[发明专利]从频率调制信号恢复二进制无直流码的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种从频率调制信号恢复二进制无直流码(DC-free code)、而不需要频率调制信号的任何模拟信号解调并且低成本的方法和装置。频率调制信号中包含的二进制无直流码例如是所谓的ATIP摇摆(wobble)信号，其在可记录光存储介质(如CD-R和CD-RW)中被压制(emboss)为沟槽。因此，本发明更具体地涉及按照例如光存储介质上的高速记录的需要进行的恶化的摇摆信道中的ATIP双相信道比特(channel bit)和定时恢复。

背景技术

在数字通信和磁或光记录系统中广泛采用无直流编码。无直流是指编码序列没有直流频谱分量。信号的直流分量是在一定时间间隔上的平均电压或积分。频谱在零频率上为零或者也称为匹配频谱零码的二进制序列已经在通信和记录系统上得到广泛应用，并且众所周知的是，通过采样和锁存频率调制信号、并且数字地比较预定计数值与从高频时钟和频率调制信号得出的计数值，来解调包含二进制码的频率调制信号，这通常需要频率调制模拟信号的中心频率的模拟信号解调。例如在US5506824中披露了这样的方法。所述方法的缺点是：除了数字锁相环外，还通过双相转换器和锁相环来进行必需的模拟信号解调，以及对于高速应用，必须增大频率时钟以提供高速计数器所需的分辨率。这意味着：不利的是，必须将模拟和数字部件用于在集成电路中的实现，并且所披露的方法要求非常高的采样频率来提供所述分辨率，这对于校正高频的摇摆频率信号中的时钟周期变化是必要的。此外，所述方法对噪声和频率调制信号的抖动的抵抗力也不强。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种专门(exclusively)用数字部件从频率调制模拟信号中数字恢复二进制无直流码、并且用于高速应用并具有低成本的方法和装置。

这是通过在内部具有二进制无直流码的所述频率调制模拟信号的模数转换、并且使用锁相环和相位栅格(trellis)进行比特和定时恢复来实现的。由使用所述数字锁相环引起的误差信号可通过将相位栅格用于解调来去除。使用相移来生成所述相位栅格，并且使用来自所述数字锁相环的摇摆相位计数器的选通信号与相位栅格信号的组合来进行在频率调制模拟信号中包含的所述二进制无直流码的比特和定时恢复。分别对于时钟和定时恢复使用两次数字锁相环，并且对于双相信号和时钟检测结合相位栅格而使用两次数字锁相环，这导致低成本。来自所述数字锁相环的摇摆相位计数器的选通信号与相位栅格信号的组合包括用于恢复比特长度的双相信道比特检测器，并且包括分别用于定时和双相时钟恢复的双相时钟生成器。因此，对相位栅格应用最大似然检测。

不需要用于增大双相时钟频率的分频器以及用于解调频率调制模拟信号的中心频率的模拟锁相环，这使得本方法和相应装置可有利地应用到高速应用，例如，高速记录光盘介质(如CD-R和CD-RW)。专门地使用数字部件，这使得在集成电路的数字环境中实施该装置更容易。

为了更好地理解本发明，在下面的描述中详细说明了示例性实施例。应当理解，在本发明的使用方面，本发明不限于该示例性实施例，并且也可以方便地组合或修改所详细说明的特征而不背离本发明的范围。

在本发明的特定优选实施例中，本发明的要点例如用于按照记录光盘介质(如CD-R和CD-RW)的需要而从光盘的所压制的摇摆沟槽检测所谓的ATIP信息。缩写ATIP意思是预制沟槽(pre-groove)中的绝对时间，其包含用于确定盘上的当前位置的时间码信息。ATIP时间-码(time-code)信号的数字调制是通过由在内部具有二进制无直流码的频率调制模拟信号表示的载波频率的双相-传号(bi-phase-mark)调制来实现的。根据本发明，通过使用具有正交相位检测器的数字锁相环来提取摇摆频率调制信号，以便再现ATIP双相传号信道比特和双相时钟信号。使用正交相位检测器信号来形成相位栅格图。使用相位栅格进行解调，从而由所述解调引起的误差信号被滤掉，这避免了第二锁相环以及使用增大的时钟信号的必要性，而在传统上对于恢复具有超过一个摇摆信号周期的相位偏差范围的二进制无直流码需要第二锁相环以及使用增大的时钟信号。通过使用匹配滤波器来对相位栅格应用最大似然检测，以提供双相信道比特信号和时钟相位误差信号，所述时钟相位误差信号移动脉冲生成器的相位以便提供双相时钟信号，所述双相时钟信号与双相信道比特信号的采样点同步(in time)以恢复所述二进制码。