CN1619684A - 再生信号处理设备和光盘设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供再生信号处理设备和光盘设备。本发明要做到提高PLL同步引入速度，生成A/D转换光盘媒体再生信号之际使用的信道比特时钟，同时获得用PRML信号处理方式的二值化输出和用除此外方式的二值化输出。生成模拟/数字转换器(5)的取样时钟使光盘媒体(1)的再生信号数字化之际，使用由PLL100发生的过采样时钟(12)。并且，按照该过采样时钟(12)，用动作周期变换装置(9)使A/D转换后的再生数字信号(6)的过零位置信息和基准信息转换为和信道比特时钟(14)同步的信号，供给PRML信号处理装置(17)和电平判别二值化装置(18)。

Description

再生信号处理设备和光盘设备
技术领域
本发明涉及一种再生信号处理设备和光盘设备，特别涉及在光盘记录媒体上将数字纪录的数据进行再生的过采样型光记录再生设备，涉及在具有包括相位同步引入控制装置和在线方向高密度再生有效的方式的PRML(PartialResponse Maximum Likelihood)信号处理方式的数字数据解调装置的设备中，获得能同时实现解调数据品质和再生极限性能的改善这一特征的设备。
背景技术
就在作为信息记录媒体的光盘媒体上记录数字数据的方式来说，像在光盘(Compact Disc(登记商标)，以后简称为CD)和DVD(Digital Versatile Disc)所看到的那样，多半使用将线速度恒定，将记录媒体上的记录密度一致的方式。
以往，为了使线记录密度成为恒定进行标记幅度调制，对数字调制记录后的光盘再生信号进行数字数据再生的情况下，检测与具有再生信号的信道比特频率相当的时钟成分相位，通过构成相位同步环路，进行了相位同步引入。并且，为了DVD-RAM(DVD-Random Access Memory)和BD(Blu-ray Disc)等的高密度记录实现可能的媒体的再生性能的改善，也导入通过使用在线方向高密度再生有效的部分响应最大似然(Partial Response Maximum Likelihood：以后简记为PRML)信号处理方式的数字信号处理进行数字数据解调的方法。
作为可进行这样的相位同步引入的方法，并且，作为实现PRML信号处理方式等的数字信号处理方式，以往，例如有如图17所示的盘再生系统。
在这种现有的盘再生系统中，在光盘媒体1上，记录着如图18最上一段所示那样的数字记录码(NRZI码：NRZI为Non Return to Zero Invert(不归零反转)之简称)，以使线记录密度为固定。记录的数据，例如像8-16调制方式，设定是连续的“0”或者“1”为大于等于3个并且小于等于14个的规定的数据。用光拾取头等光再生装置2进行再生所获得的光盘再生信号73，随着记录数据的线方向的高记录密度化，因干涉越是成为高频的频率成分振幅越衰减，因而通过前置放大器3放大信号以后，由波形均衡装置4，如图18的上段所示，施行校正使高频频率成分加强。
使用由VCO(Voltage Control Oscillator(电压控制振荡器))62生成的再生时钟64，由作为把模拟信号转换为数字信号的装置的模拟/数字转换器5对该高频加强后的再生信号进行取样成为多比特再生数字信号63。这时，再生时钟64的相位和再生信号具有的时钟成分的相位进行同步的话，就获得如图18的中段和图18的下段所示的取样数据。图18的中段是任意电平下进行二值化判别时的取样方式，图18的下段表示，特别适合PRML信号处理方式的取样方式。
所谓该PRML信号处理方式是在随着线记录方向的记录密度增大，高频成分的振幅恶化，信噪比增大的再生系统中，应用部分响应方式，有意通过附加波形干涉，实现不需要高频成分的再生系统，而且，根据考虑到上述波形干涉后的概率计算，用推定最大似然的系列的最佳译码法，提高再生数据品质的方式(例如参照专利文献1(特开2002-269925号公报(第5页、第6页、第12-第14页、第3图、第10图、第27图)))。
而且，通过把从上述模拟/数字转换器5输出的多比特再生数字信号63向偏移校正装置7输入，对再生数字信号中含有的偏移成分进行校正，即，校正从能够取得代码平衡的中心电平的振幅方向的偏移。通过由横向滤波器和维特比译码器构成PRML信号处理装置17，把施行了该偏移校正后的再生数字信号解调为数字二值化信号。这时，通过应用部分响应均衡的办法，在PRML信号处理装置17内部，从横向滤波器向维特比译码器输出的均衡输出信号具有多值化为五值的这个特征(参照图18的下段)。由维特比译码器对该五值均衡输出信号进行概率运算，生成二值化信号。
另外，用模拟/数字转换器5进行取样时，再生时钟64生成如下。
首先，用偏移校正装置7的输出信号，通过由相位比较器、环路滤波器、和数字/模拟转换器构成的相位同步控制装置10，生成用于进行再生时钟和再生数字信号的相位同步控制的相位控制量。以此相 位控制量控制VCO62，作为该VCO62的输出而得到再生时钟64。
通过这样的一连串动作，使再生时钟的相位和再生数字信号具有的时钟成分相位同步，通过应用PRML信号处理方式，就能稳定并且高精度地再生记录于光盘媒体的数字数据(例如，参照专利文献2(特开2000-123487号公报(第4页、第9图)))。
另外，也有使用比信道比特频率还快的频率时钟，以模拟/数字转换器把光再生波形转换为数字再生信号，通过利用相位方向的插值滤波器构成数字PLL，生成相位同步后的再生数字信号进行数字数据解调的情况(例如，参照专利文献3(专利第3255179号(第5页、第1图)))。
发明内容
以往的光盘再生装置构成如上，利用来自光盘媒体的作为再生波形有的时钟成分的信道比特频率同步后的信道比特时钟以模拟/数字转换器转换为多比特的离散信号，用该信号构成PLL(Phase Locked Loop)进行相位同步引入控制和PRML信号处理等的数据解调。
但是，利用以信道比特基准时钟生成的模拟·数字转换后的多比特离散信号构成PLL的场合，在相位误差信检测中也需要时间，因而随着控制回路延迟时间增大而使相位同步引入性能恶化。其结果，对于用对光盘媒体记录面垂直轴和激光进入轴的角度所定义的倾斜引起再生波形品质恶化、信噪比恶化条件下的再生、再生波形的上下变为非对称的不平衡、以及和盘表面的损伤、污秽、指纹等的缺陷有关的局部性再生特性恶化，开始破坏相位同步引入控制了，有时不能充分发挥PRML信号处理方式的有效性。
并且，如果并用这样的PLL和PRML信号处理装置，除作为PRML信号处理装置输出的二值化输出外，可获得电平判别PLL内部的相位比较装置输出后得到的二值化输出的二种输出。
只要该相位比较装置的输出为波形电平以上，就判别为“1”，如以下就判别为“0”，得到的二值化输出(以下，称作电平判别方式)对盘表面上发生了的损伤强烈，即使再生损伤处也能稳定地再生，作为PRML信号处理装置输出的二值化输出(以下，称作PRML信号处理方式)对再生原来的信号品质差的DVD-R和DVD-RW等的场合和对倾斜恶化等强烈，即使再生这样的信号品质恶化的盘，也有能稳定的再生这样优点。
但是该电平判别方式和PRML信号处理方式，因为通过转换取样方式来实现，对由于缺陷等发生的脉冲串错误，不可能同时以最大精度实现稳定的电平判别方式和线方向高密度记录再生上有效的PRML信号处理方式，为此，根据再生状态，有时不可能选择最佳检测方式。进而，因为时间方向的信息丢失，有抖动信息检测精度恶化的倾向。其结果，在不平衡大的场合等，聚焦伺服系统、波形均衡的截止频率、和无线电脉冲量的学习，往往没有收敛于最佳值，有可能变成使再生性能恶化的重要原因。
另一方面，就专利文献3公开的内容来说，因使用过采样时钟，就可能消除起因于上述PLL收敛速度的倾斜恶化等的问题。
但是，该专利文献3的方式，信道比特频率和过采样的关系不是整数倍的非同步式过采样，在该非同步式过采样中，代替电路规模大的VCO而可用合成器构成PLL得到这种指标，然而在光盘领域，近年来只要DVD也使多种光盘实用化，为了用1台光盘设备对应各种各样光盘再生，需要各种光盘种类分别准备合成器，因而有增大电路规模这样的问题。并且，用该非同步式过采样方式，也存在PRML的电路复杂化的这一问题。
本发明就是鉴于这样的情况，其目的在于提供一种在解调光盘媒体上记录的数字数据的时候，能缩短PLL的延迟时间，可提高再生极限性能，不仅有利于线方向高记录密度再生的PRML信号处理方式的输出信号改善到现有水平以上，而且在因缺陷等而频繁发生脉冲串错误的场合，也能实时地转换为电平判别方式的输出信号，通用性优良的再生信号处理设备和具有它的光盘设备。
进而，为了增加时间方向信息，其目的在于提供一种提高抖动检测精度，能优化聚焦伺服系统和波形均衡的学习的再生信号处理设备和具有它的光盘设备。
为解决上述课题，有关本发明技术方案1的再生信号处理设备，是以具备：把用信息再生装置将信息记录媒体上所记录的数字信号读出后得到的再生波形，用和相当于该数字信号的信道比特时钟频率N倍(N为大于等于2的2的倍数)的频率同步的过采样时钟转换为多比特的离散信号，由该多比特的离散信号生成和上述信道比特时钟频率同步的相互相位不同的第一、第二、第三数字数据的过采样相位同步装置；以及具有解调上述第一数字数据的第一解调装置和解调上述第二数字数据或上述第三数字数据的第二解调装置的数字数据解调装置。
因此，由于使用过采样时钟，得到可 缩短PLL的回路延迟时间，能提高再生极限性能，同时能够并行由第一解调装置和第二解调装置各自的解调方式产生的数字解调数据的这一效果。
有关本发明技术方案2的再生信号处理设备，是以具备：把用信息再生装置将信息记录媒体上所记录的数字信号读出后得到的再生波形，用和相当于该数字信号的信道比特时钟频率N倍(N为大于等于2的2的倍数)的频率同步的过采样时钟转换为多比特的离散信号，由该多比特的离散信号生成和上述信道比特时钟频率同步的相互相位不同的第一、第二、第三数字数据的过采样相位同步装置；以及用上述第一、第二、第三数字数据，检测上述再生波形的抖动成分的抖动检测装置。
因此，由于使用过采样时钟，因为从时间方向信息增加后的第一、第二、第三数字数据检测再生波形的抖动成分，获得提高抖动检测精度的这一效果。
并且，有关本发明技术方案3的再生信号处理设备，在按照技术方案1或2所述的再生信号处理设备中，其特征是所述过采样相位同步装置具备：以上述过采样时钟把上述再生波形转换为上述多比特的离散信号的模拟/数字转换装置；通过对上述过采样时钟进行N分频生成信道比特时钟的时钟分频装置；用于使上述信道比特时钟和上述过采样时钟的相位关系唯一确定的相位决定装置；用于基于该相位决定装置的输出信号，把上述模拟/数字转换装置的输出信号转换为解调前处理信号和控制信号的过采样相位控制装置；把和上述过采样时钟同步输出的从上述过采样相位控制装置输出的输出信号，转换为和上述信道比特时钟同步动作的信号的动作周期转换装置；以及和上述信道比特时钟同步动作，从上述动作周期转换装置输出中检测相位误差信息，调制由时钟振荡装置生成的该过采样时钟使得该相位误差信息接近零的相位同步控制装置。
因此，由于使用过采样时钟，可缩短PLL的延迟时间，对倾斜、噪声、不平衡、以及缺陷等提高再生极限性能，同时在不需要过采样时钟的地方供给信道比特时钟，因而获得能够削减电路规模和电力消耗的这一效果。
并且，有关本发明技术方案4的再生信号处理设备，在技术方案3所述的再生信号处理设备中，是以所述相位决定装置具有：为检测上述信道比特时钟的上升沿或者下降沿的某一个，生成必要的信号的边沿生成装置；以和上述过采样时钟同步的定时，对由该边沿生成装置所输出的信号，生成基准标记的基准标记发生装置；以及使该基准标记只延迟该过采样时钟的任意的时钟量，生成用于唯一确定上述信道比特时钟与上述过采样时钟的相位关系的相位基准信号的基准标记 延迟装置。
因此，由于能够唯一决定过采样时钟与信道比特时钟的关系，不仅装置的构成变得容易，而且获得有关相位同步引入控制稳定化的这一效果。
并且，有关本发明技术方案5的再生信号处理设备，在技术方案3所述的再生信号处理设备中，是以所述过采样相位控制装置是具有：以和上述过采样时钟同步的定时，对上述模拟/数字变换装置的输出信号逐一个时钟地进行延迟并保持的多个再生信号延迟装置；以借助于上述相位决定装置所生成的相位基准信号的定时，保持该多个再生信号延迟装置的输出信号的多个再生信号保持装置；对于该多个再生信号延迟装置的输出信号中的规定的2个输出信号，判断极性是否反转的极性反转检测装置；以及以该相位基准信号的定时保持该极性反转检测装置的输出信号的极性反转信息保持装置。
因此，能够缩短相位误差信息的检测时间，所以获得能够缩短PLL延迟时间的这种效果。
并且，有关本发明技术方案6的再生信号处理设备，在技术方案5所述的再生信号处理设备中，其特征是所述多个再生信号延迟装置具有：输出再生信号的再生信号延迟装置A，所述再生信号的相位位于仅从用周期用2π(π为圆周率)表示的上述信道比特时钟的基准相位离开规定相位量的位置；输出再生信号的再生信号延迟装置C，所述再生信号的相位位于仅从该再生信号延迟装置A离开2π的位置；输出再生信号的再生信号延迟装置B，所述再生信号的相位位于上述再生信号延迟装置A和上述再生信号延迟装置C的中间，并且仅从该再生信号延迟装置A离开π相位的位置，上述多个再生信号保持装置具有：以上述相位基准信号的定时分别保持上述再生信号延迟装置A、B、C的输出信号的再生信号保持装置A、B、C；上述极性反转检测装置是基于所述多个再生信号延迟装置中的再生信号延迟装置A和C的输出信号，判断极性是否反转的装置；用于从上述过采样相位控制装置的输出中检测相位误差信息的基本信号，由上述再生信号保持装置B输出。
有关本发明技术方案7的再生信号处理设备，在技术方案6所述的再生信号处理设备中，上述再生信号延迟装置A在所述多个再生信号延迟装置之中，输出与以周期2π(π为圆周率)表示的上述信道比特时钟的相位零相当的再生信号，上述再生信号延迟装置C在上述多个再生信号延迟装置之中，输出与该信道比特时钟的相位2π相当的再生信号，上述再生信号延迟装置B在上述多个再生信号延迟装置之中，输出与该信道比特时钟的相位π相当的再生信号。
因此，即使以信道比特时钟处理相位 误差信息的场合，也不会发生白费的时间，因而获得对性能和成本可实现最佳的PLL。
并且，有关本发明技术方案8的再生信号处理设备，在技术方案3所述的再生信号处理设备中，所述相位同步控制装置的特征是，具有检测上述过采样相位控制装置的输出信号的过零位置信息的过零位置检测装置；用于检测上述过零位置信息与上述过采样相位控制装置输出信号的相位误差信息的相位误差信息检测装置；和用于使该相位误差信息平滑的环路滤波器，并和上述过采样时钟的周期同步地动作。
因此，能缩短生成相位控制信号的时间，因而获得能够缩短PLL延迟时间的这种效果。
并且，有关本发明技术方案9的再生信号处理设备，在技术方案8所述的再生信号处理设备中，上述相位误差信息检测装置，在借助于技术方案6所述的极性反转检测装置，判断为上述多个再生信号延迟装置中的再生信号延迟装置A和C的输出信号极性反转了，同时检测出了上述光再生波形的上升沿或下降沿的情况下，控制上述多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置B的输出信号的极性，作为相位误差信息进行检测。
因此，增加相位误差信息的检测次数，提高检测精度，所以获得再生极限性能提高的这种效果。
并且，有关本发明技术方案10的再生信号处理设备，在技术方案2所述的再生信号处理设备中，解调上述第一数字数据的第一解调装置，和解调上述第二数字数据或上述第三数字数据的第二解调装置构成的数字数据解调装置。
因此，能缩短PLL的回路延迟时间，能提高再生极限性能，同时由第一解调装置和第二解调装置并行得到各自解调方式的数字解调数据，同时因为从时间方向信息增加了的第一、第二、第三数字数据检测再生波形的抖动成分，所以获得抖动检测精度提高的这种效果。
并且，有关本发明技术方案11的再生信号处理设备，在技术方案1或10所述的再生信号处理设备中，上述数字数据解调装置分别具有：作为上述第一解调装置，对上述动作周期转换装置的输出信号，利用意图性附加的编码间干涉，推测似然数据系列的PRML(Partial Response Maximum Likelihood)信号处理装置，作为上述第二解调装置，基于可以取得有上述动作周期转换装置输出信号的符号平衡的中心电平，使该输出信号二值化并进行数字数据解调的电平判别二值化装置，同时和所述信道比特时钟同步地动作。
因此，能够同时得到对线方向高密度记录再生有效的PRML信号处理方式的解调信号和对因缺陷等而发生的脉冲串错误稳定的电平判别方式的解调信号，获得和再生极限性能提高相依，能提高解调数据品质的这种效果。
并且，有关本发明技术方案12的再生信号处理设备，在技术方案11所述的再生信号处理设备中，上述PRML信号处理装置是对用上述动作周期转换装置把技术方案6所述的再生信号保持装置B的输出信号转换动作周期后的信号进行数据解调的装置。
因此，通过使过采样时钟后的频率回到和原来的信道比特频率相同频率，可以认为意思是PRML信号处理方式的解调信号，同时获得与光盘媒体的种类、速度、再生方式无关，可经常使用PRML信号处理装置的这种效果。
并且，有关本发明技术方案13的再生信号处理设备，在技术方案11所述的再生信号处理设备中，上述电平判别二值化装置是，对用上述动作周期转换装置转换按照技术方案6所述的再生信号保持装置A或C的输出信号的某一个的动作周期后的二值化前处理信号进行数据解调的装置。
因此，通过使过采样时钟后的频率回到和原来的信道比特频率相同频率，可以认为意思是电平方式的解调信号，同时现有选定PRML信号处理装置作为解调装置的场合，对不能用电平判别二值化装置生成精度良好的解调数据的，因为本发明中二种解调装置以最大精度同时动作，因为与光盘媒体的种类、速度、再生方式无关而可用一种控制方式再生，所以获得构成变得容易的这种效果。
有关本发明技术方案14的再生信号处理设备，在技术方案1或10所述的再生信号处理设备中，上述数字数据解调装置还具备：解调数据转换装置和选择装置，上述选择装置借助于上述解调数据转换装置的选择信号，选择上述第一解调装置或上述第二解调装置的某一个的输出信号作为解调数据输出。
因此，获得根据解调数转换装置发生的选择信号，可自动地选择第一解调装置或第二解调装置的任一个解调信号的效果。
有关本发明技术方案15的再生信号处理设备，在技术方案3所述的再生信号处理设备中，上述过采样相位同步装置还具备：从上述多比特的离散信号减去振幅方向的偏移成分，向上述过采样相位控制装置输出的偏移校正装置。
因此，获得能降低多比特的离散信号中含有的振幅方向的偏移成分的这一效果。
有关本发明技术方案16的再生信号处理设备，在技术方案15所述的再生信号处理设备中，上述偏移校正装置具有：从上述过采样相位控制装置的输出信号中检测振幅方向的偏移电平信息的偏移电平检测装置；用于使上述振幅方向的偏移电平信息平滑的偏移电平平滑装置；和从上述多比特的离散信号中减去该偏移电平平滑装置的输出信号而降低偏移成分的偏移电平减法装置。
因此，与现有技术比较，因为能够缩短偏移校正控制回路的延迟时间，所以通过提高偏移校正性能，获得对因缺陷等引起光再生波形的振幅方向偏移电平变动大的场合提高再生极限性能的这一效果。
有关本发明技术方案17的再生信号处理设备，在技术方案16所述的再生信号处理设备中，上述偏移电平检测装置具有：从技术方案6所述的多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置B和极性反转检测装置的各自输出信号中，检测再生信号的中心电平的变动信息的中心电平变动信息检测装置；通过从上述多个再生信号保持装置的输出信号中的相当于上述信道比特时钟1周期的输出信号对极性信息进行累积，检测极性平衡信息的极性平衡运算装置；和通过以规定比率对上述中心电平变动信息和上述极性平衡信息进行相加，检测偏移电平的偏移信息融合装置。
因此，与现有技术比较，因为随着增加了时间方向的信息，振幅方向的偏移电平信息检测精度也提高了，所以获得提高偏移校正性能的这一效果。
有关本发明技术方案18的再生信号处理设备，在技术方案2所述的再生信号处理设备中，上述抖动检测装置具有：从技术方案6所述的多个再生信号保持装置之中的再生信号保持装置B和极性反转检测装置的输出信号中，检测过零位置的振幅方向的绝对值成分的抖动要素检测装置；运算从上述多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置A和C的输出信号到振幅方向的距离的抖动基准周期检测装置；和通过进行上述抖动要素检测装置的输出信号除以所述抖动基准周期检测装置的输出信号，检测抖动成分的绝对抖动成分检测装置。
因此，现有内插生成对抖动成分检测必要的信息，因而不可能精度良好地检测抖动成分，然而本发明中，因为能够直接检测必要的信息，所以抖动成分的检测精度提高了。于是，伺服信号处理的学习精度提高，因而获得再生波形品质稳定的这种效果。
有关本发明技术方案19的光盘设备，使光盘旋转的主轴电机；从上述光盘读出再生信号的光拾取器；处理用该光摄取器读出的再生信号的技术方案1到18任意一项所述的再生信号处理设备；解调在该再生信号处理设备中所处理的信号，施加差错处理的译码电路；控制上述主轴电机和所述光拾取器的伺服控制电路；以及和外部进行数据通信，同时控制各功能块的系统控制器。
因此，在解调光盘媒体上记录的数字数据的时候，采用导入信道比特时钟的N倍(N为2的倍数)频率的过采样时钟，缩短PLL延迟时间的办法，可提高再生极限性能。进而，通过应用一般认为有利于线方向的高记录密度再生的PRML信号处理方式，不仅解调数据品质也改善到现有品质以上，而且因缺陷等脉冲串错误频繁发生的场合，获得也能转换为另外的二值化输出信号的通用性优良的装置，同时因为增加时间方向的信息，进行抖动检测时，有提高其检测精度，获得可使聚焦伺服系统和波形均衡的学习最佳的光盘设备的效果。
倘若采用本发明，因为过采样效果，可能缩短PLL的环路延迟时间，提高相位误差信息的检测精度，对倾斜、噪声、不平衡、以及缺陷等提高再生极限性能。并且，采用根据再生状态，分别使用线方向高密度记录再生有效的PRML信号处理方式解调后的解调二值化信号和因缺陷而发生脉冲串状错误的场合用能稳定再生的电平判别二值化装置解调后的解调二值化信号的办法，可以谋求提高播放能力。进而，因为也提高了作为系统优化指标的抖动检测精度，所以能够实现不依赖于装置离散等的稳定再生功能。
附图说明
图1是表示本发明的技术方案1到技术方案18中所述再生信号处理设备的实施例1的构成框图。
图2是高次等波纹滤波器的频率特性说明图。
图3是表示实施例1的相位决定装置15的结构框图及其各部分信号的时序图。
图4是表示实施例1的过采样相位控制装置8的动作原理及其各部分信号的时序图。
图5是表示实施例1的过采样相位控制装置8的结构框图。
图6是表示实施例1的动作周期变换装置9的结构框图。
图7是表示实施例1的相位同步控制装置10的图，图7(a)是表示其结构框图，图7(b)是表示其相位误差信息的检测原理图。
图8是实施例1的环路滤波器48的结构框图。
图9是表示实施例1的相位同步控制装置10的结构框图。
图10是表示实施例1的数字数据解调装置19的结构(应用例)框图。
图11是表示实施例1的抖动检测装置22的抖动信息检测原理的说明图。
图12是表示实施例1的抖动检测装置22的结构框图。
图13是表示实施例1的偏移校正装置7的结构框图。
图14是表示实施例1的偏移电平检测装置56的结构框图。
图15是表示本发明的技术方案19所述的过采样型光记录再生设备的实施例1的结构框图。
图16是表示实施例1的再生信号处理设备200的其它结构框图。
图17是表示以往的光盘再生装置的结构框图。
图18是表示以往的光盘再生装置的记录数据和各功能块的输出信号波形说明图。
具体实施方式
(实施例1)
该实施例1，在光盘再生的时候，以PLL使信道比特信号与信道比特时钟同步，得到来自信道的再生信号，将其通过用PRML信号处理装置的维特比译码器进行译码得到二值化输出，作为再生时钟，通过利用和信道比特信号同步的过采样时钟，可在短时间内检测相位误差，能提高PLL相位同步引入性能，同时不是转换取样方式，要经常并行得到来自PRML信号处理装置的二值化输出和借助于由构成PLL的相位比较器的输出电平判别的二值化输出的二种二值化输出。
下面，利用图1到图16，说明本发明实施例1的再生信号处理设备和作为具有该设备的光盘设备的过采样型光记录再生设备。
本再生信号处理设备是和本发明的技术方案1到技术方案18相对应的，过采样型光记录再生设备是和技术方案19相对应的，能同时高精度实现PLL(Phase Locked Loop：锁相环)性能的改善、对线方向的高密度纪录再生有利的PRML信号处理、以及发生缺陷等场合成为有利的电平判别处理。
图1表示本发明实施例1的再生信号处理设备200，它主要由前置放大器3、波形均衡装置4、模拟/数字转换器5、偏移校正装置7、过采样相位控制装置8、动作周期变换装置9、相位同步控制装置10、时钟振荡装置11、时钟分频装置13、相位决定装置15、PRML信号处理装置17、电平判别二值化装置18、以及抖动检测装置22而构成。
PRML信号处理装置(第一解调装置)17和电平判别二值化装置(第二解调装置)18构成数字数据解调装置19，从再生信号处理设备200中除去前置放大器3、波形均衡装置4、数字数据解调装置19和抖动检测装置22以外的部分构成PLL100。另外，PLL100除去时钟振荡装置11以外的部分构成过采样相位同步装置102。过采样相位同步装置102内的过采样相位控制装置8和动作周期变换装置9构成相位比较器(Phase Comparator：以下称作PC)101。
在图1中，从光盘媒体(信息记录媒体)1借助于光拾取器等的光再生装置(信息再生装置)2生成光盘再生信号73。以光再生装置2生成后的光盘再生信号73，根据邻接的记录编码图案，在线方向记录密度越高，在高频成分方面，再生信号的振幅衰减将变得越显著，并与光盘再生信号具有的抖动成分的恶化有关。因此，输入再生信号处理设备200的光盘再生信号73，用前置放大器3增强输出振幅以后，通过用波形均衡装置4施行校正使高频带增强，来放大光盘再生信号中高频成分的振幅谋求改善抖动。在这里，波形均衡装置4由可任意设定升高量和截止频率的滤波器构成。该滤波器，例如，也可以是具有如图2的实线所示的频率特性的高次等波纹滤波器等，在该图中，虚线示出的特性是不进行高频升高时的波形均衡装置4的频率特性。
其次，借助于以过采样时钟12作为定时基准把模拟信号转换为数字信号的模拟/数字转换器5，将波形均衡装置4的输出信号转换为多比特的数字信号(多比特的离散信号：下面称作再生数字信号)6。这里，过采样时钟12用时钟振荡装置11生成。即，过采样时钟12是以再生数字信号6为基础，作为和再生相当于写在光盘媒体的数字数据的1信道比特的信号时的与信道比特时钟N倍(N是过采样比，2的倍数)的频率同步的时钟而生成的。
该时钟振荡装置11是，例如，作为控制其振荡频率的信号输入多比特数字信号的结构，具备将其控制用数字信号转换为电压的数字/模拟转换器，同时也可以具备借助于该数字/模拟转换器转换后的电压值，能使振荡频率可变的VCO(Voltage Control Oscillator：压控振荡器)。另外，为了生成与记录于光盘媒体1的记录编码的比特率同步的时钟，借助于时钟分频装置13，把过采样时钟12分频为1/N频率，生成信道比特时钟14。
下面，作为一例，说明过采样比N为N＝4的情况。
在过采样比N为4的情况下，借助于模拟/数字转换器5所转换的再生数字信号6，在相位方向对记录着的数字数据的1信道比特具有4倍的取样信号。于是，在再生数字信号6中，需要有唯一确定哪个相位取样信号是数字数据解调所必要的信号。因而，借助于相位决定装置15，生成唯一确定信道比特时钟14与过采样时钟12的相位关系的相位基准信号16。
在图3中，表示生成相位基准信号16的相位决定装置15结构。该相位决定装置15由边沿生成装置24、基准标志发生装置28、和基准标记延迟装置32构成。还有，图3中说明的电路结构只不过是基本性的一例，在生成相位基准信号16上，也可以是应用了该电路结构的装置。
首先，在边沿生成装置24，借助于使输入信号和信道比特时钟14同步并延迟1个时钟量后输出的移位寄存器B25(图3中以Z-1表示)和使该移位寄存器B25的输出信号反转作为时钟输入到移位寄存器B25的反相器26(图3中以INV表示)生成周期信号27。该周期信号27就如图3所示把信道比特时钟分频为二。
其次，在基准标志发生装置28，借助于使周期信号27和过采样时钟12同步并延迟1个时钟量后输出的移位寄存器A29A和将该移位寄存器A29A的输出信号与周期信号27进行比较，当其一致时输出为“0”，不一致时为“1”的这种“异或”电路(图3中记为EXOR)30生成基准标记31。该基准标 记31是在基准标记延迟装置32中，借助于由两级移位寄存器A29B和移位寄存器A29C构成的移位寄存器施行延迟处理，以使过采样时钟12与信道比特时钟14之间的数据倒换时间变成最小的定时输出相位基准信号16。
接着，通过把用过采样时钟12取样的再生数字信号6输入到偏移校正装置7，求出再生数字信号6的波形中心，校正再生数字信号6内含有的振幅方向偏移成分。关于偏移校正装置7的详细动作在后将作说明。
另一方面，为了实现数字数据的解调，需要从再生数字信号6，生成与其含有的时钟成分的频率相位同步的过采样时钟12和信道比特时钟14。为实现它，从偏移校正装置7的输出信号中正确地抽出相位误差信息，借助于平滑化等的滤波处理将该相位误差信息转换为相位控制信号，需要构成控制时钟振荡装置11的PLL(Phase Locked Loop)，使得此相位误差信息近似等于零。
该PLL(相位同步环路)100是使光盘媒体1上所记录的数字信号的信道比特时钟和具有其4倍频率的过采样时钟相位同步的环路，假设模拟/数字转换器5→偏移校正装置7→过采样相位控制装置8→动作周期变换装置9→相位同步控制装置10→时钟振荡装置11→模拟/数字转换器5为主控制环路，因而设定过采样相位控制装置8→动作周期变换装置9→相位同步控制装置10→时钟振荡装置11→时钟分频装置13→相位决定装置15→过采样相位控制装置8为辅控制环路。另外，相位同步控制装置10在其内部具有低通滤波器(平滑滤波器)。
首先，用该PLL100的过采样相位控制装置8，从偏移校正装置7的输出信号中，以与过采样时钟12同步后的定时，检测图4的取样信号“○”当中，表示“A0”与“B0”、和“D0”与“E0”出现的极性变化的位置的过零位置信息和抽出相当于取样信号“●”当中，与“A2”和“D2”相当的相位误差信息的基准信息以后，以相位基准信号16的定时如再生保持输出A、B、C那样保持这些信息。
在这里，PRML信号处理装置17、电平判别二值化装置18、和相位同步控制装置10进行处理的时候，不意味着按过采样时钟进行，因而将这些过采样相位控制装置8内部保持的信号借助于动作周期变换装置9，从和过采样时钟同步后的信号，转换为和信道比特时钟14同步的信号。该转换相当于进行4分频。把该转换后的信号，或者，过采样相位控制装置8的输出信号作为基础，借助于相位同步控制装置10抽出相位误差信息以后施加滤波处理，生成用于控制时钟振荡装置11的相位同步控制用的相位控制信号。以该相位控制信号为基础，通过从时钟振荡装置11将和再生数字信号6同步的过采样时钟12供给模拟/数字转换器5，构成可以相位同步引入的PLL100。
在图5中，示出过采样相位控制装置8的结构。另外，图5中说明的电路结构是一个例子，在实现设备时，也可以是应用了该电路结构的装置。
在该过采样相位控制装置8中，以与过采样时钟12同步后的定时，借助于再生信号延迟装置C33、再生信号延迟装置34、再生信号延迟装置B35、再生信号延迟装置36、再生信号延迟装置A37的顺序互相串联连接的延迟装置33到37，对各自每1时钟顺序延迟并保持偏移校正装置7的输出信号。再生信号延迟装置C33、再生信号延迟装置B35、再生信号延迟装置A37的信号，例如，作为如图4所示的偏移校正装置7的输出信号的各种延迟信号而被表示。
而且，以作为相位决定装置15输出信号的相位基准信号16的定时，把再生信号延迟装置C33的输出信号保持在再生信号保持装置C38中，生成再生信号保持输出C。同样，把再生信号延迟装置B35的输出信号保持在再生信号保持装置B39中，生成再生信号保持输出B。把再生信号延迟装置A37的输出信号保持在再生信号保持装置A40中，生成再生信号保持输出A。再生信号保持输出C和再生信号保持输出B及再生信号保持输出A，如图4所示，是与信道比特时钟14以相同周期变化的信号。再生信号保持输出C保持作为“A0”、“B0”、“C0”、“D0”、“E0”的相位“0”信号的“○”的取样信号，再生信号保持输出B保持作为“A2”、“B2”、“C2”、“D2”、“E2”的相位“π”信号的“●”的取样信号，再生信号保持输出A就保持再生信号保持输出C的1信道比特时钟部分延迟后的信号。“□”是相位为“π/2”和“3π/2”位置的信号。
根据该关系解调数字数据的场合，再生信号保持输出A和C适合于电平判别方式，所谓电平判别方式，在成为脉冲串状错误主要原因的缺陷等存在的场合以有利的、任意的电平进行二值化判别，再生信号保持输出B适合于对线方向高密度记录再生有利的PRML信号处理方式。并且通过进行过采样，这些再生信号保持输出A和再生信号保持输出B，同样由过采样时钟得到作为取样的信号，所以不用转换取样方式，就能够同时得到按照PRML信号处理方式产生的二值化信号和按照电平判别方式产生的二值化信号。
其次，借助于图5的极性反转检测装置41，比较再生信号延迟装置A37输出的极性信号与再生信号延迟装置C33输出的极性信号，两者极性不同的场合，输出表示过零位置的标记。用该标记检测图4中的“A0”与“B0”的极性反转、和“D0”与“E0”的极性反转。除该方法以外，也有借助于“A1”与“A3”、“D1”与“D3”检测极性反转等方式，可以考虑噪声容限和不平衡特性来选择其检测方式。以相位基准信号16的定时，借助于极性反转信息保持装置42保持该标记，生成过零位置信息A。如图4所示，过零位置信息A是和信道比特时钟14相同周期变化的信号。
另外，在作为4倍过采样系统的情况下，再生信号保持输出A和再生信号保持输出C的周期，隔开相当于作为信道比特时钟14的1周期的2π(π为圆周率)。而且，再生信号保持输出B，反映位于再生信号保持输出A和再生信号保持输出C的各自相距相位仅为π的中间的再生信号。该再生信号保持输出B为检测相位误差信息之际的基准信号。通过应用本结构，在不损害再生数字信号6的信息的情况下，就能在短时间且以最大情度抽出相位误差信息。
在图6中，示出动作周期变换装置9的结构。借助于该动作周期变换装置9使过采样后的频率回到和原来的信道比特频率相同的频率。这是因为，在动作周期变换装置9的后级的PRML信号处理装置17和电平判别二值化装置18中，如果不是原来的信道比特频率，就不意味着进行滤波和二值化判别。另外，图6中说明的电路结构是一个例子，实现装置的时候，也可以是应用该电路结构的装置。
在该动作周期变换装置9中，借助于将输入信号转换为与信道比特时钟14同步后的定时动作的信号的移位寄存器43A，把图5中所示的作为过采样相位控制装置8输出信号的过零位置信息A转换为过零位置转换输出。即，由于移位寄存器43A在每次输入信道比特时钟14的上升沿的时候将向移位寄存器43A的输入(过零位置信息A)作为输出信号(过零位置转换输出)进行输出，接着通过直到输入信道比特时钟14的上升沿为止保持输出信号，能够得到和信道比特时钟14同步的过零位置转换输出。同样，分别借助于移位寄存器43B把再生信号保持输出A转换为再生信号转换输出A(第二数字数据)，借助于移位寄存器43C把再生信号保持输出B转换为再生信号转换输出B(第一数字数据)，借助于移位寄存器43D把再生信号保持输出C转换为再生信号转换输出C(第三数字数据)。然后，PRML信号处理装置17对该再生信号转换输出B进行解调动作，电平判别二值化装置18对再生信号转换输出A或再生信号转换输出C进行解调动作。
如以上那样，应用图3到图6所示结构的话，在把和过采样时钟12同步变化的信号转换为和信道比特时钟14同步变化的信号的情况下，没有白费时间，另外，因为是只给需要过采样时钟的地方供给过采样时钟，所以可把随着电路高速 化的电路面积增大降到最小限度内，能够构成转换效率最佳的系统。另外，就相位同步控制装置10而言，和信道比特时钟同步动作，因而内部平滑滤波器和下一级时钟振荡装置的构成将变得容易。
在图7，示出相位同步控制装置10的结构。另外，图7中说明的电路结构为其例子，实现装置的时候，可以是应用了该电路结构的装置。
相位同步控制装置10是以与信道比特时钟14同步的定时动作的，在该相位同步控制装置10中，借助于在相位误差信息检测装置44的转换装置45，在图6所示的作为动作周期变换装置9的输出信号的再生信号转换输出C的极性是“正”的情况下，如图7(a)所示，选择从用于使再生信号转换输出B的极性反转的极性反转装置46输出的信号，再生信号转换输出C的极性是“负”的情况下，选择再生信号转换输出B本身。该再生信号转换输出B用图7(b)的黑圆“●”来表示。
其次，借助相位误差检测装置44的屏蔽处理装置47，用过零位置转换输出，判断为过零位置，即极性反转了，仅在该光再生波形为上升沿或下降沿的场合，输出转换装置45的输出信号作为相位误差信息。所得到的相位误差信息由图7(b)中的“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”表示。这里，在该下降边的“P2”和“P4”，借助于转换装置45，选择极性反转装置46的输出信息。
相位同步控制装置10是这样使用检测的相位误差信息，由环路滤波器48实施滤波处理，生成相位控制信号的。
这里，环路滤波器48也可以是如图8所示那样的有源滤波器的构成。在该环路滤波器48中，把相位误差信息输入到增益调整装置49A和增益调整装置49B，分别调整比例项一侧和积分项一侧的增益。然后，把增益调整装置49B的输出信号输入到积分装置50，进行积分处理。用混频装置51将该积分装置50和增益调整装置49A的输出信号相加。最后是，通过增益调整装置49C，使混频装置51的输出信号为生成相位控制信号的这种结构。
另外，相位同步控制装置10也可以是图9所示那样的构成。下面，虽然说明该电路的动作，但是该电路只是一个例子，并不限于该结构。
该相位同步控制装置10是，以过采样相位控制装置8的输出信号为基础，用过零位置检测装置52检测过零位置信息，借助于相位误差检测装置44，以过零位置信息和过采样相位控制装置8的输出信号为基础检测相 位误差信息。接着，利用检测出的相位误差信息，通过环路滤波器48施加滤波处理，生成相位控制信号的。
另一方面，以动作周期变换装置9的输出信号为基础，通过利用意图性附加的编码间干涉，借助同时兼有推测似然的数据系列装置的PRML信号处理装置17，和用可以取得 输出信号具有的符号平衡的中心电平进行二值化并进行解调的电平判别二值化装置18的数字数据解调装置19，解调光盘媒体上记录的数字信号。PRML信号处理装置17输出解调二值化信号A20，同时电平判别二值化装置18输出解调二值化信号B21。因此，例如在光盘上带有擦痕和黑点等损伤的区域，使用对损伤强的解调二值化信号B21，除此以外的区域使用解调二值化信号A20等，根据使用情况，就可实时分别使用二种解调二值化信号，能够获得高品质的二值化判别输出。
更详细点说，PRML信号处理，在用高次局部响应特性的场合，将其离散信号如图18下段所示，数字均衡为多个电平，从这些多个电平的推移状态选择似然系列，执行进行解调的最佳解调。这样，对意图性的发生波形间相干涉的局部响应特性进行均衡化之后，进行信号的判别，所以可对信号品质恶化、SN比低的再生信号和波形间相干涉发生的倾斜恶化进行高性能的解调。但是，这种多电平分布随着因损伤而发生振幅变动，如果正确地判定是不可能的状态一直继续的话，就有选择错误系列发生解调差错这样的性质。另一方面，电平判别因为是对图18的中段所示的离散信号判定正负极性并加以解调的，和PRML信号处理比较对线方向波形间相干涉的解调性能恶化，然而有难以受到振幅变动影响的这种性质。所以，设置检测因损伤等引起再生信号异常的装置通过转换PRML信号处理和电平判别，就可以提高解调性能。
这是，例如通过把数字数据解调装置19作成如图10所示的这种结构而实现的。在图10中，解调数据转换装置19A根据再生信号的状态或后级的纠错结果的信息，把选择PRML信号处理装置17输出的解调数据或电平判别二值化装置18输出的解调数据之一的信号输出到选择装置19B。作为后段的纠错结果，例如可使用来自后述的图15中所示的译码电路202的输出信号212。
其次说明解调数据转换装置19A的转换条件。解调数据转换装置19A比较模拟/数字转换器5输出信号的峰值电平与谷值电平的电平差，当电平差大于规定值时，判断为发生由损伤、污秽和不平衡引起的振幅变动，就指示选择装置19B，使其选择电平判别二值化装置18输出解调数据。或者，分别监视模拟·数字转换器5的峰值电平与谷值电平，例如用后段的译码电路(参照图15)，在判定为长标记的区间，发生了峰值电平或谷值电平变动的场合，判断为因高速记录等光盘媒体上的形成凹痕为不充分，就指示选择装置19B，使其选择电平判别二值化装置18输出的解调数据。或者，选择装置19B选择PRML信号处理装置17输出的解调数据时，在后段的译码电路中用记录代码译码器发生脉冲串状译码错误的场合，判断为发生振幅变动，就指示选择装置19B，使其选择电平判别二值化装置18输出解调数据。或者，在后段的译码电路中用记录代码译码器，译码错误在超过规定次数的情况下，或纠错进行了大于等于规定次数的情况下，进行指示，以便选择不是现在选择的解调数据的其它解调数据。
另一方面，电平判别二值化装置18也可以是如下表示的结构。也就是，对动作周期变换装置9(构成PLL100的PC101的一部分)的再生信号转换输出C，在其为正的场合输出“0”，为负的场合输出“1”作为解调二值化信号B21。此时，为了和解调二值化信号A20的解调定时一致，用移位寄存器使解调二值化信号B21延迟是有效的。因此，以哪种定时转换，也不会损害解调数据的连续性，所以转换并再生解调二值化信号A20和解调二值化信号B21的场合下，不会发生解调数据损失。并且，电平判别二值化装置18也要这样构成，以便对动作周期变换装置9的再生信号转换输出A，在其为正的场合输出“0”，为负的场合输出“1”作为解调二值化信号B21。
借助于上述的数字数据解调装置19，现有选定PRML信号处理装置作为解调装置的场合，如果不转换取样方式，对于不能由电平判别二值化装置18生成精度良好解调数据，在本发明中，通过进行过采样的办法，在各自的装置对必要的信号同时进行取样，得到以最大精度同时输出，所以可以不依赖于光盘媒体的种类、转速、再生方式，能够构筑系统加以运用。特别是，按照再生状态，通过实时地分别使用由在线方向的高密度记录再生方面有效的PRML信号处理方式解调后的解调二值化信号A20，和因缺陷等发生脉冲串状错误的场合用可稳定再生的电平判别二值化装置18解调后的解调二值化信号B21，可谋求对各种盘的再生能力，所谓播放能力的提高。
并且，在本系统中，用图1中所示的抖动检测装置22，就能抽出高精度的抖动信息23。下面，用图11，说明高精度的抖动检测原理。
首先，利用作为动作周期变换装置9的输出信 号的再生信号转换输出A、再生信号转换输出B、再生信号转换输出C、以及过零位置转换输出作为输入信号，用过零位置转换输出把再生信号转换输出B判别为过零位置的场合，计算再生信号转换输出C与再生信号转换输出A的差分绝对值。其结果，计算图10中所示的瞬时倾斜成分。这在光再生信号的中心电平近旁有线性的场合，如果对时间方向射影的话，就相当于信道比特周期。把这时来自再生信号转换输出B的零电平的振幅方向的距离的绝对值作为瞬时振幅抖动信息的场合，如果把该信号对时间方向射影，就相当于瞬时时间抖动信息。因此导出以下的关系。另外，记号“| |”表示绝对值。
|瞬时时间抖动信息|/|信道比特周期|
           ＝|瞬时时间抖动信息|/|瞬时斜度|
所以，在过零位置的抖动信息可由以下关系算出。
|再生信号转换输出B|/|(再生信号转换输出C)-
           (再生信号转换输出A)|
这里抽出的每个过零抖动信息，通过平滑化处理，就能够抽出高精度的抖动信息。
从而，该图1的抖动检测装置22也可以构成，例如如图12所示，作为具有：从图5的再生信号保持装置B39输出信号和极性反转信息保持装置42的输出信号中检测在过零位置的振幅方向绝对值成分的抖动要素检测装置22A；从再生信号保持装置A40的输出信号和再生信号保持装置C38的输出信号运算振幅方向距离的抖动基准周期检测装置22B；以及通过上述抖动要素检测装置22A的输出信号除以上述抖动基准周期检测装置22B的输出信号，检测抖动成分的绝对抖动成分检测装置22C的结构。
另外，上述的偏移校正装置7也可以是如图13所示的结构。下面，说明该电路的动作，然而该电路为一个例子，并不限于该电路。
在该偏移校正装置7中，根据动作周期变换装置9的输出信号，借助于偏移电平检测装置56，检测振幅方向的偏移电平信息，借助于偏移电平平滑化装置57使振幅方向的偏移电平信息平滑化。接着，用减法装置58，从再生数字信号6中减去平滑化后的振幅方向偏移电平信息，可以降低再生数字信号6中含有的振幅方向偏移成分。
在这里，偏移电平检测装置56也可以是如图14所示的装置。说明该电路的动作，然而该电路为一个例子，并不限于该电路。
在偏移电平检测装置56中，借助于中心电平变动信息检测装置59，将图6中所示的过零位置转换输出判断为过零位置的场合的再生信号转换输出B作为中心电平的变动信息进行输出，借助于极性平衡运算装置60，再生信号转换输出A和再生信号转换输出C的极性为正的场合加上“1”，负的场合加上-1，累积这些信息。这时，累积信号成为表示偏移校正装置7输出信号的编码性的极性平衡的信息，因而以该信息为基础也能抽出对编码性的中心电平的偏移信息。接着，借助于偏移信息融合装置61，将这些中心电平变动信息和编码性的极性平衡信息以任意比率相加，生成偏移电平信息。在这里，为了提高精度，极性平衡运算装置60在1周期信道比特时钟14内，按和过采样时钟12同步的定时累积所得到的再生信号保持装置的极性也行。
这样，具有图1到图14所示结构的再生信号处理设备，用和信道比特频率同步的过采样时钟作为基准的多比特离散信号构成PLL，因而PRML信号处理装置的结构得以简单化，同时能够抑制控制回路延迟时间的增大，能够抑制相位同步引入性能的恶化。因此，可发挥PRML信号处理方式的有效性，即使对再生信号品质原本不良的光盘的场合和倾斜恶化，也能稳定的再生。并且，因为过采样时钟供给端只限于必要的地方，所以能够抑制电路规模和电力消耗增大。
另外，由于同时获得对光盘的线方向高密度再生有效的PRML信号处理方式和对因缺陷等而发生的脉冲串错误也能稳定再生的电平判别方式的信号，所以能够检测光盘的状态并瞬时转换为最佳再生方式。
进而，由于使用过采样时钟，增加时间方向的信息，可提高对抖动的检测精度。
图15表示具有该再生信号处理设备200的过采样型光记录再生设备的结构，在图中，将从光拾取器201(相当于图1的光再生装置2)输入的光盘再生信号210输入到再生信号处理设备200。再生信号处理设备200具有图1中所示的结构，并输出二值化数据211(相当于图1的20和21)。译码电路202解调将二值化数据211，取出光盘媒体1上所记录的数据213，同时把译码信息和纠错信息212输送到再生信号处理设备200。系统控制器203是与计算机等外部设备通信和数据进行交换的同时，进行各块的控制，向外部装置输出由译码电路202解调后的光盘上所记录的信号213，同时接收来自外部设备要写入光盘的信号。另外，由控制信号208控制再生信号处理设备200、译码电路202和伺服控制电路204。再生信号处理设备200按照该控制信号208进行PRML信号处理方式和电平判别方式之一的解调。另外，伺服控制电路204按照控制信号208进行使光拾取器201和光盘转动的主轴电机205的伺服控制。
这样，在图15的过采样型光记录再生设备中，作为其再生信号处理设备200，因为采用具有图1到图14的结构，所以再生信号处理设备200的电路规模和耗电小，获得高品位的再生信号，而且因为同时获得PRML信号处理方式和电平判别方式的两种方式作为其再生信号，所以能够根据系统控制器的控制来选择最佳再生信号。并且，因为增加时间方向的信息量，所以对抖动的检测精度高，能抑制聚焦伺服系统和波形恶化的截止频率或升高量的学习不收敛于最佳值的情况，能够抑制再生性能的恶化。
这样，按照本实施例1，解调光盘媒体上记录的数字数据时，导入信道比特时钟N倍(N为2的倍数)的频率的过采样时钟，进行模拟数字转换，因而可缩短PLL的延迟时间，对于由对光盘媒体记录面的垂直轴与激光进入轴的角度所定义的倾斜引起的再生波形品质恶化、信噪比恶化条件下的再生、再生波形的上下为非对称的不平衡、以及取决于光盘表面上的损伤、污秽、指纹等缺陷的局部性再生特性的恶化，首先能防止相位同步引入控制破绽，能够充分发挥PRML信号处理方式的有效性，可提高再生极限性能。
另外，通过应用有利于线方向高记录密度再生的PRML信号处理方式，不仅解调数据品质也比以往得到改善，而且也同时获得实行电平判别方式所必须的信号，所述电平判别方式是用过采样法电平判别构成PLL的相位比较器输出，因而在由于缺陷等频繁发生脉冲串错误的场合，也能实时地转换成对构成PLL的相位比较器输出进行电平判别的电平判别方式输出信号，获得通用性优良的再生信号处理设备以及安装它的光盘记录再生装置。
并且，过采样时钟只在需要的地方使用过采样时钟，除此以外的地方设法使用通过动作周期转换装置转换后的低速时钟，因而能够将随时钟高速化而增大的电路规模降低到最小限度。
进而，因为增加时间方向的信息量，所以提高对抖动的检测精度，也能优化聚焦伺服和波形均衡的学习。
还有，在上述实施例1中，虽然示出了应用于光盘记录再生装置，但是也可以用于再生专用光盘设备、磁盘设备等的再生系统。
另外，虽然用PRML信号处理方式和电平判别方式获得二种二值化信号，但是用电平判别方式以外的方式获得二值化信号也行。
并且，虽然以使偏移校正装置7包括在PLL100的情况为例做了说明，但是如图16所示PLL不包括偏移校正装置，使模拟/数字转换器5的输出信号直接输入过采样相位控制装置8也能实现。这时，偏移校正装置也可以用模拟/数字转换器5对取样前的模拟信号进行偏移校正。
另外，如图7(a)所示，不是把过零位置检测装置装到相位同步控制装置10内，而是在过采样相位控制装置8内设置相当于过零位置检测装置的极性判定检测装置和极性反转信息保持装置，然而也可以在其它电路块内设置这些装置，设在相位同步控制装置10内部也行。
另外，过零位置检测装置，也可以用极性判定检测装置和极性反转信息保持装置以外的装置来实现。
如上面一样，本发明所涉及的再生信号处理设备和光盘设备，通过使用和信道比特信号同步的过采样时钟作为再生时钟，可缩短PLL的延迟时间，不仅把有利于线方向高记录密度再生的PRML信号处理方式输出信号改善到现有以上水平，而且使之经常获得用PRML信号处理方式和电平判别方式的两种二值化信号，可根据需要加以转换使用，在实现提高光盘设备的播放能力方面是有用的。

Claims (19)

1.一种再生信号处理设备，其特征在于包括：
把用信息再生装置将信息记录媒体上所记录的数字信号读出后得到的再生波形，用和相当于该数字信号的信道比特时钟频率N倍(N为大于等于2的2的倍数)的频率同步的过采样时钟转换为多比特的离散信号，由该多比特的离散信号生成和上述信道比特时钟频率同步的相互相位不同的第一、第二、第三数字数据的过采样相位同步装置；以及
具有解调上述第一数字数据的第一解调装置和解调上述第二数字数据或上述第三数字数据的第二解调装置的数字数据解调装置。
2.一种再生信号处理设备，其特征在于包括：
把用信息再生装置将信息记录媒体上所记录的数字信号读出后得到的再生波形，用和相当于该数字信号的信道比特时钟频率N倍(N为大于等于2的2的倍数)的频率同步的过采样时钟转换为多比特的离散信号，由该多比特的离散信号生成和上述信道比特时钟频率同步的相互相位不同的第一、第二、第三数字数据的过采样相位同步装置；以及
用上述第一、第二、第三数字数据，检测上述再生波形的抖动成分的抖动检测装置。
3.根据权利要求1或2所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述过采样相位同步装置具备：
以上述过采样时钟把上述再生波形转换为上述多比特的离散信号的模拟/数字转换装置；
通过对上述过采样时钟进行N分频生成信道比特时钟的时钟分频装置；
用于使上述信道比特时钟和上述过采样时钟的相位关系唯一确定的相位决定装置；
用于基于该相位决定装置的输出信号，把上述模拟/数字转换装置的输出信号转换为解调前处理信号和控制信号的过采样相位控制装置；
把和上述过采样时钟同步输出的从上述过采样相位控制装置输出的输出信号，转换为和上述信道比特时钟同步动作的信号的动作周期转换装置；以及
和上述信道比特时钟同步动作，从上述动作周期转换装置输出中检测相位误差信息，调制由时钟振荡装置生成的该过采样时钟使得该相位误差信息接近零的相位同步控制装置。
4.根据权利要求3所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述相位决定装置具有：
为检测上述信道比特时钟的上升沿或者下降沿的某一个，生成必要的信号的边沿生成装置；
以和上述过采样时钟同步的定时，对由该边沿生成装置所输出的信号，生成基准标记的基准标记发生装置；以及
使该基准标记只延迟该过采样时钟的任意的时钟量，生成用于唯一确定上述信道比特时钟与上述过采样时钟的相位关系的相位基准信号的基准标记延迟装置。
5.根据权利要求3所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述过采样相位控制装置具有：
以和上述过采样时钟同步的定时，对上述模拟/数字变换装置的输出信号逐一个时钟地进行延迟并保持的多个再生信号延迟装置；
以借助于上述相位决定装置所生成的相位基准信号的定时，保持该多个再生信号延迟装置的输出信号的多个再生信号保持装置；
对于该多个再生信号延迟装置的输出信号中的规定的2个输出信号，判断极性是否反转的极性反转检测装置；以及
以该相位基准信号的定时保持该极性反转检测装置的输出信号的极性反转信息保持装置。
6.根据权利要求5所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述多个再生信号延迟装置具有：
输出再生信号的再生信号延迟装置A，所述再生信号的相位位于仅从用周期用2π(π为圆周率)表示的上述信道比特时钟的基准相位离开规定相位量的位置；输出再生信号的再生信号延迟装置C，所述再生信号的相位位于仅从该再生信号延迟装置A离开2π的位置；输出再生信号的再生信号延迟装置B，所述再生信号的相位位于上述再生信号延迟装置A和上述再生信号延迟装置C的中间，并且仅从该再生信号延迟装置A离开π相位的位置，
上述多个再生信号保持装置具有：
以上述相位基准信号的定时分别保持上述再生信号延迟装置A、B、C的输出信号的再生信号保持装置A、B、C；
上述极性反转检测装置是基于所述多个再生信号延迟装置中的再生信号延迟装置A和C的输出信号，判断极性是否反转的装置；
用于从上述过采样相位控制装置的输出中检测相位误差信息的基本信号，由上述再生信号保持装置B输出。
7.根据权利要求6所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述再生信号延迟装置A在所述多个再生信号延迟装置之中，输出与以周期2π(π为圆周率)表示的上述信道比特时钟的相位零相当的再生信号，
上述再生信号延迟装置C在上述多个再生信号延迟装置之中，输出与该信道比特时钟的相位2π相当的再生信号，
上述再生信号延迟装置B在上述多个再生信号延迟装置之中，输出与该信道比特时钟的相位π相当的再生信号。
8.根据权利要求3所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述相位同步控制装置具有：
检测上述过采样相位控制装置的输出信号的过零位置信息的过零位置检测装置；
用于检测上述过零位置信息与上述过采样相位控制装置输出信号的相位误差信息的相位误差信息检测装置；和
用于使该相位误差信息平滑的环路滤波器，
并和上述过采样时钟的周期同步地动作。
9.根据权利要求8所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述相位误差信息检测装置，在借助于权利要求6所述的极性反转检测装置，判断为上述多个再生信号延迟装置中的再生信号延迟装置A和C的输出信号极性反转了，同时检测出了上述光再生波形的上升沿或下降沿的情况下，控制上述多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置B的输出信号的极性，作为相位误差信息进行检测。
10.根据权利要求2所述的再生信号处理设备，其特征在于还包括：
解调上述第一数字数据的第一解调装置，和
解调上述第二数字数据或上述第三数字数据的第二解调装置构成的数字数据解调装置。
11.根据权利要求1或10所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述数字数据解调装置分别具有：
作为上述第一解调装置，对上述动作周期转换装置的输出信号，利用意图性附加的编码间干涉，推测似然数据系列的PRML(Partial Response MaximumLikelihood)信号处理装置，
作为上述第二解调装置，基于可以取得有上述动作周期转换装置输出信号的符号平衡的中心电平，使该输出信号二值化并进行数字数据解调的电平判别二值化装置，
同时和所述信道比特时钟同步地动作。
12.根据权利要求11所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述PRML信号处理装置是对用上述动作周期转换装置把权利要求6所述的再生信号保持装置B的输出信号转换动作周期后的信号进行数据解调的装置。
13.根据权利要求11所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述电平判别二值化装置是，对用上述动作周期转换装置转换按照权利要求6所述的再生信号保持装置A或C的输出信号的某一个的动作周期后的二值化前处理信号进行数据解调的装置。
14.根据权利要求1或10所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述数字数据解调装置还具备：
解调数据转换装置和选择装置，
上述选择装置借助于上述解调数据转换装置的选择信号，选择上述第一解调装置或上述第二解调装置的某一个的输出信号作为解调数据输出。
15.根据权利要求3所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述过采样相位同步装置还具备：
从上述多比特的离散信号减去振幅方向的偏移成分，向上述过采样相位控制装置输出的偏移校正装置。
16.根据权利要求15所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述偏移校正装置具有：
从上述过采样相位控制装置的输出信号中检测振幅方向的偏移电平信息的偏移电平检测装置；
用于使上述振幅方向的偏移电平信息平滑的偏移电平平滑装置；和
从上述多比特的离散信号中减去该偏移电平平滑装置的输出信号而降低偏移成分的偏移电平减法装置。
17.根据权利要求16所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述偏移电平检测装置具有：
从权利要求6所述的多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置B和极性反转检测装置的各自输出信号中，检测再生信号的中心电平的变动信息的中心电平变动信息检测装置；
通过从上述多个再生信号保持装置的输出信号中的相当于上述信道比特时钟1周期的输出信号对极性信息进行累积，检测极性平衡信息的极性平衡运算装置；和
通过以规定比率对上述中心电平变动信息和上述极性平衡信息进行相加，检测偏移电平的偏移信息融合装置。
18.根据权利要求2所述的再生信号处理设备，其特征在于：
上述抖动检测装置具有：
从权利要求6所述的多个再生信号保持装置之中的再生信号保持装置B和极性反转检测装置的输出信号中，检测过零位置的振幅方向的绝对值成分的抖动要素检测装置；
运算从上述多个再生信号保持装置中的再生信号保持装置A和C的输出信号到振幅方向的距离的抖动基准周期检测装置；和
通过进行上述抖动要素检测装置的输出信号除以所述抖动基准周期检测装置的输出信号，检测抖动成分的绝对抖动成分检测装置。
19.一种光盘设备具备，其特征在于包括：
使光盘旋转的主轴电机；
从上述光盘读出再生信号的光拾取器；
处理用该光摄取器读出的再生信号的权利要求1到18任意一项所述的再生信号处理设备；
解调在该再生信号处理设备中所处理的信号，施加差错处理的译码电路；
控制上述主轴电机和所述光拾取器的伺服控制电路；以及
和外部进行数据通信，同时控制各功能块的系统控制器。
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