JP2876602B2 - デジタルディスク再生装置の同期検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディスク上に記録されたデジタル信号を再
生するデジタルディスク再生装置の同期検出装置に関す
るものである。

従来の技術 近年、デジタルディスクは民生用のコンパクトディス
クを中心に広く普及している。コンパクトディスクにお
いては、その記録フォーマットのためにディスクから読
みとった信号からその信号のビットクロックを発生させ
る必要があり、同期検出手段が不可欠である。

以下図面を参照しながら、上述した従来のデジタルデ
ィスク再生装置の同期検出装置の一例について説明す
る。

第３図は従来のデジタルディスク再生装置の同期検出
手段のブロック図を示すものである。第３図において、
１はデジタル信号の記録されたディスク、２はディスク
を所定の速度で回転させるスピンドルモータ、３はディ
スク上に記録された信号を読みとるピックアップ、４は
ピックアップ３の出力をデジタル信号に変換する波形整
形器、５は波形整形器４の出力のデジタル信号のビット
同期クロックを発生させる電圧制御発振器、６は波形整
形器４の出力のデジタル信号の位相と電圧制御発振器５
の出力のビット同期クロックの位相とを比較し、その位
相誤差を出力する位相比較器、７は位相比較器６の出力
を増幅しフィルタリングするフィルタアンプ、８は信号
処理回路である。

以上のように構成されたデジタルディスク再生装置の
同期検出手段について、以下その動作を説明する。

ディスク１はスピンドルモータ２により回転させら
れ、ディスク１のトラック上に記録された信号がピック
アップ３により連続的に読み出される。ピックアップ３
の出力は通常振幅の小さなアナログ波形であり、波形整
形器４に入力されてデジタル信号に整形される。

電圧制御発振器５と位相比較器６とフィルタアンプ７
とはPLL回路を構成している。波形整形器４の出力のデ
ジタル信号と電圧制御発振器５の出力のビット同期クロ
ックとが位相比較器６に入力され、その位相誤差出力信
号がフィルタアンプ７に入力される。フィルタアンプ７
で増幅しフィルタリングされた誤差信号が電圧制御発振
器５に帰還され、波形整形器４の出力のデジタル信号と
電圧制御発振器５の出力のビット同期クロックとの位相
同期がとられる。

電圧制御発振器５の出力は、波形整形器４の出力のデ
ジタル信号とともに、あるいは波形整形器４の出力のデ
ジタル信号を電圧制御発振器５の出力のビット同期クロ
ックで打ち抜いた信号とともに、信号処理回路８へ送ら
れる。

上記のような構成では、波形整形器４の出力のデジタ
ル信号と電圧制御発振器５の出力のビット同期クロック
との位相同期がとれていないとき、電圧制御発振器５の
発振周波数は電圧制御発振器５を構成している素子の特
性と、位相比較器６とフィルタアンプ７とのオフセット
とで決まるある周波数（以下、フリーラン周波数とす
る）で発振している。このフリーラン周波数は通常非常
にバラツキが大きく、位相同期状態への引き込み動作は
フリーラン周波数付近でしか行なわれないため、PLLの
引き込み特性に大きな影響を与える。フリーラン周波数
のバラツキを小さく抑え、所定の周波数付近に整定させ
るために、第４図のように構成されたデジタルディスク
再生装置の同期検出手段が考案されている。

第４図において１〜８は第３図と共通の構成要素であ
り同じ番号で表わすことにする。９は基準となる周波数
のクロックを発生させるための基準クロック発生器、10
は電圧制御発振器５の出力のビット同期クロックの周波
数と基準クロック発生器９の出力の基準クロックの周波
数とを比較して、その周波数誤差信号を出力する周波数
比較器である。

第４図の１〜８の構成要素は第３図の基本構成と全く
同じ動作をし、周波数比較器10は第３図の動作に付加的
に動作し、電圧制御発振器５の出力のビット同期クロッ
クの周波数と基準クロック発生器９の出力の基準クロッ
クの周波数とを、通常はそれぞれを適当な分周比で分周
した周波数同士で比較し、その周波数誤差信号を出力す
る。周波数比較器10の出力の周波数誤差信号は位相比較
器６の出力の位相誤差信号に加算重畳され、フィルタア
ンプ７に入力され、フィルタアンプ７の出力が電圧制御
発振器５の制御電圧となる。付加された周波数比較器10
の作用により電圧制御発振器５のフリーラン周波数は所
定の周波数付近に整定するように制御される。

発明が解決しようとする課題 PLLの引き込み動作はフリーラン周波数の付近でしか
行なわれないために、第４図のような構成では、第３図
のような構成に比べて所定の周波数に速やかに引き込む
という点で、また、所定の周波数と簡単な整数比の関係
にある他の周波数に誤って引き込む、いわゆる、疑似ロ
ックを防ぐという点で改善されている。

通常位相同期状態では電圧制御発振器５の発振周波数
は所定の値になっていると考えられ、周波数比較器10か
ら周波数誤差出力は出ず、周波数比較器10の動作のON/O
FFは全体のPLLの動作には影響しない。しかし、なんら
かの外乱によりディスクの回転数が変化して波形整形器
４の出力デジタル信号のデータレートが所定の値からず
れたとき、位相同期状態を保つためには電圧制御発振器
５は所定の周波数からずれた周波数で発振する必要があ
り、位相比較器６はそのずれた周波数で電圧制御発振器
５を発振させようとするのに対して、周波数比較器10は
依然として所定の周波数で電圧制御発振器５を発振させ
ようとする。言い換えれば、位相比較器６が位相同期状
態を保持しようとする方向に働いているのに対して、周
波数比較器10はその動作を妨げる方向に作用する。すな
わち、周波数比較器10は位相同期状態に留まり得る範囲
（以下、ロックレンジとする）を狭める方向に働いてお
り、PLLの同期安定性の劣化を意味している。

本発明は上記課題に鑑み、PLLの引き込み特性と同期
安定性とを両立させ、高性能のデジタルディスク再生装
置の同期検出装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のデジタルディスク
再生装置の同期検出装置は、ディスクから読み取られた
信号のビット同期クロックを発生させる電圧制御発振器
と、前記ディスクから読み取られた信号の位相と前記電
圧制御発振器の出力のビット同期クロックの位相とを比
較し、その位相誤差を出力する位相比較器と、所定の基
準ロックの周波数と前記電圧制御発振器の発振周波数と
を比較し、その周波数誤差を出力するものであって、外
部からのコントロール信号によって出力をON/OFFする機
能を有した周波数比較器と、前記位相比較器の出力と前
記周波数比較器の出力とを加算増幅フィルタリングし、
前記電圧制御発振器の制御電圧を発生するフィルタアン
プと、前記ディスクから読み取られた信号と前記電圧制
御発振器の出力のビット同期クロックとが位相同期状態
であるか否かを検出し、位相同期状態であるとき、前記
周波数比較器に対して出力をOFFさせるコントロール信
号を出力し、位相同期状態でないとき、前記周波数比較
器に対して出力をONさせるコントロール信号を出力する
同期検出器とを備えた構成としたものである。

作用 本発明のデジタルディスク再生装置の同期検出装置は
上記した構成によって、位相同期引き込み時は周波数比
較器を動作させて所定の周波数付近で速やかに引き込み
動作を行なわせるとともに、疑似ロックを防ぎ、位相同
期引き込み後は周波数比較器の動作を停止させてロック
レンジを広げて、同期安定性を高めるという効果を有す
るものである。

実施例 以下、本発明の一実施例のデジタルディスク再生装置
の同期検出装置について、図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の一実施例におけるデジタルディスク
再生装置の同期検出装置のブロック図である。第１図の
１〜10は第４図と共通の構成要素であり同じ番号で表わ
すことにする。第１図の11は波形整形器４の出力のデジ
タル信号と電圧制御発振器５の出力のビット同期クロッ
クとが位相同期状態であることを検出する同期検出器で
ある。

以上のように構成されたデジタルディスク再生装置の
同期検出装置について、以下その動作を説明する。

まず、位相同期状態への引き込み動作について説明す
る。位相同期状態でないとき、同期検出器11はそのこと
を検出して周波数比較器10を動作させ、電圧制御発振器
５は所定の周波数付近で発振し、その所定の周波数付近
で波形整形器４の出力のデジタル信号と電圧制御発振器
５の出力のビット同期クロックとが位相同期状態に引き
込まれる。

次に、位相同期状態での動作について説明する。通常
位相同期状態では電圧制御発振器５の発振周波数は所定
の値になっている。すなわち、ディスク１に記録されて
いる信号のフォーマット上のデータレートに一致してい
ると考えられ、周波数比較器10から周波数誤差出力は出
ず、周波数比較器10の動作のON/OFFは全体のPLLの動作
には影響しない。しかし、なんらかの外乱によりディス
クの回転数が変化して波形整形器４の出力のデジタル信
号のデータレートがフォーマット上のデータレートから
ずれたとき、位相同期状態を保つためには電圧制御発振
器５は所定の周波数からはずれた周波数で発振する必要
があり、位相比較器６はそのずれた周波数で電圧制御発
振器５を発振させようとするのに対して、周波数比較器
10を動作させたままだと、周波数比較器10は依然として
所定の周波数で電圧制御発振器５を発振させようとする
ので、その結果ロックレンジが狭くなる。そこで、同期
検出器11が一旦波形整形器４の出力のデジタル信号と電
圧制御発振器５の出力のビット同期クロックとが位相同
期状態に引き込まれたことを検出すれば、その信号を受
けて周波数比較器10の動作を停止させる。そうすれば、
位相比較器６が位相同期状態を保とうとするのを妨げる
作用がなくなり、ロックレンジが広くなる。

この様子を模式的に示したのが第２図である。第２図
ａは位相同期状態に引き込むことのできる周波数範囲
（以下、キャプチャーレンジとする）を示している。第
２図ｂは周波数比較器10の動作中のロックレンジを、第
２図ｃは周波数比較器10の停止中のロックレンジを、示
している。キャプチャーレンジ、ロックレンジともにフ
リーラン周波数f_fを中心にほぼ上下対称に存在し、ロッ
クレンジはキャプチャーレンジよりも広い。また、第２
図ｂと第２図ｃとを比べると、第２図ｃのほうが周波数
比較器10を停止させているためにロックレンジが広くな
る様子を示している。

発明の効果 以上のように、本発明のデジタルディスク再生装置の
同期検出手段は従来の構成に加えて、周波数比較器にそ
の動作をON/OFFする機能をもたせて、同期検出器がディ
スクから読み取られた信号と電圧制御発振器の出力のビ
ット同期クロックとが位相同期状態でないことを示す出
力を出しているときは周波数比較器の出力をONにし、同
期検出器がディスクから読み取られた信号と電圧制御発
振器の出力のビット同期クロックとが位相同期状態であ
ることを示す出力を出しているときは周波数比較器の出
力をOFFにするよう制御することによって、PLLの引き込
み特性と同期安定性とのふたつの要素を両立させ、高性
能のデジタルディスク再生装置の同期検出装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるデジタルディスク再生
装置の同期検出装置のブロック図、第２図は本発明の一
実施例であるデジタルディスク再生装置の同期検出装置
のキャプチャーレンジ、およびロックレンジを示した模
式図、第３図は従来のデジタルディスク再生装置の同期
検出手段の第１の例のブロック図、第４図は従来のデジ
タルディスク再生装置の同期検出手段の第２の例のブロ
ック図である。 １……デジタルディスク、２……スピンドルモータ、３
……ピックアップ、４……波形整形器、５……電圧制御
発振器、６……位相比較器、７……フィルタアンプ、８
……信号処理回路、９……基準クロック発生器、10……
周波数比較器、11……同期検出器。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 20/10 - 20/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク上の同心円形または螺旋形のトラ
   ックに記録されたデジタル信号を読み取るデジタルディ
   スク再生装置であって、 前記ディスクから読み取られた信号のビット同期クロッ
   クを発生させる電圧制御発振器と、 前記ディスクから読み取られた信号の位相と前記電圧制
   御発振器の出力のビット同期クロックの位相とを比較
   し、その位相誤差を出力する位相比較器と、 所定の基準クロックの周波数と前記電圧制御発振器の発
   振周波数とを比較し、その周波数誤差を出力するもので
   あって、外部からのコントロール信号によって出力をON
   /OFFする機能を有した周波数比較器と、 前記位相比較器の出力と前記周波数比較器の出力とを加
   算増幅フィルタリングし、前記電圧制御発振器の制御電
   圧を発生するフィルタアンプと、 前記ディスクから読み取られた信号と前記電圧制御発振
   器の出力のビット同期クロックとが位相同期状態である
   か否かを検出し、位相同期状態であるとき、前記周波数
   比較器に対して出力をOFFさせるコントロール信号を出
   力し、位相同期状態でないとき、前記周波数比較器に対
   して出力をONさせるコントロール信号を出力する同期検
   出器と、 を備えたことを特徴とするデジタルディスク再生装置の
   同期検出装置。