CN1210331A - 过零电平匹配装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种有效处理包括具有不同过零电平的两个或多个分量的重放信号的过零电平匹配装置。在该装置中,把从具有信号轨迹的记录介质拾取的重放信号分成用户信息字段和识别字段,重放信号包括具有与这些字段一致的不同过零电平的第一和第二信号分量,比较器将重放信号与参考信号比较以检测数据流。由第一和第二积分器对比较器产生的数据流积分,以检测第一和第二信号分量的过零电平。根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个,有选择地施加第一和第二积分器的输出信号作为参考信号。

Description

过零电平匹配装置和方法
本发明涉及用于匹配由信息重放装置重放的信号的过零电平的装置和方法，特别涉及适合于处理包括两个和多个具有不同过零电平分量的重放信号的过零电平匹配装置和方法。
近来，已经开发并流行各种类型的记录介质，以便记录尽可能多的信息。这些记录介质的例子包括诸如信号轨迹宽度和信号轨迹之间的间距等相对大的密致盘(CD)和信号轨迹宽度和信号轨迹间距相对小的数字多能盘(DVD)之类的光盘。在光盘中，已经减小了信号轨迹宽度和信号轨迹间距，以便记录尽可能多的信息。另外，为了重放光盘上记录的信息，必须恰当地处理通过拾取器读出的射频信号，下文称之为"RF信号"。换句话说，为了重放光盘上的信息，需要进行用于检测比特流(即二进制化)的电平限幅处理以及包括检错和纠错的比特流解码处理。另外，近来的记录介质包括一种光盘，其中形成导向纹道信号轨迹，以便于进行跟踪。在这种光盘中，存在与导向纹道轨迹相邻的纹间表面信号轨迹。如图1所示，在具有纹间表面和纹道信号轨迹2和4的光盘中，另外规定用于把每个纹间表面和纹道信号轨迹2和4分成某一尺寸单元区的压纹坑序列6，下文称之为"扇区"。由于压纹坑序列6指示信号轨迹2和4的物理位置，因此称之为"识别码(ID)字段"。另一方面，被压纹坑序列6分成扇区的纹间表面和纹道轨迹2和4由于用户可在其上记录信息而被称为"记录字段"或"用户信息字段"。在包括压纹坑序列6的盘中，以具有相同相位的方式在纹间表面和纹道信号轨迹2和4的每一侧可预先形成摆动信号8。通过根据载波信号的特定周期摆动具有相同相位的纹间表面或纹道信号轨迹2或4的每一侧来提供摆动信号8，如图2所示。
如图3所示，用于重放写在诸如CD、DVD之类记录介质上的信息的常规信息重放装置采用光拾取器14从通过主轴电机12旋转的记录介质10读取信息。光拾取器14向记录介质中的纹间表面或纹道信号轨迹上照射光束，并利用光电检测器PD把由信号轨迹反射的光通量转换成电信号。光拾取器14包括一个分光器BS，该分光器使来自激光二极管LD的光束经物镜OL以光点形状照射到记录介质10的纹间表面或纹道轨迹上，并使从记录介质10经物镜OL接收的反射光照射到光电检测器PD。光电检测器PD产生施加到信号检测器16的电信号。信号检测器16组合光拾取器14内的光电检测器PD产生的电信号，以产生聚焦误差信号Fe、跟踪误差信号Te和射频信号RF。伺服装置18响应来自信号检测器16的跟踪误差信号Te和聚焦误差信号Fe，并控制施加到光拾取器14内的驱动器AC的传动驱动信号的电压电平或电流量，从而在垂直和水平方向移动物镜OL。因此，光点形状的光束照射到纹间表面或纹道信号轨迹上并跟踪纹间表面或纹道信号轨迹。与此同时，通道比特流检测器20把来自信号检测器16的射频信号RF限幅成过零电平，以检测通道比特流。为此，通道比特流检测器20包括用于将射频信号RF限幅成预定电压电平的限幅器。
当由常规信息重放装置重放图1和图2所示的记录介质时，可在信号检测器16产生如图4所示的射频信号RF。射频信号RF包括具有与第一电压电平FVL对应的过零电平的压纹坑序列或ID分量APC，和具有与比第一电压电平FVL低的第二电压电平SVL对应的过零电平的用户信息分量。这是由压纹坑序列6中包括的ID字段有比具有纹间表面或纹道信号轨迹的用户信息字段高的光反射率的事实造成的。换句话说，当用常规信息重放装置重放图1或图2中记录有用户信息的记录介质时，常规信息重放装置中信号检测器16产生的射频信号RF的过零电平变得不同。
如上所述，为了从具有两个过零电平的射频信号检测ID码的比特流和用户信息的比特流，通道比特流检测器需要两个具有不同电压电平的限幅电压信号。结果是，通道比特流检测器的硬件变复杂。另外，在进行数字均衡的情况下，A-D转换器具有大响应电压宽度。
因此，本发明的一个目的是提供一种过零电平匹配装置和方法，适合于有效地处理包括两个或多个具有不同过零电平分量的重放信号。
为实现本发明这一目的和其它目的，根据本发明一个方面的过零电平匹配装置包括比较装置，用于把重放信号与参考信号比较以检测数据流，所述重放信号从记录介质拾取，并包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量；第一过零电平检测器，用于检测从由比较装置检测的数据流检测第一信号分量的过零电平；第二过零电平检测器，用于检测从由比较装置检测的数据流检测第二信号分量的过零电平；和开关装置，用于根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个，将第一和第二过零电平检测器中任何一个的输出信号施加到比较装置作为参考信号。
根据本发明另一个方面的过零电平匹配装置包括参考信号产生装置，用于响应重放信号产生具有根据第一和第二信号分量改变的电压电平的参考信号，所述重放信号从记录介质拾取并包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量；和电平调整装置，用于利用来自参考信号产生装置的参考信号使重放信号中包括的第一和第二信号分量的过零电平相互匹配。
根据本发明再一个方面的过零电平匹配方法包括步骤：从记录介质拾取包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量的重放信号；把拾取的重放信号限幅成参考信号；从限幅的重放信号检测具有第一信号分量的第一过零电平；从限幅的重放信号检测具有第二信号分量的第二过零电平；根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个，提供第一和第二过零电平中的任何一个作为参考信号。
从下面参考附图对本发明实施例的详细描述中将使本发明的这些和其它目的显而易见，其中：
图1和图2是表明被分成ID字段和用户信息字段的记录介质结构的示意图；
图3是常规信息重放装置的配置示意图；
图4是从图1利图2所示记录介质拾取的射频信号的波形图；
图5是根据本发明一个实施例的过零电平匹配装置的详细电路图；
图6是图5所示过零电平匹配装置每个部分的波形图；
图7是根据本发明另一个实施例的过零电平匹配装置的详细电路图；
图8是图7所示过零电平匹配装置每个部分的波形图。
参考图5，示出根据本发明一个实施例的过零电平匹配装置。在信息重放装置中使用过零电平匹配装置而不是图3所示的通道比特流检测器，以便从图1或图2的记录介质拾取的射频信号RF检测通道比特流。射频信号包括具有互不相同过零电平的两个分量。为此，过零电平匹配装置包括第一运算放大器A1，用于在其非倒相端(+)从输入线31接收射频信号RF。当重放图1或图2中的记录介质时，如图6所示，射频信号RF包括具有与第一电压电平FVL对应的过零电平的ID分量APC，和具有与第二电压电平SVL对应的过零电平的用户信息分量UIC。第一运算放大器A1把施加到其非倒相端(+)的射频信号RF限幅成施加到其倒相端(-)的参考电压Vref，以便产生如图6所示的通道比特流CBS和倒相通道比特流/CBS。这种情况下，把ID分量APC限幅成与第一电压电平FVL对应的参考电压Vref；同时把用户信息分量UIC限幅成与比第一电压电平FVL低的第二电压电平SVL对应的参考电压Vref。经输出线33向重放信息处理器提供通道比特流CBS。将倒相通道比特流/CBS提供给反馈线35。
过零电平匹配装置进一步包括一个摆动宽度控制器32，用于响应来自第一运算放大器A1的通道比特流CBS和倒相通道比特流/CBS。摆动宽度控制器32对通道比特流CBS和倒相通道比特流/CBS进行差动放大，以产生使摆动宽度保持恒定的受控通道比特流ACBS。为此，摆动控制器32包括连接在第二运算放大器A2的倒相端(-)和反馈线35之间的第一电阻R1，连接在第二运算放大器A2的非倒相端(+)和输出线33之间的第二电阻R2，连接在第二运算放大器A2的非倒相端(+)和地电位GND之间的第三电阻R3，和连接在第二运算放大器A2的倒相端(-)和输出线33之间的第四电阻R4。第二运算放大器A2对输出线33上的通道比特流CBS和反馈线35上的倒相通道比特流/CBS进行差动放大，从而产生图6所示的受控通道比特流ACBS。受控通道比特流的摆动宽度在正和负极性具有恒定幅度。即受控通道比特流ACBS恒定地保持过零电平。结果是，摆动宽度控制器32补偿输出线33上通道比特流CBS的过零电平。此时，第一至第四电阻R1至R4确定第二运算放大器A2的增益。
另外，作为本发明实施例主要元件的电平匹配器34与摆动宽度控制器32连接。电平匹配器34包括第一和第二积分器34和36，在积分器34和36的每个输入端，排列有第一和第二受控开关SW1和SW2。第一和第二积分器34和36由电阻R5和R6以及电容C1和C2组成。第一和第二积分器34和36根据第一和第二受控开关SW1和SW2的相关切换操作分别检测ID分量的过零电平和用户信息的过零电平。第一和第二受控开关SW1和SW2由标题窗口信号W切换，以选择第一或第二积分器34或36。采用常规方法产生标题窗口信号W。另外，标题窗口信号W在ID字段中为高逻辑电平，在用户信息字段中为低逻辑电平。如果标题窗口信号W为高逻辑电平，即输入ID分量，第一和第二受控开关SW1和SW2分别与第一选择触点SP11和SP21接触，以便将电平匹配器32的输入端连接到第一积分器34。然后，第一积分器34检测ID分量APC的过零电平。ID分量APC的过零电平施加到第一运算放大器A1作为参考电压电平Vref。就是说，向第一运算放大器A1提供ID分量APC的过零电平IZL。同时，当标题窗口信号W为低逻辑电平时，即输入用户信息分量UIC时，第一和第二受控开关SW1和SW2分别与第二选择触点SP12和SP22接触，以便将电平匹配器32的输入端与第二积分器36连接。由第二积分器36检测用户信息分量UIC的过零电平UZL并施加到第一运算放大器A1作为参考电压电平Vref。就是说，向第一运算放大器A1提供用户信息分量UIC的过零电平UZL。根据交替的ID和用户信息分量APC和UIC，未被第一和第二受控开关SW1和SW2选择的积分器34或36，例如图5的第一积分器34保持预先检测的过零电平。由未被选择的积分器保持的过零电平提供给第一运算放大器A1，作为下一个对应分量的初始过零电平。
如上所述，根据本发明一个实施例的过零电平匹配装置随着具有不同过零电平的ID分量APC和用户信息分量UIS的交替，自适应地改变用作限幅电平电压的参考信号Vref的电压电平，以使其可准确地检测ID分量APC的通道比特流和用户信息分量UIC的通道比特流。在图5的实施例中，摆动宽度控制器30连接到电平匹配器32的输入端，但电平匹配器32可直接从第一运算放大器A1接收通道比特流或倒相的通道比特流。这种情况下，过零电平匹配装置实际上等同于图5的装置。
参考图7，示出根据本发明另一个实施例的过零电平匹配装置。图7中的过零电平匹配装置适用于进行数字均衡的情况，以降低模拟数字的转换电压范围。为此，过零电平匹配装置包括共同响应来自输入线的射频信号RF的参考信号发生器40和电平调整单元42。当重放图1或图2中记录有用户信息的记录介质时，如图8所示，射频信号RF包括具有与第一电压电平FVL对应的过零电平的ID分量APC，和具有与第二电压电平SVL对应的过零电平的用户信息分量UIC。
第一信号发生器40产生参考信号Vref，如图8所示，该参考信号Vref具有随具有不同过零电平的ID分量APC和用户信息分量UIC的交替而自适应地改变的电压电平。为此，与图5所示过零电平匹配装置相似地配置参考电压发生器40。然而，参考电压发生器除包括连接在第一运算放大器A1的倒相端(-)和第二控制开关SW2的参考触点RP2之间的缓冲器44外与图5中的过零电平匹配装置相同。缓冲器44缓冲从第二控制开关SW2的参考触点RP2接收的如图8所示的参考信号Vref，并将缓冲的参考信号Vref施加到第一运算放大器A1的倒相端(-)和电平调整单元42。
同时，电平调整单元42对来自输入线31的射频信号RF和来自缓冲器44的参考信号Vref进行差动放大，从而产生如图8所示经调整的射频信号ARF，在该信号中，ID分量APC的过零电平FVL等于用户信息分量UIC的过零电平SVL。为此，电平调整单元42包括连接在第三运算放大器A3的倒相端(-)和输入线31之间的第七电阻R7，连接在第三运算放大器A3的非倒相端(+)和缓冲器44的输出端之间的第八电阻R8，连接在第三运算放大器A3的非倒相端(+)和地电位GND之间的第九电阻R9，和连接在第三运算放大器A3的倒相端(-)和其输出端之间的第十电阻R10。第三运算放大器A3对在输入线31的射频信号RF和来自缓冲器44的输出端的参考信号Vref进行差动放大，从而产生如图8所示经调整的射频信号ARF，在该信号中，ID分量APC的过零电平与用户信息分量UIC的过零电平保持相等。同时，第七至第十电阻确定第三运算放大器A3的增益。把ID分量APC的过零电平与用户信息分量UIC的过零电平在其中匹配的经调整的射频信号ARF施加到A-D转换器进行数字均衡。然后，通过数字均衡处理向其提供图8所示的通道比特流CBS。
如上所述，在根据本发明的过零电平匹配装置中，用作限幅电平电压的参考信号Vref的电压电平随着包括在射频信号RF中且具有不同过零电平的ID分量APC和用户信息分量UIC的交替而交替地改变，从而准确地检测ID分量APC和用户信息分量UIC的通道比特流。根据本发明的过零电平匹配装置可简化通道比特流检测器的电路配置。
另外，在过零电平匹配装置中，由具有变化电压电平的参考信号Vref差动放大包括在射频信号RF中且具有不同过零电平的ID分量APC和用户信息分量UIC，并调整成具有相同过零电平。把以这种方式调整的射频信号施加到包括A-D转换器和数字均衡器的通道比特流检测器，以便降低A-D转换器的响应电压宽度。
虽然已通过上述附图中所示的实施例说明了本发明，本领域普通技术人员应该理解，本发明不限于这些实施例，而是可在不脱离本发明精神的情况下对其进行各种变化或改进。因此，本发明的范围将仅由所附权利要求和其等同物确定。

Claims (18)

1．一种过零电平匹配装置，包括：
比较装置，用于把重放信号与参考信号比较以检测数据流，所述重放信号从记录介质拾取，并包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量；
第一过零电平检测器，用于检测从由比较装置检测的数据流检测第一信号分量的过零电平；
第二过零电平检测器，用于检测从由比较装置检测的数据流检测第二信号分量的过零电平；和
开关装置，用于根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个，将第一和第二过零电平检测器中任何一个的输出信号施加到比较装置作为参考信号。
2．根据权利要求1所述的过零电平匹配装置，其中所述开关装置响应表明是否拾取了第一和第二信号分量中任何一个的标题窗口控制信号，将第一和第二过零电平检测器交替连接到比较装置。
3．根据权利要求2所述的过零电平匹配装置，其中所述第一信号分量包括记录在记录介质上的用户信号，所述第二信号分量包括预先形成在记录介质上的识别信息。
4．根据权利要求1所述的过零电平匹配装置，其中所述开关装置包括：
一个第一控制开关，用于把比较装置的输出信号有选择地施加到第一和第二过零电平检测器的输入端；和
一个第二控制开关，用于把第一和第二过零电平检测器的输出信号有选择地传送到比较装置。
5．根据权利要求4所述的过零电平匹配装置，进一步包括：
连接在第一控制开关和比较装置之间的摆动宽度控制装置，用于保持比较装置输出信号的摆动宽度恒定。
6．根据权利要求5所述的过零电平匹配装置，其中所述第一和第二过零电平检测器包括个积分器。
7．根据权利要求5所述的过零电平匹配装置，其中所述第一和第二过零电平检测器随着开关装置对它们进行切换交替地进行电压积分运算和电压保持运算。
8．一种过零电平匹配装置，包括：
参考信号产生装置，用于响应重放信号产生具有根据第一和第二信号分量改变的电压电平的参考信号，所述重放信号从记录介质拾取并包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量；和
电平调整装置，用于利用来自参考信号产生装置的参考信号使重放信号中包括的第一和第二信号分量的过零电平相互匹配。
9．根据权利要求8所述的过零电平匹配装置，其中所述参考信号产生装置包括：
一个比较装置，用于将重放信号与参考信号比较；
第一过零电平检测器，用于从比较装置的输出信号检测第一信号分量的过零电平；
第二过零电平检测器，用于从比较装置的输出信号检测第二信号分量的过零电平；和
开关装置，用于根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个，提供第一和第二过零电平检测器输出信号中的任何一个作为参考信号。
10．根据权利要求9所述的过零电平匹配装置，其中所述第一和第二过零电平检测器包括一个积分器。
11．根据权利要求8所述的过零电平匹配装置，其中所述第一信号分量包括记录在记录介质上的用户信号，所述第二信号分量包括预先形成在记录介质上的识别信息。
12．根据权利要求9所述的过零电平匹配装置，其中所述开关装置响应表明是否拾取了第一和第二信号分量中任何一个的标题窗口控制信号，将第一和第二过零电平检测器交替连接到比较装置。
13．根据权利要求9所述的过零电平匹配装置，其中所述开关装置包括：
一个第一控制开关，用于把比较装置的输出信号有选择地施加到第一和第二积分装置的输入端；和
一个第二控制开关，用于把第一和第二过零电平检测器的输出信号有选择地传送到电平调整装置。
14．根据权利要求13所述的过零电平匹配装置，进一步包括：
连接在第一控制开关和比较装置之间的摆动宽度控制装置，用于保持比较装置输出信号的摆动宽度恒定。
15．根据权利要求9所述的过零电平匹配装置，其中所述第一和第二过零电平检测器随着开关装置对它们进行切换交替地进行电压积分运算和电压保持运算。
16．一种过零电平匹配方法，包括步骤：
从记录介质拾取包括具有不同过零电平的第一和第二信号分量的重放信号；
把拾取的重放信号限幅成参考信号；
从限幅的重放信号检测具有第一信号分量的第一过零电平；
从限幅的重放信号检测具有第二信号分量的第二过零电平；和
根据重放信号中是否包括第一和第二信号分量中的任何一个，提供第一和第二过零电平中的任何一个作为参考信号。
17．根据权利要求16所述的过零电平匹配方法，其中所述第一信号分量包括记录在记录介质上的用户信号，所述第二信号分量包括预先形成在记录介质上的识别信息。
18．根据权利要求16所述的过零电平匹配方法，进一步包括使重放信号中包括第一和第二信号分量的过零电平相等的步骤。
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