JP4944943B2 - 位相比較器、及びこれを用いたクロック生成回路、映像表示装置及び再生信号処理装置 - Google Patents

位相比較器、及びこれを用いたクロック生成回路、映像表示装置及び再生信号処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、入力される再生信号と同期したクロックを生成するクロック生成回路における位相比較器、及びこれを用いた再生信号処理装置に関する。
従来の一般的な再生信号処理装置では、記録データと同期したクロックを抽出するため、例えば特許文献1では、入力される再生信号を量子化手段(A/D変換器)によって量子化し、オフセット調整回路により量子化データのオフセット成分を除去した再生データを基に、周波数誤差、位相誤差をデジタル回路により算出し、ループフィルタで平滑し、デジタル補正量をD/A変換器を用いてアナログ値に変換し、VCO(電圧制御発振器)の発振周波数制御を行っている。図2は、このようなフィードバック型クロック生成回路のブロック構成を示す。前記のようなフィードバック型の制御を行うことにより、A/D変換器及びデジタル部を駆動するクロックと再生信号の同期を図っている。データの復号に関しては、クロックと量子化された再生データとの同期がとれるようになっているので、このデータを基にデータ検出器によりデータの検出を行うことが可能である。
ところで、例えば光ディスク分野では、CD、DVDなど、高密度化が進み、更には再生速度の高速化も進んでおり、図2に示す再生信号処理装置のように、フィードバックループ内にデジタル演算が含まれる同期型のクロック生成回路では、高速動作を実現するためにはパイプライン処理を行う必要があるため、クロック抽出のフィードバックループにおけるクロックデジタルレイテンシが増加することとなる。図19に示すような従来の一般的な位相比較器は、再生信号がゼロクロスする際のデータを用いて位相誤差を算出しており、このため、位相比較器の線形レンジは、−π〜+πであった。その結果、線形レンジを外れた場合には、位相反転が発生することになる。クロックレイテンシが増加すると、この位相反転が頻繁に発生し、特にクロック生成回路のキャプチャレンジ(引き込みレンジ)が大幅に悪化することになる。この様子を図20に示す。
これに対し、特許文献2では、位相比較器の構成を図21に示す構成としている。図21の位相比較器では、従来の一般的な構成と異なり、位相誤差を算出するタイミングをゼロクロスと固定にするのではなく、前回の位相誤差にゲインを乗じて基準値を生成し、入力されるサンプリングデータがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を算出する構成としている。位相比較器の構成をこのようにすることにより、クロックレイテンシが増加しても、位相比較器の線形レンジが拡大すること、及び位相反転の反転レベルの軽減が可能となり、引き込み特性を大幅に改善することが可能である。図22は、前記図21に示した位相比較器の特性を示す。
特開2002−8315号公報 特許第3889027号明細書
前記特許文献2に記載の構成では、フィードバックゲインを1とすることにより、基準値のレンジをフルに活用でき、大幅な改善が得られることが期待できる。
しかしながら、特許文献2の位相比較器をBlu−rayディスクシステム等の高密度記録に対応した再生信号処理装置に適用した場合には、CDやDVDと比較して、再生信号のS/Nが劣化し、フィードバックゲインを1に設定したままではノイズ耐性が弱く、また、ゲイン制御やオフセット制御との併用による基準値の発散が生じ、デッドロック状態に陥ることが想定される。この様子を図23に示す。逆に、フィードバックゲインを1より小さくすれば、デッドロック状態を回避することは可能となるが、基準値の可変レンジに制限をかけることとなり、フィードバック制御によるダイナミックレンジをフルに活用することができなくなる。
本発明の目的は、クロック生成回路における位相比較器において、位相誤差を算出するタイミングを基準値とクロスするタイミングに設定し、この基準値をフィードバック補正する場合に、このフィードバックされる前記基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用でき、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることにある。
前記の目的を達成するため、本発明では、現時点より前の位相誤差系列に対してフィルタ処理を行って基準値を生成することとする。
具体的に、請求項1記載の発明の位相比較器は、入力される再生信号をサンプリング手段によりサンプリングして得られる再生データを基に、前記再生信号に同期した同期クロックを抽出するクロック生成回路に用いられる位相比較器であって、前記サンプリング手段により得られた前記再生データ及び所定の基準値を受け、前記再生データが前記基準値をクロスするクロスタイミングを検出するクロス検出部と、前記再生データを受け、この再生データのエッジ極性を判定する極性判定部と、前記再生データ、前記クロス検出部が出力するクロスタイミング信号、及び前記極性判定部の判定結果を受け、前記クロスタイミングでの前記再生データとゼロ値との差を位相誤差として算出する位相誤差算出部と、前記位相誤差算出部が算出した位相誤差を前記クロス検出部が検出したタイミングでフィルタリングして、前記クロス検出部に与える前記基準値を生成するフィルタ処理部とを備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、FIRフィルタであることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、IIRフィルタであることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、入力される位相誤差のエンベロープ検出を行って出力することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するクロスタイミングのエッジ間隔を基に、このクロスタイミングのエッジ間隔が短い場合には前記再生データの信号品質が低いと判断して、対応する前記位相誤差をマスク処理して前記フィルタ処理部に反映させないことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するタイミングをカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数となる毎に前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットすることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するタイミング間隔をカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数を越えたとき、前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットすることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、前記再生データの極性変化の回数をカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数となる毎に、前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットすることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、前記請求項1記載の位相比較器において、前記フィルタ処理部は、前記再生データの極性変化の間隔をカウントする第1のカウンタと、前記クロス検出部が出力するクロスタイミングのエッジ間隔をカウントする第2のカウンタとを有し、前記第1のカウンタ値と前記第2のカウンタ値との差が所定値を越えたとき、前記第1のカウンタ、前記第2のカウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットすることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、前記請求項1〜9の何れか1項に記載の位相比較器において、前記クロス検出部及び前記フィルタ処理部は、各々、前記基準値に対する前記サンプリングデータのエッジの極性に応じて独立に動作することを特徴とする。
請求項11記載の発明のクロック生成回路は、前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、前記位相比較器の前記位相誤差算出部で算出した位相誤差に基づいて、前記再生信号に同期した同期クロックを生成することを特徴とする。
請求項12記載の発明の映像表示装置は、前記請求項11記載のクロック生成回路を有し、前記クロック生成回路で得られたクロックに基づいて音声データ及び映像データを含む受信信号を復号する信号処理回路を有するLSIと、前記LSIからの復号信号を受けて、復号された音声データを発音すると共に、復号された映像データを表示するディスプレイ端末とを備えたことを特徴とする。
請求項13記載の発明の再生信号処理装置は、前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、前記入力される再生信号は、無線の通信路、光ファイバ、同軸ケーブル、又は電力線を含む通信路を経て供給されることを特徴とする。
請求項14記載の発明の再生信号処理装置は、前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、前記入力される再生信号は、DVDディスク、CDディスク、又はBlu−rayディスクを含む光ディスクから供給されることを特徴とする。
以上により、請求項1〜14記載の発明では、クロック生成回路における位相比較器において、現時点より前の位相誤差系列に対してフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生信号が前記基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成するので、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
以上説明したように、請求項1〜14記載の発明によれば、クロック生成回路における位相比較器において、ノイズ耐性を強化しながら、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができる効果を奏する。
以下、本発明の実施形態に関して図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の第1の実施形態である位相比較器の構成を示すものである。
図1に示した位相比較器3において、31は再生データのエッジ極性を判定する極性判定部、32は入力される再生データが基準値をクロスするタイミングを検出するクロス検出部、33はクロス検出部32が出力するクロスタイミングで、入力される再生データと零値との差に前記極性判定部31が出力する極性を乗じて位相誤差を算出する位相誤差算出部、34は入力される位相誤差系列に対してフィルタ処理を行って基準値を生成するフィルタ処理部である。
この位相比較器3を用いたクロック生成回路及び再生信号処理装置の一例を図2に示す。入力される再生信号はADC(A/D変換器(サンプリング手段))1により量子化され、オフセット調整器2によってオフセット制御がなされる。オフセット調整がなされた再生データは、データ検出器7へ出力され、データの抽出を行う。再生データは位相比較器3へも出力され、ここで、クロックとの位相誤差が算出される。算出された位相誤差はループフィルタ4へ出力され、DAC5によってアナログ信号に変換され、VCO6の発振周波数の制御が行われる。最終的に、クロック生成回路10は、入力される再生信号とVCO6の出力クロックとが同期し、位相比較器3の出力が0となるようにループの制御を行う。
以下、図1に示した位相比較器3の構成及び動作について詳細を説明する。尚、本実施形態では、入力される再生データは2の補数で表されるデジタルデータであるものとする。
図3に極性判定部31の構成例を示す。311及び313は入力されるクロックで駆動されるレジスタであり、312は減算器である。レジスタ311はクロックエッジ毎に再生データを取り込むので、減算器312は入力される再生データ系列の傾きを算出する。本実施形態では再生データは2の補数で表されるので、減算器312の出力のMSBは符号ビットを意味する。よって、レジスタ313の出力は、再生データの傾きが0以上の場合には0、負の場合には1となる。以上の演算を行うことにより、極性判定部31の出力は、再生データが立ち上がり状態にあるときには0となり、逆に、立ち下がり状態にあるときには1となる。図3に示した極性判定部31のタイミングチャートを図4に示す。
図5は、位相比較器3内のクロス検出部32の構成例を示す。同図において、322及び324は入力されるクロックで駆動されるレジスタ、321は減算器、323は加算器、325は論理演算回路である。減算器321は再生データと基準値との差演算を行う。322はその結果を保持するレジスタであるので、加算器323は再生データから基準値を引いたデータ系列に対し1+D演算を行う。レジスタ324は加算器323のMSBを保持するレジスタであるので、論理演算回路325の出力は加算器323の出力が負から正に変化したタイミングで1となる。すなわち、クロス検出部32は、基準値に対して、再生データが立ち上がりでクロスするタイミングを検出することとなる。図5に示したクロス検出部32のタイミングチャートを図6に示す。尚、この構成では、基準値に対して再生データが立ち上がりでクロスするタイミングを検出する構成としているが、立ち下りでクロスするタイミングを検出する構成としてもよい。
図7は、位相比較器3内の位相誤差算出部33の構成例を示す。同図において、331は入力されるクロックで駆動されるレジスタ、332は極性入力が0(立ち上がり状態)のときに1を出力し、極性入力が1(立ち下がり状態)のときに−1を出力するセレクタ、333は乗算器、334は入力されるクロックタイミングでクロスタイミングが1の場合に乗算器333の出力を取り込むレジスタである。レジスタ331は極性信号及びクロスタイミングとの整合性をとるための遅延調整を行っており、クロスタイミングが1の時に、レジスタ331の出力に極性に応じた符号(セレクタ332の出力)を乗じて位相誤差の更新を行う。図7に示した位相誤差算出部33のタイミングチャートを図8に示す。尚、本実施形態では、クロス検出部32の構成を基準値に対して再生データが立ち上がりでクロスするタイミングで位相誤差を算出する構成としているが、立ち下がりでクロスするタイミングで位相誤差を算出する構成としてもよい。
図9は、位相比較器3内のフィルタ処理部34の構成例を示す。同図において、341、342及び343はレジスタ348の出力が1のときに、入力されるクロックに応じて位相誤差を保持するレジスタ、344、345及び346はゲイン乗算器、347は加算器、348はクロスタイミングを入力とするタイミング調整用のレジスタである。フィルタ処理部34の構成をこのようにすることにより、レジスタ341、342、343には位相誤差が更新される毎に位相誤差系列を保持することが可能となり、この保持している誤差系列に対し3タップのFIRフィルタで重み付け加算を行うことにより、位相誤差系列に混入されたノイズの影響を軽減して、位相比較器3の基準値を生成することが可能となる。
以上説明した通り、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするクロスタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例1)
図10は、前記実施形態1における図1中のフィルタ処理部34の変形例1を示す。
同図において、351及び352は、入力されるクロックで駆動されるレジスタであり、レジスタ356の出力が1のときに、入力されるデータの保持を行う。353は減算器、354及び355はゲイン乗算器である。356はクロスタイミングを保持するレジスタであり、タイミング調整のために用いられる。図10に示すフィルタは1次のIIRフィルタであり、フィルタ処理部34の構成をこのようにすることにより、位相誤差が更新される毎にフィルタ処理が行われ、ゲイン乗算器354、355の値を適切に設定することにより、フィルタ処理部34のゲイン特性を高域成分除去とすることができ、入力される位相誤差に対してノイズ成分の抑制を行うことが可能となる。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例2)
図11は、前記実施形態1における図1中のフィルタ処理部34の変形例2を示す。
同図において、361及び362は入力されるクロックで駆動されるレジスタ、363及び364はセレクタ、365は加算器、366は加算器365の出力の極性と基準値の極性とが異なった場合に0にクリップして出力するクリップ回路である。レジスタ361は入力されるクロスタイミングのタイミング調整のために用いられる。レジスタ361の出力(クロスタイミングを1クロック遅延させた信号)が1の場合には、セレクタ363は位相誤差を出力し、そうでない場合にはクロップ回路366の出力を出力する。レジスタ362にはセレクタ363の出力が入力され、これが基準値として出力される。セレクタ364は、この基準値の極性が正の場合には−1を、負の場合には+1を出力する。加算器365は基準値にセレクタ364の出力を加算して出力する。クリップ回路366は、加算器365の出力が同一極性を保ち、0を交差して、極性が変化しないように0にクリップ処理を行う。フィルタ処理部364の構成をこのようにすることにより、検出された位相誤差系列に対して零値でクリップされたエンベロープ検出を行うことが可能となる。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対してエンベロープ検出によるフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例3)
図12は、前記実施形態1における図1中のフィルタ処理部34の変形例3を示す。
同図は、図9に示したフィルタ処理部34の構成に対し、クロスタイミング信号をマスクするためのマスク信号生成部371と、AND演算回路372とを付加したものである。マスク信号生成部371は、クロスタイミングの間隔をカウントし、カウント値が所定値以上となった場合にイネーブル信号を出力する。AND演算回路372は、入力されるクロスタイミングに関し、イネーブル信号が1、すなわちクロスタイミングの間隔が所定値以上の場合にのみタイミング信号の更新を有効としている。これにより、信頼性の低い高周波パターンの誤差要因を取り除くことが可能となる。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対し信頼性の低い高周波パターンの情報を除いてフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例4)
図13は、前記実施形態1における図1中のフィルタ処理部34の変形例4を示す。
同図において、レジスタ385、386及び387はクロスタイミングが1のときに入力される位相誤差系列を保持し、これを基に基準値が生成される。エッジカウンタ(カウンタ)381は、クロスタイミングのエッジ数をカウントする。比較器382はこのカウンタ値と所定値383との比較を行い、等しい場合には、カウンタ381とレジスタ385、386、387へリセット信号を出力する。エッジカウンタ381は0にリセットされると、再びクロスタイミングのエッジ数のカウントを行う。また、レジスタ385、386、387の値は0にリセットされ、基準値も0にリセットされる。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データが前記基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
更に、基準値に関しては、クロスタイミングを所定数カウントする毎に強制的に0とすることにより、基準値の発振を抑制することが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例5)
図14は、前記実施形態1における図1中のフィルタ処理部34の変形例5を示す。
同図において、レジスタ385、386及び387は、クロスタイミングが1の時に入力される位相誤差系列を保持し、これを基に基準値が生成される。エッジ間隔カウンタ(カウンタ)392は、クロスタイミングのエッジのエッジ間隔をカウントする。比較器393はこのカウンタ値と所定値383との比較を行い、エッジ間隔カウンタ392の出力が所定値383以上の場合には、エッジ間隔カウンタ392とレジスタ385、386、387へリセット信号を出力する。エッジ間隔カウンタ392は0にリセットされると、再びクロスタイミングのエッジ間隔のカウント演算を行う。また、レジスタ385、386、387の値は0にリセットされ、基準値も0にリセットされる。尚、エッジ間隔カウンタ392は、クロスタイミングが1となった場合にも0にリセットされる。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
更に、基準値に関しては、クロスタイミングの間隔が所定値を越えた場合に、強制的に0とすることにより、基準値の発振を抑制することが可能となる。
(実施形態2)
図15は、本発明の第2の実施形態である位相比較器の構成を示すものである。図1との差異は、極性判定部31の出力がフィルタ処理部35へも入力される点である。図15におけるフィルタ処理部35の構成例を図16に示す。基本ブロック構成は図13に示したフィルタ処理部34の構成と同一である。具体的な差異は、図16に示すフィルタ処理部35において、基準値のリセットを行うタイミングを、入力される再生データの極性変化の数で生成している点である。これを実現するため、極性変化検出部401は、入力される極性が正から負、又は負から正に切り替わるタイミングエッジを検出する。カウンタ402は、極性変化検出部401が検出したタイミングエッジの数をカウントし、その値が所定値404と等しくなった場合に、比較器403がカウンタへのリセットと基準値のリセット信号を生成する。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
更に、基準値に関しては、入力される再生データの極性変化が所定回数に達する毎に強制的に0とすることにより、基準値の発振を抑制することが可能となる。
(フィルタ処理部の変形例1)
図17は、前記実施形態2における図1中のフィルタ処理部35の変形例1を示す。図17に示すフィルタ処理部35では、入力されるクロスタイミング間隔と極性の変化間隔との差が所定値以上の場合に、基準値が発散していると判断し、基準値を0にリセットする。この機能を実現するために、極性変化検出部411は、入力される極性情報から、再生データが正から負、又は負から正に変化するタイミングを検出する。変化間隔カウンタ(第1のカウンタ)412は、極性変化検出部411が検出した変化タイミングを基に極性変化の間隔をカウントする。この値は、極性変化のタイミングでイネーブル付きレジスタ414へ出力される。その一方で、エッジ間隔カウンタ(第2のカウンタ)413は、クロスタイミングのエッジ間隔をカウントする。このカウント値は、クロスタイミングが検出されるタイミングで、イネーブル付きレジスタ415へ出力される。減算器416は、2つのイネーブル付きレジスタ414、415の保持値同士の差演算を行い、絶対値算出回路417により絶対値に変換される。絶対値算出回路417の出力が所定値418以上の場合、基準値が発散していると判断し、比較器419は、位相誤差系列を格納するレジスタ385、386、387へリセット信号を出力し、基準値を0にリセットする。
従って、クロック生成回路10における位相比較器3において、現時点より前の位相誤差系列に対しフィルタ処理を行って基準値を生成し、入力される再生データがこの基準値をクロスするタイミングで位相誤差を生成することにより、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となる。
更に、基準値に関しては、入力される再生データの極性変化間隔とクロスタイミング間隔との差が所定値を超えた場合に強制的に0とすることにより、基準値の発振を抑制することが可能となる。
前記実施形態1及び実施形態2では、何れも、クロス検出器32は再生データが基準値に対して立ち上がりでクロスするタイミングで位相誤差を算出する場合を示したが、立下りでクロスするタイミングで位相誤差を算出する構成としても同様の効果を得ることが可能である。その際、フィルタ処理部34、35に入力される位相誤差は、立ち下がりエッジであるという点を考慮して、極性を反転させる必要がある。
また、再生データが基準値に対して、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの両方を独立に並列検出できるようにクロス検出部32、及びフィルタ処理部34、35を設けても、同様の効果を得ることが可能である。
図18は、本位相比較器3を含むクロック生成回路10を内蔵するLSIを含んだ再生信号処理装置の全体概略構成を示すブロック図である。例えば、DVD再生装置等に当てはめると、情報記録部101は記録媒体(DVDメディア)であり、情報読み出し部102は記録媒体から記録データを読み出すピックアップであり、103は、ピックアップに読み出された再生信号波形を用いて波形等化、誤り訂正、データ復調などを行う信号処理回路を含むLSIである。このLSIが出力する復号データとクロックとを用いて情報の表示や音声への変換を行う。
尚、以上の説明では、DVD等の記録媒体からの再生信号を入力とした場合の例を説明したが、無線の通信路や、光ファイバ、同軸ケーブル、電力線路などの有線の通信経路を経て供給される信号を入力信号とする場合にも、本発明を適用することができるのは勿論である。
また、本発明の再生信号処理装置では、デジタル制御値の設定制御をソフトウェアで行う場合も含まれる。
以上説明したように、本発明では、クロック生成回路における位相比較器において、フィードバックされる基準値のダイナミックレンジを制限することなく有効に活用することができ、且つノイズ耐性の強化も同時に図ることが可能となるので、再生信号からデータに同期したクロックを再生する機能が必要な再生信号処理装置、例えば光ディスク再生システム、特に高密度で高倍速再生が必要とされる場合に有用である。
本発明の第1の実施形態の位相比較器のブロック図である。 同位相比較器を有するクロック生成回路を備えた再生信号処理装置のブロック図である。 同位相比較器に備える極性判定部の内部構成例を示す図である。 同極性判定部の動作タイミングチャート図である。 同位相比較器に備えるクロス検出部の内部構成例を示す図である。 同クロス検出部の動作タイミングチャート図である。 同位相比較器に備える位相誤差算出部の内部構成例を示す図である。 同位相誤差算出部の動作タイミングチャート図である。 同位相比較器に備えるフィルタ処理部の内部構成例を示す図である。 同フィルタ処理部の第1の変形例を示す図である。 同フィルタ処理部の第2の変形例を示す図である。 同フィルタ処理部の第3の変形例を示す図である。 同フィルタ処理部の第4の変形例を示す図である。 同フィルタ処理部の第5の変形例を示す図である。 本発明の第2の実施形態の位相比較器のブロック図である。 同位相比較器に備えるフィルタ処理部の内部構成例を示す図である。 同フィルタ処理部の変形例を示す図である。 本発明の位相比較器を含むクロック生成回路を内蔵するLSIを含んだ再生信号処理装置の構成例を示す図である。 従来のクロック生成回路における位相比較器の内部構成を示す図である。 同位相比較器の特性を示す図である。 特許文献2の位相比較器の内部構成を示す図である。 同位相比較器の特性を示す図である。 同位相比較器を用いた場合に基準値の発散現象が生じる様子を示した図である。
1 A/D変換器
(サンプリング手段)
2 オフセット調整器
3 位相比較器
4 ループフィルタ
5 D/A変換器
6 VCO
7 データ検出器
10 クロック生成回路
31 極性判定部
32 クロス検出部
33 位相誤差算出部
34、35 フィルタ処理部
311、313、322、324、331、
348、356、361、362、384 レジスタ
334、341、342、343、351、
352、414、415 イネーブル付きレジスタ
312、321、353、416 減算器
323、347、365、391 加算器
325 論理演算回路
332、363、364 セレクタ
333、344、345、346、354、
355、388、389、390 乗算器
366 クリップ回路
371 マスク信号生成部
372 AND演算回路
381 エッジカウンタ(カウンタ)
382、393、403、419 比較器
383、404、418 所定値
385、386、387 リセット付きイネーブルレジスタ
392、413 エッジ間隔カウンタ(カウンタ)
394 OR演算回路
401、411 極性変化検出部
402 カウンタ
412 変化間隔カウンタ
(第1のカウンタ)
413 エッジ間隔カウンタ
(第2のカウンタ)
417 絶対値算出回路
101 情報記録部
102 情報読み出し部
103 LSI

Claims (14)

  1. 入力される再生信号をサンプリング手段によりサンプリングして得られる再生データを基に、前記再生信号に同期した同期クロックを抽出するクロック生成回路に用いられる位相比較器であって、
    前記サンプリング手段により得られた前記再生データ及び所定の基準値を受け、前記再生データが前記基準値をクロスするクロスタイミングを検出するクロス検出部と、
    前記再生データを受け、この再生データのエッジ極性を判定する極性判定部と、
    前記再生データ、前記クロス検出部が出力するクロスタイミング信号、及び前記極性判定部の判定結果を受け、前記クロスタイミングでの前記再生データとゼロ値との差を位相誤差として算出する位相誤差算出部と、
    前記位相誤差算出部が算出した位相誤差を前記クロス検出部が検出したタイミングでフィルタリングして、前記クロス検出部に与える前記基準値を生成するフィルタ処理部とを備えた
    ことを特徴とする位相比較器。
  2. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、FIRフィルタである
    ことを特徴とする位相比較器。
  3. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、IIRフィルタである
    ことを特徴とする位相比較器。
  4. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、入力される位相誤差のエンベロープ検出を行って出力する
    ことを特徴とする位相比較器。
  5. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するクロスタイミングのエッジ間隔を基に、このクロスタイミングのエッジ間隔が短い場合には前記再生データの信号品質が低いと判断して、対応する前記位相誤差をマスク処理して前記フィルタ処理部に反映させない
    ことを特徴とする位相比較器。
  6. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するタイミングをカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数となる毎に前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットする
    ことを特徴とする位相比較器。
  7. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、前記クロス検出部が出力するタイミング間隔をカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数を越えたとき、前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットする
    ことを特徴とする位相比較器。
  8. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、前記再生データの極性変化の回数をカウントするカウンタを有し、前記カウンタのカウント値が所定回数となる毎に、前記カウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットする
    ことを特徴とする位相比較器。
  9. 前記請求項1記載の位相比較器において、
    前記フィルタ処理部は、前記再生データの極性変化の間隔をカウントする第1のカウンタと、前記クロス検出部が出力するクロスタイミングのエッジ間隔をカウントする第2のカウンタとを有し、前記第1のカウンタ値と前記第2のカウンタ値との差が所定値を越えたとき、前記第1のカウンタ、前記第2のカウンタ及び前記フィルタ処理部を0にリセットする
    ことを特徴とする位相比較器。
  10. 前記請求項1〜9の何れか1項に記載の位相比較器において、
    前記クロス検出部及び前記フィルタ処理部は、各々、前記基準値に対する前記サンプリングデータのエッジの極性に応じて独立に動作する
    ことを特徴とする位相比較器。
  11. 前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、
    前記位相比較器の前記位相誤差算出部で算出した位相誤差に基づいて、前記再生信号に同期した同期クロックを生成する
    ことを特徴とするクロック生成回路。
  12. 前記請求項11記載のクロック生成回路を有し、前記クロック生成回路で得られたクロックに基づいて音声データ及び映像データを含む受信信号を復号する信号処理回路を有するLSIと、
    前記LSIからの復号信号を受けて、復号された音声データを発音すると共に、復号された映像データを表示するディスプレイ端末とを備えた
    ことを特徴とする映像表示装置。
  13. 前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、
    前記入力される再生信号は、無線の通信路、光ファイバ、同軸ケーブル、又は電力線を含む通信路を経て供給される
    ことを特徴とする再生信号処理装置。
  14. 前記請求項1〜10の何れか1項に記載の位相比較器を有し、
    前記入力される再生信号は、DVDディスク、CDディスク、又はBlu−rayディスクを含む光ディスクから供給される
    ことを特徴とする再生信号処理装置。
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