JP2000132922A - タイミング信号回復装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 光学式記憶サブシステムにおけるタイミ
ング基準信号を回復させるための方法及び装置。該タイ
ミング基準信号は、ハードリミッタに接続されたゾーン
バンドパスフィルタに該信号を通過させることにより回
復される。該ハードリミッタは、前記基準信号を生成す
るフェイズロックループを供給する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記憶システム
におけるクロックの回復に関する。かかるシステムで
は、典型的には、回転する媒体に格納されたデータの読
み出しおよび同媒体に格納されるデータの書き込みを行
うためにレーザを使用する。これらの処理中に、媒体か
ら反射された光は、同媒体に対する光学ヘッドのトラッ
キングや、同媒体の回転速度の調節、及びクロック情報
の回復といった他の処理を行うためにも使用される。

【０００２】

【従来の技術】回復されたクロック情報は、典型的に
は、クロック基準に対するロックを実施し書き込みデー
タクロックを生成するフェイズロックループ（ＰＬＬ）
で使用される。上記ＰＬＬに生じる問題の１つは、振幅
差及び位相差の違いを高速で識別できないことである。
振幅差を処理する一つの方法では、自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）回路等の技術を使用して信号振幅を正規化してＰＬ
Ｌへ入れる。しかし、ＤＶＤ−ＲＷおよびＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ等の用途にとっては、これらのＡＧＣ構造は遅すぎる
ものとなる。これは、マークを読み出すために必要なレ
ベルからマークを書き込むために必要なレベルまで上昇
させるため及び該レベルを再び低下させるために必要と
なるレベルの急速かつ劇的な変化が生じた際にレーザ出
力ひいては反射光に極端な変化が生じる場合に特に当て
はまる。

【０００３】別の方法では、光学検出器の個々の出力を
同検出器の全出力の合計で除算する正規化回路を用い
る。しかし、現在入手可能な正規化回路設計は遅すぎ
て、読み出し、書き込み、および消去レベル間の急激な
変化に追従することができず、このため、ＰＬＬに正規
化された信号入力を用いた場合には、信号シフトが導入
され、その結果として位相誤差が生じることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、信号レベ
ルの大きな変化を補償するには、従来のＡＧＣ回路及び
正規回路設計は遅すぎるかまたは不精確なものとなる。
必要なのは、ＰＬＬに対する信号レベルを安定させる方
法であり、これにより、読み出し→書き込み→消去へと
至るレーザ出力レベルの急激な変化に起因する振幅の変
化を調整する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】タイミング基準信号を生
成するために使用される光学式データ記憶サブシステム
におけるＰＬＬに供給される基準信号の振幅変化を補償
するために、ゾーン(zonal)バンドパスフィルタとハー
ド(hard)リミッタとを組み合わせたものを使用する。該
ゾーンバンドパスフィルタは、前記ハードリミッタへの
入力に配置され、該ハードリミッタが対象となる通過帯
域中にエイリアシングを生じさせることになる帯域外ノ
イズを低減させまたは除去する。次いで該ハードリミッ
タは、入力基準信号のゼロ交差を精確に表わすゼロ交差
を有するディジタル信号を出力する。該信号は、ＰＬＬ
に対する基準として使用される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、光学式データ記憶システ
ムにおけるディジタルＰＬＬを示している。書き込み制
御装置１００は、レーザ１１０の出力レベルを制御する
信号を送出する。レーザ放射線１２０は記憶媒体１３０
へ向けられ、反射光１４０は光学式ピックアップ１５０
へ向けられる。該光学式ピックアップ１５０からの信号
は、光学式増幅器１６０を介してＰＬＬサブシステム２
００へと供給される。ＰＬＬの動作は、当業界で既知の
ものであり、例えば、Horowitz及びHill著「The Art of
Electronics」（１９８９年 Cambridge University Pre
ss 第２版の第９．２７章６４１〜６５５頁）にその実
例が解説されている。ディジタル位相検波器２１０は、
入力信号を電圧制御発振器（ＶＣＯ）２３０からの信号
と比較して、位相誤差信号を生成する。該位相誤差信号
は、ループフィルタ２２０により調整され、ＶＣＯ２３
０の入力を制御するために使用される。ディジタル位相
検波器を用いるＰＬＬでは、ＶＣＯを複数の入力周波数
で動作させるのが一般的である。ディジタル位相検波器
は、５０％に近いデューティサイクルを有する入力信号
を必要とする。分周器２５０、２６０に示すように、分
周プロセスがその最終段階で２による分周を有すること
を確実にすることにより、ディジタル位相検波器２１０
への５０％デューティサイクルでの信号入力が提供され
る。

【０００７】図２は、書き込みパルスを示すものであ
り、図１のレーザ１１０により生成される異なる出力レ
ベルを表わしている。最低出力レベルは、記憶媒体から
情報を読み出す際に使用される読み出しレベル１８０で
あり、次いで、以前に記憶させた情報を消去するために
使用される消去レベル１７０、更に、情報を書き込む際
に使用される最高出力である書き込みレベル１６０が続
く。また、レーザには第４の状態であるオフ状態がある
が、本発明ではこの状態は重要ではない。動作時に、レ
ーザ１１０のこれらの異なる出力レベルが存在する結果
として、光学式ピックアップ１５０に当たる反射光１４
０のレベルの急激かつ著しい変化が生じることになる。
電圧レベルは、検出器の構成と共に変化するが、典型的
なレーザ出力レベルは、書き込み、消去、読み出しレベ
ルで、それぞれ、１０ミリワット（ｍＷ）、５ｍＷ、１
ｍＷである。入射光の出力に対して線形応答を有する検
出器の場合には、出力電圧は１０〜１の範囲で揺動す
る。ＰＬＬ２００に最良の性能を発揮させるためには、
かなり安定したレベルの基準信号を位相検波器２１０に
入力する必要がある。自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器お
よび正規化回路は、遅すぎて出力レベルの急激な変化を
処理することができない。

【０００８】図３は、ブロック図の形態で本発明を示し
たものである。光学式ピックアップ１５０は、ゾーンバ
ンドパスフィルタ３１０に信号を供給し、該バンドパス
フィルタは、対象となる周波数から外れた信号を減衰さ
せる。これにより、それら対象外の周波数がＰＬＬ２０
０の位相検波器で標本化されて位相誤差が生じることが
防止される。リミッタ３２０は、フィルタリングされた
信号から振幅変動を除去し、本質的にゼロ交差のみを維
持し、該信号をＰＬＬ２００へ送出する。

【０００９】図４は、ゾーンバンドパスフィルタ３１０
およびリミッタ３２０を一層詳細に示す回路図である。
緩衝増幅器４１０は、信号源によりゾーンバンドパスフ
ィルタを駆動することができない場合に必要となること
がある。National Semiconductor社製のＣＬＣ４４０と
いったあらゆる高性能演算増幅器または緩衝増幅器を使
用することが可能である。分かり易くするため、電源接
続、バイパス処理、及びオフセットトリムといった当業
界で周知の回路の詳細は図４には図示しないこととす
る。緩衝増幅器４１０は、単位利得緩衝増幅器として接
続されたものを示したが、これはまた、それ以上の利得
を提供するためにも使用することができる。

【００１０】ゾーンバンドパスフィルタは、インダクタ
４５０、コンデンサ４４０、及びＱ設定(Q setting)抵
抗器４３０から形成された並列共振回路からなる。コン
デンサ４２０は、緩衝増幅器４１０の出力に存在するＤ
Ｃレベルを全てブロックする。ゾーンバンドパスフィル
タは、ＬＣ４５０、４４０の組み合わせによる共振周波
数で高インピーダンスを提供することにより、対象とな
る周波数のエネルギーを通過させる。このＬＣ回路のイ
ンピーダンスは、共振周波数から離れると低下し、所望
の帯域外の信号を減衰させる。抵抗器４３０は、フィル
タのＱ、即ち形状係数を設定する。好適実施態様では、
Ｑは約３となる。

【００１１】約３ＭＨｚの基準周波数に対し、コンデン
サ４２０は１００ナノファラッド（ｎＦ）となる。抵抗
器４３０は１００オーム（Ω）である。更に、コンデン
サ４４０は３．９ｎＦ、インダクタ４５０は６８０ナノ
ヘンリー（ｎＨ）である。これらの構成要素の値は、当
業界で周知のようにスケーリングすることが可能であ
る。

【００１２】ＣＡＶシステムに必要なトラッキングフィ
ルタの場合には、基準周波数が２．５〜１の範囲に亘っ
てシフトするので、これに応じてゾーンバンドパスフィ
ルタの共振周波数を変更しなければならない。これは、
例えば、コンデンサ４４０に代えて又は該コンデンサ４
４０に加えてバラクタダイオードを使用することにより
実施することが可能である。ダイオードのバイアスひい
てはそれらの容量は、共振周波数がデータに追従するよ
う変更される。

【００１３】図示した実施態様では、一次フィルタが使
用されている。通常のモータ速度制御プロセスの結果と
して生じ得る信号周波数の変化を考慮して、前記よりも
高次のフィルタを使用することが可能である。フィルタ
のＱは、ミスパルスをリンギングさせる（ring through
missing pulses）よう十分に高くなければならない
が、モータ速度の変化に起因する予想される周波数範囲
を通過させるよう十分に低くなければならない。

【００１４】ゾーンバンドパスフィルタの出力は、コン
パレータ４６０の一方の入力へ送信される。該コンパレ
ータ４６０の他方の入力は、バイパスコンデンサ４７０
（好適実施態様では１００ｎＦ）及び可変抵抗器４８０
（５ｋΩ）から形成される単純なしきい値設定回路網に
よって供給される。該コンパレータ４６０は、AnalogDe
vices社製のＡＤ９６６８５等のあらゆる高性能コンパ
レータとすることが可能である。該ＡＤ９６６８５は差
動ＥＣＬ出力を有しており、該差動出力をＰＬＬの位相
検波器に適したシングルエンド出力に変換するために回
路の追加が必要となる場合もある。

【００１５】上記の本発明の詳細な説明は、本発明の例
示を目的とするものであって、本発明を網羅すること、
あるいは開示された実施態様そのものに本発明を限定す
ることを意図したものではない。本発明の範囲は、特許
請求の範囲により定義されるものである。

【００１６】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．複数の出力レベルを有するレーザと、該複数の出力
レベルに応じて強度変化する出力信号を有する光学式ピ
ックアップと、タイミング信号を回復させるＰＬＬとを
備えた、情報記憶システムであって、前記光学式ピック
アップの出力に接続されたゾーンバンドパスフィルタ
と、該ゾーンバンドパスフィルタの出力に接続されたリ
ミッタであって、前記ＰＬＬに接続された出力を有する
リミッタとを備えている、情報記憶システム。 ２．前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動
作する、前項１に記載の情報記憶システム。 ３．前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項２に記載の情報記憶システム。 ４．前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィ
ルタである、前項１に記載の情報記憶システム。 ５．複数の出力レベルを有するレーザと、該レーザの出
力レベルに応じて強度変化する出力信号を有する光学式
ピックアップと、該光学式ピックアップの出力に接続さ
れたゾーンバンドパスフィルタと、該ゾーンバンドパス
フィルタの出力に接続されたリミッタと、該リミッタの
出力に接続され基準信号を生成するＰＬＬとを備えてい
る、情報記憶システム。 ６．前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動
作する、前項５に記載の情報記憶システム。 ７．前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項６に記載の情報記憶システム。 ８．前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィ
ルタである、前項５に記載の情報記憶システム。 ９．情報記憶システムの光学式ピックアップの出力から
基準周波数を導出する方法であって、ゾーンバンドパス
フィルタを介して光学式ピックアップの出力を濾波し、
前記ゾーンバンドパスフィルタの出力を制限し、ＰＬＬ
に対する基準信号として前記リミッタの出力を使用す
る、という各ステップを有する、情報記憶システムの光
学式ピックアップの出力から基準周波数を導出する方
法。 10．前記ゾーンバンドパスフィルタが一定の周波数で動
作する、前項９に記載の方法。 11．前記ゾーンバンドパスフィルタの前記周波数が約３
ＭＨｚである、前項10に記載の方法。 12．前記ゾーンバンドパスフィルタがトラッキングフィ
ルタである、前項９に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学系におけるＰＬＬを示すブロック図であ
る。

【図２】書き込みパルスを示す説明図である。

【図３】本発明によるＰＬＬの用法を示すブロック図で
ある。

【図４】本発明によるゾーンバンドパスフィルタ及びリ
ミッタを示す回路図である。

【符号の説明】

１１０ レーザ １３０ 記憶媒体 １５０ 光学式ピックアップ ２００ ＰＬＬ ３１０ ゾーンバンドパスフィルタ ３２０ リミッタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の出力レベルを有するレーザと、該複
   数の出力レベルに応じて強度変化する出力信号を有する
   光学式ピックアップと、タイミング信号を回復させるＰ
   ＬＬとを備えた、情報記憶システムであって、 前記光学式ピックアップの出力に接続されたゾーンバン
   ドパスフィルタと、 該ゾーンバンドパスフィルタの出力に接続されたリミッ
   タであって、前記ＰＬＬに接続された出力を有するリミ
   ッタとを備えている、情報記憶システム。