JP2008053949A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク装置のアナログフロントエンド処理において、ノイズを増加させることなく、バンドパスフィルタの位相改善を行う。
【解決手段】位相補正回路１１，１２は、トランジスタ２４，２５、抵抗２８，２９、ならびに定電流源３２からなる差動信号ＶＩＮを増幅するアンプ部と、トランジスタ２２，２３、静電容量素子２６，２７、および定電流源３０，３１からなる差動信号ＶＩＮの位相を進め、高周波帯域をブーストする位相補正部とから構成されている。差動信号ＶＩＮの位相進めは、静電容量素子２６，２７の静電容量値、またはトランジスタ２２，２３のトランジスタサイズ（ゲートサイズ）を任意に可変することにより、バンドパスフィルタ１９に入力される信号の位相が略０°となるように設定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、バンドパスフィルタの位相改善技術に関し、特に、光ディスク装置における高精度なアナログ信号処理に有効な技術に関する。

ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）ドライブなどに例示される光ディスク装置には、いわゆるアナログフロントエンド処理用の半導体集積回路装置が設けられている。

アナログフロントエンド処理用の半導体集積回路装置は、ピックアップが光ディスクから読み取った信号をアナログ信号処理にて抽出する。ピックアップにより読み取った信号は、通常の記録データであるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号、トラッキング情報となるサーボエラー信号、およびアドレス情報、および、記録時位相制御用として未記録時にあらかじめ埋め込まれているＷＯＢＢＬＥ信号などを含んでいる。

このアナログフロントエンド処理において、ピックアップから読み取った信号から、ＲＦ成分やサーボエラー信号、その他ノイズを分離し、ＷＯＢＢＬＥ成分のみを抽出するために、半導体集積回路装置内でのフィルタ処理を行っている。

このフィルタ処理では、一般に、半導体集積回路装置におけるアナログ回路のダイナミックレンジに適合させるため、数段のゲイン調整アンプを介してフィルタに入力させている。

ところが、上記のようなアナログフロントエンド処理の半導体集積回路装置におけるゲイン調整技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

すなわち、ゲイン調整アンプを介した場合、該ゲイン調整アンプや途中の内部配線の遅延により、フィルタ処理部に到達するまでの間に位相がずれてしまうことになる。ＷＯＢＢＬＥ信号は、光ディスク上の記録位置を制御するために用いられるため、この位相ずれにより、記録位置がずれてしまうという問題がある。

また、フィルタ処理部には、バンドパスフィルタが用いられており、バンドパスフィルタの特性は一般的に、中心周波数で利得が最大となり、位相はゼロ度であり、通常であれば位相ずれは起こらないが、ゲイン調整アンプの回路遅延、配線遅延などによっては最終的にずれた位相となったＷＯＢＢＬＥ信号が半導体集積回路装置から出力されてしまう恐れがある。

位相ずれが発生してしまった場合、バンドパスフィルタの中心周波数をずらして、位相をシフトさせて、トータルで相殺して位相ずれを補正するといった技術が知られているが、この技術では、利得最大の周波数を本来のＷＯＢＢＬＥ周波数からずらしてしまうことになり、不要な帯域のノイズを増幅してしまう問題がある。

本発明の目的は、光ディスク装置のアナログフロントエンド処理において、ノイズを増加させることなく、バンドパスフィルタの位相改善を行うことのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明は、Ｗｏｂｂｌｅ成分のみを抽出するＷｏｂｂｌｅ検出部を有した半導体集積回路装置であって、該Ｗｏｂｂｌｅ検出部は、入力された差動信号の位相を任意に進め、高周波帯域のゲインを任意に上げる位相補正回路を備えたものである。

また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。

本発明による半導体集積回路装置は、前記位相補正回路に入力される差動信号が、ピックアップから読み出された信号が差動信号に変換された直後の信号よりなるものである。

また、本発明による半導体集積回路装置は、前記位相補正回路が、Ｗｏｂｂｌｅ成分の周波数帯域以外の信号を減衰させるバンドパスフィルタに入力される信号の位相が略０°になるように差動信号の位相を進めるものである。

さらに、本発明による半導体集積回路装置は、前記Ｗｏｂｂｌｅ検出部が、光ディスク装置のアナログフロントエンド処理に用いられるものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）簡単な回路構成で、かつ低コストにバンドパスフィルタに入力される信号の位相遅れ、および高周波帯域のゲインの劣化を防止することができる。

（２）上記（１）により、位相補正回路を備えた半導体集積回路装置を光ディスク装置に用いることにより、記録、再生を高倍速で安定して行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図、図２は、図１の半導体集積回路装置に設けられたＷｏｂｂｌｅ／各種検出回路の構成を示すブロック図、図３は、図２のＷｏｂｂｌｅ／各種検出回路に設けられた位相補正回路の回路構成を示す回路図、図４は、図３の位相補正回路における補正特性の説明図である。

本実施の形態において、半導体集積回路装置１は、ＤＶＤドライブなどに例示される光ディスク装置において、光ディスクから読み取った信号から再生信号、およびサーボ信号などのドライブ制御に必要な各種信号を生成するアナログフロントエンド処理用として用いられる。

半導体集積回路装置１は、図１に示すように、インタフェース回路２、ＲＦ系回路３、Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４、サーボ系回路５、ならびにＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｌａｓｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路６から構成されている。

インタフェース回路２は、ピックアップ７とのインタフェースであり、光ディスク装置に設けられたピックアップ７から読み出された信号が入力される。ピックアップ７は、回転駆動されるＤＶＤディスクなどの光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光をフォトダイオードからなる受光部で受光して光学変換して該光ディスクに記憶されている情報を読み出す。

インタフェース回路２には、ＲＦ系回路３、Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４、サーボ系回路５、およびＡＰＣ回路６がそれぞれ接続されている。また、ＲＦ系回路３、Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４、サーボ系回路５、ならびにＡＰＣ回路６には、後段に設けられたデジタル信号処理を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８が接続されている。

ＲＦ系回路３は、ＲＦ帯域の信号から再生信号を生成し、ＤＳＰ８に該再生信号を出力する。Ｗｏｂｂｌｅ検出回路として機能するＷｏｂｂｌｅ／各種検出回路４は、Ｗｏｂｂｌｅ、およびディスクの傷や欠陥、記録部／未記録部などを検出し、その検出結果をＤＳＰ８に出力する。

サーボ系回路５は、ピックアップ７やレンズの位置を制御するための各種演算を行い、その演算結果をＤＳＰ８に出力する。ＡＰＣ回路６は、 再生／記録のレーザパワーを検出し、ピックアップ７にフィードバック、あるいはＤＳＰ８に出力する。

図２は、Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４の構成を示すブロック図である。

Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４は、図示するように、加算器９，１０、位相補正回路１１，１２、アッテネータ１３，１４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ゲイン自動調整アンプ）１５，１６、引き算アンプ１７、ゲイン切り替えアンプ１８、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９、ＡＧＣ２０、および２値化部２１から構成されている。

加算器９には、ピックアップ７から読み出された４チャネルの信号のうち、所定の２チャネルの信号がインタフェース回路２を介して入力され、加算器１０には、残りの２チャネルの信号がインタフェース回路２を介して入力される。これら加算器９，１０は、入力された２チャネルの信号をそれぞれ加算し、加算した信号と基準信号との差動信号を出力する。

位相補正回路１１，１２には、加算器９，１０がそれぞれ接続されており、該位相補正回路１１，１２の入力部には、加算器９，１０から出力された差動信号がそれぞれ入力される。位相補正回路１１，１２は、入力された差動信号の位相を進めるとともに、任意の高周波帯域を増幅する。

位相補正回路１１，１２の出力部には、アッテネータ１３，１４の入力部が接続されており、これらアッテネータ１３，１４の出力部には、ＡＧＣ１５，１６の入力部がそれぞれ接続されている。

アッテネータ１３，１４は、位相補正回路１１，１２から出力された差動信号をＡＧＣ１５，１６の入力ダイナミックレンジに適合させる。ＡＧＣ１５，１６は、ＡＧＣ１５，１６を介して入力された差動信号のゲインが最適となるように調整を行う。

ＡＧＣ１５，１６の出力部には、引き算アンプ１７の入力部が接続されており、該引き算アンプ１７の後段には、ゲイン切り替えアンプ１８が接続されている。そして、ゲイン切り替えアンプ１８の後段には、バンドパスフィルタ１９が接続されている。

また、バンドパスフィルタ１９の後段には、ＡＧＣ２０が接続されており、該ＡＧＣ２０の後段には、２値化部２１が接続されている。そして、２値化部２１の出力部から出力された信号が、Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路４の出力信号となる。

引き算アンプ１７は、ＡＧＣ１５，１６からそれぞれ出力された差動信号の引き算を行う。ゲイン切り替えアンプ１８は、後段に接続されたバンドパスフィルタ１９のダイナミックレンジに適合させるためにゲインの切り換えを行う。

バンドパスフィルタ１９は、中心周波数をＷｏｂｂｌｅ成分と同じにし、その周波数帯域以外の信号を減衰させるフィルタであり、引き算アンプ１７が引き算した信号から、Ｗｏｂｂｌｅ成分のみを高精度に抽出する。

ＡＧＣ２０は、バンドパスフィルタ１９の後段から出力されたＷｏｂｂｌｅ成分の信号を、後段の２値化部２１のダイナミックレンジに適合させるように調整する。２値化部２１は、ＡＧＣ２０から出力されたＷｏｂｂｌｅ成分の信号を２値化して出力する。

図３は、位相補正回路１１（，１２）の回路構成を示す回路図である。

位相補正回路１１（，１２）は、ＮチャネルＭＯＳからなるトランジスタ２２〜２５、静電容量素子２６，２７、抵抗２８，２９、および定電流源３０〜３２から構成されている。

トランジスタ２２，２４のゲートには、入力信号である差動信号ＶＩＮのうち、一方の信号が入力されるように接続されており、トランジスタ２３，２５のゲートには、差動信号のうち、他方の信号が入力されるように接続されている。

抵抗２８，２９の一方の接続部には、電源電圧ＶＤＤが供給されるように接続されている。抵抗２８の他方の接続部には、トランジスタ２２の一方の接続部が接続されており、抵抗２９の他方の接続部には、トランジスタ２３の一方の接続部が接続されている。

また、抵抗２８，２９の他方の接続部は、位相補正回路１１（，１２）の出力部となり、この出力部から位相補正された差動信号ＶＯＵＴが出力信号として出力される。

トランジスタ２２の他方の接続部と基準電位ＶＳＳとの間には、静電容量素子２６、および定電流源３０がそれぞれ接続されている。また、トランジスタ２３の他方の接続部と基準電位ＶＳＳとの間には、静電容量素子２７、および定電流源３１がそれぞれ接続されている。

トランジスタ２４の他方の接続部には、トランジスタ２５の他方の接続部が接続されており、これらトランジスタ２４，２５の他方の接続部と基準電位ＶＳＳとの間には、定電流源３１２接続されている。

位相補正回路１１（，１２）において、トランジスタ２４，２５、抵抗２８，２９、ならびに定電流源３２により、差動信号ＶＩＮを増幅するアンプ部が構成されており、トランジスタ２２，２３、静電容量素子２６，２７、および定電流源３０，３１によって差動信号ＶＩＮの位相を進め、高周波帯域をブーストする位相補正部が構成されている。

差動信号ＶＩＮの位相進み量、および高周波帯域のブースト量は、静電容量素子２６，２７の静電容量値、またはトランジスタ２２，２３のトランジスタサイズ（ゲートサイズ）を任意に設定することにより可変することができる。

たとえば、静電容量素子２５，２６の静電容量値を大きくする、トランジスタ２２，２３のトランジスタサイズを大きくする、あるいは静電容量素子２６，２７の静電容量値、とトランジスタ２２，２３のトランジスタサイズとをどちらも大きくすれば、差動信号ＶＩＮは、より大きく位相が進み、かつ高周波帯域のブースト量を大きくすることができる。

このように、位相補正回路１１（，１２）によって、予め差動信号の位相を進め、高周波帯域のゲインを大きくすることにより、バンドパスフィルタ１９までの配線遅延やＡＧＣ１５，１６などの回路遅延などによりが発生しても、該バンドパスフィルタ１９に入力される信号の位相遅れや高周波帯域の減衰などを防止することができる。

図４は、位相補正回路１１，１２における補正特性の説明図であり、位相補正回路１１（，１２）から、バンドパスフィルタ１９に信号が入力されるまでをシミュレーションしたものである。

実線は、位相補正回路１１，１２がない場合のバンドパスフィルタ１９に入力される信号の位相を示し、点線は、位相補正回路１１，１２により位相補正されている場合のバンドパスフィルタ１９に入力される信号の位相を示している。

また、一点鎖線は、位相補正回路１１，１２がない場合のバンドパスフィルタ１９に入力される信号のゲインを示し、二点鎖線は、位相補正回路１１，１２により位相補正されている場合のバンドパスフィルタ１９に入力される信号のゲインを示している。

図示するように、位相補正回路１１，１２が設けられていない場合には、信号位相は、配線遅延や回路遅延などの影響により、約２７°程度位相遅れが生じているが、位相補正回路１０，１１を設けた場合には、信号位相は、約０°に補正されている。

また、位相補正回路１１，１２によって、高周波帯域のゲインをブーストしたことにより、高周波帯域のゲインの劣化も補正されている。

それにより、本実施の形態によれば、簡単な回路構成で、かつ低コストにバンドパスフィルタ１９に入力される信号の位相遅れ、および高周波帯域のゲインの劣化を防止することができるので、光ディスク装置における記録、再生を安定して行うことが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、光ディスク装置におけるＷｏｂｂｌｅ成分の高精度な抽出低減技術に適している。

本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図である。 図１の半導体集積回路装置に設けられたＷｏｂｂｌｅ／各種検出回路の構成を示すブロック図である。 図２のＷｏｂｂｌｅ／各種検出回路に設けられた位相補正回路の回路構成を示す回路図である。 図３の位相補正回路における補正特性の説明図である。

符号の説明

１ 半導体集積回路装置
２ インタフェース回路
３ ＲＦ系回路
４ Ｗｏｂｂｌｅ／各種検出回路
５ サーボ系回路
６ ＡＰＣ回路
７ ピックアップ
８ ＤＳＰ
９，１０ 加算器
１１，１２ 位相補正回路
１３，１４ アッテネータ
１５，１６ ＡＧＣ
１７ 引き算アンプ
１８ ゲイン切り替えアンプ
１９ バンドパスフィルタ
２０ ＡＧＣ
２１ ２値化部
２２〜２５ トランジスタ
２６，２７ 静電容量素子
２８，２９ 抵抗
３０〜３２ 定電流源

Claims (4)

1. Ｗｏｂｂｌｅ成分のみを抽出するＷｏｂｂｌｅ検出部を有した半導体集積回路装置であって、
   前記Ｗｏｂｂｌｅ検出部は、
   入力された差動信号の位相を任意に進め、高周波帯域のゲインを任意に上げる位相補正回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
2. 請求項１記載の半導体集積回路装置において、
   前記位相補正回路に入力される差動信号は、
   ピックアップから読み出された信号が差動信号に変換された直後の信号であることを特徴とする半導体集積回路装置。
3. 請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、
   前記位相補正回路は、
   Ｗｏｂｂｌｅ成分の周波数帯域以外の信号を減衰させるバンドパスフィルタに入力される信号の位相が略０°になるように差動信号の位相を進めることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置において、
   前記Ｗｏｂｂｌｅ検出部は、
   光ディスク装置のアナログフロントエンド処理に用いられることを特徴とする半導体集積回路装置。

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