CN100449631C - 包括生成更高定时分辩率的定时信号的装置的光记录载体记录设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光记录载体记录机构及其相应方法，包括：生成相对于输入的记录信号具有增加的定时分辨率的定时信号(52)的设备。为了在不提高参考时钟频率的情况下用最小延迟小于所述定时分辨率的延迟单元(20)获得增加的定时分辨率，设计了生成所述定时信号的设备，包括：延迟装置(111)，接收记录信号(51)和生成定时信号(52)，延迟装置包括具有第一延迟的第一组(14)延迟元(20)和具有第二延迟的第二组(17)延迟元(22)，第一和所述第二延迟之差形成小于第一和第二延迟的单位延迟，和选择装置(112)，通过控制所述记录信号(51)所通过的第一和第二组(14、17)的延迟元(20、22)的数量选择延迟记录信号(51)的单位延迟量。
Description
本发明涉及一种通过将射束照射到光学记录载体的记录表面上来记录数据的光记录载体记录机构和相应的方法，包括：
辐射源，用于提供射束，
锁相环，用于提供时钟信号，
记录信号生成单元，使用所述时钟信号从接收的信息信号中生成记录信号，
用于从所述记录信号生成定时信号的设备，所述定时信号相对于所述记录信号而言具有增加的定时分辨率，和
驱动单元，用于接收所述定时信号和驱动所述辐射源。
在光盘(如CD-R/RW、DVD+RW或DVR)上进行写入的过程是通过使用经聚焦的激光束加热盘片而实现的。盘的加热会在盘材料中造成永久的或半永久的变化，这种变化可以在读出过程中检测到。在写入过程中，激光驱动器IC(也称为LADIC)根据要被写入到盘上的数据以不同幅度和持续时间的电流脉冲的预定模式(即写入策略)驱动激光器。这样的光记录/再现设备是大家熟知的，例如，从WO 00/39793中可以获知这种记录/再现设备。
用于光学记录的写入速度的日益提高和写入策略的新发展需要单个激光脉冲的定时分辨率高于激光驱动器PLL(即锁相环)时钟的周期。也就是说，激光驱动器应当不仅可以在PLL时钟边缘开始新的激光脉冲，而且也可以在两个PLL时钟边缘之间的预定时刻开始新的激光脉冲。这意味着需要对激光驱动器的PLL时钟采用超高分辨率。这可以通过分接延迟线实现，其中，将表明下一激光脉冲的开始的定时信号延迟了时钟周期的预定若干分之一。这可以通过在定时信号的路径中插入一定数量的延迟元来实现，每个延迟元使信号延迟一小段时间。可以对所插入的延迟元的数量进行选择，从而定义出信号所延迟的总时间。然而，在时钟频率较高的情况下并且在需要使用超高分辨率的时候，标准延迟元所能够获得的最小延迟高于所希望的单位延迟。
因此，本发明的目的在于提供一种具有相对于输入信号可生成定时分辨率增加的定时信号的机构的光记录载体记录设备和方法，该机构使用最小延迟不必短于所需的定时分辨率的延迟元在不增加所述输入信号的定时分辨率的条件下生成该定时分辨率增加的定时信号。
上述目的由权利要求1所述的机构实现，包括：延迟装置，用于接收所述记录信号和生成所述定时信号，所述延迟装置包括具有第一延迟的第一组延迟元和具有第二延迟的第二组延迟元，所述第一和所述第二延迟之差形成小于所述第一和所述第二延迟的单位延迟，和选择装置，用于通过控制所述记录信号通过的所述第一和所述第二组的延迟元的数量来选择延迟记录信号的单位延迟量。
本发明是基于这点考虑的：即不使用延迟元自身的延迟作为单位延迟，而以延迟不同的两个延迟元之间的差作为单位延迟，在优选情况中延迟之间的差别很小。所述差值被选择为小于第一和第二组的延迟元的延迟。由于延迟的差值被用作单位延迟，因此，各延迟元的延迟不需要非常短，这使其易于设计，从而降低了成本。另一方面，可以获得远远高于采用延迟元自身的最小延迟所获得的更高的超分辨率。为了控制对记录信号的精确延迟，提供了用于选择第一和第二组的延迟元的数量从而控制经过所述组的延迟元的记录信号的信号通道的选择装置。
本发明的优选实施例包括在从属权利要求中。根据第一优选实施方式，采用了受控的延迟元，并提供了用于控制所述第一和第二组的延迟元的所述第一和第二延迟的延迟控制装置。优选的，所述延迟元的延迟被控制为使第一组的所有延迟元具有相同的延迟，第二组的所有延迟元具有相同的延迟。对所述延迟元的延迟的较佳选择如权利要求3所述。
假设x(x-1)，x是整数，是对所述记录信号的定时分辨率所进行的细分的数量，则第一组中所希望的延迟元的最小值为2x-3，第二组所希望的延迟元的最小值为x-2。所述第一和第二组的延迟元的第一和第二数可以被计算出来，其中，该第一和第二数是记录信号需要通过以延迟特定数量N个单位延迟D的数值。所述第二组的延迟元的第二数Z2通常由Z2＝Nmod(x-1)给定，所述第一组的延迟元的第一数Z1通常由Z1＝int(N/(x-1))-Z2+(x-2)给定。这意味着通过第一组的x-2个延迟元并且通过第二组的零个延迟元的信号被定义为延迟为零的信号。所有其它的单位延迟相对所述延迟为零的信号定义。
所述选择装置的优选实施方式如权利要求6所述，根据该权利要求，多个AND门和OR门用来对每组的延迟元进行选择，用以选择信号通道。
根据本发明的一个方面，所述延迟元是非倒相延迟元，其每个都包括倒相的流控或压控延迟元单元。然而，也可以使用其它结构。外耦合电路用于从延迟元中再现输出信号。
延迟控制装置的优选实施例如权利要求8和9所述。优选的，所述延迟控制装置包括两个锁相环电路，每个电路都包括用于生成控制所述第一和第二组的延迟元的延迟的第一和第二控制信号的流控振荡器和用于划分所述流控振荡器的输出信号的频率的时钟分频器。PLL电路最好都包括相位检测器和环路滤波器，PLL电路都由第三时钟分频器互连。所述流控振荡器的每一个最好都由多个互连的倒相延迟元形成为环形振荡器。所述第一环形振荡器的延迟元的延迟最好选择为p倍于第一组的延迟元的第一延迟，而第二环形振荡器的延迟元的延迟选择为p倍于所述第二组的延迟元的所述第二延迟，其中，p是大于零的数，如0.5。根据本发明的延迟装置中使用的延迟元的类型，通过第一或第二流控振荡器的电流或跨第一或第二流控振荡器的电压被复制到延迟装置中的第一或第二组延迟元。
与权利要求1相应的方法如权利要求10所述。通常，本发明应用于任意基于PLL的定时信号生成电路中，如，模式合成器，其中，需要与输入时钟信号成比例的非常高的定时分辨率。此外，本发明还可以用在自适应的时钟移相器或自适应的(时钟)去脉冲相位差电路(deskewing circuit)中，例如用在微处理器或存储器中对(芯片间)时钟脉冲相位差进行补偿。
现在将参考附图对本发明进行更加详细的解释，其中：
图1示出了根据本发明的光记录载体记录机构的方框图，
图2示出了根据本发明的用于生成具有增加的定时分辨率的定时信号的设备，
图3a、b示出了延迟元的不同实施例，
图4示出了延迟控制装置的方框图，和
图5示出了用在所述延迟控制装置中的环形振荡器。
图1示出了根据本发明的光记录载体记录机构的方框图。所述机构包括作为辐射源的激光器4，用于将数据信号记录在盘形光记录载体1的记录表面2上。所述信号是这样写入的：将所述激光器4发射的射束5照射并借助透镜6会聚到记录表面2上，从而对盘局部加热，以致在记录表面2上的盘材料中造成永久的或半永久的改变。在记录过程中，借助电动机3使光记录载体1围绕其中心旋转，并且激光器4是由激光驱动单元7通过不同幅度和持续时间的电流脉冲的预定模式进行驱动的，其中所述预定模式给出了所期望的写入策略。为所述驱动单元7提供了由依照本发明的定时信号生成设备8中生成的所希望定时信号S2，该定时信号生成设备接收记录信号S1并生成具有比所述输入信号S1高的定时分辨率的定时信号S2，该信号也称为记录信号。所述输入信号S1是通过记录信号生成单元9根据参考时钟信号CLK由包含所要记录的数据的数据信号S0生成的，其中，该参考时钟信号CLK是由锁相环(PLL)10生成的。
为了实现要求经提高的写入速度或写入精确度的写入策略，激光器4的单个激光脉冲的定时分辨率必须高于PLL的参考时钟信号CLK的周期和输入信号S1的周期。根据本发明，上述目的是通过延迟装置11实现的，该延迟装置11包括第一组和第二组多个延迟元，第一组延迟元具有略微不同于第二组延迟元的延迟。这样，可以将第一组的一个元与第二组的一个元的延迟之差用作单位延迟，这是因为这样可以将该延迟之差形成得远远小于单个延迟元的延迟。这样，可以获得比能够通过单个延迟元获得的最小延迟高得多的超分辨率。
为了控制单个延迟元的延迟，设置了一个提供控制信号C的延迟控制装置13。为了选择信号路径，以使输入信号S1将会输入到所述延迟装置11中从而控制所述输入信号S1的实际延迟，设置了一个生成选择信号B的选择装置12。
在图2中更加详细地示出了根据本发明的定时信号生成设备。延迟装置包括第一延迟单元111和第二延迟单元112，每个延迟单元都包括多个延迟元20、22、多个AND门21、23以及一个OR门16、19。在本实施例中，第一延迟单元111包括第一延迟线14，该第一延迟线14由第一延迟元组20构成，该第一延迟元组包括七个相互串联的延迟元。包含记录过程中所使用的定时信息并具有较低定时分辨率的输入信号S1输入到所述延迟线14的第一延迟元中。所述延迟元20的延迟是由延迟控制装置13生成的第一控制信号C1控制的。每个延迟元20的输入端和最后一个延迟元的输出端连接到第一组15的各AND门21的输入端。所述AND门21的另一输入端连接到选择装置，选择装置包括选择单元121和多路分离器122，用于生成选择一条信号路径的选择信号B，输入信号S1将会沿着所述信号路径通过该延迟装置。由此，每个AND门21都可以用作可单独导通或截止以允许信号通过或不允许信号通过的开关。
第一组15的所述AND门21的输出端全部连接到OR门16，其输出连接到包括在第二延迟单元112内的延迟线17的多个延迟元中的第一个延迟元22的输入端。在本实施例中，所述延迟线17包括三个相互串联的延迟元22，其延迟由第二控制信号C2控制，该第二控制信号C2由所述延迟控制装置13提供。所述延迟元22的所有输入端和最后一个延迟元的输出端分别连接到第二组18的AND门23的输入端，这些AND门23的第二个输入端被提供用于选择信号路径的选择信号B。所述AND门23的输出端连接到OR门19，该OR门输出定时信号S2，该信号S2与输入信号S1相比具有提高的定时分辨率。在本实施例中，选择信号为四位编码，用以选择信号路径。
优选地，每个延迟元20、22都由两个倒相延迟元组成，得到非倒相延迟元的效果。这些延迟元可以是图3a所示的流控延迟元或图3b所示的压控延迟元，不过也可以是其它的结构。在延迟线14和17中将两个这样的倒相延迟元用作一个延迟元可以得到延迟为单个倒相延迟元的两倍的非倒相延迟元的效果。
延迟元20、22由控制机构13以这样一种方式进行控制：使第一延迟线14的每个延迟元的延迟为T/x，而第二延迟线17的每个延迟元的延迟为T/(x-1)。这里，T是参考时钟的时钟周期，即PLL之中信号CLK和应用超高分辨率的输入信号S1(其通常不需要是周期性的，可以是分辨率为T的定时信号)的时钟周期，x(x-1)是在一个周期T内进行细分的数量。下面的列表给出了x取不同数值时这两个延迟单元的每个延迟元的延迟以及每个周期T的细分数。在图2所示的实施例中，x的值为5，从而得到了对时钟周期T的20个细分。
| x | 延迟单元111 | 延迟单元112 | 每T的细分 | 分辨率增益 |
| 5 | T/5 | T/4 | 20 | 4x |
| 6 | T/6 | T/5 | 30 | 5x |
| 7 | T/7 | T/6 | 42 | 6x |
| 8 | T/8 | T/7 | 56 | 7x |
| 9 | T/9 | T/8 | 72 | 8x |
| 10 | T/10 | T/9 | 90 | 9x |
分辨率增益是在每个延迟元的最小延迟相同的情况下将根据本发明的延迟装置所获得的定时分辨率除以传统的延迟线所能够获得的定时分辨率所得的结果。
就图2所示的延迟装置而言，其中x为5，得到了20个细分。通过第一延迟线14的前三个延迟元20并且没有通过第二延迟线17的延迟元22的信号的延迟被定为零。如果现在要实现某个量的延迟，如T/20，则对于延迟为T/20的情况，信号通道被控制为使信号通过第一延迟线14的两个延迟元和第二延迟线17的一个延迟元，从而实现零减T/5加T/4。同样，如果希望延迟为7T/20，则可以通过使信号仅通过第一延迟线14的第一延迟元而后通过第二延迟线17的三个延迟元来实现零减去2T/5的延迟而后加上3T/4的延迟。换句话说，绝对延迟为3T/5的信号可以定义为具有一个为零的延迟，而所有其它的延迟都是相对于具有零延迟的信号计算出来。由于延迟为零的信号定义为通过第一延迟线的三个延迟元的信号，因此，还可以在第一延迟单元111中相对于所述信号增减延迟。
下面的列表示出了x＝5的情况下每个希望的延迟的延迟线设定：
| 延迟 | 单位延迟的数量N | 单元111中所通过的延迟元数量 | 单元112中所通过的延迟元数量 |
| 0 | 0 | 3 | 0 |
| T/20 | 1 | 2 | 1 |
| 2T/20 | 2 | 1 | 2 |
| 3T/20 | 3 | 0 | 3 |
| 4T/20 | 4 | 4 | 0 |
| 5T/20 | 5 | 3 | 1 |
| 6T/20 | 6 | 2 | 2 |
| 7T/20 | 7 | 1 | 3 |
| 8T/20 | 8 | 5 | 0 |
| 9T/20 | 9 | 4 | 1 |
| 10T/20 | 10 | 3 | 2 |
| 11T/20 | 11 | 2 | 3 |
| 12T/20 | 12 | 6 | 0 |
| 13T/20 | 13 | 5 | 1 |
| 14T/20 | 14 | 4 | 2 |
| 15T/20 | 15 | 3 | 3 |
| 16T/20 | 16 | 7 | 0 |
| 17T/20 | 17 | 6 | 1 |
| 18T/20 | 18 | 5 | 2 |
| 19T/20 | 19 | 4 | 3 |
如果希望预定数量N的单位延迟D，则可以通过下述计算制定出x取其它数值的同样的列表：
第一延迟单元111的延迟元的第一数量Z1等于int(N/(x-1))-Z2+(x-2)，其中第二延迟单元112中所通过的延迟元的第二数量Z2等于Nmod(x-1)。
对于特定的x值，延迟线14、17中的延迟单元111、112中所存在的延迟元的总数为2x-3(对于第一延迟线14)和x-2(对于第二延迟线17)。
用于控制延迟元20、22的延迟的两个控制信号C1和C2由图4中所示的延迟控制装置生成，该延迟装置包括两个PLL电路131、132。所述PLL电路131，132中的每一个都包括相位检测器(PD1、PD2)30，40、环路滤波器(LF1、LF2)31，41、流控振荡器(CCO1、CCO2)32，42和时钟分频器(％N、％K)33，43。为第一PLL电路131提供时钟信号ck；PLL电路131、132由第三时钟分频器(％M)50互连。时钟分频器33、43分割振荡器32、42输出的时钟信号F1、F2的频率，之后将这些信号反馈到相位检测器30、40，以与输入时钟信号进行比较。流控振荡器32、42最好由五个互连的倒相延迟元50组成，该倒相延迟元与在延迟线14和17中两次使用的倒相延迟元(见图2)相同，从而形成了图5中所示的环形振荡器。所述环形振荡器接收环路滤波器的输出信号作为输入信号E1、E2，并分别输出环路信号F1、F2和控制信号C1或C2。
在许多光记录的记录机构的激光驱动单元中，已经存在第一PLL电路131，如图1中所示的PLL10。第一流控振荡器32的频率是输入时钟的频率的Q倍。如果假设所述时钟信号的周期为T，则图5所示的环形振荡器的各延迟元的延迟为T/10。如果将流过流控振荡器的电流或跨该流控振荡器的电压-根据所使用的延迟元的类型-复制到第一延迟线14中的延迟元，则由于这里非倒相延迟元是由两个与流控振荡器中所采用的相同的倒相延迟元构成，因此每个延迟元都具有T/5的延迟。
第二流控振荡器42的频率是第一流控振荡器32的频率的K/M倍，从而，在第二流控振荡器42中得到了T/10倍于每延迟元M/K的延迟。例如，在K＝4和M＝5的条件下，每个延迟元的延迟为T/8。将经过第二流控振荡器42的电流或跨第二流控振荡器42的电压复制到第二延迟17的延迟元上，从而在第二延迟单元112中每个延迟元可以实现T/4的延迟。
在下面的列表中，对于不同的x值，给出了每个流控振荡器的倒相延迟元的数量以及M和K的数值。并且，该列表中还示出了控制信号复制到两个延迟单元上的方式。
| x | 每CCO的延迟元数量 | M | K | CCO1到 | CC2到 |
| 5 | 5 | 5 | 4 | 单元111 | 单元112 |
| 6 | 5 | 5 | 6 | 单元112 | 单元111 |
| 7 | 7 | 7 | 6 | 单元111 | 单元112 |
| 8 | 7 | 7 | 8 | 单元112 | 单元111 |
| 9 | 9 | 9 | 8 | 单元111 | 单元112 |
| 10 | 9 | 9 | 10 | 单元112 | 单元111 |
Claims (10)
1、一种光记录载体的记录机构，用于通过将射束(5)照射到光记录载体(1)的记录表面(2)上来记录数据，包括：
辐射源(4)，用于提供射束(5)，
锁相环(10)，用于提供时钟信号(clk)，
记录信号生成单元(9)，使用所述时钟信号(clk)从接收到的信息信号(S)中生成记录信号(S1)，
设备(8)，用于从所述记录信号(S1)生成定时信号(S2)，所述定时信号(S2)具有相对于所述记录信号(S1)增加了的定时分辨率，和
驱动单元(7)，用于接收所述定时信号(S2)并驱动所述辐射源(4)，
其中，所述用于生成所述定时信号(S2)的设备(8)包括：
延迟装置(11)，用于接收所述记录信号(S1)和生成所述定时信号(S2)，所述延迟装置包括具有第一延迟的第一组(14)延迟元(20)和具有第二延迟的第二组(17)延迟元(22)，所述第一和所述第二延迟之差形成了小于所述第一和所述第二延迟的单位延迟，和
选择装置(12)，用于通过控制由所述记录信号(S1)通过的所述第一和所述第二组(14、17)延迟元(20、22)的数量来选择用于对记录信号(S1)进行延迟的单位延迟量。
2、根据权利要求1所述的机构，还包括延迟控制装置(13)，用于控制所述第一和所述第二组(14、17)的延迟元(20、22)的所述第一和所述第二延迟。
3、根据权利要求2所述的机构，其中，所述延迟控制装置(13)用于将第一组(14)的延迟元的延迟控制为T/x，T是所述记录信号(S1)的定时分辨率，x是整数，还用于将第二组(17)的延迟元的延迟控制为T/(x-1)，从而得到单位延迟T/((x-1)x)。
4、根据权利要求1所述的机构，其中，所述第一组(14)包括x-2个延迟元(20)，所述第二组(17)包括2x-3个延迟元(22)，x是整数，x(x-1)是由所述记录信号的定时分辨率造成的细分数。
5、根据权利要求4所述的机构，其中，所述选择装置(12)控制所述记录信号(S1)所通过的所述第一和所述第二组(14、17)的延迟元(20、22)的数量，从而对于选定的单位延迟D的延迟数量N，所述第二组(17)的延迟元的第二数量Z2被选择为N mod(x-1)，所述第一组(14)的延迟元的第一数量Z1选择为int(N/(X-1))-Z2+(x-2)。
6、根据权利要求1所述的机构，其中，所述选择装置(12)包括第一组(15)和第二组(18)AND门(21，23)，以及第一和第二OR门(16，19)，所述第一OR门(16)连接到所述第一组(15)的AND门(21)的输出端，所述第二OR门(19)连接到所述第二组(18)的AND门(23)的输出端，所述第一OR门的输出端连接到所述第二组延迟元中的第一延迟元的输入端，
所述AND门(21，23)被控制用于在记录信号(S1)通过第一数量Z1个所述第一组(14)的延迟元(20)之后将记录信号(S1)切换到所述第一OR门(16)，并用于在记录信号(S1)通过第二数量Z2个所述第二组(17)的延迟元(22)之后将记录信号(S1)切换到所述第二OR门(19)。
7、根据权利要求1所述的机构，其中，所述延迟元(20，22)是非倒相延迟元，每个延迟元(20，22)都包括两个倒相的流控或压控延迟元单元。
8、根据权利要求2所述的机构，其中，所述延迟控制装置(13)包括两个锁相环电路(131，132)，每个锁相环电路都包括流控振荡器(32，42)和时钟分频器(33，43)，流控振荡器用于生成控制所述第一和第二组(14，17)的延迟元(20，22)的延迟的第一和第二控制信号(C1，C2)，时钟分频器用于对所述流控振荡器(32，42)的输出信号(F)进行分频。
9、根据权利要求8所述的机构，其中，每个所述流控振荡器(32，42)都包括形成环形振荡器的多个互连的倒相延迟元(50)，其中，第一环形振荡器(32)的所述延迟元的延迟被选择为p倍于所述第一延迟，第二环形振荡器(42)的所述延迟元的延迟被选择为p倍于所述第二延迟，p是大于零的值。
10、一种通过将射束(5)照射到光记录载体(1)的记录表面(2)上来记录数据的光记录载体的记录方法，包括以下步骤：
通过辐射源(4)生成射束(5)，
通过锁相环(10)生成时钟信号(clk)，
通过记录信号生成单元(9)使用所述时钟信号(clk)从接收的信息信号(S)中生成记录信号(S1)，
从所述记录信号(S1)生成定时信号(S2)，所述定时信号(S2)具有相对于所述记录信号(S1)增加了的定时分辨率，和
通过驱动单元(7)接收所述定时信号(S2)并驱动所述辐射源(4)，
其中，由延迟装置(11)接收所述记录信号(S1)，生成所述定时信号(S2)，所述延迟装置(11)包括具有第一延迟的第一组(14)延迟元(20)和具有第二延迟的第二组(17)延迟元(22)，所述第一和所述第二延迟之差形成了小于所述第一和所述第二延迟的单位延迟，和
其中，由选择装置(12)通过控制所述记录信号(S1)所通过的所述第一和所述第二组(14、17)的延迟元(20、22)的数量来选择对记录信号(S1)进行延迟的单位延迟量。
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