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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Beschreiben oder Lesen
optischer Aufzeichnungsträger
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches einen Spurdetektor
aufweist, der ein Mirror-Signal erzeugt, welches anzeigt, ob Datenspuren oder
der Bereich zwischen zwei Datenspuren abgetastet werden.
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Bekannte
Geräte,
die beispielsweise mit dem IC CXA1081M ausgerüstet sind, siehe Bernd Rodekurt: "Erfolgreicher CD-Player Service", Franzis Verlag
München,
1994, weisen einen Spurdetektor auf, der Mittel zum Bilden einer
oberen und einer unteren Hüllkurve
des modulierten Signals aufweisen. Die Differenz dieser Hüllkurven
wird gebildet und der Differenzwert wird mittels eines Komparators
mit einem Referenzwert verglichen. Liegt der Differenzwert unterhalb
des Referenzwerts, so wird das Mirror-Signal auf den Wert "Low" gesetzt, anderenfalls
auf den Wert "High". Der Referenzwert
wird mittels einer fest vorgegebenen Schaltungsanordnung aus dem
Differenzwert der Hüllkurven
ermittelt.
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Nachteilig
an den bekannten Geräten
ist, daß zur
Ermittlung des Mirror-Signals mehrere analoge Bauteile verwendet
werden, die mit Toleranzen behaftet sind und daher nach der Montage
aufeinander abgestimmt werden müssen.
Fehlerquellen, die während
des laufenden Betriebs des Geräts
auftreten, wie beispielsweise unterschiedliche Reflektivität des zu
lesenden oder zu beschreibenden optischen Aufzeichnungsträgers, dessen
Exzentrizität
und ähnliches,
können
nur bedingt ausgeglichen werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät der genannten Art vorzuschlagen,
welches ohne großen
Aufwand in der Lage ist, ein verläßliches Mirror-Signal zu bilden.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebene Maßnahme,
den Referenzwertgeber als adaptiven Referenzwertgeber auszulegen,
dem das Mirror-Signal
als Eingangsgröße zugeführt wird.
Dies hat den Vorteil, daß der
Referenzwert auch während
des laufenden Betriebs immer optimal angepaßt werden kann. Das Mirror-Signal hat nämlich beim
Spurspringen Idealerweise ein Verhältnis von "High" zu "Low", d.h. ein H:L-Verhältnis von
50:50. Dies läßt sich
aber bei herkömmlichen
Geräten,
die über
keinen adaptiven Referenzwertgeber verfügen, nur näherungsweise einhalten, da
die Ermittlung des Referenzwerts durch die Eigenschaften der verwendeten
Bauteile vorgegeben ist. Der optische Aufzeichnungsträger kann
scheibenförmig
sein, wie beispielsweise eine Audio-CD, eine DVD, eine CD-ROM, eine
CD-R, etc., aber auch andere Formen optischer Aufzeichnungsträger sind
vorteilhaft verwendbar, beispielsweise bandförmige optische Aufzeichnungsträger. Die
Datenspuren sind allgemeinen konzentrisch beziehungsweise spiralförmig auf
einem scheibenförmigen
Aufzeichnungsträger
angeordnet, aber auch die Verwendung von Aufzeichnungsträgern mit
anderen Anordnungen benachbarter Spuren, die durch einen Zwischenbereich
getrennt sind, liegt im Rahmen der Erfindung. Die Informationen
sind dabei im allgemeinen als Hell/Dunkel-Information, als Drehung
der Polarisationsrichtung oder auf andere geeignete Weise realisierbar.
Das Abtastmittel kann ein Lesekopf oder ein Schreikopf sein, eine
Kombination aus Lese- und Schreibkopf oder lediglich ein Spurführungsabtastmittel.
Das Detektionsmittel weist im allgemeinen Photodetektoren auf, die
optische in elektrische Signale umwandeln, welche sowohl zur Rückgewinnung des
Informationssignals als auch zur Regelung des Geräts, beispielsweise
zur Spurführung
verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß der adaptive
Referenzwertgeber Mittel zum Bilden eines internen Referenzwerts
aufweist, deren Ausgang mit dem Eingang eines Verminderungsmittels
verbunden ist, welches den Referenzwert abgibt. Dabei ist vorgesehen,
daß der
interne Referenzwert mit dem Mirror-Signal auf geeignete Weise verknüpft wird.
Dies hat den Vorteil, daß ungewünschte Abweichungen des
Verhältnisses
H:L im Mirror-Signal vom Wert 1 durch die Verknüpfung des internen Referenzwerts mit
dem Mirror-Signal korrigiert werden, während gleichzeitig das Verminderungsmittel
dafür sorgt,
daß nicht
jede Abweichung des Mirror-Signals eine Änderung des Referenzwerts zur
Folge hat. Das Verminderungsmittel kann beispielsweise ein Dividierer sein,
der den internen Referenzwert beispielsweise um den Faktor 10 verkleinert.
Die Verminderung kann auch dadurch erfolgen, daß nur die höherwertigen Ziffern des internen
Referenzwerts verwendet werden, beispielsweise in digitaler Darstellung
die oberen n Bit eines aus m Bit bestehenden internen Referenzwerts,
wobei m > n ist.
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Vorteilhafterweise
enthält
das erfindungsgemäße Gerät einen
einzigen Hüllkurvendetektor,
an dessen Eingang das modulierte Signal anliegt und dessen Ausgang
mit einer Komparatoreinheit verbunden ist, die andererseits mit
dem Referenzwertgeber verbunden ist und das Mirror-Signal liefert. Dies
hat den Vorteil, daß auf
einen zweiten, nach dem Stand der Technik erforderlichen Hüllkurvendetektor
verzichtet werden kann und dennoch ein Mirror-Signal erzeugt wird,
welches weitgehend unabhängig
von beispielsweise durch Plattenschlag verursachten Störungen ist.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen adaptiven
Referenzwertgebers kann auf die Bestimmung sowohl der oberen als
auch der unteren Hüllkurve
sowie den nachfolgenden Vergleich dieser beiden Hüllkurven
verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß der Hüllkurvendetektor
ein digitales Filter aufweist. Dieses Filter speichert seinen Eingangswert,
wenn dieser größer als
der bisher im Speicher vorhandene Wert ist, ansonsten wird der bisher
im Speicher vorhandene Wert vermindert und neu in den Speicher gegeben.
Dies hat den Vorteil, daß ein
langsames Abklingen des letzten Spitzenwerts erreicht wird, und daß, sobald
ein neuer Spitzenwert auftritt, dieser den Ausgangswert ersetzt.
Der vom digitalen Filter abgegebene Wert entspricht somit einer
geglätteten
oberen Hüllkurve
des Eingangssignals.
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Das
digitale Filter weist vorteilhafterweise einen Multiplizierer oder
einen Addierer auf. Dies hat den Vorteil, daß es sich hierbei um einfache
aber dennoch effektive Möglichkeiten
handelt, den im Speicher vorhandenen Wert zu vermindern. Die Verminderung
erfolgt entweder einfach über
eine Multiplikation des Speicherinhalts mit einem Wert kleiner 1 oder
bei Einsatz eines Addierers mittels Addition eines bestimmten negativen
Werts. Letzteres ist in einem digitalen Filter besonders einfach
realisierbar.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin
vorgesehen, daß der
Spurdetektor eine Komparatoreinheit aufweist, welche das Mirror-Signal
anhand eines Vergleichs des Eingangssignals mit einem oberen und einem
unteren Schwellwert bildet. Das Mirror-Signal wird auf "Low" gesetzt, wenn das
Eingangssignal den unteren Schwellwert unterschreitet und auf "High", wenn es den oberen
Schwellwert überschreitet.
Dies hat den Vorteil, daß das
Mirror-Signal auf digitalem Weg in Abhängigkeit vom Eingangssignal
mit einer gewissen Hysterese gebildet wird, so daß im Grenzbereich
kein Hin- und Herspringen
des Mirror-Signals zwischen den Werten "High" und "Low" auftritt. Der Bereich
der Hysterese kann auf die jeweiligen Gegebenheiten des Geräts, des
optischen Aufzeichnungsträgers
oder ähnlichem
optimal angepaßt
werden, beispielsweise durch Vorgabe eines Werts, um den die Schwellwerte
von einem gegebenen Referenzwert abweichen dürfen. Das auf diese Weise vermiedene
Hin- und Herspringen im Grenzbereich hätte insbesondere beim Spurspringen
negative Auswirkungen, da in diesem Fall das Mirror-Signal zum Zählen der
Spuren verwendet wird und somit unter Umständen eine zu hohe Anzahl Spuren
gezählt
würde. Die
Schwellwert-Bildemittel sind im einfachsten Fall Addierer beziehungsweise
Subtrahierer, die einen vorgegebenen Hysterese-Wert vom Referenzwert addieren
bzw. subtrahieren. Der vorgegebene Wert kann dabei auf die jeweiligen
Gegebenheiten des Geräts
oder des optischen Aufzeichnungsträgers angepaßt sein. Der Referenzwert kann
aus einer Referenztabelle stammen oder vorteilhafterweise adaptiv ermittelt
sein. Das Signal-Bildemittel bildet das Mirror-Signal, dessen Wert
auf "L" gesetzt wird, wenn das
Eingangssignal den oberen Schwellwert überschreitet und dessen Wert
auf "H" gesetzt wird, wenn das
Eingangssignal den unteren Schwellwert unterschreitet und dessen
Wert ungeändert übernommen wird,
wenn keine dieser Bedingungen zutrifft. Eine einfache Möglichkeit,
ein derartiges Signal-Bildemittel
zu realisieren besteht in der Verwendung eines RS-Flip-Flop.
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Erfindungsgemäß weist
der adaptive Referenzwertgeber ein digitales Tiefpaßfilter
auf. Dies hat den Vorteil, daß Gleichspannungsanteile
und Niederfrequenzanteile aufintegriert werden und somit ein geänderter
Referenzwert ausgegeben wird. Dieser Referenzwert verändert dann
die Relation L:H so lange, bis ein Verhältnis 1:1 erreicht ist. Gleichspannungsanteile
schlagen sich in ungleichmäßiger Verteilung
der Anteile L und H des Mirror-Signals nieder, welches beim Spurspringen
aber Idealerweise ein Verhältnis
L:H = 1 hat, da die Spuren und die Zwischenräume gleiche Breite aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin
vorgesehen, bereits das modulierte Signal einem Analog-Digital-Wandler
zuzuführen,
der lediglich einen eingeschränkten
Wertebereich digitalisiert. Dies kann z.B. der Bereich zwischen
70% und 100 des maximalen Signals sein. Dies hat den Vorteil, daß lediglich
derjenige Bereich der Signalamplitude weiterverarbeitet wird, in
dem die zu lesende Information enthalten ist. Werte, die außerhalb
dieses Bereichs liegen, sind im allgemeinen durch Fehler verursacht
oder so stark beeinträchtigt,
daß sie
sinnvollerweise nicht weiterverwendet werden und daher außer acht
gelassen werden können.
Da der Analog-Digital-Wandler nur einen geringeren Bereich von Eingangswerten
abdecken muß,
kann er bei gleicher Komplexität
Ausgangswerte einer höheren
Genauigkeit liefern, bzw. bei gleichbleibender Genauigkeit einfacher
aufgebaut sein.
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Erfindungsgemäß wird an
den Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
ein Defektdetektor angeschlossen, was den Vorteil hat, daß dieser
digital ausführbar
ist, ohne einen zusätzlichen
Analog-Digital-Wandler zu erfordern.
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Besonders
vorteilhaft ist es, den Defektdetektor als binären Zähler auszuführen, da dann die Erzeugung
eines Defekt-Signals mittels einfach aufgebauter Standardbauteile
möglich
ist. Hierbei wird die Eigenschaft des modulierten Signals genutzt,
im Normalfall nie über
einen längeren
Zeitraum höher als
50% des Maximal-Werts zu liegen. Andernfalls liegt ein Defekt vor.
Der binäre
Zähler
zählt dabei
den Takt, wird vom höchstwertigen
Bit des digitalisierten modulierten Signals auf 0 gesetzt und gibt dann
eine Defektmeldung aus, wenn eine vorgebbare Anzahl von Takten verstreicht,
ohne daß er
erneut auf 0 gesetzt worden ist.
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Das
im Verfahrensanspruch angegebene Verfahren zum Ändern eines Betriebsparameters "Referenzwert" insbesondere eines
erfindungsgemäßen Geräts zum Beschreiben
oder Lesen optischer Aufzeichnungsträger kommt vorteilhafterweise
bei den oben genannten Geräten
zur Anwendung. Dieses Verfahren ermöglicht es, auf Einstellungen
von Standardwerten bei der Produktion entsprechender Geräte zu verzichten,
da der Referenzwert mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens adaptiv an geänderte Gegebenheiten
angepaßt
werden kann.
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Weiter
Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
entnehmen, wobei die Erfindung aber nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist. Dabei zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines
erfindungsgemäßen Geräts;
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2 eine Darstellung einiger
wichtiger Signale, die bei einem erfindungsgemäßen Gerät auftreten;
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3 eine schematische Darstellung
eines Hüllkurvendetektors
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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4 eine schematische Darstellung
eines Hüllkurvendetektors
gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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5 eine schematische Darstellung
eines adaptiven Referenzwertgebers;
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6 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Komparatoreinheit
und
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7 einen erfindungsgemäßen Defektdetektor
in schematischer Darstellung.
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In 1 ist ein Blockdiagramm
eines erfindungsgemäßen Geräts dargestellt.
Hierbei wird ein analoges, vom Detektionsmittel des Geräts kommendes,
entsprechend der auf dem optischen Aufzeichnungsträger gespeicherten
Informationen moduliertes Signal HF einem Spurdetektor 1 zugeführt, welcher
das Mirror-Signal M und ein Defektsignal D abgibt. Der Spurdetektor 1 weist
einen Hüllkurvendetektor 2 auf,
dessen Ausgangssignal, das Hüllkurvensignal
HS, einer Komparatoreinheit 3 zugeführt wird, deren Ausgangssignal
das Mirror-Signal M ist. Der andere Eingang der Komparatoreinheit 3 ist
mit dem Ausgang eines adaptiven Referenzwertgebers 4 verbunden,
an dessen Eingang das Mirror-Signal M anliegt. Zusätzlich ist
der Spurdetektor 1 mit einem Defektdetektor 5 versehen,
welcher aus dem Eingangssignal das Defektsignal D erzeugt. Im Ausführungsbeispiel
arbeitet der Spurdetektor 1 auf digitaler Basis, weshalb
das analoge modulierte Signal HF zunächst mittels eines Analog-Digital-Wandlers 6 digitalisiert
und mittels eines Invertierers 7 invertiert wird. Der Invertierer 7 kann
auch bereits dem Spurdetektor 1 zugeordnet werden, andererseits
ist es aber ebenfalls möglich,
die Reihenfolge von Analog-Digital-Wandler 6 und Invertierer 7 zu
vertauschen, wobei der Invertierer in diesem Fall ein analoges Bauteil
ist. Nachdem das modulierte Signal HF digitalisiert und invertiert
ist, gelangt es als Signal HFI an den Eingang des Spurdetektors 1.
Der Hüllkurvendetektor 2 bildet
daraus eine obere Hüllkurve,
welche in der Komparatoreinheit 3 mit einem vom Referenzwertgeber 4 abgegebenen
Referenzwert R verglichen wird. Die Komparatoreinheit 3 erzeugt
das Mirror-Signal M, welches einerseits ausgegeben und andererseits vom
adaptiven Referenzwertgeber 4 dazu genutzt wird, den Referenzwert
R gegebenenfalls anzupassen.
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In 2 sind einige wichtige Signale
dargestellt, die bei einem erfindungsgemäßen Gerät auftreten. Man erkennt das
digitalisierte und invertierte modulierte Signal HFI, welches innerhalb
des Wertebereichs a des Analog-Digital-Wandlers 6 liegt. Alle oberhalb
bzw. unterhalb dieses Wertebereichs a liegenden Werte nehmen entweder
den oberen oder den unteren Grenzwert des Wertebereichs a an. Der Wertebereich
a ist so gewählt,
daß er
die sinnvollerweise auftretenden Werte enthält. Aus dem invertierten Signal
HFI wird mittels des Hüllkurvendetektors 2 ein
Hüllkurvensignal
HS erzeugt. Das Signal HS nimmt den Wert des Signals HFI an, wenn
letzterer größer ist
als der vorhergehende Wert des Signals HS, ansonsten nimmt das Signal
HS einen fallenden Verlauf an. Ausführungsbeispiele zum Hüllkurvendetektor 2 sind
im folgenden zu 3 und 4 beschrieben. In der Komparatoreinheit 3 wird
das Hüllkurvensignal
HS mit einem Referenzwert R verglichen. Fällt das Hüllkurvensignal HS unterhalb
einen unteren Schwellwert S1, so wird das Mirror-Signal M auf ein Level "High" gesetzt, übersteigt
das Hüllkurvensignal HS
anschließend
einen oberen Schwellwert S2, so wird das Mirror-Signal M auf "Low" gesetzt. Entsprechende Übergänge treten
in 2 an den mit b bzw. c
gekennzeichneten Stellen auf. Oberer Schwellwert S2 und unterer
Schwellwert S1 werden, wie weiter unten beschrieben, in Abhängigkeit
vom Referenzwert R gebildet. Dieser wiederum wird im adaptiven Referenzwertgeber 4 so
gebildet, daß das
zeitliche Verhältnis
von High- zu Low-Phase des Mirror-Signals M beim Spurspringen den Wert
1 annimmt.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform
des Hüllkurvendetektors 2.
Dessen Eingangssignal HFI ist das mittels des Analog-Digital-Wandlers 6 digitalisierte
und mittels des Invertierers 7 invertierte modulierte Signal
HF. Der Analog-Digital-Wandler 6 arbeitet dabei mit einer
Taktfrequenz f1. Das invertierte Signal HFI wird in einem Komparator 8 mit
dem Hüllkurvensignal
HS, dem Ausgangssignal des Hüllkurvendetektors 2 verglichen.
Das Ausgangssignal des Komparators 8 steuert einen 2:1
Selektor 9. Derjenige Eingang des Selektors 9,
an dem das Signal HFI anliegt, wird dann mit dem Ausgang des Selektors 9 verbunden,
wenn der Komparator 8 ein Signal ausgibt, das anzeigt,
daß das
Signal HFI größer als
das Signal HS ist. Anderenfalls wird der andere, der zweite Eingang
des Selektors 9 mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang
des Selektors 9 ist mit einem Register 10 verbunden,
welches ebenfalls mit der Frequenz f1 getaktet wird und an dessen
Ausgang das Hüllkurvensignal
HS abgreifbar ist. Das Hüllkurvensignal
HS wird dem Eingang eines Multiplizierers 11 zugeführt, dessen
Multiplikationskoeffizient kleiner als 1 gewählt ist. Der Ausgang des Multiplizierers 11 ist
mit dem zweiten Eingang des Selektors 9 verbunden. Die
Funktionsweise des in 3 dargestellten
Hüllkurvendetektors 2 ist
wie folgt: Solange das invertierte Signal HFI größer ist als das Hüllkurvensignal
HS wird der Wert des invertierten Signals HFI in das Register 10 geschrieben
und im nächsten
Takt als Hüllkurvensignal
HS ausgegeben. Andernfalls wird der vom Multiplizierer 11 ausgegebene
Wert in das Register 10 geschrieben und im nächsten Takt als
Hüllkurvensignal
HS ausgegeben. Da der Koeffizient des Multiplizierers kleiner als
1 ist, nimmt der Wert des Hüllkurvensignals
HS mit der Zeit ab, solange die Bedingung HFI < HS gilt.
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In 4 ist ein vereinfachter
Hüllkurvendetektor 2' dargestellt.
Er entspricht größtenteils
dem zu 3 beschriebenen
Hüllkurvendetektor 2,
so daß hier
nur die im Vergleich dazu abweichenden Bauteile und Funktionen beschrieben
werden. Statt des Multiplizierers 11 ist ein Volladdierer 12 vorgesehen. An
dessen Eingängen
liegen zum einen das Hüllkurvensignal
HS und zum anderen ein fester, vorgebbarer Wert, hier –1, an.
Der Ausgang des Volladdierers 12 ist mit dem zweiten Eingang
des Selektors 9 verbunden, der Übertrag C des Volladdierers 12 wird
einem Register 10' zugeführt. Der
Inhalt des Registers 10' wird
gelöscht,
wenn der Übertrag
C = 0 ist und bleibt ungeändert
wenn der Übertrag
C = 1 ist. Da der Volladdierer 12 die am Eingang befindliche
Konstante – 1
in Zweierkomplement-Darstellung
erhält,
ist der Übertrag
C nur dann 0, wenn bereits das Hüllkurvensignal
HS den Wert 0 hat. Die zu 4 beschriebene Form
des Hüllkurvendetektors 2' läßt sich
auf digitaler Basis einfacher darstellen, als die zu 3 beschriebene, liefert
aber dennoch ein geeignetes Hüllkurvensignal
HS.
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5 zeigt in schematischer
Darstellung einen adaptiven Referenzwertgeber 4. Dabei
sind Datenleitungen, die mehr als 1 Bit parallel übertragen,
in den 5 und 6 mit einem Querstrich und
der Angabe der Anzahl der parallel übertragenen Bits gekennzeichnet.
Das Mirror-Signal M wird einem 2:1-Selektor 13 zugeführt, der
ein Signal –1
abgibt, wenn das Mirror-Signal den Pegel "High" aufweist
und ein Signal +1, wenn das Mirror-Signal den Pegel "Low" aufweist. Das Ausgangssignal
des Selektors 13 besteht aus 2 Bit, in Zweierkomplement-Darstellung
entspricht somit der Wert –1
der Dualzahl 11D und der Wert +1 der Dualzahl 01D. Der Ausgang des
Selektors 13 ist mit einem Digital-Flip-Flop 14 verbunden, welches
mit einer Frequenz f2 getaktet wird. Der Ausgang des Digital-Flip-Flop 14 ist
mit dem Eingang eines Addierers 15 verbunden, welcher Werte
in 10-Bit-Darstellung verarbeitet. Daher ist zwischen das Digital-Flip-Flop 14 und
den Addierer 15 eine Vorzeichenerweiterung zwischengeschaltet,
in der das höherwertige
Bit MSB der 2-Bit-Darstellung
auf die neun höherwertigen
Bits der 10-Bit- Darstellung übertragen
wird, während
das tiefstwertige Bit LSB der 2-Bit-Darstellung auch für die 10-Bit-Darstellung als
LSB übernommen
wird. Der Übertragseingang des
Addierers 15 ist immer auf den Wert Null gesetzt, während der Übertragsausgang
keine Rolle spielt. Der Ausgang des Addierers 15 ist mit
einem Begrenzer 16 verbunden.
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Der
Begrenzer 16 begrenzt den an seinem Eingang anliegenden
Wert in 10-Bit-Darstellung auf einen Wert in 9-Bit-Darstellung. Da die
Werte in 9-Bit 2er-Komplement-Darstellung
von –512
bis +511 in dezimaler Darstellung reichen können, werden Eingangswerte,
die außerhalb
dieses Bereichs liegen als –512
bzw. +511 vom Begrenzer 16 ausgegeben.
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Der
Ausgang des Begrenzers 16 ist mit dem Eingang eines Digital-Flip-Flop 17 verbunden,
welches mit der Frequenz f2 getaktet ist. Am Ausgang des Digital-Flip-Flops 17 liegt
der interne Referenzwert RI an. Der Ausgang des Digital-Flip-Flop 17 ist einerseits über eine
Vorzeichenerweiterung auf 10 Bit mit dem zweiten Eingang des Addierers 15 verbunden
und andererseits mit dem Eingang eines Verminderungsmittels 18.
Letzteres gibt nur die sechs höherwertigen
Bit des internen Referenzwertes RI als Referenzwert R ab. Der interne
Referenzwert RI wird also im Addierer 15 in Abhängigkeit
vom Wert des Mirror-Signals M um den Wert 1 erhöht oder erniedrigt, im Begrenzer
auf einen Maximalwert begrenzt und im nächsten Takt vom Digital-Flip-Flop 17 als
aktueller interner Referenzwert RI ausgegeben. Da der Referenzwert
R nur aus den sechs höherwertigen
Bit des internen Referenzwerts RI besteht, führen geringfügige Schwankungen
im Wert RI nicht zu einem Schwanken des Referenzwerts R. Der Referenzwert
R wird angepaßt,
wenn das Verhältnis
H:L im Mirror-Signal M über
einen längeren
Zeitraum gemittelt vom Wert 1 abweicht. Der Referenzwertgeber 4 ist
im Ausführungsbeispiel
als einfaches Tiefpaßfilter
angegeben, die Reduzierung auf 6 Bit erfolgt wegen des Verstärkungsfaktors
1/8 dieses Tiefpaßfilters.
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Die
Taktfrequenz f1 = 8,4672 MHz ist die Frequenz, mit der das HF-Signal,
d.h. das Datensignal verarbeitet wird. Da das Mirror-Signal M eine
maximale Frequenz im Bereich von etwa 20 MHz aufweist, ist es sinnvoll,
die zur Bearbeitung des Mirror-Signals M verwendete Frequenz kleiner
zu wählen
als f1, um die Kosten der Bauteile, insbesondere des Digitalfilters
gering zu halten. Im Ausführungsbeispiel
ist daher eine Frequenz f2 = 44,1 kHz gewählt worden.
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Der
Referenzwert R wird mittels des adaptiven Referenzwertgebers 4 so
angepaßt,
daß ein 50%-Duty-Cycle
im Mirror-Signal M, d.h. ein Verhältnis H:L = 1 erreicht wird.
Da die Spurbreite und die Breite des Bereichs zwischen zwei Spuren
des optischen Aufzeichnungsträgers
gleich oder zumindest nahezu gleich sind, hat das Mirror-Signal
M Idealerweise einen derartigen Verlauf während eines Spurspringvorgangs.
Ist dies nicht der Fall, so werden entweder die Phasen, in denen
das Mirror-Signal "High" ist länger als
diejenigen in denen es "low" ist oder umgekehrt.
Der adaptive Referenzwertgeber 4 weist somit ein Tiefpaßfilter
erster Ordnung auf, welches Gleichspannungs- und niederfrequente Komponenten integriert.
Niederfrequente Komponenten können beispielsweise
durch vertikale Verkippungen des Aufzeichnungsträgers, durch Änderungen
in der Intensität
des vom Aufzeichnungsträger
reflektierten Lichts oder durch die Exzentrizität des Aufzeichnungsträgers hervorgerufen
werden.
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In 6 ist eine erfindungsgemäße Komparatoreinheit 3 dargestellt.
Der Referenzwert R wird von 6 auf 8 Bit erweitert, indem die drei
führenden
Bit des 8-Bit-Werts den Wert des höchstwertigen Bit des 6-Bit-Wertes
annehmen. Der erweiterte Wert des Referenzwerts R wird einem ersten
Addierer 19 und einen zweiten Addierer 20 zugeführt. Ein
Hysteresewert H, der den Abstand zweier vom Referenzwert R aus bestimmter
Schwellwerte S1, S2 bestimmt, ist im Ausführungsbeispiel als 6-Bit-Digitalwert
vorgegeben. Er wird durch Ergänzung
der beiden höchstwertigen
Bits, die beide 0 gesetzt sind, auf einen 8-Bit-Wert erweitert.
Der Hysterese-Wert H wird nun dem zweiten Eingang des ersten Addierers 19,
sowie über
einen 8-Bit-Invertierer 21 dem zweiten Eingang des zweiten
Addierers 20 zugeführt.
Am Übertragseingang
des ersten Addierers 19 liegt der Wert 0 an, während am Übertragseingang
des zweiten Addierers 20 der Wert 1 anliegt. Am Ausgang
des ersten Addierers 19 wird somit der obere Schwellwert
S2 ausgegeben, am Ausgang des zweiten Addierers 20 der
untere Schwellwert S1.
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Das
MSB der Schwellwerte S1 bzw. S2 wird invertiert, bevor es an den
jeweiligen Eingang B der Komparatoren 23 bzw. 22 gegeben
wird, um von der 2er-Komplement-Darstellung (–128 bis +127) in die Offset-Binary-Zahlendarstellung
(0 bis 255) zu gelangen.
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Der
obere Schwellwert S2 wird an den zweiten Eingang eines ersten Komparators 22 geführt, der
untere Schwellwert S1 an den zweiten Eingang eines zweiten Komparators 23.
An den ersten Eingängen
der Komparatoren 22 und 23 liegt das Hüllkurvensignal
HS an. Der erste Komparator 22 gibt ein Signal "Low" ab, wenn das Hüllkurvensignal
HS größer ist
als der obere Schwellwert S2. Der zweite Komparator 23 gibt
ein Signal "Low" ab, wenn das Hüllkurvensignal
HS kleiner ist als der unter Schwellwert S1. Die Ausgänge der
Komparatoren 22 und 23 sind auf ein 2-Bit-Digital-Flip-Flop 24 gelegt,
welches mit der Taktfrequenz f1 getaktet ist. Die Ausgänge des
Flip-Flop 24 sind mit den Eingängen eines RS-Flip-Flop 25 verbunden.
Das RS-Flip-Flop 25 arbeitet "low active", d.h., wenn das Flip-Flop 24 ein "Low"-Signal an den mit
S gekennzeichneten Set-Eingang des RS-Flip-Flops abgibt, so wird
dessen Ausgang auf 1 gesetzt. Liegt dagegen ein "Low"-Signal
an dem mit "R" gekennzeichneten
Reset-Eingang des
RS-Flip-Flops 25 an, so wird dessen Ausgang auf 0 gesetzt.
In allen anderen Fällen
wird der zuletzt gültige
Ausgangswert beibehalten. Somit liegt am Ausgang des RS-Flip-Flops 25 das
Mirror-Signal M an.
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7 zeigt einen erfindungsgemäßen Defektdetektor 5 in
schematischer Darstellung. Im Ausführungsbeispiel ist dazu ein
binärer
Zähler 26 vorgesehen,
welcher mit vier Bit arbeitet. Am Clock-Eingang CK liegt eine Taktfrequenz
f3 an, die im Ausführungsbeispiel
f3 = 88,2 kHz beträgt.
Bei jeder steigenden Flanke des am Clock-Eingang CK anliegenden
Taktes wird der Zähler
um ein Bit erhöht.
Dabei stellt QA das niedrigste, QD das höchstwertige Bit dar. Am Rücksetzeingang
CLEAR des Zählers 26 liegt
das höchstwertige
Bit des digitalisierten hochfrequenten Eingangssignals HF an, welches
hier als HF' gekennzeichnet
ist. Der Zähler 26 wird
dann auf Null zurückgesetzt,
wenn das Eingangssignal HF' größer ist
als der 50%-Wert des zu digitalisierenden Bereichs. Lediglich der
QD-Ausgang des binären
Zählers 26,
also das höchstwertige
Bit, gibt ein Ausgangssignal, das Defektsignal D, ab. Dies bedeutet, ein
Defektsignal D=1 wird nur dann abgegeben, wenn in mindestens 7 aufeinanderfolgenden
Takten mit der Taktfrequenz f3 der Wert des Signals HF' kleiner als 50%
des Maximalwerts war. Die Struktur der auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten
Informationen ist so gewählt,
daß ein
entsprechender über
50% liegender Wert im Normalfall wesentlich häufiger auftritt, so daß niedrigere
Werte in 7 aufeinanderfolgenden Takten ein relativ sicheres Kennzeichen
dafür sind,
daß ein
Defekt vorliegt. In Abhängigkeit
von äußeren Parametern,
beispielsweise des gewählten
Digitalisierungsbereichs, in dem der Analog-Digital-Wandler 6 das analoge
Eingangssignal HF digitalisiert, kann es vorteilhaft sein, die Taktfrequenz
f3 und/oder die Anzahl der Bits des Zählers 26 von den im
Ausführungsbeispiel
angegebenen Werten zu variieren, um ein geeignetes Defekt-Kriterium zu
erzielen. Es ist ebenfalls möglich,
das Defektsignal am Ausgang QC oder einem anderen Ausgang des Zählers 26 abzugreifen,
gegebenenfalls auch mit einer UND- oder ODER-Kombination zweier
oder mehrerer der Ausgänge
des Zählers 26.
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Im
unteren Teil der 7 ist
dargestellt, wie das Defektsignal D auf einfache Weise gestreckt wird,
um eine gewünschte
zeitliche Mindestlänge aufzuweisen.
Dazu ist das Defektsignal D einerseits mit einem 4-Bit-Abwärtszähler 27 sowie
dem "Load"-Eingang eines Oder-Gatters 28 verbunden. Liegt
der Wert 1 am "Load"-Eingang L an, so
wird eine vorgegebene Defektkonstante DC in den Abwärtszähler 27 geladen.
Solange zumindest eines der Register A, B, C, D des Abwärtszählers 27 nicht 0
ist, liegt auch am "Borrow"-Ausgang B' ein Wert 1 an. Der Ausgang B' ist mit dem einen
Eingang eines Und-Gatters 29 verbunden, an dessen anderem
Eingang die Taktfrequenz f3 anliegt. Der Ausgang des Und-Gatters 29 liegt
am Takteingang CK des Abwärtszählers 27 an.
Solange der Abwärtszähler eine von
0 verschiedene Zahl in seinen Registern aufweist, wird mit jedem
Taktzyklus f3 ein Abwärtszählvorgang
ausgelöst.
Ist der Zähler 27 beim
Wert 0 angelangt, so nimmt auch der "Borrow"-Ausgang B' den Wert 0 an, das Und-Gatter 29 sperrt.
Das Oder-Gatter 28 gibt ein erweitertes Defekt-Signal D' mit dem Wert D'=1 ab, wenn das Defekt-Signal
D den Wert D=1 annimmt und anschließend, so lange, bis der "Borrow"-Ausgang B' des Abwärtszählers 27 nicht
0 ist. Das erweiterte Defekt-Signal D' nimmt also während einer Mindestzeit, die
durch die Defektkonstante DC einerseits und den Takt f3 andererseits
vorgegeben ist, den Wert 1 an. Das Defektsignal D oder das erweiterte
Defektsignal D' werden
dann abgegeben, wenn für eine
gewisse Zeitdauer keine bzw. keine ausreichende Modulation im Signal
HF auftritt.
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In
einem erfindungsgemäßen Gerät sind sowohl
die Geschwindigkeit als auch die Genauigkeit des Spurspringens erhöht, da ein
sehr exaktes Mirror-Signal, welches unter anderem zum Zählen der überquerten
Spuren dient, zur Verfügung
steht.
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Zusammenfassung
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Gerät zum Beschreiben oder Lesen
optischer Aufzeichnungsträger
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Beschreiben oder Lesen
optischer Aufzeichnungsträger
(AT), welche Datenspuren zum Aufzeichnen oder Auslesen von Informationen
aufweisen. Es weist ein Abtastmittel zum Abtasten der Datenspuren
auf, ein Detektionsmittel, welches ein entsprechend der auf dem
optischen Aufzeichnungsträger
(AT) gespeicherten Information moduliertes Signal (HF) abgibt und
einen Spurdetektor (1), der mittels eines Referenzwertgebers
ein Mirror-Signal (M) erzeugt, welches anzeigt, ob das Abtastmittel
eine Datenspur abtastet oder den Bereich zwischen zwei Spuren. Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät der genannten Art vorzuschlagen,
welches ohne großen
Aufwand in der Lage ist, ein verläßliches Mirror-Signal zu bilden.
Erfindungsgemäß ist dazu
der Referenzwertgeber (4) als ein adaptiver Referenzwertgeber
ausgebildet, dem das Mirror-Signal (M) als Eingangsgröße zugeführt wird.
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Die
Erfindung ist anwendbar auf Geräte
zum Lesen und/oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger, wie
CD, CD-ROM, CD-R, DVD oder ähnlichen.
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