TWI253626B - Optical disk drive control circuit and method - Google Patents

Description

1253626 九、發明說明： 【發明之領域】 本發明係相關於光碟機，尤指—種用來控制光碟機之控制電 路及相關方法。 【發明背景】 近年來，㈣機(CD)及數位多舰辆機(_)已被廣泛地 2用於儲存裝置中，光碟片及數位多功能_片除了可用來儲存 =及影像之類的資料外’也可用來儲存電腦軟體或其它麵的 Μ料。 光碟片及數位多功能光碟片上皆設有-螺紋型之磁軌(s_ 群霞），光碟機與數位多功能光碟機中的光學讀取頭㈣如 _ρ 魏和麟y及触乡魏 内所儲存的龍。在讀取資料模式時，該絲讀取猶沿著該螺 紋型磁執依序讀取齡於辆片⑽·;在搜尋模式時，光碟 機内相關的電路會控制該光學讀取頭從原來的位置移動至光、 上的另一個新位置。 ' 習知光碟機__電·存於該辆機内的光學 1253626 讀取頭移動資料，並進-步將該光碟片⑽如副碼(subc〇de)之類 的貧料解碼後，才能相應地調整該光學讀取頭的位置。雖然該光 學碩取頭會不時地於該光碟片上改變位置，然而設於該光碟機内 之鎖相迴路(phase-locked loop)會持續地監視一八至十四調變 (dght_t0_f0urteen modulation，EFM)訊號，以控制該光碟機中之光碟 片> 旋轉的肖速度。換言之，該光學讀取頭於搜尋模式時，會從該 光碟片上原來的位置移動至—新位置，而該鎖相迴路也會相應地 持續監視該EFM訊號。然而，如果該鎖相迴路的響應(resp〇nse)過 忮，將會導致該光碟機執行該搜尋程序所需之時間過長，也會導 致該搜尋程序中的某-步驟尚未被執行完畢時，該光碟機就直接 執行下-個步驟，如此將會影響該光碟機整體峻尋時間及搜尋 成效。 讀的情況下’ 32、48倍速或更高倍速的光碟機中影響 貝科項取轉駐要时在於·搜尋所需絲時間之長短，這 種情形在叫㈣或崎_方式讀 =的鱗機身上尤其明顯。若一台高速光碟機在資= 時間，那麼其又有何異於-台低速光碟機。這種資 ^化，多時間的問題也會或多或少發生在其它類型的光碟 程序_ f知光碟機於資料搜尋時所需花費額外的時間及 私序的問畸有必要加以解決。 請參考圖 ’圖-為科用來控制柄機或數位多功能光碟 1253626 機的鎖相迴路10之方塊圖，鎖相迴路10包含一頻率偵測器12及一 相位偵測器14,皆用來接收一EFM訊號及一資料鎖相迴路（data phase-locked loop，DPLL)訊號、一濾波器16用來接收頻率偵測器 12及相位债測器14所輸出之錯誤訊號(error signai)、一壓控振蘯器 18用來接收濾波器16所輸出之控制訊號以產生對應之振盪訊號， 其中該振盪訊號的頻率係相關於該控制訊號、以及一分頻器2〇用 來分割該振盪訊號以產生該DPLL訊號並將該DPLL訊號輸出至頻 率偵測器12及相位偵測器14。鎖相迴路1〇將該EFM訊號中的成分 頻率(component frequency)鎖住，以重新產生一時脈訊號，該時脈 訊號可用來同步讀取該絲片内資料。圖—這_的光碟機控制 電路已為f知技術，其缺點在於響應縣贿及敎(stabilizati〇n) 時間較長。 所以’習知内含鎖相迴路控魏路之光碟機或數位多功能光 碟機並無法提供足料搜尋_，以使辅機_光學讀取 :得以讀出正確的資料。更甚者’習知光碟機内的控制電路於搜 哥換式或於該光碟機轉喊變轉鱗所需之敎時間過長。 【發明之目的及概述】 因此，本發明之主要目 相關方法，其係採計算出一 以解決習知技術的問題。 的在於提供—種光碟機之控制電路及 貝料鎖相迴路訊號的目標頻率的方式 1253626 。^狀光碟機控制電路包含—頻率偵測器及—相位偵測 ά用來接收-八至十四調變訊號及―資料鎖相迴路訊號、、一 低通m ’連接於該頻率_器及該相位偵 頻率偵及該相_啦所輸出之訊軌㈣ 波、-屢控紐器，連接於該低誠波器，用來 訊號以輸出該資料鎖相迴路訊號、以及-控制器，用來=減# 料鎖相稱峨以將H制纖輸紅麵控撼器。其中 該控制^可計算出-目獅率，並將該第二控制訊號輸出至該壓 控振盈ϋ以使該壓控振i器得以依據該目標頻率輸出該資料鎖相 迴路訊號。 本發明之光碟機控制電路中，該壓控振盪器係於非搜尋模式 時，依據该第一控制訊號輸出該資料鎖相迴路訊號。而該控制器 會於搜尋模式時計算-目標鮮，以將該第二㈣城輸出至該 壓控振盪器，以使該壓控振盪器依據該目標頻率輸出該資料鎖相 迴路訊號。 本發明之光碟機控制電路中，該控制器會計算出一目標頻率 且將該第二控制訊號輸出至該壓控振盪器，以使該壓控振盪器得 以於該光碟機的轉軸改變轉速時，依據該目標頻率輸出該資料鎖 相迴路訊號。 1253626 本發明之優點在於該控制器係於該搜尋模式時計算該資料鎖 相迴路訊號所需之目標頻率，如此能減少整體的資料搜尋時間。 本發明之另一項優點在於該控制器係於該光碟機的轉軸改變 轉速時，計算該資料鎖相迴路訊號所需之目標頻率。 【發明之詳細說明】 本發明係應用於光碟機及數位多功能光碟機。現今市面上有 許多這類型的光碟機，例如像是CD_R0M、CD_RW、以及 DVD+RW 等。 請參考圖二，圖二為本發明較佳實施例中一控制電路之方 塊圖。控制電路30包含一頻率僧測器32、一相位偵測器％、一低 通濾波為36連接於頻率摘測器32及相位偵測器3锡輸出端、一壓 控振盪器38連接於低通濾波器36的輸出端、以及—分頻器仙連接 於壓控振魅38的輸㈣，而分頻㈣之輸㈣财接於頻率债 測器32及她制||34的輸人端。壓控振盪職可接收各種不同 的訊號，並於這些不同的訊號中選擇—訊號作為其輸人訊號。控 制電路3〇另包含-㈣$42，其輸人端係連接於分趣仙之輸出 端，而控制器42之輸出端則係、連接於壓控振盡器％之另_輸入 端三控制器42包含-頻率監視器44、—計算單元46連接於頻率監 視器44之輸出端、及—數位/類比轉換器辦接於計算單元的輸出 1253626 端，而數位/類比轉換器48之輸出端亦即控制器42之輸出端。如圖 二所示，頻率偵測器32及相位偵測器34係接收一EFM訊號及一 DPLL訊號，頻率偵測器32及相位偵測器34所接收之EFM訊號係由 一光學讀取頭所發出，該光學讀取頭係用來讀取一光碟片内的資 料。如同習知技術的運作過程，頻率偵測器32及相位偵測器34比 較該EFM訊號及該DPLL訊號，並輸出相應之錯誤訊號。低通濾波 器36接收頻率偵測器32及相位偵測器34的輸出端所輸出之訊號後 產生一對應之第一控制訊號。壓控振盪器38於其輸入端接收該第 一控制訊號並相應地經由分頻器40產生該DPLL訊號。最後，該 DPLL以回授的方式被輸入至頻率偵測器32及相位偵測器M。至 此，控制器42可將該EFM訊號中的成分頻率鎖住，以重新產生一 時脈訊號，該時脈訊號可用來同步讀取該光碟片内資料。 控制器42中的頻率監視器44也會從分頻器40之輸出端處接收 到該DPLL訊號，顧名思義，頻率監視器44係用來監視該DpLL訊 號的頻率。計算單元46可為一處理器或為一可提供相似功能的邏 輯電路，計算單元46係用來計算出一目標頻率及將該目標頻率輸 出至數位/類比轉換器48。接著，數位/類比轉換器48會將該數位型 式的目標頻率轉換成一類比型式的目標頻率，並進而將該類比型 式的目標頻率傳送至壓控制振盪器38。 控制電路30可運作於複數種不同的操作模式，而搜尋模式及 #搜寻模式為該等操作模式中的雨種。在非搜尋模式時，光碟機 1253626 係從光碟片的表面讀取資料。不同類型的来 β丄幻九磲機，例如像是固定 運 線速度光碟機(CLV)或固定角速度光碟機(CAV)，其内的轉軸之 轉方式也不盡相同。但不論那一類型的光碟機，在非搜尋模式時义 壓控振盈器38的輸人端係選擇低通濾、波器36的輸出端所輸^第 一控制訊號作為壓控振盪器38的輸入訊號。接著，㈣電_鎖 定至該EFM訊號之頻率，以使該光碟機之轉轴的運轉速率正確無 誤0 在搜尋模式時，該光碟機之光學讀取頭會從原來所在的磁執⑩ 位置移動至該光碟片上的另一新磁執位置。該搜尋模式可藉由不 同的方式來設定，例如像是按觸一使用者按鈕、由電腦發出指令、 或其它種方式。而計算單元46則會相應地計算出對應於該新磁軌 位置之DPLL訊號的目標頻率，並將該目標頻率傳送至數位/類比轉 換器48，以使數位/類比轉換器48將該第二控制訊號傳送至壓控振 盪器38 ’壓控振盪器38隨即依據該第二控制訊號產生該DpLI^ 5虎’这DPLL 5虎的頻率為該目標頻率。 計算單元46係依據一公式計算出該目標頻率，該公式為·· spindle 2n R fc c_ 'Dpll 12 1253626 (公式一） 其中， ®PLL為該DPLLtfL號之頻率； 為视尋到的新磁軌到該光碟片的圓心之距離，也可視為該新 磁軌的半徑； fspindle為該轉軸之轉動頻率； C則為该光碟片上磁性物質之長度。 因此，由以上的公式一可看出，該目標頻率係依據該轉軸的 頻率(或轉動速率）、該新磁軌之半徑、及該磁性物質的長度而定。 該新磁軌之半徑與磁軌號次(也就是該新磁軌係為該光碟片自圓心 起算的第幾個磁執)及磁執間距有關，而該磁執間距則又與光碟片 的種類有關。而該磁性物質之長度也與光碟片的種類有關。對一 張典型的光碟片而言，其内的磁軌間距為16微米，而該磁性物質 的長度約為0.833微米。控制器42在判定該光碟機内的光碟片之類 型後，就依據該光碟片之類型調整該光碟機相關的參數設定。此 外，控制器42也會監測該磁軌號次及該轉軸之頻率(轉動速率）。 另外，磁執號次的改變也代表著該DPLL訊號的頻率也會相對 應地改變。控制器42中的計算單元46能藉由判別該磁轨號次是否 改變來計算出該目標頻率，其計算的公式如下： 13 1253626

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2n AT p f3pindle C △Apll (公式二） 其中， △ fDPLL為該DPLL訊號中頻率的變動量； △ T為磁執號次的變動量、或該新磁翻原有雜之距離； P為磁軌間距’也就是磁軌間之距離； ftarget為符合該DPLL訊號之理想目標頻率； f〇則為該DPLL訊號之頻率。 上式的公式二所計算出的該DPLL訊號的頻率變動量可依據 搜尋該新磁執之方向(朝該光碟片外圈之方向或朝該光碟片圓心的 方向)藉由控制器42累加至一現行的dpll訊號的頻率或自該現行 的DPLL訊號的頻率中減去。 不管是累加至該現行的DPLL訊號的頻率或自該現行的DPLL 訊號的頻率中減去，控制器42皆能利用計算單元46計算出符合該 DPLL訊號之目標頻率。在控制器42計算出該目標頻率後，控制器 42就接著將該第二控制訊號從數位/類比轉換器48傳送至壓控振盡 器38以產生該DPLL訊號，而該DPLL訊號之頻率正是該目標頻 率。在實際的應用中，控制電路30也可從一對照表中找出該第二 控制訊號，該對照表係用來對照該目標頻率，該對照表可儲存於 控制器42内。 1253626 在搜尋模式時，控制器42係依據該目標頻率來設定頻率彳貞測 杰32及相位偵測器34的提昇電位電流(charge pump current)，以調 整控制電路30的響應時間(reSp〇nse time)。當該提昇電位電流增加 時’控制電路30的響應就會變得非常快，而當該提昇電位電流減 夕、曰守控制電路30的響應則會變得較慢。控制器42也依據該目標 頻率另a又疋一射頻等化訊號(处equaijzer sjgnai)及一差動相位偵

測态等化 §亿號(differentiai phase detector equalizer signal，DPD equalizer signal) ’這兩種訊號係用來過濾從該光學讀取頭所傳來的 訊號。在實際的應用_，由控制器42所設定的該射頻等化訊號及 該差動相位偵測器等化訊號也可藉由參照一對照表的方式取得， 該對照表亦可儲存於控制器42内。 控制器42另外會偵測出該光碟機的轉軸之會於何時改變轉速 以及該DPLL訊號之頻率於何時必需相對應地改變。舉例來說，該 光碟機的轉軸會於該光學讀取頭移動至該光碟片上之另一塊區域 時改變轉速。以等線速度光碟機為例，其内的轉軸會因光碟機内 的光學讀取頭移動至不同的位置而改變轉速。這種轉轴轉速變動 的情形也會發生在如果該光碟機係受控於一電腦或一使用者，該 電細或忒使用者可使该光碟機的轉軸改變轉速。控制器幻在偵測 出該轉軸於何時改變轉速後，就會如上所述的，相應地產生該第 二控制訊號。 1253626 請參考圖三，圖三為本發明較佳實施例之運作流程圖，其包 含下列的步驟： 步驟100 :開始； 步驟102 :控制電路42監視該DPLL訊號之頻率，壓控振細8係 依據低魏波㈣所傳縣的鱗—㈣峨來運作； 步驟104 .控制器42判定該光碟機是否係運作於該搜尋模式，該 搜尋模式是由外接之電腦、制者、或其它的裝置所啟動， 如果該搜尋模式已被啟動，則進行步驟1〇6，否則，進行步驟⑽； 步驟:控㈣42自行設定或從表峰得該光碟機於運 作時所需的—切參數及光碟機上光碟片的相關參數；

(該光碟機於運作時所需的參數包含轉軸之轉速，及該光碟機内的 光學讀取頭所位於該光碟片上的位置處之磁軌號次等資料，而該 光碟片的相關參細包含磁性物質的長度、及磁刪距等資料）； 々驟108 .控制器42判別該光碟機的轉軸之轉速是否正在改變， 如果雜軸之轉速正在改變，進行步驟ι〇6，否則，進行步驟H 乂驟110 .控制滅内的計算單元46計算出符合該況[[訊號之目 標頻率； =驟112 :控制器42内的數位/類比轉換器嫩據計算單元46所計 。出之目‘頻率產生$第—控制訊號，控制器心將該第二控制訊 號輪出至壓控振盪器38 ; 〔驟1Η ·控制器42依據該目標頻率設定其它輸出訊號，例如像 是頻率偵難32及她_器34之電位提昇電流，及該射頻等化 矾號與該差動相位偵測器等化訊號； 1253626 步驟1 16 :結束。 以上所述的步驟可判定控制電路3〇係運作於何種模式以及該 轉軸之轉速是否正在改變。如果該光碟機既不是運作於該搜尋模 式且该轉軸之轉速也沒有正在改變，那麼控制電路3〇就係運作於 先前所描述的非搜尋模式。 在實際的應用中，本發明控制電路3〇及圖三流程圖所述之方 法皆可用-般的電子元件來組裝完成。在之前所述之較佳實施例 中，麼控振堡器38内包含-可被控制器似所控制(直接控制、或間 接控制)之選擇關，用來在第—控做號、第二控制訊號等不同 的輸入訊號中選擇何者為壓控振堡器38之輸入訊號，壓控振堡器 38則依據該輸入訊號來產生該DpLL訊號。該選擇開關可為任何種 類的卿，錄通舰H36财轉謂如魏齡柳叩 之類的濾波器所取代。 相較於習知之技術，本發明之控制電路内包含_控制哭，其 I於該光碟機運作於搜尋模式時或該光碟機的轉軸之轉^文變 I棘=出—目標頻率。該控制器之運作係參照該光碟機的轉軸 片的:軌號次、光碟片上磁性物質的長度、及磁執 Π: 所計算出來的目標頻率係由該控制_ 外^减’喝彳―壓控振盪11輪出—DPLL訊號。此 〜控制器還將-電位提昇電流輪出至—頻率偵測器及一相位 !253626 偵測器，該控制器另依據該目標頻率輸出—射頻等化訊號及一差 動相位偵測n等化訊號。她於習知技術，本發明之控制電路提 供較短的資料搜尋時間及較快的穩定過程。 以上所述僅為本發日狀難實_，凡依本發 圍所做之解與修飾，_本發日_之涵蓋細。^ 【圖式簡單說明】 圖—為習知用來控制光碟機的鎖相迴路之方塊圖 圖二為本發徹佳實施财控制電路之方塊圖。 圖二為本發明較佳實施例之運作流程圖。 【圖式之符號說明】 10 鎖相迴路 12、32 14'34相位偵測器 16 18、38壓控振盪器 20、40 30 控制電路 36 42 控制器 44 46 計算單元 48 頻率偵測器 渡波器 分頻器 低通濾波器 頻率監視器 數位/類比轉換器

Claims (1)

1253626 十、申請專利範圍： 1· -種絲控制-辆機之控制電路，其包含： 、頻率偵測為，用來接收一八至十四調變(E_訊號及一資料 鎖相迴路 όΚ號(data phase-locked loop，DPLL) · -相位偵測器，用來接收該八至十四調變訊號及該資料鎖相 迴路訊號； 低通濾波器，連接於該頻率備測器及該相位細器，用來 接收該頻率細⑼及該相位_輯輪出之訊號以輸出—第一控 制訊號； 控制益，用來監控該資料鎖相迴路訊號以計算一目標頻 率、並據以輸出一第二控制訊號；以及 壓控振盪器，連接於該低通濾波器及該控制器，用來於一 非搜尋杈式時接收該第一控制訊號、並依據該第一控制訊號輸出 。亥貝料鎖相迴路訊號、並用來於一搜尋模式時接收該第二控制訊 號、並依據該第二控制訊號輸出該資料鎖相迴路訊號。 中α亥控制為可计异出一目標頻率，並將該第二控制訊號輸 出至该壓控振盪器以使該壓控振盪器得以依據該目標頻率輸出該 資料鎖相迴路訊號。 •如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該搜尋模式係發 生於該光碟機的轉軸之運轉速度改變時。 19 1253626 ...... 3.如申請專利範圍第i項所述之控制電路，其令該控制器係依據 該光碟機的轉軸之㈣速度、該光碟機的光㈣取頭由一光碟片 上原來所在之磁軌位置㈣至該光碟片上的另—新磁軌位置該新 磁執與該光碟片的圓心間之距離、及該光碟片上磁性物質的長度 5十鼻出该目標頻率。 4·如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該控制器包含·· 一數位/類比轉換器，連接於該壓控振盪器，用來輸出該第二控制 訊號；以及 一頻率監控器，用來監控該資料鎖相迴路訊號。 5·如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其另包含一分頻咢， 連接於該壓控振盪器，用來分割該資料鎖相迴路訊號之頻率。 6·如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該控制器另依據 該目標頻率設定該頻率偵測器及該相位偵測器之電荷泵電流 (charge pump current) 〇 7·如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該控制器計算出 該目標頻率係參照該光碟機之磁執號次及光碟種類。 8·如申請專利範圍第1項所述之控制電路，其中該控制器另依據 該目標頻率設定一射頻等化器訊號(RF equalizer signal)及一差動 20 !253626 相位偵測态(differential phase detector，DPD)等化訊號。 9·如申請專利範圍第8項所述之控制電路，其中該控制器係參照 —對應表格中的資料以將該目標鮮對應於該第二㈣訊號、該 射頻等化ϋ訊號、及該差動相位伽⑶等化訊號。 10.如申凊專利朗第1項所述之控制電路，其中該光碟機係以固 定角速度模式之方式運作。 •如申明專利圍第丨項所述之控制電路，其係用於光碟機 (compact disk drive，CD)或數位多功能光碟機(digital drive, DVD) 〇 12·種用來控制—光碟機之方法，其包含： 監控一資料鎖相迴路訊號； 依據—八至十四調變訊號及該資料鎖相迴路訊號產生-第-控制訊號； 於該柄機處於_非搜尋模式時，依據該第—控制訊號產生 孩資料鎖相迴路訊號； 計算出用於該資料鎖相迴路訊號之目標頻率； 依據翻域率產生—第二控制頻率；以及 次光帛機處於—搜尋模式時，依據該第二控觀號產生該 貝枓鎖相迴路訊號。 21 1253626 13·如申請專利範圍第12項所述之方法，其另包含： 偵測該光碟機的轉軸於何時改變轉速；以及 於該光碟機的轉軸之轉速改變時，依據該第二控制訊號產生該資 料鎖相迴路訊號。 ' 14·如申請專利範圍第I2項所述之方法，其另包含分_ 迴路訊號的頻率。 、 H如申請專利範圍第12項所述之方法，其另包含依據該目標頻率 設定一頻率偵測器及一相位偵測器之電荷泵電流。 &如申請專概圍第12撕述之方法，其巾該計算出該目標頻 係參照該光碟機之磁執號次及光碟種類。 μ H如料專利翻第12酬述之綠，其另包含依_目標 汉疋射頻等化益訊號及一差動相位伯測器等化訊號。 ' 认如申請專利範圍第Π項所述之方法，其另包含參照—對 中的資料以將該目標解對應於該第二控制訊號、該射_化1 减、及該差動相位偵測器等化訊號。 益 十一、圖式： 22 1253626 七、 指定代表圖： 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學