JP2007051985A - ジッタ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最小周期の読取り誤差の影響を受けずに、精度の高いジッタ測定を行う。
【解決手段】 ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路５７と、ＩＮＨ信号を入力し、最小周期の区間の位相情報を除いてクロック信号を抽出するＰＬＬ回路５３〜５６と、ＩＮＨ信号を入力し、最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行い、スライスレベルを出力するスライスレベル出力回路６０と、ＲＦ信号とスライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路５９であって、ＩＮＨ信号を入力し、最小周期の区間を２値化しない２値化回路とを備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ジッタ測定装置に関し、より詳細には、光ディスクに記録された情報を読取って、再生された信号のジッタを測定するジッタ測定装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクに記録された情報は、ディスク面に形成されたピットの有無をレーザ光の反射によって検出することにより、「１」、「０」の２値化信号として読取られる。ディスク面に形成するピット（以下、マークともいう）とスペースの大きさ、すなわちトラックの幅と最小周期は、レーザ光のディスク面上のスポット径に応じて決められている。

図１に、従来の光ディスクに記録された情報の読取りの方法を示す。図１（ａ）は、光ディスク上の１本のトラックに形成されたピットを示す。ここでは、レーザ光のスポット径ＳＰが、隣り合うマーク／スペースにかかる周期を２Ｔとして、最小周期が決められている。このトラック上を走査するレーザ光を、電気信号に変換したＲＦ信号を図１（ｂ）に示す。ＲＦ信号を所与のスライスレベルＳＬと比較し、スライスレベルＳＬよりも高ければマーク、すなわち「１」と、スライスレベルＳＬよりも低ければスペース、すなわち「０」と判定して、２値化信号に変換する（図１（ｃ）参照）。

従来の高密度記録方式の読取装置では、周期３Ｔのマーク／スペースは、スライスレベルＳＬとの比較により、「１」、「０」の２値化信号として識別することができる。しかしながら、図１（ｂ）に示したように、周期２Ｔのマーク／スペースの区間Ａ，Ｂは、ＲＦ信号がスライスレベルＳＬによって判定できる程度に振幅を有していない。そこで、従来の読取装置では、レーザ光の検出回路の応答特性が既知であることを前提に、最尤復号アルゴリズムを用いて、識別を行っていた。従って、前後のマーク／スペースから受ける符号間干渉の影響が除去され、Ａの区間を周期２Ｔのスペースと判定し、Ｂの区間を、周期２Ｔのマーク、スペース、マークと判定していた。

このようにして、従来の高密度記録方式の読取装置は、レーザ光のスポット径Ｓが、隣り合うマーク／スペースにかかる周期２Ｔであっても、最尤復号アルゴリズムを用いて、さらには誤り訂正符号を併用することにより、マーク／スペースを判定していた。

一方、ジッタ測定装置は、基準となる検出回路を用いて、光ディスクに記録されたピットの精度を評価し、または、基準となる光ディスクを用いて、読取装置のレーザ光の検出回路の検出精度を評価する。従って、最尤復号アルゴリズムを用いて光ディスクに記録された情報を復号できたとしても、２値化信号にはジッタを含んでいるので、ＲＦ信号の振幅が、スライスレベルＳＬによって判定できる程度の振幅を有していなければ、ジッタ測定装置は、正確なジッタを測定することができない。なぜならば、図１（ｃ）の２値化信号に編みかけで示したように、ＲＦ信号がスライスレベルＳＬ近傍を上下するために、ジッタ量が増大するからである。そこで、高密度記録方式の光ディスク、読取装置のジッタ測定では、周期２Ｔのジッタ測定値を除いて評価を行っていた（例えば、非特許文献１参照）。

図２に、従来のジッタ測定装置の構成を示す。検出回路のピックアップから再生されたＲＦ信号は、イコライザ２１により等化された後、スライサ２２によりスライスレベルと比較され、２値化信号に変換される。２値化信号は、位相比較器２３、ループフィルタ２４およびＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２５が縦続接続されたＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路に入力され、ＰＬＬ回路から再生されたクロック信号が出力される。また、２値化信号は、タイムインターバル測定回路２６に入力され、２値化信号の立上がり／立下がりエッジとクロック信号の立上がり／立下がりエッジとが比較されて、タイムインターバル測定回路２６からジッタ量の測定結果が出力される。

さらに、２値化信号は、２Ｔパルス検出回路２７に入力される。２Ｔパルス検出回路２７は、図１（ｃ）に示したデジタル信号のマーク／スペースの幅を検出し、マーク／スペースの幅が周期３Ｔ以下ならば、周期２Ｔのマーク／スペースと判定して、ＩＮＨ信号を出力する。ヒストグラム作成回路２８は、タイムインターバル測定回路２６からのジッタ量の測定結果を、２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ・・・の周期ごとに積算し、ヒストグラムを求める。このとき、上述したように、周期２Ｔのジッタ量は、正確な値を反映していない可能性があるので、２Ｔパルス検出回路２７からのＩＮＨ信号により、ヒストグラムとしての積算を行わない。

小宮山他、「ディジタルジッタメータTA220」、横河技報、Vol.49, No.1. pp.9-12, 2005

上述したように、従来の高密度記録方式の読取装置によって、周期２Ｔのマーク／スペースを読取ることができるとしても、ジッタ測定装置においては、レーザ光の検出回路おける応答特性のわずかな変動、スライスレベルのわずかな変動により、周期２Ｔのマーク／スペースを判定することができない。図３に、周期２Ｔのマーク／スペースの区間Ｂにおける判定の方法を示す。図３（ｂ）に示すように、ＲＦ信号のわずかな歪みにより、図３（ｃ）に示すように、周期２Ｔのマーク／スペースを他の周期のマーク／スペースと判定する可能性があった。従って、周期２Ｔのジッタ測定値を除いて評価を行っても、他の周期の測定結果に影響を与えてしまうという問題があった。

また、従来のジッタ測定装置では、スライサ２２から出力された２値化信号をＰＬＬ回路に入力して、クロック信号を再生していたので、周期２Ｔの２値化信号の位相情報も、クロック信号の再生に用いられる。従って、タイムインターバル測定回路２６におけるジッタ測定の基準となるクロック信号にも、周期２Ｔのジッタを含むため、ジッタ測定の精度が劣化するという問題もあった。

さらに、従来のジッタ測定装置におけるスライサ２２は、スライスレベルＳＬの変動がジッタ測定に影響を与えるという問題もあった。図４に、従来のジッタ測定装置におけるスライスレベル出力回路を示す。スライスレベル出力回路２９は、スライサ２２から出力される２値化信号を、積分回路によって平均化して、その平均値をスライスレベルＳＬとして出力している。図１（ａ）に示したように、トラック上に形成されたピットは、方形ではなく丸みをおびており、同じ周期のマーク／スペースを比較すると、スペースの面積の方が広い。従って、周期が小さくなるほど、マーク／スペースの面積比は大きくなるので、スライサ２２から出力される２値化信号の幅にも、面積比に応じたオフセットが生じる。すなわち、図３（ｂ）に一点鎖線で示したように、周期が短くなるほど、スライスレベルＳＬが低くなってしまい、正確なジッタ測定を行うことができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、最小周期の読取り誤差の影響を受けずに、精度の高いジッタ測定を行うことのできるジッタ測定装置を提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定装置において、前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路（５７）と、前記ＲＦ信号とスライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路（５９）であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しない２値化回路とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のジッタ測定装置において、前記ＲＦ信号を平均化して前記スライスレベルを出力するスライスレベル出力回路（６０）であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行うスライスレベル出力回路をさらに備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のジッタ測定装置において、前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路（５３〜５６）であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出するＰＬＬ回路をさらに備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定方法において、前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路と、前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出するＰＬＬ回路と、前記ＲＦ信号を平均化してスライスレベルを出力するスライスレベル出力回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行うスライスレベル出力回路と、前記ＲＦ信号と前記スライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しない２値化回路とを備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定装置であって、前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路と、前記ＲＦ信号を平均化してスライスレベルを出力するスライスレベル出力回路と、前記ＲＦ信号と前記スライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路とを含むジッタ測定装置において、前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路を備え、前記ＰＬＬ回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出し、前記スライスレベル出力回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行い、前記２値化回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しないことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、２値化される前に、ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力するので、スライスレベルの変動の影響を受けることなく、最小区間を検出することができる。また、このＩＮＨ信号により、最小周期のマーク／スペースの区間を２値化しないので、精度の高いジッタ測定を行うことが可能となる。

また、本発明によれば、ＩＮＨ信号により、最小周期の振幅情報を除いて平均化を行って、スライスレベルを出力するので、最小周期におけるマーク／スペースの面積比に応じたオフセットの影響を排除することができる。

さらに、本発明によれば、ＩＮＨ信号により、最小周期の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出するので、再生されたクロック信号には、最小周期のジッタを含まないので、精度の高いジッタ測定を行うことが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図５に、本発明の一実施形態にかかるジッタ測定装置の構成を示す。検出回路のピックアップから再生されたＲＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器５１によりデジタル信号に変換され、イコライザ５２により等化されて、等化信号として出力される。等化信号は、位相検出器５３、Ｄ／Ａ変換器５４、ループフィルタ５５およびＶＣＯ５６が縦続接続されたＰＬＬ回路に入力され、ＰＬＬ回路から再生されたクロック信号が出力される。再生されたクロック信号は、Ａ／Ｄ変換器５１に入力され、デジタル信号の位相情報として、イコライザ５２を経て位相検出器５３にフィードバックされる。

また、等価信号は、２Ｔパルス検出回路５７に入力される。２Ｔパルス検出回路５７は、デジタル信号に変換されたＲＦ信号の振幅と時間幅を検出し、周期２Ｔのマーク／スペースを判定して、その区間を示すＩＮＨ信号を出力する。従来のジッタ測定装置では、２値化信号のマーク／スペースの幅に基づいて、周期２Ｔのマーク／スペースを判定していたが、本実施形態においては、２値化される前のデジタル信号の振幅と時間幅に基づいて判定するので、スライスレベルＳＬの変動の影響を受けることはない。

ＩＮＨ信号は、位相検出器５３に入力される。位相検出器５３では、ＩＮＨ信号により、周期２Ｔの位相情報をＤ／Ａ変換器５４に出力しないので、再生されたクロック信号には、周期２Ｔのジッタを含まない。

さらに、等価信号は、Ｄ／Ａ変換器５８により元のＲＦ信号に戻され、スライサ５９に入力され、スライサ５９によりスライスレベルと比較され、２値化信号に変換される。ここで、スライスレベルは、スライスレベル出力回路６０から供給される。スライスレベル出力回路６０は、イコライザ５２からの等化信号を平均化して、その平均値をＤ／Ａ変換器６１を介してスライスレベルＳＬとして出力する。このとき、スライスレベル出力回路６０は、２Ｔパルス検出回路５７からのＩＮＨ信号を入力し、平均値を算出する上で、周期２Ｔの振幅情報を用いない。従って、周期２Ｔにおけるマーク／スペースの面積比に応じたオフセットの影響を排除することができる。

２Ｔパルス検出回路５７からのＩＮＨ信号は、スライサ５９にも入力される。スライサ５９は、周期２Ｔにおけるマーク／スペースの判定を行わない。具体的には、周期２Ｔの区間を、例えば、その直前に判定したマークまたはスペースを保持して出力する。

スライサ５９からの２値化信号は、タイムインターバル測定回路６２に入力され、２値化信号の立上がり／立下がりエッジとクロック信号の立上がり／立下がりエッジとが比較されて、タイムインターバル測定回路６２からジッタ量の測定結果が出力される。ヒストグラム作成回路６３は、タイムインターバル測定回路２６からのジッタ量の測定結果を、２Ｔ，３Ｔ，４Ｔ・・・の周期ごとに積算し、ヒストグラムを求める。このとき、上述したように、周期２Ｔのマーク／スペースは、すべて除去されているため、ジッタ量の積算を行わない。

本実施形態では、ＲＦ信号がスライサ５９に入力される前に、周期２Ｔのマーク／スペースを検出し、２Ｔパルス検出回路５７からＩＮＨ信号を出力する。従って、周期２Ｔの判定において、レーザ光の検出回路おける応答特性のわずかな変動、スライスレベルのわずかな変動の影響を受けることはない。さらに、このＩＮＨ信号を利用して、クロック信号から周期２Ｔのジッタを取り除き、スライスレベルの変動を抑制することができるので、最小周期の読取り誤差の影響を受けずに、精度の高いジッタ測定を行うことができる。

図６に、本発明の一実施形態にかかるジッタ測定装置の測定結果を示す。図６（ａ）にヒストグラム作成回路６３からの出力結果を示し、比較のため、図６（ｂ）に従来のジッタ測定装置の出力結果を示す。従来のジッタ測定装置では、周期２Ｔのジッタ測定値を除いて評価を行っても、他の周期の測定結果に影響を与えてしまうので、正確なジッタ測定を行うことができなかった。

本実施形態では、最小周期である周期２Ｔのマーク／スペースを検出し、スライサ５９において、２値化を行わないので、他の周期の測定結果に影響を与えることがない。従って周期２Ｔを除いた測定結果は、周期２Ｔの影響を受けない正確な測定結果を得ることができる。

従来の光ディスクに記録された情報の読取りの方法を示す図である。 従来のジッタ測定装置の構成を示すブロック図である。 周期２Ｔのマーク／スペースの区間Ｂにおける判定の方法を示す図である。 従来のジッタ測定装置におけるスライスレベル出力回路を示す図である。 本発明の一実施形態にかかるジッタ測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかるジッタ測定装置の測定結果を示す図である。

符号の説明

２１，５２ イコライザ
２２，５９ スライサ
２３ 位相比較器
２４，５５ ループフィルタ
２５，５６ ＶＣＯ
２６，６２ タイムインターバル測定回路
２７，５７ ２Ｔパルス検出回路
２８，６３ ヒストグラム作成回路
２９，６０ スライスレベル出力回路
５１ Ａ／Ｄ変換器
５３ 位相検出器
５４，５８，６１ Ｄ／Ａ変換器

Claims (5)

1. 光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定装置において、
   前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路と、
   前記ＲＦ信号とスライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しない２値化回路と
   を備えたことを特徴とするジッタ測定装置。
2. 前記ＲＦ信号を平均化して前記スライスレベルを出力するスライスレベル出力回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行うスライスレベル出力回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のジッタ測定装置。
3. 前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出するＰＬＬ回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のジッタ測定装置。
4. 光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定方法において、
   前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路と、
   前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出するＰＬＬ回路と、
   前記ＲＦ信号を平均化してスライスレベルを出力するスライスレベル出力回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行うスライスレベル出力回路と、
   前記ＲＦ信号と前記スライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路であって、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しない２値化回路と
   を備えたことを特徴とするジッタ測定装置。
5. 光ディスクの読取装置の検出回路から出力されたＲＦ信号を、２値化信号に変換した際のジッタを測定するジッタ測定装置であって、前記ＲＦ信号からクロック信号を抽出するＰＬＬ回路と、前記ＲＦ信号を平均化してスライスレベルを出力するスライスレベル出力回路と、前記ＲＦ信号と前記スライスレベルとを比較して２値化信号を出力する２値化回路とを含むジッタ測定装置において、
   前記ＲＦ信号の振幅と時間幅に基づいて、最小周期のマーク／スペースを検出し、最小周期の区間を示すＩＮＨ信号を出力する検出回路を備え、
   前記ＰＬＬ回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の位相情報を除いて前記クロック信号を抽出し、前記スライスレベル出力回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間の振幅情報を除いて平均化を行い、前記２値化回路は、前記ＩＮＨ信号を入力し、前記最小周期の区間を２値化しないことを特徴とするジッタ測定装置。
   

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