光碟再現和記錄裝置中用電荷泵執行寫測試的方法和裝置的製作方法
2023-05-05 15:22:36 3
專利名稱：光碟再現和記錄裝置中用電荷泵執行寫測試的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光碟再現和記錄裝置，尤其涉及一種用於控制記錄功率的方法和裝置。
背景技術：
用於從光碟再現數據和將根據記錄在光碟上的裝置，諸如數字視頻盤(DVD)組合盤、緻密盤-可記錄(CD-R)盤、或者緻密盤可寫(CD-RW)盤，可以將雷射發射到盤的軌道，拾取反射光，並且讀出反射光中包含的音頻或視頻信息。在一些應用中，該記錄數據可以包括音頻/視頻信息。盤的螺旋軌道上記錄的音頻或視頻信息通常被編碼在盤上的凹坑(pit)和平臺(land)或者標記和間距中。
用於再現和記錄數據的裝置可以執行最佳功率控制(OPC)以使用雷射二極體(LD)在光碟上適當地記錄想要的信息。在光碟上適當記錄信息所需的最佳雷射功率可以使用OPC操作來發現，其中在位於光碟的導入區內的功率校準區域(PCA)上發射雷射束。在OPC操作期間，雷射束的功率可以從高功率變化到低功率。
在盤上記錄數據所需的雷射功率量通常根據再現/記錄裝置的種類和盤的種類變化。而且，記錄數據所需的雷射功率量通常對盤的不同位置而有所不同。例如，對於以2X速度記錄的CD-R盤的雷射量保持在8-10毫瓦的範圍中的大約2毫瓦的功率窗口之內。在功率範圍8-10毫瓦之內、在盤上記錄數據，則可以形成適當大小的凹坑。然而，如果雷射功率量沒有在8-10毫瓦的範圍內，則可能形成不適當大小的凹坑。另外，用於記錄數據的雷射斑的大小或者光質量可能受到溫度或外部環境因素的影響。於是，如果光碟上形成的凹坑由於雷射功率量或者其他外部因素而不合適，則在再現數據時會出現錯誤，並且因此通常不能再現正常的音頻/視頻數據。
為了執行OPC，傳統的光碟再現/記錄裝置使用從拾取信號生成的射頻信號RRF，如圖1所示。可以通過根據射頻信號RRF檢測平臺電平A1(為峰值電壓)和凹坑電平A2(最小電壓)、使用下列等式1計算功率控制信息β，然後基於所計算的功率控制信息β補償直流(DC)偏置來控制雷射功率量。
β＝(A1+A2)/(A1-A2) (1)例如，當如圖1A所示β＜0(處於低於功率狀態)時，凹坑較淺，從而增加功率以便變得如圖1B所示。而且，當如圖1C所示β＞0(為高於功率狀態)時，凹坑較深，從而減少功率以便變得如圖1B所示。通常，±4％的β被認為是正常的，從而可與各種類型的介質兼容。
然而，在光再現/記錄裝置中執行OPC的傳統方法中，由於例如來自外部環境的噪聲的原因，不能精確地檢測平臺電平A1和凹坑電平A2。而且，即使精確地檢測到平臺電平A1和凹坑電平A2，也需要使用等式1計算β的複雜電路。
發明內容
本發明提供了一種在光碟再現/記錄裝置中通過根據寫功率確定射頻信號的相位變化並生成相應的直流電壓來執行寫測試的裝置，從而簡化最佳功率控制(OPC)。
本發明還提供了一種通過根據寫功率確定射頻信號的相位變化來執行寫測試的方法，從而簡化光碟再現/記錄裝置中的最佳功率控制(OPC)。
根據本發明的實施例，提供了一種用於對光碟再現/記錄裝置執行寫測試的裝置。所述裝置包括射頻(RF)單元、OPC確定單元、模數轉換器(ADC)單元、微計算機(micom)、和功率控制單元。RF單元組合被拾取部件的光電二極體光電轉換的信號，以便生成射頻信號。OPC確定單元使用參考電壓來確定射頻信號的相位，並且生成相應的OPC電壓。ADC單元將OPC電壓轉換為數位訊號。微計算機根據數位訊號生成功率設定信號。功率控制單元根據與功率設定信號對應的寫功率來確定用於驅動拾取部件的雷射二極體的信號。所述OPC確定單元確定根據參考電壓決定的射頻信號的參考相位改變按照寫功率的射頻信號的相位是多少。
所述微計算機根據相位的變化來生成功率設定信號。具體地，如果OPC電壓增加，則所述微計算機降低功率設定信號的電平，並且如果OPC電壓降低，則所述微計算機升高功率設定信號的電平。所述參考電壓是根據用於記錄數據的光碟設定的。
所述OPC確定單元包括比較器、反轉電路、電荷泵單元、放大器、和低通濾波器。比較器將射頻信號與參考電壓進行比較，並且輸出比較結果。反轉電路反轉比較結果，並且輸出反轉結果。充電泵單元使用比較結果和反轉結果來生成與射頻信號的直流(DC)電平成正比(proportion)的第一信號和與射頻信號的直流電平成反比(inverse proportion)的第二信號。放大器，用於放大第一信號與第二信號之間的差。低通濾波器通過對放大結果低通濾波而生成OPC電壓。
根據本發明的另一實施例，提供了一種執行光碟再現/記錄裝置的寫測試的方法。所述方法包括通過組合被拾取部件的光電二極體光電轉換的信號來生成射頻信號；使用參考電壓來生成與所確定的射頻信號的相位相應的OPC電壓；將OPC電壓轉換為數位訊號；根據數位訊號生成功率設定信號；和基於與功率設定信號對應的寫功率來確定用於驅動拾取部件的雷射二極體的信號。
圖1圖解說明了用於解釋在光碟再現/記錄裝置中執行寫測試的傳統方法的射頻信號的波形圖；圖2示出了根據本發明實施例的、用於在光拾取再現/記錄裝置中執行寫測試的裝置的方框圖；圖3示出了圖2所示的最佳功率控制(OPC)確定單元的方框圖；圖4示出了圖3所示的第一充電泵的電路圖；圖5示出了圖3所示的第二充電泵的電路圖；和圖6圖解說明了解釋圖3所示的OPC估計單元的操作的信號的時序圖。
具體實施例方式
參考用於圖解說明本發明的示例性實施例的附圖，以便充分理解本發明、優點以及由本發明的實施例實現的目的。下面，通過參考附圖解釋本發明的示例性實施例來詳細描述本發明。附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
圖2圖解說明了根據本發明實施例的、用於在光拾取再現/記錄裝置中執行寫測試的裝置200的方框圖。用於執行寫測試的裝置200包括拾取單元210、射頻(RF)單元220、最佳功率控制(OPC)確定單元230、模數轉換器(ADC)240、微計算機250、和雷射功率控制單元260。使用拾取單元210中包含的雷射二極體(LD)，用於執行寫測試的裝置200在將音頻/視頻信息記錄在諸如CD-R和CD-RW的可記錄盤上之前，執行OPC以便適當地記錄期望的信息。在本發明實施例中，確定射頻信號RRF的相位變化，並且OPC確定單元生成相應的OPC電壓OPCV。在執行OPC之後，當在光碟再現/記錄裝置中再現數據時，通過RF單元220在相應的射頻信號RRF中產生經由預定記錄處理單元(未示出)實際記錄在盤上的數據。該射頻信號RRF被再現單元(未示出)解碼並且被轉換為用於驅動音頻設備和視頻設備的信號。用戶通過音頻設備或者視頻設備可以聽到或看到盤中編碼的信息。
在執行寫測試的OPC處理中，測試信息被記錄在光碟的功率校準區域(PCA)中。該功率校準區域位於光碟的導入區(lead-in)內部。OPC處理可以包括首先施加高雷射功率然後降低雷射功率。最佳雷射功率是通過確定測試信息是否被適當地記錄來發現的。當拾取單元210中包含的LD根據從雷射功率控制單元260輸出的LD驅動信號而發射雷射時，在光碟的凹坑上可以記錄執行OPC的同時記錄的測試信息。另外，拾取單元210中包含的光電二極體可以讀取光碟上編碼的信息。在RF單元220中組合由光電二極體光電轉換的信號，並且將其輸出作為射頻信號RRF。
儘管圖2中未示出，但是拾取單元210包括聚焦致動器，用於朝著或者遠離記錄有信息的光碟的記錄表面運動，從而當記錄和再現數據時，從LD發射的雷射束被精確地聚焦在光碟上；和跟蹤致動器，用於朝著光碟的中心或者外圓周運動，從而雷射束能夠沿著光碟的軌道精確地跟蹤。
OPC確定單元230使用用於比較的參考電壓VREF來確定由RF單元220生成的射頻信號RRF的相位，並且生成相應的OPC電壓OPCV。射頻信號RRF的相位根據寫功率變化。OPC確定單元230確定射頻信號RRF的相位與由參考電壓VREF決定的參考相位之間的差。
ADC 240將OPC電壓OPCV轉換為數位訊號。微計算機250根據數位訊號生成功率設定信號。微計算機250生成與射頻信號RRF的相位變化相應的功率設定信號。具體地，如果OPC電壓OPCV增加，則功率設定信號的電平降低，並且如果OPC電壓OPCV電壓降低，則功率設定信號的電平增加。雷射功率控制單元260基於由微計算機250生成的功率設定信號表示的相應寫功率來確定用於驅動拾取單元210的LD的信號。
通過上述操作，決定計算機250的功率設定信號，並且根據用於記錄數據的光碟來設定射頻信號RRF的參考相位處的功率設定信號。射頻信號RRF的參考相位是預先確定的值，因此寫功率是適當的，並且由參考電壓VREF來決定。參考相位可以被設定在容限(例如4％)之內，這允許一些誤差空間。
圖3示出了圖2所示的OPC確定單元230的方框圖。參考圖3，OPC確定單元230包括比較器231、反轉帶內路232、充電泵單元233、放大器234、和低通濾波器235。比較器231將RF單元220生成的射頻信號RRF與參考電壓VREF進行比較，並且然後輸出比較結果UP。反轉電路232反轉比較結果UP，並且輸出反轉結果DOWN。圖6圖解說明了根據RF單元220生成的射頻信號610、620和630的比較結果UP和反轉結果DOWN的時序圖。在圖6中，使用參考電壓VREF來確定射頻信號RRF的參考相位。被比較的射頻信號RRF的相位根據參考電壓VREF的電平進行變化。參考電壓VREF是通過根據被用來預先記錄數據的光碟來估計適當的寫功率而設定的直流(DC)電壓。例如，當參考電壓VREF按圖6所示設定時，被預定為適於寫功率的射頻信號RRF610的相位充當參考相位，並且OPC確定單元230確定射頻610、620和630中的每一個的相位之間的差，其根據參考相位和寫功率變化。
而且，當響應光碟上記錄的凹坑和平臺而生成圖6所示的射頻信號RRF620時，它指示過功率狀態。射頻信號RRF 620的直流電平高於具有參考相位的射頻信號RRF 610的直流電平。因此，UP信號的邏輯高狀態延長，並且DOWN信號的邏輯高狀態縮短，如圖6所示。相反，當生成射頻信號RRF 630時，它表示下功率(under-power)狀態。射頻信號RRF 630的直流電平低於具有參考相位的射頻信號RRF 610的直流電平。因此，UP信號的邏輯高狀態縮短，並且DOWN信號的邏輯高狀態延長，如圖6所示。
充電泵單元233包括第一充電泵237和第二充電泵238。充電泵單元233使用比較結果UP和轉換結果DOWN分別生成與射頻信號RRF的直流電平成正比的第一信號OPC_P和與射頻信號RRF的直流電平成反比的第二信號OPC_N。
圖4示出了圖3所示的第一充電泵237的電路圖。參考圖4，第一充電泵237包括電流源410和420、第一和第二開關430和440、以及電容器450。由於從第一電源VDD經由第一開關430流入電容器450的電流高於從第二電源VSS經由第二開關440流入電容器450的電流，因此，當比較結果UP的邏輯高狀態延長和反轉結果DOWN的邏輯高狀態縮短時，第一信號OPC_P的直流電平為高。相反，當比較結果UP的邏輯高狀態縮短和反轉結果DOWN的邏輯高狀態延長時，從第一電源VDD經由第一開關430流入電容器450的電流低於從第二電源VSS經由第二開關440流入電容器450的電流。因此，第一信號OPC_P的直流電平為低。開關420和430可以是電晶體。
圖5示出了圖3所示的第二充電泵238的電路圖。參考圖5，第二充電泵238包括電流源510和520、第一和第二開關530和540、以及電容器550。第二充電泵238具有與第一充電泵237相同的結構。第一開關530被反轉結果DOWN控制，並且第二開關540被比較結果UP控制。除此之外，第二充電泵238的操作與第一充電泵237的操作相同。也就是，第二充電泵238輸出通過根據輸出到電容器550的電流在電容器550處充電和放電而獲得的電壓作為第二信號OPC_N，所述電流與比較結果UP的邏輯高狀態成反比並與轉換結果DOWN的邏輯高狀態成正比。
因此，如圖6所示，與射頻信號RRF620對應的第一充電泵237的輸出電平高於與射頻信號RRF 610對應的第一充電泵237的輸出電平，並且，與射頻信號RRF 630對應的第二充電泵238的輸出電平高於與射頻信號RRF610對應的第二充電泵238的輸出電平因此，當放大器234放大第一和第二信號OPC_P和OPC_N之間的差時，如果寫功率較高，則輸出更高DC電平的信號，如果寫功率較低，則輸出較低DC電平的信號，如圖6所示。低通濾波器235對放大器234的輸出過濾，並且生成OPC電壓OPCV。
微計算機250根據通過ADC 240轉換OPC確定單元230確定的OPC電壓OPCV而獲得的數位訊號來生成功率設定信號。如果OPC電壓OPCV增加，則微計算機250降低功率設定信號的電平，並且如果OPC電壓OPCV降低，則微計算機250增加功率設定信號的電平，從而在RF單元220可以生成具有與參考相位類似的相位的射頻信號RRF。雷射功率控制單元260確定用於驅動拾取單元210的LD的信號，從而LD具有與功率設定信號對應的寫功率。
如果通過RF單元220生成具有參考相位的射頻信號RRF 610，則微計算機250將用於在光碟上記錄音頻/視頻數據的功率設定信號設定為生成射頻信號RRF 610的電平。如果射頻信號RRF在參考相位和一定的相位容限之內，則以上述方式設定的功率設定信號可以被維持在相同電平。
當在微計算機250中設定用於記錄音頻/視頻數據的功率設定信號時，在通過預定記錄處理單元(未示出)維持LD的適當寫功率的同時，可以將必要的信息記錄在光碟上。從雷射功率控制單元260輸出的LD驅動信號驅動拾取單元210中包含的LD，並且LD輻射具有與LD驅動信號對應的寫功率的雷射束，以便在光碟上形成凹坑和平臺或者標記和間距。必須適當地控制LD的功率，以便將數據記錄在光碟上。通常，在記錄時，在當前軌道上形成凹坑所需的LD的功率不僅受到當前凹坑和平臺的長度的影響，還受到之前和之後的凹坑和平臺的長度的影響。
在根據上述本發明的實施例的用於執行光碟再現/記錄裝置的寫測試的裝置200中，OPC確定單元230根據寫功率使用參考電壓VREF來確定射頻的相位變化RRF，並且生成相應的OPC電壓OPCV。因此，ADC 240將OPC電壓OPCV轉換為數位訊號，並且微計算機250通過根據數位訊號控制功率控制單元260來適當地控制雷射功率。
如上所述，在用於執行光碟再現/記錄裝置的寫測試的裝置中，通過使用電荷泵和低通濾波器，將按照寫功率的射頻信號的相位變化量確定為某一的直流電壓。由於雷射的功率是根據所確定的直流電壓來控制的，因此，用於執行寫測試的裝置可在簡單的電路中配置以執行OPC，並且通過適當地響應外部環境的變化可以執行穩定的寫測試。
儘管參考本發明的示例性實施例示出和描述了本發明，但是本領域的普通技術人員應當理解，在不背離由所附權利要求定義的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節上作出各種修改。
權利要求
1.一種光碟記錄設備，包括校準部件，其被配置成以校準功率電平來驅動記錄雷射二極體，所述校準部件包括信號發生器，其被配置成將光碟拾取部件生成的光電信號轉換為射頻信號；功率控制確定電路，其被配置成響應確定射頻信號與參考信號之間的相位差而生成模擬輸出電壓；模數轉換器，其被配置成響應模擬輸出電壓而生成數位訊號；微計算機單元，其被配置成響應數位訊號而生成功率設定信號；和雷射二極體功率控制電路，其被配置成響應功率設定信號而生成用於記錄雷射二極體的校正功率信號。
2.如權利要求1所述的記錄設備，其中所述光拾取部件是光電二極體。
3.如權利要求1所述的記錄設備，其中所述微計算機單元被配置成當數位訊號反映模擬輸出電壓降低時增加功率設定信號的電平，並且當數位訊號反映模擬輸出電壓增加時降低功率設定信號的電平。
4.如權利要求1所述的記錄設備，其中所述功率控制確定電路包括比較器，該比較器具有響應射頻信號的第一輸入端和響應直流參考電壓的第二輸入端。
5.如權利要求4所述的記錄設備，其中所述功率控制確定電路還包括至少一個被配置成接收來自所述比較器的輸出信號的電荷泵。
6.如權利要求5所述的記錄設備，其中所述功率控制確定電路還包括差分放大器，該差分放大器具有電耦合到所述至少一個電荷泵的輸出的第一輸入端。
7.一種用於對光碟再現/記錄裝置執行寫測試的裝置，所述裝置包括射頻單元，用於組合被拾取部件的光電二極體光電轉換的信號，以便生成射頻信號；最佳功率控制(OPC)確定單元，用於使用參考電壓來確定射頻信號的相位，並且生成相應的OPC電壓；模數轉換器(ADC)單元，用於將OPC電壓轉換為數位訊號；微計算機，用於根據數位訊號生成功率設定信號；和功率控制單元，用於根據與功率設定信號對應的寫功率來確定用於驅動拾取部件的雷射二極體的信號。
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述OPC確定單元確定根據參考電壓決定的射頻信號的參考相位改變按照寫功率的射頻信號的相位是多少。
9.如權利要求8所述的裝置，其中所述微計算機根據相位的變化來生成功率設定信號。
10.如權利要求8所述的裝置，其中如果OPC電壓增加，則所述微計算機降低功率設定信號的電平，並且如果OPC電壓降低，則所述微計算機升高功率設定信號的電平。
11.如權利要求8所述的裝置，其中所述參考電壓是根據用於記錄數據的光碟設定的。
12.如權利要求7所述的裝置，其中所述OPC確定單元包括比較器，用於將射頻信號與參考電壓進行比較，並且輸出比較結果；反轉電路，用於反轉比較結果，並且輸出反轉結果；充電泵單元，用於使用比較結果和反轉結果來生成與射頻信號的直流電平成正比的第一信號和與射頻信號的直流電平成反比的第二信號；放大器，用於放大第一信號與第二信號之間的差；和低通濾波器，用於通過對放大結果低通濾波而生成OPC電壓。
13.如權利要求12所述的裝置，其中所述充電泵單元包括第一充電泵，用於根據與比較結果成正比並與反轉結果成反比的電流來生成第一信號；和第二充電泵，用於根據與比較結果成反比並與反轉結果成正比的電流來生成第二信號。
14.一種執行光碟再現/記錄裝置的寫測試的方法，所述方法包括通過組合被拾取部件的光電二極體光電轉換的信號來生成射頻信號；使用參考電壓來生成與所確定的射頻信號的相位相應的OPC電壓；將OPC電壓轉換為數位訊號；根據數位訊號生成功率設定信號；和基於與功率設定信號對應的寫功率來確定用於驅動拾取部件的雷射二極體的信號。
15.如權利要求14所述的方法，其中確定根據參考電壓確定的射頻信號的參考相位改變按照寫功率的射頻信號的相位是多少。
16.如權利要求15所述的方法，其中根據相位變化來生成功率設定信號。
17.如權利要求15所述的方法，其中如果OPC電壓增加，則降低功率設定信號的電平，並且如果OPC電壓降低，則升高功率設定信號的電平。
18.如權利要求15所述的方法，其中所述參考電壓是根據用於記錄數據的光碟設定的。
19.如權利要求14所述的方法，其中生成OPC電壓包括在比較射頻信號與參考電壓之後輸出比較結果；在反轉比較結果之後輸出反轉結果；使用比較結果和反轉結果來生成與射頻信號的直流電平成正比的第一信號和與射頻信號的直流電平成反比的第二信號；放大第一信號與第二信號之間的差；和通過對放大結果低通濾波而生成OPC電壓。
20.如權利要求19所述的方法，其中生成第一信號和第二信號包括根據與比較結果成正比並與反轉結果成反比的電流來生成第一信號；和根據與比較結果成反比並與反轉結果成正比的電流來生成第二信號。
全文摘要
提供了一種用於在光碟再現/記錄裝置中使用電荷泵執行寫測試的方法和裝置。在用於執行寫測試的裝置中，最佳功率控制(OPC)確定單元使用參考電壓來確定射頻信號的相位，並且生成相應的OPC電壓；模數轉換器(ADC)單元將OPC電壓轉換為數位訊號；和微計算機根據數位訊號控制功率控制單元以適當地控制雷射功率。
文檔編號G11B7/125GK1808583SQ20051012707
公開日2006年7月26日 申請日期2005年11月30日 優先權日2004年11月30日
發明者李昭苑 申請人:三星電子株式會社