CN100452198C - 信号驱动装置及使用该信号驱动装置的光学拾取装置 - Google Patents
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Abstract
一种信号驱动装置,包含:第一缓冲电路,其中从第一光信号转换成电信号的信号被放大;第二缓冲电路,其中从第二光信号转换成电信号的信号被放大;控制电路,用于使第一和第二缓冲电路之一处于工作状态并使另一个缓冲电路的输出级处于高阻抗的空闲状态,从而输出拾取第一或第二光信号的转换控制信号;以及电压转换电路,用于使第一和第二缓冲电路的输出级中的任一个处于空闲状态,并向组成该输出级的晶体管提供等于或小于该晶体管的耐压的偏压。
Description
技术领域
本发明涉及信号驱动装置,其中平行地排列多个缓冲电路且这些缓冲电路被切换成输出信号,并涉及使用该信号驱动装置的光学拾取装置。特别地,具有多个光探测电路的缓冲电路被切换成断开不工作的光学探测缓冲电路,并通过柔性衬底(或电缆)将光学探测信号提供给后续信号处理电路。
背景技术
图1示出了常规光学拾取装置200,该装置具有外部转换开关(changeover switch),切换该转换开关,选择由多个PD(光电探测二极管)探测到的信号,并通过一个柔性衬底(或者也称为电缆)传输如此选择的数据。该光学拾取装置200包含:用于BD(蓝光激光二极管)的OEIC(光电IC;光电转换集成电路)201、用于DVD(数字多功能盘)/CD(compact disc,压缩盘)的OEIC 202、用于在这些OEIC的输出之间切换的开关203、一个柔性衬底、以及信号处理IC。
在使用蓝光LD(蓝光激光二极管)的记录和再现期间,用于DVD/CD的激光二极管停止发光,或备选地通过一个柔性衬底传输BD的OEIC 201和DVD/CD的OEIC 202的任一信号(数据)。因此,提供转换开关203用于备选地选择该信号,并传输来自任一OEIC的信号。
当将BD的OEIC 201的输出数据传输到信号处理IC 205时,转换开关203被切换到BD的OEIC 201一侧,来自BD的OEIC 201的输出数据(信号)正被输出到柔性衬底204。同时,在DVD/CD的OEIC 202的后续级提供的驱动电路处于工作状态。然而,由于使用转换开关203对其进行切换,DVD/CD的OEIC的输出不会对BD的OEIC 201的输出级中驱动电路的工作产生不利影响。
相反,当通过柔性衬底204将来自DVD/CD的OEIC 202的输出信号传输到信号处理(IC)电路205时,转换开关203被切换到DVD/CD的OEIC 202一侧。随后,从DVD/CD的OEIC输出的信号通过柔性衬底204被传输到信号处理IC 205。
同时,由于使用转换开关203切换BD的OEIC 201的输出级的驱动电路,所以其并不影响DVD/CD的OEIC的驱动电路的输出。
尽管设置了一个柔性衬底,使用该开关导致了需要空间和高成本的缺点。
图2中示出了另一常规光学拾取装置250。该光学拾取装置250设置成使用两个柔性衬底。BD的OEIC 251的输出信号通过柔性衬底253被输出到信号处理IC 255。另外,DVD/CD的OEIC 252的输出信号通过另外提供的柔性衬底254被输出到信号处理IC 255。
BD的OEIC 251的输出端子通过柔性衬底253连接到信号处理IC255。另外,DVD/CD的OEIC 252的输出端子通过柔性衬底254连接到信号处理IC 255。因此,信号处理IC 255一侧需要利用控制信号在所述信号之间切换,由此从BD的OEIC 251提供信号或从DVD/CD的OEIC 252提供信号。
另外,常规光学拾取装置250需要至少两个柔性衬底。因此其缺点为:在柔性衬底之间发生信号干扰,可能引入噪声等,且所传输的信号可能恶化,这也导致出现故障。
另外,由于需要两个或更多个(多个)柔性衬底,存在需要空间的缺点,难以实现装置微型化,且成本随柔性衬底数目的增大而增加。
[专利文件1]
日本专利申请公开号第HEI 9-282705
[专利文件2]
日本专利申请公开号第2002-50066
发明内容
在设有多个缓冲电路的用于光学记录再现的光学拾取装置中,或使用这种光学拾取装置的信号驱动装置中,用于切换和传输多个缓冲电路输出信号的传输路径的数目减小。当一个缓冲电路工作时,使另一个缓冲电路处于OFF(停止)状态。另外,处于OFF状态的缓冲电路的输出电路被设置成不影响工作中的缓冲电路的工作,且处于OFF状态的缓冲电路的输出晶体管的耐压得到满足。
本发明的信号驱动装置包含:第一缓冲电路,其中从第一光信号转换成电信号的信号被放大;第二缓冲电路,其中从第二光信号转换成电信号的信号被放大;控制电路,用于使第一和第二缓冲电路之一处于工作状态并使另一个缓冲电路的输出级处于高阻抗的空闲状态,从而输出拾取第一或第二光信号的转换控制信号;以及电压转换电路,用于使第一和第二缓冲电路的输出级中的任一个处于空闲状态,并向组成该输出级的晶体管提供等于或小于该晶体管的耐压的偏压。
使用本发明的信号驱动装置的光学拾取装置,包括:第一和第二光接收器;第一缓冲电路,其中由第一光接收器探测到的第一光信号被转换成电信号,随后该电信号被放大;第二缓冲电路,其中由第二光接收器探测到的第二光信号被转换成电信号,随后该电信号被放大;控制电路,用于使第一和第二缓冲电路之一处于工作状态并使另一个缓冲电路的输出级处于高阻抗的空闲状态,以便输出拾取第一或第二光信号的转换控制信号;电压转换电路,用于使第一和第二缓冲电路的输出级中的任一个处于空闲状态,并向组成该输出级的晶体管提供等于或小于该晶体管的耐压的偏压,从而维持该晶体管的空闲状态并防止其击穿;以及信号处理电路,其中第一和第二缓冲电路的输出端子连接在一起且经由柔性电缆通过连接的端子传输的信号得到处理。
信号驱动装置可设置成使得每一个均具有PD(光电二极管)IC的缓冲电路(或驱动电路)的输出级(主要输出缓冲电路)被连接在一起,一个缓冲电路开启,且另一个缓冲电路关断,从而在DVD(CD)和BD之间切换并避免相互影响。
一个缓冲电路被关断,且输出阻抗被设为高阻抗(或也称为Hi-Z),以便不影响工作中的另一个缓冲电路。
为了将缓冲电路之一关断,对组成输出(缓冲)级的晶体管(例如双极晶体管)的基极和发射极之间施加反向偏压。不仅通过使该晶体管处于OFF状态,还通过将偏压设成在基极和发射极之间的PN结的反偏耐压(VBEO)范围之内,即使电源电压变化或通过共用输出端子从该缓冲电路输入信号,也可以防止该输出晶体管毁坏。
将参考在附图中阐述的本发明具体实施例,在下文中详细解释本发明的另外特征以及由其提供的优点。
附图说明
图1为示出了常规光学拾取装置的方框图;
图2为示出了另一个常规光学拾取装置的方框图;
图3为以方框图示出了本发明优选实施例的光学拾取装置的电路图;
图4为组成图3所示光学拾取装置的信号驱动装置的输出电路的方框图;
图5为示出了组成图4所示另一个优选实施例的信号驱动装置的缓冲电路的电路结构的电路图;
图6为用于解释图5所示缓冲电路的输出级的工作的电路图;以及
图7为示出了图6所示缓冲电路的输出波形的图表。
具体实施方式
图3中示出了为一优选实施例的光学拾取装置10的整体方框图。
光学拾取装置10包含:用于LD(激光二极管)1(11)、LD 2(13)、和BD(蓝光激光二极管)的OE(光电转换)电路12;用于DVD(数字多功能盘)/CD(压缩盘)的OE电路14;模式切换控制电路17;柔性衬底15(或者也称为电缆);以及信号处理电路16。
LD 1(11)包含例如蓝光激光二极管,并致使用蓝紫光辐射盘片从而通过反射激光的方式写入数据或读取数据。
BD的OE电路12包含PD(光电探测器、光探测元件)、光探测电路、放大器电路、输出缓冲(驱动)电路等。假设这些电路统称为缓冲电路。
对于被盘片反射的蓝光激光二极管的光,该光(信号)被PD转换成光电流。该光电流被转换成电压,使用具有低噪声性能的放大器放大如此转换的电压。接着,该电压在BD的OE电路12中被放大,并从设于后续输出单元的缓冲(驱动)电路输出到柔性衬底(电缆)15。
LD 2(13)包含为DVD和CD提供不同波长的两种类型激光二极管,且在工作时在该DVD和CD之间切换和驱动。
DVD/CD的OE电路14包含PD(光电探测器、光探测元件)、光探测电路、放大器电路、输出缓冲(驱动)电路等。
被盘片反射的DVD的激光二极管或CD的激光二极管的光被PD转换成光电(信号)电流。该探测到的电流被转换成电压,并被具有低噪声性能的放大器放大。接着,与前述方式相同,该放大的光信号(电压)从设于DVD/CD的OE电路14的后续输出单元的缓冲(驱动)电路输出到相同的柔性衬底(电缆)15。
BD的OE电路和DVD/CD的OE电路14的输出被共同连接到柔性衬底15。因此,当其中一个工作时,另一个处于空闲状态。由于从BD的OE电路12和DVD/CD的OE电路14的输出缓冲(驱动)电路输出的信号为脉冲信号,所以通常它们的信号幅度较大。
即使具有如此大幅度的脉冲信号被输入到处于空闲状态的输出缓冲电路的输出端子,也可防止组成处于空闲状态的输出缓冲(驱动)电路的晶体管改变成ON工作状态。另外,即使提供给处于空闲状态的缓冲电路输出单元的晶体管的脉冲信号电压等于或大于耐压,该晶体管被设置成避免击穿。将在稍后描述详细的设置和操作。
模式切换控制电路17输出控制信号(电压)。通过该控制信号,例如当LD 1(11)在工作时,BD的OE电路12被设置成工作状态,DVD/CD的OE电路14被设置成空闲状态。
另外,如此设置:当LD 2(13)工作时,DVD/CD的OE电路14设置成工作状态,且BD的OE电路12设置成空闲状态。
柔性衬底15包含图3所示的光学拾取装置10中的一片。因此,可以减小空间,还可以减小柔性衬底(电缆)之间的噪声干扰。
另一方面,在如图1所示的常规光学拾取装置中,柔性衬底204的数目为1。然而,BD的OEIC 201和DVD/CD的OEIC 202的信号设置成由一开关切换以传输该信号。尽管柔性衬底204的数目为1,但通过转换开关203切换输入信号。因此其缺点为,需要安装该转换开关的空间,导致成本提高。
另外,在图2中,使用了两个柔性衬底253和254,形成了无需切换信号的信号传输结构。然而,由于使用两个柔性衬底253和254,其缺点为难以实现微型化且成本高。
如图3所示,在优选实施例的信号处理电路16中,执行诸如跟踪伺服控制、聚焦伺服控制、主轴控制(spindle control)、纠错、视频/音频信号再现等的数字处理。
图4示出了组成图3所示的BD的OE电路12和DVD/CD的OE电路14的一部分的缓冲(驱动)电路30的方框图。
例如,来自LD 2(13)的信号被PD探测并被后续放大器放大之后,该放大的脉冲信号或大振幅正弦波信号被提供到端子Tin1。该输入端子Tin1被连接到缓冲放大器(或缓冲电路)31的非反转输入端子,输出端子连接到反转输入端子、输出端子Tout1、和BD的缓冲放大器(或缓冲电路)32的输出端子。
在来自LD 1(11)的信号被PD探测到并被后续放大器放大之后,该放大的脉冲信号或大振幅正弦波信号被提供到输入端子Tin2。
该输入端子Tin2连接到缓冲放大器(电路)32的非反转输入端子,且输出端子连接到反转输入端子、输出端子Tout1、和DVD/CD的缓冲放大器31的输出端子。
在如图4所示的电路结构的一个示例中,和DVD/CD的OE电路14相对应的缓冲电路31处于ON工作状态,和BD的OE电路12相对应的缓冲电路32表明其处于OFF(停止)工作状态。在组成缓冲电路31和32的输出级的输出缓冲电路中,设成一个输出缓冲电路工作而另一个缓冲电路停止(或处于空闲状态)。
尽管这里示出了两个缓冲电路,可采用设有三个或更多个缓冲电路且它们的输出连接在一起的结构。这种情况下,只有一个输出缓冲电路可处于ON状态,其它缓冲电路处于OFF状态。
在图4中,提供给输入端子Tin1的信号在缓冲电路31中被放大,并随后输出到输出端子Tout1。此时,从LD 1(11)输出的激光被盘片反射,该光信号被PD转换成光电流,该光电流被转换成电压。放大该被转换电信号(电压)的缓冲电路32处于空闲状态,且增大该缓冲电路32的输出级(电路)的输出阻抗(Hi-Z)。另外,该状态(Hi-Z)也称为高阻抗。
处于空闲状态的缓冲电路32的输出阻抗设成增大,以便缓冲电路31的输出电路的工作不受影响。另外,此时,相反地,即使缓冲电路31的输出脉冲信号被输入到缓冲电路32的输出级(电路),组成缓冲电路32的输出级的晶体管被彻底关断,施加于该晶体管的电压被设置成不等于或大于指定的耐压。
另一方面,当DVD/CD的OE电路不工作而BD的OE电路处于工作状态时,这些电路与上述相反地工作。
换而言之,提供给输入端子Tin2的信号在缓冲电路32内被放大之后,随后被输出到输出端子Tout1。同时,放大从DVD(/CD)提供的信号的缓冲电路31处于空闲状态,且该缓冲电路31的输出级(电路)的输出阻抗增大(到Hi-Z)。
缓冲电路31的输出阻抗设置成增大,以便缓冲电路32的输出电路的工作不受影响。另外,此时,即使缓冲电路32的输出脉冲信号被输入到缓冲电路31的输出级(电路),该晶体管也被彻底关断,施加于该晶体管的电压设置成不超过指定的耐压。
因此,可通过一个柔性衬底(15)传输从输出端子Tout1输出的信号,不一定需要专门为柔性衬底15的输入端子提供信号转换开关等。
图5和图6示出了图4所示光学拾取装置的缓冲电路(50、100)的其它优选实施例。
图5所示的光学拾取装置的信号驱动装置50包含DVD(/CD)一侧的驱动电路和BD一侧的缓冲电路。在该优选实施例中,这两个缓冲电路的电路结构相同。现在将参考DVD(/CD)一侧的电路结构的示例描述本发明。
PD 1(光电二极管、光探测二极管)的输出连接到Amp(放大器)1的非反转输入端子,Amp 1的输出连接到NPN晶体管Q1的基极和电容器C1的一端。电容器C1的另一端连接到电源VCC。NPN晶体管Q1的集电极连接到电源VCC。其发射极连接到NPN晶体管Q15的集电极,该NPN晶体管Q15的发射极通过电阻器R5连接到GND(地)。
PNP晶体管Q2的发射极通过电阻器R1连接到电源VCC,其集电极连接到NPN晶体管Q16的集电极。PNP晶体管Q2的基极分别连接到电阻器R2的一端、PNP晶体管Q3的发射极、PNP晶体管Q4的基极。另外,电阻器R2的另一个端子连接到电源VCC。
NPN晶体管Q16的基极连接到NPN晶体管Q15的基极,NPN晶体管Q16的发射极连接到电阻器R6的一端,且电阻器R6的另一端连接到GND。
PNP晶体管Q3的基极连接到PNP晶体管Q2的集电极和电容器C2的一端,电容器C2的另一端连接到电源VCC。
另外,NPN晶体管Q1的发射极分别连接到NPN晶体管Q6的基极和PNP晶体管Q5的基极,NPN晶体管Q6的发射极分别连接到NPN晶体管Q17的集电极、PNP晶体管Q9和Q10的基极、以及PNP晶体管Q22的集电极。NPN晶体管Q17的基极连接到NPN晶体管Q16的基极,NPN晶体管Q17的发射极通过电阻器R7连接到GND。另外,NPN晶体管Q6的集电极连接到电源VCC。
PNP晶体管Q5的发射极连接到PNP晶体管Q4的基极、NPN晶体管Q7和Q8的基极、以及NPN晶体管Q21的集电极。PNP晶体管Q4的基极连接到PNP晶体管Q2的基极和电阻器R2的一端,电阻器R2的另一端连接到电源VCC。另外,PNP晶体管Q4的发射极通过电阻器R3连接到电源VCC。
PNP晶体管Q9的发射极连接到Amp 1的反转输入端和NPN晶体管Q7的发射极,PNP晶体管Q9的集电极连接到GND。NPN晶体管Q7的集电极连接到电源VCC。该电源VCC是由不同于小振幅电源线的另一个图形制成的,从而防止由于输出脉冲信号引起的大振幅噪声被引入到工作于小振幅的电路中。
NPN晶体管Q8的集电极通过电阻器R4连接到电源VCC,其发射极连接到PNP晶体管Q10的发射极,该PNP晶体管Q10的集电极通过电阻器R8连接到GND。
另外,NPN晶体管8和PNP晶体管Q10的发射极的公共连接点连接到位于BD一侧的相同电路结构内的NPN晶体管8A和PNP晶体管Q10A的公共连接点,并也与输出端子Tout连接。
PNP晶体管Q22的发射极连接到PNP晶体管Q20的基极和集电极,PNP晶体管Q20的集电极连接到电源VCC。另外,PNP晶体管Q22的基极连接到NPN晶体管Q25的发射极。
NPN晶体管Q21的发射极连接到NPN晶体管Q23的集电极和基极,NPN晶体管Q21的基极连接到PNP晶体管Q24的发射极。NPN晶体管Q23的发射极通过电阻器R11连接到GND。
PNP晶体管Q24的发射极通过电阻器R10连接到电源VCC,PNP晶体管Q24的集电极连接到GND,PNP晶体管Q24的基极通过电阻器R12连接到参考电压。在本电路示例中,基极通过电阻器R12连接到GND。
NPN晶体管Q25的集电极连接到电源VCC,其发射极连接到PNP晶体管Q 22的基极和电阻器R13一端,电阻器R13的另一端连接到GND。另外,NPN晶体管Q15的基极通过电阻器R14连接到参考电势。在本电路示例中其连接到电源VCC。
PNP晶体管Q24和NPN晶体管Q25组成开关SW。通过电阻器向PNP晶体管Q24和NPN晶体管Q25的基极提供所述参考电压,使得输出NPN晶体管Q7和Q8及PNP晶体管Q9和Q10可操作并可开启/关断。
另外,由于BD一侧的缓冲电路的电路连接结构和DVD(/CD)一侧的电路结构相同,在各个元件的参考数字后添加“A”。
NPN晶体管Q8和PNP晶体管Q10的公共连接点以及NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A的公共连接点连接到输出端子Tout1,并任一输出信号被输出。
在图5中DVD(/CD)一侧的缓冲电路(50)中,由于PNP晶体管Q24的基极处于GND(地)电平,其处于ON工作状态。由于NPN晶体管Q25的基极通过电阻器R14连接到电源VCC,所以其电势处于电源VCC电平,并其处于ON工作状态。
相反,在BD一侧的缓冲电路中,由于PNP晶体管Q24A的基极连接到电源VCC,其处于OFF工作状态。由于NPN晶体管Q25A的基极通过电阻器R15A连接到GND,所以其电势处于0V的地电平,并且其处于OFF工作状态。
现在描述图5所示的信号驱动装置50的工作。
在图5中,PNP晶体管Q24和NPN晶体管Q25处于ON操作。假设电平处于饱和状态,则PNP晶体管Q24的发射极电势为GND(地)电平加上Vce。因此,NPN晶体管Q21的基极的电压为等于或小于Vf,且其处于OFF工作状态。于是,其集电极处于浮置状态,然而其设置成依赖于NPN晶体管Q8的基极(PNP晶体管Q4的集电极)的电势。
另一方面,由于NPN晶体管Q25的基极连接到电源VCC,所以其处于ON工作状态。假设该电平处于饱和水平,则发射极电势增大到VCC-Vce。由于该发射极电势被提供到PNP晶体管Q22的基极,所以该NPN晶体管Q22处于OFF工作状态。由于其集电极连接到PNP晶体管Q10的基极,所以其设置为该电势(NPN晶体管Q17的集电极)。
在这种状态下,由于组成开关的NPN晶体管Q21和PNP晶体管Q22被关断,所以该开关并不影响缓冲电路中的输出晶体管Q8和PNP晶体管Q10。
被Amp 1放大的光电压信号被提供到组成发射极跟随器电路的NPN晶体管Q1(此处该信号被电平移动了1Vf(二极管的正向结电压)),并被提供到组成菱形输出电路的PNP晶体管Q5和NPN晶体管Q6的基极。
其从NPN晶体管Q8和PNP晶体管Q10的发射极输出到输出端子Tout,其中晶体管Q8和Q10增大了该菱形输出电路的驱动能力并组成输出级。然而,此时,输出到Tout的脉冲信号也输出到处于OFF操作的BD一侧缓冲电路的输出端子。
尽管BD一侧的缓冲电路处于OFF操作,但组成该缓冲电路的NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A的发射极电势可根据从输出端子Tout输出的脉冲信号的最大和最小幅度水平而变化,且这些发射极电势应设为小于基极-发射极耐压(VBEO)。因此,基极电势应当设置成满足该条件,例如该晶体管的工作可彻底关断。
接着,将参考图6描述BD一侧的缓冲电路关断时电路的偏置设置方法。为图6所示的缓冲电路100的各个元件提供的参考数字分别和图5所示的BD一侧的缓冲电路内的元件的参考数字相同。
在图6中,二极管结构的PNP晶体管Q20A连接到构成开关的PNP晶体管Q22A的发射极,构成Vb调整电路。当缓冲电路处于空闲状态时,PNP晶体管Q22A设置输出级(电路)中的PNP晶体管Q10A的基极电压。
另外,二极管结构的NPN晶体管Q23A连接到构成开关的NPN晶体管Q21A的发射极,电阻器R11A连接到构成Vb调整电路的NPN晶体管Q23A。当缓冲电路处于空闲状态时,晶体管Q21A设置输出电路中的NPN晶体管Q8A的基极电压。
即使脉冲电压波形从处于ON操作的驱动电路输入到处于空闲状态的缓冲电路100的输出端子Vout,也可维持该OFF操作。另外,例如,应该防止组成该缓冲电路100的输出级(电路)的NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A毁坏。为了实现这一点,提供Vb调整电路(电压转换电路),该电路设置输出电路的每个晶体管的基极电压。
现在假设,组成缓冲电路100的输出电路的NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A的耐压条件使得:例如,NPN晶体管的VBEO为3.5V且V(垂直类型)-PNP晶体管的VBEO为4.0V。该耐压取决于IC制造条件。如果该耐压随制造条件的变化而改变,则需要依据和该改变一致的耐压设立Vb调整电压。
通过固定输出级(电路)的NPN晶体管Q8A和V-PNP晶体管Q10A的基极电势并关断,停止该输出级(电路)的电路工作。此时,由于输出端子Tout的输出信号Vout的电压变化,输出电路内的NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A之间的结部分被施加反偏电压。
输出电路中电压变化范围表示成:
最大值:VCC-Vfnpn-Vsat1 ...(1)
最小值:Vfpnp+Vsat2 ...(2),
等效于D(动态)范围,
其中VCC为电源(电压),Vfnpn为NPN晶体管的正向结电压,Vsat1为将PNP晶体管Q4A的集电极-发射极饱和电压与电阻器R3A产生的电压相加得到的值,Vfpnp为PNP晶体管的正向结电压,Vsat2为将NPN晶体管Q17A的集电极-发射极饱和电压与电阻器R7A产生的电压相加得到的值。
接着描述将NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A被关断的条件。
随着Vsat1和Vsat2的增大或减小,该D(动态)范围改变,其被调整以确定方程(1)中的Vmax和方程(2)中的Vmin。特别地,随着电阻器R3A和R7A电阻增大,Vsat1和Vsat2增大。相反,随着电阻器R3A和R7A电阻减小,Vsat1和Vsat2减小。
下面将描述NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A被关断的条件。
连接到NPN晶体管Q8A基极的开关Q21A接通,且用于设定OFF的电压(Vb)被提供到NPN晶体管Q8A的基极。
换而言之,需要使电压(Vb_npn)处于LOW(低)电平。该电压通过NPN晶体管Q21A的集电极、从由NPN晶体管Q23A和电阻器R11A组成的Vb调整电路输出。现在,假设关断NPN晶体管Q8A的基极电压为Voff_npn,则该条件可表达为:Vb_npn<Vmin+Voff_npn。现在,为了使该条件更为严格,需要使Voff_npn小于正向结电压Vf。
另一方面,V-PNP晶体管Q10A的基极连接到该开关的PNP晶体管Q22A的集电极,且PNP晶体管Q22A的发射极连接到二极管结构的NPN晶体管Q20A的基极和集电极。导通开关PNP晶体管Q22A,并向将被关断的PNP晶体管Q10A的基极施加高电平电压。
为了关断PNP晶体管Q10A,从Vb调整电路输出的电压等于或大于Vmax-Voff_pnp,表达为:Vmax-Voff_pnp<Vb_pnp。现在,为了使条件更为严格,需要使PNP晶体管Q10A为OFF时的电压Voff_pnp小于正向结电压Vf。这些条件将在稍后描述。
接着将描述NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A的耐压条件。
对于NPN晶体管Q8A,通过降低由NPN晶体管Q23A组成的二极管的Vf以及电阻器R11A产生的电压,使其基极电势为低以将其关断。
最严格的耐压条件是当该NPN晶体管的基极电压(Vb_npn)最低且输出端子的电压Vout最高(Vmax)时。
换而言之,即为如下情况:由于电源电压的变化,来自输出端子Vout(其为NPN晶体管Q8A的发射极)的脉冲信号(Vmax)和从Vb调整(电路)输出的电压(Vb_npn)之间的差等于或小于NPN晶体管Q8A的基极-发射极耐压VBEO,即表达成Vmax-Vb_npn<VBEO。
另一方面,对于PNP晶体管Q10A,PNP晶体管Q10A的基极电压Vb_pnp设置为高(Vcc-Vf)从而将其关断。最严格的耐压条件是当输出端子Vout处于最小电压时。
此时,优选PNP晶体管Q10A的基极电压(Vb_pnp)和输出端子Vout的电压(Vmin)之间的差等于或小于基极-发射极耐压VBEO。换而言之,表达为Vb_pnp-Vmin<VBEO。
前述用于关断晶体管并满足耐压的条件可总结并表达如下:
NPN:Vmax·VBEO<Vb_npn<Vmin+Voff_npn ...(3)
PNP:Vmax·Voff_pnp<Vb_pnp<Vmin+VBEO ...(4)
现在,假设电源电压Vcc从5.00V变化到5.5V。使导致NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A被关断的条件为正向结电压,该正向结电压为ON时集电极电流Ic的1/1000。
对此进行计算,NPN晶体管的Voff_npn约为411mV,PNP晶体管的Voff_pnp约为425mV。在此,为了允许更大的容限,假设这两个电压都为300mV,于是如下进行描述:
另外,现在假设当电源电压Vcc最小时的输出最小值Vmin约为895mV,则对于NPN晶体管Q8A,将300mV的Voff_npn加到Vmin,导致Vb_npn<1195mV。
对于PNP晶体管Q10A,电源电压Vcc(=5V)的变化是可观的。当其最小时,Vmax=4.585V。另外,假设OFF时的结电压(Voff_pnp)为具有一些裕度的300mV,则Vmax减去300mV的Voff_pnp得到4285mV<Vb_pnp。
接着将描述耐压。NPN晶体管Q8A使得Vmax-VBEO<Vb_npn。由于晶体管的耐压随工艺要求而变化,假设例如VBEO=3.5V,则Vmax减去3.5V的VBEO得到Vb_npn>1085mV。另外,对于PNP晶体管Q10A,由于Vb_pnp<Vmin+VBEO,假设VBEO=4,将895mV的Vmin与该数值相加得到Vb_pnp<4895mV。
因此,当Vcc从5.0V变化到5.5V时,NPN晶体管使得1085mV<Vb_npn<1195mV,Vb可变化范围为110mV。
另外,当Vcc从5.0变化到5.5V时,PNP晶体管使得4285mV<Vb_pnp<4895mV,Vb可变化范围为610mV。
因此,即使从Vb调整(电路)输出的电压Vb(其为固定基极电压)由于这种波动而变化,只要其在前述电压范围内,则输出级的NPN晶体管Q8A和PNP晶体管Q10A保持在OFF工作状态,同时也满足该晶体管的耐压,因此防止毁坏。
图7示出了当图4和5所示DVD(/CD)一侧的缓冲电路开启而BD一侧的缓冲电路关断,且对驱动电路的输入施加脉冲形状信号时,输出端子Vout处的波形,其中示出了为输出波形一部分的下降波形的波形图。同时,示出了当DVD(/CD)一侧的驱动电路和BD一侧的缓冲电路的输出端子被彻底断开(在图7中被示成“常规示例”)时的下降波形图。
以10mV的步幅沿垂直轴示出了输出电压值,刻度为2n(纳)秒的水平轴示出了时间。
在该波形图中,对于输出波形的下冲的最小电压,图4和5所示的缓冲(驱动)电路(信号驱动装置)30和50的Hi-Z(高阻抗)电路的输出电压值仅比常规示例中的输出电压低约3mV。在其它区域,输出电压基本上没有差别。换而言之,输出波形基本上没有退化。
如前所述,每一个均包含PD(光电二极管)的OEIC的缓冲电路的输出级(电路)被连接在一起,一个缓冲电路开启,另一个缓冲电路关断,且DVD(/CD)和BD的输出信号被交替地切换以避免相互影响。
为了关断一个缓冲电路,组成该缓冲电路的输出缓冲电路的输出晶体管的偏压被强制固定。同时,使输出阻抗为高阻抗(Hi-Z)以便工作中的另一缓冲电路的工作不受影响。
另外,通过满足组成处于OFF状态的缓冲电路的输出级的晶体管的耐压,可以防止毁坏处于OFF工作状态的缓冲电路的输出缓冲电路的晶体管。
本领域技术人员应该理解,可根据设计要求和其它因素进行各种调整、组合、子组合和改变,只要其落在所附权利要求及其等效描述的范围内。
本发明包含于2005年6月23日在日本专利局提交的日本专利申请JP2005-183743相关的主题,该专利申请的完整内容在此引用作为参考。
Claims (6)
1.一种信号驱动装置,包含:
第一缓冲电路,其中从第一光信号转换成电信号的信号被放大;
第二缓冲电路,其中从第二光信号转换成电信号的信号被放大;
控制电路,用于使所述第一和第二缓冲电路之一处于工作状态并使另一个缓冲电路的输出级处于高阻抗的空闲状态,以便输出拾取所述第一光信号或所述第二光信号的转换控制信号;以及
电压转换电路,用于使所述第一和第二缓冲电路的输出级中的任一个处于空闲状态,并向组成所述输出级的晶体管提供等于或小于所述晶体管的耐压的偏压。
2.根据权利要求1的信号驱动装置,其中所述第一缓冲电路通过第一光接收器将从蓝紫激光二极管输出并被盘片反射的信号转换成第一电信号并放大该第一电信号;且所述第二缓冲电路通过第二光接收器将从用于DVD或CD的激光二极管输出并被盘片反射的信号转换成第二电信号并放大该第二电信号。
3.根据权利要求1的信号驱动装置,其中所述第一和第二缓冲电路中每一个的输出级的晶体管由双极晶体管构成,并将等于或小于基极-发射极耐压的电压从所述电压转换电路施加到该基极。
4.一种光学拾取装置,包括:
第一和第二光接收器;
第一缓冲电路,其中由第一光接收器探测到的第一光信号被转换成电信号,随后所述电信号被放大;
第二缓冲电路,其中由第二光接收器探测到的第二光信号被转换成电信号,随后所述电信号被放大;
控制电路,用于使所述第一和第二缓冲电路之一处于工作状态并使另一个缓冲电路的输出级处于高阻抗的空闲状态,以便输出拾取所述第一光信号或所述第二光信号的转换控制信号;
电压转换电路,用于使所述第一和第二缓冲电路的输出级中的任一个处于空闲状态,并向组成所述输出级的晶体管提供等于或小于所述晶体管的耐压的偏压,以便维持所述晶体管的空闲状态并防止其击穿;以及
信号处理电路,其中所述第一和第二缓冲电路的输出端子连接在一起,且经由柔性电缆通过连接的端子传输的信号得到处理。
5.根据权利要求4的光学拾取装置,其中所述第一缓冲电路通过第一光接收器将从蓝紫激光二极管输出并被盘片反射的信号转换成第一电信号并放大该第一电信号;且所述第二缓冲电路通过第二光接收器将从用于DVD或CD的激光二极管输出并被盘片反射的信号转换成第二电信号并放大该第二电信号。
6.根据权利要求4的光学拾取装置,其中所述电压转换电路将等于或小于基极-发射极耐压的电压输出到处于所述第一或第二缓冲电路的输出级的双极晶体管的基极,并致使所述双极晶体管处于空闲状态。
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