JP2710853B2 - パルスジェネレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスク原盤露光機における変調用のプ
リフォーマット信号発生のためのフォーマッタのクロッ
ク及びターンテーブル回転指令パルス用などに用いられ
パルスジェネレータに関する。

従来の技術 一般に、各種CAVフォーマットによる光ディスクメデ
ィアにおいて、プリフォーマットされたピットに関し、
そのトラック間及びトラック内におけるジッタ成分が、
より小さいことが求められている。

これは、例えば光ディスク原盤露光機においては、主
に、フォーマッタの基本クロックとターンテーブル回転
指令パルスの同期の問題として捉えることができる。こ
こに、これらが同時がとれているときは、あるフォーマ
ットを考えた場合に、１トラック当りのcb数（フォーマ
ッタのクロック数と考えてよい）がN₁個あり、ターンテ
ーブル１回転当りの指令パルスがN₂であったとすると、
各々のパルスは同時にスタートしたとして、各々N₁,N₂
個目のパルスの終わりに位相差がなく、同時である、と
いうことである。かつ、各々のパルス列内においてもそ
のジッタ成分がその光ディスクメディアに求められてい
るジッタ仕様を十分に達成可能なレベルになければなら
ない。

このためのパルスジェネレータとして、例えば文献
「実用電子回路ハンドブック（２）」（CQ出版社発行、
p100〜105）に示されるように、各種カウンタにより構
成された分周回路により、入力周波数ｆに対しf/nの周
波数を持つパルスを得るf/n分周回路を用いる方法があ
る。

また、文献「実用電子回路ハンドブック（５）」（CQ
出版社発行、p376〜379）に示されるように、PLL周波数
シンセサイザ方式によることも考えられる。

さらには、任意個数の入力パルスからN₁個の分周パル
ス（N₁,＋１）個の分周パルスとを任意の比率で混在さ
せて発生させることにより、任意個数の出力パルス（た
だし、入力パルス数より少ない）を得るうるう周期のパ
ルス（上記２種類の分周パルスの内の周期の長いほう）
を混在させる方式も適用可能である。

発明が解決しようとする課題 f/n分周回路を用いて各々フォーマッタ及びターンテ
ーブル回転指令パルスを得る場合、上記の同期条件を満
たすパルス列を得ることは可能ではあるが、基本クロッ
クとして（ターンテーブル１回転当りの指令パルス数と
フォーマット１トラック当りのcd数との最小公倍数）×
（ターンテーブル回転数〔rps〕）で与えられる周波数
が必要となる。ここに、品種によって１トラック当りの
cd数が異なるため、品種によっては基本クロックとして
100MHz以上の周波数を必要とするものも存在することに
なり、このような高周波をTTL素子等による分周回路構
成で達成するのは困難となる。

また、PLL周波数シンセサイザ方式による場合、各々
のパルス列のジッタ成分は仕様を十分に満足し得るが、
基本クロックと指令パルスの２つのパルスのトラック毎
の周期についてはその同期性に問題がある。

さらに、うるう周期のパルス混在方式の場合、トラッ
ク毎の周期が正確となるように構成することは可能であ
るが、各々のパルスが、トラック内に周期の異なる（基
本クロック１周期分異なる）パルスが混在するため、ジ
ッタ成分を持つ。これを小さくしようとすれば、基本ク
ロックの周波数を上なければならず、これを満たすよう
に構成することはf/n分周回路方式と同様に困難とな
る。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明では、＋，−の分周誤差データを
格納する＋端数レジスタ及び−端数レジスタと、これら
端数レジスタをうるう信号に応じて切換え選択する第１
データ切換え回路と、真のパルス発生位置に対する誤差
データを格納する誤差レジスタと、この誤差レジスタに
格納された誤差データと前記第１データ切換え回路を通
して得られる＋端数レジスタ又は−端数レジスタの分周
誤差データとを加算する加算回路と、トラックパルス発
生毎に前記誤差レジスタの誤差データを初期化するため
の初期値データを格納した初期値レジスタと、トラック
パルスの発生に応じてうるう信号をラッチするうるう信
号ラッチ回路と、このうるう信号ラッチ回路と前記誤差
レジスタとに格納する誤差データをトラックパルスの発
生に応じて前記加算回路の誤差データから前記初期値レ
ジスタの誤差データ側に切換える第２データ切換え回路
とよりなるうるう信号発生回路に備えて、予め初期値デ
ータにプリセット値を加算しておき、真のパルス発生位
置からの誤差演算によりうるう信号を発生させるように
した。

請求項２記載の発明では、基本クロック分周数データ
を格納する第1ROMと、遅延数データを格納する第2ROM
と、前のディレイ出力パルス選択データと遅延数データ
とに基づき次のディレイ出力パルス選択データと基本ク
ロック分周加算データとを出力するためのデータを格納
する第3ROMと、前記ディレイ出力パルス選択データをラ
ッチする出力パルス選択データラッチ回路と、基本クロ
ック分周数と前記基本クロック分周加算データとを加算
する加算回路と、この加算回路から出力される最終基本
クロック分周数で基本クロックを分周する分周回路と、
この分周回路から出力される分周パルスを遅延させた複
数のディレイ出力パルスを発生させるディレイ出力パル
ス発生回路と、これらのディレイ出力パルス中から前記
ディレイ出力パルス選択データに従い一つを選択出力す
るディレイ出力パルス選択回路と、前記分周パルスより
所定のタイミングパルスを発生させるタイミングパルス
発生回路と、前記分周パルスを計数してトラックパルス
を発生させるトラックパルス発生回路とよりなる出力パ
ルス発生回路を備え、基本クロックの分周パルスから得
られる複数のディレイ出力パルス中からの選択により出
力パルスを出すようにした。

作用 請求項１記載の発明のうるう信号発生回路によれば、
うるう信号の発生が真のパルス発生位置に対する誤差演
算だけで行われるための、うるう信号を発生出力させる
ための特別な演算を要せず、回路構成が簡単で済み、か
つ、時間的にも有利となり、より短い周期のパルス発生
が可能となる。

また、請求項２記載の発明の出力パルス発生回路によ
れば、分周動作が比較的周波数の近い基本クロックに対
して行い、最終的な出力パルスが分周パルスに基づく複
数のディレイ出力パルス中からの選択によるため、比較
的遅い論理素子を用いて構成してもよく、基本クロック
の周期より小さい時間間隔で任意周期のパルスを発生さ
せることができる。この結果、ジッタ成分の小さいパル
ス列を得ることができる。

実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施
例の構成は２つに大別される。一つは、次に発生させる
べきパルスの周期がうるう周期、即ち、２種の周期パル
スの混在するパルス列において長いほうの周期であるか
どうかを示す信号を発生するためのうるう信号発生回路
である。他の一つは、外部からセットされたデータとう
るう信号とから出力パルスを発生させる出力パルス発生
回路である。

うるう信号発生回路から説明する。まず、この回路の
基本的な働きについて、具体例で説明する。いま、周期
5nsecの40,000,000パルスから、740,032パルスをを発生
させる場合を考える。正確には、40,000,000/740,032＝
54.05171688…であり、54.05171668…パルス毎に出力パ
ルスが得られればよいが、実際には、54パルス或いは55
パルス毎に出力パルスを発生させることにより、40,00
0,000パルスから740,032パルスを得ることになる。ここ
で、次の出力パルス55パルスで分周することを指示する
のが、「うるう信号」である。ところで、54と55という
数値は、真の分周値に対して誤差を持ち、それらは各々
0.051717及び−0.948283である（ただし、小数点以下６
桁を有効桁とする）。これらの分周誤差データを各々
「＋端数」、「−端数」と定義するものとする。

次に発生すべき出力パルスが54パルス後であるとき、
＋端数をその度に累積していく。この累積値が１以上と
なった時、うるう信号が発生し、次の出力パルスは55パ
ルス後となる。この時、累積値には−端数が加えられ、
累積値は１以下となり、うるう信号はリセットされる。

以上のように、54及び55パルスによる分周出力を混在
させて発生させることにより、正確に40,000,000パルス
から740,032パルスが得られることになる。

第１図にこのためのうるう信号発生回路１を示す。ま
ず、＋，−の分周誤差データを格納する＋端数レジスタ
２と−端数レジスタ３とが設けられている。これらの端
数レジスタ2,3にはうるう信号ｃのデータ（０又は１）
に応じて切換え動作する第１データ切換え回路４が接続
されている。また、真のパルス発生位置に対する誤差デ
ータを格納する誤差レジスタ５が設けられている。つい
で、この誤差レジスタ５に格納された誤差データと前記
第１データ切換え回路４を通して得られる端数レジスタ
２又は３の分周誤差データとを加算する加算回路６が設
けられている。一方、トラックパルスａが発生する毎に
前記誤差レジスタ５の誤差データを初期化するための初
期値データを格納した初期値レジスタ７が設けられてい
る。さらに、タイミングパルスｂの発生に応じてうるう
信号ｃをラッチするためのうるう信号ラッチ回路８が設
けられている。また、前記誤差レジスタ５及びうるう信
号ラッチ回路８に格納する誤差データを、トラックパル
スａの発生に応じて前記加算回路６の誤差データ側から
前記初期値レジスタ７の誤差データ側に切換える第２デ
ータ切換え回路９が設けられている。

このような構成において、まず、トラックパルスａの
発生に伴い第２データ切換え回路９が初期値レジスタ７
側を選択する状態に切換わり、初期値レジスタ７に格納
されている初期値データが誤差レジスタ５及びうるう信
号ラッチ回路８に送られ、タイミングパルスｂのタイミ
ングでラッチされる。このように誤差レジスタ５及びう
るう信号ラッチ回路８にデータがラッチされたことによ
り、誤差レジスタ５の誤差データとうるう信号ａのデー
タ（０又は１）に応じて第１切換え回路４で選択された
＋端数レジスタ２又は−端数レジスタ３の分周誤差デー
タとが加算回路６で加算される。この加算結果は、次の
タイミングパルスｂの発生時に再び誤差レジスタ５とう
るう信号ラッチ回路８とにラッチされる（この時、第２
データ切換え回路９は加算回路６側を選択する状態に復
帰している）。以下、同様の加算動作が繰返され、次の
トラックパルスａが発生すると、再び第２データ切換え
回路９が初期値レジスタ７側を選択する状態に切換えら
れ、再び上記動作が繰返される。

ところで、＋端数レジスタ２、−端数レジスタ３、初
期値レジスタ７に各々格納される分周誤差データ
（＋），（−）、初期値データは、実際の値を何倍かし
た値としてセットされる。例えば、4,000,000倍であっ
たとすると、前の具体例では、分周誤差データ（＋）＝
206,867、分周誤差データ（−）＝−3,793,133となる
（小数点以下１桁目を四捨五入）。ここに、1,000,000
倍ではなく、4,000,000倍としたのは、四捨五入による
誤差をそれだけ小さくできるからである。この四捨五入
による誤差は、出力パルス発生毎に誤差レジスタ５内の
データ中に誤差として累積していく。従って、この誤差
がうるう信号ｃの発生に影響を与える前にトラックパル
スａにより初期化する必要があるが、この誤差が小さい
ということは、トラックパルスａの周期をより大きく設
定できるこを意味する。また、同じトラックパルス周期
内で各パルスの発生位置を見ると、より真のパルス発生
位置に近付けて発生させることができることを意味す
る。

一方、初期値データとしては、（分周誤差データ
（＋））＋2,000,000＋194,304がセットされ、第１パル
スの周期がうるう周期の場合には、（分周誤差データ
（−））＋2,000,000＋194,304＋2²³がセットされる。
上例によれば、誤差レジスタ５の誤差データが4,000,00
0以上となるということは、最小設定時間間隔（例え
ば、5nsec）の誤差が真のパルス発生位置に対して生じ
たことを示すので、うるう信号ｃが発生されることにな
るが、このように初期値データに最初から2,000,000が
プリセット値として加算されているということは、2.5n
secの誤差が生じた時にうるう信号ｃが発せられること
になり、出力パルスの真の発生位置に対し常にほぼ2.5n
sec以内の誤差に制御できることを意味する。

また、初期値データにおいて2²²＝4,194,304の4,000,
000に対する端数194,304を予め加えておくことにより、
実際の演算が２進数で行われる（b00〜b22）ことを考え
ると、ビットb22に「１」が立つことで誤差が4,000,000
を越えたことを知るいことができる。つまりビットb22
のデータ信号をそのままうるう信号ｃとすることが可能
となる。

第２図は、このような動作を実現するための第２デー
タ切換え回路９についての上位ビットの実際の回路構成
例を示し、例えば74LS157なるIC10により構成される。

つぎに、出力パルス発生回路について説明する。ま
ず、この出力パルス発生回路の基本的な動作から説明す
る。この回路は、外部から与えられる分周データとうる
う信号データとにより、周期Ｔの基本クロックを分周
し、分周出力パルスを順次T/Nずつ遅延させたＮ個のデ
ィレイ出力パルスから所定のパルスを選択的に出力させ
ることにより、最小分解能T/Nで任意周期のパルス列を
発生させるものである。

第３図にこのための出力パルス発生回路11の構成例を
示す。まず、３つのROM12,13,14が設けられている。第
1,2ROM12,13は基本クロックに対する分周データｄとう
るう信号ｃとが外部から入力されるものである。分周デ
ータｄは、本パルスジェネレータの最小分解能（5nse
c）相当での基本分周数なるデータであり、前述した具
体例によれば54（うるうでないほう）がこれに当る。こ
の54という数値は、54/5＝10（余り４）より、基本クロ
ックで10分周し、さらに、その分周パルスのディレイの
４番目のパルスと解釈される。第1ROM12は各データc,d
入力に対し基本クロック分周数ｅなるデータを格納し出
力し、第2ROM13は各データc,d入力に対し遅延数ｆなる
データを格納し出力する。第2ROM13には第3ROM14が接続
されている。この第3ROM14は後述する前のディレイ出力
パルス選択データｈ′と遅延数ｆなるデータとの入力を
受け、次のディレイ出力パルス選択データｈと基本クロ
ック分周加算データとを格納し出力するためのものであ
る。ここに、ディレイ出力パルス選択データとは、ディ
レイ出力パルスの内でどのパルスを出力パルスとして出
力するかを選択するデータである。基本クロック分周加
算データとは、基本クロックの分周数を１増やすか否か
を指示するためのデータであり、例えばうるう信号が０
で分周データとして54が与えられ、基本クロックで10分
周し、ディレイ出力パルスk4（第４図参照）が出力され
たとする。次の周期も同じであった場合、同じように基
本クロックで10分周してディレイ出力パルスk3（これ
は、前のディレイ出力パルスk4から４つ遅れたもの）が
選択されたとすると、前のパルスからこのパルスまでの
周期は基本クロックで１パルス相当分だけ短い周期とな
ってしまう。正しい出力パルスとは、基本クロックで11
分周されたパルスのディレイ出力パルスなるk3である。

また、第3ROM14から出力されるディレイ出力パルス選
択データｈをラッチする出力パルス選択データラッチ回
路15が設けられている。一方、前記第1ROM12に格納され
た基本クロック分周数ｅと第3ROM14から得られる基本ク
ロック分周加算データｇとを加算し、最終基本クロック
分周数ｉなるデータを出力する加算回路16が設けられて
いる。加算回路16には分周回路17が接続されている。即
ち、この分周回路17は基本クロックｍを最終基本クロッ
ク分周数ｉで分周した分周パルスｊを出力するものであ
る。この分周回路17からの分周パルスｊが入力されるデ
ィレイ出力パルス発生回路18、タイミングパルス発生回
路19及びトラツクパルス発生回路20が設けられている。
ディレイ出力パルス発生回路17は分周パルスｊを5nsec
ずつ遅延させた複数のディレイ出力パルスｋを発生させ
るものである。本例では、第４図に示すように、基本ク
ロックｍの周期Ｔの1/5ずつの遅延を受けた５つのディ
レイ出力パルスk1〜k5を用いるものである。即ち、基本
クロックｍを40MHzとした場合、本パルスジェネレータ
の設定できる周期の最小分解能は5nsecとなる。このデ
ィレイ出力パルス発生回路17にはディレイ出力パルス選
択回路21が接続されている。このディレイ出力パルス選
択回路21はラッチ回路15から得られるディレイ出力パル
ス選択データｈ′に従い、ディレイ出力パルスｋ（本例
では、k1〜k5）の中から、一つだけを出力パルスｌとし
て出力する。タイミングパルス発生回路19及びトラツク
パルス発生回路20は各々分周パルスｊに基づきタイミン
グパルスｂ、トラックパルスａを生成する。ここに、タ
イミングパルスｂは出力パルスｌの出力後に発生され
る。

このような構成よりなる本実施例のパルスジェネレー
タの主要信号のタイミングチャートを第５図に示す。ま
ず、区間では、誤差レジスタ５には初期値データ、具
体的にはパルスP1発生時における真のパルス発生位置に
対する誤差データが入力される。この誤差データはパル
スPnに続くタイミングパルスT1（＝ｂ）で誤差レジスタ
５にラッチされる。そして、トラックパルスａが０にな
るに従いこの誤差データに基づき区間でパルスP2発生
時における誤差演算が行われる。この演算結果は、パル
スP0に続くタイミングパルスT1の発生に伴い誤差レジス
タ５にラッチされる。以下、同様の処理が繰返される。

次に、基本クロック分周数ｅと分周回路17にロードさ
れるデータについて考える。区間では、区間におい
て得られるパルスP1の発生に関するうるう信号ｃのデー
タの外部から与えらている分周データｄとからパルスP
1′発生のための基本クロック分周数ｅが第1ROM12の出
力データとして求められる。このデータは、パルスP0′
発生に伴い分周回路17にロードされ、分周回路17は区間
でパルスP1′を発生するための動作を行う。区間で
は、パルスP2′発生のための基本クロック分周数ｅが求
められ、以下、同様の動作が繰返される。

また、区間では、区間で得られたパルスP1の発生
に関するうるう信号ｃのデータと外部から与えられる分
周データｄとからパルスP1発生のためのディレイ出力パ
ルス選択データｈが第2,3ROM13,14を用いて生成され
る。得られたパルスP1発生のためのディレイ出力パルス
選択データｈはパルスP0出力に続くタイミングパルスT1
発生により、区間でディレイ出力パルス選択データラ
ッチ回路21にラッチされ、ディレイ出力パルス選択デー
タｈ′といてパルスP1の出力を実行する。同様に、区間
ではパルスP2発生のためのディレイ出力パルス選択デ
ータｈが生成される。以下、同様の動作が繰返されると
になる。

発明の効果 本発明は、上述したように構成したので、請求項１記
載の発明のうるう信号発生回路によれば、うるう信号の
発生を真のパルス発生位置に対する誤差演算だけで行う
ことができるため、うるう信号を発生出力させるために
特別な演算を要せず、簡単な回路構成で済み、かつ、時
間的にも有利となり、より短い周期のパルス発生が可能
となり、また、請求項２記載の発明の出力パルス発生回
路によれば、分周動作を比較的周波数の近い基本クロッ
クに対して行い、最終的な出力パルスを分周パルスに基
づく複数のディレイ出力パルス中から選択するようにし
たので、比較的遅い論理素子を用いて構成しても、基本
クロックの周期より小さい時間間隔で任意周期のパルス
を発生させることができ、この結果、ジッタ成分の小さ
いパルス列を得ることができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はうるう
信号発生回路のブロック図、第２図は第２データ切換え
回路の一部のブロック図、第３図は出力パルス発生回路
のブロック図、第４図はディレイ出力パルスのタイミン
グチャート、第５図は全体の動作を示すタイミングチャ
ートである。 １……うるう信号発生回路、２……＋端数レジスタ、３
……−端数レジスタ、４……第１データ切換え回路、５
……誤差レジスタ、６……加算回路、７……初期値レジ
スタ、８……うるう信号ラッチ回路、９……第２データ
切換え回路、11……出力パルス発生回路、12……第1RO
M、13……第2ROM、14……第3ROM、15……出力パルス選
択データラッチ回路、16……加算回路、17……分周回
路、18……ディレイ出力パルス発生回路、19……タイミ
ングパルス発生回路、20……トラックパルス発生回路、
21……ディレイ出力パルス選択回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】＋，−の分周誤差データを格納する＋端数
   レジスタ及び−端数レジスタと、これらの端数レジスタ
   をうるう信号に応じて切換え選択する第１データ切換え
   回路と、真のパルス発生位置に対する誤差データを格納
   する誤差レジスタと、この誤差レジスタに格納された誤
   差データと前記第１データ切換え回路を通して得られる
   ＋端数レジスタ又は−端数レジスタの分周誤差データと
   を加算する加算回路と、トラックパルス発生毎に前記誤
   差レジスタの誤差データを初期化するための初期値デー
   タを格納した初期値レジスタと、トラックパルスの発生
   に応じてうるう信号をラッチするうるう信号ラッチ回路
   と、このうるう信号ラッチ回路と前記誤差レジスタとに
   格納する誤差データをトラックパルスの発生に応じて前
   記加算回路の誤差データから前記初期値レジスタの誤差
   データ側に切換える第２データ切換え回路とよりなるう
   るう信号発生回路を備え、予め初期値データにプリセッ
   ト値を加算しておき、真のパルス発生位置からの誤差演
   算によりうるう信号を発生させるようにしたことを特徴
   とするパルスジェネレータ。
2. 【請求項２】基本クロック分周数データを格納する第1R
   OMと、遅延数データを格納する第2ROMと、前のディレイ
   出力パルス選択データと遅延数データとに基づき次のデ
   ィレイ出力パルス選択データと基本クロック分周加算デ
   ータとを出力するためのデータを格納する第3ROMと、前
   記ディレイ出力パルス選択データをラッチする出力パル
   ス選択データラッチ回路と、基本クロック分周数と前記
   基本クロック分周加算データとを加算する加算回路と、
   この加算回路から出力される最終基本クロック分周数で
   基本クロックを分周する分周回路と、この分周回路から
   出力される分周パルスを遅延させた複数のディレイ出力
   パルスを発生させるディレイ出力パルス発生回路と、こ
   れらのディレイ出力パルス中から前記ディレイ出力パル
   ス選択データに従い一つを選択出力するディレイ出力パ
   ルス選択回路と、前記分周パルスより所定のタイミング
   パルスを発生させるタイミングパルス発生回路と、前記
   分周パルスを計数してトラックパルスを発生させるトラ
   ックパルス発生回路とよりなる出力パルス発生回路を備
   え、基本クロックの分周パルスから得られる複数のディ
   レイ出力パルス中からの選択により出力パルスを出すよ
   うにしたことを特徴とするパルスジェネレータ。