JP2000200467A - Digital phase-locked loop circuit - Google Patents

Digital phase-locked loop circuit

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JP2000200467A
JP2000200467A JP11001690A JP169099A JP2000200467A JP 2000200467 A JP2000200467 A JP 2000200467A JP 11001690 A JP11001690 A JP 11001690A JP 169099 A JP169099 A JP 169099A JP 2000200467 A JP2000200467 A JP 2000200467A
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a diaital phase-locked loop circuit which has a capture range of wide range and can perform stably synchronized pull-in at high speed. SOLUTION: This circuit is provided with a band pass filter 4 eliminating a DC component from a digital data signal of multi-bits in which sampling is performed by an analog/digital converter 2 during reproduction of a single frequency data region of a data format recorded in a recording medium, a zero cross detector 5 detecting a position at which the output signal and the multi-bits digital data signal cross a zero level and which outputs a zero cross flag, a period counter 6 counting the zero cross flag as a start point, a phase error detector 7 for acquisition detecting a phase error with timing of the output signal, and a phase error detector 8 for tracking detecting a phase error of a multi-bits digital data signal. Phase error signals outputted from both phase error detectors 7, 8 are switched by a changeover switch 9 respectively and supplied to a digital/analog converter 11 from a loop filter 10. A reproducing clock is generated by an oscillator 12 based on the output as reference.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルフェーズロ
ックドループ回路に関し、特に、光ディスク媒体や光磁
気ディスク媒体、磁気媒体等に記録されたデジタルデー
タを再生するためのクロックの再生に用いられるデジタ
ルフェーズロックドループ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital phase locked loop circuit, and more particularly to a digital phase locked loop used for reproducing a clock for reproducing digital data recorded on an optical disk medium, a magneto-optical disk medium, a magnetic medium or the like. It relates to a droop circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、デジタルデータを記録および再
生する装置の一つとして光ディスク装置が周知である。
光ディスク装置においてデジタルデータを再生する際
に、再生信号が有するクロック成分の位相と再生クロッ
クの位相を同期化するために、従来よりフェーズロック
ドループ(PLL)回路が用いられている。特に、書換
え可能な光ディスク媒体上には、アドレス情報等が書き
込まれているヘッダ部と実際にデジタルデータを記録す
るデータ部とを一組として構成されるセクタと呼ばれる
単位ブロックが複数存在しており、上記フェーズロック
ドループがそれぞれのセクタ毎に位相同期引込みを行っ
ている。このような間欠再生を正常に行うために、図8
に示すように、セクタのヘッダ部およびデータ部にはそ
れぞれ単一周波数により構成される同期引込みパターン
(以下、VFOパターンと記す。)23aないし23d
が存在する。
2. Description of the Related Art Generally, an optical disk device is well known as one of devices for recording and reproducing digital data.
2. Description of the Related Art When reproducing digital data in an optical disk device, a phase-locked loop (PLL) circuit has conventionally been used to synchronize the phase of a clock component of a reproduction signal with the phase of a reproduction clock. In particular, on a rewritable optical disk medium, there are a plurality of unit blocks called sectors, each of which is composed of a header portion in which address information and the like are written and a data portion for actually recording digital data. The phase-locked loop performs phase synchronization pull-in for each sector. To normally perform such intermittent reproduction, FIG.
As shown in (1), a synchronization pull-in pattern (hereinafter, referred to as a VFO pattern) 23a to 23d is formed in a header portion and a data portion of a sector by a single frequency.
Exists.

【0003】このVFOパターン領域では、上記フェー
ズロックドループ回路の応答特性を速くして高速かつ安
定な位相同期引込みを行い、VFOパターン領域が終了
する手前で上記フェーズロックドループの応答特性を遅
くし雑音等の影響を軽減することにより同期状態を維持
し、データ再生を行うようにしている。なお、図8にお
いて,SM24はセクタの開始位置を示すセクタマー
ク、AM25はアドレス情報の開始位置を示すアドレス
マーク、ID26は該当セクタのアドレスを示すアドレ
ス情報、PA27はヘッダ部およびデータ部のそれぞれ
の終点を示すポストアンブル、DM28は記録データ2
9の開始位置を示すデータマークである。
In this VFO pattern area, the response characteristic of the phase locked loop circuit is made faster to perform high-speed and stable phase lock-in, and before the end of the VFO pattern area, the response characteristic of the phase locked loop is made slower to reduce noise. By reducing the effects of the above, a synchronized state is maintained and data is reproduced. In FIG. 8, SM 24 is a sector mark indicating a start position of a sector, AM 25 is an address mark indicating a start position of address information, ID 26 is address information indicating an address of a corresponding sector, and PA 27 is a header portion and a data portion. Postamble indicating end point, DM28 is recorded data 2
9 is a data mark indicating the start position of No. 9.

【0004】光ディスク装置におけるデジタルデータ再
生回路のブロック構成の一例を図9に示す。光ディスク
媒体30上には、例えば8−16変調方式のように、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
デジタルデータが記録されている。再生手段31で再生
して得られる再生信号は、記録データの線方向の高記録
密度化に従って干渉により高域の周波数成分を有する波
形の振幅が減衰するので、波形等化手段1を設け、該波
形等化手段1により、上記再生信号の高域の周波数成分
を強調するような補正を施している。上記波形等化手段
1により高域強調された再生信号は、2値化手段32で
所定のスライスレベルで2値化し、2値化デジタル信号
に変換している。
FIG. 9 shows an example of a block configuration of a digital data reproducing circuit in an optical disk device. On the optical disk medium 30, digital data in which consecutive 0s or 1s are restricted to 3 or more and 14 or less, such as an 8-16 modulation method, is recorded. Since the amplitude of a waveform having a high-frequency component is attenuated by interference in accordance with the increase in the recording density in the linear direction of the recording data, the reproduction signal obtained by reproduction by the reproduction means 31 is provided with the waveform equalization means 1. The waveform equalizer 1 performs a correction to emphasize the high frequency components of the reproduced signal. The reproduced signal that has been emphasized in the high frequency range by the waveform equalizing means 1 is binarized by a binarizing means 32 at a predetermined slice level, and is converted into a binary digital signal.

【0005】フェーズロックドループ回路33は、その
自走周波数である再生クロックの位相が得られた上記2
値化デジタル信号が有するクロック成分の位相に同期す
るように制御される。すなわち、上記フェーズロックド
ループ回路33は、位相比較器34により再生クロック
と2値化信号の位相とを比較し,その結果出力された位
相誤差情報を基にして位相誤差が最小となるようにルー
プフィルタ35,増幅器36,VCO(電圧制御発振
器)37により再生クロックの位相を変化させている。
上記フェーズロックドループ回路33の応答特性は,ル
ープゲイン切替器38で切り替えられる。そして、上記
2値化信号と同期化された再生クロックを復調回路39
に入力し、デジタルデータを復調している。
[0005] The phase-locked loop circuit 33 obtains the phase of the reproduced clock which is the free-running frequency.
It is controlled so as to synchronize with the phase of the clock component of the digitized digital signal. That is, the phase locked loop circuit 33 compares the reproduced clock with the phase of the binarized signal by the phase comparator 34, and based on the phase error information output as a result, sets the loop so that the phase error is minimized. The phase of the reproduced clock is changed by a filter 35, an amplifier 36, and a VCO (voltage controlled oscillator) 37.
The response characteristic of the phase locked loop circuit 33 is switched by a loop gain switch 38. Then, the reproduced clock synchronized with the binary signal is supplied to the demodulation circuit 39.
To demodulate digital data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
媒体30上の図8のVFOパターン領域23a〜23d
は、欠陥やサーボ処理、信号処理等により正常に再生で
きる範囲が限られていることがある。このようなときに
も確実な位相同期引込みを行うため、例えば、欠陥を検
出する方式や、図8に示すセクターマーク24、アドレ
スマーク25、データマーク28を検出し、すべてのV
FOパターン領域を最大限に利用する等の対策が講じら
れている。
The VFO pattern areas 23a to 23d shown in FIG.
In some cases, the range that can be normally reproduced due to defects, servo processing, signal processing, or the like is limited. Even in such a case, in order to reliably perform phase lock-in, for example, a method of detecting a defect, a sector mark 24, an address mark 25, and a data mark 28 shown in FIG.
Measures have been taken to maximize the use of the FO pattern area.

【0007】上記デジタルデータ再生回路は、記録再生
信号を2値化判別してデジタルデータの復調を行う方式
には適しているが,線方向の高密度化に伴い再生信号の
信号雑音比の劣化が著しくなってくると,再生データの
品質が劣化するという問題があった。そこで,線方向の
記録密度が大きくなるにつれて、線方向の高密度記録再
生に適した信号処理の方式である、パーシャルレスポン
ス・マキシマムライクリフード(以下、PRMLと記
す。)と呼ばれる信号処理方式が採用される傾向にあ
る。上記PRML信号処理方式とは,再生信号に意図的
に波形干渉を促し、雑音の強調を極力抑えるように制限
した帯域に再生信号を等化した後、既知の干渉の規則に
則って、もっとも確からしい系列を復調する最尤復号器
によりデータ復調を行う方式である。
The above digital data reproducing circuit is suitable for a method of discriminating a recording / reproducing signal into binarized data and demodulating digital data. However, the signal-to-noise ratio of the reproduced signal deteriorates as the density in the linear direction increases. When the remarks become remarkable, there is a problem that the quality of reproduced data is deteriorated. Therefore, as the recording density in the linear direction increases, a signal processing method called partial response maximum likelihood (hereinafter referred to as PRML), which is a signal processing method suitable for high-density recording and reproduction in the linear direction, is adopted. Tend to be adopted. The PRML signal processing method described above is intended to promote a waveform interference intentionally in a reproduced signal, equalize the reproduced signal to a band limited so as to suppress noise enhancement as much as possible, and then follow the known interference rule to determine the most reliable. In this method, data is demodulated by a maximum likelihood decoder that demodulates a likely sequence.

【0008】上記のようなPRML信号処理方式を採用
したものでは、再生信号が有するクロック成分の位相と
同期させた再生クロックにより、多ビットに標本化した
データを生成しなければならない。しかしながら、上記
従来のフェーズロックドループ回路33はアナログ素子
により構成されていることから、アナログ回路とデジタ
ル回路が複雑に混在するシステムとなるため集積化には
適してない。また、アナログ回路は、それを構成してい
るアナログ素子による特性ばらつきや経年変化が生じ、
品質管理や補償回路等についても充分に考慮する必要が
ある。このため、デジタルデータ再生装置のコストが高
くなるという問題があった。
In the case of the above-described PRML signal processing system, data sampled in multiple bits must be generated by a reproduction clock synchronized with the phase of a clock component of the reproduction signal. However, since the conventional phase-locked loop circuit 33 is composed of analog elements, it is not suitable for integration because it is a system in which analog circuits and digital circuits are mixed in a complicated manner. In addition, analog circuits are subject to characteristic variations and aging due to the analog elements that make up them,
It is necessary to sufficiently consider quality control and compensation circuits. For this reason, there has been a problem that the cost of the digital data reproducing apparatus is increased.

【0009】一方、クロック再生を行うフェーズロック
ドループ回路をデジタル回路により実現しようとする
と、転送レートの増加に伴いループの遅延量が増大する
ので、位相同期引込みにおける周波数と位相の引込みが
可能な範囲を示すキャプチャレンジが縮小するという問
題があった。これは、アナログ信号から位相誤差情報を
得る場合には連続した時間的な誤差量を扱うことができ
るのに対し、標本化された後のデジタルデータから位相
誤差情報を得る場合には、ゼロクロス近傍の振幅値から
位相誤差情報を推測しなければならないため、充分な位
相誤差信号の連続領域が確保できないからである。
On the other hand, if a digital circuit is used to realize a phase-locked loop circuit for clock recovery, the amount of delay in the loop increases as the transfer rate increases. There is a problem that the capture range indicating the size is reduced. This is because when obtaining phase error information from an analog signal, it is possible to handle a continuous time error amount, whereas when obtaining phase error information from digital data after being sampled, the vicinity of a zero cross This is because the phase error information must be inferred from the amplitude value of, and a sufficient continuous area of the phase error signal cannot be secured.

【0010】さらに、VFOパターン領域は短く、書き
換え可能なディスクの場合は、その前半部分が書き込み
回数と共に劣化したりDCオフセット位置が大幅にずれ
ている可能性も高くなる。このため、再生クロックの周
波数と再生信号が有するクロック成分の周波数が大きく
離れていると、VFOパターン領域のみでは位相同期引
込みが完了せず、再生時のバーストエラー等が増大して
データ品質の劣化を招くという問題があった。
Furthermore, in the case of a rewritable disk having a short VFO pattern area, the possibility that the first half thereof deteriorates with the number of times of writing and the DC offset position is greatly shifted is also increased. Therefore, if the frequency of the reproduced clock and the frequency of the clock component of the reproduced signal are far apart, the phase synchronization pull-in is not completed only in the VFO pattern area, and burst errors during reproduction increase and data quality deteriorates. There was a problem of inviting.

【0011】本発明の目的は、広範囲のキャプチャレン
ジを有するとともに、再生クロックの位相と再生デジタ
ル信号が有するクロック成分の位相を高速かつ安定に同
期引込みすることが可能なデジタルフェーズロックドル
ープ回路を提供することである。
An object of the present invention is to provide a digital phase locked loop circuit having a wide capture range and capable of quickly and stably synchronizing the phase of a reproduced clock and the phase of a clock component of a reproduced digital signal. It is to be.

【0012】本発明のいま一つの目的は、上記目的に加
えて、記録媒体に記録されているデジタル情報のデータ
フォーマット中に単一周波数により構成されるパターン
信号が存在しないデジタルデータに対しても、同期引込
みが可能なデジタルフェーズロックドループ回路を提供
することである。
Another object of the present invention is, in addition to the above object, for digital data in which a pattern signal composed of a single frequency does not exist in the data format of digital information recorded on a recording medium. To provide a digital phase locked loop circuit capable of pulling in synchronization.

【0013】本発明のさらにいま一つの目的は、上記目
的に加えて、集積化が容易で信頼性が高く、低コストの
デジタルフェーズロックドループ回路を提供することで
ある。
Still another object of the present invention is to provide a digital phase locked loop circuit which is easy to integrate, has high reliability and is low in cost, in addition to the above objects.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
記録媒体上に所定のデータフォーマットで記録されたデ
ジタルデータを読み出して再生デジタル信号を得るため
の再生クロックを発生するデジタルフェーズロックドル
ープ回路であって、上記データフォーマット中の単一周
波数により構成される単一周波数データ領域から検出し
たアクイジョン用位相誤差情報と、上記デジタルデータ
中のランダム信号により構成されるランダム信号データ
領域から検出したいまトラッキング用位相誤差情報とに
基づいて、上記再生クロックの位相と再生デジタル信号
が有するクロック成分の位相を同期させるようにしたこ
とを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
A digital phase locked loop circuit for reading out digital data recorded on a recording medium in a predetermined data format and generating a reproduction clock for obtaining a reproduction digital signal, comprising a single frequency in the data format Based on the acquisition phase error information detected from the single frequency data area and the tracking error phase information currently detected from the random signal data area composed of random signals in the digital data, the phase of the reproduction clock is It is characterized in that the phase of the clock component of the reproduced digital signal is synchronized.

【0015】上記のようにアクイジョン用位相誤差情報
とトラッキング用位相誤差情報とに基づいて、再生クロ
ックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成分の
位相を同期させることにより、位相誤差曲線の連続領域
が拡張される。これにより、キャプチャレンジが大幅に
拡大し,再生クロックの周波数と再生信号が有するクロ
ック成分の周波数が大きく離れている場合でも高速で、
かつ安定に位相同期引込みを行うことができるようにな
る。
As described above, by synchronizing the phase of the reproduced clock with the phase of the clock component of the reproduced digital signal based on the acquisition phase error information and the tracking phase error information, the continuous area of the phase error curve is changed. Be extended. As a result, the capture range is greatly expanded, and even when the frequency of the reproduced clock and the frequency of the clock component included in the reproduced signal are largely separated, high-speed
In addition, the phase synchronization can be stably performed.

【0016】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
記載のデジタルフェーズロックドループ回路において、
上記単一周波数データ領域の再生中であるか否かを示す
ゲート信号を出力するゲート発生器と、上記デジタルデ
ータを再生クロックにより多ビットのデジタルデータ信
号に標本化するアナログ・デジタルコンバータと、上記
単一周波数データ領域の再生中に、標本化された多ビッ
トの上記デジタルデータ信号から直流成分を除去する帯
域通過型フィルタと、該帯域通過型フィルタの出力信号
および多ビットの上記デジタルデータ信号が零レベルを
横切る位置を検出してそれぞれゼロクロスフラグを出力
するゼロクロス検出器と、上記ゼロクロスフラグを開始
点としてカウントを開始する周期カウンタと、該周期カ
ウンタから得られるタイミングで上記帯域通過型フィル
タの出力信号から位相誤差を検出するアクイジョン用位
相誤差検出器と、上記ゼロクロスフラグに基づいて多ビ
ットの上記デジタルデータ信号の位相誤差を検出するト
ラッキング用位相誤差検出器と、上記アクイジョン用位
相誤差検出器およびトラッキング用位相誤差検出器から
それぞれ出力する位相誤差信号を上記ゲート信号により
切り替える切替え器と、該切替え器の出力信号をフィル
タリングするループフィルタと、該ループフィルタの出
力信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログコ
ンバータと、該デジタル・アナログコンバータのアナロ
グ出力を基準にして上記再生クロックを生成する発振器
とを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the digital phase locked loop circuit according to the first aspect,
A gate generator that outputs a gate signal indicating whether or not the single-frequency data area is being reproduced, an analog-to-digital converter that samples the digital data into a multi-bit digital data signal using a reproduced clock, A band-pass filter that removes a DC component from the sampled multi-bit digital data signal during reproduction of the single-frequency data area; and an output signal of the band-pass filter and the multi-bit digital data signal. A zero-cross detector that detects a position crossing the zero level and outputs a zero-cross flag, a period counter that starts counting from the zero-cross flag as a starting point, and an output of the band-pass filter at a timing obtained from the period counter. An acquisition phase error detector for detecting a phase error from a signal, A tracking phase error detector for detecting a phase error of the multi-bit digital data signal based on the zero cross flag; and a phase error signal output from the acquisition phase error detector and the tracking phase error detector, respectively. A switching device that switches by a gate signal, a loop filter that filters an output signal of the switching device, a digital-to-analog converter that converts an output signal of the loop filter into an analog signal, and an analog output of the digital-to-analog converter. And an oscillator for generating the reproduction clock.

【0017】標本化された多ビットの上記デジタルデー
タ信号に直流成分が存在する場合でも、この直流成分が
帯域通過型フィルタの作用により除去される。これによ
り、上記単一周波数データ領域において正確な位相誤差
が検出でき、単一周波数データ領域を有効に活用でき
る。また、PRML信号処理方式に適したクロック再生
が行えるようになる。
Even when a DC component exists in the sampled multi-bit digital data signal, the DC component is removed by the action of the band-pass filter. Thus, an accurate phase error can be detected in the single frequency data area, and the single frequency data area can be effectively used. In addition, clock reproduction suitable for the PRML signal processing method can be performed.

【0018】さらに、請求項3に係る発明は、記録媒体
上に所定のデータフォーマットで記録されたデジタルデ
ータを読み出して再生デジタル信号を得るための再生ク
ロックを発生するデジタルフェーズロックドループ回路
であって、上記デジタルデータのランダム信号領域にお
けるゼロクロス位置の予測から得た位相誤差情報と、上
記デジタルデータ中のランダム信号から検出したいま一
つの位相誤差情報とに基づいて、上記再生クロックの位
相と再生デジタル信号が有するクロック成分の位相を同
期させるようにしたことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 is a digital phase locked loop circuit which reads out digital data recorded in a predetermined data format on a recording medium and generates a reproduction clock for obtaining a reproduction digital signal. Based on the phase error information obtained from the prediction of the zero-cross position in the random signal area of the digital data and another phase error information detected from the random signal in the digital data, The phase of a clock component included in a signal is synchronized.

【0019】デジタルデータのランダム信号領域におけ
るゼロクロス位置の予測から得た上記位相誤差情報を用
いることにより、バーストエラー直後のランダム信号領
域およびデータフォーマット中に単一周波数信号が存在
しないデジタルデータに対しても、位相誤差曲線の連続
領域が拡張される。これにより、キャプチャレンジが大
幅に拡大し,再生クロックの位相と再生デジタル信号が
有するクロック成分の位相を高速かつ安定に位相同期引
込みを行えるようになる。
By using the phase error information obtained from the prediction of the zero-cross position in the random signal area of the digital data, the random signal area immediately after the burst error and the digital data in which no single-frequency signal exists in the data format can be used. Also, the continuous region of the phase error curve is extended. As a result, the capture range is greatly expanded, and the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital signal can be phase-locked with high speed and stability.

【0020】さらに、請求項4に係る発明は、請求項3
に記載のデジタルフェーズロックドループにおいて、位
相引込み開始から所定の期間位相引込み能力を大きくす
るためのループゲイン制御ゲート信号を出力するループ
ゲイン制御器と、上記デジタルデータを再生クロックに
より多ビットのデジタルデータ信号に標本化するアナロ
グ・デジタルコンバータと、標本化された多ビットの上
記デジタルデータ信号中のランダムデータのゼロクロス
位置を予測するゼロクロス位置予測器と、該ゼロクロス
位置予測器の出力信号および多ビットの上記デジタルデ
ータ信号とから上記ランダムデータの位相誤差情報を検
出するアクイジョン用位相誤差検出器と、上記標本化さ
れた多ビットのデジタルデータ信号が零レベルを横切る
位置を検出して零クロスフラグを出力する零クロス検出
器と、上記零クロスフラグに基づいて多ビットの上記デ
ジタルデータ信号の位相誤差を検出するトラッキング用
位相誤差検出器と、上記アクイジョン用位相誤差検出器
およびトラッキング用位相誤差検出器からそれぞれ出力
する位相誤差信号を上記ループゲイン制御ゲート信号に
より切り替える切替え器と、該切替え器の出力信号をフ
ィルタリングするループフィルタと、該ループフィルタ
の出力信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナロ
グコンバータと、該デジタル・アナログコンバータのア
ナログ出力を基準にして上記再生クロックを生成する発
振器とを備えたことを特徴とする
Further, the invention according to claim 4 is the invention according to claim 3.
In the digital phase locked loop described in the above, a loop gain controller that outputs a loop gain control gate signal for increasing the phase pull-in capability for a predetermined period from the start of phase pull-in, and the digital data is multi-bit digital data by a reproduction clock An analog-to-digital converter that samples the signal, a zero-cross position estimator that estimates a zero-cross position of random data in the sampled multi-bit digital data signal, an output signal of the zero-cross position estimator and a multi-bit An acquisition phase error detector for detecting phase error information of the random data from the digital data signal, and detecting a position where the sampled multi-bit digital data signal crosses a zero level to output a zero cross flag; Zero cross detector A tracking phase error detector that detects a phase error of the multi-bit digital data signal based on the flag; and a phase gain signal output from the acquisition phase error detector and the tracking phase error detector, respectively. A switch for switching by a control gate signal, a loop filter for filtering an output signal of the switch, a digital-to-analog converter for converting an output signal of the loop filter into an analog signal, and a reference for an analog output of the digital-to-analog converter. And an oscillator for generating the reproduction clock.

【0021】上記ゼロクロス位置予測器の作用により、
標本化された多ビットのデジタルデータ信号中のランダ
ムデータのゼロクロス位置が予測され、該ゼロクロス位
置の予測から得た位相誤差情報を用いることにより、バ
ーストエラー直後のランダム信号領域およびデータフォ
ーマット中に単一周波数信号が存在しないデジタルデー
タに対しても、位相誤差曲線の連続領域が拡張される。
これにより、キャプチャレンジが大幅に拡大し,再生ク
ロックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成分
の位相を高速かつ安定に位相同期引込みを行えるように
なる。
By the operation of the zero cross position predictor,
The zero-cross position of random data in the sampled multi-bit digital data signal is predicted, and by using the phase error information obtained from the prediction of the zero-cross position, the random data region and the data format immediately after the burst error are included in the data format. The continuous region of the phase error curve is extended even for digital data in which one frequency signal does not exist.
As a result, the capture range is greatly expanded, and the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital signal can be phase-locked with high speed and stability.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面を参照して本
発明の実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】(第1実施形態)本発明に係るデジタルフ
ェーズロックドループ回路を光ディスク装置に適用した
一つの実施の形態を図1に示す。図1において、波形等
化手段1は、ブースト量とカットオフ周波数を任意に設
定できる例えば高次等リップルフィルタ等により構成さ
れており、入力する光ディスク再生信号に対してその高
域を強調するような補正を施す。上記波形等化手段1の
出力信号はアナログ・デジタルコンバータ2に供給され
る。該アナログ・デジタルコンバータ2は、発振器12
により生成される再生クロックを用いて、アナログ信号
である波形等化手段1の上記出力信号を多ビットのデジ
タル信号に標本化する。
(First Embodiment) FIG. 1 shows one embodiment in which a digital phase locked loop circuit according to the present invention is applied to an optical disk device. In FIG. 1, a waveform equalizing means 1 is constituted by, for example, a high-order equiripple filter or the like which can arbitrarily set a boost amount and a cutoff frequency, and emphasizes a high frequency range of an input optical disk reproduction signal. Correction. The output signal of the waveform equalizer 1 is supplied to an analog / digital converter 2. The analog / digital converter 2 includes an oscillator 12
The output signal of the waveform equalizing means 1, which is an analog signal, is sampled into a multi-bit digital signal using the reproduced clock generated by the above.

【0024】アナログ・デジタルコンバータ2により標
本化された多ビットの上記デジタル信号は,低域雑音成
分を抑制する低域成分抑制回路3に入力される。該低域
成分抑制回路3としては、例えば再生信号のゼロクロス
付近の振幅情報を低域通過型フィルタに入力し、得られ
た低域成分をデータの相関を合わせて入力信号から減算
することにより低域雑音を抑制する構成を有するものを
用いることができる。
The multi-bit digital signal sampled by the analog / digital converter 2 is input to a low-frequency component suppression circuit 3 for suppressing low-frequency noise components. The low-frequency component suppression circuit 3 inputs, for example, amplitude information near the zero crossing of the reproduced signal to a low-pass filter, and subtracts the obtained low-frequency component from the input signal in accordance with the correlation of the data. A device having a configuration for suppressing band noise can be used.

【0025】なお、図1のデジタルフェーズロックドル
ープ回路は、現在再生している信号がVFOパターンで
あるか否かを示すゲート信号を生成するゲート発生器1
3を備えている。該ゲート発生器13としては、例えば
再生クロックを基準信号としたカウンタによりセクタの
先頭からカウントを開始し,カウント数に応じて所定の
場所でVFOパターン領域とデータ領域を区別するゲー
ト信号を出力するものを使用することができる。上記V
FOパターンは、例えばDVD−RAM(DVDランダ
ムアクセスメモリ)のように,4Tパターン(Tは最小
記録単位)が連続して繰り返されるパターンである。
The digital phase locked loop circuit shown in FIG. 1 has a gate generator 1 for generating a gate signal indicating whether or not a signal currently being reproduced has a VFO pattern.
3 is provided. The gate generator 13 starts counting from the beginning of the sector by using, for example, a counter using a reproduced clock as a reference signal, and outputs a gate signal for distinguishing a VFO pattern area from a data area at a predetermined location according to the count number. Things can be used. V above
The FO pattern is a pattern in which a 4T pattern (T is a minimum recording unit) is continuously repeated, such as a DVD-RAM (DVD random access memory).

【0026】上記ゲート発生器13の出力信号が現在、
VFOパターンを再生していることを示しているとき
は、上記低域成分抑制回路3の出力信号は、DC(直
流)成分を除去するBPF(帯域通過型フィルタ)4に
入力される。該BPF4は、上記VFOパターンの周期
に合わせてDC成分をヌルにするデジタルフィルタであ
る。該デジタルフィルタとしては、例えばVFOパター
ンが4T連続波形であるときは、図2に示すように、4
Tに相当する時間だけ遅延させるための遅延手段14
と、現在のデータから遅延手段14の出力を減算するた
めの減算手段15とにより構成されるものを使用するこ
とができる。
The output signal of the gate generator 13 is
When the signal indicates that the VFO pattern is being reproduced, the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 is input to a BPF (band-pass filter) 4 that removes a DC (direct current) component. The BPF 4 is a digital filter that nullifies a DC component in accordance with the cycle of the VFO pattern. As the digital filter, for example, when the VFO pattern has a 4T continuous waveform, as shown in FIG.
Delay means 14 for delaying by a time corresponding to T
And a subtraction unit 15 for subtracting the output of the delay unit 14 from the current data can be used.

【0027】上記BPF4の出力信号はゼロクロス検出
器5に入力される。該ゼロクロス検出器5は入力する信
号が零レベルを横切る位置を検出する回路である。従っ
て、上記BPF4の出力信号がゼロクロス検出器5に入
力されると、該ゼロクロス検出器5は上記BPF4の出
力信号のゼロクロス位置を示すゼロクロスフラグを出力
する。
The output signal of the BPF 4 is input to the zero cross detector 5. The zero-cross detector 5 is a circuit for detecting a position where an input signal crosses a zero level. Therefore, when the output signal of the BPF 4 is input to the zero cross detector 5, the zero cross detector 5 outputs a zero cross flag indicating the zero cross position of the output signal of the BPF 4.

【0028】ゼロクロス検出器5で得られた上記ゼロク
ロスフラグは、周期カウンタ6に供給される。該周期カ
ウンタ6は、上記ゼロクロスフラグを開始点として、V
FOパターン信号の周期に比例する任意の周期nで連続
してカウントを行い、位相誤差信号を抽出するタイミン
グを生成する。なお、上記ゼロクロス検出器5は、図3
に示すように、VFOパターンが4T連続波形であると
すると、4T毎に再生信号の零レベルと交差する方向が
立ち上がりと立ち下がりで交互に入れ替わることを考慮
し、信号振幅から位相誤差信号を生成する際の極性も同
時に出力するものであってもよい。
The zero-cross flag obtained by the zero-cross detector 5 is supplied to a period counter 6. The cycle counter 6 uses the zero-cross flag as a starting point,
Counting is continuously performed at an arbitrary cycle n proportional to the cycle of the FO pattern signal, and a timing for extracting a phase error signal is generated. Note that the zero-cross detector 5 shown in FIG.
If the VFO pattern has a continuous waveform of 4T, a phase error signal is generated from the signal amplitude in consideration of the fact that the direction crossing the zero level of the reproduced signal alternates between rising and falling every 4T. The polarity at the time of the output may be output at the same time.

【0029】上記周期カウンタ6から得られるタイミン
グ信号とBPF4の出力信号とは、アクイジョン用位相
誤差検出器7に入力し、該アクイジョン用位相誤差検出
器7により、本来ゼロクロス位置にあるべきデータから
位相誤差信号を検出している。ここで上記アクイジョン
用位相誤差検出器7は、例えば図4の(a)に示すよう
に、4T連続信号からなるVFOパターンにおいては、
±720°の連続した位相誤差信号を生成する機能を有
している。なお、これに対して従来の位相誤差検出器で
は、図4の(b)に示すように、±180°程度の連続
性しか保証されない。
The timing signal obtained from the period counter 6 and the output signal of the BPF 4 are input to an acquisition phase error detector 7, and the acquisition phase error detector 7 calculates the phase from data that should be at the zero cross position. Error signal is detected. Here, the above-described acquisition phase error detector 7 is, for example, as shown in FIG. 4A, in a VFO pattern composed of 4T continuous signals,
It has a function of generating a continuous phase error signal of ± 720 °. On the other hand, in the conventional phase error detector, as shown in FIG. 4B, only continuity of about ± 180 ° is guaranteed.

【0030】ここで、再生クロックの周波数と再生デジ
タルデータが有するクロック成分の周波数が異なる場合
に、上記アクイジョン用位相誤差検出器7から出力され
る位相誤差信号を図5に示す。この図5から、本来、位
相同期時にはゼロクロス位置にある標本化データを周波
数が異なっているときにも確実に追跡できるので、位相
誤差信号の連続領域が拡張されていることが分かる。
FIG. 5 shows a phase error signal output from the acquisition phase error detector 7 when the frequency of the reproduced clock is different from the frequency of the clock component of the reproduced digital data. From FIG. 5, it can be seen that the sampling data at the zero-cross position can be reliably tracked at the time of phase synchronization even when the frequency is different, so that the continuous region of the phase error signal is expanded.

【0031】一方、ゲート発生器13の出力信号が、現
在VFOパターン以外のデータを再生していることを示
しているときは、低域成分抑制回路3の出力信号をゼロ
クロス検出器5に入力するようにしている。これによ
り、ゼロクロス検出器5はゼロクロス位置を示すゼロク
ロスフラグを出力する。このときは、得られたゼロクロ
スフラグと低域成分抑制回路3の出力信号がトラッキン
グ用位相誤差検出器8に入力され、常時、ゼロクロス近
傍のデータから位相誤差信号を検出するようにしてい
る。
On the other hand, when the output signal of the gate generator 13 indicates that data other than the VFO pattern is currently being reproduced, the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 is input to the zero-cross detector 5. Like that. As a result, the zero-cross detector 5 outputs a zero-cross flag indicating the zero-cross position. At this time, the obtained zero-cross flag and the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 are input to the tracking phase error detector 8, and the phase error signal is always detected from data near the zero cross.

【0032】上記アクイジョン用位相誤差検出器7から
出力する位相誤差信号と、トラッキング用位相誤差検出
器8から出力する位相誤差信号とは切替え器9に入力さ
れ、ゲート発生器13の出力信号に応じて切り替えら
れ、ループフィルタ10に供給される。該ループフィル
タ10は、これら位相誤差信号を入力信号として、再生
クロックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成
分の位相とが同期するように動作する。
The phase error signal output from the acquisition phase error detector 7 and the phase error signal output from the tracking phase error detector 8 are input to a switch 9 and correspond to an output signal of a gate generator 13. And is supplied to the loop filter 10. The loop filter 10 operates using these phase error signals as input signals so that the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital signal are synchronized.

【0033】上記ループフィルタ10の出力信号は、デ
ジタル・アナログコンバータ11によりアナログ信号に
変換され、このアナログ信号が発振器12に供給され
る。該発振器12は、上記アナログ信号を基準に再生ク
ロックを生成する。ここで、上記発振器12は,例えば
電圧で発振周波数の制御を行うVCO(電圧制御発振
器)により構成されるものであっても、またデジタル・
アナログコンバータを除いて、デジタル素子により構成
されるものであってもよい。
The output signal of the loop filter 10 is converted into an analog signal by a digital / analog converter 11, and the analog signal is supplied to an oscillator 12. The oscillator 12 generates a reproduction clock based on the analog signal. Here, the oscillator 12 may be, for example, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) that controls the oscillation frequency with a voltage, or may be a digitally controlled oscillator.
Except for the analog converter, it may be constituted by digital elements.

【0034】このような構成を有するデジタルフェーズ
ロックドループ回路では、VFOパターン領域において
再生信号にDC成分が存在するときでも正確な位相誤差
が検出できるので、VFOパターン領域を有効に活用で
きる。また、位相誤差曲線の連続領域が拡張できるの
で、キャプチャレンジが大幅に拡大する。これにより,
再生クロックの周波数と再生信号が有するクロック成分
の周波数が大きく離れているときでも,高速かつ安定
に、再生クロックの位相と再生デジタルデータが有する
クロック成分の位相を同期させることができ、記録媒体
に記録されたデジタルデータの再生に必要となるクロッ
ク再生が可能となる。
In the digital phase locked loop circuit having such a configuration, an accurate phase error can be detected even when a DC component exists in the reproduced signal in the VFO pattern area, so that the VFO pattern area can be effectively used. In addition, since the continuous region of the phase error curve can be expanded, the capture range is greatly expanded. This gives
Even when the frequency of the reproduction clock and the frequency of the clock component of the reproduction signal are largely apart, the phase of the reproduction clock and the phase of the clock component of the reproduction digital data can be synchronized quickly and stably. Clock reproduction required for reproducing the recorded digital data becomes possible.

【0035】(第2実施形態)本実施形態は、例えばD
VD−ROMやCD−ROM等の光ディスク媒体に記録
されているパターンにVFOパターンが存在しないデー
タでは、再生信号がランダム信号となるので、このよう
なものでは、位相誤差検出のみでは、再生信号が有する
クロック成分の位相と再生クロックの位相を同期化する
際のキャプチャレンジが狭く、両者の周波数が離れてい
る場合は確実な位相同期引込みが行えなくなったり、バ
ーストエラー直後の位相同期復旧の際にも、VFOパタ
ーンを利用した位相同期引込みは行えない、という問題
を解決するものである。本実施形態の構成を図6に示
す。
(Second Embodiment) In this embodiment, for example,
For data in which a VFO pattern does not exist in a pattern recorded on an optical disk medium such as a VD-ROM or a CD-ROM, a reproduced signal becomes a random signal. The capture range when synchronizing the phase of the clock component and the phase of the recovered clock is narrow, and if the two frequencies are far apart, it will not be possible to reliably pull in the phase synchronization, or when the phase synchronization is restored immediately after a burst error. This also solves the problem that phase synchronization pull-in using a VFO pattern cannot be performed. FIG. 6 shows the configuration of the present embodiment.

【0036】図6において、波形等化手段1、アナログ
・デジタルコンバータ2および低域成分抑制回路3は図
1で説明した第1実施形態で説明したものと同じもので
ある。すなわち、光ディスク再生信号が入力する波形等
化手段1は、ブースト量とカットオフ周波数を任意に設
定できる例えば高次等リップルフィルタ等により構成さ
れており、入力する光ディスク再生信号に対してその高
域を強調するような補正を施す。上記波形等化手段1の
出力信号はアナログ・デジタルコンバータ2に供給され
る。該アナログ・デジタルコンバータ2は、発振器12
により生成される再生クロックを用いて、アナログ信号
である波形等化手段1の上記出力信号を多ビットのデジ
タル信号に標本化する。
In FIG. 6, the waveform equalizing means 1, analog-to-digital converter 2, and low-frequency component suppressing circuit 3 are the same as those described in the first embodiment shown in FIG. That is, the waveform equalizing means 1 to which the optical disk reproduction signal is input is constituted by, for example, a high-order equal ripple filter or the like which can arbitrarily set the boost amount and the cutoff frequency. Is corrected to emphasize. The output signal of the waveform equalizer 1 is supplied to an analog / digital converter 2. The analog / digital converter 2 includes an oscillator 12
The output signal of the waveform equalizing means 1, which is an analog signal, is sampled into a multi-bit digital signal using the reproduced clock generated by the above.

【0037】アナログ・デジタルコンバータ2により標
本化された多ビットの上記デジタル信号は,低域雑音を
抑制する低域成分抑制回路3に入力される。該低域成分
抑制回路3としては、例えば第1実施形態のものと同様
に再生信号のゼロクロス付近の振幅情報を低域通過型フ
ィルタに入力し、得られた低域成分をデータの相関を合
わせて入力信号から減算することにより低域雑音を抑制
する構成を有するものを用いることができる。
The multi-bit digital signal sampled by the analog / digital converter 2 is input to a low-frequency component suppressing circuit 3 for suppressing low-frequency noise. The low-frequency component suppression circuit 3 inputs amplitude information near the zero crossing of the reproduced signal to a low-pass filter, as in the first embodiment, and matches the obtained low-frequency component with data correlation. A device having a configuration for suppressing low-frequency noise by subtracting from an input signal by using the above-described method can be used.

【0038】本実施形態では、位相引込み開始から任意
の区間は強力な位相引込み能力を得るために、ループゲ
イン制御器16を備えている。該ループゲイン制御器1
6は、ループゲインのコントロールゲート信号を供給す
る。上記ループゲイン制御器16としては、例えば再生
クロックを基準信号としたカウンタによりセクタの先頭
からカウントを開始し,カウント数に応じて所定の場所
で高速引込みを重視したアクイジョン領域と安定性を重
視したトラッキング領域を選択するゲインコントロール
信号を出力するものを用いることができる。上記ループ
ゲイン制御器16としてはまた、再生クロックの周波数
と再生デジタルデータが有するクロック成分の周波数が
近づいたことを自己検出して、ゲイン切り替えを行う機
能を有するものを使用することもできる。
In this embodiment, a loop gain controller 16 is provided in any section from the start of the phase acquisition to obtain a strong phase acquisition capability. The loop gain controller 1
6 supplies a control gate signal of a loop gain. For example, the loop gain controller 16 starts counting from the beginning of a sector by a counter using a reproduction clock as a reference signal, and places importance on an acquisition area where a high-speed pull-in is emphasized at a predetermined place according to the count number and stability. A device that outputs a gain control signal for selecting a tracking area can be used. As the loop gain controller 16, a device having a function of performing self-detection of the approach of the frequency of the reproduced clock and the frequency of the clock component of the reproduced digital data and switching the gain can also be used.

【0039】本実施形態ではまた、ループゲイン制御器
16の出力信号が現在アクイジョン領域であることを示
しているときは、低域成分抑制回路3の出力信号の極性
を判断し、異なる時間での極性の結果を加算した結果得
られる多値のレベル情報を基に、本来のゼロクロス位置
にあるデータを予測して位相誤差信号を検出する位置を
決定するタイミング信号を出力するゼロクロス位置予測
器17を備えている。そして、該ゼロクロス位置予測器
17から得られるタイミング信号と低域成分抑制回路3
の出力信号とをアクイジョン用位相誤差検出器7に入力
し、本来ゼロクロス位置にあるべきデータから位相誤差
信号を検出すようにしている。
In this embodiment, when the output signal of the loop gain controller 16 indicates that the current region is the acquisition region, the polarity of the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 is determined, and the polarity of the output signal at different times is determined. A zero-cross position estimator 17 that outputs a timing signal for predicting data at an original zero-cross position and determining a position for detecting a phase error signal based on multi-valued level information obtained as a result of adding the result of the polarity. Have. Then, the timing signal obtained from the zero-cross position estimator 17 and the low-frequency component suppression circuit 3
Is input to the acquisition phase error detector 7, and the phase error signal is detected from data that should be at the zero cross position.

【0040】ここで、ゼロクロス位置予測器17は、例
えば、PRML信号処理の方式として、連続する4つの
時間を、a+b*D+b*D2+a*D3(Dnは、基準
時間に対してnT遅れた信号)の式で表わされる伝送特
性を有するPR(a,b,b,a)ML方式を用いてい
る。上記ゼロクロス位置予測器17としては、DVDや
CDのようにデータフォーマットとして3T以下の信号
が存在しないときは、例えば図7に示すような構成を有
するものを使用することができる。
Here, the zero-crossing position estimator 17 calculates, for example, four consecutive times as a + b * D + b * D 2 + a * D 3 (D n is nT with respect to the reference time) as a PRML signal processing method. A PR (a, b, b, a) ML system having a transmission characteristic represented by the following equation is used. When there is no signal of 3T or less as a data format such as a DVD or a CD as the zero-cross position estimator 17, a device having a configuration as shown in FIG. 7 can be used, for example.

【0041】図7に示すゼロクロス位置予測器17は、
入力信号を1T遅延するための遅延手段18と、入力信
号と遅延手段18を加算するための加算手段19と、加
算手段19の出力信号から、その極性が正であれば1、
負であれば0を出力する変換手段20と、変換手段20
の出力信号を1T遅延するための遅延手段21a、21
b、21cと、変換手段20と遅延手段21a,21
b,21cの連続する4つの時間の出力信号を加算する
ための加算手段22とから構成されている。上記ゼロク
ロス位置予測器17は、加算手段22から得られる入力
信号との相関性を有する0〜4の5段階のレベル情報を
基に、例えば2となる位置がゼロクロス位置であると特
定し、タイミング信号を出力する。
The zero-cross position predictor 17 shown in FIG.
A delay unit 18 for delaying the input signal by 1T, an addition unit 19 for adding the input signal and the delay unit 18, and an output signal of the addition unit 19, if the polarity is positive, 1
A conversion means 20 for outputting 0 if negative;
Delay means 21a, 21 for delaying the output signal of
b, 21c, conversion means 20, and delay means 21a, 21
and an adding means 22 for adding output signals of four consecutive times b and 21c. The zero-crossing position predictor 17 specifies, for example, a position at 2 as a zero-crossing position based on five levels of levels 0 to 4 having correlation with the input signal obtained from the adding means 22, and Output a signal.

【0042】上記ループゲイン制御器16の出力信号
が,現在トラッキング領域を再生していることを示して
いるときは、低域成分抑制回路3の出力信号をゼロクロ
ス検出器5に入力することにより、ゼロクロス位置を示
す信号であるゼロクロスフラグを得ている。このとき、
得られたゼロクロスフラグと低域成分抑制回路3の出力
信号をトラッキング用位相誤差検出器8に入力して、常
時、ゼロクロス近傍のデータから位相誤差信号を検出し
ている。
When the output signal of the loop gain controller 16 indicates that the tracking area is currently being reproduced, the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 is input to the zero-cross detector 5, The zero cross flag, which is a signal indicating the zero cross position, is obtained. At this time,
The obtained zero-cross flag and the output signal of the low-frequency component suppression circuit 3 are input to the tracking phase error detector 8, and the phase error signal is always detected from data near the zero cross.

【0043】上記アクイジョン用位相誤差検出器7から
出力する位相誤差信号と、トラッキング用位相誤差検出
器8から出力する位相誤差信号とは、切替え器9に入力
されてループゲイン制御器16の出力信号に応じて切り
替えられ、ループフィルタ10に供給される。該ループ
フィルタ10は、上記位相誤差信号を入力信号として、
再生クロックの位相と再生デジタル信号が有するクロッ
ク成分の位相が同期するように動作する。
The phase error signal output from the acquisition phase error detector 7 and the phase error signal output from the tracking phase error detector 8 are input to the switch 9 and output from the loop gain controller 16. And is supplied to the loop filter 10. The loop filter 10 uses the phase error signal as an input signal,
The operation is performed so that the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital signal are synchronized.

【0044】上記ループフィルタ10の出力信号は、デ
ジタル・アナログコンバータ11によりアナログ信号に
変換され、該アナログ信号が発振器12に供給される。
該発信機12は、上記アナログ信号を基準に再生クロッ
クを生成する。ここで上記発振器12は、例えば電圧で
発振周波数の制御を行うVCO(電圧制御発振器)によ
り構成されるものであっても、またデジタル・アナログ
コンバータを除いて、デジタル素子により構成されるも
のであってもよい。
The output signal of the loop filter 10 is converted into an analog signal by a digital / analog converter 11, and the analog signal is supplied to an oscillator 12.
The transmitter 12 generates a reproduction clock based on the analog signal. Here, the oscillator 12 may be, for example, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) that controls the oscillation frequency with a voltage, or a digital element excluding a digital-to-analog converter. You may.

【0045】本実施形態によれば、データフォーマット
中に単一周波数により構成されるパターン信号が存在し
ないデジタルデータに対しても、位相誤差曲線の連続領
域が拡張できるので、キャプチャレンジが大幅に拡大
し,再生クロックの周波数と再生信号が有するクロック
成分の周波数が大きく離れているときでも,高速かつ安
定に再生クロックの位相と再生デジタルデータの有する
クロック成分の位相を同期させることができ、記録媒体
に記録されたデジタルデータの再生に必要となるクロッ
ク再生を行うことができる。また,欠陥等により位相の
再引込みを行うときの再引込み時間の短縮化が可能とな
り、バーストエラー等による再生データ品質の劣化を最
小限に抑えることができる。
According to the present embodiment, the continuous range of the phase error curve can be expanded even for digital data in which a pattern signal composed of a single frequency does not exist in the data format, so that the capture range is greatly expanded. Even when the frequency of the reproduced clock and the frequency of the clock component of the reproduced signal are largely separated from each other, the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital data can be synchronized quickly and stably. The clock reproduction required for reproducing the digital data recorded in the. Further, it is possible to shorten the re-locking time when re-locking the phase due to a defect or the like, and it is possible to minimize the deterioration of the reproduction data quality due to a burst error or the like.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば、単一周波数により構成
されるパターン領域においては再生信号に直流成分が存
在しているときにも正確な位相誤差が検出できるので、
パターン領域を有効に活用できるだけでなく,位相誤差
曲線の連続領域が拡張でき、キャプチャレンジが大幅に
拡大され、再生クロックの周波数と再生信号が有するク
ロック成分の周波数が大きく離れているときにも,高速
かつ安定に再生クロックの位相と再生デジタルデータの
有するクロック成分の位相とを同期させることができ
る。
According to the present invention, an accurate phase error can be detected even when a DC component exists in a reproduced signal in a pattern region constituted by a single frequency.
Not only can the pattern area be used effectively, the continuous area of the phase error curve can be expanded, the capture range can be greatly expanded, and even when the frequency of the reproduced clock and the frequency of the clock component of the reproduced signal are far apart, The phase of the reproduction clock and the phase of the clock component of the reproduction digital data can be synchronized at high speed and stably.

【0047】また、本発明によれば、ゼロクロス位置予
測器を用いることにより、データフォーマット中に単一
周波数信号が存在しないデジタルデータに対しても位相
誤差曲線の連続領域が拡張できるので、キャプチャレン
ジが大幅に拡大し,高速かつ安定に再生クロックの位相
と再生デジタルデータの有するクロック成分の位相を同
期させることが可能となるだけでなく、欠陥等により位
相の再引込みを行う場合の再引込み時間の短縮化が可能
となり、バーストエラー等による再生データ品質の劣化
を最小限に抑えることが可能になる。
Further, according to the present invention, by using the zero-cross position predictor, the continuous area of the phase error curve can be extended even for digital data in which a single frequency signal does not exist in the data format. Not only makes it possible to synchronize the phase of the reproduced clock with the phase of the clock component of the reproduced digital data at high speed and stably, but also to re-lock the phase when re-locking the phase due to a defect or the like. Can be reduced, and deterioration of the reproduction data quality due to a burst error or the like can be minimized.

【0048】さらに、フェーズロックドループをデジタ
ル化することにより、ICとして実現する際の集積化が
容易となるため、コスト低減につながるだけでなく、P
RML信号処理方式に適したクロック再生が行えように
なるので、高密度記録再生に適したシステムを提供する
ことができる。
Further, by digitizing the phase-locked loop, it becomes easy to integrate it when it is realized as an IC.
Since clock reproduction suitable for the RML signal processing method can be performed, a system suitable for high-density recording and reproduction can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第1実施形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a digital phase locked loop circuit according to the present invention.

【図2】 図1のBPFの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the BPF of FIG. 1;

【図3】 図1の周期カウンタのカウント動作と位相誤
差信号との関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a count operation of a period counter of FIG. 1 and a phase error signal.

【図4】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第1実施形態および従来のフェーズロックドル
ープにおける位相誤差信号の連続性の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a continuity of a phase error signal in the digital phase locked loop circuit according to the first embodiment of the present invention and a conventional phase locked loop.

【図5】 同期周波数が異なる条件下で図1のアクイジ
ョン用位相誤差検出器から出力される位相誤差信号の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a phase error signal output from the acquisition phase error detector of FIG. 1 under different synchronization frequencies.

【図6】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第2実施形態の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a digital phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 図6のゼロクロス位置予測器の構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a zero-cross position predictor in FIG. 6;

【図8】 光ディスク再生装置(DVD−RAM)にお
けるセクタ内部のデータフォーマットの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a data format inside a sector in an optical disk reproducing device (DVD-RAM).

【図9】 従来の光ディスク再生装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical disc reproducing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 波形等化手段 2 アナログ・デジタルコンバータ 3 低域成分抑制回路 4 帯域通過型フィルタ(BPF) 5 ゼロクロス検出器 6 周期カウンタ 7 アクイジョン用位相誤差検出器 8 トラッキング用位相誤差検出器 9 切替え器 10 ループフィルタ 11 デジタル・アナログコンバータ 12 発振器 13 ゲート発生器 14 遅延手段 15 減算手段 16 ループゲイン制御器 17 ゼロクロス位置予測器 18 遅延手段 19 加算手段 20 変換手段 21a〜21c 遅延手段 22 加算手段 23a〜23d VFOパターン領域 24 セクタマーク 25 アドレスマーク 26 アドレス情報領域 27 ポストアンブル 28 データマーク 29 記録データ領域 30 光ディスク媒体 31 再生手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waveform equalization means 2 Analog-digital converter 3 Low frequency component suppression circuit 4 Bandpass filter (BPF) 5 Zero cross detector 6 Period counter 7 Phase error detector for acquisition 8 Phase error detector for tracking 9 Switching device 10 Loop Filter 11 Digital / Analog Converter 12 Oscillator 13 Gate Generator 14 Delay Means 15 Subtraction Means 16 Loop Gain Controller 17 Zero Cross Position Predictor 18 Delay Means 19 Addition Means 20 Conversion Means 21a to 21c Delay Means 22 Addition Means 23a to 23d VFO Pattern Area 24 sector mark 25 address mark 26 address information area 27 postamble 28 data mark 29 recording data area 30 optical disk medium 31 reproducing means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録媒体上に所定のデータフォーマット
で記録されたデジタルデータを読み出して再生デジタル
信号を得るための再生クロックを発生するデジタルフェ
ーズロックドループ回路であって、 上記データフォーマット中の単一周波数により構成され
る単一周波数データ領域から検出したアクイジョン用位
相誤差情報と、上記デジタルデータ中のランダム信号に
より構成されるランダム信号データ領域から検出したい
まトラッキング用位相誤差情報とに基づいて、上記再生
クロックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成
分の位相を同期させるようにしたことを特徴とするデジ
タルフェーズロックドループ回路。
1. A digital phase locked loop circuit for reading digital data recorded on a recording medium in a predetermined data format and generating a reproduction clock for obtaining a reproduction digital signal, comprising: Based on the acquisition phase error information detected from the single-frequency data area constituted by the frequency and the now-tracking phase error information detected from the random signal data area constituted by the random signal in the digital data, A digital phase locked loop circuit wherein the phase of a reproduced clock is synchronized with the phase of a clock component of a reproduced digital signal.
【請求項2】 上記単一周波数データ領域の再生中であ
るか否かを示すゲート信号を出力するゲート発生器と、 上記デジタルデータを再生クロックにより多ビットのデ
ジタルデータ信号に標本化するアナログ・デジタルコン
バータと、 上記単一周波数データ領域の再生中に、標本化された多
ビットの上記デジタルデータ信号から直流成分を除去す
る帯域通過型フィルタと、 該帯域通過型フィルタの出力信号および多ビットの上記
デジタルデータ信号が零レベルを横切る位置を検出して
それぞれゼロクロスフラグを出力するゼロクロス検出器
と、 上記ゼロクロスフラグを開始点としてカウントを開始す
る周期カウンタと、 該周期カウンタから得られるタイミングで上記帯域通過
型フィルタの出力信号から位相誤差を検出するアクイジ
ョン用位相誤差検出器と、 上記ゼロクロスフラグに基づいて多ビットの上記デジタ
ルデータ信号の位相誤差を検出するトラッキング用位相
誤差検出器と、 上記アクイジョン用位相誤差検出器およびトラッキング
用位相誤差検出器からそれぞれ出力する位相誤差信号を
上記ゲート信号により切り替える切替え器と、 該切替え器の出力信号をフィルタリングするループフィ
ルタと、 該ループフィルタの出力信号をアナログ信号に変換する
デジタル・アナログコンバータと、 該デジタル・アナログコンバータのアナログ出力を基準
にして上記再生クロックを生成する発振器とを備えたこ
とを特徴とする請求項1に記載のデジタルフェーズロッ
クドループ回路。
2. A gate generator for outputting a gate signal indicating whether or not the single-frequency data area is being reproduced, and an analog / digital converter for sampling the digital data into a multi-bit digital data signal by a reproduction clock. A digital converter; a band-pass filter for removing a DC component from the sampled multi-bit digital data signal during reproduction of the single-frequency data area; an output signal of the band-pass filter and a multi-bit filter. A zero-crossing detector that detects a position where the digital data signal crosses a zero level and outputs a zero-crossing flag, respectively; a period counter that starts counting from the zero-crossing flag as a starting point; Acquisition stage for detecting phase error from output signal of pass-through filter An error detector, a tracking phase error detector that detects a phase error of the multi-bit digital data signal based on the zero cross flag, and an output from the acquisition phase error detector and a tracking phase error detector, respectively. A switch for switching a phase error signal by the gate signal, a loop filter for filtering an output signal of the switch, a digital-analog converter for converting an output signal of the loop filter into an analog signal, and a digital-analog converter. The digital phase-locked loop circuit according to claim 1, further comprising: an oscillator that generates the reproduction clock based on an analog output.
【請求項3】 記録媒体上に所定のデータフォーマット
で記録されたデジタルデータを読み出して再生デジタル
信号を得るための再生クロックを発生するデジタルフェ
ーズロックドループ回路であって、 上記デジタルデータのランダム信号領域におけるゼロク
ロス位置の予測から得た位相誤差情報と、上記デジタル
データ中のランダム信号から検出したいま一つの位相誤
差情報とに基づいて、上記再生クロックの位相と再生デ
ジタル信号が有するクロック成分の位相を同期させるよ
うにしたことを特徴とするデジタルフェーズロックドル
ープ回路。
3. A digital phase locked loop circuit for reading digital data recorded in a predetermined data format on a recording medium and generating a reproduction clock for obtaining a reproduction digital signal, wherein a random signal area of the digital data is provided. Based on the phase error information obtained from the prediction of the zero-crossing position and another phase error information detected from the random signal in the digital data, the phase of the reproduced clock and the phase of the clock component of the reproduced digital signal are calculated. A digital phase locked loop circuit characterized in that synchronization is performed.
【請求項4】 位相引込み開始から所定の期間位相引込
み能力を大きくするためのループゲイン制御ゲート信号
を出力するループゲイン制御器と、 上記デジタルデータを再生クロックにより多ビットのデ
ジタルデータ信号に標本化するアナログ・デジタルコン
バータと、 標本化された多ビットの上記デジタルデータ信号中のラ
ンダムデータのゼロクロス位置を予測するゼロクロス位
置予測器と、 該ゼロクロス位置予測器の出力信号および多ビットの上
記デジタルデータ信号とから上記ランダムデータの位相
誤差情報を検出するアクイジョン用位相誤差検出器と、 上記標本化された多ビットのデジタルデータ信号が零レ
ベルを横切る位置を検出して零クロスフラグを出力する
零クロス検出器と、 上記零クロスフラグに基づいて多ビットの上記デジタル
データ信号の位相誤差を検出するトラッキング用位相誤
差検出器と、 上記アクイジョン用位相誤差検出器およびトラッキング
用位相誤差検出器からそれぞれ出力する位相誤差信号を
上記ループゲイン制御ゲート信号により切り替える切替
え器と、 該切替え器の出力信号をフィルタリングするループフィ
ルタと、 該ループフィルタの出力信号をアナログ信号に変換する
デジタル・アナログコンバータと、 該デジタル・アナログコンバータのアナログ出力を基準
にして上記再生クロックを生成する発振器とを備えたこ
とを特徴とする請求項3に記載のデジタルフェーズロッ
クドループ回路。
4. A loop gain controller for outputting a loop gain control gate signal for increasing a phase pull-in capability for a predetermined period from the start of phase pull-in, and sampling the digital data into a multi-bit digital data signal by a reproduction clock. An analog-to-digital converter, a zero-cross position estimator for estimating a zero-cross position of random data in the sampled multi-bit digital data signal, an output signal of the zero-cross position estimator and the multi-bit digital data signal And a phase error detector for acquisition for detecting phase error information of the random data, and a zero cross detection for detecting a position where the sampled multi-bit digital data signal crosses a zero level and outputting a zero cross flag. Multi-bit based on the zero cross flag A tracking phase error detector for detecting a phase error of the digital data signal; and a switch for switching the phase error signals respectively output from the acquisition phase error detector and the tracking phase error detector by the loop gain control gate signal. A loop filter for filtering an output signal of the switching device; a digital-to-analog converter for converting an output signal of the loop filter to an analog signal; and generating the reproduction clock based on an analog output of the digital-to-analog converter. The digital phase locked loop circuit according to claim 3, further comprising an oscillator.
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