CN1195296C - 光盘记录和再现装置的激光二极管驱动电路和放大电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，包括：多个激光二极管，输出波长不同的激光束；切换电路，用于从多个激光二极管中选择性地连接一要求的激光二极管；激光二极管驱动电源电路，用于驱动由切换电路选择性连接的激光二极管；光电二极管，用于检测激光二极管发射的至少一部分激光束和用于将检测到的部分激光束转换为电信号；多个电流/电压转换放大器，连接到光电二极管的输出端，能调节其转换电阻值和具有设计不同的中心转换电阻值；和自动功率控制电路，连接到电流/电压转换放大器的输出端，以将反馈信号输出给激光二极管驱动电源电路。还提供了一种用于这种激光二极管驱动电源电路的放大电路，包括这种激光二极管驱动电路的光盘记录和/或再现装置，和用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动方法。

Description

光盘记录和再现装置的激光二极管驱动电路和放大电路
                           技术领域
本发明通常涉及一种光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动电路和放大电路。尤其是，本发明涉及所使用的有前方监测光电检测器(FPD)的电流/电压(I/V)转换电路，和涉及用上述电流/电压转换电路的激光二极管驱动电路。
                           背景技术
近年来，市场上对称为“超级光盘驱动器”(能在可记录/可重写的光盘(CD-R/RW)和可记录/可重写的数字多用途光盘(或数字视盘)(DVD-R/RW)上读和写)的需求增加。
这种光盘驱动装置通常用功率监测电路来检测激光束的光强。该功率监测电路包括一监测二极管，以接收激光二极管(LD)发射的激光束中百分之几的激光束(该百分数值依光学系统的设计而改变)。这种情况下，当功率监测电路只包括一个激光二极管LD时，由于激光二极管LD的(divergent)角波动或由于光束分离器波动导致的入射光量的改变在约±6dB的范围内。
当入射光量的改变落在上述范围内时，就可能根据单个运算放大器的分散度(dispersion)，调节前方监测光电检测器电路的电流/电压转换电路的转换电阻值而不牺牲性能(如工作波段、偏移量等)。
然而，现在，要考虑可记录/可写入的光盘(CD-R/RW)和可记录/可写入数字多用途光盘(DVD-R/RW)的两个标准所需的电功率。当假设在CD-R/RW中记录数据的速度为常规速度的16倍时，激光二极管LD要求的功率(电功率)以激光二极管辐射电功率的形式表达为160mW，激光二极管LD在DVD-R/RW中记录数据要求的电功率以激光二极管辐射功率的形式表达为70mW。比较上述激光二极管辐射电功率的两个中心值，可以理解，它们已经彼此不同达两倍以上。
此外，除激光二极管辐射电功率的差别之外，考虑单个激光二极管的分散度，要求大于±12dB大的范围作为需调节电路参数的范围。因而，当从电路设计观点要保证这种调节电路的参数的大范围，不可能保持激光二极管LD的性能，例如偏移量。
为了实现能记录和写入上述CD-R/RW和上述DVD-R/RW的激光二极管驱动装置，如图1所示，要求两个分别产生650nm和780nm波长激光束的高输出激光二极管LD1和LD2。甚至以运算放大器以LD1和LD2在分开的光学系统中的方式配置时，也可能实现激光二极管驱动装置所需的功能。然而，这种情况下，不可避免的是激光二极管驱动装置尺寸变大及变得昂贵。
因此，增加了对除常规激光二极管LD之外有许多组件的运算放大器的需求。
附图中的图1是框图形式的示意性电路图，它表示了根据相关技术的光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动电路。如图1所示，相关技术的激光二极管电路由激光二极管驱动电路、功率监测电路和自动功率控制(APC)电路组成，从而，可以分别控制产生波长650nm和780nm的激光束的两个激光二极管LD1和LD2。
如图1所示，该APC电路配置有对于两个激光二极管LD1和LD2所需的电路中公用的元件和部件，并只切换设定的电功率。类似地，激光二极管驱动电源电路LDD可以设有用于切换输出的两个输出端，激光二极管驱动电路的其它部分(功率监测电路)可以公用。
光盘写入用激光二极管LD1和LD2的功率监测电路适于利用监测二极管PD接收和监测激光二极管LD1和LD2发射的激光束功率的百分之几(该数值依光学系统的设计而改变)。这种情况下，当功率监测电路包括一个激光二极管LD时，由于激光二极管LD的发散角波动或光束分离器波动导致的入射光量改变处于约±6dB的范围内。当入射光量的改变落在上述范围内时，可根据单个运算放大器的分散度，调节前方监测光电检测器(FPD)的电流/电压转换电路的转换电阻值，而不牺牲其性能，如工作波段、偏移量等。
然而，当考虑按CD-R/RW和DVD-R/RW的两个标准写入数据所需的电功率时，以常规速度16倍的速度驱动的CD-R/RW的激光二极管辐射电功率的形式来表达，CD-R/RW所需的激光二极管LD要求的功率(电功率)为160mW，DVD-R/RW中激光二极管LD要求的功率为70mW。因此，上述激光二极管辐射电功率的两个中心值已经彼此不同，达两倍以上。此外，除激光二极管辐射电功率的波动之外，考虑单个激光二极管LD的分散度，作为需调节电路参数的范围，要求大于±12dB大的范围。这样，就难以令人满意地保持激光二极管LD的性能，例如偏移量。
此外，如果光盘记录和/或再现装置的动态范围相对于CD-R/RW和DVD-R/RW按两倍改变，然后，可用的功率余量不可避免地变少了。结果，应高精度设置功率的DVD-R/RW侧的设定精度按两倍减小，这不是所希望的。
                           发明概述
从上述观点看，本发明的一个目的是提供一种光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动电路，其中，可以保持最佳转换灵敏度而不牺牲各电路的运行特性。
本发明的另一目的是提供一种有这种光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路的放大电路。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，光盘记录和/或再现装置包括：多个输出波长不同的激光束的激光二极管；切换电路，用于从多个激光二极管中选择性连接一所要求的激光二极管；激光二极管驱动电源电路，用于驱动利用切换电路选择性地连接的激光二极管；光电二极管，用于检测激光二极管发射的至少一部分激光束和将检测到的部分激光束转换为电信号；多个电流/电压转换放大器，连接到光电二极管的输出端，能调节转换电阻值和具有设计不同的中心转换电阻值；和自动功率控制电路，连接到电流/电压转换放大器的输出端，以将反馈信号输出给激光二极管驱动电源电路。
根据本发明的另一方面，提供一种放大电路，其包括多个并联的电流/电压转换放大器和切换开关，该转换放大器能调节转换电阻值且有设计不同的中心转换电阻值，该切换开关设在每个电流/电压转换放大器的输入侧和输出侧，其中，在切换开关的切换控制下选择性地连接一个放大器。
根据本发明的又一方面，提供了一种包括一激光二极管驱动电路的光盘记录和/或再现装置。该激光二极管驱动电路包括：多个激光二极管，用于输出不同波长的激光束；切换电路，用于从多个激光二极管中选择性地连接一要求的激光二极管；激光二极管驱动电源电路，用于驱动由切换电路选择性连接的激光二极管；光电二极管，用于检测激光二极管发射的至少一部分激光束和用于将检测到的部分激光束转换为电信号；多个电流/电压转换放大器，连接到光电二极管的输出端，能调节转换电阻值和具有设计不同的中心转换电阻值；和自动功率控制电路，连接到电流/电压转换放大器的输出端，以将反馈信号输出给激光二极管驱动电源电路。
根据本发明的又一方面，提供一种用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动方法，包括步骤：利用第一切换电路从多个输出波长不同的激光二极管中选择性地将一要求的激光二极管连接到激光二极管驱动电源电路；驱动该激光二极管驱动电源电路，以便使所连接的激光二极管发射激光束；检测激光二极管发射的至少一部分激光束以将激光束的检测部分用光电二极管转换为电信号；将电信号输出给多个电流/电压转换放大器中的相应电流/电压转换放大器，该相应电流/电压转换放大器能调节转换电阻值且有设计不同的中心转换电阻值，其中，对电信号进行电流/电压转换并放大；利用第二切换电路从多个电流/电压转换放大器中，选择性地将一要求的电流/电压转换放大器的输出端连接到自动功率控制电路；利用自动功率控制电路根据经电流/电压转换且放大的电信号产生反馈信号；和将反馈信号输出给激光二极管驱动电源电路，以进行闭环控制。
                           附图说明
图1是表示根据已有技术的光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动装置电路配置的框图；
图2是表示根据本发明的光盘记录和/或再现(写和/或读)装置的实例的框图；
图3是表示根据本发明实施例的光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动装置电路配置的框图；
图4是表示根据本发明另一实施例的光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动装置电路配置的框图；
                           具体实施方式
下面，参考附图，描述根据本发明光盘记录和/或再现装置中使用的激光二极管驱动电路和放大电路。
图2是表示根据本发明的光盘记录和/或再现(写和/或读)装置的实例的框图。根据该光盘记录和/或再现装置，可以在光盘上记录和或从光盘再现信息，参考图2作简要描述。
如图2所示，当在该光盘记录和/或再现装置中在光盘上路信息时，从接口发送的控制信号和写入数据提供给编码器。由编码器编码的数据提供给APC电路以进行功率控制。然后，APC电路处理的数据提供给光学拾取器(OP)，其中，对处理的数据进行光学调制，然后，适当地聚焦在旋转的光盘上，从而，记录在光盘上。
此外，当在该光盘记录和/或再现装置中从光盘再现信息时，记录在光盘上的信息反映以激光二极管(LD)照射在光盘上的反射光中。该反射光提供给光电检测器(PDIC)，它将反射光光电转换以提供RF信号。该RF信号提供给信号处理电路，以提取伺服信号和读取数据信号。读取数据信号提供给解码器以解码，经解码的读取数据信号在控制器的控制下经接口向外发送。
该光盘记录和/或再现装置中，光学拾取器(OP)中的激光二极管(LD)按光盘类型转换，从工作中的激光二极管(LD)发射的光经组合棱镜照射到光盘上。
从激光二极管(LD)发射的部分光经前方监测光电二极管(FPD)的半导体芯片(FPD-IC)反馈给APC电路，在其中用于不同的控制操作。下面，参考图3，结合激光二极管驱动电路(LDD)描述这些控制操作，这种情况下，FPD-IC(如图2)表示为光电检测器PD(光电检测器PD1，PD2)。
图3是表示根据本发明实施例的光盘记录和/或再现(写入和/或读取)装置中使用的激光二极管驱动装置电路配置的框图。
如图3所示，提供了适于产生激光束的激光二极管LD1和LD2，以记录和/或再现。这些激光二极管LD1和LD2用激光二极管驱动电源电路LDD提供的电源来驱动。用开关SW3来切换该激光二极管驱动电路LDD的输出并提供给激光二极管LD1或LD2。
现在假设开关SW3连接到图3所示的接头。用激光二极管发生的激光束并驱动激光二极管LD1，将数据写入到光盘中。然后，用光电二极管PD接收部分发射的激光束，并经图3所示的开关SW1的接点导入运算放大器A1中，在其中光电二极管PD的输出电流转换为电压。运算放大器A1的输出经开关SW2所示的接点提供给APC(自动功率控制)电路中的比较运算放大器A3的反相输入端。
基准电压源REF连接到比较运算放大器A3的非反相输入端，比较运算放大器A3比较提供给反相输入端的信号和提供给非反相输入端的基准电压。从比较运算放大器A3的输出端将检测误差信号输出给激光二极管驱动电源电路LDD。虽然只描述了图3中的一个基准电压电源REF，实践中，提供了不同的基准电压值，其数目相应于激光束的功率电平数目。
用适当的方式得到激光二极管LD1、LD2发射的部分激光束并引导到上述检测光电二极管PD。然而，该处理不直接与本发明相关，因而，无需详细描述。
用在光电二极管PD接收的信号控制激光二极管LD1，然后，可以恒定输出功率驱动激光二极管驱动电源电路LDD的方式，经开关SW1、放大器A1、开关SW2和比较运算放大器A3回供给激光二极管驱动电源电路LDD。具体地说，如果通过比较反馈信号的电压和比较运算放大器A3中的基准电压确定没有误差信号，激光二极管驱动电源电路LDD的输出就完全不变。
随着激光二极管LD1发射的光强增加，光电二极管PD检测的信号强度也增加，从而反馈给比较运算放大器A3的信号强度也增加。因而，从比较运算放大器A3向激光二极管驱动电源电路LDD提供负反馈信号，以便利用激光二极管驱动电源电路LDD减小激光二极管LD1的输出强度。此外，当激光二极管LD1发射的光强减小时，激光二极管驱动电源电路LDD增大激光二极管LD1的输出强度。
至此，虽然已描述了控制激光二极管LD1的情况，但本发明不限于此，可以与如上所述相似的方式控制激光二极管LD2。具体地说，开关SW1、SW2和SW3的接触位置可以切换到相对侧，可以类似上述情况来执行控制操作。
虽然只说明了图3中电路配置中的APC电路以清楚地理解本发明，实践中，提供了多个APC电路，其数目相应于激光束的功率电平数目。这些APC电路并联，使用时，所需的APC电路连接到驱动电路。
虽然可以用可变的电阻R1、R2来调节连接到光电二极管PD输出的电流/电压转换放大器A1、A2的输出电压，这些可变的电阻E1、R2调节的范围有限。
当使用激光二极管LD1、LD2和其它电路元件，及利用切换开关驱动时，不可避免地扩大了操作范围，因此，难以只用一个放大器控制所有这些电路元件的驱动。另外，当对所有这些电路元件的驱动公用一个放大器时，不能令人满意地保持电流/电压转换放大器的工作特性。
为了解决上述问题，根据图3所示本发明实施例的激光二极管驱动电路中，预备了多个电流/电压转换放大器。当使用不同波长的激光二极管时，可以如上所述从预备的多个放大器选择再使用适当的放大器，这将在下文中详细描述。
图3所示的电路中，激光二极管LD1工作期间，光电二极管PD的输出用开关SW1连接到放大器A1侧的接点，然后，放大器A1输出电压经开关SW2输入到APC电路，在其中，该电压与基准电压REF进行比较，差电压反馈给激光二极管驱动电源电路LDD。
另一方面，当激光二极管LD2工作时，光电二极管PD的输出利用开关SW1连接到放大器A2侧的接点，然后，放大器A2的输出电压经开关SW2输入到APC电路，在其中，该电压与基准电压REF进行比较，差电压反馈给激光二极管驱动电源电路LDD。
图3所示的电路中，如果电流/电压转换放大器A1、A2和开关SW1、SW2作为一个电路制造，按要求连接到激光二极管驱动电路，可以容易地设计电路。
至此，虽然已参考图3描述的激光二极管驱动电路只用一个功率监测光电二极管PD，但本发明不限于此，也可进行以下变化。即，图4所示本发明的第二实施例中，上述功率监测光电二极管由多个光电二极管PD1、PD2组成。电流/电压转换放大器A1、A2连接到各光电二极管PD1、PD2的输出，并用开关SW2选择性连接到上述自动功率控制(APC)电路。图4中，与图3所示相同的元件和部件用相同基准数字表示，因而不必描述。
根据用于本发明光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，由于提供了多个可调节运算放大器，其中，最佳运算放大器通过操作开关插入到电路中，可以相对于包括光源的各激光二极管执行最佳电流/电压(I/V)转换灵敏度调节。
此外，根据用于本发明光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，由于预备了多个工作特性不同的电流/电压转换放大器，通过用切换开关选择要求的电流/电压转换放大器，可以有效利用电路的动态范围。
此外，根据本发明光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，由于预备了工作特性不同且可以使用时用开关切换的多个电流/电压转换放大器，可以为每个激光二极管LD很好地调节工作波段、偏移量和噪声特性。
已经参考附图描述了本发明的最佳实施例，可以理解，本发明不限于这些具体的实施例，在不背离附加的权利要求所限定的本发明的构思或范围的情况下，本领域的技术人员可以进行不同的改变和修改。

Claims (6)

1.一种激光二极管驱动电路，用于光盘记录和/或再现装置，包括：
多个激光二极管，用于输出具有不同波长和不同功率输出电平的激光束；
激光二极管驱动电源电路；
第一开关电路，用于选择性地将所述多个激光二极管中的一要求的激光二极管连接到所述激光二极管驱动电源电路；
光电二极管，用于检测从激光二极管发射的至少一部分激光束，以便将检测到的部分激光束转换为电信号；
多个电流/电压转换放大器，连接到所述光电二极管的输出端，被配置为调节转换电阻值，和具有对应于所述多个激光二极管的各个所述不同功率输出电平的不同的中心转换电阻值；和
自动功率控制电路，经由第二开关连接到所述电流/电压转换放大器的输出端，以将反馈信号输出给激光二极管驱动电源电路。
2.根据权利要求1的用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，其中，
所述光电二极管包括单个二极管，和
被配置为选择性连接一要求的电流/电压转换放大器的多个切换电路，设在所述光电二极管的输出端和所述多个电流/电压转换放大器的输入端之间，和设在所述多个电流/电压转换放大器的输出端和所述自动功率控制电路的输入端之间。
3.根据权利要求1的用于光盘记录和/或再现装置的激光二极管驱动电路，其中，
所述光电二极管包括多个二极管，
所述各二极管的输出端分别连接到所述多个电流/电压转换放大器中的相应电流/电压转换放大器的输入端上，和
用于选择性连接要求的电流/电压转换放大器的多个开关电路设在所述多个电流/电压转换放大器的输出端和所述自动功率控制电路的输入端之间。
4.一种放大电路，包括：
多个并联的电流/电压转换放大器，被配置为调节转换电阻值，并且具有对应于多个可操作地连接在一起的激光二极管的各个不同功率输出电平的不同的中心转换电阻值；和
多个切换开关，设在所述多个电流/电压转换放大器的输入侧和输出侧，从而，在所述多个切换开关的切换控制下选择性连接一个放大器。
5.一种光盘记录和/或再现装置，包括激光二极管驱动电路，所述激光二极管驱动电路包括：
多个激光二极管，用于输出具有不同波长和不同功率输出电平的激光束；
激光二极管驱动电源电路；
第一开关电路，用于选择性地将所述多个激光二极管中的一要求的激光二极管连接到所述激光二极管驱动电源电路；
光电二极管，用于检测所述激光二极管发射的至少一部分激光束，以将检测到的部分激光束转换为电信号；
多个电流/电压转换放大器，连接到所述光电二极管的输出端，被配置为调节转换电阻值，和具有对应于所述多个激光二极管的各个所述不同功率输出电平的不同的中心转换电阻值；和
自动功率控制电路，经由第二开关连接到所述电流/电压转换放大器的输出端，以将反馈信号输出给所述激光二极管驱动电源电路。
6.一种激光二极管驱动方法，用于光盘记录和/或再现装置，包括步骤：
利用第一开关电路从具有不同输出波长和不同功率输出电平的多个激光二极管中选择性地将一个激光二极管连接到激光二极管驱动电源电路；
驱动所述激光二极管驱动电源电路，以便使所连接的激光二极管发射激光束；
检测所述激光二极管发射的至少一部分激光束，以便用光电二极管将激光束中的所述检测部分转换为电信号；
将所述电信号输出给多个电流/电压转换放大器中的相应电流/电压转换放大器，该相应放大器被配置为调节转换电阻值，并且具有对应于所述多个激光二极管的各个所述不同功率输出电平的不同的中心转换电阻值，其中，将所述电信号进行电流/电压转换并放大；
利用第二开关电路从所述多个电流/电压转换放大器中，选择性地将一要求的电流/电压转换放大器的输出端连接到自动功率控制电路；
利用所述自动功率控制电路根据经电流/电压转换且放大的所述电信号产生自反馈信号；和将所述反馈信号输出给所述激光二极管驱动电源电路，以实现闭环控制。
CNB021272514A 2001-06-19 2002-06-19 光盘记录和再现装置的激光二极管驱动电路和放大电路 Expired - Fee Related CN1195296C (zh)

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