JP3411711B2 - ディジタルデータ再生装置 - Google Patents

ディジタルデータ再生装置

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JP3411711B2
JP3411711B2 JP06653295A JP6653295A JP3411711B2 JP 3411711 B2 JP3411711 B2 JP 3411711B2 JP 06653295 A JP06653295 A JP 06653295A JP 6653295 A JP6653295 A JP 6653295A JP 3411711 B2 JP3411711 B2 JP 3411711B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルデータが記
録された記録媒体からの読取信号に基づいてディジタル
データを再生するディジタルデータ再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルデータを高密度記録された記
録媒体から高い信頼性にてデータ再生を行なう復号方式
としてビタビ復号が知られている。このビタビ復号にお
いては、記録媒体からの読取信号をA/D(アナログ/
ディジタル)変換してサンプル値とし、実際に得られた
サンプル値と、ノイズが無いと仮定した場合の理想的な
サンプル値との2乗誤差を求める。そして、この2乗誤
差を考えられるデータ系列毎に逐次累積加算し、累積2
乗誤差が最小となるデータ系列を選択し復号データとし
て出力する。このようなデータ復号を行なうことにより
記録密度が高密度である場合や、読取信号のS/Nが低
い場合にも信頼性の高いディジタルデータの復号が可能
である。
【0003】このビタビ復号を正確に行なって高い性能
を発揮するためには、読取信号をA/D変換する際のサ
ンプリングクロックパルスの位相を制御する位相制御
と、サンプル値の中心レベルをゼロレベルとするレベル
制御とを高精度で行なう必要がある。サンプリングクロ
ックの位相制御に関しては、図1に示すように、ピック
アップ1から出力された読取信号をRFアンプ2を介し
た後、スライス回路3によってスライスして2値パルス
とし、この2値パルスのパルスエッジに位相同期したサ
ンプリングクロックパルスをPLL回路4を用いて発生
する方法がある。
【0004】レベル制御に関しては、図1に示すよう
に、RFアンプ2を経た読取信号を交流結合回路5を通
過させて、交流結合回路5において読取信号に対してA
/D変換器6の入力レンジの中心レベル(以下、A/D
中心レベルと称す)と等しいバイアス電圧を与える方法
がある。すなわち、図2(a)に示すように読取信号の
ゼロレベルがA/D中心レベルと一致すれば、図2
(b)に示すように正確なサンプル値が得られるのであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位相制
御に関しては、スライス回路3、PLL回路4及びA/
D変換器6が各々有する回路遅延を補償するために遅延
調整回路7をPLL回路4の出力に設けて遅延量を調整
してサンプリング位相を最適にする必要があった。
【0006】また、レベル制御に関しては以下の問題が
ある。記録媒体として光ディスクを用いた場合に光ディ
スクの盤面上に形成されるピット長が記録パワーの偏差
等に起因して多少伸びる或いは縮むことがある。この結
果、読取信号が上下非対称になるアシンメトリと呼ばれ
る現象が起きる。また、記録ディジタルデータは8/1
0符号のように直流成分をもたない、いわゆるDCフリ
ー符号であることが望ましいが、そうでないと、記録符
号が直流成分或いは低周波成分を有するので、読取信号
も直流成分或いは低周波成分を有することになる。
【0007】このように、アシンメトリが生じた場合や
非DCフリー符号を用いた場合には、図1のようにバイ
アス電圧を与えても、読取信号の中心レベルが図3
(a)に示すようにA/D中心レベルに対してオフセッ
トを持ち、サンプル値は図3(b)に示すように不正確
なレベルとなる。また、図4(a)に示すようにオフセ
ットが時間的に変動した場合にも図4(b)に示すよう
にサンプル値のレベルは不正確となる。このようにオフ
セットの発生やその変動によりA/D変換後のサンプル
値にレベル誤差が生じる結果、復号性能が劣化し、復号
データの誤りが増加する。
【0008】そこで、本発明の目的は、読取信号のサン
プル値の位相誤差及びレベル誤差を適切に補正して正確
なデータ復号が可能なディジタルデータ再生装置を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタルデー
タ再生装置は、ディジタルデータを記録された記録媒体
の記録信号を読み取ってディジタルデータを再生する再
生装置であって、記録媒体から読取手段によって読み取
られたアナログ読取信号をサンプリングクロックパルス
のタイミングに従ってディジタルサンプル値に変換して
出力するA/D変換手段と、A/D変換手段から順次出
力されるサンプル値系列から絶対値が所定値より小さい
サンプル値を抽出したときそれを抽出サンプル値として
出力すると共にサンプル値系列における抽出サンプル値
の部分の傾斜の正負を示す傾斜信号を出力するサンプル
抽出手段と、抽出サンプル値と傾斜信号とに応じてサン
プリングクロックパルスの位相を補正する位相制御手段
と、抽出サンプル値に応じてA/D変換手段の出力サン
プル値のレベルを補正するレベル制御手段と、レベル制
御手段によってレベル補正されたサンプル値に基づいて
ディジタルデータを復号して得る復号手段とを備えたこ
とを特徴としている。
【0010】また、本発明のディジタルデータ再生装置
は、ディジタルデータを記録された記録媒体の記録信号
を読み取ってディジタルデータを再生する再生装置であ
って、記録媒体から読取手段によって読み取られたアナ
ログ読取信号をサンプリングクロックパルスのタイミン
グに従ってディジタルサンプル値に変換して出力するA
/D変換手段と、A/D変換手段から順次出力されるサ
ンプル値系列から絶対値が所定値より小さい複数のサン
プル値を抽出してそれらの平均値を求めて抽出サンプル
値として出力すると共にサンプル値系列における複数の
サンプル値各々の部分の傾斜の正負を示す傾斜信号を出
力するサンプル抽出手段と、抽出サンプル値と傾斜信号
とに応じてサンプリングクロックパルスの位相を補正す
る位相制御手段と、抽出サンプル値に応じてA/D変換
手段の出力サンプル値のレベルを補正するレベル制御手
段と、レベル制御手段によってレベル補正されたサンプ
ル値に基づいてディジタルデータを復号して得る復号手
段とを備えたことを特徴としている。
【0011】
【作用】本発明によれば、サンプリングクロックパルス
のタイミングに従ってA/D変換手段から順次出力され
る読取信号のサンプル値系列から絶対値が所定値より小
さいサンプル値を抽出したときそれを抽出サンプル値と
して得ると共にサンプル値系列における抽出サンプル値
の部分の傾斜の正負を示す傾斜信号を得て、その抽出サ
ンプル値と傾斜信号とに応じてサンプリングクロックパ
ルスの位相を補正し、また抽出サンプル値に応じてA/
D変換手段の出力サンプル値のレベルを補正し、レベル
補正されたサンプル値に基づいてディジタルデータを復
号して得ることが行なわれる。
【0012】また、本発明によれば、サンプリングクロ
ックパルスのタイミングに従ってA/D変換手段から順
次出力される読取信号のサンプル値系列から絶対値が所
定値より小さい複数のサンプル値を抽出してそれらの平
均値を求めて抽出サンプル値として得ると共にサンプル
値系列における複数のサンプル値各々の部分の傾斜の正
負を示す傾斜信号を得て、その抽出サンプル値と傾斜信
号とに応じてサンプリングクロックパルスの位相を補正
し、また抽出サンプル値に応じてA/D変換手段の出力
サンプル値のレベルを補正し、レベル補正されたサンプ
ル値に基づいてディジタルデータを復号して得ることが
行なわれる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図5は本発明によるディジタルデータ再
生装置を適用した光ディスクプレーヤを示している。こ
の光ディスクプレーヤにセットされた円盤状の光ディス
ク11には例えば、オーディオデータ等のディジタルデ
ータである記録信号がピット列として螺旋状又は同心円
のトラックに沿って記録されている。光ディスク11は
スピンドルモータ12によって回転駆動され、光ディス
ク11に記録されたディジタルデータはピックアップ1
3によって光学的に読み出される。ピックアップ13か
ら出力されるRF信号である読取信号は、ピックアップ
13において放射した光ビームによる光ディスク1から
の反射光の受光量を示すアナログ信号であり、RFアン
プ14で増幅された後、交流結合回路15に供給され
る。交流結合回路15はコンデンサ15a,抵抗15b
及び電圧VBを発生する電源15cからなり、読取信号
に対してバイアス電圧を与える。
【0014】交流結合回路15によってバイアス電圧が
与えられた読取信号はA/D変換器16によってディジ
タル化される。A/D変換器16にはサンプリングクロ
ックパルスがクロック発生回路17から供給され、サン
プリングクロックパルスに同期して読取信号のサンプル
値を出力する。ディジタル化された読取信号、すなわち
サンプル値は減算器18に供給される。減算器18の出
力信号はビタビ復号器19及びサンプル抽出回路20に
供給される。
【0015】ビタビ復号器19は、減算器18から順次
供給されてくるサンプル値と、複数の予測サンプル値の
各々とに基づいてブランチメトリック及びパスメトリッ
クを算出し、これにより、入力系列に対して2乗誤差が
最小となるデータ系列を上記記録信号に対応した復号デ
ータとして復号するものである。この復号器19の出力
信号は後段の復調器(図示せず)によって例えば、EF
M(Eight to Fourteen Modulation)復調されて再生信
号となる。サンプル抽出回路20は減算器18の出力サ
ンプル値の絶対値が所定値よりも小さいゼロレベル付近
のサンプル値を抽出すると共に、この前後のサンプル値
系列の傾斜の正負を検出して傾斜信号を発生する。この
サンプル抽出回路20の抽出出力は極性切換回路21及
び積分回路22に供給される。極性切換回路21は傾斜
の正負、すなわち傾斜信号に応じて抽出サンプル値の極
性を非反転又は反転させて切り換え、位相誤差値を得
る。この位相誤差値はクロック発生回路17に供給され
る。クロック発生回路17は位相誤差値に応じて位相補
正されたサンプリングクロックパルスを発生し、上記し
たようにA/D変換器16に供給する。積分回路22は
抽出サンプル値を積分することにより平滑化してレベル
誤差値を得る。このレベル誤差値は減算器18に供給さ
れる。減算器18はA/D変換器16の出力サンプル値
からレベル誤差値を減算することにより、サンプル値レ
ベルを補正する。
【0016】図5において、A/D変換器16、減算器
18、サンプル抽出回路20、極性切換回路21及びク
ロック発生回路17からなる部分がサンプリング位相を
補正するための位相制御ループを形成し、減算器18、
サンプル抽出回路20及び積分回路22からなる部分が
サンプル値レベルを補正するためのレベル制御ループを
形成している。
【0017】図6はかかる位相制御ループ及びレベル制
御ループの構成部分を具体的に示している。サンプル抽
出回路20は絶対値回路31、比較器32,35及びD
フリップフロップ33,34,36から構成されてい
る。絶対値回路31、比較器35及びDフリップフロッ
プ33,34は減算器18の出力に接続されている。絶
対値回路31は減算器18の出力サンプル値の絶対値を
生成して比較器32に出力する。比較器32は絶対値と
所定値VTHとを比較し、絶対値が所定値VTHより小であ
るとき比較結果としてイネーブル信号(EN)を発生す
る。この比較器32の出力はDフリップフロップ33,
36に接続されている。Dフリップフロップ33はイネ
ーブル信号の供給時に減算器18の出力サンプル値を取
り込んで抽出サンプル値として極性切換回路21及び積
分回路22に出力する。
【0018】他方、Dフリップフロップ34は図示して
いないが、サンプリングクロックパルスがクロック端に
供給されており、減算器18の出力サンプル値を1サン
プリングクロック分だけ遅延させて比較器35に供給す
る。比較器35は減算器18の出力サンプル値とDフリ
ップフロップ34によって1サンプリングクロック分だ
け遅延されたサンプル値とを比較し、この比較器35の
出力信号はDフリップフロップ36の入力端に供給され
る。Dフリップフロップ36は比較器32からのイネー
ブル信号の供給時に比較器35の出力信号を取り込んで
傾斜信号(SL)として極性切換回路21に出力する。
【0019】極性切換回路21はインバータ41と選択
回路42とから構成されている。インバータ41はDフ
リップフロップ33の出力サンプル値の極性を反転させ
て選択回路42に供給する。選択回路42はDフリップ
フロップ33の出力サンプル値とインバータ41によっ
て極性反転されたサンプル値とのいずれか一方をDフリ
ップフロップ36からの傾斜信号に応じて選択的に切り
換えて上記した位相誤差値としてクロック発生回路17
に中継出力するクロック発生回路17はD/A変換器5
1、LPF(ローパスフィルタ)52及びVCO(電圧
制御発振器)53からなる。D/A変換器51は選択回
路42からの位相誤差値に応じたアナログ信号を発生
し、LPF52はD/A変換器51の出力信号を平滑化
し、VCO53はLPF52の出力信号に応じた周波数
のサンプリングクロックパルスを発生する。
【0020】積分回路22は加算器61、Dフリップフ
ロップ62及び乗算器63からなる。加算器61はDフ
リップフロップ33の出力サンプル値とDフリップフロ
ップ62の出力値とを加算する。Dフリップフロップ6
2は加算器61の加算結果の値を1サンプリングクロッ
ク分だけ遅延させて加算器61に供給する。すなわち、
加算器61及びDフリップフロップ62によって累算器
が構成されている。乗算器63は加算器61の加算結果
の値に係数kを乗算し、乗算結果の値をレベル誤差値と
して減算器18に供給する。なお、乗算器63の代わり
に係数kを2のべき乗に選んでビットシフトしても良
い。
【0021】かかる構成において、先ず、位相制御ルー
プの動作を説明する。減算器18から出力された今回の
サンプル値の絶対値が所定値VTHより小であれば、比較
器32からイネーブル信号が発生され、このイネーブル
信号に応答して今回のサンプル値がDフリップフロップ
33から抽出サンプル値として出力される。また、減算
器18から出力された今回のサンプル値は前回(1サン
プリングクロック前)のサンプル値と比較器35におい
て比較され、今回のサンプル値が前回のサンプル値以上
であればサンプル値系列の傾斜は正であるので、比較器
35の出力レベルは高レベルとなり、今回のサンプル値
が前回のサンプル値より小であればサンプル値系列の傾
斜は負であるので、比較器35の出力レベルは低レベル
となる。そして、比較器32からイネーブル信号が発生
された時点の比較器35の出力レベルがDフリップフロ
ップ36には保持され、傾斜信号として選択回路42に
出力される。
【0022】抽出サンプル値は、サンプル値系列が上昇
傾斜であるときには選択回路42を介してそのままD/
A変換器51に供給される。他方、サンプル値系列が下
降傾斜であるときには傾斜信号に応じて選択回路42は
インバータ41の出力信号を選択出力する状態となるの
で、抽出サンプル値はインバータ41にて極性反転され
た後、選択回路42を介してD/A変換器51に供給さ
れる。このように選択回路42からD/A変換器51に
供給される値が位相誤差値であり、この位相誤差値はD
/A変換器51によってアナログ信号に変換される。ア
ナログ信号はLPF52によって平滑化された後、VC
O53に供給され、VCO53の発振周波数が制御さ
れ、A/D変換器16へのサンプリングクロックの位相
が補正される。
【0023】次に、レベル制御ループの動作を説明す
る。Dフリップフロップ33からの抽出サンプル値は、
加算器61及びDフリップフロップ62によって累算さ
れることにより積分され、結果的に平滑化されることに
なる。この平滑化された抽出サンプル値は乗算器63に
おいて係数kと乗算された後、レベル誤差値として減算
器18に供給される。減算器18においてはA/D変換
器16から供給された今回のサンプル値からレベル誤差
値が減算されることによりレベル補正が行なわれる。よ
って、その減算結果が補正された今回のサンプル値とし
てビタビ復号器19及びサンプル抽出回路20に出力さ
れる。
【0024】図7は読取信号のサンプル値に位相誤差及
びレベル誤差がない場合の動作波形を示している。すな
わち、読取信号のサンプル値は図7(a)に丸印で示す
ようなタイミングでサンプルされ、黒丸で示したサンプ
ル値は、その絶対値が所定値VTHより小となる抽出サン
プル値である。この抽出サンプル値に対して位相誤差値
及びレベル誤差値は図7(b)及び(C)に示すによう
に各々ゼロとなるので、位相補正及びレベル補正は共に
行なわれない。
【0025】図8(a)に示した読取信号のサンプル値
はクロック位相が遅れる方向の位相誤差が生じた場合で
あり、黒丸で示したサンプル値が抽出サンプル値として
得られる。サンプル値系列が下降傾向の場合、抽出サン
プル値はインバータ41にて極性反転されるので、図8
(b)に示すように一様に正レベルの位相誤差値が得ら
れる。また、図8(c)に示すように抽出サンプル値は
交互に正負レベルを示しているので、これを平滑化すれ
ばゼロレベルのレベル誤差値が得られる。よって、図8
の場合には、生じた読取信号の位相誤差は正レベルの位
相誤差値によって補正される一方、レベル誤差は生じて
いないのでレベル誤差値もゼロレベルとなり、レベル補
正は行なわれない。
【0026】図9(a)に示した読取信号のサンプル値
は信号レベルが高めの方向のレベル誤差が生じた場合で
あり、黒丸で示したサンプル値が抽出サンプル値として
得られる。位相誤差値は極性反転により図9(b)のよ
うに交互に正負レベルを示す。レベル誤差値は図9
(c)のようにそのまま正レベルを示す。よって、図9
の場合には、読取信号には位相誤差は生じていないので
位相誤差値もゼロレベルとなり、位相補正は行なわれな
い一方、生じたレベル誤差は正レベルのレベル誤差値に
よって補正される。
【0027】このように、抽出サンプル値を極性切換し
て位相誤差値として用いる一方、その抽出サンプル値を
そのままレベル誤差値として用いることにより、位相制
御とレベル制御とが各々独立して正しく補正動作を行な
うのである。なお、上記した実施例においては、今回の
サンプル値の絶対値が所定値より小さい単一のサンプル
値を抽出してそれを抽出サンプル値として用いている
が、図10に示すように絶対値が所定値VTHより小とな
る複数のサンプル値(図10の黒丸)を抽出してそれら
を平均化して抽出サンプル値として用いても良い。平均
化を行なった後の位相制御及びレベル制御は上記の実施
例と全く同様であり、各々の補正動作が独立して行なわ
れる。
【0028】レベル制御は、図11に示すようにD/A
変換器25及びアナログ積分回路26を用い、また交流
結合回路15内に加算器27を挿入して、A/D変換器
16に供給されるアナログ読取信号に対してレベル誤差
値をフィードバックしても良い。ここで、アナログ積分
回路26は積分と共に極性反転も行なっているので、バ
イアス電圧を加算器27において加算しても等価的にレ
ベル誤差電圧を減算していることになる。
【0029】また、上記した実施例においては、復号手
段としてビタビ復号器を用いたが、これに限定されな
い。例えば、A/D変換後のサンプル値をディジタルフ
ィルタに通して波形等化を行ない、等化後のMSB(最
上位ビット)を復号ディジタルデータとしても良い。こ
の場合にも位相制御及びレベル制御により復号性能を高
めることができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、A/D
変換後のサンプル値に基づいてディジタルデータを復号
する場合に、サンプリングクロックパルスの位相及びサ
ンプル値のレベルを最適な状態に自動補正することがで
きる。この結果、高精度なサンプル値が得られ、復号デ
ータの誤りを増加させることがない。また、位相制御と
レベル制御の回路を共有することができるので、回路規
模が小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のディジタルデータ再生装置を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1の装置の正常動作時の動作波形を示す図で
ある。
【図3】図1の装置においてA/D中心レベルに対して
オフセットを有する場合の動作波形を示す図である。
【図4】図1の装置においてオフセットが時間的に変動
した場合の動作波形を示す図である。
【図5】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図6】図5の装置の位相制御ループ及びレベル制御ル
ープの構成部分を具体的に示すブロック図である。
【図7】読取信号のサンプル値に位相誤差及びレベル誤
差がない場合の動作波形を示す図である。
【図8】読取信号のサンプル値に位相誤差が生じた場合
の動作波形を示す図である。
【図9】読取信号のサンプル値にレベル誤差が生じた場
合の動作波形を示す図である。
【図10】複数のサンプル値から抽出サンプル値を得る
例を示す図である。
【図11】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【主要部分の符号の説明】
1,13 ピックアップ 5,15 交流結合回路 6,16 A/D変換器 17 クロック発生回路 18 減算器 19 ビタビ復号器 20 サンプル抽出回路 21 極性切換回路 22,26 積分回路 27 加算器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−65508(JP,A) 特開 平6−231547(JP,A) 特開 平6−195892(JP,A) 特開 平6−124545(JP,A) 特開 平6−60559(JP,A) 特開 平4−341928(JP,A) 特開 昭62−12957(JP,A) 実開 昭60−106259(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 20/10 G11B 20/14

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタルデータを記録された記録媒体
    の記録信号を読み取って前記ディジタルデータを再生す
    る再生装置であって、 前記記録媒体から読取手段によって読み取られたアナロ
    グ読取信号をサンプリングクロックパルスのタイミング
    に従ってディジタルサンプル値に変換して出力するA/
    D(アナログ/ディジタル)変換手段と、 前記A/D変換手段から順次出力されるサンプル値系列
    から絶対値が所定値より小さいサンプル値を抽出したと
    きそれを抽出サンプル値として出力すると共に前記サン
    プル値系列における前記抽出サンプル値の部分の傾斜の
    正負を示す傾斜信号を出力するサンプル抽出手段と、 前記抽出サンプル値と前記傾斜信号とに応じて前記サン
    プリングクロックパルスの位相を補正する位相制御手段
    と、 前記抽出サンプル値に応じて前記A/D変換手段の出力
    サンプル値のレベルを補正するレベル制御手段と、 前記レベル制御手段によってレベル補正されたサンプル
    値に基づいて前記ディジタルデータを復号して得る復号
    手段とを備えたことを特徴とするディジタルデータ再生
    装置。
  2. 【請求項2】 前記位相制御手段は、前記抽出サンプル
    値の極性を前記傾斜信号に応じて切り換えて位相誤差信
    号とする極性切換手段と、前記位相誤差信号に応じて位
    相補正されたサンプリングクロックパルスを発生するク
    ロック発生手段とからなることを特徴とする請求項1記
    載のディジタルデータ再生装置。
  3. 【請求項3】 前記レベル制御手段は、前記抽出サンプ
    ル値を平滑化してレベル誤差信号とする平滑化手段と、
    前記レベル誤差信号を前記A/D変換手段の出力サンプ
    ル値から減算する減算手段とからなることを特徴とする
    請求項1記載のディジタルデータ再生装置。
  4. 【請求項4】 前記レベル制御手段は、前記抽出サンプ
    ル値を平滑化してレベル誤差信号とする平滑化手段と、
    前記レベル誤差信号を前記読取信号から減算する減算手
    段とからなることを特徴とする請求項1記載のディジタ
    ルデータ再生装置。
  5. 【請求項5】 ディジタルデータを記録された記録媒体
    の記録信号を読み取って前記ディジタルデータを再生す
    る再生装置であって、 前記記録媒体から読取手段によって読み取られたアナロ
    グ読取信号をサンプリングクロックパルスのタイミング
    に従ってディジタルサンプル値に変換して出力するA/
    D変換手段と、 前記A/D変換手段から順次出力されるサンプル値系列
    から絶対値が所定値より小さい複数のサンプル値を抽出
    してそれらの平均値を求めて抽出サンプル値として出力
    すると共に前記サンプル値系列における前記複数のサン
    プル値各々の部分の傾斜の正負を示す傾斜信号を出力す
    るサンプル抽出手段と、 前記抽出サンプル値と前記傾斜信号とに応じて前記サン
    プリングクロックパルスの位相を補正する位相制御手段
    と、 前記抽出サンプル値に応じて前記A/D変換手段の出力
    サンプル値のレベルを補正するレベル制御手段と、 前記レベル制御手段によってレベル補正されたサンプル
    値に基づいて前記ディジタルデータを復号して得る復号
    手段とを備えたことを特徴とするディジタルデータ再生
    装置。
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