CN1877731A - 锁相环电路中的频率检测器及频率误差检测方法 - Google Patents

Abstract

一种实现在锁相环(PLL)电路中高速检测频率误差的方法的频率检测器，包括：行程信号检测单元，在频率检测周期中基于预定的行程信号的分布密度，从采样的射频(RF)信号检测行程信号；计数器单元，包括至少一个在频率检测周期中对检测的行程信号计数的计数器；边沿计数器，通过对经过的采样射频信号的边沿计数来控制频率检测周期；以及频率误差生成单元，利用从所述至少一个计数器输出的计数结果和预定参考值，在频率检测周期中生成频率误差。

Description

锁相环电路中的频率检测器及频率误差检测方法

本申请要求于2005年6月10日在韩国知识产权局提交的第2005-49696号韩国专利申请的利益，该申请完全公开于此以资参考。

                         技术领域

本发明的方面涉及锁相环(下文称作“PLL”)电路中的频率检测器和一种频率误差检测方法，更具体地说，涉及一种在光盘再现系统中高速检测频率误差的频率检测器和方法。

                         背景技术

光盘再现系统从诸如致密光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘(BD)或高清晰度(HD)-DVD的光盘再现数据。光盘再现系统需要与射频(RF)信号同步的采样时钟(或位时钟)从光盘再现RF信号。在光盘再现系统中，由PLL电路生成采样时钟。

PLL电路生成频率误差以控制PLL电路的被控振荡器的振荡频率。由PLL电路的频率检测器生成的频率误差是从PLL电路输出的当前采样时钟的频率和目标频率之间的差。

图1示出了安装在PLL电路中的传统频率检测器。参照图1，该传统频率检测器包括：最大行程(run-length)检测器101、边沿计数器102、缓冲器103、第一比较器104_1和第二比较器104_2、加法器105、以及多路复用器106。当接收采样的RF信号时，最大行程检测器101检测最大行程标记。从安装在PLL电路中的模数转换器(ADC)(未示出)接收所述采样的RF信号。

如图2中所示，采样的RF信号具有块序列，每一块都具有固定的长度。图2是所述块序列的图。参照图2，利用同步模式构造每一块的头部。所述同步模式包括至少一个最大行程标记。图1的最大行程检测器101从所述同步模式检测最大行程标记。边沿计数器102对经过的采样RF信号的边沿(上升沿和下降沿)计数以控制频率检测周期。因此，在边沿计数器102中设置一个预定值以便频率检测周期具有至少一个同步模式。

当计数结果达到预定值时，边沿计数器102将正脉冲提供给最大行程检测器101、缓冲器103、以及多路复用器106。然后，最大行程检测器101被清除以开始在随后的频率检测周期中检测最大行程。缓冲器103从最大行程检测器101加载最大行程，以及从边沿计数器102加载正脉冲。

第一比较器104_1和第二比较器104_2比较预定的行程和加载到缓冲器103中的最大行程。当加载到缓冲器103中的最大行程大于预定的行程时，第一比较器104_1输出“-1”，相反则输出“0”。当加载的最大行程小于预定的行程时，第二比较器104_2输出“+1”，相反则输出“0”。所述预定行程是最大行程。

当采样的RF信号的采样时钟频率大于目标频率时，加载到缓冲器103中的最大行程大于预定的行程。这时，加法器105输出“-1”。当采样的RF信号的采样时钟频率小于目标频率时，加载到缓冲器103中的最大行程小于预定行程。这时，加法器105输出“+1”。如果加载到缓冲器103中的最大行程等于预定行程，则加法器105输出“0”。当从边沿计数器102接收到正脉冲时，多路复用器106将加法器105的输出作为频率误差输出。

如上所述，图1中示出的频率检测器从同步模式检测最大行程标记并生成频率误差。然而，最大行程并不被经常检测。例如，可以从图2中示出的每一块检测一个或两个最大行程标记。因此，必须如下设置由边沿计数器102控制的频率检测周期：在该周期中至少检测能到一个最大行程标记。因此，当利用图1的频率检测器时，在减少频率误差检测周期上存在缺陷，从而导致不能高速检测频率误差。

此外，噪声或码间串扰(ISI)可能会影响最大行程。因此，在信噪比(SNR)低和/或码间串扰(ISI)高的环境中，图1的频率检测器的性能会降低。因此，当在诸如SNR低以及ISI高的高密光盘再现系统的设备中利用具有图1的频率检测器的PLL电路时，该频率检测器的性能不佳。

                          发明内容

本发明的方面在于提供一种在PLL电路中高速检测频率误差的频率检测器以及方法。

本发明的方面提供一种PLL电路中的频率检测器以及一种频率误差检测方法，即使在信噪比(SNR)低和码间串扰(ISI)高的环境中，所述频率检测器和频率误差检测方法也能精确地检测频率误差。

根据本发明的一个方面，一种光盘再现系统的频率检测器，包括：行程信号检测单元，基于预测的行程信号的分布密度，在频率检测周期中从采样的射频信号检测行程信号；计数器单元，至少包括一个在频率检测周期中对检测的行程信号计数的计数器；边沿计数器，通过对经过的采样的射频信号的边沿计数来控制频率检测周期；以及频率误差生成单元，利用从所述至少一个计数器输出的计数结果和预定的参考值，在频率检测周期中生成频率误差。

根据本发明的另一方面，提供一种光盘再现系统的频率检测器，包括：行程信号检测单元，基于预测的行程信号的分布密度将行程区域划分为至少两个行程区域，并在频率检测周期中按照每一行程区域从采样的射频信号检测行程信号；计数器单元，包括多个计数器，以在频率检测周期中对每一行程区域的检测的行程信号计数；边沿计数器，对经过的采样的射频信号的边沿计数并根据计数结果控制频率检测周期；以及频率误差生成单元，利用多个计数器的每一个的计数器值和每一行程区域的预定参考值，在频率检测周期中生成频率误差。

根据本发明的另一方面，一种在光盘再现系统中使用的频率检测器，包括：行程信号检测单元，基于预测的行程信号分布密度，从采样的射频信号检测高频行程信号；计数器，在频率检测周期中对由行程信号检测单元检测的行程信号计数；边沿计数器，对经过的采样的射频信号的边沿计数并根据计数结果控制频率检测周期；以及频率误差生成单元，利用从计数器输出的计数器值和预定的预测值，在频率检测周期中生成频率误差。

根据本发明的另一方面，一种在光盘再现系统中检测频率误差的方法，包括：基于行程信号的预测分布密度，将在其中将要检测到行程信号的行程区域划分为至少两个行程区域；按照每一行程区域，从采样的射频信号检测行程信号；对在每一行程区域中检测到的行程信号计数；以及基于对在每一行程区域中计数的行程信号的数量和每一行程区域的预定阈值的比较，在频率检测周期中从多个预定的频率误差中选择和输出频率误差。

根据本发明的另一方面，一种在光盘再现系统中检测频率误差的方法，包括：基于预测的行程信号分布密度从采样的射频信号检测高频行程信号；对在频率检测周期中检测的行程信号计数；以及利用计数结果和高频行程信号的预测值，在频率检测周期中生成频率误差。

在下面的描述中将阐述本发明的附加方面和/优点，并且通过下面的描述本发明的附加方面和优点将会更加清楚，或通过本发明的实施，该附加方面和优点将会被领会。

                          附图说明

通过下面结合附图对示例性实施例的详细描述，本发明的以上和其它方面和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是传统频率检测器的框图；

图2是块序列的框图；

图3是根据本发明实施例的频率检测器的框图；

图4是根据本发明实施例，示出根据光盘再现系统的信道编码特性估计的行程信号分布密度的图形；

图5是根据本发明实施例，示出行程信号分布密度与由行程区域边界值划分的行程区域的关系曲线的图形；

图6是根据本发明实施例的图3的行程信号检测单元的详细框图；

图7是根据本发明实施例，示出当从PLL电路输出的光盘再现系统的采样时钟频率小于目标频率时，行程信号分布密度与由预定边界值划分的行程区域的关系曲线的图形；

图8是根据本发明实施例，示出在图7的行程信号分布密度中，每一行程区域中的行程信号的实际数量、行程信号的预测数量、和基于该预测数量的阈值之间的关系的图形；

图9是根据本发明实施例，示出当从PLL电路输出的光盘再现系统的采样时钟频率大于目标频率时，行程信号分布密度与由预定边界值划分的行程区域的关系曲线的图形；

图10是根据本发明实施例，示出在图9的行程信号分布密度中，每一行程区域中行程信号的实际数量、行程信号的预测数量、和基于该预测数量的阈值之间的关系的图形；

图11是根据本发明实施例的图3的频率误差生成单元的详细框图；

图12是根据本发明另一实施例的频率检测器的框图；

图13是根据本发明实施例的图12的行程信号检测单元的详细框图；

图14是根据本发明实施例的图12的频率误差生成单元的详细框图；

图15是示出根据本发明另一实施例的检测频率误差的方法的流程图；

图16是示出根据本发明另一实施例的检测频率误差的方法的流程图；

图17是根据本发明实施例的记录和/或再现设备的框图。

                          具体实施方式

下面，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。在附图中，相同的标号始终表示相同的部件。下面通过参照附图描述实施例以解释本发明。

图3是根据本发明实施例的频率检测器的框图。参照图3，该频率检测器包括：边沿计数器310、行程信号检测单元320、计数器单元330、以及频率误差生成单元340。并不是在所有方面都如此，利用图3的频率检测器从安装在PLL电路(未示出)中的模数转换器(ADC)(未示出)接收采样的射频(RF)信号。可选地，可以从连接在ADC的输出端的信号处理电路(例如DC分量移除器)接收RF信号。ADC对输入的RF信号进行采样并输出采样的RF信号。

当接收采样的RF信号时，边沿计数器310对经过的采样的RF信号的边沿计数以控制频率检测周期。所述经过的边沿包括采样的RF信号的上升沿和下降沿。当计数结果达到预定值时，边沿计数器310输出具有正脉冲的信号以控制频率检测周期。此外，在输出具有正脉冲的信号后，边沿计数器310清除计数结果并对经过的随后采样的RF信号的边沿计数以控制随后的频率检测周期。当计数结果没有达到预定值时，边沿计数器310输出“0”。所述具有正脉冲的信号被发送到计数器单元330和频率误差生成单元340。

如果所述预定值是大值，则计数结果的精确度提高而检测频率误差的速度降低。相反，如果所述预定值是小值，则计数结果的精确度降低而检测频率误差的速度提高。因此，但不是所有方面都如此，基于允许估计与采样的RF信号有关的行程信号的分布密度的范围来确定该预定值。

行程信号检测单元320从基于根据光盘再现系统的信道编码特性估计的行程信号的分布密度采样的RF信号检测行程信号。更具体地说，行程信号检测单元320将采样的RF信号划分为至少两个行程区域。基于估计的行程分布密度进行所述划分。然后，行程信号检测单元320在频率检测周期中根据相应的行程区域对采样的RF信号的行程信号进行归类，并检测其。

在示出的实施例中，行程信号检测单元320以1T为单位将行程区域划分为从2T行程区域到nT行程区域的n-1个行程区域和包括除2T到nT行程的行程的其它行程区域。换句话说，假定根据光盘再现系统的信道编码特性估计的行程信号的分布密度如图4所示，则如图5所示，行程信号检测单元320利用预定的行程区域边界值2T_up、3T_up、...nT_up将行程区域划分为n个行程区域。

这里，可以基于可用于该光盘再现系统中的多种类型光盘的最大行程确定n。例如，当致密盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、蓝光盘(BD)、以及高清晰度(HD)-DVD可用于光盘再现系统时，CD的最大行程为11T，DVD的最大行程为11T，BD的最大行程为8T，HD-DVD的最大行程为11T。因此，n可以被设置为11。而且，如果不需要和多种介质兼容的话，可以将n设置为只用于该种介质。

根据另一实施例，行程信号检测单元320将行程区域划分为相应于最小行程(例如，2T)的行程区域和覆盖除所述最小行程之外的所有其它行程的行程区域，并从采样的RF信号检测行程信号。根据另一实施例，行程信号检测单元320将行程区域划分为与在其中最频繁地检测到行程信号的行程相应的行程区域和覆盖除所述在其中最频繁地检测到行程信号的行程之外的其它行程的行程区域，并从采样的RF信号检测行程信号。尽管图4和图5示出最小行程2T是最频繁地被检测的行程，但是，根据其它实施例，最频繁地被检测的行程可以是该最小行程2T之外的其它行程。

行程信号检测单元320的一个例子被构造为如图6所示。参照图6，行程信号检测单元320包括过零点检测单元610、行程信号检测器620、以及使能信号生成单元630。过零点检测单元610检测采样的RF信号的过零点。如图6所示，过零点检测单元610包括符号选择器611、第一延迟器612、XOR门613、第二延迟器614、以及OR门615。符号选择器611将采样的RF信号转换为矩形信号。即，当采样的RF信号为正时，符号选择器611输出“1”，当采样的RF信号为负时，符号选择器611输出“0”。第一延迟器612通过采样时钟延迟符号选择器611的输出。XOR门613对符号选择器611和第一延迟器612的输出执行异或运算，并且当采样的RF信号具有过零点时，输出“1”。第二延迟器614通过采样时钟延迟XOR门613的输出。OR门615对从PLL电路输出的光盘再现系统的采样时钟和第二延迟器614的输出执行或运算。当采样的RF信号具有过零点时，OR门615输出具有上升沿的信号。

行程信号检测器620从采样的RF信号检测行程信号。参照图6，行程信号检测器620包括绝对值运算单元621、第三延迟器622、间隔操作单元623、多路复用器624、第一加法器625、第四延迟器626、减法器627、以及第二加法器628。绝对值运算单元621计算采样的RF信号的绝对值。第三延迟器622通过采样时钟延迟绝对值运算单元621的输出。间隔操作单元623利用绝对值运算单元621的输出和第三延迟器622的输出计算采样点之间的间隔。即，假定从第三延迟器622输出延迟了一个采样时钟的绝对值是A，从绝对值运算单元621输出的无延迟绝对值是B，则间隔操作单元623利用下面的方程式计算间隔d：

$d=\[\frac{B}{A+B}\×T\]---\left(1\right)$

其中的T是表示采样时钟的周期的固定的整数。

多路复用器624在XOR门613的输出的控制下，在过零点发送间隔操作单元623的输出。在非过零点的点上，多路复用器624发送从第一加法器625接收的信号。第四延迟器626通过采样时钟延迟多路复用器624的输出。第一加法器625将1T加到第四延迟器626的输出上，并在非过零点将相加结果发送到多路复用器624。

减法器627从1T减去间隔操作单元623的输出。第二加法器628将减法器627的输出加到第四延迟器626的输出。相加结果相应于从采样的RF信号检测的行程信号。多路复用器624、第一加法器625、第四延迟器626、减法器627、以及第二加法器628可以定义为通过利用XOR门613的输出和间隔操作单元623的输出计算过零点之间的1T的总和来检测行程信号的逻辑电路629。

参照图6，使能信号生成单元630利用从过零点检测单元610输出的信号、从行程信号检测器620输出的信号、以及预定的行程区域边界值2T_up、3T_up、...、nT_up为相应于检测的行程信号的行程区域生成使能信号。为了生成该使能信号，如图6所示，使能信号生成单元630包括比较阵列631和AND门阵列632。然而，根据本发明的其它方面以及根据其它行程区域定义，可以使用其它阵列。

比较阵列631利用多个比较器631_1到631_n，比较从行程信号检测器620输出的信号和预定的行程区域边界值2T_up、3T_up、...、nT_up。比较阵列631根据比较结果主要检查相应于检测的行程信号的行程区域。例如，如果由行程信号检测器620检测的行程信号在2T和3T之间生成，则从比较器631_1输出的信号的逻辑电平不同于从其它比较器631_2到631_n输出的信号的逻辑电平。如果由行程信号检测器620检测的行程信号在3T和4T之间生成，则从比较器631_1和631_2输出的信号的逻辑电平不同于从其它比较器631_3到631_n输出的信号的逻辑电平。

AND门阵列632为与由行程信号检测器620检测的行程信号相应的行程区域生成使能信号。具体地说，AND门阵列632通过利用多个AND门632_1到632_n对从比较阵列631的相应比较器输出的信号、从过零点检测单元610输出的信号、以及从相邻于所述相应比较器的比较器输出的信号执行AND运算生成使能信号。例如，当由行程信号检测器620检测的行程信号在2T和3T之间生成时，从比较器631_1输出的信号为逻辑高电平而从比较器631_2输出的信号为逻辑低电平。这时，当过零点检测单元610的OR门615输出具有上升沿的信号时，只有通过AND门阵列632的AND门632_2输出的3T信号具有正脉冲。

如另一实施例，当由行程信号检测器620检测的行程信号在3T和4T之间生成时，从比较器631_1和631_2输出的信号处于逻辑高电平而从比较器631_3输出的信号处于逻辑低电平。这时，当过零点检测单元610的OR门615输出具有上升沿的信号时，只有通过AND门阵列632的AND门632_3输出的4T信号具有正脉冲。

这时，和AND门632_2到632_n不同，相应于2T信号的AND门632_1不考虑相邻于相应比较器的比较器的输出。在相邻于相应比较器的比较器中设置的行程区域边界值小于在相应比较器中设置的行程区域边界值。例如，对于AND门632_2，相应比较器是比较器631_2，相邻比较器是631_1。

从使能信号生成单元630输出的使能信号被发送到计数器单元330。计数器单元330包括至少一个在频率检测周期对由行程信号检测单元320检测的行程信号计数的计数器。参照图3，因为行程信号检测单元320使用n个行程区域，所以计数器单元330包括n个计数器330_1到330_n。因此，安装在计数器单元330中的计数器的总数由行程信号检测单元320中可用的行程区域的总数决定。

参照图3，行程信号检测单元320中可用的行程区域包括以1T为单位划分的从2T行程区域到nT行程区域的n-1个行程区域，以及除2T行程到nT行程之外的其它行程区域。因此，从330_1到330_n的n个计数器包括相应于2T行程的2T计数器330_1、相应于3T行程的3T计数器330_2、...、相应于nT行程的nT计数器330_n-1，以及相应于除2T到nT行程之外的行程的其它计数器330_n。

当行程信号检测单元320输出具有正脉冲的2T信号时，2T计数器330_1计数。当行程信号检测单元320输出具有正脉冲的3T信号时，3T计数器330_2计数。当行程信号检测单元320输出具有正脉冲的nT信号时，nT计数器330_n-1计数。当行程信号检测单元320输出具有正脉冲的其它信号时，其它计数器330_n计数。

当边沿计数器310将具有正脉冲的信号输出到计数器单元330时，清除从2T计数器330_1到其它计数器330_n的计数值。2T计数器330_1的计数值指示在频率检测周期生成的2T行程信号的数量。3T计数器330_2的计数值指示在频率检测周期生成的3T行程信号的数量。nT计数器330_n-1的计数值指示在频率检测周期生成的nT行程信号的数量。其它计数器330_n的计数值指示在频率检测期间生成的其它行程信号的数量。

当行程信号检测单元320利用两个行程区域时，计数器单元330可以包括两个计数器，每一计数器都相应于所述两个行程区域的一个，并如上所述操作。

频率误差生成单元340利用计数器单元330的n个计数器330_1到330_n的计数值和预定的参考值2T_thr到other_thr在频率检测周期中生成频率误差。预定的参考值2T_thr到other_thr的每一个是基于频率检测周期中在相应行程区域中生成的行程信号的估计分布密度确定的阈值。即，当从PLL电路输出的光盘再现系统的采样时钟的频率低于目标频率时，如图7中的虚线所示，图5中示出的图形(该图形示出了基于预定的行程区域边界值2T_up、3T_up、nT_up划分的每一行程区域中的行程信号的分布密度，)向图形的左侧移动。因此，如图8所示，除了在2T行程区域中生成的行程信号的数值2T_count之外，数值(或行程分布密度)3T_count到nT_count和在其它行程区域中生成的行程信号的other_count的数值小于预测的值(或预测的行程分布密度)3T_ideal到nT_ideal以及其它行程信号的other_ideal。

因此，利用多个阈值2T_thr到other_thr检测频率误差，所述多个阈值2T_thr到other_thr稍大于预测数值(或预测的行程分布密度)2T_ideal到nT_ideal以及other_ideal。图8是当行程信号的分布密度如图7所示变化时，示出了在每一行程区域中生成的行程信号的实际数值nT_count、行程信号的预测数值nT_ideal、以及基于所述预测数值nT_ideal确定的阈值nT_thr的关系的图形。

另一方面，如图9中的虚线所示，当从光盘再现系统的PLL电路输出的采样时钟的频率高于目标频率时，图5中示出的图形向右侧移动。图10是当每一行程区域中的行程信号的分布密度如图9所示变化时，示出了在每一行程区域中生成的行程信号的实际数值nT_count、行程信号的预测数值nT_ideal、以及基于所述预测数值nT_ideal确定的阈值nT_thr之间的关系的图形。如图10所示，在相应于短行程(例如，2T)的行程区域中，实际数值nT_count可以小于预测数值nT_ideal，在相应于大于2T的行程区域中，实际数值nT_count可以大于基于预测数值nT_ideal确定的阈值nT_thr。

可以基于参照图7到图10描述的阈值和生成的行程信号的实际数值确定所述预定的参考值。

图11是根据本发明实施例的频率误差生成单元340的详细图。参照图11，频率误差生成单元340包括：比较阵列1110、逻辑表1120、多路复用器1130。比较阵列1110包括分别相应于计数器单元330的多个计数器330_1到330_n的多个比较器1110_1到1110_n。比较器1110_1到1110_n将每一计数器330_1到330_n的计数值和相应的行程区域的预定参考值2T_thr、...、other_thr进行比较。比较器1110_1到1110_n将指示比较结果的输出信号input[n-1]到input[0]输出到逻辑表1120。

响应信号input[n-1]到input[0]，逻辑表1120选择和输出多个预定频率误差的一个。如图11所示，逻辑表1120具有如下结构：连接根据从比较阵列1110输出的比较结果生成的每一位的组合和相应于每一位的组合的频率误差。从逻辑表1120输出的频率误差被发送到多路复用器1130。应该理解的是，逻辑表1120可以将这些组合存储在逻辑表1120的存储器中或者从包括在记录及/或再现设备中的其它存储器取回该逻辑表1120。

当从边沿计数器310提供用于控制频率检测周期的输出使能信号out_en时，多路复用器1130发送从逻辑表1120输出的信号作为频率误差。如上所述的有关边沿计数器310，输出使能信号out_en用作正脉冲信号。当不提供输出使能信号out_en时，多路复用器1130发送0。

图12是根据本发明另一实施例的频率检测器的框图。参照图12，该频率检测器包括：行程信号检测单元1201、边沿计数器1202、计数器1203、以及频率误差生成单元1204。行程信号检测单元1201基于根据光盘再现系统的信道编码特性预测的行程信号分布密度，从采样的RF信号检测高频行程信号，参照图13描述该行程信号检测单元1201。

行程信号检测单元1201被构造为如图13所示。图13是根据本发明实施例的行程信号检测单元1201的详细框图。参照图13，行程信号检测单元1201包括：过零点检测单元1310、行程信号检测器1320、和使能信号生成单元1330。过零点检测单元1310检测采样的RF信号的过零点。过零点检测单元1310包括：符号选择器1311、第一延迟器1312、XOR门1313、第二延迟器1314、以及AND门1315。过零点检测单元1310的结构和已示出的实施例中的图6的过零点检测单元610的结构相同。

行程信号检测器1320从采样的RF信号检测行程信号。行程信号检测器1320包括：绝对值运算单元1321、延迟器1322、间隔操作单元1323、以及逻辑电路1329。行程信号检测器1320的结构和已示出的实施例中的图6的行程信号检测器620的结构相同。

使能信号生成单元1330利用基于高频行程信号确定的最小上边界xT_up和最大下边界xT_low与由行程信号检测器1320检测的行程信号的比较结果、以及从过零点检测单元1310输出的信号，基于是否检测到高频行程信号生成使能信号。因此，如图13所示，使能信号生成单元1330包括：第一比较器1331，比较最小上边界xT_up与行程信号检测器1320的输出；第二比较器1332，比较最大下边界xT_low与行程信号检测器1320的输出；和AND门1333，对过零点检测单元1310的输出和第一及第二比较器1331及1332的输出执行AND运算并将使能信号xTsignal作为运算结果输出。

例如，如果在其中行程信号被最频繁的生成的行程是2T，则最小上边界xT_up和最大下边界xT_low分别被设置为2.5T和0。如果在其中行程信号被最频繁的生成的行程大于2T，则最小上边界xT_up可以被设置为非常大的值或无限值，最大下边界xT_low可以被设置为2.5T。

边沿计数器1202的操作和已示出的实施例中的图3的边沿计数器310的操作相同。计数器1203在频率检测周期中对由行程信号检测单元1201检测的行程信号计数，并将计数结果发送到频率误差生成单元1204。计数器1203的计数结果由边沿计数器1202清除。频率误差生成单元1204利用从计数器1203输出的计数结果和预定的预测值在频率检测周期中生成频率误差。

图14是根据本发明实施例的频率误差生成单元1204的详细电路图。参照图14，频率误差生成单元1204包括：减法器1401、放大器1402、多路复用器1403。减法器1401从预定的预测值xT_ideal减去从计数器1203输出的计数器值xT_count。计数器值xT_count指示在频率检测周期中生成的高频行程信号的数值。预定的预测值指示在与在其中行程信号被最频繁的生成的行程相应的行程区域中生成的行程信号的预测数值xT_ideal(或预测的分布密度)。所述预定的预测值可以被定义为与参照图3所描述的预定参考值不同的预定参考值。

放大器1402根据预定增益将从减法器1401输出的减法结果放大为预定值。当从边界计数器1202提供用于控制频率检测周期的输出使能信号out_en时，多路复用器1403发送放大器1402的输出作为频率误差。所述输出使能信号out_en可以为正脉冲信号。当不提供输出使能信号out_en时，多路复用器1403输出“0”。

图15是示出根据本发明另一实施例检测频率误差的方法的流程图。参照图3和图15，如上对图3的行程信号检测单元320的描述，基于根据光盘再现系统的信道编码特性预测的行程信号的分布密度，可以将在其中能够检测到行程信号的行程区域划分为至少两个行程区域(1501)。对每一行程区域，从采样的RF信号检测行程信号(1502)。如上参照图3的计数器单元330所述，在每一行程区域中对检测到的行程信号计数(1503)。基于对用于每一行程区域的计数结果与用于每一行程的预定参考值的比较，从多个预定的频率误差中选择一个频率检测周期中的频率误差并输出其(1504和1505)。所述预定的参考值等于被图3的频率误差生成单元340所利用的预定的参考值。

图16是示出根据本发明另一实施例检测频率误差的方法的流程图。参照图12和图16，如上对图12的行程信号检测单元1201的描述，基于根据光盘再现系统的信道编码特性预测的行程信号的分布密度，从采样的RF信号检测高频行程信号(1601)。如上参照图12的计数器1203所述，在频率检测周期中对检测的高频行程信号数计数(1602)。利用计数结果和高频行程信号的预测值在频率检测周期中生成频率误差(1603)。如上对图12的频率误差生成单元1204的描述所述，通过从预测值减去行程信号的预测值生成频率误差。

应该理解的是，根据设备的使用和/或通过软件更新能够调整和/或更新逻辑表120使用的值、阈值2T_thr，...，other_thr、以及其它预定值以提高频率误差检测的精确度和/或预测的分布密度。

在至少一种计算机可读介质中，可以将执行根据本发明检测频率误差的方法的程序实现为计算机可读的代码。这里，所述计算机可读介质可以为能够被计算机系统读取的能够存储数据的任意记录设备，例如，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，致密盘(CD)-ROM，磁带，软盘，光数据存储装置等。此外，所述计算机可读介质可以为通过因特网发送数据的载波。在通过网络相互连接的计算机系统中，可以分布该计算机可读介质，并且本发明可以被存储并实现为该分布式系统中的计算机可读代码。

如上所述，根据本发明，通过从基于根据光盘再现系统的信道编码特性预测的行程信号的分布密度采样的RF信号收集行程信息生成频率误差。因此，和利用传统方法时相比，能够更快的检测频率误差。

此外，基于预测的行程信号的分布密度，通过将关于在其中更加频繁地检测到行程信号的行程的信息作为关于采样的RF信号的行程信息收集而生成频率误差，从而实现了对噪声和码间串扰(ISI)的敏感度低的频率检测器。因此，能够提高诸如具有低噪声特性和高ISI特性的高密度光盘再现系统的系统中的PLL电路的频率误差检测性能。

图17是根据本发明实施例的记录和/或再现设备的框图。参照图17，该记录和/或再现设备包括：记录/读取单元1701、控制器1702、和存储器1703。记录/读取单元1701在盘1700上记录数据，并从盘1700读取数据。控制器1702利用如上参照图3到图16设置的根据本发明的PLL电路记录和再现与盘相关的数据。

然而并不是所有方面都如此，应该理解的是，控制器1702可以为实现利用在计算机可读介质上编码的计算机程序的方法的计算机。该计算机可以被实现为具有固件的芯片，或者可以是通用或专用目的可编程计算机以执行所述方法。

此外，应该理解的是，为了实现几打吉字节的记录容量，记录/读取单元1701可以包括能够在盘1700上记录几打吉字节的数据的短波长、高数值孔径类型的单元。该单元的例子包括，但并不局限于，利用具有405nm光波长和0.85数值孔径的单元，以及与蓝光盘兼容的单元和/或与高级光盘(AOD)兼容的单元。

尽管已参照本发明的特定示例性实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种形式和细节上的修改。

Claims (36)

1、一种光盘再现系统中的频率检测器，包括：

行程信号检测单元，基于预测的行程信号分布密度，在频率检测周期中从采样的射频信号检测行程信号；

计数器单元，包括至少一个在频率检测周期中对检测的行程信号计数的计数器；

边沿计数器，对经过的采样的射频信号的边沿计数以控制频率检测周期；和

频率误差生成单元，利用从所述至少一个计数器输出的计数结果和预定的参考值，在频率检测周期中生成频率误差。

2、如权利要求1所述的频率检测器，其中，行程信号检测单元根据基于所述预测的分布密度将行程信号划分成的相应行程区域，从采样的RF信号检测行程信号。

3、如权利要求2所述的频率检测器，其中，每一行程区域相应于至少一个xT行程，其中的x是从2到n的整数，并且根据和所述光盘再现系统兼容的多种类型的盘的最大行程确定n。

4、如权利要求3所述的频率检测器，其中，所述行程区域还包括至少一个覆盖除2T到nT行程之外的行程的其它行程区域。

5、如权利要求2所述的频率检测器，其中，计数器单元包括的计数器的总数等于由行程信号检测单元利用的行程区域的数量。

6、如权利要求5所述的频率检测器，其中：

每一计数器对与在相应行程区域中生成的行程信号的数量对应的值计数；

所述预定的参考值是基于频率检测周期中将在相应行程区域中生成的行程信号的预测分布密度确定的阈值；和

所述频率误差生成单元基于分配给每一行程区域的计数器值与相应的预定的参考值的比较，为每一行程区域生成频率误差。

7、如权利要求1所述的频率检测器，其中，所述行程信号检测单元基于预测的行程信号的分布密度，从采样的射频信号检测高频行程信号。

8、如权利要求7所述的频率检测器，其中：

所述计数器单元包括计数器；

所述预定参考值与在高频使用的行程信号的预测分布密度相对应；以及

所述频率误差生成单元利用与通过从预定的参考值减去计数器值获得的值相应的信号生成频率误差。

9、如权利要求6所述的频率检测器，其中，所述边沿计数器利用预定值对经过的边沿计数，基于允许估计与采样的RF信号有关的行程信号的分布密度的范围来确定所述预定值。

10、一种光盘再现系统中的频率检测器，包括：

行程信号检测单元，其基于预测的行程信号的分布密度将行程区域划分为至少两个行程区域，并在频率检测周期中按照每一划分的行程区域从采样的射频信号检测行程信号；

计数器单元，其包括多个计数器，在频率检测周期中对每一划分的行程区域的检测的行程信号计数；

边沿计数器，对经过的采样的射频信号的边沿计数并根据计数结果控制频率检测周期；以及

频率误差生成单元，利用多个计数器的每一个的计数值和每一行程区域的预定参考值，在频率检测周期中生成频率误差。

11、如权利要求10所述的频率检测器，其中，每一行程区域相应于至少一个xT行程，其中的x是从2到n的整数，并且根据和所述光盘再现系统兼容的多种类型盘的最大行程确定n。

12、如权利要求11所述的频率检测器，其中，所述行程区域还包括覆盖除2T到nT行程之外的行程的另一行程区域。

13、如权利要求10所述的频率检测器，其中，行程信号检测单元包括：

过零点检测单元，检测采样的射频信号的过零点；

行程信号检测单元，从采样的射频信号检测行程信号；以及

使能信号生成单元，利用从过零点检测单元输出的信号、从行程信号检测单元输出的信号、以及预定的行程区域边界值为相应于检测的行程信号的行程区域生成使能信号，并将该使能信号输出到与检测的行程信号的行程区域相对应的计数器。

14、如权利要求13所述的频率检测器，其中，所述过零点检测单元包括：

符号选择器，将采样的射频信号转换为矩形信号；

第一延迟器，延迟符号选择器的输出；

XOR门，对符号选择器的输出和第一延迟器的输出执行XOR操作；

第二延迟器，延迟XOR门的输出；以及

AND门，对光盘再现系统的采样时钟和第二延迟器的输出执行AND运算。

15、如权利要求13所述的频率检测器，其中，所述行程信号检测单元包括：

绝对值运算单元，计算采样的射频信号的绝对值；

第三延迟器，延迟绝对值运算单元的输出；

间隔操作单元，利用绝对值运算单元的输出和第三延迟器的输出计算采样的射频信号的间隔；

逻辑电路，利用XOR门的输出和间隔操作单元的输出计算过零点之间的1T的总和并检测行程信号，其中的1T指示光盘再现系统的采样时钟的周期。

16、如权利要求15所述的频率检测器，其中，逻辑电路包括：

多路复用器，利用XOR门的输出在过零点发送间隔操作单元的输出；

第四延迟器，延迟多路复用器的输出；

第一加法器，将1T和第四延迟器的输出的和输出到多路复用器以便能够通过多路复用器在非过零点发送该和；

减法器，从1T减去间隔操作单元的输出；以及

第二加法器，将减法器的输出和第四延迟器的输出相加并将相加结果作为检测的行程信号输出。

17、如权利要求13所述的频率检测器，其中，所述使能信号生成单元包括：

比较阵列，利用多个比较器比较从行程信号检测单元输出的信号和预定的行程区域边界值，并检查与检测的行程信号相对应的行程区域；以及

AND门阵列，利用多个AND门对从比较阵列中的相应比较器输出的信号、从过零点检测单元输出的信号、从相邻于所述相应比较器的比较器输出的信号执行AND运算，并再次检查与检测的行程信号相对应的行程区域，以及根据检查结果生成使能信号。

18、如权利要求10所述的频率检测器，其中，所述频率误差生成单元包括：

比较阵列，包括多个比较器，该多个比较器分别相应于所述多个计数器，并比较每一计数器的计数值和相应行程区域的预定阈值；

逻辑表，响应从比较阵列的比较器输出的信号，选择并输出存储在所述表中的多个预定频率误差中的一个；以及

多路复用器，当边沿计数器提供用于控制频率检测周期的输出使能信号时，将从逻辑表输出的信号作为频率误差发送。

19、一种光盘再现系统中的频率检测器，包括：

行程信号检测单元，基于预测的行程信号的分布密度，从采样的射频信号检测高频行程信号；

计数器，在频率检测周期中对由行程信号检测单元检测的高频行程信号计数；

边沿计数器，对经过的采样的射频信号的边沿计数并根据计数结果控制频率检测周期；和

频率误差生成单元，利用从所述计数器输出的计数值和预定的预测值，在频率检测周期中生成频率误差。

20、如权利要求19所述的频率检测器，其中，行程信号检测单元包括：

过零点检测单元，检测采样的射频信号的过零点；

行程信号检测单元，从采样的射频信号检测行程信号；以及

使能信号生成单元，利用基于高频行程信号确定的最小上边界和最大下边界与检测的行程信号的比较、以及从过零点检测单元输出的信号，基于和其它行程信号比较是否检测到高频行程信号来生成使能信号。

21、如权利要求19所述的频率检测器，其中，频率误差生成单元包括：

减法器，从预定的预测值减去从计数器输出的计数器值；

放大器，将减法器的输出放大到预定值；以及

多路复用器，当边沿计数器发送用于控制频率检测周期的输出使能信号时，将放大器的输出作为频率误差发送。

22、一种在光盘再现系统中检测频率误差的方法，包括：

基于预测的行程信号的分布密度，将在其中将要检测到行程信号的行程区域划分为至少两个行程区域；

根据每一划分的行程区域，从采样的射频信号检测行程信号；

对在每一划分的行程区域中检测的行程信号计数；以及

基于对在每一划分的行程区域中计数的行程信号数和每一行程区域的预定阈值的比较，在频率检测周期中从多个预定频率误差中选择和输出一个频率误差。

23、一种在光盘再现系统中检测频率误差的方法，包括：

基于预测的包括高频及其它行程信号的行程信号的分布密度，从采样的射频信号检测高频行程信号；

对在频率检测周期中检测的高频行程信号计数以产生计数结果；以及

利用计数结果和高频行程信号的预测值，在频率检测周期中生成频率误差。

24、如权利要求23所述的方法，其中，频率误差的生成步骤包括基于通过从预测值减去计数值获得的结果生成频率误差。

25、如权利要求19所述的频率检测器，其中，高频行程信号包括在蓝光盘类型的光盘再现系统中使用的高频行程信号。

26、如权利要求19所述的频率检测器，其中，高频行程信号包括在高清晰度数字多功能盘类型的再现系统中使用的高频行程信号。

27、一种光盘再现系统中的频率检测器，包括：

行程信号检测单元，检测采样的射频信号的行程信号的长度，并根据检测的长度将行程信号划分为相应行程区域；

多个计数器单元，相应于行程区域的数量，以生成计数结果，每一计数器单元对被划分为相应行程区域的检测的行程信号计数以提供包括在计数结果中的区域计数结果；以及

频率误差生成单元，利用计数结果生成频率误差。

28、如权利要求27所述的频率检测器，其中：

行程区域包括与具有第一长度的行程信号相应的第一行程区域，以及相应于具有除第一长度之外的第二长度的行程信号的第二行程区域；

行程信号检测单元根据检测的长度将具有第一长度的行程信号划分为第一行程区域并将具有第二长度的行程信号划分为第二行程区域；以及

多个计数器单元，包括第一计数器单元和第二计数器单元，所述第一计数器单元对划分为第一行程区域的检测的行程信号计数以提供包括在计数结果中的第一区域计数结果，所述第二计数器单元对被划分为第二行程区域的检测的行程信号计数以提供包括在计数结果中的第二区域计数结果。

29、如权利要求27所述的频率检测器，其中，

行程区域包括与具有第一到第n长度的行程信号相应的第一到第n行程区域，其中的n是能够包括在射频信号中的最大行程；

行程信号检测单元检测行程信号的第一到第n长度并根据检测的长度将行程信号划分为相应的第一到第n行程区域；

多个计数器单元，包括第一到第n计数器单元以生成计数结果，其中的第一计数器单元对被划分为第一行程区域的检测的行程信号计数以提供包括在计数结果中的第一区域计数结果，第二到第n计数器单元对被划分为第二到第n行程区域的相应的检测的行程信号计数以提供包括在计数结果中的相应的第二到第n区域计数结果。

30、如权利要求29所述的频率检测器，其中，n对应于11T行程。

31、如权利要求29所述的频率检测器，其中，n对应于8T行程。

32、一种包括如权利要求29所述的频率检测器的光记录和/或再现设备，其中，n相应于由该设备再现的光记录介质的最大行程。

33、一种包括如权利要求27所述的频率检测器的光记录和/或再现设备，其中，行程区域的数量和计数器单元的数量相应于由该设备再现的光记录介质的最大行程。

34、如权利要求27所述的频率检测器，其中，所述频率误差生成单元将用于行程区域的区域计数结果和预先选择的期望的区域计数结果进行比较以检测比较结果，并根据检测的比较结果生成频率误差。

35、如权利要求34所述的频率检测器，其中，频率误差生成单元包括：

存储器，为每一潜在的比较结果存储频率误差；以及

频率误差生成单元，检测所述比较，并从存储器中选择与比较结果相应的一个频率误差以及输出选择的频率误差。

36、一种光盘再现系统中的检测频率误差的方法，包括：

从采样的射频信号检测行程信号；

为每一检测的行程信号分配具有与检测的行程信号相应的长度的多个行程区域的一个；

对在每一行程区域中检测的行程信号计数；以及

基于在每一行程区域中计数的行程信号的数量的比较输出频率误差。

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