JP4395988B2 - パルス幅制御回路及びこのパルス幅制御回路を用いた光ディスク用記録補償回路 - Google Patents
パルス幅制御回路及びこのパルス幅制御回路を用いた光ディスク用記録補償回路 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はパルス幅制御回路及びこのパルス幅制御回路を用いた光ディスク用記録補償回路に関し、特に所望のデューティ比のパルス列を生成するパルス幅制御回路及びこのパルス幅制御回路を用いた光ディスク用記録補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
高密度光記録装置には、大別して光磁気ディスクシステムと相変化ディスクシステムとがある。特に、最近では、磁気ヘッドが不要で光学ヘッドの小型化が容易、ダイレクト・オーバーライトが容易に実現可能、信号強度が高く、再生系のS/Nが有利である、等の理由から、相変化ディスクシステムが注目され、開発が重点的にすすめられている。図15は、高密度光記録装置の一例の構成図である。ディスク400は、例えば、相変化ディスクで、スピンドルモータ310によって回転駆動される。スピンドルモータ310は、サーボ320によってディスク400を一定の回転速度(回転数)で回転駆動する。データ再生時には、パルス生成回路(以下、WPとする)340の供給されるパルスに従って、レーザーダイオードコントローラ(以下、LDCとする)350が駆動し、光学ヘッド360から再生レベルのレーザー光がディスク400に照射される。この反射光を光学ヘッド360で受光し、光電変換してRF(Radio Frequency)信号が再生回路(以下、RPとする)370に供給される。RP370により復調された復調データがシステムコントローラに送られ、再生処理が行なわれる。
【0003】
一方、データの記録時には、システムコントローラから送られたデータがデータ変調部330で変調され、WP340で変調データに対応する書き込み用のパルス信号に変換されてLDC350に供給される。LDC350が駆動し、光学ヘッド360から、記録用のレーザー光が照射される。図16は、WPの出力信号及びLDCのレーザーパルス発光波形を示している。WP340は、読出し用レーザー制御信号P1、及び入力する変調された入力データD1に従って書き込み用レーザー制御信号P2、P3を生成する。記録時のLDC350のレーザーパルス発光波形P4は、DCバイアス信号にパルスを重ねた形となっている。
【0004】
高密度光記録装置においては、微小なマーク列を正確な位置に記録する必要がある。特に相変化ディスクは純粋な熱記録であるため、記録時の熱の管理が最も重要である。この熱の管理を正確に行なうため、マーク形成に用いるレーザー光には連続したパルス列が用いられている。また、このパルス列は、単にクロック同期したパルスでなく、位置及び幅を最適に設定する、いわゆる記録補償が必須のものとなっている。
【0005】
このような相変化ディスクの記録補償方式の一例について説明する。図17は、相変化ディスク記録補償回路の一例の動作波形である。1クロックのパルス幅をTとし、n*T(nは整数)のマークを記録する場合に、Mを1(Hレベル)に対応するマーク、Sを0(Lレベル)に対応するスペースとし、遅延量をx、yとすると、記録パルスは、
【0006】
【数1】
xS+(1.5−x)M+(n−2)(0.5S+0.5M)+yM+(0.5−y)S ……(1)
または、
【0007】
【数2】
xS+(1.5−x)M+(n−3)(0.5S+0.5M)+0.5S+yM+(1.0−y)S ……(2)
で、表すことができる。
【0008】
式(1)、(2)のようなパルス列を生成する手法として、例えば多段シフトレジスタを用いた記録パルス発生回路が提案されている。図18は、多段シフトレジスタを用いた記録パルス発生回路のタイミングチャートである。多段シフトレジスタを用いて、入力データをクロックCLKでラッチしたCDATA0に対して、1クロック周期(以下、Tとする)遅延したDATA0、そこから0.5Tずつ遅延したDATA1、DATA2、DATA3、及びDATA4とDATA5(図示せず)を生成する。論理回路を用いて、TOP=DATA2*〜DATA5(〜DATA5は、DATA5のインバータであることを示す。以下、〜はインバータを表すことにする)。またEND=〜DATA0*DATA3、MP=TOP+END+CLKとする。GATE=DATA1+DATA2、REC=GATE*MPとすることで、(1)式においてx=0、y=0としたときの記録パルスRECを得る。ここで、2個の遅延量可変素子を用い、xT遅延したDATA2であるDDATA2、yT遅延したDATA1であるDDATA1によりAGATE=DDATA2*DDATA1、REC=GATE*MPとすることで、(1)式で任意のx、yにより表現される、立上り、立下りを制御した記録パルスGRECを得る。従って、通常の論理回路と遅延量可変素子があれば、上記説明の記録補償回路を実現できることになる。
【0009】
このような記録補償回路として、インバータ2段で構成されるディレイ素子と、クロック1Tがディレイ素子何段に相当するかカウントし出力するディレイ・ロック・ループ、及びその出力1Tに対する相対ディレイ量を乗ずる乗算器から構成される可変遅延回路を用いた記録補償回路が提案されている。この回路は、式(1)、(2)の遅延量x、yの値を外部から設定可能で、そのディレイ量は温度変動などの外乱やプロセスばらつき等の個体差に対して安定している。しかも、一般的なCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)プロセスにて作成可能である。
【0010】
近年の相変化ディスクシステムの高密度化、高転送レート化に対応して、記録補償方式は上記式(1)、(2)のみでなく、さらに複雑なものが用いられるようになっている。また、レーザーパワーも3値以上の多値を用いることも多くなっている。特に、パルス幅の制御は記録特性を大きく左右する重要なパラメータであるため、例えば、上式において(0.5S+0.5M)で表現されるマルチパルス部分のデューティ比を制御することも行われている。このマルチパルス部分を安定して同一幅のパルス幅で供給することができれば、記録再生特性は向上するためである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の記録補償回路に用いられる可変遅延回路は、安定して同一幅のマルチパルスを生成することが困難であるという問題がある。このため、安定的な相変化ディスクの記録補償回路を構成することができないという問題がある。
【0012】
上記説明の回路は、(1)、(2)式のマルチパルス部分の生成において、CLK信号を論理の1つとして用いている。すなわち、CLKの立上り、立下りエッジがそれぞれマルチパルスの立上り、立下りエッジの基準位置となるため、上記の外乱、個体差等により入力されるクロック・デューティが変動した場合に、図18に示したように、常に同一幅となるパルスを生成することが不可能である。特に、マルチパルスのデューティ比を制御する必要がある場合、この部分の安定性がシステムの記録特性を大きく左右する。
【0013】
この現象を回避する手段として、例えば、クロックCLKと、ディレイ・ロック・ループを用いてCLKを0.5T遅延させたDCLKとの、各々の立上りエッジを新たなクロックACLKの立上り、立下りのエッジの基準位置とする方法が提案されている。
【0014】
しかし、このように生成したクロックACLKを一部の同期論理回路のみに用いることは、調整前のクロックCLKを用いる他の同期論理回路部分との間でクロックスキュを発生させることになり、回路設計上不都合が生じやすい。また、IC内におけるクロック信号は通常、高駆動能力のセルで駆動し、配線長も最適化する等、特殊な処理が行なわれていることが多い。このため、一部または全部のクロックを、IC内の論理回路で生成したACLKで置き換えることは、クロックネットに余分なゲート等を挿入することにつながり、IC全体の信頼性に問題を起こす恐れがある。
【0015】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、シフトレジスタ等の同期回路部分のクロック波形に依存せず、出力パルスのデューティを所望の値に制御することが可能なパルス幅制御回路及びこのパルス幅制御回路を用いた光ディスク用記録補償回路を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、所望のデューティ比のパルス列を生成するパルス幅制御回路において、出力パルスに同期したクロック信号を入力し、前記クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成するクロック分周回路と、前記クロック信号の1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントしそのカウント値を出力するカウント回路と、前記カウント値を入力し予め設定された所定のデューティ比に応じてディレイ設定段数を算出するデューティ調整回路と、前記クロック分周信号を前記ディレイ設定段数遅延して出力するとともに前記クロック分周信号を0段遅延して出力するプログラマブル・ディレイラインと、前記プログラマブル・ディレイラインにより前記ディレイ設定段数遅延された出力信号と前記0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成するパルス列生成回路と、を有することを特徴とするパルス幅制御回路、が提供される。
【0017】
このような構成のパルス幅制御回路では、クロック分周回路は、クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成し、カウント回路は、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントする。デューティ調整回路は、予め設定されたクロックのデューティ比によって決まるディレイの比率に応じてディレイ設定段数を算出する。プログラマブル・ディレイラインは、デューティ調整回路の算出したディレイ設定段数に応じてクロック分周信号を遅延させて出力するとともに、クロック分周信号を0段遅延して出力する。パルス列生成回路は、プログラマブル・ディレイラインの出力するディレイ設定段数遅延された出力信号と、0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成する。
【0018】
また、上記課題を解決するために、始端パルス、マルチパルス、及び終端パルスを合成して得られる記録パルスにしたがってデータを記録する光ディスク用記録補償回路において、出力パルスに同期したクロック信号を入力し、前記クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成するクロック分周回路と、前記クロック信号の1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントしそのカウント値を出力するカウント回路と、前記カウント値を入力し予め設定された所定のデューティ比に応じてディレイ設定段数を算出するデューティ調整回路と、前記クロック分周信号を前記ディレイ設定段数遅延して出力するとともに前記クロック分周信号を0段遅延して出力するプログラマブル・ディレイラインと、前記プログラマブル・ディレイラインにより前記ディレイ設定段数遅延された出力信号と前記0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成するパルス列生成回路と、を有するパルス幅制御回路をマルチパルス発生器として備えたことを特徴とする光ディスク用記録補償回路、が提供される。
【0019】
このような構成の光ディスク用記録補償回路では、マルチパルス発生器であるパルス幅制御回路の、クロック分周回路によりクロック信号を2分周したクロック分周信号を生成する。また、カウント回路は、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントする。デューティ調整回路は、予め設定されたクロックのデューティ比によって決まるディレイの比率に応じてディレイ設定段数を算出する。プログラマブル・ディレイラインは、デューティ調整回路の算出したディレイ設定段数に応じてクロック分周信号を遅延させて出力するとともに、クロック分周信号を0段遅延して出力する。パルス列生成回路は、プログラマブル・ディレイラインの出力するディレイ設定段数遅延された出力信号と、0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のマルチパルスを生成する。生成されたマルチパルスは、マルチパルスに所定の遅延量を加えた始端パルスと終端パルスとともに光ディスク用の記録パルスとして用いられる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態であるパルス幅制御回路のブロック図である。
【0021】
本発明に係るパルス幅制御回路は、クロック信号CLKを入力し、クロック分周信号MPRを生成するクロック分周回路(DIV)110、基準ディレイ段数DREFをカウントするカウント回路(CNT)120、所定のデューティ比に応じてディレイ設定段数DREFHを算出するデューティ調整回路(DUTY_ADJ)130、クロック分周信号MPRをディレイ設定段数遅延した遅延信号DMPRとクロック分周信号MPRを0段遅延した遅延信号ZMPRを生成するプログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140、及び遅延信号DMPR、ZMPRよりパルス列MPを生成するパルス列生成回路(MP_GEN)150とから構成される。
【0022】
クロック分周回路(DIV)110は、クロック信号CLKを入力し、これを2分周したクロック分周信号MPRを生成し、プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140へ出力する。クロック分周回路(DIV)110は、例えば、D−フリップフロップ回路で構成することができる。図2は、クロック分周回路の一例であるD−フリップフロップ回路のブロック図である。D−フリップフロップ回路(以下、D−FFとする)110aは、クロック信号CLKを入力し、立上り、立下りエッジで信号を反転させて出力する。すなわち、クロック信号CLKの周期をTとすると、これを2分周した周期2Tのパルス信号MPRを出力する。クロック分周回路(DIV)110は、微分回路等により構成することもできる。
【0023】
図1に戻って説明する。
カウント回路(CNT)120は、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数DREFをカウントし、これをデューティ調整回路(DUTY_ADJ)130へ出力する。クロックの周期は、温度や電源電圧等の影響で変化する。このクロック周期のゆらぎに応じた基準ディレイ段数DREFの算出方法として、例えば、ディレイ・ロック・ループがある。
【0024】
ディレイ・ロック・ループは、クロックの繰り返しの長短に応じてカウントダウンまたはカウントアップしてディレイ段数を算出し、現在のディレイ段数とこれをシフトして得られる1クロック前のディレイ段数とを比較し、小さい方を基準ディレイ段数として出力する回路である。ここでは、ディレイ段数を算出するディレイ・ロック検出回路について説明する。図3は、カウント回路を構成するディレイ・ロック検出回路のブロック図である。本発明に係るディレイ・ロック検出回路は、2段のD−FF121a、121bから成るシフトレジスタ121、第1の比較器122、第2の比較器123、ANDゲート124、D−FF125、セレクタ126、D−FF127によって構成される。カウントされるディレイ段数DUPDが、シフトレジスタ121に供給される。シフトレジスタ121では、現在のディレイ段数DUPDに対して、D−FF121aの出力として1クロック前のディレイ段数DR1、D−FF121bの出力として2クロック前のディレイ段数DR2を得る。なお、シフトレジスタ121に供給されるクロックは、データパルスTP4とする。比較器122では、現在のディレイ段数DUPDと1クロック前のディレイ段数DR1との比較を行ない、例えばDUPD>DR1である場合にデータ出力を行なう。また、比較器123は、現在のディレイ段数DUPDと2クロック前のディレイ段数DR2との比較を行ない、例えばDUPD=DR2である場合にデータ出力を行なう。すなわち、ANDゲート124からは、DUPD>DR1とDUPD=DR2の場合の論理積が出力される。D−FF125は、DUPD=DR2の場合のディレイ段数をデータパルスTP4でラッチして、ディレイ・ロック信号LOCKとしてハイレベルのデータを出力する。セレクタ126は、1クロック前のディレイ段数DR1と現在のディレイ段数DUPDを入力して、ANDゲート124からの論理積に基づいて、入力したディレイ段数DUPDとDR1とを選択的に出力する。例えば、ディレイ段数DUPDとDR2が一致し、かつ、ディレイ段数DUPDがDR1よりも大きい場合にディレイ段数DR1を出力し、これ以外の場合に、ディレイ段数DUPDを出力する。セレクタ126で選択されたディレイ段数(DUPDまたはDR1)は、D−FF127に供給され、データパルスTP4によってラッチされて基準ディレイ段数DREFとして常に出力されている。このように、2クロック前のディレイ段数DR2と現在のディレイ段数DUPDを比較して一致していればディレイ・ロック信号LOCKを出力し、1クロック前のディレイ段数DR1と現在のディレイ段数DUPDとを比較して、小さい方を基準ディレイ段数DREFとして出力する。
【0025】
カウント回路(CNT)120をこのようなディレイ・ロック・ループ構成とすることで、クロックCLKの周期の変化に応じて基準ディレイ段数DREFが変化するため、クロックCLKの周期変化量に対応して所望するディレイ量を算出することができるようになる。
【0026】
図1に戻って説明する。
デューティ調整回路130は、カウント回路120の出力である基準ディレイ段数DREFを入力し、予め設定された所定のデューティ比に応じたディレイ設定段数DREFHを算出し、プログラマブル・ディレイライン140へ出力する。例えば、50パーセントデューティのクロックを生成する場合、ディレイ設定段数DREFHは、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数DREFの1/2の値とすればよい。このようなデューティ調整回路130は、例えば、ビットシフト回路や乗算回路により構成することができる。
【0027】
デューティ調整回路130をビットシフト回路で構成した場合について説明する。図4は、デューティ調整回路の一例であるビットシフト回路のブロック図である。入力する基準ディレイ段数DREFは、6ビット(DREF[0]〜[5])とし、ディレイ設定段数DREFHは、基準ディレイ段数DREFの1/2、すなわち50パーセントデューティとする。ビットシフト回路130aは、基準ディレイ段数DREFの各ビットを入力し、これを1ビットずつシフトし、DREFH[5:0]として出力する。ビットシフト回路130aの演算は、次式のように表すことができる。
【0028】
【数3】
DREFH[5:0]={1’b0、DREF[5:1]} …(3)
このように、極めて単純な回路でディレイ設定段数DREFHを得ることができる。ここでは、基準ディレイ段数DREFの1/2を算出するとしたが、同様に1/4等、他の比率とすることもできる。
【0029】
次に、デューティ調整回路130を乗算回路で構成した場合について説明する。図5は、デューティ調整回路の一例である乗算回路のブロック図である。これは、一般的なICで用いられる乗算器<MPL>である。乗算回路130bは、基準ディレイ段数DREFを入力し、予め設定された乗算値DUTYを用いて
【0030】
【数4】
DREFH= DREF × DUTY …(4)
の演算を行なう。DUTY=1/2とすると、ディレイ設定段数DREFHは、基準ディレイ段数DREFの1/2、すなわち50パーセントデューティが得られる。DUTYは、任意に設定が可能である。
【0031】
図1に戻って説明する。
プログラマブル・ディレイライン140は、周期2Tのクロック分周信号MPRをDLINに、ディレイ設定段数DREFHをSELに入力する。入力したクロック分周信号MPRをディレイ設定段数DREFに応じて遅延した遅延信号DMPRをSDLYより出力する。また、クロック分周信号MPRを0段遅延した遅延信号ZMPRをZDLYより出力する。プログラマブル・ディレイライン140は、NAND素子によるディレイチェーンとマルチプレクサや、インバータとマルチプレクサにように、CMOS論理回路により構成する。一般に、プログラマブル・ディレイ回路は、遅延0段を選択しても、マルチプレクサによるゲート遅延が存在する。このため、本発明に係るプログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140では、ディレイ段数遅延した信号とともに、遅延を行なわない、すなわち0段遅延した信号とを共通のマルチプレクサを通過させて位相を合わせている。例えば、ディレイ設定段数DREFHを基準ディレイ段数DREFの1/2とすると、SDLY出力は、クロック分周信号MPRをT/2+マルチプレクサのゲート遅延量遅延したDMPRとなり、ZDLY出力は、クロック信号MPRをマルチプレクサのゲート量遅延したZMPRとなる。このため、DMPRとZMPRの差は、ディレイ設定段数DREFHにより設定された遅延量になる。
【0032】
プログラマブル・ディレイライン140を、NAND素子を用いたディレイチェーンで構成した場合について説明する。図6は、プログラマブル・ディレイラインの一例であるNAND素子を用いたディレイチェーンの回路図である。
【0033】
これは、NAND2段を単位遅延素子とした8段のプログラマブル・ディレイラインであって、NAND素子によって構成されるディレイライン141aと選択信号SELに応じて所望の遅延量の信号を選択するマルチプレクサ142aとから成る。
【0034】
次に、プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140を、インバータとマルチプレクサで構成した場合について説明する。図7は、プログラマブル・ディレイラインの一例であるインバータとマルチプレクサを用いたディレイ回路の回路図である。インバータにより構成されるディレイライン141bと選択信号SELに応じて所望の遅延量の信号を選択するマルチプレクサ142bとから成る。これは、図6のディレイラインをインバータで構成しているものである。
【0035】
図1に戻って説明する。
パルス列生成回路(MP_GEN)150は、プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140の生成した、遅延信号DMPRとZMPRを入力し、所定のデューティ比のパルス列を生成する。パルス列は、ディレイ設定段数遅延された遅延信号DMPRの立上りと、0段遅延された遅延信号ZMPRの立上りとを、パルス出力信号の立上りと立下りのタイミングとして生成する。パルス列生成回路(MP_GEN)150は、例えば、論理回路により構成することができる。図8は、パルス列生成回路の一例である論理回路の回路図である。論理ゲート150aは、ディレイ設定段数遅延された遅延信号DMPRと、0段遅延された遅延信号ZMPRとの排他的論理を算出し、パルス列MPとしている。すなわち、遅延信号ZMPRの立上りと立下りで立上り、遅延信号DMPRの立上りと立下りで立下るパルス列MPが生成され、出力される。
【0036】
このような構成のパルス幅制御回路の動作について、図1に戻って説明する。ここでは、デューティ比50パーセントが設定されているとして説明する。
クロック信号CLKは、クロック分周回路(DIV)110によって2分周され、クロック分周信号MPRとしてプログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140へ出力される。カウント回路(CNT)120は、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数DREFをカウントし、デューティ調整回路(DUTY_ADJ)130へ出力する。デューティ調整回路(DUTY_ADJ)130は、デューティ比が50パーセントとなるように、基準ディレイ段数DREFを1/2したディレイ設定段数DREFHを算出し、プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140へ出力する。プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140では、ディレイ設定段数DREFHに基づいてクロック分周信号MPRを遅延した遅延信号DMPRを生成するとともに、クロック分周信号MPR0段の遅延を行なった遅延信号ZMPRを生成し、パルス列生成回路(MP_GEN)150へ出力する。パルス列生成回路(MP_GEN)150は、遅延信号DMPRとZMPRとの排他的論理を算出し、パルス列MPとして出力する。
【0037】
上記説明のパルス幅制御回路の動作を、動作波形で説明する。図9は、本発明の一実施の形態であるパルス幅制御回路のタイミングチャートである。T1の区間のクロック信号CLKのデューティ比は75パーセント、T2の区間でのデューティ比は25パーセントである。このように、クロック信号CLKは、クロック分周回路(DIV)110を通過して2分周されるため、クロック信号CLKのデューティ比が変化していても、クロック分周信号MPR以降の信号には伝搬されない。クロック分周信号MPRを設定ディレイ段数DREFHで遅延した遅延信号DMPRは、クロック分周信号MPRに対して、T/2+マルチプレクサのゲート遅延量遅延している。一方、0段遅延した遅延信号ZMPRは、クロック分周信号MPRに対してマルチプレクサのゲート量遅延している。遅延信号DMPRとZMPRは、共通のクロック分周信号MPRから生成されており、共通のマルチプレクサを通過するため、信号は、常に、設定ディレイ段数DREF分ずれている。パルス列MPは、この遅延信号DMPRとZMPRを用いて、DMPRとZMPRの両方の信号レベルがHまたはLのときにL、それ以外はHのとすることにより生成される。上記説明のように、DMPRとZMPRの位相差は、T/2であるため、50パーセントのデューティ比のパルス列を得ることができる。
【0038】
このように、温度、電源電圧等の外乱、プロセスばらつき等の個体差に影響されず、クロックと同一周波数でデューティ50パーセントのパルス列を、外部回路等を必要とせずに実現することができる。このパルス列は、システムクロックと独立のネットであり、他の同期回路部分等には従来通りクロックを供給することが可能である。このため、上記パルス列の負荷駆動能力を高くする必要がなく、応答速度の向上が期待できる。また、遅延素子も含めてすべての回路ブロックがCMOSの論理回路プロセスにより作成可能であり、低コストで実現可能である。
【0039】
次に、上記説明のパルス幅制御回路を光ディスク用の記録補償回路に用いる場合について説明する。図10は、本発明の一実施の形態である記録補償回路のブロック図である。
【0040】
本発明に係る記録補償回路は、多段シフトレジスタ311、312、313、314、315、316、317、遅延量可変型素子321、322、上記説明のパルス幅制御回路である記録用のマルチパルス発生器(REC_GEN)100、論理ゲート331、332、333、334、335とから構成される。
【0041】
ANDゲート331は、多段シフトレジスタ314、317を入力し、論理積をとり、出力信号TOP=DATA2*〜DATA5を得る。同様に、ANDゲート332は、出力信号END=〜DATA0*DATA3を得る。ORゲート334は、マルチパルス発生器(REC_GEN)100によりデューティ50パーセントに制御されたマルチパルスMPと、TOP、ENDを入力し、論理和をとり、出力信号MP2=TOP+END+MPを得る。これにより、式(1)において、x=0、y=0としたときの記録パルスRECを得る。
【0042】
さらに、遅延量可変素子321でDATA1をyT遅延したDDATA1と、遅延量可変素子322でDATA2をxT遅延したDDATA2とを、ANDゲート333で論理積をとり、出力信号AGATE=DDATA2*DDATA1を得る。さらに、ANDゲート335で、AGATEとMP2の論理積をとることにより、GREC=AGATE*MP2を得る。これにより、式(1)において、任意のx、yにより表現される、立上り、立下りを制御した記録パルスGRECを得る。
【0043】
上記説明の記録補償回路の動作を動作波形で説明する。図11は、本発明の一実施の形態である記録補償回路のタイミングチャートである。信号名は、図10の出力信号名と同じである。システムクロックCLKは、T1区間は、クロック・デューティは75パーセントであり、T2区間になるとクロック・デューティ25パーセントに変化している。しかしながら、上記説明のように、マルチパルス発生器100の出力するパルス列MPは、クロックと同一周波数で任意のデューティ比のパルスを安定して発生させることができる。
【0044】
このように、パルス・デューティの正確な制御が可能になることで、光ディスクドライブ等の記録補償回路に応用した場合、記録特性の安定、システムマージンの拡大が期待される。また、記録補償回路等のように、ディレイ回路を有するICに組み込んで1チップ化することが容易であるため、実装面積の低減、信頼性向上、消費電力低下が期待できる。
【0045】
上記の説明ではデューティ比を予め設定しておくとしたが、デューティ比を可変にすることもできる。図12は、本発明の一実施の形態であるデューティ比が可変のパルス幅制御回路のブロック図である。図1と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【0046】
デューティ調整回路131は、カウント回路120からクロックの1周期に相当する基準ディレイ段数DREFを入力し、外部より設定されたデューティ比RATIOに応じたディレイ設定段数DREFRを算出し、プログラマブル・ディレイライン140へ出力する。このようなデューティ調整回路131は、例えば、乗算回路により構成することができる。図13は、デューティ比を可変にする乗算回路のブロック図である。これは、一般的なICで用いられる乗算器<MPL>である。乗算器131aは、基準ディレイ段数DREFと、所望のデューティ比RATIOを入力し、
【0047】
【数5】
DREFR=DREF×RATIO ……(5)
の演算を行なう。RATIOは、外部より任意に変更が可能である。
【0048】
このような構成のパルス幅制御回路の動作について、図12に戻って説明する。
クロック信号CLKは、クロック分周回路(DIV)110によって2分周され、クロック分周信号MPRとしてプログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140へ出力される。カウント回路(CNT)120は、クロックの1周期に相当する基準ディレイ段数DREFをカウントし、デューティ調整回路(DUTY_ADJ)131へ出力する。デューティ調整回路(DUTY_ADJ)131は、外部から設定された任意のデューティ比RATIOに応じたディレイ設定段数DREFRを算出し、プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140へ出力する。プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)140では、ディレイ設定段数DREFRに基づいてクロック分周信号MPRを遅延した遅延信号DMPRを生成するとともに、クロック分周信号MPR0段の遅延を行なった遅延信号ZMPRを生成し、パルス列生成回路(MP_GEN)150へ出力する。パルス列生成回路(MP_GEN)150は、遅延信号DMPRとZMPRとの排他的論理を算出し、パルス列MPとして出力する。
【0049】
上記説明のパルス幅制御回路の動作を、動作波形で説明する。図14は、本発明の一実施の形態であるデューティ比可変のパルス幅制御回路のタイミングチャートである。ここでは、RATIO=0.375に設定している。T1の区間のクロック信号CLKのデューティ比は75パーセント、T2の区間でのデューティ比は25パーセントである。このように、クロック信号CLKは、クロック分周回路(DIV)110を通過して2分周されるため、クロック信号CLKのデューティ比が変化していても、クロック分周信号MPR以降の信号には伝搬されない。このように、デューティ比を可変にしても、クロックと同一周波数で任意のデューティ比に制御されたパルス列を発生させることが可能となる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のパルス幅制御回路では、クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成し、予め設定されたクロックのデューティ比によって決まるディレイの比率に応じたディレイ設定段数を算出する。ディレイ設定段数に応じてクロック分周信号を遅延した信号と、クロック分周信号を0段遅延した信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成する。
【0051】
このため、システムクロックを論理の1要素として用いる非同期または同期デジタル回路において、温度、電源等の外乱、プロセスばらつき等の個体差に影響されず、クロックと同一周波数で任意のデューティ比に制御されたパルス列を発生させることが可能となる。また、このための外部回路等を必要としない。さらに、生成されたパルス列はシステムクロックと独立のネットであり、他の同期回路部分等には、従来通りクロックを供給することが可能である。このため、パルス列の負荷駆動能力を高くする必要がなく、応答速度の向上が期待される。
【0052】
また、上記説明のパルス幅制御回路をマルチパルス発生器として光ディスクドライブ等の光ディスク用記録補償回路に組み込むことにより、記録特性が安定するとともに、システムマージンが拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるパルス幅制御回路のブロック図である。
【図2】クロック分周回路の一例であるD−フリップフロップ回路のブロック図である。
【図3】カウント回路を構成するディレイ・ロック検出回路のブロック図である。
【図4】デューティ調整回路の一例であるビットシフト回路のブロック図である。
【図5】デューティ調整回路の一例である乗算回路のブロック図である。
【図6】プログラマブル・ディレイラインの一例であるNAND素子を用いたディレイチェーンの回路図である。
【図7】プログラマブル・ディレイラインの一例であるインバータとマルチプレクサを用いたディレイ回路の回路図である。
【図8】パルス列生成回路の一例である論理回路の回路図である。
【図9】本発明の一実施の形態であるパルス幅制御回路のタイミングチャートである。
【図10】本発明の一実施の形態である記録補償回路のブロック図である。
【図11】本発明の一実施の形態である記録補償回路のタイミングチャートである。
【図12】本発明の一実施の形態であるデューティ比が可変のパルス幅制御回路のブロック図である。
【図13】デューティ比を可変にする乗算回路のブロック図である。
【図14】本発明の一実施の形態であるデューティ比が可変のパルス幅制御回路のタイミングチャートである。
【図15】高密度光記録装置の一例の構成図である。
【図16】WPの出力信号及びLDCのレーザーパルス発光波形を示している。
【図17】相変化ディスク記録補償回路の一例の動作波形である。
【図18】多段シフトレジスタを用いた記録パルス発生回路のタイミングチャートである。
【符号の説明】
110…クロック分周回路(DIV)、120…カウント回路(CNT)、130…デューティ調整回路(DUTY_ADJ)、140…プログラマブル・ディレイライン(DL_MTX)、150…パルス列生成回路(MP_GEN)
Claims (12)
- 所望のデューティ比のパルス列を生成するパルス幅制御回路において、
出力パルスに同期したクロック信号を入力し、前記クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成するクロック分周回路と、
前記クロック信号の1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントしそのカウント値を出力するカウント回路と、
前記カウント値を入力し予め設定された所定のデューティ比に応じてディレイ設定段数を算出するデューティ調整回路と、
前記クロック分周信号を前記ディレイ設定段数遅延して出力するとともに前記クロック分周信号を0段遅延して出力するプログラマブル・ディレイラインと、
前記プログラマブル・ディレイラインにより前記ディレイ設定段数遅延された出力信号と前記0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成するパルス列生成回路と、
を有することを特徴とするパルス幅制御回路。 - 前記クロック分周回路は、外部クロックを2分周して出力するD−フリップフロップ回路であることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記カウント回路は、外部クロックの繰返し周期の長短に応じてカウントダウンまたはカウントアップされるディレイ段数を算出し、前記現在のディレイ段数と1クロック前のディレイ段数とを比較し、小さい方を基準ディレイ段数として出力するディレイ・ロック・ループであることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記デューティ調整回路は、前記基準ディレイ段数の2分の1の値をディレイ設定段数として算出することを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記デューティ調整回路は、前記カウント値を所定のビット数シフトさせるビットシフト回路であることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記デューティ調整回路は、前記カウント値に任意の値を乗算する乗算回路であることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記デューティ調整回路は、さらに、前記デュティー比を外部から任意に設定できることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記プログラマブル・ディレイラインは、直列接続したCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)バッファとCMOSマルチプレクサとから構成されることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記パルス列生成回路は、前記ディレイ設定段数遅延された出力信号の立上りと前記0段遅延された出力信号の立上りとに基づいてパルス出力信号の立上りと立下りのタイミングを決めることを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 前記パルス列生成回路は、前記ディレイ設定段数遅延された出力信号と前記0段遅延された出力信号との排他的論理和を算出し出力することを特徴とする請求項1記載のパルス幅制御回路。
- 始端パルス、マルチパルス、及び終端パルスを合成して得られる記録パルスにしたがってデータを記録する光ディスク用記録補償回路において、
出力パルスに同期したクロック信号を入力し、前記クロック信号を2分周したクロック分周信号を生成するクロック分周回路と、
前記クロック信号の1周期に相当する基準ディレイ段数をカウントしそのカウント値を出力するカウント回路と、
前記カウント値を入力し予め設定された所定のデューティ比に応じてディレイ設定段数を算出するデューティ調整回路と、
前記クロック分周信号を前記ディレイ設定段数遅延して出力するとともに前記クロック分周信号を0段遅延して出力するプログラマブル・ディレイラインと、
前記プログラマブル・ディレイラインにより前記ディレイ設定段数遅延された出力信号と前記0段遅延された出力信号とから所定のデューティ比のパルス列を生成するパルス列生成回路と、
を有するパルス幅制御回路をマルチパルス発生器として備えたことを特徴とする光ディスク用記録補償回路。 - 前記パルス幅制御回路は、デューティ比50パーセントのパルス列を生成することを特徴とする請求項11記載の光ディスク用記録補償回路。
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