專利名稱：計(jì)時(shí)信號恢復(fù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)存儲系統(tǒng)的時(shí)鐘恢復(fù)。在這種系統(tǒng)中，典型地利用激光讀寫存儲于旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。在此過程中，來自介質(zhì)的反射光被用于其它的用途，例如使光頭跟蹤介質(zhì)、調(diào)整介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速率以及恢復(fù)時(shí)鐘信息。
恢復(fù)后的時(shí)鐘信息典型地用于鎖相環(huán)路(PLL)，此環(huán)路鎖定于一個(gè)時(shí)鐘基準(zhǔn)并產(chǎn)生一個(gè)寫數(shù)據(jù)時(shí)鐘。這種鎖相環(huán)路所產(chǎn)生的一個(gè)問題是，它無法高速地區(qū)分幅度差與相位差之間的差別。解決幅度差的一種方法是采用例如自動增益控制(AGC)電路的技術(shù)將信號幅度規(guī)范于鎖相環(huán)路中。然而，當(dāng)使用如DVD讀寫器(DVD-RW)和DVD隨機(jī)存儲器(DVD-RAM)時(shí)，這些自動增益控制電路就太慢。當(dāng)使激光功率出現(xiàn)極大的變化，并因此在激光功率從讀數(shù)據(jù)所需電平升至寫數(shù)據(jù)所需電平并又下降迅速且戲劇性的變化過程中使得反射光也出現(xiàn)極大的變化時(shí)，這種情況尤為真確。
另一種方法是采用規(guī)范器電路，它使光學(xué)檢測器的各輸出除以相加后的所有各檢測器的輸出。然而，目前可用的規(guī)范器設(shè)計(jì)對于跟蹤在讀、寫和涂改電平之間的迅速變化來說，是太慢了；采用將規(guī)范的信號輸入至鎖相環(huán)路會引起信號移動，結(jié)果導(dǎo)致相位誤差。
于是，為補(bǔ)償大的信號電平的改變，傳統(tǒng)的自動增益控制電路和規(guī)范器設(shè)計(jì)是太慢或不夠精確。需要一種能夠?qū)⑿盘栯娖椒€(wěn)定于鎖相環(huán)路的方法，以調(diào)整因激光功率電平從讀至寫至涂改操作的迅速變化而產(chǎn)生的幅度變化。
本發(fā)明的目的是，在光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，將一個(gè)硬限制器與一個(gè)帶狀帶通濾波器結(jié)合一起，用于對提供給鎖相環(huán)路的基準(zhǔn)信號的幅度變化進(jìn)行補(bǔ)償，以產(chǎn)生一個(gè)計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號。帶狀帶通濾波器置于限制器的輸入端，以減低或消除由于硬限制器而混入有關(guān)通帶之中的帶噪聲。硬限制器輸出一個(gè)數(shù)字信號，此信號的通過零點(diǎn)的部分精確地表示著輸入基準(zhǔn)信號的通過零點(diǎn)的部分。此信號用作鎖相環(huán)路的基準(zhǔn)。
根據(jù)以下特定實(shí)施例并參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。附圖中，

圖1示出光學(xué)系統(tǒng)中的一個(gè)鎖相環(huán)路，圖2示出一個(gè)寫脈沖的示意圖，圖3示出本發(fā)明的鎖相環(huán)路，和圖4示出本發(fā)明的帶狀帶通濾波器和限制器的示意圖。
圖1示出一個(gè)光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中的一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)路。寫控制器100發(fā)出控制激光110的功率水平的信號。激光輻射120射向存儲介質(zhì)130，反射光140射向光學(xué)拾取器150。來自光學(xué)拾取器150的信號經(jīng)光學(xué)放大器160輸至鎖相環(huán)路子系統(tǒng)200?，F(xiàn)有技術(shù)的各種鎖相環(huán)路的工作是不難理解的，在例如由Horowitz和Hill所著的《電子學(xué)技術(shù)》(第二版，劍橋大學(xué)出版社，1989年，第9.27部分，第641頁-655頁)中有所描述。數(shù)字相位檢測器210將輸入信號與來自電壓控制振蕩器(VCO)230的信號相比較，產(chǎn)生一個(gè)相位誤差信號。此相位誤差信號經(jīng)環(huán)路濾波器220調(diào)整后用于控制電壓控制振蕩器230的輸入。在采用數(shù)字相位檢測器的鎖相環(huán)路中，通常以輸入頻率的倍數(shù)來驅(qū)動電壓控制振蕩器。數(shù)字相位檢測器需要輸入信號具有接近于50％的占空度。由于在頻率分配處理的最后級為除以2的運(yùn)算，如所示除法器250和260，可確保數(shù)字相位檢測器210的輸入為50％的占空度。
圖2示出一個(gè)寫脈沖的示意圖，表示圖1的激光110所產(chǎn)生的不同的功率水平。較低的功率水平為讀水平180，它用于從存儲介質(zhì)讀取信息；然后是涂改水平170，它用于涂改以前存入的信息；最高的功率是寫水平160，它用于寫信息。激光還有第四種狀態(tài)，即關(guān)斷，它在本發(fā)明中并不重要。在工作中，激光110的這些不同的功率水平會導(dǎo)致射在光學(xué)拾取器150上的反射輻射140的水平產(chǎn)生迅速且戲劇性的改變。電壓水平隨檢測器構(gòu)造的不同而改變，但典型的用于寫、涂改和讀操作的激光功率水平分別為10毫瓦(mW)、5毫瓦和1毫瓦。對于一個(gè)對入射光功率有線性響應(yīng)的檢測器來說，輸出電壓會在10至1的范圍變動。鎖相環(huán)路200的最佳工作要求輸入至相位檢測器210的基準(zhǔn)信號具有相當(dāng)穩(wěn)定的水平。自動增益控制放大器和規(guī)范器面對處理功率水平的迅速變化來說是太慢了。
圖3示出本發(fā)明的框圖。光學(xué)拾取器150向帶狀帶通濾波器310輸入信號，此濾波器使位于有關(guān)頻率以外的信號衰減。這樣可防止由于鎖相環(huán)路200的相位檢測器而混入的頻率，這些頻率會導(dǎo)致相位誤差。限制器320在經(jīng)過濾波后的信號中去掉幅度變化的部分，基本上只保留通過零點(diǎn)的部分，并將此信號輸送至鎖相環(huán)路200。
圖4是帶狀帶通濾波器310和限制器320的較詳細(xì)的示意圖。如果信號源不能夠驅(qū)動帶狀帶通濾波器的話，就需要緩沖放大器410?？梢圆捎萌魏胃哔|(zhì)量的工作放大器或緩沖器，例如NationalSemiconductor公司生產(chǎn)的CLC440。為了清楚起見，圖4并未示出現(xiàn)有技術(shù)中已知的電路細(xì)節(jié)，例如電源連接、旁路、分支電路等。而所示出的放大器410作為一個(gè)單位增益緩沖器而接入，它也可用于提供增益。
帶狀帶通濾波器由并聯(lián)諧振電路構(gòu)成，該電路由電感器450、電容器440和Q值設(shè)置電阻430組成。電容器420阻隔著緩沖器410的輸出中存在的任何直流電平。帶狀帶通濾波器通過LC450和440的組合在諧振頻率處所提供的高阻抗而使有關(guān)頻率的能量得以通過。此LC網(wǎng)絡(luò)的阻抗在諧振頻率以外處減低，使所要求的頻帶之外的信號衰減。電阻430設(shè)置出Q值，或此濾波器的銳度系數(shù)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，此Q值約為3。
對于約為3兆赫的基準(zhǔn)頻率，電容器420為100毫微法。電阻430為100歐姆。電容器440為3.9毫微法，電感器450為680毫微亨。這些元件的數(shù)值可依現(xiàn)有技術(shù)定出。
對于恒定角速度系統(tǒng)(CAV system)所需用的跟蹤型濾波器，基準(zhǔn)頻率在2.5至1的范圍移動，帶狀帶通濾波器的諧振頻率必須相應(yīng)地改變。這可由例如換用變?nèi)荻O管或附加電容器440來做到。二極管的偏壓及其電容是可變的，于是諧振頻率跟隨數(shù)據(jù)而改變。
在所示實(shí)施例中，采用了一個(gè)一階的濾波器。考慮到由于普通電動機(jī)的速度控制過程而出現(xiàn)的信號頻率的變化，也可以采用較高階的濾波器。濾波器的Q值必須足夠高，以繞過(ring through)失蹤脈沖；但又須足夠低，以使因電動機(jī)速度變化而預(yù)期的頻率范圍可以通過。
帶狀帶通濾波器的輸出輸送至比較器460的一個(gè)輸入端。比較器460的另一個(gè)輸入端接有簡化的門限設(shè)定網(wǎng)絡(luò)，在本優(yōu)選實(shí)施例中，它由100毫微法的旁路電容470和5K歐姆的可變電阻480組成。比較器460可以是任何高質(zhì)量的比較器，例如Analog Devices公司生產(chǎn)的AD96685。AD96685具有差分式的射極耦合邏輯(ECL)輸出；或許還需要附加的電路以將此差分輸出轉(zhuǎn)換成一個(gè)最終輸出信號以適用于鎖相環(huán)路的相位檢測器。
以上對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，目的在于舉例說明，并非窮舉或局限于所公開的前述實(shí)施例。本發(fā)明的范圍由后附權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)信息存儲系統(tǒng)中，包括一個(gè)具有多個(gè)功率水平的激光、一個(gè)其輸出信號的強(qiáng)度隨所述多個(gè)激光功率水平而改變的光學(xué)拾取器、和一個(gè)用于恢復(fù)計(jì)時(shí)信號的鎖相環(huán)路，其特征在于，還包括一個(gè)帶狀帶通濾波器，連接至所述光學(xué)拾取器的輸出端，和一個(gè)限制器，連接至所述帶狀帶通濾波器的輸出端，該限制器輸出端連接至所述鎖相環(huán)路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的改進(jìn)型，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器以一固定頻率工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的改進(jìn)型，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器的工作頻率約為3兆赫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的改進(jìn)型，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器是一個(gè)跟蹤型濾波器。
5.一個(gè)信息存儲系統(tǒng)，包括一個(gè)具有多個(gè)功率水平的激光器、一個(gè)其輸出信號的強(qiáng)度隨所述多個(gè)激光功率水平而改變的光學(xué)拾取器、一個(gè)連接至所述光學(xué)拾取器輸出端的帶狀帶通濾波器、一個(gè)連接至所述帶狀帶通濾波器的限制器和一個(gè)連接至所述限制器輸出端的用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號的鎖相環(huán)路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器工作于一個(gè)固定的頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器的頻率約為3兆赫。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的改進(jìn)型，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器是一個(gè)跟蹤型濾波器。
9.從一個(gè)信息存儲系統(tǒng)的光學(xué)拾取器的一個(gè)輸出端得出一個(gè)基準(zhǔn)頻率的方法，包括使所述光學(xué)拾取器的輸出經(jīng)過一個(gè)帶狀帶通濾波器濾波，限制所述帶狀帶通濾波器的輸出，和將限制器的輸出用作一個(gè)鎖相環(huán)路的基準(zhǔn)信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器工作于一個(gè)固定的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器的頻率約為3兆赫。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述帶狀帶通濾波器是一個(gè)跟蹤型濾波器。
全文摘要
在光學(xué)存儲系統(tǒng)中用于恢復(fù)計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號的方法與設(shè)備。在通過連接至硬限制器的帶狀帶通濾波器后,計(jì)時(shí)基準(zhǔn)信號得以恢復(fù),硬限制器連接在產(chǎn)生基準(zhǔn)信號的鎖相環(huán)路。
文檔編號G11B20/14GK1252600SQ9911841
公開日2000年5月10日 申請日期1999年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月28日
發(fā)明者M·C·菲舍爾 申請人:惠普公司