专利名称：计时信号恢复装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学存储系统的时钟恢复。在这种系统中，典型地利用激光读写存储于旋转的介质上的数据。在此过程中，来自介质的反射光被用于其它的用途，例如使光头跟踪介质、调整介质的旋转速率以及恢复时钟信息。
恢复后的时钟信息典型地用于锁相环路(PLL)，此环路锁定于一个时钟基准并产生一个写数据时钟。这种锁相环路所产生的一个问题是，它无法高速地区分幅度差与相位差之间的差别。解决幅度差的一种方法是采用例如自动增益控制(AGC)电路的技术将信号幅度规范于锁相环路中。然而，当使用如DVD读写器(DVD-RW)和DVD随机存储器(DVD-RAM)时，这些自动增益控制电路就太慢。当使激光功率出现极大的变化，并因此在激光功率从读数据所需电平升至写数据所需电平并又下降迅速且戏剧性的变化过程中使得反射光也出现极大的变化时，这种情况尤为真确。
另一种方法是采用规范器电路，它使光学检测器的各输出除以相加后的所有各检测器的输出。然而，目前可用的规范器设计对于跟踪在读、写和涂改电平之间的迅速变化来说，是太慢了；采用将规范的信号输入至锁相环路会引起信号移动，结果导致相位误差。
于是，为补偿大的信号电平的改变，传统的自动增益控制电路和规范器设计是太慢或不够精确。需要一种能够将信号电平稳定于锁相环路的方法，以调整因激光功率电平从读至写至涂改操作的迅速变化而产生的幅度变化。
本发明的目的是，在光学数据存储系统中，将一个硬限制器与一个带状带通滤波器结合一起，用于对提供给锁相环路的基准信号的幅度变化进行补偿，以产生一个计时基准信号。带状带通滤波器置于限制器的输入端，以减低或消除由于硬限制器而混入有关通带之中的带噪声。硬限制器输出一个数字信号，此信号的通过零点的部分精确地表示着输入基准信号的通过零点的部分。此信号用作锁相环路的基准。
根据以下特定实施例并参照附图对本发明进行说明。附图中，
图1示出光学系统中的一个锁相环路，图2示出一个写脉冲的示意图，图3示出本发明的锁相环路，和图4示出本发明的带状带通滤波器和限制器的示意图。
图1示出一个光学数据存储系统中的一个数字锁相环路。写控制器100发出控制激光110的功率水平的信号。激光辐射120射向存储介质130，反射光140射向光学拾取器150。来自光学拾取器150的信号经光学放大器160输至锁相环路子系统200。现有技术的各种锁相环路的工作是不难理解的，在例如由Horowitz和Hill所著的《电子学技术》(第二版，剑桥大学出版社，1989年，第9.27部分，第641页-655页)中有所描述。数字相位检测器210将输入信号与来自电压控制振荡器(VCO)230的信号相比较，产生一个相位误差信号。此相位误差信号经环路滤波器220调整后用于控制电压控制振荡器230的输入。在采用数字相位检测器的锁相环路中，通常以输入频率的倍数来驱动电压控制振荡器。数字相位检测器需要输入信号具有接近于50％的占空度。由于在频率分配处理的最后级为除以2的运算，如所示除法器250和260，可确保数字相位检测器210的输入为50％的占空度。
图2示出一个写脉冲的示意图，表示图1的激光110所产生的不同的功率水平。较低的功率水平为读水平180，它用于从存储介质读取信息；然后是涂改水平170，它用于涂改以前存入的信息；最高的功率是写水平160，它用于写信息。激光还有第四种状态，即关断，它在本发明中并不重要。在工作中，激光110的这些不同的功率水平会导致射在光学拾取器150上的反射辐射140的水平产生迅速且戏剧性的改变。电压水平随检测器构造的不同而改变，但典型的用于写、涂改和读操作的激光功率水平分别为10毫瓦(mW)、5毫瓦和1毫瓦。对于一个对入射光功率有线性响应的检测器来说，输出电压会在10至1的范围变动。锁相环路200的最佳工作要求输入至相位检测器210的基准信号具有相当稳定的水平。自动增益控制放大器和规范器面对处理功率水平的迅速变化来说是太慢了。
图3示出本发明的框图。光学拾取器150向带状带通滤波器310输入信号，此滤波器使位于有关频率以外的信号衰减。这样可防止由于锁相环路200的相位检测器而混入的频率，这些频率会导致相位误差。限制器320在经过滤波后的信号中去掉幅度变化的部分，基本上只保留通过零点的部分，并将此信号输送至锁相环路200。
图4是带状带通滤波器310和限制器320的较详细的示意图。如果信号源不能够驱动带状带通滤波器的话，就需要缓冲放大器410。可以采用任何高质量的工作放大器或缓冲器，例如NationalSemiconductor公司生产的CLC440。为了清楚起见，图4并未示出现有技术中已知的电路细节，例如电源连接、旁路、分支电路等。而所示出的放大器410作为一个单位增益缓冲器而接入，它也可用于提供增益。
带状带通滤波器由并联谐振电路构成，该电路由电感器450、电容器440和Q值设置电阻430组成。电容器420阻隔着缓冲器410的输出中存在的任何直流电平。带状带通滤波器通过LC450和440的组合在谐振频率处所提供的高阻抗而使有关频率的能量得以通过。此LC网络的阻抗在谐振频率以外处减低，使所要求的频带之外的信号衰减。电阻430设置出Q值，或此滤波器的锐度系数。在本优选实施例中，此Q值约为3。
对于约为3兆赫的基准频率，电容器420为100毫微法。电阻430为100欧姆。电容器440为3.9毫微法，电感器450为680毫微亨。这些元件的数值可依现有技术定出。
对于恒定角速度系统(CAV system)所需用的跟踪型滤波器，基准频率在2.5至1的范围移动，带状带通滤波器的谐振频率必须相应地改变。这可由例如换用变容二极管或附加电容器440来做到。二极管的偏压及其电容是可变的，于是谐振频率跟随数据而改变。
在所示实施例中，采用了一个一阶的滤波器。考虑到由于普通电动机的速度控制过程而出现的信号频率的变化，也可以采用较高阶的滤波器。滤波器的Q值必须足够高，以绕过(ring through)失踪脉冲；但又须足够低，以使因电动机速度变化而预期的频率范围可以通过。
带状带通滤波器的输出输送至比较器460的一个输入端。比较器460的另一个输入端接有简化的门限设定网络，在本优选实施例中，它由100毫微法的旁路电容470和5K欧姆的可变电阻480组成。比较器460可以是任何高质量的比较器，例如Analog Devices公司生产的AD96685。AD96685具有差分式的射极耦合逻辑(ECL)输出；或许还需要附加的电路以将此差分输出转换成一个最终输出信号以适用于锁相环路的相位检测器。
以上对本发明进行了详细的描述，目的在于举例说明，并非穷举或局限于所公开的前述实施例。本发明的范围由后附权利要求书确定。
权利要求
1.在一个信息存储系统中，包括一个具有多个功率水平的激光、一个其输出信号的强度随所述多个激光功率水平而改变的光学拾取器、和一个用于恢复计时信号的锁相环路，其特征在于，还包括一个带状带通滤波器，连接至所述光学拾取器的输出端，和一个限制器，连接至所述带状带通滤波器的输出端，该限制器输出端连接至所述锁相环路。
2.根据权利要求1的改进型，其特征在于，所述带状带通滤波器以一固定频率工作。
3.根据权利要求2的改进型，其特征在于，所述带状带通滤波器的工作频率约为3兆赫。
4.根据权利要求1的改进型，其特征在于，所述带状带通滤波器是一个跟踪型滤波器。
5.一个信息存储系统，包括一个具有多个功率水平的激光器、一个其输出信号的强度随所述多个激光功率水平而改变的光学拾取器、一个连接至所述光学拾取器输出端的带状带通滤波器、一个连接至所述带状带通滤波器的限制器和一个连接至所述限制器输出端的用于产生基准信号的锁相环路。
6.根据权利要求5的系统，其特征在于，所述带状带通滤波器工作于一个固定的频率。
7.根据权利要求6的系统，其特征在于，所述带状带通滤波器的频率约为3兆赫。
8.根据权利要求5的改进型，其特征在于，所述带状带通滤波器是一个跟踪型滤波器。
9.从一个信息存储系统的光学拾取器的一个输出端得出一个基准频率的方法，包括使所述光学拾取器的输出经过一个带状带通滤波器滤波，限制所述带状带通滤波器的输出，和将限制器的输出用作一个锁相环路的基准信号。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述带状带通滤波器工作于一个固定的频率。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述带状带通滤波器的频率约为3兆赫。
12.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述带状带通滤波器是一个跟踪型滤波器。
全文摘要
在光学存储系统中用于恢复计时基准信号的方法与设备。在通过连接至硬限制器的带状带通滤波器后,计时基准信号得以恢复,硬限制器连接在产生基准信号的锁相环路。
文档编号G11B20/14GK1252600SQ9911841
公开日2000年5月10日 申请日期1999年8月28日 优先权日1998年10月28日
发明者M·C·菲舍尔 申请人:惠普公司