ES2217816T3 - Deteccion de perturbacion en una señal de datos. - Google Patents

Abstract

Método para detectar una perturbación en una señal de datos obteniendo una señal envolvente para la señal de datos, y evaluando los cambios de la señal envolvente, que comprende las etapas de: - obtener una señal envolvente inferior y una superior para la señal de datos ajustando los valores de la señal envolvente inferior y envolvente superior respectivamente a un valor mínimo y a un valor máximo de la señal de datos medida en un intervalo de tiempo predeterminado ((n)...(m)), - calcular un valor de diferencia mediante substracción entre los valores de las señales envolventes inferior y superior, - determinar la existencia de una perturbación cuando el valor de diferencia es menor que un valor límite predeterminado.

Description

Detección de perturbación en una señal de datos.

La invención se refiere al campo de la detección de perturbaciones en una señal de datos.

La detección de perturbación en una señal de datos es utilizada para detectar anomalías en el comportamiento de la señal de datos. La señal de datos puede ser, por ejemplos una señal de lectura de una unidad óptica como un CD o un reproductor de DVD o cualquier otro tipo de dispositivo de lectura de datos. La detección de perturbación es requerida para iniciar una paralización de algunas partes de un sistema de servo procesamiento y de adquisición de datos, mientras que los datos no se pueden utilizar debido a puntos negros, por ejemplo, arañazos, puntos de plata o huellas dactilares sobre un soporte de datos. Es ventajoso reconocer las perturbaciones tan rápido como sea posible con el fin de fijar la adquisición de datos y liberarlos de nuevo después.

La señal de datos tiene un comportamiento dinámico, que puede estar limitado entre una envolvente superior y una inferior. En el caso de una perturbación en la señal de datos, el comportamiento dinámico es modificado y un valor de diferencia que es igual a la resta entre los valores de la envolvente superior e inferior, puede ser más pequeño que un valor límite predeterminado. La supervisión del valor de diferencia, cuando es menor que el valor límite predeterminado, permite determinar en qué caso se detecta una perturbación en la señal de datos.

No obstante, se produce un retardo entre el caso de un defecto y su detección puesto que la señal envolvente es conformada en circuitos analógicos a partir de la señal de datos por un circuito de detección de pico o un filtro paso bajo. En los dispositivos digitales, la envolvente superior se ajusta a un valor de la señal de datos cuando el valor de este último es mayor que el valor de la envolvente superior. Si durante un periodo de tiempo determinado, el valor de la envolvente superior no ha aumentado, entonces, se reducirá escalonadamente por un valor predeterminado.

La envolvente inferior se ajusta, de modo similar a la envolvente superior, a un valor de la señal de datos cuando el valor de esta última es menor que el valor de la envolvente inferior. Si durante un periodo de tiempo determinado, el valor de la envolvente inferior no se ha reducido, entonces, se aumentará en el valor predeterminado.

Por tanto, si la señal de datos se altera, por ejemplo, adopta un comportamiento dinámico relativamente bajo, los valores de envolvente superior y/o inferior tienden a aproximarse a la señal de datos y el valor de diferencia se vuelve más pequeño que el valor límite predeterminado. Un retardo de tiempo en el que los valores de envolvente superior o inferior alcanzan un valor próximo al valor de la señal de datos, depende del periodo de tiempo, a medida que los valores de envolvente superior o inferior en caso de cambios rápidos siguen el valor de señal de datos, especialmente, si los valores de envolvente disminuyen o aumentan de forma escalonada como se mencionó anteriormente. El lapso de tiempo parece ser relativamente largo en la mayoría de los casos de perturbación. Como consecuencia de ello, la detección de la perturbación, que se realiza después del lapso de tiempo, se retrasa en un tiempo relativamente largo, siguiendo la efectiva ocurrencia de la perturbación.

Con el fin de responder a una fluctuación rápida en la señal reproducida, el documento US 5.673.046 se describe un circuito de conversión analógico-digital que hace posible cancelar la fluctuación de la señal reproducida.

Un objeto de la presente invención es reducir el lapso de tiempo que se produce entre una perturbación de la señal de datos y la detección de la perturbación.

Otro objeto de la presente invención es obtener un intervalo de tiempo de duración determinada entre la perturbación y la detección de la perturbación.

El problema se ha resuelto de acuerdo con las características de las reivindicaciones independientes. Las formas de realización ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

El inconveniente de un retardo entre datos y señal envolvente se evitará si en lugar de una señal envolvente usual, se utiliza una señal envolvente que se corresponde más bien con una señal de evaluación, que se forma de tal manera que los valores de la señal envolvente se ajustan a un valor correspondiente de la señal de datos medido en un intervalo de tiempo predeterminado. Los valores de ajuste de la señal envolvente a un valor correspondiente de la señal de datos medida en un intervalo de tiempo predeterminado, tienen como ventajas generar una señal envolvente que tiene un valor constante durante un periodo de tiempo predeterminado y que sigue, también, muy rápidamente el valor de la señal de datos actual independientemente de sí la señal de datos aumenta o disminuye. Debido al ajuste de los valores de una señal envolvente a un valor correspondiente de la señal de datos medido en un intervalo de tiempo predeterminado, el retardo entre la señal de datos y el nuevo tipo de señal envolvente se corresponde como máximo con la duración del intervalo de tiempo predeterminado y es independiente de cambios de la señal de datos. El nuevo tipo de señal envolvente sigue inmediatamente a la señal de datos independiente de sí una señal de datos aumenta o disminuye. Por tanto, puede generarse una señal de perturbación muy rápidamente evaluando el nuevo tipo de señal envolvente. Tales señales de perturbación son, por ejemplo, una señal por defecto o espejo bien conocidas.

El intervalo de tiempo predeterminado es igual o mayor que una duración máxima de margen de la señal de datos. La duración máxima de margen de la señal de datos se corresponde por ejemplo con 11 periodos de reloj en el caso de un CD. Las señales de envolvente superior o inferior o ambas deben formarse de la manera mencionada anteriormente, dependiendo de la forma en que la señal de datos ha sido generada y de acuerdo con el tipo de perturbación que se ha detectado de manera rápida. Por ejemplo, un valor umbral para la curva envolvente superior puede utilizarse para generar una señal por defecto en el caso de una señal de datos acoplada actual, directa como es bien conocido en la técnica anterior. La señal espejo es generada de forma similar en un caso de este tipo. La diferencia entre la curva envolvente superior e inferior es utilizada mayoritariamente en el caso de una señal de datos acoplada actual alternativa. La invención es aplicable también a cualquier tipo de generación de señal de datos y de señal de perturbación.

Los valores de una señal envolvente superior o inferior se ajustan, respectivamente, a un valor máximo y mínimo de la señal de datos medido anteriormente en un intervalo de tiempo predeterminado y el cálculo del valor de diferencia entre una señal envolvente superior e inferior se realiza en un intervalo de tiempo posterior a dicho intervalo de tiempo predeterminado en el que se han formado las señales envolvente. En una forma de realización preferida, el intervalo de tiempo predeterminado y los intervalos de tiempo siguientes son tomados para que sean de igual duración.

Se utilizan varios intervalos de tiempo predeterminados de una manera solapada en una forma de realización adicional para un tiempo de acceso reducido adicional en el que el valor de envolvente se ajustará a un valor correspondiente de la señal de datos. De este modo, pueden generarse periodos diferentes, por ejemplo, dependientes de la dirección de la señal de datos. Los intervalos de tiempo predeterminados son dispuestos, por tanto, de manera desfasada.

Son preferidos los valores de una señal envolvente inferior, respectivamente ajustados a un primer valor medio y un segundo valor medio de la señal de datos, medidos anteriormente en intervalos de tiempo predeterminados de diferente duración para generar una señal espejo.

Un método y un dispositivo para detectar una perturbación en una señal de datos de acuerdo con la invención se describen en las reivindicaciones independientes 1 y 8, respectivamente.

Para llevar a cabo el método como se menciono anteriormente, dicho generador de señales de perturbación recibe las señales representativas de una envolvente superior e inferior generadas por un generador de envolventes que da al valor de envolvente superior e inferior, respectivamente, un valor máximo y mínimo de la señal de datos recibida en el intervalo de tiempo predeterminado. El interfaz de registro proporciona un valor límite predeterminado como valor de evaluación y el generador de señales de perturbación en esta forma de realización es un generador de señales por defecto que calcula un valor de diferencia restando la envolvente inferior de la envolvente superior. El generador de señal por defecto genera una señal por defecto cuando el valor de diferencia es menor que el valor límite predeterminado.

A continuación, los ejemplos para llevar a cabo la invención se describirán haciendo referencia a los dibujos, donde

La figura 1 contiene un gráfico de una señal envolvente superior e inferior para ilustrar una solución de la técnica anterior.

La figura 2 contiene un gráfico de una señal envolvente superior e inferior para ilustrar la invención.

La figura 3 contiene un diagrama de bloques de un dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 4 muestra una señal envolvente superior e inferior para ilustrar la generación de envolventes de acuerdo con una solución de la técnica anterior.

La figura 5 muestra el resultado de utilizar un contador de actualización de envolventes para ilustrar la generación de envolventes de acuerdo con una solución de la técnica anterior.

La figura 6 muestra el resultado comparable de acuerdo con la invención.

El gráfico de la figura 1 comprende en un eje una escala de tiempo t y en el otro eje una escala de valor de señal de datos s. Una curva 1 y una curva 2 representan respectivamente una envolvente superior y una envolvente inferior de una señal de datos (no mostrada) como se conoce en la técnica anterior. Un valor de la señal de datos está comprendido en todo momento entre las curvas 1 y 2.

Los valores de la curva 1 son ajustados a un valor de la señal de datos si este último es mayor que el primero. Si durante un intervalo de tiempo determinado \Deltat, el valor de la curva 1 no ha aumentado, entonces se reduce en un valor fijo \Deltas. Si durante una pluralidad de intervalos de tiempo determinados consecutivos, \Deltat el valor de la curva 1 fue reducido por el valor fijado \Deltas, esto da lugar a un descenso lineal de los valores de la curva 1 como se muestra en un intervalo de tiempo T de la curva 1. Por tanto, si en un momento t1, el valor en la curva 1 cae de s1 a s2, entonces el intervalo de tiempo T requerido para el valor de la curva 1 para disminuir de s1 a s2 es al menos

T = (s1-s2) \cdot \Delta t/\Delta s

Los valores de la curva 2 son ajustados al valor de la señal de datos si la última es menor que la primera. Si durante el intervalo de tiempo determinado \Deltat, el valor en la curva 2 no se ha reducido, entonces se aumenta en un valor fijo \Deltas. Durante el intervalo de tiempo T de la figura 1, los valores de la curva 2, que son en todo momento menores que los valores de la señal de datos no mostrada, disminuyen hasta un valor s3 menor o igual a s2, que es el valor de la curva 1 al final del intervalo de tiempo T.

Después del intervalo de tiempo T, se genera una señal por defecto 3 que indica que se ha producido una perturbación en la señal de datos. La señal por defecto 3 es generada cuando el valor de diferencia \Deltad = s2 - s3, es menor que un valor límite predeterminado b, es decir, \Deltad < b.

Las curvas 1 y 2 pueden obtenerse para una señal de datos, que es una señal de alta frecuencia, después de la lectura de un disco óptico, por ejemplo, un disco compacto, un disco magneto-óptico o un disco versátil digital. La perturbación que provoca la HF disminuye en valor y en su comportamiento dinámico en el inicio del intervalo de tiempo T, y la curva 1 para reducir de s1 a s2 durante el intervalo de tiempo T puede originarse por un patrón de punto negro en una pista del disco que se lee. La intensidad de la luz reflejada por un patrón de punto negro es relativamente baja y el valor de la señal HF resultante se reduce a valores relativamente pequeños.

Otras causas para perturbaciones en la señal HF pueden ser, por ejemplo, un arañazo, un punto de plata que provoca valores relativamente altos de la señal HF resultante o huellas dactilares en la pista que debe leerse.

La señal de datos puede ser, por ejemplo, una señal HF de muestreo, es decir, una señal HF para la que los valores discretos son obtenidos en intervalos de tiempo. En este caso, los intervalos de tiempo predeterminados \Deltat pueden comprender un número determinado de muestras de señal HF. Una señal por defecto debería ser alta, cuando exista muy poca información HF disponible en la señal HF. De manera que la señal por defecto es ajustada a alta si la envolvente superior menos la envolvente inferior es más pequeña que un límite b.

La señal por defecto llega tarde para un patrón de punto negro. En este ejemplo, el tiempo por defecto de punto negro es aproximadamente 0,5 seg. El servo procesamiento, que trabaja aproximadamente a 200 Khz., calculará los servo circuitos alrededor de 100 veces, mientras sucede en punto negro. Sería mejor acelerar el contador de actualización de envolvente para la creación de envolvente. No obstante, existe un límite como se mostrará más tarde. El valor límite es ajustado con software y puede utilizarse una histéresis opcional en todas las figuras.

El gráfico de la figura 2 comprende en un eje una escala de tiempo y en el otro eje una escala del valor de la señal de datos s. Una curva 4 representa de una manera simplificada el valor de la señal de datos en el instante t. La escala de tiempo t es dividida en intervalos de tiempo \Delta(n) = \Delta(n+1) = ... \Delta(m), siendo n y m enteros y un valor tal de un intervalo de tiempo que es igual a un intervalo de tiempo predeterminado que puede ser ajustado dependiendo de la actuación requerida. De acuerdo con la invención, se da a la envolvente superior un máximo s4 de los valores de la señal de datos en el intervalo de tiempo \Delta(n), dándose a la envolvente inferior un mínimo s5 de los valores de la señal de datos en el intervalo de tiempo \Delta(n). Un valor de diferencia \Deltad(n+1) = s4 - s5 ente los valores de envolvente superior e inferior es calculado posteriormente, por ejemplo, durante el intervalo de tiempo \Delta(n+1).

Los nuevos valores de envolvente superior e inferior se determinan para cada intervalo de tiempo y su valor de diferencia es calculado posteriormente durante el siguiente intervalo de tiempo. El valor de diferencia es comparado con el valor límite predeterminado b con el fin de determinar la existencia de una perturbación en la señal de datos si el valor de diferencia es más pequeño que los valores límite predeterminados b.

Durante el intervalo de tiempo \Delta(m-2), se produce una perturbación en la señal de datos que da lugar a un aumento del valor de la señal de datos. Una perturbación de este tipo puede originarse por un patrón de punto de plata sobre la pista del disco a leer.

Durante el intervalo de tiempo \Delta(m-1), la señal de datos muestra un comportamiento dinámico que parece relativamente estable. Los valores de envolvente superior e inferior se ajustan a s6 y s7, respectivamente. Durante el intervalo de tiempo \Delta(m), el valor de diferencia \Deltad(m) = s6 - s7 se calcula y se compara con el valor límite predeterminado b que se representa en la figura 2, utilizando una flecha doble 5 por razones de mejor entendimiento solamente. Puesto \Deltad(m) < b se genera una señal por defecto 55 indicando que en la señal de datos se ha producido una perturbación.

La señal por defecto 55 es generada así en el intervalo de tiempo siguiente al intervalo de tiempo \Delta (m-1) durante el cual la señal de datos ha alcanzado su valor alto relativamente estable. No se produce ningún retardo debido a un aumento lineal del valor de envolvente inferior como se conoce de la técnica anterior, y como consecuencia, el retardo entre la generación de la señal por defecto y la ocurrencia de la perturbación es acortado en comparación con la técnica anterior. El retardo menor puede obtenerse si el valor del intervalo de tiempo es elegido para comprender un tiempo de elevación de la señal de datos desde un valor normal, como por ejemplo, su valor en intervalos de tiempo \Delta(n) y \Delta(n+1) hasta un valor de perturbación relativamente alto en \Delta(m-1). En este caso, el retardo para generar la señal por defecto puede estar comprendido entre uno y dos intervalos de tiempo.

Además de las perturbaciones debido a puntos de plata, la invención puede utilizarse, por supuesto, para detectar perturbaciones provocadas por puntos negros, arañazos, huellas dactilares y otros, como en la técnica anterior.

El diagrama de bloques de la figura 3 muestra un generador de envolventes 6 que en una entrada 7 recibe una señal de datos HF y en una entrada 8 una señal representativa del intervalo de tiempo predeterminado desde un interfaz de registro 9. El generador de envolventes emite una señal envolvente superior y una inferior 10 y 11, respectivamente. Los valores de envolvente superior e inferior son iguales, respectivamente, al máximo y al mínimo de la señal de datos HF en el intervalo de tiempo predeterminado. Las señales envolvente 10 y 11 son introducidas hasta un generador de señales por defecto 12. Lo último se recibe en una entrada 14 desde el interfaz de registro 9 una señal representativa del valor límite predeterminado b. El generador de señal por defecto calcula el valor de diferencia a partir de los valores de envolvente superior e inferior y compara el valor de diferencia con el valor límite predeterminado b. Cuando el valor de diferencia es menor que el valor límite predeterminado, entonces se determina la existencia de una perturbación indicando que en la señal de datos HF se ha producido una perturbación, y el generador de señal por defecto 12 produce en una salida 13 una señal por defecto.

La figura 4 muestra una señal envolvente superior e inferior para ilustrar la generación de envolventes de acuerdo con la solución de la técnica anterior. Las curvas envolvente 1 y 2 no siguen inmediatamente la señal de datos. Una perturbación o un fallo F en la señal de datos, serán detectados por tanto muy tarde.

La figura 5 muestra el resultado de utilizar un contador de actualización de envolvente incrementada para ilustrar la generación de envolvente de acuerdo con la solución de la técnica anterior. Si la velocidad del contador de actualización de envolvente aumentara más y más, como se mencionó anteriormente, se detectarán los defectos incluso cuando no existan tales defectos. La principal razón para esto son componentes de baja frecuencia en la señal de datos como por ejemplo, señales 3T ampliadas en el caso de un CD. Existe siempre un retardo de respuesta proporcional a la velocidad del contador de actualización de envolvente. El uso de la velocidad del contador de actualización de envolvente dará lugar a la mitad del tiempo de respuesta a la señal por defecto. Tales problemas se han solucionado por la invención como se mencionó anteriormente.

La figura 6 muestra el resultado comparable de acuerdo con la invención ajustando los valores de la señal envolvente a un valor correspondiente de la señal de datos medida en un intervalo de tiempo predeterminado. Una señal por defecto correspondiente 55 se genera inmediatamente y no se detectarán los defectos adicionales incluso cuando no existan tales defectos. No se producen retardos, y como consecuencia, se acorta el retardo entre la generación de la señal por defecto y la ocurrencia de la perturbación.

Claims (8)

1. Método para detectar una perturbación en una señal de datos obteniendo una señal envolvente para la señal de datos, y evaluando los cambios de la señal envolvente, que comprende las etapas de

- obtener una señal envolvente inferior y una superior para la señal de datos ajustando los valores de la señal envolvente inferior y envolvente superior respectivamente a un valor mínimo y a un valor máximo de la señal de datos medida en un intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(n)...\Delta(m)),

- calcular un valor de diferencia mediante substracción entre los valores de las señales envolventes inferior y superior,

- determinar la existencia de una perturbación cuando el valor de diferencia es menor que un valor límite predeterminado.

2. Método para detectar una perturbación en una señal de datos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el cálculo del valor de diferencia entre una señal envolvente superior y una inferior se realiza en un intervalo de tiempo (\Delta(m)) posterior a dicho intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(m-1)) durante el que se han conformado las señales envolvente.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el intervalo de tiempo predeterminado y los intervalos de tiempo posteriores son definidos para que tengan igual duración.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(n)...\Delta(m)) es igual o mayor que la duración máxima de margen de la señal de datos.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(n)...\Delta(m)) es utilizado por superposición y de manera desfasada.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los valores de una señal envolvente superior o inferior son ajustados para ser iguales a un valor máximo y uno mínimo respectivamente de la señal de datos medida anteriormente en un intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(n)...\Delta(m)).

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los valores de una señal envolvente inferior son ajustados para ser iguales a un primer valor medio y a un segundo valor medio, respectivamente de la señal de datos medida anteriormente en intervalos de tiempo predeterminados de diferente duración para generar una señal espejo.

8. Dispositivo para detectar una perturbación en una señal de datos

obteniendo una señal envolvente para la señal de datos, y evaluando cambios de la señal envolvente, que comprende:

- un generador de envolventes (6), una entrada (7) de la que recibe una señal envolvente inferior y una superior para la señal de datos, proporcionando una señal envolvente inferior y una superior igual a un valor máximo o mínimo respectivamente de la señal de datos recibida en un intervalo de tiempo predeterminado (\Delta(n)...\Delta(m)),

- un generador de señales por defecto (12) que recibe señales representativas de una envolvente inferior y una superior generadas por el generador de envolventes (6) para calcular un valor de diferencia mediante substracción entre los valores de las señales envolventes inferior y superior y para determinar la existencia de una perturbación cuando el valor de diferencia es menor que un valor límite predeterminado,

- un interfaz de registro (9) que emite a dicho generador de envolventes (6) una señal representativa de dicho intervalo de tiempo predeterminado [(8)] (\Delta(n)...\Delta(m)), enviando a dicho generador de señales por defecto (12) una señal representativa de dicho valor límite predeterminado.