專利名稱：檢測信號抖動的系統(tǒng)及其校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種檢測信號抖動的系統(tǒng)及其校正方法，系應(yīng)用于檢測高速的數(shù)字系統(tǒng)之數(shù)據(jù)流的信號抖動，特別是涉及一種利用將電壓差異化為時間差異的檢測信號抖動的裝置與方法。
因此，信號抖動不但用來評價光驅(qū)好壞，也是伺服系統(tǒng)調(diào)整其控制參數(shù)的重要依據(jù)，且光驅(qū)(包含有DVD、VCD、CD)的應(yīng)用早已成為影音多媒體上的代名詞，許多電玩已經(jīng)配備DVD-ROM并于此領(lǐng)域里快速的發(fā)展當中，儼然光驅(qū)無法背離高容量的儲存空間及高速的儲存速率，然而自開始采用的光盤技術(shù)迄今，在業(yè)界具備專業(yè)的光驅(qū)測量工具卻寥寥無幾，因此信號抖動的測量就更顯的相當重要。
而現(xiàn)有用于光驅(qū)信號抖動的檢測方式可分為(1)脈波計數(shù)方式，直接利用更高速的計數(shù)脈波計數(shù)兩信號脈波間的時間間隔，此變化的計數(shù)脈波數(shù)目被認定為信號抖動。(2)積分方式，利用快速積分電路將兩信號脈波間的時間間隔轉(zhuǎn)換成電壓的變化，然后利用模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器取其電壓的變化當作信號抖動。(3)將射頻(RF)信號脈波輸入至示波器，由示波器觀看“眼型圖”(eye pattern)的清晰度。
但對于高倍速的光驅(qū)數(shù)據(jù)流而言，其數(shù)據(jù)流的頻率已經(jīng)相當高，脈波計數(shù)方式需要更高速的計數(shù)脈波方能檢測出信號抖動，且信號抖動的分辨率受限于計數(shù)脈波的頻率。而快速積分方式同樣需要較大的頻寬，且容易受電路的飽和或飄移影響。故對高倍速光驅(qū)的伺服系統(tǒng)調(diào)整而言，一般都采用第三種檢測方式，直接由示波器觀看信號抖動，但僅依賴肉眼的觀看并無法將信號抖動量化，且無法實時的提供伺服系統(tǒng)調(diào)整控制參數(shù)的參考。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種檢測信號抖動的系統(tǒng)及其校正方法，用于分開測量數(shù)字刨切信號上緣與下緣變動的時間間隔與中心準位信號附近一個參考脈沖的RF電壓的變化；其包含有一數(shù)據(jù)切割器、一數(shù)據(jù)鎖相回路、一邏輯控制、一內(nèi)存、一計數(shù)器以及一微處理器，數(shù)據(jù)切割器提供模擬射頻信號的中心位準信號并利用中心位準信號將模擬射頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字刨切信號，而數(shù)據(jù)鎖相回路用于產(chǎn)生一穩(wěn)定的參考脈沖，兩模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器可分別對模擬射頻信號以及中心位準信號取樣，邏輯控制能接受數(shù)字刨切信號的觸發(fā)，而驅(qū)動模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器取樣，并且輸出一閂鎖信號以及一紀錄數(shù)字刨切信號的觸發(fā)位置的方向信號，內(nèi)存能儲存模擬射頻信號以及中心位準信號的取樣以及方向信號，計數(shù)器則可接收邏輯控制的閂鎖信號并對其計數(shù)并加以輸出成為內(nèi)存的地址，微處理器用以控制計數(shù)器、內(nèi)存以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之輸入、輸出以及作動。
下順結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的目的、構(gòu)造特征及其功能。
在

圖1中，首先由光驅(qū)讀取頭讀取的盤片數(shù)據(jù)經(jīng)過前級放大后，產(chǎn)生一模擬射頻信號RF’，然后輸入至本發(fā)明所提供的檢測裝置。由于受到伺服系統(tǒng)控制誤差、信號互相干擾、碟機組裝公差、盤片缺陷、光信道模型的誤差與噪聲等因素的影響，此模擬射頻信號RF’會有高頻率的信號抖動。此抖動的模擬射頻信號RF’經(jīng)過數(shù)據(jù)切割器1(Data Slicer)產(chǎn)生一數(shù)字刨切信號Sliced_RF’，然后將數(shù)字刨切信號Sliced_RF’經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖相回路2調(diào)整后，則可產(chǎn)生一穩(wěn)定的參考脈沖PLCK’。若相對于參考脈沖PLCK’，此數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上緣觸發(fā)與下緣觸發(fā)可在一微小的時間間隔內(nèi)出現(xiàn)，信號抖動(Jitter)。本發(fā)明主要是利用數(shù)字刨切信號Sliced_RF’上緣或下緣觸發(fā)出現(xiàn)的時間與模擬射頻信號RF’變化近似一線性關(guān)系，來計算此微小的時間間隔。
首先數(shù)據(jù)切割器1的輸出數(shù)字刨切信號Sliced_RF’與數(shù)據(jù)鎖相回路2(phase-locked loop；PLL)的輸出參考脈沖PLCK’輸入至邏輯控制3(Logic Control)，經(jīng)過邏輯運算后產(chǎn)生樣本信號Sample、方向信號Dir與閂鎖信號Latch_1，其中樣本信號Sample讓模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5取樣模擬射頻信號RF’與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4取樣模擬射頻信號RF’的中心準位信號Slice level’，而閂鎖信號Latch_1只有在數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上緣觸發(fā)或下緣觸發(fā)出現(xiàn)時，方會有脈沖出現(xiàn)，其目的在當作計數(shù)器7的輸入信號與允許模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)由緩沖器6傳送至內(nèi)存8。方向信號Dir記錄著數(shù)字刨切信號Sliced_RF’是上緣或下緣觸發(fā)，并輸出至緩沖器6。計數(shù)器7的輸出則作為內(nèi)存8的位置控制。
當檢測的信號抖動想傳進內(nèi)存8時，微處理器9先送出清除信號Clear清除計數(shù)器7，將內(nèi)存位置(address)歸零，然后輸出的Enable、WR、RD信號皆為高電位，其中Enable、WR信號允許閂鎖信號Latch_1進入計數(shù)器7，RD信號允許模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5的輸出數(shù)據(jù)與方向信號Dir傳送至內(nèi)存8，當數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上緣觸發(fā)(或下緣觸發(fā))出現(xiàn)時，樣本信號Sample會觸發(fā)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5分別讀取中心準位信號Slice level’與模擬射頻信號RF’，然后閂鎖信號Latch_1將取樣值送進內(nèi)存8內(nèi)，并將計數(shù)器7加一。
另一方面，當微處理器9想要讀取內(nèi)存8數(shù)據(jù)來計算信號抖動時，可讓Enable信號為低電位，則閂鎖信號Latch_1無法通過AND邏輯閘10輸入至計數(shù)器7，并送一低電位的RD信號給緩沖器6，不讓模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5讀取的數(shù)據(jù)輸入至內(nèi)存8，然后通過變化WR信號來改變計數(shù)器7的輸出，將儲存在內(nèi)存8的值一一輸入至微處理器9運算，此時數(shù)字刨切信號Sliced_RF’抖動大小將與比例于取樣的模擬射頻信號RF’減掉中心準位信號Slice level’。
在圖2中，假設(shè)參考脈沖PLCK’的周期為T，而微處理器9的輸出Enable、WR、RD信號皆為高電位，且模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5是以樣本信號Sample的上緣觸發(fā)，模擬射頻信號RF’有0.25T的信號抖動。在第一取樣點P1附近的正、負0.5T內(nèi)都沒有數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上、下緣出現(xiàn)信號抖動，則讓樣本信號Sample隨著參考脈沖PLCK’變動，而閂鎖信號Latch_1仍保持于低電位。在第二個取樣點P2，由于取樣點附近正、負0.5T內(nèi)數(shù)字刨切信號Sliced_RF’信號的下緣(或上緣)有出現(xiàn)信號抖動，此時讓樣本信號Sample維持1.5T的高電位，閂鎖信號Latch_1則在距離第二取樣點P20.5T的地方出現(xiàn)維持0.5T的脈沖信號。此時模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4取樣中心準位信號Slice level’取樣點A’的電壓與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器5取樣模擬射頻信號RF’取樣點B’的信號，然后閂鎖信號Latch_1在下緣時，會將模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5的輸出數(shù)據(jù)傳送至內(nèi)存8并觸發(fā)計數(shù)器7計數(shù)，將內(nèi)存8的位置加一。在第三取樣點P3附近的正負0.5T內(nèi)也沒有在數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上緣或下緣出現(xiàn)信號抖動，故讓樣本信號Sample隨著參考脈沖PLCK’變動，而閂鎖信號Latch_1仍保持低電位。
而數(shù)據(jù)切割器1由高通濾波器11(High Pass Filter)、比較器12(Comparator)與數(shù)字的中心位準校正13組成。在圖3中，數(shù)字的中心位準校正13由計數(shù)器131、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器133與低通濾波器132(Low PassFilter)組成，其目的在提供一模擬射頻信號RF’的中心準位信號Slicelevel’，讓比較器12能依據(jù)中心準位信號Slice level’將模擬射頻信號RF’轉(zhuǎn)換成數(shù)字刨切信號Sliced_RF’。
在圖4中，數(shù)據(jù)鎖相回路2包含有相位檢測器22、頻率檢測器21、低通濾波器23、電壓控制震蕩器24與除頻器25，其目的為依據(jù)輸入的數(shù)字刨切信號Sliced_RF’，產(chǎn)生穩(wěn)定的參考脈沖PLCK’。
而檢測模擬射頻信號中心準位附近一個參考脈沖的模擬射頻信號電壓的變化，在圖5中，假設(shè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器54與55皆以上緣觸發(fā)取樣，將數(shù)據(jù)鎖相回路52產(chǎn)生的參考脈沖PLCK”經(jīng)過兩個XOR邏輯閘58、59產(chǎn)生參考脈沖PLCK_d、-PLCK_d，其相位差180度，請同時參照圖6，此兩參考脈沖PLCK_d、-PLCK_d分別觸發(fā)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器54、55取樣模擬射頻信號RF”，讓模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器54、55取樣的模擬射頻信號RF”相距1/2參考脈沖PLCK”之周期(也就是1/2T)。將參考脈沖PLCK”與數(shù)字刨切信號Sliced_RF”輸入至邏輯控制53，當數(shù)字刨切信號Sliced_RF”上緣或下緣出現(xiàn)抖動時，邏輯控制53會在下一個參考脈沖PLCK”的上或下緣出現(xiàn)后，延遲時間d輸出一個閂鎖信號Latch_2將模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器54、55的輸出數(shù)據(jù)(取樣點E’與F’的數(shù)據(jù))鎖入緩沖器56內(nèi)，并通知微處理器57處理緩沖器56內(nèi)的數(shù)據(jù)，且其中，當邏輯控制53偵測數(shù)字刨切信號Sliced_RF”的下緣出現(xiàn)抖動時，延遲時間0.25T輸出一個閂鎖信號Latch_2，而閂鎖信號Latch_2的高電位也是維持0.25T。而閂鎖信號Latch_2的延遲時間d需讓模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器54、55轉(zhuǎn)換完成，且在下一個取樣點G’發(fā)生前。雖然兩者讀取的值都有飄移量(Offset)存在，但兩者相減后產(chǎn)生的1/2個參考脈沖PLCK”的模擬射頻信號RF”電壓變化則可消除此飄移量，若將結(jié)果乘2倍即為想要的模擬射頻信號RF”中心準位附近一個參考脈沖PLCK”的模擬射頻信號RF”的電壓變化。因此，根據(jù)測量的數(shù)字刨切信號Sliced_RF的抖動與檢測一個參考脈沖PLCK”的模擬射頻信號RF”電壓的變化，微處理器就能計算出信號抖動量。
另一方面，雖然可以利用模擬射頻信號RF’變化來知道數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的信號抖動的時間間隔，但因為比較器12將模擬射頻信號RF’轉(zhuǎn)換成數(shù)字刨切信號Sliced_RF’與邏輯控制3運算樣本信號Sample需要一段時間，所以產(chǎn)生的樣本信號Sample會有一時間延遲，而利用此一樣本信號Sample去觸發(fā)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器4、5來讀取模擬射頻信號RF’與中心準位信號Slice level’，將造成檢測的模擬射頻信號RF’的數(shù)值有一固定的飄移值存在，請參閱圖7，假設(shè)比較器12將模擬射頻信號RF’轉(zhuǎn)換成數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的時間延遲為Delay_1，邏輯控制3運算樣本信號Sample’的時間延遲為Delay_2，則模擬射頻信號RF’的取樣點將由原來的C’點飄移至D’點，而飄移方向與數(shù)字刨切信號Sliced_RF’是下緣或上緣觸發(fā)有關(guān)，當數(shù)字刨切信號Sliced_RF’是上緣觸發(fā)時，此時取樣的模擬射頻信號RF’較大，而數(shù)字刨切信號Sliced_RF’信號是下緣觸發(fā)時，此時取樣的模擬射頻信號RF’較小?；诖司壒剩市鑼Υ藭r間延遲加以補償。
如圖8所示，本發(fā)明信號抖動校正的步驟如下步驟801，首先設(shè)定初始值；步驟802，包含有飄移補償?shù)姆秶?delta)、次數(shù)范圍(range)、飄移值(offset)以及次數(shù)(counter)，接著令飄移值(offset)等于原飄移值加上飄移補償?shù)姆秶?delta)，而次數(shù)(counter)加一；步驟803，并且判斷信號抖動的位置；步驟805，也就是利用方向信號Dir來判斷信號抖動是發(fā)生在上緣或是下緣，如判斷是由數(shù)字刨切信號Sliced_RF’的上緣觸發(fā)造成，則將讀取的值RF’減去飄移值(offset)；步驟804，如果方向信號Dir表示為下緣觸發(fā)造成時，則將讀取的值的RF’值加上飄移值；步驟806，以統(tǒng)計的方式計算此時的信號抖動；步驟807，并且判斷是否位于次數(shù)范圍內(nèi)；步驟808、809在補償范圍內(nèi)找出一個讓信號抖動最小的飄移值，當作因電路延遲所造成的RF’變化，如此，即可完成校正的動作。
本發(fā)明為一檢測信號抖動的系統(tǒng)及其校正方法，由于以往利用積分或計數(shù)的方式來檢測信號抖動，都是直接比較兩個高速脈沖間的相位差，差別只不過放大方式是以積分或計數(shù)的方式，故檢測系統(tǒng)的操作頻率需遠大于光驅(qū)系統(tǒng)的操作頻率。
本發(fā)明則從光學(xué)的特性知道RF(Radio Frequency)信號在其中心準位附近，震幅變化與時間變化近似比例關(guān)系，將此種電壓差異等化為一種時間差異。當數(shù)據(jù)流有信號抖動產(chǎn)生時，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器所測量的RF電壓也會跟著變動。
對于高速或未來高容量的碟機而言，本發(fā)明僅需在數(shù)據(jù)流的信號上、下緣來檢測信號抖動，故檢測電路所需的操作頻率較低，可行性也較高。且檢測的信號抖動可以量化，若將此檢測模塊整合到伺服DSP中，讓設(shè)計者可直接根據(jù)信號抖動大小，自動調(diào)整出所需要的伺服參數(shù)。
上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；凡依本發(fā)明思想手精神所作的等同變化與修飾，都為本發(fā)明專利保護范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種檢測信號抖動的系統(tǒng)，用于檢測一模擬射頻(RF)信號的抖動，包含有一數(shù)據(jù)切割器，提供所述模擬射頻信號的一中心位準信號并利用所述中心位準信號將所述模擬射頻信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字刨切信號；一數(shù)據(jù)鎖相回路，用于產(chǎn)生一參考脈沖；兩模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，分別對所述模擬射頻信號以及所述中心位準信號取樣；一邏輯控制，能接受所述數(shù)字刨切信號的觸發(fā)，驅(qū)動所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器取樣，并且輸出一閂鎖信號以及一紀錄所述數(shù)字刨切信號的觸發(fā)位置的方向信號；一內(nèi)存，能儲存所述模擬射頻信號以及所述中心位準信號的取樣以及方向信號；一計數(shù)器，接收所述邏輯控制的閂鎖信號并對其計數(shù)并加以輸出成為所述內(nèi)存的地址；及一微處理器，用于控制所述計數(shù)器、內(nèi)存以及模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入、輸出以及作動。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字刨切信號的觸發(fā)位置為所述數(shù)字刨切信號的上緣。
3.如權(quán)利要求1所述的所述檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字刨切信號的觸發(fā)位置為所述數(shù)字刨切信號的下緣。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于還包含有一緩沖器，可依據(jù)所述微處理器與所述邏輯控制傳送的信號，將所述模擬射頻信號以及所述中心位準信號取樣以及方向信號傳送至所述內(nèi)存。
5.一種檢測信號抖動的系統(tǒng)，用于利用一檢測裝置來檢測一參考脈沖周期內(nèi)的模擬射頻信號的電壓的變化，其特征在于所述檢測裝置包含有一數(shù)據(jù)切割器，提供一模擬射頻信號的一中心位準信號并利用所述中心位準信號將所述模擬射頻信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字刨切信號；一數(shù)據(jù)鎖相回路，用于產(chǎn)生一參考脈沖；兩模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，分別對所述模擬射頻信號取樣，且取樣點分別在數(shù)字刨切信號的觸發(fā)前后；一邏輯控制，偵測到所述數(shù)字刨切信號有觸發(fā)時，會在下一個所述參考脈沖出現(xiàn)后，延遲一時間輸出一個閂鎖信號；及一微處理器，接受所述閂鎖信號而對所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器內(nèi)的取樣加以處理。
6.如權(quán)利要求5所述的檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于所述兩取樣點為相距所述參考脈沖的周期。
7.如權(quán)利要求5所述的檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于所述兩取樣點為相距該參考脈沖的周期的一半。
8.如權(quán)利要求5所述的檢測信號抖動的系統(tǒng)，其特征在于所述兩取樣點系相距該參考脈沖的周期的兩倍。
9.一種用于信號抖動的校正方法，包含有下列步驟設(shè)定飄移補償?shù)姆秶?、次?shù)范圍、飄移值以及次數(shù)的初始值；判斷信號抖動發(fā)生位置；利用統(tǒng)計的方式計算此時的信號抖動；及在所述補償范圍內(nèi)取一讓信號抖動最小的飄移值為電壓變化。
全文摘要
一種檢測信號抖動的系統(tǒng)及其校正方法,用于檢測由光驅(qū)讀出的高速數(shù)據(jù)流的上、下緣與參考脈沖間微小的時間間隔(被稱為信號抖動)；其利用光學(xué)頭所讀出的射頻信號在模擬射頻信號的中心準位附近,震幅變化與時間變化近似比例關(guān)系,將此種電壓差異等化為一種時間差異,而求算出信號抖動量。
文檔編號G11B20/18GK1423270SQ01139890
公開日2003年6月11日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日
發(fā)明者王金印, 王吉祥, 黃兆銘, 盧樹臺 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院