KR100197616B1 - 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치 - Google Patents

감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최소주기가 T인 감쇄파형의 기록펄스를 만들어 레이저 다이오드를 구동시키도록 한 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 NRZI신호의 주기에 대응하는 킥펄스와 브레이크펄스를 만든 후 이 펄스폭에 맞게 기록제어신호를 만드는 기록제어신호 발생부를 구비한다. 레이저 다이오드 구동부는 레이저 다이오드에 입력시킬 기록파워값을 세팅한다. 기록신호 발생부의 제 1, 제 2 및 제 3 스위칭소자는 기록제어신호에 따라 온/오프되어 세팅된 기록파워값이 선택적으로 입력되도록 한다. 이때 기록파워값(PW1)은 콘덴서 및 제 4 저항에 의해 감쇄 슬로우프를 형성하여 미분감쇄파형 형태의 기록신호가 레이저 다이오드로 인가되어지므로써 깨끗한 기록도메인이 형성되어 재생시 디지탈 신호의 왜곡이나 흔들림을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치
도 1은 종래의 레이저 다이오드 구동장치의 구성을 나타낸 블럭도.
도 2의 a∼f는 도 1의 각부 입출력신호를 나타낸 파형도.
도 3은 본 발명에서 제안한 레이저 다이오드 구동장치의 구성을 나타낸 블럭도.
도 4의 a∼f는 도 3의 각부 입출력신호를 나타낸 파형도.
도 5는 NRZI신호를 이용하여 감쇄파형의 기록신호를 만드는 방법을 설명하기 위한 파형도로서, a는 마크에지 펄스폭이 3T인 NRZI신호 파형도, b는 실제로 레이저 다이오드에 입력되는 기록신호 파형도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 10 : 마크에지파형 발생부3, 30 : 레이저 다이오드 구동부
4, 50 : 레이저 다이오드20 : 기록제어신호 발생부
40 : 기록신호 발생부41∼43 : 스위칭소자
44∼46, 48 : 저항47 : 콘덴서
[발명의상세한설명]
[발명의목적]
본 발명의 목적은 최소펄스폭이 3/2T인 감쇄파형의 기록펄스를 만들어 레이저 다이오드에 가함으로써 재생시 신호의 왜곡이나 흔들림을 최소화할 수 있도록 한 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 마크에지 기록시 기록도메인을 깨끗하고 타원형에 가깝게 형성하여 재생신호의 지터와 신호 대 잡음비의 저하를 없앨 수 있도록 한 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 용이하면서도 정밀부품 사용을 피하여 세트의 가격을 절감할 수 있도록 한 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치를 제공하는데 있다.
[발명이속하는기술분야및그분야의종래기술]
본 발명은 레이저 다이오드(Laser Diode)를 구동시켜 데이타를 기록하는 장치에 관한 것으로, 특히 감쇄파형의 기록펄스를 만들어 레이저 다이오드에 가함으로써 재생시 신호의 왜곡이나 흔들림을 최소화할 수 있도록 한 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치에 관한 것이다.
최근에는 산업사회가 발전함에 따라 고속전송율을 요구하는 데이타의 기록 및 재생이 행해지고, 이러한 기록매체로서 미니디스크(MD), 광자기디스크(MOD)가 주로 시판되고 있다. 디스크에 데이타를 기록하는 방법을 설명하면, 기록할 데이타는 최종적으로 피트(pit)라는 돌기모양의 형상으로 디스크에 기록된다. 즉, 디스크의 아랫면에는 수직방향으로 소정간격만큼 떨어진 위치에 헤드가 설치되는데, 디스크가 정해진 속도로 회전할 때 헤드는 픽업(pick-up)장치가 레이저빔을 쏘아 가열시킨 디스크의 자성막위치에 자계를 변조시켜 데이타를 기록하는 것이다. 이와 같이 기록된 신호를 읽어내기 위해 픽업장치는 디스크에 접촉하지 않고 피트에 레이저빔을 쏘아서 그 반사광을 전기신호로 변환함으로써 신호를 재생한다. 즉, 데이타가 기록된 디스크면에 레이저를 투사하고, 디스크로부터 반사되어 돌아온 빛을 헤드가 받아서 전기적인 신호로 변환함으로써 기록된 데이타가 0 또는 1임을 판단하는 것이다.
도 1은 종래의 레이저 다이오드 구동장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 2의 a∼f는 도 1의 각부 입출력신호를 나타낸 파형도이다. 도 1에서 부호 1은 마크에지(Mark Edge)파형 발생부로, 도 2의 a에 도시된 것처럼 직렬 2진(0과 1) 정보인 기록데이타와, 도 2의 b와 같은 기준클럭신호가 각각 입력된다. 마크에지파형 발생부(1)는 입력된 임의의 데이타(기록데이타)를 기준클럭신호에 동기시켜 데이타의 마크에지파형, 즉 영비복귀 반전(Non Return to Zero Inverted; 이하 NRZI라고 한다)신호를 만든다. 이 NRZI신호(도 2의 c파형 참조)는 직렬 2진데이타를 기준클럭신호에 동기시켜 신호의 반전, 비반전에 대응시키는 방법에 의하여 만들어진다.
마크에지파형 발생부(1)의 출력단에는 기록펄스 발생부(2)가 연결되어, 입력된 NRZI신호의 주기(T)에 대응하는 기록펄스열(Write Pulse Train)을 만든다. 이 기록펄스열은 도 2의 d에 도시된 것처럼 NRZI신호의 주기 2T∼8T에 각각 대응하는 파형이다. 기록펄스 발생부(2)의 출력단에 연결된 레이저 다이오드 구동부(3)는 입력된 기록펄스열에 따라 레이저 다이오드(4)에 전류가 흐르게 하여 도 2의 e에 도시된 것과 같은 기록도메인(Domain)을 형성한다.
그러면 픽업장치에 위치한 레이저 다이오드(4)가 발진신호에 의해 발광하여 레이저빔을 디스크면에 쏘게 되고, 헤드는 레이저빔에 의해 가열된 자성막위치에 자계를 변조시켜 데이타를 기록하게 된다. 도 2의 f는 상기와 같은 과정을 거쳐 데이타가 기록된 디스크면에 레이저빔을 투사하고, 반사된 빛을 헤드가 받아 전기적인 신호로 변환한 재생신호 파형도이다.
[발명이이루고자하는기술적과제]
이와 같이 종래에는 NRZI신호의 주기에 따라 펄스폭이 달라지는 발진신호(기록펄스열)를 만들어 레이저 다이오드를 구동하였다. 그러나 이러한 종래기술에 의하면 기록펄스열을 만들 때 고밀도 기록/재생 시스템으로 가면 갈수록 펄스폭이 좁아지게 된다. 그러므로 기록펄스열의 ½T파형을 만들 때 현재 시판되는 소자(Devices)의 응답시간(Response Time)등 여러가지 문제로 인하여 펄스폭이 좁은 ½T파형을 정확하게 만들기가 어려운 문제점이 생긴다. 이로 인해 레이저 다이오드 구동장치의 구성이 까다로워지고, 아울러 세트(Set)의 가격도 높아지게 된다.
또한 기록조건의 최종목표는 기록도메인을 깨끗하게 형성하여 재생시 문제가 없게 하는 것이다. 그러나 종래기술에 의하면 기록도메인이 깨끗하고 타원형에 가까운 모양으로 형성되지 않는다. 특히, 펄스폭이 좁은 ½T펄스에 의해 레이저 다이오드의 온/오프동작이 빠른 속도로 반복되지만, 이 온/오프동작은 깨끗한 기록도메인을 형성하는데 그다지 큰 영향이 없다. 그러므로 재생신호에 지터(Jitter)가 포함되어 신호가 왜곡되거나 흔들리는 현상이 발생되고, 반송파 대 잡음비(Carrier to Noise Ratio, C/N비)도 저하되는 등의 문제점이 있었다.
[발명의구성및작용]
따라서, 본 발명의 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치는 마크에지파형 발생부에서 출력된 NRZI신호의 주기에 대응하는 킥펄스와 브레이크펄스를 만들고, 이 펄스폭에 맞게 기록신호 발생부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 기록제어신호를 만드는 기록제어신호 발생부를 구비한다. 기록신호 발생부에 연결된 레이저 다이오드 구동부는 실제로 레이저 다이오드에 입력시킬 기록파워값을 세팅한다. 기록신호 발생부의 제 1 내지 제 3 스위칭소자는 입력된 기록제어신호에 따라 온/오프되어 세팅된 기록파워값이 선택적으로 입력되도록 한다. 이때 기록파워값(PW1)은 콘덴서 및 제 4 저항에 의해 감쇄 슬로우프를 형성하여 미분감쇄파형 형태의 기록신호가 레이저 다이오드로 인가되어진다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에서 제안한 레이저 다이오드 구동장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 3에서 부호 10은 마크에지파형 발생부로, 직렬 2진 정보인 기록데이타와 기준클럭신호가 각각 입력된다. 마크에지파형 발생부(10)는 입력된 임의의 데이타(기록데이타)를 기준클럭신호에 동기시켜 데이타의 마크에지파형(NRZI신호)을 만든다. 마크에지파형 발생부(10)의 출력단에는 기록제어신호 발생부(20)가 연결되어, 입력된 NRZI신호의 주기(nT)에 대응하는 킥펄스(Kick Pulse)와 브레이크펄스(Brake Pulse)를 만든다. 그리하여 이 킥펄스와 브레이크펄스에 맞게 기록신호 발생부(40)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 기록제어신호를 만든다.
기록제어신호 발생부(20)의 출력단에는 기록신호 발생부(40)가 연결되고, 기록신호 발생부(40)에 연결된 레이저 다이오드 구동부(30)는 실제로 레이저 다이오드(50)에 입력시킬 기록파워값(PW1, PW2, PW3)을 세팅하게 된다. 기록신호 발생부(40)는 입력된 기록제어신호에 따라 레이저 다이오드 구동부(30)의 기록파워값이 선택적으로 입력되게 함으로써 미분감쇄파형 형태의 기록신호를 만들어 레이저 다이오드(50)에 공급하게 된다.
여기서, 상기 기록신호 발생부(40)는 기록제어신호 발생부(20)의 기록제어신호에 따라 온/오프되어 레이저 다이오드 구동부(30)에서 세팅한 기록파워값이 선택적으로 레이저 다이오드(50)에 입력되도록 하는 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자(41∼43)와, 상기 스위칭소자(41∼43)에 각각 연결되어 레이저 다이오드 구동부(30)의 기록파워값을 감압하는 제 1, 제 2 및 제 3저항(44∼46)과, 제 2 스위칭소자(42)에 연결되어 레이저 다이오드(50)로 입력되는 기록파워값(PW1)을 미분감쇄파형으로 만드는 콘덴서(47) 및 저항(48)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 레이저 다이오드 구동장치의 동작 및 작용효과를 도 4 및 도 5의 파형도에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 4의 a∼f는 도 3의 각부 입출력신호를 나타낸 파형도이다. 도 4의 a에 도시된 것처럼 직렬 2진(0과 1) 정보인 임의의 기록데이타가 들어오면, 마크에지파형 발생부(10)는 이 입력데이타를 도 4의 b와 같은 기준클럭신호에 동기시켜 신호의 반전, 비반전에 대응시키는 방법으로 NRZI신호(도 4의 c파형 참조)를 만든다. 이 NRZI신호는 기록제어신호 발생부(20)로 입력되어 기록신호 발생부(40)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 기록제어신호를 만드는데 사용된다.
먼저, 기록제어신호 발생부(20)는 입력된 NRZI신호의 마크에지 펄스폭이 nT일 때 아래와 같은 수학식 1에 의거하여 킥펄스와 브레이크펄스를 만든다.
여기서, 상기 킥펄스와 브레이크펄스는 입력된 NRZI신호의 주기 2T∼8T에 각각 대응하는 파형이다. 예를 들어, 입력된 NRZI신호의 마크에지 펄스폭(nT)이 3T일 경우 상기 식에 의해 킥펄스폭은 5/2T이고 브레이크펄스폭은 T이다.
기록제어신호 발생부(20)는 상기에서 계산된 킥펄스폭과 브레이크펄스폭에 맞게 기록파워값(레이저 다이오드 파워값, PWb, PW1, PW2)이 입력되도록 디지탈 신호인 기록제어신호를 만들어 출력한다. 그러면 이 기록제어신호에 의해 기록신호 발생부(40)의 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자(41∼43)들이 온, 오프된다. 이때 레이저 다이오드 구동부(30)는 실제로 레이저 다이오드(50)에 입력시킬 기록파워값(PWb, PW1, PW2)을 세팅한다. 이렇게 세팅된 기록파워값은 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자(41∼43)의 온/오프 상태에 따라 레이저 다이오드(50)로 입력되어진다.
예를 들어, 제 1 스위칭소자(41)가 온되고 제 2 및 제 3 스위칭소자(42)(43)가 오프될 경우에는 PWb에 해당하는 기록파워값이 레이저 다이오드(50)로 인가된다. 아울러 제 2 스위칭소자(42)가 온될 경우에는 PW1에 해당하는 기록파워값이, 제 3 스위칭소자(43)가 온될 경우에는 PW2에 해당하는 기록파워값이 각각 인가되어진다. 여기서, PW1에 해당하는 기록파워값은 레이저 다이오드(50)로 인가되기 전에 기록신호 발생부(40)의 콘덴서(47)와 제 4 저항(48)에 의해 미분되어 감쇄 슬로우프(Slope)를 형성하게 된다. 기록파워값에 대응하는 감쇄 슬로우프는 아래와 같은 수학식 2에 의거하여 구한다.
단, R : 메디아 반사율 (%), PW1: 기록파워값 (mW)
도 5는 마크에지 펄스폭이 3T인 NRZI신호(a파형 참조)를 이용하여 감쇄파형의 기록신호(b파형 참조)를 만드는 방법을 설명하기 위한 파형도이다. 도시된 바와 같이, NRZI신호의 마크에지 펄스폭이 3T이므로 킥펄스폭은 5/2T, 브레이크펄스폭은 T로 계산된다. 아울러 기록파워값(PWb, PW1, PW2)은 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자(41∼43)에 의해 선택적으로 인가된다. 이때 PW1에 해당하는 기록파워값은 콘덴서(47)와 저항(48)에 의해 감쇄 슬로우프를 형성하므로 실제로 레이저 다이오드(50)에 입력되는 기록신호는 미분감쇄파형을 갖게 된다.
도 4의 c는 기록제어신호 발생부(20)로 입력되는 NRZI신호 파형도로서, 2T∼8T의 마크에지 펄스폭을 갖는다. 각 입력신호에 대해 전술된 3T의 경우와 동일한 방법으로 기록신호를 만들면, 이 감쇄파형의 기록신호(도 4의 d파형 참조)에 의해 레이저 다이오드(50)에 전류가 흘러 도 4의 e에 도시된 것과 같은 기록도메인이 형성된다. 그러면 레이저 다이오드(50)가 발광하여 레이저빔을 디스크면에 쏘게 되고, 헤드는 레이저빔에 의해 가열된 자성막위치에 자계를 변조시켜 데이타를 기록하게 된다. 도 4의 f는 상기와 같은 과정을 거쳐 데이타가 기록된 디스크면에 레이저빔을 투사하고, 반사된 빛을 헤드가 받아 전기적인 신호로 변환한 재생신호 파형도이다.
[발명의효과]
이상에서와 같이 본 발명은 최소주기가 T인 감쇄파형의 기록펄스를 만들어 레이저 다이오드에 인가하므로 재생시 디지탈 신호의 왜곡이나 흔들림을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한 마크에지 기록시 기록도메인을 깨끗하고 타원형에 가깝게 형성할 수 있으므로 재생신호의 지터와 반송파 대 잡음비의 저하를 없앨 수 있다. 본 발명의 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치는 용이하게 구성할 수 있고, 세트의 가격도 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 기록데이타를 기준클럭신호에 동기시켜 NRZI신호를 만들고 마크에지파형 발생부에서 출력된 이 NRZI신호를 이용하여 만든 기록신호에 따라 레이저 다이오드가 발광하여 데이타를 기록하는 장치에 있어서,
    상기 NRZI신호의 주기(T)에 대응하는 킥펄스와 브레이크펄스를 만든 후 이 펄스폭에 맞게 기록신호 발생부의 스위칭 동작을 제어하기 위한 기록제어신호를 만드는 기록제어신호 발생부와;
    레이저 다이오드에 입력시킬 기록파워값을 세팅하는 레이저 다이오드 구동부와;
    상기 기록제어신호에 따라 레이저 다이오드 구동부의 기록파워값이 선택적으로 입력되게 함으로써 미분감쇄파형 형태의 기록신호를 만들어 레이저 다이오드에 공급하는 기록신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기록제어신호 발생부는 입력된 NRZI신호의 마크에지 펄스폭이 nT일 때 아래와 같은 수식에 의거하여 킥펄스폭와 브레이크펄스을 계산하도록 한 것을 특징으로 하는 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기록신호 발생부는 입력된 기록제어신호에 따라 온/오프되어 레이저 다이오드 구동부에서 세팅한 기록파워값(PWb, PW1, PW2)이 선택적으로 레이저 다이오드에 입력되도록 하는 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자와; 제 1, 제 2 및 제 3스위칭소자에 각각 연결되어 레이저 다이오드 구동부의 기록파워값을 감압하는 제 1 내지 제 3 저항과; 제 2 스위칭소자에 연결되어 레이저 다이오드로 입력되는 기록파워값(PW1)을 미분감쇄파형으로 만드는 콘덴서 및 저항으로 구성하는 것을 특징으로 하는 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 콘덴서 및 저항을 거친 기록파워값(PW1)은 아래의 식에 의해 감쇄 슬로우프를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치.
    단, R : 메디아 반사율 (%), PW1:기록파워값 (mW)
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기록신호 발생부는 NRZI신호의 마크에지 펄스폭이 2T∼8T일 때 최소주기가 T인 감쇄파형의 기록펄스를 만들어 레이저 다이오드에 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 감쇄파형을 이용한 레이저 다이오드 구동장치.
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KR100517685B1 (ko) * 2001-09-04 2005-09-28 샤프 가부시키가이샤 반도체레이저구동회로 및 반도체레이저구동방법

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