专利名称：摆动信号产生装置与方法
技术领域：
本发明关于一种摆动信号产生装置与方法，特别关于一种应用于可写式光盘的光驱，包括单次写入式光盘(CD-R)以及可重复式写入光盘(CD-RW)的摆动信号产生装置与方法。
背景技术：
近年来，ISO/IEC13490-1标准的单次写入式光盘(CD-R)以及可重复式写入光盘(CD-RW)已成为主要的编辑与存储音频数据的媒体。如第1A图所示，在光盘片10中，具有用以引导光线的沟槽1以及根据追踪机制的定位方法。追踪机制为一机构，用以根据形成在沟槽1两侧的凹凸部以及凸起部2来判断光盘上的对应位置，故激光得以正确照射需要的预先定义格式的地址。
凸起部(2a、2b)(第1A中没有显示)具有斜率的侧壁重迭在相邻凹槽1的侧壁，其设计成以正弦波(sine)形式微幅摆动的形状(如第1B所示)。凸起部侧壁所对应的摆动信号用以指示已经过FM调制(modulation)。在此，指示光盘片10位置的时间轴信息以及刻录时理想激光功率的建议值编码在摆动信号中。
编码的时间轴信息根据ATIP(Absolute Time In Pregroove)信息，并沿着光盘片10的内缘圆周的一起点朝向光盘片10的外缘圆周的方向将时间轴信息所对应的绝对时间长度写入光盘片10的信号记录区(编程区)。ATIP信息以特定数据写入模式写入运作的单次写入式光盘(CD-R)或可重复式写入光盘(CD-RW)，特定数据写入模式可为双状态数据写入模式(bi-phasemodulation mode)。
如第1B图所示，ATIP信息写在位于凸起部(2a、2b)之间凹槽1的侧壁表面Us、Ut。也就是说，ATIP信息同时写在位于凹槽1内缘圆周的凸起部2a的侧壁表面Us以及位于凹槽1外缘圆周的凸起部2b的侧壁表面Us。
因此，通过检测两光接收器所接收的由位于凸起部(2a、2b)之间的主要区块4(main spot)所反射的光线可读取ATIP信息。第1B图所示的双虚线圆显示提供到标准密度光盘片的光束的投射直径。
当光盘片10以一标准速度转动时，即可产生上述摆动信号，其频率可为22.05kHz。ATIP信息的区段由摆动信号被记录之后的数据区段所构成。因此，当记录完时间信息时，以具有既定强度的光束照射沟槽而将数据写入光盘片中。
在传统技术中，当一信号写入光盘片10后，例如第1B图所示的由光束照射而在主要区块4所形成的凹部61，如第2图所示的光检测装置20接收由主要区块4所反射并分散的光线。由光接收组件PD1(光二极管)所输出的光接收信号A与光接收组件PD4所输出的光接收信号D通过运算放大器22A相加以产生一相加信号(A+D)。同时，由光接收组件PD2所输出的光接收信号B与光接收组件PD3所输出的光接收信号C是通过运算放大器22B相加以产生一相加信号(B+C)。而运算放大器22C将相加信号(A+D)减去相加信号(B+C)，并将运算结果经由一带通滤波器26输出以得到一摆动信号。
然而，当数据通过激光束写入光盘片10时，光检测装置20所接收的具有高写入功率的激光束将导致相加信号(A+D)与(B+C)的振幅超过运算放大器22A与22B的允许最大值，因此导致运算放大器22A与22B发生饱和的现象。
因此，一取样/撷取装置24耦接于光检测装置20与运算放大器22A与22B之间，并在数据写入光盘片时，暂时切断光检测装置20与运算放大器22A与22B之间的电性联机。通过取样与撷取于数据读取或写入的信号，可以避免光检测装置20接收到高写入功率的激光束。
然而，当取样/撷取装置24切断光检测装置20与运算放大器22A与22B之间的电性联机时，会暂时中断提供到带通滤波器26的信号，因此，导致摆动信号的品质受到影响。
第3A图显示运算放大器22C的输出信号波形，而第3B图显示带通滤波器26的输出信号波形。如第3B图所示，摆动信号的振幅并不规律，因此将影响其指示光盘片上位置信息的正确性。
再者，取样/撷取装置24的操作必须配合光驱的动作，因此使得取样/撷取装置24开关切换的时序设定更为复杂。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种无须使用取样/撷取装置的摆动信号产生电路，用以降低电路的制造成本并提高光驱操作时所产生的摆动信号的正确性。
为获得上述的目的，本发明提出一种产生光电系统的摆动信号的方法，包括下列步骤。首先衰减多个由一光学存储媒体所连续反射的光信号所取得的一第一输入信号以及一第二输入信号而产生一参考信号；以及处理上述参考信号以产生上述摆动信号，其中上述连续反射自上述光学存储媒体的光信号是在上述光电系统存储数据到上述光学存储媒体时产生上述第一输入信号以及第二输入信号，并根据上述第一输入信号以及第二输入信号产生上述参考信号。
另外，本发明提出一种摆动信号产生装置，适用于一光电系统。第一运算单元是用以根据多个由一光学存储媒体所反射的光信号所取得的第一输入信号以及第二输入信号而产生参考信号。参考信号是在光电系统存储数据到上述光学存储媒体时，根据反射自上述光学存储媒体的光信号所产生。处理单元是用以处理参考信号以产生摆动信号。
第1A图是显示传统光盘片的结构示意图。
第1B图是显示光束照射在光盘片的示意图。
第2图是显示传统摆动信号产生电路的电路图。
第3A图是显示运算放大器22C的输出信号波形。
第3B图是显示带通滤波器26的输出信号波形。
第4图是显示根据本发明实施例所述的光盘写入装置的透视示意图。
第5图是显示根据本发明第一实施例所述的光驱的摆动信号产生电路。
第6A图是显示根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路的第一运算放大器42所输出的信号的波形图。
第6B图是显示根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路的带通滤波器26所输出的摆动信号wo的波形图。
第7图是显示根据本发明第二实施例所述的光驱的摆动信号产生电路。
第8A图是显示根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路的第四运算放大器55所输出的信号的波形图。
第8B图是显示根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路的带通滤波器36所输出的摆动信号wo的波形图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下实施例第4图是显示根据本发明实施例所述的光盘写入装置的透视示意图。如第4图所示的光盘写入装置是根据格式地址(format address)由光盘片10中读取记录信息。同样的，上述记录信息也根据格式地址而写入光盘片10中。光盘片的碟形基底上具有沟槽1以及位于其两侧的凹部以及凸起部2。记录信息写在沟槽1，而记录信息的格式地址以蜿蜒的形式写在沟槽1两侧的凸起部2的侧面。另外，光盘写入装置具有一光输出装置6。光输出装置6发出具有特定强度的光束L并投射到光盘片10。光输出装置6具有一光检测器20，位于光输出装置6所发出的光束L经由光学系统8调整行进方向后的投射点。光检测器20具有光接收组件PD1～PD4，光接收组件PD1～PD4位于以反射光束L’的投射点为中心的区域的四个相限上，用以检测由光盘片10所反射的光束L’。光接收组件PD1～PD4分别根据反射光束L’的特性而产生第一光接收信号A、第二光接收信号B、第三光接收信号C以及第四光接收信号D。反射光束L’的特性对应于记录信息及其格式地址。在此，光接收组件PD1～PD4可为光二极管。
光接收信号A～D输入到摆动信号产生电路，以下分别以第一实施例以及第二实施例介绍本发明所述的摆动信号产生电路的电路结构实施例。
第一实施例第5图是显示根据本发明第一实施例所述的光驱的摆动信号产生电路。首先，分别由光接收组件PD1～PD4所产生的光接收信号A～D提供到第一运算电路40。在此，光接收信号A～D是来自于目前光驱所存取的光盘片所反射的光束。第一运算电路40将光接收信号A与D振幅之和(即信号(A+D))减掉光接收信号B与C振幅之和(即信号(B+C))，最后再输出一相减结果信号Vo。在此，相减结果信号Vo的振幅大体为信号[(A+D)-(B+C)]的振幅。
第一运算电路40的详细电路结构如下所述。第一运算电路40包括一第一运算放大器42，具有一正相输入端、反相输入端以及耦接到带通滤波器26的输出端。通过两电阻R1的光接收信号A与D分别耦接于第一运算放大器42的正相输入端，并在第一运算放大器42的正相输入端形成信号(A+D)，其振幅为光接收信号A与D振幅之和(如第5图所示)。同样的，通过两电阻R2的光接收信号B与C分别耦接于第一运算放大器42的反相输入端，并在第一运算放大器42的反相输入端形成信号(B+C)，其振幅为光接收信号B与C振幅之和(如第5图所示)。电阻R3耦接于第一运算放大器42的输出端与反相输入端之间。在此，电阻R1、R2与R3是作为衰减器，而其阻值比例设计为输出振幅Vo与信号[(A+D)-(B+C)]之间的系数。
第一运算放大器42的输出振幅Vo可表示为Vo=(1+R3R1)·(A+D)-R3R2·(B+C)=R3R2·[(A+D)-(B+C)]]]>其中，1+R3R1=R3R2]]>………………………………(方程式1)因此，输出振幅Vo与信号[(A+D)-(B+C)]之间的系数可设计为符合方程式1的要求以使得输出振幅Vo约为 与信号[(A+D)-(B+C)]振幅的乘积。
接下来，第一运算放大器42的输出振幅Vo输入到带通滤波器26，经过带通滤波器26处理运算放大器42的输出振幅Vo后，即可得到摆动信号wo。
根据本实施例的结构，由于光接收信号A～D的振幅差异不大，因此信号[(A+D)-(B+C)]的振幅并不会超过第一运算放大器42所允许的振幅。
因此，摆动信号wo得以持续的由带通滤波器26的输出端输出。必须注意的是，即使光驱正在写入数据到光盘片时，如第5图所示的根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路仍可继续使用光接收信号A～D来产生摆动信号wo。再者，光接收信号A～D连续地输入到根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路，无须使用传统光盘写入装置于数据写入模式用以封锁光接收信号A～D输入到摆动信号产生电路的取样/撷取装置。
第6A图是显示根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路的运算放大器42所输出的信号的波形图。第6B图是显示根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路的带通滤波器26所输出的摆动信号wo的波形图。如第6B图所示，摆动信号wo的波形较传统光盘写入装置所输出的摆动信号波形更为规律，因此根据本发明第一实施例所述的摆动信号产生电路能够改善摆动信号的品质。
第二实施例第7图是显示根据本发明第二实施例所述的光驱的摆动信号产生电路。首先，光接收组件PD1～PD4分别产生光接收信号A～D。在此，光接收信号A～D是来自于目前光驱所存取的光盘片所反射的光束。接下来，光接收信号A与D以及光接收信号B与C分别提供到第二运算电路50与第三运算电路52。
第二运算电路50将光接收信号A的振幅加上光接收信号D的振幅(即信号(A+D))，最后再输出一振幅相加结果信号Vo1。第三运算电路52将光接收信号B的振幅加上光接收信号C的振幅(即信号(B+C))，最后再输出一振幅相加结果信号Vo2。第四运算电路54将振幅相加结果信号Vo1的振幅减掉振幅相加结果信号Vo2的振幅，最后再输出代表运算结果的信号Vo3。在此，信号Vo3的振幅大体为信号[(A+D)-(B+C)]的振幅。
详细的电路结构如下所示。第二运算电路50包括一第二运算放大器51，具有耦接到接地点的一接地正相输入端、一正相输入端以及耦接到第四运算电路54的输出端。通过两电阻R1的光接收信号A与D分别耦接于第二运算放大器51的正相输入端，并在第二运算放大器51的正相输入端形成信号(A+D)，其振幅为光接收信号A与D振幅之和(如第7图所示)。
同样的，第三运算电路52包括一第三运算放大器53，具有耦接到接地点的一接地正相输入端、一正相输入端以及耦接到第四运算电路54的输出端。通过两电阻R1的光接收信号B与C分别耦接于第三运算放大器53的正相输入端，并在第三运算放大器53的正相输入端形成信号(B+C)，其振幅为光接收信号B与C振幅之和(如第7图所示)。
第四运算电路54包括一第四运算放大器55，具有一正相输入端、一反相输入端以及耦接到一增益器56的输出端。
振幅相加结果信号Vo1经由电阻R3耦接到第四运算放大器55的反相输入端，振幅相加结果信号Vo2经由电阻R4耦接到第四运算放大器55的正相输入端，并在第四运算放大器55的输出端产生振幅相加结果信号Vo3(如第7图所示)。
再者，两电阻R2分别耦接于第二运算放大器51与第三运算放大器53的正相输入端与输出端之间。而电阻R5耦接于第四运算放大器55的反相输入端与输出端之间。在此，电阻R1、R2、R3、R4与R5作为衰减器，而其阻值比例设计为振幅相加结果信号Vo3与信号[(A+D)-(B+C)]之间的系数。
第二运算放大器51的第一振幅相加结果信号Vo1可表示为Vo1=-R2R1·(A+D).]]>第三运算放大器53的第二振幅相加结果信号Vo2可表示为Vo2=-R2R1·(B+C)]]>第四运算放大器55的第三振幅相加结果信号Vo3可表示为Vo3=-R3R5·[-R2R1·(A+D)+[-R2R1·(B+C)]·(R4R5+1)]]>=R3R5·R2R1·[(A+D)-(B+C)]]]>其中，1+R4R5=R3R5.]]>………………………………(方程式2)因此，第三振幅相加结果信号Vo3与信号[(A+D)-(B+C)]之间的系数可设计为符合方程式2的要求以使得第三振幅相加结果信号Vo3约为 与信号[(A+D)-(B+C)]振幅的乘积。
接下来，第四运算放大器55所输出的第三振幅相加结果信号Vo3输入到增益器56，接着输出到带通滤波器36，经过带通滤波器36滤波处理后，即可得到摆动信号wo。
根据本实施例的结构，由于光接收信号A与D的相加结果以及光接收信号B与C的相加结果的振幅已分别被第二运算电路50与第三运算电路52预先衰减，因此信号[(A+D)-(B+C)]的振幅并不会超过第四运算放大器55所允许的振幅。再者，第三振幅相加结果信号Vo3由增益器56，放大到适当电压位准。因此，摆动信号wo得以持续的由带通滤波器36的输出端输出。必须注意的是，即使光驱正在写入数据到光盘片时，如第7图所示根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路仍可使用光接收信号A～D来产生摆动信号wo。再者，光接收信号A～D连续地输入到根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路，无须使用传统光盘写入装置于数据写入模式用以封锁光接收信号A～D输入到摆动信号产生电路的取样/撷取装置。
第8A图是显示根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路的运算放大器55所输出的信号的波形图。第8B图是显示根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路的带通滤波器36所输出的摆动信号wo的波形图。如第8B图所示，摆动信号wo的波形较传统光盘写入装置所输出的摆动信号波形更为规律，因此根据本发明第二实施例所述的摆动信号产生电路能够改善摆动信号的品质。
根据本发明第一实施例以及第二实施例所述的摆动信号产生电路，能够在无须使用传统取样/撷取装置的切换操作下，即可避免运算电路发生饱和的现象，因此能够降低电路的制造成本并提高光驱操作时所产生的摆动信号的正确性。
本发明虽以较佳实施例公开如上，但并非用以限定本发明的范围，任何本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求的范围为准。
权利要求
1.一种产生一光电系统的摆动信号的方法，包括下列步骤根据多个由一光学存储媒体所反射的光信号所取得的一第一输入信号以及一第二输入信号而产生一参考信号，其中所述参考信号在所述光电系统存储数据到所述光学存储媒体时，根据反射自所述光学存储媒体的光信号来产生；以及处理所述参考信号以产生所述摆动信号。
2.如权利要求1所述的产生光电系统的摆动信号的方法，还包括在以所述第一输入信号与第二输入信号产生所述参考信号之前，先行衰减所述第一输入信号与第二输入信号的步骤。
3.如权利要求2所述的产生光电系统的摆动信号的方法，还包括在处理所述参考信号以产生所述摆动信号之前，先行放大所述参考信号的步骤。
4.如权利要求1所述的产生光电系统的摆动信号的方法，其中所述参考信号大体为一系数与所述第一输入信号与第二输入信号的差的乘积。
5.如权利要求4所述的产生光电系统的摆动信号的方法，其中所述系数大体为用以衰减所述第一输入信号与第二输入信号的电阻的比值。
6.一种摆动信号产生装置，适用于一光电系统，包括一第一运算单元，用以根据多个由一光学存储媒体所反射的光信号所取得的一第一输入信号以及一第二输入信号而产生一参考信号，其中所述参考信号在所述光电系统存储数据到所述光学存储媒体时，根据反射自所述光学存储媒体的光信号来产生；以及一处理单元，用以处理所述参考信号以产生所述摆动信号。
7.如权利要求6所述的摆动信号产生装置，其中所述参考信号大体为一系数与所述第一输入信号与第二输入信号的差的乘积。
8.如权利要求7所述的摆动信号产生装置，其中所述系数大体为用以衰减所述第一输入信号与第二输入信号的电阻的比值。
9.如权利要求6所述的摆动信号产生装置，其中所述第一运算单元包括用以接收所述第一输入信号的一正相端、用以接收所述第二输入信号的一反相端以及用以输出所述参考信号的一输出端。
10.如权利要求9所述的摆动信号产生装置，还包括一第一衰减器，耦接于所述第一运算单元，用以衰减所述第一输入信号；以及一第二衰减器，耦接于所述第一运算单元，用以衰减所述第二输入信号；其中所述参考信号根据衰减后的所述第一输入信号与第二输入信号来产生。
11.如权利要求10所述的摆动信号产生装置，还包括一额外衰减器，耦接于所述第一运算单元的输出端以及所述第一运算单元的正相端以及反相端之一之间，其中一系数大体相等于所述额外衰减器、第一衰减器与第二衰减器的特征值所产生的比例。
12.如权利要求6所述的摆动信号产生装置，其中所述第一运算单元包括用以接收所述第一输入信号的一反相端、用以接收所述第二输入信号的一正相端以及用以输出所述参考信号的一运算输出端。
13.如权利要求12所述的摆动信号产生装置，还包括一第二运算单元，耦接于所述第一运算单元，包括一接地正相端、一正相端以及一输出端，其中所述正相端用以接收部分的所述光信号以产生并经由第二运算单元的输出端输出所述第一输入信号；以及一第三运算单元，耦接于所述第一运算单元，包括一接地正相端、一正相端以及一输出端，其中所述正相端用以接收其它的所述光信号以产生并经由第三运算单元的输出端输出所述第二输入信号。
14.如权利要求13所述的摆动信号产生装置，还包括一第一衰减器，耦接于所述第一运算单元，用以衰减所述第一输入信号；一第二衰减器，耦接于所述第一运算单元，用以衰减所述第二输入信号；一第三衰减器，耦接于所述第二运算单元，用以衰减所述光信号；以及一第四衰减器，耦接于所述第三运算单元，用以衰减所述光信号；其中所述参考信号根据衰减后的所述第一输入信号以及第二输入信号而产生，而所述第一输入信号以及第二输入信号根据衰减后的所述光信号来产生。
15.如权利要求14所述的摆动信号产生装置，还包括一第一额外衰减器，耦接于所述第一运算单元的输出端以及所述第一运算单元的正相端以及反相端之一之间；一第二额外衰减器，耦接于所述第二运算单元的输出端以及正相端之间；以及一第三额外衰减器，耦接于所述第三运算单元的输出端以及正相端之间；其中一系数大体相等于所述第一额外衰减器、第二额外衰减器、第三额外衰减器、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器与第四衰减器的特征值所产生的比例。
16.如权利要求13所述的摆动信号产生装置，还包括一放大器，耦接于所述第一运算单元与所述处理单元之间，用以在产生所述摆动信号之前，先行放大所述参考信号。
全文摘要
一种摆动信号产生装置，适用于一光电系统。第一运算单元用以根据多个由一光学存储媒体所反射的光信号所取得的第一输入信号以及第二输入信号而产生参考信号。参考信号在光电系统存储数据到上述光学存储媒体时，根据反射自上述光学存储媒体的光信号来产生。处理单元用以处理参考信号以产生摆动信号。
文档编号G11B7/005GK1525446SQ20041000241
公开日2004年9月1日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年1月28日
发明者苏鼎文, 李松鸿 申请人:威盛电子股份有限公司