JP2004185696A - Method and device for measuring jitters - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はジッタ測定装置およびジッタ測定方法に関し、詳しくは、光ディスクや磁気ディスクなどのディスク記録媒体の再生信号における時間間隔のジッタを測定する装置および測定方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
DVDなどのディスク記録装置の特性を評価する項目の一つに、再生信号における時間間隔のばらつきの大きさを表すジッタがある。
【0003】
図6は従来のジッタ測定器の一例を示すブロック図である。
入力アンプ10には、例えば光ディスクの再生信号(以下RF信号という)が入力される。この入力アンプ10としては、AGCアンプが用いられることが多い。
【0004】
入力アンプ10の出力信号はイコライザ回路11を介してコンパレータ12の一方の入力端子に入力される。イコライザ回路11は、RF信号の特定の周波数成分のみを増幅する働きを持つ。イコライザの作用により、幅の狭いパルスのみ振幅が増幅され、結果として信号ジッタを抑制することができる。
【0005】
図7は光ディスクで用いられるイコライザの周波数特性例図である。周波数f0で増幅率(ゲイン)G0が最も大きくなっているが、ユーザによりf0での増幅率G0が異なるため、測定器としては増幅率G0は可変できることが要求される。イコライザ回路11の増幅率G0は増幅率設定保持部12で設定される。
【0006】
コンパレータ13はイコライザ回路11の出力信号を2値化信号に変換するものであり、その他方の入力端子にはイコライザ回路11の出力信号を2値化するための閾値電圧Vthを出力する閾値電圧源14が接続されている。
【0007】
コンパレータ13の出力信号は、位相差測定回路16の一方の入力端子に直接入力されるとともに、2値化信号に同期した読み取りクロックを再生するPLL回路15を介して位相差測定回路16の他方の入力端子に入力される。この位相差測定回路16は、2値化信号エッジとクロック信号との位相差を測定する。ここで、これら2値化信号エッジとクロック信号との位相差は理想的には常に一定していることが望ましいが、実際にはばらつき(ジッタ)を生じやすい。
【0008】
標準偏差測定回路17は、位相差測定回路16の測定データに基づき、位相差データのジッタを表す指標としての標準偏差σを測定する。
【0009】
出力部18は、標準偏差測定回路17における標準偏差σの測定結果を数値で出力したり、パネルメータで出力したり、電圧情報として変換出力する。
【0010】
図8は図6の各部における波形図である。
S1は入力アンプ10に入力されるRF信号である。
S2はイコライザ回路11の出力信号であり、幅の狭いパルスのみの振幅が増幅されている。
【0011】
S3はコンパレータ13の出力信号であり、イコライザ回路11の出力信号S2を所定の閾値電圧Vthで2値化したものである。この2値化信号S3は、PLL回路15でのクロック再生と、再生されたクロックと両端エッジとの位相差を測定するために生成される。
【0012】
S4はPLL回路15で再生された読み取りクロック信号であり、図8では図を簡単にするためにクロックの立ち上がりエッジのみを描いている。
S5は2値化信号S3とクロック信号S4との位相差を位相差に比例した電圧量に変換した電圧信号である。この電圧信号S5は、2値化信号S3の各エッジ毎に電圧が更新され、次のエッジまでその電圧がホールドされる。
【0013】
ジッタ測定装置は、RF信号と再生されたクロックとの位相差を求めるものであり、従来のイコライザ回路11は、OPアンプと遅延線やR、L、Cの受動部品などを組み合わせたアナログ回路で構成されていた。
【0014】
一方、標準偏差測定回路17としては、電圧信号S5をA/D変換器でデジタル信号に変換してデジタル演算により求めたり、実効値変換回路、例えばRMS−DC変換ICなどを用いて実効値に変換して求めることが行われている。
【0015】
図7のような周波数特性を持つイコライザ回路11の伝達関数の一例は、次式で表される。
y(t)=x(t)−k{x(t+nτ)+x(t−nτ)}/2 (1)
ただし、x(t):入力、y(t):出力、k:定数、n:任意の整数
【0016】
(1)式の特性をアナログ回路で構成することを考えると、τは一定時間の遅延なので、遅延時間τに対応した遅延線を用いる必要がある。具体的には、τは読み取りクロック周期の値になる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ジッタの測定結果に大きく影響を及ぼすのはイコライザ回路11などの周波数特性であるが、例えばイコライザ回路11は、前述のように遅延線やR、L、Cなどのアナログ回路で構成されるため、部品定数のばらつきが無視できない。
【0018】
そこで、これらのばらつきを補正するため、従来から、可変遅延線や可変コンデンサなど多くの調整個所を設け、イコライザを所望の特性に合わせこむことが行われている。
【0019】
また、1台のジッタ測定装置でスピードの異なる各種のディスク記録媒体における再生信号のジッタを測定するためには、各スピード毎に対応した所定の特性を持ったイコライザ回路を内蔵する必要があり、装置全体の回路規模が大きくなってしまう。具体的には、各スピード毎にクロック周期に相当する遅延時間τを実現する遅延線を具備したイコライザ11nが必要になる。
【0020】
本発明は、このような問題点に着目したものであり、その目的は、1台でさまざまなスピードのディスク記録媒体の再生信号についてジッタ測定が行えるジッタ測定装置および測定方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する請求項1の発明は、
ディスク記録媒体の再生信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
A/D変換器から変換出力されるデジタル信号の特定周波数成分を増幅するイコライザと、
このイコライザの出力信号が所定閾値を横切るタイミングとクロックとの位相差を生成出力する位相差発生回路と、
この位相差発生回路の位相差出力を位相同期ループの位相誤差入力信号として位相同期をかけた読み取りクロックを再生して各部に供給する位相同期回路と、
位相差発生回路の位相差出力から標準偏差を演算する標準偏差演算回路、
とで構成されたことを特徴とするジッタ測定装置である。
【0022】
請求項2の発明は、請求項1記載のジッタ測定装置において、
イコライザは、クロック周期に相当する遅延時間を発生する直列接続された複数の遅延因子と、これら遅延因子の接続点に接続され任意のタップ係数が設定できる複数のタップ係数設定手段と、これらタップ係数設定手段の出力を加算する加算手段とを含むFIRフィルタであることを特徴とする。
【0023】
請求項3の発明は、請求項1記載のジッタ測定装置において、
位相差発生回路は、次式で表される位相差データp(k)を生成出力することを特徴とする。
p(k)={y(k)−Vth}・T/{y(k)−y(k−1)}
y(k):イコライザ回路の出力信号
Vth:閾値電圧
y(k−1),y(k):時間的に連続したサンプルデータ
T:サンプリング周期
【0024】
これらにより、1台でさまざまなスピードのRF信号のジッタ測定が行える。
【0025】
請求項4の発明は、
ディスク記録媒体の再生信号をデジタル信号に変換する工程と、
変換されたデジタル信号の特定周波数成分を増幅する工程と、
特定周波数成分の増幅出力からデジタル信号が所定閾値を横切るタイミングとクロックとの位相差を生成出力する工程と、
位相差出力から位相同期をかけた読み取りクロックを再生して各部に供給する工程と、
位相差出力から標準偏差を演算する工程、
とを含むことを特徴とするジッタ測定方法である。
【0026】
このようなジッタ測定方法によれば、デジタル信号から位相差のジッタを測定できる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施態様を説明する。
図1は本発明の実施態様の一例を示すブロック図である。
入力アンプ20には、例えば光ディスクのようなディスク記録媒体の再生信号(RF信号)が入力される。この入力アンプ20としては、一般にはAGCアンプを用いる。
【0028】
入力アンプ20の出力信号はA/D変換器21に入力され、デジタル信号に変換される。A/D変換器21としては、例えば50メガサンプル/秒で8ビット出力構成のフラッシュ型を用いる。このA/D変換器21は、再生される読み取りクロックに基づいてサンプリングを行う。
【0029】
イコライザ回路22は図6のイコライザ回路11と同様にRF信号の特定の周波数成分のみを増幅する働きを持つものであって、図7のような特性を持っている。図1のイコライザ回路22としては、図2に示すような一般的なFIRフィルタを用いる。なお図2のDは、サンプリングクロック1周期分の遅延因子を表している。このイコライザ回路22は再生される読み取りクロックのタイミングに基づいて動作し、増幅率G0は増幅率設定保持部23で設定される。
【0030】
位相差発生回路24には、イコライザ回路22の出力信号が入力されるとともに、閾値電圧設定保持部25から出力される閾値電圧データVthも入力されている。この位相差発生回路24は、イコライザ回路22の出力信号が閾値電圧データVthを横切るタイミングと読み取りクロックとの位相差信号を生成する。位相差発生回路24の出力信号は、PLL回路26に入力されるとともに、標準偏差測定回路27にも入力されている。
【0031】
PLL回路26は、位相差発生回路24の出力信号を位相同期ループの位相誤差入力信号として読みとりクロックに対して位相ロックをかけることにより、読み取りクロックを再生する。このPLL回路26で再生した読み取りクロックは、A/D変換器21、イコライザ回路22および位相差発生回路24にタイミング信号として入力される。
【0032】
標準偏差演算回路27は、位相差発生回路24の出力信号に基づき、位相差データのジッタを表す指標としての標準偏差σを演算する。
【0033】
出力部28は、標準偏差演算回路24における標準偏差σの演算結果を数値で出力したり、パネルメータで出力したり、電圧情報として変換出力する。
【0034】
図3は図1の各部における波形図である。
S1は入力アンプ10に入力されるRF信号である。このRF信号はA/D変換器21においてPLLクロックによりデジタル化され、離散的なデータx(k)に変換される。
S2はイコライザ回路22の出力信号であり、信号処理された結果、y(k)になる。
【0035】
S3はPLL回路26で再生された読み取りクロック信号である。この読み取りクロック信号は各部にタイミングクロックとして入力される。
【0036】
図4は位相差データp(k)の測定方法説明図であり、イコライザ回路22の出力信号y(k)を拡大したものである。位相差データの測定法を説明する。
イコライザ回路22の出力信号のうち、2値化を想定したときの閾値電圧Vthを横切る2サンプルのみに注目する。y(k−1)とy(k)は時間的に連続した2サンプルである。位相差データp(k)は、y(k−1)とy(k)を直線補間したときに閾値電圧Vthを横切る時間からy(k)までの時間に相当する。これにより、位相差データp(k)は以下の計算から求められる。
p(k)={y(k)−Vth}・T/{y(k)−y(k−1)} (2)
y(k):イコライザ回路の出力信号
Vth:閾値電圧
y(k−1),y(k):時間的に連続したサンプルデータ
T:サンプリング周期
【0037】
(2)式で求めた位相差データp(k)に基づいて標準偏差σを求めることにより、RF信号のジッタ値が測定できる。
【0038】
ここで、本発明では、図1のイコライザ22として図2の構成のようなデジタルイコライザを用いているので、アナログ回路構成部品に見られる特性のばらつきはなくなり、回路の調整工程が排除できる。
そして、機器間のばらつきはA/D変換器21のリファレンス電圧や前段のAGCアンプ20のみになり、イコライザを遅延線やその他の受動部品で構成した従来例に比較して十分無視できる大きさに抑えることができる。
【0039】
異なるスピードの入力信号に対しては、クロック周期に相当する遅延因子Dがあるので、従来のように各スピード毎に遅延線を用意する必要はなくなり、1回路でさまざまなスピードに対応できる。
【0040】
また、イコライザ22は、図5のような汎用回路を用いてもよい。図5の回路はタップ数が5のFIRフィルタであり、それぞれのタップについてタップ係数G0からG4を任意に設定することで、様々な特性のイコライザが構成できる。
例えば、
G0=G4=−k/2
G1=G3=0
G2=1
とすれば、図2の回路が実現できる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、1台でさまざまなスピードのディスク記録媒体の再生信号についてジッタ測定が行えるジッタ測定装置および測定方法が実現でき、各種ディスク記録媒体の再生信号の時間関係の測定装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様の一例を示すブロック図である。
【図2】一般的なFIRフィルタのブロック図である。
【図3】図1の各部における波形図である。
【図4】位相差データp(k)の測定方法説明図である。
【図5】汎用FIRフィルタのブロック図である。
【図6】従来のジッタ測定器の一例を示すブロック図である。
【図7】光ディスクで用いられるイコライザの周波数特性例図である。
【図8】図6の各部における波形図である。
【符号の説明】
20 入力アンプ
21 A/D変換器
22 イコライザ回路
23 増幅率設定保持部
24 位相差発生回路
25 閾値電圧源
26 PLL回路
27 標準偏差測定回路
28 出力部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a jitter measuring device and a jitter measuring method, and more particularly to an improvement in a device and a measuring method for measuring jitter at a time interval in a reproduction signal of a disk recording medium such as an optical disk or a magnetic disk.
[0002]
[Prior art]
One of the items for evaluating the characteristics of a disk recording device such as a DVD is a jitter representing the magnitude of variation in time intervals in a reproduction signal.
[0003]
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional jitter measuring device.
For example, a reproduction signal of an optical disk (hereinafter, referred to as an RF signal) is input to the input amplifier 10. An AGC amplifier is often used as the input amplifier 10.
[0004]
An output signal of the input amplifier 10 is input to one input terminal of a
[0005]
FIG. 7 is an example of frequency characteristics of an equalizer used in an optical disc. Although the amplification factor at the frequency f 0 is (gain) G 0 is the largest, since the amplification factor G 0 at f 0 by a user different amplification factor G 0 is used as a measuring instrument is required to be variable. The gain G 0 of the equalizer circuit 11 is set by the gain setting
[0006]
The
[0007]
The output signal of the
[0008]
The standard
[0009]
The
[0010]
FIG. 8 is a waveform chart in each part of FIG.
S1 is an RF signal input to the input amplifier 10.
S2 is an output signal of the equalizer circuit 11, and the amplitude of only a narrow pulse is amplified.
[0011]
S3 is an output signal of the
[0012]
S4 is a read clock signal reproduced by the
S5 is a voltage signal obtained by converting the phase difference between the binary signal S3 and the clock signal S4 into a voltage amount proportional to the phase difference. The voltage of the voltage signal S5 is updated at each edge of the binarized signal S3, and the voltage is held until the next edge.
[0013]
The jitter measuring apparatus is for obtaining a phase difference between an RF signal and a reproduced clock. The conventional equalizer circuit 11 is an analog circuit in which an OP amplifier and a delay line and R, L, and C passive components are combined. Was composed.
[0014]
On the other hand, the standard
[0015]
An example of the transfer function of the equalizer circuit 11 having a frequency characteristic as shown in FIG.
y (t) = x (t) −k {x (t + nτ) + x (t−nτ)} / 2 (1)
Where x (t): input, y (t): output, k: constant, n: any integer.
Considering that the characteristic of the equation (1) is configured by an analog circuit, since τ is a delay of a certain time, it is necessary to use a delay line corresponding to the delay time τ. Specifically, τ is the value of the read clock cycle.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the frequency characteristics of the equalizer circuit 11 and the like greatly affect the measurement result of the jitter. For example, the equalizer circuit 11 is configured by the delay line and the analog circuit such as R, L, and C as described above. Therefore, variations in component constants cannot be ignored.
[0018]
Therefore, in order to correct these variations, conventionally, many adjustment points such as a variable delay line and a variable capacitor are provided, and an equalizer is adjusted to a desired characteristic.
[0019]
Also, in order to measure the jitter of the reproduction signal on various types of disk recording media having different speeds with one jitter measuring device, it is necessary to incorporate an equalizer circuit having predetermined characteristics corresponding to each speed, The circuit scale of the entire device becomes large. Specifically, an
[0020]
The present invention focuses on such a problem, and an object of the present invention is to provide a jitter measuring apparatus and a measuring method which can perform jitter measurement on reproduced signals of a disk recording medium of various speeds by one unit. .
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
An A / D converter for converting a reproduction signal of a disk recording medium into a digital signal;
An equalizer that amplifies a specific frequency component of a digital signal converted and output from the A / D converter;
A phase difference generation circuit that generates and outputs a phase difference between a timing and a clock at which the output signal of the equalizer crosses a predetermined threshold;
A phase synchronization circuit that reproduces a phase-locked read clock using the phase difference output of the phase difference generation circuit as a phase error input signal of a phase locked loop and supplies the clock to each unit;
A standard deviation calculation circuit for calculating a standard deviation from the phase difference output of the phase difference generation circuit,
And a jitter measuring device comprising:
[0022]
According to a second aspect of the present invention, in the jitter measuring apparatus according to the first aspect,
The equalizer includes a plurality of serially connected delay factors that generate a delay time corresponding to a clock cycle, a plurality of tap coefficient setting means connected to a connection point of these delay factors, and an arbitrary tap coefficient that can be set. The FIR filter includes an adding means for adding the output of the setting means.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in the jitter measuring apparatus according to the first aspect,
The phase difference generating circuit generates and outputs phase difference data p (k) represented by the following equation.
p (k) = {y ( k) -V th} · T / {y (k) -y (k-1)}
y (k): output signal V th of the equalizer circuit: threshold voltage y (k−1), y (k): temporally continuous sample data T: sampling period
Thus, jitter measurement of RF signals at various speeds can be performed by one device.
[0025]
The invention of claim 4 is
Converting the reproduction signal of the disk recording medium into a digital signal;
Amplifying a specific frequency component of the converted digital signal;
A step of generating and outputting a phase difference between a timing and a clock at which the digital signal crosses a predetermined threshold from the amplified output of the specific frequency component,
A step of reproducing a phase-synchronized read clock from the phase difference output and supplying the read clock to each unit;
Calculating the standard deviation from the phase difference output,
And a jitter measuring method.
[0026]
According to such a jitter measuring method, the jitter of the phase difference can be measured from the digital signal.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
For example, a reproduction signal (RF signal) of a disk recording medium such as an optical disk is input to the
[0028]
The output signal of the
[0029]
The
[0030]
The output signal of the
[0031]
The
[0032]
The standard
[0033]
The
[0034]
FIG. 3 is a waveform chart in each part of FIG.
S1 is an RF signal input to the input amplifier 10. This RF signal is digitized by the PLL clock in the A / D converter 21 and is converted into discrete data x (k).
S2 is an output signal of the
[0035]
S3 is a read clock signal reproduced by the
[0036]
FIG. 4 is an explanatory diagram of a measuring method of the phase difference data p (k), and is an enlarged view of the output signal y (k) of the
Of the output signals of the
p (k) = {y ( k) -V th} · T / {y (k) -y (k-1)} (2)
y (k): output signal V th of the equalizer circuit: threshold voltage y (k−1), y (k): temporally continuous sample data T: sampling cycle
By determining the standard deviation σ based on the phase difference data p (k) determined by the equation (2), the jitter value of the RF signal can be measured.
[0038]
Here, in the present invention, since the digital equalizer having the configuration shown in FIG. 2 is used as the
The variation among the devices is limited to the reference voltage of the A / D converter 21 and only the
[0039]
For input signals of different speeds, there is a delay factor D corresponding to the clock period, so that it is not necessary to prepare a delay line for each speed as in the prior art, and one circuit can support various speeds.
[0040]
Further, the
For example,
G 0 = G 4 = −k / 2
G 1 = G 3 = 0
G 2 = 1
Then, the circuit of FIG. 2 can be realized.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a jitter measuring apparatus and a measuring method that can perform jitter measurement on reproduction signals of disk recording media of various speeds by one unit, and realize a time relationship of reproduction signals of various disk recording media. It is suitable as a measuring device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a general FIR filter.
FIG. 3 is a waveform chart in each part of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of measuring phase difference data p (k).
FIG. 5 is a block diagram of a general-purpose FIR filter.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional jitter measuring device.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of frequency characteristics of an equalizer used in an optical disc;
FIG. 8 is a waveform chart in each part of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
Claims (4)
A/D変換器から変換出力されるデジタル信号の特定周波数成分を増幅するイコライザと、
このイコライザの出力信号が所定閾値を横切るタイミングとクロックとの位相差を生成出力する位相差発生回路と、
この位相差発生回路の位相差出力を位相同期ループの位相誤差入力信号として位相同期をかけて読み取りクロックを再生して各部に供給する位相同期回路と、
位相差発生回路の位相差出力から標準偏差を演算する標準偏差演算回路、
とで構成されたことを特徴とするジッタ測定装置。An A / D converter for converting a reproduction signal of a disk recording medium into a digital signal;
An equalizer that amplifies a specific frequency component of a digital signal converted and output from the A / D converter;
A phase difference generation circuit that generates and outputs a phase difference between a timing and a clock at which the output signal of the equalizer crosses a predetermined threshold;
A phase-locked loop circuit that uses the phase-difference output of the phase-difference circuit as a phase error input signal of a phase-locked loop, performs phase synchronization, reproduces a read clock, and supplies the read clock to each unit;
A standard deviation calculation circuit for calculating a standard deviation from the phase difference output of the phase difference generation circuit,
And a jitter measuring device.
p(k)={y(k)−Vth}・T/{y(k)−y(k−1)}
y(k):イコライザ回路の出力信号
Vth:閾値電圧
y(k−1),y(k):時間的に連続したサンプルデータ
T:サンプリング周期2. The jitter measuring apparatus according to claim 1, wherein the phase difference generating circuit generates and outputs phase difference data p (k) represented by the following equation.
p (k) = {y ( k) -V th} · T / {y (k) -y (k-1)}
y (k): output signal Vth of the equalizer circuit: threshold voltage y (k-1), y (k): temporally continuous sample data T: sampling cycle
変換されたデジタル信号の特定周波数成分を増幅する工程と、
特定周波数成分の増幅出力からデジタル信号が所定閾値を横切るタイミングとクロックとの位相差を生成出力する工程と、
位相差出力から位相同期をかけた読み取りクロックを再生して各部に供給する工程と、
位相差出力から標準偏差を演算する工程、
とを含むことを特徴とするジッタ測定方法。Converting the reproduction signal of the disk recording medium into a digital signal;
Amplifying a specific frequency component of the converted digital signal;
A step of generating and outputting a phase difference between a timing and a clock at which the digital signal crosses a predetermined threshold from the amplified output of the specific frequency component,
A step of reproducing a phase-synchronized read clock from the phase difference output and supplying the read clock to each unit;
Calculating the standard deviation from the phase difference output,
And a jitter measuring method.
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070319 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070426 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070427 |