KR100301669B1

KR100301669B1 - 광디스크 재생장치의 위상동기루프 제어 장치

Info

Publication number: KR100301669B1
Application number: KR1019990003616A
Authority: KR
Inventors: 이종욱; 김대영
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2001-09-26
Also published as: KR20000055154A

Abstract

본 발명은 디스크의 편심에 따라 적응적으로 이득(Gain) 값을 선택하여 항상 안정된 위상동기루프(PLL)를 유지할 수 있도록 하는 PLL 제어장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치는 광디스크로부터 검출된 데이터신호와 위상동기루프 클럭신호의 위상차를 비교하여 위상 오차신호를 발생하는 위상오차 검출수단과, 위상오차 검출수단으로부터 입력되는 위상 오차신호를 소정의 이득값으로 증폭하기 위한 증폭수단과, 증폭수단에 의해 증폭된 위상 오차신호를 로우패스 필터링하기 위한 필터링수단과, 필터링수단의 출력신호 전압에 비례하는 위상동기루프 클럭신호를 발생하여 이를 위상오차 검출수단에 공급하는 전압제어발진수단과, 광디스크의 트랙 중심으로부터 벗어난 정도를 지시하는 트래킹오차신호를 검출하고 트래킹오차신호에 기초하여 광디스크의 편심량과 선속도를 계산하는 편심/선속도 측정수단과, 편심/선속도 측정수단에 의해 계산된 광디스크의 편심량과 선속도에 따라 증폭수단의 이득값을 조정하기 위한 이득조정수단을 구비한다. 이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치는 디스크의 편심량을 측정하여 디스크의 편심량에 비례하여 위상오차신호를 증폭하는 증폭기의 이득값을 자동으로 선택하여 불안정 요인에 반응하지 않고 PLL의 동작이 항상 안정되게 유지하게 함으로써 안정된 데이터 재생을 보장할 수 있게 된다.

Description

광디스크 재생장치의 위상동기루프 제어 장치{Apparatus Of Controlling Phase Locked Loop In Optical Disc Reproducing Apparatus}

본 발명은 광디스크 재생장치에 관한 것으로, 특히 디스크의 편심에 따라 적응적으로 이득값을 선택하여 항상 안정된 위상동기루프(Phase Locked Loop; 이하, PLL이라 한다)를 유지할 수 있도록 하는 PLL 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광디스크 재생장치는 데이터 재생시 기준신호가 되는 클럭신호를 발생하는 PLL 회로를 포함하고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 광디스크 재생장치에 구비되는 PLL 회로가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 PLL 회로는 통상 위상오차 검출기(2), 증폭기(4), 루프 필터(6) 및 전압제어발진기(Voltage Control Oscillator; 이하, VCO라 한다)(8)를 구비한다. 이러한 구성의 PLL 회로에서 위상검출기(2)는 외부로부터 입력되는 데이터신호와 VCO(8)에서 출력되는 PLL 클럭신호를 입력하여 두 신호의 위상을 비교하고 위상오차를 검출하여 출력한다. 증폭기(4)는 위상오차 검출기(2)로부터 입력되는 위상오차신호를 설정된 이득값 K 만큼 증폭하여 출력한다. 루프필터(6)는 증폭기(4)로부터 입력되는 증폭된 위상오차신호를 저역통과 필터링하여 필터출력신호로 출력한다. VCO(8)는 루프필터(6)의 필터출력신호를 입력하여 전압에 비례하는, 즉 입력 데이터신호와 PLL 클럭신호의 위상차를 저감시키는 방향으로 PLL 클럭신호를 생성하여 위상오차 검출기(2)로 출력한다.

광디스크 재생장치는 전술한 PLL 궤환 시스템을 통하여 데이터신호와 PLL 클럭신호의 위상이 일치하게 되면 PLL 클럭으로 데이터신호를 카운트함으로써 데이터를 재생하게 된다.

도 2는 광디스크의 편심에 따른 PLL의 추종 이득값을 그래프로 나타낸 것이다.

도 2에서 PLL의 추종 이득값(A)은 도 1에 도시된 PLL 회로의 총 이득값이 된다. 이 PLL의 추종 이득값(A)은 통상 광디스크의 편심량에 비례한다. 그리고, PLL의 추종 이득값(A)은 디스크의 편심에 비례하고 선속도에 반비례하는 시간기초오차(Time Base Error) 보다 같거나 커야 추종하게 된다. 여기서, 50㎛와 20㎛의 편심 디스크가 있다고 가정하는 경우 증폭기(14)의 이득값(A)은 20㎛의 편심 디스크 추종 이득값(C)이나 50㎛의 편심 디스크 추종 이득값(B)이 모두 만족할 수 있도록 어느 정도 여유를 가지고 크게 설정된다.

그런데, 도 3에 도시된 바와 같이 광디스크 재생장치에 노이즈 등의 영향으로 20㎛의 편심 디스크의 재생 중에 갑작스런 공진점(D)이 발생하는 경우가 있다. 여기서, 증폭기(14)의 이득값(A)이 50㎛의 편심 디스크의 추종 이득값(B)으로 설정되었다고 가정하는 경우 20㎛의 편심 디스크를 재생할 때 발생되는 불안정한 상황에 PLL이 응답하여 순간적으로 PLL이 불안해지게 됨으로써 데이터를 재생할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 광디스크 재생장치의 불안정성을 제거하기 위해 노이즈를 최소화하도록 시스템을 구성해야 하지만 이는 시간과 비용이 많이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 디스크의 편심량을 측정하여 증폭기의 이득값을 적응적으로 선택함으로써 항상 안정된 PLL의 동작을 유지하도록 한 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 광디스크 재생장치의 PLL 장치를 나타낸 도면.

도 2는 광디스크의 편심에 따른 PLL의 추종 이득값을 나타낸 그래프.

도 3은 도 2의 PLL 추종 이득값에서 노이즈 등의 영향으로 공진점이 발생하는 경우를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생장치 PLL 제어장치를 나타낸 도면.

도 5는 도 4에 도시된 이득조정부의 상세 블록도.

도 6은 PLL의 추종 이득값에서 공진점이 발생하는 경우 선택된 이득값을 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

2, 12 : 위상오차 검출기 4, 14 : 증폭기

6, 16 : 루프 필터 8, 18 : 전압제어발진기(VCO)

20 : 이득조정부 22 : 편심/선속도 계산부

24 : 이득 선택부

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치는 광디스크로부터 검출된 데이터신호와 위상동기루프 클럭신호의 위상차를 비교하여 위상 오차신호를 발생하는 위상오차 검출수단과, 위상오차 검출수단으로부터 입력되는 위상 오차신호를 소정의 이득값으로 증폭하기 위한 증폭수단과, 증폭수단에 의해 증폭된 위상 오차신호를 로우패스 필터링하기 위한 필터링수단과, 필터링수단의 출력신호 전압에 비례하는 위상동기루프 클럭신호를 발생하여 이를 위상오차 검출수단에 공급하는 전압제어발진수단과, 광디스크의 트랙 중심으로부터 벗어난 정도를 지시하는 트래킹오차신호를 검출하고 트래킹오차신호에 기초하여 광디스크의 편심량과 선속도를 계산하는 편심/선속도 측정수단과, 편심/선속도 측정수단에 의해 계산된 광디스크의 편심량과 선속도에 따라 증폭수단의 이득값을 조정하기 위한 이득조정수단을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어 장치를 나타낸 블록도로서, 도 4에 도시된 PLL 제어장치는 위상오차 검출기(12), 증폭기(14), 루프필터(16) 및 VCO(18)와, 증폭기(14)의 이득값을 디스크 편심에 따라 조절하는 이득조정부(20)를 구비한다.

도 4에 도시된 PLL 제어장치에서 위상오차 검출기(12)는 입력 데이터신호와 VCO(18)로부터 출력되는 PLL 클럭신호를 입력하여 두 신호의 위상을 비교하고 위상오차 신호를 출력한다. 증폭기(14)는 위상오차 검출기(12)로부터 입력되는 위상오차 신호를 이득조정부(20)에 의해 조정된 이득값으로 증폭하여 출력한다. 이득조정부(20)는 마이크로 프로세스로서 디스크의 편심량을 측정하여 편심량에 따라 증폭기(14)의 이득값을 설정하게 된다. 루프필터(16)는 증폭기(14)로부터 입력되는 증폭된 위상오차 신호를 저역통과 필터링하여 필터출력신호로 출력한다. VCO(18)는 필터출력신호를 입력하여 전압에 비례하는 PLL 클럭신호를 생성하여 위상오차 검출기(12)로 출력한다.

도 5는 도 4에 도시된 이득조정부(20)의 상세 블록도로서, 도 5에 도시된 이득조정부(20)는 편심/선속도 계산부(22)와, 이득선택부(24)를 구비한다.

도 5의 이득조정부(20)에서 편심/선속도 계산부(22)는 외부로부터 입력되는 트랙킹오차신호를 입력하여 디스크의 편심량과 선속도를 계산하게 된다. 임의의 트랙에서 디스크를 1회전하는 경우 편심이 있다면 최초의 트랙에서 편심량에 비례하는 만큼의 벗어난 트랙에 도달했다가 다시 최초의 트랙으로 돌아올 것이다. 이 경우, 트랙킹오차신호를 이용하여 벗어난 트랙의 개수를 구할 수 있게 된다. 그리고, 디스크의 선속도는 v=rw(여기서, v는 디스크의 선속도, r은 디스크 반경, w는 각속도)로서 알고 있는 디스크 반경에서 디스크를 1회전하여 구한 각속도를 이용하여 검출할 수 있다. 그리고, 시간기초오차는 TBE= Δr/v 로서 선속도에 반비례하고 편심량(Δr)에 비례하므로 구할 수 있다.

예를 들어, DVD의 경우 디스크의 편심량이 50㎛이고, 선속도 3.5m/s로 디스크를 회전한다고 가정하면 시간기초오차(TBE)는 50/3.5㎲, 즉 14.3㎲가 된다. 그리고, PLL의 추종목표가 1ns라고 가정하면 증폭기(14)의 이득값은 20×log(14.3×1/1000), 즉 83dB가 된다. 그리고, 편심량이 20㎛의 디스크로 교체된다면 시간기초오차(TBE)는 20/3.5㎲, 즉 5.7㎲가 된다. 그 다음, PLL의 추종목표가 1ns일 때 증폭기(14)의 이득값은 20×log(5.7×1/1000), 즉 75dB가 된다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 편심량이 20㎛인 디스크 재생중에 노이즈 등에 의해 시스템이 불안정하여 갑작스럽게 추종해야 할 이득값(F)이 커지는 부분(G)에서도 이득조정부(20)에서 편심량이 20㎛에 가장 가까운 이득값(E)을 선택함으로써 PLL은 그 불안정 요인에 반응하지 않게 된다.

결과적으로, 본 발명에 따른 PLL 제어장치는 불안정성을 억압할 수 있는 최적의 증폭기(14)의 이득값을 디스크의 편심량을 측정하여 그에 비례하도록 선택함으로써 안정된 PLL을 유지할 수 있게 된다.

또한, 최근의 광디스크 재생장치는 일정한 각속도 방식을 채택하고 있으므로 디스크의 편심량에 따라 증폭기(14)의 이득값을 달리해야 하고 디스크의 트랙위치에 따라 선속도가 달라지므로 선속도에 반비례하는 PLL의 이득 특성상 디스크의 트랙위치에 따라 증폭기(14)의 이득을 달리하여 최적의 PLL을 구현할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치에 의하면 디스크의 편심량을 측정하여 디스크의 편심량에 비례하여 위상오차신호를 증폭하는 증폭기의 이득값을 자동으로 선택하여 불안정 요인에 반응하지 않고 항상 안정된 PLL의 동작을 유지함으로써 안정된 데이터 재생을 보장할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 광디스크 재생장치의 PLL 제어장치에 의하면 디스크의 트랙위치에 따라 다른 선속도를 측정하여 위상오차신호를 증폭하는 증폭기의 이득값을 조정함으로써 최적 PLL을 구현할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

광디스크로부터 검출된 데이터신호와 위상동기루프 클럭신호의 위상차를 비교하여 위상 오차신호를 발생하는 위상오차 검출수단과,

상기 위상오차 검출수단으로부터 입력되는 위상 오차신호를 소정의 이득값으로 증폭하기 위한 증폭수단과,

상기 증폭수단에 의해 증폭된 위상 오차신호를 로우패스 필터링하기 위한 필터링수단과,

상기 필터링수단의 출력신호 전압에 비례하는 상기 위상동기루프 클럭신호를 발생하여 이를 상기 위상오차 검출수단에 공급하는 전압제어발진수단과,

상기 광디스크의 트랙 중심으로부터 벗어난 정도를 지시하는 트래킹오차신호를 검출하고 상기 트래킹오차신호에 기초하여 상기 광디스크의 편심량과 선속도를 계산하는 편심/선속도 측정수단과,

상기 편심/선속도 측정수단에 의해 계산된 광디스크의 편심량과 선속도에 따라 상기 증폭수단의 이득값을 조정하기 위한 이득조정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 재생장치의 위상동기루프 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이득조정수단은 상기 편심/선속도 측정수단으로부터 입력되는 디스크의 편심량에 비례하고 선속도에 반비례하도록 상기 증폭수단의 이득값을 선택하기 위한 이득선택수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크 재생장치의 위상동기루프 제어장치.