CN1197269A - 重现信号的均衡方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种均衡由光记录介质所重现信号的方法和装置。在该方法和装置中,可使用频率检测器来检测来自均衡器的重现信号频率。通过频率检测器所检测的频率可改变光记录介质的转速。响应于频率检测器所检测频率的控制器可适当地调节均衡器的均衡特性。

Description

重现信号的均衡方法和装置

本发明涉及一种对从光记录介质上重现的信号的进行均衡的方法及其装置。

通常，光盘如致密盘(CD)或数字通用盘(DVD)或类似盘是通过信息记录表面，即通过在轨道上所限定的一系列凹坑，来表示信息的。换句话说，光盘是通过一定长度的凹坑和凹坑之间的间隔来表示信息的。这意味着，凹坑和凹坑之间的间隔根据所记录的信息而具有不同的长度。例如，凹坑的长度和凹坑之间的间隔在CD情况下具有3T至11T的范围，而在DVD具有3T至14T的范围。

由如上所述的凹坑和凹坑之间的间隔所表示的信息根据其区域而改变光盘记录表面上的光反射特性。具体而言，当激光束照射到光盘无凹坑的记录表面上时，照射光束的较大部分会通过记录表面而反射，由此会产生具有大量光通量的反射光束。另外，当激光束照射到光盘有凹坑的记录表面上时，照射光束的极小部分会通过记录表面而反射，由此会产生具有较小光通量的反射光束。因此，光盘记录表面上所记录的信息可通过光拾取器而拾取，其中拾取器可将单一波长的光束照射到光盘记录表面上，并然后将光盘记录表面所反射的光束变换为电信号。

在该拾取器上所产生的电信号通常被称为射频(RF)，其在光盘记录表面上所限定的凹坑长度上以及凹坑间的间隔上是不同的，由此会占据恒定的频带。再有，RF信号具有不同的幅值大小，其取决于频率，也就是说，取决于凹坑的长度和凹坑之间的间隔。换句话说，凹坑的长度和凹坑之间的间隔越长，则RF信号的频率就越低，同时RF信号的幅值就越大。与此相反，凹坑长度和凹坑之间的间隔越短，则RF信号的频率就越高，同时RF信号的幅值就越小。为了稳定地处理该RF信号，用以重现光记录介质的装置必须使RF信号的幅值均衡。

图1是常用光重现信号均衡装置构成的方框图。参见图1，其示出了光重现信号均衡器，该均衡器包括主轴电机10，其用以使光盘20转动，光拾取器，其用以使光束照射到光盘20上，以便将其所反射的光束变换为电信号，和均衡器，其用以将光拾取器30所接收到的信号进行均衡，以便根据凹坑的长度校正具有不同数值的信号大小。

在图1所示光重现信号均衡装置中，光拾取器30将光束照射到由转轴电机10所旋转的光盘20上，然后将由光盘20所反射的光束变换为电信号，由此产生RF信号。此时，在光拾取器30上所产生的RF信号的频率和幅值不是恒定的，如图2所示。换句话说，如果在光盘记录表面上所限定的凹坑长度较短的话，那么会产生具有小幅值的高频信号；同时如果其较长的话，那么会产生具有较大幅值的低频信号。当该RF信号通过均衡器40时，该RF信号会被均衡为具有恒定幅值大小而与其频率无关的RF信号，如图3所示。这意味着，均衡器40根据频率即凹坑长度具有不同的增益，如图4所示，使得其可在具有最大长度凹坑如11T所产生信号的最大幅值基础上补偿小长度凹坑如10T至3T所产生信号的幅值。

再有，光重现信号均衡装置包括比较器50，其用以检测通过均衡器40所均衡的RF信号的八至十四调制(EFM)信号的矩形波形，和低通滤波器60，其用以比较比较器50的EFM信号的中间值并将中间值提供给比较器50。通过均衡器40所均衡的RF信号可借助于比较器50而与由低通滤波器60所检测的重现信号中间值进行比较，由此将波形整形为具有矩形波形的信号，即EFM信号。

然而，在如上所述常用光重现信号均衡装置的均衡器40中，由于均衡频带在线路中是固定的，如图4或图5中所示，因此在改变RF信号频带的情况下，不能精确地均衡RF信号。对此的详细解释将说明如下。

对于将信息记录在光盘上的系统来说，众所周知，恒定角速度(CAV)系统，其可在恒定速率下记录信息同时恒定地保持光盘的转速而与轨道的位置无关，和恒定线速度(CLV)系统，其可在恒定速率下记录信息同时根据轨道的位置而改变光盘的转速。CAV系统具有的优点在于，其能够重现数据，同时在相同转速下转动光盘而与光盘的外轨道和内轨道无关。另一方面，CLV系统具有的优点在于，由于其可将信息记录在光盘上，同时恒定地保持轨道的放送速度，因此其与CAV系统相比较可将大量信息记录在光盘上。

为了重现光盘上已记录在CLV系统中的信息，光盘内轨道上的转速必须与光盘外轨道上的转速不同。该目的在于保持恒定的线速度，这意味着，在光盘内轨道的转速应比光盘外轨道的转速要快。例如，在CD情况下，在标准速度下重现数据的时候，由重现装置所转动CD的转速在最内轨道上具有大约500rpm的数值，同时在最外轨道上具有大约200rpm的数值。换句话说，光盘的转速根据光盘的重现位置即光所照射的光盘位置而改变。

近来，已经开发出一种用以在相对于CD-ROM情况下的标准速度以高倍速下即在四倍速、八倍速、十二倍速、十六倍速、二十倍速或二十四倍速等下重现数据的技术，和用以在相对于DVD-ROM下的标准速度以高倍速即二倍速、三倍速、或四倍速等重现数据的技术。用以实现该高倍速重现技术的最重要的问题就是控制光盘的转速，和根据转速的控制重新构成具有可变频率的RF信号数据。

例如，在具有使用CLV系统的十倍速CD-ROM驱动器情况下，为了在十倍速(1500KB/Sec)下读取数据，驱动器必须使光盘在其内轨道上大约5000rpm下转动，并且使光盘在其外轨道上大约2000rpm下转动。还有，在重现光盘最外轨道上数据的过程中试图重现光盘最内轨道上数据的情况下，CD-ROM驱动器不仅必须将光拾取器由光盘的最外轨道移动到光盘的最内轨道上，而且还必须将光盘的转速由2000rpm提高到5000rpm。在这种情况下，驱动器需要一定的时间直到光盘的转速升到最终转速5000rpm，并且在所需时间过程中其不能从光盘中将数据读出。特别是，由于在这种状态下光盘的转速低于标准转速，其中要加速光盘的转动，重现信号的频率会脱离锁相环(PLL)的公差范围，其中锁相环可由重现信号检测数据时钟。结果，CD-ROM驱动器不能解调由光盘所重现的信号。在重现同时由光盘的最内轨道移动到其最外轨道上的情况下，同样会产生该问题。为了解决该问题，新近光盘驱动器在盘的转速慢于或快于标准速度的情况下通过使用宽PLL方法或CAV系统已经能够检测用以锁定重现信号的数据时钟。

然而，在改变光盘转速的瞬时状态下，也就是说，在光盘转速慢于或快于标准速度的情况下，在光拾取器上所产生RF信号的频带会移动到低频带或高频带。此时，均衡器必须根据RF信号的频带匹配于均衡的频率特性，而常用均衡器由于均衡频率特性已经被固定，因此其会与RF信号的频带变化无关地操作。由于如上所述均衡器的均衡频率特性不会与RF信号的频率匹配，因此由常用均衡器所输出的RF信号幅值会变得不太均匀，以致在信号重现时会出现错误。因此，有必要控制均衡器的均衡频率特性。所以，近来采用的是借助于控制器如外部微机等来控制均衡器的均衡频率特性进入若干预定级的方法。然而，难以将均衡频率特性控制方法应用于在具有快速频带的周期过程中改变的RF信号。

当光盘的转速变到比如上所述标准速度快或慢的速度下时，即使数据时钟通过宽PLL系统或CAV系统等跟上RF信号的频带，由于在RF信号的频带上移动不可避免地会使RF信号失真。结果，在数据重现时会出现误差，由此延长了读取时间，并且减弱了数据重现能力。

因此，本发明的目的就是提供一种对重现信号进行均衡的方法和装置，其中重现信号的均衡特性可自动地根据在瞬时状态下产生的重现信号变化来加以控制，其中光盘的转速可以加速或减速，由此总可实现最佳均衡。

本发明的另一目的就是提供一种对重现信号进行均衡的方法和装置，其中即使在重现信号的频带根据重现速度的改变而变化的情况下，重现信号的均衡特性也可自动地进行控制，由此总可实现最佳均衡。

本发明的还一个目的是提供一种对重现信号进行均衡的方法和装置，其中通过在瞬时情况下实现最佳均衡而使读取时间更为迅速，其中盘的转速可以在搜索轨道时加速或减速。

为了实现本发明的目的，按照本发明的一个方面，提供一种对光学重现信号进行均衡方法，其包括下列步骤：均衡从光盘所重现的重现信号；检测所均衡的重现信号的频率特性；和根据频率特性均衡重现信号。

还有，按照本发明的另一方面，提供一种对光学重现信号进行均衡控制的装置，其包括：拾取器，用以将记录在盘上的信息变换为电信号以产生重现信号；均衡器，用以均衡拾取器的重现信号；用以检测所述均衡器所均衡的重现信号频率特性的装置；和用以根据频率特性控制均衡器的装置。

本发明的这些和其他目的将通过参照附图对本发明优选实施例的下列详细描述而更加清楚，其中：

图1是常用光重现信号均衡装置结构的方框图；

图2是图1所示光重现信号均衡装置中均衡之前重现信号的波形图；

图3是在图1所示光重现信号均衡装置中以倍速重现情况下均衡器的滤波特性；

图4表示在图1所示光重现信号均衡装置中以十倍速重现情况下均衡器的滤波特性；

图5是在图1所示光重现信号均衡装置中均衡以后重现信号的波形图；

图6是按照本发明一实施例的光重现信号均衡控制装置结构的方框图；

图7是在图6所示均衡控制装置中每部分的输出波形图；和

图8表示图6所示均衡控制装置中均衡器的滤波特性。

图6是按照本发明的对光学重现信号进行均衡的装置的方框图。参见图6，提供了这样一种对光学重现信号进行均衡的装置，其包括：主轴电机10，用以使光盘20转动；光拾取器30，用以光学拾取记录在光盘20上的信息；均衡器40，用以均衡来自光拾取器30的RF信号；和波整形电路45，用以通过均衡器40均衡的RF信号检测EFM信号。波整形电路45包括第一比较器50，用以接收来自均衡器40的均衡RF信号，和低通滤波器60，用以检测EFM信号的中间数值并将其提供给第一比较器50。

主轴电机10以这样的方式转动光盘，使得轨道也就是凹坑系列以恒定速度放送。当光盘20通过主轴电机10而转动时，光拾取器30通过使光束照射到光盘20上并将由光盘20所反射的光束变换为电信号而产生RF信号。该RF信号具有根据在光盘20记录表面上所限定的每个凹坑长度以及其各凹坑之间的间隔而变的幅值。还有，RF信号必须占有恒定频带，其对应于在光盘20的记录表面上所限定的每个凹坑的长度和凹坑之间间隔。然而，RF信号所占据的频带随着光盘20轨道上放送速度的改变而移动到高频侧或低频侧。均衡器40通过均衡来自光拾取器30的RF信号使RF信号的幅值具有相同的大小而与其频率无关。为此，均衡器40的增益需要根据RF信号的频率的变化而改变。由均衡器40所均衡的RF信号可借助于第一比较器50而变换为EFM信号的矩形波形。此时，第一比较器50将均衡的RF信号与来自低通滤波器60的电压信号进行比较，并且得出最终比较的逻辑，以便产生信息信号，其称为“EFM信号”。该EFM信号具有各种大小，也就是说，各种宽度的高逻辑区域或低逻辑区域，如图7所示。每个EFM信号的高逻辑区域具有对应于光盘轨道上所限度的每个凹坑的长度的宽度，同时每个EFM信号的低逻辑区域具有对应于凹坑之间各间隔的宽度。还有，EFM信号的高逻辑区域和低逻辑区域的各宽度根据光盘轨道上的放送速度而改变。再有，提供给第一比较器50的电压信号可通过积分EFM信号而产生，也就是说，可通过借助于低通滤波器60对其进行均衡而产生，并且其具有EFM信号的中间值。

再有，该光学重现信号均衡装置包括频率检测器55，用以检测来自波整形电路45的EFM信号的频率，和均衡器控制器130，用以通过使用来自频率检测器55的EFM信号的频率来建立最佳均衡特性。频率检测器55包括脉宽检测器65，其用以检测相对于由波整形部分45的比较器50所输出的EFM信号高逻辑区域和低逻辑区域的宽度值；窗口部分90，其用以从脉宽检测器65中得出预定数量宽度值中的最小宽度值，也就是说，在EFM信号的高逻辑区域和低逻辑区域中具有最小值的宽度区域；和更新部分75，其用以更新先前具有最小宽度值的窗口部分90的电流最小宽度值，以便将其提供给均衡器控制器130。

脉宽检测器65包括边缘检测器70，用以检测来自波整形电路45第一比较器50的EFM信号的边缘部分，和计数器80，其通过边缘检测器70所输出的边缘检测信号EDS来复位，以便完成计数操作。边缘检测器70可检测EFM信号的边缘部分，也就是说，其高逻辑区域和低逻辑区域之间的边界部分，并且产生将边缘部分定位的边缘检测信号EDS的脉冲形状，如图7所示。该边缘检测信号EDS可作为复位信号提供给计数器80。计数器80可通过由图7所示的边缘检测器70所输出的边缘检测信号EDS的脉冲形状来复位，然后将由其外部所提供的时钟恒定周期进行计数，由此检测每个高逻辑区域和低逻辑区域的宽度值，也就是说，每个记录单元的EFM信号的宽度值。在此，记录单元意味着在光盘20上每个凹坑的长度和各凹坑之间的空间。

还有，脉宽更新部分75包括第一寄存器100，用以存储来自窗口部分的电流最小宽度值，第二寄存器110，用以存储先前所检测的最小宽度值，和第二比较器120，用以将存储于第一寄存器100中的最小宽度值与存储于第二寄存器110中的最小宽度值进行比较，以便在两个宽度值相互不同时更新第二寄存器110的宽度值。窗口部分90经过一定时间可接收来自计数器80的预定数量如一百的宽度值，并且选出最小宽度值作为最小记录单元3T的EFM信号的宽度值。该最小记录单元3T上的EFM信号宽度值可存储于第一寄存器100中。第二比较器120可将存储于第一寄存器100中的最小记录单元3T中的EFM信号宽度值与存储于第二寄存器110中的EFM信号最小记录单元3T中的先前宽度值，也就是说，先前用以建立均衡器40均衡特性的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值，进行比较。比较器120可在存储于第一和第二寄存器100和110中的两个宽度值情况下，也就是说，在最小记录单元3T中现行检测宽度值不同于在EFM信号最小记录单元3T中先前检测宽度值情况下，输出具有特定逻辑值的负载启动LE信号。通过负载启动信号LE的特定逻辑值，第二寄存器110可存储存储于第一寄存器100中的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值，以代替早期存储的EFM最小记录单元3T中的宽度值。

决定存储于第一寄存器100的EFM信号最小记录单元3T中的电流宽度值就是先前存储于第二寄存器110的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值的过程描述如下。第一件事就是，当光拾取器30由光盘20的内轨道移动到其外轨道时，光盘20的转速不会加速到标准速度。在这种情况下，由于定位于光拾取器30上的光盘20的轨道是以比预定放送速度要快的速度放送，因此存储于第一寄存器100的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值要比存储于第二寄存器110的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值大。第二件事就是，当光拾取器30由光盘20的外轨道移动到其内轨道时，光盘20的转速不会加速到标准速度。在这种情况下，由于定位于光拾取器30上的光盘20的轨道是以比预定放送速度要慢的速度放送，因此存储于第一寄存器100的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值要比存储于第二寄存器110的EFM信号最小记录单元3T中的宽度值小。

控制器130响应于存储于第二寄存器110中的EFM信号新的最小值3T中的宽度值，以便控制均衡器40的均衡特性。换句话说，当存储于第二寄存器110中的EFM信号最小记录单元中的宽度值被更新时，控制器130会将均衡器40的可变增益频带(fb-fa)移动到高频侧或低频侧，如图8所示，并且在固定增益频带(f≥fb)上控制增益值，由此使均衡器40的均衡频率特性与光拾取器30所输出的RF信号相匹配。进一步地，当固定增益频带上的增益值受到控制时，可变增益频带上的增益改变率也将受到控制。为了如上所述地来控制均衡器40的增益和频率，控制器130可提供电压信号，用以控制增益，和电流信号，用以规定频率。还有，为了产生适当的电压信号和电流信号，控制器130可包括存储器，其可存储表，该表具有对应于EFM信号最小记录单元3T中的每个宽度值，其中EFM信号可输入给第二寄存器120。

均衡器40的均衡特性可根据光盘转速突然加速或减速时变化的RF信号频率而适当地改变，使得均衡器40所输出的RF信号总是具有恒定幅值。还有，在重现具有以CLV系统所记录的信息和以CAV系统所记录的信息的光盘的情况下，即使将光盘的驱动系统由CLV系统变为CAV系统或反之，均衡器40的均衡特性也会根据光盘所重现的信息信号(或重现信号)的频率而适当地变化，由此使均衡器40可执行最佳均衡。

这时，虽然上面已经描述了比较器120比较了最小记录单元3T中的信息信号，但是在比较最大记录单元如在CD情况下的11T和在DVD情况下的14T中的信息信号(或重现信号)时，仍可获得相同效果。

如上所述，在按照本发明的重现信号均衡方法和装置中，均衡器的滤波特性可根据在重现光盘时光盘转速瞬时周期中产生的重现信号频率变化而适当地改变，使得均衡器总是可以执行最佳的均衡。因此，即使在光盘的转速加速或减速的周期过程中，仍可以精确地重现记录于光盘上的信息，以及降低光盘的存取时间。

虽然通过附图所示实施例已经对本发明加以了说明，但是本技术领域的普通专业人员应当理解，本发明不限于这些实施例，而且对其可以进行各种改变和变形，但其均不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的范围将只有通过后续的权利要求和其法律意义上的等价物来确定。

Claims (20)

1.一种用以均衡光盘重现信号的方法，其包括下列步骤：

均衡从光盘所重现的重现信号；

检测所均衡的重现信号的频率特性；和

根据频率特性来控制重现信号的均衡。

2.如权利要求1所述的方法，其中检测频率特性的步骤包括下列步骤：

检测所均衡的重现信号的脉宽值；和

将脉宽值中选出的一个来代替先前所设置的第一脉冲值。

3.如权利要求2所述的方法，其中选择地用所检测脉宽值中的一个替代第一脉宽值的步骤包括下列步骤：

从脉宽值中选出具有预定脉宽值的脉宽脉冲；

存储所选出的脉宽值作为第二脉宽值；

将第一脉宽值与第二脉宽值进行比较；和

根据比较步骤的结果，用第二脉宽值更新第一脉宽值。

4.如权利要求3所述的方法，其中选出预定脉宽值的步骤是选出在一定时间周期中所检测的脉宽值中最小的脉宽值。

5.如权利要求3所述的方法，其中选出预定脉宽值的步骤是选出在一定时间周期中所检测的脉宽值中最大的脉宽值。

6.如权利要求2所述的方法，其中检测所重现信号脉宽值的步骤包括下列步骤：

检测所均衡的重现信号的边缘部分；和

在边缘部分之间的每个间隔中对预定时钟进行计数。

7.如权利要求1所述的方法，其中控制重现信号均衡的步骤是按照检测的频率特性来调节均衡的频率和增益。

8.一种用以均衡光盘重现信号的装置，其包括：

拾取器，用以将在盘上所记录的信息变换为电信号，以便产生重现信号；

均衡器，用以均衡来自拾取器的重现信号；

用以检测通过所述均衡器所均衡的重现信号的频率特性的装置；

根据频率特性来控制均衡器的装置。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述频率特性检测装置包括：

用以检测所均衡的重现信号的脉宽值的装置；和

用以将脉宽值中选出的一个替代先前建立的第一脉宽值的装置。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述替代装置包括：

用以从脉宽值中选出具有预定脉宽值的脉宽值的装置；

用以存储所选出的脉宽值作为第二脉宽值的装置；

用以将第一脉宽值与第二脉宽值进行比较的装置；和

根据比较装置的输出，用第二脉宽值更新第一脉宽值的装置。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述选择装置包括：

暂时存储装置，用以在一定时间周期中暂时存储脉宽检测装置所检测的脉宽值；和

选择器，用以在暂时存储装置中所存储的脉宽值中选出最小的脉宽值，以便将其提供给所述替代装置。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述选择装置包括：

暂时存储装置，用以在一定时间周期中暂时存储脉宽检测装置所检测的脉宽值；和

选择器，用以在暂时存储装置中所存储的脉宽值中选出最大的脉宽值，以便将其提供给所述替代装置。

13.如权利要求10所述的装置，其中所述更新装置可在第一脉宽值不同于第二脉宽值时用第二脉宽值更新第一脉宽值。

14.如权利要求9所述的装置，其中所述脉宽检测装置包括：

边缘检测器，用以检测来自均衡器的重现信号的边缘部分；和

计数器，用以在由边缘检测器所检测的边缘部分之间的每个间隔中对预定时钟计数。

15.如权利要求8所述的装置，其中进一步包括波整形装置，其连接在均衡器与频率特性检测装置之间，用以将来自均衡器的重现信号整形为矩形波。

16.如权利要求15所述的装置，其中波整形装置包括：

低通滤波器，用以检测来自均衡器的重现信号中等电平的电压；和

比较器，用以将来自均衡器的重现信号与来自低通滤波器的中等电平的电压进行比较。

17.如权利要求8所述的装置，其中均衡器控制装置可根据频率检测装置的检测结果来调节均衡器的频率和增益。

18.如权利要求8所述的装置，其中均衡器控制装置包括存储器，其中可存储表，该表具有均衡器的频率值和增益值以用于每个可变的重现信号频率，并且其可使均衡器具有与频率特性检测装置所检测的频率特性一致的频率和增益特性。

19.如权利要求18所述的装置，其中存储器可存储均衡器的频率和增益特性，以用于依频率变化而变的重现信号的每个最小脉宽值。

20.如权利要求18所述的装置，其中存储器可存储均衡器的频率和增益特性，以用于依频率变化而变的重现信号的每个最大脉宽值。

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