CN1531732A - 获得校正信号的波形均衡器和信息再现装置 - Google Patents

Abstract

波形均衡器(6)用于对从数据载体(1)上读出的读信号执行波形均衡从而获得校正信号S′。波形均衡器(6)有一个第一滤波器(61)，能够对所述读信号进行滤波处理，一个限幅器(62)，能够通过将所述读信号的幅度值限定至一预定值从而得到一个被限幅的读信号S_LIM。提供一个第二滤波器(63)，能够对所述被限幅的读信号S_LIM执行滤波处理。此外还有一个能够将分别由所述第一滤波器(61)和第二滤波器(63)执行滤波处理后得到的信号相加的加法器(64)，能够产生一个如所述校正读信号S′的加法结果。所述波形均衡器(6)对那些幅度小于所述预定的幅度限定值的信号的信号频率响应，在频率从零到信号频率响应在最大幅值处对应的频率值之间的一个频域中有一槽口。对记录在信息载体上的信息的信息再现的装置，包括一个波形均衡器(6)能够以较高的S/N比和较低的数据跳动读出信息。因此，该信息再现装置可适用于有较高字节密度，同时又有可接受的S/N比和数据跳动的情况。

Description

获得校正信号的波形均衡器和信息再现装置

本发明涉及一种用于对从数据载体上读出的读信号执行波形均衡从而获得校正信号S′的波形均衡器，包括：

第一滤波器，能够对所述读信号S执行滤波处理；

一个限幅器，能够通过将所述读信号的幅度标准限定至一预定值，从而得到一个被限幅的读信号S_LIM；

一个第二滤波器，能够对所述被限幅的读信号S_LIM执行滤波处理；

一个加法器，能够将分别由所述第一滤波器和第二滤波器执行滤波处理后得到的信号相加，能够产生一个如所述读信号S′的加法结果。

本发明还涉及一种用于再现记录于信息载体上的信息、并且包括该种波形均衡器的信息再现装置。

欧洲专利申请0940811公开了一种均衡器。在这一专利申请中披露了一种波形均衡器，它解决了提高由信息载体上读出的读信号的S/N比的问题，在此记录载体上记录载体上数字数据以高密度记录，不引起额外的符号间干扰，因此在所述读信号中不会引起额外的跳动。

波形均衡器可以应用于信息再现装置，例如用于光盘播放机中，诸如：CD或DVD播放机，在该装置中，一个读头从信息载体的轨道中产生读信号。记录信息再现系统的再现特性是低通滤波特性。

为提高从以高密度记录数字数据的记录载体上读出的读信号的S/N比，已有技术是通过强调对读信号的高频分量执行滤波处理从而实现波形均衡的。藉由没有限幅器的线性波形均衡器，信号被增强，从而S/N比被提高，但结果是跳动也增加了。这种状态将一直持续到某一确定点，在这一点上ISI超过噪声和跳动的增强而占了主导地位。因此，如果过分加重高频部分，ISI及随之而来的跳动就会增加。

已知的均衡器在滤波器之前有一个限幅装置。已知的波形均衡器在不引起读信号的额外的ISI的情况下，提高了S/N比，从而跳动被减少。

现有技术中数字记录媒体的位密度趋于增高。随着位密度的增加，对跳动和S/N比的要求必须坚持。在相对高的位密度下，已知的均衡器具有不能够满足对跳动和S/N比的要求的缺陷。

本发明的第一个目的是提供一个本文开头段所描述的波形均衡器，即使在位密度相对较高的情况下，它也能有一个相对较低的跳动和相对较高的S/N比。

本发明的第二个目的是提供一个具有该种波形均衡器的再现记录在信息载体上的信息的再现装置。

第一目的的实现在于所述波形均衡器对那些幅度小于所述预定的幅度限定值的信号的信号频率响应，在频率从零到信号频率响应在最大幅值处对应的频率值之间的第一频域中有一槽口(notch)。

在波形均衡器应用的领域，发明人发现了较低的频率对S/N比所起的较大作用。对这些频率的抑制提高了比S/N比，所述的槽口是一个特定频率的点，在这一点，滤波器抑制具有这些频率的信号至一无限小的幅值。频域中的具有在所述特定频率周围的频率的信号被抑制为相对较小的幅度。

在波形均衡器的一个优选实施例中，第二滤波器是一个具有抽头系数为[-m，0，0，-m]的FIR滤波器，第一滤波器是一个具有抽头系数为[0，1，1]的FIR滤波器。缩写FIR代表有限脉冲响应。这种滤波器因此具有有限的脉冲响应。该滤波器包括抽头延迟器、放大单元和一个用来把抽头延迟器和放大单元的输出相加的加法器。放大单元有一个放大系数m，波形均衡器的频率响应在所述第一频域有一个槽口，这取决于m的值。该波形均衡器可以应用于游程长度受限码，RLL，RLL码可由参数d和k来表示，d代表最小游程长度限制，k代表最大游程长度限制。游程长度小于d+1是不允许的，游程长度大于k+1也是不允许的。波形均衡器适用于d＝1时的RLL码。

如果波形均衡器有一个抽头系数为[-m，0，0，0，0，-m]的FIR第二滤波器以及一个抽头系数为[0，0，1，1]的FIR第一滤波器是有利的。由于m的值大于1，所以波形均衡器的频率响应在所述第一频域有一个槽口。该波形均衡器可用于d＝2时的RLL码。

本发明的第二个目的的实现是提供一种再现记录于信息载体上的信息的装置，该装置具有本发明的波形均衡器。该装置还可以进一步包括：

一个读头，能够从信息载体上读信息；

一个位移装置，能够在信息载体和读头之间产生一个相对位移。

一个采样装置，能够对来自读头的信号采样；

一个位检测装置；

一个信道解码装置，能够对产生的位流进行解码；

该装置在位检测装置的输入端有较高的S/N比和较低的跳动。因此，在操作中，位检测装置的运行会出现较少的错误，因而信息载体上的信息会以较低的误码率被读出。

本发明的波形均衡器和信息再现装置的全方面内容将通过附图的方式展现和阐明，在此：

图1简要示意了具有波形均衡器的信息再现装置；

图2表示一个波形均衡器内部结构的示例；

图3表示根据本发明的波形均衡器的一个实施例；

图4表示图3所示波形均衡器的实施例的小信号频率特性曲线；

图5表示作为一个图3所示的波形均衡器和已有的波形均衡器的位长度函数的数据跳动曲线；

图6表示本发明的波形均衡器的又一实施例；

图7表示图6所示的波形均衡器实施例的小信号频率特性曲线；

图8a表示对已有的EPA0940811的波形均衡器的输出在10倍于数据位频率的情况下采样得到的眼图。

图8b表示对图6所示波形均衡器的实施例的输出在10倍于数据位频率的情况下采样得到的眼图。

图9a表示以与数据位频率相同的采样频率采样并且在零交叉采样的已有的波形均衡器的眼图；

图9b表示以与数据位频率相同的采样频率采样并且在零交叉采样的图6所示的波形均衡器的眼图；

图10a表示图9a所示的已有的波形均衡器的眼图，但采样点平移二等分位；

图10b表示图6所示的波形均衡器的眼图，但采样点平移二等分位。

图1所示的信息再现装置包括一个读头3，用于从信息载体1上读信息。一个位移装置2能够在信息载体1和读头3之间产生一个相对位移。在操作中读头3的输出信号被馈送给放大器4，放大器将输出信号S1放大为预定值从而提供给模数转换器A/D5一个放大信号S2。A/D转换器5将放大信号S2转换成采样读信号S，采样周期为T秒。采样读信号S被馈送给波形均衡器6。波形均衡器6通过对读信号S执行波形均从而衡获得一个校正信号S′。波形均衡器的输出又被传送给位检测装置7。位检测装置7的输出又被传送给信道检测装置8。

图2表示一个波形均衡器6内部结构的示例。一个限幅器62对被采样的读信号S进行限幅并将得到的限幅信号S_LIM提供给第二滤波器63。读信号S也是第一滤波器61的输入信号。滤波器61和滤波器63的输出信号被加法器64相加。

对那些幅度小于所述预定的幅度限定值的所述波形均衡器6的信号，其信号频率响应在从零到信号频率响应在最大幅值处对应的频率值之间的一频域中有一槽口。限幅器62在频率响应中并未起到实质性的作用，因为用来决定频率响应的信号幅度要比限幅装置62中的限幅装置限定的幅度小。

如图1所示的再现装置的再现特性是低通滤波特性。为了提高记录密度，将与最小游程长度相对应的信号的频率设置为靠近截止波长处的频率的值是有利的。对应于最小游程长度的读信号电平因此而降低。

为提高最小游程长度的信号的S/N比，第一滤波器和第二滤波器的组合使用使对应于最小游程长度的信号的高频部分被增多。

波形均衡器6有一个幅度限制电路62用来抑制符号间干扰的增加。没有幅度限制电路，如果过分加重高频，符号间的干扰将增加，从而导致跳动的增加。

已有的波形均衡器提倡高频，没有对低频区域引起重视。而本发明的波形均衡器在低频区域有一槽口，这表明在这一频域的额外的噪声控制对降低抖动和提高S/N比有显著的进步。

图3中，第一滤波器61是抽头系数为[0，1，1]的FIR滤波器。这意味着这个滤波器的输入信号被D4、D5两个抽头延迟器延迟，且有两个输出，每个的抽头后一个，放大系数为1。抽头延迟器延迟的时间约等于信道位的时钟周期T，即二进制位被记录于信息载体上的时间周期。抽头延迟器D4和D5的输出被加法器B1相加。第一滤波器61的输出Of1与这个滤波器的输入信号即读信号S有关，由等式1表示：

等式1：

O_f1(n)＝S(n-1)+S(n-2)

在这里O_f1代表第一滤波器61在采样瞬间n的输出，S(n-1)代表第一滤波器61在采样瞬间n-1的输入。

第二滤波器63抽头系数为[-m，0，0，-m]的FIR滤波器。这意味着这个滤波器的输入经过D1，D2和D3三个抽头延迟器延迟，且有两个输出馈送给放大单元A1和A2，放大系数为-m。第一放大器A1直接放置在输入信号S_LIM之后，第二放大器A2置于第三延迟抽头D3之后，放大单元A1和A2的输出被加法器B2相加。第二滤波器的输出Of2与第二滤波器的输入信号S_LIM有关，由等式2表示：

等式2

O_f2(n)＝-m.S_lim(n)+-m.S_lim(n-3)

本实施例中波形均衡器6的总体输出信号S′：

等式3

S′＝-m.S_lim(n)+S(n-1)+S(n-2)+-m.S_lim(n-3)

在如图4所示的小信号频率响应中限幅器62没有限制这些信号。用于波形均衡器6的第二滤波器63的m值是1.3。垂直轴上幅度以分贝dB描述。水平轴所示的为关于抽头的归一化频率。当最小游程被读到之时，出现d＝1的最高频率，相应的归一化频率为0.25。在归一化频率为0.25时频率响应几乎为最大值，在曲线中可以看到频率0和0.25之间有一个槽口。对在这个区域中的频率额外控制的结果是提高了S/N比降低了跳动。图5所示曲线图，按位长度函数表示的在波形均衡器6的输出中的数据跳动的数量，以-◆-表示。垂直轴数据跳动百分数，水平轴表示以纳米为单位的位长度。位长度是指信息载体1上的二进制位的实际长度。在同一曲线图上也绘出了已有的波形均衡器的输出的数据跳动，以-■表示。已有的波形均衡器的内部结构与图2中描绘的结构相一致，但是滤波器F1和F2却与本发明的波形均衡器不同，已有的波形均衡器的第二滤波器是一个抽头系数为[-m，0，m，0，m，0，-m]的FIR滤波器，第一滤波器只将输入进行三个抽头延迟。第一和第二滤波器的抽头延迟是本发明波形均衡器6的抽头延迟的一半，即T/2。等式4表示这个滤波器的输出Zd1与输入信号，即与读信号S之间的关系：

等式4

Z_d1(n)＝-m.S_lim(n)+m.S_lim(n-1)+S(n-1.5)+m.S_lim(n-2)+-m.S_lim(n-3)

图5所示曲线表明当采用本发明的波形均均衡器6时，在位长度为85nm处的跳动从6.4％减少到了6.0％，在位长度位69nm处的跳动从9.6％减少到了8.6％。因此，通过使用本发明的波形均衡器6具有允许跳动值的最小位长度被减小了。这对开发研制新的信息再现装置是有益的。

在图6所示的实施例中第一滤波器61是一个FIR滤波器，抽头系数为[0，0，1，1]。这意味着这个滤波器的输入信号被三个抽头延迟器D6，D7和D8延迟，而且有两个输出信号，一个在延迟器D7之后，另一个在第三延迟器D8之后，滤波器的放大系数为1。D7和D8的输出信号被加法器B1相加。该第一滤波器的输出信号O_f1与该滤波器的输入信号，即读信号之间的关系由等式5表达：

等式5

O_f1(n)＝S(n-2)+S(n-3)

第二滤波器是一个抽头系数为[-m，0，0，0，0，-m]的FIR滤波器。这意味着滤波器的输入信号被D1到D5五个抽头延迟器延迟，且有两个输出信号传送给放大单元A1和A2。第一放大器A1直接置于输入信号之后，第二放大单元A2放置在第五延迟抽头之后。放大单元A1和A2的输出被加法器B2相加。输出信号Of2与该滤波器的输入信号SLIM之间的关系由等式6表达：

等式6

O_f2(n)＝-m.S_lim(n)+-m.S_lim(n-5)

该实施例的波形均衡器6的总体输出S′为：

等式7

S′＝-m.S_lim(n)+S(n-2)+S(n-3)+-m.S_lim(n-5)

在图7中的坐标与图4相同。在d＝2代码时，最小的游程的游程长度是3，与之相应的归一化频率是0.167。在归一化频率为0.167处的频率响应近似为最大值。用于选取这个响应的波形均衡器的m值是1.1。此外，在从频率为0到小信号频率响应中最大幅度对应的频率值之间的频域中有一个槽口，对这些频率的抑制导致了S/N比的升高和跳动的减少。

在欧洲专利EP-A-0940811中，披露了一种内部结构与图2所示内部结构相一致的波形均衡器。第二滤波器是一个抽头系数为[-m，m，0，m，-m]的FIR滤波器。第一滤波器也是一个FIR滤波器，抽头系数为[0，0，1]。这种波形均衡器的缺陷在于码元检测器对波形均衡器的输出信号的采样必须与存储在信息载体上的数据同周期，而且必须以零交叉点为采样点。图8a表示这种已有的波形均衡器在采样频率10倍于数据位频率时的眼图。图8b为本发明的波形均衡器6在d＝2的限制码时的眼图。9a和9b中的采样是在与数据位频率相同的情况下进行的，并且采样点在零交叉点。这两个图的眼图都是优秀的；因为眼很宽。图10a和10b采样点平移二等分位。如图9b所示，本发明的波形均衡器6的输出信号的眼图的眼的张度是均等的。而在图9a中，已有的波形均衡器的输出信号的眼图的眼比图9a窄得多。由此可见，对于已有的波形均衡器来说，只有在与采样位同周期，而且在零交叉点采样才能得到理想的结果。这是使用已有的波形均衡器的缺陷。从图8b所示的眼图中可以明显的看出本发明的波形均衡器6是不会有此种缺陷的。

通过参照优选实施例对本发明的描述，可以理解本发明并不受限于这些实施例，因此，在不脱离权利要求所限定的本发明的保护范围的情况下，各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (4)

1.一个波形均衡器(6)，用于对从数据载体(1)上读出的读信号执行波形均衡从而获得校正信号S′，包括：

一个第一滤波器(61)，能够对所述读信号执行滤波处理；

一个限幅装置(62)，能够通过将所述读信号的幅度标准限定至一预定值从而得到一个被限幅的读信号S_LIM；

一个第二滤波器(63)，能够对所述被限幅的读信号S_LIM执行滤波处理；

一个加法器(64)，能够将分别由所述第一滤波器(61)和第二滤波器(63)执行滤波处理后得到的信号相加，能够产生一个如所述校正读信号S′的加法结果；

其特征在于：

所述波形均衡器(6)对那些幅度小于所述预定的幅度限定值的信号的信号频率响应，在频率从零到信号频率响应在最大幅值处对应的频率值之间的一个频域中有一槽口。

2.如权利要求1所述的波形均衡器(6)，其特征在于第二滤波器(63)是一个具有抽头系数为[-m，0，0，-m]的FIR滤波器，第一滤波器(61)是一个具有抽头系数为[0，1，1]的FIR滤波器。

3.如权利要求1所述的波形均衡器(6)，其特征在于第二滤波器(63)是一个抽头系数为[-m，0，0，0，0，-m]的FIR滤波器，第一滤波器(61)是一个抽头系数为[0，0，1，1]的FIR滤波器。

4.一种再现记录于信息载体(1)上的信息的装置，包括如权利要求1-3中任一个所述的波形均衡器(6)。

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