CN1754317A - 光记录设备的定时控制电路 - Google Patents

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CN1754317A
CN1754317A CNA2004800049328A CN200480004932A CN1754317A CN 1754317 A CN1754317 A CN 1754317A CN A2004800049328 A CNA2004800049328 A CN A2004800049328A CN 200480004932 A CN200480004932 A CN 200480004932A CN 1754317 A CN1754317 A CN 1754317A
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M·A·H·鲁伊肯斯
J·J·A·麦科马克
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Abstract

本发明描述了一种将信息写入诸如光存储盘之类的光存储媒质的光记录设备(1)，这种光记录设备包括激光二极管(30)和激光二极管驱动电路(20)，激光二极管驱动电路(20)包括触发器(25)、写策略产生器和激光器电流驱动器(26)，以及定时控制电路(50)。触发器接收数字数据信号和数字时钟信号。定时控制电路(50)将数字数据信号或数字时钟信号延迟，使得数据信号沿基本上与无效时钟信号沿对准。

Description

光记录设备的定时控制电路
发明领域
本发明总体涉及将信息写入光存储媒质的光记录设备，特别但并非只是涉及光存储盘。具体地说，本发明涉及用于光记录设备的定时控制电路。以下，将就光存储盘的情况对本发明进行说明，而这种设备也将称为“光盘驱动器”。
发明背景
众所周知，光存储盘在可以按照数据模式的形式存储信息的存储空间中包括至少一个轨道，其呈现为连续的螺旋线或多个同心圆。光盘可以是只读型的，信息在制造过程中就录在光盘上，用户只能读取这信息。光存储盘也可以是可写入型的，信息可以由用户进行存储。为了将信息写入可写入光存储盘的存储空间，光盘驱动器一方面包括用于接收和旋转光盘的旋转装置，另一方面包括用于产生光束(通常是激光光束)和利用所述激光光束对存储轨道进行扫描的光学装置。由于光盘技术以及将信息存储在光盘上的方式是公知的，因此在这里就不再详细说明。为了理解本发明，只要知道将激光束调制成产生光盘材料的性质发生变化的位置的图案就足够了，该图案与编码信息相应。
具体地说，激光驱动信号是数字信号，可以取两个值，分别表示为HIGH(高电平)和LOW(低电平)，或“1”和“0”。如果激光驱动信号为LOW，激光器输出功率导致在光盘材料上产生所谓的“脊”。如果激光驱动信号为HI GH，激光器输出功率导致产生所谓的“坑”。将编码器信号变换为激光束控制信号通常称为写策略(write-strategy)，通常由写策略产生器(WSG)来执行这种变换。
所述光扫描装置包括光拾取单元，它包括激光二极管和激光二极管驱动器。激光二极管驱动器包括触发器以及确定激光二极管驱动信号的写策略产生器和激光电流驱动器。如下面要比较详细说明的那样，触发器具有两个分别接收数据信号和时钟信号的输入端。简要地说，时钟信号是确定触发器输出信号改变的定时的数字信号，而数据信号确定触发器输出信号在由时钟信号确定的时刻所取的值。
为了可靠地将触发器设置为所希望的状态(即HIGH/LOW)，这样的触发器要求输入信号在有效时钟信号沿前后的某个时窗期间是稳定的(建立和保持的要求)。如果这些要求没有满足，就会出现数据差错。
在这方面，有些个别的触发器可能具有比其他触发器更为严格的建立和保持要求。实际上，这些要求可能各批都有不同，甚至器件与器件都不同。但是，时钟信号和数据信号是由编码器提供的，而时钟信号与数据信号之间的相位关系对于不同的编码器而言可以是不同的，甚至对于同一个编码器例如由于温度或电源的变化也可能导致这相位关系随时间而改变。上面所提到的这些问题随着写入速度(数据率)的增大而越来越严重。
因此，本发明的一个重要的目的是通过提高时钟信号和数据信号在所述触发器确定的时窗期间的稳定性来减小出现数据差错的概率。
发明概要
按照本发明的一个重要方面，这个目的是通过提供时钟信号沿与数据信号沿之间的自动对准来达到的。这将消除或者至少减小诸如由于工艺过程不一致、温度变化和电源变化之类而引起的相位变化。
要指出的是，US-A-5,475,664揭示了一种从光盘读出信息的方法，其中处理读取信号，从而利用PLL电路重新生成数据信号和时钟信号，并且其中光束焦点适于减小PLL时钟信号沿与数据信号转变点之间的时间差。相反，本发明涉及写入信道，其中数据信号和时钟信号的定时和频率分别由编码器确定。
附图简要说明
下面将结合附图进一步说明本发明的这些及其他一些方面、特征和优点，在这些附图中相同的附图标记所标的是相同或类似的部分，其中：
图1示意性地示出了光写入系统的方框图；
图2为表示数据信号、时钟信号和重新定时的数据信号之间的对准定时关系的波形曲线图；
图3A-B为表示可能的没有对准情况的与图2类似的波形曲线图；
图4为表示根据本发明的定时控制电路的示意方框图。
具体实施方式
图1示意性地示出了光盘写入设备1的光写入系统2。光写入系统2包括编码器10，它具有从数据源(为了简明起见未示出)接收数据信号SD的输入端11。编码器10执行编码操作，典型的是众所周知的8到14调制编码(EFM)，并且其在数据输出端12提供EFM数据信号SEFMdata以及在时钟输出端13提供EFM时钟信号SCLK。由于8到14调制编码本身是已知的，因此在这里就不必对这种编码方案进行详细说明。
光写入系统2还包括激光二极管30和驱动该激光二极管30的驱动电路20。驱动电路20具有连接到编码器10的数据输出端12上用来接收数据信号SEFMdata的数据输入端22和连接到编码器10的时钟输出端13上用来接收时钟信号SCLK的时钟输入端23。驱动电路20还具有连接到激光二极管30上从而提供驱动信号SL的驱动输出端24。
如图1所示，驱动电路20包括激光器电流驱动单元26，它具有输入端27和连接到驱动电路20的驱动输出端24上的输出端28。激光器电流驱动单元26在这个例子中包括在图中没有单独示出的写策略产生器。
如图1所示，驱动电路20还包括D型触发器驱动器25，它具有连接到驱动电路20的数据输入端22上的数据输入端D、连接到驱动电路20的时钟输入端23上的时钟输入端CLK和连接到激光器电流驱动单元26的输入端27上的输出端Q。
图2示意性地表示了驱动电路20的工作情况。编码数据信号SEFMdata为数字信号，它可以取两个值，分别标为HIGH和LOW或者标为“1”和“0”，而在这两个值之间的转变表示为信号沿。同样，时钟信号SCLK为数字信号，它可以取两个值，分别标为HIGH和LOW或者标为“1”和“0”，而在这两个值之间的转变同样表示为信号沿。在这两个情况中，从“0”到“1”的转变表示为上升沿，而从“1”到“0”的转变表示为下降沿。
每当在时钟输入端CLK接收到时钟信号SCLK的下降沿时，D型触发器25就使其输出端Q上的输出信号值等于在其数据输入端D上的数据信号SEFMdata的瞬时值，这个输出信号一直保持到出现时钟信号SCLK的下一个下降沿为止。因此，在图2中的时刻t1，触发器输出信号SQ成为高电平。在时刻t2和t3，触发器输出信号SQ保持高电平，因为在触发器数据输入端D上的数据信号SEFMdata仍然为高电平，但是在时刻t4，触发器输出信号SQ就成为低电平，因为这时触发器数据输入端D上的数据信号SEFMdata为低电平。可以考虑触发器输出信号SQ来建立与数据信号SEFMdata类似、但是有着不同的定时的数据信号，因此也将触发器输出信号SQ表示为重新定时的数据信号。
在图2所示的情况下，由于触发器25是对时钟信号的下降沿响应的，因此时钟信号的下降沿就表示为有效沿，而时钟信号的上升沿表示为无效沿。
在图2所示的情况下，数据信号SEFMdata的沿与时钟信号SCLK的无效沿对准。数据信号SEFMdata与时钟信号SCLK之间的定时参数τDC定义为数据信号SEFMdata的沿与时钟信号SCLK的无效沿之间的时间差。这个定时参数τDC在图2所示的情况下等于零。
图3A表示了数据信号SEFMdata的沿比时钟信号SCLK的无效沿晚一些到达的情况；在这种情况下，定时参数τDC将定义为是正的。
图3B表示了数据信号SEFMdata的沿比时钟信号SCLK的无效沿早一些到达的情况；在这种情况下，定时参数τDC将定义为是负的。
显然，定时参数τDC的绝对值总是小于时钟信号的周期的二分之一。
就触发器25的建立和保持时间要求来说，图2的情况(定时参数τDC＝0)是最理想的，因为那时出现数据信号沿与出现最近的有效时钟信号沿之间的时间间隔是最大的。
定时参数τDC对于不同的器件可能有所不同，而对于同一个器件定时参数τDC也可能随时间而改变。这可以表示为在编码器10的输出端12和13上的内部延迟41和42以及在驱动器20的输入端22和23上的内部延迟43和44。内部延迟41和42代表编码器10内部出现的定时差别，而内部延迟43和44代表编码器10与触发器25之间的信号传送引起的定时差别。
所希望的是，在触发器25的D和CLK输入端上测量的定时参数τDC尽可能小，最好等于零。
为此，本发明提供了一种定时控制电路50，它可以实现为连接在编码器10与驱动器20之间的单元，但是优选的是如图4所示紧接配置在触发器25的D和CLK输入端之前。
要指出的是，定时控制电路50是本发明的一个实施例，可以用于其他应用。
定时控制电路50具有两个分别接收信号S1和S2的输入端51和52和两个分别输出信号S3和S4的输出端58和59。在图4所示的实际应用中，第一输入端51接收数据信号SEFMdata作为第一输入信号S1，第二输入端52接收时钟信号SCLK作为第二输入信号S2，而第一输出端58和第二输出端59分别连接到触发器25的数据输入端D和时钟输入端CLK上。
从第一输入端51到第一输出端58的第一信号通路示为53，而从第二输入端52到第二输出端59的第二信号通路示为54。在所述信号通路53、54的至少一个信号通路中包括可控延迟器。在所示实施例中，可控延迟器60包含在第一信号通路53，它具有连接到第一输入端51上的信号输入端61、连接到第一输出端58上的延迟信号输出端62和控制输入端63。
可控延迟器60设计成能在其延迟信号输出端62上提供第一延迟信号S3，它等于在其信号输入端61上接收到的第一输入信号S1但是延迟了第一预定延迟时间τ1，这段时间由在控制输入端63上接收到的控制信号确定。由于可控延迟器本身是已知的，而本发明并不是针对可控延迟器，只是在实现本发明时可以使用本身已知的可控延迟器，因此在这里就不再详细讨论这种可控延迟器的结构和工作情况。
定时控制电路50还包括相位比较器70，它具有连接到第一输出端58上的第一输入端71、连接到第二输出端59上的第二输入端72和连接到可控延迟器60的控制输入端63上的控制输出端73。
相位比较器70设计成对其两个输入端71、72上接收到的两个信号的相位进行比较，并且产生可控延迟器60的控制信号SC，使得两个输入信号的沿之间的时间差得到减小，最好是减小到零。
由于相位比较器本身是已知的，而本发明并不是针对相位比较器的，只是在实现本发明时可以使用本身已知的相位比较器，因此在这里就不再详细讨论这种相位比较器的结构和工作情况。
优选的是，相位比较器70包括对其两个输入端71、72上接收到的输入信号进行滤波的低通滤波功能。
如果第一信号S1(即数据信号SEFMdata)比第二信号S2(即时钟信号SCLK)超前一些，则定时控制电路50可以很容易将这两个信号对准，因为相位比较器70产生可以使第一信号S1受到较小的延迟的控制信号SC。然而，如果第一信号S1比第二信号S2滞后一些，则向第一信号S1施加较小延迟会仅仅增大两个输入信号的沿之间的时间差，因此需要大的延迟，约为时钟周期减去原来的定时差。因此，在一个优选实施例中，也如图4所示，定时控制电路50在这两个传送通路中的另一个通路内还包括第二延迟器，即第二信号传送通路54内的第二延迟器80。第二延迟器80具有连接到第二输入端52上的信号输入端81和连接到第二输出端59上的延迟信号输出端82。
这样，就可以有效地相对数据信号延迟时钟信号。
第二延迟器80可以是与第一延迟器60类似的可控延迟器，但是这不是必须的。如果第二延迟器80是设计成能在其延迟信号输出端82提供等于在其信号输入端81接收到的第二输入信号S2但延迟了一段固定的第二预定延迟时间τ2的第二延迟信号S4的固定延迟器80就足够了。
如果第一信号S1已经与第二信号S2对准，则相位比较器70产生使第一延迟时间τ1等于第二延迟时间τ2的控制信号SC，因此输出信号S3与S4也是对准的。
如果第一信号S1比第二信号S2超前一些，相位比较器70产生使第一延迟时间τ1大于第二延迟时间τ2(具体地说：τ1＝τ2+τ)的控制信号SC。
如果第一信号S1比第二信号S2滞后一些，相位比较器70产生使第一延迟时间τ1小于第二延迟时间τ2(具体地说：τ1＝τ2-τ)的控制信号SC。
优选的是，相位比较器70与非易失性存储器90相关联。定时控制电路50将表示控制信号SC的幅度(电压)的值存入该存储器90。定时控制电路50可以设计成有规律地存储当前控制信号的幅度或者就在关机前一刻存储该控制信号的幅度。在任何情况下，定时控制电路50设计成在开机时读存储器90，并且利用所存储的值来确定控制信号SC(的初始值)。
在一个可行的实施例中，可以使用模数变换器(ADC)(为了简明起见未示出)将表示当前控制信号的幅度的数字值存入存储器90，而可以使用用于读取存储器90的数模变换器(DAC)(为了简明起见未示出)来恢复控制信号。
因此，本发明成功地提供了一种将信息写入诸如光存储盘之类的光存储媒质的光记录设备，这种光记录设备包括激光二极管30、包括触发器25的激光器驱动电路20和定时控制电路50。触发器接收数字数据信号和数字时钟信号。
定时控制电路50延迟数字数据信号或数字时钟信号，使得数据信号沿基本上与无效时钟信号沿对准。
熟悉该技术领域的人员应该清楚，本发明并不局限于以上所讨论的这些示范性实施例，在如所附权利要求书中所给出的本发明的保护范围内各种变动和修改都是可行的。
例如，驱动电路20的输出信号可以是相对EFM数据信号反相的。
此外，触发器25可以响应时钟信号的上升沿，在这种情况下相位差为零，相应于数据信号沿与时钟信号的下降沿对准。
此外，可控延迟器可以包含在时钟信号传送通路54中，而数据信号传送通路53可以含有固定延迟器，也可以不含有延迟器。
此外，光写入系统2可以包括反相器，其配置在编码器10的时钟信号输出端13与定时控制电路50的第二输入端52之间，以便使时钟信号SCLK内的上升沿成为时钟信号S4内的下降沿，出现在触发器25的时钟信号输入端CLK，反之亦然。这样的反相器优选的是可控反相器，例如实现为EXOR门，在一个输入端上接收时钟信号SCLK，而在第二输入端上接收选择信号，如熟悉该技术领域的人员所周知。有了这样的可控反相器，就可以根据数据信号沿更接近编码器输出时钟信号SCLK的下降沿还是上升沿，来选择编码器输出时钟信号SCLK的下降沿或上升沿作为有效沿。在这种情况下，第二延迟器80的固定延迟τ2的适当值为时钟周期的四分之一，而可控延迟器60的所需延迟时间τ1可以在从零到时钟周期的二分之一的范围内选择。
此外，要指出的是，本发明可应用于一次性记录材料和可重写记录材料的光记录设备。此外，还要指出的是，本发明不局限于呈旋转盘形状的记录媒质。

Claims (19)

1.一种用于光记录设备的定时控制电路(50)，包括：
第一电路输入端(51)、第一电路输出端(58)和在第一电路输入端与第一电路输出端之间的第一信号传送通路(53)；
第二电路输入端(52)、第二电路输出端(59)和在第二电路输入端与第二电路输出端之间的第二信号传送通路(54)；
包含在所述信号传送通路(53，54)的至少一个传送通路(53)中的可控延迟装置(60)，其设计成用来将沿着所述通路(53)传送的信号(51)延迟一段延迟时间(τ1)；
相位比较器(70)，具有连接到所述第一电路输出端(58)上的第一输入端(71)、连接到所述第二电路输出端(59)上的第二输入端(72)和为所述可控延迟装置(60)提供控制信号(SC)的控制输出端(73)；
其中所述相位比较器(70)设计成产生使出现在其输入端(71，72)上的信号(S3，S4)基本上对准的控制信号(SC)。
2.按照权利要求1所述的定时控制电路，其中所述相位比较器(70)包括对在其两个输入端(71，72)上接收到的输入信号进行滤波的低通滤波功能。
3.按照权利要求1所述的定时控制电路，其中所述可控延迟装置(60)具有连接到电路输入端(51)上的输入端(61)、连接到相应的电路输出端(58)上的输出端(62)和连接到所述相位比较器(70)的所述控制输出端(73)上的控制输入端(63)。
4.按照权利要求1所述的定时控制电路，其中所述定时控制电路还包括连接在所述两个传送通路(53，54)的另一个传送通路(54)内的第二延迟器(80)。
5.按照权利要求4所述的定时控制电路，其中所述第二延迟器(80)是产生一段固定延迟时间(τ2)的固定延迟器。
6.按照权利要求1所述的定时控制电路，其中所述定时控制电路还包括与所述相位比较器(70)相关联的非易失性存储器(90)；其中所述定时控制电路设计成将表示控制信号(SC)的幅度的值存入所述存储器(90)中。
7.按照权利要求6所述的定时控制电路，其中所述定时控制电路设计成有规律地存储当前控制信号(SC)的幅度。
8.按照权利要求6所述的定时控制电路，其中所述定时控制电路设计成在关机前一刻存储当前控制信号(SC)的幅度。
9.按照权利要求6所述的定时控制电路，其中所述定时控制电路设计成在开机时读存储器(90)，并且使用所存储的值确定控制信号(SC)的设置。
10.按照权利要求1所述的定时控制电路，其中所述可控延迟装置(60)具有连接到第一电路输入端(51)上的输入端(61)、连接到第一电路输出端(58)上的输出端(62)和连接到所述相位比较器(70)的控制输出端(73)上的控制输入端(63)，所述可控延迟装置(60)设计成接收第一输入信号(S1)并提供相对输入信号(S1)延迟了第一延迟时间(τ1)的第一延迟数字输出信号(S3)；
所述电路还包括具有连接到第二电路输入端(52)上的输入端(81)和连接到第二电路输出端(59)上的输出端(82)的第二延迟器(80)，所述第二延迟器(80)设计成接收第二输入信号(S2)、提供相对输入信号(S1)延迟了第二延迟时间(τ2)的第二延迟数字输出信号(S4)；
其中所述相位比较器(70)设计成产生其控制信号(SC)，以便设置第一延迟时间(τ1)，使得第一延迟数字输出信号(S3)的沿的定时基本上相应于第二延迟数字输出信号(S4)的沿的定时。
11.一种为光记录设备(1)内的激光器电流驱动器(26)产生重新定时的数据信号(SQ)的方法，所述方法包括下列步骤：
提供具有数据信号输入端(D)、时钟信号输入端(CLK)和输出所述重新定时的数据信号(SQ)的驱动输出端(Q)的触发器(25)；
提供具有数据信号沿的数字数据信号(SEFMdata；S3)；
将数字数据信号(SEFMdata；S3)施加到所述触发器(25)的数据信号输入端(D)上；
提供具有有效时钟信号沿和无效时钟信号沿的数字时钟信号(SCLK；S4)；
将数字时钟信号(SCLK；S4)施加到所述触发器(25)的时钟信号输入端(CLK)上；
所述方法还包括使数据信号沿与无效时钟信号沿基本上对准的步骤。
12.按照权利要求11所述的方法，所述方法还包括将数据信号沿的定时与无效时钟信号沿的定时相比较的步骤，以及将所述信号中的至少一个信号延迟从而使数据信号沿与无效时钟信号沿之间的任何时间差(τ)减小的步骤。
13.一种用于光盘写入设备(1)的光写入系统(2)，包括：
激光二极管(30)；
包括接收数字数据的触发器(25)的激光器驱动电路(20)；
信号(SEFMdata；S3)和数字时钟信号(SCLK；S4)；
以及定时控制电路(50)，用来将数字数据信号或数字时钟信号延迟，使数据信号沿与无效时钟信号沿基本上对准。
14.按照权利要求13所述的光写入系统，其中所述定时控制电路(50)是按照权利要求1-10中的任一项设计的。
15.一种用于光盘写入设备(1)的光写入系统(2)，包括：
编码器(10)，具有接收数据信号(SD)的输入端(11)、提供编码数据信号(SEFMdata)的数据输出端(12)和提供时钟信号(SCLK)的时钟输出端(13)；
激光器驱动电路(20)，具有连接到编码器(10)的数据输出端(12)上的数据输入端(22)、连接到编码器(10)的时钟输出端(13)上的时钟输入端(23)和连接到激光二极管(30)上的驱动输出端(24)，所述激光器驱动电路(20)包括：
触发器(25)，具有连接到激光器驱动电路(20)的数据输入端(22)上的数据输入端(D)、连接到激光器驱动电路(20)的时钟输入端(23)上的时钟输入端(CLK)和输出重新定时的数据信号(SQ)的输出端(Q)；
激光器驱动电路(26)，具有连接到触发器输出端(Q)上的输入端(27)和连接到激光器驱动电路(20)的驱动输出端(24)上的输出端(28)；
所述光写入系统(2)设计成执行按照权利要求11-12中的任一项所述的方法。
16.按照权利要求15所述的光写入系统，其中所述光写入系统(2)包括按照权利要求1-10中任一项所述的定时控制电路(50)，其配置在编码器(10)与驱动电路(20)之间。
17.按照权利要求16所述的光写入系统，其中所述定时控制电路(50)紧接配置在触发器驱动器(25)之前。
18.按照权利要求15所述的光写入系统，所述光写入系统还包括配置在触发器输出端(Q)与激光器驱动电路(26)的输入端(27)之间的写策略产生器。
19.一种将信息写入光存储媒质的光记录设备(1)，包括按照权利要求13-18中任一项所述的光写入系统(2)。
CNA2004800049328A 2003-02-24 2004-02-12 光记录设备的定时控制电路 Pending CN1754317A (zh)

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