JP2813183B2 - Frequency phase locked loop - Google Patents

Frequency phase locked loop

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JP2813183B2
JP2813183B2 JP63240830A JP24083088A JP2813183B2 JP 2813183 B2 JP2813183 B2 JP 2813183B2 JP 63240830 A JP63240830 A JP 63240830A JP 24083088 A JP24083088 A JP 24083088A JP 2813183 B2 JP2813183 B2 JP 2813183B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 周波数同期動作と位相同期動作を行って外部同期信号
に周波数又は位相同期した各タイミング信号を発生する
周波数位相同期回路に関し、 周波数同期動作時と位相同期動作時の追従特性の差を
減少又は無くすることを目的とし、 周波数同期動作時は、第1の同期信号とタイミング信
号発生手段が出力するタイミング信号との高低周波数差
に対応する第1の制御電圧によりタイミング信号発生手
段の発振周波数を制御し、位相同期動作時は、第2の同
期信号とタイミング信号発生手段が出力するタイミング
信号との進み遅れ位相差に対応する第2の制御電圧によ
りタイミング信号発生手段の発振周波数を制御する周波
数位相同期回路において、 媒体へのデータを記録時におけるサーボ信号とタイミ
ング信号発生手段が出力するタイミング信号との高低周
波数差に対応する周波数差信号を出力する周波数比較回
路と、 媒体に記録されたデータを再生するときにおける該媒
体からの読み出し信号とタイミング信号発生手段が出力
するタイミング信号との進み遅れ位相差に対応する位相
差信号を出力する位相比較回路と、 前記周波数差信号を濾波して前記第1の制御電圧を生
成する第1のフィルタと、 前記位相差信号を濾波して前記第2の制御電圧を生成
する第2のフィルタと、を備え、 前記第1のフィルタの立ち上がり特性が、前記第2の
フィルタの立ち上がり特性よりも遅いように構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a frequency and phase synchronization circuit that performs frequency synchronization operation and phase synchronization operation and generates each timing signal that is frequency- or phase-synchronized with an external synchronization signal. In order to reduce or eliminate the difference in time following characteristics, a first control voltage corresponding to a high / low frequency difference between a first synchronization signal and a timing signal output by a timing signal generation means during a frequency synchronization operation. Controls the oscillation frequency of the timing signal generating means, and during the phase synchronization operation, the timing signal is controlled by the second control voltage corresponding to the lead / lag phase difference between the second synchronization signal and the timing signal output by the timing signal generating means. In a frequency phase locked loop that controls the oscillation frequency of the generating means, a servo signal and a timing signal are generated when recording data on a medium. A frequency comparison circuit for outputting a frequency difference signal corresponding to a frequency difference between the timing signal output from the means and a timing signal output means for outputting a read signal from the medium when reproducing data recorded on the medium; A phase comparison circuit that outputs a phase difference signal corresponding to a lead / lag phase difference with a timing signal; a first filter that filters the frequency difference signal to generate the first control voltage; And a second filter that generates the second control voltage by filtering, wherein a rising characteristic of the first filter is slower than a rising characteristic of the second filter.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、周波数比較器を用いた周波数同期動作と位
相比較器を用いた位相同期動作を行って、外部からの同
期信号に周波数同期又は位相同期した各タイミング信号
を発生する周波数位相同期回路に関する。
The present invention relates to a frequency / phase synchronization circuit that performs a frequency synchronization operation using a frequency comparator and a phase synchronization operation using a phase comparator to generate timing signals that are frequency-synchronized or phase-synchronized with an external synchronization signal. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周波数比較器は単体として用いられる他、周波数位相
同期回路の構成要素として用いられる。周波数位相同期
回路は、その内部で発生するタイミング信号を外部から
入力される同期信号の周波数又は位相と同期させる回路
として用いられる。例えば、記録媒体上にパルス符号化
されたディジタルデータを記録する場合、周波数位相同
期回路により、記録媒体のサーボ系のサーボ信号周波数
に同期したタイミング信号TSfを発生してディジタルデ
ータを記録媒体に記録する。再生時は、同じ周波数位相
同期回路により、記録媒体からの読出し信号の位相に同
期したタイミング信号TSpを発生し、このタイミング信
号によりディジタルデータを復調する。
The frequency comparator is used not only as a single unit but also as a component of a frequency phase locked loop. The frequency phase synchronization circuit is used as a circuit that synchronizes a timing signal generated inside the circuit with a frequency or phase of a synchronization signal input from the outside. For example, when recording the digital data pulse code on the recording medium, the frequency phase synchronization circuit, digital data and generates a timing signal TS f synchronized with the servo signal frequency of the servo system of the recording medium to the recording medium Record. During reproduction, the same frequency phase locked loop, the timing signal TS p synchronized with the phase of the read signal from the recording medium occurs, demodulates the digital data by the timing signal.

この周波数位相同期回路は、第6図に示すように、周
波数比較器21、位相比較器22、D/A変換器23、フイルタ2
4及びタイミング信号発生器25を備え、PLL(Phase lock
ed loop)により第1の同期信号FSの周波数又は第2の
同期信号PSの位相に同期したタイミング信号TSf又はTSp
を発生するように構成される。
As shown in FIG. 6, the frequency and phase synchronization circuit comprises a frequency comparator 21, a phase comparator 22, a D / A converter 23, a filter 2
4 and a timing signal generator 25, and a PLL (Phase lock
ed loop) timing signal synchronized with the first synchronization signal FS frequency or the second synchronizing signal PS phase by TS f or TS p
Is generated.

LKTSV(Lock to servo)信号及びLKTDT(Lock to dat
e)信号は切換制御信号で、周波数比較器21を作動させ
るときは、LKTSV信号がオン(高(H)レベル)にセッ
トされ、位相比較器22を作動させるときは、LKTDT信号
がオン(高(H)レベル)にセットされる。
LKTSV (Lock to servo) signal and LKTDT (Lock to dat)
e) The signal is a switching control signal. When the frequency comparator 21 is operated, the LKTSV signal is set to ON (high (H) level). When the phase comparator 22 is operated, the LKTDT signal is set to ON (high). (H) level).

周波数比較器21は、第1の同期信号FSとタイミング信
号発生器25の発生するタイミング信号TSfとの周波数差
に比例する時間幅のパルス信号を発生する(第1の基準
信号FSとタイミング信号TSfとの周波数差は実質的には
両信号の位相差である)。タイミング信号TSfの周波数
が第1の基準信号FSの周波数よりも低い場合すなわち前
者の位相が後者の位相よりも遅れている場合は、その周
波数(TSfのFSに対する遅れ位相)差に比例した時間幅
のINCf信号を発生し、高い周波数であるときすなわち進
み位相であるときは、その周波数(TSfのFSに対する進
み位相)差に比例した時間幅のDECf信号を発生して、D/
A変換器23に送る。
Frequency comparator 21, a first synchronization signal FS and for generating a pulse signal having a time width proportional to the frequency difference between the generated timing signal TS f of the timing signal generator 25 (first reference signal FS and the timing signal The frequency difference from TS f is essentially the phase difference between the two signals). If the frequency of the timing signal TS f first reference signal is lower than the frequency of FS namely former phase is behind the latter phase, is proportional to the difference (lag phase with respect to FS of TS f) that frequency When an INC f signal with a time width is generated and the frequency is high, that is, when the phase is advanced, a DEC f signal with a time width proportional to the difference in the frequency (lead phase of FS of TS f with respect to FS) is generated, and D is generated. /
Send to A converter 23.

位相比較器22は、第2の同期信号PSとタイミング信号
発生器25の発生するタイミング信号TSpの位相差を比較
し、タイミング信号のTSpの位相が第2の基準信号PSの
位相より遅れている場合は、TSpのPSに対する遅れ位相
差に比例する時間幅のINCp信号を発生し、進んでいる場
合は、TSpのPSに対する進み位相差に比例する時間幅のD
ECp信号を発生して、D/A変換器23に送る。
The phase comparator 22 compares the phase difference between the timing signal TS p generated by the second synchronizing signal PS and the timing signal generator 25, the phase of TS p of the timing signal is delayed than the phase of the second reference signal PS If it has generates a INC p signal of a time width proportional to the delay phase difference to PS of TS p, if you are advanced, a time width proportional to the phase difference proceeds to PS of TS p D
An EC p signal is generated and sent to the D / A converter 23.

D/A変換器23は、チャージポンプ回路231で構成され
る。チャージポンプ回路231は、充電電流源232よりアナ
ログの充電スイッチ233を通ってフイルタ24のコンデン
サ241を充電し、放電電流源234によりアナログの放電ス
イッチ235を通ってフイルタ24のコンデンサ241にある電
荷を放電する。充電スイッチ233は、周波数比較器21又
は位相比較器22の各ING信号で開閉され、放電スイッチ2
35は各DEC信号で開閉される。これにより、フイルタ24
の出力する制御電圧(コンデンサ241の電圧)VCは、DEC
信号の時間幅に比例して減少し、INC信号の時間幅に比
例して増加する電圧となる。すなわち、フイルタ24は、
周波数比較器21の場合、第1の同期信号FSとタイミング
信号TSfの周波数差(位相差)に比例して変化するアナ
ログの第1の制御電圧CVfを発生し、位相比較器22の場
合、第2の同期信号PSとタイミング信号TSpの位相差に
比例して変化するアナログの第2の制御電圧CVPを発生
して、タイミング信号発生器25に送る。
The D / A converter 23 includes a charge pump circuit 231. The charge pump circuit 231 charges the capacitor 241 of the filter 24 from the charge current source 232 through the analog charge switch 233, and discharges the charge in the capacitor 241 of the filter 24 through the analog discharge switch 235 by the discharge current source 234. Discharge. The charge switch 233 is opened and closed by each ING signal of the frequency comparator 21 or the phase comparator 22, and the discharge switch 2
35 is opened and closed by each DEC signal. This allows the filter 24
The control voltage (voltage of capacitor 241) VC output by
The voltage decreases in proportion to the time width of the signal and increases in proportion to the time width of the INC signal. That is, the filter 24 is
For frequency comparator 21, the first of the first control voltage CV f analog varies in proportion to the frequency difference (phase difference) of the synchronization signal FS and a timing signal TS f occurs, if the phase comparator 22 and a second control voltage CV P analog varies in proportion to the phase difference of the second synchronizing signal PS and the timing signal TSp generated and sent to the timing signal generator 25.

なお、フイルタ24は、アクティブ又はパッシブの積分
形のフイルタ回路で構成されるが、コンデンサ241は、
フイルタの積分コンデンサの等価的に示したものであ
る。
Note that the filter 24 is configured by an active or passive integral type filter circuit.
This is equivalent to an integration capacitor of a filter.

タイミング信号発生器25は、可変電圧制御発振器(以
下、VCOで示す)で構成され、フイルタ24より供給され
た各制御電圧VCf又はVCpの電圧レベルに比例して変化す
るタイミング信号TSf又はTSpを発生し、周波数比較器21
及び位相比較器22にフイードバックする。
The timing signal generator 25, a variable voltage controlled oscillator (hereinafter, indicated by VCO) is composed of a timing signal TS f changes in proportion to the voltage level of the control voltage VC f or VC p supplied from the filter 24 or Generates TS p and generates frequency comparator 21
And feedback to the phase comparator 22.

この周波数位相同期回路において、周波数比較器21又
は位相比較器22とD/A変換器23、フイルタ24及びタイミ
ング信号発生器25は、それぞれPLLを形成している。こ
れにより、周波数比較器21を用いる周波数同期動作の場
合は、第1の同期信号FSの周波数に同期したタイミング
信号TSfが発生され、位相比較器22を用いる位相同期動
作の場合は、第2の同期信号PSの位相に同期したタイミ
ング信号TSpが発生される。
In this frequency phase synchronization circuit, the frequency comparator 21 or the phase comparator 22, the D / A converter 23, the filter 24, and the timing signal generator 25 each form a PLL. Thus, in the case of frequency synchronization operation using the frequency comparator 21, the timing signal TS f synchronized with the frequency of the first synchronization signal FS is generated, if the phase synchronization operation using a phase comparator 22, the second timing signal TS p synchronized with the phase of the synchronizing signal PS is generated for.

次に、第7図〜第10図を参照して、周波数比較器21及
び位相比較器22の詳細な構成と、*INC,INC,*DEC及びD
ECの各信号の発生動作について説明する。
Next, referring to FIG. 7 to FIG. 10, the detailed configuration of the frequency comparator 21 and the phase comparator 22, and * INC, INC, * DEC and D
The generation operation of each signal of EC will be described.

(1) 周波数比較器の構成及び動作 最初に第7図の構成図及び第8図の動作タイミングチ
ャートを参照して、周波数比較器21の詳細な構成と、*
INCf信号及び*DECf信号の発生動作について説明する。
(1) Configuration and operation of frequency comparator First, referring to the configuration diagram of FIG. 7 and the operation timing chart of FIG. 8, the detailed configuration of the frequency comparator 21 and *
The operation of generating the INC f signal and the * DEC f signal will be described.

第7図は周波数比較器21の構成を示したものである。
図において、211A及び211BはJK形のフリップフロップ
(以下、JKFFで示す)、212A及び212Bはセット・リセッ
ト形のフリップフロップ(以下、RSFFで示す)、213A及
び213Bは2入力が共に低レベル(以下、Lレベルで示
す)のときに高レベル(以下、Hレベルで示す)となる
パルス信号及びを発生する。JKFF211Aは、そのQ端
子にタイミング信号TSfの分周クロックを発生し、*
Q端子にその反転信号*を発生する。JKFF211Bは、分
周クロックを更に分周した分周クロックをQ端子に
発生し、*Q端子にその反転パルス信号である分周クロ
ック*を発生する。214は各入力がすべてLレベルの
ときHレベルとなるパルス信号を発生するAND回路で
ある。215A及び215Bは各入力がすべてLレベルのときH
レベルとなるDEC及びINC信号を各Q端子に発生し、各*
Q端子にそれらを反転した*DEC及び*INC信号を発生す
るAND回路である。
FIG. 7 shows the configuration of the frequency comparator 21.
In the figure, 211A and 211B are JK-type flip-flops (hereinafter referred to as JKFF), 212A and 212B are set / reset-type flip-flops (hereinafter referred to as RSFF), and 213A and 213B have two inputs both at low level ( Hereafter, a pulse signal which becomes a high level (hereinafter, shown by H level) at the time of L level is generated. JKFF211A generates a divided clock of the timing signal TS f at its Q terminal, *
The inverted signal * is generated at the Q terminal. The JKFF211B generates a frequency-divided clock obtained by further dividing the frequency-divided clock at a Q terminal, and generates a frequency-divided clock * which is an inverted pulse signal thereof at a * Q terminal. An AND circuit 214 generates a pulse signal that goes high when all inputs are low. 215A and 215B are H when all inputs are L level
Generates DEC and INC signals at each Q terminal,
An AND circuit that generates * DEC and * INC signals obtained by inverting them at the Q terminal.

LKTSV信号の反転信号である*LKTSV信号は、タイミン
グ信号TSfを第1の同期信号FSに同期させる場合にLレ
ベルとなって、AND回路215A及び215Bをイネーブルにす
る。
Is the inverted signal of the LKTSV signal * LKTSV signal becomes L level, to enable the AND circuits 215A and 215B for synchronizing the timing signals TS f the first synchronization signal FS.

この構成において、JKFF211Aは、図示しないVCO25よ
りタイミング信号TSfを受けて、*Q端子にその分周ク
ロック*を発生する(第7図のTSf及び*参照)。
In this configuration, JKFF211A is (see FIG. 7 of the TS f and *) which receives the timing signal TS f than VCO25 not shown, * Q terminal to generate the divided clock *.

JKFF211Bは、タイミング信号TSf及び分周クロック
を受けて、更にその分周クロックをQ端子に発生する
(同図のTSf,*,参照)。
JKFF211B the timing signal TS f and receives the divided clock, further the divided clock to generate the Q terminal (in FIG TS f, *, see).

AND回路213Aは、AND回路215AのQ端子出力(DEC信
号)と分周クロックが共にLレベルのときにHレベル
のパルス信号を発生する(同図の,及び*DECの
反転信号参照)。なお、AND回路213Aの応答時間のた
め、図示のように、分周クロックの立上り時点よりも
僅かに遅れてパルス信号は立上り、分周クロックの
立上り時点よりも僅かに遅れてパルス信号は立下る。
The AND circuit 213A generates an H-level pulse signal when both the Q terminal output (DEC signal) of the AND circuit 215A and the frequency-divided clock are at the L level (see the inverted signal of * DEC and * DEC). Because of the response time of the AND circuit 213A, the pulse signal rises slightly later than the rising point of the divided clock, and the pulse signal falls slightly later than the rising point of the divided clock, as shown in the figure. .

RSFF212Aは、AND回路213の発生するパルス信号をリ
セット信号とし、AND回路214の発生するパルス信号を
セット信号として、パルス信号を発生する(同図の
,,参照)。この場合も、RSFF212Aの応答時間の
ため、図示のようにパルス信号はパルス信号よりも
僅かに遅れて立上り、パルス信号の立上りよりも僅か
に遅れて立上る。
The RSFF 212A generates a pulse signal using the pulse signal generated by the AND circuit 213 as a reset signal and the pulse signal generated by the AND circuit 214 as a set signal (see, in the figure). Also in this case, due to the response time of the RSFF 212A, the pulse signal rises slightly later than the pulse signal, and rises slightly later than the pulse signal as shown in the figure.

一方、AND回路213Bは、第1の同期信号FSとAND回路21
5BのQ端子出力(INCf信号)が共にLレベルのときにH
レベルのパルス信号を発生する(同図のFS,及び*I
NCの反転信号参照)。この場合も、パルス信号は第1
の同期信号FSに対して、図示のような遅れを生じる。
On the other hand, the AND circuit 213B is connected to the first synchronization signal FS and the AND circuit 21.
H when 5B Q terminal output (INC f signal) is both L level
Level pulse signal (FS and * I in the figure)
Refer to the inverted signal of NC). Also in this case, the pulse signal is the first signal.
As shown in FIG.

RSFF212Bは、AND回路213の発生するパルス信号をリ
セット信号とし、AND回路214の発生するパルス信号を
セット信号として、パルス信号を発生する(同図の
,,参照)。なお、パルス信号の立上り及び立
下りは、パルス信号及びの各立上りに対して、図示
のような応答遅れを生じる。
The RSFF 212B generates a pulse signal using the pulse signal generated by the AND circuit 213 as a reset signal and the pulse signal generated by the AND circuit 214 as a set signal (see, in the figure). The rising and falling of the pulse signal causes a response delay as shown in the figure with respect to each rising of the pulse signal.

AND回路214は、AND回路213A及び213Bの発生するパル
ス信号及びとRSFF212A及び212Bの発生するパルス信
号及びがいずれもLレベルのときに、Hレベルのパ
ルス信号を発生する。すなわち、タイミング信号TSf
が第1の同期信号FSより進み位相のときは、パルス信号
〜の中で最も遅く立下るパルス信号の立下り時点
でパルス信号は立上り、パルス信号〜の中で最も
早く同時に立上るパルス信号及びの立上り時点でパ
ルス信号は立下る。一方、タイミング信号TSfが第1
の同期信号FSより遅れ位相のときは、パルス信号はパル
ス信号の立下り時点で立上り、パルス信号及びの
同時立上り時点で立下る(同図〜参照)。なお、パ
ルス信号の立上り及び立下りは、パルス信号又は
の立下り及びパルス信号,の立上りに対して、図示
のような応答遅れを生じる。
The AND circuit 214 generates an H-level pulse signal when the pulse signals generated by the AND circuits 213A and 213B and the pulse signals generated by the RSFFs 212A and 212B are both at the L level. That is, the timing signal TS f
Is a phase advanced from the first synchronization signal FS, the pulse signal rises at the falling point of the pulse signal that falls latest among the pulse signals 、, and the pulse signal that rises first and simultaneously among the pulse signals 及 び and The pulse signal falls at the time of rising. On the other hand, when the timing signal TS f
, The pulse signal rises when the pulse signal falls, and falls when the pulse signal and the pulse signal rise simultaneously (see FIG. 6 to FIG. 12). The rise and fall of the pulse signal cause a response delay as shown in the figure with respect to the fall of the pulse signal or the rise of the pulse signal.

AND回路215Aは、AND回路213A及び214の発生するパル
ス信号及び、RSFF212Aの発生するパルス信号及び
*LKTSVがいずれもLレベルのとき、*Q端子にLレベ
ルの*DECf信号を発生し、Q端子に*DEC信号の反転信
号を発生する。周波数同期動作の場合、*LKTSVは常に
Lレベルであるので、パルス信号,及びの中で最
も遅く立下るパルス信号の立下り時点で*DECf信号は
立下り、パルス信号,及びの中で最も早く立上る
パルス信号の立上り時点で*DECf信号は立上る(同図
,,,*DECf参照)。なお、*DECf信号の立下り
及び立上りは、パルス信号の立下り及びパルス信号
の立上りに対して、図示のような応答遅れが生じる。
When the pulse signals generated by the AND circuits 213A and 214, the pulse signal generated by the RSFF 212A, and * LKTSV are all at L level, the AND circuit 215A generates an L level * DEC f signal at the * Q terminal, Generates an inverted signal of the * DEC signal at the terminal. In the case of frequency synchronous operation, since * LKTSV is always at the L level, the * DEC f signal falls at the falling point of the pulse signal and the pulse signal that falls the latest among the The * DEC f signal rises at the rising edge of the pulse signal that rises earlier (see FIG. 1,, * DEC f ). Note that the falling and rising of the * DEC f signal has a response delay as shown in the figure with respect to the falling of the pulse signal and the rising of the pulse signal.

一方、AND回路215Bは、AND回路213B及び214の発生す
るパルス信号及び、RSFF212Bの発生するパルス信号
及び*LKTSVがいずれもLレベルのとき、*Q端子に
Lレベルの*INCf信号を発生し、Q端子に*INC信号の
反転信号(INC信号)を発生する。周波数同期動作の場
合、*LKTSVは常にLレベルであるので、パルス信号
,及びの中で最も遅く立下るパルス信号の立下
り時点で*INCf信号は立下り、パルス信号,及び
の中で最も早く立上るパルス信号の立上り時点で*IN
Cf信号が立上る(同図,,,*INCf参照)。な
お、*INCf信号の立下り及び立上りは、パルス信号の
立下り及びパルス信号の立上りに対して、図示のよう
な応答遅れが生じる。
On the other hand, the AND circuit 215B, the pulse signal generated by the AND circuit 213B and 214 and, when the pulse signal and * LKTSV both are L level occurs in RSFF212B, * Q an L level * INC f signal generated terminal , Q terminal generates an inverted signal of the * INC signal (INC signal). In the case of the frequency synchronization operation, since * LKTSV is always at the L level, the * INC f signal falls at the falling point of the pulse signal and the pulse signal that falls latest among the pulse signals, and * IN at the rising edge of the pulse signal that rises earlier
The C f signal rises (see the figure,, * INC f ). Incidentally, * fall and rise of the INC f signal is the rising of falling and the pulse signal of the pulse signal, the response delay as shown occurs.

以上の動作説明から明らかなように、*DECf信号及び
*INC信号は、パルス信号の立上りに同期して同時に
立上り、*DECf信号はパルス信号の立下りに同期して
立下り、*INC信号はパルス信号の立下り同期して立
下る。
As apparent from the above description of operation, * DEC f signal and * INC signal is rising at the same time in synchronization with the rising edge of the pulse signal, * DEC f signal falling in synchronism with the falling edge of the pulse signal, * INC The signal falls in synchronization with the falling of the pulse signal.

一方、パルス信号の立下りは、タイミング信号TSの
立上りに同期しており、パルス信号の立下りは、第1
の同期信号FSの立上りに同期している。また、タイミン
グ信号TSfが第1の同期信号FSより高い周波数(TSfがFS
よりも進み位相)のときは、パルス信号の立上りはパ
ルス信号の立下り、すなわち第1の同期信号FSの立上
りに同期している。逆にタイミング信号TSfが第1の同
期信号FSより低い周波数(TSfがFSよりも遅れ位相)の
ときは、パルス信号の立上りはパルス信号の立下
り、すなわちタイミング信号TSfの立上りに同期する。
On the other hand, the falling of the pulse signal is synchronized with the rising of the timing signal TS, and the falling of the pulse signal is the first signal.
Is synchronized with the rise of the synchronization signal FS. The timing signal TS f the first synchronization signal FS from the high frequency (TS f is FS
In this case, the rising of the pulse signal is synchronized with the falling of the pulse signal, that is, the rising of the first synchronization signal FS. When the timing signal TS f is in the first synchronization signal FS from the lower frequency (TS f is delayed from the FS phase) Conversely, the rise of the pulse signal falling edge of the pulse signal, i.e. synchronized to the rising edge of the timing signal TS f I do.

すなわち、*DECf信号(負極性)のパルス幅は、タイ
ミング信号TSfの立上りと第1の同期信号TSfの立上りの
時間差に比例し、*INCf信号(負極性)のパルス幅は、
第1の同期信号FSの立上りとタイミング信号TSfの立上
りの時間差に比例する値になる。したがって、*DECf
号と*INCf信号のパルス幅(時間幅)は、タイミング信
号TSfと第1の同期信号TSpの位相差(周波数差)に比例
した値になる。タイミング信号TSfの周波数が第1の同
期信号FSの周波数より高いとき、すなわち位相が進んで
いるときは、*DECf信号のパルス幅は*INCf信号のパル
ス幅よりも大きくなり、周波数が低い(遅れ位相)のと
きは*INCf信号のパルス幅が*DECf信号のパルス幅より
も大きくなり、両信号の周波数が等しい(同位相)のと
き、*DECf及び*INCfの両信号のパルス幅は等しくな
る。
That is, the pulse width of the * DEC f signal (negative polarity) is proportional to the time difference between the rise of the timing signal TS f and the rise of the first synchronization signal TS f , and the pulse width of the * INC f signal (negative polarity) is
It becomes a value proportional to the time difference between the rising edge of the rising and the timing signal TS f of the first synchronization signal FS. Therefore, * DEC f signal and * INC f signal having a pulse width (time width) is a value proportional to the phase difference between the timing signal TS f the first synchronization signal TS p (frequency difference). When the frequency of the timing signal TS f is higher than the frequency of the first synchronization signal FS, that is, when the phase is advanced, the pulse width of the * DEC f signal becomes larger than the pulse width of the * INC f signal, and the frequency becomes When the frequency is low (lag phase), the pulse width of the * INC f signal is larger than the pulse width of the * DEC f signal, and when the frequency of both signals is equal (in phase), both * DEC f and * INC f The pulse widths of the signals are equal.

このようにして作成された*INCf信号及び*DECf信号
によりチャージポンプ回路231の充電スイッチ233及び放
電スイッチ235を開閉することにより、タイミング信号T
Sfと第1の同期信号FSの周波数高低差(進み遅れ位相
差)に比例したレベルを持った第1の制御電圧VCfがフ
イルタ24より発生される。この第1の制御電圧VCfによ
りタイミング信号TSと第1の同期信号FSfの周波数(位
相)が一致するように、VCO25の発振周波数が制御され
る。
By opening and closing the charge switch 233 and the discharge switch 235 of the charge pump circuit 231 by the * INC f signal and the * DEC f signal generated in this manner, the timing signal T
S f a first first control voltage VC f having a level proportional to the frequency difference in height (lead-lag phase difference) of the synchronization signal FS is generated by the filter 24. As the frequency of the first control voltage VC f by the timing signal TS and the first synchronization signal FS f (phase) match, the oscillation frequency of the VCO25 is controlled.

(2) 位相比較器の構成及び動作 次に、第9図の構成図及び第10図の動作タイミングチ
ャートを参照して、位相比較器の詳細な構成と、INCp
号及びDECp信号の発生動作について説明する。
(2) Configuration and Operation of Phase Comparator Next, referring to the configuration diagram of FIG. 9 and the operation timing chart of FIG. 10, the detailed configuration of the phase comparator and the generation of the INC p signal and the DEC p signal The operation will be described.

第9図は位相比較器22の構成を示したものである。図
において、221A及び221BはAND回路で、Lレベル入力時
にLレベルの出力を発生する。222A〜222DはNOT回路
で、Lレベル入力時にHレベル出力を発生する。223A及
び223Bはフリップフロップ(以下、STFFという)で、ST
端子の入力信号で立上り、CC端子の入力信号で立下るパ
ルス信号Q端子に発生し、その反転信号を*Q端子に発
生する。224A〜224CはAND回路で、すべての入力がLレ
ベルのときはHレベル出力を発生する。225は積分形の
遅延回路で、STFF223AのQ端子に発生するパルス信号
を積分してタイミング信号TSfの1/2周期だけ遅延する。
226はコンパレータで、遅延回路225の出力レベルを基準
レベルVsと比較し、一致したときにHレベルの一致信号
を発生する。
FIG. 9 shows the configuration of the phase comparator 22. In the figure, 221A and 221B are AND circuits, which generate an L-level output when an L-level is input. Reference numerals 222A to 222D denote NOT circuits which generate an H level output when an L level is input. 223A and 223B are flip-flops (hereinafter referred to as STFF),
A pulse signal which rises at the input signal of the terminal and falls at the input signal of the CC terminal is generated at the Q terminal, and its inverted signal is generated at the * Q terminal. 224A to 224C are AND circuits that generate an H level output when all inputs are at an L level. 225 is a delay circuit integration type, delayed by a 1/2 period of the timing signal TS f by integrating the pulse signal generated Q terminal of STFF223A.
226 is a comparator, compares the output level of the reference level V s of the delay circuit 225, it generates the H level match signal when a match occurs.

*LKTDTはタイミング信号TSpを第2の同期信号PSに同
期させる場合にLレベルとなって、AND回路224B及び224
Cをイネーブルにする。
* LKTDT are taken for synchronizing the timing signals TS p to the second synchronizing signal PS and L level, the AND circuit 224B and 224
Enable C.

この構成において、AND回路221Aはタイミング信号TS
を受けその立下り時点で立下るパルス信号を発生する。
NOT回路222Aは、このパルス信号を反転し、タイミング
信号TSpの立下り時点で立上る反転したパルス信号を
発生する(第9図のTSp参照)。なお、パルス信号
は、AND回路221A及びNOT回路222Aの応答時間のため、タ
イミング信号TSpに対し図示のように遅れを生じる。
In this configuration, the AND circuit 221A outputs the timing signal TS
And generates a pulse signal that falls at the time of the fall.
NOT circuit 222A, the pulse signal is inverted, to generate a standing climb inverted pulse signal at the falling time of the timing signal TS p (see TS p of FIG. 9). The pulse signal, for a response time of the AND circuit 221A and the NOT circuit 222A, resulting in delays as shown with respect to the timing signal TS p.

AND回路224Aは、タイミング信号TSpNOT回路222Aの発
生するパルス信号の及びSTFF223BのQ端子で発生され
るパルス信号が共にLレベルのときHレベルとなるパ
ルス信号を発性する。すなわち、タイミング信号T
Sp、パルス信号及びの中で最も遅く立下るタイミン
グ信号TSpの立下り時点でパルス信号は立上り、前記
3信号の中で最も早く立上るパルス信号の立上り時点
でパルス信号は立下る(同図のTSp,,,参
照)。なお、パルス信号の立上り及び立下りは、タイ
ミング信号TSpの立上り及びパルス信号の立上りに対
して、図示のような応答遅れを生じる。
The AND circuit 224A generates a pulse signal that becomes H level when both the pulse signal generated by the timing signal TS p NOT circuit 222A and the pulse signal generated at the Q terminal of the STFF 223B are L level. That is, the timing signal T
The pulse signal rises at the falling point of S p , the pulse signal, and the timing signal TS p falling at the latest time, and the pulse signal falls at the rising time of the pulse signal rising at the earliest time among the three signals. TS p ,,, in the figure). Incidentally, the rise and fall of the pulse signal is the rising of the rising and the pulse signal of the timing signal TS p, produces a response delay as shown.

STFF223Bは、AND回路224Aの発生するパルス信号の
立上り時点で立上り、第2の同期信号PSの立上り時点で
立下るパルス信号をQ端子に出力し、その*Q端子に
パルス信号を反転したパルス信号*を発生する(同
図のPS,,参照)。なお、パルス信号の立下り及
び立上りは、第2の同期信号PSの立上りとパルス信号
の立上りに対して、図示のような応答遅れを生じる。
The STFF 223B outputs a pulse signal that rises at the time of the rise of the pulse signal generated by the AND circuit 224A, and that falls at the time of the rise of the second synchronization signal PS to the Q terminal. * Is generated (see PS, in the figure). Note that the falling and rising of the pulse signal causes a response delay as shown in the figure with respect to the rising of the second synchronization signal PS and the rising of the pulse signal.

一方、STFF223Aは、コンパレータ226の発生する一致
信号の立上り時点で立上り、第2の同期信号PSの立上
り時点で立下るパルス信号(図示せず)をQ端子に発
生し、それを反転したパルス信号*を*Q端子に発生
する(同図TSp,,*参照)。なお、パルス信号の立
上り及び立下りは、第2の同期信号TSpの立上り及び一
致信号の立上りに対して、図示のような応答遅れを生
じる。
On the other hand, the STFF 223A generates a pulse signal (not shown) which rises at the rising point of the coincidence signal generated by the comparator 226 and falls at the rising point of the second synchronizing signal PS at the Q terminal, and inverts the pulse signal. * Is generated at the * Q terminal (see TS p ,, * in the same figure). Incidentally, the rise and fall of the pulse signal is the rising of the rising and the coincidence signal of the second synchronizing signal TS p, produces a response delay as shown.

遅延回路225は、STFF223AのQ端子より発生されるパ
ルス信号を受け、その時定数に従って低下する積分信
号を発生する(同図参照)。
The delay circuit 225 receives the pulse signal generated from the Q terminal of the STFF 223A and generates an integrated signal that decreases according to the time constant (see FIG. 3).

コンパレータ226は、積分回路の発生する積分信号
と基準レベルVsを比較し、一致したときに一致信号を
発生する。一致信号を受けるとSTFF223AのQ端子のパ
ルス信号は立上り、*Q端子のパルス信号*は立下
る。これにより、積分回路225のコンデンサは急速に放
電するので積分信号は急速に上昇し、コンパレータ22
6の発生する一致信号は立下る(同図の,,*
参照)。
The comparator 226 compares the integrated signal with a reference level V s generated by the integrator circuit, for generating a coincidence signal when they match. Upon receiving the coincidence signal, the pulse signal at the Q terminal of STFF223A rises, and the pulse signal * at the * Q terminal falls. As a result, the capacitor of the integrating circuit 225 rapidly discharges, so that the integration signal rises rapidly and the comparator 22
The coincidence signal generated at 6 falls (, *,
reference).

NOT回路222B及び222Cは、STFF223BのQ端子の発生し
たパルス信号をそれらの応答時間だけ遅延したパルス
信号を発生する(同図の,参照)。
The NOT circuits 222B and 222C generate a pulse signal obtained by delaying the pulse signal generated at the Q terminal of the STFF 223B by their response time (see).

一方、AND回路221B及びNOT回路222Dは、STFF223Aの*
Q端子の発生したパルス信号*を反転し、かつそれら
の応答時間だけ遅延したパルス時間を発生する(同図
の*,参照)。
On the other hand, the AND circuit 221B and the NOT circuit 222D
It inverts the pulse signal * generated at the Q terminal and generates a pulse time delayed by their response time (see * in the figure).

この場合、NOT回路222B及び222CとAND回路221B及びNO
T回路222Dとの応答遅れ時間は等しくなるように構成さ
れる。
In this case, NOT circuits 222B and 222C and AND circuits 221B and NO
The response delay time with the T circuit 222D is configured to be equal.

AND回路224Bは、*LKTDT信号がLレベルであるので、
STFF223Aの発生するパルス信号及びNOT回路222Cの発
生するパルス信号が共にLレベルであるときにHレベ
ルになるINCp信号を発生する。すなわち、INCp信号は、
パルス信号*の立下り時点で立上り、パルス信号の
立上り時点で立下る(同図の*,,INCp参照)。な
お、INCp信号の立上り及び立下りは、パルス信号*の
立下り及びパルス信号の立上りに対して、図示のよう
な応答遅れを生じる。
Since the * LKTDT signal is at the L level, the AND circuit 224B
When both the pulse signal generated by the STFF 223A and the pulse signal generated by the NOT circuit 222C are at the L level, an INC p signal that goes to the H level is generated. That is, the INC p signal is
It rises when the pulse signal * falls, and falls when the pulse signal rises (see *, INC p in the figure). The rise and fall of the INC p signal cause a response delay as shown with respect to the fall of the pulse signal * and the rise of the pulse signal.

一方、AND回路224Cは、*LKTDT信号がLレベルである
ので、STFF223Bの発生するパルス信号*が共にLレベ
ルであるときにHレベルになるDECp信号を発生する。す
なわち、DECp信号は、パルス信号*の立下り(の立
上り)時点で立上り、パルス信号の立上り時点で立下
る(同図のの反転信号及び参照)。なお、DECp信号
の立上り及び立下りは、パルス信号*の立下り(の
立上り)及びパルス信号の立上りに対して、図示のよ
うな応答遅れを生ずる。
On the other hand, since the * LKTDT signal is at the L level, the AND circuit 224C generates the DEC p signal which goes to the H level when both the pulse signals * generated by the STFF 223B are at the L level. That is, the DEC p signal rises at the time of the falling (rising) of the pulse signal *, and falls at the time of the rising of the pulse signal (see the inverted signal and reference in the figure). The rising and falling of the DEC p signal causes a response delay as shown in the drawing with respect to the falling (rising) of the pulse signal * and the rising of the pulse signal.

以上の動作説明から明らかなように、INCp信号の時間
幅は、パルス信号*の立下り時点とパルス信号の立
上り時点の時間差に比例する。
As is apparent from the above description of the operation, the time width of the INC p signal is proportional to the time difference between the time when the pulse signal * falls and the time when the pulse signal rises.

一方、パルス信号*の立上り時点は第2の同期信号
PSの立上り時点に比例し、パルス信号の立上り時点は
タイミング信号TSpの立下り時点に比例する。したがっ
て、INCp信号の時間幅は、タイミング信号TSpの第2の
同期信号PSに対する遅れ位相差に比例する時間幅になる
(同図の*,,INC参照)。
On the other hand, the rising point of the pulse signal * is the second synchronization signal.
Proportional to the rise time of the PS, the rise time of the pulse signal is proportional to the fall time of the timing signal TS p. Therefore, the time width of the INC p signal is a time width proportional to the delay phase difference of the timing signal TS p with respect to the second synchronization signal PS (see *, INC in the figure).

また、DECp信号の時間幅は、パルス信号*の立下り
(の立上り)時点とパルス信号の立上り時点の時間
差に比例する。一方、パルス信号*の立下り(の立
上り)時点はタイミング信号TSpの立下り時点に比例
し、パルス信号の立上り時点は第2の同期信号PSの立
上り時点に比例する。したがって、DECp信号の時間幅
は、タイミング信号TSpの第2の同期信号PSに対する進
み位相差に比例する時間幅になる(同図の,,DEC参
照)。
Further, the time width of the DEC p signal is proportional to the time difference between the time when the pulse signal * falls (rises) and the time when the pulse signal rises. On the other hand, the falling of the pulse signal * (rising) time is proportional to the fall time of the timing signal TS p, the rise time of the pulse signal is proportional to the rise time of the second synchronization signal PS. Therefore, the time width of the DEC p signal is proportional to the advance phase difference of the timing signal TS p with respect to the second synchronization signal PS (see, DEC in the figure).

STFF223A及び223Bの応答時間は等しいので、パルス信
号及びの立上り時点並びに*及び*の立下り時
点は一致する。また、NOT回路222B〜222D及びAND回路21
2Bの応答時間も等しいので、タイミング信号TSと第2の
同期信号PSが同相になったとき、INCp及びDECp信号は等
しい時間幅でかつ同相になる。タイミング信号TSpの第
2の同期信号PSに対する位相が遅れると、INCp信号の時
間幅が増大し、反対にDECp信号の時間幅が減少する。位
相が進むと逆にINCp信号の時間幅が減少し、反対にDECp
信号の時間幅が増大する。
Since the response times of the STFFs 223A and 223B are equal, the rising time of the pulse signal and the falling time of * and * coincide. Also, NOT circuits 222B to 222D and AND circuit 21
Since the response time of 2B is also equal, when the timing signal TS and the second synchronization signal PS have the same phase, the INC p and DEC p signals have the same time width and the same phase. When the phase of the timing signal TS p with respect to the second synchronization signal PS is delayed, the time width of the INC p signal increases, and conversely, the time width of the DEC p signal decreases. As the phase advances, the time width of the INC p signal decreases, and conversely, DEC p
The time width of the signal increases.

このようにして作成されたINCp信号及びDECp信号によ
りチャージポンプ回路231の充電スイッチ233及び放電ス
イッチ235を開閉することにより、タイミング信号TSp
第2の同期信号PSの進み及び遅れ位相差に比例したレベ
ルを持った第2の制御電圧VCpがフイルタ24より発生さ
れる。この第2の制御電圧VCpによりタイミング信号TS
と第2の同期信号PSの位相が一致するように、VCO25の
発振周波数が制御される。
By opening and closing the charging switch 233 and discharging switch 235 in the charge pump circuit 231 by this way INC p signal was created and DEC p signals, the timing signal TS p and the second synchronizing signal PS proceeds and the delay phase difference second control voltage VC p having a level proportional to are generated from filter 24. Timing signal TS by the second control voltage VC p
The oscillation frequency of the VCO 25 is controlled so that the phase of the second synchronization signal PS and the phase of the second synchronization signal PS match.

この位相同期回路を記録媒体の記録再生装置に用いる
場合、第1の同期信号FSとしてサーボ系のサーボクロッ
ク信号が用いられ、第2の同期信号として記録媒体から
の読出し信号が用いられる。これにより記録時は、サー
ボクロック信号に同期したタイミング信号TSが発生さ
れ、このタイミング信号TSにより記録媒体に対するディ
ジタルデータの記録が行われる。再生時は、記録媒体か
らの読出し信号の位相に同期したタイミング信号TSを発
生し、このタイミング信号によりディジタルデータの復
調が行われる。
When this phase synchronization circuit is used in a recording / reproducing apparatus for a recording medium, a servo clock signal of a servo system is used as the first synchronization signal FS, and a read signal from the recording medium is used as the second synchronization signal. Thus, at the time of recording, a timing signal TS synchronized with the servo clock signal is generated, and the recording of digital data on a recording medium is performed by the timing signal TS. At the time of reproduction, a timing signal TS synchronized with the phase of a read signal from a recording medium is generated, and demodulation of digital data is performed by the timing signal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

周波数位相同期回路においては、周波数比較器21に加
えられる第1の同期信号FSのパルス幅は、位相比較器22
に加えられる第2の同期信号PSのパルス幅よりも一般に
広い。例えば、磁気記録再生装置の場合、第1の同期信
号FSに当たるサーボクロック信号のパルス幅は、第2の
同期信号PSに当たる読出し信号のパルス幅よりも数倍程
度広い。そして、周波数比較器21によって発生される*
INCf及び*DECf信号の最大パルス幅は、第1の同期信号
FSのパルス幅に等しく、位相比較器22によって発生され
るINCp及びDECp信号の最大パルス幅は、第2の同期信号
PSのパルス幅に等しい(ただし、クロック抜けのある場
合は、更に大きくなる)。すなわち、第8図及び第10図
の動作タイミングチャートに示したように、周波数比較
時の*INCf及び*DECf信号のパルス幅は、位相比較時の
INCp及びDECp信号のパルス幅よりも一般に広くなる。
In the frequency-phase synchronization circuit, the pulse width of the first synchronization signal FS applied to the frequency comparator 21 is
Is generally wider than the pulse width of the second synchronizing signal PS added to. For example, in the case of a magnetic recording / reproducing device, the pulse width of the servo clock signal corresponding to the first synchronization signal FS is about several times wider than the pulse width of the read signal corresponding to the second synchronization signal PS. And generated by the frequency comparator 21 *
The maximum pulse width of the INC f and * DEC f signals is the first synchronization signal
The maximum pulse width of the INC p and DEC p signals generated by the phase comparator 22 equal to the pulse width of FS is equal to the second synchronization signal
It is equal to the pulse width of PS (however, if there is a missing clock, it becomes even larger). That is, as shown in the operation timing charts of FIGS. 8 and 10, the pulse widths of the * INC f and * DEC f signals at the time of frequency comparison are different from those at the time of phase comparison.
It is generally wider than the pulse width of the INC p and DEC p signals.

一方、チャーチポンプ回路231は、*INCf,*DECf,INC
p,DECp等の各信号のパルス幅が大きくなると通電時間が
長くなり、充放電電流が大きくなって同期ループのルー
プゲインが大きくなる。すなわち、周波数比較器が出力
する*INCf及び*DECfのパルス幅が、位相比較器が出力
するINCp及びDECpのパルス幅より広いことにより、第11
図に示すような制御電圧がチャージポンプ回路231より
発生し、周波数比較器を使用した場合のループゲインが
位相比較器を使用した場合のループゲインより大きくな
る。
On the other hand, the church pump circuit 231 includes * INC f , * DEC f , INC
When the pulse width of each signal such as p and DEC p increases, the energization time increases, the charge / discharge current increases, and the loop gain of the synchronous loop increases. That is, the pulse widths of * INCf and * DECf output by the frequency comparator are wider than the pulse widths of INCp and DECp output by the phase comparator.
A control voltage as shown in the figure is generated from the charge pump circuit 231, and the loop gain when using the frequency comparator becomes larger than the loop gain when using the phase comparator.

ここで、記録媒体にディジタルデータを記録するとき
は周波数比較器を用い、記録媒体からディジタルデータ
を読み取るときは位相比較器を用いるため、周波数同期
のループゲインが位相同期のループゲインより大きいと
ディジタルデータの記録タイミングと読み取りタイミン
グがずれるという不具合を生ずる。
Here, the frequency comparator is used when recording digital data on the recording medium, and the phase comparator is used when reading digital data from the recording medium. A problem occurs in that the data recording timing and the reading timing are shifted.

媒体に記録されるディジタルデータの記録密度が高く
ないときは、データの読取りマージンを大きく取れたの
で、前述のサーボクロック信号の変動による読取りタイ
ミングのずれ、すなわち周波数同期動作時と位相同期移
動作時の各タイミング信号の追従特性の追従差は、特に
問題とはならなかった。
When the recording density of digital data to be recorded on the medium is not high, the data read margin is large, so that the read timing shift due to the above-mentioned fluctuation of the servo clock signal, that is, at the time of frequency synchronization operation and phase synchronization movement operation The following differences in the following characteristics of the respective timing signals did not cause any particular problem.

しかしながら、最近のように高密度記録が行われるよ
うになると、各信号のパルス幅や信号間間隔が短くな
り、第8図及び第10図で説明したように、各ゲートやFF
の応答時間も無視できない状態になったことから、デー
タの読取りマージンが減少するようになってきた。この
ため、サーボクロック信号(第1の同期信号FSf)の変
動に伴うデータの記録時と読取り時のタイミングの僅か
なずれによっても、データの読出し時にエラーを生じる
ようになってきた。
However, when high-density recording is performed recently, the pulse width of each signal and the interval between signals are shortened, and as described in FIGS.
Since the response time of the data cannot be ignored, the data read margin has been reduced. For this reason, even when a slight difference between the timing of data recording and the timing of reading due to the fluctuation of the servo clock signal (first synchronization signal FS f ), an error occurs at the time of reading data.

本発明は、周波数位相同期回路の周波数同期動作時の
タイミング信号TSfの追従特性と位相同期動作時のタイ
ミング信号TSpの追従特性の差を減少又は無くすように
改良し、かつ周波数同期より位相同期に又は位相同期よ
り周波数同期に切替った時にすみやかに同期状態に引込
まれるようにした周波数位相同期回路を提供することを
目的とする。
The present invention, frequency phase difference modified to reduce or eliminate the follow-up characteristics and tracking performance of the timing signal TS p during phase synchronization operation of the synchronization circuit of the frequency synchronization Operation timing signal TS f, and frequency synchronization from the phase It is an object of the present invention to provide a frequency-phase synchronization circuit that is quickly brought into a synchronization state when switching from synchronization to phase synchronization to frequency synchronization.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前述の課題を解決するために本発明の採用した手段
を、第1図を参照して説明する。第1図は、本発明の基
本構成をブロック図で示したものである。
Means adopted by the present invention to solve the above-mentioned problem will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.

第1図において、11は周波数比較器、12は位相比較
器、13はD/A変換手段、14は第1のフイルタ、15は第2
のフイルタ、16はタイミング信号発生手段である。
In FIG. 1, 11 is a frequency comparator, 12 is a phase comparator, 13 is D / A conversion means, 14 is a first filter, and 15 is a second filter.
Reference numeral 16 denotes a timing signal generating means.

周波数比較器11は、第1の同期信号FSとタイミング信
号発生手段16の発生するタイミング信号TSfとの周波数
を比較し、その高低周波数差すなわちその進み遅れ位相
差に対応する時間幅を有する周波数差信号DFを発生す
る。
Frequency comparator 11, a frequency having a first comparing the frequency of the generated timing signal TS f of the synchronization signal FS and a timing signal generator 16, its height frequency difference i.e. time width corresponding to the lead-lag phase Generate a difference signal DF.

位相比較器12は、第2の同期信号PSとタイミング信号
発生手段16の発生するタイミング信号TSpとの位相を比
較し、その進み遅れ位相差に対応する時間幅を有する位
相差信号DPを発生する。
Phase comparator 12, the second comparing the phases of the generated timing signals TS p of the synchronization signal PS and the timing signal generator 16, the lead-lag generating a phase difference signal DP having a time width corresponding to the phase difference I do.

D/A変換手段13は、周波数比較器11からの周波数差信
号DF又は位相比較器12からの位相差信号DPを受け、その
時間幅に対応する出力レベルを有するD/A変換信号DAF又
はDAPをそれぞれ発生する。
The D / A conversion means 13 receives the frequency difference signal DF from the frequency comparator 11 or the phase difference signal DP from the phase comparator 12, and receives a D / A conversion signal DAF or DAP having an output level corresponding to the time width. Respectively occur.

第1のフイルタ14は、前記周波数差信号DFのD/A変換
信号DAFをフイルタして第1の制御電圧VCfを発生する。
The first filter 14 generates a first control voltage VC f to filter the D / A conversion signal DAF of the frequency difference signal DF.

第2のフイルタ15は、前記位相差信号DPのD/A変換信
号DAPをフイルタして第2の制御電圧VCpを発生する。
The second filter 15 generates a second control voltage VC p to filter the D / A conversion signal DAP of the phase difference signal DP.

タイミング信号発生手段16は、第1のフイルタ14から
の第1の制御電圧VCf又は第2のフイルタからの第2の
制御電圧VCpを受け、その電圧レベルに比例して周波数
が変化する各タイミング信号TSf又はTSpを発生する。
Timing signal generating means 16, each receiving a second control voltage VC p from the first control voltage VC f or the second filter from the first filter 14, the frequency in proportion to the voltage level changes generating a timing signal TS f or TS p.

この構成において、周波数比較器11、D/A変換手段1
3、第1のフイルタ14及びタイミング発生手段16のルー
プ並びに位相比較器12、D/A変換手段13、第2のフイル
タ15及びタイミング発生手段16のループは、それぞれPL
Lを形成している。
In this configuration, the frequency comparator 11, the D / A conversion means 1
3. The loop of the first filter 14 and the timing generator 16 and the loop of the phase comparator 12, the D / A converter 13, the second filter 15 and the timing generator 16
L is formed.

〔作 用〕(Operation)

第1図に示した本発明の周波数位相同期回路の動作
を、第2図の各制御電圧の特性図を参照して説明する。
The operation of the frequency phase locked loop circuit of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to the characteristic diagrams of each control voltage shown in FIG.

第1の同期信号FSに同期するタイミング信号TSを発生
する場合は、周波数比較器11は、第1の同期信号FSとタ
イミング信号発生手段16の発生するタイミング信号TSと
の周波数を比較し、その高低周波数差(進み遅れ位相
差)に対応する時間幅を有する周波数差信号DFを発生す
る。
When generating the timing signal TS synchronized with the first synchronizing signal FS, the frequency comparator 11 compares the frequency of the first synchronizing signal FS with the frequency of the timing signal TS generated by the timing signal generating means 16, and compares the frequency. A frequency difference signal DF having a time width corresponding to the high / low frequency difference (lead / lag phase difference) is generated.

D/A変換手段13は、周波数比較器11からの周波数差信
号DFを受けて、その時間幅に比例する出力レベルを有す
るD/A変換信号DAFを発生する。
The D / A conversion means 13 receives the frequency difference signal DF from the frequency comparator 11, and generates a D / A conversion signal DAF having an output level proportional to the time width.

第1のフイルタ14は、D/A変換手段13より受けたD/A変
換信号ADFをフイルタして、第1の制御電圧VCfを発生す
る。
The first filter 14 is to filter the D / A conversion signal ADF that received from D / A converter 13 generates a first control voltage VC f.

タイミング信号発生手段16は、第1のフイルタ14から
の第1の制御電圧VCfを受け、その電圧レベルに追従し
て周波数が変化するタイミング信号TSfを発生して周波
数比較器11にフイードバックする。
Timing signal generating means 16 receives the first control voltage VC f from the first filter 14 and fed back to the frequency comparator 11 generates a timing signal TS f which changes the frequency to follow the voltage level .

周波数比較器11、D/A変換手段13、第1のフイルタ14
及びタイミング発生手段16のループはPLLを形成してい
るので、タイミング信号発生手段16からは、第1の同期
信号FSの周波数に同期したタイミング信号TSfが発生さ
れる。
Frequency comparator 11, D / A conversion means 13, first filter 14
And since the loop of the timing generating means 16 forms a PLL, from the timing signal generator 16, the timing signal TS f synchronized with the frequency of the first synchronization signal FS is generated.

第2の同期信号PSに同期するタイミング信号TSpを発
生する場合は、位相比較器12は、第2の同期信号PSとタ
イミング信号発生手段16の発生するタイミング信号TSp
との位相差を比較し、その進み遅れ位相差に対応する時
間幅を有する位相差信号DPを発生して、D/A変換手段13
に送る。
If for generating a timing signal TS p synchronizing the second synchronizing signal PS, the phase comparator 12, a timing signal TS p generated by the second synchronizing signal PS and the timing signal generator 16
And a phase difference signal DP having a time width corresponding to the lead / lag phase difference is generated.
Send to

以下、前述の周波数比較器11の場合と同様に、D/A変
換手段13は、位相差信号DPの時間幅に比例する出力レベ
ルを有するD/A変換信号DAPを発生する。
Hereinafter, as in the case of the frequency comparator 11, the D / A conversion means 13 generates a D / A conversion signal DAP having an output level proportional to the time width of the phase difference signal DP.

第2のフイルタ15は、D/A変換手段13より受けたD/A変
換信号DAPをフイルタして、第2の制御電圧VCpを発生す
る。
The second filter 15 is to filter the D / A conversion signal DAP which has received from the D / A converter 13 generates a second control voltage VC p.

タイミング信号発生手段16は、第2のフイルタ14から
の第2の制御電圧VCpを受け、その電圧レベルに比例し
て周波数が変化するタイミング信号TSpを発生する。
Timing signal generating means 16 receives the second control voltage VC p from the second filter 14, generates a timing signal TS p which changes its frequency in proportion to the voltage level.

位相比較器12、D/A変換手段13、第2のフイルタ15及
びタイミング発生手段16のループはPLLを形成している
ので、タイミング信号発生手段16からは、第2の同期信
号FSの位相に同期したタイミング信号TSpが発生され
る。
Since the loop of the phase comparator 12, the D / A conversion means 13, the second filter 15, and the timing generation means 16 forms a PLL, the timing signal generation means 16 outputs the phase of the second synchronization signal FS. synchronized timing signal TS p is generated.

第2図(A)はこのように発生された周波数同期動作
時の第1の制御電圧VCfを示し、同図(B)は位相比同
期動作時の第2の制御電圧VCpを示したものである。
FIG. 2 (A) shows a first control voltage VC f when thus generated frequency synchronous operation, FIG. (B) showed a second control voltage VC p in Phase ratios synchronous operation Things.

同図(A)において、破線のVCf′は、周波数比較器1
1の出力を第1のフイルタ14を設けず、従来のフイルタ
を使用した場合の第1の制御電圧特性を示し、実線のVC
fは、第1のフイルタ14を設けた場合の第1の制御電圧
特性を示す。
In FIG. 7A, a broken line VC f ′ indicates a frequency comparator 1
1 shows the first control voltage characteristic in the case where a conventional filter is used without providing the first filter 14 for the output of FIG.
f indicates a first control voltage characteristic when the first filter 14 is provided.

同図(B)において、実線のVCpは、第2のフイルタ1
5を設けた場合の第2の制御電圧特性を示す。
In FIG. 7B, the solid line VC p indicates the second filter 1.
5 shows a second control voltage characteristic when 5 is provided.

周波数比較器11及び周波数比較時のD/A変換手段13の
ゲインが、位相比較器12及び位相比較時のD/A変換手段1
3のゲインより大きいので、各フイルタ14及び15を設け
ない場合の第1の制御電圧VCf′の立上り特性は、第2
の制御電圧VCp′の立上り特性よりも急峻である。
The gain of the frequency comparator 11 and the D / A conversion means 13 at the time of frequency comparison is the phase comparator 12 and the D / A conversion means 1 at the time of phase comparison.
3, the rising characteristic of the first control voltage VC f ′ when the filters 14 and 15 are not provided
Is sharper than the rising characteristic of the control voltage VC p ′.

第1のフイルタ14及び第2のフイルタ15を設けると、
前者は後者よりも相対的に遅い立上り特性を持つように
構成されているので、第1のフイルタ14から出力される
第1の制御電圧VCfの立上り特性の傾斜の減少は大き
く、第2のフイルタ15から出力される第2の制御電圧VC
pの傾斜の減少は少なくなる。
When the first filter 14 and the second filter 15 are provided,
The former is configured to have a relatively slow rise characteristic than the latter, a decrease in the slope of the rising characteristics of the first control voltage VC f output from the first filter 14 is large, the second Second control voltage VC output from filter 15
The slope of p decreases less.

したがって、第1のフイルタ14及び第2のフイルタ15
からの立上り特性を前述のように選定することにより、
第1の制御電圧VCfの立上り特性が第2の制御電圧VCp
立上り特性よりも遅くなるようにし、両フイルタから出
力される各制御電圧VCp及びVCfの立上り特性の差を減少
又は無くすることができる。
Therefore, the first filter 14 and the second filter 15
By selecting the rise characteristics from
Rising characteristic of the first control voltage VC f is set to be slower than the rise characteristics of the second control voltage VC p, or decreases the difference of the rising characteristics of the control voltage VC p and VC f is output from both the filter Can be eliminated.

これにより、周波数位相同期回路の周波数同期動作時
のタイミング信号TSの追従特性と位相同期動作時の各タ
イミング信号TSf及びTSpの追従特性の差を減少又は無く
することができる。
Thus, it is possible to eliminate reduction or the difference between the follow-up characteristic and the phase synchronizing operation at the follow-up characteristics of each timing signal TS f and TS p timing signal TS during frequency synchronization operation of the frequency phase locked loop.

このように構成された周波数位相同期回路を用いて記
録再生時のディジタルデータの記録及び読取り用の各タ
イミング信号を発生させることにより、第1の同期信号
FSに当たるサーボクロック信号に変動が生じても、ディ
ジタルデータの記録時と読取り時のタイミングのずれを
減少又は無くすることができるので、高密度記録の場合
でもデータ読取り時のエラー発生を無くすることができ
る。
By generating each timing signal for recording and reading digital data at the time of recording / reproducing by using the frequency / phase synchronizing circuit thus configured, the first synchronizing signal is generated.
Even if the servo clock signal corresponding to FS fluctuates, the difference between the timing of digital data recording and the timing of reading can be reduced or eliminated.Therefore, eliminate errors during data reading even in high-density recording. Can be.

ところで、周波数比較器11及び第1のフイルタ14を使
用する周波数同期動作時は、第2のフイルタ15は使用さ
れないので、それを構成するコンデンサ(図示せず)は
放電又は完全充電状態にある。逆に位相比較器12及び第
2のフイルタ15を使用する位相同期動作時は、第1のフ
イルタ14は使用されないので、それを構成するコンデン
サ(図示せず)は放電又は完全充電状態にある。
By the way, during the frequency synchronizing operation using the frequency comparator 11 and the first filter 14, the second filter 15 is not used, so that the capacitor (not shown) constituting the second filter 15 is in a discharged or fully charged state. Conversely, during the phase synchronization operation using the phase comparator 12 and the second filter 15, since the first filter 14 is not used, the capacitor (not shown) constituting the same is in a discharged or fully charged state.

このため、周波数同期動作から位相同期動作又はその
逆の同期動作に切り換えると、タイミング信号発生手段
16に加わる制御電圧VCのレベルが大きく変化するので、
タイミング信号TSの周波数遷移が大きくなり、所定周波
数への遷移が遅れたり、トランジェントを生じたりする
不都合が生じる。
For this reason, when switching from frequency synchronization operation to phase synchronization operation or vice versa, the timing signal generation means
Since the level of the control voltage VC applied to 16 changes greatly,
The frequency transition of the timing signal TS becomes large, and the transition to the predetermined frequency is delayed or a transient occurs.

これを解決するために、本発明の他の実施例では、一
方のフイルタの発生する制御電圧VCを不使用中の他方の
フイルタにフイードバックするように構成される。
In order to solve this, in another embodiment of the present invention, the control voltage VC generated by one filter is fed back to the other filter that is not in use.

これにより、不使用中の他方のフイルタを構成するコ
ンデンサはあるレベルに充電されるので、同期動作を切
り換えた場合に制御電圧VCの変動が少ないので、円滑か
つ速やかに切り換えられた同期動作におけるタイミング
信号周波数に遷移させることができる。
As a result, the capacitor constituting the other unused filter is charged to a certain level, so that when the synchronous operation is switched, the control voltage VC fluctuates little. The transition can be made to the signal frequency.

〔第1の実施例〕 本発明の第1の実施例を、第3図及び第4図を参照し
て説明する。第3図は本発明の第1の実施例の構成の説
明図、第4図は同実施例に用いられる第1及び第2のフ
イルタの構成の説明図である。
First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of first and second filters used in the first embodiment.

(A)実施例の構成 第3図において、周波数比較器11、位相比較器12、D/
A変換手段13、第1のフイルタ14、第2のフイルタ15及
びタイミング信号発生手段16については、第1図で説明
したとおりである。
(A) Configuration of Embodiment In FIG. 3, the frequency comparator 11, the phase comparator 12, and the D /
The A conversion means 13, the first filter 14, the second filter 15, and the timing signal generation means 16 are as described in FIG.

LKTSV及びLKTDT信号は切換制御信号で、周波数比較器
11側を作動させるときは、LKTSV信号がオン(高(H)
レベル)にセットされ、位相比較器12側を作動させると
きは、LKTDT信号がオン(高(H)レベル)にセットさ
れる。
The LKTSV and LKTDT signals are switching control signals and are used as frequency comparators.
When operating the 11 side, the LKTSV signal is on (high (H)
LKTDT signal is set to ON (high (H) level) to operate the phase comparator 12 side.

周波数比較器11は、第1の同期信号FSとタイミング信
号発生手段16の発生するタイミング信号TSfとの周波数
を比較し、TSfがFSより低い周波数であるとき、すなわ
ちTSfがFSよりも遅れ位相であるときは、その周波数
(位相)差に比例した時間幅のINCf信号を発生し、高い
周波数であるときすなわちTSfがFSよりも進み位相であ
るときは、その周波数(位相)差に比例した時間幅のDE
Cf信号を発生する。この周波数比較器11として、例えば
第7図の周波数比較器が用いられる。
Frequency comparator 11 compares the frequency of the timing signal TS f generated by the first synchronization signal FS and a timing signal generator 16, when TS f is the frequency lower than FS, i.e. than TS f is FS When the phase is lagging, an INC f signal with a time width proportional to the frequency (phase) difference is generated. When the frequency is high, that is, when TS f is ahead of FS, the frequency (phase) is generated. DE with a time width proportional to the difference
Generate the C f signal. As the frequency comparator 11, for example, the frequency comparator shown in FIG. 7 is used.

位相比較器12は、第2の同期信号PSとタイミング信号
発生手段16の発生するタイミング信号TSpとの位相を比
較し、TSpがPSより遅れ位相であるときは、その遅れ位
相差に比例した時間幅のINCp信号を発生し、進み位相で
あるときは、その進み位相差に比例した時間幅のDECp
号を発生する。この位相比較器12として、例えば第9図
の位相比較器が用いられる。
The phase comparator 12 compares the phases of the timing signal TS p generated by the second synchronizing signal PS and the timing signal generator 16, when TS p is phase lag than PS is proportional to the delay phase difference An INC p signal having a predetermined time width is generated. If the signal has a leading phase, a DEC p signal having a time width proportional to the leading phase difference is generated. As the phase comparator 12, for example, the phase comparator shown in FIG. 9 is used.

D/A変換手段13において、131はマルチプレクサ(以
下、MPXで示す)で、LKTSV信号がオンのときは、周波数
比較器11の発生するINCf及びDECf信号を選択し、LKTDT
信号がオンのときは、位相比較器12の発生するINCp及び
DECp信号を選択する。
In the D / A conversion means 13, reference numeral 131 denotes a multiplexer (hereinafter, referred to as MPX). When the LKTSV signal is on, an INC f and a DEC f signal generated by the frequency comparator 11 are selected.
When the signal is on, INC p generated by the phase comparator 12 and
Select the DEC p signal.

132はチャージポンプ回路で、INC信号の時間幅だけ充
電電流をフイルタ側に供給し、DEC信号の時間幅だけフ
イルタ側の電流を放電する。
Reference numeral 132 denotes a charge pump circuit that supplies a charging current to the filter for the time width of the INC signal and discharges the current on the filter side for the time width of the DEC signal.

133は第1のスイッチで、アナログスイッチで構成さ
れ、共通接点cは、チャージポンプ回路132側に、接点
fは第1のフイルタ14側に、接点pは第2のフイルタ15
側に接続される周波数同期動作時は、共通接点cは接点
fと接続され、位相同時動作時は、共通接点cは接点p
と接続される。
Reference numeral 133 denotes a first switch, which is constituted by an analog switch. The common contact c is on the charge pump circuit 132 side, the contact f is on the first filter 14 side, and the contact p is on the second filter 15 side.
The common contact c is connected to the contact f at the time of the frequency synchronous operation, and the common contact c is connected to the contact p at the time of the phase simultaneous operation.
Connected to

タイミング信号発生手段16において、161は第2のス
イッチで、第1のフイルタ14に接続される接点f、第2
のフイルタに接続される接点p及び共通接点cを有し、
周波数同期動作時は、共通接点cは接点fに接続され、
位相同期動作時は、共通接点cは接点pに接続される。
なお、第1のスイッチ133と第2のスイッチ161の切り換
えは、連動して行われる。
In the timing signal generating means 16, reference numeral 161 denotes a second switch, which is a contact f connected to the first filter 14,
Having a contact p and a common contact c connected to the filter of
At the time of frequency synchronization operation, the common contact c is connected to the contact f,
During the phase synchronization operation, the common contact c is connected to the contact p.
Note that the switching between the first switch 133 and the second switch 161 is performed in an interlocked manner.

162はバッファアンプで、共通接点cに接続され、第
1のフイルタ14又は第2のフイルタ15から入力される各
制御電圧VCf又はVCpに対してバッファとして機能する。
162 is a buffer amplifier, connected to the common contact c, which functions as a buffer for each control voltage VC f or VC p inputted from the first filter 14 or the second filter 15.

163は電圧制御発振器(以下、VCOで示す)で、バッフ
ァアンプ162より入力される各制御電圧VCf又はVCpの電
圧レベルに比例して変化するタイミング信号TSf又はTSp
を発生し、周波数比較器11及び位相比較器12にフイード
バックする。
163 voltage controlled oscillator (hereinafter, indicated by VCO), the timing signal TS f or TS p varies in proportion to the voltage level of the control voltage VC f or VC p is input from the buffer amplifier 162
Is generated and fed back to the frequency comparator 11 and the phase comparator 12.

第4図(A)は、第1のフイルタ14の一例を示したも
ので、コンデンサCAと抵抗RAの直列回路で構成される。
第4図(B)は第2のフイルタ15の一例を示したもの
で、コンデンサCBと抵抗RBの直列回路で構成される。
FIG. 4 (A) is an illustration of an example of a first filter 14, and a series circuit of a capacitor C A and the resistor R A.
Figure 4 (B) is an illustration of an example of the second filter 15, composed of a series circuit of a capacitor C B and a resistor R B.

(B)第1の実施例の動作 周波数比較器11及び第1のフイルタ14を使用して第1
の同期信号FSに同期するタイミング信号TSfを発生する
場合は、LKTSV信号はオン(LKTDT信号はオフ)にセット
され、第1のスイッチ133及び第2のスイッチ161は接点
f側に切り換えられる。
(B) Operation of the First Embodiment The first embodiment using the frequency comparator 11 and the first filter 14
If the generation of the timing signal TS f synchronized with the synchronizing signal FS is, LKTSV signal ON (LKTDT signal off) is set to the first switch 133 and second switch 161 is switched to the contact f side.

周波数比較器11は、LKTSV信号がオンのとき作動し、
第1の同期信号FSとタイミング信号発生手段16の発生す
るタイミング信号TSfとの周波数を比較し、TSfがFSより
低い周波数のときは、周波数差信号DFとしてその周波数
差(遅れ位相差)に比例した時間幅のINCf信号を発生
し、高い周波数であるときは、周波数差信号DFとしてそ
の周波数差(進み位相差)に比例した時間幅のDECf信号
を発生する。周波数比較器11として第7図の周波数比較
器を用いた場合、第8図で説明した動作によって、各*
INCf信号及び*DECf信号が発生される。
The frequency comparator 11 operates when the LKTSV signal is on,
The first compares the frequencies of the generated timing signal TS f of the synchronization signal FS and a timing signal generator 16, when TS f is a frequency lower than FS, the frequency difference as a frequency difference signal DF (delayed phase) It generates INC f signal proportional to the time width, when a high frequency, generates a DEC f signal proportional to the time width to the frequency difference (leading phase) as the frequency difference signal DF. In the case where the frequency comparator shown in FIG. 7 is used as the frequency comparator 11,
An INC f signal and a * DEC f signal are generated.

MPX131は、LKTSV信号がオンのときは、周波数比較器1
1の発生するINCf及びDECf信号を選択してチャージポン
プ回路132に供給する。
When the LKTSV signal is on, the MPX131
The INC f and DEC f signals generated by 1 are selected and supplied to the charge pump circuit 132.

チャージポンプ回路132は、INCf信号(第8図では*I
NCf信号)が供給されたときは、第1のスイッチ133を通
って充電電流を第1のフイルタ14に供給してそのコンデ
ンサCAを充電し、DECf信号(第8図では*DECf信号)が
供給されたときは、コンデンサCAの電荷を放電する。IN
Cf信号とDECf信号の時間幅が等しいとき、すなわち、第
1の同期信号FSとタイミング信号TSfの周波数が一致す
るときは、コンデンサCAの電荷量は変化しない。
The charge pump circuit 132 outputs the INC f signal (* I in FIG. 8).
When NC f signal) is supplied, the charge current through the first switch 133 is supplied to the first filter 14 to charge the capacitor C A, the DEC f signal (FIG. 8 * DEC f when the signal) is supplied to discharge the capacitor C a. IN
When the time width of the C f signal and DEC f signal is equal, i.e., when the frequency of the first synchronization signal FS and a timing signal TS f matches the charge amount of the capacitor C A is not changed.

第1のフイルタ14は、チャージポンプ回路132により
充放電を受けて、その時定数CARAに従って出力レベルが
変化する第1の制御電圧VCfを発生する。
The first filter 14 receives the charging and discharging by a charge pump circuit 132 generates a first control voltage VC f the output level in accordance with the time constant C A R A is changed.

この第1の制御電圧VCfは、第2のスイッチ161及びバ
ッファアンプ162を通ってVCO163に供給される。
The first control voltage VC f is supplied to VCO163 through the second switch 161 and the buffer amplifier 162.

VCO163は、バッファアンプ163からの第1の制御電圧
(同じVCfで示す)を受け、その電圧レベルに追従して
周波数が変化するタイミング信号TSfを発生して周波数
比較器11にフイードバックする。
VCO163 receives a first control voltage from the buffer amplifier 163 (indicated by the same VC f), is fed back to the frequency comparator 11 generates a timing signal TS f which changes the frequency to follow the voltage level.

周波数比較器11、D/A変換手段13、第1のフイルタ14
及びタイミング信号発生手段16のループはPLLを形成し
ているので、タイミング信号発生手段16(VCO163)から
は、第1の同期信号FSの周波数に同期したタイミング信
号TSfが発生される。
Frequency comparator 11, D / A conversion means 13, first filter 14
And since the loop of the timing signal generating means 16 forms a PLL, from the timing signal generating means 16 (VCO163), the timing signal TS f synchronized with the frequency of the first synchronization signal FS is generated.

次に、位相同期動作について説明する。 Next, the phase synchronization operation will be described.

位相比較器12及び第2のフイルタ15を使用して第2の
同期信号PSに同期するタイミング信号TSpを発生する場
合は、LKTDT信号はオン(LKTSV信号はオフ)にセットさ
れ、第1のスイッチ133及び第2のスイッチ161は接点p
側に切り換えられる。
If for generating a timing signal TS p synchronizing the second synchronizing signal PS by using the phase comparator 12 and the second filter 15, LKTDT signal is set to ON (LKTSV signal off), the first The switch 133 and the second switch 161 are connected to the contact p
Side.

位相比較器12は、LKTDT信号がオンのとき作動し、第
2の同期信号PSとタイミング信号発生手段16の発生する
タイミング信号TSpとの周波数を比較し、TSpの位相がPS
の位相より遅れているときは、その遅れ位相差に比例し
た時間幅のINCp信号を発生し、TSpの位相がPSの位相よ
り進んでいるときは、その進み位相差に比例した時間幅
のDECp信号を発生する。位相比較器12として第9図の位
相比較器を用いた場合、第10図で説明した動作によっ
て、各INCp信号及びDECp信号が発生される。
The phase comparator 12 is actuated when the LKTDT signal is on, to compare the frequency of the timing signal TS p generated by the second synchronizing signal PS and the timing signal generator 16, the phase of TS p is PS
If the phase is delayed from the phase of the PS, an INC p signal with a time width proportional to the phase difference is generated.If the phase of the TS p is ahead of the phase of the PS, the time width proportional to the phase difference is generated. Of the DEC p signal. When the phase comparator of FIG. 9 is used as the phase comparator 12, the INC p signal and the DEC p signal are generated by the operation described in FIG.

MPX131は、LKTDT信号がオンのときは、位相比較器12
の発生するINCp及びDECp信号を選択してチャージポンプ
回路132に供給する。
When the LKTDT signal is on, the MPX131
Supplied to the charge pump circuit 132 by selecting the INC p and DEC p signal generated.

チャージポンプ回路132は、INCp信号(第10図ではINC
p信号)が供給されたときは、第1のスイッチ133を通っ
て充電電流を第2のフイルタ15に供給してそのコンデン
サCBを充電し、DECp信号(第10図ではDECp信号)が供給
されたときは、コンデンサCBの電荷を放電する。INCp
号とDECp信号の時間幅が等しいとき、すなわち、第2の
同期信号PSとタイミング信号TSpの位相が一致するとき
は、コンデンサCBの電荷量は変化しない。
The charge pump circuit 132 outputs an INC p signal (INC in FIG. 10).
When p signal) is supplied, the charge current through the first switch 133 is supplied to the second filter 15 to charge the capacitor C B, DEC p signal (DEC p signal in FIG. 10) when it is supplied discharges the electric charge of the capacitor C B. When the time width of the INC p signal and DEC p signal is equal, i.e., when the second synchronization signal PS and the timing signal TS p of phase with the charge amount of the capacitor C B is not changed.

第2のフイルタ14は、チャージポンプ回路132により
充放電を受けて、その時定数CBRBに従って出力レベルが
変化する第2の制御電圧VCpを発生する。
The second filter 14 receives the charging and discharging by a charge pump circuit 132, it generates a second control voltage VC p the time constants C B R output level according to B is changed.

この第2の制御電圧VCpは、第2のスイッチ161及びバ
ッファアンプ162を通ってVCO163に供給される。
The second control voltage VC p is supplied to VCO163 through the second switch 161 and the buffer amplifier 162.

VCO163は、バッファアンプ163からの第2の制御電圧
(同じVCpで示す)を受け、その電圧レベルに追従して
位相が変化するタイミング信号TSpを発生して位相比較
器12にフイードバックする。
VCO163 receives the second control voltage from the buffer amplifier 163 (indicated by the same VC p), then it follows the voltage level and generates a timing signal TS p whose phase change fed back to the phase comparator 12.

位相比較器12、D/A変換手段13、第2のフイルタ15及
びタイミング信号発生手段16のループはPLLを形成して
いるので、タイミング信号発生手段16(VCO163)から
は、第2の同期信号PSの位相に同期したタイミング信号
TSpが発生される。
Since the loop of the phase comparator 12, the D / A converter 13, the second filter 15, and the timing signal generator 16 forms a PLL, the timing signal generator 16 (VCO 163) outputs the second synchronization signal. Timing signal synchronized with PS phase
TS p is generated.

このようにして発生された周波数同期動作時の制御電
圧VCfは第2図(A)に示すようになり、位相同期動作
時の制御電圧VCpは第2図(B)に示すようになる。
Thus generated in the frequency synchronization control voltage VC f during operation is as shown in FIG. 2 (A), the control voltage VC p during the phase synchronization operation is as shown in FIG. 2 (B) .

ところで、周波数比較器11及び第1のフイルタ14を含
む第1のPLLと位相比較器12及び第2のフイルタ15を含
む第2のPLLの伝達関数において、自然角周波数ω
びダンピングファクタζは、次の(1)及び(2)式で
与えられる。
By the way, in the transfer functions of the first PLL including the frequency comparator 11 and the first filter 14 and the second PLL including the phase comparator 12 and the second filter 15, the natural angular frequency ω n and the damping factor ζ , Are given by the following equations (1) and (2).

ω=(I0K0/2πC)2/1 ・・・(1) ζ=(RC/2)ω ・・・(2) I0:フイルタ入力電流(チャージポンプ回路132の出
力電流) K0(ループゲイン)=K1・K2 K1:周波数11又は位相比較器12のゲイン K2:VCO163のゲイン R:フイルタを構成する抵抗(RA又はRB) C:フイルタを構成するコンデンサ(CA又はCB)。
ω n = (I 0 K 0 / 2πC) 2/1 (1) ζ = (RC / 2) ω n (2) I 0 : Filter input current (output current of charge pump circuit 132) K 0 (loop gain) = K 1 · K 2 K 1: gain K 2 frequency 11 or the phase comparator 12: VCO163 gain R: resistors constituting the filter (R a or R B) C: constituting a filter Capacitor (C A or C B ).

追従特性は、一般にωが高い程速くなる。周波数比
較器11から出力されるINCf及びDECf信号の時間幅は、位
相比較器12から出力されるINCp及びDECp信号の時間幅よ
り一般に大きいので、前者のチャージポンプ回路の出力
電流I0は、後者の出力電流I0より大きい。
Generally, the following characteristic becomes faster as ω n is higher. Since the time width of the INC f and DEC f signals output from the frequency comparator 11 is generally larger than the time width of the INC p and DEC p signals output from the phase comparator 12, the output current I of the former charge pump circuit is 0 is larger than the latter output current I 0 .

したがって、同じ構成のフイルタを使用した場合は、
第1のPLLの自然角周波数ωnpは第2のPLLの自然角周波
数ωnfよりも高くなるので、周波数同期動作時の追従速
度は位相同期動作時の追従速度よりも速くなる。
Therefore, if filters with the same configuration are used,
Since the natural angular frequency ω np of the first PLL is higher than the natural angular frequency ω nf of the second PLL, the following speed during the frequency synchronization operation is faster than the following speed during the phase synchronization operation.

本実施例のように、抵抗RAとコンデンサCBの直列回路
で第1のフイルタ14が構成され、抵抗RBとコンデンサCB
の直列回路で第2のフイルタ15が構成されている場合、
次の(3)式の条件が成立するように各抵抗RA及びRB
びにコンデンサCA及びCBを選定すれば、第1のPLLの自
然周波数ωnfを下げ、周波数同期動作時の追従速度を下
げることができる。
As in this embodiment, the first filter 14 is constituted by a series circuit of a resistor R A and capacitor C B, resistor R B and capacitor C B
When the second filter 15 is configured by the series circuit of
If the resistors R A and R B and the capacitors C A and C B are selected so that the condition of the following equation (3) is satisfied, the natural frequency ω nf of the first PLL is reduced, and the following is performed during the frequency synchronization operation. Speed can be reduced.

CA>CB RA<RB ・・・(3) このように選定することにより、周波数同期動作時と
位相同期動作時の追従特性の差を減少又は無くすること
ができる。
C A > C B R A <R B (3) By making such selections, it is possible to reduce or eliminate the difference in the following characteristics between the frequency synchronization operation and the phase synchronization operation.

したがって、このように構成された周波数位相同期回
路を用いて記録再生時のディジタルデータの記録及び読
取り用の各タイミング信号を発生させることにより、第
1の同期信号FSに当たるサーボクロック信号に変動が生
じても、ディジタルデータの記録時と読取り時のタイミ
ングのずれを減少又は無くすることができるので、高密
度記録の場合でもデータ読取り時のエラー発生を無くす
ることができる。
Therefore, by generating each timing signal for recording and reading digital data at the time of recording / reproducing by using the frequency / phase synchronizing circuit thus configured, a fluctuation occurs in the servo clock signal corresponding to the first synchronizing signal FS. However, since the difference between the timing of recording and reading digital data can be reduced or eliminated, it is possible to eliminate the occurrence of errors in reading data even in the case of high-density recording.

〔第2の実施例〕 第1の実施例においては、第1のフイルタ14を使用す
るときは第2のフイルタ15は使用されないので、第2の
フイルタ15のコンデンサBは放電状態になる。逆に第2
のフイルタ15を使用するときは第1のフイルタは使用さ
れないので、第1のフイルタ14のコンデンサCAは放電状
態になる。
[Second Embodiment] In the first embodiment, when the first filter 14 is used, the second filter 15 is not used, so that the capacitor B of the second filter 15 is discharged. Conversely, the second
Since the first filter when using the filter 15 is not used, the capacitor C A of the first filter 14 becomes discharged.

このため、先に述べたように周波数同期動作から位相
同期動作又はその逆の同期動作に切り換えると、VCO163
に加わる制御電圧VCのレベルが大きく変化するので、タ
イミング信号TSの周波数遷移が大きくなり、所定周波数
への遷移が遅れたりトランジェントを生じたりする。
Therefore, as described above, when switching from the frequency synchronization operation to the phase synchronization operation or vice versa, the VCO
Since the level of the control voltage VC applied to the timing signal TS changes greatly, the frequency transition of the timing signal TS increases, and the transition to the predetermined frequency is delayed or a transient occurs.

第2の実施例は、この問題愛を解消するようにしたも
のである。以下、第5図を参照して第2の実施例につい
て説明する。
The second embodiment is designed to eliminate this problem. Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG.

第5図において、D/A変換手段13内の第1のスイッチ1
34の構成及びバッファアンプ162から第1のスイッチ134
へフイードバックした構成を除くその他の構成は、第3
図に示した第1の実施例と同じである。
In FIG. 5, the first switch 1 in the D / A conversion means 13
34 and the buffer amplifier 162 to the first switch 134
Other configurations except for the configuration fed back
This is the same as the first embodiment shown in the figure.

第1のスイッチ134は、Fスイッチ134FとPスイッチ1
34Pの2組のスイッチを有している。Fスイッチ134Fのf
1接点とPスイッチ134のp2接点は、共通にチャージポン
プ回路132に接続される。Fスイッチ134Fのp1接点とP
スイッチ134Pのf2スイッチは、共通にバッファアンプ16
2の出力側に接続されるFスイッチ134Fの共通接点c1
第1のフイルタ14に接続され、Pスイッチ134Pの共通接
点c2は第1のフイルタ15に接続される。また、第2のス
イッチ161は、周波数同期動作時はf側に、位相同期動
作時はp側に切り換えられる。Fスイッチ134FとPスイ
ッチ134Pは、第2のスイッチ161と共に連動して切り換
えられ、周波数同期動作時は、c1はf1にc2はf2に接続さ
れ、位相同期動作時は、c1はp1にc2はp2に接続される。
The first switch 134 has an F switch 134F and a P switch 1
It has two sets of switches of 34P. F of F switch 134F
P 2 contacts 1 contact and P switch 134 is connected to the charge pump circuit 132 in common. P 1 contact of F switch 134F and P
F 2 switches of the switch 134P is common to the buffer amplifier 16
Common contact c 1 of F switch 134F connected to the second output side is connected to the first filter 14, common contact c 2 of P switch 134P is connected to the first filter 15. The second switch 161 is switched to the f side during the frequency synchronization operation, and is switched to the p side during the phase synchronization operation. F switch 134F and P switch 134P is switched in conjunction with the second switch 161, when frequency synchronization operation, c 1 is c 2 to f 1 is connected to f 2, when the phase synchronization operation, c 1 Is connected to p 1 and c 2 to p 2 .

この構成において、LKTSV信号がオン(LKTDT信号はオ
フ)、第1のスイッチ134及び第2のスイッチ161がf側
に接続されると、第1の実施例で説明したと同じく、周
波数比較器11及び第1のフイルタ14を使用する周波数同
期動作が行われ、VCO163からは、第1の同期信号FSの周
波数に同期したタイミング信号TSfが発生される。
In this configuration, when the LKTSV signal is turned on (the LKTDT signal is turned off) and the first switch 134 and the second switch 161 are connected to the f-side, the frequency comparator 11 is turned on, as described in the first embodiment. and frequency synchronization operations are performed using the first filter 14, from VCO163, the timing signal TS f synchronized with the frequency of the first synchronization signal FS is generated.

この場合、バッファアンプ162の出力する第1の制御
電圧VCfが、Pスイッチ134Pのf2及びc2の各接点を通っ
て第2のフイルタ15にフイードバックされてそのコンデ
ンサCBを充電する。
In this case, the first control voltage VC f to the output of the buffer amplifier 162, is fed back to the second filter 15 through the contacts of f 2 and c 2 of the P switch 134P to charge the capacitor C B.

次に、LKTDT信号をオン(LKTSV信号はオフ)、第1の
スイッチ134及び第2のスイッチ161をp側に切り換える
と、第1の実施例で説明したと同じく、位相比較器12及
び第2のフイルタ15を使用する位相同期動作が行われ、
VCO163からは、第2の同期信号PSの位相に同期したタイ
ミング信号TSpが発生される。
Next, when the LKTDT signal is turned on (the LKTSV signal is turned off) and the first switch 134 and the second switch 161 are switched to the p-side, the phase comparator 12 and the second Phase synchronization operation using the filter 15 of
From VCO163, the timing signal TS p synchronized with the phase of the second synchronizing signal PS is generated.

この場合、第2のフイルタ15のコンデンサCBには、切
換前の第1の制御電圧VCfにより一定のレベルの電圧に
充電されているので、切り換えに伴う第2の制御電圧VC
pのレベル変化は少なくて済み、これによりVCO163は、
速やかにかつ円滑に第2の同期信号PSに位相同期を行う
ことができる。
In this case, the capacitor C B of the second filter 15, since it is charged at a constant level of voltage by the first control voltage VC f before switching, the second control voltage VC with the switching
The level change of p is small, so that VCO163
It is possible to quickly and smoothly perform phase synchronization with the second synchronization signal PS.

一方、バッファアンプ162の出力する第2の制御電圧
のVCpは、Pスイッチ134Pのp1及びc1の各接点を通って
第1のフイルタ14にフイードバックされてそのコンデン
サCAを充電する。
On the other hand, VC p of the second control voltage output of the buffer amplifier 162 is fed back to the first filter 14 through the respective contacts of the p 1 and c 1 of the P switch 134P to charge the capacitor C A.

したがって、再び周波数同期動作に切り換わっても、
第1のフイルタ14のコンデンサCAが既に一定レベルまで
充電されているので、第1の制御電圧VCfのレベル変化
は少なく、VCO163は、速やかにかつ円滑に第1の同期信
号FSに周波数同期をすることができる。
Therefore, even if it switches to the frequency synchronization operation again,
Since the capacitor C A of the first filter 14 has already been charged to a predetermined level, the level change of the first control voltage VC f is small, VCO163 is quickly and smoothly frequency synchronization with the first synchronizing signal FS Can be.

なお、フイードバックされる制御電圧レベルが大きす
ぎる場合は、分圧抵抗を介して相手側フイルタにフイー
ドバックされる。
If the control voltage level to be fed back is too high, the control voltage is fed back to the counterpart filter via the voltage dividing resistor.

以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明
の実施例はこれらの実施例に限定されるものでない。例
えば、第1及び第2のフイルタは、抵抗とコンデンサの
直列回路以外の公知の各種のフイルタに用いることがで
きる。
The embodiments of the present invention have been described above, but the embodiments of the present invention are not limited to these embodiments. For example, the first and second filters can be used for various known filters other than a series circuit of a resistor and a capacitor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば次の諸効果が得
られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) 周波数比較器を用いた周波数同期動作時の追従
特性と位相比較器を用いた位相同期動作時の追従特性の
差を減少又は無くすることができる。
(1) It is possible to reduce or eliminate the difference between the tracking characteristic at the time of the frequency synchronization operation using the frequency comparator and the tracking characteristic at the time of the phase synchronization operation using the phase comparator.

(2) 一方の同期動作時の制御電圧を他方の同期動作
に用いるフイルタにフイードバックすることにより、周
波数と位相の同期動作を切り換える際の制御電圧の変動
を少なくし、切換後の同期動作を速やかにかつ円滑に行
うことができる。
(2) By feeding back the control voltage at the time of one synchronous operation to the filter used for the other synchronous operation, the fluctuation of the control voltage when switching the frequency and phase synchronous operation is reduced, and the synchronous operation after the switching is quickly performed. And smoothly.

(3) このように構成された周波数位相同期回路を用
いて記録再生時のディジタルデータの記録及び読取り用
の各タイミング信号を発生させることにより、第1の同
期信号に当たるサーボクロック信号に変動が生じても、
ディジタルデータの記録時と読取り時のタイミングのず
れを減少又は無くすることができるので、高密度記録の
場合でもデータ読取り時のエラー発生を無くすることが
できる。
(3) By generating each timing signal for recording and reading digital data at the time of recording / reproducing by using the frequency / phase synchronizing circuit thus configured, a fluctuation occurs in the servo clock signal corresponding to the first synchronizing signal. Even
Since the difference between the timing of digital data recording and the timing of reading digital data can be reduced or eliminated, it is possible to eliminate errors during data reading even in the case of high-density recording.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の基本構成の説明図、 第2図は本発明及び実施例における各制御電圧特性の説
明図、 第3図は本発明の一実施例の構成の説明図、 第4図は同実施例に用いられる各フイルタの構成の説明
図、 第5図は本発明の第2の実施例の構成の説明図、 第6図は従来の周波数位相同期回路の構成の説明図、 第7図は従来の周波数比較器の構成の説明図、 第8図は従来の周波数比較器の動作タイミングチャー
ト、 第9図は従来の位相比較器の構成の説明図、 第10図は従来の位相比較器の動作タイミングチャート、 第11図は従来の周波数位相同期回路の発生する各制御電
圧特性の説明図である。 第1図,第3図及び第5図において、 11……周波数比較器、12……位相比較器、13……D/A変
換手段、131……マルチプレクサ(MPX)、132……チャ
ージポンプ回路、133,134……第1のスイッチ、14……
第1のフイルタ、15……第2のフイルタ、16……タイミ
ング信号発生手段、161……第2のスイッチ、162……バ
ッファアンプ、163……電圧制御発振器(VCO)。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of each control voltage characteristic in the present invention and an embodiment, FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of each filter used in the embodiment, FIG. 5 is an explanatory diagram of the configuration of the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional frequency phase locked loop circuit, 7 is an explanatory diagram of a configuration of a conventional frequency comparator, FIG. 8 is an operation timing chart of the conventional frequency comparator, FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration of the conventional phase comparator, and FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram of control voltage characteristics generated by a conventional frequency / phase locked loop circuit. 1, 3 and 5, 11... Frequency comparator, 12... Phase comparator, 13... D / A converter, 131... Multiplexer (MPX), 132. , 133,134… First switch, 14…
1st filter, 15 ... second filter, 16 ... timing signal generation means, 161 ... second switch, 162 ... buffer amplifier, 163 ... voltage controlled oscillator (VCO).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−23926(JP,A) 特開 昭60−249429(JP,A) 特開 昭61−77429(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03L 7/08 - 7/113────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-59-23926 (JP, A) JP-A-60-249429 (JP, A) JP-A-61-77429 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) H03L 7/08-7/113

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】周波数同期動作時は、第1の同期信号とタ
イミング信号発生手段が出力するタイミング信号との高
低周波数差に対応する第1の制御電圧によりタイミング
信号発生手段の発振周波数を制御し、位相同期動作時
は、第2の同期信号とタイミング信号発生手段が出力す
るタイミング信号との進み遅れ位相差に対応する第2の
制御電圧によりタイミング信号発生手段の発振周波数を
制御する周波数位相同期回路において、 媒体へのデータを記録時におけるサーボ信号とタイミン
グ信号発生手段が出力するタイミング信号との高低周波
数差に対応する周波数差信号を出力する周波数比較回路
と、 媒体に記録されたデータを再生するときにおける該媒体
からの読み出し信号とタイミング信号発生手段が出力す
るタイミング信号との進み遅れ位相差に対応する位相差
信号を出力する位相比較回路と、 前記周波数差信号を濾波して前記第1の制御電圧を生成
する第1のフィルタと、 前記位相差信号を濾波して前記第2の制御電圧を生成す
る第2のフィルタと、を備え、 前記第1のフィルタの立ち上がり特性が、前記第2のフ
ィルタの立ち上がり特性よりも遅い ことを特徴とする周波数位相同期回路。
In the frequency synchronizing operation, the oscillation frequency of the timing signal generating means is controlled by a first control voltage corresponding to a high / low frequency difference between the first synchronizing signal and the timing signal output by the timing signal generating means. During the phase synchronization operation, the frequency and phase synchronization controls the oscillation frequency of the timing signal generation means by the second control voltage corresponding to the lead / lag phase difference between the second synchronization signal and the timing signal output by the timing signal generation means. A frequency comparison circuit that outputs a frequency difference signal corresponding to a high / low frequency difference between a servo signal and a timing signal output by the timing signal generating means when recording data on the medium; and reproducing the data recorded on the medium. When the read signal from the medium and the timing signal output by the timing signal generating means A phase comparison circuit that outputs a phase difference signal corresponding to a phase difference; a first filter that filters the frequency difference signal to generate the first control voltage; and a second filter that filters the phase difference signal. And a second filter that generates the control voltage of (i), wherein a rising characteristic of the first filter is slower than a rising characteristic of the second filter.
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