DE69428091T2

DE69428091T2 - Signalpegeleinstelleinheit

Info

Publication number: DE69428091T2
Application number: DE69428091T
Authority: DE
Inventors: Masashi Arai; Akira Tsukihashi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2014-11-23
Also published as: EP0654787A1; KR950015336A; EP0654787B1; DE69428091D1; JP2889803B2; KR100192197B1; CN1126351A; JPH07147061A; CN1083129C; US5574714A; TW256903B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalpegeleinstelleinheit zum Einstellen eines Pegels eines 8-14-Modulation-(EFM)-Signals (EFM = Eight-Fourteen- Modulation) auf einen gegebenen Pegel, wobei das EFM-Signal von einer optischen Platte in einem Qptikplattenspieler wie z. B. einem Compaktdisc- (CD)-Abspielgerät, einem Laserplatten-(LD)-Abspielgerät oder dergleichen gelesen wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Schaltung, die verwendet wird, um EFM-Signale wiederzugeben, die gelesene Digitaldaten einer optischen Platte in einem herkömmlichen 3-Strahl-Typ-Optikplattenspieler anzeigen. Ein solcher Optikplattenspieler verwendet drei Strahlen, nämlich einen Hauptstrahl für das Lesen digitaler Daten und die Fokusregelung sowie zwei Unterstrahlen für die Spurfolgeregelung. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der von der optischen Platte reflektierte Hauptstrahl mittels vier Photodioden 1-4 erfaßt. Ein von den Photodioden 1 und 2 erfaßtes Signal und ein von den Photodioden 3 und 4 erfaßtes Signal werden von Verstärkern 5 bzw. 6 verstärkt und von einem Addierer 7 addiert. Somit werden die EFM-Signale reproduziert, von einem Verstärker 8 verstärkt und über einen Ausgangsanschluß 8 zu den nachfolgenden Schaltungen übertragen.
Anschließend werden die EFM-Signale einer Taktsignalverarbeitung und einer Fehlerkorrekturverarbeitung unterworfen, woraufhin sie zu Audiodaten demoduliert werden. Die EFM-Signale können eine Signalform wie in Fig. 2A gezeigt aufweisen, wenn die Laserstrahlen auf eine Compaktdisc treffen, die an ihrer Oberfläche defekt ist. Ferner können die EFM-Signale eine wie in Fig. 2B gezeigte Signalform aufweisen, wenn die Laserstrahlen mehrere Reihen von Spuren kreuzen. Die EFM-Signale enthalten nicht nur Daten, wie z. B. Audiodaten, sondern werden auch verwendet, um einen Defekt auf der optischen Platte auf der Grundlage der in Fig. 2A gezeigten Signalform zu erfassen, oder um eine Position des Hauptstrahls auf der optischen Platte während des Zugriffs auf der Grundlage der in Fig. 2B gezeigten Signalform zu ermitteln.
Die EFM-Signale sind daher sehr wichtig hinsichtlich der Wiedergabe von Tönen und der Durchführung der anschließenden Verarbeitung und Detektion. Die Verwendung der Schaltung der Fig. 1 erlaubt die Reproduktion der EFM-Signale.
Wenn im 3-Strahl-Typ-Optikplattenspieler die reflektierten Strahlen erfaßt werden, indem der Hauptstrahl veranlaßt wird, einer Pit-Reihe zu folgen, verändert sich eine Lichtmenge in den reflektierten Strahlen mit einer Größe des Pits. Somit sind die Spitzen- und Grundwerte eines EFM-Signals veränderlich, wie in Fig. 2c gezeigt ist. Ferner weisen optische Platten unterschiedlicher Reflektivitätswerte auf und reflektieren unterschiedliche Strahlen mit unterschiedlichen Stärken. Somit sind die Signalpegel der EFM- Signale in optischen Platten unterschiedlich. Ferner sind die Spitzen- und Grundwerte der EFM-Signale in den jeweiligen optischen Platten unterschiedlich.
Die EFM-Signale werden einer Signalumformung unterworfen, um die Verarbeitung in den nachfolgenden Stufen zu erleichtern. Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Schaltung werden die EFM-Signale vom Verstärker 8 nur verstärkt. Wenn die Verstärker 5 und 6 kleine Verstärkungsfaktoren aufweisen, sind die Pegel der EFM-Signale niedrig, so daß die EFM-Signale aufgrund von Störungen nicht korrekt umgeformt werden können. Um dieses Problem zu beseitigen, werden die Verstärkungsfaktoren der Verstärker 5 und 6 erhöht, so daß die EFM-Signale einen hohen Pegel aufweisen. Anschließend werden die EFM-Signale umgeformt. Wenn jedoch die erfaßten EFM-Signale einen hohen Pegel aufweisen, können sie durch die Dynamikbereiche der Verstärker 5 und 6 abgeschnitten werden, wenn sie verstärkt werden.
Ferner besteht ein weiteres Problem, wie im folgenden beschrieben wird. Schwankungen des Pegels b (d. h. des Grundwertes) der EFM-Signale werden auf der Grundlage der Signalform erfaßt, wie in Fig. 2 (B) gezeigt ist, um somit zu erfassen, ob die Laserstrahlen mehrere Reihen von Spuren kreuzen. Da in einem solchen Fall die optischen Platten unterschiedliche EFM-Signale aufweisen, kann manchmal der erfaßte Pegel b unter einem vorgegebenen Schwellenpeglel liegen. Somit können die Schwankungen des Pegels b nicht erfaßt werden, wobei es unmöglich ist, zu ermitteln, ob der Laserstrahl mehrere Reihen von Spuren kreuzt.
EP-A-0.478.314 offenbart ein Servopositionierungssystem für ein optisches Plattenlaufwerk, das ein Spurfehlersignal so einstellt, daß es auf einem vorgegebenen Pegel verharrt. Der Spurservoverstärkungsfaktor bleibt somit konstant. Der Spitzenwert des Spurfehlersignals wird erfaßt, so daß sowohl der Verstärkungsfaktor als auch der Versatz gleichzeitig über die Signalverarbeitung berechnet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Probleme der herkömmlichen Signalpegeleinstelleinheit zu beseitigen und eine Signalpegeleinstelleinheit zu schaffen. Die Signalpegeleinstelleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird ein Eingangssignal vom Verstärker verstärkt und von der Pegelschiebeschaltung pegelverschoben. Ein Ausgangssignal der Pegelschiebeschaltung wird zu den nachfolgenden Schaltungen übertragen und ferner an die Spitzen- und Grundwertregeleinheit angelegt. Die Spitzenwertregelschaltung erfaßt einen Spitzenwert des Ausgangssignals, liefert das erste Steuersignal an den Verstärker und regelt den Spitzenwert des Ausgangssignals auf den ersten gegebenen Wert. Die Grundwertregelschaltung erfaßt den Grundwert des Ausgangssignals, liefert die zweiten Steuersignale zur Pegelschiebeschaltung und regelt den Grundwert des Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung auf den zweiten gegebenen Wert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

In allen Zeichnungen haben identische Teile identische Bezugszeichen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer herkömmlichen Signalpegeleinstelleinheit zeigt.
Fig. 2A bis 2C zeigen Signalformen von EFM-Signalen.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Signalpegeleinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 4 äst ein Schaltbild, das einen Spitzenwertdetektor, einen Grundwertdetektor, eine Spitzenwertvergleichsschaltung und eine Grundwertvergleichsschaltung der in Fig. 1 gezeigten Signalpegeleinstelleinheit zeigt.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt eine Signalpegeleinstelleinheit Photodioden 14, einen Verstärker 10, dessen Verstärkungsfaktor in Reaktion auf ein Steuersignal veränderlich ist, eine Pegelschiebeschaltung 11 für die Pegelverschiebung eines Ausgangssignals des Verstärkers 10, einen Spitzenwertdetektor 12 zum Erfassen eines Spitzenwerts des Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung 11, einen Grundwertdetektor 13 zum Erfassen eines Grundwertes des Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung 11, eine Spitzenwertvergleichsschaltung 14 zum Vergleichen eines Ausgangswertes des Spitzenwertdetektors 12 mit einem Referenzwert c, sowie eine Grundwertvergleichsschaltung 15 zum Vergleichen eines Ausgangswertes des Grundwertdetektors 13 mit einem Referenzwert d.
Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die von dem Photodioden 1-4 erfaßten Signale von einem Addierer 7 addiert, um somit die EFM-Signale zu erzeugen. Die EFM-Signale werden vom Verstärker 10 verstärkt, von der Pegelschiebeschaltung 11 pegelverschoben und zu den nachfolgenden Schaltungen übertragen. Ein Ausgangssignal der Pegelschiebeschaltung 11 wird nicht nur an den Spitzenwertdetektor 112, sondern auch an den Grundwertdetektor 13 angelegt. Der Spitzenwertdetektor 12 erfaßt den Spitzenwert des Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung 11. Der erfaßte Spitzenwert wird mit einem Referenzsignal c von der Spitzenwertvergleichsschaltung 14 verglichen. Die Spitzenwertvergleichsschaltung 14 liefert ein Steuersignal auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem Referenzwert c, und ändert den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 10 in Reaktion auf das Steuersignal. Somit wird der Spitzenwert des vom Verstärker 10 verstärkten EFM-Signals gleich dem Referenzwert c.
Der Grundwertdetektor 13 erfaßt den Grundwert des Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung 11. Der Grundwert wird mit einem Referenzwert d verglichen. Entsprechend einer Differenz zwischen den verglichenen Werten wird von der Grundwertvergleichsschaltung 15 ein Verschiebungssignal ausgegeben. Das Verschiebungssignal wird mit einem Ausgangssignal des Verstärkers 10 an einem Eingangsanschluß der Schiebeschaltung 11 gemischt. Der Grundwert wird in der Reaktion auf das Schiebesignal pegelverschoben, so daß der Grundwert des EFM-Signals gleich dem Referenzwert d wird.
Wenn erkannt wird, daß der Spitzenwert den Referenzwert c überschreitet, gibt die Spitzenwertvergleichsschaltung 14 ein Steuersignal aus, wobei in Reaktion auf dieses der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 10 und der Spitzenwert der EFM-Signale reduziert werden. Wenn im Gegensatz hierzu der Spitzenwert kleiner ist als der Referenzwert c, weist der Verstärker 10 einen großen Verstärkungsfaktor auf und ein Maximalwert wird groß.
Wenn erkannt wird, daß der Grundwert als größer ist als der Referenzwert d, gibt die Grundwertvergleichsschaltung 15 ein Schiebesignal mit einem hohen Pegel aus. In einem solchen Fall verschiebt die Schiebeschaltung 8 den Pegel der EFM-Signale, um diesen zu reduzieren, wodurch der Grundwert reduziert wird. Wenn somit der Grundwert kleiner ist als der Referenzwert c, weist das Schiebesignal einen niedrigen Pegel auf, wobei der Grundwert pegelverschoben wird, so daß er größer wird.
Die Schiebeschaltung 11 enthält einen Verstärker 16 und Widerstände 17 und 18. Unter der Annahme, daß die Widerstände 17 und 18 die Widerstandswerte R1 und R2 aufweisen, besitzt der Verstärker 13 einen Verstärkungsfaktor von -R1/R2. Der Verstärkungsfaktor hängt von den Widerstandswerten ab. Eine an einem Ausgang des Verstärkers 13 erzeugte Spannung Vout hängt vom Widerstandswert R1 und einem Strom I durch den Widerstand 17 ab, d. h. Vout = -R1 · I. Die Spannung Vout ist veränderlich durch Änderung des von der Stromwertvergleichsschaltung 15 als Schiebesignal erzeugten Stromes. Mit anderen Worten, der Pegel des EFM-Signals kann entsprechend dem Pegel des Schiebesignals verschoben werden.
Im Betrieb werden die EFM-Signale wie folgt auf die Referenzwerte c und d geregelt. Jedes EFM-Signal wird vom Verstärker 10 entsprechend dem Verstärkungsfaktor verstärkt, der bestimmt wird durch die Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem Referenzwert. Somit wird der Spitzenwert gleich dem Referenzwert c und der Grundwert wird größer. Die Pegelschiebeschaltung L verschiebt den Pegel des EFM-Signals um das Verschiebungsmaß, das von der Differenz zwischen dem erfaßten Grundwert und dem Referenzwert d abhängt. Somit wird der Grundwert gleich dem Referenzwert d. Wenn das EFM-Signal im Pegel verschoben worden ist, weicht der Spitzenwert vom Referenzwert c ab. Das EFM-Signal wird auf der Grundlage eines Verstärkungsfaktors verstärkt, der durch eine Differenz zwischen einem erfaßten neuen Spitzemwert und dem Referenzwert c bestimmt wird. Anschließend wird der Spitzenwert gleich dem Referenzwert c. Wenn das EFM-Signal weiter verstärkt wird, weicht der Grundwert vom Referenzwert d ab. Das EFM-Signal wird erneut pegelverschoben entsprechend einer Differenz zwischen einem erfaßten neuen Grundwert und dem Referenzwert d, so daß der Grundwert gleich dem Referenzwert d wird. Die vorangehende Operation wird wiederholt, bis die Differenzen zwischen dem Spitzenwert und dem Referenzwert c sowie zwischen dem Grundwert und dem Referenzwert d kleiner werden, wobei die Spitzen- und Grundwerte auf die Referenzwerte c und d geregelt werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die von der Pegelschiebeschaltung 11 erzeugten EFM-Signale an den Spitzenwertdetektor 12 und den Grundwertdetektor 13 angelegt. Das an den Spitzenwertdetektor 12 angelegte EFM-Signal wird von einem Transistor 19 im Pegel verschoben. Eine Spannung, die an einem Anschluß eines Kondensators 20 erzeugt wird durch Aufladen und Entladen des Kondensators 20 mit einem Kollektorstrom, wird von einem Transistor 21 pegelverschoben, um einen Spitzenwert zu erfassen. Der Spitzenwert wird an eine Basis des Transistors 22 in der Spitzenwertvergleichsschaltung 14 angelegt und wird mit dem an einer Basis eines Transistors 22 angelegten Referenzwert c verglichen. Ein Kollektorstrom des Transistors 22 wird in einen Kollektorstrom eines Transistors 27 über einen Stromspiegel 24 umgesetzt. Ein Kollektorstrom eines Transistors 23 wird in einen Kollektorstrom eines Transistors 28 über die Stromspiegel 25 und 26 umgesetzt. Anschließend wird eine Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem Referenzwert c durch eine Differenz zwischen den Strömen der Transistoren 27 und 28 dargestellt. Ein Strom, der von einer Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 27 und 28 abhängt, wird einer Spannungsumsetzung durch einen Widerstand 29 unterworfen und als ein Schiebesignal an den Verstärker 10 angelegt.
Das an den Grundwertdetektor 13 angelegte EFM-Signal ist durch einen Transistor 30 pegelverschoben. Eine Spannung, die an einem Anschluß eines Kondensators 31 durch Aufladen und Entladen des Kondensators 31 mit einem Kollektorstrom des Transistors 30 erzeugt wird, ist durch einen Transistor 32 pegelverschoben, wodurch ein Grundwert erfaßt wird. Der Grundwert wird an eine Basis eines Transistors 33 in der Grundwertvergleichsschaltung 15 angelegt und mit dem an einer Basis eines Transistors 34 angelegten Referenzwert d verglichen. Der Kollektorstrom des Transistors 34 wird in einen Kollektorstrom eines Transistors 36 über einen Stromspiegel 35 umgesetzt.
Ein Basisstrom eines Transistors 37 wird ermittelt durch eine Differenz zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 33 und 37. Somit wird der Basisstrom des Transistors 37 durch eine Differenz zwischen dem Grundwert und dem Referenzwert d bestimmt. Ein Kollektorstrom des Transistors 37 wird entsprechend dem vorangehenden Basisstrom erzeugt und als ein Schiebesignal der Pegelschiebeschaltung 11 zugeführt.
Gemäß der Erfindung können die Pegel der von der optischen Platte gelesenen EFM-Signale auf einen gewünschten Pegel geregelt werden, so daß aus den EFM-Signalen richtige Daten erhalten werden können, die nicht durch Störungen beeinträchtigt sind, und effektiv für die Verarbeitung in den nachfolgenden Stufen verwendet werden können.

Claims

1. Signalpegeleinstelleinheit, die umfaßt:

einen Verstärker (10), der ein von einer optischen Platte ausgelesenes EFM-Signal verstärkt, wobei ein Verstärkungsfaktor desselben in Reaktion auf ein erstes Steuersignal verändert wird;

eine Pegelschiebeschaltung (11), die ein Ausgangssignal des Verstärkers (10) in Reaktion auf ein zweites Steuersignal pegelverschiebt;

eine Spitzenwertregelschaltung (12, 14), die einen Spitzenwert des Ausgangssignals von der Pegelschiebeschaltung (11) erfaßt; und

eine Grundwertregelschaltung (13, 15), die einen Grundwert des Ausgangssignals von der Pegelschiebeschaltung (11) erfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Spitzenwertregelschaltung das erste Steuersignal ausgibt, um den Verstärkungsfaktor des Verstärkers (10) zu verändern, so daß der Spitzenwert gleich einem ersten gegebenen Wert wird, und die Grundwertregelschaltung das zweite Steuersignal ausgibt, um ein Verschiebungsmaß der Pegelschiebeschaltung (11) zu verändern, so daß der Grundwert gleich einem zweiten gegebenen Wert wird.

2. Signalpegeleinstelleinheit nach Anspruch 1, bei der die Spitzenwertregelschaltung (12, 14) eine Spitzenwerterfassungsschaltung (12), die einen Spitzenwert eines Ausgangssignals von der Pegelschiebeschaltung (11) erfaßt, und eine Spitzenwertvergleichsschaltung (14) enthält, die ein Ausgangssignal von der Spitzenwerterfassungsschaltung (12) mit dem ersten gegebenen Wert vergleicht und das erste Steuersignal ausgibt, das eine Differenz zwischen diesen anzeigt; und bei der die Grundwertregelschaltung (13, 15) eine Grundwerterfassungsschaltung (13), die einen Grundwert eines Ausgangssignals von der Pegelschiebeschaltung (11) erfaßt, und eine Grundwertvergleichsschaltung (15) enthält, die ein Ausgangssignal von der Grundwerterfassungsschaltung (13) mit dem zweiten gegebenen Wert vergleicht und das zweite Steuersignal ausgibt, das eine Differenz zwischen diesen anzeigt.

3. Signalpegeleinstelleinheit nach Anspruch 2, bei der die Pegelschiebeschaltung (11) enthält: einen Operationsverstärker (16) mit einem positiven Eingangsanschluß zum Aufnehmen einer gegebenen Referenzspannung, einem negativen Anschluß zum Aufnehmen eines Eingangssignals sowie einem Ausgangsanschluß (9) zum Senden eines verstärkten Signals; einen ersten Widerstand (18), der mit dem negativen Anschluß des Operationsverstärkers (16) verbunden ist, das Eingangssignal dämpft und das gedämpfte Signal am negativen Anschluß des Operationsverstärkers (16) bereitstellt; und einen zweiten Widerstand (17), der in einem Rückkopplungsweg zwischen den Ausgangsanschluß (9) und dem negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers (16) angeordnet ist, wobei das zweite Steuersignal ein Stromsignal zum Einstellen einer dem negativen Eingangsanschluß zuzuführenden Stromstärke ist.

4. Signalpegeleinstelleinheit nach Anspruch 3, bei der die Pegelschiebeschaltung enthält: einen Operationsverstärker mit einem positiven Eingangsanschluß zum Aufnehmen einer gegebenen Referenzspannung, einem negativen Anschluß zum Aufnehmen eines Eingangssignals sowie einem Ausgangsanschluß zum Senden eines verstärkten Signals; einen ersten Widerstand, der mit dem negativen Anschluß des Operationsverstärkers verbunden ist, das Eingangssignal dämpft und das gedämpfte Signal am negativen Anschluß des Operationsverstärkers bereitstellt; und einen zweiten Widerstand, der in einem Rückkopplungsweg zwischen dem Ausgangsanschluß und dem negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers angeordnet ist, wobei das zweite Steuersignal ein Stromsignal zum Einstellen einer dem negativen Eingangsanschluß zuzuführenden Stromstärke ist.