专利名称：滤波器及其滤波方法
技术领域：
本发明涉及信号处理技术，尤其涉及一种光学储存系统的滤波器及其滤波方法。
背景技术：
对于光学储存系统来说，伺服控制器是利用光学读取头上的光传感器所产生的聚 焦误差(Focus Error, FE)信号、跟踪误差(Tracking Error, TE)信号以及射频(Radio Frequency, RF)信号，来进行各项特性参数的调整与数据的判读。其中，光传感器所产生 的射频信号会先经由滤波器处理，由滤波器处理后的信号输出至后端的数据回路(data loop)以解调出调变信号。 图1为现有光学储存系统的之滤波器的结构方块示意图。现结合参照图l，对现有 光储存系统的滤波器的结构及其滤波方法进行说明，具体如下滤波器100包括一直流跟 踪单元(DC tracking unit) 110与一减法器120。在整体运作上，光传感器检测产生所侦测 到的射频信号RF_IN1输出至滤波器100的直流跟踪单元110及减法器120 ;直流跟踪单元 110取出射频信号RF_IN1中的直流成分(DC component)，以产生一电平信号RF—DC1，输出 电平信号RF_DC1至减法器102 ;减法器120将射频信号RF_IN1减去电平信号RF_DC1，以产 生一射频耦合信号RF_0UT1，也就是RF_0UT1 = RF_IN1_RF_DC1，减法器120输出射频耦合 信号至后端的数据回路101。借此，后端的数据回路101将对射频耦合信号RF_0UT1进行解 调，以产生调变信号。 值得注意的是，图2为用以说明图1的滤波器的信号时序图，请参照图l与图2。 当射频信号RF—IN1的直流电平产生变化时，如图2中时间点tll所示，直流跟踪单元110会 受限于本身的频宽而无法及时提取直流成分。此外，当射频信号RFJN1瞬间恢复正常时， 如图2中时间点tl2所示，由于直流跟踪单元110可能会有一定的反应时延，进而致使其输 出的电平信号RF_DC_1无法瞬间恢复至正常电平。此时，射频耦合信号RFJ)UT1将出现如 图2的标号210所示的变形现象。 换言之，一般现有的滤波器为了避免正常射频信号RF_IN1经过直流跟踪单元110 处理后产生过大的抖动(jitter)，通常直流跟踪单元110的频宽不会太高。然而，一旦射频 信号RF_IN1发生上述的状况，射频耦合信号RF_0UT1往往会受限于直流跟踪单元110的频 宽不足而产生变形，进而影响光学储存系统的读碟性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够避免射频耦合信号变形的滤波器及其滤波方法。
本发明提供一种滤波器，用以在射频信号的直流电平产生变化时，通过控制单元 调整直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数，以正确地去除射频信号中变动的直流电 平，避免射频耦合信号的变形。 本发明提供一种滤波方法，用以在射频信号的直流电平产生变化时，通过设定信 号来调整直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数，以正确地去除射频信号中变动的直流
4电平，避免射频耦合信号的变形。 本发明提出一种滤波器，包括一直流跟踪单元、一减法器以及一控制单元。直流跟 踪单元用以提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平信号。减法器用以将射频信号 减去电平信号，以产生一射频耦合信号。此外，控制单元用以参照射频耦合信号的电平变化 判断是否输出一设定信号至直流跟踪单元，以调整直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参 数。 在本发明的一实施例中，上述的控制单元包括一比较器以及一直流保护单元。其 中，比较器以一参考信号为基准，将射频耦合信号的电平与参考信号比较产生一 比较信号。 再者，直流保护单元以一时钟信号为基准来计数比较信号，以获取一计数值。进一步，直流 保护单元判断计数值的数值是否落在一预设的计数范围之外，且在计数值的数值落在预设 的计数范围之外时，输出设定信号至直流跟踪单元。 从另一观点来看，本发明提出一种滤波方法，适用于一光学储存系统中的一滤波 器，滤波器包括一直流跟踪单元与一减法器，且滤波方法包括下列步骤首先，通过直流跟 踪单元来提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平信号；其次，利用减法器将射频信 号减去电平信号，以产生一射频耦合信号；最后，根据射频耦合信号的电平变化来判断是否 输出一设定信号至直流跟踪单元，以调整直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数。
基于上述内容，本发明是根据射频耦合信号的电平变化来决定是否输出一设定信 号至直流跟踪单元。借此，当射频信号的直流电平产生变化时，直流跟踪单元将可根据所接 收到的设定信号来调整其特性参数，可以达到正确地去除射频信号中变动的直流电平的效 果。相应地，当射频信号的直流电平恢复正常时，直流跟踪单元的特性参数将被切换至正常 值。如此一来，与现有技术相比，本发明可避免射频耦合信号因直流跟踪单元的频宽不足而 产生的变形。
100滤波器101数据回路110直流跟踪单元120减法器210标号300滤波器310直流跟踪单元320减法器330控制单元
331比较器332直流保护单元RF—IN1射频信号RF—IN3射频信号RF_DC1电平信号RF—DC3电平信号RF_0UT1射频耦合信号RF—0UT3射频耦合信号til时间点tl2时间点t41 t44时间点COM3比较信号CLK3时钟信号SCT3设定信号TH1临界值TH2临界值VSH预设偏移值S510 S560用以说明图5实施例的各步骤流程
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本发明进一步详细说明。 图3绘示为依据本发明一实施例的滤波器的结构示意图。参照图3，滤波器300包 括一直流跟踪单元310、一减法器320以及一控制单元330，且控制单元330包括一比较器 331与一直流保护单元332。其中，滤波器300适用于一光学储存系统，故滤波器300会接 收到光学储存系统中的一射频信号RF_IN3。此外，减法器320耦接至直流跟踪单元310，且 直流保护单元332耦接在减法器320与直流跟踪单元310之间。 在整体操作上，直流跟踪单元310具备可调整的一特性参数；特性参数为影响 系统频宽的参数，也就是影响直流跟踪单元310频宽的参数，例如跟踪速度(tracking speed)、高通滤波器(High Pass Filter, HPF)的转折频率、HPF的截止频率等。当射频信 号RF_IN3输出至滤波器300时，直流跟踪单元310会根据其特性参数提取出射频信号RF_ IN3的直流成分，并据以产生一电平信号RF_DC3 ;比如当特性参数为跟踪速度时，直流跟 踪单元310会根据其跟踪速度提取出射频信号RF_IN3的直流成分，并据以产生一电平信号 RF_DC3 ;当特性参数为高通滤波器的转折频率时，直流跟踪单元310会根据HPF的转折频率 提取出射频信号RF_IN3的直流成分，并据以产生一电平信号RF_DC3 ;当特性参数为高通滤 波器的截止频率时，直流跟踪单元310会根据HPF的截止频率提取出射频信号RF_IN3的直 流成分，并据以产生一电平信号RF_DC3。另一方面，减法器320会接收射频信号RF_IN3与 电平信号RF_DC3，并将射频信号RF_IN3减去电平信号RF_DC3，以产生一射频耦合信号RF_ 0UT3。此外，减法器320产生的射频耦合信号RF_0UT3会反馈至控制单元330。
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对控制单元330来说，比较器331将以参考信号REF3为基准，将射频耦合信号RF_ 0UT3的电平与参考信号REF3进行比较获得射频耦合信号RFJ)UT3的电平变化，并据以产生 一比较信号COM3。然后，直流保护单元332则是以一时钟信号CLK3为基准来计数比较信 号COM3，以获取一计数值。值得注意的是，当计数值的数值落在一预设的计数范围之外时， 直流保护单元332会产生一设定信号SCT3。此时，直流跟踪单元310将根据设定信号SCT3 调整其特性参数，例如跟踪速度、HPF的转折频率、HPF的截止频率等，以正确地去除射频 信号RF_IN3中变动的直流成分，进而避免射频耦合信号RF_0UT3的变形。
举例来说，图4绘示为用以说明图3的滤波器的信号时序图。其中，如图4所示， 射频信号RF IN3的直流电平于时间点t41产生变化，与时间点t43恢复正常，且图4所示 出的参考信号REF3为光学储存系统的参考电压(例如2. 1Volt)。结合图3与图4，对比较 器331而言，由于射频耦合信号RF 0UT3夹杂一些噪声成分，因此为了避免比较器331因噪 声影响而误判射频耦合信号RFJ)UT3的情况，比较器331是以参考信号REF3为基准来设定 一临界范围。其中，比较器331是将参考信号REF3与一预设偏移值VSH相加，以取得一临 界值TH1，并将参考信号REF3与预设偏移值VSH相减，以取得一临界值TH2。也就是说，TH1 =REF3+VSH，且TH2 = REF3-VSH。 当射频耦合信号RFJ)UT3大于临界值TH1时，也就是射频耦合信号RFJ)UT3比参 考信号REF3高出一预设偏移值VSH时，比较器331将比较信号COM3切换至一第一电平，例 如逻辑l，此时的直流保护单元332将开始对计数值进行计数。相应地，当射频耦合信号 RFJ)UT3小于临界值TH2时，也就是射频耦合信号RFJ)UT3比参考信号REF3低于一预设偏 移值VSH时，即射频耦合信号RFJ)UT3比参考信号低，且低于预设偏移值VSH，比较器331将 把比较信号COM3切换至一第二电平，例如逻辑0。此时的直流保护单元332将重置计数 值，也就是将计数值初始化为0并重新进行计数。 根据上述内容可知，于时间点t41之前，由于射频信号RF_IN3的直流电平并未产 生变化，因此，比较器331所产生的比较信号COM3的电平会在较短的时间内从第一电平切 换至第二电平。换言之，于时间点t41之前，直流保护单元332所计数的计数值会在较短的 时间内被重置为0，因此计数值会落入一预设的计数范围之内。时钟信号CLK3与光学储存 系统的通道位传输率(cha皿el bit rate，简称为IT)成正比，且预设的计数范围与时钟信 号CLK3与光学储存系统的通道位传输率的比例相关；若时钟信号CLK3为通道位传输率的 N倍，则直流保护单元332以一时钟信号CLK3为基准来计数比较信号COM3获得的计数值应 在3N与14N的范围内，也就是若时钟信号CLK3为通道位传输率的N倍，则预设的计数范围 为3N至14N， N为大于0的实数。举例来说，如果时钟信号CLK3的频率为光学储存系统的 通道位传输率(cha皿el bit rate，简称为IT)的2倍，且以DVD的正常信号频率3T 14T 为例来看，则在时间点t41之前，直流保护单元332所计数的计数值会落入6 28之内。
当射频信号RF_IN3的直流电平于时间点t41产生变化时，射频耦合信号RFJ)UT3 会随着射频信号RF_IN3之直流电平的改变，而在时间点t41与t42之间维持在低电平。此 时，比较信号COM3的电平将不会在短时间之内从第一电平切换至第二电平，进而导致直流 保护单元332所计数的计数值落在预设的计数范围之外。此时，直流保护单元332将产生 设定信号SCT3，以致使直流跟踪单元310调整其特性参数，进而正确地去除射频信号RF_ IN3中变动的直流电平，例如特性参数为跟踪速度时，直流保护单元332将产生设定信号SCT3，以致使直流跟踪单元310加快其跟踪速度，进而正确地去除射频信号RF_IN3中变动 的直流电平；特性参数为HPF的转折频率时，直流保护单元332将产生设定信号SCT3，以致 使直流跟踪单元310调高HPF的转折频率，加宽频段宽度，进而正确地去除射频信号RF_IN3 中变动的直流电平；特性参数为HPF的截止频率时，直流保护单元332将产生设定信息号 SCT3，以致使直流跟踪单元310调高HPF的截止频率，加宽频段宽度，进而正确地去除射频 信号RF_IN3中变动的直流电平。换言之，射频信号RF_IN3的直流电平发生变化的初期，直 流保护单元332会因计数值落在预设的计数范围之外(例如计数值超出28)，而产生设定 信号SCT3，以调整直流跟踪单元310的特性参数，例如特性参数为跟踪速度时，频信号RF IN3的直流电平发生变化的初期，直流保护单元332会因计数值落在预设的计数范围之外 (例如计数值超出28)，而产生设定信号SCT3，以加快直流跟踪单元310的跟踪速度；特性 参数为HPF的转折频率时，频信号RF_IN3的直流电平发生变化的初期，直流保护单元332 会因计数值落在预设的计数范围之外(例如计数值超出28)，而产生设定信号SCT3，以调 高直流跟踪单元310的HPF的转折频率；特性参数为HPF的截止频率时，频信号RF_IN3的 直流电平发生变化的初期，直流保护单元332会因计数值落在预设的计数范围之外(例如 计数值超出28)，而产生设定信号SCT3，以调高直流跟踪单元310的截止频率。
当射频信号RF_IN3的直流电平于时间点t43恢复正常时，比较信号COM3的电平 将又恢复成能够在较短时间内从第一电平切换至第二电平的情况。因此，此时的计数值又 会落在预设的计数范围之内(例如计数值为6 28)。借此，直流保护单元332将根据落 在预设的计数范围之内的计数值，而于时间点t44停止产生设定信号SCT3，以将直流跟踪 单元310的跟踪速度切换至正常值。 换言之，当射频信号RF_IN3的直流电平产生变化的初期，直流跟踪单元310就会 根据所接收到的设定信号SCT3而加快其跟踪速度，进而正确地去除射频信号RF_IN3中变 动的直流电平，并借此避免射频耦合信号RFJ)UT3的变形。再者，当射频信号RF_IN3的直 流电平恢复正常时，直流跟踪单元310的跟踪速度将被切换至正常值，以避免射频耦合信 号RF_0UT3产生过大抖动(jitter)。 从另一角度来看，图5为依据本发明一实施例的滤波方法的流程图，其中，滤波方 法适用于一光学储存系统中的一滤波器，且滤波器包括一直流跟踪单元与一减法器。参照 图5，对滤波器的滤波方法进行说明，具体如下 步骤S510，通过直流跟踪单元来提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平 信号。步骤S520，利用减法器将射频信号减去电平信号，以产生一射频耦合信号。步骤 S530 S560，根据射频耦合信号的电平变化，而决定是否输出一设定信号至直流跟踪单 元，以调整直流跟踪单元的一特性参数。步骤S530，以一参考信号为基准，将射频耦合信号 的电平与参考信号进行比较以产生一比较信号。步骤S540，以一时钟信号为基准来计数比 较信号，以获取一计数值。步骤S550，判断计数值的数值是否落在一预设的计数范围之外， 并在计数值的数值落在预设的计数范围之外时，执行步骤S560，在计数值的数值落在预设 的计数范围之内时，执行步骤510。步骤S560，输出设定信号至直流跟踪单元，以调整直流 跟踪单元的一特性参数。至于本实施例所述的滤波方法的细部流程已包含在上述实施例 中，故在此不予赘述。 综上所述，本发明是利用控制单元比对射频耦合信号的电平变化，以在射频信号
8的直流电平产生变化时，输出一设定信号至直流跟踪单元。借此，直流跟踪单元将可根据所 接收到的设定信号而调整其特性参数，调整频段宽度，进而正确地去除射频信号中变动的 直流电平，当特性参数为跟踪速度时，直流跟踪单元将可根据所接收到的设定信号而加快 其跟踪速度，进而正确地去除射频信号中变动的直流电平；当特性参数为HPF的转折频率 时，直流跟踪单元将可根据所接收到的设定信号而调高HPF的转折频率，加宽频段宽度，进 而正确地去除射频信号中变动的直流电平；当特性参数为HPF的截止频率时，直流跟踪单 元将可根据所接收到的设定信号而调高HPF的截止频率，加宽频段宽度，进而正确地去除 射频信号中变动的直流电平。相应地，当射频信号的直流电平恢复正常时，直流跟踪单元的 跟踪速度将被切换至正常值，以避免射频耦合信号产生过大抖动。 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种滤波器，适用于一光学储存系统，其特征在于，该滤波器包括一直流跟踪单元，用以提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平信号；一减法器，用以将所述射频信号减去所述电平信号，以产生一射频耦合信号；以及一控制单元，耦接于所述减法器与所述直流跟踪单元之间，用以根据所述射频耦合信号的电平变化来判断是否输出一设定信号至所述直流跟踪单元，以调整所述直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数。
2. 如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述控制单元包括一比较器，以一参考信号为基准，将所述射频耦合信号的电平与参考信号进行比较，并 据以产生一比较信号；以及一直流保护单元，以一时钟信号为基准来计数所述比较信号，以获取一计数值，所述直 流保护单元判断所述计数值的数值是否落在一预设的计数范围之外，且在所述计数值的数 值落在所述预设的计数范围之外时，输出所述设定信号至所述直流跟踪单元。
3. 如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述参考信号为所述光学储存系统的参 考电压。
4. 如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述时钟信号的频率与所述光学储存系 统的一通道位传输率的N倍；所述预设的计数范围由时钟信号的频率与所述光学储存系统 的通道位传输率的比例确定；所述N为大于0的实数。
5. 如权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述比较器通过比较确定所述射频耦合信号比所述参考信号高出一预设偏移值时，将 所述比较信号切换至一第一电平；所述比较器通过比较确定所述射频耦合信号比所述参考 信号低于所述预设偏移值时，将所述比较信号切换至一第二电平；所述直流保护单元在所述比较信号切换至所述第一电平时开始计数所述计数值，并在 所述比较信号切换至所述第二电平时重置所述计数值。
6. 如权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一 跟踪速度，所述直流跟踪单元根据所述控制单元系输出的所述设定信号而改变所述跟踪速 度；或者，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一高通滤波器的转折频率，所述直流跟踪 单元根据所述控制单元系输出的所述设定信号而改变所述高通滤波器的转折频率；或者，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一高通滤波器的截止频率，所述直流跟踪 单元根据所述控制单元系输出的所述设定信号而改变所述高通滤波器的截止频率。
7. —种滤波方法，适用于一光学储存系统中的一滤波器，所述滤波器包括一直流跟踪 单元与一减法器，该滤波方法包括通过所述直流跟踪单元来提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平信号； 利用所述减法器将所述射频信号减去所述电平信号，以产生一射频耦合信号；以及 根据所述射频耦合信号的电平变化判断是否输出一设定信号至所述直流跟踪单元，以 调整所述直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数。
8. 如权利要求7所述的滤波方法，其特征在于，根据所述射频耦合信号的电平变化来 判断是否输出所述设定信号至所述直流跟踪单元包括以一参考信号为基准，将所述射频耦合信号的电平与所述参考信号进行比较，并据以 产生一比较信号；以一时钟信号为基准来计数所述比较信号，以获取一计数值；判断所述计数值的数值是否落在一预设的计数范围之外；且在所述计数值的数值落在 所述预设的计数范围之外时，输出所述设定信号至所述直流跟踪单元。
9. 如权利要求8所述的滤波方法，其特征在于，所述参考信号为所述光学储存系统的 参考电压。
10. 如权利要求8所述的滤波方法，其特征在于，所述时钟信号的频率与所述光学储存 系统的一通道位传输率的N倍，所述预设的计数范围由时钟信号的频率与光学储存系统的 通道位传输率的比例关系确定；所述N为大于0的实数。
11. 如权利要求8所述的滤波方法，其特征在于，以所述参考信号为基准将所述射频耦 合信号的电平与所述参考信号进行比较，并据以产生所述比较信号包括比较所述射频耦合信号的电平和所述参考信号，在所述射频耦合信号比所述参考信号高出一预设偏移值时，将所述比较信号切换至一第一电平；以及在所述射频耦合信号比所述参考信号低于所述预设偏移值时，将所述比较信号切换至 一第二电平；所述以时钟信号为基准来计数所述比较信号，以获取所述计数值包括 在所述比较信号被切换至所述第一电平时，开始计数所述计数值；以及 在所述比较信号切换至所述第二电平时，重置所述计数值。
12. 如权利要求7所述的滤波方法，其特征在于，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一跟踪速度，所述调整所述直流跟踪单元的所述 特性参数包括根据所述设定信号而改变所述直流跟踪单元的所述跟踪速度；或者，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一高通滤波器的转折频率，所述调整所述 直流跟踪单元的所述特性参数包括根据所述设定信号而改变所述直流跟踪单元的所述高 通滤波器的转折频率；或者，所述特性参数为所述直流跟踪单元的一高通滤波器的截止频率，所述调整所述 直流跟踪单元的所述特性参数包括根据所述设定信号而改变所述直流跟踪单元的所述高 通滤波器的截止频率。
全文摘要
本发明提供了一种滤波器，包括一直流跟踪单元、一减法器以及一控制单元，直流跟踪单元用以提取一射频信号的直流成分，并据以产生一电平信号；减法器用以将所述射频信号减去所述电平信号，以产生一射频耦合信号；控制单元耦接于减法器与直流跟踪单元之间，用以根据所述射频耦合信号的电平变化来判断是否输出一设定信号至直流跟踪单元，以调整所述直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数。本发明还提供了一种适用于上述滤波器的滤波方法。采用本发明的滤波器及其滤波方法，根据射频耦合信号的电平变化来判断是否输出设定信号至直流跟踪单元，以调整直流跟踪单元的一影响其频宽的特性参数，可避免射频耦合信号因直流跟踪单元的频宽不足而产生的变形。
文档编号G11B20/10GK101777365SQ20091026109
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者刘世贤, 陈政雄 申请人:凌阳科技股份有限公司