[发明专利]计时信号恢复装置

说明书

本发明涉及光学存储系统的时钟恢复。在这种系统中，典型地利用激光读写存储于旋转的介质上的数据。在此过程中，来自介质的反射光被用于其它的用途，例如使光头跟踪介质、调整介质的旋转速率以及恢复时钟信息。

恢复后的时钟信息典型地用于锁相环路(PLL)，此环路锁定于一个时钟基准并产生一个写数据时钟。这种锁相环路所产生的一个问题是，它无法高速地区分幅度差与相位差之间的差别。解决幅度差的一种方法是采用例如自动增益控制(AGC)电路的技术将信号幅度规范于锁相环路中。然而，当使用如DVD读写器(DVD-RW)和DVD随机存储器(DVD-RAM)时，这些自动增益控制电路就太慢。当使激光功率出现极大的变化，并因此在激光功率从读数据所需电平升至写数据所需电平并又下降迅速且戏剧性的变化过程中使得反射光也出现极大的变化时，这种情况尤为真确。

另一种方法是采用规范器电路，它使光学检测器的各输出除以相加后的所有各检测器的输出。然而，目前可用的规范器设计对于跟踪在读、写和涂改电平之间的迅速变化来说，是太慢了；采用将规范的信号输入至锁相环路会引起信号移动，结果导致相位误差。

于是，为补偿大的信号电平的改变，传统的自动增益控制电路和规范器设计是太慢或不够精确。需要一种能够将信号电平稳定于锁相环路的方法，以调整因激光功率电平从读至写至涂改操作的迅速变化而产生的幅度变化。

本发明的目的是，在光学数据存储系统中，将一个硬限制器与一个带状带通滤波器结合一起，用于对提供给锁相环路的基准信号的幅度变化进行补偿，以产生一个计时基准信号。带状带通滤波器置于限制器的输入端，以减低或消除由于硬限制器而混入有关通带之中的带噪声。硬限制器输出一个数字信号，此信号的通过零点的部分精确地表示着输入基准信号的通过零点的部分。此信号用作锁相环路的基准。

根据以下特定实施例并参照附图对本发明进行说明。附图中，

图1示出光学系统中的一个锁相环路，

图2示出一个写脉冲的示意图，

图3示出本发明的锁相环路，和

图4示出本发明的带状带通滤波器和限制器的示意图。

图1示出一个光学数据存储系统中的一个数字锁相环路。写控制器100发出控制激光110的功率水平的信号。激光辐射120射向存储介质130，反射光140射向光学拾取器150。来自光学拾取器150的信号经光学放大器160输至锁相环路子系统200。现有技术的各种锁相环路的工作是不难理解的，在例如由Horowitz和Hill所著的《电子学技术》(第二版，剑桥大学出版社，1989年，第9.27部分，第641页-655页)中有所描述。数字相位检测器210将输入信号与来自电压控制振荡器(VCO)230的信号相比较，产生一个相位误差信号。此相位误差信号经环路滤波器220调整后用于控制电压控制振荡器230的输入。在采用数字相位检测器的锁相环路中，通常以输入频率的倍数来驱动电压控制振荡器。数字相位检测器需要输入信号具有接近于50％的占空度。由于在频率分配处理的最后级为除以2的运算，如所示除法器250和260，可确保数字相位检测器210的输入为50％的占空度。

图2示出一个写脉冲的示意图，表示图1的激光110所产生的不同的功率水平。较低的功率水平为读水平180，它用于从存储介质读取信息；然后是涂改水平170，它用于涂改以前存入的信息；最高的功率是写水平160，它用于写信息。激光还有第四种状态，即关断，它在本发明中并不重要。在工作中，激光110的这些不同的功率水平会导致射在光学拾取器150上的反射辐射140的水平产生迅速且戏剧性的改变。电压水平随检测器构造的不同而改变，但典型的用于写、涂改和读操作的激光功率水平分别为10毫瓦(mW)、5毫瓦和1毫瓦。对于一个对入射光功率有线性响应的检测器来说，输出电压会在10至1的范围变动。锁相环路200的最佳工作要求输入至相位检测器210的基准信号具有相当稳定的水平。自动增益控制放大器和规范器面对处理功率水平的迅速变化来说是太慢了。

图3示出本发明的框图。光学拾取器150向带状带通滤波器310输入信号，此滤波器使位于有关频率以外的信号衰减。这样可防止由于锁相环路200的相位检测器而混入的频率，这些频率会导致相位误差。限制器320在经过滤波后的信号中去掉幅度变化的部分，基本上只保留通过零点的部分，并将此信号输送至锁相环路200。