CN101477819A - 抖动测量仪及利用了该抖动测量仪的光盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抖动测量仪，其与根据2值信号生成该信号处理所需的时钟信号的PLL电路连接，测量所述2值信号的抖动，包括：判定信号生成电路，其利用构成所述PLL电路的VCO的输出信号等，生成以所述时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度的判定信号；相位判定电路，其基于构成所述PLL电路的相位比较器的输出信号和所述判定信号，每当所述2值信号发生逻辑翻转时，判定该翻转位置是否落入所述判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内；和相位计数器，其基于所述相位判定电路的输出信号，对所述2值信号的翻转位置未落入所述判定区间内的次数(或者落入的次数)进行计数；所述抖动测量仪输出所述相位计数器的计数值作为抖动测量值。本发明还提供了利用该抖动测量仪的光盘装置。

Description

抖动测量仪及利用了该抖动测量仪的光盘装置
技术领域
本发明涉及测量2值信号的抖动的抖动测量仪，及利用了该抖动测量仪的光盘装置。
背景技术
以往，进行光盘的记录/再生的光盘装置中，安装有用于测量2值化后的再生高频信号(以下称为2值化RF“Radio Frequency”信号)的抖动的抖动测量仪。
此外，作为有关抖动测量仪的现有技术的一个例子，例如特开JP2001-26635
9号公报、特开JP2005-18843号公报、特开JP2005-293812号公报及特开JP2006-127620号公报(下称专利文献1～4)。
的确，在安装了抖动测量仪的光盘装置中，能够基于2值化RF信号的抖动测量值，对聚焦伺服及偏置伺服的偏置量、RF放大器的波形均衡特性以及光拾取器的各特性作出最佳调整。
但是，在专利文献1中，现有技术列举的抖动测量仪采用了在对相位比较器的输出进行绝对值转换之后，通过积分器进行A/D(模/数)转换来进行抖动测量的结构，所以需要高精度的模拟积分器或A/D转换器。
另外，在专利文献1中记载的发明采用了如下结构，即，利用了抖动呈正态分布的特点，使用相位上与通道时钟(channel clock)存在稍许偏差的时钟来测量2值化信号的翻转位置。因此，不仅需要信号再生用的PLL“锁相环”电路，另外还需要抖动测量专用的PLL电路。
另外，在专利文献2中记载的发明采用了如下结构，即，利用与通道时钟同步的N相时钟对2值化信号进行采样，通过获得在时间方向上具有N倍分辨率的信息来进行抖动测量。因此，需要抖动测量仪专用的电压控制振荡器(VCO[Voltage Controlled Oscillator])，而且，还需要N相时钟精度高的布局。
另外，在专利文献3中记载的发明采用了如下结构，即，利用远比通道时钟还要高速的时钟，对2值化信号的高电平宽度和低电平宽度进行计数，从而进行抖动测量。因此，需要用于产生远比通道时钟还高速的时钟的时钟产生电路，这样，随之而来的是耗电增大。
另外，在专利文献4记载的发明采用了如下结构，即，利用S级的延迟元件使2值化信号按1T/S基准周期顺次延迟，以通道时钟对各延迟信号进行采样，从而以高分辨率进行抖动测量。因此，在没有额外增加PLL电路的条件下，偏差增大，并且不能满足各种再生速度的需要。另外，为进行高精度的抖动测量，需要追加PLL电路。
这样，上述现有技术的抖动测量仪需要高速时钟生成电路、高精度的A/D转换器、抖动测量专用的PLL电路、VCO等，所以，不能以低廉的成本组装到数字方式的系统LSI中。
发明内容
鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种结构成本低廉且可进行高精度抖动测量的抖动测量仪及使用了该抖动测量仪的光盘装置。
为了实现上述目的，本发明的抖动测量仪与根据2值信号生成该信号处理所需的时钟信号的PLL电路连接，测量所述2值信号的抖动，包括：判定信号生成电路，其利用构成所述PLL电路的VCO的输出信号等，生成以所述时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度的判定信号；相位判定电路，其基于构成所述PLL电路的相位比较器的输出信号和所述判定信号，每当所述2值信号发生逻辑翻转时，判定该翻转位置是否落入所述判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内；和相位计数器，其基于所述相位判定电路的输出信号，对所述2值信号的翻转位置未落入所述判定区间内的次数(或者落入的次数)进行计数；所述抖动测量仪输出所述相位计数器的计数值作为抖动测量值。
此外，针对本发明其他的特征、要素、步骤、优点和特性，在接下来参照附图对最佳形态的详细说明中将更加明了。
附图说明
图1是表示本发明的光盘装置的实施方式的框图。
图2是用于说明抖动和抖动分布的关系的图。
图3是表示PLL电路5和抖动测量仪8的一结构例的框图。
图4是用于说明判定信号生成方法的一变形例的框图。
图5是用于说明抖动测量操作的时序图。
图6是表示2值化RF信号的抖动和抖动测量值的关系的相关图。
图7是表示判定信号的宽度和计数比的关系的相关图。
具体实施方式
下面，以在光盘装置中安装了本发明的抖动测量仪的情况为例对本发明作出详细说明。
图1是表示本发明的光盘装置的一实施方式的框图。
如图1所示，本实施方式的光盘装置具有光拾取器1、RF放大器2、2值化电路3、解调电路4、伺服电路5、微处理器6(下称MPU[MicroProcessing Unit]6)、PLL电路7、抖动测量仪8。
光拾取器1是在进行光盘D的再生动作时，向光盘D照射光束，生成与其反射光强弱相应的再生RF信号的单元。
RF放大器2是对再生RF信号实施波形均衡处理，使其振幅电平均匀化的单元。
2值化电路3是对波形均衡处理后的再生RF信号实施2值化处理，生成2值化RF信号(例如EFM(Eight-Fourteen Modulation)信号或EFMplus信号)的单元。
解调电路4是对2值化RF信号进行解调处理(含采样处理和纠错处理等)，生成光盘D的再生数据的单元。
伺服电路5是进行光拾取器1针对光盘D的跟踪伺服和聚焦伺服等的单元。
MPU6是对光盘装置的动作进行综合控制的单元。
PLL电路7是根据2值化RF信号生成其解调处理用的通道时钟信号，并将之送出至解调电路4的电路。
抖动测量仪8是测量2值化RF信号的抖动，将该测量结果即抖动测量值送至伺服电路5或MPU6的仪器。
下面，在对抖动测量仪8的细节作出说明之前，针对作为其测量对象的2值化RF信号的抖动进行说明。
图2是表示抖动和抖动分布关系的相关图，从上向下按照顺序依次表示了2值化RF信号、通道时钟信号及2值化RF信号的翻转位置概率分布。
如图2所示，由于各种噪音影响，2值化RF信号存在以与其相位同步的通道时钟信号的下降沿为相位中心的抖动(参照和2值化RF信号一起描绘的虚线和箭头)。
通常，在利用2值化RF信号的翻转位置概率分布来表示抖动的情况下，该抖动具有正态分布的特性。例如，在DVD(Digital Versatile Disc)标准中，将用T(通道时钟信号的周期)除该分布的σ(标准偏差)得到的量即σ/T定义为抖动。
因此，本实施方式的光盘装置中安装的抖动测量仪8鉴于上述特性，构成为每当2值化RF信号发生逻辑翻转时，通过计数该翻转位置是否落入了以通道时钟信号的下降沿作为相位中心的规定的判定区间内，来进行抖动测量。
具体而言，抖动测量仪8构成为，生成以通道时钟信号的下降沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度(相对于通道时钟信号的脉冲宽度为10％(±5％)～30％(±15％)的脉冲宽度)的判定信号，对2值化RF信号的翻转位置未落入该判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内的次数进行计数，从而进行抖动测量。当然，也可与本实施方式相反地，通过对2值化RF信号的翻转位置落入了规定的判定区间内的次数进行计数来进行抖动测量。
此外，如果比较图2的下段的实线L1～L3可以看出，抖动越大，2值化RF信号的翻转位置不落入规定判定区间的概率越高。
下面，对PLL电路7和抖动测量仪8的内部结构和动作进行详细说明。
图3是表示PLL电路7和抖动测量仪8的一结构例的框图。
如图3所示，本结构例的PLL电路7具有相位比较器71、环形滤波器72、电压控制振荡器73(下称VCO53)、分频器74。
相位比较器71是比较2值化RF信号和通道时钟信号的相位，生成相位误差信号的器件。此外，相位误差信号在2值化RF信号的逻辑翻转边沿下降，然后在2个之后的通道时钟信号的下降沿上升。
环形滤波器72是阻断相位误差信号的交流成分，生成VCO73的控制电压的器件。
VCO73是生成与控制电压相应的频率的VCO时钟信号的器件。
分频器74是以任意的分频比(例如1/4分频)对VCO时钟信号进行分频，来生成与2值化RF信号相位同步的通道时钟信号的器件。
另外，本构成例的抖动测量仪8具有判定信号生成电路81、相位判定电路82、相位计数器83、保持电路84、测量周期计数器85。
判定信号生成电路81是通过利用从VCO73直接输出或者经由分频器74而输出的VCO时钟信号或其分频信号，生成以通道时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度的判定信号的电路。
例如，若VCO时钟信号具有通道时钟信号的4倍的振荡频率，则可不对VCO时钟信号分频，直接在判定信号的生成处理中对其加以利用，如后述图5所示，能够容易地生成以通道时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度(通道时钟信号的脉冲宽度的25％(±12.5％)的脉冲宽度)的判定信号。
另外，例如，若VCO时钟信号具有通道时钟信号的8倍的振荡频率，则可通过将VCO时钟信号1/2分频，从而生成具有通道时钟信号的4倍的振荡频率的分频信号，在判定信号的生成处理中对其加以使用即可，这样，能够很容易地产生和上述同样的判定信号。
另一方面，在VCO时钟信号仅具有通道时钟信号的2倍的振荡频率的情况下，只要不使VCO时钟信号及其分频信号产生相移，则即使使用它们也不能生成上述所期望得到的判定信号。
但是，在如图4所示那样采用环形振荡器作为VCO73的情况下，环形振荡器的各级的输出信号(更具体的，连接成环状的反相器各级的输出信号)是相对于通道时钟信号具有规定相移的信号，鉴于此，通过合理利用这些信号，无需另外增加相移电路，即可生成上述期望的判定信号。
相位判定电路82是基于相位比较器71的输出信号(相位误差信号)和判定信号生成电路81所生成的判定信号，每当2值化RF信号发生逻辑翻转时，判定该翻转位置是否落入了判定信号的脉冲宽度所规定的判定区域内的电路。更具体的，相位判定电路82以2值化RF信号的翻转位置(相位误差信号的下降沿)作为触发，对判定信号为低电平或者高电平进行锁存，输出该锁存信号。
相位计数器83是基于相位判定电路82所生成的锁存信号，计数2值化RF信号的翻转位置未落入上述判定区间内的次数的器件。更具体的，相位计数器83将通过测量周期计数器85输入的相位误差信号的上升沿作为触发，监视锁存信号是否为高电平，如果锁存信号为高电平，则使该计数值增加。此外，相位计数器83的计数值按每个规定的测量周期被复位。
保持电路84是按每个规定的测量周期来保持相位计数器83的计数值，并将其作为抖动测量值而输出的电路。
测量周期计数器85是对2值化RF信号的逻辑翻转次数(相位误差信号的上升沿数)进行计数，每当该计数值达到规定值时送出计数清除信号，从而按每个规定的测量周期来对相位计数器83的计数值进行复位，并更新保持电路84的保持值的器件。
图5是用于说明抖动测量动作的时序图，由上往下按照顺序分别表示了VCO时钟信号、判定信号、通道时钟信号、2值化RF信号、相位误差信号、锁存信号、相位计数值、测量周期计数值、计数清除信号以及计数保持值。
此外，在图5中，例示说明的结构是，利用具有通道时钟信号的4倍的振荡频率的VCO时钟信号，以通道时钟信号的下降沿为相位中心，生成具有通道时钟信号的脉冲宽度的25％(±12.5％)的脉冲宽度的判定信号的结构。
在时刻(A)，2值化RF信号相对于通道时钟信号的下降沿相位超前但逻辑翻转，该超前相位比12.5％小，2值化RF信号的翻转位置落入了判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内。因此，以2值化RF信号的翻转位置(相位误差信号的下降沿)为触发的锁存信号的输出逻辑为低电平。
然后，在时刻(a)，相位计数器83以相位误差信号的上升沿为触发，监视锁存信号是否为高电平，但是在时刻(a)由于锁存信号为低电平，所以相位计数器83不增加其计数值，维持之前的计数值(1F4h)。另一方面，测量周期计数器85对2值化RF信号的逻辑翻转次数(相位误差信号的上升沿数)进行计数，并增加该计数值(1FFCh→1FFDh)。
在时刻(B)，2值化RF信号相对于通道时钟信号的下降沿相位延迟但逻辑翻转，该延迟相位比12.5％还小，2值化RF信号的翻转位置落入了判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内。因此，以2值化RF信号的翻转位置(相位误差信号的下降沿)为触发的锁存信号的输出逻辑为低电平。
然后，在时刻(b)，相位计数器83以相位误差信号的上升沿为触发，监视锁存信号是否为高电平，但在时刻(b)由于锁存信号为低电平，所以相位计数器83不增加其计数值，维持之前的计数值(在图5的例子中为1F4h)。另一方面，测量周期计数器85对2值化RF信号的逻辑翻转次数(相位误差信号的上升沿数)进行计数，增加其计数值(1FFDh→1FFEh)。
在时刻(C)，2值化RF信号相对于通道时钟信号的下降沿相位超前但逻辑翻转，该超前相位比12.5％还大，2值化RF信号的翻转位置落在判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间之外。因此，以2值化RF信号的翻转位置(相位误差信号的下降沿)为触发的锁存信号的输出逻辑为高电平。
然后，在时刻(c)，相位计数器83以相位误差信号的上升沿为触发，监视锁存信号是否为高电平，在时刻(c)由于锁存信号为高电平，所以相位计数器83增加其计数值(1F4h→1F5h)。另外，测量周期计数器85对2值化RF信号的逻辑翻转次数(相位误差信号的上升沿数)进行计数，并增加其计数值(1FFEh→1FFFh)。这里，测量周期计数器85的计数值和预先设定的目标周期-1(＝1FFFh)相等，所以，测量周期计数器85将计数清除信号设置成高电平。
在时刻(D)，2值化RF信号相对于通道时钟信号的下降沿相位延迟但逻辑翻转，该延迟相位比12.5％还大，2值化RF信号的翻转位置落入了判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间之外。因此，以2值化RF信号的翻转位置(相位误差信号的下降沿)为触发的锁存信号的输出逻辑为高电平。
然后，在时刻(d)，鉴于计数清除信号为高电平，相位计数器83和测量周期计数器85的两计数值清除为零(0h)。另外，与此同时，保持电路84的保持值(抖动测量值)由之前的保持值(1E0h)更新为新的保持值(1F6h)。
此外，在图5的例子中，由于在时刻(d)锁存信号为高电平，由保持电路84保持使即将对相位计数器83复位之前的计数值(1F5h)增加1后的计数值(1F6h)，但是若在时刻(d)锁存信号为低电平，则原样保持即将复位之前的计数值(1F5h)。
图6是表示2值化RF信号的抖动和抖动测量值的关系的相关图，在本图中，表示了判定信号的脉冲宽度为通道时钟信号的脉冲宽度的25％(±12.5％)，抖动测量周期(抖动测量次数)为8192次时的结果。
如图6所示，可以看出，由抖动测量仪8得到的抖动测量值以与2值化RF信号的抖动大致成比例的形式发生变化。
如上所述，根据本实施方式的装载于光盘装置的抖动测量仪8，无需任何的抖动测量专用的模拟电路(高速的时钟生成电路或高精度的A/D转换器、抖动测量专用PLL电路或VCO等)，在光盘D的常规再生动作所需要的电路组(前述的图1所示的电路模块1～7)中，仅需要增加几百门左右的简单的数字电路，即可进行2值化RF信号的抖动测量。因此，即使在导入数字LSI时，也能够实现廉价且高精度的抖动测量。
在上述实施方式中，本发明以将抖动测量仪安装于光盘装置的结构为例进行了说明，但是本发明的适用对象不限于此，本发明还可广泛适用于其他用途的抖动测量仪中。
另外，本发明的结构除了上述实施方式之外，还可以在不脱离发明主旨范围内作出各种变更。
例如，在上述实施方式中，尽管以将判定信号的脉冲宽度设定为相对于通道时钟信号的脉冲宽度在25％(±12.5％)的结构为例进行了说明，但本发明的结构并非仅限于此，只要针对2值化RF信号的抖动能够得到充分将其反映出来的抖动测量值，则可设定为任意的脉冲宽度。
图7是表示判定信号的脉冲宽度(相对于通道时钟信号的脉冲宽度的比率)和计数比(测量周期紧后面的相位计数器83的计数值(相当于抖动测量值)和测量周期计数器85的计数值的比率)的关系的相关图，在本图中，表示了抖动在5％～17％之间变化的情况。
如图7所示，可以看出，如果采用相对于通道时钟信号的脉冲宽度具有10％(±5％)～30％(±15％)的脉冲宽度的判定信号，则相对于在5％～17％之间变动的抖动，能得到充分将其反映出来的抖动测量值。因此，针对判定信号的脉冲宽度，优选将其设定为相对于通道时钟信号的脉冲宽度为10％(±5％)～30％(±15％)的范围内。
另外，在上述实施方式中，尽管以生成将通道时钟信号的脉冲边沿为相位中心并在规定的脉冲宽度内为低电平的判定信号的结构为例进行了说明，但是本发明的结构不限于此，针对判定信号的逻辑还可以与上述实施方式相反。
此外，如果针对本发明的效果进行叙述，则根据本发明的抖动测量仪，能够以廉价的结构进行高精度的抖动测量，另外，根据本发明的光盘装置，基于2值化RF信号的抖动测量值，能够最佳地调整聚焦伺服及偏置伺服的偏置量、RF放大器的波形均衡特性以及光拾取器的各特性。
另外，对本发明在产业上的可利用性进行叙述，本发明是一项尤其适用于所有安装了光盘再生功能的电子设备(个人电脑用光盘驱动器、光盘播放器、光盘记录机、使用了光盘的游戏机、可在光盘中记录的数码相机等)的技术。
此外，在上述中尽管说明的是关于本发明的最佳形态，但是对所公开的发明可以进行各种方式的变形，另外，能够得到不同于上述具体举出的结构的各种实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，下面的权利要求旨在将不脱离本发明主旨和技术视野的范围内对本发明作出的所有的变形例均含于技术范围之中。

Claims (7)

1、一种抖动测量仪，与根据2值信号生成该信号处理所需的时钟信号的PLL电路连接，测量所述2值信号的抖动，该抖动测量仪包括：
判定信号生成电路，其通过利用构成所述PLL电路的内部信号的电压控制振荡器的输出信号或其分频信号、或者构成所述电压控制振荡器的环形振荡器各级的输出信号，生成以所述时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度的判定信号；
相位判定电路，其基于构成所述PLL电路的相位比较器的输出信号和所述判定信号，每当所述2值信号发生逻辑翻转时，判定该翻转位置是否落入了所述判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内；和
相位计数器，其基于所述相位判定电路的输出信号，对所述2值信号的翻转位置未落入所述判定区间内的次数或者落入的次数进行计数；
所述抖动测量仪输出所述相位计数器的计数值作为抖动测量值。
2、根据权利要求1所述的抖动测量仪，其特征在于，还包括：
保持电路，其保持所述相位计数器的计数值，将其作为抖动测量值而输出；和
测量周期计数器，其计数所述2值信号的逻辑翻转次数，每当其计数值达到规定值时，使所述相位计数器的计数值复位，并更新所述保持电路的保持值。
3、根据权利要求1所述的抖动测量仪，其特征在于，
所述规定的脉冲宽度是相对于所述时钟信号的脉冲宽度为10％(±5％)～30％(±15％)的脉冲宽度。
4、一种光盘装置，包括：
光拾取器，其对光盘照射光束，生成与其反射光的强弱相应的再生信号；
2值化电路，其对所述再生信号实施2值化处理，生成2值信号；
解调电路，其对所述2值信号实施解调处理；
PLL电路，其根据所述2值信号生成其解调处理所需的时钟信号，并将该时钟信号送出至所述解调电路；和
抖动测量仪，其与所述PLL电路连接，测量所述2值信号的抖动；
所述抖动测量仪包括：
判定信号生成电路，其通过利用构成所述PLL电路的电压控制振荡器的输出信号或其分频信号、或者构成所述电压控制振荡器的环形振荡器各级的输出信号，生成以所述时钟信号的脉冲边沿为相位中心的具有规定的脉冲宽度的判定信号；
相位判定电路，其基于构成所述PLL电路的相位比较器的输出信号和所述判定信号，每当所述2值信号发生逻辑翻转时，判定该翻转位置是否落入了所述判定信号的脉冲宽度所确定的判定区间内；和
相位计数器，其基于所述相位判定电路的输出信号，对所述2值信号的翻转位置未落入所述判定区间内的次数或者落入的次数进行计数；
所述抖动测量仪输出所述相位计数器的计数值作为抖动测量值。
5、根据权利要求4所述的光盘装置，其特征在于，
所述抖动测量仪还包括：
保持电路，其保持所述相位计数器的计数值，将其作为抖动测量值而输出；和
测量周期计数器，其计数所述2值信号的逻辑翻转次数，每当其计数值达到规定值时，使所述相位计数器的计数值复位，并更新所述保持电路的保持值。
6、根据权利要求4所述的光盘装置，其特征在于，
所述规定的脉冲宽度是相对于所述时钟信号的脉冲宽度为10％(±5％)～30％(±15％)的脉冲宽度。
7、根据权利要求4的光盘装置，其特征在于，
还包括伺服电路，该伺服电路根据所述抖动测量值，进行所述光拾取器针对所述光盘的跟踪伺服和聚焦伺服。
CNA200810189876XA 2007-10-15 2008-10-14 抖动测量仪及利用了该抖动测量仪的光盘装置 Pending CN101477819A (zh)

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