KR100614966B1 - 광 기록장치의 워블위상동기회로 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 기록장치의 워블위상동기회로 및 그 방법에 관한 것으로써, 외부 신호에 의해서 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기; 상기 주파수-위상 검출기에서 출력되는 위상에러값을 관찰하여 현재 기준클록과 귀환클록의 락킹여부를 검출하는 락검출기; 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 주기측정기; 및 상기 측정된 기준클록의 주기가 상기 측정된 귀환클록의 주기와 비교하여 평균값의 허용범위 밖의 값이면, 재동기 제어신호를 상기 주파수-위상 검출기로 출력하는 이상신호 판별기를 포함한다.

광기록장치, 워블, ODD, PLL

Description

광 기록장치의 워블위상동기회로 및 그 방법{Phase Locking Loop for Wobble in Optical Disc Drive and Method thereof}

도 1은 일반적인 워블처리장치의 블록도이다.

도 2는 일반적인 위상동기회로의 블록도이다.

도 3은 3-상태 주파수-위상 검출기의 동작도이다.

도 4는 정상적인 기준클록에 대한 주파수-위상 검출기의 동작도이다.

도 5는 비정상적인 워블 신호에 의한 기준클록을 나타낸 도면이다.

도 6은 비정상적인 기준클록에 대한 주파수-위상 검출기가 오동작하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 기록장치의 워블위상동기회로의 블록도이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비정상적인 기준클록에 대한 광 기록장치의 워블위상동기회로의 동작을 나타낸 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 기록장치에 있어서 비정상적인 워블신호 입력에 대한 워블위상동기화 방법을 나타낸 순서도이다.

{도면의 주요 부호에 따른 설명}

202 : 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기

204 : 루프필터 206 : NCO/VCO

208 : 클록분주기 702 : 주기측정기

706 : 이상신호 판별기 708 : 락검출기

본 발명은 광 기록장치의 워블위상동기회로 및 그 방법에 관한 것으로써, 특히 디지털 비디오 디스크 기록기(DVDP) 기록기에서 워블 클록을 복원하는 워블 위상동기회로(PLL) 및 그 방법에 관한 것이다.

현재 기록용 DVD+R/RW, DVD-R/RW, BD disc 등은 기록 영역의 트랙을 인위적으로 사인파 형태로 형성하여 제작하였다. 이를 워블이라고 부르며, 그 목적은 디스크 회전 속도에 일치하는 기록클록을 생성할 수 있게 하고, 디스크의 위치 정보와 특성 정보를 표현하는 데 있다. 즉, 추출된 워블 신호를 정해진 수만큼 체배함으로써, 디스크 회전 속도에 꼭 일치하는 기록클록을 생성하여 데이터를 기록할 수 있다. 워블 위상동기회로는 이런 워블 신호와 주파수와 위상이 일치하는 클록을 안정적으로 발생시키는데 목적이 있다. 워블 신호는 기록 영역의 트랙의 형태에 의해 발생하기 때문에, 디스크의 기록 여부와 무관하게 추출할 수 있다. 하지만, 일단 기록된 영역에서는 추출되는 워블신호의 질이 열화될 수 있기 때문에 워블위상동기 회로는 이를 극복할 수 있는 방법이 필요하다.

도 1은 일반적인 워블처리장치의 블록도를 나타낸 그림이다. 광 픽업 유닛(100)은 디스크에서 반사되는 광량을 전기적인 신호로 변환하고, 아날로그 신호 처리(102)는 광 픽업 유닛(100)에서 생성한 신호를 연산해서, 워블 신호, 서보 관련 신호, 재생 신호 등 다양한 아날로그 신호를 생성한다. 아날로그 워블 신호는 아날로그-디지털 변환기(104)에 의해 디지털 변환되어, 기록 클록 복원 및 디스크 위치 정보 및 특성 정보를 추출하게 된다. 1^st PLL(106)은 입력 워블 신호와 동일한 주파수를 갖는 안정적인 워블 클록 신호를 생성하고, 2^nd PLL(110)은 안정적인 워블 클록 신호를 체배해서 기록 클록을 생성한다. 또한 스핀들 제어기(108)는 워블 클록 신호의 주파수를 이용해서 현재 스핀들 모터의 회전 속도를 알아내어, 상수 선형 속도(constant linear velocity, 'CLV') 제어한다. 워블 디코더(112)는 디지탈 워블 신호와 워블 클록을 이용하여, 디스크 위치 정보 및 특성 정보를 추출한다.

도 2는 일반적인 위상 동기 회로의 블록도를 나타낸 그림으로, 도 1의 1^st PLL(106)의 실시예가 될 수 있다. 일반적인 위상 동기 회로는 기준 클록(200)과 PLL에서 생성하는 귀환 클록의 위상 및 주파수 차이를 검출하는 주파수-위상 검출기(202)와, PLL의 추종 성능을 조절하기 위한 루프필터(204)와, 제어신호에 의해서 귀환 클록의 발진 주파수가 조정되는 수치조정발진기(Number Controlled Oscillator, 'NCO') 혹은 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillator, 'VCO')(206)로 구성되어 있다. 입력 클록 주파수를 체배하기 위하여, 그림과 같이 NCO 혹은 VCO 출력을 분주하는 클록 분주기(208)가 포함될 수도 있다.

일반적으로, 주파수-위상 검출기에는 3-상태(state) 주파수-위상 검출기가 사용된다. 이러한 3-상태 주파수-위상 검출기의 동작은, 도 3과 같이 기준 클록과 귀환 클록의 상승 에지의 발생 순서에 의해서, 출력값의 부호가 결정되고, 상승 에지사이의 간격에 의해서 위상에러 값이 결정된다.

도 4는 정상적인 기준 클록이 입력될 때에 3-상태 주파수-위상 검출기의 의하여 계산되는 위상 에러값의 형태를 보여주고 있다. 기준 클록이 귀환 클록보다 위상이 빠른 경우에 계산되는 위상에러값은 양수를 갖게 되어, NCO의 주파수를 높이게 되고, 반대로 위상이 더 늦은 경우에는 음수를 갖게 되어 주파수를 더 늦게 해서, 위상이 맞도록 한다. 이런 동작을 통하여 귀환 클록이 기준 클록과 위상이 일치하게 되었을 때, 락(lock)이 되었다고 한다.

이런 3-상태 주파수-위상 검출기를 사용하는 경우의 문제점으로는 기준 클록이 미싱되거나 삽입되었을 때, 락을 잃어버리게 된다는 것이다. 이런 현상은 안정적인 오실레이터(oscillator)로부터 입력을 받아서 클록을 생성하는 클록 생성용 위상동기회로와는 달리, 광 픽업 장치에서 신호를 입력받아서, 클록을 복원하는 경우에서는 중요한 문제점이 된다.

도 5는 잡음이나, 광 픽업 장치에서 입력되는 신호의 열화에 의해서, 아날로그 워블 신호가 열화되는 경우에, 1^st PLL에 입력되는 기준 클록의 변형을 보여 주 고 있다. 기준 클록은 아날로그 워블 신호의 값을 이용해서 만들기 때문에, 그림과 같이 아날로그 워블 신호가 비정상적으로 입력되는 경우에는 기준 클록 역시 한 클록을 빼먹을 수도 삽입될 수도 있다. 기존의 3-state 주파수-위상 검출기는 비정상적인 기준 클록이 입력되는 경우에 위상에러를 잘못 계산할 수 있다. 도면 6은 주파수-위상 검출기가 오동작하는 것을 보여주는데, 실제로는 귀환클록의 위상이 더 늦으면서도, 기준 클록이 빠짐으로 인해서 위상 에러가 음수가 나와서 주파수를 더 낮추게 NCO을 제어할 수도 있다. 또는 기준 클록이 비정상적으로 삽입됨으로 인해서, 위상 에러가 큰 양수값이 되어 NCO 주파수를 더 낮아지도록 잘 못 제어될 수 있다. 이렇게 해서, 워블 클록이 잘못 생성되면, 위상동기회로의 락이 풀리게 되어 기록 클록 생성기나 스핀들 제어기가 오동작해서 기록이 이상하게 될 수도 있다. 따라서, 이렇게 열화된 입력이 들어와도, 주파수-위상 검출기가 오동작하지 않도록 하는 방법이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 앞서 설명한 주파수-위상 검출기를 채용하는 위상 동기 회로에 비정상적인 기준 클록이 입력되었을 경우에, 오동작하지 않고 위상 에러를 생성하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광 기록장치의 워블위상동기회로는 외부 신호에 의해서 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기; 상기 주파수-위상 검출기에서 출력되는 위상에러값을 관찰하여 현재 기준클록과 귀환클록의 락킹여부를 검출하는 락검출기; 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 주기측정기; 및 상기 측정된 기준클록의 주기가 상기 측정된 귀환클록의 주기와 비교하여 평균값의 허용범위 밖의 값이면, 재동기 제어신호를 상기 주파수-위상 검출기로 출력하는 이상신호 판별기를 포함한다.

본 발명에서 상기 이상신호판별기는 기준클록과 귀환클록이 락 되었을 경우에만 동작하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 주기 측정기는 입력되는 클록의 상승 에지(edge)사이의 주기를 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 광 기록장치의 워블위상동기화 방법은 기준클록과 귀환클록이 락킹되었는지를 판단하는 단계; 상기 기준클록과 귀환클록이 락킹 되었을 경우, 상기 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 단계; 상기 기준클록의 주기가 소정의 범위 내에 속하는지를 판단하는 단계; 및 상기 기준클록의 주기가 소정의 범위 내에 속하지 않은 경우, 상기 기준클록과 귀환클록의 동기여부를 재검사하는 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발병에서 상기 기준신호와 귀환신호의 락킹여부를 판단하는 방법은 주파수-위상 검출기에서 출력되는 위상신호 에러를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 방법은 상승 에지(edge) 사이의 주기를 측정하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 기록장치의 워블위상동기회로를 나타낸 블록도이다.

상기 실시예에서, 광 기록장치의 워블위상동기회로는 재동기 가능한 주파수-위상 검출기(202), 루프필터(204), NCO/VCO(206), 클록분주기(208), 주기측정기(702), 이상신호판별기(706) 및 락검출기(708)를 포함한다.

상기 실시예는, 비정상적인 워블신호에 클록이 동기화 된 경우 이를 정정하는 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 우선 디지털 처리된 워블 신호가 기준클록(200)으로 입력된다. 상기 워블신호는 광 디스크 회전속도에 일치하는 기록클록을 생성할 수 있게 하는 것으로써, 이를 이용하여 광 디스크의 위치정보와 특성정보를 알아낼 수 있다. 상기 워블신호는 초기에는 아날로그 신호로써 채배가 되나 아날로그-디지털 변 환기에 의해서 디지털화 되고 이러한 디지털 신호가 기준클록(200)으로써 역할을 한다.

상기 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기(202)는 워블신호에서 채배된 기준클록(200)과 귀환클록(기준 클록에 추종하는 내부 클록)을 비교하여 그 주파수 및 위상을 검출한다. 즉, 상기 양 클록이 얼마나 일치하는지를 계속적으로 검사한다. 다만, 본 발명의 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기(202)는 외부에서 재동기 제어신호가 입력이 되면 현재 귀환클록이 기준클록(200)에 추종하고 있더라도, 상기 기준클록(200)을 다시 검색하여 귀환클록과 비교하여 주파수 및 위상을 검출한다.

상기 재동기 제어신호는 상기 이상신호판별기(706)에서 전송되는데, 상기 이상신호판별기(706)는 상기 락검출기(708)에서 락신호가 입력되는 경우 활성화가 된다. 상기 락검출기(708)는 상기 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기(202)의 출력인 위상 에러를 관찰하여, 소정의 임계값보다 작은 상태가 지속되는 경우 기준클록(200)과 귀환클록의 위상이 일치한다고 판단하고, 락신호를 활성화해서 상기 주기측정기(702)를 활성화한다. 상기 임계값은 정해진 것은 아니지만, 보다 정확한 위상의 추종을 위해서는 작은 값으로 하는 것이 바람직하다.

상기 주기측정기(702)는 입력되는 클록의 상승에지 사이의 주기를 측정한다. 상기 입력되는 클록은 기준클록(200)과 추종클록의 2 종의 클록이 입력되며, 상기 주기측정기(702)에는 이들 각각의 주기를 측정하는 주기측정기(702)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 주기를 측정하기 위해서 기준이 되는 시작위치는 상승에지 또는 하강에지를 선택하는 것이 바람직하며, 귀환클록의 주기를 안정하게 측정하기 위해서 여러주기를 평균하여 측정하는 것도 바람직하다.

상기 이상신호판별기(706)는 기준클록(200)의 주기가 귀환클록의 주기로부터 얻어진 허용범위 내에 있는 경우에만 기준클록(200)이 정상적이라고 판단을 한다. 즉, 기준클록(200)의 주기가 평균값의 허용범위 밖의 값이 입력되면, 이 순간에는 기준 클록(200)이 비정상적이라고 판단을 해서, 락이 활성화되어 있는 경우 재동기 제어신호를 상기 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기(202)로 출력한다. 이경우, 상기 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기(202)는 계산된 위상에러를 무시하고 위상비교를 위한 상승에지를 기준클록에서 다시 찾는다. 상기 평균값의 범위는 다양하게 제한이 가능하나, 상기 평균값의 범위가 너무 좁으면 기준클록을 찾는 횟수가 증가하여 클록추종시간이 증가하며, 상기 평균값의 범위가 너무 넓으면 기준클록에 문제가 발생하여도 이를 검출하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로, 이러한 문제가 발생하지 않도록 하는 평균값을 찾아내는 것이 바람직할 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준클록의 주기가 귀환클록의 주기보다 증가한 경우 이를 추종하는 방법을 나타낸 신호도이다.

상기 실시예에서, 기준클록의 주기는 N으로 가정하고 주기의 평균값의 상한선을 M으로 가정한다.

도 8을 참조하면, 귀환클록의 위상이 기준클록의 위상보다는 약간 쳐지는 경우이나 이는 임계값의 범위라고 판단하여 현재 락킹된 것으로 본다. 이 때 입력되는 워블신호에 문제가 생겨서 기준클록의 주기가 M을 벗어나 증가한 경우 상기 이 상신호판별기가 이상을 감지하고 재동기 제어신호를 상기 재동기 가능한 주파수-위상 검출기로 전송하면, 위상에러가 유지되어 잘못 계산된 값이 사용되지 않게 하고, 기준클록이 다시 정상적인 주기로 입력되면, 위상 비교 클록 에지쌍을 다시 찾는 동작을 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준클록의 주기가 귀환클록의 주기보다 감소한 경우 이를 추종하는 방법을 나타낸 신호도이다.

상기 실시예에서, 기준클록의 주기는 N으로 가정하고 주기의 평균값의 하한선을 L로 가정한다.

도 9를 참조하면, 귀환클록의 위상이 기준클록의 위상보다는 약간 앞서는 경우이나 이는 임계값의 범위라고 판단하여 현재 락킹된 것으로 본다. 이 때 입력되는 워블신호에 문제가 생겨서 기준클록의 주기가 L을 벗어나 감소된 경우 상기 이상신호판별기가 이상을 감지하고 재동기 제어신호를 상기 재동기 가능한 주파수-위상 검출기로 전송하면, 위상에러가 유지되어 잘못 계산된 값이 사용되지 않게 하고, 기준클록이 다시 정상적인 주기로 입력되면, 위상 비교 클록 에지쌍을 다시 찾는 동작을 함으로써, 위상에러를 정상적으로 유지시킨다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 기록장치에 있어서 비정상적인 워블신호 입력에 대한 워블위상동기화 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 1002는 기준클록의 위상에 추종하는 과정으로써, 일반적이 위상동기회 로에 의해 디지털화 되어 입력되는 워블신호에 내부클록을 동기화 시킨다.

단계 1004는 기준클록과 귀환클록이 락킹되었는지를 판단하는 과정으로써, 주파수-위상 검출기에서 상기 기준클록과 귀환클록의 위상에러를 검출한다. 상기 위상에러가 소정의 임계값 이하로써 반복적으로 발생하는지를 판단하여, 소정의 임계값 이하로 위상에러가 반복적으로 발생한다면 기준클록과 귀환클록이 락킹되었다고 판단한다.

단계 1006은 각 클록의 주기를 측정하는 과정으로써, 상기에서 기준클록과 귀환클록이 락킹되면 락검출기는 릭킹신호를 이상신호판별기로 전송하고, 상기 이상신호판별기는 주기측정기에 상기 각각의 클록의 주기를 측정하도록 명령한다.

단계 1008은 상기 기준클록의 주기가 상기 귀환클록의 주기의 평균값(하한값 L, 상한값 M으로 정의)이내에 포함되는지를 판단한다.

단계 1010은 재동기 제어신호를 전송하는 과정으로써, 상기에서 기준클록의 주기가 상기 귀환클록의 주기의 평균값을 벗어난다고 판단되면, 상기 이상신호판별기에서 상기 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기로 재동기 제어신호를 전송하고 이를 전송받은 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기는 기준클록이 정상으로 입력될 때까지 기다린 후 정상주기의 기준클록이 입력되면 새로운 상승에지를 찾아서 귀환클록과 위상을 비교한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 잡음이나 열화에 의하여 입력되는 비정상적인 기준 클록 순간을 검출해서, 그 때의 위상 에러를 무시하고 위상 비교 대상을 다시 찾게 함으로써, 안정적인 워블 클록을 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한 락검출기의 출력을 이용하여 이런 동작을 온/오프할 수 있음으로써, 이런 동작에 의하여 위상동기장치가 초기에 인입하는 시간을 느리게 하는 것을 막을 수 있다.

Claims (6)

1. 광 기록장치의 워블위상동기회로에 있어서, 외부 신호에 의해서 재동기가 가능한 주파수-위상 검출기; 상기 주파수-위상 검출기에서 출력되는 위상에러값을 관찰하여 현재 기준클록과 귀환클록의 락킹여부를 검출하는 락검출기; 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 주기측정기; 및 상기 측정된 기준클록의 주기가 상기 측정된 귀환클록의 주기와 비교하여 평균값의 허용범위 밖의 값이면, 재동기 제어신호를 상기 주파수-위상 검출기로 출력하는 이상신호 판별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이상신호판별기는 기준클록과 귀환클록이 락 되었을 경우에만 동작하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기회로.
3. 제 1항에 있어서, 상기 주기 측정기는 입력되는 클록의 상승 에지(edge)사이의 주기를 측정하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기회로.
4. 광 기록장치의 워블위상동기화 방법에 있어서,

   기준클록과 귀환클록이 락킹되었는지를 판단하는 단계; 상기 기준클록과 귀환클록이 락킹 되었을 경우, 상기 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 단계; 상기 기준클록의 주기가 소정의 범위 내에 속하는지를 판단하는 단계; 및 상기 기 준클록의 주기가 소정의 범위 내에 속하지 않은 경우, 상기 기준클록과 귀환클록의 동기여부를 재검사하는 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기화 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 기준신호와 귀환신호의 락킹여부를 판단하는 방법은주파수-위상 검출기에서 출력되는 위상신호 에러를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기화 방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 기준클록 및 귀환클록의 주기를 측정하는 방법은 상승 에지(edge) 또는 하강 에지사이의 주기를 측정하는 것을 특징으로 하는 광 기록장치의 워블위상동기화 방법.

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