KR19990079948A - 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치 - Google Patents

광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치 Download PDF

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Abstract

광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치가 개시된다. 광학계 서보 시스템에서 고주파 포락선 신호와 고주파 포락선 신호를 저역 필터링하여 고주파 포락선 신호의 바이어스 전압 레벨을 갖는 저역 필터링 신호를 입력하여 트랙 점프시 이용되는 미러신호를 발생하는 본 발명에 의한 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생장치에 있어서, 고주파 포락선 신호, 저역 필터링 신호 및 기준 전압을 입력하여 고주파 포락선 신호가 기준 전압을 바이어스 전압 레벨로 하여 스윙하도록 고주파 포락선 신호의 레벨을 조정하고, 레벨 조정된 고주파 포락선 신호를 조정부 출력신호로서 출력하는 포락선 레벨 조정 수단 및 조정부 출력신호와 기준 전압을 입력하여 고주파 포락선 신호의 레벨 변화에 상관없이 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일한 미러신호를 출력하는 미러신호 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 디스크 표면에 지문등과 같은 자국으로 인해 RF 포락선 신호의 레벨이 변하더라도 RF 포락선 신호가 기준 전압을 바이어스 전압으로 하여 스윙하도록 RF 포락선 신호의 레벨을 조정하여 주므로서, 지문등이 묻은 부분에서도 미러신호의 듀티가 변하지 않게 할 수 있으며, 이로 인해 정확한 트랙 점프를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치
본 발명은 컴팩트 디스크(CD:Compact Disk) 플레이어 또는 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk) 플레이어등 광학계 서보 시스템에 관한 것으로, 특히, 광학계 서보 시스템에서 트랙과 트랙사이를 검출하여 트랙 점프시 이용되는 미러(Mirror)신호를 발생하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치에 관한 것이다.
이하, 종래에 미러신호 발생 장치를 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
일반적으로, 미러신호를 생성하기 위해 고주파(RF:Radio Frequency) 포락선 신호(RF_ENV)와 RF 포락선 신호(RF_ENV)를 저역 필터링한 저역 필터링 신호(ENV_LPF)가 필요하다. 즉, RF 포락선 신호(RF_ENV)와 저역 필터링 신호(ENV_LPF)를 비교하고 비교된 결과를 미러신호로서 출력한다. 그러나, 단순히 비교기를 통해 두 신호를 비교하면 스위칭 타이밍에 글리치(Glitch)가 발생하며, 이로인해 잡음이 발생될 수 있다. 따라서, 종래에는 이러한 잡음을 없애기 위해 슈미트 트리거 회로(Schmidt Trigger Circuit)를 이용하였다.
도 1은 슈미트 트리거 회로에 의해 미러신호를 발생하는 종래의 미러신호 발생 장치를 설명하기 위한 회로도이다. 종래의 미러 신호 발생 장치는 제1 및 제2 저항(R1 및 R2)과 비교기(10)로 간단히 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 미러 신호 발생 장치는 제1 저항(R1)을 통해 RF 포락선 신호(RF_ENV)를 비교기(10)의 양의 입력단자로 입력하고, 제2 저항(R2)은 비교기(10)에서 출력되는 출력 신호를 비교기(10)의 양의 입력단자로 궤환시키도록 연결된다. 또한, 저역 필터링 신호(ENV_LPF)는 비교기(10)의 음의 입력단자로 입력되어 비교기(10)는 출력단자 OUT으로 미러신호를 출력한다.
도 2는 도 1에 도시된 미러신호 발생 장치로 입력되는 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)와 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22)를 각각 나타내는 파형도이다.
도 2를 참조하면, RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)는 트랙 점프시 RF 신호의 포락선 신호이며, 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22)는 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)를 저역 필터링하여 얻은 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 바이어스 전압을 나타내는 신호이다.
도 2에서 제1 구간(24)과 제2 구간(26)의 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)를 보면, 제2 구간(26)에서 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)의 레벨이 줄어들었다. 이는 디스크 표면이 지문등과 같은 자국에 의해, 트랙과 트랙사이의 미러부분에서 빛의 반사량이 줄어들었기 때문이다. 한편, 피트(Pit)가 형성된 트랙에서는 지문등과 같은 자국이 있어도 빛의 반사량은 동일하므로, 제1 구간(24)과 제2 구간(26)에서 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)의 최소 레벨은 동일하게 된다.
도 1에 도시된 장치에서 미러신호가 발생는 것을 쉽게 설명하기 위해 도 2에 도시된 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)가 제1 구간(24)에서 최소 레벨은 1.5V이고, 최대 레벨은 3.5V라고 가정한다. 그러면, 이때의 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22)는 2.5V의 바이어스 전압 레벨을 갖게된다. 또한, 제2 구간(26)에서 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)의 최대 레벨은 2.5V이고, 최소 레벨은 제1 구간(24)과 같이 1.5V라고 가정한다. 그러면, 이때의 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22)는 2V의 바이어스 전압 레벨을 갖게된다.
위와 같은 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)와 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22) 비교기(10)로 입력되면, 도 1에 도시된 장치는 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 전압레벨이 상승엣지 전압(Vh)일 때 "고" 논리 레벨로 상승하고, RF 포락선 신호(RF_ENV)의 전압레벨이 하강엣지 전압(Vl)일 때 "저"논리 레벨로 하강하는 미러신호를 출력단자 OUT으로 출력한다. 여기서, 상승엣지 전압(Vh)은 다음 수학식 1에 의해, 하강엣지 전압(Vl)은 다음 수학식 2에 의해 각각 구할 수 있다.
여기서, Vcc는 전원 전압을 나타내고, Vss는 기준 전위를 각각 나타낸다. 이하, 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)을 구체적인 수치로 구하기 위해, 전원 전압(Vcc)은 5V, 기준 전위(Vss)는 0V, 제1 저항(R1)의 크기는 1KΩ, 제2 저항(R2)의 크기는 25KΩ이라고 각각 가정한다.
먼저, 도 2의 제1 구간(24)과 같이 정상적인 RF 포락선 신호(RF_ENV)와 저역 필터링 신호(ENV_LPF)가 입력되면, 도 1에 도시된 장치에서 출력되는 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)은 수학식 1에 의해 (2.5V-96mV)로 구해지고, 미러신호의 하강엣지 전압(Vl)은 수학식 2에 의해 (2.5V+96mV)로 구해진다.
도 3a는 위와같은 구해진 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)을 기초로하여, 도 2의 제1 구간(24)에서 미러신호의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3a를 참조하면, 미러신호는 입력되는 RF 포락선 신호(RF_ENV)가 (2.5V-96mV)일 때 상승하고, (2.5V+96mV)일 때 하강하는 특성을 갖는다. 이와 같이, 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)이 제1 구간(24)에서 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 바이어스 전압레 벨인 저역 필터링 신호(ENV_LPF)를 중심으로 동일한 전압차를 갖게된다. 따라서, 도 1에 도시된 장치의 출력단자 OUT으로는 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일한 미러신호가 출력된다.
다음으로, 디스크 표면에 지문등과 같은 자국으로 인해 제2 구간(26)과 같이 레벨이 작아진 RF 포락선 신호(RF_ENV)와 저역 필터링 신호(ENV_LPF)가 입력되면, 도 1에 도시된 장치에서 출력되는 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)은 수학식 1에 의해 (2V-77mV)로 구해지고, 하강엣지 전압(Vl)은 수학식 2에 의해 (2V+115mV)로 구해진다.
도 3b는 위와같은 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)을 기초로하여 도 2의 제2 구간(26)에서 미러신호의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3b를 참조하면, 도 1에 되시된 장치에서 출력되는 미러신호는 입력되는 RF 포락선 신호(RF_ENV)가 (2V-77mV)일 때 상승하고, (2V+115mV)일 때 하강하는 특성을 갖는다. 이와 같이, 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)이 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 바이어스 전압 레벨인 저역 필터링 신호(ENV_LPF)와 서로 다른 전압차를 갖는다. 이로인해, 제2 구간(26)에서 도 1에 도시된 장치는 출력단자 OUT으로 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 서로 다른 미러신호를 출력하게 된다.
이렇게, 디스크 표면에 묻은 지문등과 같은 자국에 의해 미러신호의 듀티에 변화가 생기면, 트랙 점프시 에러가 발생하여 정확한 트랙 점프를 하지못하는 문제점이 발생되며, 이러한 문제는 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 주파수가 높아지는 고배속으로 갈수록 더욱 커다란 문제점으로 두각된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디스크 표면에 지문등과 같은 자국으로인해 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨에 변화가 생겨도 미러신호의 듀티 변화가 생기지 않도록 하는 광학계 서보 시스템에서 미러신호 발생 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 슈미트 트리거 회로에 의해 미러신호를 발생하던 종래의 미러신호 발생 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시된 미러신호 발생 장치로 입력되는 RF 포락선 신호와 저역 필터링 신호를 각각 나타내는 파형도이다.
도 3a와 도 3b는 도 1에서 출력되는 미러신호의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 포락선 레벨 조정부에서 출력되는 조정부 출력신호와 기준 전압을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 4에서 출력되는 미러신호의 특성을 나타내는 그래프이다.
상기 과제를 이루기 위해, 광학계 서보 시스템에서 고주파 포락선 신호와 고주파 포락선 신호를 저역 필터링하여 고주파 포락선 신호의 바이어스 전압 레벨을 갖는 저역 필터링 신호를 입력하여 트랙 점프시 이용되는 미러신호를 발생하는 본 발명에 의한 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생장치에 있어서, 고주파 포락선 신호, 저역 필터링 신호 및 기준 전압을 입력하여 고주파 포락선 신호가 기준 전압을 바이어스 전압 레벨로 하여 스윙하도록 고주파 포락선 신호의 레벨을 조정하고, 레벨 조정된 고주파 포락선 신호를 조정부 출력신호로서 출력하는 포락선 레벨 조정 수단 및 조정부 출력신호와 기준 전압을 입력하여 고주파 포락선 신호의 레벨 변화에 상관없이 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일한 미러신호를 출력하는 미러신호 발생 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 광학계 서보 시스템에서 미러신호 발생 장치를 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 미러신호 발생 장치를 설명하기 위한 회로도이다. 본 발명에 의한 미러신호 발생 장치는 연산 증폭기(40)와 제1, 제2, 제3 및 제4 저항(R1, R2, R3 및 R4)을 포함하는 포락선 레벨 조정부(44) 및 비교기(42)와 제5 및 제6 저항(R5 및 R6)을 포함하는 미러신호 발생부(46)를 포함한다.
도 4에 도시된 포락선 레벨 조정부(44)의 구성을 살펴보면, RF 포락선 신호(RF_ENV)를 저역 필터링하므로서, RF 포락선 신호(RF_ENV)의 바이어스 전압 레벨을 갖는 저역 필터링 신호(ENV_LPF)는 입력단자 IN1으로 입력된다. 연산 증폭기(40)는 이를 제1 저항(R1)을 통해 연산 증폭기(40)의 양의 입력단자로 입력하고, 제2 저항(R2)은 연산 증폭기(40)에서 출력되는 조정부 출력신호(AMPO)가 연산 증폭기(40)의 양의 입력단자로 궤환되도록 연결된다. 이때, RF 포락선 신호(RF_ENV)는 입력단자 IN2로 입력되고, 연산 증폭기(40)는 이를 제3 저항(R3)을 통해 음의 입력단자로 입력하고, 기준 전압(Vr)을 제4 저항(R4)을 통해 연산 증폭기(40)의 음의 입력단자로 입력하므로서, 출력단자로 조정부 출력신호(AMPO)를 출력한다.
한편, 미러신호 발생부(46)는 포락선 레벨 조정부(44)에서 출력되는 조정부 출력신호(AMPO)를 제5 저항(R5)을 통해 비교기(42)의 양의 입력단자로 입력하고, 제6 저항(R6)는 비교기(42)의 출력신호인 미러신호가 제6 저항(R6)을 통해 비교기(42)의 양의 입력단자로 궤환되도록 연결된다. 이때, 비교기(42)의 음의 입력단자로 기준 신호(Vr)가 입력되므로서, 비교기(42)는 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨이 변화되는 것과 상관없이 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일한 미러신호를 출력단자 OUT으로 출력한다.
도 5는 도 4에 도시된 포락선 레벨 조정부(44)에서 출력되는 조정부 출력신호(AMPO)(50)와 기준 전압(Vr)(52)을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 포락선 레벨 조정부(44)에서 출력되는 조정부 출력신호(AMPO)는 기준 신호(Vr)를 바이어스 레벨로하여 스윙하고 있음을 알 수 있다.
이제, 도 4와 도 5를 참조하여 도 4에 도시된 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 포락선 레벨 조정부(44)의 동작을 보면, 입력단자 IN2로 도 2에 도시된 RF 포락선 신호(RF_ENV)(20)가 입력되고, 입력단자 IN1으로 저역 필터링 신호(ENV_LPF)(22)가 입력된다. 입력단자 IN2로 입력되는 RF 포락선 신호(RF_ENV)는 기준 전압(Vr)에 의해 기준 전압의 크기만큼 레벨 상승되어 연산 증폭기(40)의 양의 입력단자로 입력된다. 이때, 제1 내지 제4 저항(R1 내지 R4)이 동일한 크기의 저항값을 갖는다면, 포락선 레벨 조정부(44)에서 출력되는 조정부 출력신호(AMPO)는 수학식 3과 같이 근사화 될 수 있다.
이때, 기준전압(Vr)의 크기가 2.5V라고 하면, 포락선 레벨 조정부(44)는 도 5에 도시된 것처럼, 조정부 출력신호(AMPO)(50)가 기준 전압(Vr)(52)을 바이어스 전압 레벨로 하여 스윙하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 제2 구간(26)에서의 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨을 기준 전압(Vr)을 중심으로 스윙하도록 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨이 조정된다.
이와 같이, RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨이 조정된 조정부 출력신호(AMPO)는 제5 저항(R5)을 통해 비교기(42)의 양의 입력단자로 입력되며, 제6 저항(R6)을 통해 비교기(42)의 출력신호는 비교기(42)의 양의 입력단자로 궤환된다. 위와 같은 조정부 출력신호(AMPO)와 기준 전압(Vr)이 비교기(42)로 입력되면, 도 4에 도시된 장치는 조정부 출력신호(AMPO)의 전압레벨이 상승엣지 전압(Vh)일 때 "고" 논리 레벨로 상승하고, 조정부 출력신호의 전압레벨이 하강엣지 전압(Vl)일 때 "저"논리 레벨로 하강하는 미러신호를 출력단자 OUT으로 출력한다. 여기서, 상승엣지 전압(Vh)은 다음 수학식 4에 의해, 하강엣지 전압(Vl)은 다음 수학식 5에 의해 각각 구할 수 있다.
여기서, Vcc는 전원 전압을 나타내고, Vss는 기준 전위를 각각 나타낸다. 이하, 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)을 구체적인 수치로 구하기 위해, 전원 전압(Vcc)은 5V, 기준 전위(Vss)는 0V, 제5 저항(R5)의 크기는 1KΩ, 제6 저항(R6)의 크기는 25KΩ이라고 가정한다. 그러면, 도 5에 도시된 조정부 출력신호(AMPO)의 제1 구간(54)과 제2 구간(56)에서, 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)은 수학식 4에 의해 (2.5V-99mV)로 구해지고, 미러신호의 하강엣지 전압(Vl)은 수학식 5에 의해 (2.5V+99mV)로 구해진다.
도 6은 위와같이 구해진 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)을 기초로 하여, 도 5의 제1 구간(54) 및 제2 구간(56)에서 미러신호의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 도 4에 도시된 장치에서 출력되는 미러신호는 비교기(42)의 양의 입력단자로 입력되는 조정부 출력신호(AMPO)가 (2.5V-99mV)일 때 상승하고, 조정부 출력신호(AMPO)가 (2.5V+99mV)일 때 하강하는 특성을 갖는다. 이와 같이, 도 5의 제1 및 제2 구간(54 및 56)에서 미러신호의 상승엣지 전압(Vh)과 하강엣지 전압(Vl)이 2.5V의 기준 전압(Vr)을 중심으로 동일한 전압차를 갖게된다. 따라서, 도 4에 도시된 장치의 출력단자 OUT으로 출력되는 미러신호는 도 5의 제1 및 제2 구간(54 및 56)에서 "고" 논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일하게 된다.
결과적으로, 디스크 표면에 지문등과 같은 자국으로 인해 RF 포락선 신호(RF_ENV)의 레벨이 변화하더라도 도 4에 도시된 장치에서 출력되는 미러신호의 듀티는 변화되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 미러신호 발생 장치는 디스크 표면에 지문등과 같은 자국으로 인해 RF 포락선 신호의 레벨이 변하더라도 RF 포락선 신호가 기준 전압을 바이어스 전압으로 하여 스윙하도록 RF 포락선 신호의 레벨을 조정하여 주므로서, 지문등이 묻은 부분에서도 미러신호의 듀티가 변하지 않게 할 수 있으며, 이로 인해 정확한 트랙 점프를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 광학계 서보 시스템에서 고주파 포락선 신호와 상기 고주파 포락선 신호를 저역 필터링하여 상기 고주파 포락선 신호의 바이어스 전압 레벨을 갖는 저역 필터링 신호를 입력하여 트랙 점프시 이용되는 미러신호를 발생하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생장치에 있어서,
    상기 고주파 포락선 신호, 상기 저역 필터링 신호 및 기준 전압을 입력하여 상기 고주파 포락선 신호가 상기 기준 전압을 바이어스 전압 레벨로 하여 스윙하도록 상기 고주파 포락선 신호의 레벨을 조정하고, 레벨 조정된 상기 고주파 포락선 신호를 조정부 출력신호로서 출력하는 포락선 레벨 조정 수단; 및
    상기 조정부 출력신호와 상기 기준 전압을 입력하여 상기 고주파 포락선 신호의 레벨 변화에 상관없이 "고"논리 레벨과 "저"논리 레벨의 듀티가 동일한 상기 미러신호를 출력하는 미러신호 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 포락선 레벨 조정 수단은
    일측이 상기 저역 필터링 신호와 연결된 제1 저항;
    상기 제1 저항의 타측과 연결된 제2 저항;
    일측이 상기 고주파 포락선 신호와 연결된 제3 저항;
    상기 제3 저항의 타측과 상기 기준 전압 사이에 연결된 제4 저항;
    상기 제1 저항의 타측과 음의 입력단자가 연결되고, 상기 제3 저항의 타측과 양의 입력단자가 연결되고, 출력단자가 상기 제2 저항의 타측과 연결되는 연산 증폭기를 구비하고,
    상기 기준 전압을 바이어스 전압 레벨로 하여 상기 고주파 포락선 신호가 스윙하도록 상기 포락선 신호의 레벨이 조정된 상기 조정부 출력신호를 상기 연산 증폭기의 출력단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 저항, 상기 제2 저항, 상기 제3 저항 및 상기 제4 저항의 저항크기가 모두 동일한 것을 특징으로 하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 미러신호 발생 수단은
    일측이 상기 조정부 출력신호와 연결된 제5 저항;
    일측이 상기 제5 저항의 타측과 연결되는 제6 저항;
    상기 제5 저항의 타측과 양의 입력단자가 연결되고, 음의 입력단자로 상기 기준 전압을 입력되고, 출력단자가 상기 제6 저항의 타측과 연결되는 비교기를 구비하고,
    상기 비교기의 출력단자로 상기 조정부 출력신호의 레벨 크기에 상관없이 "고" 논리 레벨과 "저" 논리 레벨의 듀티가 동일한 상기 미러신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광학계 서보 시스템의 미러신호 발생 장치.
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