KR20100034977A - 오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기, 워블 신호 검출기, 및 이를 포함하는 광 디스크 장치 - Google Patents

오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기, 워블 신호 검출기, 및 이를 포함하는 광 디스크 장치 Download PDF

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Abstract

오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기, 워블 신호 검출기, 및 이를 포함하는 광 디스크 장치가 개시된다. 상기 신호 처리기는, 제1 신호와 제2 신호를 수신하고 수신된 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 연산하고 연산된 신호를 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 연산 증폭기; 상기 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 버퍼; 상기 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 싱글 엔디드 신호로 출력하는 자동이득 증폭기; 오프셋 전압을 포함하는 상기 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 레벨 쉬프터; 및 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 증폭 제어신호를 출력하는 오프셋 전압 보상부를 포함할 수 있다.
신호처리, 워블 신호, 광 디스크

Description

오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기, 워블 신호 검출기, 및 이를 포함하는 광 디스크 장치{Signal processor, wobble signal detector, and optical disk apparatus capable of compensating offset voltage}
본 발명은 오프셋 전압 보상 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기, 상기 신호 처리기를 포함하는 워블 신호 검출기, 및 이를 포함하는 광 디스크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광 디스크 장치는 디스크를 재생만 할 수 있는 제품군(예컨대, CD-ROM)과 재생 및 기록 가능한 제품군(예컨대, CD-RW 또는 DVD-RW)으로 나눠질 수 있다.
이중 기록 가능한 광 디스크 장치는 상기 광 디스크 장치에 형성되는 트랙 및 섹터의 위치 정보를 얻기 위하여 워블 신호(wobble signal)를 검출할 수 있어야 한다. 그러나, 상기 워블 신호의 검출은 광 디스크 장치에서 발생할 수 있는 오프셋 전압으로 인해 어려워질 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 회로 상에 존재할 수 있는 오프셋 전압을 보상할 수 있는 신호 처리기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 오프셋 전압을 보상할 수 있는 워블 신호 검출기 및 이를 포함하는 광 디스크 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 신호 처리기는, 제1 신호와 제2 신호를 수신하고 수신된 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 연산하고 연산된 신호를 오프셋 전압을 제거하기 위한 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 연산 증폭기; 상기 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 버퍼; 상기 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 싱글 엔디드 신호로 출력하는 자동이득 증폭기; 상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 레벨 쉬프터; 및 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 증폭 제어신호를 출력하는 오프셋 전압 보상부를 포함할 수 있다.
상기 오프셋 전압 보상부는, 상기 레벨 쉬프터에서 출력된 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 상기 디지털 신호를 출력하는 아날로그-디지털 변환기; 및 상기 아날로그-디지털 변환기에 서 출력된 상기 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 증폭 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 레벨 쉬프터는, 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
상기 제1 신호 및 제2 신호 각각은, 광 디스크로부터 정보를 읽는 픽업 장치에 포함된 서로 다른 광 소자로부터 픽업될 수 있다.
상기 오프셋 전압 보상부는, 미리 결정된 디지털 신호와 상기 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 증폭 제어신호를 출력할 수 있다. 상기 신호 처리기는 워블신호 검출기에 포함될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 광 디스크 장치는, 데이터를 기록 저장하는 광디스크; 적어도 하나의 광소자를 이용하여 상기 광디스크 상에 형성되는 복수의 트랙들 또는 섹터들 각각의 위치정보어드레스를 검출하기 위한 적어도 하나의 신호를 생성하는 픽업장치; 및 상기 픽업장치에서 출력된 상기 적어도 하나의 신호를 처리하여 상기 위치정보와 상응하는 디지털 신호를 워블신호로서 출력하는 워블신호 검출부를 포함하며, 상기 워블 신호 검출부는, 상기 픽업장치에서 출력된 제1 신호와 제2 신호를 수신하고 연산하여 연산된 신호를 오프셋 전압을 보상하기 위한 제1 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 제1 연산 증폭기; 상기 제1 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 제1 버퍼; 상기 제1 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 제1 싱글 엔디드 신호로 출력하는 제1 자동이득 증폭기; 상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 제1 레벨 쉬프터; 상기 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 제1 디지털 신호를 출력하는 제1 아날로그-디지털 변환기; 및 상기 제1 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 제1 증폭 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 오프셋 전압이 보상된 후에, 상기 제1 아날로그-디지털 변환기에 의해서 생성되는 상기 제1 디지털 신호를 상기 워블신호로서 출력할 수 있다.
상기 제1 레벨 쉬프터는, 상기 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
상기 컨트롤러는, 미리 결정된 디지털 신호와 상기 제1 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 증폭 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 워블 신호 검출기는, 상기 픽업장치에서 출력된 제3 신호와 제4 신호를 수신하고 연산하여 연산된 신호를 상기 오프셋 전압을 제거하기 위한 제2 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 제2 연산 증폭기; 상기 제2 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 제2 버퍼; 상기 제2 버퍼에 서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 제2 싱글 엔디드 신호로 출력하는 제2 자동이득 증폭기; 상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 제2 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 제2 벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 제2 레벨 쉬프터; 및 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 제2 디지털 신호를 출력하는 제2 아날로그-디지털 변환를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 제2 증폭 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 오프셋 전압이 보상된 후에, 상기 제1 디지털 신호와 제2 디지털 신호를 처리하여 처리된 신호를 상기 워블신호로서 출력할 수 있다.
상기 제2 레벨 쉬프터는, 상기 제2 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
상기 컨트롤러는, 미리 결정된 디지털 신호와 상기 제2 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제2 증폭 제어신호를 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 장치들과 방법들은 신호 처리시 왜곡의 원인이 되는 오프셋 전압을 보상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치들과 방법들은 오프셋 전압이 보상된 워블신호를 검출할 수 있는바 광 디스크 트랙 및 섹터의 위치정보를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터 또는 신호를 상기 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리기의 블록도이고, 도 2는 오프셋 전압 보정 전의 도 1의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형 나타내고, 도 3은 오프셋 전압 보정 후의 도 1의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전자기기의 아날로그 프론트 엔드 (analog front end, AFE)에 구현될 수 있는 신호 처리기(10)는 연산 증폭기(12), 버퍼(14), 자동이득 증폭기(16), 레벨 쉬프터(18), 및 오프셋 전압 보상부(20)를 포함할 수 있다.
신호 처리기(10)는 오프셋 전압(ㅿVoff) 보상 모드에서 제1 신호(VA)와 제2 신호(VB)를 수신하고 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상 또는 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)에 응답하여 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)이 제거된 신호를 출력할 수 있다.
연산 증폭기(12)는 제1 신호(VA)와 제2 신호(VB)를 수신하고 수신된 상기 제1 신호(VA)와 상기 제2 신호(VB)를 연산하고 연산된 신호를 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상 또는 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)에 기초하여 증폭할 수 있다.
여기서, 제1 신호(VA)와 제2 신호(VB)는 광 디스크(예컨대, 도 6의 102)로부터 정보를 읽는 픽업 장치(예컨대, 도 6의 108)에 포함된 서로 다른 광 소자(예컨대, 도 8의 A와 B)로부터 픽업된 신호일 수 있다.
또한, 오프셋 전압(ㅿVoff)은 신호 처리기(10)의 신호처리 과정 중 상기 신호 처리기(10)의 구성요소(12 내지 20)의 회로 특성, 상기 신호 처리기(10)의 레이아웃(layout)의 불합치(mismatch), 또는 상기 신호 처리기(10)의 제조 공정과정 등의 요인에 의해서발생될 수 있는 전압으로서, 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)은 신호 처리기(10)의 출력신호를 왜곡시킬 수 있다.
이때, 연산 증폭기(12)는 수신된 상기 제1 신호(VA)와 상기 제2 신호(VB)를 합산하고 합산된 신호를 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상 또는 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)에 기초하여 증폭하여 증폭된 신호(Vs)를 출력할 수 있다.
버퍼(14)는 연산 증폭기(12)의 출력신호(Vs)를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들(Vp1 및 Vn1)로 출력할 수 있다.
자동이득 증폭기(16)는 버퍼(14)에서 출력된 차동 신호들(Vp1 및 Vn1)을 소정의 크기로 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 싱글 엔디드 신호(Vg)로 출력할 수 있다. 이때, 싱글 엔디드 신호(Vg)는 오프셋 전압(도 2의 ㅿVoff)을 포함할 수 있다.
레벨 쉬프터(18)는 오프셋 전압(ㅿVoff)을 포함하는 싱글 엔디드 신호(Vg)의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)로 출력할 수 있다.
이때, 레벨 쉬프터(18)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2) 중에서 제1 차동신호(Vp2)를 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호(Vn2)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
예컨대, 레벨 쉬프터(18)는 도 2의 출력 전압의 파형도와 같이 제1 차동신호(Vp2, 0.8(V)를 기준으로 스윙(swing)하는 제1 차동 신호)를 오프셋 전압(ㅿVoff, 예컨대, 50(mV))만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호(Vn2, 0.8(V)를 기준으로 스윙(swing)하는 제2 차동 신호)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff, 예컨대, 50(mV))만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
오프셋 전압 보상부(20)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)를 출력할 수 있다.
보다 상세하게는, 오프셋 전압 보상부(20)는 미리 결정된 디지털 신호와 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI)를 비교하고 비교결과에 기초하여 증폭 제어신호(Vcon)를 출력할 수 있다.
여기서, 미리 결정된 디지털 신호는 오프셋 전압(ㅿVoff)이 보상되었을 때 오프셋 전압 보상부(20)가 출력하는 디지털 신호일 수 있다.
예컨대, 오프셋 전압 보상부(20)는 미리 결정된 디지털 신호가 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI)와 차이가 나는 경우, 상기 차이에 해당하는 값을 오프셋 전압(ㅿVoff)으로 판단하고, 오프셋 전압(ㅿVoff)을 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)를 출력할 수 있다.
이때, 오프셋 전압 보상부(20)는 오프셋 전압(ㅿVoff)을 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)를 버퍼(14), 자동이득 증폭기(16), 레벨 쉬프터(18), 및 오프셋 전압 보상부(20) 중에서 어느 하나로 출력할 수도 있다.
이 경우, 버퍼(14), 자동이득 증폭기(16), 레벨 쉬프터(18), 및 오프셋 전압 보상부(20) 중에서 적어도 어느 하나는 증폭 제어신호(Vcon)를 수신하고 수신된 증폭 제어신호(Vcon)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상할 수 있음은 물론이다.
도 3은 오프셋 전압 보정 후의 도 1의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형도로서, 레벨 쉬프트터(18)에서 출력된 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)은 각각 0.8(V)를 기준으로 스윙(swing)하는 차동신호들로서 도 2와 같은 오프셋 전압(ㅿVoff)을 포함하지 않음을 알 수 있다.
오프셋 전압 보상부(20)는 아날로그-디지털 변환기(22)와 컨트롤러(24)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그-디지털 변환기(22)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI)를 출력할 수 있다.
컨트롤러(24)는 아날로그-디지털 변환기(22)에서 출력된 디지털 신호(DI)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)를 출력할 수 있다.
한편, 컨트롤러(24)는 오프셋 전압(ㅿVoff)이 보상 또는 제거된 경우, 오프셋 전압이 보정된 디지털 신호(DI)를 수신하여 정상적인 신호처리를 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 비교 예에 따른 신호 처리기의 블록도이고, 도 5는 오프셋 전압 보정 후의 도 4의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형을 나타낸다. 도 4와 도 5를 참조하면, 신호 처리기(40)는 연산 증폭기(41), 자동이득 증폭기(43), 레벨 쉬프터(45), 및 오프셋 전압 보상부(47)를 포함할 수 있다.
연산 증폭기(41)는 제1 신호(VAA)와 제2 신호(VBB)를 수신하고 수신된 상기 제1 신호(VAA)와 상기 제2 신호(VBB)를 합산하고 합산된 신호를 증폭 제어신호(Vc1)에 기초하여 차동 신호들(Vp11 및 Vn11)로 출력할 수 있다.
자동이득 증폭기(43)는 연산 증폭기(41)에서 출력된 차동 신호들(Vp11 및 Vn11)을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 차동 신호들(Vp12 및 Vn12)을 출력할 수 있다.
레벨 쉬프터(45)는 오프셋 전압(ㅿVoff)을 포함하는 차동 신호들(Vp12 및 Vn12)의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)로 출력할 수 있다.
오프셋 전압 보상부(47)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DII)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vc1)를 출력할 수 있다.
오프셋 전압 보상부(47)는 아날로그-디지털 변환기(49)와 컨트롤러(51)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그-디지털 변환기(49)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DII)를 출력할 수 있다.
컨트롤러(24)는 아날로그-디지털 변환기(49)에서 출력된 디지털 신호(DII)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vc1)를 출력할 수 있다.
그러나, 본 발명의 비교 예에 의한 레벨 쉬프터(45)는 차동 신호들(Vp12 및 Vn12)을 수신하고 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)을 출력하는 구조이다.
레벨 쉬프터(45)는 차동 신호들(Vp12 및 Vn12)의 레벨을 레벨 쉬프팅하는 경우, 도 5의 출력 전압의 파형도와 같이 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13, 즉, 0.8(V)를 중심으로 스윙하는 신호들)을 모두 오프셋 전압(ㅿVoff) 만큼 레벨 쉬프팅(예컨대, 레벨 업)한다.
즉, 레벨 쉬프터(45)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)을 똑같이 오프셋 전압(ㅿVoff) 만큼 레벨 쉬프팅(예컨대, 레벨 업) 하기 때문에, 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp13 및 Vn13)의 차이는 레벨 쉬프팅 전후를 기준으로 변동되지 않는다.
따라서, 오프셋 전압 보상부(47)가 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하는 경우, 상기 오프셋 전압 보상부(47)는 오프셋 전압(ㅿVoff)으로 인한 신호들의 차이를 검출하지 못하는바, 오프셋 전압(ㅿVoff)를 보상할 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시 예에 의한 신호 처리기(10)의 레벨 쉬프터(18)는 싱글 엔디드 신호(Vg)를 수신하고 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)로 출력하는 구조(즉, 싱글 신호입력-차동신호 출력)로서, 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2) 중에서 제1 차동신호(Vp2)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호(Vn2)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 다운시킨다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 의한 신호 처리기(10)의 오프셋 전압 보상부(20)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)의 차이값(또는, 상기 차이값의 1/N(N은 실수, 예컨대, 2))을 오프셋 전압(ㅿVoff)으로서 쉽게 감지하여 보상할 수 있는 효과가 있다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 장치의 블록도이고, 도 7은 도 1의 광 디스크를 나타낸다. 도 8은 도 2의 픽업장치가 워블 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 2의 워블 신호 검출부의 블록도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 광 디스크 장치(100)는 광디스크(102), 스핀들모터(104), 슬래드 모터(106), 픽업장치(108), 서보 제어부(110), 재생 및 기록부(112), 워블 신호 검출부(114), 및 시스템 컨트롤러(116)를 포함할 수 있다.
광디스크(102)는 도 7과 같이 데이터(Data) 정보가 저장되는 객체로서, 상기 광디스크(102)에는 트랙(102-1)과 이들을 회전 축심에 대해 등각도 간격으로 분할한 단위 객체의 섹터(Sector)가 형성될 수 있다.
섹터는 수 밀리미터(mm)에 불과하고, 각 섹터의 길이는 내주에서 외주로 갈수록 커진다. 광디스크(102)의 트랙(102-1)은 오디오 또는 비디오 등의 데이터를 기록할 수 있으며, 식별부(102-3)에는 각 섹터의 위치를 알리는 식별정보가 기록될 수 있다.
이때, 트랙(102-1)은 반경 방향으로 수십 나노미터(nm) 진폭으로 미소량 진동(wobble)할 수 있으며, 이때 발생되는 워블 신호의 주파수는 각 섹터 길이에 따라 다르게 나타날 수 있다.
스핀들모터(104)는 시스템 컨트롤러(116)의 제어하에 광디스크(102)을 회전시킬 수 있으며, 슬래드 모터(106)는 픽업장치(108)를 이동시킬 수 있다.
픽업장치(108)는 서보 제어부(110)의 제어하에 광디스크(102)에 기록된 정보를 읽거나 데이터를 기록할 수 있다.
또한, 픽업장치(108)는 적어도 하나의 광소자(A, B, C, 및 D)를 이용하여 광디스크(102) 상에 형성되는 복수의 트랙들 각각의 위치정보를 검출하기 위한 적어도 하나의 신호를 생성할 수 있다.
예컨대, 픽업장치(108)는 도 8과 같이 N(N은 자연수, 예컨대, 4)개의 광소자들(A, B, C, 및 D)로 구현될 수 있다. 이때, 4개의 광소자들(A, B, C, 및 D) 각각에 의해서 픽업된 제1 내지 4 신호들(VA, VB, VC, 및 VD)은 워블신호 검출부(114)가 워블신호(WOB)를 검출하기 위한 기초 신호가 될 수 있다.
워블신호(WOB)는 시스템 콘트롤러(116)에서 현재 추적 중인 트랙의 위치 정보 파악시 이용될 수 있으며, 데이터 기록 시에 필요한 타이밍 클럭 신호를 생성하는 기초 신호가 될 수 있다.
서보 제어부(110)는 시스템 콘트롤러(116)의 제어하에 픽업 장치(108)에 구비되는 트래킹 액츄에이터(tracking actuator, 미도시) 및 포커싱 액츄에이터(focusing actuator, 미도시)를 구동할 수 있다.
재생 및 기록부(112)는 시스템 콘트롤러(116)의 제어하에 픽업장치(108)를 통하여 광디스크(102)에 기록된 정보를 읽거나 데이터를 기록할 수 있다.
워블 신호 검출부(114)는 픽업장치(108)에서 출력된 적어도 하나의 신호(VA, VB, VC, 및 VD)를 처리하여 상기 워블 신호 검출부(114)에서 발생될 수 있는 오프셋 전압(예컨대, 도 2의 ㅿVoff)을 보상하고 트랙의 위치정보와 상응하는 디지털 신호를 워블신호(WOB)로서 출력할 수 있다.
워블 신호 검출부(114)는 도 9와 같이 제1 워블신호 검출블록(120), 제2 워블신호 검출블록(140), 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다. 상기 제1 워블신호 검출블록(120)은 픽업장치(108)에서 출력된 제1 신호(VA) 및 제2 신호(VB)를 오프셋 전압을 보상하기 위한 제1 증폭 제어신호(Vcon1)에 기초하여 처리하여 오프셋 전압이 보상된 제1 디지털 신호(DI1)를 출력할 수 있다.
워블 신호 검출부(114)는 제1 연산 증폭기(122), 제1 버퍼(124), 제1 자동이득 증폭기(126), 제1 레벨 쉬프터(128), 및 제1 아날로그-디지털변환기(132)를 포함할 수 있다.
제1 연산 증폭기(122)는 제1 신호(VA)와 제2 신호(VB)를 수신하고 수신된 상기 제1 신호(VA)와 상기 제2 신호(VB)를 연산하고 연산된 신호를 오프셋 전압을 보상 또는 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon1)에 기초하여 증폭할 수 있다.
이때, 제1 연산 증폭기(122)는 수신된 상기 제1 신호(VA)와 상기 제2 신호(VB)를 합산하고 합산된 신호를 증폭 제어신호(Vcon)에 기초하여 증폭하여 증폭된 신호(Vs)를 출력할 수 있다.
제1 버퍼(124)는 제1 연산 증폭기(122)의 출력신호(Vs1)를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들(Vpp1 및 Vnn1)로 출력할 수 있다.
제1 자동이득 증폭기(126)는 버퍼(124)에서 출력된 차동 신호들(Vpp1 및 Vnn1)을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 제1 싱글 엔디드 신호(Vg1)로 출력할 수 있다. 이때, 싱글 엔디드 신호(Vg1)는 오프셋 전압(예컨대, 도 2의 ㅿVoff)을 포함할 수 있다.
제1 레벨 쉬프터(128)는 오프셋 전압(ㅿVoff)을 포함하는 제1 싱글 엔디드 신호(Vg1)의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호 들(Vpp2 및 Vnn2)로 출력할 수 있다.
이때, 제1 레벨 쉬프터(128)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vpp2 및 Vnn2) 중에서 제1 차동신호(Vpp2)를 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호(Vnn2)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
예컨대, 제1 레벨 쉬프터(128)는 도 2의 출력 전압의 파형도와 같이 제1 차동신호(Vpp2)를 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호(Vnn2)를 상기 오프셋 전압(ㅿVoff)만큼 레벨 다운시킬 수 있다.
제1 아날로그-디지털 변환기(132)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vpp2 및 Vnn2)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI1)를 출력할 수 있다.
제2 워블신호 검출블록(140)은 픽업장치(108)에서 출력된 제3 신호(VC) 및 제4 신호(VD)를 제2 증폭 제어신호(Vcon3)에 기초하여 처리하여 제2 디지털 신호(DI3)를 출력할 수 있다.
제2 워블신호 검출블록(140)은 제2 연산 증폭기(142), 제2 버퍼(144), 제2 자동이득 증폭기(146), 제2 레벨 쉬프터(148), 및 제2 아날로그-디지털변환기(149)를 포함할 수 있다.
제2 워블신호 검출블록(140)은 제1 워블신호 검출블록(120)과 비교하여 제1 신호(VA) 및 제2 신호(VB) 대신에 제3 신호(VC) 및 제4 신호(VD)를 수신하는 차이점 외에는 상기 제1 워블신호 검출블록(120)의 구성 및 동작이 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
컨트롤러(150)는 제1 디지털 신호(DI1)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vcon1)를 출력할 수 있다.
또한, 컨트롤러(150)는 제2 디지털 신호(DI3)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vcon3)를 출력할 수 있다.
보다 상세하게는, 컨트롤러(150)는 미리 결정된 디지털 신호와 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI1 또는 DI3)를 비교하고 비교결과에 기초하여 증폭 제어신호(Vcon1 또는 Vcon3)를 출력할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러(150)는 미리 결정된 디지털 신호가 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI1 또는 DI3)와 차이가 나는 경우, 차이 값(또는, 상기 차이값의 1/N(N은 실수, 예컨대, 2))을 오프셋 전압(ㅿVoff)으로 판단하고, 오프셋 전압(ㅿVoff)을 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon1 또는 Vcon3)를 출력할 수 있다.
컨트롤러(150)는 오프셋 전압 보정 후, 오프셋 전압(ㅿVoff)이 제거된 전압과 상응하는 디지털 신호(DI1 또는 DI3)에 기초하여 워블신호를 검출할 수 있다.
시스템 콘트롤러(116)는 트래킹 제어를위하여, 스핀들 모터(104), 슬래드 모터(106), 및 서보 제어부(110)를 제어할 수 있으며, 워블 신호 검출부(114)에서 검출된 워블신호(WOB)에 기초하여 현재 추적 중인 트랙의 위치 정보를 파악할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 오프셋 전압 보상 방법의 흐름도이다. 도 1 내지 도 3 및 도 10을 참조하면, 연산 증폭기(12)는 제1 신호(VA)와 제2 신호(VB)를 수신하고 수신된 상기 제1 신호(VA)와 상기 제2 신호(VB)를 연산하고 연산된 신호를 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상 또는 제거하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)에 기초하여 증폭할 수 있다(S10).
버퍼(14)는 연산 증폭기(12)의 출력신호(Vs)를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들(Vp1 및 Vn1)로 출력할 수 있고(S12), 자동이득 증폭기(16)는 버퍼(14)에서 출력된 차동 신호들(Vp1 및 Vn1)을 소정의 크기로 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 싱글 엔디드 신호(Vg)로 출력할 수 있다(S14).
레벨 쉬프터(18)는 오프셋 전압(ㅿVoff)을 포함하는 싱글 엔디드 신호(Vg)의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)로 출력할 수 있다(S16)
아날로그-디지털 변환기(22)는 레벨 쉬프팅 차동 신호들(Vp2 및 Vn2)의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호(DI)를 출력할 수 있고(S18), 컨트롤러(24)는 아날로그-디지털 변환기(22)에서 출력된 디지털 신호(DI)에 기초하여 오프셋 전압(ㅿVoff)을 검출하고 검출된 오프셋 전압(ㅿVoff)을 보상하기 위한 증폭 제어신호(Vcon)를 출력할 수 있다(S20).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리기의 블록도이다.
도 2는 오프셋 전압 보정 전의 도 1의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형 나타낸다.
도 3은 오프셋 전압 보정 후의 도 1의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형 나타낸다.
도 4는 본 발명의 비교 예에 따른 신호 처리기의 블록도이다.
도 5는 오프셋 전압 보정 후의 도 4의 레벨 쉬프트터의 출력전압의 파형을 나타낸다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 광 디스크 장치의 블록도이다.
도 7은 도 1의 광 디스크를 나타낸다.
도 8은 도 2의 픽업장치가 워블 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 2의 워블 신호 검출부의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 오프셋 전압 보상 방법의 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 제1 신호와 제2 신호를 수신하고 수신된 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 연산하고 연산된 신호를 오프셋 전압을 제거하기 위한 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 연산 증폭기;
    상기 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 버퍼;
    상기 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 싱글 엔디드 신호로 출력하는 자동이득 증폭기;
    상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 레벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 레벨 쉬프터; 및
    상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 증폭 제어신호를 출력하는 오프셋 전압 보상부를 포함하는 신호 처리기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 전압 보상부는,
    상기 레벨 쉬프터에서 출력된 상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 상기 디지털 신호를 출력하는 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 아날로그-디지털 변환기에서 출력된 상기 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 증폭 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하는 신호 처리기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레벨 쉬프터는,
    상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시키는 신호 처리기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 및 제2 신호 각각은,
    광 디스크로부터 정보를 읽는 픽업 장치에 포함된 서로 다른 광 소자로부터 픽업된 신호인 신호 처리기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 전압 보상부는,
    미리 결정된 디지털 신호와 상기 아날로그-디지털 변환된 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 증폭 제어신호를 출력하는 신호 처리기.
  6. 제1항의 신호 처리기를 포함하는 워블신호 검출기.
  7. 데이터를 기록 저장하는 광디스크;
    적어도 하나의 광소자를 이용하여 상기 광디스크 상에 형성되는 복수의 트랙들 또는 섹터들 각각의 위치정보어드레스를 검출하기 위한 적어도 하나의 신호를 생성하는 픽업장치; 및
    상기 픽업장치에서 출력된 상기 적어도 하나의 신호를 처리하여 상기 위치정보와 상응하는 디지털 신호를 워블신호로서 출력하는 워블신호 검출부를 포함하며, 상기 워블 신호 검출부는,
    상기 픽업장치에서 출력된 제1 신호와 제2 신호를 수신하고 연산하여 연산된 신호를 오프셋 전압을 보상하기 위한 제1 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 제1 연산 증폭기;
    상기 제1 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호들로 출력하는 제1 버퍼;
    상기 제1 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 제1 싱글 엔디드 신호로 출력하는 제1 자동이득 증폭기;
    상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 제1 레벨 쉬프터;
    상기 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 제1 디지털 신호를 출력하는 제1 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 제1 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 제1 증폭 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 포함하는 광 디스크 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 오프셋 전압이 보상된 후에,
    상기 제1 아날로그-디지털 변환기에 의해서 생성되는 상기 제1 디지털 신호를 상기 워블신호로서 출력하는 광 디스크 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 레벨 쉬프터는,
    상기 제1 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시키는 광 디스크 장치.
  10. 제7에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    미리 결정된 디지털 신호와 상기 제1 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제1 증폭 제어신호를 출력하는 광 디스크 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 워블 신호 검출기는,
    상기 픽업장치에서 출력된 제3 신호와 제4 신호를 수신하고 연산하여 연산된 신호를 상기 오프셋 전압을 제거하기 위한 제2 증폭 제어신호에 기초하여 증폭하는 제2 연산 증폭기;
    상기 제2 연산 증폭기의 출력신호를 버퍼링하고 버퍼링된 결과를 차동 신호 들로 출력하는 제2 버퍼;
    상기 제2 버퍼에서 출력된 차동 신호들을 자동이득 증폭하고 자동 이득 증폭된 신호를 제2 싱글 엔디드 신호로 출력하는 제2 자동이득 증폭기;
    상기 오프셋 전압을 포함하는 상기 제2 싱글 엔디드 신호의 레벨을 레벨 쉬프팅하여 레벨 쉬프팅된 신호를 제2 벨 쉬프팅 차동 신호들로 출력하는 제2 레벨 쉬프터; 및
    상기 레벨 쉬프팅 차동 신호들의 차이를 아날로그-디지털 변환하고 아날로그-디지털 변환된 제2 디지털 신호를 출력하는 제2 아날로그-디지털 변환를 포함하며, 상기 컨트롤러는,
    상기 제2 디지털 신호에 기초하여 상기 오프셋 전압을 검출하고 검출된 오프셋 전압을 보상하기 위한 상기 제2 증폭 제어신호를 출력하는 광 디스크 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 오프셋 전압이 보상된 후에,
    상기 제1 디지털 신호와 제2 디지털 신호를 처리하여 처리된 신호를 상기 워블신호로서 출력하는 광 디스크 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 레벨 쉬프터는,
    상기 제2 레벨 쉬프팅 차동 신호들 중에서 제1 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 업 시키고, 제2 차동신호를 상기 오프셋 전압만큼 레벨 다운시키는 광 디스크 장치.
  14. 제11에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    미리 결정된 디지털 신호와 상기 제2 디지털 신호를 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 제2 증폭 제어신호를 출력하는 광 디스크 장치.
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