KR100392286B1 - 광학디스크장치 - Google Patents

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Abstract

광학 디스크 장치는 광 픽업, 최단 데이터 길이를 갖는 기록 데이터로부터 재생된 RF 신호의 주파수의 약 두 배인 주파수를 갖는 주파수 성분에 대해 전압 상승 주파수를 포함하는 주파수 특성을 갖는 코싸인 등화기, 및 RF 신호로부터 기록 데이터를 발생시키는 디지털 신호 처리기를 갖는다. 광 픽업으로부터 재생된 데이터의 종류에 관계없이, 상기 광학 디스크 장치는 종래 디스크 광학 시스템과 비교해 정보 전달 정확성으로서 재생 데이터의 질을 상당히 증가시킨다.

Description

광학 디스크 장치
발명의 분야
본 발명은 광학 디스크 드라이브(optical disk drive)와 호스트 컴퓨터로 구성되는 광학 디스크 시스템으로 사용되기에 적합한 광학 디스크 장치에 관한 것이다.
종래 기술의 설명
광학 디스크 드라이브와 호스트 컴퓨터로 구성된 종래의 광학 디스크 시스템이 첨부된 도면 중 제 1 도에 도시된다.
제 1 도에 도시된 바와 같이, 광학 디스크 시스템은 광학 디스크 드라이브에 포함되는 SCIS(Small Computer Systems Interface) 버스(17)와 호스트 인터페이스(14)를 통해 광학 디스크 드라이브에 연결된 호스트 컴퓨터(18)와 광학 디스크 드라이브로 구성된다.
광학 디스크 드라이브는 버스(2)에 연결된 CPU(1), 버스(2)에 연결된 작동 RAM(3), 시스템 제어를 위한 프로그램 데이터(4a)와 제어를 위한 매개 변수 데이터(46)를 저장하기 위해 버스(2)에 연결된 ROM(4), 버스(2)에 연결된 서보 시스템 신호 처리기(5), 광학 디스크(7)를 회전하기 위해 서보 시스템 신호 처리기(5)를 통해 버스(2)에 연결된 스핀들 모터(spindle motor)(6), 및 버스(2)에 연결된 광 픽업(optical pickup)(8)을 포함한다. 광학 디스크 드라이브는 또한 버스(2)에 연결된 입력/출력 포트(10), 광 픽업(8)에 연결된 재생 증폭기(9)로부터의 RF 신호 파형을 등화하기 위해 입력/출력 포트(10)에 연결된 등화기(11), 등화기로부터의 출력 신호를 이진 신호로 변환하고 이어서 클럭 신호를 재생하고 클럭 신호를 근거로 데이터를 재생하고 또한 재생된 데이터에 CIRC 에러 정정 처리를 실행하기 위해 입력/출력 포트(10)에 연결된 디지털 신호 처리기(12), 디지털 신호 처리기(12)로부터의 처리 데이터를 원래 데이터로 복호화하기 위해 입력/출력 포트(10)에 연결된 디코더(13), 및 호스트 컴퓨터와의 통신을 위해 입력/출력 포트(10)에 연결된 호스트 인터페이스(14)를 포함한다.
서보 시스템 신호 처리기(5)는 스핀들 모터(6)에 전류를 가하고 선공급 모터(도시되지 않은)를 제어하도록 광 픽업(8)에 초점 및 트래킹(tracking) 제어를 실행한다. 광학 디스크 시스템이 ON 상태가 되면, ROM(4)에 저장된 프로그램 데이터(4a)가 CPU(1)의 주 메모리에 로드되어 점선으로 표시된 RAM 제어 수단(15) 및 시스템 제어 수단(16)으로 동작한다. 광학 디스크 시스템에서 사용될 수 있는 광학 디스크(7)는 CD-ROM, CD-DA(digital audio), cd-r(recordable) 등이다. 광학 디스크 시스템은 호스트 컴퓨터(18)로부터의 명령을 근거로 정상 속도나 두 배 속도로 광학 디스크(7)를 재생할 수 있다. 광학 디스크(7)는 각각 3T, 11T로 설정된 최단 데이터 길이(최단 피트(pit) 길이)와 최장 데이터 길이(최장 피트 길이)를 갖고 DC-프리 EFM(DC-free eight to fourteen modulation) 처리에 의해 변조된 기록 데이터를 포함한다.
등화기(11)는 MTF(modulation transfer function)에 따른 아이 패턴(eye pattern)의 열화를 보상하도록 동작한다. 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 광학 디스크(7)가 재생될 때, 광학 디스크(7)가 재생되는 특정한 조건으로 인해, 광 픽업(8)으로부터의 출력 신호의 충격 응답 파형 기울기는 평활화되고 아이 패턴의 중심은 흐릿해지거나 왜곡되어, 그 결과로 광 픽업(8)으로부터의 출력 신호가 아이 패턴의 중심을 근거로 이진 신호로 안정되게 변환될 수 없다. 이러한 결함을 피하기 위해, 등화기(11)는 안정되게 이진 신호로 변환되도록 고주파수 범위에서 레벨을 올리므로 MTF의 열화가 균일하게 보상될 수 있다.
제 1 도에 도시된 광학 디스크 시스템은 다음과 같이 동작한다. 광학 디스크(7)가 광학 디스크 드라이브로 로드되면, 일정한 선형 속도로 광학 디스크(7)를 회전하도록 스핀들 모터(6)가 회전된다. 광학 디스크(7)의 회전 속도가 일정해지면, 광 픽업(8)은 광학 디스크(7)로부터 기록 데이터를 판독하고, 판독된 데이터는 재생증폭기(9)와 등화기(11)를 통해 디지털 신호 처리기(12)에 재생 RF 신호로 공급되어 RF 신호를 디지털 데이터로 재생한다. 디지털 데이터는 원래 데이터를 발생하도록 공급된 디지털 데이터를 에러 정정 처리하는 디코더(13)로 공급된다. 이때, 디코더(13)는 광학 디스크(7)가 CD-DA 또는 CD-ROM 인가 여부를 나타내는 정보를 표시한 제어 비트를 검출하고, 검출된 제어 비트는 호스트 인터페이스(14)와 SCSI 버스(17)를 통해 호스트 컴퓨터(18)에 디스크 정보 데이터로 공급된다.
SCSI 버스(17)를 통해 광학 디스크 드라이브로부터 공급된 디스크 정보 데이터에 기초하여, 호스트 컴퓨터(18)는 광학 디스크(7)가 CD-DA 또는 CD-ROM 인가 여부를 결정한다. 결정된 결과에 기초하여 호스트 컴퓨터(18)는 속도 명령 데이터를 SCSI 버스(17)를 통해 광학 디스크 드라이브에 공급한다. 특히, 광학 디스크(7)가 CD-DA 이면, 호스트 컴퓨터(18)는 광학 디스크(7)가 정상 속도로 재생되는 것을 나타내는 속도 명령을 광학 디스크 드라이브에 공급한다. 광학 디스크(7)가 CD-ROM이면, 호스트 컴퓨터(18)는 광학 디스크(7)가 두 배 속도로 재생되는 것을 나타내는 속도 명령을 광학 디스크 드라이브에 공급한다.
속도 명령 데이터가 호스트 컴퓨터(18)에서 광학 디스크 드라이브로 공급되면, 시스템 제어 수단(16)은 재생 속도를 나타내는 제어 신호를 서보 시스템 신호 처리기(5)로 공급한다. 서보 시스템 신호 처리기(5)는 재생 속도에 대응하는 회전 속도로 회전하도록 스핀들 모터(6)에 전류를 가한다. 광학 디스크(7)에 기록된 데이터는 호스트 컴퓨터(18)로부터의 속도 명령 데이터에 기초한 속도로 재생된다.
첨부된 도면 중 제 2 도는 제 1 도에서 도시된 등화기(11)의 내부 회로 배열을 도시한다. 제 2 도에 도시된 등화기(11)는 일반적으로 T 형 등화기라 칭하여진다. 제 2 도에 도시된 바와 같이, 등화기(11)는 제 1 도에 도시된 재생증폭기(9)로부터 재생 RF 신호가 공급되는 입력 단자(11a)를 갖는다. 입력 단자(11a)는 레지스터(11b)를 통해 연산 증폭기(11c)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다. 기준 전압원(도시되지 않은)은 레지스터(11d)를 통해 연산 증폭기(11c)의 비반전 입력 단자(+)에 연결된다. 연산 증폭기(11c)는 제 1 도에 도시된 디지털 신호 처리기(12)의 입력 단자에 연결된 등화기(11)의 출력 단자(11e)에 연결되는 출력 단자를 갖는다. 연산 증폭기(11c)의 출력 단자는 또한 직렬로 연결된 레지스터(11f, 11g) 및 캐패시터(11h)의 회로를 통해 접지에 연결된다. 연산 증폭기(11c)의 비반전 입력 단자(+)는 레지스터(11i)를 통해 레지스터(11f)와 (11g)간의 연결부에 연결된다.
레지스터(11b),(11i)는 각각 저항 1KΩ 을 갖고, 레지스터(11f)는 1.5KΩ, 또한 레지스터(11g)는 470Ω 을 갖는다. 캐패시터(11h)는 56pF 의 캐패시턴스를 갖는다.
제 2 도에 도시된 등화기(11)를 다음과 같이 동작된다. 제 1 도에 도시된 재생 증폭기(9)로부터의 재생 RF 신호는 입력 단자(11a)를 통해 연산 증폭기(11c)의 반전 입력 단자(-)에 공급된다. 등화기(11)는 레지스터(11g)와 캐패시터(11h)로 구성된 시간 상수 회로이므로 더 높은 주파수 신호에 더 낮은 임피던스, 또한 더 낮은 주파수 신호에 더 높은 임피던스를 제공한다. 특히, 더 낮은 주파수 신호는 레지스터(11f),(11i)를 통해 연산 증폭기(11c)의 반전 입력 단자(-)에 더 큰 강도로 귀환되고 연산 증폭기(11c)의 이득이 낮아져 전압 상승되지 않는다. 한편, 더 높은 주파수 신호는 레지스터(11f),(11i),(11g)를 통해 연산 증폭기(11c)의 반전 입력 단자(-)에 더 작은 감도로 귀환되고 연산 증폭기(11c)의 이득이 증가되어 전압 상승된다. 따라서, 재생 RF 신호의 고주파수 성분만이 전압 상승된다.
광학 디스크가 제작될 때, 오목한 곳 또는 피트(pit)의 길이에 대한 피트와 쌍을 이루는 랜드(land)의 길이의 비는 일정하지 않다. 다른 말로 하면, 원하는 피트보다 길이가 크고 작은 피트가 광학 디스크 상에 형성되고, 이를 비대칭이라 칭한다. 제작 처리에 의해 주어지는 다양한 제한으로 인해 50% 의 충격 주기(duty cycle)에 피트를 제공하는 것은 불가능하다. 비대칭으로 광학 디스크로부터 재생된 신호에는 주기적인 변화가 생긴다.
제 2 도에 도시된 등화기(11)로부터의 출력 신호의 피크 쉬프트(peak shift), 즉 광학 디스크상의 비대칭으로 인해 재생 RF 신호에 주어지는 주기적 변화대 재생 RF 신호의 원하는 주기의 비율은 첨부된 도면 중 제 3 도에 도시된다.
제 3 도는 등화기(11)로부터 출력된 재생 RF 신호에서의 주기적 변화대 재생 RF 신호의 원하는 주기의 비율을 도시하는 그래프이다. 그래프의 수직축의 원하는 주기에 대한 주기적 변화의 비율(%)을 나타내고 수평축은 패턴(3T-11T)을 나타낸다. 그래프에서, 표시 '■'는 광학 디스크에서 랜드를 나타내는 출력 신호(빛의 간섭이 있으므로 저레벨인)의 피크 쉬프트를 나타내고, 표시 '□'는 광학 디스크에서 랜드와 관련된 피트를 나타내는 출력 신호(빛의 간섭이 없으므로 고레벨인)의 피크 쉬프트 비율을 나타낸다.
같은 주기에서 양수의 피크 쉬프트 비율과 음수의 피크 쉬프트 비율은 이상적으로 서로 같아야 한다. 그러나, 제 3 도에 도시된 바와 같이 광학 디스크상의 비대칭으로 인해 이는 서로 다르다.
첨부된 도면 중 제 4 도는 광학 디스크로부터 재생된 RF 신호의 이상적인 파형을 도시한다. 제 4 도로부터 알 수 있는 바와 같이, 패턴(3T 내지 11T)의 파형은 규칙적이고 서로에 대해 일정한 위치 관계를 갖는다.
첨부된 도면 중 제 5 도는 제 2 도에 도시된 등화기(11)로부터 출력된 RF 신호의 파형을 도시한다. 제 5 도에 도시된 바와 같이, 패턴(3T),(4T)의 파형은 기본파로 구성되므로 변하지 않고 남아 있다. 그러나, 캐패시터(11h)와 레지스터(11g)의 시간 상수 회로가 고주파수 레벨을 상승시키도록 사용되므로, 제 2 도를 참조로 상술된 바와 같이, 등화기(11)에 공급된 RF 신호의 고주파수 성분은 저주파수 성분과 비교해 주파수에 따라 지연된 시간으로 출력된다. 그러므로, 제 5 도에 도시된 바와 같이, 조화파를 포함할 패턴(5T 내지 11T)의 파형은 왜곡되어 시간 정의역에서 파형 변화를 발생시킨다. 왜곡된 파형이 이진 파형으로 변환될 때, 시간 정의역에서의 파형 변화는 이진 파형으로 주어진다.
다른 광학 디스크의 에러 비율에 대한 특정한 예가 첨부된 도면 중 제 6 도를 참조로 이후 설명된다. 제 6 도는 세 개의 다른 종류의 광학 디스크가 제 1 도에 도시된 광학 디스크 시스템에 의해 재생될 때 블록(block)당 중지는 에러의 수를 도시한다. 블록 당 발생된 에러는 등화기(11)로부터의 출력 신호에 에러 정정 처리가 행해질 때 제 1 도에 도시된 디지털 신호 처리기(12)에 연결된 에러 카운터에 의해 카운트된다. 제 6 도에 도시된 에러의 수는 바이트(byte)로 표시된다. 예를 들어, 에러의 수가 '1'이면, 이는 에러 1 바이트가 발생된 것을 의미한다.
여기서 사용된 용어 '표준 품질'은 각 제작자에 의해 제조된 광학 디스크가재생될 때 발생된 블록 당 에러의 평균수를 구하고 구해진 블록 당 에러의 평균수를 평균화하여 계산된 블록 당 에러의 평균수를 의미한다. 여기서 사용된 용어 '표준 품질보다 낮은 품질'은 제작자에 의해 제조된 광학 디스크가 재생될 때 발생된 블록 당 에러의 평균수가 상기의 계산된 블록 당 에러의 평균수보다 더 큰 것을 의미한다.
제 6 도에 도시된 바와 같이, '표준 품질의 CD-ROM'이 재생될 때 발생된 블록 닫 에러 수는 정상 속도에서 6 내지 20 의 범위에 있고 두 배의 속도에서 6 내지 20 의 범위에 있다. 'CD-R'이 재생될 때 발생된 블록 당 에러 수는 정상 속도에서 3 내지 35 의 범위에 있고 두 배의 속도에서 45 내지 104 의 범위에 있다. '표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM'이 재생될 때 발생된 블록 당 에러 수는 정상 속도에서 222 내지 306 의 범위에 있고 두 배의 속도에서 318 내지 410 의 범위에 있다.
상기의 수치로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM 이 재생될 때 발생된 블록 당 에러의 수는 표준 품질의 CD-ROM 이 재생될 때 발생된 블록 당 에러의 수의 37 내지 51 배(정상 속도에서) 또는 53 내지 68.8 배이다. 그러므로, 이러한 표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM 이 재생될 때 에러 정정될 수 없는 데이터가 많이 발생된다. 이러한 CD-ROM 을 결함이 있는 CD-ROM 이 아니라 '표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM'으로, 정상품으로 시장에서 이용 가능하다.
본 발명의 요약
그러므로, 본 발명의 목적은 블록 당 에러 수를 줄이고 그에 의해 정정될 수 없는 에러 수를 줄임으로서 표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM으로부터 잘 재생된 출력 신호를 제공할 수 있는 광학 디스크 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 소정의 최단 데이터 길이를 갖고 변조 처리에 의해 변조된 데이터가 기록된 광학 기록 매체로부터 RF 신호를 재생하는 광 픽업, RF 신호의 파형을 둔화하도록 최단 데이터 길이의 기록 데이터로부터 재생된 RF 신호 주파수의 약 두 배인 주파수를 갖는 주파수 성분에 대해 주파수 전압 상승을 포함하는 주파수 특성을 갖는 코싸인 등화기, 및 RF 신호로부터 기록 데이터를 발생하도록 코싸인 등화기에 연결된 기록 데이터 발생수단을 구비한 광학 디스크 장치가 제공된다.
상기의 배열로, 광 픽업은 소정의 최단 데이터 길이를 갖고 변조 처리에 의해 변조된 데이터가 기록된 광학 기록 매체로부터 RF 신호를 재생하고, 코싸인 등화기는 최단 데이터 길이의 기록 데이터로부터 재생된 RF 신호 주파수의 약 두 배인 주파수를 갖는 RF 신호의 주파수 성분을 전압 상승한다. 기록 데이터 발생 수단은 코싸인 등화기로부터의 출력 신호에서 기록 데이터를 발생한다.
양호한 실시예의 상세한 설명
제 7 도는 광학 디스크 드라이브와 호스트 컴퓨터로 구성된 광학 디스크 시스템을 구체화한 본 발명에 따른 광학 디스크 장치를 도시한다. 제 7 도에서 제 1 도에 도시된 종래 광학 디스크 시스템과 동일한 광학 디스크 시스템의 부부분 동일한 참조번호로 표시되고 추후 상세한 설명이 생략된다.
제 7 도에 도시된 바와 같이, 시스템 제어를 위한 프로그램 데이터(20a), 제어를 위한 다양한 매개 변수를 나타내는 매개 변수 데이터(20b), 및 등화기 특성을 스위칭하기 위한 테이블 데이터(20c)를 저장하는 ROM(20)은 버스(2)에 연결된다. 광학 디스크 시스템이 ON 상태가 되면, ROM(20)에 저장된 프로그램 데이터(20a)는 CPU(1)의 주메모리로 로드되어 제 1 도를 참조로 상술된 바와 같이 RAM 제어 수단(15)과 시스템 제어 수단으로 작용하고, 또한 등화기(23)의 특성을 판단하기 위한 등화기 특성 판단 수단(21)과 등화기(23)의 특성을 스위칭하기 위한 등화기 특성 스위칭 수단(22)으로 작용한다.
호스트 컴퓨터(18)로부터 속도 명령 데이터가 공급될 때 등화기 특성 판단 수단(21)은 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20c)로부터 대응하는 등화기 특성을 판단한다. 등화기 특성 스위칭 수단(22)은 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20c)의 내용과 등화기 특성 판단 수단(21)으로부터의 판단 결과에 기초하여 등화기(23)의 특성을 스위칭한다. 등화기(23)는 등화기 특성 스위칭 수단(22)의 제어 하에서 자체 특성을 스위칭하고, 재생 증폭기(9)로부터 출력된 RF 신호의 파형을 등화한다.
제 7 도에 도시된 광학 디스크 시스템의 동작이 이후 설명된다. 광학 디스크(7)가 광학 디스크 드라이브에 로드되면, 일정한 선형 속도로 광학 디스크(7)를 회전하도록 스핀들 모터(6)가 회전된다. 광학 디스크(7)는 EFM으로 변조된 기록 데이터를 포함한다. 광학 디스크(7)의 회전 속도가 일정해지면, 광 픽업(8)은 광학 디스크(7)로부터 기록 데이터를 판독하고 판독된 데이터는 재생 증폭기(9)와 등화기(23)를 통해 디지털 신호 처리기(12)에 재생 RF 신호로 공급되어RF 신호를 디지털 신호로 재생한다. 디지털 데이터는 원래 데이터를 발생하도록 공급된 디지털 데이터에 에러 정정 처리를 실행하는 디코더(13)에 공급된다. 이때, 디코더(13)는 광학 디스크(7)가 CD-DA 또는 CD-ROM 인가 여부를 나타내는 정보를 표시하는 제어 비트를 검출하고, 검출된 제어 비트는 호스트 인터페이스(14)와 SCSI 버스(17)를 통해 호스트 컴퓨터(18)에 디스크 정보 데이터로 공급된다.
SCSI 버스(7)를 통해 광학 디스크 드라이브로부터 공급된 디스크 정보 데이터에 기초하여, 호스트 컴퓨터(18)는 광학 디스크 드라이브에 로드된 광학 디스크(7)가 CD-DA 또는 CD-ROM 인가 여부를 나타내는 정보를 텔레비전 모니터(도시되지 않은)상에 영상으로 표시하고, 키보드(도시되지 않은)로부터의 키(key) 입력 신호를 대기한다. 이때, 작동자는 정상 속도 재생 모드, 두 배 속도 재생 모드, 또는 4 배 속도 재생 모드를 호스트 컴퓨터(18)에 나타내도록 키보드를 동작하고, 표시된 재생 모드에 기초한 속도 명령 데이터를 SCSI 버스(17)를 통해 광학 디스크 드라이브에 공급한다.
호스트 컴퓨터(18)로부터 광학 디스크 드라이브에 속도 명령 데이터가 공급되면, 시스템 제어 수단(16)은 재생 속도를 나타내는 제어 신호를 서보 시스템 신호 처리기(5)에 공급한다.
서보 시스템 신호 처리기(5)는 재생 속도에 대응하는 회전 속도로 회전하도록 스핀들 모터(6)에 전력을 가한다. 호스트 컴퓨터(18)로부터의 속도 명령 데이터에 기초한 속도로 광학 디스크(7)에 기록된 데이터가 재생된다.
등화기 특성 판단 수단(21)은 호스트 컴퓨터(18)로부터의 속도 명령 데이터로 표시된 속도에 대응하는 제어 데이터를 결정하기 위해 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20c)를 참조한다. 등화기 특성 스위칭 수단(22)은 등화기 특성 판단 수단(21)에 의해 결정된 제어 데이터를 입력/출력 포트(10)를 통해 등화기(23)에 공급한다. 등화기 특성 스위칭 수단(22)으로부터의 제어 데이터에 기초하여 등화기(23)는 자체 특성을 스위칭한다. 그러므로, 광 픽업(8)에 의해 광학 디스크(7)로부터 재생되고 재생 증폭기(9)에 의해 증폭된 RF 신호는 등화기(23)에 의해 재생 속도에 가장 적합한 특성을 갖는 파형에서 등화된다.
제 8 도는 등화기(23)의 내부 구조를 도시한다.
전체적으로 제 8 도에 도시된 회로는 제 7 도에 도시된 등화기(23)에 대응하고, 단자를 포함해 반도체 집적 회로에 통합된 일점쇄선 내의 회로 구성 성분을 포함한다. 제 9A 도 내지 제 9D 도는 제 8 도에 도시된 등화기(23)의 차단 주파수를 설명한다.
제 8 도에 도시된 바와 같이, 제 7 도에 도시된 재생 증폭기(9)로부터 RF 신호가 공급되는 입력 단자(I1)는 DC 차단 캐패시터(30)를 통해 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I2)에 연결된다. 입력 단자(I2)는 레지스터(31)를 통해 연산 증폭기(32)의 반전 입력 단자(-)에 연결된다. 연산 증폭기(32)는 전력 공급(Vcc)으로부터의 전압을 분할하도록 레지스터(33, 34) 간의 연결부에 연결된 비반전 입력 단자(+)를 갖는다. 연산 증폭기(32)는 연산 증폭기(35)의 반전 입력 단자(-)에 연결된 출력 단자를 갖는다. 레지스터(33)의 끝부분은 입력 단자(13)를 통해 전력 공급(Vcc)에 연결된다. 레지스터(33)의 다른 끝부분은 레지스터(34)의한 끝부분에 연결되고, 레지스터(34)의 다른 끝부분은 출력 단자(06)를 통해 접지에 연결된다.
연산 증폭기(35)는 레지스터(34),(35)간의 연결부에 연결된 비반전 입력 단자(+)와, 지연 회로(37)의 입력 단자, 반도체 집적 회로(100)의 출력 단자(01), 또한 믹서(mixer)(47)의 제 1 입력 단자에 연결된 출력 단자를 갖는다. 연산 증폭기(35)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자는 레지스터(36)를 통해 서로 연결된다.
지연 회로(37)는 지연 회로(38)의 입력 단자, 반도체 집적 회로(100)의 출력 단자(02), 및 믹서(47)의 제 3 입력 단자에 연결된 출력 단자를 갖는다. 지연 회로(38)는 반도체 집적 회로(100)의 출력 단자(03)와 믹서(47)의 제 4 입력 단자에 연결된 출력 단자를 갖는다. 반도체 집적 회로(100)는 스위치 제어기(39)의 입력 단자에 각각 연결된 입력 단자(I5, I6)를 갖고, 스위치 제어기는 스위치(40)의 제어 단자에 연결된 출력 단자와 스위치(48)의 제어 단자에 연결된 또 다른 출력 단자를 갖는다.
스위치(40)는 각각 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I7, I8, I9)와 레지스터(41),(42),(43)를 통해 전력 공급(Vcc)에 연결된 고정 단자(a, b, c)를 갖는다. 스위치(40)는 부스터(booster)(44)의 입력 단자에 연결된 이동 가능한 접촉점(d)을 갖는다. 부스터(44)는 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I10)와 레지스터(45)를 통해 전력 공급(Vcc)에 연결되고, 또한 저역-통과 필터(55)의 제 1 입력 단자 및 계수 발생기(52)의 입력 단자에 연결된 또 다른 입력 단자를 갖는다.
부스터(44)는 믹서(47)의 제 2 입력 단자에 연결된 출력 단자와 곱셈기(46)의 입력 단자에 연결된 또 다른 출력 단자를 갖는다.
곱셈기(46)는 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I11)와 레지스터(47)를 통해 전력 공급(Vcc)에 연결된 또 다른 입력 단자를 갖는다. 곱셈기(46)는 연산 증폭기(32)의 전압 제어 단자에 연결된 출력 단자를 갖는다.
스위치(48)는 반도체 집적 회로(100)의 각 입력 단자(I12, I13, I14)와 각 레지스터(49, 50, 51)를 통해 전력 공급(Vcc)에 연결된 고정 단자(a, b, c)를 갖는다.
스위치(48)는 계수 발생기(52)의 또 다른 입력 단자에 연결된 이동 가능한 접촉점(d)을 갖는다. 계수 발생기(52)는 지연 회로(37),(38)의 각각 다른 입력 단자에 연결된 출력 단자와 곱셈기(54)의 입력 단자에 연결된 또 다른 출력 단자를 갖는다.
곱셈기(54)는 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I15)와 레지스터(53)를 통해 진력 공급(Vcc)에 연결된 또 다른 입력 단자를 갖는다. 곱셈기(54)는 저역-통과 필터(55)의 제 2 입력 단자에 연결된 출력 단자를 갖는다.
저역-통과 필터(55)는 믹서(47)의 출력 단자에 연결된 제 3 입력 단자와, 연산 증폭기(56)의 비반전 입력 단자(+)에 연결되고 레지스터(58)를 통해 연산 증폭기(59)의 반전 입력 단자(-)에 연결된 출력 단자를 갖는다. 연산 증폭기(56)는 그의 출력 단자에 연결된 반전 입력 단자(-)를 갖고, 출력 단자는 레지스터(57)를 통해 연산 증폭기(59)의 비반전 입력 단자와, 또한 레지스터(57), 반도체 집적회로(100)의 출력 단자(04), 및 평활화 캐패시터(61)를 통해 접지에 연결된다. 연산 증폭기(59)의 반전 입력 단자(-)는 레지스터(60)를 통해 그의 출력 단자에 연결되고, 연산 증폭기(59)의 출력 단자는 반도체 집적 회로(100)의 출력 단자(05)에 연결된다. 출력 단자(05)는 제 7 도에 도시된 디지털 신호 처리기(12)의 입력 단자에 연결된다.
레지스터(33, 34)는 같은 저항을 가지므로 전력 공급(Vcc) 전압의 1/2 인 전압(Vc)이 레지스터(33),(34)간의 연결부에 주어진다.
예를 들어, 전압(Vcc)은 5V 이고 전압(Vc)(중심 전위)은 2.5V 이다. 제 8 도에서 GM은 이득 전류를 나타내고, REF는 기준 전류를, K1, K2, K4는 각각 정상 속도, 두 배 속도, 및 4 배 속도에 대응하고 레지스터(41),(42),(43)의 각 저항에 의해 결정된 계수로서의 전류를 또한 DL1, DL2, DL4 는 각각 정상 속도, 두 배 속도, 및 4 배 속도에 대응하고 레지스터(49, 50, 51)의 각 저항에 의해 결정된 지연으로서의 전류를 나타낸다.
예를 들어, DC 차단 캐패시터는 1μF 의 캐패시턴스를 갖고, 레지스터(31),(36),(57),(58),(60)은 각각 30KΩ, 3KΩ, 1KΩ, 4KΩ, 40KΩ 의 저항을 갖고, 또한 출력 단자(05)로부터 출력된 RF 신호는 1Vpp의 진폭을 갖는다.
레지스터(41, 42, 43)는 각각 10KΩ, 8.2KΩ, 3.9KΩ의 저항을 갖고, 레지스터(49, 50, 51)은 각각 27KΩ, 12KΩ, 4.7KΩ의 저항을 갖는다.
예를 들어, 평활화 캐패시터(61)는 10μF 의 캐패시턴스를 갖는다. 평활화캐패시터(61)는 예를 들면 10 의 계수만큼 RF 신호를 증폭하여 DC 전위를 제공하도록 RF 신호를 평활화하는 동작을 한다.
출력 단자(01, 02, 03)는 오실로스코프 등으로 파형을 주시하기 위해 사용된다. 출력 단자(01)는 정상적인 RF 신호(RF1)를 출력하는데 동작한다. 출력 단자(02)는 지연 회로(37)에 의해 지연된 RF 신호(RF2)를 출력한다. 출력 단자(03)는 지연 회로(37, 38) 모두에 의해 지연된 RF신호(RF3)를 출력한다.
지연 회로(37)의 지연 시간은 지연 회로(48)의 지연 시간과 같다.
스위치 제어기(39)는 제 7 도에 도시된 등화기 특성 스위칭 수단(22)으로부터 공급된 제어 데이터에 기초하여 입력 단자(I5, I6)와 등화기 특성 스위칭 테이블의 내용(추후 기술될)을 통해 스위치(40),(48)의 스위칭을 제어하도록 동작한다. 스위치(40)는 레지스터(410,(42),(43)의 저항에 따라 결정된 계수(K1, K2, K3)로서 전류를 스위칭하도록 동작하고, 스위치(48)는 레지스터(49, 50, 51)의 저항에 따라 결정된 지연 시간 정보로서 전류를 스위칭하도록 동작한다. 스위치(40),(48)의 이동 가능한 접촉점(d)은 스위치 제어기(39)의 제어하의 연관된 관계에서 이동 가능하다.
저역-통과 필터(55)는 예를 들면, 베셀-함수 5 차 저역-통과 필터(Bessel-function 5th-order low-pass filter)로 구성된다. 베셀-함수 5 차 저역-통과 필터로 RF 신호의 파형은 일정한 시간만큼 지연되므로, 통과 대역에서의 그룹 지연 특성, 즉 일정한 진폭의 싸인파 입력 신호 주파수가 변하는 때에 입력 및 출력 신호간의 전파 지연 특성이 일정하기 때문에 파형이 왜곡되지 않는다. 저역-통과필터(55)의 차단 주파수는 기준 전류(REF)와 레지스터(53)의 저항에 의해 결정된다. 레지스터(53)는 서멧 볼륨(cermet volume) 등과 같은 다양한 레지스터로 구성된다. 저역-통과 필터(55)의 차단 주파수는 레지스터(53)의 저항을 변화시킴으로서 변할 수 있다.
저역-통과 필터(55)의 차단 주파수를 변화하는 처리가 제 9A 도 내지 제 9D 도를 참조로 추후 설명된다. 제 9A 도, 제 9B 도 및 제 9C 도는 제 8 도에 도시된 출력 단자(01, 02, 03)로부터 각각 출력된 RF 신호(RF1, RF2, RF3)를 도시한다.
제 9A 도, 제 9B도, 및 제 9C 도 각각에서, 수직축은 전압을 나타내고 수평축은 시간을 나타낸다. 제 9C 도에서 'D1'은 지연 회로(37)의 지연 시간을 나타내고, 'D2'는 지연 회로(38)의 지연 시간을 나타낸다. 제 9A 도, 제 9B 도, 및 제 9C 도에서, 'X1', 'X2', 'X4'는 각각 RF 신호(RF1),(RF2),(RF3)의 최대 진폭 시간을 나타내고 계수 발생기(52)로부터의 출력 신호에 대응한다.
제 9D 도는 저역-통과 필터(55)의 차단 주파수를 도시한다. 제 9D 도에서 수직축은 전압을 나타내고 수평축은 시간을 나타내고, 또한 'Y1', 'Y2', 'Y4'는 각각 정상 속도, 두 배 속도, 및 4 배 속도에서의 차단 주파수를 나타낸다.
정상 속도, 두 배 속도, 및 4 배 속도에서의 전압 상승 주파수(boosting frequency)가 각각 (fb1),(fb2),(fb4)로 표시된다고 가정하면, 정상 속도에서의 차단 주파수(Y1)는 Y1=n · fb1으로 계산되고, 두 배 속도에서의 차단 주파수(Y2)는 Y2=n · fb2로 계산되고, 또한 4 배 속도에서의 차단 주파수(Y4)는 Y4=n · fb4로 계산된다. 여기서, 'n'은 레지스터(53)의 저항값으로, 예를 들어 'z'(등화기의 전압 상승 주파수의 2 배를 의미하는)로 선택된다.
전압 상승 주파수가 이후 설명된다. 지연 회로(37)는 지연 시간(D1)을 갖고 지연 회로(38)는 지연 시간(D2)을 갖으면, 전압 상승 주파수(fb)는 fb=1/2τ로 표시된다. 여기서, τ=D1=D2 이다.
정상 속도에서는 1/2τ1=1.5MHz이므로 τ1 은 333nsec이다.
두 배 속도에서는 1/2τ2=3.0MHz이므로 τ2=167nsec이다.
4 배 속도에서는 1/2τ4=6.0MHz이므로 τ4=83nsec이다.
제 8 도에 도시된 등화기(23)의 동작이 이후 설명된다.
등화기 특성 스위칭 수단(22)으로부터의 제어 데이터가 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I5, I6)를 통해 등화기(23)에 공급될 때, 스위치 제어기(39)는 이동 가능한 접촉점(d)을 고정 접촉점(a, b 또는 c)에 연결하도록 공급된 제어 데이터에 기초하여 스위치(40, 48)에 스위치 제어 신호를 공급한다.
이때, 계수(K1, K2 또는 K4)로서의 전류가 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I7, I8 또는 I9)와 스위치(40)를 통해 부스터(44)에 공급된다.
부스터(44)는 스위치(40)를 통해 계수(K1, K2 또는 K4)로 공급된 전류값과 반도체 집적회로(100)의 입력 단자(I10)를 통해 공급된 기준 전류(REF) 값에 기초하여 이득 고정 전류를 발생시키고, 발생된 이득 조정 전류를 곱셈기(46)와 믹서(47)에 공급한다.
지연 시간 정보(DL1, DL2 또는 DL4)로서의 전류는 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I12, I13 또는 I14)와 스위치(48)를 통해 계수 발생기(52)에 공급된다.
제 7 도에 도시된 재생 증폭기(9)로부터의 RF 신호는 입력 단자(I1)와 캐패시터(30)를 통해 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I2)에 공급되고, 입력 단자(I2)와 레지스터(31)를 통해 연산 증폭기(32)의 반전 입력 단자(-)에 공급된다.
곱셈기(46)에는 또한 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I11)를 통해 레지스터(47)의 저항에 의해 결정된 이득 제어 전류(GM)가 공급된다. 곱셈기(46)는 부스터(44)로부터 계수로 공급된 전류와 이득 제어 전류(GM)를 곱하고, 그 곱을 나타내는 전류를 연산 증폭기(32)의 전압 제어 단자에 전압 제어 전류로서 공급한다. 연산 증폭기(32)는 반전 입력 단자(-)에 공급된 RF 신호의 전위와 비반전 입력 단자(-)에 공급된 기준 전위간의 차이를 발생하고, 그 차이에 대응하는 전압을 곱셈기(46)로부터의 전압 제어 전류값에 기초하여 증폭하고, 또한 증폭된 전압을 출력한다.
연산 증폭기(32)로부터 출력된 전압은 연산 증폭기(35)의 반전 입력 단자(-)에 공급되고, 연산 증폭기(35)는 공급된 전압과 기준 전압간의 차이를 발생하여 그 차이 전압을 증폭하고, 또한 증폭된 전압을 출력한다. 연산 증폭기(35)로부터 출력된 전압은 전압을 주시하기 위한 출력 단자(01), 지연 회로(37) 및 믹서(47)에 공급된다.
계수 발생기(52)는 스위치(48)를 통해 지연 시간 정보(DL1, DL2 또는 DL4)로 공급된 전류값과 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I10)를 통해 공급된 기준 전류(REF)에 기초하여 지연 시간 조정 전류를 발생한다. 계수 발생기(52)는 발생된지연 시간 조정 전류를 지연 회로(37),(38)에 공급하고, 또한 전류를 계수로서 곱셈기(54)에 공급한다. 지연 회로(37)는 연산 증폭기(35)로부터의 RF 신호를 계수 발생기(52)로부터의 지연 시간 조정 전류값에 기초한 지연 시간만큼 지연시킨다.
지연 회로(37)로부터 지연된 출력 신호는 신호를 주시하기 위한 출력 단자(02)와 믹서(47) 및 지연 회로(38)에 공급된다. 지연 회로(38)는 지연 회로(37)로 부터의 RF 신호를 계수 발생기(52)로부터의 지연 시간 조정 전류값에 기초한 지연 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(38)로부터 지연된 출력 신호는 신호를 주시하기 위한 출력 단자(03)와 믹서(47)에 공급된다.
믹서(47)는 연산 증폭기(35)로부터의 RF 신호, 지연 회로(37)로부터의 지연된 RF 신호, 및 지연 회로(38)로부터의 지연된 RF 신호를 부스터(44)로부터 계수로 공급된 전류에 기초한 혼합 비율로 서로 혼합한다. 믹서(47)로부터의 혼합된 출력신호는 저역-통과 필터(55)로 공급된다. 곱셈기(54)는 차단 주파수 'Y'에 대응하는 전류를 제공하도록 레지스터(53)로부터 'n'에 대응하는 전류와 계수 발생기(52)로부터 'x'에 대응하는 계수로서의 전류를 곱하고, 제공된 전류를 차단 주파수 조정 전류로서 저역-통과 필터(55)에 공급한다.
저역-통과 필터(55)는 믹서(47)로부터의 혼합된 출력 신호를 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I10)를 통해 공급된 기준전류(REF)로 편이(bias)시키고, 곱셈기(54)로부터의 차단 주파수 조정 전류값에 의해 표시된 차단 주파수를 기초하여 믹서(47)로부터의 혼합된 출력 신호의 고주파수 성분을 차단한다.
저역-통과 필터(55)는 출력 신호를 연산 증폭기(56)의 비반전 입력 단자(+)와, 레지스터(58)를 통해 연산 증폭기(59)의 반전 입력 단자(-)에 공급한다.
연산 증폭기(56)는 저역-통과 필터(55)로부터의 출력 신호와 자체 출력 신호간의 차이를 발생하고 차이 신호를 출력하여, 연산 증폭기(59)의 비반전 입력 단자(5)에 공급한다.
캐패시터(61)는 연산 증폭기(56)의 출력 신호에 따라 레지스터(57)의 저항에 의해 결정된 전류를 충전 및 방전시키고, 그에 의해 연산 증폭기(56)로부터의 출력 신호를 평활화하여 DC 전위를 제공한다. 연산 증폭기(56)로부터의 출력 신호의 전위는 10 의 계수만큼 증폭된다. 연산 증폭기(59)는 저역-통과 필터(55)로부터의 출력 신호와 연산 증폭기(56)로부터의 출력 신호간의 차이를 발생하고, 차이 신호를 RF 신호로서 반도체 집적 회로(100)의 출력 단자(05)를 통해 제 7 도에 도시된 디지털 신호 처리기(12)에 출력한다.
제 10A 도는 예를 통해 제 7 도에 도시된 ROM(20)에 저장된 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20C)를 도시한다. 제 10B 도는 예를 통해 제 8 도에 도시된 스위치 제어기(39)에 저장된 스위치 제어 테이블을 도시한다.
제 10A 도에 도시된 바와 같이, 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20C)는 제 7 도에 도시된 호스트 컴퓨터(18)로부터의 속도 명령 데이터에 의해 표시되는 '모드' 데이터, '모드'에 따라 등화기(23)의 특성을 스위칭하기 위한 '모드 표시' 데이터, 및 '모드 표시' 데이터에 따른 '계수' 데이터와 '지연 시간' 데이터로 구성된다. '계수' 데이터와 '지연 시간' 데이터는 참조로만 설명되고, 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20C)에 포함되지 않을 수 있다.
제 10A 도로부터 알 수 있는 바와 같이, '모드'가 '정상 속도'를 나타낼 때, '모드 표시' 데이터는 '01'이고, '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '계수'는 'K1'이고, 또한 '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '지연 시간'은 'DL1'이다.
'모드'가 '두 배 속도'를 나타낼 때, '모드 표시' 데이터는 '10'이고, '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '계수'는 'K2'이고, 또한, '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '지연 시간'은 'DL2" 이다.
'모드'가 '4 배 속도'를 나타낼 때, '모드 표시' 데이터는 '11'이고, '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '계수'는 'K4'이고, 또한 '모드 표시' 데이터에 의해 성립된 '지연 시간'은 'DL4" 이다.
제 10B 도에 도시된 바와 같이, 스위치 제어 테이블은 제 7 도에 도시된 등화기 특성 스위칭 수단(22)으로부터의 제어 데이터, 즉 제 10A 도에 도시된 '모드 표시' 데이터, '모드 표시' 데이터에 따라 계수 스위치로서 스위치(40)(제 8 도)의 이동 가능한 접촉점(d)에 연결된 고정 접촉점을 나타내는 데이터, 및 '모드 표시' 데이터에 따라 지연 시간 스위치로서 스위치(40)(제 8 도)의 이동 가능한 접촉점(d)에 연결된 고정 접촉점을 나타내는 데이터로 구성된다.
제 10B 도로부터 알 수 있는 바와 같이, '모드 표시' 데이터가 '01'일 때, 제 8 도에 도시된 스위치(40)의 이동 가능한 접촉점(d)에 연결된 고정 접촉점은 'a'로 표시된다.
'모드 표시' 데이터가 '10'일 때, 제 8 도에 도시된 스위치(40)의 이동 가능한 접촉점(d)에 연결된 고정 접촉점은 'b'로 표시된다.
'모드 표시' 데이터가 '11'일 때, 제 8 도에 도시된 스위치(40)의 이동 가능한 접촉점(d)에 연결된 고정 접촉점은 'c'로 표시된다.
제 11 도는 제 7 도 내지 제 10A 도 및 제 10B 도를 참조로 상술된 광학 디스크 장치의 동작 순차를 도시한다.
제 11 도에 도시된 바와 같이, 제 7도에 도시된 시스템 제어 수단(16)은 단계(s1)에서 광학 디스크(7)가 로드되어 있는가 여부를 결정한다. 'YES'이면, 제어는 단계(S2)로 진행된다.
단계(S2)에서 시스템 제어 수단(16)은 스핀들 모터(6)에 전력을 가하도록 서보 시스템 신호 처리기(5)를 제어한다.
이어서, 제어는 단계(S3)로 진행된다.
단계(S3)에서, 시스템 제어 수단(16)은 광학 디스크(7)가 재생 데이터내의 제어 비트에 기초하여 CD-ROM 또는 CD-R 인가 여부를 결정한다. 이어서, 제어는 단계(S4)로 진행된다. 상기의 동작 동안에 광학 디스크 장치의 다른 구성 성분은 다음과 같이 동작한다. 서보시스템 신호 처리기(5)는 광학 디스크(7)의 인입 영역에 광 픽업(8)을 위치시키도록 광학 디스크(7)에 대해 방사형으로 광 픽업(8)을 이동시키기 위해 선공급 모터(thread feed motor)와 트래킹 엑추에이터(tracking actuator)에 전력을 가한다. 광 픽업(8)은 연속적으로 RF 신호를 출력한다. 광 픽업(8)으로부터의 RF 신호는 재생 증폭기(9), 등화기(23) 및 디지털 신호 처리기(12)를 통해 디코더(13)에 공급되어 RF 신호를 원래 데이터로 복호화한다. 시스템 제어 수단(16)은 광학 디스크(7)의 종류를 결정하도록 재생된 데이터로부터제어 비트를 판독한다.
단계(S4)에서, 시스템 제어 수단(16)은 광학 디스크(7)의 종류를 나타내는 제어 비트를 디스크 정보 데이터로서 호스트 인터페이스(14)와 SCS1 버스(17)를 통해 호스트 컴퓨터(18)에 공급한다. 호스트 컴퓨터(18)는 광학 디스크 드라이브로부터의 디스크 정보데이터의 내용을 상술되지 않은 텔레비전 모니터에 영상으로 표시하고, 재생 속도 명령을 대기한다. 재생 속도 명령이 입력되면, 호스트 컴퓨터(18)는 재생 속도가 정상 속도, 두 배 속도, 또는 4 배 속도인가 여부를 나타내는 재생 속도 명령 데이터를 SCSI 버스(17), 호스트 인터페이스(14) 및 입력/출력 포트(10)를 통해 등화기 특성 판단 수단(21)에 공급한다.
단계(S5)에서 시스템 제어 수단(16)은 속도 명령 데이터가 호스트 컴퓨터(18)로부터 공급되었는가 여부를 결정한다.
'YES'이면, 제어는 단계(S6)로 진행한다.
단계(S6)에서, 등화기 특성 판단 수단(21)은 호스트 컴퓨터(18)로부터 공급된 속도 명령 데이터가 '정상 속도'인가 여부를 결정하도록 ROM(20)으로부터 판독되어 RAM(3)에 저장된 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20C)를 참조한다.'YES'이면, 제어는 단계(S7)로 진행하고, 'NO'이면, 제어는 단계(S8)로 진행한다.
단계(S7)에서, 등화기 특성 스위칭수단(22)은 제어 데이터 '01'을 제 8 도에 도시된 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I5, I6)를 통해 스위치 제어기(39)에 공급한다. 이어서, 제어는 단계(S12)로 진행한다.
단계(S8)에서, 등화기 특성 판단 수단(21)은 호스트 컴퓨터(18)로부터 공급된 속도 명령 데이터가 '두 배 속도'를 나타내는가 여부를 결정하도록 ROM(20)으로부터 판독되어 RAM(3)에 저장된 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20c)를 참조한다. 'YES'이면, 제어는 단계(S9)로 진행하고, 'NO'이면, 제어는 단계(S10)로 진행한다.
단계(S9)에서, 등화기 특성 스위칭 수단(22)은 제어 데이터 '10'을 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I5, I6)를 통해 스위치 제어기(39)에 공급한다. 이어서, 제어는 단계(S12)로 진행한다.
단계(S10)에서, 등화기 특성 판단 수단(21)은 호스트 컴퓨터(18)로부터 공급된 속도 명령 데이터가 '4 배 속도'를 나타내는가 여부를 결정하도록 ROM(20)으로부터 판독되어 RAM(3)에 저장된 등화기 특성 스위칭 테이블 데이터(20c)를 참조한다. 'YES'이면, 제어는 단계(S11)로 진행하고, 'NO'이면, 제어는 단계(S5)로 진행한다.
단계(S11)에서, 등화기 특성 스위칭 수단(22)은 제어 데이터 '11'을 반도체 집적 회로(100)의 입력 단자(I5, I6)를 통해 스위치 제어기(39)에 공급한다. 이어서, 제어는 단계(S12)로 진행한다.
단계(S12)에서, 시스템 제어 수단(16)은 호스트 컴퓨터(18)로부터 재생 명령이 있는가 여부를 결정한다. 'YES'이면, 제어는 단계(S13)로 진행하고, 'NO'이면, 제어는 단계(S14)로 진행한다.
단계(S13)에서, 시스템 제어 수단(16)은 호스트 컴퓨터(18)로부터의 재생 명령 데이터(판독을 나타내는 데이터와 어드레스를 나타내는 데이터로 구성된)에 기초하여 서보 시스템 신호 처리기(5)를 제어하여 광학 디스크(7)로부터 데이터를 재생한다.
이어서, 제어는 단계(S14)로 진행한다.
단계(S14)에서, 시스템제어 수단(16)은 호스트 컴퓨터(18)로부터 배출 명령이 있는가 여부를 결정한다. 'YES'이면, 제어는 단계(S15)로 진행하고, 'NO' 이면 제어는 다시 단계(S12)로 진행한다.
단계(S15)에서, 시스템 제어 수단(16)을 스핀들 모터(6)에 전력을 가하지 않도록 서보 시스템 신호 처리기(5)를 제어하고, 모터가 광학 디스크(7)를 배출하기 위해 디스크 로딩 기구를 작동하도록 드라이브 회로를 제어한다. 이어서, 제어는 단계(S1)로 복귀한다.
등화기(23)의 특성 선택과 선택된 등화기(23)의 특성에 기초한 MTF 정정이 이후 기술된다.
등화기(23)의 특성을 선택하기 위해서는 광 픽업(8)의 MTF 광학 주파수 특성의 측정값을 구하고, 측정된 광학 주파수 특성을 전기적인 주파수 특성으로 변환하고, 또한 재생 속도에 따라 전기적인 주파수 특성을 정정하도록 등화기 특성을 구할 필요가 있다. 그러므로, 제 12 도를 참조로 광 픽업(8)의 광학 주파수 특성이 먼저 설명된다. 이어서, 제 13 도를 참조로 광학 주파수 특정을 전기적인 주파수 특성으로 변환하는 것이 설명된다. 그후, 제 14A 도 및 제 14B 도 내지 제 17 도를 참조로 재생 속도에 따른 전기적인 주파수 특성을 선택적인 등화기 특성으로 정정하는 것과, 정정된 전기적인 주파수 특성의 측정값이 설명된다.
제 12 도는 광 픽업(8)의 MTF 광학 주파수 특성의 특성값을 도시한다. 제 12 도에서, 수직축은 변조도를 나타내고 수평축은 공간 주파수를 나타낸다. 변조도는 광학 디스크(7) 상에 형성된 피트의 길이에 대응한다. 비트의 길이가 클수록 변조도가 더 커진다. 공간 주파수는 광학 디스크(7)상에서 트랙을 따라 1mm 의 길이 내에 피트와 랜드(land)쌍의 수를 나타낸다. 그러므로, 제 12 도에 도시된 그래프는 광학 디스크(7)상의 피트가 유한한 크기를 갖는 빔 스폿(beam spot)으로 주사될 때 변조도와 공간 주파수의 측정값을 설명한다. 1mm 내의 피트 및 랜드의 쌍의 수가 더 작아질수록(피트가 더 길어질수록) 변조도는 더 커진다. 1mm 내의 피트 및 랜드의 쌍의 수가 더 커질수록(피트가 더 짧아질수록) 변조도는 더 작아진다. 제 12 도에 도시된 바와 같이, 차단 주파수는 1125 쌍/mm 에 대응한다.
제 13 도는 제 12 도에 도시된 공간 주파수 특성으로부터 변환된 전기적인 주파수 성분을 도시한다. 제 13 도에서, 수직축은 이득(dB)을 나타내고 수평축은 공간 주파수(쌍/mm)를 나타낸다. 공간 주파수는 아래 표시된 대응 주파수(MHz)와 관련된다. 제 13 도는 기본파 3T 및 11T 에 대한 공간 주파수, 즉 기본파 3T에 대한 514 쌍/mm 와 기본파 11T에 대한 140 쌍/mm를 도시한다.
공간 주파수에서 한 주파수로의 변환은 다음의 식(1)에 의해 표시된다.
1mm 내의 쌍의 수 × S × 선형 속도 ... (1) (S 에 대응하여)
여기서, S 는 재생 속도를 나타내는 계수로, 정상 속도에 대해서는 '1', 두배 속도에 대해서는 '2', 또한 세배 속도에 대해서는 '3'이다.
예를 들어, 4 배 속도에서의 차단 주파수가 1125 쌍/mm 의 공간 주파수에 대응하므로 상기의 식(1)에 대입된다. 즉, 4 배 속도에서의 차단 주파수는 1125 × 4 × 1.4 = 6.3MHz이다.
광 픽업(8)의 광학 주파수 성분이 RF 신호 파형의 퇴화에 원인이 되는 한, 등화기(23)에 의해 퇴화가 전기적으로 보상되면, 제 12 도에 도시된 광학 주파수 특성으로부터 변환된 제 13 도의 전기적 주파수 특성의 반전인 전기적 주파수 특성을 등화기(23)가 갖게 된다.
일반적으로, 3T 파형의 진폭을 회복하기 위해 등화기(23)의 전압 상승 주파수는 패턴 2T의 주파수를 따를 수 있다.
상기의 분석으로부터, 파형을 코싸인 등화기로 정형하기 위해 3T 의 주파수의 두 배인 전압 상승 중심 주파수를 이용해 등화기가 주파수를 상승시키는 것이 보다 효과적인 것을 알 수 있다. 그러므로, 제 8 도 및 제 7 도에 도시된 등화기(23)의 전압 상승 주파수를 성립시키기 위해, 부스트 이득이 6MHz 이상의 주파수에 대응하는 비트가 없을 때는 낮아지면 S/N 비가 변형되지 않는다. 그래서, 전압 상승 주파수는 약 6MHz로 설정된다. 전압 상승 주파수의 결정은 이후 상세히 설명된다.
RF 신호 파형의 보다 높은 조화파 성분은 레이저 빔의 파장과 광 픽업 목적물의 개구비(aperture ratio)에 의해 영향을 받는 MTF 에 따라 감쇠된다. 고조화파 성분의 감쇠에 대한 감쇠 계수는 푸리에 전개(Fourier expansion)의 항을 곱하도록 계산되고 적용되어, 파형을 나타내는 식이 구해진다.
제 14A 도는 광 픽업 MTF 의 측정값으로부터 모델화된 그래프이다. 제 14A도에서, 수직축은 감쇠 계수(K)를 나타내고 수평축은 1mm 내의 트랙수(1mm 내의 공간 주파수)를 나타낸다.
감쇠 계수(K)는 수적으로 다음과 같이 표시된다.
상기의 식(2)에 의해 표시된 공간 주파수가 전기적인 주파수로 변환되면 다음과 같이 표시된다.
예를 들어, 3T 에서 1 차 및 3 차 감쇠 계수(K1, K3)는 다음과 같이 각 식(4, 5)에 의해 주어진다.
상기의 식(5)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 3 차 및 그 이상 차수의 파형에 대한 감쇠 계수는 0 이거나 그보다 더 작다.
즉, 존재하지 않는다. 상기의 식(4 및 5)으로부터 3T의 푸리에 급수 전개는 다음의 식(6)에 의해 표시된다.
여기서, W3T는 각속도의 상수를 나타내고 t 는 시간을 나타낸다.
유사하게, 4T 내지 11T에서의 감쇠 계수는 다음과 같이 주어진다.
결과적으로, MTF 에 의해 감쇠된 후의 RF 신호는 각각 다음의 식(7 내지 15)에 의해 표시된다.
제 14B 도는 진압 상승을 위한 중심 주파수로 사용되는 3T 및 1.5T 의 주파수를 갖는 코싸인 등화기의 특성 곡선 접미사 '1'은 기본파를 나타내고, T 에 부가된 접미사 '3'은 3 차 조화파를 나타내고, 또한 T 에 부가된 접미사 '5'는 5 차 조화파를 나타낸다.
제 14B 도에 도시된 특성 곡선(P1, P2)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 신호가 3T 의 중심 주파수에서 전압 상승될 때 이득은 거의 8T 의 3 차 조화파(8T3) 보다 높거나 같은 조화파에 나누어지지 않는다. 신호가 1.5T 의 중심 주파수에서 전압 상승될 때 모든 조화파는 전압 상승된다.
이득이 거의 모든 조화파 중 특정한 주파수 보다 높거나 같은 조화파에 나누어지지 않으면, 파형의 경사도(gradient)는 불규칙하게 된다. 예를 들어, 이득이 8T 의 기본파에는 나누어지지만 3 차 및 5 차 조화파 파형에는 거의 나누어지지 않으면, 8T 의 기본파만이 남게 된다. 8T 의 원래 RF 신호 파형은 기본파, 3 차 조화파, 및 5 차 조화파로 구성되므로, 3T 의 중심 주파수에서 전압 상승된 8T 의 RF 신호 파형의 경사도는 전압 상승되지 않은 8T 의 RF 신호 파형의 경사도 보다 더 작다. RF 신호 파형이 상기의 식(7 내지 15)를 이용해 발생되고, 각각이 전압 상승되지 않은 RF 신호 파형, 3T 의 중심 주파수에서 전압 상승된 RF 신호 파형, 및 1.5T 의 중심 주파수에서 전압 상승된 RF 신호 파형을 도시하는 제 15 도 내지 제 17 도를 참조로 RF 신호 파형의 상기 경사도가 상세히 설명된다.
제 16 도는 3T 의 중심 주파수에서 제 15 도에 도시된 RF 신호 파형을 전압상승하여 구해진 RF 신호 파형을 도시한다.
제 16 도에 도시된 바와 같이, 3T 의 중심 주파수에서 RF 신호 파형이 전압 상승될 때는 3T 의 주파수를 갖는 신호의 진폭이 최대가 된다. 그러나, 저 14B 도를 참조로 상술된 바와 같이, 3 차 및 5 차 조화파의 전압 상승은 3T 의 주파수를 갖는 신호의 전압 상승보다 상당히 적다. 따라서, 3 차 및 5 차 조화파를 포함하는 RF 신호 파형 각각의 경사도는 더 작게 되고, 그 결과로 제 16 도로부터 쉽게 알 수 있는 바와 같이 아이 패턴(eye pattern)이 넓어지지 않는다.
제 17 도는 1.5T 의 중심 주파수에서 제 15 도에 도시된 RF 신호 파형을 전압 상승하여 구해진 RF 신호 파형을 도시한다.
제 17 도에 도시된 바와 같이, 1.5T 의 중심 주파수에서 RF 신호 파형에 전압 상승될 때, MTF 에 의해 감쇠된 RF 신호의 조화파 성분을 회복되고 각 파형의 경사도가 더 커지므로, 그 결과로 제 16 도로부터 쉽게 알 수 있고 제 15 도와 제 16 도간의 비교로 보다 명백히 알 수 있는 바와 같이 아이 패턴이 넓어진다. 결과적으로, 전압 상승을 위한 중심 주파수로 1.5T 의 주파수를 이용함으로서 아이 패턴 특성이 효과적으로 개선될 수 있다.
특정한 실시예가 제 18 도를 참조로 이후 설명된다.
제 18도는 세 개의 다른 종류의 광학 디스크가 제 7 도에 도시된 광학 디스크 시스템에 의해 재생될 때 블록 당 발생된 에러의 수를 도시한다. 블록 당 발생된 에러는 등화기(23)로부터의 출력 신호에 에러 정정 처리가 실행될 때 제 7 도에 도시된 디지털 신호 처리기(12)에 연결된 에러 카운터에 의해 카운트된다.
여기서 사용된 '표준 품질'항과 '표준 품질보다 낮은 품질'항은 제 6 도를 참조로 상술된 바와 같은 정의를 갖는다.
제 18 도에 도시된 바와 같이, '표준 품질의 CD-ROM'이 재생될 때 발생된 블록 당 에러의 수는 정상 속도에서 0 내지 11 범위 내에 있고, 두 배 속도에서는 0 내지 17 의 범위, 또한 4 배 속도에서는 1 내지 17 의 범위 내에 있다. 'CD-R'이 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는 정상속도에서 5 내지 13 의 범위, 두 배 속도에서 6 내지 20 의 범위, 또한 4 배 속도에서 13 내지 23 의 범위 내에 있다. '표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM'이 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는정상 속도에서 31 내지 74 의 범위, 두 배 속도에서 29 내지 71 의 범위, 또한 4 배 속도에서 49 내지 90 의 범위 내에 있다.
상기의 수치값으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 7 도에 도시된 광학 디스크 시스템으로 모든 광학 디스크가 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는 종래 광학 디스크 시스템으로 광학 디스크가 재생될 때 발생되는 경우보다 훨씬 적다. 특히, 표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM 이 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는 종래 광학 디스크 시스템으로 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는 종래 광학 디스크 시스템으로 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수의 1/7.17 내지 1/4.16 배(정상 속도에서) 및 1/10.9 내지 1/5.9 배(두 배 속도 에서)이다. 그러므로, 정정될 수 없는 발생 에러의 수가 많이 줄어든다. 따라서, 재생 데이터의 종류에 관계없이, 정보 전달 정확성으로서의 재생 데이터 질은 종래 광학 디스크 시스템에 의해 재생된 데이터의 질보다 훨씬 좋다. 이러한 이유로, 표준 품질보다 낮은 품질의 CD-ROM 으로 시장에서 이용 가능한 정상 제품이 본 발명에 따른 광학 디스크 장치에 의해 아무런 문제없이 재생될 수 있다.
디스크가 4 배 속도로 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수는 종래 광학 디스크 시스템으로부터의 비교가능한 데이터가 없으므로 현존하는 데이터와 비교될 수 없다. 그러나, 본 발명에 따른 광학 디스크 장치로 인해 디스크가 정상 속도 및 두 배 속도로 재생될 때 발생되는 에러의 수는 많이 줄어들므로, 4 배 속도로 디스크가 재생될 때 발생되는 블록 당 에러의 수도 많이 줄어드는 것을 쉽게 알 수 있다.
상술된 바와 같은 본 발명의 배열로, 소정의 최단 데이터 길이를 갖고 변조 처리에 의해 변조된 데이터가 기록된 광학 기록 매체로부터 광 픽업으로 RF 신호가 재생되고, 최단 데이터 길이로 기록된 데이터로부터 재생된 RF 신호의 주파수의 약 두 배인 주파수를 갖는 RF 신호의 주파수 성분이 코싸인 등화기에 의해 전압 상승된다. 기록 데이터 발생 수단은 코싸인 등화기의 출력 신호로부터 기록 데이터를 발생시킨다. 결과적으로, 모두 주기의 사이클에서 양으로 되는 모서리가 일렬로 되고 가파른 경사도가 된다. 그 결과로, 재생 신호에는 최소의 지터(jitter)가 발생된다.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 양호한 실시예가 설명되었지만, 본 발명이 일정한 실시예에 제한되지 않고, 다양한 변경과 수정이 첨부된 청구항에 정의된 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있음은 이해된다.
제 1 도는 종래 광학 디스크 시스템의 블록도.
제 2 도는 제 1 도에 도시된 종래 광학 디스크 시스템에서 등화기의 내부 배열을 도시하는 회로도.
제 3 도는 제 1 도에 도시된 종래 광학 디스크 시스템에서 등화기로부터의 출력 신호의 피크 쉬프트(peak shift)를 설명하는 그래프.
제 4 도는 그룹 지연을 포함하지 않은, 광학 디스크로부터 재생된 RF 신호의 파형도.
제 5 도는 제 1 도에 도시된 종래 광학 디스크 시스템에서 그룹 지연을 포함한, 등화기로부터 출력된 RF 신호의 파형도.
제 6 도는 제 1 도에 도시된 종래 광학 디스크 시스템에서 디스크 종류와 재생 속도에 따라 발생되는 에러 비율을 도시한 도면.
제 7 도는 본 발명에 따른 광학 디스크 장치의 블록도.
제 8 도는 제 7 도에 도시된 광학 디스크 장치에서 등화기의 내부 배열을 도시 하는 회로도.
제 9A 도는 제 8 도에 도시된 등화기의 출력 단자(01)로부터 출력되는 RF 신호(RF1)의 파형도.
제 9B 도는 제 8 도에 도시된 등화기의 출력 단자(02)로부터 출력되는 RF 신호(RF2)의 파형도.
제 9C 도는 제 8 도에 도시된 등화기의 출력 단자(03)로부터 출력되는 RF 신호(RF3)의 파형도.
제 9D 도는 재생 속도에 따른 차단 주파수를 도시하는 도면.
제 10A 도는 등화기 특성 스위칭 테이블을 도시하는 도면.
제 10B 도는 스위치 제어 테이블을 도시하는 도면.
제 11 도는 제 7 도에 도시된 광학 디스크 장치의 동작 순서의 흐름도.
제 12 도는 광 픽업의 MTF 측정값을 나타내는 광학 주파수 특성을 도시하는 그래프.
제 13 도는 제 12 도에 도시된 광학 주파수 특성으로부터 변환된 전기적인 주파수 특성을 도시하는 그래프.
제 14A 도는 광 픽업의 MTF 측정값으로부터 모델화된 그래프.
제 14B 도는 전압 상승(boosting)을 위한 중심 주파수로 사용된 3T 및 1.5T의 주파수를 갖는 코싸인 등화기의 특성을 도시하는 그래프.
제 15 도는 전혀 전압 상승되지 않은 RF 신호의 파형도.
제 16 도는 전압 상승을 위한 중심 주파수로 사용된 3T 의 주파수로 전압 상승된 RF 신호의 파형도.
제 17 도는 전압 상승을 위한 중심 주파수로 사용된 1.5T 의 주파수로 전압 상승된 RF 신호의 파형도.
제 18 도는 제 7 도에 도시된 광학 디스크 장치에서 디스크 종류와 재생 속도에 따라 발생되는 에러 비율을 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
8 : 광 픽업(optical pickup) 9 : 재생 증폭기
12 : 디지털 신호 처리기 18 : 호스트 컴퓨터
23 : 등화기

Claims (6)

  1. 광학 디스크 장치에 있어서,
    소정의 최단 데이터 길이를 갖고 변조 처리에 의해 정보 데이터를 변조함으로써 발생된 변조된 데이터가 기록되는 광학 기록 매체로부터 RF 신호를 재생하기 위한 광 픽업(optical pickup)과;
    상기 최단 데이터 길이를 갖는 기록된 데이터로부터 재생된 RF 신호의 주파수의 약 두 배인 주파수를 갖는 주파수 성분에 대해 전압 상승 주파수(boosting frequency)를 포함하는 주파수 특성을 갖고, 그에 의해 상기 RF 신호의 파형을 등화시키는 코싸인 등화기와;
    상기 RF 신호로부터 변조된 데이터를 발생시키기 위해 상기 코싸인 등화기에 연결된 변조된 데이터 발생 수단을 포함하는 광학 디스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 픽업에 의해 상기 광학 기록 매체로부터 RF 신호를 재생할 때, 상기 광학 기록 매체에 대해 상기 광 픽업의 이동 속도에 의존하여 변하는 RF 신호의 주파수에 기초하여 상기 코싸인 등화기의 전압 상승 주파수를 스위칭는 스위칭 수단을 더 포함하는 광학 디스크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코싸인 등화기로부터 출력된 RF 신호가 공급되기 위한 저역-통과 필터를 더 포함하고,
    상기 스위칭 수단은 상기 RF 신호의 주파수에 기초하여 상기 저역-통과 필터의 차단 주파수를 스위칭하는 광학 디스크 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저역-통과 필터는 베셀-함수(Bessel-function) 저역-통과 필터를 포함하는, 광학 디스크 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광학 기록 매체에 대한 상기 광 픽업의 상기 이동 속도는 호스트 컴퓨터로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 설정되는, 광학 디스크 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 기록 매체가 광학 디스크를 포함하는, 광학 디스크 장치.
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