KR100934063B1

KR100934063B1 - 신호처리장치 및 신호처리방법

Info

Publication number: KR100934063B1
Application number: KR1020047012467A
Authority: KR
Inventors: 류스케 호리베; 가즈토시 아이다
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2009-12-24
Also published as: WO2004061845A1; CN1692435A; CN100580788C; JPWO2004061845A1; KR20050088920A; US7215631B2; US20050180298A1; JP3996601B2

Abstract

기록정보의 재생신호를 증폭하는 연산증폭 유닛(1)과, 당해 연산증폭 유닛(1) 출력의 진폭 및 오프세트가 각각 소정값이 되도록 제어하는 게인 오프세트 제어유닛(6)을 갖는 피드백 루프 구성을 채용하며, 연산증폭 유닛(1)의 출력을 받아 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값이 되도록 귀환 제어하여 슬라이스레벨을 조정하면서 2 치화를 행하는 2 치화 유닛(7)으로 정확한 비대칭량 정보를 얻는다. 이 비대칭량 정보를 기초로 비터비복호 유닛(15)의 판정레벨을 절환함으로써, 재생 에러율을 저감한다.

연산증폭 유닛, 게인 오프세트 제어유닛, 2치화 유닛, 비터비복호 유닛

Description

신호처리장치 및 신호처리방법{SIGNAL PROCESSING DEVICE AND SIGNAL PROCESSING METHOD}

본 발명은 정보기록매체 상의 기록정보로부터 데이터 재생을 행하는 신호처리장치에 있어서, 기록조건 변화 등에 의해 발생하는 재생신호의 비대칭량을 정확하게 검출하며, 또 비대칭량 정보를 이용하여 에러율을 낮추는 기술에 관한 것이다.

최근, 광디스크의 고밀도화가 급속하게 진전되어, 대용량의 동영상기록이 가능하게 되었다. 또 광디스크는 축적매체로서 용량성, 고속 접근성, 저원가성, 가환성 등에 우수하며, 앞으로 테이프기록매체와 치환될 가능성이 높다.

광디스크의 기록방식으로서 기록마크 위치가 정보를 나타내는 PPM(Pulse Point Modulation) 기록방식과, 기록마크 에지가 정보를 나타내는 PWM(Pulse Width Modulation) 기록방식이 있는데, 현재는 고밀도화에 유리한 PWM기록방식의 채용이 대부분이다.

PWM기록방식에서는, 기록조건에 따라 기록마크가 크게 형성되거나, 또는 작게 형성되거나 할 경우, 재생신호의 듀티 비(duty ratio)가 소정 값에서 벗어나 진폭방향의 비대칭 파형 왜곡이 발생한다. 이 현상은 "비대칭성(asymmetry)"이라 불 린다.

CD(Compact Disc)나 DVD(Digital Versatile Disc)와 같이, 이산적인 마크·스페이스 길이로 기록된 디스크를 재생시켜 오실로스코프로 관측하면, 도 1의 (a) 또는 도 1의 (b)와 같은 파형이 얻어진다. 이들 파형은 일반적으로 아이패턴(eye pattern)이라 불리며, 비대칭이 없을 경우에는 도 1의 (a), 비대칭이 있을 경우에는 도 1의 (b)와 같은 파형이 된다. 여기서 도면 중에 해칭으로 나타낸 마름모꼴의 부분은 아이다이어그램이라 불리며, 재생파형 센터(파형 중심)에 대한 아이센터레벨의 상하방향으로의 어긋남이 비대칭량을 나타낸다. PWM기록방식에서는 기록마크 에지에 정보를 갖는데, 비대칭이 발생하면 기록에지 시프트가 발생하므로 대책이 필요하다.

재생신호를 단순 2 치화 시켜 데이터 재생할 경우, 예를 들어 CD와 같이 직류(DC)성분 프리의 기록변조방식을 채용했을 경우는, 2 치화 후의 듀티 비가 예를 들어 50:50이 되도록 2 치화 레벨을 귀환 제어함으로써, 비대칭의 영향을 거의 제거할 수 있다.

도 2에 종래의 2 치화회로의 일례를 나타낸다. 이 2 치화회로는, 재생신호를 소정 레벨로 2 치화하는 비교회로(100)와, 비교회로 출력을 적분하는 적분회로(101)와, 적분회로 출력의 리플을 제거하는 리플제거필터(102)와, 리플제거필터 출력을 비교회로(100)로 귀환시키는 버퍼회로(103)로 구성된다. 이 경우, 2 치화 레벨은 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에서의 아이 다이어그램의 아이 센터레벨 부근이 된다.

그러나 도 3에 나타내는 바와 같이, 재생파형의 에일리어싱(aliasing)이 발생하며 또 큰 비대칭이 있는 경우에는, 2 치화 레벨이 파형 에일리어싱에 걸리므로 도 2의 구성으로는 정확하게 2 치화 할 수 없어, 정확하게 데이터를 재생할 수 없게 되는 등의 형상이 발생해버린다. 이러한 재생파형의 에일리어싱은, 기록면 상에서 레이저스폿 지름이 필요 이상으로 조여졌을 경우나, 파형등화기 등에서 재생신호의 고주파수대역을 강조한 경우에 발생하기 쉽다.

한편, 비터비(viterbi) 복호기를 이용한 디지털 재생신호 처리계에서는, 재생신호를 아날로그-디지털 변환기(이하, AD변환기로 칭함)로 샘플링하고, 샘플링된 다치 데이터를 기초로 최우 추정된 상태천이에 대응한 복호데이터를 출력하는데, 이상적인 상태로서 재생신호 진폭방향의 상하대칭성이 요구된다.

도 4에 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 기술을 이용한 종래 신호처리장치의 블록도 일례를 나타낸다. 이 신호처리장치는, 재생신호(RS1)를 아날로그-디지털 변환하는 AD변환기(104)와, AD변환신호(ADCOUT)로부터 DC변동성분을 제거하는 베이스라인 처리회로(105)와, 베이스라인 처리신호(BCDT)로부터 위상오차정보를 추출하여 입력재생신호에 위상동기시킨 클록을 생성하는 PLL회로(106)와, 베이스라인 처리신호를 입력으로 하여 파형등화처리를 실행하는 FIR(Finite Impulse Response) 필터(107)와, 등화오차가 최소화되도록 적응성 있게 FIR필터(107)의 탭 계수를 조정하는 LMS(Least Mean Square) 회로(108)와, FIR필터 출력(FIRDT)으로부터 최우 추정된 상태천이에 대응한 복호데이터를 출력하는 비터비복호기(109)를 구비한다.

PRML기술을 도입한 도 4의 구성에 의하면, 도 2에 나타낸 단순 2 치화에 의한 데이터재생에 비해 에러율을 대폭 개선하여, 성능을 향상하기가 가능하다. 단, PRML기술은 진폭방향으로 상하대칭인 이상 파형을 기본으로 설계되므로, 강한 비대칭이 재생신호에 발생하여, 진폭방향의 상하대칭성이 크게 흐트러졌을 경우, 비터비복호기(109)가 정상동작하지 않는다는 문제가 있다.

여기서, 종래의 신호처리방법으로서, 재생신호값과 비터비복호의 동작결과에 기초하여, 분기 매트릭의 값을 계산할 때에 참조값으로서 이용되는 진폭기준값을 클록별로 갱신하고, 진폭기준값에 기초하여 소정의 계산을 하는 방법이 알려져 있다(일본국 특개평 10-320920호 공보 참조).

또 파형등화회로(equalizer)로부터 출력된 재생신호를 슬라이스레벨로 슬라이스하여, 이 슬라이스레벨을 비대칭량 정보로서 사용하는 방법, 또는 동시에 재생신호의 최대값 및 최소값을 검출하고, 진폭을 검출하여 재생신호 진폭을 일정하게 함으로써 검출오차를 적게 하는 방법이 알려져 있다(일본국 특개 2001-250334호 공보 참조).

그러나 일반적으로 기록정보를 판독하는 픽업으로부터의 재생신호 진폭은 미소하므로, 뒷단의 증폭기에서 원하는 신호진폭이 되도록 큰 게인을 획득할 필요가 있는데, 뒷단 증폭기의 동적범위 제약 때문에 DC결합으로 증폭시키기는 어렵다. 이 때문에, 용량결합시켜 DC성분을 제거한 후 대증폭하는 방법이 많이 이용되지만, DC성분을 차단함으로써 아이 다이어그램의 센터레벨이 기준전압레벨(여기서는 접지레벨(GND)로 함)과 거의 일치한다. 비대칭이 없을 경우는 도 5의 (a), 비대칭이 있을 경우에는 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 된다. 이와 같은 신호를 2 치화할 경우, 양자 모두 2 치화 슬라이스레벨이 아이 다이어그램의 거의 중심에 오게 되므로, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에서 슬라이스레벨은 GND 부근이 되어 거의 일치하여, 슬라이스레벨 자체로부터 비대칭량 정보를 얻을 수 없게 된다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 재생신호의 비대칭성에 의존하지 않는 게인 및 오프세트 제어를 행함으로써 진폭방향으로 정규화되며, 재생신호의 상하포락선 각각이 소정 레벨에 점근(漸近) 되도록 아이 다이어그램의 중심위치를 오프세트 제어하고, 이와 같이 오프세트 제어된 아이 다이어그램의 중심위치를 검출함으로써, 입력재생신호에 의존하는 일없이 비대칭량을 정확하게 검출하기가 가능한 신호처리장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의하면, 정보기록매체 상의 기록정보를 재생하기 위한 신호처리장치에 있어서, 기록정보의 재생신호를 증폭하기 위한 연산증폭 유닛과, 당해 연산증폭 유닛 출력의 진폭 및 오프세트가 각각 소정 값이 되도록 당해 연산증폭 유닛의 게인 및 오프세트를 제어하기 위한 게인오프세트 제어유닛을 갖는 피드백 루프의 구성을 채용하며, 당해 피드백 루프 중의 신호로부터 재생신호의 DC성분정보를 추출하여, 재생신호의 비대칭량을 나타내는 정보로서 당해 DC성분정보를 공급한다. 이 구성으로써, 재생신호가 소정 레벨 범위 내로 유효하게 들어가도록 신호진폭 및 오프세트를 제어하며, 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값으로 되는 DC성분 정보를 구함으로써, 재생신호 아이패턴의 중심위치를 검출하여, 비대칭량을 정확하게 측정하기가 가능해진다.

이와 같이 하여 검출된 비대칭량의 정보를 이용하여 비터비복호기의 판정레벨 절환, 비터비복호의 온/오프 제어, 파형등화 특성의 제어, 또는 2 치화회로의 오프세트처리를 행하면, 재생 에러율의 저감을 도모할 수 있다.

도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 광디스크 재생신호 파형의 아이패턴을 나타내는 도이며, 도 1의 (a)는 비대칭이 없는 경우이고, 도 1의 (b)는 비대칭이 있는 경우의 도.

도 2는 종래의 신호처리장치에 있어서 2 치화회로의 블록도.

도 3은 광디스크의 재생신호 파형의 아이패턴을 나타내는 도로서, 에일리어싱이 발생하며 또 큰 비대칭이 있는 경우의 도.

도 4는 PRML기술을 이용한 종래의 신호처리장치 블록도.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 광디스크의 재생신호로부터 DC성분을 제거한 후의 아이패턴을 나타내는 도이며, 도 5의 (a)는 비대칭이 없는 경우이고, 도 5의 (b)는 비대칭이 있는 경우의 도.

도 6은 본 발명에 관한 신호처리장치에 있어서 비대칭 검출장치의 구성예를 나타내는 블록도.

도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 도 6 중 파형등화 유닛의 효과를 나타내는 도이며, 도 7의 (a)는 파형등화장치가 없는 경우이고, 도 7의 (b)는 파형등화장치가 있는 경우의 재생신호 및 피크검출신호의 파형도.

도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는 도 6의 비대칭 검출장치의 동작설명도이며, 도 8의 (a)는 비대칭이 없는 경우이고, 도 8의 (b)는 비대칭이 있는 경우의 재생신호 파형도.

도 9의 (a)는 도 6 중 피크검출 유닛의 일례를, 도 9의 (b)는 도 6 중의 보톰검출 유닛의 일례를 각각 나타내는 회로도.

도 10의 (a) 및 도 10의 (b)는 도 6 중 파형검출 유닛의 변형예를 각각 나타내는 블록도.

도 11은 도 6 중 DC성분추출 유닛의 변형예를 나타내는 블록도.

도 12는 도 6 중 DC성분추출 유닛의 다른 변형예를 나타내는 블록도.

도 13은 도 6 중 DC성분추출 유닛의 또 다른 변형예를 나타내는 블록도.

도 14는 도 6의 비대칭검출장치의 응용예를 나타내는 블록도.

도 15는 본 발명에 관한 신호처리장치의 다른 구성예를 나타내는 블록도.

도 16의 (a) 및 도 16의 (b)는 도 15의 신호처리장치의 동작설명도이며, 도 16의 (a)는 비대칭이 없는 경우이고, 도 16의 (b)는 비대칭이 있는 경우의 재생신호 파형도.

도 17은 도 15의 신호처리장치의 변형예를 나타내는 블록도.

이하, 정보기록매체 상의 기록정보를 재생하기 위한 신호처리장치에 관한 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명에 관한 신호처리장치에 있어서 비대칭검출장치의 블록도를 도 6에 나타낸다. 도 6의 비대칭검출장치(30)는, 기록매체 상의 기록정보 재생신호(RS1)를 입력으로 하여 게인제어신호 입력에 따른 게인과, 오프세트제어신호 입력에 따른 DC 오프세트를 부여하는 연산증폭 유닛(1)과, 연산증폭 유닛(1) 출력(RS2)의 고주파수대역을 강조하는 파형등화 유닛(8)과, 파형등화 유닛(8)의 출력(RS3)을 입력으로 하여 피크검출을 행하는 피크검출 유닛(2)과, 파형등화유닛(8)의 출력(RS3)을 입력으로 하여 보톰검출을 행하는 보톰검출 유닛(3)과, 피크검출 유닛(2)의 출력(PK)과 보톰검출 유닛(3)의 출력(BM)을 입력으로 하여 연산증폭 유닛(1)의 출력에 관한 진폭정보신호(AM)를 출력하는 진폭검출 유닛(4)과, 피크검출 유닛(2)의 출력(PK)과 보톰검출 유닛(3)의 출력(BM)을 입력으로 하여 연산증폭 유닛(1)의 출력에 관한 오프세트정보신호(OF)를 출력하는 오프세트검출 유닛(5)과, 진폭정보신호(AM) 및 오프세트정보신호(OF)를 입력으로 하여 연산증폭 유닛(1)의 출력신호 진폭 및 출력신호 오프세트가 소정값이 되도록 제어를 행하는 게인오프세트 제어유닛(6)과, 파형등화 유닛(8)의 출력(RS3)을 입력으로 하여 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값이 되도록 귀환 제어하여 슬라이스레벨(SL)을 조정하면서 2 치화를 행하는 2 치화 유닛(7)으로 구성되는 것이다. 피크검출 유닛(2), 보톰검출 유닛(3), 진폭검출 유닛(4) 및 오프세트검출 유닛(5)은, 파형검출 유닛(31)을 구성한다. 또 2 치화 유닛(7)은 DC성분추출 유닛(32)을 구성한다.

예를 들어, DVD와 같이 고밀도 기록된 기록매체를 재생할 경우, 최단기록 길이(DVD에서는 3T) 부근의 재생신호 진폭은, 긴 마크의 신호진폭에 비해 20% 정도밖에 없다. 이와 같은 재생신호(RS1)를 기초로, 연산증폭 유닛(1)의 출력(RS2)으로부 터 그대로 피크·보톰 검출을 행할 경우, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 짧은 마크의 피크·보톰을 검출할 수 없으므로 검출오차가 커진다. 도 7의 (a)에서는 피크검출에 대해서만 나타내지만, 보톰검출에 대해서도 마찬가지이다. 그래서 고주파수대역을 강조하는 파형등화 유닛(8)을 통해, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 짧은 마크의 신호진폭을 파형등화 유닛(8)에 의해 증폭시킴으로써, 피크·보톰 검출의 오차를 적게 할 수 있다. 단, 경우에 따라서는 파형등화 유닛(8)을 생략할 수 있다.

다음에, 도 6의 비대칭검출장치(30)의 동작에 대하여 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)를 이용하여 설명한다. 입력재생신호(RS1)는, 연산증폭 유닛(1)에서 소정의 게인·오프세트가 부여되어 다음 단의 재생신호(RS2)로 된다. 이 재생신호(RS2)는 파형등화 유닛(8)을 통해 피크검출 유닛(2) 및 보톰검출 유닛(3)에 부여되고, 피크검출 유닛(2)에서 피크검출되어 피크검출신호(PK)가 얻어지며, 보톰검출 유닛(3)에서 보톰검출되어 보톰검출신호(BK)가 얻어진다. 진폭검출 유닛(4)에서는, 예를 들어 피크검출신호(PK)로부터 보톰검출신호(BM)를 감산하여 진폭정보신호(AM)를 구한다. 오프세트검출 유닛(5)에서는, 예를 들어 피크검출신호(PK)와 보톰검출신호(BM)를 평균하여 오프세트정보신호(OF)를 구한다. 게인오프세트 제어유닛(6)은, 진폭정보신호(AM)가 목표진폭(TRA)과 동등해지도록, 또 오프세트정보신호(OF)가 목표전압레벨(TRO)과 동등해지도록 연산증폭 유닛(1)의 게인 및 오프세트의 제어를 행한다.

상기 제어에 의해, 재생신호(RS2)의 피크(PK) 및 보톰(BM)을, 목표 피크레벨(TRP) 및 목표 보톰레벨(TRB)에 거의 일치시키기가 가능해진다. 여기서 재생신호에 비대칭이 없을 경우에는, 아이 다이어그램의 중심위치는 목표 전압레벨(TRO)과 동등해지지만, 재생신호에 비대칭이 있을 경우에는 아이 다이어그램의 중심위치는 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 목표 전압레벨(TRO)에서 어긋나게 된다.

그래서 2 치화 유닛(7)에서 재생신호(RS3) 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값이 되도록 슬라이스레벨(SL)을 조정하면서 2 치화를 행한다. 이와 같이 2 치화를 행할 경우, 슬라이스레벨(SL)은 아이 다이어그램의 중심과 거의 일치하며, 이와 같이 하여 구해지는 슬라이스레벨(SL)과 목표 전압레벨(TRO)의 차분을 연산함으로써 비대칭량을 산출하기가 가능해진다. 목표 전압레벨(TRO)을 접지레벨(GND)로 할 경우에는, 슬라이스레벨(SL) 자체가 비대칭량 정보(ASM)가 된다.

이와 같이 신호진폭 및 오프세트를 제어함으로써, 입력되는 재생신호의 비대칭량, 즉 재생신호가 갖는 DC레벨에 의존하는 일없이 재생신호 진폭을 일정값으로 규격화하며, 또 피크·보톰을 일정범위로 규정하여 범위 내로 들어가도록 오프세트 제어할 수 있다. 그리고 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값이 되는 슬라이스레벨(SL)을 구함으로써, 재생신호 아이패턴의 중심위치를 검출하여, 비대칭량을 정확하게 측정하는 것이 가능해진다.

여기서, 도 6 중의 피크검출 유닛(2)은, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 다이오드(D1)와, 콘덴서(C1)와, 저항기(R1)로 구성할 수 있다. 또 보톰검출 유닛(3)은, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 다이오드(D2)와, 콘덴서(C2)와, 저항기(R2)로 구성할 수 있다.

어떤 경우에는, 도 6 중의 게인오프세트 제어유닛(6)으로부터 바로 비대칭량 정보(ASM2)를 추출하는 것도 가능하다. 입력재생신호(RS1)가 미리 DC 제거된 신호일 경우에는, 이 입력재생신호의 아이센터가 기준전위(예를 들어 TRO)와 거의 동등해진다. 한편 게인오프세트 제어유닛(6)은 재생신호(RS2)의 피크(PK) 및 보톰(BM)이 각각 목표피크레벨(TRP) 및 목표보톰레벨(TRB)에 거의 일치하도록 제어하므로, 여기서 비대칭분량을 보정하는 오프세트제어가 실행되게 된다. 따라서 게인오프세트 제어유닛(6)의 오프세트 제어정보를 비대칭량정보(ASM2)로서 이용할 수 있다.

도 10의 (a)는 도 6 중 파형검출 유닛(31)의 변형예를 나타낸다. 도 10의 (a)에 의하면, 파형검출 유닛(31)이 피크검출 유닛(2)과 보톰검출 유닛(3)으로 구성된다. 이 경우의 게인오프세트 제어유닛(6)은, 피크검출 유닛(2)의 출력(PK)이 목표피크레벨(TRP)과 동등해지도록, 또 보톰검출 유닛(3)의 출력(BM)이 목표보톰레벨(TRB)과 동등해지도록 연산증폭기유닛(1)의 게인 및 오프세트를 제어한다.

도 10의 (b)는 도 6 중 파형검출 유닛(31)의 다른 변형예를 나타낸다. 도 10의 (b)에 의하면, 파형검출 유닛(31)이 진폭검출 유닛(4)과 오프세트검출 유닛(5)으로 구성된다. 이 경우의 게인오프세트 제어유닛(6)은, 진폭정보신호(AM)가 목표진폭(TRA)과 동등해지도록, 또 오프세트정보신호(OF)가 목표전압레벨(TRO)과 동등해지도록 연산증폭 유닛(1)의 게인 및 오프세트를 제어한다.

도 11, 도 12 및 도 13은 도 6 중 DC성분 추출유닛(32)의 변형예를 각각 나타낸다.

첫째로, 도 6 중의 2 치화 유닛(7)을, 도 11에 나타내는 바와 같이 저역통과필터(9)로 치환시켜, 재생신호의 DC성분 정보를 추출하는 것이라도 상관없다. 연산 증폭 유닛(1)의 출력신호(RS2) 또는 파형등화 유닛(8)의 출력신호(RS3)를 저역통과필터(9)에 통과시켜 변조 주파수성분을 제거하고 재생신호의 DC성분만을 추출한다. 저역통과필터(9)의 출력은 재생신호가 갖는 DC성분정보를 나타내며, 비대칭과 강한 상관을 갖는다. 단, 여기서 얻어지는 비대칭량정보(ASM)는 재생신호의 파형왜곡 영향을 받기 쉬우며, 2 치화 유닛(7)을 이용한 방법에 비해 약간 정밀도가 떨어지지만, 회로구성을 간단하게 할 수 있다는 점에서는 유리하다. 재생신호가 소정레벨 범위 내로 유효하게 들어가도록 신호진폭 및 오프세트를 제어하여 재생신호의 DC성분정보를 추출함으로써, 재생신호 아이패턴의 중심위치를 검출하여, 간단하게 비대칭량을 검출하기가 가능해진다.

저역통과필터(9)의 차단주파수는, 재생신호의 변조 규칙으로 결정되는 최대 반전주기의 역수로 정해지는 주파수보다 낮게 설정되는 것으로, 재생신호의 변조주파수성분을 제거함으로써, DC성분정보를 추출하여 비대칭량정보(ASM)만을 검출하기가 가능해진다.

또 도 11에 나타내는 바와 같이, 재생신호의 결락을 검출하여 결함검출신호를 출력하는 결함검출 유닛(11)과, 저역통과필터(9)의 출력과 결함검출신호를 입력으로 하여 결함검출기간 중은 저역통과필터(9)의 출력을 유지하는 홀드유닛(12)을 추가로 구비한 것이라도 상관없다. 결함검출기간 중은 저역통과필터(9)의 출력에 변동이 발생하므로, 이 기간 중은 전치(前値) 유지시켜 비대칭량으로서 출력하지 않음으로써, 재생신호의 결락 등에 의해 비대칭량의 검출값이 변동되는 것을 방지할 수 있다.

또한 DC성분 추출유닛(32)은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 2 치화 유닛(7)에 더불어, 재생신호의 결락을 검출하고 결함검출신호를 출력하는 결함검출 유닛(11)과, 2 치화 유닛(7)의 슬라이스레벨(SL)과 결함검출신호를 입력으로 하여 결함검출기간 중은 2 치화 유닛(7)의 슬라이스레벨(SL)을 유지하는 홀드유닛(12)을 추가로 구비한 것이라도 상관없다.

또 DC성분 추출유닛(32)은, 도 13에 나타내는 바와 같이 2 치화 유닛(7)의 슬라이스레벨(SL)을 평활화하는 평활유닛(13)을 구비한 것이라도 상관없다. 평활유닛(13)의 출력으로부터 재생신호의 비대칭량을 산출함으로써, 정보기록매체 상의 국소결함 등에 의해 발생하는 재생신호의 왜곡에 의해 비대칭량의 검출값이 변동하는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 여기서 평활유닛(13)은, 2 치화 유닛(7)의 슬라이스레벨(SL)을 적산하는 적분회로 또는 누적가산연산기 등으로 구성되는 것이라도 된다. 또 결함검출기간 중은 평활유닛(13)의 적분처리를 정지 또는 초기화하면 된다.

도 14는 도 6의 비대칭검출장치(30)의 한 응용예를 나타낸다. 도 14의 신호처리장치는 도 6의 비대칭검출장치(30)에 더불어, 기록매체 상의 기록정보 재생신호를 2 치화하는 데이터 슬라이스유닛(20)과, 비대칭검출장치(30)로부터 얻어지는 비대칭량정보(ASM)에 기초하여 데이터 슬라이스유닛(20)의 2 치화 슬라이스레벨(DSL)을 제어하는 슬라이스레벨 제어유닛(19)을 구비하는 것이다.

상술한 바와 같이, 비대칭이 큰 상태에서 고주파대역을 강조한 경우에는 도 3과 같은 재생신호의 에일리어싱이 발생하기 쉬우며, 아이센터레벨 즉 2 치화 레벨 에 달하므로, 데이터에러가 발생하기 쉬워진다. 그래서 비대칭량이 큰 경우에 데이터 슬라이스유닛(20)의 슬라이스레벨(DSL)을 재생신호의 에일리어싱에서 멀어지는 방향으로 슬라이스레벨 제어유닛(19)에서 오프세트시킴으로써, 에일리어싱에 기인하는 에러를 저감시킬 수 있다.

도 15는 본 발명에 관한 신호처리장치의 다른 구성예를 나타낸다. 도 15 중의 비대칭검출장치(30)는, 도 6 중의 연산증폭 유닛(1)의 다음 단에 AD변환 유닛(10)을 배치하고, 또 파형등화 제어유닛(17)을 부가시킨 것이다. AD변환 유닛(10)은 연산증폭 유닛(1)의 출력(RS2)을 입력으로 하여 아날로그-디지털 변환을 행한다. 도 15 중의 파형등화 유닛(8)은, AD변환 유닛(10)의 출력(DRS)을 입력으로 하여 그 고주파대역을 강조한다. 파형등화 유닛(8)의 출력(DS2)은, 도 6의 경우와 마찬가지로 파형검출 유닛(31) 및 2 치화 유닛(7)으로 공급된다. 여기서 연산증폭 유닛(1)과 AD변환 유닛(10) 사이에, 도 6의 경우와 마찬가지의 아날로그식 파형등화 유닛(8)을 배치하기로 해도 된다. AD변환 유닛(10)의 변환특성은, 선형에 한정되지 않고 비선형이어도 상관없다.

다음으로, 도 15 중의 비대칭검출장치(30)의 동작에 대하여 도 16의 (a) 및 도 16의 (b)를 이용하여 설명한다. 기본동작은 도 6의 경우와 마찬가지이지만, AD변환 유닛(10)에서 아날로그 재생신호(RS2)를 디지털 재생신호(DRS)로 변환시켜, 이후의 처리를 디지털신호처리로 행하는 점이 다르다.

입력재생신호(RS1)는 연산증폭 유닛(1)에서 소정의 게인·오프세트가 부여되어 다음 단의 재생신호(RS2)가 된다. 이 재생신호(RS2)는 AD변환 유닛(10)에서 아 날로그-디지털 변환되어 다치의 디지털신호(DRS)로 변환된다. 이 디지털신호(DRS)는, 파형증폭 유닛(8)을 통해 피크검출 유닛(2) 및 보톰검출 유닛(2)으로 부여되며, 피크검출 유닛(2)에서 피크검출되어 피크검출신호(PK)가 얻어지고, 보톰검출 유닛(3)에서 보톰검출되어 보톰검출신호(BM)가 얻어진다. 진폭검출 유닛(4)에서는, 예를 들어 피크검출신호(PK)로부터 보톰검출신호(BM)를 감산하여 진폭정보신호(AM)를 구한다. 오프세트검출 유닛(5)에서는, 예를 들어 피크검출신호(PK)와 보톰검출신호(BM)를 평균하여 오프세트정보신호(OF)를 구한다. 게인오프세트 제어유닛(6)은, 진폭정보신호(AM)가 목표진폭(TRA)과 동등해지도록, 또 오프세트정보신호(OF)가 AD 중심레벨과 동등해지도록 연산증폭 유닛(1)의 게인 및 오프세트를 제어한다.

상기 제어에 의해, 재생신호(RS2)의 피크(PK) 및 보톰(BM)을, 목표 피크레벨(TRP) 및 목표 보톰레벨(TRB)에 거의 일치시키기가 가능해진다. 여기서 재생신호에 비대칭이 없을 경우에는, 아이 다이어그램의 중심위치는 AD 중심레벨과 동등해지지만, 재생신호에 비대칭이 있을 경우에는 아이 다이어그램의 중심위치는 도 16의 (b)에 나타내는 바와 같이 AD중심레벨에서 어긋나게 된다.

그래서 2 치화 유닛(7)에서 재생신호(DS2) 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값으로 되도록 슬라이스레벨(SL)을 조정하면선 2 치화를 행한다. 이와 같이 2 치화를 행한 경우, 슬라이스레벨(SL)은 아이 다이어그램의 중심과 거의 일치하며, 이와 같이 하여 구해지는 슬라이스레벨(SL)과 AD 중심레벨의 차분을 연산함으로써 비대칭량을 산출하기가 가능해진다. AD 중심레벨을 접지레벨(GND)로 할 경우에는, 슬라이스레벨(SL) 자체가 비대칭량 정보(ASM)가 된다.

이와 같이, 재생신호가 소정레벨 범위 내로 유효하게 들어가도록 신호진폭 및 오프세트를 제어하여, 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값으로 되는 슬라이스레벨(SL)을 구함으로써, 재생신호 아이패턴의 중심위치를 검출하여, 비대칭량을 정확하게 측정하는 것이 가능해진다. 더욱이 AD변환 유닛(10)에서 재생신호를 디지털신호로 변환시켜 처리함으로써, 아날로그신호 처리회로에서 자주 발생하는 전기 오프세트, 드리프트, 편차 등에 의한 검출오차를 없앨 수 있다.

또 AD변환 유닛(10)의 AD변환클록을, 재생신호에 위상동기한 클록으로 함으로써, 입력되는 신호의 전송률에 적응하여 피크검출, 보톰검출, 게인·오프세트 제어 등의 시상수가 자동적으로 변화하므로, CAV(Constant Angular Velocity)에의 대응이 용이하다는 이점이 있다.

또한 파형등화유닛(8)을 FIR필터 등의 디지털필터로 구성함으로써 높은 정밀도의 파형등화가 가능하고, 이로써 진폭 및 오프세트 제어의 정밀도가 향상하므로, 고정밀도의 비대칭검출을 행할 수 있다.

도 15 중의 파형등화 제어유닛(17)은, 비대칭량정보(ASM)에 따라 파형등화유닛(8)의 고주파수대역 강조량을 제어하는 것이다. 비대칭량정보(ASM)에 기초하여 재생에러율이 감소하도록 고주파수대역의 강조량을 조정함으로써, 신뢰성이 높은 데이터재생이 가능해진다. 상술한 바와 같이, 비대칭이 큰 상태에서 고주파대역을 강조한 경우에는 도 3과 같은 재생신호의 에일리어싱이 발생하기 쉬우며, 아이센터레벨 즉 2 치화 레벨에 달하므로, 데이터에러가 발생하기 쉽다. 그래서 비대칭량이 클 경우에 파형등화 유닛(8)의 고주파대역 강조를 억제하거나, 또는 고주파수대역 을 감쇄시켜 재생신호의 에일리어싱 현상을 저감함으로써, 에러율의 개선이 가능해진다.

그리고 도 15 중의 파형검출 유닛(31)을 도 10의 (a) 또는 도 10의 (b)의 구성으로 치환시키는 것도 가능하다. 입력재생신호(RS1)가 미리 DC제거된 신호일 경우에는, 도 6의 경우와 마찬가지로 게인오프세트 제어유닛(6)으로부터 즉시 비대칭량정보를 추출하는 것도 가능하다.

여기서, 도 15의 신호처리장치는 파형등화유닛(8)의 출력(DC2)을 입력으로 하여 비터비복호시키고 최우 추정된 상태천이에 대응한 복호데이터를 출력하는 비터비복호 유닛(15)과, 비대칭량정보(ASM)에 따라 비터비복호 유닛(15)의 판정레벨을 제어하는 판정레벨 제어유닛(14)을 추가로 구비한다.

도 15의 구성에 의하면, 재생신호의 비대칭량정보(ASM)에 기초하여 비터비복호 유닛(15)의 판정레벨이 최적이 되도록 조정함으로써, 비터비복호유닛(15)의 동작을 안정화시켜, 재생 에러율을 저감하는 것이 가능해진다. 예를 들어 PR(n, m, m, n) 등화된 신호를 비터비복호할 경우에 있어서, 상기 목표 피크레벨(TRP), 목표 보톰레벨(TRB) 및 비대칭량(ASM)을 이용하여, TRP, ASM 및 TRB와, TRP-ASM 사이를 n:m으로 분할한 레벨(TRV1)과, ASM-TRB를 m:n으로 분할한 레벨(TRV2)을 비터비복호 식별점의 값으로 하고, TRP-TRV1 사이, TRV1-ASM 사이, ASM-TRV2 사이, TRV2-TRB 사이의 중심값을 식별 임계값으로 함으로써, 비터비복호 유닛(15)의 판정레벨을 비대칭에 대응시켜 최적이 되도록 조정할 수 있다.

도 15 구성의 변형예를 도 17에 나타낸다. 도 17에서는 도 15 중의 판정레벨 제어유닛(14) 대신에 데이터출력 제어유닛(16)을 배치한다. 데이터출력 제어유닛(16)은, 비대칭량정보(ASM)에 기초하여 2 치화 유닛(7)의 출력(DRF) 또는 비터비복호 유닛(15)의 출력(VTB)을 절환하여 출력하는 것이다.

비터비검출의 판정레벨을 상하대칭으로 할 경우, 재생신호의 비대칭이 커져 상하대칭성이 흐트러지면, 비터비복호가 어려워져, 정확한 복호데이터를 얻을 수 없게 된다. 강한 비대칭에 대해서는, 2 치화 유닛(7)의 출력(DRF)을 이용하는 편이 한계레벨이 높아져 정상인 데이터검출이 얻어지기 쉽다. 그래서 비대칭량이 소정값 이상일 때에는 2 치화 유닛(7)의 출력(DRF)을, 또 비대칭량이 소정값보다 작을 때에는 비터비복호 유닛(15)의 출력(VTB)을 절환시켜 출력함으로써, 최종 출력데이터로서 신뢰성이 높은 재생데이터를 출력하기가 가능해진다. 또 DRF과 VTB의 출력타이밍을 일치시키면, 이들을 비대칭정보(ASM)에 따라 실시간으로 절환하기가 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 재생신호가 소정범위 내로 유효하게 들어가도록 신호진폭 및 오프세트를 제어하여, 2 치화 후의 듀티 비가 거의 소정값이 되는 슬라이스레벨을 구함으로써, 아이 다이어그램의 중심위치를 검출하여 비대칭량을 정확하게 측정하는 것이 가능하며, 비대칭량정보를 기초로 비터비복호기의 판정레벨 절환, 파형등화 조정, 또는 2 치화 오프세트의 인가를 행함으로써, 재생 에러율의 개선이 가능해진다.

Claims

정보기록매체 상의 기록정보를 재생하기 위한 신호처리장치이며,

상기 기록정보의 재생신호를 증폭하기 위한 연산증폭수단과, 상기 연산증폭수단 출력의 진폭 및 오프세트가 각각 소정값이 되도록 상기 연산증폭수단의 게인 및 오프세트를 제어하기 위한 게인오프세트 제어수단을 갖는 피드백 루프와,

상기 피드백 루프 중의 신호로부터 상기 재생신호의 직류성분정보를 추출하기 위한 직류성분 추출수단을 구비하고,

상기 재생신호의 비대칭량을 나타내는 정보로서 상기 직류성분정보를 공급하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 직류성분 추출수단은, 상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 2 치화 후의 듀티 비가 소정값이 되도록 귀환 제어하고 슬라이스레벨을 조정하면서 2 치화를 행하는 2 치화 수단인 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 직류성분 추출수단은, 상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하는 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 3 항에 있어서,

상기 저역통과필터의 차단주파수는, 상기 재생신호의 변조 규칙으로 결정되는 최대 반전주기의 역수로 결정되는 주파수보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연산증폭수단의 입력재생신호가 미리 직류성분 제거된 신호일 경우에는, 상기 비대칭량을 나타내는 정보로서, 상기 게인오프세트 제어수단으로부터 상기 연산증폭수단으로의 오프세트 제어정보를 공급하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연산증폭수단의 출력에 기초하여 상기 재생신호의 파형에 관한 정보를 검출하여, 당해 파형정보를 상기 게인오프세트 제어수단에 공급하기 위한 파형검출수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 6 항에 있어서,

상기 파형검출수단은,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 피크검출을 행하는 피크검출수단과,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 보톰검출을 행하는 보톰검출수단을 갖는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 6 항에 있어서,

상기 파형검출수단은,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 상기 재생신호의 진폭을 검출하고 진폭정보신호를 출력하는 진폭검출수단과,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하며 상기 재생신호의 오프세트를 검출하여 오프세트정보신호를 출력하는 오프세트검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 6 항에 있어서,

상기 파형검출수단은,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 피크검출을 행하는 피크검출수단과,

상기 연산증폭수단의 출력을 입력으로 하여 보톰검출을 행하는 보톰검출수단과,

상기 피크검출수단의 출력 및 상기 보톰검출수단의 출력을 입력으로 하여 상기 연산증폭수단의 출력신호 진폭을 연산하여 진폭정보신호를 출력하는 진폭검출수단과,

상기 피크검출수단의 출력 및 상기 보톰검출수단의 출력을 입력으로 하여 상기 연산증폭수단의 출력신호 오프세트를 연산하여 오프세트 정보신호를 출력하는 오프세트 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연산증폭수단과 상기 게인오프세트 제어수단 사이에 개재하고 상기 연산증폭수단 출력의 고주파수대역을 강조하기 위한 파형등화수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 10 항에 있어서,

상기 파형등화수단의 고주파수대역 강조량을 제어하기 위한 파형등화 제어수단을 추가로 구비하며,

상기 비대칭량의 정보에 기초하여 재생 에러율이 감소하도록 상기 파형등화수단의 고주파수대역 강조량을 조정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 11 항에 있어서,

상기 비대칭량이 소정값보다 클 때의 상기 파형등화수단의 고주파수대역 강조량은, 상기 비대칭량이 소정값보다 작을 때에 비해 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 재생신호의 결락을 검출하기 위한 결함검출수단과,

결함검출기간 중은 상기 직류성분정보를 유지하는 유지수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 2 치화수단의 슬라이스레벨을 평활화하기 위한 평활수단을 추가로 구비하며,

상기 재생신호의 비대칭량을 나타내는 정보로서 상기 평활수단의 출력을 공급하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 14 항에 있어서,

상기 평활수단은, 상기 2 치화수단의 슬라이스레벨을 입력으로 하는 적분회로 또는 누적가산 연산기로 구성되는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 14 항에 있어서,

상기 재생신호의 결락을 검출하기 위한 결함검출수단을 추가로 구비하며,

결함검출기간 중은 상기 평활수단의 적분처리를 정지 또는 초기화하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기록정보의 재생신호를 2 치화하기 위한 데이터 슬라이스수단과,

상기 데이터 슬라이스수단의 2 치화 슬라이스레벨을 제어하기 위한 슬라이스레벨 제어수단을 추가로 구비하며,

상기 비대칭량의 정보에 기초하여 재생 에러율이 감소하도록 상기 데이터슬라이스 수단의 2 치화 슬라이스레벨에 오프세트를 인가하여 조정하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 2 항에 있어서,

상기 연산증폭수단과 상기 게인오프세트 제어수단 사이에 개재하고 상기 연산증폭수단의 출력을 샘플링한 후 아날로그-디지털 변환하기 위한 AD변환수단을 추가로 구비하며,

상기 2 치화수단은, 상기 AD변환수단에 의한 샘플링데이터를 입력으로 하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 18 항에 있어서,

상기 샘플링데이터를 비터비복호하여 최우 추정된 상태천이에 대응한 복호데이터를 출력하기 위한 비터비복호수단과,

상기 비대칭량의 정보에 기초하여, 재생 에러율이 감소하도록 상기 비터비복호수단의 판정레벨을 제어하기 위한 판정레벨 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특 징으로 하는 신호처리장치.
제 18 항에 있어서,

상기 샘플링데이터를 비터보복호하여 최우 추정된 상태천이에 대응한 복호데이터를 출력하기 위한 비터비복호수단과,

상기 비대칭량의 정보에 기초하여, 재생 에러율이 감소하도록 상기 2 치화수단의 출력 또는 상기 비터비복호수단의 출력을 절환하여 출력하기 위한 데이터출력 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
제 20 항에 있어서,

상기 데이터출력 제어수단은, 상기 비대칭량이 소정값보다 작을 때에는 상기 비터비복호수단의 출력을, 소정값 이상일 때에는 상기 2 치화수단의 출력을 각각 선택출력하는 것을 특징으로 하는 신호처리장치.
정보기록매체 상의 기록정보를 재생하는 신호처리방법이며,

상기 기록정보의 재생신호를 증폭하기 위한 연산증폭수단 출력의 진폭 및 오프세트가 각각 소정값이 되도록, 피드백 루프 중 상기 연산증폭수단의 게인 및 오프세트를 제어하는 단계와,

상기 피드백 루프 중의 신호로부터 상기 재생신호의 직류성분정보를 추출하는 단계와,

상기 재생신호의 비대칭량을 나타내는 정보로서 상기 직류성분정보를 공급하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 신호처리방법.