CN101086857A - 光学储存装置和空白状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光学储存装置，以及应用于其中的空白状态检测方法。首先从一光盘片读取一光学信号。一可变增益放大器根据一控制信号将该光学信号放大。一模拟数字转换器取样该光学信号以产生一数据信号。一自动增益控制器根据该数据信号的大小更新该控制信号。一空白检测器将该数据信号与一临界值信号比较，以检测一空白状态。一临界值信号产生器根据该控制信号而产生该临界值信号。如果该数据信号的大小不超过该临界值信号，该空白检测器传送一暂停信号使该控制信号暂时停止更新。

Description

光学储存装置和空白状态检测方法

技术领域

本发明是有关于光盘储存装置，尤其是有关于检测光盘片空白未记录状态的方法。

背景技术

图1a为一现有的光学储存装置。一般来说，储存在光盘中的数据在传送至译码器之前，会先经过放大和数字化的步骤，以将信号的振幅调整为一目标值。可变增益放大器102，模拟数字转换器104和自动益增控制器106形成一个自动增益控制器回路，用来调整光学信号#RF的增益。而空白检测器110提供一额外的数据通路，用以检测光学信号#RF的一空白状态(blankness)，其中光学信号#RF的空白状态是对应于光盘片上一轨道中的至少一空白未刻录区段(blank sector)。如果光学信号#RF的振幅大小低于一临界值，则该光学信号#RF对应该空白状态，因此译码器108不启动，而对应的光盘片纪录区段(recording sector)则回报为空白未刻录区段。相对的，如果光学信号#RF不是空白状态，则空白检测器110传送一激活(enable)信号#en至该译码器108，使译码器108启动，以对模拟数字转换器104输出的数据信号#DATA进行译码处理。

图1b为定义空白状态的示意图。当光学信号#RF的振幅大小低于临界值(+th和-th)时，则对应的纪录区段则视为空白区段。相对的，当光学信号#RF的振幅大小超过临界值信号时，则对应的纪录区段则视为非空白区段，因此启动译码器108对数据信号#DATA进行处理。

发明内容

本发明提出一种光学储存装置，以及应用于其中的空白状态检测方法。首先从一光盘片读取一光学信号。一可变增益放大器根据一控制信号将该光学信号放大。一模拟数字转换器取样该光学信号以产生一数据信号。一自动增益控制器根据该数据信号的大小更新该控制信号。一空白检测器将该数据信号与一临界值信号比较，以检测一空白状态。一临界值信号产生器根据该控制信号而产生该临界值信号。如果该数据信号的大小不超过该临界值信号，该空白检测器传送一暂停信号使该控制信号暂时停止更新。

该光学储存装置可进一步包含一译码器耦接该模拟数字转换器和空白检测器，其中如果该数据信号的大小超过该临界值信号，则该空白检测器产生一激活信号使该译码器启动，使该译码器开始处理该数据信号。

该临界值信号产生器可包含一查询表，用以提供一线性转换关系，以根据该控制信号产生该临界值信号。

该临界值信号产生器也可以一硬件电路来达成，包含一控制器，一乘法器和一加法器。该控制器根据该控制信号产生一斜率值和一偏移值，乘法器将该控制信号乘以该斜率值。而该加法器将该乘法器的输出加上该偏移值，以产生该临界值信号。

当该控制信号的大小在一第一范围内，该控制器产生一第一斜率值，及一第一偏移值。当该控制信号的大小在一第二范围内，该控制器则产生一第二斜率值，及一第二偏移值。

该空白检测器包含一高通滤波器，一迟滞元件(hysteresis)和一计数器。高通滤波器将该数据信号中的低频成份滤除。迟滞元件根据该临界值信号将该数据信号量化为一方波信号。计数器统计该方波信号的工作周期以检测该空白状态。该光学储存装置还可包含一译码器。如果该计数器检测到低准位的方波信号，该计数器产生一激活信号以启动该译码器，使该译码器开始处理该数据信号。

附图说明

图1a为一现有的光学储存装置。

图1b为定义空白状态的示意图。

图2为一光学储存装置的实施例。

图3a为图2中临界值信号产生器的实施例。

图3b表示增益和控制信号的关系图。

图4为图2中空白检测器的实施例。

图5为本发明实际应用时的波形变化示意图。

图6为检测空白状态的流程图。

附图标号：

102可变增益放大器

104模拟数字转换器

106自动增益控制器

108译码器

110空白检测器

210临界值信号产生器

220空白检测器

302控制器

304乘法器

306加法器

402高通滤波器

404迟滞元件

406计数器

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下：

图2为一光学储存装置的实施例。本实施例的架构不同于以往。空白检测器220使用从模拟数字转换器输出的数据信号#DATA来检测空白状态，藉此节省图1a和图1b所示空白检测器110数据路径上的电路成本。空白检测器220是以数字电路的方式应用，成本更低于模拟电路。在图1a和图1b中，模拟数字转换器输出的数据信号#DATA被送至自动益增控制器106，而自动益增控制器106产生一控制信号#ctrl至可变增益放大器102以调整光学信号#RF的增益值。藉此数据信号#DATA的大小在递归调整的过程中渐渐逼近一目标值。由于数据信号#DATA的大小一直在变动中，空白检测器220可能判断错误。为了确保判断正确，本发明提出一种临界值信号产生器210，用以提供动态的临界值信号#th，正比于控制信号#ctrl。当数据信号#DATA被放大时该临界值信号#th也被放大，使得空白检测器220检测空白状态的功能不受到可变增益放大器102增益的影响。

如果空白状态持续了一段时间，该自动增益控制器回路可能又逐渐的把光学信号#RF的增益放大到趋近于该目标值，形成我们不乐见的发散现象。因此在空白检测器220中另有一个功能来解决这个问题。如果该数据信号#DATA的大小没超过临界值信号#th，表示光学信号#RF是处于空白状态。这时空白检测器220发出一暂停信号#hold给自动益增控制器106，命令它暂停更新控制信号#ctrl。如此一来，可以使空白状态下的光学信号#RF的增益就保持不变。在此同时空白检测仍然持续在进行。当发现数据信号#DATA是非空白状态时，则自动益增控制器106重新启动，继续更新控制信号#ctrl，以恢复自动增益控制器回路的功能。

图3a为图2中临界值信号产生器210的一实施例。图3b表示增益和控制信号#ctrl的关系图。临界值信号#th基本上和可变增益放大器102中的增益一样，都正比于控制信号#ctrl。为了简化该临界值信号产生器210的应用，可采用数字电路以近似运算的方式来产生该线性关系。在图3b中，曲线z代表可变增益放大器102根据控制信号#ctrl产生的增益值。直线y1和y2代表临界值信号产生器210使用的近似曲线，用来产生临界值信号#th。临界值信号产生器210包含一加法器306，一控制器302和一乘法器304。直线y1和y2可以表示为

y_n＝a_nx+b_n

其中n是整数，a_n是斜率，而b_n是偏移值。

在图3a中，控制器302根据控制信号#ctrl的大小产生一斜率值#slope和一偏移值#offset。接着乘法器304将控制信号#ctrl乘以斜率值#slope，而相乘结果送至加法器306，与该偏移值#offset相加，以产生临界值信号#th。控制信号#ctrl的大小可以区分为复数个范围，每一范围对应一组不同的斜率值和偏移值。举例来说，在图3b中n等于2，所以使用两条直线来近似曲线z。当该控制信号#ctrl的大小为第一范围，则该控制器302产生斜率值a1以及偏移值b1。当该控制信号#ctrl的大小为第二范围，则该控制器302产生斜率值a2以及偏移值b2。n的值不限定为2，而数字越大可以得到越精确的近似结果。此外，临界值信号产生器210也可以包含一数字查询表，查询表中包含不同的控制信号#ctrl，以及其对应的不同的临界值信号#th。曲线z通常是在现有的校准程序中就能决定，因此临界值信号产生器210的设定也可以在校准的时候一并设定。

图4为图2中空白检测器220的一实施例。该空白检测器220包含三个数字元件，高通滤波器402，迟滞元件(hysteresis)404和计数器406。该高通滤波器402过滤数据信号#DATA中的低频成份，留下高频的部份。该迟滞元件404耦接高通滤波器402，将该数据信号#DATA量化为一种方波信号的形式，只有0和1两种状态，各具有不同的工作周期(duration)。该计数器406统计该方波信号的工作周期以产生一计数值，并利用该计数值来判断光学信号#RF的空白状态是否成立。

临界值信号#th可以输入至迟滞元件404中，用以调整产生方波信号的灵敏度。当高通滤波器402输出的数据信号#DATA在振幅大小低于临界值信号#th对应的振幅大小程度时输出低准位信号，当高通滤波器402输出的数据信号#DATA在振幅大小高于临界值信号#th对应的振幅大小程度时输出高准位信号，以形成该方波信号。而计数器406在计数方波信号的工作周期时就，若检测到低准位方波信号时，即判断为空白状态。当计数器406检测到高准位方波信号时，即判断为非空白状态，并送出激活信号#en将译码器108启动，使译码器108开始对数据信号#DATA进行译码处理。

于另一实施例中，临界值信号#th也可以输入至计数器406中，用以改变空白状态是否成立的判断标准。举例来说，若检测到低准位方波信号的计数值超过对应于临界值信号#th的一预定计数值时，即判断为空白状态。当计数器406检测到高准位方波信号时，即判断为非空白状态，并送出激活信号#en将译码器108启动，使译码器108开始对数据信号#DATA进行译码处理。

图5为本发明实际应用时的波形变化示意图。在t1阶段，数据信号#DATA的大小并未超过临界值信号#th，所以光学信号#RF被回报为空白状态，而自动益增控制器106受暂停信号#hold的控制而暂停更新，使临界值信号#th维持不变的值。在t2阶段，数据信号#DATA超过临界值信号#th，所以自动增益控制器回路恢复运作，渐渐的将数据信号#DATA放大而趋近于目标值(+-target)。同时，临界值信号#th也随着数据信号#DATA的增益变大而放大。在t3阶段中，数据信号#DATA的大小回复小于临界值信号#th，意即进入另一段空白状态。值得注意的是此时的临界值信号#th比t1阶段时的临界值信号#th还高。如果临界值信号#th未能动态调整，则t3阶段的数据信号#DATA可能被固定的临界值信号#th误判断为非空白状态。在t3阶段既然已判断为空白状态，则自动增益控制器回路又进入暂停状态，使临界值信号#th和可变增益放大器102的增益一样都维持在不变的值。在t4阶段中表示数据信号#DATA出现了超过目标值的情况，所以自动增益控制器回路递归的运作使其趋近于目标值(+-target)。而在此同时，临界值信号#th的值也随着增益下降。上述的例子说明了本发明动态地调整临界值信号#th来避免错误的判断结果。

图6为检测空白状态的流程图。在步骤602中，可变增益放大器102根据控制信号#ctrl将光学信号#RF放大。在步骤604中，该模拟数字转换器将光学信号#RF取样以得到一数据信号#DATA。在步骤606中，该自动益增控制器106根据数据信号#DATA的大小更新控制信号#ctrl。在步骤608中，临界值信号产生器210根据控制信号#ctrl提供一临界值信号#th。在步骤610中，空白检测器220根据临界值信号#th检测数据信号#DATA的空白状态。在步骤612中，如果数据信号#DATA不是空白状态，则启动译码器108对该数据信号#DATA进行译码。在步骤614中，如果该数据信号#DATA是空白状态，则空白检测器220关闭译码器108，并暂停自动益增控制器106的运作使自动增益控制器回路不动作。

Claims (16)

1.一种光学储存装置，从一光盘片读取一光学信号，其特征在于，该光学储存装置包含：

一可变增益放大器，根据一控制信号将所述的光学信号放大；

一模拟数字转换器，耦接所述的可变增益放大器，取样所述的光学信号以产生一数据信号；

一自动增益控制器，耦接所述的模拟数字转换器，根据所述的数据信号的大小更新所述的控制信号；

一空白检测器，耦接所述的模拟数字转换器，将所述的数据信号与一临界值信号比较，以检测一空白状态；以及

一临界值信号产生器，耦接所述的自动增益控制器和空白检测器，根据所述的控制信号而产生所述的临界值信号。

2.如权利要求1所述的光学储存装置，其特征在于，如果所述的数据信号的大小不超过所述的临界值信号，所述的空白检测器传送一暂停信号至所述的自动增益控制器，使该自动增益控制器暂时停止更新所述的控制信号。

3.如权利要求1所述的光学储存装置，其特征在于，该光学储存装置进一步包含一译码器耦接所述的模拟数字转换器和空白检测器，其中如果所述的数据信号的大小超过所述的临界值信号，则所述的空白检测器产生一激活信号使所述的译码器启动，使该译码器开始处理所述的数据信号。

4.如权利要求1所述的光学储存装置，其特征在于，所述的临界值信号产生器包含一查询表，用以提供一线性转换关系，以根据所述的控制信号产生所述的临界值信号。

5.如权利要求1所述的光学储存装置，其特征在于，所述的临界值信号产生器包含：

一控制器，根据所述的控制信号产生一斜率值和一偏移值；

一乘法器，耦接所述的控制器，将所述的控制信号乘以所述的斜率值；以及

一加法器，耦接所述的乘法器和控制器，将该乘法器的输出加上所述的偏移值，以产生所述的临界值信号。

6.如权利要求5所述的光学储存装置，其特征在于，

当所述的控制信号的大小在一第一范围内，所述的控制器产生一第一斜率值，及一第一偏移值；以及

当所述的控制信号的大小在一第二范围内，所述的控制器产生一第二斜率值，及一第二偏移值。

7.如权利要求1所述的光学储存装置，其特征在于，所述的空白检测器包含：

一高通滤波器，将所述的数据信号中的低频成份滤除；

一迟滞元件，耦接所述的高通滤波器，根据所述的临界值信号将所述的数据信号量化为一方波信号；以及

一计数器，耦接所述的迟滞元件，统计所述的方波信号的工作周期以检测所述的空白状态。

8.如权利要求7所述的光学储存装置，其特征在于，该光学储存装置还包含一译码器，耦接所述的模拟数字转换器和空白检测器，其中如果所述的计数器检测到低准位的方波信号，该计数器产生一激活信号以启动所述的译码器，使该译码器开始处理所述的数据信号。

9.一种空白状态检测方法，用于一光学储存装置，其特征在于，该空白状态检测方法包含：

从一光盘片读取一光学信号；

根据一控制信号将所述的光学信号放大；

取样该光学信号以产生一数据信号；

根据该数据信号的大小更新所述的控制信号；

根据该控制信号而产生一临界值信号；

将所述的数据信号与该临界值信号比较，以判断空白状态是否存在。

10.如权利要求9所述的空白状态检测方法，其特征在于，该空白状态检测方法进一步包含，如果所述的数据信号的大小不超过所述的临界值信号，所述的空白检测器传送一暂停信号使所述的控制信号暂时停止更新。

11.如权利要求9所述的空白状态检测方法，其特征在于，该空白状态检测方法还包含，如果所述的数据信号的大小超过所述的临界值信号，则启动一译码器开始处理所述的数据信号。

12.如权利要求9所述的空白状态检测方法，其特征在于，所述的临界值信号的产生步骤包含，提供一查询表，用以提供一线性转换关系，以根据所述的控制信号产生所述的临界值信号。

13.如权利要求9所述的空白状态检测方法，其特征在于，所述的临界值信号的产生步骤包含：

根据所述的控制信号产生一斜率值和一偏移值；

将所述的控制信号乘以所述的斜率值；以及

将上述相乘结果加上所述的偏移值，以产生所述的临界值信号。

14.如权利要求13所述的空白状态检测方法，其特征在于，所述的斜率值和所述的偏移值的产生方法包含：

当所述的控制信号的大小在一第一范围内，使所述的斜率值为一第一斜率值，并使所述的偏移值为一第一偏移值；以及

当所述的控制信号的大小在一第二范围，使所述的斜率值为一第二斜率值，并使所述的偏移值为一第二偏移值。

15.如权利要求9所述的空白状态检测方法，其特征在于，判断空白状态的步骤包含：

将所述的数据信号中的低频成份滤除；

根据所述的临界值信号将所述的数据信号量化为一方波信号；以及

统计所述的方波信号的工作周期以检测所述的空白状态。

16.如权利要求15所述的空白状态检测方法，其特征在于，该空白状态检测方法进一步包含，如果检测到高准位的方波信号，则启动一译码器开始处理所述的数据信号。

Images