专利名称：增益控制系统及其校准方法
技术领域：
本发明是有关于自动增益控制器，尤其是有关于一种用在光盘装置中的 增益控制系统以及增益控制系统的校准方法。
背景技术：
图1为一现有的自动增益控制器100。其中的可变增益放大器102根据参考电压VREF将一输入电压VjN放大成一输出电压V0UT。振幅探测器104与可变增益放大器102耦接，检测输出电压V⑨t的振幅以产生一反馈信号 VBACK。比较器106通过比较参考电压V,和反馈信号VBACK以产生一差动 信号VDIFF，并且差动信号VD肝被积分器108积分以产生一控制电压VCTRL， 接着控制电压VcTRL被反馈至可变增益放大器102以控制放大率，以使输出电压VouT的振幅受到控制。图2为相关技术的增益控制系统。增益控制系统200主要应用于光盘系 统中的激光读取头。储存在轨道中的数据通过激光的反光而被读出，并且四 个激光读取头被同时用于读取一个特定的轨道。代表数据的第一输入电压 VIN1和第二输入电压V,通过两个激光读取头接收，波形如下VIN1 = A(D + sin2兀cot)Vin2 = A2( D - sin2兀cot)其中D代表具有70MHz的高频数据流，第一增益A,和第二增益八2分 别代表第一输入电压V,和第二输入电压Vin2的振幅，而sin2兀cot代表10MHz 的低频轨道信号(Vx)。因此，增益控制系统200接收第一输入电压V測 和第二输入电压VIN2并调整第一增益A,和第二增益A2以产生第一输出电压 和第二输出电压，并通过比较第一输入电压V加和第二输入电压V脆测出低 频轨道信号Vx。两个相同的第一自动增益控制器lOOa和第二自动增益控制器100b根据共同的参考电压VREF对第一输入电压V閒和第二输入电压V!N2进行转换，但是第一自动增益控制器100a和第二自动增益控制器100b可能不会最佳匹配，导致了某些误差的发生。图3为增益控制系统200所产生的各种波形图。根据以上描述，输入电压V^和V!N2是包含高频和低频成份的波形。在理想状态下，第一输出电压 VoUT1和第二输出电压V0UT2的振幅会被调整至相同的值，因此通过减法器202相减之后可产生具有完美正弦波的低频轨道信号Vx。然而在实际状态下， 电路不匹配及各种误差是不可避免的，第一 自动增益控制器100a和第二自动 增益控制器100b可能在相同条件下有不同的表现。例如，如果第一和第二输 出电压的振幅不同，就会产生失真的低频轨道信号Vx'。发明内容本发明提供了一种可以解决以上技术问题的增益控制系统和增益控制校 准方法。依据本发明一实施例的可应用于光盘装置的增益控制系统包括第一和第 二自动增益控制器，比较器以及校准单元。第一自动增益控制器接收校准信 号以产生具有第一增益的第一输出信号。第二自动增益控制器接收校准信号 以产生具有第二增益的第二输出信号。比较器耦接于第一自动增益控制器和 第二自动增益控制器，比较第一输出信号和第二输出信号以产生一差动信号。 校准单元耦接于比较器，根据差动信号调整第一控制电压或第二控制电压， 以使第一输出信号和第二输出信号的振幅保持一致。据本发明另一实施例的可应用于光盘装置的增益控制系统，包括第一、 第二和第三自动增益控制器，比较器，校准单元。第一自动增益控制器，接 收校准信号以产生具有第一增益的第一输出电压。第二自动增益控制器，接 收校准信号以产生具有第二增益的第二输出电压。比较器耦接于第一自动增 益控制器和第二自动增益控制器，比较第一输出电压和第二输出电压以产生 一差动信号。第三自动增益控制器，耦接于比较器，根据一预设电压放大差动信号，并判断差动信号的振幅以产生一反馈信号。校准单元，耦接于第三 自动增益控制器，根据反馈信号调整第一控制电压及第二控制电压，以使第 一输出电压和第二输出电压的振幅相等。据本发明另一实施例的一种可应用于增益控制系统的校正方法，增益控 制系统包括第一自动增益控制器及第二自动增益控制器。提供第一控制电压 和第二控制电压给第一 自动增益控制器和第二自动增益控制器。通过参考第 一控制电压，校准信号经第一自动增益控制器放大，以产生第一输出电压。 通过参考第二控制电压，校准信号经第二自动增益控制器放大，以产生第二 输出电压。比较第一输出电压和第二输出电压以产生一差动信号。根据差动 信号调整第一控制电压或第二控制电压，以使第一输出电压和第二输出电压 的振幅相等。本发明提供的增益控制系统及其校准方法，通过加入一校准单元，使增 益控制系统最初启动时，在一校准模式下运作，在所述的校准模式下校准单 元可以递归进行多次测试以找出最佳模式。并且当增益控制系统切换至正常 模式时，在最佳模式下运作。有效避免了系统的不匹配，并减少了误差。
图1是一现有的自动增益控制器的示意图。 图2是一增益控制系统的示意图。图3是由图2所示的增益控制系统产生的一波形图。图4是本发明一实施例的增益控制系统的示意图。图5是本发明另一实施例的增益控制系统的示意图。图6是图5中校准单元的一电路图。图7是图5中校准单元的另一电路图。图8是本发明实施例的校准方法的流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。图4为本发明一实施例的增益控制系统的示意图。第一和第二自动增益 控制器100a， 100b和减法器202皆引用现有的组件。而本实施例进一步提出 一校准单元502，耦接于所述的减法器202的输出端以检测差动信号Vs，并 相应调整用来控制自动增益控制器100a和100b的第一控制电压V,和第二控 制电压V2。在最初启动时，增益控制系统在校准模式下运作。校准产生器 510同时耦接于第一自动增益控制器100a和第二自动增益控制器100b，对其 提供一校准电压V^c。第一开关520a和第二开关520b分别将校准产生器510 连接至第一自动增益控制器100a和第二自动增益控制器100b。即使在相同 的参考电压Vref的控制下，第一自动增益控制器100a和第二自动增益控制 器100b也可能具有不同的放大效果，所以第一电压产生器504a和第二电压 产生器504b分别产生第一控制电压V,和第二控制电压V2以补偿这个差异。 校准单元502可产生第一调整信号V0S1和第二调整信号V0S2，分别加至电压 产生器504a和504b所使用的参考电压VreF中，以产生相应的第一控制电压 V,和第二控制电压V2。减法器202比较第一自动增益控制器100a和第二自 动增益控制器100b所输出的第一输出电压Vo腦和第二输出电压V0UT2，并 反馈一差动信号Vs至校准单元502，以形成一个反馈电路。校准单元502可 以递归进行多次测试以找出最佳的模式。举例来说，校准单元502可产生64 个不同的校准循环。在校准循环中，第一调整信号V(^可以设为一预定值， 第二调整信号Vos2可以有64个不同的电压值。因此可得到64个不同的差动 信号Vs，这些差动信号Vs全部被反馈并储存在校准单元502中，其中最小的差动信号Vs对应的调整信号V(^/Vos2即为最佳模式。对一个理想的系统 而言，差动信号Vs的最小值是零。当找出最佳的调整信号V⑧和Vos2后，增益控制系统切换回正常模式，使第一输入电压Vin,和第二输入电压V證 转换为具有相同振幅的第一输出电压VomM和第二输出电压V(xm。图5为本发明另一实施例的增益控制系统的示意图。第三自动增益控制器604耦接于减法器202，用以接收差动信号Vs。第三自动增益控制器604 和图1中的自动增益控制器IOO相似，包含比较器106和积分器IOS(见图1)。 比较器106受到第三参考电压Vref3的控制，可将差动信号Vs放大为一输出电压Vout3。积分器108输出的控制电压VCTRU，被当成反馈信号Vback3而发送到校准单元602。反馈信号V,k3和差动信号Vs的值成反比关系。因此，当第一和第二输出电压完美匹配时，反馈信号vback3会表现出极高值。校准单元602接收反馈信号VBACK3以进行校准循环。因为差动信号Vs是一种受 到输出电压Vcxm和VouT2误差影响而失真的波形，所以通过检测反馈信号 VBACK3，校准单元602可以更容易的实现校准。图6为图5中校准单元602的一电路图。校准单元602可以从多个测试 循环中找出最佳的一组调整信号Vos,和V0S2，来补偿自动增益控制器100 的不匹配。数字信号处理器708递归地产生不同的数字值，而数模转换器710 将数字值模拟化而成为第一调整信号Vosl或第二调整信号V0S2。开关730 可选择第一自动增益控制器100a或第二自动增益控制器100b来进行多个测 试循环。举例来说，如果开关730选择第一 自动增益控制器100a来进行测试， 则第二自动增益控制器100b由一个固定的第二控制电压V2来控制(与参考 电压V战f同值)，而自动增益控制器100a则由变动的第一控制电压V,(等 于Vre一Vos,)来控制。数字值可以包括6个位，具有不同的64个值，所以 测试循环分别执行64次。在第一自动增益控制器100a和第二自动增益控制 器100b收到第一控制电压V,和第二控制电压V2后，所产生的第一输出电压VouT,和第二输出电压VouT2经过比较而得到差动信号Vs。谷值采样器702和峰值采样器704检测差动信号Vs的峰值和谷值，而检测结果由模数转换器 706转化为数字值并储存在数字信号处理器708中。当数字信号处理器708 完成64次测试循环后，就得到64个相应的结果。在这64个结果中，找出第一输出电压Vcxm和第二输出电压VouT2间误差最小(可为零)的那一组作为最佳结果，其对应的第一调整信号Vos,即可应用在正常模式中。图7为图5中校准单元602的另一电路图。差动信号Vs可能是失真的波 形，所以振幅的检测是由图6的谷值采样器702和峰值采样器704来执行的。 在图5中，第三自动增益控制器604控制差动信号Vs的增益并检测其振幅。 可自动控制第三自动增益控制器604中的可变增益放大器102的控制电压VCTRI.，可直接被当成反馈信号VBACK3。在校准单元602中，反馈信号VBACK3是被模数转换器706转为数字值，而数字信号处理器708，数模转换器710 和开关730的功能和图6所述相同。控制电压VcTRL和第一输出电压VOUT1与第二输出电压VouT2之间的误差成反比。当输出电压V0UT1和Vout2完全相同时，控制电压VcTRL3会变得相当大。在数字信号处理器708所进行的多次测试循环中，具有最大反馈信号VBACK3者被认为是最佳结果，所以其对应的 第一和第二调整信号V0S1、 Vos2就被选用于增益控制系统的正常模式中。图8是校准方法的流程图。在步骤802中，提供一校准电压V^c给第一 自动增益控制器100a和第二自动增益控制器100b。在步骤804中，校准单 元602产生具有多个不同电平的一第一调整信号或一第二调整信号来测试对 应的第一输出电压和第二输出电压。在步骤806中，将第一输出电压和第二 输出电压的比较结果储存在校准单元中。在步骤808中，从这些比较结果中 找出一组最佳结果。举例来说，具有最小振幅的差动信号Vs，或是具有最大 值的反馈信号VBACK3，所对应的那一组设定可作为最佳解。在步骤810中， 根据最佳结果补偿增益控制系统，以产生具有完全相同振幅的第一输出电压 V0UT1和第二输出电压V0UT2。虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1. 一种增益控制系统，用于一光盘装置，其特征在于，所述的增益控制系统包含一第一自动增益控制器，接收一校准信号以产生具有第一增益的一第一输出信号，其中所述的第一增益是由一第一控制电压所决定；一第二自动增益控制器，接收所述的校准信号以产生具有第二增益的一第二输出信号，其中所述的第二增益是由一第二控制电压所决定；一比较器，耦接于所述的第一自动增益控制器和所述的第二自动增益控制器，比较所述的第一输出信号和所述的第二输出信号以产生一差动信号；以及一校准单元，耦接于所述的比较器，根据所述的差动信号调整所述的第一控制电压或所述的第二控制电压，以使所述的第一输出信号和所述的第二输出信号的振幅保持一致。
2. 根据权利要求1所述的增益控制系统，其特征在于，所述的增益控制 系统进一步包含一第一开关，耦接于所述的第一自动增益控制器，在正常模式下输出一 第一输入信号至所述的第一自动增益控制器，在校准模式下输出所述的校准 信号至所述的第一自动增益控制器；一第二开关，耦接于所述的第二自动增益控制器，在正常模式下输出一 第二输入信号至所述的第二自动增益控制器，在校准模式下输出所述的校准 信号至所述的第二自动增益控制器；以及一校准产生器，耦接于所述的第一开关和所述的第二开关，用以在校准 模式下产生所述的校准信号；其中在正常模式下所述的第一 自动增益控制器和所述的第二自动增益控制器 根据所述的调整后的第一增益和第二增益，分别将所述的第一输入信号和所述的第二输入信号放大，以产生所述的第一输出信号和所述的第二输出信号。
3. 根据权利要求1所述的增益控制系统，其特征在于，所述的校准单元 根据所述的差动信号产生一第一调整信号以及/或一第二调整信号，且所述的 增益控制系统进一步包含一第一电压产生器，耦接于所述的校准单元和所述的第一自动增益控制器，接收一参考电压和所述的第一调整信号以产生所述的第一控制电压；以及一第二电压产生器，耦接于所述的校准单元和所述的第二自动增益控制 器，接收所述的参考电压和所述的第二调整信号以产生所述的第二控制电压。
4. 根据权利要求3所述的增益控制系统，其特征在于，所述的校准单元 包含一数字信号处理器，用以产生调整信号；一数模转换器，耦接于所述的数字信号处理器，将所述的调整信号转换 为所述的第一调整信号或所述的第二调整信号，并接着将所述的第一调整信 号或所述的第二调整信号传送至对应的电压产生器，以产生对应所述的第一 输出信号和所述的第二输出信号的所述的差动信号，作为一输入信号； 一谷值采样器，用以检测所述的输入信号的一谷值； 一峰值采样器，用以检测所述的输入信号的一峰值；以及 一模数转换器，耦接于所述的谷值采样器、所述的峰值采样器和所述的 数字信号处理器，将所述的峰值和谷值转换为一数字值；其中-所述的数字信号处理器递归地产生不同电平的调整信号，并从所述的多 个对应的数字值判断出可使所述的第一输出信号和所述的第二输出信号的误 差最小化的一最佳模式。
5. —增益控制系统，其特征在于，所述的增益控制系统包含 一第一自动增益控制器，接收一校准信号以产生具有第一增益的一第一输出电压，其中所述的第一增益是由一第一控制电压所决定；一第二自动增益控制器，接收所述的校准信号以产生具有第二增益的一第二输出电压，其中所述的第二增益是由一第二控制电压所决定；一比较器，耦接于所述的第一自动增益控制器和所述的第二自动增益控 制器，比较所述的第一输出电压和所述的第二输出电压以产生一差动信号； 以及一第三自动增益控制器，耦接于所述的比较器，根据一预设电压放大所 述的差动信号，并判断所述的差动信号的振幅以产生一反馈信号；以及一校准单元，耦接于所述的第三自动增益控制器，根据所述的反馈信号 调整所述的第一控制电压和所述的第二控制电压，以使所述的第一输出电压 和所述的第二输出电压的振幅相等。
6. 根据权利要求5所述的增益控制系统，其特征在于，所述的增益控制 系统进一步包含一第一开关，耦接于所述的第一自动增益控制器，在正常模式下输出一 第一输入信号至所述的第一自动增益控制器，在校准模式下输出所述的校准 信号至所述的第一自动增益控制器；一第二开关，耦接于所述的第二自动增益控制器，在所述的正常模式下 输出一第二输入信号至所述的第二自动增益控制器，在所述的校准模式下输 出所述的校准信号至所述的第二自动增益控制器；以及一校准产生器，耦接于所述的第一开关和所述的第二开关，用以在所述 的校准模式下产生所述的校准信号；其中在所述的正常模式下，所述的第一自动增益控制器和所述的第二自动增 益控制器根据所述的调整后的第一增益和第二增益，分别将所述的第一输入 信号和所述的第二输入信号放大，以产生所述的第一输出信号和所述的第二 输出信号。
7. 根据权利要求5所述的增益控制系统，其特征在于，所述的校准单元 根据所述的差动信号产生一第一调整信号以及/或一第二调整信号，且所述的增益控制系统进一步包含一第一电压产生器，耦接于所述的校准单元和所述的第一自动增益控制 器，接收一参考电压和所述的第一调整信号以产生所述的第一控制电压；以 及一第二电压产生器，耦接于所述的校准单元和所述的第二自动增益控制 器，接收所述的参考电压和所述的第二调整信号以产生所述的第二控制电压。
8. 根据权利要求7所述的增益控制系统，其特征在于，所述的校准单元包含一数字信号处理器，用以产生一调整信号；一数模转换器，耦接于所述的数字信号处理器，将所述的调整信号转换 为所述的第一调整信号或所述的第二调整信号，并接着将所述的第一调整信 号或所述的第二调整信号传送至一对应的电压产生器，以产生对应所述的第一和第二输出电压的所述的差动信号，作为一输入信号；一模数转换器，耦接于所述的数字信号处理器，将所述的输入信号转换 为一数字值；其中所述的数字信号处理器递归地产生不同电平的多个调整信号，并从所述 的多个对应的数字值判断出使所述的第一输出电压和所述的第二输出电压的 误差最小化的一最佳模式。
9. 一种校准方法，用于包含一第一自动增益控制器和一第二自动增益控 制器的一增益控制系统，所述的校准方法包含提供一第一控制电压和一第二控制电压给所述的第一自动增益控制器和所述的第二自动增益控制器；通过参考所述的第一控制电压， 一校准信号经所述的第一自动增益控制 器放大，以产生一第一输出电压；通过参考所述的第二控制电压，所述的校准信号经所述的第二自动增益 控制器放大，以产生一第二输出电压；比较所述的第一输出电压和所述的第二输出电压以产生一差动信号；以及根据所述的差动信号调整所述的第一控制电压或所述的第二控制电压， 以使所述的第一输出电压和所述的第二输出电压的振幅相等。
10.根据权利要求9所述的校准方法，其特征在于，所述的第一控制电 压和所述的第二控制电压的产生是递归执行的，产生多个不同电平的第一控 制电压和第二控制电压以供比较；以及从所述的多个不同电平的第一控制电压和第二控制电压中找出一最佳模 式，使得所述的最佳模式的所述的第一输出电压和所述的第二输出电压的值 一致。
全文摘要
本发明涉及一种应用在光盘装置中的增益控制系统，包括第一自动增益控制器，第二自动增益控制器，比较器以及校准单元。第一自动增益控制器接收校准信号以产生具有第一增益的第一输出信号。第二自动增益控制器接收校准信号以产生具有第二增益的第二输出信号。比较器耦接于第一自动增益控制器和第二自动增益控制器，比较第一输出信号和第二输出信号以产生一差动信号。校准单元耦接于比较器，根据差动信号调整第一控制电压或第二控制电压，以使第一输出信号和第二输出信号的振幅保持一致。本发明提供的增益控制系统及其校准方法，有效避免了系统的不匹配，并减少了误差。
文档编号H03G3/20GK101227176SQ200710096470
公开日2008年7月23日 申请日期2007年4月18日 优先权日2007年1月19日
发明者周家骅, 徐哲祥 申请人:联发科技股份有限公司