技术领域

本发明涉及一种用于再现记录介质上的数据的时钟信号生成系统及其数 据再现装置，尤其涉及一种使用摆动信号的时钟信号生成系统，其中时钟信 号生成系统通过有选择地使用记录介质的射频(RF)信号和摆动信号来生成控 制时钟，并且，本发明还涉及一种使用该时钟信号生成系统的数据再现装置。

                          背景技术

通常，当再现诸如DVD、CD和DVD-ROM的记录介质上的数据时，通 过一个相位同步环路电路来根据记录介质上的RF信号产生时钟信号。

在诸如CD-R、CD-RW和DVD-RAM的可记录介质中，在圆盘表面以圆 盘中心为中心形成同轴轨道。为了在盘表面想要的位置上记录数据，需要进 行跟踪想要位置轨道并在所想要位置记录数据的处理。为了开始这些工作， 在盘表面上形成一个具有预定频率的摆动信号。

根据现有技术，其中基于预定尺度记录了盘位置信息的首部被插入在摆 动信号的中间，并通过读取首部就能确定当前位置或地址。

图1是一个DVD-RAM盘结构的一部分的示意图，其中沿着轨道记录摆 动信号和首部信息。

其中通过读取按照预定尺度形成的首部信号来确定当前位置的方法导致 圆盘加工过程复杂化。同时，由于放置首部的扇区中没有清楚的再现摆动信 号，使用摆动信号生成锁相环(PLL)信号需要一个专门的补偿电路。

                          发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一个用于使用摆动信号 来再现数据的时钟信号生成系统。

本发明的第二个目的是提供一种用在记录介质上的使用通过用摆动信号 生成的时钟信号的数据再现装置。

为了完成本发明的第一个目的，提供了一种时钟信号生成系统，用于记 录和再现其上记录有摆动信号和射频信号的可记录介质的数据，该时钟信号 生成系统包括：第一部件，用于从记录介质上的射频信号中检测频率误差信 号或者相位误差信号，并输出检测到的信号；第二部件，用于从记录介质上 的摆动信号中检测摆动误差信号，并输出检测到的信号；以及，时钟生成单 元，用于使用第一部件和第二部件，并且当射频信号具有误差时使用第二部 件的输出信号产生一个时钟，当摆动信号具有误差时使用第一部件的输出信 号产生一个时钟。

最好，所述第一部件包括：空白检测装置，用于从射频信号中检测空白 扇区；频率误差检测装置，用于检测射频信号频率和目前震荡的当前时钟信 号之间的差；以及，相位检测装置，用于如果由频率误差检测装置检测到的 频率误差在预定范围内，产生相位误差信号。

最好，所述时钟生成单元根据是否有空白信号来选择第一部件输出信号 和第二部件输出信号之间的一个信号，并使用选择的输出值产生一个时钟信 号。

最好，所述第二部件包括：摆动计数器，用于使用时钟信号对摆动信号 进行计数；摆动误差检测器，用于输出指示在预定扇区内摆动信号是否出现 误差的摆动锁定信号和使用摆动计数值得到的平均摆动值；以及，摆动误差 发生器，用于当根据摆动锁定信号确定在摆动信号中没有出现误差时，输出 平均摆动值和预定摆动参考值之间的差值。

最好，所述摆动计数器包括：延迟单元，用于输出具有一个圆周时钟差 的两个摆动延迟信号；复位电路单元，用于使用两个摆动延迟信号产生计数 复位信号；以及，计数器，用于使用时钟信号对摆动信号进行计数，直到从 复位电路单元输入复位信号为止。

最好，所述延迟单元输出第一延迟信号和第二延迟信号，第一延迟信号 通过将输入摆动信号延迟一个时钟周来获得，第二延迟信号通过将第一延迟 信号延迟一个时钟周来获得。

最好，所述复位电路包括：第一操作单元，用于对第一延迟信号和第二 延迟信号进行“异或”操作；第二操作单元，用于对第一操作单元的输出和 第一延迟信号进行“与”操作；以及，第三操作单元，用于对第二操作单元 的输出进行“非”操作，并输出其结果作为复位信号。

最好，所述摆动误差检测器包括：计算单元，用于获得对n个扇区所计 数的摆动信号的平均值；摆动误差检测单元，用于如果两个连续输入的摆动 信号的差小于预定值，它输出指示在摆动信号中没有误差的信号，如果两个 连续输入的摆动信号的差大于或等于预定值时，摆动误差检测单元输出指示 在摆动信号中有误差的信号；以及，摆动锁定信号发生器，用于输出将来自 摆动误差检测单元的n个输出信号相“与”而得到的摆动锁定信号。

最好，所述摆动误差发生器包括：减法器，用于输出通过将平均摆动误 差值减去预定摆动参考值而获得的误差；以及，选择器，用于当摆动锁定信 号指示在摆动信号中没有误差时，输出减法器的输出作摆动误差值。

最好，当记录介质是一个数字通用盘-随机存取存储器(DVD-RAM)时， 所述预定摆动参考值为186。

最好，所述时钟生成单元包括：误差累加器，用于将第一部件和第二部 件的输出误差信号相加；数字-模拟转换器(DAC)，用于将误差累加器的输出 转换为模拟信号；以及，电压-频率转换器(VFO)，用于输出通过对DAC的输 出进行频率调制而获得的时钟信号。

此外，为了实现本发明的所述第一个目的，还提供了一种时钟生成装置， 使用含有摆动信号的记录介质中的摆动信号来产生一个时钟信号，该时钟生 成装置包括：摆动计数器，用于输出通过使用时钟信号对摆动信号进行计数 而获得的计数值；摆动误差检测器，用于根据预定扇区内的摆动计数值来计 算平均摆动值，并产生指示在预定扇区内在摆动信号中是否出现误差的锁定 信号；摆动误差发生器，用于当根据摆动锁定信号确定在摆动信号中没有出 现误差时，输出平均摆动值与相应于参考摆动值的时钟信号预定数目之间的 差值；误差累加器，用于有选择地取用记录介质上的射频信号流中的摆动误 差、频率误差或者相位误差，并增加摆动误差、频率或相位误差以作为结果； 以及，电压-频率转换器，输出通过对来自误差累加器的输出电压信号进行频 率调制而获得的时钟信号。

此外，为了实现本发明的所述第一个目的，还提供了一种时钟信号生成 系统，用于记录和再现上面记录有摆动信号和射频信号的可记录介质上的数 据，该时钟信号生成系统包括：空白检测装置，用于检测射频信号的空白扇 区；频率误差检测装置，用于检测射频信号频率和当前时钟频率之间的差值； 相位误差检测装置，如果根据频率误差检测器检测的射频信号频率和时钟频 率之间的差值在预定范围内，产生相位误差信号；摆动计数器，用于输出通 过使用系统时钟对摆动信号进行计数获得的计数值；摆动误差检测器，输出 指示在预定时间内摆动信号中是否出现误差的摆动锁定信号和平均摆动值； 摆动误差发生器，如果根据摆动锁定信号确定摆动信号中没有出现误差，输 出平均摆动值与预定参考摆动值之间的差值；误差累加器，如果检测到射频 信号中没有空白，输出频率误差或相位误差；数字-模拟转换器(DAC)，用于 将误差累加器的输出转换为模拟信号；以及，电压-频率转换器，用于输出通 过对DAC的输出进行调频而获得的时钟信号。

为了实现本发明的所述第二个目的，提供了一种数据再现装置，用于再 现其上记录有摆动信号和射频信号的记录介质上的数据，该数据再现装置包 括：预处理单元，用于处理通过拾取器读到的各种信号并生成射频信号和摆 动信号的和信号，以产生二元数据；二值化单元，用于使用时钟信号再现预 处理单元的输出信号；第一部件，用于检测记录介质上射频信号的频率误差 信号或者相位误差信号，并输出检测到的信号；第二部件，用于检测到记录 介质上摆动信号的摆动误差信号，并输出检测到的信号；以及，时钟生成单 元，用于通过使用第一部件和第二部件的输出信号产生时钟信号。

此外，为了实现本发明的所述第二个目的，还提供了一种数据再现装置， 用于再现其上记录有摆动信号和射频信号的记录介质上的数据，该数据再现 装置包括：预处理单元，用于处理通过拾取器读到的各种信号并生成射频信 号和摆动信号的和信号，以产生二元数据；二值化单元，用于使用时钟信号 再现预处理单元的输出信号；空白检测装置，用于检测射频信号的空白扇区； 频率误差检测装置，用于检测射频信号频率和当前时钟频率之间的差值；相 位误差检测装置，如果根据频率误差检测器检测的射频信号频率和时钟频率 之间的差值在预定范围内，产生相位误差信号；摆动计数器，用于输出通过 使用系统时钟对摆动信号进行计数获得的计数值；摆动误差检测器，输出指 示在预定时间内摆动信号中是否出现误差的摆动锁定信号和平均摆动值；摆 动误差发生器，如果根据摆动锁定信号确定摆动信号中没有出现误差，输出 平均摆动值与预定参考摆动值之间的差值；误差累加器，如果检测到射频信 号中没有空白，输出频率误差或相位误差；数字-模拟转换器(DAC)，用于将 误差累加器的输出转换为模拟信号；以及，电压-频率转换器，用于输出通过 对DAC的输出进行调频而获得的时钟信号。

                        附图说明

参照下列附图，通过对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优 点将变得更清楚：

图1为DVD-RAM盘结构的一部分的示意图；

图2为本发明的时钟信号生成系统的优选实施例的示意图；

图3为图2的摆动计数器的优选实施例的详细框图；

图4为图3的模块的输入和输出信号的时序图；

图5为图2的摆动误差检测器的优选实施例的细化部件框图；

图6为摆动误差发生器的优选实施例的详细框图；

图7为图2的时钟产生单元中误差累加器的优选实施例的详细部件框图；

图8为本发明的数据再现装置的优选实施例的部件框图；

                        具体实施方式

参照图2，时钟信号产生系统具有第一部件200、第二部件210和时钟产 生单元220，第一部件200跟踪记录介质上记录的RF信号的频率分量，第二 部件210根据记录介质上的摆动信号生成摆动误差信号，在正常记录RF信 号的区域内，时钟产生单元220从第一部件200选择输出信号，在没有记录 RF信号或者记录低频RF信号的区域内，时钟产生单元220从第二部件210 选择输出信号，并根据电压输入高低的通过频率调制来产生时钟信号。

第一部件200是一个用来使用记录介质上的RF信号来产生时钟信号的 电路，由空白检测器201、频率误差发生器202和相位误差发生器203构成。

空白检测器201对输入的RF信号或者RF信号的和信号检测空白扇区。 当输入信号是RF和信号时，空白检测器201查看和信号的大小并检测在超 过预定的时间内是否存在一个方向上的信号失真。信号幅度小于预定值的状 态或者信号在一个方向上失真指示了RF信号的异常状态。因此，空白检测 器201的检测结果判定所读的记录介质的扇区中RF信号是否适合产生时钟 信号。空白检测器201的实施例在申请人和发明人与本发明相同的第 1999-0013983号韩国专利中公开。根据空白检测器201的输出判定是使用RF 信号还是使用摆动信号来产生时钟信号。即是，根据空白检测器201的输出， 有选择地执行第一部件200和第二部件201的操作。

频率误差发生器202检测频率误差信号，该频率误差信号是当前时钟信 号与一个检测到的信号之间的差。

相位误差发生器203检测到相位误差信号，该相位误差信号是当前时钟 信号和记录介质上RF信号或者RF和信号之间相位差。

在产生二进制时钟信号中使用的信号不是由频率误差发生器202所产生 的频率误差信号，而是由相位误差检测器203所产生的相位误差信号。即是， 通过将相位控制环应用于相位误差信号来产生相位同步信号，根据所生成的 信号生成时钟信号。然而，当在较宽操作频带内执行检波时，例如当记录介 质的搜寻速度增加时，仅仅使用相位误差的相位控制环需要多次迭代以产生 适合于相应检波操作速度的时钟信号。因此，通过获得输入信号和当前时钟 信号的频率之间的差，在粗略识别所跟踪的频率操作范围的状态下由相位同 步环获得相位同步信号，因此能够产生能迅速跟踪输入信号频宽的时钟信号。 上述结构的示例在名称为“一种检测数字相位控制环的频率的方法(A method for detecting a frequency in a digital phase control loop)”、专利号为 1999-0050947的韩国专利和名称为“恢复数字时钟的电路和方法(A circuit and method for restoring digital clock)”、专利号为1999-0019020的韩国专利中公 开。

通常，对于诸如CD或者VCD等仅能记录一次数据的盘，能仅使用第一 部件来生成从盘再现数据所需要的系统时钟。然而，对于能记录数据成千上 万次的可重写盘，这是个问题。即是，在DVD-RAM中，例如，既然在原盘 上没有数据记录，除了其首部之外，RF信号或者和信号不能被获得。由于 首部就占用整个数据的一小部分，频率误差检测器202不能仅仅用首部来操 作。那么就不可能提供关于相位误差检测器203能迅速跟踪的频率误差的信 息。为了解决这个问题，在本发明中增加了第二部件210，这样当使用RF信 号困难时能使用摆动信号来生成时钟信号。

第二部件210是一个用于使用记录介质上摆动信号生成时钟信号的电 路，并且由摆动计数器211、摆动误差检测器212和摆动误差发生器213构 成。

摆动计数器211对相关时钟信号的摆动信号的周期进行计数并输出所得 到的计数值。

摆动误差检测器212使用摆动计数器211的计数值获得预定扇区平均摆 动数值，判定扇区内摆动信号是否出现误差，并输出结果作为摆动锁定信号。

摆动误差发生器213获得平均摆动误差和预定摆动参考数值的之间差的 摆动误差。接着，摆动误差发生器213选择是输出扇区中的摆动误差还是根 据摆动锁定信号将摆动误差复位到0再输出。

时钟产生单元220根据第一部件200和第二部件210的输出产生时钟信 号，且由误差累加器221、数字-模拟转换器(DAC)222和电压频率转换器、变 频振荡器(VFO)223。

误差累加器221根据第一部件200的空白检测器的结果从频率误差、相 位误差或者摆动误差信号中选出一种误差并将所选择的信号输出。

DAC222将误差累加器221中的误差信号转换为模拟信号。

VFO223将模拟转换后的误差信号的电压转换为时钟信号并将其输出。

图3是图2的摆动计数器的优选实施例的细化框图。

摆动计数器211由一个延迟单元2111、复位电路2112和计数器2113构 成。

延迟单元2111使用两个D触发器设备2111a和2111b将输入摆动信号“摆 动”延迟，并输出“摆动”的第一滞后信号和“摆动”的第二滞后信号， “摆动”的第一滞后信号通过将输入摆动信号“摆动”从当前时钟信号延迟 一周获得，“摆动”的第二滞后信号通过将输入摆动信号“摆动”从当前时钟 信号延迟两周获得。

复位电路单元2112使用来自延迟单元2111的两个摆动滞后信号产生计 数器复位信号。该复位电路单元2112可以由“异或(XOR)”门、“与(AND)” 门和“非(NOT)”门构成，其中“异或”门将“摆动”的第一滞后信号与“摆 动”的第二滞后信号相异或，“与”门将“异或”门的结果与“摆动”的第一 滞后信号相与，并且“非”门将“与”门的结果取反。

计数单元2113根据输入时钟信号无条件地以1为单位增加，并且如果从 复位电路单元2112输入一个复位信号，则将计数值复位到0并接着从下一周 期数1。该计数值通过D触发器锁定并且无论何时输入了摆动信号，都输出 预定计数值。

图4是图3模块的输入和输出信号的时序图解。

图5是图2的摆动误差检测器的优选实施例的详细方框图。

计算单元2121获得在n个扇区内计数的摆动信号的平均值。摆动计数器 2111输出的计数值被输入到顺序连接到D触发器的延迟部件2120。这些输入 值沿着延迟部件2120的D触发器向前传送，将从摆动计数器211顺序获得摆 动信号延迟一个时钟周期取做时钟源。当i＝1，2，…，n时，被延迟i个周期 的信号被称作数据(i)，根据外部信息，微处理器或者控制装置能够判定延迟 标记数目n。当想检查是否在长扇区内输入稳定的摆动信号时，就确定大的n 值。当小的n值被确定时，摆动值能在每个短扇区内被更新。通常，4、8或 者16被用作n值。计算单元2121将数据(1)到数据(n)相加并将和值除以n。 因此，计算单元2121的输出是在n个扇区内的输入摆动周期的平均值。

摆动误差检测器2122获得预定扇区(这里为n个扇区)内两个连续的输入 摆动信号之间的差，接着获得wlock(1)，…，wlock(n)，其中每个均是表示差值 是否小于预定值的信号，这意味着在摆动信号中没有出现误差，或者意味着 在摆动信号中出现误差。当摆动信号中出现误差时，wlock以0输出，当摆动 信号没有出现误差时，wlock以1输出。摆动信号中是否出现误差通过两个连 续输入摆动信号之间的差来判定。即是，如果两个数据项目之间的差小于预 定值则输出1，如果两个项目之间差等于或者大于预定值则输出0。

摆动锁定信号发生器2123从摆动误差检测器2122收到每个摆动信号并 将接收到的信号相与。将与操作的结果作为摆动锁定信号输出。因此，仅仅 当wlock(i)(i＝l～n)等于1时，这表明n个扇区内的摆动信号的输入中没有出 现错误，摆动锁定信号以1输出，并且如果n个扇区内输入至少一个等于0 的wlock，摆动锁定信号以0输出。接着，这个摆动锁定信号被用作判定是否 在相应扇区考虑摆动信号误差。即是，如果摆动锁定信号等于1，则确定在n 个扇区内摆动信息输入正常，不将在相应扇区内的摆动误差考虑在内。如果 摆动锁定信号为0，则判断在n个扇区内可以不被考虑摆动误差信号。

图6是摆动误差发生器的优选实施例的细化框图，它由减法器2131和选 择器2132构成。

该减法器2131输出通过将在摆动误差检测器212中计算出的平均摆动值 减去预定摆动值而获得的误差。这里，预定摆动值是通过用户或者系统确定 的值，对应于在一个摆动周期内输入的时钟信号数目。当记录介质是 DVD-RAM盘时，该值是186。

选择器2132确定是否选择通过减法器2131获得的误差。当摆动锁定信 号指示一个摆动信号误差时(摆动锁定＝0)，因为摆动输入信号中出现误差， 它意味着平均摆动信号不可靠，因此，该选择器2132输出0，不选择来自减 法器2131的输出值。当摆动锁定信号标识为正常的摆动信号(摆动锁定＝1)时， 在预定的扇区内输入的摆动计数值稳定，因此选择器2132从减法器2131选 择误差值并将该值作为摆动误差信号输出。因此，仅仅当输入摆动信号稳定 时才输出摆动误差信号。在这时，如果整个时钟信号的频率和摆动频率几乎 相同时，摆动误差具有在标准状态下的0值。

图7是图2的时钟生成单元220中的误差累加器221的优选实施例的详 细部件框图。参照图7，误差累加器221由频率/相位误差选择部件2211、摆 动误差选择部件2212和误差加法器2213构成。

频率/相位误差选择部件2211由加法器22111、第一选择器22112和第一 累加器22113构成。

加法器22111将相位误差信号与频率误差信号相加并输出累加结果。

第一选择器22112选择加法器22111的加法结果并将其输出或者根据空 白信号选择0并输出。当输入RF信号或者RF和信号作为指示没有出现空白 的值时，第一选择器22112选择加法器22111的加法结果。

无论何时只要有时钟信号被输入，第一累加器22113就将第一选择器 22112的当前输出加到其先前输出上并输出加后结果。

摆动误差选择部件2212由第二选择器22121和第二累加器22122构成。

第二选择器22121选择并输出摆动误差信号或者根据空白信号选择并输 出0。第二选择器22121以与第一选择器22112相反的方式执行选择操作。 即是，仅仅当一个空白信号指示在RF信号中出现空白时，第二选择器22121 选择并输出摆动信号。

无论何时只要有摆动信号(更精确的说是被延迟一个周期的“摆动”的摆 动信号)被输入，第二累加器22122就将当前累加结果和来自第二选择器22121 的摆动误差值输出相加。

误差加法器2213将频率/相位误差选择部件2211的输出加到摆动误差选 择部件2212的输出值上。该误差累加器2213的输出被输入到D/A转换器和 VFO，并用于产生时钟信号。

图8是本发明的数据再现装置的优选实施例的部件框图。参照图8，数 据再现装置由预处理单元800、二元化单元810、第一部件820、第二部件830、 时钟产生单元840构成，预处理单元800对从记录介质中读出的信号进行预 处理；第一部件820通过跟踪记录介质上所记录RF信号的频率来产生频率 误差信号，或者通过跟踪信号的相位来输出相位误差信号；第二部件830输 出记录介质上摆动信号的摆动误差信号，数值产生单元840在正常记录RF 信号的区域中选择第一部件820的输出，在没有记录RF信号或者记录低频 RF信号的区域中选择第二部件830的输出，并输出通过根据输入信号的电压 高低进行频率调制来获得的时钟信号。

预处理单元800对通过拾取器读出的各种信号进行处理并生成RF信号 的和信号和摆动信号以生成二进制数据。在这时，和信号是一个其中除去DC 成分的模拟或数字信号。

二元化单元810使用预处理单元800的输出信号再现记录在记录介质上 的信号。二元化单元810可以使用例如采样方法的简单二元化方法或者可以 以在专利号为1998-0049542的韩国专利中公开的PRML电路实施。

根据本发明的时钟信号生成电路，能从记录摆动信号的记录介质中获得 时钟信号。同样，以适用于各种记录介质的方式使用空白信号、RF信号和摆 动信号，也可以获得再现时钟信号。

根据时钟信号产生系统，有选择地使用RF信号和摆动信号，可以提供 适用于从各种记录介质再现数据的时钟信号。