[發明專利]光盤抖晃特性測試裝置及其測試方法

無效

• 申請號: 200910054169.4
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101599276A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 周為;阮昊;施宏仁;余超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G11B7/00
• 分類號: G11B7/00;G11B20/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及集成電路，尤其是一種光盤抖晃特性測試裝置及其測試方法。

背景技術

光盤的抖晃特性(Jitter)是指光盤讀取出的HF信號經過數字化處理后，它的實際脈寬長度與理想脈寬長度的偏差及偏差的統計分布。從光盤產業來看，光盤抖晃特性是對盤片品質和激光頭讀取能力的重要評價參數，抖晃參數的超標會導致盤片在讀碼時產生較多的判斷錯誤，嚴重影響讀盤的效果。以往抖晃測試工作大多是利用時序分析儀(TIA)來完成，但其價格昂貴，體積龐大，可移植性和二次開發能力較差，很難普及使用。由于光盤抖晃測試的實質就是對高頻脈沖寬度進行測量，再對一定數量的脈寬數據進行統計分析，通過計算得到標準偏差，于是人們嘗試性地引入了一些脈寬測量方法，如時鐘計數、幅度轉換、游標法和延時法等方法。

時鐘計數方法的實現最為簡單和方便，其原理如圖1所示，由圖可見，脈沖的邊沿控制高頻時鐘進行計數，所得的計數結果乘以時鐘周期就是脈沖的測量寬度。圖中，T_A是待測脈沖的真實寬度，T_N是脈沖的測量寬度，T₁是脈沖上邊沿的測量誤差，T₂是脈沖下邊沿的測量誤差，T₀是高頻時鐘的周期，由于待測脈沖的邊沿與時鐘的邊沿并不是完全一致的，所以在計數過程的啟動和停止時刻會存在誤差T₁和T₂，只有當計數時鐘的頻率足夠高時，誤差才能被接受。具體來說，時鐘計數測量脈寬的誤差計算公式為：

ΔT＝T_N-T_A＝T₂-T₁

脈寬測量的誤差主要是由計數時鐘的頻率所決定，在脈沖寬度一定的前提下，時鐘頻率越高則誤差越小。在32倍速的光盤系統中，讀取信號的最小脈寬為21.7ns，此時需要1GHz以上頻率的時鐘才能達到5％以內的誤差要求。而在如此高頻條件下，器件工作的穩定性會顯著下降，而系統成本也將提高。可以發現只有當計數時鐘的頻率足夠高時，T₀相對較小，誤差才能被接受。但是單純依靠提高時鐘的頻率來改善測量精度，并不能有效地滿足光盤抖晃測試的要求。

幅度轉換方法是利用電容充放電效應，將脈沖寬度轉換成電壓幅度，通過測量電壓值換算得到時間的間隔。雖然幅度轉換方法能夠達到皮秒級別的測量分辨率，但是由于電容的充放電是一個模擬過程，容易受到信號抖動、電路噪聲和外界環境溫度變化等影響，所以測量過程不穩定，并且電容轉換時間較長，無法進行快速連續的測量。

游標法是利用脈沖的開始和結束信號激勵振蕩器產生兩組脈沖，再通過電容的充放電效應，以類似機械游標卡尺原理實現時間間隔的測量。這種方法同樣是依靠模擬技術，所以雖然測量精度較高，但不適合大量連續脈沖的快速檢測。

延時法是利用延時電路或延時單元來對脈沖寬度進行數字化，然后根據編碼換算得到測量結果。此種方法采用數字電路實現，受外界干擾較小，但是延時的設計較為復雜，系統成本較高，并且開發的周期較長。

綜上所述，時鐘計數方法的原理最為簡單，但測量分辨率由于受時鐘頻率的限制而無法達到高水平。時鐘計數方法的誤差主要是存在于待測邊沿的判斷過程，如果能夠改善邊沿的判斷準確度，那么測量的分辨率同樣可以達到應用的要求，并且結合時鐘計數和邊沿檢測的測量方法可以利用數字電路來實現，系統具有更好的靈活性、穩定性和性價比，因此它成為光盤抖晃測試方法的合適選擇。

發明內容

針對上述現有的技術問題，本發明的目的是提供一種光盤抖晃特性的測試裝置及其測試方法，該測試裝置具有原理簡單，實現方便，靈活、穩定和性價比高等優點。

本發明的技術解決方案如下：

一種光盤抖晃特性測試裝置，其特點是以數字可編程器件為主體的裝置，該測試裝置是由光驅、預處理電路、外部時鐘源、現場可編程門陣列(FPGA)、計算機通信接口和計算機所構成，其連接關系是：