另一实施例。

图7为低通滤波器为电阻电容网路的实施例。

具体实施方式

由于在烧录动作时，光驱的光学读写头会根据烧录脉冲产生不同功率的激光光束，藉以将资料(记号)烧录于光盘片上。而且在烧录的同时，光侦测电路会将反射的反射光束转换成射频信号，并传送至PCB的IC。因此，射频信号包含高频的烧录脉冲信号与低频的波浪信号。但由于光驱的烧录速度越来越快，使得转换速度不足而导致射频信号的烧录脉冲扭曲变形(distortion)，进一步造成所载的波浪信号扭曲变形，以至于无法正确且稳定地回复波浪信号，而使光驱无法正常运作。

为了避免此问题，本发明在光学读写头端除了保留原先传送的信号之外，例如主要电信号A、B、C、D，还使用低通滤波器将主要射频信号的高频成分滤除，且通过低频的波浪信号，再传送此经滤波器滤除后的射频信号至PCB的IC端。由于高转换速度的原始烧录脉冲是由高频率的成分所构成，经过低通滤波器滤波之后高频成分将被滤除，因此，滤波后的主要推挽信号不仅其转换速度已大幅降低，且其隐含的低频波浪信号的成分亦可原始地保留。所以，传送到PCB的IC端时，滤波的射频信号并不会因光学读写头放大器的有限转换速度限制而失真，这对高倍数的烧录控制是非常重要的。一般而言，由于射频信号亦用于其他伺服机制等，其对射频信号的频宽要求不同于波浪信号，故一般需额外输出此经低通滤波器滤除高频成分的射频信号。另外，为了减少光学头与接收端间缆线的接线，可利用加法器将主要信号A、D相加以产生A+D以及将主要信号B、C相加以产生B+C，再将此A+D与B+C信号传送至PCB的射频放大器上。

图2为本发明光学读写头的控制电路方块图。如该图所示，本发明光学读写头的控制电路包含激光二极管驱动电路21、激光二极管22、光侦测电路23、以及低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)24。激光二极管驱动电路21接收激光控制信号LCS并控制激光二极管22产生所需功率的激光光束。

激光光束经过分光棱镜114与物镜115后，打在光盘片14上。若激光光束为高功率，则会使光盘片14产生变化，而形成记号(mark)：若激光光束为低功率，则光盘片14不产生任何变化。之后，不管是高功率或低功率的激光光束均会被光盘片14反射至光侦测电路23。光侦测电路23即利用光侦测元件将光信号强度转换为电信号，并产生主要电信号A、B、C、D、以及辅助电信号E、F、G、H。当然，并不一定每个光侦测电路所分割A、B、C、D、E、F、G、H方式均相同。另外，低通滤波器24亦可配置于光侦测电路23内，亦即光侦测电路23所输出的部分信号已被滤除高频成分。

一般的光学读写头的控制电路均直接将主要电信号A、B、C、D经由电缆线输出至PCB的IC，或是额外输出主要推挽信号，但所输出的信号均具有高频成分，会受到转换速度效应而失真。但是，本发明光学读写头的控制电路是利用低通滤波器24将光侦测电路23所输出的射频信号(例如主要电信号A、B、C、D，或主要推挽信号Mpp1、Mpp2)的高频成分过滤后，产生不具高频成分的信号，例如波浪推挽信号Wpp1、Wpp2。该等不具高频成分的信号(波浪推挽信号Wpp1、Wpp2)亦经由电缆线输出至PCB的IC。由于该等波浪推挽信号Wpp2、Wpp2仅包含较低频的成分，所以虽然亦经由电缆线输出至PCB的IC，但因转换速度较小而不至于变形或失真。因此，PCB的电路可根据该等没有变形的波浪推挽信号Wpp2、Wpp2正确且稳定地回复出波浪信号(wobbe signal)的时脉，进而利用波浪信号控制光驱的动作时脉。至于如何回复出波浪信号为习知技术，在此不重复说明。

图3A显示在烧录资料时盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号、图3B显示因转换速度限制后的波形、图3C显示盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号经过低通滤波器的波形、以及图3D显示光侦测电路转换的电信号经过低通滤波器因转换速度限制后的波形。图3A显示在烧录资料时盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号。由于是在烧录资料状态，所以激光功率会随着要烧录的记号(资料)而改变。且烧录的速度越快，该烧录脉冲的频率会越高。图3B显示因转换速度限制后的波形，其中较细的曲线为图3A的光侦测电路转换后的电信号，而较粗的曲线为因转换速度限制后的波形。所谓因转换速度限制后的波形是指经过电缆线与PCB IC的导线后的波形。如图3B所示，由于烧录脉冲的频率包含高频成分，因此盘片反射的光束经光侦测电路转换的电信号亦包含此高频成分，所以因转换速度限制后的波形会变形。而变形后的波形会造成波浪信号的严重失真。但是，如图3C所示，光束经光侦测电路转换的电信号经过低通滤波器之后，波形变的较为平顺，所以即使经过转换速度限制，亦不会使波形变形，如图3D所示。

图4A显示主要推挽信号Wpp1、Wpp2的波形、图4B显示主要推挽信号Mpp1、Mpp2因转换速度限制后相减的波浪信号、图4C显示主要推挽信号Mpp1、Mpp2经过低通滤波器的波形、以及图4D显示主要推挽信号Mpp1、Mpp2经过低通滤波器因转换速度限制后相减的波浪信号。因此，如图4B所示，因转换速度限制后相减的波浪信号严重变形，所以不易回复正确的波浪信号。但是，如图4D所示，主要推挽信号Mpp1、Mpp2经过低通滤波器后，即使受到转换速度限制，但是因高频成分已被滤除，所以不会变形。因此，根据图4D产生的波浪信号并不会有失真的情况，故一预置于光学头端的低通滤波器可有效避免传输所造成波浪信号失真的问题。

图5A显示传统经过PCB IC的滤波器处理后的波浪信号，而图5B显示本发明经过光学读写头的滤波器处理后的波浪信号。如图5A所示，传统经过PCBIC的滤波器处理后的波浪信号会有一部分波形变形，所以当利用锁相回路(phase locked loop，PLL)根据该波浪信号产生参考时脉时，所产生的参考时脉会有较大的抖动情形。而如图5B所示，本发明光学读写头所提供的额外信号经过滤波器处理后的波浪信号相当平顺，所以当利用锁相回路根据该波浪信号产生参考时脉时，所产生的参考时脉会较稳定。而较稳定的参考时脉对于光驱的烧录控制而言是相当重要的。

另外，由于光驱的烧录速度并非固定速度，会因为光盘片所能支援的最大烧录速度而进行调整。所以，为了配合不同的烧录速度，本发明光学读写头所增加的低通滤波器的3db频率亦必须随着烧录速度而调整。图6显示本发明光学读写头控制电路的另一实施例。如图6所示，该光学读写头控制电路的低通滤波器24’是根据一烧录速度信号WS的控制提供不同的3db频率。烧录速度信号WS可以用来指示目前的烧录速度，例如1、2、4、8倍速等等。所以，低通滤波器24’可以根据该烧录速度信号WS变换3db频率。例如，在一倍速的烧录速度时，烧录速度信号WS为1，其波浪信号的频率为850K，所以低通滤波器24’的3db频率可设定为850K。而在4倍速的烧录速度时，烧录速度信号WS为4，其波浪信号的频率为3.4M，所以低通滤波器24’的3db频率可设定为3.4M。至于如何根据烧录速度信号WS来切换低通滤波器的3db频率有许多方式。

图7为低通滤波器为电阻电容(RC)网路的实施例。如图7所示，低通滤波器24’包含多个电阻R1～Rn、电容C、以及多个开关S1～Sn。开关S1～Sn是由烧录速度信号WS控制，藉以控制电阻的大小。所以，不同的电阻与电容C可以改变不同的3db频率。

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要旨，可进行各种变形或变更。

Claims (10)

1.一种用于光驱中光学读写头的控制电路，光学读写头包含产生激光光束的激光光源，用于照射置于光驱中的光盘片，其特征是所述控制电路包含：

激光驱动电路，是接收激光功率控制信号，藉以控制前述激光光源的激光光束强度；

光侦测电路，是接收前述激光光束照射前述光盘片后反射的反射光束，并据反射光束输出主要电信号至信号处理电路；以及

滤波器，用于接收前述主要电信号，将主要电信号的不良成分滤除后输出为滤波信号至信号处理电路。

2.根据权利要求1所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光学读写头输出的前述主要电信号包括主要电信号A、主要电信号B、主要电信号C、主要电信号D、以及前述滤波信号。

3.根据权利要求1所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光侦测电路输出的主要电信号为主要推挽信号。

4.根据权利要求3所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器接收前述主要推挽信号，并滤除高频成分后输出前述滤波信号。

5.根据权利要求1所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述主要电信号包含主要电信号A、主要电信号B、主要电信号C、主要电信号D。

6.根据权利要求5所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：还包含两个加法器，藉以将前述主要电信号A与前述主要电信号D相加，输出第一主要推挽信号，以及将前述主要电信号B与前述主要电信号C相加，输出第二主要推挽信号。

7.根据权利要求6所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器是接收前述第一与第二主要推挽信号，并滤除高频成分后输出前述滤波信号。

8.根据权利要求1所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述滤波器为低通滤波器。

9.根据权利要求8所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述低通滤波器还接收烧录速度信号，藉以改变该低通滤波器的3db值。

10.根据权利要求9所述的用于光驱中光学读写头的控制电路，其特征是：前述光学读写头输出的前述主要电信号包括主要电信号A、主要电信号B、主要电信号C、主要电信号D、以及前述滤波信号。

Images