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CN103907155B - 用于偏移和增益校正的方法和装置 - Google Patents

用于偏移和增益校正的方法和装置 Download PDF

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CN103907155B CN201280051618.XA CN201280051618A CN103907155B CN 103907155 B CN103907155 B CN 103907155B CN 201280051618 A CN201280051618 A CN 201280051618A CN 103907155 B CN103907155 B CN 103907155B
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Abstract

本公开的各方面提供了一种信号处理电路(1130)，所述信号处理电路包括：处理路径(1140)，其被配置为处理电信号以产生输入数据采样，以及前馈校正模块(1160)，其被配置为延时所述输入数据采样以产生延时的数据采样，在检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间(1632)将所述延时的数据采样应用于定时环路(1160、1170、1190)，以及在没有检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间(1630,1634)将所述输入数据采样应用于所述定时环路。

Description

用于偏移和增益校正的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年5月5日提交的美国申请号为13/101,439，名称为“Methodand Apparatus for Offset and Gain Correction”的优先权，该申请自身获得来自于2010年5月10日提交的美国临时申请号为61/333,190，名称为“Fast Feed Forward Offsetand Gain Correction for Read Channel”的优先权，这两个申请的内容通过整体引用结合于此。本申请还要求于2011年9月8日提交的美国临时申请号为61/532,483，名称为“TimeLoop Delay Control”的优先权，其内容通过整体引用结合于此。
背景技术
本文提供的背景描述是出于概括地呈现本公开的上下文的目的。当前以发明人命名的工作，在一定程度上在这个背景部分中描述了该工作，以及在提交的时间时不能作为现有技术的说明书的各方面，其既不明确地也不隐含地承认为不利于本公开的现有技术。
一般地，信号处理电路使用偏移和增益控制技术以将信号的幅度和偏移保持在期望的水平上。在示例中，光存储设备包括：读取通道，其接收对应于光存储介质上的信息的电信号。所述读取通道包括：偏移控制环路，其将所述电信号的偏移保持在期望的水平上。另外，所述读取通道包括：增益控制环路，其将所述电信号的幅度保持在期望的水平上。
发明内容
以下将更详细地描述本发明的各种方面和实施例。
在实施例中，一种信号处理电路包括：处理路径，其被配置为处理电信号以产生输入数据采样，以及前馈校正模块，其被配置为：延时所述输入数据采样以产生延时的数据采样，在没有检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述延时的数据采样应用于定时环路，以及在检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述输入数据采样应用于所述定时环路。
在另一实施例中，一种信号处理方法包括：接收输入数据采样，检测所述输入数据采样是否出现轮廓变化，延时所接收到的数据采样以产生延时的数据采样，以及在没有检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述延时的数据采样应用于定时环路，以及在检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述输入数据采样应用于所述定时环路。
附图说明
将参照以下附图详细地描述作为示例提出的本公开的各种实施例，其中相同的附图标记指相同的元件，并且其中：
图1示出了根据本公开的实施例的系统示例100和光盘示例119的框图；
图2A示出了根据本公开的实施例的读取通道示例230的框图；
图2B示出了根据本公开的实施例的前馈校正的绘图231；
图3A示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例360A的框图；
图3B示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例360B的框图；
图4示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例460的框图；
图5示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例560的框图；
图6示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例660的框图；
图7示出了根据本公开的实施例的读取通道示例730的框图；
图8示出了根据本公开的实施例的读取通道示例830的框图；
图9示出了根据本公开的实施例的概括过程示例900的流程图；
图10A和图10B示出了根据本公开的实施例的平均滤波器示例1000A和1000B的框图；
图11示出了根据本公开的实施例的读取通道示例1130的框图；
图12示出了图11的前馈校正模块示例1160的框图；
图13示出了图11的不对称校正块1180的框图；
图14示出了图11的定时恢复块1190的框图；
图15示出了根据本公开的实施例的概括过程示例1500的流程图；
图16示出了读取数据的波形1610连同自动启动(auto-enable)的输出1620的包络。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的实施例的系统示例100和光盘示例119的框图。系统100包括：光驱动模块120，其读取来自光盘119的数据。
光驱动模块120包括：光学读取头(OPU)121，以及具有前馈校正的读取通道130。OPU121被配置为：响应于在光盘119上的信息来生成电信号。具体地，OPU121将激光束指向光盘119的位置。从光盘119的位置将激光束反射。反射的激光束具有对应于存储在光盘119的位置处的信息的光学属性。OPU121的光检测器(未示出)检测到该光学属性。OPU121的光检测器响应于反射的激光束一般以模拟的形式来生成电信号。然后，由光驱动模块120的其它组件(诸如读取通道130)处理该电信号以重现存储在光盘119上的信息。
读取通道130包括信号处理电路(未示出)。信号处理电路接收电信号并且处理该电信号。电信号可能具有由于各种原因而变化的轮廓。在示例中，电信号的轮廓包括偏移和幅度。偏移和幅度由于各种原因而变化，诸如激光束的功率变化，光盘119的反射率变化、光盘119上的手印污点等。一般来说，读取通道130例如包括：偏移和增益校正模块，其调节信号处理电路中的参数，使得所处理的电信号的偏移和幅度被维持在期望的水平(多个)上。
根据本公开的实施例，读取通道130具有前馈校正模块(未示出)，其快速地响应于突发性的轮廓变化，诸如手印等引起的轮廓变化。在示例中，前馈校正模块基于在时间窗口中的电信号来测量信号轮廓，诸如电信号的偏移和幅度，然后将轮廓校正，诸如偏移校正和增益校正，引入到时间窗口中的电信号中的至少一个点，诸如中心点。然后，当发生突发性的轮廓变化时，校正突发性轮廓变化的轮廓校正被立即应用于该电信号。因此，读取通道130具有针对突发性轮廓变化的较快的响应时间。
需要注意的是，读取通道130可以包括其它校正模块。在示例中，读取通道130包括反馈偏移控制环路，其自适应地调节增加到电信号中的偏移调节以补偿偏移变化，以及增益反馈控制环路，其自适应地调节放大器的增益，所述放大器用于放大电信号以补偿幅度变化。一般来说，对于反馈偏移和增益控制环路来说，小的环路增益是优选的以便减少信道噪音并保持环路稳定。小环路增益可能导致对电信号中的突发性轮廓变化(诸如光盘119上的手印污点)的较慢响应。使用前馈校正模块，读取通道130实现对突发性的轮廓变化的快速响应。
需要注意的是，电信号的偏移和幅度不是必须维持在相对恒定的值上。相反，电信号的偏移和幅度被维持在期望的水平上，诸如在一个范围内等。
需要注意的是，系统100还包括其它组件，诸如处理器111、非易失性存储器113、随机访问存储器(RAM)112、音频/视频模块114、用户输入模块115、网络模块116、无线通信模块117等，以便在运行期间执行各种功能。如图1所示，这些组件耦合在一起。
处理器111执行系统和应用代码。即使当电源关断时，非易失性存储器113也保留信息。非易失性存储器113可以用于存储系统和应用代码，诸如固件。RAM112是可读和可写的。一般来说，RAM112能够有较快的访问速度。在实施例中，在运行期间，数据和代码被存储在RAM112中，使得处理器111能够访问RAM112来获取代码和数据而不是访问非易失性存储器113。
用户输入模块115使得用户能够控制系统100的操作。用户输入模块115包括任何合适的用户输入设备，诸如键盘、鼠标、触摸屏等。另外，用户输入模块115能够包括接口，该接口将外部用户输入设备耦合到系统100。
音频/视频模块114包括任何合适的音频/视频设备，诸如麦克风、扬声器、显示屏等。另外，音频/视频模块114能够包括接口，该接口将外部音频和视频设备耦合到系统100。音频/视频模块114能够用于播放存储在光盘119中的音频/视频数据。
网络模块116和无线通信模块117使得系统100能够向其它设备传送存储在光盘119上的数据，以及从其它设备接收数据，并且将所接收到的数据存储在光盘119上。
为了易于且清楚地描述，使用总线架构来呈现实施例。然而，应当理解的是，任何其它架构都可以用于耦合系统100内的组件。
需要注意的是，可以适宜地将读取通道130实现在读取其它合适的存储介质(诸如，全息光盘、磁存储器等)的其它系统中。
图2A示出了根据本公开的实施例的读取通道示例230的框图。读取通道230包括：前端处理器部分240、前馈校正模块260、数据检测器290以及定时补偿模块295。如图2A所示出的，这些元件耦合在一起。
前端处理部分240接收电信号并且使用各种技术(诸如放大、偏移调节、滤波、采样、模数变换等)来校准电信号。在示例中，前端处理部分240包括用于处理电信号的处理路径，诸如第一加法器241、可变增益放大器(VGA)242、连续时间滤波器(CTF)243、以及模数变换器(ADC)244。具体地，第一加法器241接收电信号，调节该电信号的偏移，以及向VGA242提供调节过偏移的电信号。VGA242使用增益来放大电信号，所述增益是可调节的，并向CTF243提供放大过的电信号。CTF243对放大的电信号进行滤波以移除高频噪声进而清洁电信号，并且向ADC244提供滤波过的电信号。ADC244对电信号进行采样，将电信号的采样从模拟形式变换成数字形式，并且输出电信号的数字采样。
此外，前端处理部分240包括：第一误差检测模块246。第一误差检测模块246耦合到处理路径以形成反馈控制环路。具体地，第一误差检测模块246接收来自ADC244的电信号的数字采样，基于电信号的数字采样来生成反馈偏移校正和反馈增益校正。反馈偏移校正被提供回给第一加法器241以调节电信号的偏移，并且反馈增益校正被提供回给VGA242以便调节电信号的幅度。
一般来说，反馈控制环路自适应地补偿偏移误差和增益误差。由反馈控制环路来获得稳定的偏移和幅度的响应时间取决于环路增益。在实施例中，反馈控制环路被配置为具有较小的环路增益以便减少信道噪音并且保持环路稳定。小环路增益可能导致对突发性轮廓变化(诸如由手印污点等引起的轮廓变化)的较慢响应等。
根据本公开的一个方面，前馈校正模块260检测轮廓变化，并且响应于轮廓变化将校正前向地应用于电信号，使得降低对轮廓变化的响应时间。
在实施例中，前馈校正模块260基于多个数字采样来检测轮廓变化，响应于轮廓变化来确定校正，将校正前向地应用于数字采样中的至少一个数字采样，以及输出校正过的数字采样。因此，前馈校正模块260快速地响应于突发性的轮廓变化，诸如由手印污点等所引起的轮廓变化。
在实施例中，前馈校正模块260包括：延时模块261、第二加法器262、乘法器263以及第二误差检测模块264。第二误差检测模块264接收数字采样，并且基于数字采样来检测轮廓变化，诸如偏移变化、幅度变化。此外，第二误差检测模块264生成前馈偏移校正以用于偏移调节，以及前馈增益校正以用于幅度调节。延时模块261接收数字采样，并且在该数字采样中增加延时，并且向第二加法器262提供延时过的数字采样。第二加法器262向延时过的数字采样增加前馈偏移校正，并且向乘法器263提供调节过偏移的数字采样。乘法器263接收调节过偏移的数字采样，并且将调节过偏移的数字采样与前馈增益校正相乘以调节数字采样的幅度。
在实施例中，前馈校正模块260基于时间窗口进行操作。具体地，第二误差检测模块264基于在时间窗口中的数字采样来检测轮廓变化，并且基于在时间窗口中的数字采样来生成前馈偏移校正和前馈增益校正。延时模块261对数字采样进行适当地延时，使得在时间窗口中的数字采样由第二加法器262进行偏移调节并且由乘法器263进行幅度调节。
在示例中，时间窗口包括16个数字采样。第二误差检测模块264基于这16个数字采样来检测轮廓变化，并且基于16个数字采样来产生前馈偏移校正和前馈增益校正。延时模块261对数字采样进行延时8个数字采样，使得中央的数字采样(诸如16个数字采样的第9个数字采样)由第二加法器262进行偏移调节并且由乘法器263进行幅度调节。由于校正被前馈到数字采样，因此实现了对突发性轮廓变化的较短的响应时间。
数据检测器290检测来自校正过的数字采样的二进制序列。在实施例中，数据检测器290包括：291，其用于对校正过的数字信号中的非对称幅度进行校正，有限脉冲响应(FIR)滤波器292，其用于从校正过的数字采样中移除噪声并且控制内部符号间干扰，以及维特比(Viterbi)检测器293，其用于检测二进制序列。
定时补偿模块295被配置为检测和校正定时误差。在实施例中，定时补偿模块295包括：相位误差检测器296，其用于检测相位误差，以及定时环路滤波器/VCO297，其用于基于所检测到的相位误差来生成采样时钟。
图2B示出了根据本公开的实施例的前馈校正的示意图231。示意图231示出了相对于采样时间t的数字采样232的序列。此外，绘图231示出了从t1至t16的第一时间窗口233，以及从t2至t17的第二时间窗口234。基于在第一时间窗口233中的数字采样，来确定第一前馈校正235。在t8处第一前馈校正235被应用于数字采样，由261通过8个采样间隔将t8延时到t16。基于在第二时间窗口234中的数字采样，来确定第二前馈校正236。在t9处第二前馈校正236被应用于数字采样，由261通过8个采样间隔将t9延时到t17。
图3A示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块360A的框图。前馈校正模块360A包括：延时模块361A、加法器362A、乘法器363A、偏移校正生成模块366A以及增益校正生成模块365A。如图3A中所示出的，这些元件耦合在一起。
延时模块361A接收数字采样序列，并且在该数字采样中增加延时，并且向加法器362A提供延时过的数字采样。加法器362A向延时过的数字采样增加前馈偏移校正，并且向乘法器363A提供调节过偏移的数字采样。乘法器363A接收调节过偏移的数字采样，并且将调节过偏移的数字采样与前馈增益校正相乘以调节数字采样的幅度。
偏移校正生成模块366A接收数字采样序列并且基于数字采样来生成前馈偏移校正。在实施例中，偏移校正生成模块366A包括：偏移检测器381A和第一平均滤波器382A。偏移检测器381A接收数字采样，并且检测偏移误差。偏移误差被提供给第一平均滤波器382A。第一平均滤波器382A计算偏移误差的平均值。在实施例中，第一平均滤波器382A基于时间窗口来计算平均值。该平均值被提供给加法器362A作为前馈偏移校正。
增益校正生成模块365A接收数字采样序列，并且基于数字采样来生成前馈增益校正。在实施例中，增益校正生成模块365A包括：幅度检测器371A、增益误差检测器372A以及第二平均滤波器373A。幅度检测器371A接收数字采样，并且基于该数字采样来检测幅度。增益误差检测器372A接收幅度，并且基于该幅度和目标幅度来检测增益误差。在示例中，增益误差检测器372A包括：乘法器，其将幅度的倒数与目标幅度相乘以计算增益误差。增益误差被提供给第二平均滤波器373A。第二平均滤波器373A计算增益误差的平均值。在实施例中，第二平均滤波器373A基于时间窗口来计算平均值。该平均值被提供给乘法器363A作为前馈增益校正。
图3B示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例360B的框图。前馈增益校正模块360B使用某些组件，该组件与在前馈校正模块360A中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。然而，在增益校正生成模块365B中，幅度检测器371B向第二平均滤波器373B提供所检测到的幅度。第二平均滤波器373B基于所接收到的检测的幅度来计算平均幅度。在实施例中，第二平均滤波器373B基于时间窗口来计算平均幅度。该平均幅度被提供给增益误差检测器372B。增益误差检测器372B基于平均幅度和目标幅度来检测增益误差。在示例中，增益误差检测器372B包括乘法器(未示出)，其将平均幅度的倒数与目标幅度相乘。增益误差被提供给乘法器363B作为前馈增益校正以调节数字采样的幅度。
图4示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例460的框图。前馈校正模块460使用某些组件，该组件与在前馈校正模块360A中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。
在实施例中，偏移校正生成模块466包括另外的组件，诸如在图4中所示出的第一多路器484和第一多路器控制器485。第一多路器控制器485接收偏移误差的平均值(X)，将偏移误差的平均值的绝对值(|X|)与第一偏移阈值(THRESHOLD_O_1)进行比较，并且基于该比较来控制第一多路器484。在示例中，由于突发性轮廓变化，|X|具有较大的值。当|X|大于或等于第一偏移阈值时，第一多路器控制器485控制第一多路器484以选择偏移误差的平均值(X)并且将该偏移误差的平均值(X)提供给加法器462作为前馈偏移校正。在另一示例中，由于信道噪声，|X|具有较小的值，当|X|小于第一偏移阈值时，第一多路器控制器485控制第一多路器484以选择零值，使得加法器462不调节数字采样的偏移。
类似地，在实施例中，增益误差生成模块465包括另外的组件，诸如在图4中所示出的第二多路器474和第二多路器控制器475。第二多路器控制器475接收增益误差的平均值(Y)，从增益误差的平均值减去标称增益值(1)(Y-1)，计算绝对值(|Y-1|)，并且将绝对值(|Y-1|)与第一增益阈值(THRESHOLD_G_1)进行比较，并且基于该比较来控制第二多路器474。在示例中，由于突发性轮廓变化，|Y-1|具有较大的值。当|Y-1|大于或等于第一增益阈值时，第二多路器控制器475控制第二多路器474以选择增益误差的平均值(Y)并且将该增益误差的平均值(Y)提供给乘法器463作为前馈增益校正。在另一示例中，由于信道噪声，|Y-1|具有较小的值，当|Y-1|小于第一增益阈值时，第二多路器控制器475控制第二多路器474以选择1值，使得乘法器463不调节数字采样的幅度。
图5示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例560的框图。前馈校正模块560使用某些组件，该组件与在前馈校正模块460中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。
在实施例中，第一多路器控制器585包括COUNTER_A。第一多路器控制器585基于COUNTER_A来控制第一多路器584。在示例中，当基于时间窗口来计算的|X|大于或等于第二偏移阈值(THRESHOLD_O_2)时，第一多路器控制器585将COUNTER_A重置为M。M是正整数。当基于时间窗口来计算的|X|小于第一偏移阈值时，COUNTER_A按一进行倒数。当COUNTER_A大于零时，第一多路器控制器585控制第一多路器584以选择偏移误差的平均值(X)并且将偏移误差的平均值(X)提供给加法器562作为前馈偏移校正。当COUNTER_A小于或等于零时，第一多路器584输出零值，使得加法器562不调节数字采样的偏移。因此，在这个实施例中，当|X|超过第二偏移阈值时，基于X的前馈偏移校正被应用于信号处理中。在一段时间中(诸如在这个实施例中，M个采样间隔)，基于X的前馈偏移校正被连续地应用于信号处理中直到|X|小于第二偏移阈值。在示例中，轮廓变化具有尾部部分，尾部部分的|X|较小，诸如小于第二偏移阈值。根据这个实施例，基于尾部部分的前馈偏移校正可以适宜地应用于信号处理。
类似地，在实施例中，第二多路器控制器575包括COUNTER_B。第二多路器控制器575基于COUNTER_B来控制第二多路器574。在示例中，当基于时间窗口来计算的|Y-1|大于或等于第二增益阈值(THRESHOLD_G_2)时，第二多路器控制器575将COUNTER_B重置为N。N是正整数。当基于时间窗口来计算的|Y-1|小于第二增益阈值时，COUNTER_B按一进行倒数。当COUNTER_B大于零时，第二多路器控制器575控制第二多路器574以选择增益误差的平均值(Y)，并且将增益误差的平均值(Y)提供给乘法器563作为前馈增益校正。当COUNTER_B小于或等于零时，第二多路器574输出值1，使得乘法器563不调节数字采样的幅度。因此，在这个实施例中，当|Y-1|超过第二增益阈值时，基于Y的前馈增益校正被应用于信号处理中。在一段时间中(诸如在这个实施例中，N个采样间隔)，基于Y的前馈增益校正被连续地应用于信号处理中直到|Y-1|小于第二增益阈值。在示例中，轮廓变化具有尾部部分，尾部部分的|Y-1|较小，诸如小于第二增益阈值。根据这个实施例，基于尾部部分的前馈增益校正可以适宜地应用于信号处理。
图6示出了根据本公开的实施例的前馈校正模块示例660的框图。前馈校正模块660使用某些组件，该组件与在前馈校正模块360A中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。
在实施例中，第一多路器控制器685包括COUNTER_C。第一多路器控制器685基于COUNTER_C来控制第一多路器684。在示例中，当基于时间窗口来计算的|X|小于第三偏移阈值(THRESHOLD_O_3)时，COUNTER_C被重置为零。当基于时间窗口来计算的|X|大于或等于第三偏移阈值时，COUNTER_C按一进行正数。当COUNTER_C大于P(P是正值)时，第一多路器684选择偏移误差的平均值(X)并且将偏移误差的平均值(X)提供给加法器662作为前馈偏移校正。当COUNTER_C小于P时，第一多路器684输出值零，使得加法器662不调节数字采样的偏移。
在示例中，诸如在偏移检测器681中的噪声的信道噪声可能使|X|偶尔地超过第三偏移阈值。当|X|在例如小于P个采样间隔的时间段中超过第三偏移阈值时，偏移误差被认为是噪声，并且在信号处理中不应用前馈偏移校正；并且当|X|在例如P个采样间隔的时间段中超过第三偏移阈值时，在信号处理中应用基于X的前馈偏移校正。
类似地，在实施例中，第二多路器控制器675包括COUNTER_D。第二多路器控制器675基于COUNTER_D来控制第二多路器674。在示例中，当基于时间窗口来计算的|Y-1|小于或等于第三增益阈值(THRESHOLD_G_3)时，第二多路器控制器675将COUNTER_D重置为零。当基于时间窗口来计算的|Y-1|大于或等于第三偏移阈值时，COUNTER_D按一进行正数。当COUNTER_D大于Q(Q是正值)时，第二多路器674选择增益误差的平均值(Y)并且将增益误差的平均值(Y)提供给乘法器663作为前馈增益校正。当COUNTER_D小于或等于零时，第二多路器674输出值1，使得乘法器663不调节数字采样的幅度。
在示例中，诸如在幅度检测器671中的噪声的信道噪声可能使得|Y-1|偶尔地超过第三增益阈值。当|Y-1|例如在小于Q个采样间隔的时间段中超过第三增益阈值时，偏移误差被认为是噪声，并且在信号处理不应用前馈增益校正；并且当|Y-1|例如在Q个采样间隔的时间段中超过第三偏移阈值时，在信号处理中应用基于Y的前馈增益校正。
图7示出了根据本公开的实施例的读取通道示例730的框图。读取通道730使用某些组件，该组件与在读取通道230中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。
在图7的示例中，前端处理部分740包括包络检测器747，其检测轮廓变化，诸如偏移变化，幅度变化等。包络检测器747接收数字采样，并且检测该数字采样的包络，并且还检测包络的变化。基于包络的变化，包络检测器747生成偏移误差，和增益误差。偏移误差被提供给反馈偏移环路滤波器749以生成反馈偏移校正，并被提供给第一平均滤波器782以生成前馈偏移校正。增益误差被提供给反馈偏移环路滤波器748以生成反馈偏移校正，并被提供给第二平均滤波器773以生成前馈增益校正。
图8示出了根据本公开的实施例的读取通道示例830的框图。读取通道830使用某些组件，该组件与在读取通道730中使用的那些组件相同或相当；在上文中已经提供了这些组件的描述，并且出于清楚的目的这些组件的描述将被省略。
在图8的示例中，前端处理部分840是AC耦合配置。具体地，前端处理部分840包括高通滤波器845。高通滤波器845从电信号中移除较慢的偏移变化。因此，不需要反馈偏移校正。然而，在示例中，高通滤波器845不响应于短期偏移变化，诸如由于手印等的偏移变化。在图8的示例中，包络检测器847基于数字采样的包络来检测幅度。该幅度被提供给增益误差检测器872。增益误差检测器872基于该幅度和目标幅度来检测增益误差。增益误差被提供给第二平均滤波器873以生成前馈增益校正。
需要注意的是，可以根据在图4-6中所示出的前馈校正模块来适宜地修改读取通道730和读取通道830。
图9示出了根据本公开的实施例的概括用于读取通道以补偿电信号中的突发性轮廓变化的过程示例900的流程图。过程从S901开始，并且前进到S910。
在S910，读取通道接收电信号。在实施例中，读取通道包括处理电信号的前端处理部分。在示例中，前端处理部分包括反馈环路，其被配置为自适应地校正电信号中的变化。此外，前端处理器部分包括模数变换器，其被配置为对电信号进行采样，并且将采样的电信号变换成数字采样。
在S920，读取通道测量信号轮廓，并且基于在时间窗口中的电信号来检测轮廓的变化。在实施例中，读取通道包括前馈校正模块。前馈校正模块基于数字采样来测量偏移和幅度，并且计算偏移误差和增益误差。此外，在实施例中，在时间窗口中，前馈校正模块计算偏移误差的平均值和增益误差的平均值。
在S930，读取通道确定轮廓校正。在实施例中，前馈校正模块包括控制器。控制器基于偏移误差的平均值和增益误差的平均值来确定轮廓校正。在示例中，控制器确定误差是由于噪声产生的(例如，如图4中所示出的，通过将偏移误差的平均值和增益误差的平均值与第一偏移阈值和第一增益阈值进行比较，或者如图6中所示出的，通过将偏移误差的平均值和增益误差的平均值与第三偏移阈值和增益阈值进行比较)，并且不需要轮廓校正。在另一示例中，控制器以滞后的方式来确定校正突发性的轮廓变化。例如，当已经连续地检测到突发性轮廓变化一段时间时(例如在图6的示例中)，控制器确定校正突发性轮廓变化。在另一示例中，当检测到突发性轮廓变化时(例如在图5的示例中)，控制器确定在一段时间内连续地校正突发性轮廓变化。
在S940，读取通道将轮廓校正前向地应用于电信号。在实施例中，当基于时间窗口中的电信号检测到突发性轮廓变化时，对时间窗口中的电信号(诸如电信号的数字采样)应用轮廓校正。在实施例中，读取通道包括延时模块。延时模块对数字采样进行延时，使得轮廓校正被应用于时间窗口中的数字采样。然后，过程前进到S999并结束。
图10A示出了根据本公开的实施例的平均滤波器示例1000A的框图。平均滤波器示例1000A包括：延时模块1001、加法器1002、缓冲器1003、以及缩放模块1004。如图10A所示出的，这些元件耦合在一起。
平均滤波器1000A计算在时间窗口中的数字输入的平均值。由延时模块1001的特定延时来限定时间窗口。具体地，延时模块1001接收数字输入序列，并且通过时间窗口来延时该序列。加法器1002和缓冲器1003一起操作以便将数字输入的序列加起来，并且减去延时过的该数字输入序列。因此，缓冲器1003基于时间窗口来输出对应于数字输入的和的值的序列。缩放模块1004通过特定延时的倒数来缩放该和，并且基于时间窗口来输出数字输入的平均值。
图10B示出了根据本公开的实施例的平均滤波器示例1000B的框图。平均滤波器示例1000B包括：第一加法器1011、缓冲器1013、第二加法器1013、延时模块1015以及缩放模块1014。如图10B所示出的，这些元件耦合在一起。
平均滤波器1000B计算在时间窗口中的数字输入的平均值。由延时模块1015的特定延时来限定时间窗口。具体地，加法器1011和缓冲器1012一起操作以便将数字输入序列加起来，并且缓冲器1012输出对应于数字输入的和的值的序列。延时模块1015通过时间窗口将该值的序列进行延时。第二加法器1013将值的序列与延时的值的序列相减，因此加法器1013基于时间窗口输出数字输入的和。缩放模块1014通过特定延时的倒数来缩放该和，并且输出基于时间窗口的数字输入的平均值。
需要注意的是，平均滤波器1000A和1000B是两个滤波器的示例。可以使用任何其它合适的低通滤波器，诸如有限脉冲响应(FIR)滤波器、无限脉冲响应(IIR)滤波器等，以替代图3A、3B、4、5、7和图8中的平均滤波器。
图11示出了根据本公开的实施例的改进的示例读取通道1130的框图，以便当输入信号的增益和偏移大幅度变化时(即，由于手印或其它问题发生的轮廓变化)时来提升稳定性。读取通道1130包括：前端1140、改进的前馈校正模块1160、限幅器1170、不对称校正块1180和定时恢复块1190。
如先前的示例，前端1140接收来自光盘或其它设备的输入信号以产生输入数字采样的流。输入数字采样进而被提供给改进的前馈校正模块1160，其产生三个信号，三个信号包括：(1)延时的采样的流，(2)多路复用采样的流，以及(3)定时延时指示符，该定时指示符指示是否存在数字采样的流的轮廓变化，数字采样触发改进的前馈校正模块1160内的操作变化，这将在下文进一步详细描述。
限幅器1170接收多路复用采样以产生判决的流，其进而被提供给定时恢复块119以及不对称校正块1180。
不对称校正块1180接收来自限幅器1170的判决的流，以及来自改进的前馈校正模块1160的定时延时指示符和延时的采样的流，以产生不对称的校正的数字采样序列的流。
在运行期间，改进的前馈校正模块1160、限幅器1170以及定时恢复块1190作为定时环路的一部分来运行。在轮廓变化的时间期间，改进的前馈校正模块1160执行动作来调节这个定时环路的参数以确保该环路的稳定性。
例如，如将在下文公开的，在发生轮廓变化期间，改进的前馈校正模块1160使用延时的采样。然而，内在的延时导致定时环路中的非线性的相位滞后，其威胁定时环路的稳定性。为了补偿这个稳定性问题，减少各种内部增益以补偿此类可能的不稳定性并由此提高性能。
图12示出了图11的前馈校正模块示例1160的框图。改进的前馈校正模块1160包括：延时模块1261、加法器1262、乘法器1263、自动启动1210，变换器1212、第一多路器1284、第二多路器1285和第三多路器1286。上文已描述过的其它设备，包括上文公开的信号偏移和增益校正设备，出于简洁未在图12中示出，但是被认为提供相同的功能，包括产生如先前示例的偏移因子X和增益因子Y。
在运行中，自动启动1210监测输入信号，确定是否存在轮廓变化。图16示出了数字采样1610和自动启动所产生的输出1620的示例包络/轮廓。在时间{1630，1634}期间，当数字采样1610显示“正常”的包络时，自动启动输出1620为“0”。然而，在时间1632期间，其显示出包络1610的快速变化(表示输入信号轮廓中的变化)，自动启动输出1620为“1”。
返回图12，无论何时当没有轮廓变化时，自动启动向第一多路器1284和第二多路器1285产生“0”信号，其从延时的采样的流中有效地移除任何偏移校正X和增益校正Y，同时也使得第三多路器1286使输入数字采样通过到达多路复用采样线路上。相对的，无论何时当存在显著的轮廓变化时，自动启动向第一多路器1284和第二多路器1285产生“1”信号，其将偏移校正X和增益校正Y有效地合并到延时的采样的流中，同时也使得第三多路器1286使延时的数字采样通过到达多路复用采样线路上。
此外，当没有轮廓变化时，自动启动向变换器1212提供其“0”信号，在各种实施例中该变换器1212简单地输出“0”信号，直到当它切换到“1”信号时自动启动信号从“0”变换成“1”，并且保持在“1”信号直到由其它装置重置。变换器1212的输出是定时延时指示符，其被提供给第三多路器1286以及如上文所公开的各种外部设备。虽然在本示例中当输入切换到“1”时，变换器1212将输出切换到“1”信号，但是在其它示例中，可以改变这种配置。
使用定时延时指示符，第三多路器1286在所接收到的/输入数字采样和延时的数字采样之间切换它的输出。即，无论何时当定时延时指示符＝1时，第三多路器1286将延时的数字信号馈入到多路复用采样线路；否则当定时延时指示符＝0时，第三多路器1286将所接收到的/输入数字信号馈入到多路复用采样线路。
图13示出了图11的不对称校正模块1180的框图。不对称校正块1180包括：延时器1310、多路器1320和不对称误差生成器1330。
在运行中，来自图11的限幅器1170的判决，可以使用输入数据采样或延时的数据采样来产生该判决，被提供给延时器1310以及多路器1320的第一输入。延时器1310接收判决并且将判决延时数个采样，所述数个采样等于由图12的延时模块1261所导致的延时，以产生至多路器1320的其它输入的延时的判决的流。
多路器1320还接收定时延时指示符，并且基于定时延时指示符的状态向不对称误差生成器1330提供直接来自限幅器1170的判决或者经由延时器1310的延时的判决，不对称误差生成器1330使用延时的采样能够产生不对称的校正数字采样。
图14示出了图11的定时恢复块1190的框图。定时恢复块1190包括：第一乘法器1410、第一多路器1412、第二乘法器1420、第二多路器1422和定时环路滤波器1497。
在运行中，无论何时当没有轮廓变化时(定时延时指示符＝0)，第一多路器1412允许相位增益信号通过定时环路滤波器1497。类似地，当没有轮廓变化时，第二多路器1422允许频率增益信号通过定时环路滤波器1497。
然而，无论何时当存在显著地轮廓变化(定时延时指示符＝1)时，第一乘法器1410和第一多路器1412一起工作将相位增益信号衰减1/SQRT(2)，并且向定时环路滤波器1497提供衰减过的相位增益信号。类似地，第二乘法器1420和第二多路器1422一起工作以便向定时环路滤波器1497提供衰减(1/2)的频率增益信号。通过在轮廓变化的时间段期间衰减频率增益和相位增益，定时恢复变得越来越稳定以补偿使用延时的采样所导致的另外的延时。
图15示出了根据本公开的实施例的概述示例过程1500的流程图。过程从S1502开始，其中接收数字采样的流，所述数字采样的流表示来自光盘读取设备或其它装置所产生的电信号的输入。接着，在S1504，将所接收到的数字采样进行延时以产生延时的采样的流。然后，在S1506，针对延时的数据确定预期的增益和偏移值。控制继续到S1510。
在S1510，做出决定，该决定关于是否检测到所接收到的数据的轮廓变化。如果检测到轮廓变化，则控制跳到S1530；否则，控制跳到S1540。
在S1530，响应于检测到轮廓变化，偏移X和增益Y中的一个或两个被应用于S1504的延时的数字采样。接着，在S1532，衰减的频率增益和相位增益被应用于定时恢复滤波器/处理。如上所述，频率增益被衰减1/2，并且相位增益被衰减1/SQRT(2)。控制继续到S1534。
在S1534，使用延时的数据来产生限幅器判决。接着，在S1536，使用S1534的限幅器判决来执行过程以产生不对称的校正的数字采样。然后，控制跳回到S1502，其中根据需要或以其它所期望的方式来重复过程。
在S1540，响应于未检测到轮廓变化，偏移X和增益Y都不应用于S1504的延时的数字采样。接着，在S1542，未衰减的频率和相位增益值被应用于定时恢复滤波器/过程。控制继续到S1544。
在S1544，使用所接收到的(未延时的)数据来产生限幅器判决。接着，在S1546，使用S1544的延时的限幅器判决来执行处理以产生不对称的校正的数字采样。然后，控制跳回到S1502，其中根据需要或以其它所期望的方式来重复过程。
需要注意的是，可以通过各种技术(诸如，集成电路、由处理器来执行的指令代码、或集成电路和指令代码的组合)来实现本公开的各种具体化的设备，诸如前馈校正模块360A、360B、460、560、660和1160，平均滤波器1000A和1000B。在示例中，单独由集成电路来实现前馈校正模块，诸如前馈校正模块460、560、660、1160等。在另一示例中，前馈校正模块，诸如多路器控制器485、475、585、575、685、675等，被实现成能够由处理器来执行的指令代码。
虽然已经结合作为示例提出的本发明的特定实施例来描述了本发明，但是明显的是，对本领域的技术人员来说，许多替换、修改和变型将是显而易见的。因此，如在本文中所阐述的本发明的实施例旨在是说明性的而不是限制性。在不背离本发明的范围的情况下，可以做出许多修改。

Claims (18)

1.一种信号处理电路，包括：
处理路径，被配置为处理对应于存储介质上的内容数据的电信号以产生输入数据采样，以及
包括自动启动的前馈校正模块，所述前馈校正模块被配置为：
对所述输入数据采样进行延时以产生延时的数据采样，
在检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间，将所述延时的数据采样应用于定时环路，以及
在没有检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间，将所述输入数据采样应用于所述定时环路，并且在检测到所述数据采样的轮廓变化时，调整所述定时环路的参数；
其中所述自动启动被配置为：
监测所述输入数据采样，
确定是否存在所述数据采样的轮廓变化，
在所述自动启动确定不存在所述数据采样的轮廓变化时，使得所述前馈校正模块输出所述输入数据采样，以及
在所述自动启动确定存在所述数据采样的轮廓变化时，使得所述前馈校正模块输出所述延时的数据采样，所述延时的数据采样是经偏移校正和增益校正的采样。
2.根据权利要求1所述的信号处理电路，其中所述前馈校正模块被配置为：在检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将偏移校正和增益校正中的至少一个应用于所述延时的数据采样，以及在没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，不将所述偏移校正和所述增益校正应用于所述延时的数据采样。
3.根据权利要求2所述的信号处理电路，其中所述前馈校正模块被配置为：在检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将所述偏移校正和增益校正都应用于所述延时的数据采样。
4.根据权利要求1所述的信号处理电路，还包括定时恢复块，所述定时恢复块被配置为：在没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将第一相位增益和第一频率增益应用于定时环路滤波器，以及在检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将衰减的第一相位增益和衰减的第一频率增益应用于所述定时环路滤波器。
5.根据权利要求4所述的信号处理电路，其中所述衰减的第一频率增益是所述第一频率增益的1/2。
6.根据权利要求4所述的信号处理电路，其中所述衰减的第一相位增益是所述第一相位增益的1/SQRT(2)。
7.根据权利要求1所述的信号处理电路，还包括限幅器，所述限幅器被耦合到多路复用器并且被配置为：在检测到所述数据采样的所述轮廓变化的所述时间段期间，从所述延时的数据采样来产生限幅器判决，并且在没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，从所述输入数据来产生限幅器判决。
8.根据权利要求7所述的信号处理电路，还包括不对称校正块，所述不对称校正块被配置为：基于从所述延时的数据采样产生的所述限幅器判决来产生不对称校正的数字采样。
9.根据权利要求8所述的信号处理电路，其中所述不对称校正块被配置为：当检测到所述数据采样的所述轮廓变化时，基于延时的判决来产生不对称校正的数字采样。
10.一种由包括自动启动的前馈校正模块执行的信号处理方法，所述方法包括：
由所述自动启动监测输入数据采样；
由所述自动启动确定是否存在所述输入数据采样的轮廓变化；
由所述前馈校正模块对所述输入数据采样进行延时以产生延时的数据采样；
由所述前馈校正模块在检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述延时的数据采样应用于定时环路；
由所述前馈校正模块在没有检测到所述数据采样的轮廓变化的时间段期间将所述输入数据采样应用于所述定时环路，并且在检测到所述数据采样的轮廓变化时调整所述定时环路的参数；
由所述自动启动在其确定不存在所述数据采样的轮廓变化时使得所述前馈校正模块输出所述输入数据采样，以及
由所述自动启动在其确定存在所述数据采样的轮廓变化时使得所述前馈校正模块输出所述延时的数据采样，所述延时的数据采样是经偏移校正和增益校正的采样。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：如果检测到所述轮廓变化，则将偏移校正和增益校正中的至少一个应用于所述延时的数据采样，以及如果没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化，则不将所述偏移校正和所述增益校正应用于所述延时的数据采样。
12.根据权利要求11所述的方法，其中如果检测到所述轮廓变化，则将所述偏移校正和所述增益校正都应用于所述延时的数据采样。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将第一相位增益和第一频率增益应用于定时环路滤波器，以及
在检测到所述输入数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，将衰减的第一相位增益和衰减的第一频率增益应用于所述定时环路滤波器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述衰减的第一频率增益是所述第一频率增益的1/2。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述衰减的第一相位增益是所述第一相位增益的1/SQRT(2)。
16.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，从所述延时的数据采样来产生限幅器判决；以及
在没有检测到所述数据采样的所述轮廓变化的时间段期间，从所述输入数据采样来产生限幅器判决。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
基于从所述延时的数据采样产生的所述限幅器判决来产生不对称校正的数字采样。
18.根据权利要求17所述的方法，其中产生不对称校正的数字采样包括：当检测到所述数据采样的所述轮廓变化时，基于延时的判决来产生不对称校正的数字采样。
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