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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Aufzeichnung oder Wiedergabe
von Informationen mit Mitteln zum Detektieren oder Verschieben des
Abtastortes auf einer Disc mit Wobbelspur. Das Gerät weist
Mittel zum Detektieren oder Verschieben des Abtastortes einer Abtasteinrichtung über bespielten
als auch unbespielten Bereichen der Disc auf, ist dadurch sowohl
für einmal
beschreibbare als auch für
wiederbeschreibbare Aufzeichnungsträger mit Wobbelspur geeignet
und ermöglicht
darüber
hinaus auch das Detektieren des aktuellen Abtastortes während des
Spurspringens.
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Zur
Aufzeichnung oder Wiedergabe von Informationen, die auf einem Aufzeichnungsträger gespeichert
oder zu speichern sind, sind das Detektieren des Abtastortes und
das Verschieben der Abtasteinrichtung, mit der ein Aufzeichnungsträger abgetastet
wird, erforderlich. Die Abtasteinrichtung, mit welcher die Informationen
aufgezeichnet oder wiedergegeben werden, wird häufig auch als Pickup bezeichnet.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Positionsbestimmung bzw.
Positionierung einer Abtasteinrichtung bekannt. Informationen über den
Abtastort sind auf dem Aufzeichnungsträger beispielsweise in der Sektoradresse
oder in der sogenannten Cluster-Information enthalten, die entweder
in der aufgezeichneten Information oder in einer gewobbelten Informationsspur
gespeichert sind. Bei Aufzeichnungsträgern mit Wobbelspur, wie beispielsweise der
Minidisk oder der DVD+RW, ist die Information über den Abtastort in der Regel
in der Wobbelspur enthalten. Die Wobbelung der Informations- bzw.
Aufzeichnungsspur, die auch als pregroove bezeichnet wird, besteht
bei der Minidisk in einer Frequenzmodulation. Die Wobbelspur der
DVD+RW ist hingegen phasenmoduliert. Zum Lesen in der Wobbelspur
durch Modulation enthaltener Informationen über den Abtastort wird jedoch ein
relativ großer
Zeitraum benötigt,
da der Abtaststrahl auf der Informationsspur zu fokussieren ist
und zum Lesen in der Wobbelspur kodierter Informationen nacheinander
mehrere Regelkreise und ein Decoder zu aktivieren und abzugleichen
sind. Insbesondere nach Spursprüngen
oder nach dem Einschalten des Gerätes ist zum Ausrichten der
Abtasteinrichtung auf die Spur des Aufzeichnungsträgers ein
verhältnismäßig langer
Zeitraum erforderlich, bis mit dem Lesen und Decodieren auf der
Disc gespeicherter Informationen begonnen werden kann. Wenn sich
beispielsweise herausstellt, dass durch Zählen überquerter Spuren ein gewünschter
Abtast- oder Aufzeichnungsort nicht erreicht wurde, ist darüber hinaus
eine Wiederholung des Vorgangs erforderlich, um den Laserstrahl
im richtigen Sektor bzw. am gewünschten
Ort zu positionieren. Unterschiedliche Aufzeichnungs- und Wiedergabemodi,
sowie auch der Start nach einem Pausenmodus, erfordern jedoch einen besonders
schnellen und präzisen
Suchvorgang, um Daten- bzw. Informationslücken bei der Aufzeichnung oder
Wiedergabe zu vermeiden. Das Fokussieren der Abtasteinrichtung,
das Lesen und Dekodieren von Sektoradressen oder Cluster-Informationen
erfordert in der Regel jedoch einen zu großen Zeitraum, um einen schnellen
Zugriff auf einen gewünschten
Aufzeichnungs- oder Wiedergabeort auf der Disc zu ermöglichen
oder die aktuelle Position der Abtasteinrichtung zu ermitteln.
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Eine
weitere Möglichkeit
zur Positionsbestimmung einer optischen Abtasteinrichtung besteht
in der Verwendung eines zusätzlichen
optischen Encoders, welcher beim Verändern der Position der optischen
Abtasteinrichtung Signalimpulse erzeugt, aus deren Anzahl auf eine
Ortsveränderung
geschlossen werden kann. Ein derartiges System ist zum Beispiel
aus der US-A-5,726,959 bekannt.
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Für DVD-Laufwerke
sind die Auflösung
und die Genauigkeit eines solchen Verfahrens jedoch nicht ausreichend.
Darüber
hinaus kann auf diese Weise nur die relative Lageveränderung
der optischen Abtasteinrichtung, nicht jedoch der Abtastort auf
der Disc bestimmt werden.
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Weiterhin
ist zum Beispiel aus der US-A-5,920,526 ein Verfahren bekannt, um
die Grenze zwischen einem bespielten und einem unbespielten Bereich
auf einer beschreibbaren Disc zu detektieren. In einem ersten Schritt
wird dabei zunächst
ein grober Bereich auf der Disc bestimmt, in dem die gesuchte Grenze
liegt und anschließend
wird der grobe Bereich in iterativen Schritten halbiert bis die
gesuchte Grenze beispielsweise innerhalb von maximal vier Spuren
liegt. Auch dieses Verfahren genügt
bezüglich
seiner Genauigkeit und Geschwindigkeit nicht den an DVD-Laufwerke
gestellten Anforderungen.
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Ferner
offenbart US-A-4,067,044 ein Gerät
zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen mit Mitteln zum
Detektieren und Verschieben des Abtastortes auf der Disc.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Aufzeichnung
oder Wiedergabe von Informationen mit Mitteln zum Detektieren oder
Verschieben des Abtastortes auf einer Disc mit Wobbelspur anzugeben,
welches in kurzer Zeit das Detektieren der absoluten Position der
Abtasteinrichtung zum Aufzeichnungsträger oder das Positionieren
der Abtasteinrichtung an einem gewünschten Abtastort der Disc
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird mit in unabhängigen
Patentansprüchen
angegebenen Merkmalen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
sind in Unteransprüchen
angegeben.
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Einem
Aspekt der Erfindung entsprechend wird in einem Gerät zur Aufzeichnung
oder Wiedergabe von Daten oder Informationen einer Disc mit Wobbelspur
mit einer Abtasteinrichtung von der Wobbelspur der Disc ein Wobbelsignal
abgetastet und eine im von der Disc detektierten Wobbelsignal enthaltene
Wobbelfrequenz zum Detektieren oder Verschieben der Position der
Abtasteinrichtung verwendet. Die durch Modulation im Wobbelsignal
enthaltene Information über
den Abtastort wird nicht dekodiert und dennoch wird mit hoher Genauigkeit
und in vergleichsweise kurzer Zeit die Information über den
Abtastort bereitgestellt.
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Zum
Detektieren der absoluten Position der Abtasteinrichtung in bezug
auf den Aufzeichnungsträger bzw.
zum Detektieren des Abtastortes auf der Disc mit Wobbelspur wird
die unmodulierte Wobbelfrequenz bzw. die Grundfrequenz der Wobbelung,
die nachfolgend als Wobbelfrequenz bezeichnet wird, aus dem vom Aufzeichnungsträger detektierten
Wobbelsignal herausgefiltert und ins Verhältnis zur Drehzahl des Aufzeichnungsträgers gesetzt.
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Da
die Wellenlänge
bzw. die Weglänge
einer Periode der Wobbelspur auf der Disc standardisiert und daher
bekannt ist, wird der Radius, an dem der Aufzeichnungs- oder Wiedergabekopf
den Aufzeichnungsträger
abtastet, dadurch ermittelt, dass das Produkt aus Wobbelfrequenz
und Wellenlänge
mit einem konstanten Faktor ins Verhältnis zur Drehzahl des Aufzeichnungsträgers gesetzt
wird. Damit ist dann die absolute Position der Abtasteinrichtung
auf dem Aufzeichnungsträger
ermittelt bzw. der Abtastort auf der Disc bestimmt.
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Zum
Detektieren der Position der Abtasteinrichtung wird somit die Modulation
der spiralförmigen
Aufzeichnungsspur des Aufzeichnungsträgers verwendet, welche ohnehin
auf dem Aufzeichnungsträger
vorhanden ist und üblicherweise
zur Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Aufzeichnungsträgers, zur
Steuerung des Schreibvorgangs auf den Aufzeichnungsträger und
zum Auswerten von Sektoradressen auf der Disc verwendet wird.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegen in einer sehr schnellen Positionsbestimmung ohne Dekodieren
in der Modulation des Wobbelsignals enthaltener Information über den
Abtastort und im Bestimmen bzw. Detektieren der absoluten Position
der optischen Abtasteinrichtung. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren
sowohl in Bereichen des Aufzeichnungsträgers anwendbar, in denen bereits
Informationen aufgezeichnet wurden, als auch in Bereichen des Aufzeichnungsträgers anwendbar,
in denen noch keine Informationen auf den Aufzeichnungsträger geschrieben
bzw. gespeichert wurden. Die Wobbelspur ist auf der Disc sowohl
in bespielten als auch in unbespielten Bereichen vorhanden und steht
dadurch zum Detektieren des Abtastortes bzw. zum Ermitteln der Wobbelfrequenz
auch in unbespielten Bereichen zur Verfügung.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Verfahren
auch zum Positionieren der Abtasteinrichtung an einer gewünschten
radialen Position des Aufzeichnungsträgers verwendet. Hierzu wird
zunächst
von einer bekannten, konstanten Drehzahl, mit welcher der Aufzeichnungsträger rotiert,
ausgegangen und die am gewünschten
Abtastort bzw. Radius des Aufzeichnungsträgers zu erwartende Wobbelfrequenz
berechnet. Die Abtasteinrichtung wird dann derart in radialer Richtung
zum Aufzeichnungsträger
verschoben, bis eine Übereinstimmung
der detektierten mit der berechneten Wobbelfrequenz erreicht ist.
Die Drehzahl des Aufzeichnungsträgers
wird entweder mit der vor dem Sprung detektierten Wobbelfrequenz
oder mit einem zusätzlichen
Detektor ermittelt. Bei der Verwendung eines Drehzahldetektors können darüber hinaus
auch Drehzahlveränderungen
während
des Spursprunges zugelassen oder vorgenommen werden, indem eine
sich durch Änderung
der Drehzahl ergebende Veränderung
der Wobbelfrequenz berechnet wird.
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Zum Überprüfen, ob
die aktuelle mit der gewünschten
Position der Abtasteinrichtung übereinstimmt, wird
zusätzlich
das oben genannte Verfahren zum Detektieren bzw. Bestimmen des Abtastortes
angewendet.
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Beiden
Verfahren ist gemeinsam, dass in vorteilhafter Weise eine Wobbelfrequenz,
die aus dem vom Aufzeichnungsträger
detektierten Wobbelsignal erzeugt wird, zum Ermitteln der Position
oder zum Positionieren einer Abtasteinrichtung auf dem Aufzeichnungsträger verwendet
wird und dadurch der abgetastete Wiedergabe- oder Aufzeichnungsort,
eine Entfernung zu einem gewünschten
Abtastort oder eine Anzahl bis zum gewünschten Abtastort zu überquerender
Spuren ohne Dekodierung auf dem Aufzeichnungsträger in der Wobbelspur gespeicherten
Informationen über
den Abtastort bestimmt wird. Das Wobbelsignal ist ein Signal, das
mit konstanter Lineargeschwindigkeit in der Wobbelspur auf der Disc
mit einer vorgegebenen Wellenlänge aufgezeichnet
ist. Das von einer DVD+RW detektierte Wobbelsignal ist phasenmoduliert,
so dass eine im Wobbelsignal enthaltene Wobbelfrequenz in wesentlich
kürzerer
Zeit als eine in der Modulation der Wobbelfrequenz enthaltene Information
detektierbar ist. Bereits ein kurzer Zeitraum, in dem beispielsweise
der Abtaststrahl die Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur des Aufzeichnungsträgers während eines
Spursprunges überquert,
ist zum Ermitteln der Wobbelfrequenz ausreichend.
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Es
ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Aufzeichnungs-
und/oder Wiedergabegerät zur
Durchführung
der oben genannten Verfahren anzugeben. Diesem Aspekt der Erfindung
entsprechend sind Mittel vorgesehen, mit denen aus dem vom Aufzeichnungsträger detektierten
Wobbelsignal die unmodulierte Wobbelfrequenz bzw. die Grundfrequenz
der Wobbelung, die hier als Wobbelfrequenz bezeichnet wird, herausgefiltert
und ins Verhältnis
zur Drehzahl des Aufzeichnungsträgers
oder zur Wobbelfrequenz an einem bekannten Abtastort gesetzt wird.
Das Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegerät
für Aufzeichnungsträger mit Wobbelspur
weist einen Plattenteller zur Aufnahme des Aufzeichnungsträgers, eine
Antriebsvorrichtung zum Antrieb des Aufzeichnungsträgers mit
einer Rotationsgeschwindigkeit, eine optische Abtasteinrichtung
zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen oder Daten
auf den bzw. vom Aufzeichnungsträger
auf und enthält
eine Antriebsvorrichtung zum Verschieben der Abtasteinrichtung in
radialer Richtung des Aufzeichnungsträgers. Weiterhin sind eine Schaltungsanordnung
zum Bereitstellen der Wobbelfrequenz des mit der Rotationsgeschwindigkeit
rotierenden Aufzeichnungsträgers
und ein Mikroprozessor zum Berechnen einer aktuellen Position der
Abtasteinrichtung beziehungsweise des Abtastortes auf dem Aufzeichnungsträger oder zum
Steuern einer Verschiebung der Abtasteinrichtung vorgesehen.
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Bei
einem Aufzeichnungsträger
mit Wobbelspur, wie beispielsweise einer wiederbeschreibbaren DVD, die
auch als DVD+RW bezeichnet wird, besteht die Wobbelung der Spur
in einer sinusförmigen
Abweichung von einer nominellen bzw. symbolischen Mittellinie einer
Spiralspur mit konstanter Wellenlänge. Die Wobbelung ist jedoch
mit invertierten Wobbelzyklen phasenmoduliert und weist daher Phasensprünge auf.
Die Wobbelspur ist als Vertiefung bzw. Erhöhung im bzw. auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehen
und wird in der Regel zum Steuern der Schreibgeschwindigkeit sowie
zum Ermitteln von Sektoradressen des Aufzeichnungsträgers verwendet.
Das Wobbelsignal ist mit konstanter Lineargeschwindigkeit aufgezeichnet
und die Wobbelmodulation enthält
in digitaler Form gespeicherte Informationen über den Abtastort bzw. die
physikalische Adresse, wie es beispielweise im ECMA Standard für die DVD+RW
angegeben ist. Zum Detektieren des Abtastortes sind jedoch mehrere
Wobbelzyklen auszuwerten und zu dekodieren. Die mit konstanter Lineargeschwindigkeit aufgezeichnete
und als vorgeformte Erhöhung
oder Vertiefung auf der Disc vorgesehene Wobbelung weist eine 32
Bittakte entsprechende Wellenlänge
auf, so dass die Wobbelfrequenz einer DVD+RW bei einfacher Lineargeschwindigkeit
817,5 kHz beträgt.
Die Frequenz, mit welcher die Information über den Abtastort in einem
sogenannten ADIP-Wort zur Verfügung
steht, beträgt
bei einfacher Lineargeschwindigkeit hingegen nur 169,11 Hz. Einfache
Lineargeschwindigkeit bedeutet, dass der Aufzeichnungsträger im inneren
Bereich mit einer größeren Drehzahl
als in äußeren Bereich
angetrieben wird. Die Gegenüberstellung
der Frequenzen zeigt bereits, dass das Auswerten von ADIP-Wörtern zum
Detektieren und Generieren von Informationen über einen aktuellen Abtastort
während
des Spurspringens ungeeignet ist, da der Abtaststrahl während des
Springens nur für
einen sehr kurzen Zeitraum über
einer Spur verweilt. Während
die Anzahl überquerter
Spuren im Bereich des Aufzeichnungsträgers, in dem Informationen
in der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur aufgezeichnet sind, in
bekannter Weise durch Tiefpassfilterung bzw. Auswertung der Hüllkurve
des Daten- bzw. Informationssignals gezählt werden können, scheidet
die Anwendung dieses Prinzips in dem Bereich, in dem keine Daten oder
Informationen aufgezeichnet sind, grundsätzlich aus. Die Wobbelspur
ist jedoch sowohl in bespielten als auch in unbespielten Bereichen
auf der Disc vorhanden.
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Der
Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, die von der Disc detektierte
Wobbelfrequenz zu verwenden, um Informationen über den Abtastort zu gewinnen.
Dies wird möglich,
da sich die abgetastete Wobbelfrequenz bei konstanter Drehzahl von
innen nach außen über den
Aufzeichnungsträger
verändert.
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Standardisierte
Parameter oder ein bekannter Ort werden dann zum Bestimmen oder
Detektieren eines Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabeortes verwendet.
Dieses Prinzip ist dann im gesamten Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabebereich
des Aufzeichnungsträgers
anwendbar, unabhängig
davon, ob bereits Information aufgezeichnet wurde oder nicht.
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Die
Information über
den Abtastort wird sehr schnell auch während des Spurspringens bereitgestellt, da
die Wobbelfrequenz bei der DVD+RW um nahezu Fünftausendmal höher als
die Frequenz ist, mit der ein ADIP-Wort zur Verfügung steht. Zum Detektieren
bzw. zum Selektieren der Wobbelfrequenz aus dem vom Aufzeichnungsträger detektierten
Wobbelsignal ist einer Ausführung
entsprechend eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die aus einem
Bandpassfilter mit Phasenregelkreis besteht. Das Wobbelsignal, das
auch als Push-Pull-Signal bezeichnet wird, wird in bekannter Art
und Weise mit einem Vierquadrantendetektor und Summations- sowie
Differenzverstärker
bereitgestellt. Dieses Signal wird dann einem Phasenvergleicher
zugeführt,
der von einem analogen Multiplizierer gebildet ist, und am Multiplizierer
ist ein Bandpassfilter mit nachgeschaltem spannungsgesteuerten Oszillator
angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang eines digitalen Phasenschiebers
zum Bereitstellen des Vergleichssignals für den Phasenvergleicher verbunden
ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine grundsätzlich von
Bandpassfiltern ausgehende Phasenverschiebung unterbunden und am
Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators ein Signal erzeugt,
das die Wobbelfrequenz enthält.
Die Phasenmodulation des Wobbelsignals, die bei der DVD+RW einen
Störanteil
von nahezu vier Prozent darstellt, wird mit dem Bandpassfilter unterdrückt. Als
Bandpassfilter wird vorzugsweise ein einstellbares Filter verwendet,
das annähernd
auf die zu erwartende Wobbelfrequenz eingestellt wird. Die zu erwartende
Wobbelfrequenz wird durch Vergleichsmessung ermittelt oder ist durch
eine vorausgehende Ermittlung und bei beabsichtigten Drehzahländerungen
durch Berechnung bekannt. Darüber
hinaus können
Mittel vorgesehen werden, mit denen das Einrasten des Phasenregelkreises
in der Startphase über
einen großen Frequenzbereich
ermöglicht
wird. Diese können
auch als Indikator für
das Einrasten der PLL verwendet werden. Die auf diese Art und Weise
aus dem Wobbelsignal generierte Wobbelfrequenz, die auch zum Generieren und
Dekodieren im Wobbelsignal enthaltener Informationen verwendet werden
kann, wird dann entsprechend der oben angegebenen Verfahren zum
Ermitteln der Abtastposition oder zum Verschieben der Abtastposition eines
als Abtasteinrichtung bezeichneten Aufzeichnungs- oder Wiedergabekopfes
des Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerätes verwendet.
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Die
oben genannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines stark vergrößerten Ausschnitts einer Aufzeichnungsspur eines
optischen Aufzeichnungsträgers
in Draufsicht,
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2 eine
schematische Darstellung eines stark vergrößerten Ausschnitts einer Aufzeichnungsspur eines
optischen Aufzeichnungsträgers
im Querschnitt,
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3 eine
schematische Darstellung der Anordnung einer Aufzeichnungsspur auf
einem optischen Aufzeichnungsträger,
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4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegeräts gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung,
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5 ein
Blockschaltbild der Schaltungsanordnung des Aufzeichnungs- und/oder
Wiedergabegeräts von 4 zur
Positionsbestimmung oder zum Positionieren der optischen Abtasteinrichtung,
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6 ein
Blockschaltbild einer Regelschleife zum Positionieren der optischen
Abtasteinrichtung des Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräts von 4,
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7 Signaldiagramme
des Wobbelsignals und der enthaltenen Wobbelfrequenz und
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8 Schaltungsanordnung
zum Erzeugen der Wobbelfrequenz aus dem abgetasteten Wobbelsignal.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
und die erfindungsgemäßen Verfahren
sind für
Aufzeichnungsträger
mit Wobbelspur, wie optische oder magneto-optische Discs, DVD+RW
oder andere einmal-beschreibbare oder wieder-beschreibbare Disc
Formate mit Wobbelspur vorgesehen, die nachfolgend kurz als Disc
bezeichnet werden. Obwohl die Erfindung nachfolgend überwiegend
im Zusammenhang mit einer DVD+RW erläutert wird, so wird dadurch
jedoch ihre Anwendung auf ähnliche
Aufzeichnungsträger
mit Wobbelspur nicht ausgeschlossen. Bezugszeichen werden in den
Zeichnungen weitestgehend übereinstimmend
verwendet.
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Der
Aufbau eines Aufzeichnungsträgers
mit Wobbelspur ist in den 1 bis 3 beispielhaft
für eine DVD+RW
schematisch dargestellt.
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Bei
der DVD+RW handelt es sich um einen optischen Aufzeichnungsträger in Form
einer wiederbeschreibbaren Disc gemäß ECMA-Standard ECMA/TC31.
Dem ECMA-Standard sind auch weitere Einzelheiten des Aufzeichnungsträgers zu
entnehmen. Wie in den 1 und 2 dargestellt,
weist die DVD+RW eine Wobbelspur auf, die von einer Erhöhung bzw.
Vertiefung mit sinusförmig
verlaufendem Rand 4 auf der Disc 1 gebildet ist.
Zur Veranschaulichung, dass es sich bei der Wobbelspur um eine Erhöhung bzw.
Vertiefung auf bzw. in der Disc 1 handelt, sind eine Seite
des Randes 4 in 1 dunkler und in 2 ein
Querschnitt der Disc 1 dargestellt. Die Wobbelspur wird
bereits bei der Herstellung auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt.
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Daten
oder Informationen werden auf der Disc 1 mit sogenannten
Pits 5 aufgezeichnet bzw. gespeichert. Die Pits 5 sind
oder werden zwischen den Wobbelspuren in einem sogenannten Graben
angeordnet, der die Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur 3 des
Aufzeichnungsträgers
bildet. Bei der DVD+RW werden die Pits 5 durch partielles
Erwärmen
mit einem Laserstrahl in der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur 3 erzeugt, wobei
der Laserstrahl eine Veränderung
der Reflektivität
in der Aufzeichnungsschicht durch den Übergang vom amorphen in den
kristallinen Zustand und umgekehrt bewirkt.
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Bei
der Wobbelung der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur 3 handelt
es sich um eine kontinuierliche, sinusförmige Abweichung von der Mittellinie
einer Spiralspur, in der Informationen über den Ort auf der Disc 1 in
Form eines phasenmodulierten Datensignals gespeichert sind. Die
Wobbelspur wird in der Regel durch Prägen im Herstellungsprozess
der Disc 1 erzeugt und weist bei der DVD+RW eine Wobbelperiode
WP bzw. Wellenlänge
von etwa 4,2656 μm
auf. Die Wobbelung wird verwendet, um die Rotationsgeschwindigkeit bzw.
Drehzahl der Disc 1 zu steuern, den Schreibvorgang auf
die Disc 1 zu steuern und Sektoradressen auf der Disc 1 festzulegen.
Außerdem
können
in der Wobbelung zusätzlich
digitale Informationen enthalten sein. Informationen bzw. Adressen,
die in der Wobbelspur gespeichert sind, werden auch als ADIP bzw. Address-in-Pregroove bezeichnet.
Die Wobbelspur ist auf der Disc 1 unabhängig von ihrem unbespielten
oder bespielten Zustand vorhanden und mit konstanter Lineargeschwindigkeit
aufgezeichnet.
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Zum
Abtasten eines der Wobbelspur entsprechenden Wobbelsignals WS ist
ein Photodetektor in Form einer sogenannten Push-Pull-Matrix vorgesehen,
der aus vier Quadranten besteht und die Signale A, B, C und D bereitstellt,
mit denen dann in bekannter Weise ein auch als Push-Pull-Signal
bezeichnetes Wobbelsignal WS durch Addition der Signale A und D
bzw. B und C von in Spurrichtung angeordneten Detektoren und anschließender Differenzbildung
der Summensignale erzeugt wird. Ein entsprechend von einer DVD+RW
detektiertes Wobbelsignal WS ist in 7 dargestellt
und lässt
erkennen, dass es einen hohen Rauschanteil aufweist und Mittel zum
Herausfiltern eines die Wobbelfrequenz Fx repräsentierenden Wobbelfrequenzsignals WF
vorzusehen sind. Das Verwenden eines Bandpassfilters scheidet jedoch
aus, da Bandpassfilter grundsätzlich
eine Phasenverschiebung verursachen und das die Wobbelfrequenz Fx
repräsentierende
Wobbelfrequenzsignals WF in vorteilhafter Weise auch als Bittaktsignal
zum Dekodieren der im Wobbelsignal WS enthaltenen Information über den
Abtastort verwendet werden soll.
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Nachfolgend
werden ein Ausführungsbeispiel
für ein
Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät sowie mit diesem durchführbare Verfahren
zur Positionsbestimmung und zum Positionieren oder Verschieben der
optischen Abtasteinrichtung gemäß vorliegender
Erfindung näher
erläutert.
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Das
Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät weist einen Plattenteller
zur Aufnahme einer Disc 1 auf, welche mit einer in 4 nicht
dargestellten Antriebsvorrichtung mit einer vorgegebenen oder einstellbaren
Rotationsgeschwindigkeit Fd um eine Achse 17 gedreht wird.
Dies ist in 4 mit einem Pfeil 18 dargestellt.
Zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen ist eine
optische Abtasteinrichtung 2 vorgesehen. Die Aufzeichnung
und/oder Wiedergabe von Informationen erfolgt bei der DVD+RW mit
einem Laserstrahl, der von der Abtasteinrichtung 2 erzeugt
wird. Die Abtasteinrichtung 2 ist mit einer Antriebsvorrichtung 10 längs einer
Führung 16 in
radialer Richtung zur Disc 1 verschiebbar und verfügt in der
Regel über
einen Feinantrieb, mit dem der Laserstrahl zusätzlich in einer Ebene parallel
zur Disc 1 in einem vorgegebenen Bereich verschiebbar ist.
Die aktuelle Position der optischen Abtasteinrichtung 2 in
radialer Richtung wird mit R1 bezeichnet, während eine Referenzposition
der optischen Abasteinrichtung 2, die zum Beispiel durch
den Innenradius IR der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur 3 definiert
wird, mit R0 bezeichnet wird. Der radiale Abstand zwischen diesen
beiden Positionen R0 und R1 ist mit S gekennzeichnet. Zum Ermitteln
der aktuellen Position der optischen Abtasteinrichtung 2 oder
zum Verschieben der optischen Abtasteinrichtung 2 an einen gewünschten
Abtast- bzw. Aufzeichnungsort auch in einem Bereich der Disc 1,
in dem noch keine Daten oder Informationen gespeichert sind, wird
erfindungsgemäß eine Wobbelfrequenz
Fx verwendet, die im von der Disc detektierten Wobbelsignal WS enthaltenen
ist. Hierzu wird dem in 5 dargestellten Blockschaltbild
entsprechend das mit der optischen Abtasteinrichtung 2 detektierte
Wobbelsignal WS einer Schaltungsanordnung 6 zugeführt, in
der aufgrund des geringen Signal-Rausch-Abstandes eine sehr effiziente Filterung
des in 7 dargestellten Wobbelsignals WS durchzuführen ist.
Diesem Ausführungsbeispiel
entsprechend ist ein Bandpassfilter BPF mit einem Phasenregelkreis
PLL vorgesehen, welches die Vorteile eines schmalen Filters mit
der möglichen
Anpassung der Filterfrequenz kombiniert, so dass der Phasenregelkreis
PLL der tatsächlichen
Frequenz sehr präzise
folgen kann. Das von der Schaltungsanordnung 6 bereitgestellte
Wobbelfrequenzsignal WF repräsentiert
die Wobbelfrequenz Fx des Wobbelsignals WS und wird, sofern erforderlich,
nach weiterer Signalaufbereitung mit einem Flankendetektor SL im
Block 7, einem Mikrocontroller MCT zugeführt, der
als Block 9 dargestellt ist. Im Mikrocontroller MCT wird
aus dem Wobbelfrequenzsignal WF mit Hilfe eines Taktgebers die Wobbelfrequenz
Fx des Wobbelsignals WS ermittelt, die dann, wie später erläutert wird,
zum Berechnen der aktuellen Position R1 oder zum Verschieben der
Abtasteinrichtung 2 verwendet wird.
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Der
im Block 9 vorgesehene Mikrocontroller MCT ist außerdem mit
einer Antriebsvorrichtung 8 für die Disc 1 und der
Antriebsvorrichtung 10 für die optische Abtasteinrichtung 2 verbunden.
Zusätzlich
kann am Mikrocontroller MCT auch ein Begrenzungsschalter 11 angeschlossen
sein, mit dem der mögliche
Verschiebebereich der optischen Abtasteinrichtung 2 begrenzt
wird. Der Begrenzungsschalter 11 ist beispielsweise an
einer Position angeordnet, die dem Innenradius IR der Aufzeichnungs-
bzw. Wiedergabespur 3 entspricht und definiert damit eine
mögliche
Referenzposition R0 für
die optische Abtasteinrichtung 2. Als Referenzposition R0
kann jedoch auch die dem Außenradius
AR der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabespur 3 entsprechende Position
der optischen Abtasteinrichtung 2 verwendet werden. Darüber hinaus
kann auch jede andere absolute Position der Abtasteinrichtung 2,
die zuvor mit einem der nachfolgend angegebenen Verfahren bestimmt
worden ist, als Referenzposition R0 für ein Verschieben der Abtasteinrichtung 2 zu
einer gewünschten
Abtast- bzw. Schreibposition verwendet werden.
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Da
das Wobbelsignal WS auf der Disc
1 mit konstanter Lineargeschwindigkeit
vorhanden ist, verändert sich
die Wobbelfrequenz Fx des abgetasteten Wobbelsignals WS in Abhängigkeit
von der radialen Position R1 der Abtasteinrichtung
2. Mit
der detektierten Wobbelfrequenz Fx wird dann bei einer bekannten
Rotationsgeschwindigkeit Fd, die als Anzahl von Umdrehungen pro
Zeiteinheit angegeben wird, die aktuelle Position R1 bzw. der Radius
auf der Disc
1, an dem sich die Abtasteinrichtung
2 befindet,
berechnet. Hierzu wird die Wobbelfrequenz Fx mit einem konstanten
Faktor ins Verhältnis
zur Drehzahl des Aufzeichnungsträgers
gesetzt. Die aktuelle Position R1 der Abtasteinrichtung
2 ist
dann entsprechend nachfolgender Gleichung:
worin R1 die aktuelle Position
R1, WP die Länge
einer Wobbelperiode WP bzw. die Wellenlänge der Wobbelspur auf der
Disc
1, Fd die Rotationsgeschwindigkeit Fd als Drehzahl
der Disc1 und Fx die an der aktuellen Position R1 gemessene Wobbelfrequenz
Fx sind. Die Rotationsgeschwindigkeit Fd bzw. die Drehzahl der Disc
1 kann
entweder als Drehzahl mit dem Mikrocontroller MCT vorgegeben oder
mit einer Drehzahlmesseinrichtung bestimmt werden. Zur Vorgabe einer
bestimmten Drehzahl steuert der Mikrocontroller MCT beispielsweise
einen Frequenzgenerator an, der dann mit der Antriebsvorrichtung
8 die
Disc
1 mit der vorgegebenen Drehzahl antreibt. Da die Wobbelung
nicht nur in den bereits bespielten Bereichen einer Disc
1,
sondern auch in deren noch unbespielten Bereichen vorhanden ist,
wird unter Verwendung der Wobbelfrequenz Fx das Ermitteln jeder
beliebige Position der Abtasteinrichtung
2 auf der Disc
1 ermöglicht.
Außerdem
wird bei diesem Verfahren keine Relativposition, sondern die aktuelle
Absolutposition R1 der Abtasteinrichtung
2 bestimmt.
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Sofern
bereits eine Referenzposition R0 der Abtasteinrichtung
2 bekannt
ist, welche mit dem vorgenannten Verfahren ermittelt wurde oder
beispielsweise durch eine dem Innenradius IR entsprechende Position RO
der Disc
1 bestimmt wurde, wird mit nachfolgender Gleichung
die Wobbelfrequenz Fx berechnet, die an dem Ort auf der Disc
1 zu
erwarten ist, zu dem die Abtasteinrichtung
2 verschoben
werden soll.
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Die
Abtasteinrichtung
2 ist folglich so lange zu verschieben,
bis eine dem radialen Abstand S zur Position R0 bzw. eine der Position
R1 entsprechende Wobbelfrequenz Fx im Wobbelsignal WS detektiert
wird. Die Anzahl N der Spuren, die von der Referenzposition RO bis
zur Position R1 überquert
wurde, ist dann
wenn ein in
3 dargestellter
Spurabstand TP zugrunde gelegt wird, so dass auch eine Wobbelfrequenz
Fx berechnet werden kann, die zu messen ist, um über eine vorgegebene Anzahl
N von Spuren zu springen.
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Es
sei angemerkt, dass die oben genannten Berechnungen unter Berücksichtigung
des Verhältnisses zwischen
Rotationsgeschwindigkeit Fd und Wobbelfrequenz Fx auch für sich verändernde
Rotationsgeschwindigkeiten Fd bzw. sich ändernde Drehzahlen der Disc 1 durchgeführt werden
können.
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Zur
Durchführung
der genannten Verfahren ist aus dem von der Disc 1 detektierten
Wobbelsignal WS die aktuelle Wobbelfrequenz Fx der rotierenden Disc 1 bereitzustellen.
Hierzu ist in 8 eine Schaltungsanordnung angegebenen,
die den in 5 dargestellten Schaltungsblock 6 näher beschreibt.
Mit der Schaltungsanordnung wird ein Wobbelfrequenzsignal WF bereitgestellt,
das die Wobbelfrequenz Fx enthält.
Ein Vergleich des in 7 dargestellten Wobbelsignals
WS mit dem ebenfalls in 7 dargestellten Wobbelfrequenzsignal
WF zeigt, dass aufgrund des geringen Signal-Rausch-Abstandes eine
sehr effiziente Filterung des Wobbelsignals WS erforderlich ist,
die ein herkömmliches
Bandpaßfilter
jedoch aufgrund der Bandpaßfiltern
inhärenten
Phasenverschiebung nicht leisten kann.
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Erfindungsgemäß ist eine
in 8 angegebene Schaltungsanordnung vorgesehen, der
das mit dem Photodetektor der Abtasteinrichtung 2 von der
Disc 1 detektierte Wobbelsignal WS zugeführt wird.
Die Schaltungsanordnung besteht aus einem Multiplizierer, der dadurch
als Phasenvergleicher PD wirkt, dass dem Phasenvergleicher PD das
Wobbelsignal WS und ein vorzugsweise mit einem digitalen Phasenschieber
DPS erzeugtes Frequenzsignal f zugeführt werden. Im Phasenvergleicher
PD werden das Wobbelsignal WS und ein vorzugsweise mit einem digitalen
Phasenschieber DPS erzeugtes Frequenzsignal f multipliziert und
einem Bandpassfilter LF zugeführt.
Als Bandpassfilter LF wird vorzugsweise ein einstellbares Bandpassfilter
LF verwendet, dessen Ausgangssignal einen spannungsgesteuerten Multivibrator
VCO antreibt. Seinem Eingangssignal entsprechend stellt der spannungsgesteuerte
Multivibrator VCO ein Ausgangssignal bereit, das vorzugsweise die
doppelte Frequenz des Frequenzsignals 2f aufweist, das
dem Phasenvergleicher PD zugeführt wird.
Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Multivibrators VCO,
das gleichzeitig das mit der Schaltungsanordnung erzeugte Wobbelfrequenzsignal
WF ist, wird dem digitalen Phasenschieber DPS zugeführt. Die
auf diese Art und Weise gebildete Schaltungsanordnung stellt dann
ein Bandpassfilter BPF mit Phasenregelkreis PLL dar. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
die eine geringe Anzahl an Baugruppen erfordert, verbindet in vorteilhafter
Weise die Vorteile eines schmalen Filters mit der möglichen
Anpassung der Filterfrequenz, so dass der derart bebildete Phasenregelkreis
der tatsächlichen
Frequenz sehr präzise
folgen kann.
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In 8 sind
zusätzlich
Mittel angegeben, deren Verwendung zweckmäßig ist, wenn der Phasenregelkreis
für einen
großen
Drehzahlbereich der Disc 1 und für entsprechend große Änderungen
der Frequenz des Wobbelsignals WS verwendet werden soll. Mit diesen
Mitteln wird der Fangbereich des Phasenregelkreises vergrößert. Sie
könnten
bei Verwendung einer konstanten Drehzahl der Disc 1 entfallen,
da über
den Faktor 2,7 hinausgehende Änderungen
der Wobbelfrequenz Fx aufgrund der Abmessungen der Disc 1 bei
konstanter Drehzahl nicht zu erwarten sind. Um jedoch bereits in
der Startphase bzw. beim Beschleunigen der Disc 1 aus dem
Stillstand bis zur Nenndrehzahl eine Wobbelfrequenz Fx detektieren
zu können,
wird die Verwendung von Mitteln zur Fangbereichserweiterung als
vorteilhaft erachtet. Diese Mittel zur Fangbereichserweiterung sind,
wie in 8 dargestellt, ein zweiter Multiplizierer M, ein
Tiefpassfilter LP mit nachgeschaltetem Schwellwertdetektor SWL und
ein sogenannter Sweep- bzw. Steueroszillator SWO, mit dem der Filterbereich des
Bandpassfilters LF durchfahren wird. Dem zweiten Multiplizierer
M werden ebenfalls das Wobbelsignal WS und ein Signal des digitalen
Phasenschiebers DPS zugeführt.
Das am zweiten Multiplizierer M angelegte Signal des digitalen Phasenschiebers
DPS ist jedoch um 90 Grad zu dem Signal phasenverschoben, welches dem
Phasenvergleicher PD zugeführt
wird. Dadurch wird bei einer großen Abweichung der Frequenz
im Wobbelsignal WS von der Frequenz des Phasenregelkreises gewährleistet,
dass der Frequenzbereich des Phasenregelkreises durchfahren und
auf die im Wobbelsignal WS dominierend enthaltene Frequenz einrastet.
Der Schwellwertdetektor SWL steuert dazu einen Schalter SW, der
den Sweep- bzw. Steueroszillator SWO mit dem Steuereingang des Bandpassfilters
LF verbindet.
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Dadurch
ist sichergestellt, dass ein zum Ermitteln der Wobbelfrequenz Fx
und zum Detektieren oder Verschieben der Position der Abtasteinrichtung 2 erforderliches
Wobbelfrequenzsignal WF zuverlässig
und mit geringem Aufwand bereitgestellt wird.
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Der
Schaltungsanordnung zum Detektieren der Wobbelfrequenz Fx wird gegebenenfalls
ein Flankendetektor SL nachgeschaltet, um das Auswerten der Wobbelfrequenz
Fx zu vereinfachen. Die Wobbelfrequenz Fx wird beispielsweise durch
Vergleich der Periode des Wobbelfrequenzsignals WF mit einem Taktgebersignal ermittelt.
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In
einem Gerät
zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von Daten oder Informationen, in
dem ein Aufzeichnungsträger
mit einer Wobbelspur, wie die Disc 1 verwendet wird, wird
dann in vorteilhafter Weise die im detektierten Wobbelsignal WS
enthaltene Wobbelfrequenz Fx zum Detektieren oder Verschieben der
Position der Abtasteinrichtung 2 verwendet. Hierzu können der
im Blockschaltbild der 5 separat dargestellte Schaltungsblock 6 und
der Flankendetektor SL im Block 7 auch im Mikrocontroller
MCT integriert als Block 9 vorgesehen werden. Insbesondere
zum Verschieben der Abtasteinrichtung 2 an einen gewünschten
Wiedergabe- oder Aufzeichnungsort im bespielten oder unbespielten
Bereich der Disc 1 ist ein in 6 dargestellter
Regelkreis vorgesehen. Dieser Regelkreis besteht aus einer Sollwerteinrichtung 12,
die Informationen oder Daten über
den gewünschten
Wiedergabe- oder Aufzeichnungsort bereitstellt, die von einem Bediener
des Gerätes oder
dem Programm einer anderen Steuereinheit im Gerät zur Aufzeichnung oder Wiedergabe
von Informationen vorgegeben werden. Diese Informationen oder Daten über den
gewünschten
Wiedergabe- oder Aufzeichnungsort werden einem im Block 9 der 6 dargestellten
Mikrocontroller MCT zugeführt,
mit dem gemäß einem
der oben genannten Verfahren eine absolute Position R1 bzw. eine
einem vorgegebenen Radius der Disc 1 entsprechende Position
R1 ansteuert wird oder ein radialer Abstand 5 berechnet
wird, der zum Erreichen der gewünschten
Position R1 zu überwinden
ist.
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Zunächst von
der Art des Ermittelns der gewünschten
Position R1 unabhängig,
wird der Antriebsvorrichtung 10 der Abtasteinrichtung 2 vom
Mikrocontroller MCT ein zum Erreichen der gewünschten Position R1 erforderliches
Steuersignal zugeführt.
Da Drehzahlveränderungen
der Disc 1 jedoch eine Veränderung der an der gewünschten
Position R1 zu erwartenden Wobbelfrequenz Fx bewirken, ist ein Regelkreis
vorgesehen, in dem Drehzahlveränderungen
der Disc 1 berücksichtigt
werden. 6 entsprechend ist hierzu die
Antriebsvorrichtung 8 der Disc 1 in den Regelkreis
eingebunden. Dadurch wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht,
dass der Zielort trotz einer sich ändernden Wobbelfrequenz Fx,
die zum Detektieren bzw. zum Charakterisieren des Zielortes verwendet
wird, mit hoher Genauigkeit erreicht wird. Eine als Vergleichsgröße zum Erreichen
der gewünschten
Position R1 verwendete Soll-Wobbelfrequenz
wird vom Mikrocontroller MCT entsprechend vorgegebener oder detektierter Änderungen
der Rotationsgeschwindigkeit der Disc 1 verändert. Aus
dem Vergleich der adaptierten Soll-Wobbelfrequenz mit der von der
Disc 1 detektierten Wobbelfrequenz Fx werden dann mit dem
Mikrocontroller MCT weitere Steuersignale zum Verschieben der Abtasteinrichtung 2 zur
gewünschten Position
R1 abgeleitet.
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Aufgrund
einer relativ hohen Wobbelfrequenz Fx, die bei der DVD+RW bereits
etwa 820 kHz bei einfacher DVD-Geschwindigkeit
beträgt,
ist die Reaktionszeit im Regelkreis sehr gering. Deshalb ist mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren eine
sehr schnelle und genaue Positionierung der Abtasteinrichtung 2 an
einem gewünschten
Ort möglich.
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Mit
der Abtasteinrichtung 2 wird auch während des Spurspringens, bei
dem die Abtasteinrichtung 2 nur für einen kurzen Zeitraum über der
Wobbelspur verweilt, ein Wobbelsignal WS detektiert, so dass auch
während
eines Suchvorgangs, d.h. während
des Verschiebens der Abtasteinrichtung 2, eine Erfassung
des Wobbelsignals WS und ein Detektieren des Abtastortes möglich ist.
Da die Abtasteinrichtung 2 zum Detektieren der aktuellen
Position R1 der Abtasteinrichtung 2 nicht angehalten werden
muss, wird der Positioniervorgang deutlich beschleunigt.
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Wie
bereits oben erwähnt,
bestehen die Vorteile der vorliegenden Erfindung in einer sehr schnellen und
genauen Positionsbestimmung der optischen Abtasteinrichtung 2,
so dass auch Anwendungen, die sehr schnelle und/oder weite Spursprünge erfordern,
realisiert werden können.
Das Bestimmen des aktuellen Abtastortes der Abtasteinrichtung 2 wird
ohne Dekodierung in der Aufzeichnungsspur gespeicherter Adressen und
ohne das Zählen übersprungener
Spuren ermöglicht.
Die Positionsbestimmung ist auch während des Suchvorgangs durchführbar und
führt zu
einer Verkürzung
von Suchvorgängen.
Das Detektieren der absoluten Position der Abtasteinrichtung 2 wird
ermöglicht,
und dies sowohl in unbespielten Bereichen als auch in den bespielten
Bereichen einer Disc 1.
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Die
hier beschriebenen Ausführungsformen
sind nur als Beispiele angegeben und ein Fachmann kann andere Ausführungsformen
der Erfindung realisieren, die im Bereich der Erfindung bleiben.
