JP3486145B2 - デジタル記録データ再生装置 - Google Patents

デジタル記録データ再生装置

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    • G11B2220/2537Optical discs

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に記録さ
れたデジタルデータを再生するデジタル記録データ再生
装置に関するものであり、特に、そのフェーズロックド
ループ及びオフセット補正の改良を図ったものに関し、
チルトによる再生波形の品質劣化、信号雑音比が悪い条
件での再生、及びディフェクト等が頻繁に発生する等の
悪条件下において、再生デジタルデータ品質が改善され
るだけでなく、プレイアビリティ、即ち再生可能性が向
上する等の特徴を有するものに関する。なお、チルトは
周知のごとく、光ディスクの信号面に立てた垂線とレー
ザ光線の光軸とのなす角度のずれのことであり、ディフ
ェクトは光ディスクの信号面のひっかき傷や指紋の付着
等の再生波形の擾乱要因のことである。
【0002】
【従来の技術】光ディスク媒体にデジタルデータを記録
する方式として、コンパクトディスク(Compact
Disk)やDVDに見られるように線速度を一定に
して記録媒体上の記録密度を一様にする方式が多く用い
られている。 線記録密度が一定となるようにマーク幅変調してデジタ
ル変調記録された光ディスクの再生信号に基づいて、こ
れよりデジタルデータを再生する場合、従来、再生信号
が有するクロック成分の位相を検出し、位相同期ループ
を構成することにより、位相同期引き込みを行なってい
た。
【0003】その際、再生信号が有するクロック成分の
周波数と、位相同期ループにより生成されるクロックの
周波数が大きく異なっている場合は、位相同期引き込み
が完了しなくなる可能性や、異なった周波数に疑似引き
込みする可能性が大きい。そこで、このような不具合を
回避する手段として、従来より、再生線速度周期を再生
信号に含まれる特定のパルス長やパルス間隔により検出
し、ディスクの回転速度の制御や位相同期ループの自走
周波数の制御を行うことにより、正常な位相同期引き込
みを可能とすることが行われている。
【0004】例えば、図23に示すような、ディスク再
生系がある。光ディスク55には、図24(a)に示す
ようなデジタル記録符号が、線記録密度一定となるよう
に記録されている。記録されたデータは、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個以上かつ14個以下となるように規制されたデー
タであるとする。光ピックアップ等の再生手段56で再
生して得られた信号は、図24(a)に示すように、記
録データの線方向の記録密度が高密度化するにしたがっ
て、高域の周波数成分になるほど振幅が減衰する。これ
は記録密度が高密度化するに従って、干渉の影響が顕著
に現われるためであり、再生して得られた信号を図示し
ないプリアンプにより増幅した後、波形等化手段2によ
り、高域の周波数成分を強調するような補正を施す。
【0005】図24(b)に示すように高域強調がなさ
れた再生信号は、アナログ信号をデジタル信号に変換す
る手段としてのアナログ・デジタルコンバータ3により
多ビットのデジタル信号に標本化される。この時、VC
O(電圧制御型オシレータ)40により生成される再生
クロックを標本化クロックとして用いるが、VCO40
による再生クロックの位相と再生手段56による再生信
号が有するクロック成分の位相とが同期していれば、図
24(c)に示すような標本化データが得られる。
【0006】図24(c)は、特に、パーシャルレスポ
ンス・マキシマムライクリフッド(Partial Response M
aximum Likelihood;以下、PRMLと略する)信号処理
方式に適した標本化データである。PRML信号処理方
式とは、線記録方向の記録密度の増大に伴い、信号の高
域成分の振幅が劣化し、信号雑音比が増大する再生系に
おいて、意図的に波形干渉を付加することにより、再生
信号に高域成分を必要とせず、かつ前記波形干渉を考慮
した確率計算により尤も確からしい系列を復調する最尤
復号法を併用することにより、再生データのエラーレー
トを向上させる方式である。
【0007】この標本化された多ビットのデジタル信号
をオフセット補正手段4に入力することにより、再生デ
ジタル信号に含まれるオフセット成分を補正する。そし
てこのオフセット補正を施された再生デジタル信号をト
ランスバーサルフィルタ6に入力し、パーシャルレスポ
ンス等化を行う。
【0008】この時、パーシャルレスポンス等化を適用
したことにより、図24(d)に示すように、等化出力
信号が多値化するという特徴を有する。そのトランスバ
ーサルフィルタ6のタップの重み係数は、等化誤差の二
乗平均値を最小にする最小二乗平均(Least Mean Squar
e;以下、LMSと称す)アルゴリズムを用いて、これら
を設定するタップ重み係数設定手段57により供給され
る。この多値化したトランスバーサルフィルタ6の出力
信号を、最尤復号器の一種であるビタビ復号器58によ
り復調し、2値化デジタルデータを得る。
【0009】また、アナログ・デジタルコンバータ3に
より標本化を行なう際に使用する,位相同期再生クロッ
クは、以下のようにして制御される。即ち、オフセット
補正手段4の出力信号から、この出力信号がゼロレベル
をクロスする位置を連続して検出し、隣接するゼロクロ
ス間の標本数をカウントするゼロクロス長検出器59の
出力を用いて、1フレーム以上の特定の期間における同
期パターン長を検出し、さらに、周波数誤差検出器13
により同期パターンの検出周期を検出することにより、
再生クロックの周波数制御を行うための周波数誤差量が
決定される。また、再生デジタルデータの位相情報は、
オフセット補正手段4の出力信号を用いて位相比較器9
により検出され、再生クロックと再生デジタルデータの
位相同期制御を行うための位相誤差量が決定される。
【0010】そして、前記周波数誤差検出器13から出
力された周波数誤差量を用いて、再生クロックが再生デ
ジタル信号と同期可能となる領域まで周波数の制御を行
うように、周波数制御用ループフィルタ14とデジタル
・アナログコンバータ42bによりVCO40を制御す
る。一方、位相比較器9から出力された位相誤差量を用
いて、再生クロックが再生デジタル信号に同期するよう
に、位相制御用ループフィルタ60とデジタル・アナロ
グコンバータ42aによりVCO40を制御する。即
ち、VCO40はこれらデジタル・アナログコンバータ
42aとデジタル・アナログコンバータ42bの出力を
加算器61で加算したものがその制御入力として入力さ
れる。
【0011】このような一連の動作により、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り、光ディスク媒体に
記録されたデジタルデータを安定かつ精度良く再生する
ことが可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、位相同期ループの一端である位相誤差検出を
パーシャルレスポンス等化処理前の信号に基づいて行な
う場合、チルトによる再生信号の劣化や、前記波形等化
手段の等化特性が不十分である等の条件下では、位相誤
差情報が不正確となるため、位相同期ループのジッタが
増大する。それにより、前記アナログ・デジタルコンバ
ータにより標本化される信号が正規の位相状態ではなく
なるため、前記トランスバーサルフィルタによるパーシ
ャルレスポンス等化において、その性能を十分に発揮で
きないことになる。そのため、再生信号の信号品質が劣
化し、エラーレートの悪化を引き起こす可能性がある。
【0013】また、こうした状態を回避する手段とし
て、前記トランスバーサルフィルタの出力信号に基づい
て位相誤差検出を行なうことが既に提案されているが、
この方法によれば、位相同期ループにおけるループ遅延
が大きくなり、位相同期引き込み範囲が低減したり、位
相同期の安定性が損なわれたりするため、有効な回避手
段にはなり得ない。
【0014】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、チルトによる特性劣化やアナログ等化が不十
分な条件においても、パーシャルレスポンス等化に最適
で、かつ位相同期引き込み能力も高く、エラーレートの
低下が可能な、デジタル記録データ再生装置を提供する
ことを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1に記載の
発明に係るデジタル記録データ再生装置は、記録媒体の
再生信号を、該信号に含まれるクロック成分の位相とは
非同期にデジタルデータに標本化するアナログ・デジタ
ル変換手段と、該標本化された信号からオフセット成分
および振幅を補正するデジタルデータ補正手段と、該補
正がなされた信号にパーシャルレスポンス等化を行なう
等化フィルタと、該パーシャルレスポンス等化された信
号から正規の標本化位相における信号を補間により再生
する補間フィルタと、該補間フィルタの出力信号に基づ
き前記等化フィルタのフィルタ係数を等化誤差が最小に
なるように適応的に制御するフィルタ係数制御手段と、
前記補間フィルタの出力信号に基づき位相誤差を検出し
前記補間フィルタのフィルタ係数を更新する位相同期ル
ープと、前記補間フィルタの出力信号を前記等化フィル
タで等化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復
号を行なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器と
を備えるようにしたものである。これにより、正規のサ
ンプリング位相での補間データに基づいて最尤復号を行
うことが可能となり、再生信号のチルトによる波形劣化
等に影響されない、パーシャルレスポンス最尤復号に適
したデジタルデータ復調が可能となる、という作用を有
する。
【0016】また、本願の請求項2に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、記録媒体の再生信号
を、該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に
デジタルデータに標本化するアナログ・デジタル変換手
段と、該標本化された信号からオフセット成分および振
幅を補正するデジタルデータ補正手段と、該補正がなさ
れた信号にパーシャルレスポンス等化を行なう等化フィ
ルタと、前記等化フィルタの出力信号に基づき位相誤差
を検出する位相同期ループと、該等化フィルタの出力信
号に基づき前記等化フィルタのフィルタ係数を等化誤差
が最小になるように適応的に制御するとともに前記位相
同期ループの出力に基づき位相誤差をなくするようにフ
ィルタ係数を制御するフィルタ係数制御手段と、前記等
化フィルタで等化したパーシャルレスポンスの型に応じ
て最尤復号を行なうことによりデータ復調を行なう最尤
復号器とを備えるようにしたものである。これにより、
正規のサンプリング位相での補間データに基づいて最尤
復号を行うことが可能となり、再生信号のチルトによる
波形劣化等に影響されない、パーシャルレスポンス最尤
復号に適したデジタルデータ復調が可能になる。また、
回路規模やコストの削減、低消費電力化や再生データの
エラーレートの低下にも有効である、という作用を有す
る。
【0017】 また、本願の請求項3に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項1または2記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記記録媒
体の再生信号に含まれるクロック信号とは位相が非同期
のクロックを発生するクロック発生手段と、前記位相同
期ループの出力に基づいて前記クロック発生手段が発生
するクロックの周波数を制御する周波数制御手段と、前
記位相同期ループの出力に基づいて前記クロック発生手
段が発生するクロックの周波数が前記位相同期ループが
位相同期制御を行うことの出来る位相制御限界を超えな
いように前記クロック発生手段の制御を行う位相同期維
持手段とを備えるようにしたものである。これにより、
クロック発生手段の発振制御が、ラフな周波数制御と同
期周波数近傍のアップダウン制御のみで済ませることが
でき、精度のよい位相同期ループを実現できるととも
に、アナログ素子の大幅な削減が可能となる。また、高
周波動作もしなくてよいため、ノイズの発生対策が不要
となる、作用を有する。
【0018】また、本願の請求項4に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項3記載のデジタ
ル記録データ再生装置において、前記周波数制御手段お
よび前記位相同期維持手段からの制御信号に対しデルタ
・シグマ変調を行うデルタ・シグマ変調手段と、該デル
タ・シグマ変調手段の出力信号の高域成分を除去する低
域通過型フィルタとを備えるようにしたものである。こ
れにより、ラフ制御からアップダウン制御に切り替わる
際の位相同期ループの乱れを抑制でき、滑らかな周波数
追従を行うことが可能となり、より安定した位相同期引
き込みを実現でき、再生データのエラーレートを向上で
きる。また、クロック発生手段の制御も主にラフ制御の
制御性能の向上を考えて設計すればよいため、アナログ
回路の簡略化が可能となる、作用を有する。
【0019】また、本願の請求項5に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項4記載のデジタ
ル記録データ再生装置において、前記低域通過型フィル
タの時定数を変化させる時定数可変手段を備えるように
したものである。これにより、記録媒体の再生速度が変
化した場合にその速度に応じて時定数を可変させること
ができ、記録媒体の倍速での再生モードを有するデータ
再生系において、再生速度に依存せずに滑らかな周波数
追従を行うことが可能となる、作用を有する。
【0020】また、本願の請求項6に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項1または2記載
のデジタル記録データ再生装置において、前記デジタル
データ補正手段は、オフセット調整を行う際に、標本化
された波形のセンターラインがゼロレベルとクロスする
ポイントに関してはそのポイントの振幅成分を加算し、
それ以外の符号が確定しているポイントに関しては、再
生符号に従ってその極性に応じた所定値を加算するよう
にしたものである。これにより、オフセット誤差情報の
確度が高まり、高周波成分を含んだ直流変動に対してオ
フセット調整を応答させる場合にも、動作の安定化と調
整後のノイズの低減が可能となり、直流変動に対して有
効なデータ再生手段を実現できる、作用を有する。
【0021】また、本願の請求項7に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項1または2記載
のデジタル記録データ再生装置において、前記デジタル
データ補正手段は、オフセット調整を行う際に、標本化
された波形のセンターラインがゼロレベルとクロスする
ポイントに関してはそのポイントの振幅成分を加算し、
それ以外の符号が確定しているポイントに関しては、再
生符号に従ってその極性に応じた値を加算するものであ
り、かつその加算値をシーク動作時とそれ以外とで異な
らせるようにしたものである。これにより、オフセット
誤差情報の確度が高まり、高周波成分を含んだ直流変動
に対してオフセット調整を応答させる場合にも、動作の
安定化と調整後のノイズの低減が可能となり、直流変動
に対して有効なデータ再生手段を実現できるとともに、
動作状況に応じた制御を行うことが可能となり、プレイ
アビリティーの向上が可能となる、作用を有する。
【0022】また、本願の請求項8に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項7記載のデジタ
ル記録データ再生装置において、前記デジタルデータ補
正手段は、シーク動作時には前記加算値の値を大きく
し、位相同期状態には前記加算値の値を小さくするよう
にしたものである。これにより、シーク動作中は追従性
を高め、位相同期状態になると制御雑音を抑えることが
でき、最適なオフセット制御が可能となる、作用を有す
る。
【0023】また、本願の請求項9に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置は、請求項1または2記載
のデジタル記録データ再生装置において、前記デジタル
データ補正手段は、オフセット調整を行う際に、標本化
された波形の各ポイントでの所定時間分の累積加算値を
モニタし、その直流分の誤差量を離散的に直流分にフィ
ードバックするようにしたものである。これにより、異
常状態である疑似ロック状態からの復旧を高速に行うこ
とが可能となり、プレイアビリティーの向上が可能とな
る、作用を有する。
【0024】また、本願の請求項10に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項2記載のデジ
タル記録データ再生装置において、前記フィルタ係数制
御手段は、位相同期引き込みを行った後、パーシャルレ
スポンス等化を連続的に行い、かつそのループゲインを
位相同期ループに比し十分低く設定し、その後等化誤差
が小さくなると間欠的な制御動作に切り替えるようにし
たものである。これにより、姿勢データの品質が向上
し、同期引き込み速度の向上が可能となる、作用を有す
る。
【0025】また、本願の請求項11に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、記録媒体からの再生
信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調された
信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、発
振器で生成されるクロックにより、該等化された信号を
該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多ビ
ットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタル
変換手段と、該標本化された信号からオフセット成分を
低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振幅を所
要のレベルに調整するオートゲインコントロール手段
と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス
等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パーシャ
ルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相にお
ける信号を高次補間により再生する高次補間フィルタ
と、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタ
のタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応
的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出力
信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該位
相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前記
補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化し
たパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行なう
ことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備え、非
同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化し、
位相補間型のデジタルフェーズロックドループにより位
相同期を補償し、データ復調を行なうようにしたもので
ある。これにより、チルトによる再生信号の特性劣化や
アナログ等化が不十分な条件においても、パーシャルレ
スポンス等化後に位相誤差情報を検出することにより、
位相同期ループにおけるジッタの低減と最適なパーシャ
ルレスポンス等化信号が再現できるため、エラーレート
低下につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も
高く、安定したデジタルデータ再生を行なえる、という
作用を有する。
【0026】また、本願の請求項12に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、記録媒体からの再生
信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調された
信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、発
振器で生成されるクロックにより、該等化された信号を
該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多ビ
ットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタル
変換手段と、該標本化された信号からオフセット成分を
低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振幅を所
要のレベルに調整するオートゲインコントロール手段
と、トランスバーサルフィルタと高次補間フィルタとの
機能を併せ持ち、前記振幅調整がなされた信号にパーシ
ャルレスポンス等化を行ない、該パーシャルレスポンス
等化された信号から正規の標本化位相における信号を高
次補間により再生する位相補間型トランスバーサルフィ
ルタと、該出力信号から位相誤差を検出する位相比較器
と、該位相誤差信号を平滑化して位相情報を得るための
ループフィルタと、該位相情報及び前記位相補間型トラ
ンスバーサルフィルタの出力信号から、等化誤差が最小
であり、かつ正規の標本化信号を再現するための、前記
位相補間型トランスバーサルフィルタのタップの重み係
数設定を設定するタップ重み係数設定手段と、前記補間
出力信号を前記位相補間型トランスバーサルフィルタで
等化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を
行なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備
え、パーシャルレスポンス等化とデジタルフェーズロッ
クドループを同一のフィルタで実現するようにしたもの
である。これにより、回路規模が大きいとされるトラン
スバーサルフィルタと高次補間フィルタをトランスバー
サルフィルタのみで共用化できるため、回路規模の削
減、及び特に、高速再生時における低消費電力化を図れ
る、という作用を有する。
【0027】また、本願の請求項13に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項12記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記タップ重み係
数設定手段が、位相方向に分割化された各位相毎のフィ
ルタ係数を有し、前記ループフィルタより出力される位
相情報にしたがって該位相制御用のフィルタ係数を更新
し、前記位相補間型トランスバーサルフィルタの出力信
号を基に、等化誤差を最小にするようにパーシャルレス
ポンス等化用のフィルタ係数を更新し該位相制御用フィ
ルタ係数と、該パーシャルレスポンス等化用フィルタ係
数を重畳することにより、前記位相補間型トランスバー
サルフィルタのタップの重み係数を設定するようにした
ものである。これにより、位相制御用のフィルタ係数の
設定手段と、パーシャルレスポンス等化用のタップの重
み係数設定手段を独立に操作することができるため、前
記位相補間型トランスバーサルフィルタのみで、パーシ
ャルレスポンス等化と正規位相でのデータ補間を共用化
した場合でも、双方の特性を損なうことなく精度が良く
効率的な制御が可能である、という作用を有する。
【0028】また、本願の請求項14に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項12記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記タップ重み係
数設定手段は、前記トランスバーサルフィルタの出力信
号に基づきパーシャルレスポンス方式に対応した等化目
標値を検出する仮判定回路と、該等化目標値と前記高次
補間フィルタの出力信号とに基づき等化誤差を検出する
等化誤差検出器と、前記等化誤差と前記高次補間フィル
タの出力信号との相関を検出する相関器と、該相関器の
出力をゲインと同数倍してフィードバックゲインを調整
するフィードバックゲイン調整器と、該フィードバック
ゲイン調整器の出力を各タップの重み係数に加算しタッ
プ係数を更新するタップ係数更新部と、ナイキスト特性
のチャネルレートを時間方向に分割したときの各々の振
幅値を各タップに対応させて格納する第1のレジスタ
と、前記第1のレジスタに格納された各タップおよび各
位相でのナイキスト補間係数と前記タップ係数更新部か
ら出力されるパーシャルレスポンス等化用のタップの重
み係数を重畳するタップ係数畳み込み手段と、初段の遅
延素子に前記パーシャルレスポンス等化がなされた信号
が入力される、相互に直列接続された,単位遅延時間の
遅延量を有する複数個の遅延素子と、該複数個の単位遅
延素子の中の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士の接
続点および最終段の遅延素子の出力に対応して設けられ
た乗算器と、該乗算器の出力の総和をとり本タップ重み
係数設定手段の出力を生成する加算器と、前記乗算器に
対応して設けられた第2のレジスタと、前記タップ係数
畳み込み手段の出力に基づき前記第2のレジスタの値を
更新するレジスタ値更新手段と、前記第2のレジスタに
対応して設けられ前記ループフィルタの出力位相情報に
応じて前記第2のレジスタに格納された振幅値を選択し
対応する前記乗算器に出力するセレクタとを備えるよう
にしたものである。これにより、前記位相補間型トラン
スバーサルフィルタのみで、パーシャルレスポンス等化
と正規位相でのデータ補間を共用化した場合でも、双方
の特性を損なうことなく精度が良く効率的な制御を可能
にするためのタップ係数の畳み込みを実現する具体的な
構成が得られる、という作用を有する。
【0029】また、本願の請求項15に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項12記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記トランスバー
サルフィルタの出力から周波数誤差を検出する周波数誤
差検出器と、該検出された周波数誤差を平滑し前記発振
器に制御信号として与える周波数制御用ループフィルタ
とをさらに備え、前記周波数誤差が所定値以下となった
状態で前記周波数制御用ループフィルタを含む周波数制
御用ループのゲインを低下せしめて、周波数引き込み制
御から位相同期引き込み制御に移行し、同期パターンが
所定数検出された場合に前記位相比較器を含む位相制御
用ループのループゲインを低下せしめて、前記位相補間
型タップ重み係数制御手段によるパーシャルレスポンス
適応自動等化制御に移行し、該パーシャルレスポンス適
応自動等化制御による等化誤差が所定値以下となった状
態で、等化誤差量の累積加算値を離散的にタップの重み
係数に反映させるインターバル制御型パーシャルレスポ
ンス適応自動等化制御に移行するようにしたものであ
る。これにより、ラフ制御から位相同期状態に移行した
後に、安定した位相同期ループを実現でき、かつ制御不
可能な状態に陥るのを防止できる、という作用を有す
る。
【0030】また、本願の請求項16に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項12に記載の
デジタル記録データ再生装置において、前記タップ重み
係数設定手段は、前記位相制御用フィルタ係数の更新時
のフィードバックゲインを、前記パーシャルレスポンス
等化用フィルタ係数の更新時のフィードバックゲインよ
りも充分に大きく設定し、前記パーシャルレスポンス等
化用フィルタ係数を離散的に更新するものとしたもので
ある。これにより、位相制御用のフィルタ係数制御と、
パーシャルレスポンス等化用のタップの重み係数制御と
の競合化を防ぎ、位相制御を優先させることにより、安
定した位相同期ループを実現し、かつパーシャルレスポ
ンス等化の精度を損なわないとともに、異常信号に対し
て制御不能状態に陥らないため、プレイアビリティが向
上する、という作用を有する。
【0031】また、本願の請求項17に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、記録媒体からの再生
信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調された
信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、発
振器で生成されるクロックにより、該等化された信号を
該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多ビ
ットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタル
変換手段と、該標本化された信号からオフセット成分を
低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振幅を所
要のレベルに調整するオートゲインコントロール手段
と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス
等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パーシャ
ルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相にお
ける信号を高次補間により再生する高次補間フィルタ
と、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタ
のタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応
的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出力
信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該位
相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前記
補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化し
たパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行なう
ことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備えると
ともに、前記発振器の出力クロックの周波数を制御する
手段として、記録データに含まれる同期パターンの周期
と該同期パターンの検出される時間幅を基に制御を行な
う周波数制御手段と、周波数と再生信号に含まれるクロ
ック成分の周波数が近傍まで引き込まれた後に、前記ル
ープフィルタの制御範囲をモニタし、該位相制御信号が
位相同期制御不能領域に達する前に、正常動作範囲に戻
るようにクロック周波数のアップ・ダウン制御を行なう
位相同期維持手段と、前記周波数制御手段の出力信号及
び前記位相同期維持手段の出力信号を基に、前記発振器
を制御するための発振器制御手段とを備えるようにした
ものである。これにより、再生信号を標本化する際の非
同期なクロックの周波数を、常に、デジタル位相同期ル
ープの制御可能範囲内に維持できることになる。したが
って、位相同期制御時に不連続点が生じることなく、安
定したデジタル記録データ再生が可能となるだけでな
く、周波数制御と位相制御を分離して考えることが可能
となるため、発振器の制御手段も単純な構成で実現でき
る、という作用を有する。
【0032】また、本願の請求項18に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項17記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記発振器制御手
段は、前記位相同期維持手段によるアップ・ダウン制御
時に、該制御信号を変調するデルタ・シグマ変調器と、
該出力信号を平滑化する低域通過型フィルタとを備え、
該出力信号により前記発振器を制御するようにしたもの
である。これにより、再生信号の標本化に用いる非同期
なクロックの周波数を、デジタル位相同期ループの制御
可能範囲内に維持する際に、発振器の最小周波数制御分
解能が荒く、アップ・ダウン制御時に発振周波数が大き
く変動する場合においては、位相同期ループに乱れが生
ずる危険性があったが、このように時間方向に変調をか
けて発振器の発振周波数を本来の分解能よりも細かく制
御することにより、アップ・ダウン時に乱れることなく
連続再生が可能となるため、再生品質が向上する、とい
う作用を有する。
【0033】また、本願の請求項19に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項18記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記低域通過型フ
ィルタのカットオフ周波数を、デジタル記録データの再
生速度に応じて切替えるカットオフ周波数可変手段をさ
らに備えるようにしたものである。これにより、デジタ
ル記録データを再生する際に、複数の再生速度を補償し
なければならない場合や、ディスク媒体における内外周
差、及び記録媒体の種類が異なるため広範囲の周波数制
御帯域を有する場合において、それぞれの再生速度に適
した応答特性を実現できるため、再生速度が大きく変化
する条件下においても再生特性を維持できる、という作
用を有する。
【0034】また、本願の請求項20に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項11,12ま
たは17のいずれかに記載のデジタル記録データ再生装
置において、前記オフセット補正手段は、前記標本化さ
れた信号が有するオフセット成分を検出するオフセット
検出手段と、該検出されたオフセット成分を平滑化する
平滑化手段と、該平滑化された信号を前記標本化された
信号より減算する減算手段とを備えるようにしたもので
ある。これにより、チルトによる再生信号の特性劣化や
アナログ等化が不十分な条件においても、エラーレート
低下につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も
高く、安定したデジタルデータ再生を行なえるものにお
いて、オフセット補正を行う構成を実現できる、という
作用を有する。
【0035】また、本願の請求項21に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、記録媒体からの再生
信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調された
信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段と、発
振器で生成されるクロックにより、該等化された信号を
該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多ビ
ットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタル
変換手段と、該標本化された信号からオフセット成分を
低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振幅を所
要のレベルに調整するオートゲインコントロール手段
と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス
等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パーシャ
ルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相にお
ける信号を高次補間により再生する高次補間フィルタ
と、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタ
のタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応
的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出力
信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該位
相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前記
補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化し
たパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行なう
ことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備え、非
同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化し、
位相補間型のデジタルフェーズロックドループにより位
相同期を補償し、データ復調を行なうとともに、前記オ
フセット補正手段は前記高次補間フィルタの出力を参照
してオフセット補正を行うようにしたものである。これ
により、再生信号の符号の極性のみでオフセット補正を
施すよりも、精度の良いオフセット検出できるため、
オフセット補正後の制御雑音の低減がなされるととも
に、フィードバックゲインをより大きく設定することが
可能となる。それにより高い周波数成分を有するレベル
変動にも追従できるため、ディフェクト等の異常条件下
での再生時にもプレイアビリティの向上が図れる、とい
う作用を有する。
【0036】また、本願の請求項22に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項21記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記オフセット補
正手段は、前記高次補間フィルタの出力信号がゼロクロ
スする位置の標本化信号については、その振幅方向の成
分を出力するゼロクロス振幅出力手段と、ゼロクロス位
置でない標本化信号に関しては、該信号の符号の極性に
応じて一定量の極性が異なる値を出力する極性値出力手
段と、前記ゼロクロス振幅出力手段の出力信号及び前記
極性値出力手段の出力信号を平滑化するためのオフセッ
ト補正用ループフィルタと、該出力信号を前記アナログ
・デジタルコンバータの出力信号から直接減算すること
により、オフセット除去を施すオフセット除去手段とを
備えるようにしたものである。これにより、異なる記録
媒体を再生する場合においても、それら記録媒体に応じ
たオフセット補正が可能となる、という作用を有する。
【0037】また、本願の請求項23に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項22記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記オフセット補
正手段は、前記極性値出力手段の出力値を可変し、前記
ゼロクロス振幅出力手段の出力値との比率を調整する極
性値出力可変手段を備えるようにしたものである。これ
により、再生信号の精度よりもレベル変動への追従性が
必要となるシーク時には、符号の極性を主として制御を
行ない、再生信号の精度が必要である連続データの再生
時には、ゼロクロス振幅を主として制御を行なうとい
う、状況に応じて最適なオフセット補正が可能となり、
また、制御の収束性にも関わってくるため、シーク後の
高速な位相同期引き込みが可能となる、という作用を有
する。
【0038】また、本願の請求項24に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項22記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記オフセット補
正手段は、シーク時には、前記極性値出力手段の出力値
を前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値に比べて大きく
し、連続データ再生時には、前記極性値出力手段の出力
値を前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値に比べて小さ
くすることにより、デジタル記録データ再生装置の動作
状況に応じて出力値を切り替える出力値切替手段を備え
るようにしたものである。これにより、疑似位相同期の
発生を回避するとともに、特定条件下において疑似位相
同期が発生した場合にも、早期に自己修復することが可
能となり、プレイアビリティの向上が図れる、という作
用を有する。
【0039】また、本願の請求項25に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項22記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記オフセット補
正手段は、一定の時間をカウントするカウンタと、前記
カウンタから出力されるフラグ間の前記極性値出力手段
の出力値と前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値を累積
加算する累積加算手段と、該出力信号を前記カウンタか
ら出力されるフラグのタイミングで、累積加算手段の出
力をモニタし、疑似位相同期状態であると判断された場
合は、前記極性値出力手段の比率を高くした制御に切替
え、正常位相同期状態に復帰させる累積加算結果モニタ
手段とを備えるようにしたものである。これにより、チ
ルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十分
な条件においても、エラーレートの低下につながるだけ
でなく、位相同期引き込み能力も高く、安定したデジタ
ルデータ再生を行なえるものにおいて、オフセット補正
を行う構成を実現できる、という作用を有する。
【0040】また、本願の請求項26に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項11,12,
17,21のいずれかに記載のデジタル記録データ再生
装置において、前記トランスバーサルフィルタは、前記
初段の遅延素子に前記振幅調整がなされた信号が入力さ
れる、相互に直列接続された,単位遅延時間の遅延量を
有する複数個の遅延素子と、該複数個の単位遅延素子の
中の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士の接続点およ
び最終段の遅延素子の出力に対応して設けられた乗算器
と、該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの出力を生
成する加算器とを備え、前記乗算器の他方の入力に入力
する重み係数を可変させることで所要の等化特性を実現
するようにしたものである。これにより、チルトによる
再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十分な条件にお
いても、エラーレートの低下につながるだけでなく、位
相同期引き込み能力も高く、安定したデジタルデータ再
生を行なえるものにおいて、パーシャルレスポンス等化
を行う構成を実現できる、という作用を有する。
【0041】また、本願の請求項27に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項11,17,
21のいずれかに記載のデジタル記録データ再生装置に
おいて、前記高次補間フィルタは、初段の遅延素子に前
記パーシャルレスポンス等化がなされた信号が入力さ
れ、相互に直列接続された,単位遅延時間の遅延量を有
する複数個の遅延素子と、該複数個の単位遅延素子の中
の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士の接続点および
最終段の遅延素子の出力に対応して設けられた乗算器
と、該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの出力を生
成する加算器とを備え、前記乗算器の他方の入力に入力
する重み係数を可変させることで所要の等化特性を実現
するようにしたものである。これにより、チルトによる
再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十分な条件にお
いても、エラーレートの低下につながるだけでなく、位
相同期引き込み能力も高く、安定したデジタルデータ再
生を行なえるものにおいて、正規の標本化位相における
信号を補間する構成を実現できる、という作用を有す
る。
【0042】また、本願の請求項28に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項27記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記高次補間フィ
ルタは、ナイキスト特性に基づき補間を行うようにした
ものである。これにより、チルトによる再生信号の特性
劣化やアナログ等化が不十分な条件においても、エラー
レートの低下につながるだけでなく、位相同期引き込み
能力も高く、安定したデジタルデータ再生を行なえるも
のにおいて、正規の標本化位相における信号を補間する
構成を実現できる、という作用を有する。
【0043】また、本願の請求項29に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項27記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記高次補間フィ
ルタは、前記乗算器に対応して設けられ、ナイキスト特
性のチャネルレートを時間方向に分割したときの各々の
振幅値を格納するレジスタと、前記レジスタに対応して
設けられ前記ループフィルタの出力位相情報に応じて前
記レジスタに格納された振幅値を選択し対応する前記乗
算器に出力するセレクタとを備えるようにしたものであ
る。これにより、チルトによる再生信号の特性劣化やア
ナログ等化が不十分な条件においても、エラーレートの
低下につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も高
く、安定したデジタルデータ再生を行なえるものにおい
て、正規の標本化位相における信号を補間する構成を実
現できる、という作用を有する。
【0044】また、本願の請求項30に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項11,17,
21のいずれかに記載のデジタル記録データ再生装置に
おいて、前記タップ重み係数制御手段は、最小二乗平均
アルゴリズムにより前記トランスバーサルフィルタの重
み係数を決定するようにしたものである。これにより、
チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十
分な条件においても、エラーレートの低下につながるだ
けでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定したデジ
タルデータ再生を行なえるものにおいて、トランスバー
サルフィルタが行うべきパーシャルレスポンス等化機能
を実現するよう重み係数を設定する構成を実現できる、
という作用を有する。
【0045】また、本願の請求項31に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項30記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記タップ重み係
数制御手段は、前記高次補間フィルタの出力信号に基づ
きパーシャルレスポンス方式に対応した等化目標値を検
出する仮判定回路と、該等化目標値と前記高次補間フィ
ルタの出力信号とに基づき等化誤差を検出する等化誤差
検出器と、前記等化誤差と前記高次補間フィルタの出力
信号との相関を検出する相関器と、該相関器の出力をゲ
インと同数倍してフィードバックゲインを調整するフィ
ードバックゲイン調整器と、該フィードバックゲイン調
整器の出力を各タップの重み係数に加算しタップ係数を
更新するタップ係数更新部とを備えるようにしたもので
ある。これにより、チルトによる再生信号の特性劣化や
アナログ等化が不十分な条件においても、エラーレート
低下につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も
高く、安定したデジタルデータ再生を行なえるものにお
いて、トランスバーサルフィルタが行うべきパーシャル
レスポンス等化機能を実現するよう重み係数を設定する
構成を実現できる、という作用を有する。
【0046】また、本願の請求項32に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置は、請求項15記載のデ
ジタル記録データ再生装置において、前記周波数誤差検
出器は、前記高次補間フィルタの出力信号がゼロレベル
とクロスする間隔を検出するゼロクロス長検出器と、隣
接するゼロクロス長の比率に基づきこれが所定の同期パ
ターン長と一致しているか否かを検出し、前記記録媒体
の再生速度を反映した第1の周期情報を得る同期パター
ン長検出器と、前記同期パターンが検出されるまでの間
隔を検出し、これと所定の期間とに基づく第2の同期情
報を検出する同期パターン間隔検出器とを備えるように
したものである。これにより、ラフ制御から位相同期状
態に移行した後に、安定した位相同期ループを実現で
き、かつ制御不可能な状態に陥るのを防止できるものに
おいて、周波数誤差を検出する構成を実現できる、とい
う作用を有する。
【0047】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)本実施の形態1
は、アナログ・デジタルコンバータでの標本化に非同期
クロックを用い、トランスバーサルフィルタによりパー
シャルレスポンス等化を行った信号を、高次補間フィル
タによって正規の標本化位相における信号を再現し、そ
の出力信号に基づき位相誤差検出を行ない、位相誤差が
小さくなるように前記高次補間フィルタのフィルタ係数
を制御するデジタル位相同期ループを構成するようにし
たものである。
【0048】以下、本発明の請求項1,請求項11,請
求項20,請求項26ないし請求項32に記載されたデ
ジタル記録データ再生装置に対応する実施の形態1につ
いて、図1ないし図9を用いて説明する。図1におい
て、図示しない再生手段(光ピックアップ等)により得
られた光ディスク再生信号をプリアンプ1で出力振幅を
強調した後、波形等化手段2で高域を強調するような補
正を施す。波形等化手段2は、例えば、高次等リップル
フィルタ等の,ブースト量とカットオフ周波数を任意に
設定できるフィルタで構成される。波形等化手段2の出
力信号をアナログ信号をデジタル信号に変換する手段と
してのアナログ・デジタルコンバータ3により、多ビッ
トのデジタル信号に標本化する。その際、発振器15に
より生成されるクロックであって、再生信号が有するク
ロック成分とは非同期のクロックを用いる。このアナロ
グ・デジタルコンバータ3により標本化された多ビット
のデジタル信号をオフセット補正手段4に入力すること
により、再生デジタル信号に含まれるオフセット成分を
補正する。
【0049】このオフセット補正手段4は、例えば、図
2に示すような構成のものでもよい。この図2のもの
は、再生デジタル信号の有するオフセット成分を検出す
るオフセット検出手段16と、それにより検出されたオ
フセット信号を平滑化するための平滑化手段17と、平
滑化手段17の出力信号を再生デジタル信号より減算す
る減算手段18により構成されるものである。
【0050】そして、オフセット補正手段4の出力信号
は、オートゲインコントロール5に入力されることによ
り、再生デジタル信号の振幅が所要の値に一致するよう
に調整される。オートゲインコントロール5は、例え
ば、信号波形のエンベロープを検出し、任意の設定値と
エンベロープ信号の差が零となるように制御するもので
あっても良い。
【0051】次に、オートゲインコントロール5の出力
信号をトランスバーサルフィルタ6に入力して、パーシ
ャルレスポンス等化を行なう。ここで、パーシャルレス
ポンス等化は、例えば、片面1層で4.7Gバイトのデ
ジタル記録が可能なDVD−ROM(Read Only Memor
y)では、図3(c)に示すように、等化後の波形振幅
が、5値(0,4×A,7×A,−4×A,−7×A)
に分かれるようなPR(3,4,4,3)方式を用いる
ものとする。
【0052】そして、従来、リードチャネルにおいて
は、図3(a)に示すような波形等化出力信号から、ス
ライスレベルを用いた2値化判別により、デジタルデー
タ復調を行なっていた。また、標本化する場合も、図3
(b)に示すように標本化し、その多ビットデジタル信
号をスライスレベルを用いて2値化判別を行なってい
た。
【0053】これに対して、PR(3,4,4,3)方
式とは、異なる4つの時間の標本化データを、3:4:
4:3の比率で足し合わせた特徴(3+4*D+4*D
2+3*D4)を有しており、再生信号に対して、図4
に示すような、低域通過型フィルタの特性を付加するも
のである。
【0054】図4において、MTFとはDVD−ROM
における光再生特性を示すものであり、この周波数特性
に近いほど、有利なパーシャルレスポンス方式であると
いうことが可能である。図4に示す方式だけでなく、P
R(3,4,4,3)方式以外にも、多種多様なパーシ
ャルレスポンスの型が存在するが、これは特定の方式に
限られるものではなく、要求される性能に見合ったもの
が実現可能であれば、他の方式を用いても問題はない。
これら再生データの時間方向に相関性を付加するパーシ
ャルレスポンス方式と、後述する最尤復号法(マキシマ
ムライクリフッド)の一つであり、付加したデータの相
関性を利用して尤も確からしい系列を復調するビタビ復
号器とを組合わせることにより、線記録方向の高記録密
度再生に有利とされるPRML信号処理を実現してい
る。
【0055】上述したように、PRML信号処理方式
は、再生波形の特性や変調符号により、様々な組み合わ
せが存在するため、各種記録再生系に対して、適切な方
式を選択することが必要である。トランスバーサルフィ
ルタ6は、有限のタップで構成される、例えば、FIR
(Finite Impulse response Filter)フィルタである。
このFIRフィルタによる等化特性は、タップの重み係
数を可変させることで実現されるものである。トランス
バーサルフィルタ6によりパーシャルレスポンス等化さ
れた信号を高次補間フィルタ7により、正規の標本化位
相における信号に変換する。高次補間フィルタ7は、例
えば、図5に示すようなナイキスト補間特性に基づくも
のであっても良い。
【0056】図5に示すようなナイキスト特性におい
て、チャネルレート(1T)を時間方向にN分割した時
の、各々の振幅値をレジスタに格納しておき、位相制御
情報に応じて、それが示す位相の係数を設定するように
選択するレジスタを切替えながら位相補間を行なってい
く。これにより、非同期に標本化した再生信号が、正規
の標本化位相と同等の再生等化信号に変換されることに
なる。
【0057】高次補間フィルタ7は、図6に示すよう
な、遅延素子19aないし19fをシリーズに接続し、
これから取り出したタップ、即ち遅延素子19aないし
19fの入力および遅延素子19fの出力にタップ係数
S1ないしS6およびS7を乗算する乗算素子20aな
いし20fおよび20gと、これら乗算素子20aない
し20fおよび20gの出力を加算する加算手段21に
より構成されるFIRフィルタであってもよい。
【0058】この時、位相補間を行なうに際して、ルー
プフィルタ10の出力信号である位相制御情報を基に、
図6に示すような、レジスタ22aから22gに保持さ
れているフィルタ係数を、セレクタ23aから23gに
より切替えながら、S1からS7までのタップ係数を設
定していく。ここで、レジスタ22aから22gの係数
は、図5の各位相毎のナイキスト特性値をN分割、例え
ば図5に示すように、各チャネルレートTをaからhま
で8分割し、さらに1から7のエリアを、図6に示すF
IRフィルタの各タップに対応させて予め格納してお
く。例えば、ループフィルタ10から得られる現時点で
の位相制御情報が、正規の位相と180°異なる標本化
位相であった場合、図5に示すエリア1から7までの
“●”、即ちeの位相でのフィルタ係数がS1からS7
のタップ係数として設定されることになる。ここで、時
間方向の分割数Nは大きいほど位相制御の精度は向上す
るが、分割数Nの増加は回路規模の増加に結びつくた
め、性能と回路規模が相容れる条件にて設定されるもの
である。高次補間フィルタ7の出力信号は、タップ重み
係数制御手段8に入力され、等化誤差を最小にするよう
にトランスバーサルフィルタ6のタップの重み係数を適
応的に制御する。
【0059】タップ重み係数制御手段8は、例えば、図
7に示すような、最小二乗平均アルゴリズムを用いたも
のであってもよい。即ち、高次補間フィルタ7の出力信
号から仮判定回路24によりパーシャルレスポンス方式
に対応した等化目標値を検出し、その等化目標値と高次
補間フィルタ7の出力信号を減算して等化誤差を検出す
る等化誤差検出器25と、等化誤差検出器25の出力信
号と高次補間フィルタ7の出力信号との相関を演算する
相関器26と、相関器26の出力をゲインと同数倍して
フィードバックゲインを調整するフィードバックゲイン
調整器27と、その出力を各タップの重み係数に加算
し、タップ係数を更新するタップ係数更新部28とから
構成されるものである。
【0060】次に、高次補間フィルタ7の出力信号から
位相誤差を検出するための位相比較器9と、位相比較器
9から出力される位相誤差信号を平滑化するためのルー
プフィルタ10と、その出力信号を位相制御情報とし
て、前記高次補間フィルタ7のフィルタ係数を制御する
フィードバックループにより、デジタル位相同期ループ
11を構成する。
【0061】以上、一連の動作により出力された、正規
の位相でのパーシャルレスポンス等化波形を用いて、パ
ーシャルレスポンスの型に応じて復号を行なう最尤復号
器12を通してデータ復調を行なう。ここで、最尤復号
器12は、例えば、ビタビ復号器であってもよい。ビタ
ビ復号器は、パーシャルレスポンスの型に基づいて、意
図的に付加された符号の相関の法則にしたがって確率計
算を行ない、尤も確からしい系列を再現するものであ
る。例えば、適用したパーシャルレスポンスの型がPR
(3,4,4,3)方式の場合、図8(a)に示すよう
な、状態遷移図に基づいて状態が変化する。これは、特
に、DVDで用いられている8−16変調符号を考慮し
たものとなっており、ランレングス長を2に制限してい
ることも関係しており、再生された系列S0からS5ま
での6つの状態の状態遷移で表現可能となっている。
【0062】図8(a)において、X/Yは、Xが記録
符号の遷移を、Yがその時の信号振幅を示している。ま
た、或る1つの状態は、異なる3つの時間の符号で表わ
され、例えば、S4「110」からS3「100」への
状態遷移では、「110」に符号“0”が加わり左にシ
フトされることにより、左端の“1”が消え、状態S3
「100」となることを意味している。
【0063】その時間的変化は、図8(b)に示すよう
に、トレリス線図で表わされる。そこで、この各パスの
確率的な長さlkab(以下、ブランチメトリックと称
す)を計算し、それぞれの状態に推移する場合に、ブラ
ンチメトリックを加算していく。ここで、kは時間的な
推移を、abは、状態SaからSbへの遷移でのブラン
チメトリックを表わすこととする。そのブランチメトリ
ックの各状態における加算値は、メトリックと呼ばれ、
このメトリックが最小となるパスを生き残りパスとし
て、順次出力していくことにより、2値デジタルデータ
に復調していくものである。つまり、図8(b)の記録
符号にしたがって復調されるとすれば、実線で示したパ
スが生き残りパスということになる。
【0064】また、アナログ・デジタルコンバータ3の
標本化クロックを制御する手段は、高次補間フィルタ7
の出力信号から、同期パターンのパターン長、あるい
は、同期パターンが発生する間隔を検出し、周期情報に
変換することにより周波数誤差信号を出力する手段とし
ての周波数誤差検出器13と、周波数誤差検出器13か
ら出力される周波数誤差信号を平滑化する手段としての
周波数制御用ループフィルタ14と、アナログ・デジタ
ルコンバータ3にクロックを供給する発振器15により
構成される周波数制御ループにより実現される。
【0065】ここで、周波数誤差検出器13は、例え
ば、図9に示すような構成のものであってもよい。即
ち、高次補間フィルタ7の出力信号から信号がゼロレベ
ルをクロスする位置を連続して検出し、隣接するゼロク
ロス間の標本数をカウントしてレジスタに保持する手段
により構成されるゼロクロス長検出器29の出力を用い
て、1フレーム以上の特定の期間をカウントする手段に
より構成されるフレームカウンタ30で制定された期間
内における、隣接するゼロクロス長の比率が、同期パタ
ーンの比率、例えば、DVD−ROMにおいては、1
4:4を満足している場合のみ、カウント値を加算した
最大値を検出してレジスタに保持する手段により構成さ
れる同期パターン長検出器31により再生デジタルデー
タの線速度周期に反比例する周期情報1を得る。また、
同期パターン長により、ある程度まで周波数を引き込ん
だ後、さらに再生クロックの有するクロック成分の周波
数に近づけるために、同期パターン長検出器31で同期
パターンであると判断された位置で同期パターンフラグ
を出力し、次に同期パターンフラグが検出されるまでの
間隔をカウントする手段により構成される同期パターン
間隔検出器32により、同期パターンが発生する周期を
検出し、例えば、DVD−ROMでは、1488T(こ
こで、Tは1チャネルビットを示す)との差を周期情報
2として得る。これら周期情報1と周期情報2により、
位相同期可能な周波数領域まで発振器15の発振クロッ
クを制御する。
【0066】このような、非同期に標本化した信号をパ
ーシャルレスポンス等化し、位相補間型のデジタル位相
同期ループにより位相同期を補償し、データ復調を行な
うことを特徴とするデジタル記録データ再生装置を用い
て、チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化が
不十分な条件においても、パーシャルレスポンス等化後
に位相誤差情報を検出することにより、位相同期ループ
におけるジッタの低減と最適なパーシャルレスポンス等
化信号が再現できるため、エラーレートの低下につなが
るだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定した
デジタル記録データ再生が可能となる。
【0067】即ち、非同期に標本化した信号をパーシャ
ルレスポンス等化し、位相補間型のデジタルフェーズロ
ックドループにより位相同期を補償し、データ復調を行
なうことを特徴とするデジタル記録データ再生装置を用
いることにより、チルトによる再生信号の特性劣化やア
ナログ等化が不十分な条件においても、パーシャルレス
ポンス等化後に位相誤差情報を検出することから、位相
同期ループにおけるジッタの低減と最適なパーシャルレ
スポンス等化信号が再現できるため、エラーレートの
につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も高
く、安定したデジタル記録データ再生が可能となるデジ
タル記録データ再生装置を実現することができる。
【0068】(実施の形態2)以下、本発明の請求項
2,請求項12ないし請求項16,請求項20,請求項
26,請求項32に記載されたデジタル記録データ再生
装置に対応する実施の形態2について、図10から図1
2を用いて説明する。図10において、図示しない再生
手段(光ピックアップ等)により得られた光ディスク再
生信号をプリアンプ1で出力振幅を強調した後、波形等
化手段2で高域を強調するような補正を施す。波形等化
手段2は、例えば、高次等リップルフィルタ等の,ブー
スト量とカットオフ周波数を任意に設定できるフィルタ
で構成される。波形等化手段2の出力信号をアナログ信
号をデジタル信号に変換する手段としてのアナログ・デ
ジタルコンバータ3により、多ビットのデジタル信号に
標本化する。その際、発振器15により生成されるクロ
ックであって、再生信号が有するクロック成分とは非同
期のクロックを用いる。このアナログ・デジタルコンバ
ータ3により標本化された多ビットのデジタル信号をオ
フセット補正手段4に入力することにより、再生デジタ
ル信号に含まれるオフセット成分を補正する。
【0069】オフセット補正手段4は、例えば、図2に
示すような構成のものでもよい。即ち、再生デジタル信
号の有するオフセット成分を検出するオフセット検出手
段16と、それにより検出されたオフセット信号を平滑
化するための平滑化手段17と、平滑化手段17の出力
信号を再生デジタル信号より減算する減算手段18によ
り構成されるものである。
【0070】オフセット補正手段4の出力信号は、オー
トゲインコントロール5に入力されることにより、再生
デジタル信号の振幅が任意の値に調整される。オートゲ
インコントロール5は、例えば、信号波形のエンベロー
プを検出し、任意の設定値とエンベロープ信号の差が零
になるように制御するものであっても良い。
【0071】次に、オートゲインコントロール5の出力
信号をトランスバーサルフィルタ6に入力して、位相同
期を実現するための位相補間とパーシャルレスポンス等
化を行なう。ここで、パーシャルレスポンス等化は、実
施の形態1に記載した,PR(3,4,4,3)方式を
用いてもよい。
【0072】トランスバーサルフィルタ6は、有限タッ
プで構成されるものであり、例えば、図6に示すよう
な、FIR(Finite Impulse response Filter)フィル
タであってもよい。このFIRフィルタによる等化特性
及び位相補間特性は、タップの重み係数を可変させるこ
とで実現されるものである。そしてそのタップの重み係
数を制御する手段として、位相補間型タップ重み係数制
御手段33を有する構成となっている。即ち、トランス
バーサルフィルタ6は、その等化出力信号に基づき、パ
ーシャルレスポンス等化誤差が最小となるようにタップ
の重み係数を制御する手段としての位相補間型タップ重
み係数制御手段33を有する適応制御ループと、トラン
スバーサルフィルタ6の出力の位相誤差を検出するため
の位相比較器9と、位相比較器9から出力される位相誤
差信号を平滑化するためのループフィルタ10と、位相
補間型タップ重み係数制御手段33とを有し、ループフ
ィルタ10の出力信号を位相制御情報として、位相補間
型タップ重み係数制御手段33のフィルタ係数を制御す
る手段としてのデジタル位相同期ループ、の2種類の制
御ループにより制御されるものである。
【0073】以上、一連の動作により出力された、正規
の位相でのパーシャルレスポンス等化波形を用いて、パ
ーシャルレスポンスの型に応じて復号を行なう最尤復号
器12を通してデータ復調を行なう。ここで、最尤復号
器12は、例えば、ビタビ復号器であってもよい。ビタ
ビ復号器は、パーシャルレスポンスの型にしたがって、
意図的に付加された符号の相関の法則にしたがって、確
率計算を行ない、尤も確からしい系列を再現するもので
あり、例えば、PR(3,4,4,3)ML方式、即
ち、適用したパーシャルレスポンスがPR(3,4,
4,3)であるPRML方式であってもよい。
【0074】なお、位相補間型タップ重み係数制御手段
33は、例えば、図11に示すような構成を有するもの
であってもよい。即ち、位相補間制御を行なうに際し
て、ループフィルタ10の出力信号である位相制御情報
を基に、図11に示すような、レジスタ22aから22
gに保持されているフィルタ係数を、セレクタ23aか
ら23gにより切替えながら、図6に示すような、S1
からS7までのFIRフィルタの各タップ係数を設定し
ていく。ここで、レジスタ22aから22gの係数は、
パーシャルレスポンス適応自動等化による係数制御と、
ナイキスト位相補間制御による係数制御の双方により決
定されるものである。
【0075】このパーシャルレスポンス適応自動等化に
よる係数制御は、例えば、図11に示すような、最小二
乗平均アルゴリズムを用いたものであってもよい。即
ち、トランスバーサルフィルタ6の出力信号から仮判定
回路24によりパーシャルレスポンス方式に対応した等
化目標値を検出し、その等化目標値とトランスバーサル
フィルタ6の出力信号を減算して等化誤差を検出する等
化誤差検出器25と、等化誤差検出器25の出力信号
と、トランスバーサルフィルタ6の出力信号との相関を
演算する相関器26と、相関器26の出力をゲインと同
数倍してフィードバックゲインを調整する手段としての
フィードバックゲイン調整器27と、その出力を各タッ
プの重み係数に加算し、タップ係数を更新する手段とし
てのタップ係数更新部28とから構成されるものであ
る。
【0076】一方、ナイキスト位相補間制御による係数
制御は、例えば、図5に示すように、ナイキスト特性を
aからまで8分割し、さらに1から7のエリアを、図
6に示すFIRフィルタの各タップに対応させてレジス
タ35に格納しておく。図11のレジスタ35に格納さ
れている各タップ及び各位相でのナイキスト補間係数E
mからDmと(mは、タップ番号、及びエリア番号に相
当するものである)、タップ係数更新部28の出力信号
であるパーシャルレスポンス等化用のタップの重み係数
を、タップ係数畳み込み手段34により重畳させ、レジ
スタ値更新手段36によりレジスタ22aから22gの
各レジスタ値を更新することにより、パーシャルレスポ
ンス適応自動等化による係数制御と、ナイキスト位相補
間制御による係数制御の双方を満足するタップの重み係
数を設定することが可能となる。
【0077】また、アナログ・デジタルコンバータ3の
標本化クロックを制御する手段は、トランスバーサルフ
ィルタ6の出力信号から、同期パターンのパターン長、
あるいは、同期パターンが発生する間隔を検出し、周期
情報に変換することにより周波数誤差信号を出力する手
段としての周波数誤差検出器13と、周波数誤差検出器
13から出力される周波数誤差信号を平滑化する手段と
しての周波数制御用ループフィルタ14と、アナログ・
デジタルコンバータ3にクロックを供給する発振器15
により構成される周波数制御ループにより実現される。
【0078】ここで、周波数誤差検出器13は、例え
ば、図9に示すような構成のものであってもよい。即
ち、トランスバーサルフィルタ6の出力信号から信号が
ゼロレベルをクロスする位置を連続して検出し、隣接す
るゼロクロス間の標本数をカウントしてレジスタに保持
する手段により構成されるゼロクロス長検出器29の出
力を用いて、1フレーム以上の特定の期間をカウントす
る手段により構成されるフレームカウンタ30で制定さ
れた期間内における、隣接するゼロクロス長の比率が、
同期パターンの比率、例えば、DVD−ROMにおいて
は、14:4を満足している場合のみ、カウント値を加
算した最大値を検出してレジスタに保持する手段により
構成される同期パターン長検出器31により再生デジタ
ルデータの線速度周期に反比例する周期情報1を得る。
また、同期パターン長により、ある程度まで周波数を引
き込んだ後、さらに再生クロックの有するクロック成分
の周波数に近づけるために、同期パターン長検出器31
で同期パターンであると判断された位置で同期パターン
フラグを出力し、次に同期パターンフラグが検出される
までの間隔をカウントする手段により構成される同期パ
ターン間隔検出器32により、同期パターンが発生する
周期を検出し、例えば、DVD−ROMでは、1488
T(ここで、Tは1チャネルビットを示す)との差を周
期情報2として得る。これら周期情報1と周期情報2に
より、位相同期可能な周波数領域まで発振器15の発振
クロックを制御する。
【0079】このような、非同期に標本化した信号を一
系統のトランスバーサルフィルタにより、パーシャルレ
スポンス等化、及び位相補間型のデジタルフェーズロッ
クドループを実現し、データ復調を行なうことを特徴と
するデジタル記録データ再生装置を用いることにより、
回路規模として全体に占める割合が大きいトランスバー
サルフィルタと高次補間フィルタを共用化できるため、
回路規模の削減、及び特に、高速再生時における低消費
電力化を図れるだけでなく、位相制御用のフィルタ係数
の設定手段と、パーシャルレスポンス等化用のタップの
重み係数設定手段を独立に操作するように構成しておく
ことにより、パーシャルレスポンス等化と正規標本化位
相におけるデータ再生補間の双方の特性を損なうことな
く精度良く効率的な制御が可能となる。また、実施の形
態1の2種類の制御ループを統合化し、回路規模として
占める割合が大きいトランスバーサルフィルタと高次補
間フィルタを共用化することにより、回路規模の削減、
及び特に、高速再生時における低消費電力化を図れる。
【0080】なお、実施の形態2における、周波数制
御、位相同期制御、及びパーシャルレスポンス適応自動
制御の制御方法は、例えば、図12のフローチャートに
示すようなものであってもよい。制御が開始された場
合、第一段階として、周波数制御ループにより、周波数
引き込みを行なう(ステップ101)。その結果として
得られる再生信号が有するクロック成分の周波数と、発
振器15から生成されるクロック周波数の偏差量が、±
A%以内であれば(ステップ102)、第二段階の位相
同期引き込み制御に移行し(ステップ103)、周波数
引き込みにおけるループゲインを低ゲインモードに切替
える。周波数偏差量が、±A%以内に収まっていない場
合は、引き続き周波数引き込み制御を継続する。
【0081】第二段階の位相同期引き込み制御に移行し
ている場合、その結果として検出される同期パターン
が、ある一定数連続して確認できれば(ステップ10
4)、第三段階のLMSアルゴリズムPR適応自動等化
制御に移行し(ステップ105)、位相同期引き込みに
おけるループゲインを低ゲインモードに切替える。同期
パターンが、ある一定数連続して確認できなければ、引
き続き位相同期引き込み制御を継続する。第三段階のL
MSアルゴリズムPR適応自動等化制御に移行している
場合、その結果として得られる等化誤差が、±B%以内
であれば(ステップ106)、第四段階のインターバル
制御型PR適応自動等化制御に移行し、±B%以内に収
まっていなければ、LMSアルゴリズムPR適応自動等
化制御を低ゲインモードで連続して行なう(ステップ1
07)。ここで、インターバル制御型PR適応自動等化
制御とは、逐次、パーシャルレスポンス等化用のタップ
の重み係数をフィードバックするのではなく、ある一定
期間における各々のタップでの相関性を持った等化誤差
量の累積加算値を、離散的にタップの重み係数に反映さ
せる制御方法である。ここで、LMSアルゴリズムPR
適応自動等化制御と、インターバル制御型PR適応自動
等化制御のループゲインは、位相同期引き込み制御のル
ープゲインに対して、十分に低いものであったほうが、
競合が起こらず、安定した制御が可能となる。
【0082】このような一連の制御方法をとることによ
り、位相制御用のフィルタ係数制御と、パーシャルレス
ポンス適応自動等化用のタップの重み係数制御との競合
化を防ぎ、位相制御を優先させることにより、安定した
位相同期ループを実現し、かつ、パーシャルレスポンス
等化の精度を損なわない制御が可能となる。また、イン
ターバル制御を用いることにより、異常信号が発生した
場合においても、制御不能状態に陥ることを回避するこ
とが可能であるため、プレイアビリティも向上するデジ
タル記録データ再生装置が得られる効果がある。
【0083】(実施の形態3)以下、本発明の請求項3
ないし請求項5,請求項17ないし請求項20,請求項
26ないし請求項31に記載されたデジタル記録データ
再生装置に対応する実施の形態3について、図13から
図16を用いて説明する。図13において、図示しない
再生手段(光ピックアップ等)により得られた光ディス
ク再生信号をプリアンプ1で出力振幅を強調した後、波
形等化手段2で高域を強調するような補正を施す。波形
等化手段2は、ブースト量とカットオフ周波数を任意に
設定できるフィルタで構成される。例えば、高次等リッ
プルフィルタ等である。波形等化手段2の出力信号をア
ナログ信号をデジタル信号に変換する手段としてのアナ
ログ・デジタルコンバータ3により、多ビットのデジタ
ル信号に標本化する。その際、VCO40により生成さ
れるクロックであって、再生信号が有するクロック成分
とは非同期のクロックを用いる。この標本化された多ビ
ットのデジタル信号をオフセット補正手段4に入力する
ことにより、再生デジタル信号に含まれるオフセット成
分を補正する。
【0084】このオフセット補正手段4は、例えば、図
2に示すような構成のものでもよい。即ち、再生デジタ
ル信号の有するオフセット成分を検出するオフセット検
出手段16と、それにより検出されたオフセット信号を
平滑化するための平滑化手段17と、平滑化手段17の
出力信号を再生デジタル信号より減算する減算手段18
により構成されるものである。
【0085】オフセット補正手段4の出力信号は、オー
トゲインコントロール5に入力されることにより、再生
デジタル信号の振幅が任意の値に調整される。オートゲ
インコントロール5は、例えば、信号波形のエンベロー
プを検出し、任意の設定値とエンベロープ信号の差が零
になるように制御するものであっても良い。
【0086】次に、オートゲインコントロール5の出力
信号をトランスバーサルフィルタ6に入力して、パーシ
ャルレスポンス等化を行なう。ここで、パーシャルレス
ポンス等化は、例えば、片面1層で4.7Gバイトのデ
ジタル記録が可能なDVD−ROM(Read Only Memor
y)では、図3(c)に示すように、等化後の波形振幅
が、5値(0,4×A,7×A,−4×A,−7×A)
に分かれるようなPR(3,4,4,3)方式を用いる
ものとする。PR(3,4,4,3)方式以外にも、多
種多様なパーシャルレスポンスの型は存在するが、特定
の方式に限定するだけでなく、性能に見合うものが可能
であれば、他の方式を用いても問題はない。これら再生
データの時間方向に相関性を付加するパーシャルレスポ
ンス方式と、後述する最尤復号法(マキシマムライクリ
フッド)の一つであり、付加したデータの相関性を利用
して尤も確からしい系列を復調するビタビ復号器とを組
合わせて、線記録方向の高記録密度再生に有利とされる
PRML信号処理を実現している。
【0087】上述したように、PRML信号処理方式
は、再生波形の特性や変調符号により、様々な組み合わ
せが存在するため、各種記録再生系に対して、適切な方
式を選択することが必要である。トランスバーサルフィ
ルタ6は、有限タップで構成される、例えば、FIR
(Finite Impulse response Filter)フィルタである。
このFIRフィルタによる等化特性は、タップの重み係
数を可変させることで実現されるものである。トランス
バーサルフィルタ6によりパーシャルレスポンス等化さ
れた信号を高次補間フィルタ7により、正規の標本化位
相における信号に変換する。
【0088】高次補間フィルタ7は、例えば、図5に示
すようなナイキスト補間特性に基づくものであっても良
い。図5に示すようなナイキスト特性において、チャネ
ルレート(1T)を時間方向にN分割した時の、各々の
振幅値をレジスタに格納しておき、位相制御情報に応じ
て、それが示す位相の係数を設定するように選択するレ
ジスタを切替えながら位相補間を行なっていく。これに
より、非同期に標本化した再生信号が、正規の標本化位
相と同等の再生等化信号に変換されることになる。
【0089】高次補間フィルタ7は、図6に示すよう
な、遅延素子19aから遅延素子19fと、乗算素子2
0aから20gと、加算手段21により構成されるFI
Rフィルタであってもよい。この時、位相補間を行なう
に際して、ループフィルタ10の出力信号である位相制
御情報を基に、図6に示すような、レジスタ22aから
22gに保持されているフィルタ係数を、セレクタ23
aから23gにより切替えながら、S1からS7までの
タップ係数を設定していく。ここで、レジスタ22aか
ら22gの係数は、図5の各位相毎のナイキスト特性値
をN分割、例えば図5に示すように、aからまで8分
割し、さらに1から7のエリアを、図6に示すFIRフ
ィルタの各タップに対応させて格納しておく。例えば、
ループフィルタ10から得られる現時点での位相制御情
報が、正規の位相と180°異なる標本化位相であった
場合、図5に示すエリア1から7までの“●”、即ちe
の位相でのフィルタ係数がS1からS7のタップ係数と
して設定されることになる。ここで、時間方向の分割数
Nは大きいほど位相制御の精度は向上するが、分割数N
の増加は回路規模の増加に結びつくため、性能と回路規
模が相容れる条件にて設定されるものである。高次補間
フィルタ7の出力信号は、タップ重み係数制御手段8に
入力され、等化誤差を最小にするようにトランスバーサ
ルフィルタ6のタップの重み係数を適応的に制御する。
【0090】タップ重み係数制御手段8は、例えば、図
7に示すような、最小二乗平均アルゴリズムを用いたも
のであってもよい。即ち、高次補間フィルタ7の出力信
号から仮判定回路24によりパーシャルレスポンス方式
に対応した等化目標値を検出し、その等化目標値と高次
補間フィルタ7の出力信号を減算して等化誤差を検出す
る等化誤差検出器25と、等化誤差検出器25の出力信
号と、高次補間フィルタ7の出力信号との相関を演算す
る相関器26と、相関器26の出力をゲインと同数倍し
てフィードバックゲインを調整する手段としてのフィー
ドバックゲイン調整器27と、その出力を各タップの重
み係数に加算し、タップ係数を更新する手段としてのタ
ップ係数更新部28とから構成されるものである。
【0091】次に、高次補間フィルタ7の出力信号から
位相誤差を検出するための位相比較器9と、位相比較器
9から出力される位相誤差信号を平滑化するためのルー
プフィルタ10と、その出力信号を位相制御情報とし
て、前記高次補間フィルタ7のフィルタ係数を制御する
フィードバックループにより、デジタル位相同期ループ
11を構成する。
【0092】以上、一連の動作により出力された、正規
の位相でのパーシャルレスポンス等化波形を用いて、パ
ーシャルレスポンスの型に応じて復号を行なう最尤復号
器12を通してデータ復調を行なう。ここで、最尤復号
器12は、例えば、ビタビ復号器であってもよい。ビタ
ビ復号器は、パーシャルレスポンスの型にしたがって、
意図的に付加された符号の相関の法則にしたがって、確
率計算を行ない、尤も確からしい系列を再現するもので
ある。
【0093】また、アナログ・デジタルコンバータ3の
標本化クロックを制御する手段は、高次補間フィルタ7
の出力信号から、同期パターンのパターン長、あるい
は、同期パターンが発生する間隔を検出し、周期情報に
変換することにより周波数誤差信号を出力する手段とし
ての周波数誤差検出器13と、周波数誤差検出器13か
ら出力される周波数誤差信号を平滑化する手段としての
周波数制御用ループフィルタ14により構成される、ラ
フな周波制御を司る周波数制御手段37と、周波数と再
生信号に含まれるクロック成分の周波数が近傍まで引き
込まれた後に、ループフィルタ10から出力される位相
制御情報をモニタし、その位相制御信号が位相同期制御
不能領域に達する前に、正常動作範囲に戻るようにクロ
ック周波数のアップ・ダウン制御を行なう位相同期維持
手段38と、それら、周波数のラフ制御信号とアップ・
ダウン制御信号を基に、アナログ・デジタルコンバータ
3にクロックを供給するVCO40の発振周波数を制御
するVCO制御手段3により構成される周波数制御ル
ープにより実現される。
【0094】ここで、周波数制御手段37は、例えば、
図9に示すような構成のものに周波数制御用ループフィ
ルタ14を接続したものであってもよい。即ち、高次補
間フィルタ7の出力信号から信号がゼロレベルをクロス
する位置を連続して検出し、隣接するゼロクロス間の標
本数をカウントしてレジスタに保持する手段により構成
されるゼロクロス長検出器29の出力を用いて、1フレ
ーム以上の特定の期間をカウントする手段により構成さ
れるフレームカウンタ30で制定された期間内におけ
る、隣接するゼロクロス長の比率が、同期パターンの比
率、例えば、DVD−ROMにおいては、14:4を満
足している場合のみ、カウント値を加算した最大値を検
出してレジスタに保持する手段により構成される同期パ
ターン長検出器31により再生デジタルデータの線速度
周期に反比例する周期情報1を得る。また、同期パター
ン長により、ある程度まで周波数を引き込んだ後、さら
に再生クロックの有するクロック成分の周波数に近づけ
るために、同期パターン長検出器31で同期パターンで
あると判断された位置で同期パターンフラグを出力し、
次に同期パターンフラグが検出されるまでの間隔をカウ
ントする手段により構成される同期パターン間隔検出器
32により、同期パターンが発生する周期を検出し、例
えば、DVD−ROMでは、1488T(ここで、Tは
1チャネルビットを示す)との差を周期情報2として得
る。これら周期情報1と周期情報2により、周波数制御
用のループフィルタ14を介して、位相同期可能な周波
数領域までVCO40の発振クロックを制御する。
【0095】また、位相同期維持手段38は、例えば、
図14に示すような制御方法に基づくものであってもよ
い。周波数制御手段37により、位相同期可能な周波数
領域までVCOの発振クロックの周波数が引き込まれて
いる場合、図14(a)に示すような、ループフィルタ
10の出力信号である位相制御信号が、位相制御限界に
達する前に、ある任意の位相維持レベルを、位相の進み
方向と遅れ方向の双方に設けておき、位相制御信号が、
進み方向の位相維持レベルを超える場合はアップ制御信
号を、遅れ方向の位相維持レベルを超える場合はダウン
制御信号を、VCO制御手段39に供給する。この周波
数のアップ・ダウン制御により、VCO40の発振クロ
ックの周波数は、位相同期可能な領域内にとどまるよう
に制御されるため、位相の不連続点が存在しない滑らか
な位相同期制御が可能となる。この時、VCO40の発
振周波数の制御は、図14(b)に示すような周波数曲
線を描くことになる。
【0096】このような一連の周波数制御を行なうこと
により、再生信号を標本化する際の非同期なクロックの
周波数を、常に、デジタル位相同期ループの制御可能範
囲内に維持できることになる。したがって、位相同期制
御時に不連続点が生じることなく、安定したデジタル記
録データ再生が可能となるだけでなく、周波数制御と位
相制御を分離して考えることが可能となるため、発振器
の回路及び制御手段も単純な構成で実現できる。特に、
VCO等のアナログ回路においては、経年変化や性能面
でのバラツキがあるため、その補償回路等が必要となっ
てくるが、本発明の制御方式を用いれば、回路構成を簡
略化することが可能となり、コスト削減、及び低消費電
力化に効果がある。
【0097】なお、トランスバーサルフィルタ6,高次
補間フィルタ7,タップ重み係数制御手段8,位相比較
器9及びループフィルタ10の代わりに、図10のトラ
ンスバーサルフィルタ6,位相比較器9,ループフィル
タ10及び位相補間型タップ重み係数制御手段33を用
いてもよい。
【0098】なお、VCO制御手段39は、例えば、図
15(a)に示すようなものであってもよい。即ち、周
波数制御手段37から出力される周波数ラフ制御信号
と、位相同期維持手段38から出力される周波数アップ
・ダウン制御信号を、それぞれデルタ・シグマ変調器4
1に入力し、オーバーサンプリングを利用し、時間方向
に変調をかけた後、その出力をデジタル・アナログコン
バータ42に入力して、デジタル制御信号を電圧値に変
換する。変換された電圧値を、平滑化する手段としての
低域通過型フィルタ43に入力して、滑らかなVCO制
御電圧に整形し直すことにより、本来、VCO40が持
つ発振周波数の最小制御量よりも細かい制御が可能とな
る。その時の、VCO制御電圧とデルタ・シグマ変調器
41の出力の関係は、図15(b)に示すようになって
いる。
【0099】再生信号の標本化に用いる非同期なクロッ
クの周波数を、デジタル位相同期ループの制御可能範囲
内に維持する際に、発振器の最小周波数制御分解能が荒
く、アップ・ダウン制御時に発振周波数が大きく変動す
る場合においては、位相同期ループに乱れが生ずる危険
性があったが、このように時間方向に変調をかけて発振
器の発振周波数を本来の分解能よりも細かく制御するこ
とにより、アップ・ダウン時に乱れることなく連続再生
が可能となるため、再生品質が向上する。
【0100】なお、VCO制御手段39は、例えば、図
16(a)に示すようなものであってもよい。即ち、周
波数制御手段37から出力される周波数ラフ制御信号
と、位相同期維持手段38から出力される周波数アップ
・ダウン制御信号を、それぞれデルタ・シグマ変調器4
1に入力し、オーバーサンプリングを利用し、時間方向
に変調をかけた後、その出力をデジタル・アナログコン
バータ42に入力して、デジタル制御信号を電圧値に変
換する。変換された電圧値を、平滑化する手段としての
低域通過型フィルタ43に入力して、滑らかなVCO制
御電圧に整形し直すことにより、本来、VCO40が持
つ発振周波数の最小制御量よりも細かい制御が可能とな
る。その際、再生する倍速モードや、ディスク再生時の
内外周差等、再生速度の変化量に応じて、低域通過型フ
ィルタ43のカットオフ周波数を切替える手段としての
カットオフ周波数設定手段44を擁するものである。
【0101】ここで、カットオフ周波数は、再生クロッ
クの周波数に連動させて変化させていくことが可能であ
れば、さらに性能向上につながる。その時の、VCO制
御電圧とデルタ・シグマ変調器41の出力の関係は、図
16(b)に示すようになっている。低域通過型フィル
タのカットオフ周波数を固定すると、2倍速で正常な再
生が行なえていたものが、1倍速、つまり再生チャネル
レート2倍の長さになると、VCO制御電圧は乱れる
ことになる。しかしながら、2倍速再生から1倍速再生
に切替える時点で、カットオフ周波数を低く設定するこ
とにより、図16(b)に示すように、滑らかな制御が
維持できる。これは、ディスク再生時にスピンドルモー
タの回転数を一定に保つ方式であるCAV再生方式にお
いて存在する、再生速度の内外周差にも同様の効果が得
られる。
【0102】これにより、デジタル記録データを再生す
る際に、複数の再生速度を補償しなければならない場合
や、ディスク媒体における内外周差、即ち内,外周にお
ける周波数の偏差、及び記録媒体の種類が異なるため広
範囲の周波数制御帯域を有する場合において、それぞれ
の再生速度に適した応答特性を実現できるため、多種多
様の再生倍速モードに対しても対応することが容易にな
り、再生速度が大きく変化する条件下においても再生特
性を維持することが可能なデジタル記録データ再生装置
を得ることができる。さらに、デジタルデータ再生装置
に占めるアナログ素子をでき、回路構成を単純化し
た場合にも安定したデータ再生が可能となるため、さら
なる、コスト低減につながる効果がある。
【0103】(実施の形態4)以下、本発明の請求項6
ないし請求項9,請求項21ないし請求項32に記載さ
れたデジタル記録データ再生装置に対応する実施の形態
4について、図17から図22を用いて説明する。
【0104】図17において、図示しない再生手段(光
ピックアップ等)により得られた光ディスク再生信号を
プリアンプ1で出力振幅を強調した後、波形等化手段2
で高域を強調するような補正を施す。波形等化手段2
は、例えば、高次等リップルフィルタ等の,ブースト量
とカットオフ周波数を任意に設定できるフィルタで構成
される。波形等化手段2の出力信号をアナログ信号をデ
ジタル信号に変換する手段としてのアナログ・デジタル
コンバータ3により、多ビットのデジタル信号に標本化
する。その際、発振器15により生成されるクロックで
あって、再生信号が有するクロック成分とは非同期のク
ロックを用いる。この標本化された多ビットのデジタル
信号と、高次補間フィルタ7の出力信号を、オフセット
補正手段4に入力することにより、再生デジタル信号に
含まれるオフセット成分を補正する。
【0105】オフセット補正手段4は、例えば、図18
に示すような構成のものでもよい。即ち、高次補間フィ
ルタ7の出力信号から、信号がゼロレベルをクロスする
位置を検出し、ゼロクロスフラグを出力する機能により
構成されるゼロクロス位置検出手段45と、図19にお
いて“●”で示すような、ゼロクロス位置の標本化信号
については、図19に示す、真のDCレベルと、偽のD
Cレベルの振幅差(図中ではE)を出力する機能により
構成されるゼロクロス振幅出力手段46と、ゼロクロス
位置でない標本化信号については、その信号の極性に応
じて、ある任意の値X、あるいは−Xを出力する機能に
より構成される極性値出力手段47と、ゼロクロス振幅
出力手段46と極性値出力手段47の出力信号を、ゼロ
クロスフラグにより切替えて出力する手段であるセレク
タ48により、オフセット誤差信号として統合した後、
平滑化するためのオフセット補正用ループフィルタ49
に入力される。最後に、減算手段18により、アナログ
・デジタルコンバータ3の出力信号から、オフセット補
正用ループフィルタ49の出力信号を直接減算し、オフ
セット補正を行なうものである。
【0106】従来の,信号の符号のみに注目して制御を
行なう方法であれば、高い周波数成分のDCレベル変動
に追従させるために、ループゲインを大きくした場合、
検出したオフセット情報の不確かさから発生する制御雑
音により、再生信号品質が劣化していた。しかしなが
ら、図18に示すようなオフセット補正手段4を用いれ
ば、図19に示すXの値を、適切に選ぶことにより、オ
フセット誤差量を時間方向に展開することができるた
め、信号の極性だけでは得られなかった、より精度良い
オフセット誤差信号を検出することが可能となる。した
がって、従来に比べると、ループゲインを大きくして
も、制御雑音が増加しないため、オフセット補正に伴う
再生信号品質の劣化を抑えることが可能となるだけでな
く、より高い周波数成分を有するDCレベル変動や、振
幅変調、及びスクラッチ等により発生する異常信号に対
し、高い追従性と安定した動作が保証される。オフセッ
ト補正手段4の出力信号は、オートゲインコントロール
5に入力されることにより、再生デジタル信号の振幅が
任意の値に調整される。オートゲインコントロール5
は、例えば、信号波形のエンベロープを検出し、任意の
設定値とエンベロープ信号の差が零になるように制御す
るものであっても良い。
【0107】次に、オートゲインコントロール5の出力
信号をトランスバーサルフィルタ6に入力して、パーシ
ャルレスポンス等化を行なう。ここで、パーシャルレス
ポンス等化は、例えば、片面1層で4.7Gバイトのデ
ジタル記録が可能なDVD−ROM(Read Only Memor
y)では、図3(c)に示すように、等化後の波形振幅
が、5値(0,4×A,7×A,−4×A,−7×A)
に分かれるようなPR(3,4,4,3)方式を用いる
ものとする。PR(3,4,4,3)方式以外にも、多
種多様なパーシャルレスポンスの型は存在するが、特定
の方式に限定するだけでなく、性能に見合うものが実現
可能であれば、他の方式を用いても問題はない。これら
再生データの時間方向に相関性を付加するパーシャルレ
スポンス方式と、後述する最尤復号法(マキシマムライ
クリフッド)の一つであり、付加したデータの相関性を
利用して尤も確からしい系列を復調するビタビ復号器と
を組合わせて、線記録方向の高記録密度再生に有利とさ
れるPRML信号処理を実現している。上述したよう
に、PRML信号処理方式は、再生波形の特性や変調符
号により、様々な組み合わせが存在するため、各種記録
再生系に対して、適切な方式を選択することが必要であ
る。トランスバーサルフィルタ6は、有限タップで構成
される、例えば、FIR(Finite Impulse response Fi
lter)フィルタである。このFIRフィルタによる等化
特性は、タップの重み係数を可変させることで実現され
るものである。トランスバーサルフィルタ6によりパー
シャルレスポンス等化された信号を高次補間フィルタ7
により、正規の標本化位相における信号に変換する。高
次補間フィルタ7は、例えば、図5に示すようなナイキ
スト補間特性に基づくものであっても良い。図5に示す
ようなナイキスト特性において、チャネルレート(1
T)を時間方向にN分割した時の、各々の振幅値をレジ
スタに格納しておき、位相制御情報に応じて、それが示
す位相の係数を設定するように選択するレジスタを切替
えながら位相補間を行なっていく。これにより、非同期
に標本化した再生信号が、正規の標本化位相と同等の再
生等化信号に変換されることになる。
【0108】高次補間フィルタ7は、図6に示すよう
な、遅延素子19aから遅延素子19fと、乗算素子2
0aから20gと、加算手段21により構成されるFI
Rフィルタであってもよい。この時、位相補間を行なう
に際して、ループフィルタ10の出力信号である位相制
御情報を基に、図6に示すような、レジスタ22aから
22gに保持されているフィルタ係数を、セレクタ23
aから23gにより切替えながら、S1からS7までの
タップ係数を設定していく。ここで、レジスタ22aか
ら22gの係数は、図5の各位相毎のナイキスト特性値
をN分割、例えば図5に示すように、aからまで8分
割し、さらに1から7のエリアを、図6に示すFIRフ
ィルタの各タップに対応させて格納しておく。例えば、
ループフィルタ10から得られる現時点での位相制御情
報が、正規の位相と180°異なる標本化位相であった
場合、図5に示すエリア1から7までの“●”、即ちe
の位相でのフィルタ係数がS1からS7のタップ係数と
して設定されることになる。ここで、時間方向の分割数
Nは大きいほど位相制御の精度は向上するが、分割数N
の増加は回路規模の増加に結びつくため、性能と回路規
模が相容れる条件にて設定されるものである。高次補間
フィルタ7の出力信号は、タップ重み係数制御手段8に
入力され、等化誤差を最小にするようにトランスバーサ
ルフィルタ6のタップの重み係数を適応的に制御する。
【0109】タップ重み係数制御手段8は、例えば、図
7に示すような、最小二乗平均アルゴリズムを用いたも
のであってもよい。即ち、高次補間フィルタ7の出力信
号から仮判定回路24によりパーシャルレスポンス方式
に対応した等化目標値を検出し、その等化目標値と高次
補間フィルタ7の出力信号を減算して等化誤差を検出す
る等化誤差検出器25と、等化誤差検出器25の出力信
号と、高次補間フィルタ7の出力信号との相関を演算す
る相関器26と、相関器26の出力をゲインと同数倍し
てフィードバックゲインを調整する手段としてのフィー
ドバックゲイン調整器27と、その出力を各タップの重
み係数に加算し、タップ係数を更新する手段としてのタ
ップ係数更新部28とから構成されるものである。
【0110】次に、高次補間フィルタ7の出力信号から
位相誤差を検出するための位相比較器9と、位相比較器
9から出力される位相誤差信号を平滑化するためのルー
プフィルタ10と、その出力信号を位相制御情報とし
て、前記高次補間フィルタ7のフィルタ係数を制御する
フィードバックループにより、デジタル位相同期ループ
11を構成する。
【0111】以上、一連の動作により出力された、正規
の位相でのパーシャルレスポンス等化波形を用いて、パ
ーシャルレスポンスの型に応じて復号を行なう最尤復号
器12を通してデータ復調を行なう。ここで、最尤復号
器12は、例えば、ビタビ復号器であってもよい。ビタ
ビ復号器は、パーシャルレスポンスの型にしたがって、
意図的に付加された符号の相関の法則にしたがって、確
率計算を行ない、尤も確からしい系列を再現するもので
ある。
【0112】また、アナログ・デジタルコンバータ3の
標本化クロックを制御する手段は、高次補間フィルタ7
の出力信号から、同期パターンのパターン長、あるい
は、同期パターンが発生する間隔を検出し、周期情報に
変換することにより周波数誤差信号を出力する手段とし
ての周波数誤差検出器13と、周波数誤差検出器13か
ら出力される周波数誤差信号を平滑化する手段としての
周波数制御用ループフィルタ14と、アナログ・デジタ
ルコンバータ3にクロックを供給する発振器15により
構成される周波数制御ループにより実現される。
【0113】ここで、周波数誤差検出器13は、例え
ば、図9に示すような構成のものであってもよい。即
ち、高次補間フィルタ7の出力信号から信号がゼロレベ
ルをクロスする位置を連続して検出し、隣接するゼロク
ロス間の標本数をカウントしてレジスタに保持する手段
により構成されるゼロクロス長検出器29の出力を用い
て、1フレーム以上の特定の期間をカウントする手段に
より構成されるフレームカウンタ30で制定された期間
内における、隣接するゼロクロス長の比率が、同期パタ
ーンの比率、例えば、DVD−ROMにおいては、1
4:4を満足している場合のみ、カウント値を加算した
最大値を検出してレジスタに保持する手段により構成さ
れる同期パターン長検出器31により再生デジタルデー
タの線速度周期に反比例する周期情報1を得る。また、
同期パターン長により、ある程度まで周波数を引き込ん
だ後、さらに再生クロックの有するクロック成分の周波
数に近づけるために、同期パターン長検出器31で同期
パターンであると判断された位置で同期パターンフラグ
を出力し、次に同期パターンフラグが検出されるまでの
間隔をカウントする手段により構成される同期パターン
間隔検出器32により、同期パターンが発生する周期を
検出し、例えば、DVD−ROMでは、1488T(こ
こで、Tは1チャネルビットを示す)との差を周期情報
2として得る。これら周期情報1と周期情報2により、
位相同期可能な周波数領域まで発振器15の発振クロッ
クを制御する。
【0114】このように、オフセット誤差量を時間方向
に展開する手法を用いることにより、信号の極性だけで
は得られなかった、より精度良いオフセット誤差信号を
検出することが可能となる。したがって、従来に比べる
と、ループゲインを大きくしても、制御雑音が増加しな
いため、オフセット補正に伴う再生信号品質の劣化を抑
えることが可能となるだけでなく、より高い周波数成分
を有するDCレベル変動や、振幅変調、及びスクラッチ
等により発生する異常信号に対し、高い追従性と安定し
た動作が保証される。これにより、異常条件下での再生
時にもプレイアビリティの向上が可能となる。
【0115】即ち、信号波形にアシンメトリが存在する
だけでなく、スクラッチやディフェクト等により引き起
こされる、急激な振幅変調やオフセットレベル変動等が
起こる可能性を有する光ディスク系のデジタルデータ再
生において、記録変調符号の特徴を生かした符号極性成
分によるオフセット補正と、ゼロクロス近傍の標本化位
相における振幅成分によるオフセット補正の比率を適応
的に変化させることにより、制御状況に応じて最適なオ
フセット補正が可能となるため、スクラッチやディフェ
クト等により引き起こされる異常信号に対しての追従
性、及び復旧性能が向上する。また、周波数引き込みや
位相同期引き込み制御に対しても有利な状況となるた
め、シーク後の高速な位相同期引き込みが可能となる。
【0116】なお、トランスバーサルフィルタ6,高次
補間フィルタ7,タップ重み係数制御手段8,位相比較
器9及びループフィルタ10の代わりに、図10のトラ
ンスバーサルフィルタ6,位相比較器9,ループフィル
タ10及び位相補間型タップ重み係数制御手段33を用
いてもよい。
【0117】なお、オフセット補正手段4は、図20に
示すような構成のものであってもよい。即ち、高次補間
フィルタ7の出力信号から、信号がゼロレベルをクロス
する位置を検出し、ゼロクロスフラグを出力する機能に
より構成されるゼロクロス位置検出手段45と、図19
において“●”で示すような、ゼロクロス位置の標本化
信号については、図19に示す、真のDCレベルと、偽
のDCレベルの振幅差(図中ではE)を出力する機能に
より構成されるゼロクロス振幅出力手段46と、ゼロク
ロス位置でない標本化信号については、その信号の極性
に応じて、ある任意の値X、あるいは−Xを出力する機
能により構成される極性値出力手段47を有し、極性値
出力手段47の出力信号に対して、ゲイン調整手段50
により、任意のゲインが設定できるものである。
【0118】つまり、図19で示すXが、任意の値に設
定可能となるため、ゼロクロス位置における振幅誤差量
との比率を変えることにより、オフセット補正制御を、
ゼロクロス振幅出力手段46と極性値出力手段47の出
力信号のどちらを主として制御するかを調整することが
可能となる。ゼロクロス振幅出力手段46の出力信号を
主とした場合は、位相同期引き込み後のDCレベル変動
に対し有利な制御が行なえるが、位相同期引き込みが崩
れた場合には、同時にオフセット補正制御も崩れる。反
対に、極性値出力手段47の出力信号を主とした場合
は、制御雑音は大きくなるが、高速かつ確実にオフセッ
ト補正を行なうことが可能である。
【0119】以上のようにして得られた、ゼロクロス振
幅出力手段46とゲイン調整手段50の出力信号を、ゼ
ロクロフラグにより切替えて出力する手段であるセレク
タ48により、オフセット誤差信号として統合した後、
平滑化するためのオフセット補正用ループフィルタ49
に入力される。最後に、減算手段18により、アナログ
・デジタルコンバータ3の出力信号からオフセット補正
用ループフィルタ49の出力信号を直接減算し、オフセ
ット補正を行なうものである。
【0120】このように、ゼロクロス振幅出力手段と極
性値出力手段の出力信号のどちらを主とするかにより、
制御に、応答速度や、制御雑音等の面で、様々なバリエ
ーションを持たすことが可能となるため、異なる記録媒
体の再生や、波形条件により、それらの条件に適したオ
フセット補正が可能となる。
【0121】なお、オフセット補正手段4は、図21に
示すような構成のものであってもよい。高次補間フィル
タ7の出力信号から、信号がゼロレベルをクロスする位
置を検出し、ゼロクロスフラグを出力する機能により構
成されるゼロクロス位置検出手段45と、図19におい
て“●”で示すような、ゼロクロス位置の標本化信号に
ついては、図19に示す、真のDCレベルと、偽のDC
レベルの振幅差(図中ではE)を出力する機能により構
成されるゼロクロス振幅出力手段46と、ゼロクロス位
置でない標本化信号については、その信号の極性に応じ
て、ある任意の値X、あるいは−Xを出力する機能によ
り構成される極性値出力手段47を有し、極性値出力手
段47の出力信号に対して、ゲイン調整手段50によ
り、任意のゲインが設定できるものである。また、ゲイ
ン調整手段50を制御する手段として、モード制御手段
51を有する構成になっている。モード制御手段51に
より、例えば、シーク時は、応答性能を上げるため、極
性値出力手段47の出力信号を主として制御するモード
にし、位相同期引き込みを行なった時点で、ゼロクロス
振幅出力手段46の出力信号を主として制御するモード
に切替えることが可能となる。以上のようにして得られ
た、ゼロクロス振幅出力手段46とゲイン調整手段50
の出力信号を、ゼロクロフラグにより切替えて出力する
手段であるセレクタ48により、オフセット誤差信号と
して統合した後、平滑化するためのオフセット補正用ル
ープフィルタ49に入力される。最後に、減算手段18
により、アナログ・デジタルコンバータ3の出力信号か
らオフセット補正用ループフィルタ49の出力信号を直
接減算し、オフセット補正を行なうものである。
【0122】このように制御モードに応じて、オフセッ
ト補正制御の特徴を切替えることにより、再生信号の精
度よりもレベル変動への追従性が必要となるシーク時に
は、符号の極性を主として制御を行ない、再生信号の精
度が必要である連続データの再生時には、ゼロクロス振
幅を主として制御を行なうという、状況に応じて最適な
オフセット補正が可能となる。また、制御の収束性にも
関わってくるため、シーク後の高速な位相同期引き込み
が可能となる。なお、オフセット補正手段4は、図22
に示すような構成のものであってもよい。
【0123】高次補間フィルタ7の出力信号から、信号
がゼロレベルをクロスする位置を検出し、ゼロクロスフ
ラグを出力する機能により構成されるゼロクロス位置検
出手段45と、図19において“●”で示すような、ゼ
ロクロス位置の標本化信号については、図19に示す、
真のDCレベルと、偽のDCレベルの振幅差(図中では
E)を出力する機能により構成されるゼロクロス振幅出
力手段46と、ゼロクロス位置でない標本化信号につい
ては、その信号の極性に応じて、ある任意の値X、ある
いは−Xを出力する機能により構成される極性値出力手
段47を有し、極性値出力手段47の出力信号に対し
て、ゲイン調整手段50により、任意のゲインが設定で
きるものである。また、疑似位相同期状態で制御が安定
した場合に、正常な位相同期状態に復旧させる手段とし
て、カウンタ52により設定される任意の一定時間にお
いて、極性値出力手段47の出力信号を累積加算手段
により加算し、疑似位相同期判定手段54により、そ
の出力信号レベルをモニタし、疑似位相同期状態である
か否かを判定する。疑似位相状態であると判断された場
合には、ゲイン調整手段50を用いて、符号の極性成分
によるオフセット補正を強化することにより、正常位相
同期状態に復旧させる構成になっている。以上のように
して得られた、ゼロクロス振幅出力手段46とゲイン調
整手段50の出力信号を、ゼロクロフラグにより切替え
て出力する手段であるセレクタ48により、オフセット
誤差信号として統合した後、平滑化するためのオフセッ
ト補正用ループフィルタ49に入力される。最後に、減
算手段18により、アナログ・デジタルコンバータ3の
出力信号からオフセット補正用ループフィルタ49の出
力信号を直接減算し、オフセット補正を行なうものであ
る。
【0124】このような構成をとることにより、スクラ
ッチやディフェクト等により発生する、急激なオフセッ
トレベル変動や振幅変調をきっかけとして疑似位相同期
が発生した場合においても、早期に自己修復し本来の位
相同期状態に復帰することが可能となるため、プレイア
ビリティの向上が図れるデジタル記録データ再生装置が
得られる効果がある。
【0125】
【発明の効果】以上のように、本願の請求項1に記載の
発明に係るデジタル記録データ再生装置によれば、記録
媒体の再生信号を、該信号に含まれるクロック成分の位
相とは非同期にデジタルデータに標本化するアナログ・
デジタル変換手段と、該標本化された信号からオフセッ
ト成分および振幅を補正するデジタルデータ補正手段
と、該補正がなされた信号にパーシャルレスポンス等化
を行なう等化フィルタと、該パーシャルレスポンス等化
された信号から正規の標本化位相における信号を補間に
より再生する補間フィルタと、該補間フィルタの出力信
号に基づき前記等化フィルタのフィルタ係数を等化誤差
が最小になるように適応的に制御するフィルタ係数制御
手段と、前記補間フィルタの出力信号に基づき位相誤差
を検出し前記補間フィルタのフィルタ係数を更新する位
相同期ループと、前記補間フィルタの出力信号を前記等
化フィルタで等化したパーシャルレスポンスの型に応じ
て最尤復号を行なうことによりデータ復調を行なう最尤
復号器とを備えるようにしたので、正規のサンプリング
位相での補間データに基づいて最尤復号を行うことが可
能となり、再生信号のチルトによる波形劣化等に影響さ
れない、パーシャルレスポンス最尤復号に適したデジタ
ルデータ復調が可能となる効果がある。
【0126】また、本願の請求項2に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、記録媒体の再生
信号を、該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同
期にデジタルデータに標本化するアナログ・デジタル変
換手段と、該標本化された信号からオフセット成分およ
び振幅を補正するデジタルデータ補正手段と、該補正が
なされた信号にパーシャルレスポンス等化を行なう等化
フィルタと、前記等化フィルタの出力信号に基づき位相
誤差を検出する位相同期ループと、該等化フィルタの出
力信号に基づき前記等化フィルタのフィルタ係数を等化
誤差が最小になるように適応的に制御するとともに前記
位相同期ループの出力に基づき位相誤差をなくするよう
にフィルタ係数を制御するフィルタ係数制御手段と、前
記等化フィルタで等化したパーシャルレスポンスの型に
応じて最尤復号を行なうことによりデータ復調を行なう
最尤復号器とを備えるようにしたので、正規のサンプリ
ング位相での補間データに基づいて最尤復号を行うこと
が可能となり、再生信号のチルトによる波形劣化等に影
響されない、パーシャルレスポンス最尤復号に適したデ
ジタルデータ復調が可能になる。また、回路規模やコス
トの削減、低消費電力化や再生データのエラーレートの
低下にも有効である、という効果がある。
【0127】 また、本願の請求項3に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項1また
は2記載のデジタル記録データ再生装置において、前記
記録媒体の再生信号に含まれるクロック信号とは位相が
非同期のクロックを発生するクロック発生手段と、前記
位相同期ループの出力に基づいて前記クロック発生手段
が発生するクロックの周波数を制御する周波数制御手段
と、前記位相同期ループの出力に基づいて前記クロック
発生手段が発生するクロックの周波数が前記位相同期ル
ープが位相同期制御を行うことの出来る位相制御限界を
超えないように前記クロック発生手段の制御を行う位相
同期維持手段とを備えるようにしたので、クロック発生
手段の発振制御が、ラフな周波数制御と同期周波数近傍
のアップダウン制御のみで済ませることができ、精度の
よい位相同期ループを実現できるとともに、アナログ素
子の大幅な削減が可能となる。また、高周波動作もしな
くてよいため、ノイズの発生対策が不要となる効果があ
る。
【0128】また、本願の請求項4に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項3記載の
デジタル記録データ再生装置において、前記周波数制御
手段および前記位相同期維持手段からの制御信号に対し
デルタ・シグマ変調を行うデルタ・シグマ変調手段と、
該デルタ・シグマ変調手段の出力信号の高域成分を除去
する低域通過型フィルタとを備えるようにしたので、ラ
フ制御からアップダウン制御に切り替わる際の位相同期
ループの乱れを抑制でき、滑らかな周波数追従を行うこ
とが可能となり、より安定した位相同期引き込みを実現
でき、再生データのエラーレートを向上できる。また、
クロック発生手段の制御も主にラフ制御の制御性能の向
上を考えて設計すればよいため、アナログ回路の簡略化
が可能となる効果がある。
【0129】また、本願の請求項5に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項4記載の
デジタル記録データ再生装置において、前記低域通過型
フィルタの時定数を変化させる時定数可変手段を備える
ようにしたので、記録媒体の再生速度が変化した場合に
その速度に応じて時定数を可変させることができ、記録
媒体の倍速での再生モードを有するデータ再生系におい
て、再生速度に依存せずに滑らかな周波数追従を行うこ
とが可能となる効果がある。
【0130】また、本願の請求項6に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項1または
2記載のデジタル記録データ再生装置において、前記デ
ジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う際に、
標本化された波形のセンターラインがゼロレベルとクロ
スするポイントに関してはそのポイントの振幅成分を加
算し、それ以外の符号が確定しているポイントに関して
は、再生符号に従ってその極性に応じた所定値を加算す
るようにしたので、オフセット誤差情報の確度が高ま
り、高周波成分を含んだ直流変動に対してオフセット調
整を応答させる場合にも、動作の安定化と調整後のノイ
ズの低減が可能となり、直流変動に対して有効なデータ
再生手段を実現できる効果がある。
【0131】また、本願の請求項7に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項1または
2記載のデジタル記録データ再生装置において、前記デ
ジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う際に、
標本化された波形のセンターラインがゼロレベルとクロ
スするポイントに関してはそのポイントの振幅成分を加
算し、それ以外の符号が確定しているポイントに関して
は、再生符号に従ってその極性に応じた値を加算するも
のであり、かつその加算値をシーク動作時とそれ以外と
で異ならせるようにしたので、オフセット誤差情報の確
度が高まり、高周波成分を含んだ直流変動に対してオフ
セット調整を応答させる場合にも、動作の安定化と調整
後のノイズの低減が可能となり、直流変動に対して有効
なデータ再生手段を実現できるとともに、動作状況に応
じた制御を行うことが可能となり、プレイアビリティー
の向上が可能となる効果がある。
【0132】また、本願の請求項8に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項7記載の
デジタル記録データ再生装置において、前記デジタルデ
ータ補正手段は、シーク動作時には前記加算値の値を大
きくし、位相同期状態には前記加算値の値を小さくする
ようにしたので、シーク動作中は追従性を高め、位相同
期状態になると制御雑音を抑えることができ、最適なオ
フセット制御が可能となる効果がある。
【0133】また、本願の請求項9に記載の発明に係る
デジタル記録データ再生装置によれば、請求項1または
2記載のデジタル記録データ再生装置において、前記デ
ジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う際に、
標本化された波形の各ポイントでの所定時間分の累積加
算値をモニタし、その直流分の誤差量を離散的に直流分
にフィードバックするようにしたので、異常状態である
疑似ロック状態からの復旧を高速に行うことが可能とな
り、プレイアビリティーの向上が可能となる効果があ
る。
【0134】また、本願の請求項10に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項2記載
のデジタル記録データ再生装置において、前記フィルタ
係数制御手段は、位相同期引き込みを行った後、パーシ
ャルレスポンス等化を連続的に行い、かつそのループゲ
インを位相同期ループに比し十分低く設定し、その後等
化誤差が小さくなると間欠的な制御動作に切り替えるよ
うにしたので、姿勢データの品質が向上し、同期引き込
み速度の向上が可能となる効果がある。
【0135】また、本願の請求項11に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、記録媒体から
の再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調
された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段
と、発振器で生成されるクロックにより、該等化された
信号を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期
に多ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デ
ジタル変換手段と、該標本化された信号からオフセット
成分を低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振
幅を所要のレベルに調整するオートゲインコントロール
手段と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポ
ンス等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パー
シャルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相
における信号を高次補間により再生する高次補間フィル
タと、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィル
タのタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適
応的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出
力信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該
位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前
記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化
したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行な
うことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備え、
非同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化
し、位相補間型のデジタルフェーズロックドループによ
り位相同期を補償し、データ復調を行なうようにしたの
で、チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化が
不十分な条件においても、パーシャルレスポンス等化後
に位相誤差情報を検出することにより、位相同期ループ
におけるジッタの低減と最適なパーシャルレスポンス等
化信号が再現できるため、エラーレートの低下につなが
るだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定した
デジタルデータ再生を行なえるという効果がある。
【0136】また、本願の請求項12に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、記録媒体から
の再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調
された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段
と、発振器で生成されるクロックにより、該等化された
信号を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期
に多ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デ
ジタル変換手段と、該標本化された信号からオフセット
成分を低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振
幅を所要のレベルに調整するオートゲインコントロール
手段と、トランスバーサルフィルタと高次補間フィルタ
との機能を併せ持ち、前記振幅調整がなされた信号にパ
ーシャルレスポンス等化を行ない、該パーシャルレスポ
ンス等化された信号から正規の標本化位相における信号
を高次補間により再生する位相補間型トランスバーサル
フィルタと、該出力信号から位相誤差を検出する位相比
較器と、該位相誤差信号を平滑化して位相情報を得るた
めのループフィルタと、該位相情報及び前記位相補間型
トランスバーサルフィルタの出力信号から、等化誤差が
最小であり、かつ正規の標本化信号を再現するための、
前記位相補間型トランスバーサルフィルタのタップの重
み係数設定を設定するタップ重み係数設定手段と、前記
補間出力信号を前記位相補間型トランスバーサルフィル
タで等化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復
号を行なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器と
を備え、パーシャルレスポンス等化とデジタルフェーズ
ロックドループを同一のフィルタで実現するようにした
ので、回路規模が大きいとされるトランスバーサルフィ
ルタと高次補間フィルタをトランスバーサルフィルタの
みで共用化できるため、回路規模の削減、及び特に、高
速再生時における低消費電力化を図れる効果がある。
【0137】また、本願の請求項13に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項12記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記タップ
重み係数設定手段は、位相方向に分割化された各位相毎
のフィルタ係数を有し、前記ループフィルタより出力さ
れる位相情報にしたがって該位相制御用のフィルタ係数
を更新し、前記位相補間型トランスバーサルフィルタの
出力信号を基に、等化誤差を最小にするようにパーシャ
ルレスポンス等化用のフィルタ係数を更新し該位相制御
用フィルタ係数と、該パーシャルレスポンス等化用フィ
ルタ係数を重畳することにより、前記位相補間型トラン
スバーサルフィルタのタップの重み係数を設定するよう
にしたので、位相制御用のフィルタ係数の設定手段と、
パーシャルレスポンス等化用のタップの重み係数設定手
段を独立に操作することができるため、前記位相補間型
トランスバーサルフィルタのみで、パーシャルレスポン
ス等化と正規位相でのデータ補間を共用化した場合で
も、双方の特性を損なうことなく精度が良く効率的な制
御が可能となる効果がある。
【0138】また、本願の請求項14に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項12記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記タップ
重み係数設定手段は、前記トランスバーサルフィルタの
出力信号に基づきパーシャルレスポンス方式に対応した
等化目標値を検出する仮判定回路と、該等化目標値と前
記高次補間フィルタの出力信号とに基づき等化誤差を検
出する等化誤差検出器と、前記等化誤差と前記高次補間
フィルタの出力信号との相関を検出する相関器と、該相
関器の出力をゲインと同数倍してフィードバックゲイン
を調整するフィードバックゲイン調整器と、該フィード
バックゲイン調整器の出力を各タップの重み係数に加算
しタップ係数を更新するタップ係数更新部と、ナイキス
ト特性のチャネルレートを時間方向に分割したときの各
々の振幅値を各タップに対応させて格納する第1のレジ
スタと、前記第1のレジスタに格納された各タップおよ
び各位相でのナイキスト補間係数と前記タップ係数更新
部から出力されるパーシャルレスポンス等化用のタップ
の重み係数を重畳するタップ係数畳み込み手段と、初段
の遅延素子に前記パーシャルレスポンス等化がなされた
信号が入力される、相互に直列接続された,単位遅延時
間の遅延量を有する複数個の遅延素子と、該複数個の単
位遅延素子の中の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士
の接続点および最終段の遅延素子の出力に対応して設け
られた乗算器と、該乗算器の出力の総和をとり本タップ
重み係数設定手段の出力を生成する加算器と、前記乗算
器に対応して設けられた第2のレジスタと、前記タップ
係数畳み込み手段の出力に基づき前記第2のレジスタの
値を更新するレジスタ値更新手段と、前記第2のレジス
タに対応して設けられ前記ループフィルタの出力位相情
報に応じて前記第2のレジスタに格納された振幅値を選
択し対応する前記乗算器に出力するセレクタとを備える
ようにしたので、前記位相補間型トランスバーサルフィ
ルタのみで、パーシャルレスポンス等化と正規位相での
データ補間を共用化した場合でも、双方の特性を損なう
ことなく精度が良く効率的な制御を可能にするためのタ
ップ係数の畳み込みを実現する具体的な構成が得られる
効果がある。
【0139】また、本願の請求項15に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項12記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記トラン
スバーサルフィルタの出力から周波数誤差を検出する周
波数誤差検出器と、該検出された周波数誤差を平滑し前
記発振器に制御信号として与える周波数制御用ループフ
ィルタとをさらに備え、前記周波数誤差が所定値以下と
なった状態で前記周波数制御用ループフィルタを含む周
波数制御用ループのゲインを低下せしめて、周波数引き
込み制御から位相同期引き込み制御に移行し、同期パタ
ーンが所定数検出された場合に前記位相比較器を含む位
相制御用ループのループゲインを低下せしめて、前記位
相補間型タップ重み係数制御手段によるパーシャルレス
ポンス適応自動等化制御に移行し、該パーシャルレスポ
ンス適応自動等化制御による等化誤差が所定値以下とな
った状態で、等化誤差量の累積加算値を離散的にタップ
の重み係数に反映させるインターバル制御型パーシャル
レスポンス適応自動等化制御に移行するようにしたの
で、ラフ制御から位相同期状態に移行した後に、安定し
た位相同期ループを実現でき、かつ制御不可能な状態に
陥るのを防止できる効果がある。
【0140】また、本願の請求項16に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項12に
記載のデジタル記録データ再生装置において、前記タッ
プ重み係数設定手段は、前記位相制御用フィルタ係数の
更新時のフィードバックゲインを、前記パーシャルレス
ポンス等化用フィルタ係数の更新時のフィードバックゲ
インよりも充分に大きく設定し、前記パーシャルレスポ
ンス等化用フィルタ係数を離散的に更新するものとした
ので、位相制御用のフィルタ係数制御と、パーシャルレ
スポンス等化用のタップの重み係数制御との競合化を防
ぎ、位相制御を優先させることにより、安定した位相同
期ループを実現し、かつパーシャルレスポンス等化の精
度を損なわないとともに、異常信号に対して制御不能状
態に陥らないため、プレイアビリティが向上する効果が
ある。
【0141】また、本願の請求項17に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、記録媒体から
の再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調
された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段
と、発振器で生成されるクロックにより、該等化された
信号を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期
に多ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デ
ジタル変換手段と、該標本化された信号からオフセット
成分を低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振
幅を所要のレベルに調整するオートゲインコントロール
手段と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポ
ンス等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パー
シャルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相
における信号を高次補間により再生する高次補間フィル
タと、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィル
タのタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適
応的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出
力信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該
位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前
記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化
したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行な
うことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備える
とともに、前記発振器の出力クロックの周波数を制御す
る手段として、記録データに含まれる同期パターンの周
期と該同期パターンの検出される時間幅を基に制御を行
なう周波数制御手段と、周波数と再生信号に含まれるク
ロック成分の周波数が近傍まで引き込まれた後に、前記
ループフィルタの制御範囲をモニタし、該位相制御信号
が位相同期制御不能領域に達する前に、正常動作範囲に
戻るようにクロック周波数のアップ・ダウン制御を行な
う位相同期維持手段と、前記周波数制御手段の出力信号
及び前記位相同期維持手段の出力信号を基に、前記発振
器を制御するための発振器制御手段とを備えるようにし
たので、再生信号を標本化する際の非同期なクロックの
周波数を、常に、デジタル位相同期ループの制御可能範
囲内に維持できることになる。したがって、位相同期制
御時に不連続点が生じることなく、安定したデジタル記
録データ再生が可能となるだけでなく、周波数制御と位
相制御を分離して考えることが可能となるため、発振器
の制御手段も単純な構成で実現できる効果がある。
【0142】また、本願の請求項18に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項17記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記発振器
制御手段は、前記位相同期維持手段によるアップ・ダウ
ン制御時に、該制御信号を変調するデルタ・シグマ変調
器と、該出力信号を平滑化する低域通過型フィルタとを
備え、該出力信号により前記発振器を制御するようにし
たので、再生信号の標本化に用いる非同期なクロックの
周波数を、デジタル位相同期ループの制御可能範囲内に
維持する際に、発振器の最小周波数制御分解能が荒く、
アップ・ダウン制御時に発振周波数が大きく変動する場
合においては、位相同期ループに乱れが生ずる危険性が
あったものが、このように時間方向に変調をかけて発振
器の発振周波数を本来の分解能よりも細かく制御するこ
とにより、アップ・ダウン時に乱れることなく連続再生
が可能となるため、再生品質が向上する効果がある。
【0143】また、本願の請求項19に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項18記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記低域通
過型フィルタのカットオフ周波数を、デジタル記録デー
タの再生速度に応じて切替えるカットオフ周波数可変手
段をさらに備えるようにしたので、デジタル記録データ
を再生する際に、複数の再生速度を補償しなければなら
ない場合や、ディスク媒体における内外周差、及び記録
媒体の種類が異なるため広範囲の周波数制御帯域を有す
る場合において、それぞれの再生速度に適した応答特性
を実現できるため、再生速度が大きく変化する条件下に
おいても再生特性を維持できる、という効果がある。
【0144】また、本願の請求項20に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項11,
12または17のいずれかに記載のデジタル記録データ
再生装置において、前記オフセット補正手段は、前記標
本化された信号が有するオフセット成分を検出するオフ
セット検出手段と、該検出されたオフセット成分を平滑
化する平滑化手段と、該平滑化された信号を前記標本化
された信号より減算する減算手段とを備えるようにした
ので、チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化
が不十分な条件においても、エラーレートの低下につな
がるだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定し
たデジタルデータ再生を行なえるものにおいて、オフセ
ット補正を行う構成を実現できる効果がある。
【0145】また、本願の請求項21に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、記録媒体から
の再生信号の出力振幅を強調するプリアンプと、該強調
された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等化手段
と、発振器で生成されるクロックにより、該等化された
信号を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期
に多ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デ
ジタル変換手段と、該標本化された信号からオフセット
成分を低減するオフセット補正手段と、該出力信号の振
幅を所要のレベルに調整するオートゲインコントロール
手段と、該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポ
ンス等化を行なうトランスバーサルフィルタと、該パー
シャルレスポンス等化された信号から正規の標本化位相
における信号を高次補間により再生する高次補間フィル
タと、該補間出力信号から前記トランスバーサルフィル
タのタップの重み係数を等化誤差が最小になるように適
応的に制御するタップ重み係数制御手段と、前記補間出
力信号から位相誤差を検出するための位相比較器と、該
位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、前
記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等化
したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行な
うことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備え、
非同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化
し、位相補間型のデジタルフェーズロックドループによ
り位相同期を補償し、データ復調を行なうとともに、前
記オフセット補正手段は前記高次補間フィルタの出力を
参照してオフセット補正を行うようにしたので、再生信
号の符号の極性のみでオフセット補正を施すよりも、精
度の良いオフセット検出できるため、オフセット補正後
の制御雑音の低減がなされるとともに、フィードバック
ゲインをより大きく設定することが可能となる。それに
より高い周波数成分を有するレベル変動にも追従できる
ため、ディフェクト等の異常条件下での再生時にもプレ
イアビリティの向上が図れる効果がある。
【0146】また、本願の請求項22に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項21記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記オフセ
ット補正手段は、前記高次補間フィルタの出力信号がゼ
ロクロスする位置の標本化信号については、その振幅方
向の成分を出力するゼロクロス振幅出力手段と、ゼロク
ロス位置でない標本化信号に関しては、該信号の符号の
極性に応じて一定量の極性が異なる値を出力する極性値
出力手段と、前記ゼロクロス振幅出力手段の出力信号及
び前記極性値出力手段の出力信号を平滑化するためのオ
フセット補正用ループフィルタと、該出力信号を前記ア
ナログ・デジタルコンバータの出力信号から直接減算す
ることにより、オフセット除去を施すオフセット除去手
段とを備えるようにしたので、異なる記録媒体を再生す
る場合においても、それら記録媒体に応じたオフセット
補正が可能となる効果がある。
【0147】また、本願の請求項23に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項22記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記オフセ
ット補正手段は、前記極性値出力手段の出力値を可変
し、前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値との比率を調
整する極性値出力可変手段を備えるようにしたので、再
生信号の精度よりもレベル変動への追従性が必要となる
シーク時には、符号の極性を主として制御を行ない、再
生信号の精度が必要である連続データの再生時には、ゼ
ロクロス振幅を主として制御を行なうという、状況に応
じて最適なオフセット補正が可能となり、また、制御の
収束性にも関わってくるため、シーク後の高速な位相同
期引き込みが可能となる効果がある。
【0148】また、本願の請求項24に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項22記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記オフセ
ット補正手段は、シーク時には、前記極性値出力手段の
出力値を前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値に比べて
大きくし、連続データ再生時には、前記極性値出力手段
の出力値を前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値に比べ
て小さくすることにより、デジタル記録データ再生装置
の動作状況に応じて出力値を切り替える出力値切替手段
を備えるようにしたので、疑似位相同期の発生を回避す
るとともに、特定条件下において疑似位相同期が発生し
た場合にも、早期に自己修復することが可能となり、プ
レイアビリティの向上が図れる効果がある。
【0149】また、本願の請求項25に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項22記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記オフセ
ット補正手段は、一定の時間をカウントするカウンタ
と、前記カウンタから出力されるフラグ間の前記極性値
出力手段の出力値と前記ゼロクロス振幅出力手段の出力
値を累積加算する累積加算手段と、該出力信号を前記カ
ウンタから出力されるフラグのタイミングで、累積加算
手段の出力をモニタし、疑似位相同期状態であると判断
された場合は、前記極性値出力手段の比率を高くした制
御に切替え、正常位相同期状態に復帰させる累積加算結
果モニタ手段とを備えるようにしたので、チルトによる
再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十分な条件にお
いても、エラーレートの低下につながるだけでなく、位
相同期引き込み能力も高く、安定したデジタルデータ再
生を行なえるものにおいて、オフセット補正を行う構成
を実現できる効果がある。
【0150】また、本願の請求項26に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項11,
12,17,21のいずれかに記載のデジタル記録デー
タ再生装置において、前記トランスバーサルフィルタ
は、前記初段の遅延素子に前記振幅調整がなされた信号
が入力される、相互に直列接続された,単位遅延時間の
遅延量を有する複数個の遅延素子と、該複数個の単位遅
延素子の中の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士の接
続点および最終段の遅延素子の出力に対応して設けられ
た乗算器と、該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの
出力を生成する加算器とを備え、前記乗算器の他方の入
力に入力する重み係数を可変させることで所要の等化特
性を実現するようにしたので、チルトによる再生信号の
特性劣化やアナログ等化が不十分な条件においても、エ
ラーレートの低下につながるだけでなく、位相同期引き
込み能力も高く、安定したデジタルデータ再生を行なえ
るものにおいて、パーシャルレスポンス等化を行う構成
を実現できる効果がある。
【0151】また、本願の請求項27に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項11,
17,21のいずれかに記載のデジタル記録データ再生
装置において、前記高次補間フィルタは、初段の遅延素
子に前記パーシャルレスポンス等化がなされた信号が入
力され、相互に直列接続された,単位遅延時間の遅延量
を有する複数個の遅延素子と、該複数個の単位遅延素子
の中の初段の遅延素子の入力、遅延素子同士の接続点お
よび最終段の遅延素子の出力に対応して設けられた乗算
器と、該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの出力を
生成する加算器とを備え、前記乗算器の他方の入力に入
力する重み係数を可変させることで所要の等化特性を実
現するようにしたので、チルトによる再生信号の特性劣
化やアナログ等化が不十分な条件においても、エラーレ
ートの低下につながるだけでなく、位相同期引き込み能
力も高く、安定したデジタルデータ再生を行なえるもの
において、正規の標本化位相における信号を補間する構
成を実現できる効果がある。
【0152】また、本願の請求項28に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項27記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記高次補
間フィルタは、ナイキスト特性に基づき補間を行うよう
にしたので、チルトによる再生信号の特性劣化やアナロ
グ等化が不十分な条件においても、エラーレートの低下
につながるだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、
安定したデジタルデータ再生を行なえるものにおいて、
正規の標本化位相における信号を補間する構成を実現で
きる効果がある。
【0153】また、本願の請求項29に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項27記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記高次補
間フィルタは、前記乗算器に対応して設けられ、ナイキ
スト特性のチャネルレートを時間方向に分割したときの
各々の振幅値を格納するレジスタと、前記レジスタに対
応して設けられ前記ループフィルタの出力位相情報に応
じて前記レジスタに格納された振幅値を選択し対応する
前記乗算器に出力するセレクタとを備えるようにしたの
で、チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化が
不十分な条件においても、エラーレートの低下につなが
るだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定した
デジタルデータ再生を行なえるものにおいて、正規の標
本化位相における信号を補間する構成を実現できる効果
がある。
【0154】また、本願の請求項30に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項11,
17,21のいずれかに記載のデジタル記録データ再生
装置において、前記タップ重み係数制御手段は、最小二
乗平均アルゴリズムにより前記トランスバーサルフィル
タの重み係数を決定するようにしたので、チルトによる
再生信号の特性劣化やアナログ等化が不十分な条件にお
いても、エラーレートの低下につながるだけでなく、位
相同期引き込み能力も高く、安定したデジタルデータ再
生を行なえるものにおいて、トランスバーサルフィルタ
が行うべきパーシャルレスポンス等化機能を実現するよ
う重み係数を設定する構成を実現できる効果がある。
【0155】また、本願の請求項31に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項30記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記タップ
重み係数制御手段は、前記高次補間フィルタの出力信号
に基づきパーシャルレスポンス方式に対応した等化目標
値を検出する仮判定回路と、該等化目標値と前記高次補
間フィルタの出力信号とに基づき等化誤差を検出する等
化誤差検出器と、前記等化誤差と前記高次補間フィルタ
の出力信号との相関を検出する相関器と、該相関器の出
力をゲインと同数倍してフィードバックゲインを調整す
るフィードバックゲイン調整器と、該フィードバックゲ
イン調整器の出力を各タップの重み係数に加算しタップ
係数を更新するタップ係数更新部とを備えるようにした
ので、チルトによる再生信号の特性劣化やアナログ等化
が不十分な条件においても、エラーレートの低下につな
がるだけでなく、位相同期引き込み能力も高く、安定し
たデジタルデータ再生を行なえるものにおいて、トラン
スバーサルフィルタが行うべきパーシャルレスポンス等
化機能を実現するよう重み係数を設定する構成を実現で
きる効果がある。
【0156】また、本願の請求項32に記載の発明に係
るデジタル記録データ再生装置によれば、請求項15記
載のデジタル記録データ再生装置において、前記周波数
誤差検出器は、前記高次補間フィルタの出力信号がゼロ
レベルとクロスする間隔を検出するゼロクロス長検出器
と、隣接するゼロクロス長の比率に基づきこれが所定の
同期パターン長と一致しているか否かを検出し、前記記
録媒体の再生速度を反映した第1の周期情報を得る同期
パターン長検出器と、前記同期パターンが検出されるま
での間隔を検出し、これと所定の期間とに基づく第2の
同期情報を検出する同期パターン間隔検出器とを備える
ようにしたので、ラフ制御から位相同期状態に移行した
後に、安定した位相同期ループを実現でき、かつ制御不
可能な状態に陥るのを防止できるものにおいて、周波数
誤差を検出する構成を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるデジタル記録デー
タ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1におけるオフセット補正手段4の
構成を示すブロック図である。
【図3】実施の形態1においてトランスバーサルフィル
タ6で実現する、PR(3,4,4,3)等化方式と、
一般的な、2値化判別方式の違いについての説明図であ
る。
【図4】実施の形態1においてトランスバーサルフィル
タ6で実現する、各種パーシャルレスポンス方式の周波
数特性を示す図である。
【図5】実施の形態1における高次補間フィルタ7のフ
ィルタ係数設定に関係するナイキスト特性の説明図であ
る。
【図6】実施の形態1における高次補間フィルタ7の構
成を示すブロック図である。
【図7】実施の形態1におけるタップ重み係数制御手段
8の構成を示すブロック図である。
【図8】実施の形態1における最尤復号器12の一つで
あるビタビ復号器の原理の説明図である。
【図9】実施の形態1における周波数誤差検出器13の
構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の実施の形態2によるデジタル記録デ
ータ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図11】実施の形態2における位相補間型タップ重み
係数制御手段33の構成を示すブロック図である。
【図12】実施の形態2における周波数制御、位相同期
制御、及びLMS適応自動等化制御の制御方法を示すフ
ローチャートを示す図である。
【図13】本発明の実施の形態3によるデジタル記録デ
ータ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図14】実施の形態3における位相同期維持手段38
とVCO制御手段39の動作原理の説明図である。
【図15】実施の形態3におけるVCO制御手段39の
構成を示すブロック図、及び動作原理の説明図である。
【図16】実施の形態3におけるVCO制御手段39の
構成を示すブロック図、及び異なる再生速度に対する動
作原理の説明図である。
【図17】本発明の実施の形態4によるデジタル記録デ
ータ再生装置の構成を示すブロック図である。
【図18】実施の形態4におけるオフセット補正手段4
の構成を示すブロック図である。
【図19】実施の形態4におけるオフセット補正手段4
の動作原理の説明図である。
【図20】実施の形態4におけるオフセット補正手段4
の構成を示すブロック図である。
【図21】実施の形態4におけるオフセット補正手段4
の構成を示すブロック図である。
【図22】実施の形態4におけるオフセット補正手段4
の構成を示すブロック図である。
【図23】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。
【図24】従来の光ディスク再生装置の記録データ及び
各機能ブロックでの出力信号波形を示す図である。
【符号の説明】
1 プリアンプ 2 波形等化手段 3 アナログ・デジタルコンバータ 4 オフセット補正手段 5 オートゲインコントロール 6 トランスバーサルフィルタ 7 高次補間フィルタ 8 タップ重み係数制御手段 9 位相比較器 10 ループフィルタ 11 デジタル位相同期ループ 12 最尤復号器 13 周波数誤差検出器 14 周波数制御用ループフィルタ 15 発振器 16 オフセット検出手段 17 平滑化手段 18 減算手段 19a,19b,19c,19d,19e,19f 遅
延素子 20a,20b,20c,20d,20e,20f,2
0g 乗算素子 21 加算手段 22a,22b,22c,22d,22e,22f,2
2g レジスタ 23a,23b,23c,23d,23e,23f,2
3g セレクタ 24 仮判定回路 25 等化誤差検出器 26 相関器 27 フィードバックゲイン調整器 28 タップ係数更新部 29 ゼロクロス長検出器 30 フレームカウンタ 31 同期パターン長検出器 32 同期パターン間隔検出器 33 位相補間型タップ重み係数制御手段 34 タップ係数畳み込み手段 35 レジスタ 36 レジスタ値更新手段 37 周波数制御手段 38 位相同期維持手段 39 VCO制御手段 40 VCO 41 デルタ・シグマ変調器 42a,42b デジタル・アナログコンバータ 43 低域通過型フィルタ 44 カットオフ周波数設定手段 45 ゼロクロス位置検出手段 46 ゼロクロス振幅出力手段 47 極性値出力手段 48 セレクタ 49 オフセット補正用ループフィルタ 50 ゲイン調整手段 51 モード制御手段 52 カウンタ 53 累積加算手段 54 疑似位相同期判定手段 55 光ディスク 56 再生手段 57 タップの重み係数設定手段 58 ビタビ復号器 59 ゼロクロス長検出器 60 位相制御用ループフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 祥正 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿 電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−315517(JP,A) 特開 平11−86449(JP,A) 特開 平11−73645(JP,A) 特開 平8−17145(JP,A) 特開 平8−96516(JP,A) 特開 平6−96522(JP,A) 特開 平11−195271(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 20/10 G11B 20/14 H03M 3/00 - 11/00

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体の再生信号を、該信号に含まれ
    るクロック成分の位相とは非同期にデジタルデータに標
    本化するアナログ・デジタル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分および振幅を補
    正するデジタルデータ補正手段と、 該補正がなされた信号にパーシャルレスポンス等化を行
    なう等化フィルタと、 該パーシャルレスポンス等化された信号から正規の標本
    化位相における信号を補間により再生する補間フィルタ
    と、 該補間フィルタの出力信号に基づき前記等化フィルタの
    フィルタ係数を等化誤差が最小になるように適応的に制
    御するフィルタ係数制御手段と、 前記補間フィルタの出力信号に基づき位相誤差を検出し
    前記補間フィルタのフィルタ係数を更新する位相同期ル
    ープと、 前記補間フィルタの出力信号を前記等化フィルタで等化
    したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行な
    うことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備えた
    ことを特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  2. 【請求項2】 記録媒体の再生信号を、該信号に含まれ
    るクロック成分の位相とは非同期にデジタルデータに標
    本化するアナログ・デジタル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分および振幅を補
    正するデジタルデータ補正手段と、 該補正がなされた信号にパーシャルレスポンス等化を行
    なう等化フィルタと、 前記等化フィルタの出力信号に基づき位相誤差を検出す
    る位相同期ループと、 該等化フィルタの出力信号に基づき前記等化フィルタの
    フィルタ係数を等化誤差が最小になるように適応的に制
    御するとともに前記位相同期ループの出力に基づき位相
    誤差をなくするようにフィルタ係数を制御するフィルタ
    係数制御手段と、 前記等化フィルタで等化したパーシャルレスポンスの型
    に応じて最尤復号を行なうことによりデータ復調を行な
    う最尤復号器とを備えたことを特徴とするデジタル記録
    データ再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のデジタル記録デ
    ータ再生装置において、 前記記録媒体の再生信号に含まれるクロック信号とは位
    相が非同期のクロックを発生するクロック発生手段と、 前記位相同期ループの出力に基づいて前記クロック発生
    手段が発生するクロックの周波数を制御する周波数制御
    手段と、 前記位相同期ループの出力に基づいて前記クロック発生
    手段が発生するクロックの周波数が前記位相同期ループ
    が位相同期制御を行うことの出来る位相制御限界を超え
    ないように前記クロック発生手段の制御を行う位相同期
    維持手段とを備えたことを特徴とするデジタル記録デー
    タ再生装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のデジタル記録データ再生
    装置において、 前記周波数制御手段および前記位相同期維持手段からの
    制御信号に対しデルタ・シグマ変調を行うデルタ・シグ
    マ変調手段と、 該デルタ・シグマ変調手段の出力信号の高域成分を除去
    する低域通過型フィルタとを備えたことを特徴とするデ
    ジタル記録データ再生装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のデジタル記録データ再生
    装置において、 前記低域通過型フィルタの時定数を変化させる時定数可
    変手段を備えたことを特徴とするデジタル記録データ再
    生装置。
  6. 【請求項6】 請求項1または2記載のデジタル記録デ
    ータ再生装置において、 前記デジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う
    際に、標本化された波形のセンターラインがゼロレベル
    とクロスするポイントに関してはそのポイントの振幅成
    分を加算し、それ以外の符号が確定しているポイントに
    関しては、再生符号に従ってその極性に応じた所定値を
    加算するものであることを特徴とするデジタル記録デー
    タ再生装置。
  7. 【請求項7】 請求項1または2記載のデジタル記録デ
    ータ再生装置において、 前記デジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う
    際に、標本化された波形のセンターラインがゼロレベル
    とクロスするポイントに関してはそのポイントの振幅成
    分を加算し、それ以外の符号が確定しているポイントに
    関しては、再生符号に従ってその極性に応じた値を加算
    するものであり、かつその加算値をシーク動作時とそれ
    以外とで異ならせることを特徴とするデジタル記録デー
    タ再生装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のデジタル記録データ再生
    装置において、 前記デジタルデータ補正手段は、シーク動作時には前記
    加算値の値を大きくし、位相同期状態には前記加算値の
    値を小さくすることを特徴とするデジタル記録データ再
    生装置。
  9. 【請求項9】 請求項1または2記載のデジタル記録デ
    ータ再生装置において、 前記デジタルデータ補正手段は、オフセット調整を行う
    際に、標本化された波形の各ポイントでの所定時間分の
    累積加算値をモニタし、その直流分の誤差量を離散的に
    直流分にフィードバックするものであることを特徴とす
    るデジタル記録データ再生装置。
  10. 【請求項10】 請求項2記載のデジタル記録データ再
    生装置において、 前記フィルタ係数制御手段は、位相同期引き込みを行っ
    た後、パーシャルレスポンス等化を連続的に行い、かつ
    そのループゲインを位相同期ループに比し十分低く設定
    し、その後等化誤差が小さくなると間欠的な制御動作に
    切り替えることを特徴とするデジタル記録データ再生装
    置。
  11. 【請求項11】 記録媒体からの再生信号の出力振幅を
    強調するプリアンプと、 該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等
    化手段と、 発振器で生成されるクロックにより、該等化された信号
    を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多
    ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタ
    ル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分を低減するオフ
    セット補正手段と、 該出力信号の振幅を所要のレベルに調整するオートゲイ
    ンコントロール手段と、 該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス等化
    を行なうトランスバーサルフィルタと、 該パーシャルレスポンス等化された信号から正規の標本
    化位相における信号を高次補間により再生する高次補間
    フィルタと、 該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタのタ
    ップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応的に
    制御するタップ重み係数制御手段と、 前記補間出力信号から位相誤差を検出するための位相比
    較器と、 該位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、 前記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等
    化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行
    なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備
    え、 非同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化
    し、位相補間型のデジタルフェーズロックドループによ
    り位相同期を補償し、データ復調を行なうことを特徴と
    するデジタル記録データ再生装置。
  12. 【請求項12】 記録媒体からの再生信号の出力振幅を
    強調するプリアンプと、 該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等
    化手段と、 発振器で生成されるクロックにより、該等化された信号
    を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多
    ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタ
    ル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分を低減するオフ
    セット補正手段と、 該出力信号の振幅を所要のレベルに調整するオートゲイ
    ンコントロール手段と、 トランスバーサルフィルタと高次補間フィルタとの機能
    を併せ持ち、前記振幅調整がなされた信号にパーシャル
    レスポンス等化を行ない、該パーシャルレスポンス等化
    された信号から正規の標本化位相における信号を高次補
    間により再生する位相補間型トランスバーサルフィルタ
    と、 該出力信号から位相誤差を検出する位相比較器と、 該位相誤差信号を平滑化して位相情報を得るためのルー
    プフィルタと、 該位相情報及び前記位相補間型トランスバーサルフィル
    タの出力信号から、等化誤差が最小であり、かつ正規の
    標本化信号を再現するための、前記位相補間型トランス
    バーサルフィルタのタップの重み係数設定を設定するタ
    ップ重み係数設定手段と前記補間出力信号を前記位相補
    間型トランスバーサルフィルタで等化したパーシャルレ
    スポンスの型に応じて最尤復号を行なうことによりデー
    タ復調を行なう最尤復号器とを備え、 パーシャルレスポンス等化とデジタルフェーズロックド
    ループを同一のフィルタで実現したことを特徴とするデ
    ジタル記録データ再生装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記タップ重み係数設定手段は、 位相方向に分割化された各位相毎のフィルタ係数を有
    し、 前記ループフィルタより出力される位相情報にしたがっ
    て該位相制御用のフィルタ係数を更新し、 前記位相補間型トランスバーサルフィルタの出力信号を
    基に、等化誤差を最小にするようにパーシャルレスポン
    ス等化用のフィルタ係数を更新し、 該位相制御用フィルタ係数と、該パーシャルレスポンス
    等化用フィルタ係数を重畳することにより、前記位相補
    間型トランスバーサルフィルタのタップの重み係数を設
    定することを特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  14. 【請求項14】 請求項12記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記タップ重み係数設定手段は、 前記トランスバーサルフィルタの出力信号に基づきパー
    シャルレスポンス方式に対応した等化目標値を検出する
    仮判定回路と、 該等化目標値と前記高次補間フィルタの出力信号とに基
    づき等化誤差を検出する等化誤差検出器と、 前記等化誤差と前記高次補間フィルタの出力信号との相
    関を検出する相関器と、 該相関器の出力をゲインと同数倍してフィードバックゲ
    インを調整するフィードバックゲイン調整器と、 該フィードバックゲイン調整器の出力を各タップの重み
    係数に加算しタップ係数を更新するタップ係数更新部
    と、 ナイキスト特性のチャネルレートを時間方向に分割した
    ときの各々の振幅値を各タップに対応させて格納する第
    1のレジスタと、 前記第1のレジスタに格納された各タップおよび各位相
    でのナイキスト補間係数と前記タップ係数更新部から出
    力されるパーシャルレスポンス等化用のタップの重み係
    数を重畳するタップ係数畳み込み手段と、 初段の遅延素子に前記パーシャルレスポンス等化がなさ
    れた信号が入力される、相互に直列接続された,単位遅
    延時間の遅延量を有する複数個の遅延素子と、 該複数個の単位遅延素子の中の初段の遅延素子の入力、
    遅延素子同士の接続点および最終段の遅延素子の出力に
    対応して設けられた乗算器と、 該乗算器の出力の総和をとり本タップ重み係数設定手段
    の出力を生成する加算器と、 前記乗算器に対応して設けられた第2のレジスタと、 前記タップ係数畳み込み手段の出力に基づき前記第2の
    レジスタの値を更新するレジスタ値更新手段と、 前記第2のレジスタに対応して設けられ前記ループフィ
    ルタの出力位相情報に応じて前記第2のレジスタに格納
    された振幅値を選択し対応する前記乗算器に出力するセ
    レクタとを備えたものであることを特徴とするデジタル
    記録データ再生装置。
  15. 【請求項15】 請求項12記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記トランスバーサルフィルタの出力から周波数誤差を
    検出する周波数誤差検出器と、 該検出された周波数誤差を平滑し前記発振器に制御信号
    として与える周波数制御用ループフィルタとをさらに備
    え、 前記周波数誤差が所定値以下となった状態で前記周波数
    制御用ループフィルタを含む周波数制御用ループのゲイ
    ンを低下せしめて、周波数引き込み制御から位相同期引
    き込み制御に移行し、 同期パターンが所定数検出された場合に前記位相比較器
    を含む位相制御用ループのループゲインを低下せしめ
    て、前記位相補間型タップ重み係数制御手段によるパー
    シャルレスポンス適応自動等化制御に移行し、 該パーシャルレスポンス適応自動等化制御による等化誤
    差が所定値以下となった状態で、等化誤差量の累積加算
    値を離散的にタップの重み係数に反映させるインターバ
    ル制御型パーシャルレスポンス適応自動等化制御に移行
    することを特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  16. 【請求項16】 請求項12に記載のデジタル記録デー
    タ再生装置において、 前記タップ重み係数設定手段は、 前記位相制御用フィルタ係数の更新時のフィードバック
    ゲインを、前記パーシャルレスポンス等化用フィルタ係
    数の更新時のフィードバックゲインよりも充分に大きく
    設定し、前記パーシャルレスポンス等化用フィルタ係数
    を離散的に更新するものであることを特徴とするデジタ
    ル記録データ再生装置。
  17. 【請求項17】 記録媒体からの再生信号の出力振幅を
    強調するプリアンプと、 該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等
    化手段と、 発振器で生成されるクロックにより、該等化された信号
    を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多
    ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタ
    ル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分を低減するオフ
    セット補正手段と、 該出力信号の振幅を所要のレベルに調整するオートゲイ
    ンコントロール手段と、 該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス等化
    を行なうトランスバーサルフィルタと、 該パーシャルレスポンス等化された信号から正規の標本
    化位相における信号を高次補間により再生する高次補間
    フィルタと、 該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタのタ
    ップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応的に
    制御するタップ重み係数制御手段と、 前記補間出力信号から位相誤差を検出するための位相比
    較器と、 該位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、 前記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等
    化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行
    なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備え
    るとともに、 前記発振器の出力クロックの周波数を制御する手段とし
    て、 記録データに含まれる同期パターンの周期と該同期パタ
    ーンの検出される時間幅を基に制御を行なう周波数制御
    手段と、 周波数と再生信号に含まれるクロック成分の周波数が近
    傍まで引き込まれた後に、前記ループフィルタの制御範
    囲をモニタし、該位相制御信号が位相同期制御不能領域
    に達する前に、正常動作範囲に戻るようにクロック周波
    数のアップ・ダウン制御を行なう位相同期維持手段と、 前記周波数制御手段の出力信号及び前記位相同期維持手
    段の出力信号を基に、前記発振器を制御するための発振
    器制御手段とを備えたことを特徴とするデジタル記録デ
    ータ再生装置。
  18. 【請求項18】 請求項17記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記発振器制御手段は、 前記位相同期維持手段によるアップ・ダウン制御時に、
    該制御信号を変調するデルタ・シグマ変調器と、 該出力信号を平滑化する低域通過型フィルタとを備え、 該出力信号により前記発振器を制御するものであること
    を特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  19. 【請求項19】 請求項18記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記低域通過型フィルタのカットオフ周波数を、デジタ
    ル記録データの再生速度に応じて切替えるカットオフ周
    波数可変手段をさらに備えたものであることを特徴とす
    るデジタル記録データ再生装置。
  20. 【請求項20】 請求項11,12または17のいずれ
    かに記載のデジタル記録データ再生装置において、 前記オフセット補正手段は、 前記標本化された信号が有するオフセット成分を検出す
    るオフセット検出手段と、 該検出されたオフセット成分を平滑化する平滑化手段
    と、 該平滑化された信号を前記標本化された信号より減算す
    る減算手段とを備えたものであることを特徴とするデジ
    タル記録データ再生装置。
  21. 【請求項21】 記録媒体からの再生信号の出力振幅を
    強調するプリアンプと、 該強調された信号の所定の周波数帯域を強調する波形等
    化手段と、 発振器で生成されるクロックにより、該等化された信号
    を該信号に含まれるクロック成分の位相とは非同期に多
    ビットのデジタルデータに標本化するアナログ・デジタ
    ル変換手段と、 該標本化された信号からオフセット成分を低減するオフ
    セット補正手段と、 該出力信号の振幅を所要のレベルに調整するオートゲイ
    ンコントロール手段と、 該振幅調整がなされた信号にパーシャルレスポンス等化
    を行なうトランスバーサルフィルタと、 該パーシャルレスポンス等化された信号から正規の標本
    化位相における信号を高次補間により再生する高次補間
    フィルタと、 該補間出力信号から前記トランスバーサルフィルタのタ
    ップの重み係数を等化誤差が最小になるように適応的に
    制御するタップ重み係数制御手段と、 前記補間出力信号から位相誤差を検出するための位相比
    較器と、 該位相誤差信号を平滑化するためのループフィルタと、 前記補間出力信号を前記トランスバーサルフィルタで等
    化したパーシャルレスポンスの型に応じて最尤復号を行
    なうことによりデータ復調を行なう最尤復号器とを備
    え、 非同期に標本化した信号をパーシャルレスポンス等化
    し、位相補間型のデジタルフェーズロックドループによ
    り位相同期を補償し、データ復調を行なうとともに、 前記オフセット補正手段は前記高次補間フィルタの出力
    を参照してオフセット補正を行うことを特徴とするデジ
    タル記録データ再生装置。
  22. 【請求項22】 請求項21記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記オフセット補正手段は、 前記高次補間フィルタの出力信号がゼロクロスする位置
    の標本化信号については、その振幅方向の成分を出力す
    るゼロクロス振幅出力手段と、 ゼロクロス位置でない標本化信号に関しては、該信号の
    符号の極性に応じて一定量の極性が異なる値を出力する
    極性値出力手段と、 前記ゼロクロス振幅出力手段の出力信号及び前記極性値
    出力手段の出力信号を平滑化するためのオフセット補正
    用ループフィルタと、 該出力信号を前記アナログ・デジタルコンバータの出力
    信号から直接減算することにより、オフセット除去を施
    すオフセット除去手段とを備えたものであることを特徴
    とするデジタル記録データ再生装置。
  23. 【請求項23】 請求項22記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記オフセット補正手段は、 前記極性値出力手段の出力値を可変し、前記ゼロクロス
    振幅出力手段の出力値との比率を調整する極性値出力可
    変手段を備えたものであることを特徴とするデジタル記
    録データ再生装置。
  24. 【請求項24】 請求項22記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記オフセット補正手段は、 シーク時には、前記極性値出力手段の出力値を前記ゼロ
    クロス振幅出力手段の出力値に比べて大きくし、連続デ
    ータ再生時には、前記極性値出力手段の出力値を前記ゼ
    ロクロス振幅出力手段の出力値に比べて小さくすること
    により、デジタル記録データ再生装置の動作状況に応じ
    て出力値を切り替える出力値切替手段を備えたものであ
    ることを特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  25. 【請求項25】 請求項22記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記オフセット補正手段は、 一定の時間をカウントするカウンタと、 前記カウンタから出力されるフラグ間の前記極性値出力
    手段の出力値と前記ゼロクロス振幅出力手段の出力値を
    累積加算する累積加算手段と、 該出力信号を前記カウンタから出力されるフラグのタイ
    ミングで、累積加算手段の出力をモニタし、疑似位相同
    期状態であると判断された場合は、前記極性値出力手段
    の比率を高くした制御に切替え、正常位相同期状態に復
    帰させる累積加算結果モニタ手段とを備えたものである
    ことを特徴とするデジタル記録データ再生装置。
  26. 【請求項26】 請求項11,12,17,21のいず
    れかに記載のデジタル記録データ再生装置において、 前記トランスバーサルフィルタは、 前記初段の遅延素子に前記振幅調整がなされた信号が入
    力される、相互に直列接続された,単位遅延時間の遅延
    量を有する複数個の遅延素子と、 該複数個の単位遅延素子の中の初段の遅延素子の入力、
    遅延素子同士の接続点および最終段の遅延素子の出力に
    対応して設けられた乗算器と、 該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの出力を生成す
    る加算器とを備え、 前記乗算器の他方の入力に入力する重み係数を可変させ
    ることで所要の等化特性を実現することを特徴とするデ
    ジタル記録データ再生装置。
  27. 【請求項27】 請求項11,17,21のいずれかに
    記載のデジタル記録データ再生装置において、 前記高次補間フィルタは、 初段の遅延素子に前記パーシャルレスポンス等化がなさ
    れた信号が入力され、相互に直列接続された,単位遅延
    時間の遅延量を有する複数個の遅延素子と、 該複数個の単位遅延素子の中の初段の遅延素子の入力、
    遅延素子同士の接続点および最終段の遅延素子の出力に
    対応して設けられた乗算器と、 該乗算器の出力の総和をとり本フィルタの出力を生成す
    る加算器とを備え、 前記乗算器の他方の入力に入力する重み係数を可変させ
    ることで所要の等化特性を実現することを特徴とするデ
    ジタル記録データ再生装置。
  28. 【請求項28】 請求項27記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記高次補間フィルタは、 ナイキスト特性に基づき補間を行うものであることを特
    徴とするデジタル記録データ再生装置。
  29. 【請求項29】 請求項27記載のデジタル記録データ
    再生装置において、前記高次補間フィルタは、 前記乗算器に対応して設けられ、ナイキスト特性のチャ
    ネルレートを時間方向に分割したときの各々の振幅値を
    格納するレジスタと、 前記レジスタに対応して設けられ前記ループフィルタの
    出力位相情報に応じて前記レジスタに格納された振幅値
    を選択し対応する前記乗算器に出力するセレクタとを備
    えたものであることを特徴とするデジタル記録データ再
    生装置。
  30. 【請求項30】 請求項11,17,21のいずれかに
    記載のデジタル記録データ再生装置において、 前記タップ重み係数制御手段は、 最小二乗平均アルゴリズムにより前記トランスバーサル
    フィルタの重み係数を決定するものであることを特徴と
    するデジタル記録データ再生装置。
  31. 【請求項31】 請求項30記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記タップ重み係数制御手段は、 前記高次補間フィルタの出力信号に基づきパーシャルレ
    スポンス方式に対応した等化目標値を検出する仮判定回
    路と、 該等化目標値と前記高次補間フィルタの出力信号とに基
    づき等化誤差を検出する等化誤差検出器と、 前記等化誤差と前記高次補間フィルタの出力信号との相
    関を検出する相関器と、 該相関器の出力をゲインと同数倍してフィードバックゲ
    インを調整するフィードバックゲイン調整器と、 該フィードバックゲイン調整器の出力を各タップの重み
    係数に加算しタップ係数を更新するタップ係数更新部と
    を備えたものであることを特徴とするデジタル記録デー
    タ再生装置。
  32. 【請求項32】 請求項15記載のデジタル記録データ
    再生装置において、 前記周波数誤差検出器は、 前記高次補間フィルタの出力信号がゼロレベルとクロス
    する間隔を検出するゼロクロス長検出器と、 隣接するゼロクロス長の比率に基づきこれが所定の同期
    パターン長と一致しているか否かを検出し、前記記録媒
    体の再生速度を反映した第1の周期情報を得る同期パタ
    ーン長検出器と、 前記同期パターンが検出されるまでの間隔を検出し、こ
    れと所定の期間とに基づく第2の同期情報を検出する同
    期パターン間隔検出器とを備えたものであることを特徴
    とするデジタル記録データ再生装置。
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