CN1219288C

CN1219288C - 光储存设备的写入控制装置与方法

Info

Publication number: CN1219288C
Application number: CN 03120104
Authority: CN
Inventors: 苏鼎文; 李松鸿; 赖义麟
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: CN1438634A

Abstract

本发明是有关一种光储存设备的写入控制装置与方法，该写入控制装置是由一取样/保持电路、一运算放大器、复数个增益放大器、以及多数个切换器等所构成，由外部控制信号及该多数切换器的切换组合，该写入控制装置可构成短时间开路模式、长时间开路模式及闭回路模式等三种工作模式。在短时间开路模式中，写入控制信号是经由运算放大器的虚接地效应而初始化；在长时间开路模式中，写入控制信号亦经由虚接地的效应而被快速地充电至可对光盘进行烧录的电压准位；在闭回路模式中，写入装置可利用充电后的写入控制信号来烧录资料至光盘中。由于写入控制信号可被快速地充电至所需的电压准位，于定能避免光储存设备在进行写入动作产生错误。

Description

光储存设备的写入控制装置与方法

技术领域

本发明是关于一种光储存设备的写入控制装置与方法，尤指一种能对写入控制信号快速充电至可对光盘进行烧录的电压准位，进而避免写入动作错误的光储存设备的写入控制装置与方法。

背景技术

近年来，光储存设备及媒体的使用已逐渐普及，因此在笔记型(Notebook)电脑、或个人电脑(Personal Computer，PC)等电子装置上往往配备有光盘烧录器(CD-RW)，以将资料、影像等烧录至可复写式光盘或单次写入多次读取式光盘，进而提供使用者极大的便利性。

图1描绘现有光盘烧录器的结构图，其主要包含一读取控制装置10、一写入控制装置20、及一读写头装置30。

当欲进行资料读取/写入时，读写头装置30会产生一流经激光二极管301(Laser Diode，LD)的电流i_D，以产生激光光束对光盘40进行读取/写入动作，而读写头装置30的监控二极管302(MonitorDiode，MD)则依据该激光二极管301所产生的激光光束产生一电流i_M，经由一运算放大器303而产生一回授信号FPDO，对该读取控制装置10、写入控制装置20进行自动功率控制。

当进行资料读取时，读写头装置30上的驱动IC 304只有读取致能信号ENR为作用状态，激光二极管301上的电流i_D如以下公式eq1(a)所示：而当进行资料写入时，读取致能信号ENR及写入致能信号ENW均为作用状态，此时激光二极管上的电流i_D如公式eq1(b)所示：

i_{D} = \{\begin{matrix} \frac{VRDC}{Rset 1 + R_{A}} \times gain 1 & if ENR &Element; enable eql (a) \\ \frac{VRDC}{Rset 1 + R_{A}} \times gain 1 + \frac{VWDC}{Rset 2 + R_{B}} \times gain 2 & if ENR, ENW &Element; enable eql (b) \end{matrix}\}

其中gain1与gain2分别为INR与INW通道(Channel)的电流放大倍率，VRDC与VWDC分别为读取控制信号与写入控制信号、而R_A、R_B为驱动IC 304内部电阻。明显地，激光二极管301在进行资料读取或写入时，电流i_D将如图2所示而有所不同。在一般情形下，激光二极管301需较大电流，来对光盘40进行资料写入的动作。

该写入控制装置20的电路结构是如图3所示，其中取样/保持电路201(Sampling and Holding circuit，S/H)的取样频率远高于回授电压FPDO的变化，故取样/保持电路201的输出电压仍以FPDO表示。图3所述电路中的各节点的电压分析如下：

dV 2＝Vref-FPDO，

VWDC＝DAC2+(Rf2/Ri2)×(DAC2-dV2×G12)，

当中Rf2/Ri2≈150，而运算放大器202的输出范围为0.5-4.5V。基本上，若写入控制装置20如欲正常工作，则该运算放大器202必须工作在线性区，而当该运算放大器202工作在线性区时，其输出方不会为饱和电压。亦即第二数字至模拟控制信号DAC2≈dV2XG12时，该运算放大器202会工作在线性区。由上可知，由于该写入控制装置20是一负回授组态，故会自动地找到工作点(Q)。而当该写入控制装置20在工作点时，连接至读写头装置30的写入控制信号VWDC的电压，会在工作点电压附近做轻微的扰动，其扰动频率约为20Hz～20KHz，因此需在电路中设置一电容C2以消除该扰动现象。同理，在该读取控制装置10中，也设置一电容C1以消除扰动现象。

当进行资料写入时，是将一时段控制信号WLDON变为高电位，然而该写入控制信号VWDC因有电容C2的作用，故会慢慢地充电至工作点电压。如图4所示，在dT这段时间中，若写入控制信号VWDC尚未达工作点电压，此时如公式eq1(b)所示的激光二极管上的电流i_D亦未达资料写入时激光二极管301所需的电流，于是便导致对光盘40进行写入动作的错误。

发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“光储存设备的写入控制装置与方法”，几经研究实验终至完成此项嘉惠世人的发明。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种光储存设备的写入控制装置与方法，以能避免对储存媒体进行写入动作的错误。

本发明的另一目的是在提供一种光储存设备的写入控制装置与方法，其在光储存设备没有进行烧录动作时，将写入控制信号的初始化为零，而无直流偏压(DC offset)的产生。

为达成上述的目的，本发明的一种应用于光电系统中的激光二极管的写入控制装置，其特征在于，包括一运算放大器，具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，用以于该输出端输出一写入控制信号，且该运算放大器在/于短时间开路模式、长时间开路模式、以及闭回路模式中切换且进行操作，其中：

该运算放大器是在该短时间开路模式中操作时，该运算放大器的该正输入端连接至一参考电位，而该负输入端连接至该输出端，用以形成该电压追随器，以将该写入控制信号予以初始化；

该运算放大器于该长时间开路模式中操作时，该运算放大器的该正输入端与该负输入端处于虚接地状态，该运算放大器的该输出端与该负输入端相耦接，该运算放大器的正输入端输入一可对光盘进行烧录的电压，用以对该写入控制信号进行充电，将该写入控制信号充电至该可对光盘进行烧录的电压准位上；及

该运算放大器于一闭回路模式中操作时，该运算放大器利用充电后的该写入控制信号以对该光盘进行烧录操作，该运算放大器是输入一由该写入装置的读取头所回授的回授信号，而且该回授信号是在放大后，馈入至该运算放大器的该负输入端。

其中还包含一取样/保持电路，用以接收该回授信号，且该回授信号是经由一增益放大器的放大处理后，反馈入至该运算放大器的该负输入端。

本发明一种应用于光电系统中的激光二极管写入控制方法，其特征在于，包括：

执行一短时间开路模式，利用一虚接地效应以初始化一写入控制信号；

执行一长时间开路模式，利用该虚接地效应以对该写入控制信号进行充电；及

执行一闭回路模式，用以利用该写入控制信号以对一盘片进行烧录操作；

其中还包含一运算放大器，用以于该短时间开路模式、该长时间开路模式、以及闭回路模式中操作，其中该运算放大器具有一正输入端、负输入端、以及一输出端；

其中在该短时间开路模式中，该运算放大器的该正输入端连接至一参考电位，而该负输入端连接至该输出端，用以形成一电压追随器，以将该写入控制信号予以初始化；

其中在该长时间开路模式中，利用一数字至模拟控制信号以对该写入控制信号进行充电；

其中该运算放大器的该正输入端是用以输入放大后的数字至模拟控制信号，且该正输入端与该负输入端于该长时间开路模式中处于该虚接地状态；

其中在该闭回路模式中，利用该写入控制信号以对该光盘进行烧录操作。

其中还包含一第一时段控制信号、一第二时段控制信号、以及一第三时段控制信号的信号准位，用以控制该运算放大器于该短时间开路模式、该长时间开路模式、以及闭回路模式中操作，其中该第一时段控制信号与该第二时段控制信号是于一第一准位与一第二准位间切换。

其中：在该短时间开路模式中，该第一时段控制信号、该第二时段控制信号、以及该第三时段控制信号皆处于该第一准位；

在该长时间开路模式中，该第一时段控制信号是位于该第二准位、而该第二时段控制信号与该第三时段控制信号则位于该第一准位；及

在该闭回路模式中，该第一时段控制信号是位于该第一准位、而该第二时段控制信号与该第三时段控制信号皆位于该第二准位。

本发明一种应用于光电系统中的读写装置，其特征在于，包括：

读取控制装置，响应输入一回授信号，用以产生一读取控制信号；

写入控制装置，响应该回授信号，用以产生一写入控制信号，其中该写入控制装置包含一运算放大器，当该运算放大器在一短时间开路模式中操作时，该运算放大器形成一电压追随器，以将一写入控制信号予以初始化，当该运算放大器于一长时间开路模式中操作时，该运算放大器对该写入控制信号进行充电，当该运算放大器于一闭回路模式中操作时，该运算放大器利用充电后的该写入控制装置信号以对该光盘进行烧录操作；

读写头装置，响应该读取控制信号、该写入控制信号、一读取致能信号、以及一写入致能信号，用以产生一激光光束对一光盘片进行读取或写入动作，该读写头装置产生该回授信号以馈入该读取控制装置与该写入控制装置；

其中该运算放大器具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，该运算放大器的该输出端用以输出该写入控制信号；

其中当该运算放大器于该短时间开路模式中操作时，该运算放大器的该正输入端连接至一参考电位，而该负输入端连接至该输出端，用以形成该电压追随器，以将该写入控制信号予以初始化；

其中当该运算放大器于该长时间开路模式中操作时，该运算放大器的该正输入端与该负输入端处于虚接地状态；

其中当该运算放大器于该长时间开路模式中操作时，该运算放大器的该输出端与该负输入端相耦接，该运算放大器的正输入端输入一可对光盘进行烧录的电压，用以对该写入控制信号进行充电，且该运算放大器将该写入控制信号充电至该可对光盘进行烧录的电压准位上；

其中当该运算放大器于该闭回路模式中操作时，该运算放大器输入一由该写入装置的读取头所回授的回授信号，而且该回授信号在放大后，馈入至该运算放大器的该负输入端。

由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。

附图说明

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图以及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：

图1是现有光盘烧录器的读写设备示意图。

图2是现有光盘烧录器读写时的激光二极管电流示意图。

图3是现有光盘烧录器的读写设备电路图。

图4是现有光盘烧录器的写入控制装置的写入控制信号示意图。

图5是本发明的光储存设备的写入控制装置的电路图。

图6一图8是本发明的写入控制装置的等效电路图。

图9是本发明的光储存设备的写入控制装置的控制信号时序图。

具体实施方式

图5显示本发明的激光二极管的写入控制装置20的一较佳实施例，其主要是由一运算放大器201、两增益放大器202、203、一取样/保持电路204、七个切换器211-217及逻辑或闸205、电阻Ri2与Rf2、电容C2等电路元件所组成。此写入控制装置20是控制一光盘烧录机的读写头装置30，以对一光盘片(例如图1中的可复写式光盘40，图5中未示)进行资料写入的操作。

前述写入控制装置20的取样/保持电路204的输入端是接受来自该读写头装置30的回授信号FPDO，其输出端则连接至该增益放大器202的输入端；该增益放大器202的输出端则连接至该切换器211的第一端2111。该切换器211的第二端2112透过电阻206连接至切换器213的第一端2131、切换器215的第一端2151以及一外部回授电阻Rf2和电容C2的一端；该切换器212的第一端2121连接至该运算放大器201的负输入端，其第二端2122连接至该该运算放大器201的输出端。该切换器213的第二端2132连接至切换器212的第一端2121及该运算放大器201的负输入端；该运算放大器201的正输入端连接至切换器214的连接端2141，其输出端连接至切换器217的第一切换端2172、电阻Rf2和电容C2的另一端、并输出写入控制信号VWDC至该读写头装置30。该切换器217的连接端2171连接该增益放大器203的输入端，其第二切换端2173连接切换器216的第一切换端2162，及接收控制信号DAC2，并由一切换器控制信号VW 2 DCPS控制切换器217的连接端2171是与第一切换2172端或第二切换端2173连接，该增益放大器203的输出端连接切换器214的第一切换端2142。切换器216的连接端2161连接至切换器214的第二切换端2143及切换器215的第二端2152，切换器216的第二切换端2163则连接至地，切换器216是由时段控制信号VLOON及WLDON的逻辑或组合输出信号所控制，以决定连接端2161是与第一切换端2162或第二切换端2163连接。其中WLDON是写入(Write)动作的指标信号，当WLDON是高准位时，表示读写头是位于写入状态；VLOON是预充电(Pre-charge)的指标信号，而当VLOON是高准位时，表示读写头是位于预充电的状态。此外，上述的切换器211-215可因应于对应的控制信号来产生导通或断路的效果，而切换器216与217则可因应于控制信号而与不同切换端相连接。

前述写入控制装置20可由控制切换器211-217的状态而提供以下三种电路组态：

(1)短时间开路(Short-term Open，S0)模式：是将切换器211断路，切换器212导通，切换器213断路，切换器214的连接端2141连接其第二切换端2143，切换器215断路，而信号VLOON、WLDON及VW2DCPS均为低准位，使切换器216的连接端2161连接其第二切换端2163，切换器217的连接端2171连接其第二切换端2173，此短时间开路模式的等效电路如图6所示。明显地，在短时间开路模式中，运算放大器201是因应于上述信号VLOON、信号WLDON及VW2DCPS的低准位、以及切换器211-217不同的切换状态，以使运算放大器201的负输入端与输出端耦接在一起，而正输入端则与接地端相接，进而形成所谓的电压追随器(Voltage Follower)。由于写入控制信号VWDC的电压将因正输入端与负输入端的虚接地效应而使信号准位降为零，于是可将该写入控制信号VWDC予以初始化。

(2)长时间开路(Long-term Open，LO)模式：是将切换器211断路，切换器212导通，切换器213断路，切换器214的连接端2141连接其第一切换端2142，切换器215导通，而信号VLOON为高准位、信号WLDON及VW2DCPS均为低准位，使切换器216的连接端2161连接其第一切换端2162，切换器217的连接端2171连接其第二切换端2173，此长时间开路模式的等效电路如图7所示。明显地，在长时间开路模式中，运算放大器201是因应于上述信号VLOON的高准位、信号WLDON及VW2DCPS的低准位、以及切换器211-217不同的切换状态，以使运算放大器201的负输入端与输出端耦接在一起，而正输入端则与增益放大器203耦接，用以接收放大后的数字至模拟控制信号DAC2。应注意的是，DAC2经由增益放大器203的放大处理后，电压准位将由V1提升至V2，而V2即为可对光盘进行烧录的电压准位。此外，因运算放大器201时的正输入端与负输入端仍形成虚接地的状态，所以写入控制信号VWDC的电压将因此很迅速地由零而充电至可对光盘进行烧录的电压V2。

(3)闭回路(Closed Loop，CL)模式：是将切换器211导通，切换器212断路，切换器213导通，切换器214的连接端2141连接其第二切换端2143，切换器215断路，而信号VLOON、言几号WLDON及VW 2 DCPS均为高准位，使切换器216的连接端2161连接其第一切换端2162，切换器217的连接端2171连接其第一切换端2172，此闭回路模式的等效电路如图8所示。明显地，在闭回路模式中，运算放大器201是因应于上述信号VLOON的高准位、信号WLDON及VW2DCPS的高准位、以及切换器211-217不同的切换状态，运算放大器201的运作方式将如现有的写入控制装置，以对光盘进行烧录动作。此时的运算放大器201的正输入端是输入电压准位为V1的信号DAC2，负输入端则经由电阻Ri2与增益放大器202以与取样/保持电路204相耦接，而取样/保持电路204则输入由读写头30装置所回授的回授信号FPDO，并经由增益放大器202的放大处理后，透过电阻Ri2以馈入运算放大器201的负输入端。至于运算放大器的输出端则维持在V2的电压准位(亦即可对光盘进行烧录的电压准位)，以对光盘片进行烧录的操作。

前述写入控制装置20在进行资料写入前需对增益放大器203进行增益参数调整，其是由将写入控制装置20切换为闭回路模式，以对光盘的测试烧录区进行烧录动作，烧录成功时可分别得到用来指出写入控制信号准位的数字至模拟控制信号DAC2的准位V1、以及写入控制信号VWDC的电压V2，再由一增益调整控制信号W2BGS来将该增益放大器203的增益参数Gain调整为V2/V1，即完成初始化动作。应注意的是，当烧录动作完成后，可再进行一次短时间开路模式，以将写入控制信号再度初始化为零，因为此时无直流偏压(DC offset)的产生，所以可进一步达成减低电能消耗的目的。

图9显示用以驱动前述写入控制装置20以进行一写入运算的时序图，其中一写入运算包括有四个时段T1-T4，于时段T1中，时段控制信号VLOON及WLDON均为低准位，且写入控制装置20切换为短时间开路模式的电路组态，于此模式下，运算放大器201的正输入端连接至地，而其负输入端连接至输出端，形成一电压追随器(VoltageFollower)，该写入控制信号VWDC的电压将因虚接地而使电压位准降为零，故可将该写入控制信号VWDC予以初始化。

于时段T2中，时段控制信号VLOON变为高准位，且写入控制装置20切换为长时间开路模式的电路组态，于此模式下，是以该数字至模拟控制信号DAC2的电压为V1来进行烧录动作，亦即，该数字至模拟控制信号DAC2的电压V1先经增益放大器203的放大后变为V2，而该写入控制信号VWDC的电压因虚接地的状态，而很迅速地由零变为可对光盘进行烧录的电压V2，如图9中的路径A，而非如现有技术是经电容充电缓慢地变为V2。

于时段T3中，时段控制信号VLDON变为高准位，且写入控制装置20切换为闭回路模式的电路组态，此模式即如现有的写入控制装置，可正常地对光盘进行烧录动作。

在T4时段，因烧录操作已经完成，所以时段控制信号VLDON及WLDON均变回低电位，且该写入控制装置20是切换为短时间开路模式，而可将该写入控制信号VWDC的电压重设为零。

由以上的说明可知，于本发明的写入控制装置20中，是先以产生时段控制信号VLOON而让该写入控制信号VWDC预先对电容C2充电以达工作点电压，而当时段控制信号WLDON变为高电位以进行资料写入动作时，因该写入控制信号VWDC已充电至工作点电压，此时激光二极管LD的电流i_D亦达资料写入时激光二极管所需的电流，故可避免激光二极管因电流不足而对储存媒体进行写入动作所产生的错误。此外，本发明可使光盘烧录器在没有进行烧录动作时，将写入控制信号VWDC的电压设为零，而无产生直流偏压的问题。再者，上述的信号，诸如FPDO、VLOON、WLDON、VWDC、VW2DCPS、W2BGS等，皆可参考由威腾光电所研发的VT3190晶片的规格来实施。应注意的是，本发明较佳实施例中的写入控制的装置，可适用于所有透过光电效应以提供写入支援的光电系统，例如CD-RW盘机或DVD十RW盘机等系统、甚至其他应用的中，而任何可用以烧录资料的光盘片，例如复写式光盘片(CD-RW disc)或可烧录式光盘片(CD-R disc)等，皆可透过本发明而烧录所需的资料。

综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，均不同于现有技术的特征，为“光储存设备的写入控制装置与方法”的一大突破。惟应注意的是，上述实施例是为了便于说明而已，本发明所主张的权利范围非仅限于上述实施例，而凡与本发明有关的技术构想，均属于本发明的范畴。

Claims

1.一种应用于光电系统中的激光二极管的写入控制装置，其特征在于，包括一运算放大器，具有一正输入端、一负输入端、以及一输出端，用以于该输出端输出一写入控制信号，且该运算放大器在短时间开路模式、长时间开路模式、以及闭回路模式中切换且进行操作，其中：

2.如权利要求1所述的应用于光电系统中的激光二极管的写入控制装置，其特征在于，其中还包含一取样/保持电路，用以接收该回授信号，且该回授信号是经由一增益放大器的放大处理后，反馈入至该运算放大器的该负输入端。

3.一种应用于光电系统中的激光二极管写入控制方法，其特征在于，包括：

4.如权利要求3所述的应用于光电系统中的激光二极管写入控制方法，其特征在于，其中还包含一第一时段控制信号、一第二时段控制信号、以及一第三时段控制信号的信号准位，用以控制该运算放大器于该短时间开路模式、该长时间开路模式、以及闭回路模式中操作，其中该第一时段控制信号与该第二时段控制信号是于一第一准位与一第二准位间切换。

5.如权利要求4所述的应用于光电系统中的激光二极管写入控制方法，其特征在于，其中：

在该短时间开路模式中，该第一时段控制信号、该第二时段控制信号、以及该第三时段控制信号皆处于该第一准位；

6.一种应用于光电系统中的读写装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的应用于光电系统中的读写装置，其特征在于，其中还包含一取样/保持电路，用以接收该回授信号，且该回授信号是经由一增益放大器的放大处理后，反馈入至该运算放大器的该负输入端。