CN1885413B - 稳定读写状态的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种稳定读写状态的方法及装置，包括一种当光驱读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，稳定一驱动信号的方法，该驱动信号是根据读写头读回的信号所产生，用来控制光驱的运作。该方法包含有：当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以在一预定时间内保持驱动信号不变，当该预定时间截止时，停止固定该驱动信号并且允许使用正常的控制程序来调整该驱动信号。本发明在预定时间内分别保持锁相回路时钟脉冲与伺服信号不变，因此使得锁相回路时钟脉冲与伺服信号在操作状态转换时可以不被噪声或干扰所影响。
Description
技术领域
本发明是与一种光驱中稳定读写状态转换的方法和装置有关，更确切的说，是与一种当光驱内读写头在读取模式和写入模式间切换时通过切换伺服闭回路增益或激活一段保护时间来稳定读写状态的方法及装置。
背景技术
在现代信息社会中，其中一个最被关注的问题即为如何管理以及储存大量的信息，与其它储存媒介相比，光驱具有体积较小和高储存容量的优点，而光驱技术的发展，例如光盘烧录器(CD-RW)和数字化多功能光盘(DVD)等，使得使用者可以重复读写储存在光盘上的资料，无论是在容量或可靠度上光盘都有长足的进步。现在消费者可以非常方便地使用光盘来储存资料，而光驱也已经变成了个人计算机上的标准配备。
光驱的读取和写入资料都必须依赖光学读取头(pick-up head)，通常光学读取头包含了一个或一组的激光二极管，当光驱执行读取模式时，光驱先设定激光二极管的输出功率至一目标值，然后光驱再通过侦测从光盘表面反射回来的光线来读取储存在光盘上的资料。众所周知，光盘是靠光盘表面上分别代表资料“0”的凹洞(pit)和资料“1”平面(land)来储存资料，使得光驱可以通过分辨从凹洞与平面反射回来的光线其波长的差别来数字化地读取光盘上的资料。当光驱执行写入模式时，光驱根据待写入的资料适当设定激光二极管的输出功率，激光二极管的输出功率在读取模式和写入模式时有很大的不同，所以当光驱经历读写转换时，激光二极管会有明显的功率变化。不幸的是，上述突然而又巨大的功率变化显然会影响同一光驱中其它的信号，造成无法预期的信号变动(variation)，例如锁相回路的时钟脉冲抖动 (jitter)，使得摆动时钟脉冲(wobble clock)增加。
光盘的旋转速度增加，误差便会随着高速运作而更容易发生，所以像伺服信号和锁相回路时钟脉冲等信号必须更精确以获得更佳的性能，然而如上所述，光学读写头的功率变化引起信号变动，并会造成光驱的误动作或是性能下降。目前市面上的光驱不是忽略此效应便是使用传统的闭回路控制方法来稳定信号，不幸的是，传统闭回路的响应时间(response time)通常太长，换句话说，光学读写头在读取模式和写入模式之间切换后的一段时间内信号会不稳定。
请参考图1，图1为伺服闭回路增益(servo closed-loop gain)、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号分别在因操作模式转换而造成干扰时的示意图。光学读写头在时间T0时从读取模式转换到写入模式，同时造成了光学读写头的功率增加，结果伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号都因为操作模式转换而被干扰了。请参考伺服闭回路增益，因为激光功率在写入模式时较读取模式时为大，所以伺服闭回路增益应该变小，如图所示，伺服闭回路增益在时间T1时稳定在一较低电平；请参考锁相回路时钟脉冲，在时间T0时其因为操作模式转换所引起的噪声而变得不稳定，并在时间T2时因为锁相回路的作用而恢复稳定；请参考伺服信号，在时间T0时其也因为操作模式转换所引起的噪声而变得不稳定，如图1所示，伺服信号会经由已知的伺服闭回路控制而在时间T3时恢复稳定。此干扰使得光驱在执行读取或写入时不稳定，并且可能对光驱内的电子零件造成非预期的损害。
发明内容
所以本发明的目的之一，在于提供一种当光学读写头功率改变时，通过设定适当伺服闭回路增益、保持锁相回路时钟脉冲和伺服信号来稳定伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲和伺服信号的方法及装置，也即，当光驱内读写头在读取模式和写入模式间切换时，通过切换伺服闭回路增益或激活一段保护时间来稳定读写状态的方法及装置，以解决上述问题。
依据本发明实施例，其是揭露一种当一光驱读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时稳定一驱动信号的方法，该驱动信号是根据光驱读写头的一读回(read-back)信号所产生，用来控制光驱的运作。所述方法包含有：当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以在一预定时间内保持驱动信号不变；以及当预定时间截止时，停止保持驱动信号不变并且允许使用正常的控制程序来调整驱动信号。
依据本发明实施例，其另揭露一种当一光驱读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时稳定一伺服信号的方法。该方法包含有：分配第一操作模式一第一增益值和分配第二操作模式一第二增益值；以及当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以根据被激活(enable)的操作模式来决定要利用第一增益值或第二增益值来设定作用在一伺服信号上的一伺服闭回路增益(servo closed-loop gain)。
依据本发明实施例，其另揭露一种光驱。该光驱包含有：一读写头，用来存取(access)一光盘；一资料存取系统，耦接于读写头，用来根据读写头的一读回信号产生一驱动信号，该驱动信号被用来控制光驱的运作；以及一保护单元(protecting unit)，耦接于资料存取系统，当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，该保护单元提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以用来驱动资料存取系统在一预定时间内保持驱动信号不变，以及当预定时间截止时，用来驱动资料存取系统停止保持驱动信号不变并且允许使用正常的控制程序来调整驱动信号。
依据本发明实施例，其另揭露一种光驱。该光驱包含有：一读写头，用 来存取一光盘；一伺服闭回路(servo closed-loop)，耦接于读写头，用来根据一伺服闭回路增益、对应一第一操作模式的一第一增益值和对应一第二操作模式的一第二增益值来产生一伺服信号；以及一保护单元，耦接于伺服闭回路，当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，该保护单元提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以该保护单元驱动伺服闭回路根据被激活的操作模式来决定要利用第一增益值或第二增益值来设定伺服闭回路增益。
本发明的优点之一在于，伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号在读写头因为操作状态转换而造成功率改变时仍然保持稳定。当光驱的操作状态发生转换时，本发明通过设定适当的伺服闭回路增益值来减少稳定该伺服闭回路所需的响应时间(response time)，另外，本发明在预定时间内分别保持锁相回路时钟脉冲与伺服信号不变，因此使得锁相回路时钟脉冲与伺服信号在操作状态转换时可以不被噪声或干扰所影响。
附图说明
图1为一伺服闭回路增益、一锁相回路时钟脉冲以及一伺服信号分别在因操作模式转换而造成干扰时的示意图。
图2为根据本发明一实施例的一光驱的方块图。
图3为图2中的光驱稳定一伺服闭回路增益、一锁相回路时钟脉冲以及一伺服信号的示意图。
主要组件符号说明：
100 光驱 102 控制器
104 资料存取系统 106 保护单元
108 光学读写头 110 伺服闭回路
112 锁相回路 114 压控振荡器
具体实施方式
请参考图2，图2为根据本发明一实施例的一光驱100的方块图。在本实施例中，光驱100包含有一控制器(controller)102、一资料存取系统104、一保护单元106以及一光学读写头108。光学读写头108用来存取(access)一光盘(未绘出)，也即在读取模式时光学读写头108可以从光盘上读取资料；而在写入模式时则将资料写入光盘中。控制器102用来提供一警告信号Sa，而光学读写头108在读取模式和写入模式间切换时，警告信号Sa会产生电平转换(level transition)的现象，换句话说，光学读写头108从读取模式切换至写入模式或是从写入模式切换至读取模式时都会触发(toggle)警告信号Sa。资料存取系统104构成了光驱100的主要结构，并且驱动光学读写头108执行读写模式转换，资料存取系统104包含有一伺服闭回路110来执行伺服控制，以及一锁相回路(PLL)112来锁定一摆动时钟脉冲(wobbleclock)。如一般人所知道的，伺服闭回路110产生一伺服信号来控制光学读写头108的聚焦以及循轨，举例来说，伺服闭回路110根据一聚焦误差信号(FE)所产生的一聚焦补偿器输出(FOO)信号以及根据一循轨误差信号(TE)所产生的一循轨补偿器输出(TRO)信号。另外，资料存取系统104包含有一锁相回路112，用来根据光学读写头108从光盘上所读取的摆动信号(wobble signal)以输出一参考时钟脉冲(锁相回路时钟脉冲，PLL clock)，该参考时钟脉冲可以用来产生光驱100所需的驱动时钟脉冲，举例来说，根据参考时钟脉冲使用一除频器来产生一八至十四调制(eight to fourteenmodulation，EFM)时钟脉冲，锁相回路112包含有一压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)114来输出上述的参考时钟脉冲，因为熟知这项技术的人已经知道伺服闭回路110以及锁相回路112的操作原理和功能，为了简明扼要起见，这里不再进一步地叙述。在本实施例中，当光学读写头108在读取模式和写作模式之间切换时，保护单元106驱动资料存取系统104来稳定锁相回路时钟脉冲和伺服信号，以及改变伺服闭回路110的 伺服闭回路增益。
请同时参考图3与图1，图3是图2中的光驱100稳定一伺服闭回路增益、一锁相回路时钟脉冲以及一伺服信号的示意图。假设光学读写头108在时间T0时从读取模式切换至写入模式，使得光学读写头108的功率增加，如图3所示，虚线代表已知技术中光驱在一般控制程序下遭受干扰影响的结果。如前所述，当读写头108在读取模式和写入模式间切换时，控制器102输出警告信号Sa通知保护单元106光学读写头108切换模式的时间，所以在时间T0时，警告信号Sa从第一电平(如逻辑“0”的电平)转换至第二电平(如逻辑“1”的电平)，若保护单元106监控警告信号Sa并侦测到警告信号Sa发生电平转换，则保护单元106会被触发并驱动资料存取系统104来稳定锁相回路时钟脉冲、伺服信号以及伺服闭回路增益。
请注意伺服闭回路增益，资料存取系统104在读取模式时令该增益值为GA而在写入模式时则令该增益值为GB，增益值GA大于增益值GB，当保护单元106被警告信号Sa触发时，保护单元106会驱动伺服闭回路110将伺服闭回路增益设为GB。因为伺服闭回路增益随着功率改变而立刻被重新决定并且被调整至一个新的正确值，所以伺服闭回路110的响应时间会远小于已知技术中一般闭回路控制机制的响应时间，换句话说，由于增益值GB大致上与光驱100在写入模式下实际的伺服闭回路增益相同，所以当发生读写模式转换时，伺服闭回路增益可以在最小干扰的情况下达到稳定。一般而言，不同模式下的增益值包含所有控制回路的增益值，例如一读写头增益值、一光感知元件增益值、一伺服信号处理增益值、一数字信号处理增益值或一功率驱动器增益值等等。
请注意锁相回路时钟脉冲，锁相回路112维持锁相回路时钟脉冲不变一段时间，也就是说，当保护单元106在时间T0被警告信号Sa触发时，保护单元106驱动锁相回路112暂停调整锁相回路时钟脉冲的频率直到这段时间截止，这段时间定义了一个保护窗(protection window)以防止锁相回路时 钟脉冲在时间T0时受到读写模式转换产生的干扰所影响。在本实施例中，保护单元106驱动锁相回路112来保持输入压控振荡器114的控制电压不变，所以锁相回路时钟脉冲即使在模式转换发生时仍然能维持稳定的频率，若对应于保护窗的这段时间截止，则锁相回路112重新允许一般的控制程序来调整锁相回路时钟脉冲，请注意锁相回路时钟脉冲保护窗的持续时间在设计时不可小于T0到T2的时段。
请注意伺服信号，同样地，保护单元106驱动伺服闭回路110来维持伺服信号不变一段时间，换句话说，这段时间定义了一个保护窗以防止伺服闭回路110在时间T0时受到读写模式转换产生的干扰所影响。如一般所知道的，循轨补偿器输出(TRO)信号是根据循轨误差信号(TE)所产生，而聚焦补偿器输出(FOO)信号则是根据聚焦误差信号(FE)所产生，所以在本实施例中，保护单元106驱动伺服闭回路110来维持循轨误差信号以及聚焦误差信号不变一段时间，于是在保护窗的时间内使得循轨补偿器输出信号以及聚焦补偿器输出信号维持不变，若对应于保护窗的这段时间截止，则伺服闭回路110重新允许一般的控制程序来调整伺服信号。在其它实施例中，保护单元106也可以设计成驱动伺服闭回路110来直接维持循轨补偿器输出信号和聚焦补偿器输出信号不变一段时间，同样可以达到稳定伺服信号的目标。请注意伺服闭回路110保护窗的持续时间在设计时不可小于T0到T3的时段。
如上所述，激活保护窗的时间视警告信号Sa的电平转换时间而定，举例来说，因为保护单元106在时间T0时侦测到警告信号Sa的电平发生转换，所以锁相回路时钟脉冲和伺服信号的保护窗在时间T0时开始激活，然而，本发明并不限制一定要当光学读写头108在读取模式和写入模式间切换的时刻才激活保护窗。因为光学读写头108在读取模式和写入模式间的切换是可预期的，控制器102可以在时间T0前的时刻T0’先输出警告信号Sa来告知保护单元106接下来会发生模式转换，所以锁相回路时钟脉冲和伺服信号的保 护窗提前被激活，也就使得锁相回路时钟脉冲和伺服信号更加稳定。请注意，扩大后的锁相回路时钟脉冲保护窗的持续时间在设计时不可小于T0’到T2的时段，而扩大后的伺服信号保护窗的持续时间在设计时不可小于T0’到T3的时段。
如图3所示，虚线表示当读写头的功率改变时，伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号在传统控制机制下的波形；实线则表示伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号在本发明控制机制下的波形，很明显地，实线所代表的波形较虚线所代表的波形来的稳定，也就是说当读写模式发生转换时光驱能有更佳的稳定度。
与已知技术相比，当一光驱读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时，本发明通过保持一驱动信号不变或通过用一第二增益值取代一第一增益值来稳定驱动信号(例如一时钟脉冲信号(clock signal))，该驱动信号是根据光驱读写头的一读回(read-back)信号(例如一摆动信号)所产生，用来控制光驱的运作，所以当读写头的功率因为模式转换而改变时，本发明能够稳定伺服闭回路增益、锁相回路时钟脉冲以及伺服信号。本发明经由在读写模式转换的同时快速设定一合适的增益值给伺服闭回路增益来减少稳定伺服闭回路增益所需的响应时间，另外本发明在预定时间内分别保持锁相回路时钟脉冲以及伺服信号不变，因此使得锁相回路时钟脉冲与伺服信号在操作状态转换时可以不被噪声或干扰所影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
Claims (28)
1.一种当一光驱读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时稳定一驱动信号的方法，该驱动信号是根据光驱读写头的一读回信号所产生，用来控制该光驱的运作，其特征在于，所述方法包含有：
当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以在一预定时间内保持驱动信号不变；以及
当预定时间截止时，停止保持驱动信号不变并且允许使用正常的控制程序来调整驱动信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一操作模式为一读取模式，以及所述第二操作模式为一写入模式。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动信号为一伺服信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号为一循轨补偿器输出信号。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号为一聚焦补偿器输出信号。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号包含一循轨补偿器输出信号以及一聚焦补偿器输出信号。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号为由一循轨误差信号所产生的一循轨补偿器输出信号，以及保持该驱动信号不变为保持该循轨误差信号不变。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号为由一聚焦误差信号所产生的一聚焦补偿器输出信号，以及保持该驱动信号不变为保持该聚焦误差信号不变。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伺服信号包含一循轨补偿器输出信号以及一聚焦补偿器输出信号，该循轨补偿器输出信号由一循轨误差信号所产生，该聚焦补偿器输出信号由一聚焦误差信号所产生，以及保持该驱动信号不变为同时保持该循轨误差信号和该聚焦误差信号不变。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读回信号为一摆动信号，以及所述驱动信号为一时钟脉冲信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时钟脉冲信号是由一锁相回路根据摆动信号所产生，该锁相回路包含有一压控振荡器用来输出该时钟脉冲信号，以及保持该驱动信号不变为保持输入该压控振荡器的一控制电压不变。
12.一种当一光驱读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时稳定一伺服信号的方法，其特征在于，该方法包含有：
分配第一操作模式一第一增益值和分配第二操作模式一第二增益值；以及
当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以根据被激活的操作模式来决定要利用第一增益值或第二增益值来设定作用在一伺服信号上的一伺服闭回路增益。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一操作模式为一读取模式，以及所述第二操作模式为一写入模式。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一、第二增益值为一读写头增益值、一光感知元件增益值、一伺服信号处理增益值、一数字信号处理增益值或一功率驱动器增益值至少其中之一，且所述第一、第二增益值为相同种类的增益值。
15.一种光驱，其特征在于包含有：
一读写头，用来存取一光盘；
一资料存取系统，耦接于所述读写头，用来根据读写头的一读回信号产生一驱动信号，该驱动信号被用来控制光驱的运作；以及
一保护单元，耦接于所述资料存取系统，当读写头在一第一操作模式和一第二操作模式之间切换时，该保护单元提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以用来驱动资料存取系统在一预定时间内保持驱动信号不变，以及当预定时间截止时，用来驱动资料存取系统停止保持驱动信号不变，并且允许使用正常的控制程序来调整驱动信号。
16.如权利要求15所述的光驱，其特征在于，所述第一操作模式为一读取模式，以及所述第二操作模式为一写入模式。
17.如权利要求15所述的光驱，其特征在于，所述驱动信号为一伺服信号。
18.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号为一循轨补偿器输出信号。
19.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号为一聚焦补偿器输出信号。
20.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号包含一循轨补偿器输出信号以及一聚焦补偿器输出信号。
21.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号为由一循轨误差信号所产生的一循轨补偿器输出信号，以及保持该驱动信号不变为保持该循轨误差信号不变。
22.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号为由一聚焦误差信号所产生的一聚焦补偿器输出信号，以及保持该驱动信号不变为保持该聚焦误差信号不变。
23.如权利要求17所述的光驱，其特征在于，所述伺服信号包含一循轨补偿器输出信号以及一聚焦补偿器输出信号，该循轨补偿器输出信号是由一循轨误差信号所产生，该聚焦补偿器输出信号是由一聚焦误差信号所产生，以及保持该驱动信号不变为同时保持该循轨误差信号和该聚焦误差信号不变。
24.如权利要求15所述的光驱，其特征在于，所述读回信号为一摆动信号，以及所述驱动信号为一时钟脉冲信号。
25.如权利要求24所述的光驱，其特征在于，所述资料存取系统包含有一锁相回路，用来根据所述摆动信号产生时钟脉冲信号，所述锁相回路包含有一压控振荡器，用来输出该时钟脉冲信号，以及保持该驱动信号不变为保持输入该压控振荡器的一控制电压不变。
26.一种光驱，其特征在于，包含有：
一读写头，用来存取一光盘；
一伺服闭回路，耦接于所述读写头，用来根据一伺服闭回路增益、对应一第一操作模式的一第一增益值和对应一第二操作模式的一第二增益值来产生一伺服信号；以及
一保护单元，耦接于所述伺服闭回路，当读写头在第一操作模式和第二操作模式之间切换时，该保护单元提供具有一电平转换现象的一警告信号，以及监控所述警告信号以侦测所述电平转换，并利用侦测到的所述电平转换作为触发，以该保护单元驱动伺服闭回路根据被激活的操作模式来决定要利用第一增益值或第二增益值来设定伺服闭回路增益。
27.如权利要求26所述的光驱，其特征在于，所述第一操作模式为一读取模式，以及所述第二操作模式为一写入模式。
28.如权利要求26所述的光驱，其特征在于，所述第一、第二增益值为一读写头增益值、一光感知元件增益值、一伺服信号处理增益值、一数字信号处理增益值或一功率驱动器增益值至少其中之一，且所述第一、第二增益值为相同种类的增益值。
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