JP2006107659A - Optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスクから信号を再生する装置に関し、特にPLL(Phase-Locked Loop)等の位相同期ループを用いて、同期クロック信号と多値化された信号を抽出し、PRML(Partial Response Maximum Likelihood)回路で、信号再生することが可能な装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for reproducing a signal from an optical disk, and in particular, extracts a synchronized clock signal and a multi-valued signal using a phase-locked loop such as a PLL (Phase-Locked Loop), and PRML (Partial Response Maximum Likelihood) The present invention relates to a device capable of reproducing a signal with a circuit.
従来の光ディスク再生装置では、多ビットのデジタル信号に標本化し、パーシャルレスポンス方式と最尤復号方式(マキシマムライクリフッド)の一つであるビタビ復号器を組み合わせたPRML(Partial Response Maximum Likelihood)信号方式が提案されている。このPRML信号方式は、線記録方向の記録密度の増加に伴い、意図的に波形干渉を付加することにより、高域成分を必要としない再生系を実現し、波形干渉を考慮した確率計算により、再生データの品質を向上させる方式である(特許文献1参照)。特許文献1では、従来例として、再生クロックと再生デジタル信号と同期可能となる領域まで周波数制御を行なうように、VCOを制御するいわゆるワイドキャプチャ方式が記載されている。1フレーム以上の特定期間における同期パターン長を検出するとともに、同期パターンの周期を検出し、再生クロックの周波数制御を行なう為の周波数誤差量を検出する。
第一に、特許文献1の従来例のワイドキャプチャ方式では、周波数ロックするまでの時間が長いという問題がある。 First, the conventional wide capture method of Patent Document 1 has a problem that it takes a long time to lock the frequency.
ここで、CDの場合、588Tに1回出現する「11T+11T」パターンが同期パターンであり、DVDの場合、1488Tに1回出現する「14T+4T」が同期パターンである。 Here, in the case of CD, the “11T + 11T” pattern that appears once in 588T is a synchronization pattern, and in the case of DVD, “14T + 4T” that appears once in 1488T is a synchronization pattern.
これらのパターンを検出し、同期パターンの長さまたは、同期パターンの周期を計測すれば、周波数誤差が検出できる。しかし、このパターンを検出する場合、同期パターンの周期(1シンクフレーム)毎に、周波数が一致しているかどうかの判定を行なう。周波数誤差は、再生データの有するクロックよりも、VCOの周波数が早いか遅いかを示す。この信号がループフィルタ、D/Aを介して、VCOを制御することになる。 If these patterns are detected and the length of the synchronization pattern or the period of the synchronization pattern is measured, the frequency error can be detected. However, when this pattern is detected, it is determined whether or not the frequencies coincide with each other in each synchronization pattern cycle (one sync frame). The frequency error indicates whether the frequency of the VCO is faster or slower than the clock of the reproduction data. This signal controls the VCO through the loop filter and D / A.
例えば、DVDカメラで取った画像を直ぐに再生して見たい場合に、再生時に1秒でも早く再生したという要求がある。また、光ディスク装置の最大の特徴は、ランダムアクセスであるため、高速シーク時に、PLLの同期引き込みを早くする必要がある。 For example, when an image taken with a DVD camera is to be played back immediately, there is a demand for playback as early as 1 second during playback. Further, since the greatest feature of the optical disk apparatus is random access, it is necessary to speed up PLL synchronization at the time of high-speed seek.
特許文献1に示される方式では、A/Dが入力段に1個、D/Aが周波数制御用と、位相制御用に2個使われている。LSIに内蔵する場合、アナログ部品は回路規模がロジック回路に比較し、大幅に面積が大きくなる。特に高性能のアナログ部品は特に大きくなる。部品面積は、直接LSIの大きさを決め、LSIのコストに影響する。また、消費電力も大きくなる。 In the system disclosed in Patent Document 1, one A / D is used for the input stage, and two D / As are used for frequency control and phase control. When incorporated in an LSI, the circuit size of the analog component is significantly larger than that of a logic circuit. Especially high performance analog parts are particularly large. The component area directly determines the size of the LSI and affects the cost of the LSI. In addition, power consumption increases.
現時点で、16倍速のDVD-RAM方式が検討されているが、この場合のチャネルクロックは、466.88MHz(1倍速29.18MHz)である。アナログ部品のうち、AD変換器は、構成上、比較的高速動作可能であるが、DA変換器は高速化が困難である。特に、16倍速のDVD-RAM方式のチャネルビット周波数に同期した再生クロックで動作する、一般的にLSIに内蔵できるDA変換器はない。また、DA変換器の動作クロックは、16倍速のDVD-RAM方式の場合は1/2クロックでも困難である。 At the present time, a 16-times DVD-RAM system has been studied, but the channel clock in this case is 466.88 MHz (1.times. Speed 29.18 MHz). Among analog parts, the AD converter can operate at a relatively high speed in terms of configuration, but the DA converter is difficult to increase in speed. In particular, there is generally no DA converter that can be built in an LSI that operates with a reproduction clock synchronized with the channel bit frequency of the 16-times DVD-RAM system. In addition, it is difficult to operate the DA converter with a 1/2 clock in the case of the 16-times DVD-RAM system.
第二に、LSIに内蔵する場合に低コスト化のために回路規模、消費電力をできるだけ小さくし、LSIプロセス、アナログ部品の特性を考慮した回路構成にしなければならないという問題がある。 Secondly, there is a problem that when it is built in an LSI, it is necessary to reduce the circuit scale and power consumption as much as possible to reduce the cost, and to make the circuit configuration in consideration of the characteristics of the LSI process and analog parts.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、PRML信号方式に適応した高速周波数引き込み、位相引き込みが可能となるPLL回路を搭載し、LSIの低コスト化、消費電力削減、アナログ部品の特性を考慮した回路構成のデジタルデータ再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is equipped with a PLL circuit capable of high-speed frequency acquisition and phase acquisition adapted to the PRML signal system, thereby reducing the cost and consumption of the LSI. It is an object of the present invention to provide a digital data reproducing apparatus having a circuit configuration in consideration of power reduction and characteristics of analog parts.
上記課題は、ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力するウォブル信号処理部と、該光ディスクから再生した信号を再生チャネルクロックに基づいて標本化するアナログデジタル変換部と、該アナログデジタル変換部により標本化された標本化再生信号のオフセットを補正する、オフセット補正部と、該位相比較器で得られた位相誤差出力を積分し、平滑化するための、ループフィルタ部と、該オフセット補正部により得られた再生信号と、再生チャネルクロックの位相を比較し、ゼロクロスの前後の標本化信号より、該ループフィルタに位相誤差を出力するための、位相比較部と、該ループフィルタの出力値により、発振周波数が変化する発振部と、該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に近づけるため、再生信号の同期パターン長、同期パターン周期を検出し、該発振部の発振周波数と該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第一の周波数引き込み部と、該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に、高速に近づけるため、該ウォブル信号処理部のウォブルクロックと、該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第二の周波数引き込み部と、該第一の周波数引き込み部の周波数誤差と、該第二の周波数引き込み部周波数誤差と、該位相比較部の位相誤差とを切り替え、ループフィルタに出力するためのスイッチ部とを有することを特徴とする光ディスク装置により、解決できる。 An object of the present invention is to extract a wobble signal corresponding to a wobbling recording guide groove wobbled periodically on a disc, and output a wobble signal as a binary signal synchronized with the wobble signal, and the optical disc An analog-to-digital conversion unit that samples the signal reproduced from the reproduction channel clock, an offset correction unit that corrects an offset of the sampled reproduction signal sampled by the analog-to-digital conversion unit, and the phase comparator The phase filter output for integrating and smoothing the obtained phase error output and the reproduction signal obtained by the offset correction unit are compared with the phase of the reproduction channel clock, and the sampling signal before and after the zero crossing is compared. The phase comparison unit for outputting the phase error to the loop filter and the output value of the loop filter And the oscillation frequency of the oscillation unit and the reproduction signal are detected by detecting the synchronization pattern length and the synchronization pattern period of the reproduction signal, so that the oscillation frequency of the oscillation unit approaches the reproduction clock frequency of the reproduction signal. A first frequency pull-in unit for outputting a frequency error from the reproduction clock frequency of the loop filter to the loop filter, and the wobble to bring the oscillation frequency of the oscillation unit close to the reproduction clock frequency of the reproduction signal at high speed. A frequency error between the wobble clock of the signal processing unit and the reproduction clock frequency of the reproduction signal, a second frequency pulling unit for outputting to the loop filter, a frequency error of the first frequency pulling unit, Switch unit for switching the frequency error of the second frequency pull-in unit and the phase error of the phase comparison unit to output to the loop filter The optical disk apparatus characterized by having, can be solved.
光ディスク媒体に記録されたデジタルデータの再生性能を向上させる。 The reproduction performance of digital data recorded on an optical disk medium is improved.
1.第一の実施例
図1は本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す第一の実施例のブロック図である。ここで、1はプリピット部とデータ部が交互に配置されたDVD-RAM等の光ディスク、2はスピンドルモータ、3は光ヘッド(PU)、4はI/V変換器、5はWobble処理部、6はRFデータ処理部、7はHPF、8はA/D変換器、9は電流制御発振部(ICO)、10はチャネルビットレートの1/nのクロックで動作するPLL部、11は復調信号処理部、12は制御部、13はホスト、51はクリスタル発振部(X'tal)、52はWobbleクロックまたはX'talクロックを1/n分周する1/n分周部、61はオートゲインコントロール(AGC)部、62はハイパスフィルタ(HPF)部、63はイコライザ(EQ)部、101はデータシリアルパラレル変換部、102はオフセット補正部、1030は第一のワイドキャプチャ部、1031は第二のワイドキャプチャ部、104は位相比較器、105は位相同期ループまたは周波数同期ループを切り替えるためのスイッチ部、106はループフィルタ部、107はD/A変換器をそれぞれ表わす。
1. First Example FIG. 1 is a block diagram of a first example showing an embodiment of an optical disk apparatus of the present invention. Here, 1 is an optical disc such as a DVD-RAM in which prepit portions and data portions are alternately arranged, 2 is a spindle motor, 3 is an optical head (PU), 4 is an I / V converter, 5 is a Wobble processing portion, 6 is an RF data processing unit, 7 is an HPF, 8 is an A / D converter, 9 is a current controlled oscillator (ICO), 10 is a PLL unit that operates with a 1 / n clock of the channel bit rate, and 11 is a demodulated signal. Processing unit, 12 is a control unit, 13 is a host, 51 is a crystal oscillation unit (X'tal), 52 is a 1 / n frequency dividing unit that divides the Wobble clock or X'tal clock by 1 / n, and 61 is an auto gain Control (AGC) unit, 62 is a high-pass filter (HPF) unit, 63 is an equalizer (EQ) unit, 101 is a data serial / parallel conversion unit, 102 is an offset correction unit, 1030 is a first wide capture unit, and 1031 is a second Wide capture section, 104 is a phase comparator, 105 is a phase Switching unit for switching the period loop or frequency locked loop, 106 denotes a loop filter unit, 107 a D / A converter, respectively.
光ディスク1はスピンドルモータ2に保持されて回転しており、光ヘッド3は、情報の記録または再生を行うレーザ光を発光する半導体レーザと、半導体レーザからの光をディスク面上に光スポットとして形成する光学系と、光ディスク1からの反射光を用いて情報の再生および自動焦点およびトラック追跡などの光点制御を行うための光検出器とから構成され、光ディスク1上に情報の記録を行い、また光ディスク1上の情報の再生を行う。光ディスク装置は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等のホストコンピュータ(以下「ホスト13」と称す)に接続されており、ホスト13からの命令や情報データを、マイコン等から構成される制御部12を通して情報の記録、再生およびシーク動作(目的のトラックにヘッドを移動する)を実行する。 The optical disk 1 is held and rotated by a spindle motor 2, and the optical head 3 forms a semiconductor laser that emits laser light for recording or reproducing information, and light from the semiconductor laser is formed as a light spot on the disk surface. And an optical detector for performing light spot control such as information reproduction and autofocus and track tracking using reflected light from the optical disk 1, and recording information on the optical disk 1, Information on the optical disc 1 is reproduced. The optical disk apparatus is connected to a host computer (hereinafter referred to as “host 13”) such as a personal computer or a workstation, and receives instructions and information data from the host 13 through a control unit 12 including a microcomputer or the like. Perform recording, playback, and seek operations (moving the head to the target track).
次に再生処理の動作を説明する。ホスト13から、制御部12に対して再生開始指示を行い、光ヘッド3からの信号を受け、I/V変換器4は、電流電圧変換した再生信号を、ウォブル処理部5及びRFデータ処理部6に出力する。 Next, the operation of the reproduction process will be described. The host 13 issues a reproduction start instruction to the control unit 12, receives a signal from the optical head 3, and the I / V converter 4 converts the current / voltage converted reproduction signal into a wobble processing unit 5 and an RF data processing unit. 6 is output.
Wobble信号処理部5では、ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力する。また、クリスタル発振部(X'tal) 51のクロックを1/n分周したクロックを生成することが可能である。 The wobble signal processing unit 5 extracts a wobble signal corresponding to a wobbling recording guide groove wobbled periodically on the disk, and outputs a wobble clock as a binary signal synchronized with this signal. Further, it is possible to generate a clock obtained by dividing the clock of the crystal oscillation unit (X′tal) 51 by 1 / n.
RFデータ処理部6は、オートゲインコントロール(AGC)61、ハイパスフィルタ(HPF)62、イコライザ(EQ)63等からなる。AGC61は、I/V変換器4からの信号の振幅を一定になるようにゲインコントロールする。HPF62は、再生信号に含まれている低周波のDC変動を無くすために設けている。DVD-RAMの場合は、ヘッダー部のアドレスを再生するため、ヘッダー部のDC変動を少なくする必要があり、HPFのカットオフ周波数を高く切り替えるカットオフ周波数(Fc)調整部を設けている。カットオフ周波数は数kHzから数十kHzである。傷通過後のDCレベルが正常に復帰するカットオフ周波数に設定する。 The RF data processing unit 6 includes an auto gain control (AGC) 61, a high pass filter (HPF) 62, an equalizer (EQ) 63, and the like. The AGC 61 controls the gain so that the amplitude of the signal from the I / V converter 4 becomes constant. The HPF 62 is provided to eliminate low-frequency DC fluctuations included in the reproduction signal. In the case of DVD-RAM, in order to reproduce the address of the header part, it is necessary to reduce the DC fluctuation of the header part, and a cutoff frequency (Fc) adjustment unit that switches the cutoff frequency of the HPF high is provided. The cut-off frequency is several kHz to several tens of kHz. Set the cut-off frequency at which the DC level after passing through the wound returns to normal.
EQ部63は、光学特性による高域成分の減衰を補正する。また、PRML方式では、複数ビットへの影響の度合いは、PRクラスにより決められた値に設定され、ビット相互の干渉の度合いが制御される。例えば、PR(1、2、2、1)を使用する場合には、PR(1、2、2、1)の周波数特性に近くなるようにEQ63の特性を補正する。PR(1、2、2、1)を使い、8−16変調されたDVDデータの場合は、後述するA/D変換器により、サンプリングされた出力は、0、1、3、5、6の5値の中間値のみが取りうる値となる。 The EQ unit 63 corrects the attenuation of the high frequency component due to the optical characteristics. In the PRML system, the degree of influence on a plurality of bits is set to a value determined by the PR class, and the degree of interference between bits is controlled. For example, when PR (1, 2, 2, 1) is used, the characteristics of EQ 63 are corrected so as to be close to the frequency characteristics of PR (1, 2, 2, 1). In the case of DVD data modulated using PR (1, 2, 2, 1) and 8-16 modulated, the output sampled by the A / D converter described later is 0, 1, 3, 5, 6 Only the intermediate value of the five values is a possible value.
ここで、A/D変換器8の入力波形について説明する。 Here, the input waveform of the A / D converter 8 will be described.
A/D変換器8には、RFデータ処理部6より、A/D変換器8の入力レンジに合わせた信号が入力される。例えば、A/D変換器8の標準入力は、入力レンジの1/2〜3/4程度とする。 A signal matching the input range of the A / D converter 8 is input to the A / D converter 8 from the RF data processing unit 6. For example, the standard input of the A / D converter 8 is about 1/2 to 3/4 of the input range.
図2(a)は、PR(1、2、2、1) 波形3T〜7T信号を示す。ここで、例えば4T信号とは、ディスクに書かれたビット列が0000111100001111・・・を繰り返す信号である。この信号をPR(1、2、2、1)を通したとき、1111の部分は、下記のように1221が順番に出力され、足された信号となる。すなわち、
01221
001221
0001221
00001221 の和となり、
013565310・・・となる。このように0、1、3、5、6の5値のみが取りうる値となる。復調信号処理部12内のビタビ複合器には、このように等価された信号を入力する必要がある。等価は、RFデータ処理部6のEQ63でも、良いし、復調信号処理部11内で行っても良い。DVD規格で採用される8-16変調方式では、3Tから14Tの信号が、アナログフロントエンド部(AFE)からADCに入力される。図2(a)では、DC中心は、3である。この中心値3がA/D変換器出力の中心ゼロになるように、RFデータ処理部6からA/D変換器に差動入力される。
FIG. 2 (a) shows PR (1, 2, 2, 1) waveform 3T-7T signals. Here, for example, a 4T signal is a signal in which a bit string written on a disk repeats 0000111100001111. When this signal is passed through PR (1, 2, 2, 1), the portion 1111 is output in the order of 1221 as shown below. That is,
01221
001221
0001221
00001221 sum,
013556510... Thus, only the five values 0, 1, 3, 5, 6 are possible values. It is necessary to input such an equivalent signal to the Viterbi complex in the demodulated signal processing unit 12. The equivalence may be performed by the EQ 63 of the RF data processing unit 6 or may be performed in the demodulated signal processing unit 11. In the 8-16 modulation method used in the DVD standard, a 3T to 14T signal is input from the analog front end unit (AFE) to the ADC. In FIG. 2A, the DC center is 3. The RF data processor 6 differentially inputs the center value 3 to the A / D converter so that the center value 3 becomes the center zero of the A / D converter output.
図2(b)にA/D変換器の出力振幅波形(4T信号を入力時)を示す。 FIG. 2B shows the output amplitude waveform of the A / D converter (when a 4T signal is input).
PLLにより、チャネルクロックが生成され、A/D変換器8は、チャネルクロックで再生データがサンプリングされる。サンプリングポイントは、図2(a)で示した0、1、3、5、6の間の値を取る。図2(b)では、0〜6の中心DC3をA/D変換器出力の0(ゼロ)とし、3以上を+、3以下を-の数値として、表現している。 A channel clock is generated by the PLL, and the A / D converter 8 samples the reproduction data using the channel clock. The sampling point takes a value between 0, 1, 3, 5, and 6 shown in FIG. In FIG. 2B, the center DC3 of 0 to 6 is represented as 0 (zero) of the output of the A / D converter, 3 or more is represented as +, and 3 or less is represented as-.
図2(a)で示した0、1、3、5、6の間の値を取る理由は、位相比較器により、正負の切り替わり点前後の振幅差を0にするようにDPLLがクロックの位相を制御するためである。●印が再生データのチャネル周波数のクロック(以下チャネルクロックと記す)でサンプリングされたデータを示す。 The reason for taking the values between 0, 1, 3, 5, and 6 shown in FIG. 2 (a) is that the DPLL makes the clock phase so that the amplitude difference before and after the positive / negative switching point is zero by the phase comparator. It is for controlling. ● indicates data sampled with a clock of the channel frequency of the reproduced data (hereinafter referred to as channel clock).
A/D変換器の中心入力DC値は、出力では0となる。この0(ゼロ)中心に、A/D変換器の入力レンジを考慮し、A/Dへの標準入力を決める。A/D変換器が7bitの場合は、A/D出力は、2の補数で表現すると、-64〜+64までの値をとる。 The center input DC value of the A / D converter is 0 at the output. In consideration of the input range of the A / D converter around this 0 (zero) center, the standard input to the A / D is determined. When the A / D converter is 7 bits, the A / D output takes values from −64 to +64 when expressed in two's complement.
PLL回路10は、RFデータ処理部6を経たRF信号から、アドレスデータ、ユーザデータを再生するための、再生クロックを生成する。ここでいう再生クロックとは、A/D変換器8のデータをサンプリングするチャネルビットレートのクロック(CK)とPLL10内のデジタル回路を動作させるチャネルビットレートの1/nクロックである。チャネルビットレートクロック(CK)は、データをシリアルパラレル変換部101により、チャネルビットレートのシリアルデータから、n個のパラレルデータに変換する際にも使用する。図3にn=4のときのシリアルパラレル変換の構成概要を示す。 The PLL circuit 10 generates a reproduction clock for reproducing address data and user data from the RF signal that has passed through the RF data processing unit 6. The reproduction clock here is a channel bit rate clock (CK) for sampling data of the A / D converter 8 and a channel bit rate 1 / n clock for operating the digital circuit in the PLL 10. The channel bit rate clock (CK) is also used when the serial / parallel conversion unit 101 converts data from channel bit rate serial data to n parallel data. FIG. 3 shows a configuration outline of serial-parallel conversion when n = 4.
再生信号は、HPF7でオフセットを軽減し、A/D変換器8にて多ビットのデジタル信号に標本化され、オフセット補正回路さらにオフセットを軽減し、復調信号処理部11にて、再生される。復調信号処理部11は、パーシャルレスポンス方式と最尤復号方式(マキシマムライクリフッド)の一つであるビタビ復号器を組み合わせたPRML信号方式で再生される。 The reproduced signal is reduced in offset by the HPF 7, sampled into a multi-bit digital signal by the A / D converter 8, further offset reduced by the offset correction circuit, and reproduced by the demodulated signal processing unit 11. The demodulated signal processing unit 11 is reproduced by a PRML signal method that combines a Viterbi decoder that is one of a partial response method and a maximum likelihood decoding method (maximum live-cliff).
PRML信号方式は、標本化された多ビットのデジタル信号値がビタビ復号で意味を持つため、再生クロックの位相と再生信号が有するクロック成分の位相が同期することが重要となる。また、傷やノイズ等の外乱により、PLL部10のロックがはずれず、安定して再生クロックを出力することが必要である。 In the PRML signal system, since the sampled multi-bit digital signal value is meaningful in Viterbi decoding, it is important that the phase of the recovered clock is synchronized with the phase of the clock component of the recovered signal. In addition, it is necessary to output the reproduction clock stably without the PLL unit 10 being unlocked due to disturbances such as scratches and noise.
RFデータ処理部で傷を検出できなかった場合でも、傷を検出し(図示せず)、PLL部10のロックが外れないように、位相比較器の出力を0にし、ループフィルタ106の積分器、オフセット補正部102の積分器の出力をホールドし、ICO部9の発振周波数をホールドする。 Even if the RF data processor cannot detect a flaw, the flaw is detected (not shown), the output of the phase comparator is set to 0 so that the PLL unit 10 is not unlocked, and the integrator of the loop filter 106 Then, the output of the integrator of the offset correction unit 102 is held, and the oscillation frequency of the ICO unit 9 is held.
再生クロックを生成するPLL回路10は、DA変換器107により、デジタル値により発振器の周波数を制御するデジタルPLLである。オフセット補正部102により、オフセット補正された信号は、位相比較器104によりゼロクロス点前後の位相誤差を抽出し、ループフィルタ106にてノイズを除去し、DA変換器107を介して、ICO9を発振させ、A/D変換器の標本化クロック及びデータ再生用1/nクロックを生成する。 The PLL circuit 10 that generates the reproduction clock is a digital PLL that controls the frequency of the oscillator by a digital value by the DA converter 10 7. From the signal corrected by the offset correction unit 102, a phase error before and after the zero cross point is extracted by the phase comparator 104, noise is removed by the loop filter 106, and the ICO 9 is oscillated via the DA converter 10 7. The sampling clock of the A / D converter and the 1 / n clock for data recovery are generated.
ここで、オフセット補正部102について説明する。オフセット補正は、PLL回路にとって、重要な意味を持つ。入力信号にオフセットがある場合は、位相誤差信号が正しく出力されずに、最悪ロックしなくなる。また、後述するワイドキャプチャで使用する同期信号の検出もできないため、周波数ロックもできなくなる。DCオフセットを極力なくすために、オフセット補正部102は必要である。オフセット補正部102は、デューティーフィードバック(DFB)とも呼ぶ。IIRフィルタの出力である積分信号をD/A変換器の出力から減算し、次段の復調信号処理部11及び位相比較器104に出力する。オフセット補正部102について説明する。オフセット補正部102により、A/D変換器に入力された信号は、DSV(Digital Sum Value)が0になるようにオフセット補正される。DVD-RAMのデータは8-16変調されており、連続する0あるいは1が3個以上14個以下に規制されたデータを、理想的な装置で再生すると、再生信号のDC平均値が、一定の範囲内で常に一定になる。このような信号をここではDCフリーの信号と呼ぶ。さらに具体的に述べると、DCフリーとは、再生信号の中心値より大きい場合(+)、小さい場合(−)とし、これらを一定期間足し合わせると、DSVが0になることである。 Here, the offset correction unit 102 will be described. Offset correction is important for PLL circuits. If there is an offset in the input signal, the phase error signal is not correctly output and the worst lock occurs. Further, since it is impossible to detect a synchronization signal used in a wide capture described later, it is impossible to lock the frequency. The offset correction unit 102 is necessary to eliminate the DC offset as much as possible. The offset correction unit 102 is also referred to as duty feedback (DFB). The integrated signal, which is the output of the IIR filter, is subtracted from the output of the D / A converter and output to the demodulated signal processing unit 11 and the phase comparator 104 in the next stage. The offset correction unit 102 will be described. The signal input to the A / D converter is offset-corrected by the offset correction unit 102 so that the DSV (Digital Sum Value) becomes zero. DVD-RAM data is 8-16 modulated, and when data with 3 or 14 consecutive 0s or 1s restricted is reproduced on an ideal device, the DC average value of the playback signal is constant. It is always constant within the range. Such a signal is referred to herein as a DC-free signal. More specifically, DC free means that the DSV becomes 0 when the values are larger (+) and smaller (−) than the center value of the reproduction signal and are added for a certain period.
次に位相比較器104について説明する。 Next, the phase comparator 104 will be described.
A/D変換器106の出力について、1クロック遅延させた符号ビットと符号ビットなしのデータを乗算結果から、符号ビットと1クロック遅延させた符号ビットなしのデータの乗算結果を減算することによって、位相誤差を振幅誤差として表すことができる(図2(b))。 For the output of the A / D converter 106, by subtracting the multiplication result of the sign bit and the data without the sign bit delayed by one clock from the multiplication result of the sign bit and the data without the sign bit delayed by one clock, The phase error can be expressed as an amplitude error (FIG. 2 (b)).
この演算が、チャネルクロック間で行なえれば良い。チャネルクロックが高速な場合は、チャネルクロック間で演算を行なうことは困難であるため、並列処理してもよい。 It is sufficient if this calculation can be performed between channel clocks. When the channel clock is high speed, it is difficult to perform operations between the channel clocks, and thus parallel processing may be performed.
図2(b)にA/D変換器8の4T信号出力を示し、位相比較器の動作を示す。位相が再生データよりも遅れている場合は、位相比較器出力は負になる。一方、位相が再生データよりも進んでいる場合は、位相比較器出力は正になる。 FIG. 2B shows the 4T signal output of the A / D converter 8 and shows the operation of the phase comparator. If the phase is behind the playback data, the phase comparator output is negative. On the other hand, when the phase is ahead of the reproduction data, the phase comparator output is positive.
次にPLL回路を高速化に対応し、1/nで動作させるための回路構成について説明する。まず、A/D変換器8は、チャネルクロックでデータをサンプリングする。A/D変換器8は、チャネルビットレートで動作する高速仕様を満たすことが必要である。パラレル変換部101で、サンプリングデータをシリアルデータから、n個のパラレルデータに変換する。パラレルデータに変換後、PLL構成要素を、チャネルビットレートの1/nクロックで動作させる。 Next, a circuit configuration for operating the PLL circuit at 1 / n in response to high speed will be described. First, the A / D converter 8 samples data with a channel clock. The A / D converter 8 needs to satisfy a high-speed specification that operates at a channel bit rate. The parallel conversion unit 101 converts sampling data from serial data to n parallel data. After conversion to parallel data, the PLL component is operated at 1 / n clock of the channel bit rate.
チャネルビットレートの1/nクロックで動作させた場合、nの値により回路構成が変更となる構成要素は、ゼロクロス点の前後のデータが必要な位相比較器104とチャネルクロック毎のデータが必要なオフセット補正部102である。 When operating at 1 / n clock of the channel bit rate, the components whose circuit configuration is changed depending on the value of n require the phase comparator 104 that requires data before and after the zero cross point and data for each channel clock. This is an offset correction unit 102.
一方、チャネルビットレートの1/nクロックで動作させた場合、nの値により回路構成の変更が必要ない回路部は、積分動作を行なうIIRフィルタを使用し、動作速度が遅いループフィルタ等の構成要素である。 On the other hand, when operated at a 1 / n clock of the channel bit rate, the circuit section that does not require a change in circuit configuration depending on the value of n uses an IIR filter that performs an integration operation, and is configured as a loop filter that operates at a low speed. Is an element.
チャネルクロックで標本化されたA/D変換器出力データを間引くことなく、位相比較器をn個使い、並列処理し、n個のデータを加算し、ラッチしてループフィルタに出力する。これにより、正確にゼロクロス点前後位相誤差を出力することができ、PLLループを安定に動作させることができる。 Without thinning out the A / D converter output data sampled with the channel clock, n phase comparators are used for parallel processing, the n data are added, latched, and output to the loop filter. As a result, the phase error before and after the zero cross point can be accurately output, and the PLL loop can be operated stably.
1/nクロックで動作させるために、注意する点は、以下の通りである。 In order to operate with a 1 / n clock, the following points should be noted.
1/nクロックで動作させるということは、チャネルクロックで動作していた1個のFFがn個に相当する。nが大きくなると、PLLループの応答性が悪くなったり、最悪ロックしなくなる。そのため、最高動作周波数、A/D変換器とD/A変換器のビット数、ICOの周波数感度等からPLLループの応答特性を考慮し、nを最大限大きくできる回路構成で設計を行なう。本発明によれば、n以下であれば、nをホスト13を介して制御することにより、数種類のクロックのいずれもが動作するPLL回路を作ることができる。 Operating with a 1 / n clock means that one FF operating with a channel clock is equivalent to n. When n is increased, the response of the PLL loop is deteriorated or the lock is not worst. Therefore, design is made with a circuit configuration that can maximize n by considering the response characteristics of the PLL loop from the maximum operating frequency, the number of bits of the A / D converter and D / A converter, the frequency sensitivity of the ICO, etc. According to the present invention, if n is less than or equal to n, a PLL circuit that operates any of several types of clocks can be created by controlling n via the host 13.
高速再生する場合に、1/nクロックを使用するので、消費電力を低減することができる。また、標本化データを間引いたりしないため、誤差が生じず、再生信号品質は低下しない。 Since the 1 / n clock is used for high-speed playback, power consumption can be reduced. Further, since sampled data is not thinned out, no error occurs and the quality of the reproduced signal does not deteriorate.
次にワイドキャプチャについて説明する。 Next, wide capture will be described.
再生信号が有するクロック成分の周波数と、PLLによって生成される再生クロックの周波数が大きく異なっている場合、位相同期引き込みができない(ロックできない)可能性や異なる周波数に擬似ロックする。これを回避するために、ワイドキャプチャにより、PLLによって生成されるクロックを、再生信号が有するクロック成分の周波数に近づけ、周波数ロックした後、直ぐに位相ロックできるようにしている。 When the frequency of the clock component included in the reproduction signal is significantly different from the frequency of the reproduction clock generated by the PLL, the possibility of phase synchronization pull-in (cannot be locked) or pseudo-locking to a different frequency is performed. In order to avoid this, the clock generated by the PLL is brought close to the frequency of the clock component of the reproduction signal by wide capture so that the phase can be locked immediately after the frequency is locked.
第一のワイドキャプチャ1030は、特許文献1の従来例のワイドキャプチャ方式に示すように同期パターンを検出する方式である。特許文献1の従来例について、詳細な記載はないが、下記のような方式で検出できると考えられる。 The first wide capture 1030 is a method of detecting a synchronization pattern as shown in the conventional wide capture method of Patent Document 1. Although there is no detailed description of the conventional example of Patent Document 1, it can be detected by the following method.
ここで、CDの場合、588Tに1回出現する「11T+11T」パターンが同期パターンであり、DVDの場合、1488Tに1回出現する「14T+4T」が同期パターンである。 Here, in the case of CD, the “11T + 11T” pattern that appears once in 588T is a synchronization pattern, and in the case of DVD, “14T + 4T” that appears once in 1488T is a synchronization pattern.
これらのパターンを検出し、同期パターンの長さ、また同期パターンの周期を計測すれば、周波数誤差が検出できる。このパターンを検出する場合、同期パターンの周期(1シンクフレーム)毎に、周波数が一致しているかどうかの判定を行なう。周波数誤差は、再生データの有するクロックよりも、VCOの周波数が早いか遅いかを示す。この周波数誤差信号がループフィルタ106、D/A107を介して、ICO9を制御することになる。 By detecting these patterns and measuring the length of the synchronization pattern and the period of the synchronization pattern, the frequency error can be detected. When this pattern is detected, it is determined whether or not the frequencies are the same every cycle of the synchronization pattern (one sync frame). The frequency error indicates whether the frequency of the VCO is faster or slower than the clock of the reproduction data. This frequency error signal controls the ICO 9 via the loop filter 106 and the D / A 107.
図4に同期パターンを用いるワイドキャプチャの動作を示す。同期パターンの検出は、周波数制御を行っている場合、最初は周波数が一致していないため、精確に1シンクフレームをカウントできない。そのため、インターバル周期と呼ぶ周期を決め、その中で同期検出を行う。ロックイン回数として、インターバル回数を指定する。またロックアウト回数も指定する。図4(a)には、インターバル回数4、ロックアウト回数2を指定した場合の動作を示す。まず、同期パターンの長さのみを、インターバル回数毎に判定する。同期パターンは、RF信号に含まれるうちで最も長いパターンであるため、インターバル周期のうちの最長パターンを記憶し、インターバル回数中、最短パターンを同期信号とみなす。 FIG. 4 shows a wide capture operation using a synchronization pattern. In the detection of the synchronization pattern, when frequency control is performed, since the frequencies do not match at first, one sync frame cannot be accurately counted. Therefore, a period called an interval period is determined, and synchronization detection is performed in the period. Specify the number of intervals as the number of lock-ins. Also specify the number of lockouts. FIG. 4A shows the operation when the number of intervals 4 and the number of lockouts 2 are specified. First, only the length of the synchronization pattern is determined for each interval. Since the synchronization pattern is the longest pattern included in the RF signal, the longest pattern of the interval period is stored, and the shortest pattern is regarded as the synchronization signal during the number of intervals.
チャネルクロック後に出力される周波数誤差出力の数値を、ホストから制御部を介し、設定しておく。例えば、2という整数値を設定しておいた場合、再生クロックが早い場合は、−2を出力する。再生クロックが遅い場合は、+2を出力する。この値がスイッチ105を介し、ループフィルタ106に入力され、D/A107を介し、ICO9を制御する。信頼性をあげるためのロックイン機能、ロックアウト機能は、同期パターンの長さを用いる。 The numerical value of the frequency error output output after the channel clock is set from the host via the control unit. For example, if an integer value of 2 is set, -2 is output if the recovered clock is early. When the reproduction clock is slow, +2 is output. This value is input to the loop filter 106 via the switch 105, and the ICO 9 is controlled via the D / A 107. The length of the synchronization pattern is used for the lock-in function and the lock-out function for improving reliability.
図4(b)に第一のワイドキャプチャのシーケンスを示す。DVDの場合、同期パターンの長さ14Tが検出でき、ロックインした後に、同期パターン周期を検出し、周波数誤差を出力する。同期パターン周期を検出することにより、再生クロックの周波数誤差を1%以内にすることが可能となる。 FIG. 4B shows a first wide capture sequence. In the case of DVD, the synchronization pattern length 14T can be detected, and after locking in, the synchronization pattern period is detected and a frequency error is output. By detecting the synchronization pattern period, the frequency error of the recovered clock can be made within 1%.
図5に第一のワイドキャプチャの構成図を示す。ADによってサンプリングされたデータのうちの符号ビットのみを使用する。符号ビットが、2値化された信号をしめす。ゼロクロス点を、スライスレベルとする。 FIG. 5 shows a configuration diagram of the first wide capture. Only the sign bit of the data sampled by AD is used. The sign bit indicates a binarized signal. The zero cross point is set as a slice level.
第一のワイドキャプチャ1030が周波数誤差をループフィルタ106に出力するように周波数ループ、位相ループを選択するスイッチ105によって制御される。周波数を引き込んだ後(周波数ロック後)は、周波数を引き込んだことを示す信号により、スイッチ105は周波数誤差ではなく、位相誤差をループフィルタ106に出力する。 The first wide capture 1030 is controlled by a switch 105 that selects a frequency loop and a phase loop so that a frequency error is output to the loop filter 106. After the frequency is pulled in (after the frequency lock), the switch 105 outputs not the frequency error but the phase error to the loop filter 106 by a signal indicating that the frequency has been pulled.
第二のワイドキャプチャ1031は、Wobble処理部で出力されたWobbleクロックまたはX'talクロックとPLLで生成されたチャネルクロックを比較する。高速動作する場合は、消費電力削減のために、1/nクロック同士を比較しても良い。基準周波数であるWobbleクロックにチャネルクロック周波数を一致させるように制御を行い、PLL10を高速に周波数ロックさせる。 The second wide capture 1031 compares the Wobble clock or X′tal clock output from the Wobble processing unit with the channel clock generated by the PLL. When operating at high speed, 1 / n clocks may be compared to reduce power consumption. Control is performed so that the channel clock frequency matches the reference frequency Wobble clock, and the PLL 10 is frequency-locked at high speed.
図1に示すように、第二のワイドキャプチャ1031が周波数誤差をループフィルタ106に出力するように、周波数ループ、位相ループを選択するスイッチ105によって制御される。周波数を引き込んだ後は、周波数を引き込んだことを示す信号により、スイッチ105は周波数誤差ではなく、位相誤差をループフィルタ106に出力する。周波数をロックさせた後に、位相比較器104にて位相ロックさせる。 As shown in FIG. 1, the second wide capture 1031 is controlled by a switch 105 that selects a frequency loop and a phase loop so that a frequency error is output to the loop filter 106. After the frequency is pulled in, the switch 105 outputs not the frequency error but the phase error to the loop filter 106 by a signal indicating that the frequency has been pulled. After locking the frequency, the phase comparator 104 locks the phase.
第二のワイドキャプチャの概略図を図7に示す。図8に第二のワイドキャプチャのPLL回路における位置付けを示す。
再生クロックカウンタと、Wobbleクロック等の基準クロックとのカウント差を周波数誤差として、出力する。また、Wobbleクロックを分周したクロックを基準クロックとして使用することができる。例えば、Wobbleクロックを使用する場合は、1/4分周したWobbleクロックを使用する場合は、n=4なのでm=25(=100/4)を設定する。Wobbleクロックを使用する場合は、n=1なのでm=100を設定する。
A schematic diagram of the second wide capture is shown in FIG. FIG. 8 shows the positioning of the second wide capture PLL circuit.
A count difference between the reproduction clock counter and a reference clock such as a Wobble clock is output as a frequency error. A clock obtained by dividing the Wobble clock can be used as a reference clock. For example, when using a Wobble clock, when using a Wobble clock divided by ¼, since n = 4, m = 25 (= 100/4) is set. When using the Wobble clock, since n = 1, m = 100 is set.
基準クロックカウンタは、mの値までカウントし、再生クロックの周波数が基準クロックよりも早いか遅いかの周波数評価を行う。再生クロックカウンタの値の差を周波数誤差をして出力する。±1%以内である場合は、周波数誤差出力は0出力となる。再生クロックが早い場合は、−の値を出力する。再生クロックが遅い場合は、+の値を出力する。周波数差2〜1%の時に周波数誤差出力は、±1が出力され、周波数差3〜2%の時に周波数誤差出力は、±2が出力される。 The reference clock counter counts up to a value of m, and evaluates the frequency of whether the frequency of the recovered clock is faster or slower than the reference clock. The difference between the values of the reproduction clock counter is output as a frequency error. When it is within ± 1%, the frequency error output is 0 output. If the recovered clock is early, a negative value is output. When the reproduction clock is slow, a positive value is output. When the frequency difference is 2 to 1%, the frequency error output is ± 1, and when the frequency difference is 3 to 2%, the frequency error output is ± 2.
信頼性を高めるために、ロックイン機能により、周波数誤差±1%以内が周波数評価時、所定回数続けば周波数ロックしたとみなす。また、ロックアウト機能により、ロック後所定回数、周波数誤差±1%が続かなかった場合にロックアウトしたとみなす。 In order to increase the reliability, the lock-in function assumes that the frequency error is within ± 1% if the frequency lock is continued for a predetermined number of times during frequency evaluation. Further, if the frequency error ± 1% does not continue for a predetermined number of times after locking by the lockout function, it is considered that the lockout has occurred.
周波数引き込みに、第一のワイドキャプチャまたは第二のワイドキャプチャを用いるかは、ホスト13から制御部12を介し、スイッチ105で制御する。 Whether the first wide capture or the second wide capture is used for the frequency pull-in is controlled by the switch 105 from the host 13 via the control unit 12.
同期信号を使用する第一のワイドキャプチャは、Wobbleが存在しない光ディスクメディア(DVD-ROM,CD-ROM等)の場合に用いる。CAV再生のように内周から外周に向かって再生クロックの速度が速くなる再生方式で主に使用する。CLV再生で、内周から外周までの再生クロックが一定の場合は、あらかじめ第二のワイドキャプチャにより、X'talクロックを分周、またはてい倍したクロックで、再生クロックの周波数を引き込むようにする。CAV再生でも、アドレスがあらかじめわかっている場合には、X'talクロックを分周、またはてい倍したクロックを使用することが可能である。 The first wide capture using the synchronization signal is used in the case of optical disc media (DVD-ROM, CD-ROM, etc.) that do not have Wobble. It is mainly used in a playback method in which the speed of the playback clock increases from the inner periphery to the outer periphery, as in CAV playback. If the recovered clock from the inner periphery to the outer periphery is constant during CLV playback, the frequency of the recovered clock is drawn in advance using the second wide capture by dividing or multiplying the X'tal clock. . Even with CAV playback, if the address is known in advance, it is possible to use a clock obtained by dividing or multiplying the X'tal clock.
Wobbleが存在する光ディスクメディア(DVD±R/RW、CD±R/RW等)は、第二のワイドキャプチャにより、Wobbleクロックで再生周波数を引き込む。ロックアウトした場合は、第一のワイドキャプチャの同期パターン長検出結果により、再度第二のワイドキャプチャによる周波数引き込みを使用する。
図6に第一、第二のワイドキャプチャを使用するオートウォブルシーケンスを示す。
第二のワイドキャプチャが動作しているとき、また周波数同期ループでなく位相同期ループが動作しているときは、第一のワイドキャプチャは、周波数誤差をループフィルタ106に出力してはいないが、同期信号の長さ、出現周期を常時検出している。そのため、あらかじめ設定された回数、同期信号の長さが14Tでない場合に、PLL回路10のロックが外れたという検出に用いる。例えば、DVDの場合、同期信号14Tが15Tになるということは、周波数が7%のずれたことになる。また、アナログ信号のオフセット変動が大きくなった場合等が考えられる。数回、同期信号が取れないということは異常のため、第二のワイドキャプチャにて再度周波数引き込みを行う。第一のワイドキャプチャよりも、第二のワイドキャプチャの方が周波数引き込み時間が早いため、高速引き込みが可能となる。第一のワイドキャプチャは、1シンクフレーム毎(DVD:1488チャネルクロック毎)に周波数評価を行っている。一方、第二のワイドキャプチャは、100チャネルクロック毎に周波数評価を行っており、正確な周波数誤差量を出力できるため、第二のワイドキャプチャの方の周波数引き込みの方が第一のワイドキャプチャよりも格段に早い。
Optical disk media (DVD ± R / RW, CD ± R / RW, etc.) on which Wobble exists draws the playback frequency with the Wobble clock by the second wide capture. When locked out, the frequency pull-in by the second wide capture is used again according to the synchronization pattern length detection result of the first wide capture.
FIG. 6 shows an auto wobble sequence using the first and second wide captures.
When the second wide capture is operating, and when the phase locked loop is operating instead of the frequency locked loop, the first wide capture does not output the frequency error to the loop filter 106, The length and appearance period of the synchronization signal are always detected. Therefore, it is used for detection that the PLL circuit 10 is unlocked when the preset number of times and the length of the synchronization signal is not 14T. For example, in the case of DVD, when the synchronization signal 14T is 15T, the frequency is shifted by 7%. Moreover, the case where the offset fluctuation | variation of an analog signal becomes large etc. can be considered. Since it is abnormal that the synchronization signal cannot be obtained several times, the frequency acquisition is performed again in the second wide capture. Since the frequency pull-in time is faster in the second wide capture than in the first wide capture, high-speed pull-in is possible. In the first wide capture, frequency evaluation is performed every sync frame (DVD: every 1488 channel clocks). On the other hand, the frequency of the second wide capture is evaluated every 100 channel clocks, and since an accurate frequency error amount can be output, the frequency pull-in of the second wide capture is better than the first wide capture. Is much faster.
また、スイッチ105により、周波数同期ループ、位相同期ループを切り替えているため、特許文献1のようにループフィルタ、D/Aを2系統使用することなく、一系統とすることができ、回路素子の削減、LSIの低コスト化、消費電力削減が可能となる。 In addition, since the frequency-locked loop and the phase-locked loop are switched by the switch 105, it is possible to make a single system without using two loop filters and D / As as in Patent Document 1. Reduction, LSI cost reduction, and power consumption reduction.
2.第二の実施例
次にDVD-RAM再生時の周波数引き込みについて説明する。
2. Second Example Next, frequency pull-in during DVD-RAM playback will be described.
図9(a)にDVD-RAMのデータフォーマットとタイミング信号を示す。 FIG. 9A shows a DVD-RAM data format and timing signals.
図9(b)にDVD-RAMモードの時の第二のワイドキャプチャを使用した時のワイドキャプチャシーケンスを示す。 FIG. 9B shows a wide capture sequence when the second wide capture is used in the DVD-RAM mode.
DVD-RAMは、あらかじめID部にアドレスが書かれている部分と、DVD-ROMと同じデータフォーマットの部分データ部が存在する。ID部でWobbleクロックに周波数を同期させ、データ部で再生データに位相を同期させる。または、データを再生しない場合は、Wobbleクロックに周波数を同期させ、データ部を再生する場合のみ再生データに位相を同期させることにより、信頼性の高いデータ再生を実現することができる。 The DVD-RAM has a part in which an address is written in advance in the ID part and a partial data part having the same data format as the DVD-ROM. The ID unit synchronizes the frequency with the Wobble clock, and the data unit synchronizes the phase with the reproduction data. Alternatively, when data is not reproduced, it is possible to realize highly reliable data reproduction by synchronizing the frequency with the Wobble clock and synchronizing the phase with the reproduced data only when reproducing the data portion.
DVD-RAMディスクを使用した場合でも、スイッチ105により、周波数同期ループ、位相同期ループを切り替えているため、特許文献1のようにループフィルタ、D/Aを2系統使用することなく、一系統とすることができ、回路素子の削減、LSIの低コスト化、消費電力削減が可能となる。 Even when a DVD-RAM disk is used, since the frequency-locked loop and the phase-locked loop are switched by the switch 105, one system can be used without using two loop filters and D / A as in Patent Document 1. Therefore, it is possible to reduce circuit elements, reduce the cost of LSI, and reduce power consumption.
次に、DVD−RAM規格に規定されるVFO(Variable Frequency Oscillator)をキャプチャするVFOワイドキャプチャの構成を図10に示す。同図において、VFO同期ワイドキャプチャは、ウォブルクロックに同期する周波数同期から、再生データに同期する位相同期に移行する場合に、キャプチャレンジを広げるために使用される。これにより、ウォブルクロックと再生データの周波数が1%以上離れている場合にも、位相を引き込むことができる。 Next, FIG. 10 shows a VFO wide capture configuration for capturing a VFO (Variable Frequency Oscillator) defined in the DVD-RAM standard. In the figure, VFO synchronous wide capture is used to widen the capture range when shifting from frequency synchronization synchronized with a wobble clock to phase synchronization synchronized with reproduction data. Thereby, even when the frequency of the wobble clock and the reproduction data is 1% or more apart, the phase can be drawn.
ここで、DVD−RAMのVFO期間は、4T-4Tの再生データが続く。つまりデータの「立ち上がりエッジ」から「立ち上がりエッジ」までが8Tのため、再生データの「立ち上がりエッジ」から「立ち上がりエッジ」の期間を測定し、8Tとの差を求める。8Tよりも長い期間の場合は、再生クロックが遅いため再生クロックを速くする値がループフィルタに出力され、8Tよりも短い期間の場合は、再生クロックが速いため再生クロックを遅くするの値がループフィルタに出力される。これにより周波数同期から位相同期に移行するときのキャプチャレンジを広げることができる。 Here, 4T-4T playback data continues in the DVD-RAM VFO period. That is, since the “rising edge” to “rising edge” of the data is 8T, the period from the “rising edge” to the “rising edge” of the reproduction data is measured, and the difference from 8T is obtained. When the period is longer than 8T, the value to speed up the recovered clock is output to the loop filter because the recovered clock is slow. When the period is shorter than 8T, the value to delay the recovered clock because the recovered clock is fast. Output to the filter. As a result, the capture range when shifting from frequency synchronization to phase synchronization can be expanded.
なお、以上の実施例では、DVDディスクを例に挙げ説明したが、本発明の適用範囲はDVD−RAM、DVD±R/RW、DVD−ROM等の装置に限られるものではなく、CD、AOD、blu-rayディスク等の記録再生装置においても、同様のPLL方法を採用することができる。 In the above embodiment, a DVD disk has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to a DVD-RAM, DVD ± R / RW, DVD-ROM, or the like. A similar PLL method can also be adopted in a recording / reproducing apparatus such as a blu-ray disc.
1…光ディスク、2…スピンドルモータ、3…光ヘッド、4…I/V変換器、5…Wobble処理部、6…RFデータ処理部、7…A/D変換器、8…1/nクロック生成部、9…電流制御発振部(ICO)、10…1/nクロックで動作するPLL部、11…復調信号処理部、12…制御部、13…ホストコンピュータ、51…クリスタル発振部(X'tal)、52…1/n分周部、61…オートゲインコントロール(AGC)部、62…ハイパスフィルタ(HPF)部、63…イコライザ(EQ)部、101…データシリアルパラレル変換部、102…オフセット補正部、1030…第一のワイドキャプチャ部、1030…第二のワイドキャプチャ部、104…位相比較器、105…位相同期ループまたは周波数同期ループを切り替えるためのスイッチ部、106…ループフィルタ部、107…D/A変換部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk, 2 ... Spindle motor, 3 ... Optical head, 4 ... I / V converter, 5 ... Wobble processing part, 6 ... RF data processing part, 7 ... A / D converter, 8 ... 1 / n clock generation , 9... Current controlled oscillator (ICO), 10... PLL unit operating with 1 / n clock, 11... Demodulated signal processor, 12... Control unit, 13... Host computer, 51. ), 52... 1 / n divider, 61... Auto gain control (AGC), 62... High pass filter (HPF), 63. Equalizer (EQ), 101. , 1030... First wide capture unit, 1030... Second wide capture unit, 104... Phase comparator, 105... Switch unit for switching between phase locked loop or frequency locked loop, 10 6. D / A converter
Claims (4)
ディスクの周期的に蛇行している記録案内溝ウォブルに対応したウォブル信号を抽出し、この信号に同期した2値化信号として、ウォブルクロックを出力するウォブル信号処理部と、
該光ディスクから再生した信号を再生チャネルクロックに基づいて標本化するアナログデジタル変換部と、
該アナログデジタル変換部により標本化された標本化再生信号のオフセットを補正する、オフセット補正部と、
該位相比較器で得られた位相誤差出力を積分し、平滑化するための、ループフィルタ部と、
該オフセット補正部により得られた再生信号と、再生チャネルクロックの位相を比較し、ゼロクロスの前後の標本化信号より、該ループフィルタに位相誤差を出力するための、位相比較部と、
該ループフィルタの出力値により、発振周波数が変化する発振部と、
該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に近づけるため、該再生信号の符号ビット情報により、同期パターン長、同期パターン周期を検出し、該発振部の発振周波数と該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第一の周波数引き込み部と、
該発振部の発振周波数を該再生信号の有する再生クロック周波数に、高速に近づけるため、該ウォブル信号処理部のウォブルクロックと、該再生信号の有する再生クロック周波数との周波数誤差を、ループフィルタに出力するための第二の周波数引き込み部と、
該第一の周波数引き込み部の周波数誤差と、該第二の周波数引き込み部周波数誤差と、該位相比較部の位相誤差とを切り替え、ループフィルタに出力するためのスイッチ部を有することを特徴とする光ディスク装置。 An optical disc apparatus for recording or reproducing information on an optical disc,
A wobble signal processing unit that extracts a wobble signal corresponding to a wobbled recording guide groove wobble of the disk and outputs a wobble clock as a binary signal synchronized with this signal;
An analog-to-digital converter that samples a signal reproduced from the optical disk based on a reproduction channel clock;
An offset correction unit that corrects an offset of the sampled reproduction signal sampled by the analog-digital conversion unit;
A loop filter unit for integrating and smoothing the phase error output obtained by the phase comparator;
A phase comparison unit for comparing the reproduction signal obtained by the offset correction unit and the phase of the reproduction channel clock, and outputting a phase error to the loop filter from sampling signals before and after zero crossing;
An oscillation unit whose oscillation frequency changes according to the output value of the loop filter;
In order to bring the oscillation frequency of the oscillation unit close to the reproduction clock frequency of the reproduction signal, the synchronization pattern length and the synchronization pattern period are detected from the sign bit information of the reproduction signal, and the oscillation frequency of the oscillation unit and the reproduction signal A first frequency pulling unit for outputting a frequency error with the reproduction clock frequency to the loop filter;
Output the frequency error between the wobble clock of the wobble signal processing unit and the reproduction clock frequency of the reproduction signal to the loop filter in order to bring the oscillation frequency of the oscillation unit close to the reproduction clock frequency of the reproduction signal at high speed. A second frequency pull-in section for
A switch unit for switching between a frequency error of the first frequency pull-in unit, a frequency error of the second frequency pull-in unit, and a phase error of the phase comparison unit and outputting to a loop filter is provided. Optical disk device.
該ウォブル信号処理部のウォブルクロックは、1/n(nは、正の整数)に分周でき、1/nウォブルクロックを出力し、
該第二の周波数引き込み部は、該1/nウォブルクロックを基準周波数として、該再生チャネルクロックを基準周波数のn倍に周波数同期させることを特徴とする光ディスク装置。 In claim 1,
The wobble clock of the wobble signal processing unit can be divided into 1 / n (n is a positive integer), and the 1 / n wobble clock is output.
The optical disk apparatus, wherein the second frequency pull-in unit synchronizes the reproduction channel clock with n times the reference frequency using the 1 / n wobble clock as a reference frequency.
該第二の周波数引き込み部は、高速に周波数引き込みを行い、周波数引き込みが完了したことを示す信号を出力する、周波数引き込み完了出力部を有し、
該切り替えスイッチは、周波数引き込み完了信号により、該周波数引き込みを行なっているときには、周波数誤差を出力し、周波数引き込みが完了した後は、位相誤差出力をループフィルタに出力することを特徴とする光ディスク装置。 In claim 1,
The second frequency pull-in unit has a frequency pull-in completion output unit that performs frequency pull-in at high speed and outputs a signal indicating that the frequency pull-in is completed,
The change-over switch outputs a frequency error when performing the frequency pull-in by a frequency pull-in completion signal, and outputs a phase error output to the loop filter after the frequency pull-in is completed. .
該第一の周波数引き込み部は、該第二の周波数引き込み部が、該スイッチにより、周波数誤差をループフィルタに出力している時、また位相誤差をループフィルタに出力している時にも、再生信号に含まれる同期パターン長、周期を検出しており、
位相誤差をループフィルタに出力している時に、同期パターン長が取れなくなった場合に、該スイッチにより、位相誤差ではなく該第二周波数引き込み部の周波数誤差出力をループフィルタに出力することを特徴とする光ディスク装置。 In claim 3,
The first frequency pull-in unit also reproduces the reproduced signal when the second frequency pull-in unit outputs a frequency error to the loop filter or a phase error to the loop filter by the switch. The sync pattern length and period included in the
When the phase error is output to the loop filter, if the synchronization pattern length cannot be obtained, the switch outputs the frequency error output of the second frequency acquisition unit to the loop filter instead of the phase error. Optical disk device to perform.
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