CN1525480A - 用于光记录/再现设备的故障信号检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于光记录/再现设备的故障信号检测设备和检测方法。所述检测设备包括：最大值检测单元，检测在最大值检测周期输入的信号中最高幅值，作为最大值；最小值检测单元，检测在最小值检测周期输入的信号中最低幅值，作为最小值；不对称检测单元，通过检测在信号输入中具有最大周期信号I_L的最大值I_L ^max和最小值I_L ^min，以及通过检测信号输入中具有最小周期信号I_S的最大值I_S ^max和最小值I_S ^min，来计算不对称量δ；以及故障确定单元，利用最大值、最小值和不对称量δ来确定信号输入中是否有故障信号。

Description

用于光记录/再现设备的故 障信号检测设备和方法

本申请是根据2003年1月27日提交的韩国专利申请号为2003-5361的专利，其公开内容全部包含于此，以作参考。

                             技术领域

本发明涉及光记录和/或再现设备，更具体地说，涉及从光记录媒介再现的信号中检测故障信号，并因此输出空白信号(blank signal)的故障信号(defect signal)检测设备，以及其故障信号检测方法。

                             背景技术

一般地，光记录和/或再现设备是通过从光源如激光，发射光束到盘片表面，然后将盘片表面反射光的强度转换成电信号，来从光盘如压缩盘(CD)或数字多用盘(DVD)中再现数据的。所述电信号被称为“射频”(RF)，并且RF信号被解码成二进制信号，并通过解调处理而用于希望的目的。

同时，在光盘的表面常常有划痕和灰尘，由于有它们的存在，通常RF信号可能不会被以关于记录痕迹固定幅值检测出来。更进一步，在理论上，将被再现的数据是以连续的顺序排列的。但是实际上，数据可能被分散在盘片的不同部位，并且为了读取这些分散的数据，除了从光盘的内圈到外圈运动而连续地读取外，光记录/再现设备的拾取器也会跳转预先确定的距离。结果，当拾取器跳转时，就没有RF信号输出。

为了更详细地说明上述问题，图1A、1B、1C和1D表示了在再现信号中的故障，所述故障在下述情况时出现：(A)当光盘上有指印时；(B)在再现过程中拾取器跳转到另一条轨迹时；(C)当光盘上具有划痕或黑点时；以及(D)当再现信号的幅值小于预先确定的第一个阈值TH1和预先确定的第二个阈值TH2时。

为了检测在图1A、1B、1C和1D中所示的故障，提供在再现信号中检测故障信号，也就是检测异常RF信号的故障信号检测设备。当故障信号检测设备检测到故障信号时，它就输出一个空白信号。然后该空白信号被提供给了锁相环(PLL)(未示出)或二进制数据解码器，用来保持PLL或暂时停止二进制数据的输出。

如图2所示，在传统的故障信号检测设备中，从A/D转换器10输出的数字化信号被分别输入给最大值检测器12和最小值检测器14。最大值检测器12检测输入的RF信号的上限值，而最小值检测器14检测输入RF信号的下限值。第一个比较器COMP116将上限值与第一个阈值TH1进行比较，而第二个比较器COMP218将下限值与第二个阈值TH2进行比较。因此，逻辑电路20根据第一个比较器COMP116和第二个比较器COMP218的比较结果来输出故障信号。也就是，如果通过在第一个比较器COMP116的比较，确定出上限值小于第一个阈值TH1，而通过在第二个比较器COMP218中的比较，确定出下限值大于第二个阈值TH2时，则通过逻辑电路20输出故障信号。

但是在下述情况下，上述传统的故障信号检测设备将正常的再现信号检测为故障信号：

(1)正常的再现信号低于预先确定的第一个和第二个阈值TH1、TH2，

(2)由于依据使用中的盘片类型、驱动器或播放器，在拾取器的读取周期中RF信号的幅值出现偏差，所以正常的再现信号高于或低于预先确定的第一个和第二个阈值TH1、TH2，以及

(3)在正常的再现信号中包含不对称时。

在上述情况下，利用固定阈值TH1、TH2的故障信号检测设备检测一个故障信号，而实际上它是正常的再现信号，因此输出一个空白信号。

                         发明内容

为了解决上述和/或其它问题，本发明的一个方面是提供一种故障信号检测设备，能精确地检测关于输入再现信号的故障信号，以及其检测方法。

为了实现本发明的上述方面和/或其它特性，提供一种用于光记录/再现设备的故障信号检测设备，包括最大值检测单元，根据参考最大值，在最大值检测周期输入的信号中检测最高的幅值，作为最大值；最小值检测单元，根据参考的最小值，在最小值检测周期输入的信号中检测最小幅值，作为最小值；不对称检测单元，通过检测信号输入中具有最大周期的信号I_L的最大值I_L ^max和最小值I_L ^min，并且，通过检测在信号输入中具有最小周期的信号I_S的最大值I_S ^max和最小值I_S ^min，来计算不对称量δ；以及故障确定单元，利用最大值、最小值和不对称量δ来确定在输入信号中是否有故障。

还提供一种***控制单元，提供具有最大值检测周期和最小值检测周期的最大值检测单元和最小值检测单元。

利用以下方程来计算在不对称检测单元中的不对称量δ，

$\mathrm{\δ}=\frac{\frac{I_L^{\max }+I_L^{\min }}{2}-\frac{I_S^{\max }+I_S^{\min }}{2}}{I_L^{\max }-I_L^{\min }}$

如果最大值与最小值的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ时，故障确定单元确定故障信号，并输出相应的空白信号。

其中“Δ”是最大值与最小值比值的容限，其通过实验获得。

将在最大值检测单元中所检测到的最大值设置成下一个最大值检测周期的参考最大值，而将在最小值检测单元中所检测到的最小值设置成下一个最小值检测周期的参考最小值。

依据本发明，还提供用于光记录/再现设备的故障检测方法，它包括步骤：根据参考最大值，在最大值检测周期中，检测输入信号中的最高幅值，作为最大值；根据参考最小值，在最小值检测周期中，检测输入信号中的最低幅值，作为最小值；通过检测在信号输入中具有最大周期的信号I_L的最大值I_L ^max和最小值I_L ^min，并且，通过检测在信号输入中具有最小周期的信号I_S的最大值I_S ^max和最小值I_S ^min，来计算不对称量δ；以及利用最大值、最小值和不对称量δ来确定在输入信号中是否有故障。

还提供这样的步骤，在其中，通过***控制单元，将最大值检测周期和最小值检测周期提供给最大值检测单元和最小值检测单元。

利用以下方程来计算在不对称检测单元中的不对称量δ，

$\mathrm{\δ}=\frac{\frac{I_L^{\max }+I_L^{\min }}{2}-\frac{I_S^{\max }+I_S^{\min }}{2}}{I_L^{\max }-I_L^{\min }}$

如果最大值与最小值的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ时，故障确定步骤确定故障信号，并输出一个相应的空白信号。

其中“Δ”是最大值与最小值比值的容限，其通过实验获得。

将在最大值检测单元中所检测到的最大值设置成下一个最大值检测周期的参考最大值，并且将在最小值检测单元中所检测到的最小值设置成下一个最小值检测周期的参考最小值。

由于是利用信号输入的最大值与最小值的比值来确定信号输入的故障信号的，所以可以执行适合于信号输入的故障信号检测。

                         附图说明

通过参考所给附图，并详细说明其中一个示例性的、非局限的实施例，本发明的上述目的和其它特点将变得更加清楚，其中：

图1A、1B、1C和1D是表示再现信号的故障信号的几个实例的视图；

图2是光记录/再现设备的传统故障信号检测设备的方框图；

图3是表示依据本发明的光记录/再现设备的故障信号检测设备的方框图；

图4是表示图3的故障信号检测设备的最大值检测器操作的流程图；

图5是表示图3的故障信号检测设备的最小值检测器操作的流程图；

图6是表示图3的故障信号检测设备的故障确定单元操作的流程图；

图7是表示由图3的故障信号检测设备检测出故障信号，并输出空白信号过程的流程图。

                         具体实施方式

下面将参考附图对本发明的实施例进行详细说明。

图3是光记录/再现设备的故障信号检测设备的示意方框图，它检测来自光记录媒介的再现数据的信号中的故障，以及图4到图6是表示故障信号检测设备的各个部分操作的流程图。

根据说明性的、而非限制性的实施例的故障信号检测设备，包括A/D转换器110、最大值检测器130、最小值检测器150、不对称检测器170和故障确定单元190。

A/D转换器110对由光拾取器(未示出)读取的各种RF信号进行采样，并以数字格式输出。

最大值检测器130根据预先确定的参考最大值，检测在最大值检测周期T1中输入信号的最大值(max，)输出所检测到的最大值(max)，并将所检测到的最大值设置为下一个最大值检测周期的参考最大值。也就是，参考图4，首先，输入再现信号(S411)。接着，将输入信号的幅值与参考最大值进行比较(S413)，如果输入信号大，则将输入信号的幅值设置为参考最大值(S415)。在最大值检测周期T1中重复步骤S411、S413和S415(S417)，并检测和输出输入信号幅值的最大值(max)(S419)。

最小值检测器150根据预先确定的参考最小值，检测最小值检测周期T2中输入信号的最小值(min)，输出所检测到的最小值(min)，并将所检测到的最小值设置为下一个最小值检测周期中的参考最小值。也就是，参考图5，首先，输入再现信号(S511)。接着，将输入信号的幅值与参考最小值进行比较(S513)，如果输入信号低，则将输入信号的幅值设置为参考最小值(S515)。在最小值检测周期T2中重复步骤S511、S513和S515(S517)，并检测和输出输入信号幅值的最小值(min)(S519)。

最初，由光记录/再现设备的***控制器135提供第一个参考最大值/最小值，并且***控制器135一般是从微计算机或其它的可编程数字电路产生各种故障检测信号的。例如，***控制器135产生最大值检测周期T1和最小值检测周期T2，并分别将它们提供给最大值检测器130和最小值检测器150。

不对称检测器170检测输入信号的不对称。更具体地说，不对称检测器170依据关于零值输入信号包络线的上升和下降来计算不对称量δ。不对称量可以表示为方程1。

[方程1]

$\mathrm{\δ}=\frac{\frac{I_L^{\max }+I_L^{\min }}{2}-\frac{I_S^{\max }+I_S^{\min }}{2}}{I_L^{\max }-I_L^{\min }}$

其中，I_L ^max、I_L ^min是具有最大周期的信号I_L的最大值和最小值，而I_S ^max、I_S ^min是具有最小周期的信号I_S的最大值和最小值。

故障确定单元190利用分别在最大值检测器130、最小值检测器150和不对称检测器170中获得的最大值、最小值和不对称量δ来确定是否有故障信号。因为故障确定单元190的允许范围是依据所计算的不对称量δ来自动调节的，所以，可以有效地处理输入信号的不对称。

故障信号指：i)关于零值的包络线的不对称波；ii)幅值很低的信号；以及iii)由于轨迹跳转的空白信号。

图6表示获得最大值(max)和最小值(min)绝对值的步骤(S611)，其中最大值和最小值是分别从最大值检测器130和最小值检测器150输入的。如果最大值(max)与最小值(min)的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ(S613)，则被确定为故障信号并因此输出空白信号(S615)。其中“Δ”是最大值(max)与最小值(min)比值的容限，其可以通过实验获得，并且随光记录媒介的类型而不同。

因此，通过利用最大值(max)与最小值(min)的比值，可以阻止将具有很低幅值的正常信号输入检测为故障信号的这种不希望的情况发生。更进一步，因为关于最大值(max)与最小值(min)比值的允许范围±Δ-δ是依据在不对称检测器170中获得的不对称量δ来自动调节的，所以，可以高精确度地实现对具有不对称的信号的故障检测。

下面参考图7的流程图，利用本发明的故障信号检测设备，说明检测输入信号的故障信号的方法。

通过拾取器从光记录媒介读取的再现信号，通过A/D转换器110被转换成数字格式(S711)。数字化的信号被分别输入给最大值检测器130、最小值检测器150和不对称检测器170(S713)。

关于在最大值检测周期T1和最小值检测周期T2中输入的再现信号，利用从***控制器135来的最大值检测周期T1和最小值检测周期T2和初始设置的参考最大值和最小值，最大值检测器130检测最高幅值信号作为最大值(max)，而最小值检测器150检测最低幅值信号作为最小值(min)。在各个检测周期T1、T2中所检测到的最大值和最小值被分别设置成下一个检测周期的参考最大值和最小值。

同时，在引入的再现信号当中，不对称检测器170检测具有最大周期的信号I_L的最大值I_L ^max和最小值I_L ^min，并且，还检测具有最小周期的信号I_S的最大值I_S ^max和最小值I_S ^min，并依据方程1来计算不对称量。

利用分别从最大值检测器130、最小值检测器150和不对称检测器170输出的最大值(max)、最小值(min)和不对称量δ，故障确定单元190确定在引入的再现信号当中是否有故障(S717)。

因此，如果最大值(max)与最小值(min)的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ，则确定了故障信号，并因此输出空白信号。“Δ”是最大值(max)与最小值(min)比值的容限，它可以通过实验获得，并且随光记录媒介的类型而不同。

作为故障确定的结果，如果确定出有故障信号，那么，故障确定单元190输出空白信号(S719)。

如上所述，传统的故障信号检测设备在很多情况下甚至将正常信号确定为故障信号，例如，当输入的信号在幅值上很低，或者，当依据使用中盘片的产品类型出现了偏差信号，或者当信号中包含有不对称量时。依据本发明，通过适应地响应输入信号，故障信号检测设备就能更精确地检测故障信号，并且其结果使得光记录/再现设备的性能得到改进。

依据本发明，通过根据输入信号的最大值与最小值的比值来确定在信号输入中故障信号的存在，可以依据输入信号适应地实现故障信号的检测。

更进一步，因为结合应用不对称量δ在允许范围±Δ-δ中检测故障，所以，甚至对于具有不对称的信号，也能适应地实现故障信号的检测。

虽然说明了本发明的一些说明性的、非局限的实施例，对于本领域的普通技术人员应该理解，本发明不应该局限于所说明示例的实施例，在附加权利要求书所定义的本发明的精神和范围内，可以做各种各样的变化和修改。

Claims (10)

1.一种用于光记录/再现设备的故障信号检测设备，包括：

最大值检测单元，根据参考最大值，检测在最大值检测周期的输入信号中的最高幅值，将其作为最大值；

最小值检测单元，根据参考最小值，检测在最小值检测周期的输入信号中的最低幅值，将其作为最小值；

不对称检测单元，通过检测在输入信号中具有最大周期信号I_L的最大值I_L ^max和最小值I_L ^min，以及通过检测输入信号中具有最小周期信号I_S的最大值I_S ^max和最小值I_S ^min，来计算不对称量δ；以及

故障确定单元，利用最大值、最小值和不对称量δ来确定输入信号中是否有故障信号。

2.如权利要求1的故障信号检测设备，还包括***控制单元，为最大值检测单元和最小值检测单元提供最大值检测周期和最小值检测周期。

3.如权利要求1的故障信号检测设备，其中在不对称检测单元中按照以下方程来计算不对称量δ：

$\mathrm{\δ}=\frac{\frac{I_L^{\max }+I_L^{\min }}{2}-\frac{I_S^{\max }+I_S^{\min }}{2}}{I_L^{\max }-I_L^{\min }}$

4.如权利要求1的故障信号检测设备，其中，如果最大值与最小值的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ时，则故障确定单元确定出故障信号，并输出一个相应的空白信号。

其中Δ是最大值与最小值比值的容限值。

5.如权利要求1的故障信号检测设备，其中，将在最大值检测单元中检测的最大值设置为下一个最大值检测周期的参考最大值，并且，将在最小值检测单元中检测的最小值设置为下一个最小值检测周期的参考最小值。

6.一种用于光记录/再现设备的故障信号检测方法，包括：

根据参考最大值，检测在最大值检测周期的输入信号中的最高幅值，将其作为最大值；

根据参考最小值，检测在最小值检测周期的输入信号中的最低幅值，将其作为最小值；

利用输入信号中具有最大周期的信号I_L的所检测到的最大值I_L ^max和所检测到的最小值I_L ^min，以及输入信号中具有最小周期的信号I_S的所检测到的最大值I_S ^max和所检测到的最小值I_S ^min，来计算不对称量δ；以及

利用最大值、最小值和不对称量δ来确定在输入信号中是否有故障信号。

7.如权利要求6的故障信号检测方法，还包括确定最大值检测周期和最小值检测周期。

8.如权利要求6的故障信号检测方法，其中不对称量是通过以下方程来计算的：

$\mathrm{\δ}=\frac{\frac{I_L^{\max }+I_L^{\min }}{2}-\frac{I_S^{\max }+I_S^{\min }}{2}}{I_L^{\max }-I_L^{\min }}$

9.如权利要求6的故障信号检测方法，如果最大值与最小值的比值大于1+Δ-δ，或小于1-Δ-δ，则所述确定包括输出一个相应的空白信号，

其中Δ是最大值与最小值比值的容限值。

10.如权利要求6的故障信号检测方法，其中，将所检测到的最大值设置为下一个最大值检测周期的参考最大值，并且，将所检测到的最小值设置为下一个最小值检测周期的参考最小值。

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