CN1581310A - 预刻凸轨信号自动探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种预刻凸轨信号自动探测装置，其利用公知技术在“推挽”(push－pull)信号增益方面的调整后，以提高预刻凸轨信号对摇摆现象(wobble)的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)，并运用数字逻辑分辨出预刻凸轨信号的实际位置外，更利用RC电路的准位自动探测与固定切割准位(slice level)合并使用后所组成的自动切割准位，做为预刻凸轨判断的依据，以改善公知技术中使用固定式预刻凸轨切割准位技术，不易在已记录资料盘片中得到正确预刻凸轨切割信号的缺失。

Description

预刻凸轨信号自动探测装置

技术领域

本发明是一种做为数字激光视盘预刻凸轨信号的自动探测装置，是利用“推挽”(push-pull)信号增益的调整提高预刻凸轨信号对摇摆信号的信噪比，并运用数字逻辑分辨出预刻凸轨信号的实际位置，及以RC电路的准位自动探测与固定切割准位合并使用后所组成的自动切割准位，做为预刻凸轨判断的依据。

背景技术

现行技术中数字激光视盘(DVD)的可烧录型数字激光视盘(write-once DVD，DVD-R)或可抹写型数字激光视盘(re-writable DVD，DVD-RW)有相同的结构，其中在盘片轨迹上的预刻凸轨(LPP)所在位置上包含有烧录的雷射(laser)波长、盘片烧录功率、烧录策略、盘片制造商、与盘片位置等信息。请参阅图1A所示公知技术的数字激光视盘片资料轨迹(track)示意图，图中所示为摇摆现象(wobble)与预刻凸轨(LPP)的关系，由此图可知实际空白可烧录型数字激光视盘(DVD-R)或可抹写型数字激光视盘(DVD-RW)光盘片上的预刻凸轨区15是刻在沟面17相对于摇摆位置(wobble)13的波峰处，而沟槽区(groove)11与沟面(land)17在资料轨迹上相互交错排列，当盘片在沟槽区11记录上资料后，在沟面17上预刻的预刻凸轨区15附近写入一笔资料标记(mark)12，其结果显示为图1B所示公知技术的资料写入示意图，其中各预刻凸轨区15的沟面17为不连续，导致写入资料时产生热扩散的边界效应，即在沟槽区11所纪录的资料标记12处会扩散到预刻凸轨区15，而使预刻凸轨信号受到影响，让原本的预刻凸轨信号在写入资料后，其振幅强度会相对于摇摆信号(wobble signal)萎缩，导致信噪比降低。

再如公知技术图2A所示为在数字激光视盘烧录前，预刻凸轨信号未受写入资料所影响的波形A，此时若利用固定的预刻凸轨切割准位(LPPSlice Level)，如图的虚线所示，该固定的预刻凸轨切割准位能够通过比较器正确的切出数字预刻凸轨信号。如图2B烧录后波形示意图所示，一般预刻凸轨信号的撷取常会利用推挽(push-pull)方式产生，然后搭配固定准位型的预刻凸轨切割准位，取出预刻凸轨切割信号，如波形A。但当写入资料后造成预刻凸轨信号振幅强度会相对于摇摆信号(wobblesignal)萎缩许多，如图标中波形B，此时若使用固定准位切割则会造成预刻凸轨切割信号正确性不高的问题，使得在经过错误校正码(ErrorCorrecting Code，ECC)保护后，仍旧造成预刻凸轨信号正确率偏低，这将影响光驱轨道导入信息(lead-in information)的读取及寻轨(track jump)时的地址资料读取；且同一盘片循轨(track-following)时，可观察到预刻凸轨信号由内圈至外圈的特性并不一致，再加上写入资料的影响或是不同盘片之间的差异与写入次数，都会导致预刻凸轨切割信号的正确率下降，因此，有必要设计出一自动准位调整机制，以期在不同条件下都能正确找到预刻凸轨切割信号。

图3为公知技术预刻凸轨切割信号生成方法电路示意图，电路是利用固定的预刻凸轨切割准位V1与预刻凸轨信号V2，在比较器31中作比较来获得预刻凸轨切割信号V12，此信号再经由电路中的噪声网关电路(noise gate)33使其与摇摆时脉(wobble clock)信号V3作同步，用以消除比较器31所产生不必要的脉冲干扰(glitch)，并将经滤波后的预刻凸轨切割信号V4，传送至预刻凸轨译码电路35中。此方法在DVD光盘片未写入资料前的预刻凸轨切割信号的可信度还不错，但是当写入资料后，受资料的高频(RF)信号影响，造成预刻凸轨信号振幅强度会相对于摇摆信号(wobble signal)萎缩，此时预刻凸轨切割信号的可信度就变得很差。

请参阅图4公知技术修正预刻凸轨切割准位电路示意图，公知改善固定预刻凸轨切割准位的做法，其是利用预刻凸轨信号V2经过一准位限制器(level limiter)41与带通滤波器(BPF)43滤波后的信号来达到修正切割准位目的，此信号再与固定的预刻凸轨切割准位V1结合做运算并送至比较器31，与预刻凸轨信号V2作比较来获得预刻凸轨切割信号V12，再经由电路中的噪声网关电路33，使其与摇摆时脉(wobble clock)信号V3同步，来消除比较器31所产生不必要的脉冲干扰。经上述处理产生保护的预刻凸轨切割信号V4后，最后传送至预刻凸轨译码电路35中，但这仍旧会受到邻近预刻凸轨的影响，导致带通滤波器43滤波后的切割准位修正量不足，造成误判预刻凸轨的现象，使得预刻凸轨切割信号的正确率提升不多。

本发明运用一种预刻凸轨信号自动探测的技术来探测摇摆信号(wobble signal)的变化，弥补传统固定式预刻凸轨切割信号的不足，并配合数字逻辑运算，用以提高预刻凸轨切割信号的正确率。

发明内容

本发明为一种预刻凸轨信号自动探测装置，其中预刻凸轨(landpre-pit，LPP)自动切割准位(auto slice level)技术主要是为了克服在沟槽(groove)上写入资料时，该处沟面(land)的预刻凸轨信号会受写入资料的热扩散影响，导致写完后预刻凸轨信号的振幅强度变弱，因此采用固定式预刻凸轨切割准位技术将不易准确切割到预刻凸轨信号。本发明为克服此问题，除了利用已知技术对“推挽”(push-pull)信号增益作特别调整，以提高预刻凸轨信号对摇摆信号(wobble signal)的信噪比(Signalto Noise Ratio，SNR)，及运用数字逻辑分辨出预刻凸轨信号的实际位置外，并搭配RC电路的准位自动探测与固定切割准位(slice level)合并使用后所组成的自动切割准位，做为预刻凸轨判断的依据。此方法已包含写入资料对摇摆信号(wobble signal)的影响因素，因此大幅减少切割出错误的数字预刻凸轨信号，从而改善习用技术中使用固定式预刻凸轨切割准位技术，不易在已纪录资料盘片中得到正确预刻凸轨切割信号的缺失。

附图说明

图1A为公知技术的可纪录型数字激光视盘片资料轨道格式示意图；

图1B为公知技术的资料写入示意图；

图2A为可纪录型数字激光视盘烧录前预刻凸轨信号的波形示意图；

图2B为可纪录型数字激光视盘烧录后预刻凸轨信号之波形示意图；

图3为公知技术的预刻凸轨切割信号生成方法的电路示意图；

图4为公知技术的修正预刻凸轨切割准位电路示意图；

图5为可纪录型数字激光视盘片资料轨道示意图；

图6为本发明实施例预刻凸轨信号自动探测切割准位的信号图；

图7为本发明实施例预刻凸轨信号自动切割准位探测装置的电路示意图。

图中

11…沟槽区                  12…数据标记

13…摇摆位置                15…预刻凸轨区

17…沟面                    A…盘片纪录前的预刻凸轨信号波形

B…盘片纪录后的预刻凸轨信号波形

V1…预刻凸轨切割准位        V2…预刻凸轨信号

V3…摇摆时脉信号            V12…预刻凸轨切割信号

V4…滤波后预刻凸轨切割信号  31…比较器

33…噪声网关电路            35预刻凸轨译码电路

41…准位限制器              43…带通滤波器

51…沟槽区                  55…预刻凸轨区

57…沟面                    A…预刻凸轨信号(LPP signal)

B…预刻凸轨切割信号(LPP sliced signal)

C…预刻凸轨保护信号(LPP protect signal)

D…摇摆时脉信号(wobble clock signal)

E…预刻凸轨窗口信号(LPP window signal)

F…预刻凸轨底部信号(bottom hold signal)

G…取样保值信号(sample & hold signal)

H…准位保值信号(hold level signal)

I…准位切割信号(sliced level signal)

V1…固定预刻凸轨切割准位

600…光学读写头电路            601…光学读写头

602…锁相回路                  603…主轴马达控制器

604…主轴马达                  605…增益平衡器

606…增益加权器                607…比较器

608…模拟运算器                609…底部信号产生器

610…取样信号位产生器          611…同步信号校正器

612…预刻凸轨窗口信号产生器    613…预刻凸轨译码器

60…数字处理器                 61…第一信号

62…第二信号                   63…第三信号

64…第四信号                   65…第五信号

具体实施方式

图5为可纪录型数字激光视盘片资料轨道格式示意图，图中所示为摇摆信号(wobble signal)与预刻凸轨(LPP)的关系，其中实际空白可纪录型数字激光视盘片上的预刻凸轨区55是刻在沟面区57中的摇摆位置(wobble)的波峰处，而沟槽区(groove)51与沟面(land)57在光盘片的资料轨迹上相互交错排列。为了将预刻凸轨信号由沟面区57中取出，使用推挽(push-pull)的方式来取出信号，并将推挽信号的增益作适当的比例调整，以提升预刻凸轨对沟槽区51的摇摆信号的信噪比。

为了提升数字预刻凸轨信号资料正确性，本发明提出两种实施方法。请参阅图6本发明实施例预刻凸轨信号自动探测切割准位的信号图，以数字处理方面来说，由可纪录型数字激光视盘的光学读写头读出一个预刻凸轨信号A，为了得到预刻凸轨(LPP)的位置，即利用数字逻辑电路对摇摆时脉(wobble clock)计数，其摇摆时脉信号波形可参考图标中的“D”，且由数字激光视盘规格书得知两个相邻预刻凸轨(LPP)至少相隔8个摇摆时脉(wobble clock)，因此依据摇摆时脉而将该预刻凸轨信号A切分成数个区段，每个区段中含有8个摇摆时脉信号，前3个摇摆时脉信号可能含有预刻凸轨信号，后5个摇摆时脉信号不含预刻凸轨信号，因此我们另外可以产生预测用预刻凸轨窗口(LPP window)信号E，此预刻凸轨窗口信号E依据摇摆时脉信号D，产生开3与关5的信号以作为RC阻抗切换时序，即，将前三个摇摆时脉对A信号作快速RC充放电处理，而后五个摇摆时脉对A信号作慢速RC充放电，以产生图标的底部信号F。再由取样保值信号G所开出的窗口(window)撷取底部信号F，可得到如图所示的准位保值信号H。

撷取出数字预刻凸轨切割信号(LPP-sliced signal)B后必须与摇摆时脉信号D作同步，以得到预刻凸轨保护信号(LPP-protect signal)，如图标C的信号。如此便可得到正确的预刻凸轨位置，并可将不必要的脉冲干扰(glitch)信号予以消除，然后进行预刻凸轨错误校正码的探测与校正(LPP Error Code Detection & Correction)得到正确的预刻凸轨讯息。

在模拟处理方面本发明使用一自动切割准位(auto slice level)的架构，首先是利用图6所标的取样与保值触发信号(Sample & hold signal)在没有预刻凸轨之处作预刻凸轨底部信号(LPP bottom signal)的取样保值，而我们是利用RC充放电的原理来将预刻凸轨底部信号的准位记录在电容中，在此过程中我们是使用较大电阻的RC电路作预刻凸轨底信号的取样保值，目的是可以得到稳定的底部(bottom)信号准位。然而在有预刻凸轨位置时，我们利用先前取样所保存的底部信号准位与设定的固定切割准位作模拟电路运算得到准位切割信号，利用此准位与预刻凸轨信号A透过比较器得到数字预刻凸轨信号B。为了防止RC电路中稳定的底部(bottom)信号准位受预刻凸轨信号的影响，因此在预刻凸轨窗口(LPP window)信号为高准位的过程中将RC电路的电阻变小，以期能够快速变化，避免底部信号受到有预刻凸轨信号的影响，所以图6所示的预刻凸轨底部信号F在预刻凸轨窗口(LPP window)信号E为高准位的过程中会剧烈变化。这样的方法可将摇摆信号因邻轨影响所产生的振幅变化以及写入资料后的影响，通过预刻凸轨信号准位自动探测装置产生适当的切割准位来消除，避免比较器产生错误的数字预刻凸轨信号，大幅提升资料正确率。

图7为本发明实施例预刻凸轨信号准位自动探测装置电路示意图，以下为此电路对照上述图6所示的各个信号电路连接：

一可纪录型数字激光视盘机之光学读写头电路600内之光学读写头601读取光盘上的数字资料，其中第二信号62经过一增益平衡器(gainbalance)605得到第四信号64，使其信号振幅大小与第一信号61相同，然后第一信号61与第四信号64利用推挽方式产生第三信号63。第三信号63再由锁相回路(wobble PLL)602传送至一主轴马达控制器603，从而控制光驱内的主轴马达604，此信号控制为公知的技术，在此不再详述。

第四信号64连接至增益加权器606产生第五信号65，从而将光学读写头601得到的第一信号61与第五信号65调整至某一倍率以提升预刻凸轨信号(LPP)相对于摇摆信号(wobble signal)的信噪比，并与第一信号61加成得到预刻凸轨信号A，此预刻凸轨信号A分别传送至一比较器607与一底部信号产生器609。底部信号产生器609是通过预刻凸轨信号A与由数字处理器60传送的预刻凸轨窗口信号E产生如图6所示的预刻凸轨底部信号F，取样信号产生器610接收该预刻凸轨底部信号F与由数字处理器60传送的取样信号G得到一个准位保值信号H，此准位保值信号H传送至一模拟运算器608，与一固定电压产生的固定预刻凸轨切割信号V1作处理，利用此模拟运算器608的运算以得到预刻凸轨的准位切割信号(sliced level signal)I。

比较器607接收由读写头传送经增益平衡器605与增益加权器606等处理后的预刻凸轨信号A，并接收由模拟运算器608得到的准位切割信号I比较后得到如图6所示的预刻凸轨切割信号B。

前述的底部信号产生器609与取样信号产生器610分别由数字处理器60得到预刻凸轨窗口信号E与取样信号G以产生准位切割信号H。

前述的数字处理器60包括有一同步信号校正器611、预刻凸轨窗口信号产生器612、及预刻凸轨译码器613。同步信号校正器611接收由比较器607处理后的预刻凸轨切割信号B，与锁相回路602所传送的摇摆时脉信号D作同步校正处理；预刻凸轨窗口信号产生器612接收来自锁相回路602产生的固定摇摆时脉信号D，并以此参考产生开3与关5的信号波形，即图6所示的预刻凸轨窗口信号E。此预刻凸轨窗口信号E与经由同步信号校正器611同步处理过后的预刻凸轨信号做(AND)逻辑运算后产生保护后的预刻凸轨信号C；预刻凸轨译码器613，则接收保护后的预刻凸轨信号C做预刻凸轨的译码以得到本发明目的预刻凸轨信息。

通过上述底部信号产生器609与取样信号产生器610所产生的切割准位，经由模拟运算器608得到预刻凸轨的自动调整切割准位，再经比较器607与同步信号校正器611及预刻凸轨窗口信号产生器612的处理后得到预刻凸轨位置信号C，最后由预刻凸轨译码器613得到正确预刻凸轨信息，以提高资料正确性。

本发明预刻凸轨信号准位自动探测装置运用一种预刻凸轨信号准位自动探测的技术来探测摇摆信号(wobble signal)的变化，以弥补传统固定式预刻凸轨切割信号的不足，并配合数字逻辑运算提高数字预刻凸轨信号的正确性，排除不必要的脉冲干扰，如此可将因为预刻凸轨切割信号错误所造成预刻凸轨信号译码的错误率大幅降低。

综上所述，本发明的预刻凸轨信号准位自动探测装置在功效上极具进步性，再加上易实现与低成本的优势，极具产业的利用价值，且为目前市面上前所未见的新发明，完全符合发明专利的获准要件，所以依法提出申请。

但，以上所述者仅为本发明的较佳实施例，当不能做为实施本发明的限制。即，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属于本发明专利范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种预刻凸轨信号准位自动探测装置，其特征是：运用一数字处理器分辨出预刻凸轨信号的实际位置，并利用RC电路的准位自动探测与固定切割准位合并使用后所组成的自动切割准位，做为预刻凸轨判断的依据，该装置包括有：

一底部信号产生器，连接于一光学读写头电路，并接收一预刻凸轨信号与一预刻凸轨窗口信号(LPP window)，并产生一预刻凸轨底部信号(bottom hold)；

一取样信号产生器，其连接该底部信号产生器，并接收该预刻凸轨底部信号与一取样保值信号(sample & hold signal)，并产生一准位保值信号(hold level signal)；

一模拟运算器，其连接该取样信号产生器，并接收该准位保值信号与一固定切割准位(Fixed sliced level)，经模拟加减法运算后，并产生一准位切割信号(sliced level signal)；

一比较器，其连接该模拟运算器与该光学读写头电路，及接收该预刻凸轨信号与该准位切割信号，并产生一预刻凸轨切割信号(LPP slicedsignal)；及

一数字处理器，其连接该比较器，及接收该预刻凸轨切割信号与一摇摆时脉(wobble clock)信号，并产生该预刻凸轨窗口信号与该取样保值信号。

2.如权利要求1所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，该数字处理器包括有一同步信号校正器、一预刻凸轨窗口信号产生器与一预刻凸轨译码器。

3.如权利要求1所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，一锁相回路产生该摇摆时脉信号，并用以连接该预刻凸轨窗口信号产生器及同步信号校正器。

4.如权利要求1所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，该数字处理器连接该比较器、该锁相回路、该底部信号产生器与该取样信号产生器。

5.如权利要求1所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，该预刻凸轨窗口信号为一种开3关5的信号

6.如权利要求2所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，该同步信号校正器与预刻凸轨窗口信号产生器合成产生一预刻凸轨保护信号(LPP protect signal)，并连接至该预刻凸轨译码器。

7.如权利要求2所述的预刻凸轨信号准位自动探测装置，其中，该预刻凸轨窗口信号产生器产生该预刻凸轨窗口信号，并用以连接该预刻凸轨译码器。

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