CN1808583B - 光盘再现和记录装置中用电荷泵执行写测试的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于在光盘再现/记录装置中使用电荷泵执行写测试的方法和装置。在用于执行写测试的装置中，最佳功率控制(OPC)确定单元使用参考电压来确定射频信号的相位，并且生成相应的OPC电压；模数转换器(ADC)单元将OPC电压转换为数字信号；和微计算机根据数字信号控制功率控制单元以适当地控制激光功率。

Description

光盘再现和记录装置中用电荷泵执行写测试的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种光盘再现和记录装置，尤其涉及一种用于控制记录功率的方法和装置。

背景技术

用于从光盘再现数据和将根据记录在光盘上的装置，诸如数字视频盘(DVD)组合盘、致密盘-可记录(CD-R)盘、或者致密盘可写(CD-RW)盘，可以将激光发射到盘的轨道，拾取反射光，并且读出反射光中包含的音频或视频信息。在一些应用中，该记录数据可以包括音频/视频信息。盘的螺旋轨道上记录的音频或视频信息通常被编码在盘上的凹坑(pit)和平台(land)或者标记和间距中。

用于再现和记录数据的装置可以执行最佳功率控制(OPC)以使用激光二极管(LD)在光盘上适当地记录想要的信息。在光盘上适当记录信息所需的最佳激光功率可以使用OPC操作来发现，其中在位于光盘的导入区内的功率校准区域(PCA)上发射激光束。在OPC操作期间，激光束的功率可以从高功率变化到低功率。

在盘上记录数据所需的激光功率量通常根据再现/记录装置的种类和盘的种类变化。而且，记录数据所需的激光功率量通常对盘的不同位置而有所不同。例如，对于以2X速度记录的CD-R盘的激光量保持在8-10毫瓦的范围中的大约2毫瓦的功率窗口之内。在功率范围8-10毫瓦之内、在盘上记录数据，则可以形成适当大小的凹坑。然而，如果激光功率量没有在8-10毫瓦的范围内，则可能形成不适当大小的凹坑。另外，用于记录数据的激光斑的大小或者光质量可能受到温度或外部环境因素的影响。于是，如果光盘上形成的凹坑由于激光功率量或者其他外部因素而不合适，则在再现数据时会出现错误，并且因此通常不能再现正常的音频/视频数据。

为了执行OPC，传统的光盘再现/记录装置使用从拾取信号生成的射频信号RRF，如图1所示。可以通过根据射频信号RRF检测平台电平A1(为峰值电压)和凹坑电平A2(最小电压)、使用下列等式1计算功率控制信息β，然后基于所计算的功率控制信息β补偿直流(DC)偏置来控制激光功率量。

β＝(A1+A2)/(A1-A2)            (1)

例如，当如图1A所示β＜0(处于低于功率状态)时，凹坑较浅，从而增加功率以便变得如图1B所示。而且，当如图1C所示β＞0(为高于功率状态)时，凹坑较深，从而减少功率以便变得如图1B所示。通常，±4％的β被认为是正常的，从而可与各种类型的介质兼容。

然而，在光再现/记录装置中执行OPC的传统方法中，由于例如来自外部环境的噪声的原因，不能精确地检测平台电平A1和凹坑电平A2。而且，即使精确地检测到平台电平A1和凹坑电平A2，也需要使用等式1计算β的复杂电路。

发明内容

本发明提供了一种在光盘再现/记录装置中通过根据写功率确定射频信号的相位变化并生成相应的直流电压来执行写测试的装置，从而简化最佳功率控制(OPC)。

本发明还提供了一种通过根据写功率确定射频信号的相位变化来执行写测试的方法，从而简化光盘再现/记录装置中的最佳功率控制(OPC)。

根据本发明的实施例，提供了一种用于对光盘再现/记录装置执行写测试的装置。所述装置包括射频(RF)单元、OPC确定单元、模数转换器(ADC)单元、微计算机(micom)、和功率控制单元。RF单元组合被拾取部件的光电二极管光电转换的信号，以便生成射频信号。OPC确定单元使用参考电压来确定射频信号的相位，并且生成相应的OPC电压。ADC单元将OPC电压转换为数字信号。微计算机根据数字信号生成功率设定信号。功率控制单元根据与功率设定信号对应的写功率来确定用于驱动拾取部件的激光二极管的信号。所述OPC确定单元确定根据参考电压决定的射频信号的参考相位改变按照写功率的射频信号的相位是多少。

所述微计算机根据相位的变化来生成功率设定信号。具体地，如果OPC电压增加，则所述微计算机降低功率设定信号的电平，并且如果OPC电压降低，则所述微计算机升高功率设定信号的电平。所述参考电压是根据用于记录数据的光盘设定的。

所述OPC确定单元包括比较器、反转电路、电荷泵单元、放大器、和低通滤波器。比较器将射频信号与参考电压进行比较，并且输出比较结果。反转电路反转比较结果，并且输出反转结果。充电泵单元使用比较结果和反转结果来生成与射频信号的直流(DC)电平成正比(proportion)的第一信号和与射频信号的直流电平成反比(inverse proportion)的第二信号。放大器，用于放大第一信号与第二信号之间的差。低通滤波器通过对放大结果低通滤波而生成OPC电压。

根据本发明的另一实施例，提供了一种执行光盘再现/记录装置的写测试的方法。所述方法包括：通过组合被拾取部件的光电二极管光电转换的信号来生成射频信号；使用参考电压来生成与所确定的射频信号的相位相应的OPC电压；将OPC电压转换为数字信号；根据数字信号生成功率设定信号；和基于与功率设定信号对应的写功率来确定用于驱动拾取部件的激光二极管的信号。

附图说明

图1图解说明了用于解释在光盘再现/记录装置中执行写测试的传统方法的射频信号的波形图；

图2示出了根据本发明实施例的、用于在光拾取再现/记录装置中执行写测试的装置的方框图；

图3示出了图2所示的最佳功率控制(OPC)确定单元的方框图；

图4示出了图3所示的第一充电泵的电路图；

图5示出了图3所示的第二充电泵的电路图；和

图6图解说明了解释图3所示的OPC估计单元的操作的信号的时序图。

具体实施方式

参考用于图解说明本发明的示例性实施例的附图，以便充分理解本发明、优点以及由本发明的实施例实现的目的。下面，通过参考附图解释本发明的示例性实施例来详细描述本发明。附图中相同的附图标记表示相同的元件。

图2图解说明了根据本发明实施例的、用于在光拾取再现/记录装置中执行写测试的装置200的方框图。用于执行写测试的装置200包括拾取单元210、射频(RF)单元220、最佳功率控制(OPC)确定单元230、模数转换器(ADC)240、微计算机250、和激光功率控制单元260。使用拾取单元210中包含的激光二极管(LD)，用于执行写测试的装置200在将音频/视频信息记录在诸如CD-R和CD-RW的可记录盘上之前，执行OPC以便适当地记录期望的信息。在本发明实施例中，确定射频信号RRF的相位变化，并且OPC确定单元生成相应的OPC电压OPCV。在执行OPC之后，当在光盘再现/记录装置中再现数据时，通过RF单元220在相应的射频信号RRF中产生经由预定记录处理单元(未示出)实际记录在盘上的数据。该射频信号RRF被再现单元(未示出)解码并且被转换为用于驱动音频设备和视频设备的信号。用户通过音频设备或者视频设备可以听到或看到盘中编码的信息。

在执行写测试的OPC处理中，测试信息被记录在光盘的功率校准区域(PCA)中。该功率校准区域位于光盘的导入区(lead-in)内部。OPC处理可以包括首先施加高激光功率然后降低激光功率。最佳激光功率是通过确定测试信息是否被适当地记录来发现的。当拾取单元210中包含的LD根据从激光功率控制单元260输出的LD驱动信号而发射激光时，在光盘的凹坑上可以记录执行OPC的同时记录的测试信息。另外，拾取单元210中包含的光电二极管可以读取光盘上编码的信息。在RF单元220中组合由光电二极管光电转换的信号，并且将其输出作为射频信号RRF。

尽管图2中未示出，但是拾取单元210包括：聚焦致动器，用于朝着或者远离记录有信息的光盘的记录表面运动，从而当记录和再现数据时，从LD发射的激光束被精确地聚焦在光盘上；和跟踪致动器，用于朝着光盘的中心或者外圆周运动，从而激光束能够沿着光盘的轨道精确地跟踪。

OPC确定单元230使用用于比较的参考电压VREF来确定由RF单元220生成的射频信号RRF的相位，并且生成相应的OPC电压OPCV。射频信号RRF的相位根据写功率变化。OPC确定单元230确定射频信号RRF的相位与由参考电压VREF决定的参考相位之间的差。

ADC 240将OPC电压OPCV转换为数字信号。微计算机250根据数字信号生成功率设定信号。微计算机250生成与射频信号RRF的相位变化相应的功率设定信号。具体地，如果OPC电压OPCV增加，则功率设定信号的电平降低，并且如果OPC电压OPCV电压降低，则功率设定信号的电平增加。激光功率控制单元260基于由微计算机250生成的功率设定信号表示的相应写功率来确定用于驱动拾取单元210的LD的信号。

通过上述操作，决定计算机250的功率设定信号，并且根据用于记录数据的光盘来设定射频信号RRF的参考相位处的功率设定信号。射频信号RRF的参考相位是预先确定的值，因此写功率是适当的，并且由参考电压VREF来决定。参考相位可以被设定在容限(例如4％)之内，这允许一些误差空间。

图3示出了图2所示的OPC确定单元230的方框图.参考图3，OPC确定单元230包括比较器231、反转带内路232、充电泵单元233、放大器234、和低通滤波器235.比较器231将RF单元220生成的射频信号RRF与参考电压VREF进行比较，并且然后输出比较结果UP.反转电路232反转比较结果UP，并且输出反转结果DOWN.图6图解说明了根据RF单元220生成的射频信号610、620和630的比较结果UP和反转结果DOWN的时序图.在图6中，使用参考电压VREF来确定射频信号RRF的参考相位.被比较的射频信号RRF的相位根据参考电压VREF的电平进行变化.参考电压VREF是通过根据被用来预先记录数据的光盘来估计适当的写功率而设定的直流(DC)电压.例如，当参考电压VREF按图6所示设定时，被预定为适于写功率的射频信号RRF 610的相位充当参考相位，并且OPC确定单元230确定射频610、620和630中的每一个的相位之间的差，其根据参考相位和写功率变化。

而且，当响应光盘上记录的凹坑和平台而生成图6所示的射频信号RRF620时，它指示过功率状态。射频信号RRF 620的直流电平高于具有参考相位的射频信号RRF 610的直流电平。因此，UP信号的逻辑高状态延长，并且DOWN信号的逻辑高状态缩短，如图6所示。相反，当生成射频信号RRF 630时，它表示下功率(under-power)状态。射频信号RRF 630的直流电平低于具有参考相位的射频信号RRF 610的直流电平。因此，UP信号的逻辑高状态缩短，并且DOWN信号的逻辑高状态延长，如图6所示。

充电泵单元233包括第一充电泵237和第二充电泵238。充电泵单元233使用比较结果UP和转换结果DOWN分别生成与射频信号RRF的直流电平成正比的第一信号OPC_P和与射频信号RRF的直流电平成反比的第二信号OPC_N。

图4示出了图3所示的第一充电泵237的电路图。参考图4，第一充电泵237包括电流源410和420、第一和第二开关430和440、以及电容器450。由于从第一电源VDD经由第一开关430流入电容器450的电流高于从第二电源VSS经由第二开关440流入电容器450的电流，因此，当比较结果UP的逻辑高状态延长和反转结果DOWN的逻辑高状态缩短时，第一信号OPC_P的直流电平为高。相反，当比较结果UP的逻辑高状态缩短和反转结果DOWN的逻辑高状态延长时，从第一电源VDD经由第一开关430流入电容器450的电流低于从第二电源VSS经由第二开关440流入电容器450的电流。因此，第一信号OPC_P的直流电平为低。开关420和430可以是晶体管。

图5示出了图3所示的第二充电泵238的电路图。参考图5，第二充电泵238包括电流源510和520、第一和第二开关530和540、以及电容器550。第二充电泵238具有与第一充电泵237相同的结构。第一开关530被反转结果DOWN控制，并且第二开关540被比较结果UP控制。除此之外，第二充电泵238的操作与第一充电泵237的操作相同。也就是，第二充电泵238输出通过根据输出到电容器550的电流在电容器550处充电和放电而获得的电压作为第二信号OPC_N，所述电流与比较结果UP的逻辑高状态成反比并与转换结果DOWN的逻辑高状态成正比。

因此，如图6所示，与射频信号RRF 620对应的第一充电泵237的输出电平高于与射频信号RRF 610对应的第一充电泵237的输出电平，并且，与射频信号RRF 630对应的第二充电泵238的输出电平高于与射频信号RRF610对应的第二充电泵238的输出电平

因此，当放大器234放大第一和第二信号OPC_P和OPC_N之间的差时，如果写功率较高，则输出更高DC电平的信号，如果写功率较低，则输出较低DC电平的信号，如图6所示。低通滤波器235对放大器234的输出过滤，并且生成OPC电压OPCV。

微计算机250根据通过ADC 240转换OPC确定单元230确定的OPC电压OPCV而获得的数字信号来生成功率设定信号.如果OPC电压OPCV增加，则微计算机250降低功率设定信号的电平，并且如果OPC电压OPCV降低，则微计算机250增加功率设定信号的电平，从而在RF单元220可以生成具有与参考相位类似的相位的射频信号RRF.激光功率控制单元260确定用于驱动拾取单元210的LD的信号，从而LD具有与功率设定信号对应的写功率.

如果通过RF单元220生成具有参考相位的射频信号RRF 610，则微计算机250将用于在光盘上记录音频/视频数据的功率设定信号设定为生成射频信号RRF 610的电平。如果射频信号RRF在参考相位和一定的相位容限之内，则以上述方式设定的功率设定信号可以被维持在相同电平。

当在微计算机250中设定用于记录音频/视频数据的功率设定信号时，在通过预定记录处理单元(未示出)维持LD的适当写功率的同时，可以将必要的信息记录在光盘上。从激光功率控制单元260输出的LD驱动信号驱动拾取单元210中包含的LD，并且LD辐射具有与LD驱动信号对应的写功率的激光束，以便在光盘上形成凹坑和平台或者标记和间距。必须适当地控制LD的功率，以便将数据记录在光盘上。通常，在记录时，在当前轨道上形成凹坑所需的LD的功率不仅受到当前凹坑和平台的长度的影响，还受到之前和之后的凹坑和平台的长度的影响。

在根据上述本发明的实施例的用于执行光盘再现/记录装置的写测试的装置200中，OPC确定单元230根据写功率使用参考电压VREF来确定射频的相位变化RRF，并且生成相应的OPC电压OPCV。因此，ADC 240将OPC电压OPCV转换为数字信号，并且微计算机250通过根据数字信号控制功率控制单元260来适当地控制激光功率。

如上所述，在用于执行光盘再现/记录装置的写测试的装置中，通过使用电荷泵和低通滤波器，将按照写功率的射频信号的相位变化量确定为某一的直流电压。由于激光的功率是根据所确定的直流电压来控制的，因此，用于执行写测试的装置可在简单的电路中配置以执行OPC，并且通过适当地响应外部环境的变化可以执行稳定的写测试。

尽管参考本发明的示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不背离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出各种修改。

Claims (20)

1.一种光盘记录设备，包括：

校准部件，其被配置成以校准功率电平来驱动记录激光二极管，所述校准部件包括：

信号发生器，其被配置成将拾取部件生成的光电信号转换为射频信号；

功率控制确定电路，其被配置成响应确定射频信号与参考电压之间的相位差而生成模拟输出电压；

模数转换器，其被配置成响应模拟输出电压而生成数字信号；

微计算机单元，其被配置成响应数字信号而生成功率设定信号；和

激光二极管功率控制电路，其被配置成响应功率设定信号而生成用于记录激光二极管的校正功率信号。

2.如权利要求1所述的记录设备，其中所述拾取部件包括光电二极管。

3.如权利要求1所述的记录设备，其中所述微计算机单元被配置成当数字信号反映模拟输出电压降低时增加功率设定信号的电平，并且当数字信号反映模拟输出电压增加时降低功率设定信号的电平。

4.如权利要求1所述的记录设备，其中所述功率控制确定电路包括比较器，该比较器具有响应射频信号的第一输入端和响应参考电压的第二输入端，该参考电压是根据用于记录数据的光盘而设定的直流参考电压。

5.如权利要求4所述的记录设备，其中所述功率控制确定电路还包括至少一个被配置成接收来自所述比较器的输出信号的电荷泵。

6.如权利要求5所述的记录设备，其中所述功率控制确定电路还包括差分放大器，该差分放大器具有电耦合到所述至少一个电荷泵的输出的第一输入端。

7.一种用于对光盘再现/记录装置执行写测试的装置，所述装置包括：

射频单元，用于组合被拾取部件的光电二极管光电转换的信号，以便生成射频信号；

最佳功率控制OPC确定单元，用于确定射频信号与参考电压之间的相位差，并且生成相应的OPC电压；

模数转换器ADC单元，用于将OPC电压转换为数字信号；

微计算机，用于根据数字信号生成功率设定信号；和

功率控制单元，用于根据与功率设定信号对应的写功率来确定用于驱动拾取部件的激光二极管的信号。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述OPC确定单元确定根据参考电压决定的射频信号的参考相位与按照写功率的射频信号的相位之间的差。

9.如权利要求8所述的装置，其中功率设定信号根据相位的变化而变化。

10.如权利要求8所述的装置，其中如果OPC电压增加，则所述微计算机降低功率设定信号的电平，并且如果OPC电压降低，则所述微计算机升高功率设定信号的电平。

11.如权利要求8所述的装置，其中所述参考电压是根据用于记录数据的光盘设定的。

12.如权利要求7所述的装置，其中所述OPC确定单元包括：

比较器，用于将射频信号与参考电压进行比较，并且输出比较结果；

反转电路，用于反转比较结果，并且输出反转结果；

充电泵单元，用于使用比较结果和反转结果来生成与射频信号的直流电平成正比的第一信号和与射频信号的直流电平成反比的第二信号；

放大器，用于放大第一信号与第二信号之间的差；和

低通滤波器，用于通过对放大结果低通滤波而生成OPC电压。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述充电泵单元包括：

第一充电泵，用于根据与比较结果成正比并与反转结果成反比的电流来生成第一信号；和

第二充电泵，用于根据与比较结果成反比并与反转结果成正比的电流来生成第二信号。

14.一种执行光盘再现/记录装置的写测试的方法，所述方法包括：

通过组合被拾取部件的光电二极管光电转换的信号来生成射频信号；

响应于所确定的射频信号与参考电压之间的相位差来生成OPC电压；

将OPC电压转换为数字信号；

根据数字信号生成功率设定信号；和

基于与功率设定信号对应的写功率来确定用于驱动拾取部件的激光二极管的信号。

15.如权利要求14所述的方法，其中确定根据参考电压确定的射频信号的参考相位与按照写功率的射频信号的相位之间的差。

16.如权利要求15所述的方法，其中功率设定信号根据相位变化而变化。

17.如权利要求15所述的方法，其中如果OPC电压增加，则降低功率设定信号的电平，并且如果OPC电压降低，则升高功率设定信号的电平。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述参考电压是根据用于记录数据的光盘设定的。

19.如权利要求14所述的方法，其中生成OPC电压包括：

在比较射频信号与参考电压之后输出比较结果；

在反转比较结果之后输出反转结果；

使用比较结果和反转结果来生成与射频信号的直流电平成正比的第一信号和与射频信号的直流电平成反比的第二信号；

放大第一信号与第二信号之间的差；和

通过对放大结果低通滤波而生成OPC电压。

20.如权利要求19所述的方法，其中生成第一信号和第二信号包括：

根据与比较结果成正比并与反转结果成反比的电流来生成第一信号；和

根据与比较结果成反比并与反转结果成正比的电流来生成第二信号。

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