JP3970974B2 - デジタル信号の位相比較方法、位相比較器、pll回路、データ復調回路、及び、データ読み出し装置 - Google Patents

デジタル信号の位相比較方法、位相比較器、pll回路、データ復調回路、及び、データ読み出し装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号の位相比較方法、位相比較器、PLL回路、データ復調回路、及び、データ読み出し装置に関するものである。
【0002】
近年、マルチメディア化に伴いデータ量が増大の一途をたどっている。増大するデータ量を保存する記録媒体として大容量の光ディスクが注目され、LD、CD−ROM、MD、PD等が開発されている。そして、現在ではCD−ROMと同じ大きさで約7.5倍の容量が実現できるDVD(Degital Video Disk)が開発されている。このように大量のデータを記録媒体に記録することが可能になる一方で、記録媒体に記録された大量のデータの再生処理がより高速度に行えるデータ読み出し装置が望まれている。
【0003】
【従来の技術】
従来、データ読み出し装置において、CD−ROM等の記録媒体に記録したデータの読み出しには、CLV方式(Constant Linear Velocity;線速度一定方式)が採用されている。このCLV方式は、記録媒体に対するピックアップ装置の読み取り位置に相対して該記録媒体の回転速度を変更して、ピックアップ装置の各読み取り位置での線速度を一定にして該記録媒体に記録された格納データを読み取る方式である。
【0004】
このCLV方式の特徴は、線速度が一定であることから記録媒体上の各トラックに記録される各セクタの長さは記録媒体の外周部及び内周部に関係なくどのセクタとも一定に設定される。又、ピックアップ装置から単位時間当たりに読み出されるデータ量は記録媒体の内周部及び外周部に関係なくどの位置においても一定となるように設定されている。さらに、記録媒体上の各セクタ中でデータを記録している記録ピット(pit)長は、同様に記録媒体の外周部及び内周部に関係なくどのセクタとも一定に設定されている。
【0005】
このCLV方式において、データの再生処理速度を上げる方法として、記録媒体の回転数を全体に上げることによって実現している。
しかしながら、CLV方式では、記録媒体上のセクタの直線方向の長さが、内周部でも外周部でも一定になるように、半径方向毎にセクタの角度を変えている。従って、再生周波数(読み取り速度)が一定となるように、記録媒体の外周部と内周部とで回転数を変える必要があった。従って、データ再生の高速化を図るためには、短時間に回転数を調節することのできる大きなトルクを持った大規模で高価なモータが使用されている。その結果、ディスク装置においては、規模が大型化するとともに消費電力が増大するという問題を含んでいた。
【0006】
そこで、記録媒体からの格納データの読み出し方法として、データ再生の高速化を維持しつつモータの小型化か且つ低消費電力化を可能するためCAV方式(Constant Angular Velocity ;角速度一定方式)が注目されている。CAV方式は、モータの回転数を一定、即ち記録媒体をその角速度が一定となるように回転させて該記録媒体に記録された格納データを読み取る方式である。
【0007】
CAV方式の特徴は、記録媒体上の各トラックに記録される各セクタの長さは、記録媒体の外周に位置するほど長く設定される。そして、ピックアップ装置から単位時間当たりに読み出されるデータ量は記録媒体の径方向のどの位置においても一定となるように設定されている。そのため、記録媒体に記録される記録ピット(pit)長が外周部に行くほど長く設定される。これは、CLV方式において記録媒体のどの位置においてもセクタの長さ及びそのセクタ中に記録される記録ピット長が一定であるのと相違する。
【0008】
ところで、CLV方式に対応した例えばCD−ROM等の記録媒体に記録されたデータをCAV方式のディスク装置で読み出したい場合が生じる。しかしながら、このCAV方式のディスク装置では、各セクタからデータを読み出す場合、外周部と内周部ではその線速度が相違する。従って、CLV方式対応の記録媒体に記録された格納データをピックアップ装置にて読み出され出力されるアナログ・リード信号の周波数Fは、図14に示すように記録媒体の内周から外周に向かって上昇する。
【0009】
つまり、CLV方式対応の記録媒体はどの位置においてもセクタの長さ及びそのセクタ中に記録される記録ピット長が一定であって、外周部に行くほど線速度はより速くなり読み取り速度が速くなるからである。ちなみに、周波数Fの変化は2.5倍となる。CLV方式に対応した記録媒体に記録された格納データをCAV方式のディスク装置で読み出したい場合、そのアナログ・リード信号の周波数Fはピックアップ装置(光学ヘッド)の位置に相対して変化することになる。
【0010】
又、ピックアップ装置にて読み出され増幅器から出力されるアナログ・リード信号は、信号処理回路にてデジタル変換される。この信号処理を行う際、該アナログ・リード信号の周波数Fと同期した周期の再生クロックが用いられる。この再生クロックは一般にPLL回路にて生成される。そのため、このアナログ・リード信号の周波数Fの変化に対応した再生クロックを生成することができるPLL回路の必要が生じる。
【0011】
図16は、一般的なPLL回路に設けられたデジタル形式の位相比較器を説明するための原理図を示す。この位相比較器60は、RIN入力端子には分周器61を介して水晶発振モジュール62からデューティ・サイクルが50%の一定周波数信号が基準信号RINとして入力され、FIN入力端子には同じく分周器63を介して図示しないVCO(電圧制御発振器)からの出力信号が帰還信号FINとして入力されている。そして、位相比較器60は、この両入力信号RIN,FINの位相を比較する。位相比較器は、その比較結果をアップ信号UP、又は、ダウン信号DNとして図示しないチャージポンプに出力する。
【0012】
図17は、このデジタル形式の位相比較器60のブロック回路を示す。この位相比較器60は、9個の第1〜第9ナンド回路60a〜60iを備えている。第2及び第3ナンド回路60b,60cとで、第1フリップフロップ64を、第4及び第5ナンド回路60d,60eとで第2フリップフロップ65を構成している。第1ナンド回路60aは水晶発振モジュール62からの基準信号RINが入力され、第6ナンド回路60fはVCO(電圧制御発振器)からの帰還信号FINを入力する。又、第8ナンド回路60hは、第1ナンド回路60a、第1フリップフロップ64及び第7ナンド回路60gからの出力信号を入力し、基準信号RINより帰還信号FINの位相が遅れていることを示すアップ信号UPを生成し出力する。第9ナンド回路60iは、第6ナンド回路60f、第2フリップフロップ65及び第7ナンド回路60gからの出力信号を入力し、基準信号RINより帰還信号FINの位相が進んでいることを示すダウン信号DNを生成し出力する。
【0013】
図18は、位相比較器60の動作を説明するためのタイミングチャートを示す。図18から明らかなように、基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの立下がりの位相が遅れている場合には、位相比較器60はその位相差分だけ低電位(Lレベル)となるアップ信号UPを第8ナンド回路60hから出力する。この時、位相比較器60は第9ナンド回路60iから出力されるダウン信号DNを高電位(Hレベル)の状態のまま保持している。一方、基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの立下がりの位相が進んでいる場合には、位相比較器60はその位相差分だけLレベルとなるダウン信号DNを第9ナンド回路60iから出力する。この時、位相比較器60は第8ナンド回路60hから出力されるアップ信号UPをHレベルの状態のまま保持している。又、両信号RIN,FINの位相が揃った場合には、位相比較器60はアップ信号UP及びダウン信号DNを共にHレベルに保持している。
【0014】
従って、この位相比較器60では、位相が揃った場合にはアップ信号UP及びダウン信号DNのレベルがHレベルのまま保持されている。その結果、アップ信号UP及びダウン信号DNのレベルがHレベルに安定していることから、後に続くチャージポンプ、VCO(電圧制御発振器)等は動作が安定するといった利点をこの位相比較器は有している。
【0015】
又、図18から明らかなように、この位相比較器60は基準信号RINと帰還信号FINのLレベルからHレベルの立上がりをとらえてアップ信号UP又はダウン信号DNを生成するものではない。つまり、この位相比較器60は基準信号RINと帰還信号FINのHレベルからLレベルの立下がりをとらえ、その立下がりタイミングの差をLレベルのアップ信号UP又はダウン信号DNとして出力している。従って、基準信号RINが必ずしもデューティ・サイクルが50%でなくてもよいという特徴を備えている。
【0016】
しかしながら、例えばCD−ROM等の記録媒体に記録されたデータをCAV方式で読み出す場合の再生クロックを生成するためのPLL回路に上記位相比較器60を採用すると以下の問題が生ずる。
【0017】
つまり、前記位相比較器60のRIN入力端子には、CD−ROMから増幅器を通過し、2値化されたパルス(EFM;Eight Fourteen Modulation 、以下、EFM信号という)が基準信号RINとして入力され、他方のFIN入力端子にはVCOの出力信号が帰還信号FINとして入力される。このEFM信号は、図15に示すように、規則性のない(即ち3T周期〜11T周期という範囲の信号の組み合わせが並んで出力される)信号である。EFM信号は、高電位(Hレベル)にある間隔と低電位(Lレベル)にある間隔の長短に意味を持たせていて、その両間隔の長短はそれぞれ3T〜11T周期の9種類がある。従って、EFM信号は、HレベルとLレベルと交互に出力される波形がこの9種類の周期の中で組み合わさった波形となるため、周波数が安定しない信号である。
【0018】
しかも、CLV方式に対応したCD−ROM等の記録媒体に記録されたデータをCAV方式のディスク装置で読み出したい場合には、そのアナログ・リード信号の周波数Fはピックアップ装置(光学ヘッド)の位置に相対して変化することになる。
【0019】
従って、該EFM信号を基準信号RINとすると、毎回基準(基準信号EFM)の周波数が変化することから、いつまで経ってもPLL回路はロックしない。前記位相比較器60は、基準信号RINの立下がりに対する帰還信号FINの位相比較をすることができるけれど、基準信号RINの立ち上がりに対する帰還信号FINの位相比較をすることができないからである。
【0020】
図19は、周波数が変化するEFM信号を基準信号RINとして入力してもロックさせることができる位相比較器の電気ブロック回路を示す。
この位相比較器70は、4個の第1〜第4D型フリップフロップ(第1〜第4DFという)71〜74、排他的論理和回路75、否定排他的論理和回路76を備えている。そして、基準信号RINは直列に接続した第1〜第3DF71〜73の初段の第1DF71のデータ入力端子Dに入力される。又、基準信号RINは排他的論理和回路75に入力される。
【0021】
一方、帰還信号FINは、第4DF74のクロック入力端子CKに入力されて1/2に分周されてクロックCLKと該クロックCLKに対して反転した反転クロックXCLKとなる。そして、クロック信号CLKは第2DF72のクロック入力端子CKに入力される。又、反転クロック信号XCLKは第1及び第3DF71,73のクロック入力端子CKに入力される。
【0022】
従って、第1DF71は反転クロックXCLKの立上がりに応答してその時の基準信号RINの状態を出力端子Qから第2DF72のデータ入力端子Dに出力する。第2DF72はクロックCLKの立上がりに応答してその時の第1DF71の出力端子Qの状態を取り込み自身の出力端子Qから第3DF73のデータ入力端子Dに出力するするとともに否定排他的論理和回路76に出力する。又、第3DF73は反転クロックXCLKの立上がりに応答してその時の第2DF72の出力端子Qの状態を取り込み自身の出力端子Qから否定排他的論理和回路76に出力する。
【0023】
否定排他的論理和回路76は、第2及び第3DF72,73の出力端子Qからの出力信号に基づいてダウン信号DNを図示しないチャージポンプに出力する。又、排他的論理和回路75は前記基準信号RINと第1DF71の反転出力端子バーQからの出力信号を入力し、両信号に基づいてアップ信号UPを出力する。
【0024】
図20〜図23は、この位相比較器70の動作を説明するためのタイミングチャートである。
1.「クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立上がりが揃う時」
図20に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立上がりと同時にLレベルに立下がり、帰還信号FINの1周期分(クロックCLKの半周期分)が経過すると同時にHレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立上がりが揃ったクロックCLKの次に出力されるクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、帰還信号FINの1周期分が経過すると同時にHレベルとなる。
【0025】
従って、揃っている時には、Lレベルのアップ信号UPとダウン信号DNが同じ時間(クロックCLKの半周期分)だけ出力される。
2.「クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立下がりが揃う時」
図20に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立下がりと同時にLレベルに立下がり、帰還信号FINの1周期分が経過すると同時にHレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立下がりが揃ったクロックCLKの次に出力されるクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、帰還信号FINの1周期分が経過すると同時にHレベルとなる。
【0026】
従って、揃っている時には、Lレベルのアップ信号UPとダウン信号DNが同じ時間(クロックCLKの半周期分)だけ出力される。
3.「クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの半周期分早い時」
図21に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立上がりと同時にLレベルに立下がり、最初のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの半周期分が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立上がり後の最初のクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分が経過すると)Hレベルとなる。
【0027】
従って、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの半周期分早い時には、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの4半周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0028】
4.「クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの半周期分早い時」
図21に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立下がりと同時にLレベルに立下がり、最初のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの半周期分が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立下がりが揃ったクロックCLKの次に出力されるクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分の経過すると)Hレベルとなる。
【0029】
従って、ロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの半周期分早い時には、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの4半周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0030】
5.「クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの1周期分遅れている時」
図22に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立上がりと同時にLレベルに立下がり、次のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合。帰還信号FINの2周期分が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立上がり後の2番目のクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立ち下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分が経過すると)Hレベルとなる。
【0031】
従って、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの1周期分遅れている時には、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0032】
6.「クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの1周期分遅れている時」
図22に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立下がりと同時にLレベルに立ち下がり、次のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの2周期分が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立下がり後の2番目のクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分の経過すると)Hレベルとなる。
【0033】
従って、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの1周期分遅れている時には、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0034】
7.「クロックCLKの立ち上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの半周期分遅れている時」
図23に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立上がりと同時にLレベルに立下がり、最初のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合。帰還信号FINの1周期半が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立上がり後の2番目のクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立ち下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分が経過すると)Hレベルとなる。
【0035】
従って、クロックCLKの立ち上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの半周期分遅れている時には、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの3/4周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0036】
8.「クロックCLKの立ち上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの半周期分遅れている時」
図23に示すように、アップ信号UPは、基準信号RINの立下がりと同時にLレベルに立ち下がり、最初のクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期半が経過すると)Hレベルとなる。一方、ダウン信号DNは、基準信号RINと立下がり後の2番目のクロックCLKの立上がりと同時にLレベルに立下がり、そのクロックCLKの立下がりと同時に(この場合、帰還信号FINの1周期分の経過すると)Hレベルとなる。
【0037】
従って、クロックCLKの立ち上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの半周期分遅れている時Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの3/4周期分だけ出力され、Lレベルのダウン信号DNがクロックCLKの半周期分だけ出力される。
【0038】
このように、この位相比較器70は、図20〜図23に示すように、その位相に応じて時間のLレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNを生成するとともに、必ずアップ信号UP、ダウン信号DNが互いに重ならないように間隔を開けて出力する。
【0039】
そして、図20に示すように基準信号RINの立上がり及び立下がり対してクロックCLKの位相が揃った状態になると、その時の該クロックCLKの1周期をTとすると、基準信号RIN(EFM信号)の最初のHレベルの間隔はクロックCLKの3T周期分、次のLレベルの間隔は4T周期分、次のHレベルの間隔はクロックCLKの5T周期分、次のLレベルの間隔は3T周期分であることが検出することが可能になる。
【0040】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記位相比較器70は、どんな場合でもアップ信号UP,ダウン信号DNが出力される。従って、位相が一致した時、後に続くチャージポンプ、VCO(電圧制御発振器)等は常に動作することになり、一時的にPLL回路は周波数のロックが外れ安定性に問題があった。
【0041】
本発明の第1の目的は、第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して第2のデジタル信号の位相が遅れているか早いかを判定することができるデジタル信号の位相比較方法を提供することにある。
【0044】
本発明の第の目的は、第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して位相比較を行うことができるとともに、位相が揃っている場合にはチャージポンプ等のPLL回路に含まれる各構成回路を安定な状態に保持し安定したロック状態を保持することができる位相比較器を提供することにある。
【0045】
本発明の第の目的は、第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して第2のデジタル信号を位相を揃えることができるとともに、位相が揃っている場合には、各構成回路を安定な状態に保持し安定したロック状態を保持することができるPLL回路を提供することにある。
【0046】
本発明の第の目的は、2値化されたデジタル読み出し信号の立上がり及び立下がりに対して再生クロックの位相を揃えることができ、そのデジタル読み出し信号を確実に復調することができるデータ復調回路を提供することにある。
【0047】
本発明の第の目的は、ピックアップ装置にて読み出され出力される周波数が変化する2値化されたデジタル読み出し信号を復調することができるデータ読み出し装置を提供することにある。
【0048】
本発明の第の目的は、記録媒体の駆動方式が相違する方式に対応して該記録媒体に記録された格納データを復調することができるデータ読み出し装置を提供することにある。
【0049】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出し、第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す同期信号を生成し、前記第1のデジタル信号前記同期信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成し、前記位相差検出信号と前記第2のデジタル信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅れているか否か判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、前記第2のデジタル信号よりも周波数が高い第3のデジタル信号と前記位相差信号とを使用して前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いか否か判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは第2の比較信号を生成することをその要旨とする。
【0050】
請求項2に記載の発明は、第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出し、第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す第1同期信号を生成し、前記第1同期信号に遅延する第2同期信号を生成し、前記第2同期信号に遅延する第3同期信号を生成し、前記第1のデジタル信号と前記第1同期信号との位相差を検出して第1位相差検出信号を生成し、前記第2のデジタル信号と第3のデジタル信号との位相差を示す第2位相差検出信号を生成し、前記第2のデジタル信号と前記第3のデジタル信号と前記第1位相差検出信号とを使用して前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは前記第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号を生成することをその要旨とする。
【0051】
請求項3に記載の発明は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成し、前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延している場合は第1の比較信号のみを生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早い場合は第2の比較信号のみを生成し、前記偏差がゼロの場合は前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号を生成しないことをその要旨とする。
【0052】
請求項4に記載の発明は、請求項1、請求項2又は請求項3に記載のデジタル信号の位相比較方法において、前記第2のデジタル信号の周波数は前記第1のデジタル信号の周波数よりも高いことをその要旨とする。
【0053】
請求項5に記載の発明は、第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する検出回路と、第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す同期信号を生成する同期回路と、前記第1のデジタル信号と前記同期信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成する位相差検出回路と、前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅れているか否かを判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成する第1判定回路と、前記第2のデジタル信号よりも周波数が高い第3のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いか否かを判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは第2の比較信号を生成する第2判定回路と、を備えることをその要旨とする
【0054】
請求項6に記載の発明は、第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する検出回路と、第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す第1同期信号を生成し、前記第1同期信号に遅延する第2同期信号を生成し、前記第2同期信号に遅延する第3同期信号を生成する同期回路と、前記第1のデジタル信号と前記第1同期信号との位相差を検出して第1位相差検出信号を生成し、前記第2のデジタル信号と第3のデジタル信号との位相差を示す第2位相差検出信号を生成する位相差検出回路と、前記第2のデジタル信号と前記第3のデジタル信号と前記第1位相差検出信号とを使用して前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは前記第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号を生成する位相差演算回路と、を備えることをその要旨とする。
【0055】
請求項7に記載の発明は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成する検出回路と、前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延している場合は第1の比較信号のみを生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早い場合は第2の比較信号のみを生成し、前記偏差がゼロの場合は前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号を生成しない判定回路と、を備えることをその要旨とする。
請求項8に記載の発明は、請求項5、請求項6又は請求項7に記載の位相比較器において、第2のデジタル信号の周波数は前記第1のデジタル信号の周波数よりも高いことをその要旨とする。
請求項9に記載の発明は、請求項5乃至8のいずれか1に記載の位相比較器を備えたPLL回路。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のPLL回路を備えたデータ復調回路。
【0056】
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載のデータ復調回路を備えたデータ読み出し装置。
請求項1に記載の発明は、請求項9に記載のデータ読み出し装置において、データ読み出し装置は記録媒体を一定の回転速度で回転駆動させてピックアップ装置にて該記録媒体の格納データを読み出すものである。
【0057】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、同期信号は第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に発生する。従って、同期信号の発生タイミングは、前記検出タイミングと第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりの位相に対応して相違する。その発生タイミングの相違する同期信号と、第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりからその同期信号が発生するまでの時間は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差となる。そして、第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりからその同期信号が発生するまでの間だけ出力する位相差検出信号を生成する。
【0058】
前記位相差検出信号の出力時間を第2のデジタル信号の検出タイミングにて計測することにより、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりよりどのくらい遅れているかが判定される。
又、前記位相差検出信号の出力時間を前記第2のデジタル信号の周波数より高い周波数の第3のデジタル信号の立上がり又は立下がりにて計測することにより、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりより早いことが判定される。
【0059】
請求項2に記載の発明によれば、第1同期信号は請求項1に記載の同期信号と同様に第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に発生する。第2同期信号は第1同期信号に対して遅れて出力される。第3同期信号は第2同期信号に対して遅れて出力される。
【0060】
第1位相差検出信号は第1のデジタル信号と第1同期信号の位相差が検出されて生成される。第2位相差検出信号は第2のデジタル信号と第3のデジタル信号の位相差を示す。
第2のデジタル信号と第3のデジタル信号と第1の位相差検出信号とが使用されて第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との間の偏差が決定される。そして、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号が生成され、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも早いときは、第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号が生成される。
【0061】
請求項3に記載の発明によれば、第1及び第2のデジタル信号の位相差が検出されて位相差検出信号が生成される。第2のデジタル信号と位相差検出信号とが使用されて第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との間の偏差が決定される。そして、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号が生成され、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも早いときは、第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号が生成される。
【0062】
請求項4に記載の発明によれば、第1比較信号と第2比較信号は、第1のデジタル信号の周波数よりも高い第2のデジタル信号を用いて生成される。
【0063】
請求項5に記載の発明によれば、同期回路は、検出回路の検出結果に基づき、第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に同期信号を生成する。従って、同期信号の発生タイミングは、前記検出タイミングと第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりの位相に対応して相違する。その発生タイミングの相違する同期信号と、第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりからその同期信号が発生するまでの時間は、第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差となる。そして、位相差検出回路は、第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりからその同期信号が発生するまでの間だけ出力する位相差検出信号を生成する。
【0064】
第2のデジタル信号と位相差検出信号とを使用する第1判定回路により、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅れているか否かが判定され、第2のデジタル信号が遅れている場合には第1の比較信号が出力される。
【0065】
第2のデジタル信号より周波数の高い第2のデジタル信号と位相差検出信号とを使用する第2判定回路により、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅れているか否かが判定され、第2のデジタル信号が早い場合には第2の比較信号が出力される。
【0066】
請求項6に記載の発明によれば、同期回路は、検出回路の検出結果に基づき、第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に第1同期信号を生成する。更に、同期回路は、第1同期信号に遅延する第2の同期信号と、第2の同期信号に遅延する第3同期信号を生成する。
【0067】
位相差検出回路は、第1のデジタル信号と第1の同期信号との位相差を検出した第1位相差検出信号を生成し、第2のデジタル信号と第3のデジタル信号の位相差を示す第2位相差検出信号を生成する。
【0068】
位相差演算回路は、第2のデジタル信号と第3のデジタル信号と第1の位相差検出信号とを使用して該第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも早いときは前記第2の位相差検出信号に対応する第2の比較信号を生成する。
【0069】
請求項に記載の発明によれば、検出回路により第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との位相差が検出されて位相差検出信号が生成される。そして、判定回路により、前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とが使用され、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差が決定され、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号が生成され、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは第2の比較信号が生成される。
【0070】
請求項8に記載の発明によれば、第1比較信号と第2比較信号は、第1のデジタル信号の周波数よりも高い第2のデジタル信号を用いて生成される。
【0071】
請求項に記載の発明によれば、PLL回路は、周波数が変化する第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して第2のデジタル信号を位相を揃えることができるとともに、位相が揃っている場合には、各構成回路を安定な状態に保持し安定したロック状態を保持することができる位相比較器に基づいて動作される。
【0072】
請求項10に記載の発明によれば、データ復調回路は周波数が変化する2値化されたデジタル読み出し信号の立上がり及び立下がりに対して再生クロックの位相を揃えることができるPLL回路の該再生クロックにより、そのデジタル読み出し信号を確実に復調することができる。
【0073】
請求項11に記載の発明によれば、データ読み出し装置は、ピックアップ装置にて読み出され出力される2値化されたデジタル読み出し信号の周波数が変化しても、その周波数の変化に対応した再生クロックを生成してデータ復調回路がそのデジタル読み出し信号を復調する。
【0074】
請求項1に記載の発明によれば、データ読み出し装置は記録媒体の駆動方式が相違する方式に対応して該記録媒体に記録された格納データを、周波数の変化に対応した再生クロックを生成するデータ復調回路にて復調することができる。
【0075】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
図1はデータ読み出し装置を示す。データ読み出し装置は、スピンドルモータ11と、CLV方式で記録された記録媒体としての光ディスク12、該光ディスク12からデータを読み出すピックアップ装置13と、該ピックアップ装置13が読み出したデータを復調するデータ復調回路としてのデータ復調装置14を備えている。光ディスク12は、CAV方式に基づいて、スピンドルモータ11により一定の回転数で回転駆動される。そして、光ディスク12に記録された格納データはピックアップ装置13にて光学的に読み取られ、出力信号として出力されるピックアップ装置13のアナログ信号SG1はデータ復調装置14に出力される。
【0076】
この場合、格納データがCLV方式で記録された光ディスク12は、その格納データがCAV方式で読み出されることになる。その結果、アナログ信号SG1は、CLV方式で記録された光ディスク12の格納データがCAV方式で読み取られるため、ピックアップ装置13の読み取り位置の変化により、そのアナログ信号SG1の周波数及び振幅が変化することになる。
【0077】
データ復調装置14は、可変利得増幅器(以下、VGAという)15、フィルタ16、コンパレータ17、EFM復調回路18、PLL回路19、デコーダ回路20及びホスト・インタフェース21を備えている。
【0078】
VGA15はピックアップ装置13からのアナログ信号SG1を入力する。VGA15は、ピックアップ装置13の読み取り位置の変化により振幅が変化するアナログ信号SG1を増幅して一定の振幅の出力信号SG2にしてフィルタ16に出力する。フィルタ16は、VGA15からの出力信号SG2の中から必要な周波数成分を抽出して、コンパレータ17に出力信号SG3として出力する。
【0079】
コンパレータ17は、フィルタ16から出力される出力信号(アナログ信号)SG3の振幅としきい値とを比較して2値化してデジタルパルス信号とした出力信号、即ち第1のデジタル信号としてのEFM信号SG4をEFM復調回路18及びPLL回路19に出力する。
【0080】
PLL回路19は、EFM信号SG4の周波数に応じた再生のための再生クロックCLK1を生成しEFM復調回路18に出力する。EFM復調回路18は、前記コンパレータ17のEFM信号SG4に対して、前記PLL回路19からのクロックCLK1に基づいてEFM復調処理を施し、その復調したデジタル信号SG5をデコーダ回路20に出力する。デコーダ回路20は、EFM復調回路18にて復調されたデジタル信号SG5をデコードし、そのデコード信号SG6がリード・データRDとしてホスト・インタフェース21から出力される。
【0081】
図2は、前記PLL回路19を示す。PLL回路19は、位相比較器22、チャージポンプ23、ローパスフィルタ(LPF)24、VCO(電圧制御発振器)25及び分周回路26を備えている。
【0082】
位相比較器22は、前記コンパレータ17からのEFM信号SG4を基準信号RINとして入力するとともに、分周回路26からの分周信号を入力する。位相比較器22は、EFM信号SG4と分周信号との位相差に基づいてアップ信号UP又はダウン信号DNをチャージポンプ23に出力する。チャージポンプ23は、Lレベルのアップ信号UP又はダウン信号DNが出力されている時間に相対した電圧値の電圧信号P0をLPF24に出力する。LPF24は、チャージポンプ23の電圧信号P0を平滑化することにより高周波成分を除去した制御電圧VT をVCO25に出力する。VCO25は、前記制御電圧VT の電圧値に応じた周波数の再生クロックCLK1を出力する。この再生クロックCLK1は、前記EFM復調回路18に出力される。又、再生クロックCLK1は、第3のデジタル信号としての帰還信号FINとして分周回路26に出力される。分周回路26は、この帰還信号FINを分周し生成した分周信号を位相比較器22に出力する。
【0083】
尚、本実施形態では、アップ信号UPは帰還信号FIN(再生クロックCLK1)の周波数を上げるための信号である。又、ダウン信号DNは帰還信号(再生クロックCLK1)の周波数を下げるための信号である。
【0084】
図3は、位相比較器22を示す。位相比較器22は、前記分周回路26から帰還信号FIN(クロックCLK1)を分周した分周信号を入力する。分周回路26は、図4に示すようにD型フリップフロップ(DF)27にて構成されている。DF27は、クロック入力端子CKに帰還信号FIN(クロックCLK1)が入力される。又、DF27は、データ入力端子Dと反転出力端子バーQが互いに接続されている。
【0085】
従って、DF27は、図5〜図8に示すように、帰還信号FINを1/2に分周し、その分周した分周信号を出力端子QからクロックCLKとして位相比較器22に出力する。又、DF27は、反転出力端子バーQから前記クロックCLKに対して反転した第2のデジタル信号としての反転クロックXCLKを位相比較器22に出力する。
【0086】
位相比較器22は、同期回路28、位相差検出回路29及び位相差演算回路30を備えている。
同期回路28は、3個の第1〜第3D型フリップフロップ(DF)31〜33を備えている。第1DF31は、データ入力端子Dに基準信号RIN(EFM信号SG4)を入力するとともに、クロック入力端子CKに前記分周回路26から反転クロックXCLKを入力する。従って、第1DF31は、その時々の反転クロックXCLKの立上がりに応答してその時の基準信号RINの状態(Hレベル又はLレベル)を出力信号SG11として出力端子Qから出力し保持する。又、第1DF31の反転出力端子バーQからは出力信号SG11に対して反転した同期信号(第1同期信号)としての反転出力信号XSG11が出力される。
【0087】
第2DF32は、データ入力端子Dに第1DF31の出力信号SG11を入力するとともに、クロック入力端子CKに前記分周回路26からクロックCLKを入力する。従って、第2DF32は、その時々のクロックCLKの立上がりに応答してその時の出力信号SG11の状態(Hレベル又はLレベル)を第2同期信号としての出力信号SG12として出力端子Qから出力し保持する。第2DF32の出力端子Qから出力される出力信号SG12は、第1DF31の出力端子Qから出力される出力信号SG11に対してクロックCLKの1/2周期分(帰還信号FINの1周期分)だけ遅れる波形になる。
【0088】
第3DF33は、データ入力端子Dに第2DF32の出力信号SG12を入力するとともに、クロック入力端子CKに前記分周回路26から反転クロックXCLKを入力する。従って、第3DF33は、その時々の反転クロックXCLKの立上がりに応答してその時の出力信号SG12の状態(Hレベル又はLレベル)を第3同期信号としての出力信号SG13として出力端子Qから出力し保持する。第3DF33の出力端子Qから出力される出力信号SG13は、第2DF32の出力端子Qから出力される出力信号SG12に対してクロックCLKの1/2周期分(帰還信号FINの1周期分)だけ遅れる波形になる。
【0089】
同期回路28の各出力信号XSG11、SG11〜SG13は位相差検出回路29に出力される。図4に示すように、位相差検出回路29は、否定排他的論理和回路35及び排他的論理和回路36を備えている。
【0090】
否定排他的論理和回路35は、前記第1DF31の反転出力信号XSG11と前記基準信号RIN(EFM信号SG4)とを入力する。否定排他的論理和回路35は反転出力信号XSG11と基準信号RINが同じレベルになった時のみHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11と基準信号RINの状態を比較し、前記クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立上がり、及び、クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立下がりの位相差に相対したHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。
【0091】
詳述すると、反転出力信号XSG11を出力する前記第1DF31は反転クロックXCLKの立上がりに応答して、その時の基準信号RINの状態を保持し出力端子Qから出力信号SG11として出力する。又、前記第1DF31は出力信号SG11を反転させた状態の反転出力信号XSG11を反転出力端子バーQから出力している。従って、第1DF31の反転動作は、基準信号RINがLレベルからHレベルへの立上がったことと、HレベルからLレベルへの立下がったことを検知したことを意味する。そして、第1DF31は、これら立上がり及び立下がりを最大クロックCLKの1周期以下の時間で検知している。
【0092】
詳述すると、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)と揃っている場合には、基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期で、即ち反転クロックXCLKの立上がり、第1DF31は前記揃った時より早く反転動作を行う。
【0093】
従って、基準信号RINの立上がり(立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期が経過するまでの間、反転出力信号XSG11は基準信号RINと同じ状態(Hレベル又はLレベル)となる。その結果、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)と揃っている場合には、否定排他的論理和回路35は基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期分のHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。
【0094】
又、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合には、基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期より短い時間で反転クロックXCLKが立上がるため、第1DF31は前記揃った時より早く反転動作を行う。
【0095】
従って、基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期より短い時間の間だけ、反転出力信号XSG11は基準信号RINと同じ状態(Hレベル又はLレベル)となる。その結果、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合には、否定排他的論理和回路35は基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期より短い時間の間だけHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。
【0096】
又、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合には、基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期より長い時間経過して反転クロックXCLKが立上がるため、第1DF31は前記揃った時より遅く反転動作を行う。
【0097】
従って、基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期よりも長い時間、反転出力信号XSG11は基準信号RINと同じ状態(Hレベル又はLレベル)となる。その結果、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合には、否定排他的論理和回路35は基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が生じた時点からクロックCLKの1/2周期よりも長い時間、Hレベルの第1位相差検出信号SG21を出力することになる。
【0098】
このように、この否定排他的論理和回路35は、クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立上がり(又は立下がり)との位相差を第1位相差検出信号SG21がHレベルを出力している時間で検出していることになる。さらに、言い換えるならば、否定排他的論理和回路35は、帰還信号FINの立上がりと基準信号RIN(EFM信号SG4)の立上がり(又は立下がり)との位相差を第1位相差検出信号SG21がHレベルを出力している時間で検出していることになる。
【0099】
そして、第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間がクロックCLKの1/2周期より短い場合には、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早いことがわかり、その時間の長さによりその早さの割合がわかる。又、Hレベルになっている時間がクロックCLKの1/2周期より長い場合には、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅いことがわかり、その時間の長さによりその遅さの割合がわかる。
【0100】
排他的論理和回路36は、前記第2DF32の出力信号SG12と前記第3DF33の出力信号SG13とを入力する。排他的論理和回路36は両出力信号SG12,SG13が同じレベルになった時のみLレベルの第2位相差検出信号SG22を出力する。即ち、排他的論理和回路36は両出力信号SG12,SG13が互いに異なるレベルになった時のみHレベルの第2位相差検出信号SG22を出力する。そして、この第2位相差検出信号SG22は、Lレベルのダウン信号DNを生成するための信号として使用される。
【0101】
そして、位相差検出回路29が生成した第1及び第2位相差検出信号SG21、SG22は位相差演算回路30に出力される。
図4に示すように、位相差演算回路30は、D型フリップフロップ(DF)37、JK型フリップフロップ(JKF)38、2個のナンド回路39,40及びインバータ41を備えている。
【0102】
第1判定回路としてのナンド回路39は、前記否定排他的論理和回路36の第1位相差検出信号SG21と前記分周回路26の反転クロックXCLKを入力する。ナンド回路39は、第1位相差検出信号SG21と前記反転クロックXCLKが共にHレベルの時、Lレベルのアップ信号UPを出力する。ナンド回路39は、第1位相差検出信号SG21と反転クロックXCLKとを比較して、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)よりどのくらい遅れている演算し遅れている時間に相対した時間だけLレベルのアップ信号UPを出力する。
【0103】
詳述すると、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合には、第1位相差検出信号SG21がその遅い分だけ早くHレベルになるため、その遅れた分に相対して第1位相差検出信号SG21と前記反転クロックXCLKが共にHレベルなる。その結果、そのHレベルになっている時間だけLレベルのアップ信号UPを出力する。
【0104】
又、クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立上がり(又は立下がり)が揃っている場合には、第1位相差検出信号SG21と前記反転クロックXCLKが共にHレベルになることはない。その結果、アップ信号UPはHレベルに保持されたままとなる。
【0105】
さらに、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合には、第1位相差検出信号SG21がその早い分だけ早くLレベルになる。その結果、第1位相差検出信号SG21と前記反転クロックXCLKが共にHレベルになることはない。その結果、アップ信号UPはHレベルに保持されたままとなる。
【0106】
第2判定回路を構成するDF37は、データ入力端子Dに前記第1位相差検出信号SG21を入力するとともに、クロック入力端子CKにインバータ41により前記帰還信号FINが反転した反転信号である第3のデジタル信号としての反転帰還信号XFINを入力する。従って、DF37は、その時々の反転帰還信号XFINの立上がりに応答してその時の第1位相差検出信号SG21の状態(Hレベル又はLレベル)を判定信号としての出力信号SG31として出力端子Qから出力し保持することになる。
【0107】
この時、DF37は、第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間が帰還信号FINの1周期より短い第1位相差検出信号SG21の場合には、該検出信号SG21に対する出力信号SG31を出力することはできない。その理由は、DF37が帰還信号FINの立上がりに基づいて第1位相差検出信号SG21を取り込む時には、該第1位相差検出信号SG21が既にLレベルになっているからである。
【0108】
反対に、DF37は、第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間が帰還信号FINの1周期分以上長い第1位相差検出信号SG21の場合には、該位相差検出信号SG21に対するHレベルの出力信号SG31を出力する。
【0109】
従って、このDF37は、第1位相差検出信号SG21に基づいてクロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合には、Hレベルの出力信号SG31を出力しない。そのため、このDF37はクロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早いか否かを判別し、遅い場合のみHレベルの出力信号SG31を出力する。
【0110】
第2判定回路を構成するJKF38は、入力端子Jに前記DF37の出力信号SG31(帰還信号FINの半周期分だけ遅れた第1位相差検出信号SG21)をするとともに、入力端子Kに前記排他的論理和回路36の第2位相差検出信号SG22を入力する。又、JKF38は、クロック入力端子CKに帰還信号FINを入力する。JKF38の反転出力端子バーQは第2判定回路を構成するナンド回路40の入力端子に接続され、制御信号としてのその反転出力信号XSG32をナンド回路40に出力する。
【0111】
そして、JKF38は、帰還信号FINの立上がりに応答してその時の入力端子Jに入力されている出力信号SG31と入力端子Kに入力されている第2位相差検出信号SG22の両状態に基づいて動作することになる。
【0112】
因みに、出力信号SG31と第2位相差検出信号SG22が共にLレベルの時には、反転出力信号XSG32は変化しない。出力信号SG31がLレベル、第2位相差検出信号SG22がHレベルの時には、反転出力信号XSG32はHレベルになる。出力信号SG31がHレベル、第2位相差検出信号SG22がLレベルの時には、反転出力信号XSG32はLレベルになる。出力信号SG31がHレベル、第2位相差検出信号SG22がHレベルの時には、反転出力信号XSG32は反転する。
【0113】
そして、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合には、JKF38が反転動作されることはなく反転出力信号XSG32はHレベルの状態が維持される。従って、JKF38は、Hレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間でも、Hレベルの反転出力信号XSG32を出力する。
【0114】
反対に、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合、又は、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)と揃っている場合には、JKF38が反転動作される。反転出力信号XSG32は、出力信号SG31がHレベルになって最初の帰還信号FINの立上がりに応答してLレベルに立下がり、前記第2位相差検出信号SG22がLレベルに立下がるとともにHレベルに立上がる波形となる。従って、JKF38は、少なくともHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、Lレベルの反転出力信号XSG32をナンド回路40に出力する。
【0115】
ナンド回路40は、反転出力信号XSG32と前記排他的論理和回路36の第2位相差検出信号SG22を入力する。ナンド回路40は、反転出力信号XSG32と第2位相差検出信号SG22が共にHレベルの時、Lレベルのダウン信号DNを出力する。
【0116】
詳述すると、ナンド回路40は、反転出力信号XSG32と第2位相差検出信号SG22とを比較して、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早いと判断したときのみ第2位相差検出信号SG22がHレベルになっている時間(クロックCLKの1/2周期分)だけLレベルのダウン信号DNを出力する。
【0117】
これは、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合と、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がりより)と揃っている場合には、JKF38が、前記第2位相差検出信号SG22がHレベルになっている間、Lレベルの反転出力信号XSG32を出力しているからである。
【0118】
このように、位相差演算回路30は、位相差検出回路29の第1及び第2位相差検出信号SG21,SG22に基づいてクロックCLKの立上がりに対する基準信号RINの立上がり(又は立下がり)の位相差を演算する。そして、位相差検出回路29は、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合、その位相差の大きさに応じた時間のLレベルのアップ信号UPを生成して前記チャージポンプ23に出力する。又、位相差検出回路29は、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早い場合、そのクロックCLKの1/2周期分のLレベルのダウン信号DNを生成して前記チャージポンプ23に出力する。さらに、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)と揃っている場合、位相差演算回路30は、Lレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNのいずれも出力しない。
【0119】
次に、上記のように構成した位相比較器22の作用について説明する。
(A)クロックCLKと基準信号RINの立上がりが揃っている時(図5参照)
第1DF31は、基準信号RINの立上がり(反転クロックXCLKの立下がり)からクロックCLKの1/2周期経過して該反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11はHレベルからLレベルに立下がる。
【0120】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立上がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0121】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKはLレベルである。従って、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力することはない。
【0122】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21を帰還信号FINの1/2周期分遅らせて出力信号SG31としてJKF38に出力する。JKF38はこのHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32をLレベルにする。
【0123】
やがて、基準信号RINが立上がった時に同時に立上がったクロックCLKから数えて2個目のクロックCLKの立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。しかしながら、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32をLレベルに保持している。従って、ナンド回路40はLレベルのダウン信号DNを出力することはない。
【0124】
このように、クロックCLKと基準信号RINの立上がりが揃っている時、位相比較器22はLレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNを出力しない。
(B)クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立下がりが揃っている時(図5参照)
第1DF31は、基準信号RINの立下がり(反転クロックXCLKの立下がり)からクロックCLKの1/2周期経過して該反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11はLレベルからHレベルに立上がる。
【0125】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立下がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0126】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKはLレベルである。従って、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力することはない。
【0127】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21を帰還信号FINの1/2周期分遅らせて出力信号SG31としてJKF38に出力する。JKF38はこのHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32をLレベルにする。
【0128】
やがて、基準信号RINが立下がった時に同時に立上がったクロックCLKから数えて2個目のクロックCLKの立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。しかしながら、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32をLレベルに保持している。従って、ナンド回路40はLレベルのダウン信号DNを出力することはない。
【0129】
このように、クロックCLKの立上がりと基準信号RINの立下がりが揃っている時、位相比較器22はLレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNを出力しない。
【0130】
(C)クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより早い時(図6参照)
図6に示すように、帰還信号FINの1/2周期分だけ早い場合について説明する。
【0131】
第1DF31は、基準信号RINの立上がり(この時反転クロックXCLKは既に立下がっている)から該反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立上がった時から帰還信号FINの1/2周期分経過した時にHレベルからLレベルに立下がる。
【0132】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立上がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、帰還信号FINの1/2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0133】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKはLレベルである。従って、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力することはない。
【0134】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21が帰還信号FINの1/2周期分の時間Hレベルになっているだけなので、JKF38に出力される出力信号SG31はLレベルのままとなる。その結果、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されていても出力信号SG31がLレベルのままなので、反転出力信号XSG32をHレベルの状態に保持しナンド回路40に出力している。
【0135】
やがて、基準信号RINが立上がった時から数えて最初に立上がるクロックCLKのその立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。
【0136】
従って、ナンド回路40はこの第2位相差検出信号SG22に応答してLレベルのダウン信号DNを帰還信号FINの1周期分出力する。
このように、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより早い時、位相比較器22はLレベルのダウン信号DNを出力する。
【0137】
(D)クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより早い時(図6参照)
図6に示すように、帰還信号FINの1/2周期分だけ早い場合について説明する。
【0138】
第1DF31は、基準信号RINの立下がり(この時反転クロックXCLKは既に立下がっている)から該反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立下がった時から帰還信号FINの1/2周期分経過した時にLレベルからHレベルに立上がる。
【0139】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立下がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、帰還信号FINの1/2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0140】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKはLレベルである。従って、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力することはない。
【0141】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21が帰還信号FINの1/2周期分の時間Hレベルになっているだけなので、JKF38に出力される出力信号SG31はLレベルのままとなる。その結果、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されていても出力信号SG31がLレベルのままなので、反転出力信号XSG32をHレベルの状態に保持しナンド回路40に出力している。
【0142】
やがて、基準信号RINが立下がった時から数えて最初に立上がるクロックCLKのその立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。
【0143】
従って、ナンド回路40はこの第2位相差検出信号SG22に応答してLレベルのダウン信号DNを帰還信号FINの1周期分出力する。
このように、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより早い時、位相比較器22はLレベルのダウン信号DNを出力する。
【0144】
(E)クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより遅い時(図7参照)
図7に示すように、帰還信号FINの1周期分だけ遅い場合について説明する。
【0145】
第1DF31は、基準信号RINの立上がり(この時反転クロックXCLKは立上がる)から次の反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立上がった時から帰還信号FINの2周期分経過した時にHレベルからLレベルに立下がる。
【0146】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立上がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、帰還信号FINの2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0147】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKは前記基準信号RINの立上がりから帰還信号FINの1周期に相当する時間Hレベルである。従って、その反転クロックXCLKがHレベルになっている間、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力する。
【0148】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21が帰還信号FINの2周期分の時間Hレベルになっているため、JKF38に出力される出力信号SG31はHレベルとなる。JKF38はこのHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32をLレベルにする。
やがて、基準信号RINが立上がった後から数えて2個目のクロックCLKの立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。しかしながら、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32をLレベルに保持している。従って、ナンド回路40はLレベルのダウン信号DNを出力することはない。
【0149】
このように、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの1周期分遅い時、位相比較器22はLレベルのアップ信号UPを帰還信号FINの1周期分出力する。
【0150】
尚、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がりより帰還信号FINの1/2周期分遅い時には、上記と同様な動作を行い、図8に示すように位相比較器22はLレベルのアップ信号UPを帰還信号FINの1/2周期分出力する。同様に、位相比較器22はLレベルのダウン信号DNを出力しない。
【0151】
(F)クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより遅い時(図7参照)
図7に示すように、帰還信号FINの1周期分だけ遅い場合について説明する。
【0152】
第1DF31は、基準信号RINの立下がり(この時反転クロックXCLKは立上がる)から次の反転クロックXCLKが立上がった時反転動作する。その結果、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立下がった時から帰還信号FINの2周期分経過した時にLレベルからHレベルに立上がる。
【0153】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立下がりに応答してHレベルの第1位相差検出信号SG21を出力する。そして、否定排他的論理和回路35は、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して前記第1位相差検出信号SG21をHレベルからLレベルにする。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、帰還信号FINの2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0154】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、反転クロックXCLKは前記基準信号RINの立下がりから帰還信号FINの1周期に相当する時間Hレベルである。従って、その反転クロックXCLKがHレベルになっている間、ナンド回路39はLレベルのアップ信号UPを出力する。
【0155】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37は、その第1位相差検出信号SG21が帰還信号FINの2周期分の時間Hレベルになっているため、JKF38に出力される出力信号SG31はHレベルとなる。JKF38はこのHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32をLレベルにする。
【0156】
やがて、基準信号RINが立下がった後から数えて2個目のクロックCLKの立上がりに応答して、排他的論理和回路36からHレベルの第2位相差検出信号SG22がクロックCLKの1/2周期分の時間だけ出力される。しかしながら、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32をLレベルに保持している。従って、ナンド回路40はLレベルのダウン信号DNを出力することはない。
【0157】
このように、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの1周期分遅い時、位相比較器22はLレベルのアップ信号UPを帰還信号FINの1周期分出力する。
【0158】
尚、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立下がりより帰還信号FINの1/2周期分遅い時には、上記と同様な動作を行い、図8に示すように位相比較器22はLレベルのアップ信号UPを帰還信号FINの1/2周期分出力する。同様に、位相比較器22はLレベルのダウン信号DNを出力しない。
【0159】
次に、上記ように構成した第一実施形態の特徴を以下に記載する。
(1)上記実施形態において、位相比較器22は、基準信号RIN(EFM信号SG4)の立上がりと立下がりに対してそれぞれクロックCLK(帰還信号FIN)の立上がりとの位相比較を行うことができる。その結果、PLL回路19は、周波数が変動する基準信号RIN(EFM信号SG4)に対して確実にロックさせることができる。
【0160】
(2)上記実施形態において、位相比較器22は、基準信号RIN(EFM信号SG4)の立上がり及び立下がりに対してそれぞれクロックCLK(帰還信号FIN)の立上がりが揃っている時(ロックがかかっている時)、位相比較器22はLレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNのいずれの信号も出力しない。
【0161】
従って、ロックがかかっている状態では、後に続くチャージポンプ23、VCO(電圧制御発振器)25等の動作はその時の状態を維持した状態にある。その結果、本実施形態のPLL回路19は、ロックがかかっている状態で交互にアップ信号とダウン信号を出力する従来のPLL回路のように、一時的に周波数のロックが外れることはなく非常に安定性がある。
【0162】
(3)上記本実施形態において、PLL回路19は周波数が変動する基準信号RIN(EFM信号SG4)に対して確実にロックさせることができるととも、ロックがかかっている状態では一時的に周波数のロックが外れることはなく非常に安定性がある。従って、該PLL回路19を備えたCAV方式のデータ読み出し装置は、CLV方式で格納データが記録された光ディスク12の該格納データをデータ復調装置14のEFM復調回路18にて確実に復調させることができる。その結果、該読み出し装置は、CAV方式のみならずCLV方式で格納データを記録した光ディスクに対するデータ読み出しにも対応することができる。
【0163】
(4)上記実施形態において、同期回路28の第1DF31にて反転クロックXCLKの立上がりに応答してその時の基準信号RINの状態を保持させるようにして、基準信号RINがLレベルからHレベルへの立上がったことと、HレベルからLレベルへの立下がったことを検知させようにした。又、この時、第1DF31に対して、基準信号RINが一方に変化したことを検知した時、その変化した基準信号RINの状態に対して反転した状態の反転出力信号XSG11を生成し出力させるようにした。
【0164】
又、この反転出力信号XSG11と基準信号RINとの位相差を位相差検出回路29の否定排他的論理和回路35にて検出させるようにした。
従って、第1DF31という1つのフリップフロップにて、基準信号RIN(EFM信号SG4)の立上がりに対するクロックCLK(帰還信号FIN)の立上がりの位相比較と、基準信号RINの立下がりに対するクロックCLKの立上がりの位相比較のための反転出差力信号XSG11を生成することができる。
【0165】
その結果、本実施形態の位相比較器22は非常に簡単な回路構成で基準信号RIN(EFM信号SG4)の立上がりに対するクロックCLK(帰還信号FIN)の立上がりの位相差と、基準信号RINの立下がりに対するクロックCLKの立上がりの位相差の検出を行うことができる。
【0166】
(5)上記実施形態では、位相差演算回路30のDF37にて、第1位相差検出信号SG21に基づいてクロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より早いか否かを判別させ、遅い場合のみHレベルの出力信号SG31を出力させるようにした。又、位相差演算回路30のJKF38にて、DF37が遅いと判別したとき第2位相差検出信号SG22がHレベルになっいる間、該第2位相差検出信号SG22をダウン信号DNとしてナンド回路40から出力させないLレベルの反転出力信号XSG32を出力させるようにした。
【0167】
従って、本実施形態の位相比較器22は非常に簡単な回路構成で、ロックがかかっている時にアップ信号UP及びダウン信号DNのいずれの信号も出力させないようにすることができる。又、クロックCLKの立上がりが基準信号RINの立上がり(又は立下がり)より遅い場合にもダウン信号DNを出力させないようにすることができる。
【0168】
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について図9〜図13に従って説明する。本実施形態は、PLL回路に構成された位相比較器に特徴を有する。特に、データ読み出し速度の高速化に対応した位相比較器である。
【0169】
図9は、本実施形態の位相比較器を示す。尚、本実施形態も、第一実施形態と基本的に同様なデータ読み出し装置に用いられる。第一実施形態と相違する点は、光ディスクをより高速にCAV方式にて回転させピックアップ装置でその光ディスクにCLV方式で記録された格納されたデータを読み出す点が相違する。そのため、EFM信号SG4も相対して周波数が高くなり、再生クロックCLK1(帰還信号FIN)も高くなる。そして、本実施形態では、説明の便宜上、帰還信号FINの周波数が第一実施形態の帰還信号FINの周波数より2倍高い周波数とする。例えば、第一実施形態の帰還信号FINの周波数が10メガHz とすると、本実施形態の帰還信号FINの周波数は20メガHz となる。
【0170】
本実施形態の分周回路26は2個のD型フリップフロップ(DF)27a、27bを備えている。
初段のDF27aにて、帰還信号FINを1/2に分周して第3のデジタル信号としてのクロックCLKと反転クロックXCLKを生成する。従って、このクロックCLKの周期は、帰還信号FINの周期の2倍である。このクロックCLKは、位相比較器22の位相差演算回路30のJKF38のクロック入力端子CKに入力される。又、反転クロックXCLKは、位相差演算回路30のDF37のクロック入力端子CKに入力される。
【0171】
後段のDF27bは、初段のDF27aのクロックCLKを1/2に分周して、第2のデジタル信号としての第2クロックCLK2と第2反転クロックXCLK2を生成する。従って、この第2クロックCLK2の周期は、帰還信号FINの周期の4倍となる。この第2クロックCLK2は、位相比較器22の同期回路28の第2DF32のクロック入力端子CKに入力される。又、第2反転クロックXCLK2は、基準信号28の第1及び第3DF31,33のクロック入力端子CKに入力される。
【0172】
次に、上記のように構成した第二実施形態の位相比較器22の作用について説明する。
(A)第2クロックCLK2と基準信号RINの立上がりが揃っている時(図10参照)
基準信号RINの立上がり(第2反転クロックXCLK2の立下がり)から第2クロックCLK2の1/2周期経過して該第2反転クロックXCLK2が立上がると、第1DF31の反転出力信号XSG11はHレベルからLレベルに立下がる。
【0173】
一方、基準信号RINの立上がりに応答して、否定排他的論理和回路35の第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルになる。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0174】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、第2反転クロックXCLK2はLレベルである。従って、ナンド回路39のアップ信号UPはHレベルのままである。
【0175】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37の出力信号SG31は、クロックCLKの1/2周期遅れてJKF38に出力される。JKF38の反転出力信号XSG32は、このHレベルの出力信号SG31に基づいてLレベルとなる。
【0176】
やがて、基準信号RINが立上がった時に同時に立上がった第2クロックCLK2から数えて2個目の第2クロックCLK2の立上がりに応答して、排他的論理和回路36の第2位相差検出信号SG22が第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。しかしながら、JKF38はHレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32をLレベルに保持している。従って、ナンド回路40のダウン信号DNはHレベルのままである。
【0177】
このように、クロックCLKと基準信号RINの立上がりが揃っている時、位相比較器22はLレベルのアップ信号UP及びダウン信号DNを出力しない。
(B)第2クロックCLK2の立上がりと基準信号RINの立下がりが揃っている時(図10参照)
基準信号RINの立下がり(第2反転クロックXCLK2の立下がり)から第2クロックCLK2の1/2周期経過して該第2反転クロックXCLK2が立上がると、第1DF31の反転出力信号XSG11はLレベルからHレベルに立上がる。
【0178】
一方、基準信号RINの立下がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して、前記第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルとなる。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0179】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、第2反転クロックXCLK2はLレベルである。従って、ナンド回路39のアップ信号UPはHレベルのままである。
【0180】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。DF37の出力信号SG31は、クロックCLKの1/2周期遅れてJKF38に出力する。JKF38の反転出力信号XSG32はこのHレベルの出力信号SG31に基づいてLレベルとなる。
【0181】
やがて、基準信号RINが立下がった時に同時に立上がった第2クロックCLK2から数えて2個目の第2クロックCLK2の立上がりに応答して、第2位相差検出信号SG22は第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。しかしながら、JKF38の反転出力信号XSG32は第2位相差検出信号SG22がHレベルの間、Lレベルである。従って、ナンド回路40のダウン信号DNはHレベルのままである。
【0182】
このように、第2クロックCLK2の立上がりと基準信号RINの立下がりが揃っている時、位相比較器22のアップ信号UP及びダウン信号DNはHレベルのままである。
【0183】
(C)第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立上がりより早い時(図11参照)
図11に示すように、クロックCLKの1/2周期分だけ早い場合について説明する。
【0184】
基準信号RINの立上がり(この時第2反転クロックXCLK2は既に立下がっている)から該第2反転クロックXCLK2が立上がると、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立上がった時からクロックCLKの1/2周期分経過した時にHレベルからLレベルに立下がる。
【0185】
一方、否定排他的論理和回路35は、基準信号RINの立上がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルとなる。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、クロックCLKの1/2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0186】
この時、第1位相差検出信号SG21がHレベルの間は、第2反転クロックXCLK2はLレベルである。従って、アップ信号UPはHレベルのままである。又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。その第1位相差検出信号SG21がクロックCLKの1/2周期分の時間Hレベルになっているだけなので、JKF38に出力される出力信号SG31はLレベルのままとなる。その結果、Hレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されていても出力信号SG31がLレベルのままなので、Hレベルの反転出力信号XSG32がナンド回路40に出力される。
【0187】
やがて、基準信号RINが立上がった時から数えて最初に立上がる第2クロックCLK2の立上がりに応答して、第2位相差検出信号SG22が第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。
【0188】
従って、この第2位相差検出信号SG22に応答して、ダウン信号DNはクロックCLKの1周期分Lレベルとなる。
このように、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立上がりより早い時、Lレベルのダウン信号DNが出力される。
【0189】
(D)第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立下がりより早い時(図11参照)
図11に示すように、クロックCLKの1/2周期分だけ早い場合について説明する。
【0190】
基準信号RINの立下がり(この時第2反転クロックXCLK2は既に立下がっている)から該第2反転クロックXCLK2が立上がると、反転出力信号XSG11は、その基準信号RINが立下がった時からクロックCLKの1/2周期分経過した時にLレベルからHレベルに立上がる。
【0191】
一方、基準信号RINの立下がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して、前記第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルになる。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、クロックCLKの1/2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0192】
この時、Hレベルの第1位相差検出信号SG21が出力されている間は、第2反転クロックXCLK2はLレベルである。従って、アップ信号UPはHレベルのままである。
【0193】
又、Hレベルの第1位相差検出信号SG21は、DF37に出力される。その第1位相差検出信号SG21がクロックCLKの1/2周期分の時間Hレベルになっているだけなので、JKF38に出力される出力信号SG31はLレベルのままとなる。その結果、Hレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されていても出力信号SG31がLレベルのままなので、ナンド回路40に入力される反転出力信号XSG32はHレベルのままである。
【0194】
やがて、基準信号RINが立下がった時から数えて最初に立上がる第2クロックCLK2の立上がりに応答して、第2位相差検出信号SG22が第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。
【0195】
従って、この第2位相差検出信号SG22に応答して、ダウン信号DNはクロックCLKの1周期分Lレベルとなる。
このように、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立下がりより早い時、Lレベルのダウン信号DNが出力される。
【0196】
(E)第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立上がりより遅い時(図12参照)
図12に示すように、クロックCLKの1周期分だけ遅い場合について説明する。
【0197】
基準信号RINの立上がり(この時第2反転クロックXCLK2は立上がる)から次の第2反転クロックXCLK2が立上がると、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立上がった時からクロックCLKの2周期分経過した時にHレベルからLレベルに立下がる。
【0198】
一方、基準信号RINの立上がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のHレベルからLレベルの立下がりに応答して、前記第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルとなる。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、クロックCLKの2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0199】
この時、第1位相差検出信号SG21がHレベルの間は、第2反転クロックXCLK2は前記基準信号RINの立上がりからクロックCLKの1周期に相当する時間Hレベルである。従って、その第2反転クロックXCLK2がHレベルになっている間、アップ信号UPはLレベルとなる。
【0200】
又、第1位相差検出信号SG21がクロックCLKの2周期分の時間Hレベルになっているため、JKF38に出力される出力信号SG31はHレベルとなる。このHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32はLレベルとなる。
【0201】
やがて、基準信号RINが立上がった後から数えて2個目の第2クロックCLK2の立上がりに応答して、第2位相差検出信号SG22は第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。しかしながら、Hレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、反転出力信号XSG32はLレベルに保持している。従って、ダウン信号DNはHレベルのままである。
【0202】
このように、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立上がりよりクロックCLKの1周期分遅い時、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1周期分出力する。
【0203】
尚、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立上がりよりクロックCLKの1/2周期分遅い時には、上記と同様な動作を行い、図13に示すようにLレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1/2周期分出力される。同様に、Lレベルのダウン信号DNは出力されない。
【0204】
(F)第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立下がりより遅い時(図12参照)
図12に示すように、クロックCLKの1周期分だけ遅い場合について説明する。
【0205】
基準信号RINの立下がり(この時第2反転クロックXCLK2は立上がる)から次の第2反転クロックXCLK2が立上がると、反転出力信号XSG11は、基準信号RINが立下がった時からクロックCLKの2周期分経過した時にLレベルからHレベルに立上がる。
【0206】
一方、基準信号RINの立下がりに応答して、第1位相差検出信号SG21はHレベルとなる。そして、反転出力信号XSG11のLレベルからHレベルの立上がりに応答して、前記第1位相差検出信号SG21はHレベルからLレベルとなる。従って、この第1位相差検出信号SG21がHレベルになっている時間は、クロックCLKの2周期分の時間である。このHレベルの第1位相差検出信号SG21はナンド回路39に出力される。
【0207】
この時、この第1位相差検出信号SG21がHレベルの間は、第2反転クロックXCLK2は前記基準信号RINの立下がりからクロックCLKの1周期に相当する時間Hレベルである。従って、その第2反転クロックXCLK2がHレベルになっている間、アップ信号UPはLレベルとなる。
【0208】
又、その第1位相差検出信号SG21がクロックCLKの2周期分の時間Hレベルになっているため、JKF38に出力される出力信号SG31はHレベルとなる。このHレベルの出力信号SG31に基づいて反転出力信号XSG32はLレベルとなる。
【0209】
やがて、基準信号RINが立下がった後から数えて2個目の第2クロックCLK2の立上がりに応答して、第2位相差検出信号SG22は第2クロックCLK2の1/2周期分の時間だけHレベルとなる。しかしながら、Hレベルの第2位相差検出信号SG22が出力されている間、JKF38の反転出力信号XSG32はLレベルのままである。従って、ダウン信号DNはHレベルのままである。
【0210】
このように、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立下がりよりクロックCLKの1周期分遅い時、Lレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1周期分出力される。
【0211】
尚、第2クロックCLK2の立上がりが基準信号RINの立下がりよりクロックCLKの1/2周期分遅い時には、上記と同様な動作を行い、図13に示すようにLレベルのアップ信号UPがクロックCLKの1/2周期分出力される。同様に、Lレベルのダウン信号DNは出力されない。
【0212】
このように、第二実施形態によれば、第一実施形態で述べた(1)〜(5)の特徴に加えて、分周器26の分周比を変更しただけで、高速読み出しに対応した位相比較器22とすることができる。
【0213】
尚、発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
○分周回路26と位相比較器22とを1チップの半導体集積回路装置として実施してもよい。
【0214】
○位相比較器22のみ1チップの半導体集積回路装置として実施してもよい。○PLL回路19を1チップの半導体集積回路装置として、その半導体集積回路装置に位相比較器22を含ませるようにして実施してもよい。
【0215】
○データ復調装置14を1チップの半導体集積回路装置にして実施してもよい。
○読み出し速度に応じて、分周器26の分周比を適宜変更して実施してもよい。
【0216】
○ZCLV(Zone Constant Linear Velocity )方式で記録された光ディスク12をCAV方式で読み出すデータ読み出し装置に実施してもよい。
【0217】
【発明の効果】
請求項1〜8に記載の発明によれば、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも遅れているときに第1の比較信号が生成され、第2のデジタル信号が第1のデジタル信号よりも早いときに第2の比較信号が生成される。従って、第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して第2のデジタル信号の位相が揃っている場合には、第1及び第2の比較信号が生成されないため、チャージポンプ等のPLL回路に含まれる各回路を安定な状態に保持することができる。
【0223】
請求項9に記載の発明によれば、第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して第2のデジタル信号位相が揃っている場合には、各構成回路を安定な状態に保持し安定したロック状態を保持することができる。
【0224】
請求項10に記載の発明によれば、データ復調回路は第1のデジタル信号の立上がり及び立下がりに対して安定して動作するPLL回路の該再生クロックにより、デジタル読み出し信号を確実に復調することができる。
【0225】
請求項11に記載の発明によれば、データ読み出し装置において、デジタル読み出し信号を確実に復調することができる。
【0226】
請求項12に記載の発明によれば、記録媒体を一定の回転速度で回転させてピックアップ装置にて読み出した格納データを確実に復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】データ読み出し装置を示すブロック図。
【図2】PLL回路を示すブロック図。
【図3】位相比較器を示すブロック図。
【図4】位相比較器の各構成回路を示すブロック回路図。
【図5】クロックの立上がりと基準信号の立上がり(立下がり)が揃っている時のタイミングチャート。
【図6】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より早い場合のタイミングチャート。
【図7】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【図8】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【図9】第二実施形態の位相比較器の各構成回路を示すブロック回路図。
【図10】第2クロックの立上がりと基準信号の立上がり(立下がり)が揃っている時のタイミングチャート。
【図11】第2クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より早い場合のタイミングチャート。
【図12】第2クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【図13】第2クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【図14】CAV方式の読み出し信号の周波数の説明図。
【図15】EFM信号の波形図。
【図16】従来の位相比較器を説明するためのブロック図。
【図17】従来の位相比較器を示すブロック回路図。
【図18】従来の位相比較器の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図19】従来の位相比較器を示すブロック回路図。
【図20】クロックの立上がりと基準信号の立上がり(立下がり)が揃っている時のタイミングチャート。
【図21】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より早い場合のタイミングチャート。
【図22】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【図23】クロックの立上がりが基準信号の立上がり(立下がり)より遅い場合のタイミングチャート。
【符号の説明】
12 記録媒体としての光ディスク
14 データ復調回路としてのデータ復調装置
19 PLL回路
22 位相比較器
26 分周回路
28 同期回路
29 位相差検出回路
30 位相差演算回路
37 第2判定回路を構成するD型フリップフロップ(DF)
38 第2判定回路を構成するJK型フリップフロップ(JKF)
39 第1判定回路を構成するナンド回路
40 第2判定回路を構成するナンド回路
CLK 第のデジタル信号としてのクロック
XCLK 第2のデジタル信号としての反転クロック
CLK1 再生クロック
CLK2 第2のデジタル信号としての第2クロック
XCLK2 第2反転クロック
RIN 基準信号
FIN 第3のデジタル信号としての帰還信号
SG4 第1のデジタル信号としてのEFM信号
XSG11 同期信号(第1同期信号)としての反転出力信号
SG12 第2同期信号としての出力信号
SG13 第3同期信号としての出力信号
SG21 第1位相差検出信号
SG22 第2位相差検出信号
SG31 判定信号としての出力信号
XSG32 制御信号としての反転出力信号
UP 第1の比較信号としてのアップ信号
DN 第2の比較信号としてのダウン信号

Claims (12)

  1. 1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出し、第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立上がり又は立下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す同期信号を生成し、
    前記第1のデジタル信号前記同期信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成し、
    前記位相差検出信号と前記第2のデジタル信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅れているか否か判定し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、
    記第2のデジタル信号よりも周波数が高い第3のデジタル信号と前記位相差信号とを使用して前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いか否か判定し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは第2の比較信号を生成すること
    を特徴とするデジタル信号の位相比較方法。
  2. 第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出し、
    第2のデジタル信号に対応した前記第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、前記第1のデジタル信号が前記第2のデジタル信号と同期することを示す第1同期信号を生成し、
    前記第1同期信号に遅延する第2同期信号を生成し、
    前記第2同期信号に遅延する第3同期信号を生成し、
    前記第1のデジタル信号と前記第1同期信号との位相差を検出して第1位相差検出信号を生成し、
    前記第2のデジタル信号と第3のデジタル信号との位相差を示す第2位相差検出信号を生成し、
    前記第2のデジタル信号と前記第3のデジタル信号と前記第1位相差検出信号とを使用して前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは前記第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号を生成すること
    を特徴とするデジタル信号の位相比較方法。
  3. 第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成し、
    前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延している場合は第1の比較信号のみを生成し、
    前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早い場合は第2の比較信号のみを生成し、
    前記偏差がゼロの場合は前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号を生成しないこと
    を特徴とするデジタル信号の位相比較方法。
  4. 前記第2のデジタル信号の周波数は前記第1のデジタル信号の周波数よりも高いこと
    を特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載のデジタル信号の位相比較方法。
  5. 第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する検出回路と、
    第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、第1のデジタル信号が第2のデジタル信号と同期することを示す同期信号を生成する同期回路と、
    前記第1のデジタル信号と前記同期信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成す る位相差検出回路と、
    前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅れているか否かを判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成する第1判定回路と、
    前記第2のデジタル信号よりも周波数が高い第3のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いか否かを判定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは第2の比較信号を生成する第2判定回路と、
    を備えることを特徴とする位相比較器。
  6. 第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する検出回路と、
    第2のデジタル信号に対応した第1のデジタル信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出した時に、第1のデジタル信号が第2のデジタル信号と同期することを示す第1同期信号を生成し、前記第1同期信号に遅延する第2同期信号を生成し、前記第2同期信号に遅延する第3同期信号を生成する同期回路と、
    前記第1のデジタル信号と前記第1同期信号との位相差を検出して第1位相差検出信号を生成し、前記第2のデジタル信号と第3のデジタル信号との位相差を示す第2位相差検出信号を生成する位相差検出回路と、
    前記第2のデジタル信号と前記第3のデジタル信号と前記第1位相差検出信号とを使用して前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延しているときは第1の比較信号を生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早いときは前記第2位相差検出信号に対応する第2の比較信号を生成する位相差演算回路と、
    を備えることを特徴とする位相比較器。
  7. 第1のデジタル信号と第2のデジタル信号との位相差を検出して位相差検出信号を生成する位相差検出回路と、
    前記第2のデジタル信号と前記位相差検出信号とを使用して、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の偏差を決定し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも遅延している場合は第1の比較信号のみを生成し、前記第2のデジタル信号が前記第1のデジタル信号よりも早い場合は第2の比較信号のみを生成し、前記偏差がゼロの場合は前記第1の比較信号及び前記第2の比較信号を生成しない判定回路と、
    を備えることを特徴とする位相比較器。
  8. 前記第2のデジタル信号の周波数は前記第1のデジタル信号の周波数よりも高いこと
    を特徴とする請求項5、請求項6又は請求項7に記載の位相比較器。
  9. 請求項5乃至8のいずれか1に記載の位相比較器を備えたPLL回路。
  10. 請求項9に記載のPLL回路を備えたデータ復調回路。
  11. 請求項10に記載のデータ復調回路を備えたデータ読み出し装置。
  12. 請求項11に記載のデータ読み出し装置において、
    データ読み出し装置は記録媒体を一定の回転速度で回転駆動させてピックアップ装置にて該記録媒体の格納データを読み出すものであるデータ読み出し装置。
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