JP2008251127A

JP2008251127A - 波形等化回路の制御方法

Info

Publication number: JP2008251127A
Application number: JP2007094682A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakano; 淳中野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】探索時間を短くしつつ調整結果の精度も高くすることができる波形等化回路の制御方法を提供する。
【解決手段】カットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量のいずれか一つの値について初期値と当該初期値を中心として所定の探索幅を加味した３点のみ変化させたときの収束させるべき指標として、波形等化回路の出力信号のジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートのいずれか一つを検出して、最小ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最小エラーレートのいずれか一つの指標が最良点となるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を基準値とし、基準値と前記３点のうち、基準値を除いた２点とを直線で結んだときの２つの傾きを求め、２つの傾きの比からジッタ値、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートのいずれかが最適になるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を波形等化回路の調整値に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＢＤ（ブルーレイ(登録商標)・ディスク）やＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）などの信号が高密度で記録された光ディスクから復調された復調信号（ＲＦ信号）に対して波形等化を行う波形等化回路に係り、特に最適な波形等化を行うように制御する波形等化回路の制御方法に関する。

ＢＤやＤＶＤなどの信号が高密度で記録された光ディスクに凹凸若しくは反射率の異なるピットとして記録されているデータは、光ディスク再生装置の光ピックアップにより光電変換されたアナログ信号（以下ＲＦ信号という）として読み出される。そして、このＲＦ信号をＡ／Ｄ変換することでデジタル信号として再生されることになる。しかしながら、光ピックアップなどの再生光学系から出力される信号は周波数の高域部分が減衰されているので、低域信号の振幅（レベル）に対して高域信号の振幅が極端に低い信号となっている。

このため、再生光学系から出力される信号を原波形のままでＡ／Ｄ変換による復調再生を行うと、ジッタの影響などにより再生信号の品質が極端に悪化することになる。したがって、再生光学系から出力される信号に対して、Ａ／Ｄ変換を行う前に信号の波形等化を行うことが必須となる。

図３は、従来の波形等化回路の構成を示すブロック図である（例えば、下記の特許文献１参照）。図３に示す波形等化回路は、再生光学系から出力されるＲＦ信号の波形等化を行うもので、カットオフ周波数が制御可能な低次のローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称す）１１及び高次のハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと称す）１２と、ＨＰＦ１２から出力される高域成分の振幅のゲイン調整を行うゲイン制御可能なゲイン調整器（以下、ＡＴＴと称す）１３と、ＡＴＴ１３からの出力に対して群遅延量が制御可能な群遅延量調整器（以下、ＤＥＬＡＹと称す）１４と、ＬＰＦ１１を介した低域部分と、ＨＰＦ１２とＡＴＴ１３及びＤＥＬＡＹ１４を介したゲイン制御及び群遅延量制御された高域部分とを合成して波形等化後の信号を出力する加算器１５とを備えている。

従来の波形等化回路の制御方法のうち、第１の方法として、図３に示す波形等価回路に対して、カットオフ周波数の調整とゲイン調整及び群遅延量の調整を行い、全ての調整ステップ値に対して、ジッタ、ＲＦ振幅レベル、又はエラーレートをモニタし、最良ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最良エラーレートを得たときの各ステップ値を設定値としていた。

また、第２の方法として、図３に示す波形等価回路に対して、カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量の初期値を設定し、ゲインと群遅延量を固定した状態で、カットオフ周波数を可変していき、可変範囲内での暫定最良ジッタ値、暫定最大ＲＦ振幅レベル又は暫定最良エラーレートを得た後、そのときのカットオフ周波数の調整値と群遅延量を固定した状態で、ゲインを変化させていき、可変範囲内での暫定最良ジッタ値、暫定最大ＲＦ振幅レベル又は暫定最良エラーレートを得た後、そのときのゲイン調整値と前記カットオフ周波数の調整値を固定した状態で、群遅延量を変化させていき、可変範囲内での最良ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最良エラーレートに追い込む方法があった。この第２の方法において、カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量を変化させる順番は入れ替わってもよい。また、この第２の方法は、全数探索を行う第１の方法に比べ高速に探索を終了させることができるという利点がある。

また、第３の方法として、図３に示す波形等化回路１に対して、カットオフ周波数、ゲイン又は群遅延のいずれか一つの値を変化させたときのジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートを検出して、暫定最良ジッタ値、暫定最大ＲＦ振幅レベル又は暫定最良エラーレートとなるカットオフ周波数、ゲイン調整量又は群遅延量を暫定収束ポイントとし、この暫定収束ポイントを基準としてカットオフ周波数とゲイン及び群遅延量を所定範囲で変化させたときのジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートを、第１の方法と同様に、全ての調整ステップ値に対して検出し、そのときの最良ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最良エラーレートとなるカットオフ周波数とゲイン調整値と群遅延量を設定値とする方法があった。この第３の方法は、第１の方法に比べて高速に探索を終了させることができ、第２の方法に比べて最適な調整値となる状態へ収束させることができるという利点がある。
特許第３７７５６４２号公報（図５）

しかしながら、光ディスク再生装置で使用される波形等化回路において、ピックアップの特性バラツキや、再生系のフィルタ時定数のバラツキ、光ディスクの種別及び単層／二層の差、ディスクのスタンパごとにビット記録状態が異なるなどの要因により、ジッタ最良値、ＲＦ振幅最大値又はエラーレート最良値を与えるカットオフ周波数やゲイン及び群遅延量は、皆大きな範囲で変動している。

したがって、これらの変動要因を考慮して、ジッタ最良値、ＲＦ振幅最大値又はエラーレート最良値を確実に特定するためには、光ディスクを再生装置に挿入するごとにカットオフ周波数やゲイン及び群遅延量を広い範囲で変化させて、そのときのジッタ最良値、ＲＦ振幅最大値又はエラーレート最良値となるカットオフ周波数やゲイン及び群遅延量を求めて設定する必要がある。

従来の波形等化回路の制御方法では、精度の良い調整を行うためには広範囲で細かいステップ数で探索を行う必要があり、そのためのジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートをモニタするのに膨大な時間がかかり、光ディスクの再生開始までにかなりの時間がかかってしまうという課題があった。逆に、光ディスクの再生開始までの時間を短くするためには範囲を狭くし、探索のためのステップ数を粗くする必要があり、そのため、調整結果の精度が低くなってしまうという課題があった。

そこで、本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、探索時間を短くしつつ調整結果の精度も高くすることができる波形等化回路の制御方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するための手段として、本発明に係る波形等化回路の制御方法は、カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量とを独立して調整して、光ディスクからの復調信号の波形等化を行う波形等化回路の制御方法であって、前記カットオフ周波数、前記ゲイン又は前記群遅延量のいずれか一つの値について初期値と当該初期値を中心として所定の探索幅を加味した３点のみ変化させたときの収束させるべき指標として、前記波形等化回路の出力信号のジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートのいずれか一つを検出して、最小ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最小エラーレートのいずれか一つの指標が最良点となるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を基準値とし、前記基準値と前記３点のうち、前記基準値を除いた２点とを直線で結んだときの２つの傾きを求め、前記２つの傾きの比から前記ジッタ値、前記ＲＦ振幅レベル又は前記エラーレートのいずれかが最適になるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を前記波形等化回路の調整値に設定することを特徴とする。

本発明によれば、極めて短時間に探索を終了させることができ、かつ極めて最適に近いジッタ値、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートとなる状態へ収束させることができるという効果がある。

本発明の波形等化回路の制御方法の一実施の形態について図１を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る波形等化回路の制御方法を説明するためのフローチャートであり、例として、カットオフ周波数、ゲイン、群遅延量の順に変化させ、指標をジッタとする。ジッタの測定は毎回ディスク上の同じ場所で行う。

最初に、カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量の初期値を設定する（ステップＳ２０１）。次に、ゲインと群遅延量を初期値に固定して、カットオフ周波数の初期値と初期値を中心として所定の探索幅を加味した値である初期値±αとの３点を設定し、それら３点のカットオフ周波数におけるジッタを測定し記憶する（ステップＳ２０２）。そして、測定した３点のカットオフ周波数におけるジッタ値の内で最良ジッタ値のときのカットオフ周波数を基準値１とする（ステップＳ２０３）。

次に、基準値１と他の２点を結ぶ直線を作りそれらの直線の傾きを求め、２つの傾きの比からグラフ上最良となるジッタ値を推測し、そこをカットオフ周波数の調整値とする（ステップＳ２０４）。

図２は、ジッタ最良点を求める例を説明するためのカットオフ周波数−ジッタ特性図である。例えばカットオフ周波数の初期値を７ＬＳＢ、α値を５ＬＳＢとする。カットオフ周波数−ジッタ特性が図３のような場合に、３点の測定値が、それぞれカットオフ周波数＝２ＬＳＢのときジッタ＝９％、カットオフ周波数＝７ＬＳＢのときジッタ＝７％、カットオフ周波数＝１２ＬＳＢのときジッタ＝１５％だったとする。このときの暫定最良ジッタ値は７％であり、そのときのカットオフ周波数は７ＬＳＢであり、これを基準値とする。

基準値と他の２点を直線で結んだときの傾きを求めると、
（７−９）％／（７−２）ＬＳＢ＝−５％／５ＬＳＢ
（１５−７）％／（１２−７）ＬＳＢ＝８％／５ＬＳＢ
となる。このとき、ジッタが最良となるカットオフ周波数は基準値周辺で、且つ基準値を除く２点のうち、直線の傾きの絶対値が小さい方寄りであると推測できる。なぜならば、カットオフ周波数−ジッタ特性がジッタ最良点で左右対象とすると、前記予測の逆はあり得ないからである。

ジッタが最良となるカットオフ周波数は、前記２つの傾きの比から推測できる。図２に示すカットオフ周波数−ジッタ特性において、基準値が＋方向にずれたとすると、２つの傾きはどちらも＋方向に大きくなる。逆に、−方向にずれたとすると、２つの傾きはどちらも−方向に大きくなる。以上のことから、傾きの比でジッタ最良点はほぼ推測できる。なお、基準値が３点のうち、最も右側の点又は最も左側の点だった場合も、２つの傾きからジッタ最良点はほぼ推測できる。

同様な制御を、ゲイン及び群遅延量に対しても行うことで、最適なゲイン及び群遅延量を求めることができる。すなわち、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４でのカットオフ周波数の調整値の設定制御と同様にして、ゲイン及び群遅延量の調整値の設定制御を行うことができる。

ゲインの調整値の設定制御は、カットオフ周波数をステップＳ２０４で得られた調整値に固定するとともに、群遅延量をステップＳ２０１で設定した初期値に固定した状態で、ゲインの初期値と初期値を中心として所定の探索幅を加味した値である初期値±αとの３点を設定し、それら３点のゲインにおけるジッタを測定し記憶する（ステップＳ２０５）。そして、測定した３点のゲインにおけるジッタ値の内で最良ジッタ値のときのゲインを基準値２とする（ステップＳ２０６）。

次に、基準値２と他の２点を結ぶ直線を作りそれらの直線の傾きを求め、２つの傾きの比からグラフ上最良となるジッタ値を推測し、そこをゲインの調整値とする（ステップＳ２０７）。

同様に、群遅延量の調整値の設定制御は、カットオフ周波数をステップＳ２０４で得られた調整値に固定すると共に、ゲインをステップＳ２０７で得られた調整値に固定した状態で、群遅延量の初期値と初期値を中心として所定の探索幅を加味した値である初期値±αとの３点を設定し、それら３点の群遅延量におけるジッタを測定し記憶する（ステップＳ２０８）。そして、測定した３点の群遅延量におけるジッタ値の内で最良ジッタ値のときのゲインを基準値３とする（ステップＳ２０９）。

次に、基準値３と他の２点を結ぶ直線を作りそれらの直線の傾きを求め、２つの傾きの比からグラフ上最良となるジッタ値を推測し、そこを群遅延量の調整値とする（ステップＳ２１０）。

以上説明した本発明の制御方法において、カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量の最適化の順番は入れ替えて実施してもよい。また、カットオフ周波数の最適化、ゲインの最適化、群遅延量の最適化を行った後に、再度ゲインの最適化をする、というように繰り返し実施してもよいし、逆に、最適化を行ってもあまり効果のないパラメータを省略しても構わない。

さらに、上記実施の形態は、収束させるべき指標として、波形等価回路の出力信号のジッタについて述べたものであるが、本発明の制御方法は、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートを指標として選択しても、同様にして極めて短時間に探索を終了させることができ、かつカットオフ周波数とゲイン及び群遅延量の最適化を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る波形等化回路の制御方法を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施の形態に係る波形等化回路の制御方法を説明するためのカットオフ周波数−ジッタ関係図である。従来の波形等化回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１２ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１３ゲイン調整器（ＡＴＴ）
１４群遅延量調整器（ＤＥＬＡＹ）
１５加算器

Claims

カットオフ周波数とゲイン及び群遅延量とを独立して調整して、光ディスクからの復調信号の波形等化を行う波形等化回路の制御方法であって、
前記カットオフ周波数、前記ゲイン又は前記群遅延量のいずれか一つの値について初期値と当該初期値を中心として所定の探索幅を加味した３点のみ変化させたときの収束させるべき指標として、前記波形等化回路の出力信号のジッタ、ＲＦ振幅レベル又はエラーレートのいずれか一つを検出して、最小ジッタ値、最大ＲＦ振幅レベル又は最小エラーレートのいずれか一つの指標が最良点となるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を基準値とし、
前記基準値と前記３点のうち、前記基準値を除いた２点とを直線で結んだときの２つの傾きを求め、前記２つの傾きの比から前記ジッタ値、前記ＲＦ振幅レベル又は前記エラーレートのいずれかが最適になるカットオフ周波数、ゲイン又は群遅延量を前記波形等化回路の調整値に設定する波形等化回路の制御方法。