KR100199193B1 - 고속 데이타 복조를 위한 위상동기루프 회로를 가지는 광 디스크 재생 장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 방명이 속한 기술분야 : 본 발명은 광 디스크 재생 장치에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 : 디스크 회전량은 언제나 일정하게 하고 데이터를 복조하는 클럭을 데이터 위치에 따라 변화시켜 디스크 회전량 변동 등의 기구적인 면에 의한 액세스 타임의 지연을 최소화하여 고속 데이터 복조를 이룰 수 있는 위상동기 루프 회로를 가지는 광 디스크 재생장치를 제공함에 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지 : 재생데이터 위치정보에 따라 선속도가 가변되도록 내부 발진신호를 분주하여 기준 주파수(f_m)를 발생시키는 기준 주파수 제너레이터와, 상기 기준 주파수(f_m)와 내부 제1전압제어발진기의 출력신호와의 위상 오차를 검출하고, 검출된 위상오차신호전압을 필터링하여 발생된 직류전압을 오프셋 전압으로 출력하는 오프셋 전압 제너레이터와, 광 디스크로부터 재생된 데이터 스트림과 내부 제2전압 제어발진기로부터 피드백 입력되는 출력신호와의 위상오차를 검출하고, 검출된 위상 오차를 필터링하여 발생된 직류전압과 상기 오프셋 전압을 가산하여 상기 제2전압제어발진기의 중심주파수를 가변시키는 데이터 복조 위상동기루프 회로로 구성함을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도 : 광 디스크 재생장치의 위상동기루프회로에 사용할 수 있다.

Description

고속 데이터 복조를 위한 위상동기루프 회로를 가지는 광 디스크 재생장치

제1도는 종래 광 디스크 재생장치에서 데이터 복조를 위해 요구되는 클럭 신호를 발생시키기 위한 위상동기루프 회로의 블록구성도.

제2도는 종래 광 디스크 재생장치에서 스핀들모터의 속도제어를 위한 위상동기루프 회로의 블록구성도.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 고속 데이터 복조를 위한 위상동기루프회로의 블록구성도.

재4도는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어용 위상동기루프 회로의 블록구성도.

제5도는 제4도에 도시된 기준 주파수(f_m)를 발생시키기 위한 제너레이터의 블록구성도.

제6도는 제3도에 도시된 오프셋 전압(Offset Voltage : OV라함)을 발생시키기 위한 제너레이터의 블럭구성도.

본 발명은 광 디스크 재생장치에 관한 것으로, 특히 고속으로 데이터를 복조하기 위해 요구되는 클럭을 발생하는 위상동기루프 회로를 가지는 광 디스크 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 광 디스크 재생장치라함은 CDP(Compact Disc player), LDP(Laser Disc Player), MDP(Mini Disc Player) 등과 같은 광 디스크에 기록되어 있는 정보를 광학적방식에 의해 재생하는 장치를 말한다. CDP 등의 광 기록매체는 기록밀도를 높이기 위해 통상 스핀들모터를 정선속도(Constant Linear Velocity : CLV)회전방식으로 제어한다. CLV회전방식이란 동일한 선속도를 유지하기 위해 상기 내주에 픽업이 위치할 때는 상기 컴팩트 디스크를 빨리 회전시키고, 외주에 픽업이 위치할 때는 느리게 회전시켜서 일정한 선속도를 유지하는 것이다.

제1도는 종래 광 디스크 재생장치에서 데이터 복조시 요구되는 클럭을 발생시키기 위한 위상동기루프 회로의 블록구성도를 도시한 것이다. 상기 위상동기루프 회로는 픽업으로부터 리드되어 디지털화 된 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation Data)데이타와 분주기(18)로부터 피드백되어 입력되는 클럭신호를 각각 입력받아 상기 두 입력신호의 위상을 비교하여 두 입력신호의 위상차에 상응하는 위상오차 신호전압을 LPF(Low Pass Filter)(14)로 출력하는 위상검출부(Phase Detector : PD라함)(12)와, 상기 위상검출부 PD(12)로부터 출력되는 위상오차 신호전압을 저역 여파하여 고주파 노이즈성분을 제거하면 전압제어발진기(VCO)(16)로 출력하는 LPF(14)와, 상기 LPF(14)로부터 저역 여파된 출력신호의 전압에 대응하는 클럭신호를 발진하여 최종 클럭신호로 출력하는 VCO(16)로 이루어진다. 그리고 상기 VCO(16)로부터 발진된 클럭신호는 분주기(18)에서 2분주되어 상기 위상검출부 PD(12)와 EFM복조회로(20)로 입력되며, EFM복조회로(20)로 입력된 클럭은 EFM데이타 복조를 위한 클럭으로 사용된다. 그리고 상기 EFM 복조회로(20)에서는 EFM데이타 프레임을 상기 클럭으로 카운트하여 EFM동기 패턴(EFM sync pattern)을 검출하여 출력한다.

제2도는 종래 광 디스크 재생장치에서 스핀들모터(28)를 CLV방식으로 제어하기 위한 위상동기루프 회로의 블록구성도를 도시한 것으로, 상기 제1도의 EFM복조회로(20)에서 검출된 EFM 동기패턴과 발진기의 출력을 분주한 고정 주파수(f_i=7.35KHz)의 위상차를 검출하여 스핀들모터(28)의 구동을 제어하는 모터제어용 위상동기루프를 도시한 것이다.

상술한 바와 같이 클럭발생을 위한 위상동기루프 회로와 모터 제어용 위상동기루프 회로를 가지는 광 디스크 재생장치에서는, 광 픽업이 현재 위치로부터 목표위치(혹은 목표트랙)로 이동할 경우 EFM동기패턴이 검출되지 않는 관계로 모터 제어용 위상동기루프 회로가 일정 시간동안 정지될 수 밖에 없으며, 목표 위치에서 다시 EFM데이타를 리드하여 EFM 동기 패턴을 검출하기 까지에는 수백 ms(mili second)의 시간을 대기하여야 한다. 이러한 시간지연 현상은 고속의 액세스 타임을 요구하는 광 디스크 재생장치에서 상당한 손실이 아닐 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 디스크 회전량은 언제나 일정하게 하고 데이터를 복조하는 클럭을 데이터 위치에 따라 변화시켜 디스크 회전량 변동 등의 기구적인 면에 의한 액세스 타임의 지연을 최소화하여 고속 데이터 복조를 이룰 수 있는 위상동기루프 회로를 가지는 광 디스크 재생장치를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조로 하여 설명될 것이다. 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서 구체적인 많은 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

우선 제3도는 본 발명의 실시예에 따른 고속 데이터 복조를 위해 요구되는 클럭신호를 발생시키기 위한 위상동기루프 회로의 블록구성도를 도시한 것으로, 제6도에 도시된 오프셋 전압 제너레이터에서 발생된 오프셋 전압(OV)을 상기 LPF(14)의 출력과 가산하여 주기 위한 가산기(30)가 연결된 구성을 갖는다. 상기 LPF(14)의 출력에 오프셋 전압이 가산됨으로써 VCO(16)의 중심주파수는 가변된다.

한편, 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어용 위상동기루프 회로의 블록구성도를 도시한 것으로, 디스크를 CAV로 회전제어하기 위해 위상검출부 PD(22)로 인가해 주는 기준주파수(f_m)를 제외한 다른 구성요소들은 제2도에 도시한 모터제어용 위상동기루프 회로와 동일하다. 본 발명의 실시예에서는 픽업이 외주로 갈수록 기준 주파수(f_m)를 선형적으로 증가시켜 디스크를 CAV 제어하도록 구성하였다.

제5도는 제4도에 도시된 기준 주파수(f_m)를 발생시키기 위한 제너레이터의 블록구성도를 도시한 것이며, 제6도는 제5도의 구성을 갖는 기준 주파수(f_m) 제너레이터에 발생된 기준 주파수(f_m)의 증가에 대응하도록 VCO(16)의 중심주파수를 가변시키기 위한 오프셋 전압(Offset Voltage : OV라함) 제너레이터의 구성을 도시한 것이다.

제5도를 참조하면, 기준 주파수(f_m)를 발생시키기 위한 제너레이터는, 마이컴(도시하지 않았음)으로부터 제공되는 불연속적인 타임(time)정보에 의해 분주비가 세팅되고 오실레이터로부터 발진된 신호를 분주(f_m')하여 출력하는 제1분주기(32)와, 상기 제1분주기(32)에서 분주된 주파수(f_m')와 제2분주기(42)에서 2차 분주된 신호 사이의 위상차를 검출하여 그에 따른 위상오차 신호전압을 출력하는 PD(34)와, 상기 불연속적인 타임정보에 의해 분주된 값을 보다 연속적인 값으로 변환시키기 위한 협대역 LPF(36)와, 상기 LPF(36)의 출력전압에 비례하는 기준 주파수(f_m)를 발진하여 출력하는 VCO(38) 및 제3분주기(40)로 구성된다.

상술한 제너레이터는 불연속적인 타임정보에 의해 분주된 제1주파수(f_m')를 협대역 LPF(36)를 사용한 위상동기루프 회로를 이용함으로써 보다 연속적인 변화를 갖는 기준 주파수(f_m)를 발생시킬 수 있다.

한편 기준 주파수(f_m) 제너레이터에서 발생된 기준 주파수(f_m)는 제6도에 도시된 오프셋 전압(OV) 제너레이터의 위상검출부 PD(52)에 입력된다. 따라서 위상검출부 PD(52)에서는 상기 기준 주파수(f_m)와 분주기(58)로부터 출력되는 신호와의 위상차에 따른 위상오차 신호전압이 발생되고, 상기 위상오차 신호전압은 다시 LPF(54)를 통해 직류전압으로 저역여파되고 증폭기(60)에서 증폭되어 오프셋 전압(OV)으로 출력된다.

이하 제3도 내지 제6도를 참조하여 정각속도 회전방식으로 스핀들모터를 제어함과 아울러, 데이터를 복조하는 클럭을 픽업위치에 따라 변화시킴으로써 고속으로 데이터를 복조하는 위상동기루프 회로의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 CLV로 데이터가 기록된 디스크를 CAV로 제어하게 되면, 픽업이 외주로 이동할수록 선속도는 선형적으로 증가하게 된다. 따라서 제4도에서 위상검출부 PD(22)의 입력신호인 기준주파수(f_m)를 픽업위치가 외주로 갈수록 선형적으로 증가시킨다. 만약 디스크 최내주의 반경을 R₀, 최내주에서의 기준주파수를 f_m0(=7.35KHz)라 하면, 디스크 반경이 R_i(=R₀+ΔRi : ΔR은 트랙간 거리, i는 최내주로부터 i번째 트랙)일 경우 기준 주파수 f_m는 하기 수학식 (1)과 같다. 한편 R₀값은 기준이 되는 디스크 회전배속을 결정할 수 있는 기준 위치로써 최내주 트랙 혹은 중간 트랙으로 설정할 수 있다.

만약 상기 기준주파수 f_m이 증가하면 디스크로부터 얻어지는 EFM동기 패턴이 상기 기준주파수 f_m과 동일하게 되도록 시핀들모터의 위상동기루프 제어가 이루어지므로 모터의 회전속도 또한 선형적으로 증가한다. 상기 기준주파수 f_m의 역할은 정선속도 회전방식으로 데이터가 기록된 광 디스크의 EFM 동기를 지속적으로 증가시키도록 유도하는데 있다.

한편, 상기 기준주파수 f_m을 만들기 위해서 광 디스크의 반경 R_i를 직접 이용하는 것은 어려움이 있으므로 본 발명의 실시예에서는 절대시간 T_i를 이용한다. 상기 광 디스크의 반경 R_i와 절대시간 T_i의 관계는 하기 (2)식을 이용하여 구할 수 있다. 이 때 절대시간 T_i는 광 디스크 데이터내에 포함되어 있는 타임코드정보를 이용한다. 광 디스크 반경 R_i를 R₀+ΔR_i라 하면, i와 f_mi는 하기 수학식 (2)와 (3)과 같이 나타낼 수 있다. 하기 수학식 (2)에서 a와 c는 각각 2R₀/ΔR, 2V₀/ΔR_0π를 나타내며, V₀는 광 디스크에 기록된 선속도를 나타낸다. 그리고 하기 수학식 (3)에서 f_mi는 절대시간 T_i에서 스핀들모터의 위상동기루프 제어를 위한 기준 주파수를 나타낸다.

반면 제3도에서 PD(12)에 입력되는 EFM데이터는 시간이 흐를수록, 즉 픽업이 외주로 이동할수록 데이터 간격이 조밀하게 된다. 따라서 EFM동기 패턴은 기준주파수 f_mi와 동기될 것이며, 이때의 선속도 V_i는 하기 수학식 (4) 만큼 변하게 된다.

또한 제3도의 LPF(14)와 VCO(16) 사이에 연결된 가산기(30)로 입력되는 오프셋 전압 OV는 기준주파수 f_m이 증가함에 따라 야기되는 VCO(16)의 중심주파수를 변화시킨다. 만약 선속도 V₀로 기록된 디스크를 N배속으로 구동하는 경우에는 최내주의 주파수 f_m0는 7.35kHz의 N배가 된다. 그리고 복조된 데이터는 메모리에 일시 저장된 후 전송률에 따라 다음단으로 출력된다. 이 때 메모리의 데이터 출력제어와 제5도에 기재된 타임정보의 입력은 마이컴에 의해 제어된다.

한편 제3도에 기재된 VCO(16)의 중심주파수 범위(range)는 종래 광 디스크 재생장치의 데이터 복조를 위한 VCO에 비해 상대적으로 넓은 중심주파수의 범위를 가져야 한다. 또한 연속적으로 데이터가 리드될 경우 복조된 EFM데이타에서 추출한 타임정보는 마이컴에 의해 제3도에 기재된 분주기(18)에 입력되며, 픽업 이동이 필요한 경우 목표트랙에 대한 시간값이 상기 분주기(18)에 미리 입력된다. 따라서 상기 픽업이 목표트랙에 도달하는 시점에서는 스핀들모터의 회전변동은 없고 단지 선속도만이 변동되게 된다. 그 결과 스핀들모터의 회전수 변동으로 인한 데이터 액세스 타임의 지연은 발생되지 않게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 정선속도 회전방식으로 데이터가 기록된 광 디스크를 재생하는 경우에 정각속도 회전방식으로 모터의 회전수를 제어하고, 데이터를 복조하는 클럭을 픽업 위치에 따라 변화시킴으로써 광 디스크 회전량 변도 등의 기구적인(혹은 물리적인)면에 의한 데이터 액세스 시간의 지연을 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편 본 발명의 또 다른 실시예로서 제3도에 도시된 가산기(30)와 분주기(18) 사이에 연결된 VCO(16)는 광 디스크 전 범위를 대상으로 할 수 있고, 복수개의 VCO를 구비하여 마이컴의 제어하에 LPF(14)의 출력이 데이터 위치와 VCO의 중심주파수 범위에 맞도록 스위칭될 수도 있다.

Claims (2)

1. 광 디스크 재생장치에 있어서, 재생데이타 위치정보에 따라 선속도가 가변되도록 내부 발진신호를 분주하여 기준 주파수(f_m)를 발생시키는 기준 주파수 제너레이터와, 상기 기준 주파수 (f_m)와 내부 제1전압제어발진기의 출력신호와의 위상 오차를 검출하고, 위상오차신호전압을 필터링하여 발생된 직류전압을 오프셋 전압으로 출력하는 오프셋 전압 제너레이터와, 광 디스크로부터 재생된 데이터 스트림과 내부 제2전압제어발진기로부터 피드백 입력되는 출력신호와의 위상오차를 검출하고, 검출된 위상 오차를 필터링하여 발생된 직류전압과 상기 오프셋 전압을 가산하여 상기 제2전압제어발진기의 중심주파수를 가변시키는 데이터 복조 위상동기루프 회로로 구성함을 특징으로 하는 광 디스크 재생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준 주파수(f_m)는 상기 재생데이타내의 타임코드로부터 얻어지는 절대시간(T_i)값을 하기 수학식에 대입하여 결정됨을 특징으로 하는 광 디스크 재생장치.