JP3485822B2 - デジタルフェーズロックドループ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はデジタルフェーズロ
ックドループ回路に関し、特に、光ディスク媒体や光磁
気ディスク媒体、磁気媒体等に記録されたデジタルデー
タを再生するためのクロックの再生に用いられるデジタ
ルフェーズロックドループ回路に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、デジタルデータを記録および再
生する装置の一つとして光ディスク装置が周知である。
光ディスク装置においてデジタルデータを再生する際
に、再生信号が有するクロック成分の位相と再生クロッ
クの位相を同期化するために、従来よりフェーズロック
ドループ（ＰＬＬ）回路が用いられている。特に、書換
え可能な光ディスク媒体上には、アドレス情報等が書き
込まれているヘッダ部と実際にデジタルデータを記録す
るデータ部とを一組として構成されるセクタと呼ばれる
単位ブロックが複数存在しており、上記フェーズロック
ドループがそれぞれのセクタ毎に位相同期引込みを行っ
ている。このような間欠再生を正常に行うために、図８
に示すように、セクタのヘッダ部およびデータ部にはそ
れぞれ単一周波数により構成される同期引込みパターン
（以下、ＶＦＯパターンと記す。）２３ａないし２３ｄ
が存在する。 【０００３】このＶＦＯパターン領域では、上記フェー
ズロックドループ回路の応答特性を速くして高速かつ安
定な位相同期引込みを行い、ＶＦＯパターン領域が終了
する手前で上記フェーズロックドループの応答特性を遅
くし雑音等の影響を軽減することにより同期状態を維持
し、データ再生を行うようにしている。なお、図８にお
いて，ＳＭ２４はセクタの開始位置を示すセクタマー
ク、ＡＭ２５はアドレス情報の開始位置を示すアドレス
マーク、ＩＤ２６は該当セクタのアドレスを示すアドレ
ス情報、ＰＡ２７はヘッダ部およびデータ部のそれぞれ
の終点を示すポストアンブル、ＤＭ２８は記録データ２
９の開始位置を示すデータマークである。 【０００４】光ディスク装置におけるデジタルデータ再
生回路のブロック構成の一例を図９に示す。光ディスク
媒体３０上には、例えば８−１６変調方式のように、連
続する０あるいは１が３個以上１４個以下に規制された
デジタルデータが記録されている。再生手段３１で再生
して得られる再生信号は、記録データの線方向の高記録
密度化に従って干渉により高域の周波数成分を有する波
形の振幅が減衰するので、波形等化手段１を設け、該波
形等化手段１により、上記再生信号の高域の周波数成分
を強調するような補正を施している。上記波形等化手段
１により高域強調された再生信号は、２値化手段３２で
所定のスライスレベルで２値化し、２値化デジタル信号
に変換している。 【０００５】フェーズロックドループ回路３３は、その
自走周波数である再生クロックの位相が得られた上記２
値化デジタル信号が有するクロック成分の位相に同期す
るように制御される。すなわち、上記フェーズロックド
ループ回路３３は、位相比較器３４により再生クロック
と２値化信号の位相とを比較し，その結果出力された位
相誤差情報を基にして位相誤差が最小となるようにルー
プフィルタ３５，増幅器３６，ＶＣＯ（電圧制御発振
器）３７により再生クロックの位相を変化させている。
上記フェーズロックドループ回路３３の応答特性は，ル
ープゲイン切替器３８で切り替えられる。そして、上記
２値化信号と同期化された再生クロックを復調回路３９
に入力し、デジタルデータを復調している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
媒体３０上の図８のＶＦＯパターン領域２３ａ〜２３ｄ
は、欠陥やサーボ処理、信号処理等により正常に再生で
きる範囲が限られていることがある。このようなときに
も確実な位相同期引込みを行うため、例えば、欠陥を検
出する方式や、図８に示すセクターマーク２４、アドレ
スマーク２５、データマーク２８を検出し、すべてのＶ
ＦＯパターン領域を最大限に利用する等の対策が講じら
れている。 【０００７】上記デジタルデータ再生回路は、記録再生
信号を２値化判別してデジタルデータの復調を行う方式
には適しているが，線方向の高密度化に伴い再生信号の
信号雑音比の劣化が著しくなってくると，再生データの
品質が劣化するという問題があった。そこで，線方向の
記録密度が大きくなるにつれて、線方向の高密度記録再
生に適した信号処理の方式である、パーシャルレスポン
ス・マキシマムライクリフード（以下、ＰＲＭＬと記
す。）と呼ばれる信号処理方式が採用される傾向にあ
る。上記ＰＲＭＬ信号処理方式とは，再生信号に意図的
に波形干渉を促し、雑音の強調を極力抑えるように制限
した帯域に再生信号を等化した後、既知の干渉の規則に
則って、もっとも確からしい系列を復調する最尤復号器
によりデータ復調を行う方式である。 【０００８】上記のようなＰＲＭＬ信号処理方式を採用
したものでは、再生信号が有するクロック成分の位相と
同期させた再生クロックにより、多ビットに標本化した
データを生成しなければならない。しかしながら、上記
従来のフェーズロックドループ回路３３はアナログ素子
により構成されていることから、アナログ回路とデジタ
ル回路が複雑に混在するシステムとなるため集積化には
適してない。また、アナログ回路は、それを構成してい
るアナログ素子による特性ばらつきや経年変化が生じ、
品質管理や補償回路等についても充分に考慮する必要が
ある。このため、デジタルデータ再生装置のコストが高
くなるという問題があった。 【０００９】一方、クロック再生を行うフェーズロック
ドループ回路をデジタル回路により実現しようとする
と、転送レートの増加に伴いループの遅延量が増大する
ので、位相同期引込みにおける周波数と位相の引込みが
可能な範囲を示すキャプチャレンジが縮小するという問
題があった。これは、アナログ信号から位相誤差情報を
得る場合には連続した時間的な誤差量を扱うことができ
るのに対し、標本化された後のデジタルデータから位相
誤差情報を得る場合には、ゼロクロス近傍の振幅値から
位相誤差情報を推測しなければならないため、充分な位
相誤差信号の連続領域が確保できないからである。 【００１０】さらに、ＶＦＯパターン領域は短く、書き
換え可能なディスクの場合は、その前半部分が書き込み
回数と共に劣化したりＤＣオフセット位置が大幅にずれ
ている可能性も高くなる。このため、再生クロックの周
波数と再生信号が有するクロック成分の周波数が大きく
離れていると、ＶＦＯパターン領域のみでは位相同期引
込みが完了せず、再生時のバーストエラー等が増大して
データ品質の劣化を招くという問題があった。 【００１１】本発明の目的は、広範囲のキャプチャレン
ジを有するとともに、再生クロックの位相と再生デジタ
ル信号が有するクロック成分の位相を高速かつ安定に同
期引込みすることが可能なデジタルフェーズロックドル
ープ回路を提供することである。 【００１２】本発明のいま一つの目的は、上記目的に加
えて、記録媒体に記録されているデジタル情報のデータ
フォーマット中に単一周波数により構成されるパターン
信号が存在しないデジタルデータに対しても、同期引込
みが可能なデジタルフェーズロックドループ回路を提供
することである。 【００１３】本発明のさらにいま一つの目的は、上記目
的に加えて、集積化が容易で信頼性が高く、低コストの
デジタルフェーズロックドループ回路を提供することで
ある。 【００１４】 【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
記録媒体上に所定のデータフォーマットで記録されたデ
ジタルデータを読み出して再生デジタル信号を得るため
の再生クロックを発生するデジタルフェーズロックドル
ープ回路であって、上記データフォーマット中の単一周
波数により構成される単一周波数データ領域から検出し
たアクイジョン用位相誤差情報と、上記デジタルデータ
中のランダム信号により構成されるランダム信号データ
領域から検出したいまトラッキング用位相誤差情報とに
基づいて、上記再生クロックの位相と再生デジタル信号
が有するクロック成分の位相を同期させるようにしたこ
とを特徴とする。 【００１５】上記のようにアクイジョン用位相誤差情報
とトラッキング用位相誤差情報とに基づいて、再生クロ
ックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成分の
位相を同期させることにより、位相誤差曲線の連続領域
が拡張される。これにより、キャプチャレンジが大幅に
拡大し，再生クロックの周波数と再生信号が有するクロ
ック成分の周波数が大きく離れている場合でも高速で、
かつ安定に位相同期引込みを行うことができるようにな
る。 【００１６】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載のデジタルフェーズロックドループ回路において、
上記単一周波数データ領域の再生中であるか否かを示す
ゲート信号を出力するゲート発生器と、上記デジタルデ
ータを再生クロックにより多ビットのデジタルデータ信
号に標本化するアナログ・デジタルコンバータと、上記
単一周波数データ領域の再生中に、標本化された多ビッ
トの上記デジタルデータ信号から直流成分を除去する帯
域通過型フィルタと、該帯域通過型フィルタの出力信号
および多ビットの上記デジタルデータ信号が零レベルを
横切る位置を検出してそれぞれゼロクロスフラグを出力
するゼロクロス検出器と、上記ゼロクロスフラグを開始
点としてカウントを開始する周期カウンタと、該周期カ
ウンタから得られるタイミングで上記帯域通過型フィル
タの出力信号から位相誤差を検出するアクイジョン用位
相誤差検出器と、上記ゼロクロスフラグに基づいて多ビ
ットの上記デジタルデータ信号の位相誤差を検出するト
ラッキング用位相誤差検出器と、上記アクイジョン用位
相誤差検出器およびトラッキング用位相誤差検出器から
それぞれ出力する位相誤差信号を上記ゲート信号により
切り替える切替え器と、該切替え器の出力信号をフィル
タリングするループフィルタと、該ループフィルタの出
力信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログコ
ンバータと、該デジタル・アナログコンバータのアナロ
グ出力を基準にして上記再生クロックを生成する発振器
とを備えたことを特徴とする。 【００１７】標本化された多ビットの上記デジタルデー
タ信号に直流成分が存在する場合でも、この直流成分が
帯域通過型フィルタの作用により除去される。これによ
り、上記単一周波数データ領域において正確な位相誤差
が検出でき、単一周波数データ領域を有効に活用でき
る。また、ＰＲＭＬ信号処理方式に適したクロック再生
が行えるようになる。 【００１８】さらに、請求項３に係る発明は、記録媒体
上に所定のデータフォーマットで記録されたデジタルデ
ータを読み出して再生デジタル信号を得るための再生ク
ロックを発生するデジタルフェーズロックドループ回路
であって、上記デジタルデータのランダム信号領域にお
けるゼロクロス位置の予測から得た位相誤差情報と、上
記デジタルデータ中のランダム信号から検出したいま一
つの位相誤差情報とに基づいて、上記再生クロックの位
相と再生デジタル信号が有するクロック成分の位相を同
期させるようにしたことを特徴とする。 【００１９】デジタルデータのランダム信号領域におけ
るゼロクロス位置の予測から得た上記位相誤差情報を用
いることにより、バーストエラー直後のランダム信号領
域およびデータフォーマット中に単一周波数信号が存在
しないデジタルデータに対しても、位相誤差曲線の連続
領域が拡張される。これにより、キャプチャレンジが大
幅に拡大し，再生クロックの位相と再生デジタル信号が
有するクロック成分の位相を高速かつ安定に位相同期引
込みを行えるようになる。 【００２０】さらに、請求項４に係る発明は、請求項３
に記載のデジタルフェーズロックドループにおいて、位
相引込み開始から所定の期間位相引込み能力を大きくす
るためのループゲイン制御ゲート信号を出力するループ
ゲイン制御器と、上記デジタルデータを再生クロックに
より多ビットのデジタルデータ信号に標本化するアナロ
グ・デジタルコンバータと、標本化された多ビットの上
記デジタルデータ信号中のランダムデータのゼロクロス
位置を予測するゼロクロス位置予測器と、該ゼロクロス
位置予測器の出力信号および多ビットの上記デジタルデ
ータ信号とから上記ランダムデータの位相誤差情報を検
出するアクイジョン用位相誤差検出器と、上記標本化さ
れた多ビットのデジタルデータ信号が零レベルを横切る
位置を検出して零クロスフラグを出力する零クロス検出
器と、上記零クロスフラグに基づいて多ビットの上記デ
ジタルデータ信号の位相誤差を検出するトラッキング用
位相誤差検出器と、上記アクイジョン用位相誤差検出器
およびトラッキング用位相誤差検出器からそれぞれ出力
する位相誤差信号を上記ループゲイン制御ゲート信号に
より切り替える切替え器と、該切替え器の出力信号をフ
ィルタリングするループフィルタと、該ループフィルタ
の出力信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナロ
グコンバータと、該デジタル・アナログコンバータのア
ナログ出力を基準にして上記再生クロックを生成する発
振器とを備えたことを特徴とする 【００２１】上記ゼロクロス位置予測器の作用により、
標本化された多ビットのデジタルデータ信号中のランダ
ムデータのゼロクロス位置が予測され、該ゼロクロス位
置の予測から得た位相誤差情報を用いることにより、バ
ーストエラー直後のランダム信号領域およびデータフォ
ーマット中に単一周波数信号が存在しないデジタルデー
タに対しても、位相誤差曲線の連続領域が拡張される。
これにより、キャプチャレンジが大幅に拡大し，再生ク
ロックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成分
の位相を高速かつ安定に位相同期引込みを行えるように
なる。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下に、添付の図面を参照して本
発明の実施の形態を説明する。 【００２３】（第１実施形態）本発明に係るデジタルフ
ェーズロックドループ回路を光ディスク装置に適用した
一つの実施の形態を図１に示す。図１において、波形等
化手段１は、ブースト量とカットオフ周波数を任意に設
定できる例えば高次等リップルフィルタ等により構成さ
れており、入力する光ディスク再生信号に対してその高
域を強調するような補正を施す。上記波形等化手段１の
出力信号はアナログ・デジタルコンバータ２に供給され
る。該アナログ・デジタルコンバータ２は、発振器１２
により生成される再生クロックを用いて、アナログ信号
である波形等化手段１の上記出力信号を多ビットのデジ
タル信号に標本化する。 【００２４】アナログ・デジタルコンバータ２により標
本化された多ビットの上記デジタル信号は，低域雑音成
分を抑制する低域成分抑制回路３に入力される。該低域
成分抑制回路３としては、例えば再生信号のゼロクロス
付近の振幅情報を低域通過型フィルタに入力し、得られ
た低域成分をデータの相関を合わせて入力信号から減算
することにより低域雑音を抑制する構成を有するものを
用いることができる。 【００２５】なお、図１のデジタルフェーズロックドル
ープ回路は、現在再生している信号がＶＦＯパターンで
あるか否かを示すゲート信号を生成するゲート発生器１
３を備えている。該ゲート発生器１３としては、例えば
再生クロックを基準信号としたカウンタによりセクタの
先頭からカウントを開始し，カウント数に応じて所定の
場所でＶＦＯパターン領域とデータ領域を区別するゲー
ト信号を出力するものを使用することができる。上記Ｖ
ＦＯパターンは、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤランダ
ムアクセスメモリ）のように，４Ｔパターン（Ｔは最小
記録単位）が連続して繰り返されるパターンである。 【００２６】上記ゲート発生器１３の出力信号が現在、
ＶＦＯパターンを再生していることを示しているとき
は、上記低域成分抑制回路３の出力信号は、ＤＣ（直
流）成分を除去するＢＰＦ（帯域通過型フィルタ）４に
入力される。該ＢＰＦ４は、上記ＶＦＯパターンの周期
に合わせてＤＣ成分をヌルにするデジタルフィルタであ
る。該デジタルフィルタとしては、例えばＶＦＯパター
ンが４Ｔ連続波形であるときは、図２に示すように、４
Ｔに相当する時間だけ遅延させるための遅延手段１４
と、現在のデータから遅延手段１４の出力を減算するた
めの減算手段１５とにより構成されるものを使用するこ
とができる。 【００２７】上記ＢＰＦ４の出力信号はゼロクロス検出
器５に入力される。該ゼロクロス検出器５は入力する信
号が零レベルを横切る位置を検出する回路である。従っ
て、上記ＢＰＦ４の出力信号がゼロクロス検出器５に入
力されると、該ゼロクロス検出器５は上記ＢＰＦ４の出
力信号のゼロクロス位置を示すゼロクロスフラグを出力
する。 【００２８】ゼロクロス検出器５で得られた上記ゼロク
ロスフラグは、周期カウンタ６に供給される。該周期カ
ウンタ６は、上記ゼロクロスフラグを開始点として、Ｖ
ＦＯパターン信号の周期に比例する任意の周期ｎで連続
してカウントを行い、位相誤差信号を抽出するタイミン
グを生成する。なお、上記ゼロクロス検出器５は、図３
に示すように、ＶＦＯパターンが４Ｔ連続波形であると
すると、４Ｔ毎に再生信号の零レベルと交差する方向が
立ち上がりと立ち下がりで交互に入れ替わることを考慮
し、信号振幅から位相誤差信号を生成する際の極性も同
時に出力するものであってもよい。 【００２９】上記周期カウンタ６から得られるタイミン
グ信号とＢＰＦ４の出力信号とは、アクイジョン用位相
誤差検出器７に入力し、該アクイジョン用位相誤差検出
器７により、本来ゼロクロス位置にあるべきデータから
位相誤差信号を検出している。ここで上記アクイジョン
用位相誤差検出器７は、例えば図４の（ａ）に示すよう
に、４Ｔ連続信号からなるＶＦＯパターンにおいては、
±７２０°の連続した位相誤差信号を生成する機能を有
している。なお、これに対して従来の位相誤差検出器で
は、図４の（ｂ）に示すように、±１８０°程度の連続
性しか保証されない。 【００３０】ここで、再生クロックの周波数と再生デジ
タルデータが有するクロック成分の周波数が異なる場合
に、上記アクイジョン用位相誤差検出器７から出力され
る位相誤差信号を図５に示す。この図５から、本来、位
相同期時にはゼロクロス位置にある標本化データを周波
数が異なっているときにも確実に追跡できるので、位相
誤差信号の連続領域が拡張されていることが分かる。 【００３１】一方、ゲート発生器１３の出力信号が、現
在ＶＦＯパターン以外のデータを再生していることを示
しているときは、低域成分抑制回路３の出力信号をゼロ
クロス検出器５に入力するようにしている。これによ
り、ゼロクロス検出器５はゼロクロス位置を示すゼロク
ロスフラグを出力する。このときは、得られたゼロクロ
スフラグと低域成分抑制回路３の出力信号がトラッキン
グ用位相誤差検出器８に入力され、常時、ゼロクロス近
傍のデータから位相誤差信号を検出するようにしてい
る。 【００３２】上記アクイジョン用位相誤差検出器７から
出力する位相誤差信号と、トラッキング用位相誤差検出
器８から出力する位相誤差信号とは切替え器９に入力さ
れ、ゲート発生器１３の出力信号に応じて切り替えら
れ、ループフィルタ１０に供給される。該ループフィル
タ１０は、これら位相誤差信号を入力信号として、再生
クロックの位相と再生デジタル信号が有するクロック成
分の位相とが同期するように動作する。 【００３３】上記ループフィルタ１０の出力信号は、デ
ジタル・アナログコンバータ１１によりアナログ信号に
変換され、このアナログ信号が発振器１２に供給され
る。該発振器１２は、上記アナログ信号を基準に再生ク
ロックを生成する。ここで、上記発振器１２は，例えば
電圧で発振周波数の制御を行うＶＣＯ（電圧制御発振
器）により構成されるものであっても、またデジタル・
アナログコンバータを除いて、デジタル素子により構成
されるものであってもよい。 【００３４】このような構成を有するデジタルフェーズ
ロックドループ回路では、ＶＦＯパターン領域において
再生信号にＤＣ成分が存在するときでも正確な位相誤差
が検出できるので、ＶＦＯパターン領域を有効に活用で
きる。また、位相誤差曲線の連続領域が拡張できるの
で、キャプチャレンジが大幅に拡大する。これにより，
再生クロックの周波数と再生信号が有するクロック成分
の周波数が大きく離れているときでも，高速かつ安定
に、再生クロックの位相と再生デジタルデータが有する
クロック成分の位相を同期させることができ、記録媒体
に記録されたデジタルデータの再生に必要となるクロッ
ク再生が可能となる。 【００３５】（第２実施形態）本実施形態は、例えばＤ
ＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク媒体に記録
されているパターンにＶＦＯパターンが存在しないデー
タでは、再生信号がランダム信号となるので、このよう
なものでは、位相誤差検出のみでは、再生信号が有する
クロック成分の位相と再生クロックの位相を同期化する
際のキャプチャレンジが狭く、両者の周波数が離れてい
る場合は確実な位相同期引込みが行えなくなったり、バ
ーストエラー直後の位相同期復旧の際にも、ＶＦＯパタ
ーンを利用した位相同期引込みは行えない、という問題
を解決するものである。本実施形態の構成を図６に示
す。 【００３６】図６において、波形等化手段１、アナログ
・デジタルコンバータ２および低域成分抑制回路３は図
１で説明した第１実施形態で説明したものと同じもので
ある。すなわち、光ディスク再生信号が入力する波形等
化手段１は、ブースト量とカットオフ周波数を任意に設
定できる例えば高次等リップルフィルタ等により構成さ
れており、入力する光ディスク再生信号に対してその高
域を強調するような補正を施す。上記波形等化手段１の
出力信号はアナログ・デジタルコンバータ２に供給され
る。該アナログ・デジタルコンバータ２は、発振器１２
により生成される再生クロックを用いて、アナログ信号
である波形等化手段１の上記出力信号を多ビットのデジ
タル信号に標本化する。 【００３７】アナログ・デジタルコンバータ２により標
本化された多ビットの上記デジタル信号は，低域雑音を
抑制する低域成分抑制回路３に入力される。該低域成分
抑制回路３としては、例えば第１実施形態のものと同様
に再生信号のゼロクロス付近の振幅情報を低域通過型フ
ィルタに入力し、得られた低域成分をデータの相関を合
わせて入力信号から減算することにより低域雑音を抑制
する構成を有するものを用いることができる。 【００３８】本実施形態では、位相引込み開始から任意
の区間は強力な位相引込み能力を得るために、ループゲ
イン制御器１６を備えている。該ループゲイン制御器１
６は、ループゲインのコントロールゲート信号を供給す
る。上記ループゲイン制御器１６としては、例えば再生
クロックを基準信号としたカウンタによりセクタの先頭
からカウントを開始し，カウント数に応じて所定の場所
で高速引込みを重視したアクイジョン領域と安定性を重
視したトラッキング領域を選択するゲインコントロール
信号を出力するものを用いることができる。上記ループ
ゲイン制御器１６としてはまた、再生クロックの周波数
と再生デジタルデータが有するクロック成分の周波数が
近づいたことを自己検出して、ゲイン切り替えを行う機
能を有するものを使用することもできる。 【００３９】本実施形態ではまた、ループゲイン制御器
１６の出力信号が現在アクイジョン領域であることを示
しているときは、低域成分抑制回路３の出力信号の極性
を判断し、異なる時間での極性の結果を加算した結果得
られる多値のレベル情報を基に、本来のゼロクロス位置
にあるデータを予測して位相誤差信号を検出する位置を
決定するタイミング信号を出力するゼロクロス位置予測
器１７を備えている。そして、該ゼロクロス位置予測器
１７から得られるタイミング信号と低域成分抑制回路３
の出力信号とをアクイジョン用位相誤差検出器７に入力
し、本来ゼロクロス位置にあるべきデータから位相誤差
信号を検出すようにしている。 【００４０】ここで、ゼロクロス位置予測器１７は、例
えば、ＰＲＭＬ信号処理の方式として、連続する４つの
時間を、ａ＋ｂ＊Ｄ＋ｂ＊Ｄ²＋ａ＊Ｄ³（Ｄⁿは、基準
時間に対してｎＴ遅れた信号）の式で表わされる伝送特
性を有するＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）ＭＬ方式を用いてい
る。上記ゼロクロス位置予測器１７としては、ＤＶＤや
ＣＤのようにデータフォーマットとして３Ｔ以下の信号
が存在しないときは、例えば図７に示すような構成を有
するものを使用することができる。 【００４１】図７に示すゼロクロス位置予測器１７は、
入力信号を１Ｔ遅延するための遅延手段１８と、入力信
号と遅延手段１８を加算するための加算手段１９と、加
算手段１９の出力信号から、その極性が正であれば１、
負であれば０を出力する変換手段２０と、変換手段２０
の出力信号を１Ｔ遅延するための遅延手段２１ａ、２１
ｂ、２１ｃと、変換手段２０と遅延手段２１ａ，２１
ｂ，２１ｃの連続する４つの時間の出力信号を加算する
ための加算手段２２とから構成されている。上記ゼロク
ロス位置予測器１７は、加算手段２２から得られる入力
信号との相関性を有する０〜４の５段階のレベル情報を
基に、例えば２となる位置がゼロクロス位置であると特
定し、タイミング信号を出力する。 【００４２】上記ループゲイン制御器１６の出力信号
が，現在トラッキング領域を再生していることを示して
いるときは、低域成分抑制回路３の出力信号をゼロクロ
ス検出器５に入力することにより、ゼロクロス位置を示
す信号であるゼロクロスフラグを得ている。このとき、
得られたゼロクロスフラグと低域成分抑制回路３の出力
信号をトラッキング用位相誤差検出器８に入力して、常
時、ゼロクロス近傍のデータから位相誤差信号を検出し
ている。 【００４３】上記アクイジョン用位相誤差検出器７から
出力する位相誤差信号と、トラッキング用位相誤差検出
器８から出力する位相誤差信号とは、切替え器９に入力
されてループゲイン制御器１６の出力信号に応じて切り
替えられ、ループフィルタ１０に供給される。該ループ
フィルタ１０は、上記位相誤差信号を入力信号として、
再生クロックの位相と再生デジタル信号が有するクロッ
ク成分の位相が同期するように動作する。 【００４４】上記ループフィルタ１０の出力信号は、デ
ジタル・アナログコンバータ１１によりアナログ信号に
変換され、該アナログ信号が発振器１２に供給される。
該発信機１２は、上記アナログ信号を基準に再生クロッ
クを生成する。ここで上記発振器１２は、例えば電圧で
発振周波数の制御を行うＶＣＯ（電圧制御発振器）によ
り構成されるものであっても、またデジタル・アナログ
コンバータを除いて、デジタル素子により構成されるも
のであってもよい。 【００４５】本実施形態によれば、データフォーマット
中に単一周波数により構成されるパターン信号が存在し
ないデジタルデータに対しても、位相誤差曲線の連続領
域が拡張できるので、キャプチャレンジが大幅に拡大
し，再生クロックの周波数と再生信号が有するクロック
成分の周波数が大きく離れているときでも，高速かつ安
定に再生クロックの位相と再生デジタルデータの有する
クロック成分の位相を同期させることができ、記録媒体
に記録されたデジタルデータの再生に必要となるクロッ
ク再生を行うことができる。また，欠陥等により位相の
再引込みを行うときの再引込み時間の短縮化が可能とな
り、バーストエラー等による再生データ品質の劣化を最
小限に抑えることができる。 【００４６】 【発明の効果】本発明によれば、単一周波数により構成
されるパターン領域においては再生信号に直流成分が存
在しているときにも正確な位相誤差が検出できるので、
パターン領域を有効に活用できるだけでなく，位相誤差
曲線の連続領域が拡張でき、キャプチャレンジが大幅に
拡大され、再生クロックの周波数と再生信号が有するク
ロック成分の周波数が大きく離れているときにも，高速
かつ安定に再生クロックの位相と再生デジタルデータの
有するクロック成分の位相とを同期させることができ
る。 【００４７】また、本発明によれば、ゼロクロス位置予
測器を用いることにより、データフォーマット中に単一
周波数信号が存在しないデジタルデータに対しても位相
誤差曲線の連続領域が拡張できるので、キャプチャレン
ジが大幅に拡大し，高速かつ安定に再生クロックの位相
と再生デジタルデータの有するクロック成分の位相を同
期させることが可能となるだけでなく、欠陥等により位
相の再引込みを行う場合の再引込み時間の短縮化が可能
となり、バーストエラー等による再生データ品質の劣化
を最小限に抑えることが可能になる。 【００４８】さらに、フェーズロックドループをデジタ
ル化することにより、ＩＣとして実現する際の集積化が
容易となるため、コスト低減につながるだけでなく、Ｐ
ＲＭＬ信号処理方式に適したクロック再生が行えように
なるので、高密度記録再生に適したシステムを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 【図２】 図１のＢＰＦの構成を示すブロック図であ
る。 【図３】 図１の周期カウンタのカウント動作と位相誤
差信号との関係を示す説明図である。 【図４】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第１実施形態および従来のフェーズロックドル
ープにおける位相誤差信号の連続性の説明図である。 【図５】 同期周波数が異なる条件下で図１のアクイジ
ョン用位相誤差検出器から出力される位相誤差信号の説
明図である。 【図６】 本発明に係るデジタルフェーズロックドルー
プ回路の第２実施形態の構成を示すブロック図である。 【図７】 図６のゼロクロス位置予測器の構成例を示す
ブロック図である。 【図８】 光ディスク再生装置（ＤＶＤ−ＲＡＭ）にお
けるセクタ内部のデータフォーマットの説明図である。 【図９】 従来の光ディスク再生装置の構成を示すブロ
ック図である。 【符号の説明】 １ 波形等化手段 ２ アナログ・デジタルコンバータ ３ 低域成分抑制回路 ４ 帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ） ５ ゼロクロス検出器 ６ 周期カウンタ ７ アクイジョン用位相誤差検出器 ８ トラッキング用位相誤差検出器 ９ 切替え器 １０ ループフィルタ １１ デジタル・アナログコンバータ １２ 発振器 １３ ゲート発生器 １４ 遅延手段 １５ 減算手段 １６ ループゲイン制御器 １７ ゼロクロス位置予測器 １８ 遅延手段 １９ 加算手段 ２０ 変換手段 ２１ａ〜２１ｃ 遅延手段 ２２ 加算手段 ２３ａ〜２３ｄ ＶＦＯパターン領域 ２４ セクタマーク ２５ アドレスマーク ２６ アドレス情報領域 ２７ ポストアンブル ２８ データマーク ２９ 記録データ領域 ３０ 光ディスク媒体 ３１ 再生手段

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 記録媒体上に単一周波数により構成され
   る単一周波数データ領域と複数の周波数が混在するラン
   ダムデータ領域で構成された所定のデータフォーマット
   で記録されたデジタルデータを読み出して再生デジタル
   信号を得るための再生クロックを発生するデジタルフェ
   ーズロックドループ回路であって、 上記単一周波数データ領域の再生中であるか否かを示す
   ゲート信号を出力するゲート発生器と、 上記デジタルデータを再生クロックにより多ビットのデ
   ジタルデータ信号に標本化するアナログ・デジタルコン
   バータと、 上記単一周波数データ領域の再生中に、標本化された多
   ビットの上記デジタルデータ信号から直流成分を除去す
   る帯域通過型フィルタと、 該帯域通過型フィルタの出力信号および多ビットの上記
   デジタルデータ信号が零レベルを横切る位置を検出して
   それぞれゼロクロスフラグを出力するゼロクロス検出器
   と、 上記ゼロクロスフラグが検出された時刻を開始点として
   上記単一周波数の周期に比例する所定の周期でカウント
   を行い、前記単一周波数の周期毎に検出フラグを出力す
   る周期カウンタと、 該周期カウンタから検出フラグが出力された時に上記帯
   域通過型フィルタの出力信号から位相誤差を検出するア
   クイジョン用位相誤差検出器と、 上記ゼロクロスフラグに基づいて多ビットの上記デジタ
   ルデータ信号の位相誤差を検出するトラッキング用位相
   誤差検出器と、 上記アクイジョン用位相誤差検出器およびトラッキング
   用位相誤差検出器からそれぞれ出力する位相誤差信号を
   上記ゲート信号により切り替える切替え器と、 該切替え器の出力信号をフィルタリングするループフィ
   ルタと、 該ループフィルタの出力信号をアナログ信号に変換する
   デジタル・アナログコンバータと、 該デジタル・アナログコンバータのアナログ出力を基準
   にして上記再生クロックを生成する発振器とを備えたこ
   とを特徴とするデジタルフェーズロックドループ回路。