专利名称：摆动信号重放电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘的可记录盘上记录的摆动信号的重放电路。
背景技术：
目前，除诸如CD或DVD-RAM等只读光盘外，诸如CD-R/DVD-R等一次性写入光盘和诸如CD-RW/DVD-RW或DVD-RAM等可记录光盘都已投放市场。在记录可记录光盘时无法执行在常规只读盘中执行的用重放信号生成时钟信号。因此，作为盘上记录信息部分的凹槽以恒定的周期摆动，从通过推挽式系统重放该摆动(下文称为摆动)得到的摆动信号来生成记录时的时钟信号。
图2显示了摆动信号重放电路的常规示例。来自照射到盘上的激光点的反射光在分成两半的光检测器1上形成远场图形2。光检测器的两个输出信号通过减法电路17进行减法运算来取得推挽分量。由带通滤波器(BPF)18从得到的推挽信号中提取摆动频率。从CD-R/RW重放的摆动信号是频率为22.05KHz±1KHz的连续信号。在CD-R/RW中，由于称为ATIP(Absolute Time In Pregroove—预凹槽中的绝对时间)的地址信息通过FM调制叠加在该摆动信号上，所以它具有某一频带宽度。图3是一个DVD-R/RW的盘表面的视图。附图中的标号301表示记录数据和类似于CD-R/RW进行摆动的凹槽。DVD-R/RW中重放的摆动信号是不同于CD-R/RW的频率为140.65KHz的连续信号，且不叠加地址信息。另外，302表示的称为槽间平面预置坑(下文称为LPP)的坑记录在位于凹槽之间且不记录信息的槽间表面部分。LPP位于从某个摆动最前的最大幅值位置到第三最大幅值位置的区域，而地址信息是通过这三个位来记录的。
为了稳定地从推挽信号中提取摆动信号，有必要减少漏入推挽信号中的RF信号。因此，象日本专利未审查的特开平8-194969中公开的那样，有可能在图2的减法电路的前级设置一个自动增益控制电路(AGC电路)。
此外，最近几年中，随着盘容量的增加，加倍提高盘重放速度的技术得以迅速发展。
在两倍速重放中，有必要改变与两倍速相关的摆动BPF的通带。作为引起这种关系的方法，虽然有可能BPF通带的设置是根据盘的重放速度由微型计算机来改变的，但是由于每次改变该速度都需要访问微型计算机，所以这种处理麻烦。在通过增加盘重放速度来执行CAV重放的情况下，由于限制访问微型计算机的次数而出现BPF通带设置的偏移，这成为摆动信号的信噪比下降的一个因素，并因此使时钟抖动增加。关于这个问题，象日本专利未审查的特开平11-203681中公开的那样，有可能使用由伪滤波器(dummy filter)和相位比较电路完成的通带自动跟踪。
发明内容
如上所述，在通过一个光盘重放装置实现各种盘的两倍速重放的情况下，由于各个盘的规格不同，会发生各种问题。摆动信号重放电路的问题有如下几种1.DVD-R/RW的槽间表面预置坑信号漏入摆动信号中此处，在象日本专利未审查的特开平8-194969中公开的那样而在图2的减法电路的前级设置AGC电路的情况下，在重放DVD-R/RW的时候，LPP信号漏入RF信号中，AGC(自动增益控制)增益是根据幅值的变化而变化的。因此存在一种担心，在通过LPP时，RF信号会漏入摆动信号中。
2.对DVD-RAM地址信息区中没有摆动信号的处理。
图4是DVD-RAM盘表面的视图。附图中标号403表示凹槽；404表示槽间表面。为了增加记录的密度，DVD-RAM采用槽间表面凹槽记录系统，其中信号既记录在凹槽403又记录在槽间表面404。因此，关于附图中401和402表示的槽间表面和凹槽的各自记录轨，以交错的方式记录DVD-RAM中的地址信息。记录地址信息的部分称为PID(物理标识数据)区。
虽然DVD-RAM中重放的摆动信号类似于DVD-R/RW那样具有单一频率157KHz，但是由于该地址信息以交错方式记录在PID区，所以当检测到推挽分量并将其减去时，在减法运算前，在一端没有信号。因此，同上述第一项一样，考虑到在减法电路的前级设置AGC(自动增益控制)电路的情况下，有可能AGC(自动增益控制)在PID区饱和。
此外，CD-R/RW中重放的摆动信号具有某一带宽，且幅值是变化的。为了减少由后级二值化过程中引起的偏移量，象日本专利未审查的特开平11-161961中公开的那样，有可能在BPF 18的后级设置AGC(自动增益控制)电路。可是，在DVD-RAM中，由于凹槽不在PID区，因而在重放PID区时没有摆动信号。因此，同上所述，有可能该AGC(自动增益控制)电路在PID区饱和。
3.BPF通带设置在日本专利未审查的特开平11-203681中公开的技术中，存在伪滤波器和相位比较电路中摆动信号带检测的精确度问题，以及为了提高电路的精确度而增加电路规模的问题。在按照由摆动信号重放的时钟信号进行BPF的通带设置的情况下，成问题的是摆动信号频率与时钟频率的比率依光盘的种类而不同。
象这样，由于摆动信号的规格依盘而不同，所以存在一个问题，在设置对应于各种盘的摆动信号重放电路的情况下，电路安装面积相应增大。
为了解决上述问题，在用于对通过使盘上形成的凹槽有摆动而记录的摆动信号进行重放的摆动信号重放电路中，该摆动信号重放电路包括用于计算推挽信号的运算电路、从所述运算电路的输出信号中提取摆动频率分量用的带通滤波器、设置在运算电路前级或内部的AGC(自动增益控制)电路、以及槽间平面预置坑检测装置，后者用于检测处在在凹槽之间且不记录信息的槽间表面部分上形成坑的槽间平面预置坑区，且具有这样的结构AGC(自动增益控制)电路是固定的，或者在槽间平面预置坑区重放时AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量由槽间平面预置坑检测装置的检测信号来改变。
此外，还有地址信息记录区检测装置，用于检测地址信息记录区，其中在凹槽记录轨被分割的槽间平面部分形成地址，还有这样的一种结构AGC(自动增益控制)电路的增益是固定的，或AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量则在重放地址信息记录区时由地址信息记录区检测装置的检测信号来转换。
再者，在用于从推挽信号提取摆动信号的带通滤波器的输出端还有第二AGC(自动增益控制)电路，还有这样一种结构该AGC(自动增益控制)电路和第二AGC(自动增益控制)电路的增益都是固定的，或者该AGC(自动增益控制)电路和第二AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量都在重放地址信息记录区时被转换。
此外，还有用于检测待重放盘上划痕和指印的装置，以及这样一种结构该AGC(自动增益控制)电路的增益是固定的，或者该AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量按照该装置的检测信号和槽间平面预置坑检测装置的检测信号的或运算输出信号来改变。
再者，还有这样一种结构该AGC(自动增益控制)电路和第二AGC(自动增益控制)电路的增益都是固定的，或者该AGC(自动增益控制)电路和第二AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量都按照检测待重放光盘的划痕和指印的装置的检测信号和地址信息记录区检测装置的检测信号的或运算输出信号来改变。
此外，槽间平面预置坑检测装置根据对应于槽间平面预置坑区位置的检测信号或者从该装置的检测信号产生的信号和与光盘转速同步得到的时钟来检测槽间平面预置坑记录区。
再者，地址信息记录区检测装置通过对应于地址信息记录区位置的检测信息、从该检测信号和摆动信号产生的信号、或者从该装置的检测信号产生的信号和与光盘转速同步得到的时钟来检测地址信息记录区。
此外，带通滤波器的通频带基本与光盘转速同步得到的时钟频率成正比，通频带和该时钟频率间的比例系数可以被改变。再者，还有用于检测盘的划痕或指印的划痕检测电路，以及用于在检测划痕时固定带通滤波器的通频带的一种功能。
此外，还有一种功能，其中测量与盘转速同步得到的时钟频率，并在正常重放过程中所述频率变动大时将带通滤波器的通频带固定。
此外，用于计算推挽信号的运算电路具有允许槽间平面预置坑区的槽间平面预置坑信号通过的通带，并提供槽间平面预置坑检测装置，用于使运算电路的输出信号成为槽间平面预置坑信号。
再者，摆动信号重放电路包括，用于计算推挽信号的运算电路，用于从运算电路的输出信号中提取摆动信号频率分量的带通滤波器，以及用于从运算电路的输出信号中减去带通滤波器的输出信号的减法电路；还有这样一种结构运算电路和减法电路具有允许槽间平面预置坑区的槽间平面预置坑信号通过的通带；以及还有槽间平面预置坑检测装置，用于将减法电路的输出信号处理成槽间平面预置坑信号。
图1是本发明第一实施例的摆动信号重放电路的电路方框图。
图2是常规摆动信号重放电路的电路方框图。
图3是DVD-R/RW的槽间平面预置坑的示意图。
图4是DVD-RAM的PID区的示意图。
图5是本发明第一实施例的AGC(自动增益控制)电路的示例的电路方框图。
图6是重放DVD-R/RW时槽间平面预置坑信号漏入RF信号的示意图。
图7是本发明第一实施例的带通滤波器电路的示例的电路方框图。
图8是本发明第二实施例的带通滤波器电路的示例的电路方框图。
图9是本发明第二实施例的AGC(自动增益控制)电路的示例的电路方框图。
图10是本发明第二实施例的带通滤波器电路的示例的电路方框图。
图11是图10的滤波器的电流源905的输入时钟频率与输出电流之间的关系的视图。
图12是本发明第三实施例的摆动信号重放电路的电路方框图。
具体实施例方式
将在说明附图之前解释附图中所用的标号。
1、3···光检测器，2···远场图形，111、112、1101···加法电路(SUM)，113、114···高带通滤波器(HPF)，21至23···AGC(自动增益控制)电路，28、117···减法电路，20···微型计算机，23···带通滤波器(BPF)，25···二值化电路，26···相锁环(PLL)电路，27···槽间平面预置坑检测电路，301、403、701···摆动记录轨，302···槽间平面预置坑，401、402···PID部分，502···幅值检测电路(DET)，504···供给泵电路(CP)，601至603···运算放大器，901、902···gm可变放大器，905···可变电流源，908···固定电流源，1102···划痕检测电路，1104···或电路。
图1是本发明第一实施例的电路方框图。在该图中，具有与图2中的单元相同功能的单元用与图2中相同的字符来表示，且其说明被省略。标号111和112表示宽带加法电路；113和114表示宽带HPF；117表示宽带减法电路。标号21、22和24表示具有增益保持功能的AGC(自动增益控制)电路，且增益由来自微型计算机20的控制信号固定。其中，位于由减法电路117构成的推挽运算电路的前级的AGC(自动增益控制)电路21和22被设置为宽带AGC(自动增益控制)电路。但是，在HPF 113和114以及减法电路117被定义为推挽运算电路的情况下，虽然这些电路都成为设置在推挽运算电路中的AGC(自动增益控制)电路，但是，本实施例的推挽运算电路指的是减法的部分，且在下文中，AGC(自动增益控制)电路21和22都设置在推挽运算电路的前级。标号27表示用于检测记录在DVD-R/RW中的LPP信号的电路，通过使得从加法电路到减法电路的这些电路具有宽带就可能通过电路结构完成LPP的检测。标号23表示通带基本与时钟频率成正比地变动的BPF，且时钟频率和通带之间的比例系数可以通过微型计算机20来改变。标号25表示将摆动信号二值化的限幅电路。标号26表示用于从已二值化的摆动信号来生成时钟信号的PLL电路。标号1101和1102表示用于从RF信号来检测盘的划痕、指印等的缺陷检测电路。标号101表示对AGC(自动增益控制)电路的控制信号；102表示对BPF 23的控制信号。
图5示出AGC(自动增益控制)电路21、22或23的电路结构的示例。附图中的标号501表示用于按电压V0执行增益控制的增益可变放大器(AMP)；502表示检测电路，后者检测幅值并输出与参考电压VR的差作为控制电压。标号504使用来自波形检测电路502的控制电压输出信号来对电容506进行充放电。标号505表示AGC(自动增益控制)保持开关，当该开关断开时，增益可变放大器501的控制电压V0由电容506维持且放大器501的增益被固定。
下文中，将说明本实施例的AGC(自动增益控制)操作。
在重放CD-R/RW时，摆动是连续信号，且槽间表面部分不存在坑，于是不会发生渗漏。因此，图5的开关505始终位于接通状态，且不保持AGC(自动增益控制)操作。
图6是重放DVD-R/RW时光检测器的输出波形示意图。
当通过光点702重放盘上摆动701中记录的信号时，图1中光检测器的输出信号703的幅值因LPP所致信号的渗漏而象704所示那样变化。因此，在重放LPP时，图5的开关505断开，以便保持图1中推挽运算电路前级的AGC(自动增益控制)1和AGC2的AGC(自动增益控制)操作，且AGC(自动增益控制)1和AGC2的增益不跟随幅值变动。因为LPP与盘的凹槽摆动同步，所以附图中LPP检测电路27检测到第一个LPP之后，通过微型计算机对由摆动信号重放的时钟信号进行计数来检测该LPP的位置，并保持AGC(自动增益控制)操作。这样，防止了重放LPP时因RF幅值改变引起的AGC(自动增益控制)增益变化，并可以减少RF信号漏入摆动信号中。再者，除上所述外，对于图1中BPF后级的AGC(自动增益控制)3的操作，通过执行与针对AGC(自动增益控制)1和AGC2相同的控制，有可能防止重放LPP时由摆动信号幅值改变引起的AGC(自动增益控制)3增益的变化以及稳定摆动信号的重放。
如图4所示，在DVD-RAM中，因为数据是以交错方式记录在PID区401和402中，在通过图1的电路重放这些区中的摆动信号的情况下，存在AGC(自动增益控制)1和AGC2的输入端没有信号和操作饱和的可能性。此外，因为PID区不存在凹槽，所以存在在该区进行重放操作时没有摆动信号和AGC(自动增益控制)3的操作饱和的可能性。因此，在PID进行重放操作时，图5的AGC(自动增益控制)1至3中的开关505断开，且保持AGC(自动增益控制)操作，以便防止饱和。顺便提及，因为PID区与盘的槽间平面和凹槽的摆动同步存在，所以检测第一个PID区之后，由微型计算机对摆动信号或从摆动信号重放的时钟信号进行计数来检测该PID的位置，并保持AGC(自动增益控制)操作。这样，有可能防止因PID区中没有摆动信号而引起的AGC(自动增益控制)饱和。
通过上述操作，在图1和图5的电路中，有可能在记录和重放CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM时稳定地操作AGC(自动增益控制)电路。
图7示出BPF电路23的电路结构的示例。标号601、602和607表示运算放大器，而运算放大器602与由时钟信号控制的开关603和电容604至606一道构成了开关式电容滤波器。同样地，运算放大器607，开关608和电容609至611构成了开关式电容滤波器，运算放大器601和两级开关式电容滤波器构成了状态可变型滤波器。该滤波器的通带由开关式电容滤波器的截止频率fc来确定。当电容604的电容值为C1、电容606的电容值为C2、以及开关频率为fsw时，运算放大器602构成的开关式电容滤波器的fc由下式表示。
fc＝(1/2π)×(C1/C2)×fsw因为滤波器的fc与开关频率成正比，所以当由于重放速度变化引起摆动频率改变、以及从摆动重放的时钟频率改变时，开关式电容滤波器的fc也相应成正比地改变。这样，基本上使BPF的通带与摆动频率成正比，且无需通过诸如外部微型计算机的寄存器设置等手段来完成BPF的通带设置，从而可以减少繁琐的处理。再者，有可能减少因BPF的通带设置和摆动信号频率之间的偏差而引起的摆动信号的信噪比下降，并减少从摆动信号产生的时钟的抖动的增加。
DVD-R/RW和DVD-RAM中摆动频率与时钟频率的比率为1∶186，这不同于CD-R/RW中1∶196的摆动频率与时钟频率的比率。通过如下的方式来处理这种差异由图7的控制信号102改变开关612和613而来改变电容值C1，以致改变fc和fsx之间的比例系数。据此结构，通过图1和图7的BPF，有可能处理CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM的高速记录、高速重放、诸如CAV的可变记录、以及可变重放。
顺便提及，在因盘的划痕、指印等而不能重放摆动信号的情况下，由于重放不了时钟，所以滤波器的通带变得不稳定。因此，缺陷检测电路得到的缺陷信号作为BPF保持信号617来控制开关615和616，且在检测缺陷时这些开关与电阻端连接，以致滤波器的通带被固定。
同样，根据第一个实施例的电路结构，一个摆动信号重放电路可以处理CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM的高速记录、高速重放、诸如CAV的可变记录、以及可变重放来重放稳定的摆动信号，且光盘重放装置上的电路安装面积可以被大大地减小。
接下来将说明本发明的第二个实施例。图8是本实施例的方框图。在该附图中，具有与图1的单元相同功能的单元用与图1中相同的字符表示，且其说明被省略。标号28表示宽带减法电路，它用减法电路117得到的宽带推挽输出信号减去BPF 23的输出信号。这样，可以从图1的LPP输出中消除摆动频率分量，有可能实现更稳定的LPP检测。
图9示出本实施例中AGC(自动增益控制)电路结构的示例。在该附图中，具有与图5中AGC(自动增益控制电路)相同功能的单元以相同的字符表示，且其说明被省略。标号801表示电容转换开关，它通过控制信号101来转换电容506和802。该附图中电容值C0和C1按照如下关系设定。
C1＞＞C0本实施例的AGC(自动增益控制)操作将在下文予以说明。
在重放CD-R/RW时，因为RF信号和摆动信号被稳定地重放，不存在渗漏、间断等情况，所以开关801选择小电容值的电容506且不进行转换。
在重放DVD-R/RW时，如图6所示，由于LPP漏入RF信号而存在幅值变化，所以在重放LPP时转换开关801来选择大电容值的电容802。这样，AGC(自动增益控制)响应时间常量变大，从而响应变慢。因此，AGC(自动增益控制)不跟随由于LPP的渗漏而引起的摆动幅值变化和RF幅值变化，同实施例1一样，所以可以获得稳定摆动幅值的效果。同实施例1一样，通过由微型计算机对从摆动信号重放的时钟信号进行计数来执行LPP的检测。
在重放DVD-RAM时，由于在PID区AGC(自动增益控制)输入端没有信号，所以在重放PID区时转换开关801，AGC(自动增益控制)电路的响应时间常量变大。同实施例1一样，通过由微型计算机对从摆动信号重放的时钟信号进行计数来执行PID的检测。这样，防止了因输入端无信号所致的AGC(自动增益控制)错误操作，甚至在通过PID区时也有可能稳定地操作AGC(自动增益控制)。
由上所述，在本实施例中，同实施例1一样，可以在记录和重放CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM时稳定地操作AGC(自动增益控制)，并获得与实施例1相同的效果。
图10示出本实施例中BPF电路结构的示例。标号901和902表示gm可变放大器，gm(输出电流对输入电压的互导)基本上与电流源905的电流值成正比地变化。此电路通过放大器901、902和电容903、904构成双四次滤波器。通过使用于控制gm的电流源905具有使输出电流值基本与输入时钟频率成正比的这样一种结构，同实施例1的BPF电路一样，可以基本与重放速度的变化成正比地改变BPF的通带。
再者，如图11所示，根据控制信号102，通过改变电流源905中时钟频率与输出电流之间的比例系数，有可能处理具有不同摆动频率与时钟频率的比率的盘，诸如CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM等，并可以获得与实施例1的BPF电路相同的效果。顺便提及，缺陷检测电路得到的缺陷信号作为保持信号617来控制开关907，且在检测缺陷时开关907与固定的电流源连接。这样，在因盘的划痕、指印等而没有摆动信号并没有重放时钟的情况下，可以固定BPF的通带，并可以稳定地操作该滤波器。
采用这种AGC(自动增益控制)电路和BPF电路结构，甚至在实施例2中，也可以获得与实施例1相同的效果。
图12是本发明第三实施例的电路方框图。在该附图中，具有与图1中的单元相同功能的单元用与图1中相同的字符表示，且其说明被省略。该附图中的标号101表示用于保持AGC(自动增益控制)电路的操作或用于改变实施例1和实施例2中的响应时间常量的控制信号，该控制信号和从缺陷检测电路1102输出的划痕、指印等的缺陷检测信号618输入到或电路1104，以产生AGC(自动增益控制)控制信号1105。这样，不但对于DVD-R/RW的LPP区和DVD-RAM的PID区，而且对于诸如盘的划痕等的缺陷，都可以使AGC(自动增益控制)操作稳定，并可以提高摆动信号的可靠性。
此外，由微型计算机来监控从摆动信号重放的时钟信号的频率，在正常重放时频率变化大的情况下，输出BRF保持信号617。这样，在因划痕、指印等不重放摆动信号并不重放时钟的情况下，可以固定BPF通带，并可以稳定地操作该滤波器。
如上所述，在本实施例中，使得推挽信号检测电路具有宽带，并在重放DVD-R/RW时把输出的推挽信号输入给LPP检测电路来检测LPP。这样，可由摆动信号重放电路检测LPP信号，并可减小电路规模。
此外，还具有一种功能，可由来自微型计算机的控制信号来保持用于精确地消除RF信号的AGC(自动增益控制)电路和BPF后级的AGC(自动增益控制)电路的操作，或者可以转换时间常量。这样，有可能抑止重放DVD-R/RW时在LPP区由于LPP信号漏入RF信号引起的AGC(自动增益控制)变化。此外，有可能防止重放DVD-RAM时在ID区由于摆动信号消失引起的诸如AGC(自动增益控制)输出信号饱和等的错误操作。
另外，采用这样结构用于提取摆动频率的BPF通带基本与从摆动重放的时钟频率成正比，且时钟频率和BPF通带的比例系数可以转换。这样，对于具有不同摆动频率与时钟频率的比率的盘，诸如CD-R/RW、DVD-R/RW和DVD-RAM等，可以利用相同的BPF来提取摆动频率。
顺便提及，本发明实施例1至实施例3中说明的电路结构仅仅作为示例，AGC(自动增益控制)电路和BPF电路不局限于本发明的实施例。此外，LPP检测电路结构、保持AGC(自动增益控制)电路和转换时间常量的方法、以及固定BPF通带的方法，它们的组合也不局限于本发明的实施例。
如上所述，对于可记录的和可重放的光盘，诸如CD-R/RW、DVDR/RW和DVD-RAM，一个摆动信号重放电路可以稳定地重放摆动信号，此外，通过此电路，还可以对DVD-R/RW执行LPP检测。这样，可以大大地减少光盘重放装置的电路安装面积。
权利要求
1.一种摆动信号重放电路，用于通过摆动盘上形成的凹槽来重放所记录的摆动信号，它包括运算电路，用于计算推挽信号；和带通滤波器，用于从所述运算电路的输出信号中提取摆动频率分量；其特征在于所述带通滤波器的通频带基本与所述盘转速同步所得到的时钟频率成正比，并且所述通频带和所述时钟频率之间的比例系数可以改变。
2.按照权利要求1的摆动信号重放电路，其特征在于还包括用于检测所述盘的划痕或指印的划痕检测电路，和用于在检测所述划痕时固定所述带通滤波器的通频带的装置。
3.按照权利要求1的摆动信号重放电路，其特征在于还包括用于测量与所述盘转速同步所得到的时钟频率和用于在正常重放时所述频率变化大的情况下固定所述带通滤波器的通频带的装置。
全文摘要
一种摆动信号重放电路用于稳定地重放CD－R/RW、DVD－R/RW和DVD－RAM等所有盘的摆动信号。其中，AGC(自动增益控制)电路具有保持增益或转换响应时间常量的功能，重放DVD－R/RW时，根据推挽输出信号检测槽间平面预置坑区来保持AGC或转换响应时间常量。在重放DVD－RAM时的地址信息记录区中，保持AGC或改变响应时间常量。在提取摆动频率的带通滤波器中，提供使通带与时钟输入信号基本成正比和转换所述盘的通带和时钟频率间的比例系数的功能。
文档编号G11B20/10GK1560836SQ20041000409
公开日2005年1月5日 申请日期2001年3月16日 优先权日2000年3月16日
发明者西村孝一郎, 一, 广濑幸一, 文, 胜木学, 竹内敏文 申请人:株式会社日立制作所