CN1110812C - 写脉冲期间时钟基准的幅度调整的信息存储系统 - Google Patents

Abstract

在光学存储系统中用于在写脉冲期间对时钟基准信号幅度进行调整的方法和设备。在本发明的第一个实施例中，采用了前馈增益调整，以使写信号的状态可以选择适当的增益水平。在本发明的第二个实施例中，写脉冲用于产生供只在写脉冲之间被采样的时钟信号。

Description

写脉冲期间时钟基准幅度调整的信息存储系统

技术领域

本发明涉及光学存储系统中的时钟恢复。在这种系统中，典型地利用激光读、写及可供选用地涂改存储于旋转介质上的数据。在此过程中，来自介质的反射光被用于其它用途，例如使光头跟踪介质、调整介质的旋转速率以及恢复时钟信息。

背景技术

恢复后的时钟信息典型地用于锁相环路(PLL)，此环路锁定于一个时钟基准并产生一个写数据时钟。这种锁相环路所产生的一个问题是，它无法高速地区分幅度差与相位差之间的差别。解决幅度差的一种方法是采用例如自动增益控制(AGC)电路的技术将信号幅度规范于锁相环路中。然而，当使用如DVD读写器(DVD-RW)和DVD随机存储器(DVD-RAM)时，这些自动增益控制电路就太慢。当激光功率出现极大的变化，并因此在激光功率从读数据所需电平升至写和涂改数据所需电平又下降迅速且戏剧性变化过程中使反射光也出现极大的变化时，这种情况尤为真确。

另一种方法是采用规范器电路，它将光学检测器的各输出除以所有检测器的输出之和。然而，目前可用的规范器设计对于跟踪在在读、写和涂改电平之间的迅速变化来说，是太慢了。还有一种可选用的方法是使用硬限制器。这种限制器将包含在信号内的所有幅度信息基本上都去掉，只保留通过零点部分的信息，并输送至锁相环路。在若干情形下，例如需要设计简单，限制器方法是可以接受的，它对噪声是敏感的。对于改进的抗噪声的情况，限制器方法并不令人满意；传统的自动增益控制电路和规范器设计是太慢了。需要一种能够将信号电平稳定于锁相环路的方法，以调整因激光功率电平从读至写至涂改操作的迅速变化而产生的幅度变化，并保持抗噪声干扰的性能。

发明内容

本发明的目的是，在光学存储系统中，利用对写信号状态的掌握来补偿输送给锁相环路的基准信号的幅度变化。

根据本发明的一种信息存储系统，包括一个具有多个功率水平的激光器、一个其输出信号的强度随所述多个激光功率水平而改变的光学拾取器、一个锁相环路(PLL)、和一个连接于所述光学拾取器和所述具有多个增益水平的锁相环路之间的放大器，各增益水平是根据所述激光器的功率水平而选定的，其特征在于，所述具有多个增益水平的放大器包括多个单独的、各自连接至所述光学拾取器的放大器，所述各放大器具有预定的增益，还包括一个可根据激光功率水平而操作的开关，用于选择具有与激光功率水平相适应的增益的放大器的输出。

在本发明的第一实施例中，利用写信号来选择适当的增益以便以前馈方式向锁相环路提供规范化的时钟水平。在本发明的第二实施例中，用写信号在写脉冲之间的基准时钟进行采样。

附图说明

根据以下特定实施例并参照附图对本发明进行说明。附图中，

图1示出光学系统中的一个混合锁相环路，

图2示出一个写脉冲的示意图，

图3示出本发明的第一个实施例，

图4示出本发明的第二个实施例，

图5示出本发明的第三个实施例，和

图6示出本发明的第四个实施例。

具体实施方式

图1示出一个光学数据存储系统中的一个混和锁相环路。写控制器100发出控制激光器110的功率水平的信号。激光辐射120射向存储介质130，反射光140射向光学拾取器150。来自光学拾取器150的信号输至锁相环路子系统200，首先经过带通滤波器210。现有技术的各种锁相环路的工作是不难理解的，在例如由Horowitz和Hill所著的《电子学技术》(第二版，剑桥大学出版社，1989年，第9.27部分，第641页-655页)中有所描述。带通滤波器210只使混频器220相关的频率通过，并且与电压控制振荡器(VCO)250的输出相组合。此信号既包括相位误差，又包括一个高频成分，典型地为电压控制振荡器频率的两倍。然后，此信号输送至低通滤波器230，它使高频成分衰减，并产生一个相位误差信号。此相位误差信号经环路滤波器240调整后用于控制电压控制振荡器250的输入，并输送至混频器220。电压控制振荡器250还可在其输出端带有一个分频器，图中未示出。通常以基准频率许多倍的频率来驱动电压控制振荡器，使环路成为所谓谐振锁相环路；在本优选实施例中，以基准频率的8倍驱动电压控制振荡器。

图2示出一个写脉冲的示意图，表示图1的激光器110所产生的不同的功率水平。较低的功率水平为读水平180，它用于从存储介质读取信息；然后是涂改水平170，它用于涂改以前存入的信息；最高的功率是写水平160，它用于写信息。激光还有第四种状态，即关断，它在本发明中并不重要。工作中，激光器110的这些不同功率水平会导致射在光学拾取器150上的反射辐射140的水平产生迅速且戏剧性的改变。电压水平随检测器构造的不同而改变，但典型的用于写、涂改和读操作的激光功率水平分别为10毫瓦(mW)、5毫瓦和1毫瓦。对于一个对入射光功率有线性响应的检测器来说，输出电压会在10至1的范围变动。锁相环路200的最佳工作要求输入至相位检测器210的基准信号具有相当稳定的水平。自动增益控制放大器和规范器面对处理功率水平的迅速变化来说是太慢了。

图3示出本发明的第一个实施例，其写信号中的信息用于调整锁相环路的输入。写信号的水平用于为一个放大器级选择增益量；写水平所需增益量最小，读水平所需增益量最大。在本实施例中，写控制器100向激光器110和开关340发出写脉冲。光学拾取器150连接至放大器310、320和330。各放大器都有预定的增益。从写控制器1 00发出的写脉冲的水平由选择适当的放大器的输出利用开关340来选择适当的放大器增益。当然，亦可利用一个放大器以可选择增益的方式达到此目的，本优选实施例使用以并联方式驱动的分立的增益级以简化开关。用于写、涂改和读操作的典型的增益水平为写操作是1(0dB)、涂改操作是2(6dB)及读操作是10(20dB)。一种供选用的结构是采用多个串联的低增益放大器，选择最末的放大器的输出作为最高增益水平，之前一级的放大器输出为次低增益水平，余此类推。这种结构比较复杂，因为在选择不同的增益水平时，涉及到通过放大器链的信号的有效的组合延时。

开关式增益装置可加插在锁相环路的带通滤波器210和混频器220之间，但这不是优选的实施例，因为滤波器的瞬态响应和转换速率会因脉冲的非常高的频率性质而影响锁相环路的表现。

图4示出本发明的第二个实施例。在本实施例中，如同第一个实施例那样提供多重的增益水平，但此处采用一个增益级410，其后接有分接抽头式的衰减器420。相应于读脉冲需要高的增益，当开关340直接接通增益级410的输出端时，可提供最大的放大条件。相应于涂改和写的水平，开关340的其余的置位沿着分接抽头式衰减器420而逐步提供减小的增益。

考察图3的结构，提供三个增益级以在光学拾取器150和锁相环路200之间规范信号的水平。光学拾取器150和锁相环路200可设计得使信号水平之一所需的增益为1。增益1相应于简单的连接；不需要放大器。此结构如图5所示。光学拾取器150和开关340之间的连接线510相应于一个增益为1的放大器。放大器520和530提供所需的两个另外的增益水平。如果增益1选用于读水平，其时从光学拾取器输出的信号具有最低幅度，那么对于放大器530和530而言，所要求的增益就要小于1；它们就是衰减器。此结构如图4所示是可以做到的，使放大器410具有1的增益，可用光学部分150和电阻性分配器420之间的直接连接线来代替它。

再考虑图3的实施例。锁相环路工作的性质是，在没有误差信号的情况下，锁相环路电压振荡器250以恒定的频率工作。将放大器310的增益置于1以用于读脉冲。将用于涂改和写脉冲的放大器320和330的增益置于零。从而，只有在读脉冲期间，从光学拾取器150输出的信号可以通过开关340而到达锁相环路200。既然放大器310的增益为1，它就可用直接连接的方式来代替。既然放大器320和330的增益为零，它们就可以取消。这就得出如图6所示的本发明的第四个实施例。此实施例采用从写控制器100输出的写信号作为输入给锁相环路200的信号的门限，使得只有在读操作期间才能使信号施于锁相环路。在此实施例中，写控制器100产生的脉冲输送至激光器110和门610。如图所示，门610用作反相器，使得只有当写控制器100产生读水平脉冲时，其输出620为逻辑“1”。只有当激光器110为读模式时，混频器/开关630将来自光学拾取器150的信号与此开关信号相结合，向锁相环路200发送基准信号640。由于在写和涂改脉冲期间将基准信号限制掉，因而避免了在这些状态下的输入至锁相环路200的基准信号的幅度变动。在涂改和写脉冲期间，由于没有信号输入至锁相环路200，就没有相位误差要锁相环路处理，环路就是开放的，而锁相环路电压控制器250维持其现有的相位和频率。此开关可置于增益级之前；在此实施例中，不需要等于1的增益。

此门限如所示优选地设置于光学拾取器150和锁相环路200之间，它也可以设置于锁相环路之内，例如在带通滤波器210和混频器220之间设置门限。门限还可设置在混频器/相位检测器220中，但要再次指出，由于滤波器210转换速率限制和瞬态响应的缘故，这种结构在性能上会有某些不足。

以上对本发明进行了详细的描述，目的在于举例说明，并非穷举或局限于所公开的前述实施例。本发明的范围由后附权利要求书确定。

Claims (7)

1.一种信息存储系统，包括一个具有多个功率水平的激光器、一个其输出信号的强度随所述多个激光功率水平而改变的光学拾取器、一个锁相环路(PLL)、和一个连接于所述光学拾取器和所述具有多个增益水平的锁相环路之间的放大器，各增益水平是根据所述激光器的功率水平而选定的，

其特征在于，所述具有多个增益水平的放大器包括多个单独的、各自连接至所述光学拾取器的放大器，所述各放大器具有预定的增益，还包括一个可根据激光功率水平而操作的开关，用于选择具有与激光功率水平相适应的增益的放大器的输出。

2.根据权利要求1所述的信息存储系统，其特征在于，所述具有多个增益水平的放大器包括一个单一的放大器和一个连接于其后的、具有多个衰减程度的衰减器网络，以及一个可根据激光功率水平而操作的开关，用于选择具有与激光功率水平相适应的增益的衰减程度。

3.根据权利要求1所述的信息存储系统，其特征在于，所述具有多个增益水平的放大器包括多个串联的增益级和一个与各增益级的输出端相连接的开关，该开关可根据激光功率水平而操作，以选择具有与激光功率水平相适应的增益。

4.根据权利要求1所述的信息存储系统，其特征在于，所述多个激光功率水平相应于读、写和涂改的信息的水平，所述放大器的多个增益水平相应于读、写和涂改的信息的增益水平。

5.根据权利要求4所述的信息存储系统，其特征在于，所述用于读、写和涂改的信息的增益水平都是不等于零的。

6.根据权利要求4所述的信息存储系统，其特征在于，所述用于读、写和涂改的信息水平的其中之一或更多的增益水平不等于零，其余的增益水平为零。

7.根据权利要求6所述的信息存储系统，其特征在于，所述不等于零的增益水平相应于读水平。

Images