KR100922431B1 - 회로 장치 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브 설계 방법에 관한 것으로서, 특히 광 디스크 드라이브에서의 회로 배치 방법 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 회로 장치는 샘플링 홀드 회로를 포함하는 자동 파워 제어 회로, 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 라이트 스트레터지 발생 회로 및 레이저 다이오드 드라이버 회로를 포함하는 회로 장치에 있어서, 상기 자동 파워 제어 회로에 포함된 샘플링 홀드 회로와 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로를 제1 인쇄 회로 기판에 배치하고, 상기 라이트 스트레터지 발생 회로와 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로를 상기 제1 인쇄 회로 기판과 분리된 제2 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 한다.

Description

회로 장치 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브{Circuit apparatus and optical disc drive using the same}
본 발명은 디스크 드라이브 설계 방법에 관한 것으로서, 특히 광 디스크 드라이브에서의 회로 배치 방법 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브에 관한 것이다.
일반적으로, 광 디스크 드라이브의 저장매체로 사용되는 광 디스크는 그 용도에 따라 CD-ROM(Compact Disc - Read Only Memory) 등과 같은 재생 전용 광 디스크, CD-R(Compact Disc - Recordable) 등과 같은 1회 기록 가능한 광 디스크, CD-RW(Compact Disc - Rewritable) 등과 같은 재기록 가능한 광 디스크로 나눌 수 있다. 이와 같은 여러 가지 종류의 디스크는 각각의 특징적인 용도를 가지고 있으며, 최근 널리 보급되고 있다. 또한 DVD 등과 같은 대용량의 디스크가 개발됨에 따라 컴퓨터(PC) 주변 기기로서 PC 데이터는 물론 각종 비디오 또는 오디오 데이터를 기록하는 매체로서 발전하고 있다.
광 디스크 드라이브는 픽업의 레이저 다이오드를 구동시켜 기록 펄스를 생성하여 디스크 표면에 마크를 형성시키는 방식으로 데이터를 기록한다. 이 때 레이저 다이오드에서 출력되는 파워를 외란의 영향을 받지 않고 일정하게 유지시키기 위한 제어 회로가 필요하게 된다. 이러한 제어 동작을 수행하는 회로가 자동 파워 제어(Automatic Power Control) 회로이다.
광 디스크 드라이브에서 기록 배속이 높아질수록 자동 파워 제어 회로에서 사용하는 샘플링 주파수가 높아지게 된다. 자동 파워 제어 회로에서 사용하는 샘플링 주파수가 높아짐에 따라 발열 특성, 스큐 특성, 채널 간섭 특성 및 샘플링 홀드 특성 등이 악화되는 현상이 발생된다.
특히, 데이터 저장 용량을 증가시키기 위하여 개발된 청자색 광선(Blue laser)과 비교적 큰 개구수(NA; Numerical Aperture)를 채용하는 고밀도 광 디스크 드라이브에서는 자동 파워 제어 회로에서 사용되는 샘플링 주파수가 매우 높아져서 위에서 언급한 발열 특성, 스큐 특성, 채널 간섭 특성 및 샘플링 홀드 특성 등이 더욱 악화되어 기록 배속을 높이는데 큰 장애가 되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고배속 기록에서 자동 파워 제어 회로의 성능에 관련된 품질 문제를 최소화시키기 위하여 회로 구성 수단들을 효과적으로 배치하는 회로 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 고배속 기록에서 자동 파워 제어 회로의 성능에 관련된 품질 문제를 최소화시키기 위하여 회로 구성 수단들을 효과적으로 배치하는 방법을 적용한 광 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 회로 장치는 샘플링 홀드 회로를 포함하는 자동 파워 제어 회로, 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 라이트 스트레터지 발생 회로 및 레이저 다이오드 드라이버 회로를 포함하는 회로 장치에 있어서, 상기 자동 파워 제어 회로에 포함된 샘플링 홀드 회로와 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로를 제1 인쇄 회로 기판에 배치하고, 상기 라이트 스트레터지 발생 회로와 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로를 상기 제1 인쇄 회로 기판과 분리된 제2 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 한다.
상기 제1 인쇄 회로 기판 및 제2 인쇄 회로 기판은 픽업에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 샘플링 홀드 회로는 라이트 샘플링 홀드 회로 및 리드 샘플링 홀드 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 자동 파워 제어 회로에서 상기 샘플링 홀드 회로의 출력신호를 기준신호와 비교하여 오차 신호를 생성시키는 비교기 회로 및 상기 오차 신호를 채널별로 증폭시키는 증폭 회로를 제3 인쇄 회로 기판에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 제3 인쇄 회로 기판은 상기 픽업과 분리하여 배치하는 것이 바람직하다.
상기 제1 인쇄 회로 기판에 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로의 출력 신호를 증폭하여 상기 샘플링 홀드 회로에 인가하는 증폭 회로를 더 배치하는 것이 바람직하다.
상기 레이저 다이오드 드라이버 회로는 채널별 드라이버 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 라이트 스트레터지 회로는 상기 샘플링 홀드 회로의 채널별 샘플링 타이밍을 결정하는 샘플링 펄스 및 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로의 채널별 드라이버 회로를 선택하는 채널 스위칭 펄스를 생성시키는 것이 바람직하다.
상기 라이트 스트레터지 발생 회로 및 레이저 다이오드 드라이버 회로를 단일의 집적 회로 칩에 내장하도록 배치하는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브는 구동 신호에 상응하는 광신호를 생성시키는 레이저 다이오드, 샘플링 홀드 회로를 내장하고, 상기 레이저 다이오드에서 생성되는 광신호에 상응하는 전기적인 신호를 생성시키고, 상기 생성된 전기적인 신호를 상기 샘플링 홀드 회로에서 샘플링 홀드하여 출력하는 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로의 출력신호와 기준신호를 비교하여 오차 신호를 생성시키는 비교기 회로 및 상기 오차 신호를 채널별로 증폭시켜 채널별 구동 신호를 생성시키는 자동 파워 제어부 및 상기 샘플링 홀드 회로의 샘플링 타이밍을 결정하는 샘플링 펄스 및 채널별 스위칭 펄스를 생성시키는 라이트 스트레터지 발생 회로를 내장하고, 상기 자동 파워 제어부에서 생성된 채널별 구동 신호들을 상기 채널 스위칭 펄스에 따라서 스위칭하여 구동 신호를 생성시켜 상기 레이저 다이오드에 인가하는 레이저 다이오드 드라이버를 포함하고, 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 상기 자동 파워 제어부 및 상기 레이저 다이오드 드라이브는 각각 서로 다른 인쇄 회로 기판 또는 각각 서로 다른 단일의 집적 회로 칩에 배치됨을 특징으로 한다.
상기 레이저 다이오드, 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로 및 상기 레이저 다이오드 드라이버를 픽업에 배치하는 것이 바람직하다.
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삭제
본 발명에 의하면 광 디스크 드라이브에서의 자동 파워 제어 회로의 배치를 고밀도 고배속 기록에 적합하도록 변경함으로써, 자동 파워 제어 회로의 동작에 따른 발열 문제, 기록 채널간 스큐 문제, 기록 펄스 스위칭 제어신호를 전송하는 전송선로의 주파수 특성 및 프론트 모니터 포토 다이오드의 출력신호를 전송하는 전송선로에 의한 왜곡 문제 등을 개선할 수 있는 효과가 발생된다. 이와 같은 개선을 통하여 고밀도/고배속 기록에 의한 높은 주파수에서도 자동 파워 제어 회로의 신뢰 성을 높일 수 있는 효과가 발생된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
우선, 본 발명이 적용되는 광 디스크 드라이브에 대하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 광 디스크 드라이브는 디스크(110), 픽업(120), 스핀들 모터(130), 슬레드 모터(140), 서보 구동부(150), 신호처리부(160), 메모리(170) 및 제어부(180)를 구비한다.
각 구성수단들의 기본적인 동작을 살펴보면 다음과 같다.
광 디스크 드라이브에서 이용할 수 있는 저장매체인 디스크(110)는 CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), HD-DVD(High Definition DVD) 및 BD(Blue-ray Disc) 등이 있다.
픽업(120)은 광 신호를 디스크(110)에 투사시키고, 디스크(110)로부터 반사되는 광 신호를 검출하는 수단이며, 광원으로 사용되는 레이저 다이오드와 레이저 다이오드(도면에 미도시)에서 출력되는 빔의 세기를 모니터링하기 위한 프론트 모니터 포토 다이오드(도면에 미도시)를 내장하고 있다. 픽업(120)은 광 검출기(도면에 미도시)를 내장하고 있으며, 광 검출기는 포커스 에러신호 및 트랙킹 에러신호를 생성시키는데 필용한 구조에 따라 복수의 포토다이오드들을 배치하고, 각 포토다이오드들은 입사되는 광 신호들을 전기 신호로 변환시킨다.
신호 처리부(160)는 픽업(120)의 광 검출기에서 출력되는 신호들을 처리하여 서보 제어에 필요한 신호들을 생성시킨다. 또한, 데이터 기록 및 데이터 재생에 필요한 일련의 신호 처리를 한다.
제어부(180)는 광 디스크 드라이브의 구성 수단들을 총괄적으로 제어하기 위한 각종 제어신호들을 생성시키며, 특히 픽업(120)의 레이저 다이오드에서 출력되는 광신호의 파워를 규정된 값으로 유지하기 위하여 레이저 다이오드의 출력 파워를 자동으로 제어하는 자동 파워 제어(Automatic Power Control)를 실행한다. 자동 파워 제어 회로의 세부적인 제어 동작은 아래에서 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
서보 구동부(150)는 제어부(180)로부터 입력되는 각종 제어신호에 근거하여 스핀들 모터(130) 및 슬레드 모터(140)를 구동시키기 위한 구동 신호들을 생성시킨다. 또한, 서보 구동부(150)는 포커스 서보 제어 및 트랙킹 서보 제어를 위하여 픽업(120)의 엑츄에이터(도면에 미도시)를 구동시키기 위한 구동 신호를 발생시킨다.
스핀들 모터(130)는 디스크(110)를 회전시키며, 슬레드 모터(140)는 픽업(120)을 디스크(110) 상에서 이동시킨다.
메모리(170)에는 광 디스크 드라이브 제어에 필요한 프로그램 및 파라미터 정보들이 저장되어 있다.
그러면, 제어부(180)에 의하여 실행되는 자동 파워 제어 회로의 제어 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자동 파워 제어(APC) 회로는 자동 파워 제어 부(1000), 라이트 스트레터지 발생기(Write Strategy Generator; WSG, 105)를 포함하는 디지털 신호 처리부(DSP, 2000), 레이저 다이오드 드라이버(LDD, 3000), 레이저 다이오드(LD, 106) 및 프론트 모니터 포토 다이오드(FPD, 107)를 구비한다.
세부적으로, 자동 파워 제어부(1000)는 복수의 증폭기(A1~A7), 리드 샘플링 홀드부(101), 라이트 샘플링 홀드부(102), 복수의 디지털/아날로드 변환기(DAC1; 103, DAC2; 104) 및 복수의 비교기(C1, C2)로 구성된다. 그리고, 레이저 다이오드 드라이버(3000)는 복수의 증폭기(A8~A12) 및 복수의 스위치(S/W1~S/W5)들로 구성된다.
라이트 스트레터지 발생기(105)는 클럭 신호 및 데이터를 입력하여, 리드 채널의 레이저 파워를 샘플링하기 위한 리드 샘플링 펄스 및 라이트 채널의 레이저 파워를 샘플링하기 위한 라이트 샘플링 펄스를 각각 생성시킨다. 또한, 자동 파워 제어 회로의 구동 채널들을 스위칭하기 위한 채널 스위칭 펄스들을 생성시킨다.
레이저 파워를 자동으로 제어하는 동작 원리는 다음과 같다.
레이저 다이오드(106)에서 출력되는 광신호를 프론트 모니터 포토 다이오드(Front monitor Photo Diode; 107)에서 검출하고, 검출된 광신호에 상응하는 전기적인 신호를 생성시켜 자동 파워 제어부(1000)의 증폭기 A1로 전송한다.
증폭기 A1에서 증폭된 신호는 리드 샘플링 홀드부(101) 및 라이트 샘플링 홀드부(102)로 입력된다.
라이트 스트레터지 발생기(105)에서 출력되는 리드 샘플링 펄스 및 라이트 샘플링 펄스의 발생 타이밍에 따라서 리드 샘플링 홀드부(101) 및 라이트 샘플링 홀드부(102)에서 각각 입력 신호를 샘플링 홀드하여 비교기 C1 및 C2로 출력한다.
비교기 C1은 리드 채널의 비교기이고, 비교기 C2는 라이트 채널의 비교기이다. 디지털/아날로그 변환기 DAC1(103)은 리드 기준 파워 데이터를 아날로그 신호를 변환시키는 수단이고, 디지털/아날로그 변환기 DAC2(104)는 라이트 기준 파워 데이터를 아날로그 신호를 변환시키는 수단이다.
이에 따라서, 비교기 C1은 리드 채널에서 샘플링 홀드된 광 파워와 리드 기준 파워를 비교하여 차에 상응하는 오차 신호를 생성시킨다. 그리고, 비교기 C2는 라이트 채널에서 샘플링 홀드된 광 파워와 라이트 기준 파워를 비교하여 차에 상응하는 오차 신호를 생성시킨다.
비교기 C1에서 생성된 리드 채널의 오차 신호는 증폭기 A2에서 증폭된 후에 레이저 다이오드 드라이버(3000)의 증폭기 A8을 거쳐 스위치 S/W5의 입력 단자에 인가된다.
그리고, 비교기 C2에서 생성된 라이트 채널의 오차 신호는 증폭기 A3에서 증폭된 후에 증폭기 A1 ~ A7에 각각 입력된다. 여기에서, 증폭기 A1의 이득을 기준으로 증폭기 A2 ~ A7의 이득은 각각의 채널에 적합하도록 결정된다. 그러면, 자동 파워 제어된 라이트 채널(Write ch)을 기준으로 Over Drive 채널(OD Ch), Erase 채널, Cool 채널 각각의 파워 레벨이 자동으로 결정된다.
증폭기 A4 ~ A7의 출력 신호들은 레이저 다이오드 드라이버(3000)의 채널별 증폭기 A9 ~ A12에 각각 입력되어 증폭된 후에 스위치 S/W1 ~ S/W4의 입력 단자에 인가된다. 또한, 증폭기 A2의 출력 신호는 레이저 다이오드 드라이버(3000)의 리드 채널의 증폭기 A8에 입력되어 증폭된 후에 스위치 S/W5 입력 단자에 인가된다.
그러면, 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 생성되는 채널 스위칭 펄스들에 의하여 스위치 S/W1 ~ S/W5가 스위칭되며, 스위치 도통되는 신호들은 합산되어 레이저 다이오드(106)에 인가된다.
이와 같은 방식으로 레이저 다이오드의 출력 파워는 자동으로 제어된다.
이러한 자동 파워 제어 회로는 드라이브가 높은 배속으로 동작하는 경우에 높은 주파수 영역에서 동작하게 된다. 특히, 청자색 광선(Blue Laser)을 이용하는 광 디스크 드라이브(BD)의 경우에 1배속의 채널 클럭은 DVD의 약 2.5배이나 최소 기록 단위가 1.5배 짧은 관계로 실제 기록 주파수는 DVD에 비하여 약 3.8배 높아진다. 이로 인하여 BD의 6배속 이상 기록을 위해서는 DVD 20배속 이상의 주파수 대역을 필요로 한다.
이와 같은 고밀도 광 디스크 드라이브에서의 자동 파워 제어 회로에서는 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에, 특히 발열 특성, 스큐(skew) 특성, 기록 펄스 스위칭 제어신호 전송선로의 주파수 특성 및 샘플링 홀드 특성 등을 고려하여 회로를 설계하여야 한다.
이에 따라서, 본 발명에서는 광 디스크 드라이브에 사용되는 도 2와 같은 자동 파워 제어 회로의 구성 수단들을 발열 특성, 스큐(skew) 특성, 기록 펄스 스위칭 제어신호 전송선로의 주파수 특성 및 샘플링 홀드 특성을 고려하여 배치하는 방안들을 다음과 같이 제안한다.
(제1안); 단일의 인쇄 회로 기판에 자동 파워 제어 회로의 모든 부품들을 배치하는 방안
하나의 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)에 자동 파워 제어 회로의 모든 부품들을 배치하는 경우에는 고주파 신호들의 배선 길이가 짧아져서 스큐 특성 및 기록 펄스 스위칭 제어신호 전송선로의 주파수 특성 및 샘플링 홀드 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이 경우에는 발열 특성이 악화되어 정확한 자동 파워 제어 동작을 수행하기 어려운 단점이 있다. 특히, 레이저 다이오드(106)의 출력 파워가 높아지는 고배속 기록에서는 자동 파워 제어 회로의 내부 발열량이 더욱 증가하여 자동 파워 제어 동작에 치명적인 문제가 발생될 수 있게 된다.
(제2안); 샘플링 홀드 회로(101, 102)를 포함하는 자동 파워 제어부(1000)와 라이트 스트레터지 발생기(105)를 메인 PCB에 배치하고, 레이저 다이오드 드라이버(3000) 회로를 메인 PCB에서 분리하여 배치하는 방안
제2안에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 자동 파워 제어부(1000) 및 라이트 스트레터지 발생기(105)를 포함하는 자동 파워 제어 회로의 제1블록(BL1)은 메인 PCB에 배치하고, 레이저 다이오드 드라이버(3000), 레이저 다이오드(106) 및 프론트 모니터 포토 다이오드(107)를 포함하는 제2블록(BL2)은 메인 PCB와 분리된 다른 PCB에 배치하여 픽업에 내장하는 배치 구조를 갖는다.
이에 따라서, 자동 파워 제어 회로를 분리하여 배치함에 따라 제1안에서 발생되는 발열 문제는 개선된다.
그러나, 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 생성되는 채널 스위칭 펄스들은 제1블록(BL1)의 메인 PCB와 분리된 제2블록(BL2)의 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 PCB로 전송선을 통하여 전송되는데, 채널 스위칭 펄스들은 고주파 대역에 해당됨으로 전송선을 통하여 전송되는 과정에서 외란의 영향을 쉽게 받는다. 이를 보완하기 위하여 LVDS(Low Voltage Differential Signal) 방식의 선로를 이용하여 채널 스위칭 펄스들을 전송할 수 있으나, 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 발생되는 채널 스위칭 펄스들은 LVDS 방식의 가용 주파수 대역에 비하여 높은 스위칭 주파수를 갖기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이 짧은 스위칭을 위한 제어신호에 대해서는 비선형 구간이 발생된다. 이로 인하여 정확한 채널 스위칭 제어를 수행할 수 없게 된다.
그리고, 기록 파워는 DC(Direct Current)의 형태가 아닌 펄스의 형태로 나타나기 때문에 샘플링 홀드 회로를 통하여 기록 펄스의 원하는 구간에서의 값을 샘플링하여야 한다. 제2안에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 PCB에 제1블록(BL1)의 리드 샘플링 홀드부(101) 및 라이트 샘플링 홀드부(102)가 배치되는 구조를 갖기 때문에, 메인 PCB와 분리된 제2블록(BL2)의 픽업에 배치된 레이저 다이오드(106)에서 출력되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환시킨 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호(①)에 전송 선로에 의한 왜곡이 발생되어 도 6에 도시된 바와 같이 지터 특성이 나빠지게 되며, 또한 파형 왜곡도 발생된다.
특히, 고밀도 디스크의 고배속 기록 시에는 기록 주파수가 더욱 높아지고, 이에 따라 신호 왜곡도 더욱 심해져서 샘플링할 수 있는 구간이 거의 없어지게 된다.
(제3안); 자동 파워 제어 회로의 샘플링 홀드 회로(101, 102)와 라이트 스트레터지 발생기(105)를 픽업의 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 인쇄 회로 기판에 함께 배치하는 방안
제3안에서는 고주파수의 채널 스위칭 제어신호 및 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호가 전송 선로에서 왜곡되는 문제를 개선하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 라이트 스트레터지 발생기(105), 리드 샘플링 홀드부(101) 및 라이트 샘플링 홀드부(102)를 제2블록(BL2)의 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 PCB에 배치하였다.
이에 따라서, 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호를 전송하는 전송 선로(①)의 길이 및 채널 스위칭 제어신호를 전송하는 전송 선로의 길이가 짧아져서 지터 특성은 개선된다.
그러나, 제3안에 따르면 레이저 다이오드 드라이버(3000) 회로가 배치된 PCB에 샘플링 홀드 회로 및 라이트 스트레터지 발생 회로를 함께 배치함으로써 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호를 전송하는 전송 선로(①)와 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 발생되는 채널 스위칭 제어신호를 전송하는 전송 선로 상호간의 간섭에 의하여 왜곡이 발생되는 현상이 발생되는 단점이 있다. 또한, 레이저 다이오드 드라이버(3000) 회로에서 발생되는 열로 인하여 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 특성이 열화되는 단점이 있다.
(제4안); 자동 파워 제어 회로의 샘플링 홀드 회로(101, 102)는 프론트 모니터 포토 다이오드(107) 회로용 PCB(4000)에 배치하고, 라이트 스트레터지 발생 기(105)는 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 PCB에 배치하는 방안
제3안에서는 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호를 전송하는 전송 선로(①)와 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 발생되는 채널 스위칭 제어신호를 전송하는 전송 선로 상호간의 간섭을 방지하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플링 홀드 회로(101, 102)와 라이트 스트레터지 발생기(105)를 각각 프론트 모니터 포토 다이오드(107) 회로용 PCB(4000) 및 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 PCB에 분리하여 배치하였다.
그리고, 레이저 다이오드(106), 프론트 모니터 포토 다이오드(107) 회로 및 레이저 다이오드 드라이버(3000)를 포함하는 제2블록(BL2)의 회로들은 픽업에 배치하였다.
참고적으로, 프론트 모니터 포토 다이오드(107)에서 출력되는 신호의 크기가 작을 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 증폭기 A1을 거친 후에 증폭된 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력신호를 라이트 샘플링 홀드부(101) 및 리드 샘플링 홀드부(102)에 각각 인가한다.
이에 따라서, 픽업에 내장된 프론트 모니터 포토 다이오드(107)용 PCB(4000)에서 프론트 모니터 포토 다이오드(107)의 출력 신호의 증폭 및 샘플링 홀드 신호 처리를 실행한 후에, 샘플링 홀드된 DC(Direct Current) 신호를 픽업과 분리된 메인 PCB에 배치된 자동 파워 제어부(1000)로 전송함으로써 전송선에 의한 신호 왜곡을 줄일 수 있게 되어 지터 및 안정화(settling) 특성이 향상된다.
그리고, 라이트 스트레터지 발생기(105)를 픽업에 내장된 레이저 다이오드 드라이버(3000)용 PCB에 배치함으로써, 레이저 다이오드 드라이버(3000)에서 필요로 하는 채널 스위칭 펄스들을 레이저 다이오드 드라이버(3000)가 배치된 PCB에서 직접 발생시켜 전송선로의 주파수 특성으로 인한 스큐 문제를 개선할 수 있다.
또한, 샘플링 홀드 회로(101, 102)가 배치된 프론트 모니터 포토 다이오드(107) 회로용 PCB(4000)를 자동 파워 제어부(1000)가 배치된 메인 PCB 및 레이저 다이오드 드라이버(3000)가 배치된 PCB와 분리시킴으로써 발열에 의한 샘플링 홀드 특성 악화를 줄일 수 있게 된다.
여기에서, 라이트 스트레터지 발생기(105)의 위치는 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 생성되는 채널 스위칭 펄스들의 신호 길이가 가능한 짧아지도록 선정하는 것이 효과적이다. 또한, 라이트 스트레터지 발생기(105)에서 생성되어 프론트 모니터 포토 다이오드(107)용 PCB(4000)로 전송하는 샘플링 펄스의 전송선로의 길이가 가능한 짧아지도록 레이저 드라이버(3000)용 PCB에서의 라이트 스트레터지 발생기(105)의 위치를 선정하는 것이 효과적이다.
도 2에서 샘플링 홀드 회로(101,102) 및 프론트 모니터 포토 다이오드 회로(107)를 단일의 집적 회로 칩에 내장하면 외란 및 간섭 특성을 더욱 개선할 수 있을 것이다. 같은 방법으로, 라이트 스트레터지 발생기(105)를 포함하는 레이저 다이오드 드라이버 회로(3000)를 단일의 집적 회로 칩에 내장하면 외란 및 간섭 특성을 더욱 개선할 수 있을 것이다.
위에서 제안한 방안 중에서 제1안은 발열 문제로 현실적으로 광 디스크 드라이브에 적용할 수 없다.
위에서 제안한 제2,3,4안을 적용한 각각 경우에 자동 파워 제어 회로의 샘플링 홀드 회로(101, 102)에 입력되는 신호의 파형을 실험적으로 측정하여 도 8에 도시하였다.
도 8은 청자색 광선(Blue-Laser)을 발생시키는 레이저 다이오드를 채용하는 BD(Blue-ray Disk) 드라이브에서 8배속(채널 주파수=528MHz)으로 기록하고, 8T의 런 랭스(run length; 15.15nsec)를 샘플링하는 조건에서 측정하였다.
참고적으로, 라이트 스트레터지 발생기(105)의 마진을 고려하여 적어도 10nsec 이상의 샘플링 구간이 확보되어야 안정되게 자동 파워 제어 회로가 동작할 수 있다.
도 8에서 (0) 파형은 이상적인 응답 파형을 도시한 것이고, (ⅰ) 파형은 제2안을 적용하여 측정한 것이고, (ⅱ) 파형은 제3안을 적용하여 측정한 것이고, (ⅲ) 파형은 제4안을 적용하여 측정한 것이다.
도 8을 참조하면, 제2방안을 적용하여 측정한 (ⅰ) 파형에서 샘플링 구간을 T1로 도시하였고, 제3안을 적용하여 측정한 (ⅱ) 파형에서 샘플링 구간을 T2로 도시하였으며, 제4안을 적용하여 측정한 (ⅲ) 파형에서 샘플링 구간을 T3으로 도시하였다.
도 8에 도시된 바와 같이, T1은 약 5nsec이고, T2는 약 6nsec이고, T3은 약 12nsec이다. 따라서, T1의 샘플링 구간 길이를 갖는 경우에는 샘플링할 수 있는 구간이 너무 좁아 정상적인 자동 파워 제어를 실행할 수 없으며, T2의 샘플링 구간 길이를 갖는 경우에도 마진 부족으로 인하여 신뢰성 있는 자동 파워 제어를 보증할 수 없게 된다. T3의 샘플링 구간 길이를 갖는 경우에는 10nsec 이상의 샘플링 구간이 존재함으로 신뢰성 있는 자동 파워 제어를 보증할 수게 된다.
도 8을 참조하면, 위에서 제안한 자동 파워 제어 회로 배치 방안 중에서 제4안이 가장 우수한 결과를 발생시킨다는 것을 알 수 있다.
따라서, 제4안의 자동 파워 제어 회로 배치 방안을 채용하면, 고밀도/고배속 광 디스크 드라이브에서 안정적으로 자동 파워 제어 동작을 실현시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 광 디스크 드라이브의 구성도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 자동 파워 제어 회로의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2안에 따른 자동 파워 제어 회로의 배치를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명에서 제안한 제3안에 따른 자동 파워 제어 회로의 배치를 보여주는 구성도이다.
도 5는 본 발명에서 제안한 제4안에 따른 자동 파워 제어 회로의 배치를 보여주는 구성도이다.
도 6은 본 발명에서 제안한 제2안에 따른 자동 파워 제어 회로의 배치를 적용한 경우의 채널 스위칭 제어신호들의 스큐 발생의 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에서 제안한 제2안에 따른 자동 파워 제어 회로의 배치를 적용한 경우의 LVDS 방식의 선로에서의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에서 제안한 제2,3,4안을 적용한 경우의 샘플링 홀드 회로에 입력되는 신호의 파형을 각각 도시한 것이다.

Claims (17)

  1. 샘플링 홀드 회로를 포함하는 자동 파워 제어 회로, 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 라이트 스트레터지 발생 회로 및 레이저 다이오드 드라이버 회로를 포함하는 회로 장치에 있어서,
    상기 자동 파워 제어 회로에 포함된 샘플링 홀드 회로와 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로를 제1 인쇄 회로 기판에 배치하고, 상기 라이트 스트레터지 발생 회로와 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로를 상기 제1 인쇄 회로 기판과 분리된 제2 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 하는 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 인쇄 회로 기판 및 제2 인쇄 회로 기판은 픽업에 배치함을 특징으로 하는 회로 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 홀드 회로는 라이트 샘플링 홀드 회로 및 리드 샘플링 홀드 회로를 포함함을 특징으로 하는 회로 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자동 파워 제어 회로에서 상기 샘플링 홀드 회로의 출력신호를 기준신호와 비교하여 오차 신호를 생성시키는 비교기 회로 및 상기 오차 신호를 채널별로 증폭시키는 증폭 회로를 상기 제1,2 인쇄 회로 기판과 분리된 제3 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 하는 회로 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3 인쇄 회로 기판은 픽업과 분리하여 배치함을 특징으로 하는 회로 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 인쇄 회로 기판에 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로의 출력 신호를 증폭하여 상기 샘플링 홀드 회로에 인가하는 증폭 회로를 더 배치함을 특징으로 하는 회로 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로는 채널별 드라이버 회로를 포함함을 특징으로 하는 회로 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 라이트 스트레터지 회로는 상기 샘플링 홀드 회로의 채널별 샘플링 타이밍을 결정하는 샘플링 펄스 및 상기 레이저 다이오드 드라이버 회로의 채널별 드라이버 회로를 선택하는 채널 스위칭 펄스를 생성시킴을 특징으로 하는 회로 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 홀드 회로 및 프론트 모니터 포토 다이오드 회로를 단일의 집적 회로 칩에 내장함을 특징으로 하는 회로 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 라이트 스트레터지 발생 회로 및 레이저 다이오드 드라이버 회로를 단일의 집적 회로 칩에 내장함을 특징으로 하는 회로 장치.
  11. 구동 신호에 상응하는 광신호를 생성시키는 레이저 다이오드;
    샘플링 홀드 회로를 내장하고, 상기 레이저 다이오드에서 생성되는 광신호에 상응하는 전기적인 신호를 생성시키고, 상기 생성된 전기적인 신호를 상기 샘플링 홀드 회로에서 샘플링 홀드하여 출력하는 프론트 모니터 포토 다이오드 회로;
    상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로의 출력신호와 기준신호를 비교하여 오차 신호를 생성시키는 비교기 회로 및 상기 오차 신호를 채널별로 증폭시켜 채널별 구동 신호를 생성시키는 자동 파워 제어부; 및
    상기 샘플링 홀드 회로의 샘플링 타이밍을 결정하는 샘플링 펄스 및 채널별 스위칭 펄스를 생성시키는 라이트 스트레터지 발생 회로를 내장하고, 상기 자동 파워 제어부에서 생성된 채널별 구동 신호들을 상기 채널 스위칭 펄스에 따라서 스위칭하여 구동 신호를 생성시켜 상기 레이저 다이오드에 인가하는 레이저 다이오드 드라이버를 포함하고,
    상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로, 상기 자동 파워 제어부 및 상기 레이저 다이오드 드라이브는 각각 서로 다른 인쇄 회로 기판 또는 각각 서로 다른 단일의 집적 회로 칩에 배치됨을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  12. 제11항에 있어서, 상기 레이저 다이오드, 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로 및 상기 레이저 다이오드 드라이버를 픽업에 배치함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 프론트 모니터 포토 다이오드 회로 및 상기 레이저 다이오드 드라이버는 각각 픽업 내의 서로 다른 단일의 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서, 상기 샘플링 홀드 회로는 라이트 샘플링 홀드 회로 및 리드 샘플링 홀드 회로를 포함함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  17. 제11항에 있어서, 상기 자동 파워 제어부는 픽업과 분리된 인쇄 회로 기판에 배치함을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
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