CN1653686A - 转换速率限制装置和光盘驱动装置 - Google Patents

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Abstract

在一种转换速率限制器中，通过限制转换速率可以阻止比包含在由差分放大器产生的差分信号中的摆动信号改变更剧烈的信号通过，并且该差分信号被用该转换速率进行处理后输出。即，比包含在差分信号DIFO中的摆动信号改变更剧烈的信号被去除，因此使得只有该摆动信号从所述转换速率限制器中输出。由DAC产生的偏置电压也被加法器加到来自所述转换速率限制器的摆动信号上并随后所述差分信号在比较器中与作为限幅电平的加成信号相比较以复制LPP信号。

Description

转换速率限制装置和光盘驱动装置
技术领域
本发明涉及一种转换速率限制装置，用于当输入信号所含的非正常分量的转换速率大到足以导致该输入信号的电平发生突变时，对该非正常分量的转换速率进行限制，并用于尽可能地将这种非正常分量从输出信号中去除。本发明还涉及一种用于在光盘上记录和复制文档、图像、音乐等的数据的光盘驱动装置，更具体而言，涉及一种适合用在摆动信号的复制和LPP(岸预刻坑)信号的检测中的光盘驱动装置，其中这些信号正在被记录在可记录/可复制光盘上。
背景技术
当前除了CD和DVD的只可复制光盘外，存在多种诸如CD-R/DVD-R的可记录或单写多读型光盘，诸如CD-RW/DVD-RW，DVD-RAM的可擦写光盘。。当记录信息于这种可记录光盘之上时，不能从用于常规只可复制光盘的复制信号中产生用于写入的参考时钟信号。
因此，可记录光盘被构造为如图8所示。图8示出了DVD-R/RW的部分表面。在该光盘(以下称为DVD-R/RW)10上，道(槽)12表示用于记录信息的区域，其被螺旋形地形成为具有特定幅度和周期的蛇形(摆动)形式。这种轨道或槽称为摆动。当激光束点13被照射在蛇形槽12上时，该处的光反射被光探测器(未示出)探测到，该光探测器以推挽式的形式被分成左右两边，因此，能够检测到光量差。如此被探测到的信号称为摆动信号(wobble signal)，从该摆动信号中能够产生用于写入的参考时钟信号。
槽12的形成，使得许多表示多种信息的坑数据14能够被写入，并且被称为岸预刻坑(以下称为LPP)的槽口部分18被设置于槽12之间的岸部分16中，如图9所示。
在CD-R/RW的情形下，所述摆动状槽也如上所述形成。CD-R/RW的摆动信号是在非倍速(unmultiplied speed)时频率为22.05kHz±1kHz的连续信号。在CD-R/RW的情形下，称为ATIP(预刻槽绝对时间)的地址信息被通过调频(FM)添加到摆动信号上，该摆动信号因此具有了一定频带。
另一方面，与CD-R/RW对比，在DVD-R/RW10情形下的摆动信号具有140.65kHz的单一频率(在非倍速的情形下)，并且没有地址信息添加于其上，于是从LPP18获得的LPP信号被作为地址信息使用。
在LPP18形成的区域上，一侧上的岸部分被配置为不连续。由于这个原因，在通过该不连续部分期间，入射到左右两侧的光探测器上的光的数量急剧变化，作为推挽式的结果，脉冲形信号将作为LPP信号被添加在摆动信号上。
如图8所示，LPP18中连接到槽12外周一侧的部分(以下称为LPP外周连接部)18a被设计为以足够的精度覆盖槽12的摆动的最大振幅位置，并且连续发生于至多三个摆动。LPP18中连接到槽12内周一侧的部分(在此称为LPP内周连接部)18b并不总是被设计在摆动的最大振幅位置，而是不规则地被设计在诸如摆动最大振幅位置或摆动最大振幅和最小振幅之间的位置。但是，也可能存在LPP内周连接部18b连续发生于至多三个摆动的情况。
结果，所述地址信息在LPP外周连接部18a的三个周期中与LPP信号结合被记录在DVD-R/RW10上。
为了从这种摆动和LPP分量结合而成的信号中稳定地提取摆动信号并以很小的误差探测LPP信号，需要减少对已记录信号分量的遗漏。另外，已有这样的趋势，即在DVD-R/RW中获得如CD-R/RW一样的复制高倍速。为此，为实现摆动和LPP信号的提取，需要用于摆动和LPP信号复制电路中的LPF(低通滤波器)和BPF(带通滤波器)的频带以及LPP提取电路相应于倍速变换。
图10示出了在常规光盘驱动器中所用的摆动和LPP信号复制电路的结构。在下文中，该摆动和LPP信号复制电路被简写为复制电路。
复制电路20被构造为包括四分传感器(quadripartite sensor)21，运算放大器23、24，AGC(自动增益控制器)31、32及与之相连的输入和输出侧HPF(高通滤波器)26、27、28和29，具有频率可变LPF的增益可变差分放大器34，过电平限制器36，BPF38，电平保持单元40，DAC(数模转换器)42，加法器44，AGC49及与之相连的输入和输出侧HPF46、47，以及二进制比较器51、52。
当激光束点13如图8所示照射到光盘10上，反射光在四分传感器21上形成分成四份形式的束点像，如图10中A、B、C和D所示。此处，为了复制摆动和LPP信号，四分传感器21首先吸收信号A、B、C和D，然后在圆周方向将它们相加以产生信号(A+D)和(B+C)。信号(A+D)在槽12的前进方向(如图中箭头Y1所示)左侧(AD侧)，信号(B+C)在右侧(BC)侧。
信号(A+D)和(B+C)被输入到HPF26、27并在该处被去除其直流偏置分量，并随后输入到AGC31、32。在AGC31、32中，为了去除RF分量和同相噪声分量，信号(A+D)和(B+C)的振幅均被调整。在振幅被调整为常数后，信号(A+D)和(B+C)通过HPF28、29输入到差分放大器34。
在差分放大器34中，求得信号(A+D)和(B+C)之间的差，并由频率可变LPF以预定增益加以处理，从而形成差分信号DIFO。
在差分放大器34的处理过程中，求得信号(A+D)和(B+C)之间的差别以消去坑数据14，并且增加包含于信号(A+D)和(B+C)中每一个的摆动和LPP信号的增益以放大该摆动和LPP信号。
从差分放大器34输出的差分信号DIFO被过电平限制器36去除LPP信号分量后只包括摆动信号分量。该摆动信号37通过BPF38输出到电平保持单元40和HPF46。包含在该摆动信号中的DC偏置分量和噪声分量等在从HPF46经由AGC49通过HPF47时被去除，并且该摆动信号被形成为具有常数振幅。于是摆动信号54被复制。
摆动信号54被输入到二进制比较器51并通过限幅电平V1进行二进制比较被二进制化，以形成二进制摆动信号56。
上述过电平限制器36的限制值SLL的产生如下所述。即，BPF38的输出的峰值电平和底部电平(bottom level)被保持(峰值保持和底部保持)在电平保持单元40中。从DAC42输出的预设DC偏置电压通过加法器44被加到每一个保持值上，所述限制值SLL也就随之产生了。
限制值SLL也被用作二进制比较器52的限幅电平V2。即，限幅电平V2由已加上偏置电压后的峰值保持值或底部保持值形成。后文所称的峰值保持值和底部保持值是指它们每一个被加上偏置电压后的值。
限幅电平V2在二进制比较器52中与差分信号DIFO相比较，二进制LPP信号58由此被复制。复制时是否将所述峰值保持值或底部保持值用作输入到二进制比较器52的限幅电平V2，取决于包含在差分信号DIFO中的LPP分量的极性。例如，由于LPP外周连接部18a，峰值保持值PL被用作LPP信号P1、P2，这是因为这些信号呈现出向上凸起的脉冲状态，如图11A所示。另外，由于LPP内周连接部18b，底部保持值BL用作LPP信号P3、P4，这是因为当这些信号采用相反极性时它们呈现出向下突起的脉冲状态。
也就是说，如图11A所示，叠加在差分信号DIFO上的脉冲状态LPP信号P1、P2可以在过电平限制器36中利用峰值保持值PL去除。另一方面，叠加在差分信号DIFO上的脉冲状态LPP信号P3、P4可以利用底部保持值BL去除。经过这样的操作，摆动信号37从过电平限制器36输出，如图11B所示。
在二进制比较器52中，如图11A所示，差分信号DIFO与峰值保持值PL相比较用于探测超出该峰值保持值PL的LPP信号P1、P2，并以此形成探测到的信号为二进制LPP信号58。此类型的常规光盘驱动器在日本专利公开7-296395和2002-216363中有所披露。
但是，现有技术的光盘驱动器存在以下问题。当光盘10的LPP内周连接部18b位于所述摆动的振幅的中央附近时，如图11A所示，来自于在该中央附近的LPP内周连接部18b的LPP信号P3、P4将从差分信号DIFO的振幅C1的中央附近凸出。即使用底部保持值BL去除LPP信号P3、P4，LPP信号分量P3、P4的某些部分仍未被去除，如图11B中P3a、P4a所示。
于是LPP信号分量P3a、P4a可能对摆动信号37造成负面影响，并导致在其中发生抖动，当来自于AGC49的摆动信号54被二进制比较器51二进制化时，合成信号沿着时间轴波动。也就是说，抖动状况将被加剧。
另外，当用于从差分信号DIFO中去除归因于LPP外周连接部18a的LPP信号的最佳限幅电平V2由于所述摆动信号的振幅波动而变化时，例如，当如图11B所示的基于峰值保持值PL的限幅电平V2变化时，LPP信号分量P1的一部分，如图中参考标识P1a所示，可能被遗留下来。这种LPP信号分量P1a遗留下来以及这种未去除分量的数量的变化也会导致抖动状况加剧。此外，LPP信号分量P1a遗留下来也可能导致所述摆动信号的振幅在BPF38后面的阶段中发生改变。
在复制LPP信号58时，如果从峰值保持值PL(限幅电平V2)中凸出的脉冲分量P5因为噪声或者所述摆动信号分量的波动而存在于该摆动信号分量中，如图11A所示，那么将会发生将脉冲P5探测为LPP信号58a的错误探测，如图11C所示。
为了避免这种LPP信号的错误探测，在常规光盘驱动器中，必须将作为限幅电平V2的限制值SLL设置为具有一定富裕量的值。但是，这种富裕量的存在，使得遗留下来的LPP信号分量P1a仍将遗留在所述摆动信号中，因此加剧抖动状况。可以考虑一种将限幅电平V2从过电平限制器36的限制值SLL中分离出来的方法，但是这种方法会导致电路规模增加。
特别地，在已经记录的光盘10中，如果RF分量因为标记部12a和非标记部12b之间的反射因数的差别而被包括于信号A、B、C和D的每一个中，其中所述标记部12a和非标记部12b如图8所示表示坑数据14，那么所述摆动和LPP信号的振幅将被归因于RF分量的噪声和所述标记的存在或缺失所改变，并因此无法获得最佳限制值SLL。结果，限幅电平V2也将发生改变。
由于上述原因，很难正确地复制摆动信号54、二进制摆动信号56以及LPP信号58。
本发明正是基于对上述问题的认识，意图提供一种转换速率限制装置和一种光盘驱动装置，在其中能够正确地复制所述摆动和LPP信号而无需增加电路规模。
发明内容
如权利要求1所述的根据本发明的转换速率限制装置，其特征在于，该转换速率限制装置包括输入信号从其栅极输入的MOS晶体管，连接到该MOS晶体管的源极与该晶体管串联的第一电流源，连接到该MOS晶体管的漏极与该晶体管串联的第二电流源，以及连接在该MOS晶体管源极和参考电势之间的电容器。
由于此结构，所述输入电压的电平的急剧增加，即所述输入电压以大于通常的转换速率增加(或减少)，将使得所述MOS晶体管进入导通态，从而所述输出电压(所述参考电势)将以由所述第二电流源与所述第一电流源的差以及所述电容器的电容值确定的转换速率增大(或减小)。该转换速率相应于至多每单位时间所述输出电压的增加(或减少)程度，从而即使所述输入电压的电平急剧增加(或减少)，所述输出电压的急剧增加(或减少)的程度也能够得到抑制。换句话说，所述输入电压的电平的急剧增加(或减少)能够被消除。
如权利要求2所述的根据本发明的转换速率限制装置，其特征在于，如权利要求1所述的第一电流源和第二电流源的任意一个或两个包括可变电流源。
结果，所述转换速率可以变化并可被设置为任意值。
如权利要求3所述的根据本发明的转换速率限制装置，其特征在于，如权利要求1所述的电容器进一步被设计为电容值可变。
结果，所述转换速率可以变化并可被设置为任意值。
如权利要求4所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，该光盘驱动装置从光盘复制表示道的蛇形信息的摆动信号以及基于内道部(intra track part)的地址信号，该光盘包括用于记录信息的以蛇形形式和预定周期从光盘的内周到外周螺旋地形成的所述道，同时该光盘还包括与所述道相连接而形成于所述道之间的用于复制地址信息的所述内道部，其中所述光盘驱动器包括通过用光扫描所述道来探测双路(two-line)信号的分光传感器(split optical sensor)，用于产生差分信号的差分放大器，该差分信号通过求得由所述分光传感器探测到的双路信号的差而包含所述摆动信号和所述地址信号，以及转换速率限制器，该转换速率限制器用于用已限制的转换速率处理所述差分信号从而避免比所述摆动信号改变更剧烈的信号通过。
结果，在所述差分信号通过所述转换速率限制器的过程中，比包含在该差分信号中的摆动信号改变更剧烈的信号被去除。换句话说，与该摆动信号一起包含于该差分信号中的所述地址信号和所述噪声分量被去除，结果只有该摆动信号从该转换速率限制器中输出。
如权利要求5所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求4所述的光盘驱动装置，进一步包括具有可变通频带并输入从所述转换速率限制器输出的信号的带通滤波器。
于是，通过将所述带通滤波器的通频带调整到只允许所述摆动信号通过，可以更正确地复制该摆动信号。
如权利要求6所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求5所述的带通滤波器的通带进一步能够依据所述光盘的旋转数进行可变设置。
结果，尽管已由所述分光传感器探测到的所述噪声分量以及所述摆动和地址信号将依据所述光盘的旋转数而有所不同，但通过依据所述旋转数对所述带通滤波器的通带进行可变调整能够去除遗留在从所述转换速率限制器输出的所述摆动信号中的噪声分量，因此最佳地只允许该摆动信号通过。
如权利要求7所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求4所述的光盘驱动装置，进一步包括用于产生可变电压的可变电压发生装置，用于将该电压加到所述转换速率限制器的输出信号上的加法器，以及用于通过将所述差分信号与作为限幅电平的所述加法器的输出信号进行比较而复制所述地址信号的比较器。
结果，由于从所述加法器输出的限幅电平呈现出与从所述差分信号中提取的所述摆动信号基本共形且同步的波形，该限幅电平总体上可以通过电压增加或减少，从而可以将该限幅电平调整为基本上与包含于所述差分信号中的所述摆动信号的波形相一致。通过将该种限幅电平与所述差分信号相比较，可以正确地探测和复制以脉冲状态从所述摆动信号凸出的所述地址信号。
如权利要求8所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求4所述的转换速率限制装置的转换速率进一步随着所述光盘的旋转数的增加而被设定为更大值。
结果，即使由所述分光传感器探测到的所述摆动信号的升/降改变速率通过所述光盘的旋转数的增加而增加，该摆动信号也能够从所述转换速率限制器正确地输出。
如权利要求9所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求4所述的差分放大器的增益进一步被设计为可变并且可以依据包含在所述差分信号中的所述摆动和地址信号的振幅被可变地设置。
结果，包含在所述差分信号中的所述摆动和地址信号的振幅可以依据所述盘的类型的差别而变化，并能够被调整为与所述转换速率限制器的值相应。
如权利要求10所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求4所述的差分放大器的增益进一步被设计为可变并可依据所述光盘的旋转数进行设置。
结果，尽管已利用所述分光传感器探测到的所述摆动和地址信号将依据所述光盘的旋转数而有不同的频带，但通过依据所述旋转数对所述差分放大器的增益值以及所述转换速率限制器的值进行可变设置，该摆动和地址信号能够被正确地探测且包含于所述差分信号中。
如权利要求11所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，该光盘驱动器从光盘复制表示道的蛇形信息的摆动信号以及基于内道部的地址信号，该光盘包括用于记录信息的以蛇形形式和预定周期从光盘的内周到外周螺旋地形成的所述道，同时该光盘还包括与所述道相连接而形成于所述道之间的用于复制地址信息的所述内道部，其中所述光盘驱动器包括通过用光扫描所述道来探测双路信号的分光传感器，用于产生差分信号的差分放大器，该差分信号通过求得由所述分光传感器探测到的双路信号的差而包含所述摆动和地址信号，以及用于处理所述差分信号的转换速率限制器，该转换速率限制器包括所述差分信号从其栅极输入的MOS晶体管，连接到该MOS晶体管的源极与该晶体管串联的第一电流源，连接到该MOS晶体管的漏极与该晶体管串联的第二电流源，以及连接在该MOS晶体管源极端和输出端之间的电容器。
结果，在所述差分信号通过所述转换速率限制器的过程中，比包含在该差分信号中的所述摆动信号改变更剧烈的信号基于权利要求1中所述的操作被去除。换句话说，与该摆动信号一起包含于该差分信号中的所述地址信号和所述噪声分量被去除，结果只有该摆动信号从该转换速率限制器中输出。
如权利要求12所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的转换速率限制器的第一和第二电流源的任意一个或两个包括可变电流源。
这使得能够任意地设置所述转换速率，从而能够利用所述转换速率限制器正确地去除比包含在所述差分信号内的所述摆动信号改变更剧烈的信号。
如权利要求13所述的根据本发明的转换速率限制器，其特征在于，如权利要求11所述的转换速率限制器的电容器进一步被设计为电容值可变。
这使得可以任意设置所述转换速率，从而能够利用所述转换速率限制器正确地去除比包含在所述差分信号内的所述摆动信号改变更剧烈的信号。
如权利要求14所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的光盘驱动装置，进一步包括具有可变通频带并输入从所述转换速率限制器输出的输出信号的带通滤波器。
于是，通过将所述带通滤波器的通频带调整到只允许所述摆动信号通过，可以更正确地复制该摆动信号。
如权利要求15所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求14所述的带通滤波器的通带进一步能够依据所述光盘的旋转数被可变设置。
结果，尽管已由所述分光传感器探测到的所述噪声分量以及所述摆动和地址信号将依据所述光盘的旋转数而有所不同，但通过依据所述旋转数对所述带通滤波器的通带进行可变调整能够去除遗留在从所述转换速率限制器输出的所述摆动信号中的噪声分量，于是只允许该摆动信号正确地通过。
如权利要求16所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的光盘驱动装置，进一步包括用于产生可变电压的可变电压发生装置，用于将该电压加到所述转换速率限制器的输出信号上的加法器，以及用于通过将所述差分信号与作为限幅电平的所述加法器的输出信号进行比较而复制所述地址信号的比较器。
结果，由于从所述加法器输出的限幅电平呈现出与从所述差分信号中提取的所述摆动信号形状基本相同且同步的波形，所以该限幅电平总体上可以通过电压增加或减少，从而可以将该限幅电平调整为基本上与包含于所述差分信号中的所述摆动信号的波形相一致。将该限幅电平与所述差分信号相比较，可以正确地探测和复制以脉冲状态从所述摆动信号凸出的所述地址信号。
如权利要求17所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的转换速率限制器的转换速率进一步随着所述光盘旋转数的增加而被设置为更大值。
这使得即使由所述分光传感器探测到的所述摆动信号的升/降改变速率因所述光盘的旋转数的增加而增加，该摆动信号也能够从所述转换速率限制器正确地输出。
如权利要求18所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的差分放大器的增益进一步被设计为可变并且可以依据包含在所述差分信号中的所述摆动和地址信号的振幅可变地设置。
结果，在所述差分信号中，所述摆动和地址信号的振幅可以依据所述盘的类型之间的差别变化，并能够被调整为与所述转换速率限制器的值相应。
如权利要求19所述的根据本发明的光盘驱动装置，其特征在于，如权利要求11所述的差分放大器的增益进一步被设计为可变并可依据所述光盘的旋转数被设置。
结果，尽管已通过所述分光传感器探测到的所述摆动和地址信号将依据所述光盘的旋转数而有不同的频带，但通过依据所述旋转数对所述差分放大器的增益值以及所述转换速率限制器的值进行可变调整，该摆动和地址信号能够被最佳地探测以致包含于所述差分信号中。
附图说明
图1为框图，示出了根据本发明实施例的光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路的结构；
图2A到2C为示图，示出了所述光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路中的每一信号；
图3为示图，示出了使用在所述光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路中的转换速率限制器的第一典型结构；
图4为波形图，示出了具有所述第一典型结构的转换速率限制器的输入和输出电压的波形；
图5为示图，示出了使用在所述光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路中的转换速率限制器的第二典型结构；
图6A到6F为波形图，示出了在对本发明实施例的效果进行检验时的波形；
图7A到7F为图6A到6F所示中的预定部分的放大视图；
图8示出了光盘的结构；
图9为放大视图，示出了所述光盘的槽、岸和LPP；
图10为框图，示出了根据现有技术的光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路的结构；
图11A到11C为示图，示出了根据现有技术的光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路中的每一信号。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施例。在下面所参照的每一幅附图中，相同部分用同样的参考数字表示。
图1示出了根据本发明实施例的摆动和LPP信号复制电路60，其特征在于用转换速率限制器(转换速率限制电路)代替图10中所示的复制电路20的过电平限制器36，还在于去掉图10中所示的电平保持单元40并将转换速率限制器61的信号输出端如图1所示连接到加法器44，以及其特征在于，采用可变频带型带通滤波器作为BPF38a，并将其连接到转换速率限制器61的输出侧。
也就是说，根据本发明的实施例的复制电路60被设计为包括四分传感器21，运算放大器23、24，AGC31、32以及与之输入输出侧相连的HPF26、27、28和29，具有可变频型LPF的增益可变差分放大器34，转换速率限制器61，BPF38a，DAC42，加法器44，AGC49以及与之输入输出侧相连的HPF46、47，以及二进制比较器51、52。
转换速率限制器61被设计为能够依据DVD-R/RW10的旋转数改变转换速率(输出信号升/降的改变速率)，对该转换速率的限制使得能够允许所述摆动信号通过但阻止所述LPP信号通过，其中，此二信号均包含于从差分放大器34输出的差分信号DIFO。所述限制的执行，使得所述转换速率随着所述旋转数的增大而增大。另外，为了依据旋转数改变所述转换速率，设计该转换速率能够被逐步设置，例如，从125到2000mV/μsec以每125mV为一步。
以这种方式限制所述转换速率防止了如图2A所示的包含于差分信号DIFO中的LPP信号P1到P4的通过，并只允许如图2B所示的摆动信号63的分量通过和输出。在此转换速率处理过程中，如图2A所示的叠加在差分信号DIFO摆动分量上的须状振幅分量也能够被去除，如图2B所示。这些振幅分量可以如上所述利用被限制的转换速率阻止其通过并将其去除，所述振幅分量如现有技术相关部分所述的，被归因于所述RF分量的噪声以及所述标记的存在与缺失急剧改变转换。
图3示出了转换速率限制器61的典型电路结构，该电路由MOS晶体管Q1，用于提供恒定电流I1的电流源1，用于提供恒定电流I2的电流源2，以及作为MOS晶体管Q1负载的电容C1组成。
当输入电压Vin的电平急剧增加，如图4中a1，a2所示，MOS晶体管Q1变成开启状态，导致输出电压Vout以转换速率增加，该转换速率由恒定电流I1和I2之间的差，即(I2-I1)，以及电容C1的电容值C1来决定。另一方面，当输入电压Vin的电平急剧减少，如图4中b1，b2所示，MOS晶体管Q1变成关闭状态，导致输出电压Vout以转换速率减少，该转换速率由恒定电流I1和电容值C1来决定。
于是，形成于输入电压Vin的脉冲状态噪声分量a1，b1和a2，b2基本上将被去除，使得只有基本上等于输入信号Vin的信号作为输出信号Vout输出。也就是说，转换速率限制器61去除了如图2A所示的LPP信号P1到P4，并且基本上只输出如图2B所示的摆动信号63。
此外，如图5所示，用于补偿输出电压Vout电平的输出电平补偿电路5额外附加在可能作为转换速率限制器61的如图3所示的电路上。输出电平补偿电路5被构造为包括运算放大器OP1，N型MOS晶体管Q2和电流源6。运算放大器OP1也与MOS晶体管Q2构成电压输出跟随器。
其后连接这种转换速率限制器61的差分放大器34处理从HPF28、29输入到AGC(自动增益控制)的信号(A+D)和(B+C)，使得归因于所记录坑的所述RF分量的振幅能够保持不变，并随后求得信号差而形成所述摆动和LPP分量。由于如此获得的输出将因为所述盘的类型而有所不同，可设计将增益值设置为，例如，0.66，1.33和2.66倍，以获得最佳增益选择。
此外，通过所述依据旋转数的增益选择，可以设计转换速率限制器61的值的改变宽度(modification width)能够减少，以使得能够最优地探测所述摆动和LPP分量。
进一步，还可以使连接在转换速率限制器61后的BPF38a的频带能够相应于所述旋转数而改变，其频率利用输入时钟和寄存器变换。这种频带选择使得能够从摆动信号63中最佳地探测出所述摆动分量。
另外，加法器44将来自于DAC42的DC偏置电压V3加到从转换速率限制器61输出的摆动信号63上，结果生成用于二进制比较器52的限幅电平V2a。
还可以设计限幅电平V2a，使其利用偏置电压V3逐步变化，例如，以每25mV从0到375mV变化。于是，由于限幅电平V2a是以摆动信号63为基础产生的，且该摆动信号63是通过从差分信号DIFO中提取所述摆动分量形成的，其呈现了如图2C所示的与包含在差分信号DIFO中的正弦摆动分量形状基本相同且同步的波形。因此，限幅电平V2a能够被设计为利用偏置电压V3增加或减少，以便能与所述摆动分量的波形基本上相符。
关于所述光盘驱动器中具有这种结构的复制电路60，从DVD-R/RW10复制所述摆动和LPP信号的操作将在下文中加以叙述。
然而，假定当在DVD-R/RW10上记录信息后，AGC31、32工作以调整信号(A+D)和(B+C)的振幅，但AGC31、32的输出电平探测电路的响应速率可被选择在一定频带内，其中所述LPP信号在该频带上无影响，而且可以利用环路滤波器对该频带进行带宽限制。还可以假定由于AGC31、32可能在记录信息前饱和，为了保证足够的工作范围，可以将AGC31、32变换为具有并使用固定增益，并且利用HPF26到29在AGC31、32之前和之后去除DC分量。
首先，由四分传感器获得的信号A、B、C和D在圆周方向上相加以生成信号(A+D)和(B+C)。信号(A+D)和(B+C)输入到HPF26、27并在其中去除它们的DC偏置分量，随后在AGC31、32中调整二信号的振幅。振幅已被设置为常数的信号(A+D)和(B+C)通过HPF28、29输入到差分放大器34。在差分放大器34中求得信号(A+D)和(B+C)之间的差并用预定增益对其加以处理，再通过频率可变LPF后，获得差分信号DIFO。
转换速率限制器61从差分信号DIFO中去除如图2A所示的LPP分量P1到P4，使得如图2B所示的保留下来的摆动信号63输出到加法器44和BPF38a。加法器44将偏置电压V3加到摆动信号63上，并因此获得如图2C所示的限幅电平V2a。在二进制比较器52中将限幅电平V2a与差分信号DIFO相比较，从而复制二进制化的LPP信号58b。
另一方面，遗留在摆动信号63中的诸如噪声的多余分量在BPF38a中被去除，随后在具有HPF46、AGC49和HPF47的电路中去除DC偏置分量和噪声等，并使得摆动信号63具有固定振幅。经过这一处理过程，摆动信号54b得以复制。摆动信号54b输入到二进制比较器51中并与限幅电平V1相比较以被二进制化，从而复制出二进制摆动信号56b。
值得注意的是尽管四分传感器21如上所述被设计为探测双路信号，但是其他的分光传感器也可以用来探测这样的双路信号。
根据本发明实施例的光盘驱动器的摆动和LPP信号复制电路60的结构使得能够限制转换速率限制器61的转换速率，以防止比包含在由差分放大器34所产生的差分信号DIFO中的所述摆动信号改变更剧烈的信号通过，并用限制后的转换速率处理差分信号DIFO以输出。经过这样的处理，当差分信号DIFO通过转换速率限制器61时，包含在差分信号DIFO中的比所述摆动信号改变更剧烈的信号被去除。也就是说，与所述摆动信号一起包含在差分信号DIFO中的所述地址信号和所述噪声分量被去除，使得只有该摆动信号从转换速率限制器61中输出。于是，所述摆动信号得以正确地复制。
由于还设置有输入了转换速率限制器61的输出信号的且频带可加以限制的可变通带BPF38a，可以将BPF38a的通频带调整为只允许通过所述摆动信号，因此能够更正确地复制该摆动信号。
另外，由DAC42产生的偏置电压V3被加法器44加在来自转换速率限制器61的摆动信号63上，所得相加信号被用作限幅电平V2a，在比较器52中与差分信号DIFO相比较，以复制LPP信号58b。由于从加法器44输出的限幅电平V2a呈现与从差分信号DIFO中提取的所述摆动信号基本共形且同步的波形，限幅电平V2a总体上利用电压增加或减少，于是该限幅电平能够与包含在差分信号DIFO中的所述摆动信号的波形基本一致。通过将如此得到的限幅电平V2a与差分信号DIFO相比较，能够正确地探测以脉冲状态从所述摆动信号上凸起的LPP信号58b。
由于转换速率限制器61的转换速率被设计为随着光盘10的旋转数的增加而被设置为更大值，即使光盘10的旋转数的增加导致由分光传感器探测到的摆动信号的升/降改变速率增加，所述摆动信号也能正常地从转换速率限制器61中输出。
增益可变的差分放大器34，也能够吸收由所述盘的类型决定的差分信号振幅的变化，并且能够减少所需转换速率的设置值。
依据光盘10的旋转数对BPF38a的通带进行改变也可以去除遗留在从转换速率限制器61中输出的摆动信号63中的噪声分量，并且最佳地只允许该摆动信号通过。
表示上述效果的验证结果的波形如图6A到6F和图7A到7F所示。另外，图7A到7F是图6A到6F中的部分71的放大视图。在图6A到6F和图7A到7F中，图6A和7A所示的波形是从差分放大器34输出的差分信号DIFO。图6B和7B所示的波形表示对三个信号波形73的比较，这三个信号包括：通过使来自差分放大器34的差分信号DIFO直接通过BPF38而无如图10所示的常规电路设计中所用的过电平限制器36而获得的摆动信号(以下称为第一常规摆动信号)；通过使差分信号DIFO经由如图10所示的常规电路设计中所用的过电平限制器36，通过BPF38而获得的摆动信号(以下称为第二常规摆动信号)；通过使差分信号DIFO经由根据如图1所示的本发明实施例的电路设计中的转换速率限制器61，通过BPF38而获得的摆动信号(以下称为本发明摆动信号)。
图6C和7C所示的波形为表示第一常规摆动信号和理想摆动信号之间的周期差的波形75。图6D和7D所示的波形为表示第二常规摆动信号和理想摆动信号之间的周期差的波形77。图6E和7E所示的波形为表示本发明摆动信号和理想摆动信号之间的周期差的波形79。
在图6F和7F中所示的波形75a、77a和79a示出了抖动率(％)，每一个抖动率比通过将分别从上述差量波形75、77和79获得的标准偏差除以理想摆动信号的周期来获得。
从图6F和7F中所示的结果可以看出，根据本发明的实施例获得的波形79a具有基本上等于1的抖动率，这表示最优的性能。由此也可以看出，为了探测LPP信号58b，并主要出于易于探测的考虑，可以最优化来自于DAC42的偏置值，并且其对于所述摆动信号的影响可以忽略不计。
在根据本发明的光盘驱动器中，并未采用将所述过电平限制器的限制值和所述限幅电平分离设置并因此增加电路规模的常规结构，而且除去了常规结构中所用的电平保持单元40，从而能够相应减少电路规模。
工业实用性
采用根据本发明的转换速率限制器可以避免使用用于常规电路中的二极管，从而与常规电路相比较相应减少了组件数量。免于使用用于常规电路中的二极管还可以适合于利用CMOS集成电路的结构。此外，用在根据本发明的转换速率限制器中的MOS晶体管能够大大增加输入阻抗，因此可以在输入端省去缓冲电路等。
在根据本发明的光盘驱动器中，转换速率限制器限制转换速率以限制比包含在由差分放大器产生的差分信号中的摆动信号改变更剧烈的信号通过，且该差分信号经已限制的转换速率处理后输出。经过该处理，在所述差分信号通过该转换速率限制器时，比包含在该差分信号中的所述摆动信号改变更剧烈的信号被去除。也就是说，去除了与该摆动信号一起包含在该差分信号中的地址信号和噪声分量，并因此只有该摆动信号从所述转换速率限制器输出。从而，该摆动信号得以正确地复制。

Claims (19)

1.一种转换速率限制装置，其特征在于包括：
输入信号从其栅极输入的MOS晶体管；
连接到所述MOS晶体管的源极与所述MOS晶体管串联的第一电流源；
连接到所述MOS晶体管的漏极与所述MOS晶体管串联的第二电流源；以及
连接在所述MOS晶体管源极和参考电势之间的电容器。
2.根据权利要求1的转换速率限制装置，其特征在于，所述第一电流源和所述第二电流源的任意一个或两个包括可变电流源。
3.根据权利要求1的转换速率限制装置，其特征在于所述电容器的电容值可变。
4.一种光盘驱动装置，用于从光盘复制表示道的蛇形信息的摆动信号以及基于内道部的地址信号，该光盘包括用于记录信息的以蛇形形式和预定周期从光盘的内周到外周螺旋地形成的所述道，同时该光盘还包括与所述道相连接而形成于所述道之间的用于复制地址信息的所述内道部，
其特征在于，所述光盘驱动装置包括：
分光传感器，用于通过用光扫描所述道来探测双路信号；
差分放大器，用于产生差分信号，该差分信号通过求得由所述分光传感器探测到的双路信号的差而包含所述摆动信号和所述地址信号；以及
转换速率限制器，用于用已限制的转换速率处理所述差分信号从而防止比所述摆动信号改变更剧烈的信号通过。
5.根据权利要求4的光盘驱动装置，其特征在于，包括具有可变通频带并输入从所述转换速率限制器输出的信号的带通滤波器。
6.根据权利要求5的光盘驱动装置，其特征在于，所述带通滤波器的通带能够依据所述光盘的旋转数进行可变设置。
7.根据权利要求4的光盘驱动装置，其特征在于，包括：
可变电压发生装置，用于产生可变电压；
加法器，用于将所述电压加到所述转换速率限制器的输出信号上；以及
比较器，用于通过将所述差分信号与作为限幅电平的所述加法器的输出信号进行比较而复制所述地址信号。
8.根据权利要求4的光盘驱动装置，其特征在于，所述转换速率限制器的转换速率随着所述光盘的旋转数的增加而被设定为更大值。
9.根据权利要求4的光盘驱动装置，其特征在于，所述差分放大器的增益为可变并且可以依据包含在所述差分信号中的所述摆动和地址信号的振幅被可变地设置。
10.根据权利要求4的光盘驱动装置，其特征在于，所述差分放大器的增益为可变并可依据所述光盘的旋转数进行设置。
11.一种光盘驱动装置，用于从光盘复制表示道的蛇形信息的摆动信号以及基于内道部的地址信号，该光盘包括用于记录信息的以蛇形形式和预定周期从光盘的内周到外周螺旋地形成的所述道，同时该光盘还包括与所述道相连接而形成于所述道之间的用于复制地址信息的所述内道部，
其特征在于，所述光盘驱动装置包括：
分光传感器，用于通过用光扫描所述道来探测双路信号；
差分放大器，用于产生差分信号，该差分信号通过求得由所述分光传感器探测到的双路信号的差而包含所述摆动信号和所述地址信号；以及
转换速率限制器，用于处理所述差分信号，该转换速率限制器包括所述差分信号从其栅极输入的MOS晶体管，连接到所述MOS晶体管的源极与所述MOS晶体管串联的第一电流源，连接到所述MOS晶体管的漏极与所述MOS晶体管串联的第二电流源，以及连接在所述MOS晶体管源极端和输出端之间的电容器。
12.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，所述转换速率限制器的第一和第二电流源的任意一个或两个包括可变电流源。
13.根据权利要求11的转换速率限制装置，其特征在于，所述转换速率限制器的电容器的电容值可变。
14.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，包括具有可变通频带并输入从所述转换速率限制器输出的输出信号的带通滤波器。
15.根据权利要求14的光盘驱动装置，其特征在于，所述带通滤波器的通带能够依据所述光盘的旋转数被可变设置。
16.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，包括：
可变电压发生装置，用于产生可变电压；
加法器，用于将所述电压加到所述转换速率限制器的输出信号上；以及
比较器，用于通过将所述差分信号与作为限幅电平的所述加法器的输出信号进行比较而复制所述地址信号。
17.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，所述转换速率限制器的转换速率随着所述光盘旋转数的增加而被设置为更大值。
18.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，所述差分放大器的增益为可变并且可以依据包含在所述差分信号中的所述摆动和地址信号的振幅可变地设置。
19.根据权利要求11的光盘驱动装置，其特征在于，所述差分放大器的增益为可变并可依据所述光盘的旋转数被设置。
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Granted publication date: 20090826

Termination date: 20160516