JP5091374B2 - フィルタ回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルタ回路の技術分野にかかり、特に、MOD(Magnetic optical disk)のリードチャネルに用いられるフィルタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、MODの信号処理においては、リードチャネルというICが用いられている。図4の符号111にリードチャネルを示す。このリードチャネル111は、アンプ102とローパスフィルタ103とを有している。
【0003】
MODに書き込まれた情報を読み出す際には、図示しない光ピックアップにより、MODに書き込まれた情報に対応する光電流が生成され、その光電流がI−Vアンプ110で電圧変換された後に、リードチャネル111内のアンプ102に出力される。この電圧はアンプ102で増幅され、ローパスフィルタ103で高帯域のノイズ成分が除去されて波形再生された後、後段の信号処理回路104に出力される。
【0004】
このローパスフィルタ103は、例えば、ベッセルフィルタやリップルフィルタなどの線形位相フィルタが用いられ、フィルタの通過帯域内において群遅延特性が平坦になるように構成されており、出力波形に歪みが生じないようになっている。従って、ローパスフィルタ103にパルス信号を入力させ、その遅延時間を測定することで、カットオフ周波数が求められる。
【0005】
このようにIC内に作り込まれたローパスフィルタは、各素子のばらつきによりカットオフ周波数にもばらつきが生じてしまうので、従来は、ICチップをパッケージ内に封入する前の状態で、各ローパスフィルタの遅延時間や周波数特性を測定し、ヒューズを切断するなどして、適当なカットオフ周波数を各素子ごとに設定していた。
【0006】
しかしながら、遅延時間や周波数特性の測定は、プローブを各ICチップの端子に接触させることで行っていたため、ノイズによる誤差が大きくなり、また、測定が終了してICチップをパッケージ内に封入した後、封入の際のストレスにより、遅延時間や周波数特性などの特性が、測定したときの特性とずれてしまい、設定されたカットオフ周波数が適切な値でなくなってしまうなどという問題が生じていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、各素子において、適切なカットオフ周波数が自動的に設定できるフィルタ回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のフィルタ回路は、制御電流に応じて入力信号と出力信号との間の遅延時間及びカットオフ周波数が変化するローパスフィルタと、基準クロックと上記入力信号と上記出力信号とを入力して上記遅延時間を上記基準クロックのパルス数として計測する時間測定回路と、上記入力信号の周期に応じて設定値の値を増加又は減少して出力する設定値変更回路と、上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が第1の値になると上記設定値変更回路から出力される上記設定値を第1の設定値として記憶する第1の記憶回路と、上記第1の記憶回路に記憶されている第1の設定値と上記設定値変更回路から出力される上記設定値との平均値を求める演算回路と、上記演算回路から出力される上記平均値と上記設定値変更回路から出力される上記設定値とを入力し、上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が上記第1の値よりも大きい第2の値に達するまでの間は上記設定値変更回路から出力される上記設定値を選択して出力し、上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が上記第2の値に達すると上記平均値を継続して出力する選択出力回路と、上記選択出力回路から出力される上記平均値又は上記設定値に応じた上記制御電流を上記ローパスフィルタに対して供給する電流供給回路とを有し、上記制御電流が上記選択出力回路から出力される上記平均値に応じた値に設定される。また、本発明のフィルタ回路は、上記基準クロックを分周して上記入力信号として上記ローパスフィルタに供給する分周器を有する。また、本発明のフィルタ回路においては、上記時間測定回路が、上記基準クロックと上記入力信号と上記出力信号とを入力する第1のNAND回路と、上記第1のNAND回路の出力信号に応じて動作するカウンタとを有し、上記設定値変更回路が、上記入力信号と上記出力信号とを入力する第2のNAND回路と、上記第2のNAND回路の出力信号に応じて動作するカウンタとを有する。
【0009】
本発明によれば、例えば動作に不可欠な基準クロックから入力信号(検査信号)を生成し、その検査信号をローパスフィルタに入力して、通常動作前に自動的にローパスフィルタの遅延時間を測定し、測定された遅延時間を適当な値に設定することで、ローパスフィルタのカットオフ周波数を調整することができる。従ってICチップを封入する前にヒューズ切断などによってカットオフ周波数を一定に設定していたため、封入後にカットオフ周波数が適正な値にならなかった従来と異なり、常に動作直前の状態に即したカットオフ周波数を設定することができる。
【0010】
また本発明において、例えば、基準クロックの周波数が低く、遅延時間の増加分が基準クロックの周期に比して小さいと、制御電流を変化させて遅延時間を変化させても、時間測定回路では同じパルス数が複数回計数される。このとき、予め定められたパルス数より1だけ大きい又は小さいパルス数において第1、第2の設定値を求め、求められた第1、第2の設定値の平均値を電流設定値とすることにより、予め定められたパルス数が計数されるときの所望の制御電流の電流設定値が第1、第2の設定値の中間の値として求められ、その電流設定値に相当する電流量の制御電流をローパスフィルタに供給することができる。従って、基準クロックの周波数が低く、基準クロックのパルスの間隔が大きい場合でも、従来に比して細かく制御電流を設定してローパスフィルタの遅延時間を細かく調整し、そのカットオフ周波数を細かく調整することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。図1の符号11に、MODの信号処理に用いられるリードチャネルを示す。このリードチャネル11は、アンプ2とフィルタ回路3とを有している。
【0012】
かかるリードチャネル11を用いて、MODに書き込まれた情報を読み出す際には、図示しない光ピックアップにより、MODに書き込まれた情報に相当する大きさの光電流が生成される。その光電流がI−Vアンプ10で電圧変換された後に、リードチャネル11内のアンプ2に出力される。この電圧はアンプ2で増幅され、フィルタ回路3で高帯域のノイズ成分が除去されて波形再生された後、後段の信号処理回路4に出力される。
【0013】
上述したリードチャネル11に用いられるフィルタ回路3の構成を図2に示す。このフィルタ回路3は、ローパスフィルタ14と電流供給回路18と、分周器13と、時間計測回路15と、電流値設定回路16と、電流値変化回路17とを有している。このうち分周器13は、本発明の信号出力回路の一例である。
【0014】
フィルタ回路3は、通常の動作を開始する前に、ローパスフィルタ14の遅延時間及びカットオフ周波数を設定する。上述したフィルタ回路3において、通常動作開始前に適当なカットオフ周波数を設定する動作について以下で説明する。
【0015】
電流値変化回路17は、回数用カウンタ24を有している。回数用カウンタ24内部にはディジタルデータである電流設定値の初期値が記憶されており、その初期値は電流値設定回路16を介して電流供給回路18に出力される。
【0016】
電流供給回路18内部では、ディジタルデータである電流設定値と電流値との対応づけがなされており、電流設定値が入力されると、電流供給回路18はその値に対応した電流値の制御電流をローパスフィルタ14に供給する。ここでは、電流設定値の初期値が入力されており、その初期値に対応する大きさの制御電流がローパスフィルタ14に供給される。
【0017】
ローパスフィルタ14はGmフィルタから成り、制御電流の電流値が増加すると遅延時間が増加するとともにカットオフ周波数が小さくなるように構成されており、制御電流が供給されると、その制御電流の大きさに対応して、遅延時間が設定される。
【0018】
こうしてローパスフィルタ14の遅延時間が一時的に設定された後、分周器13に一定周波数の基準クロックが出力される。基準クロックは分周器13で分周された後、ローパスフィルタ14に検査信号として出力される。この検査信号は、パルス状の信号であって、ローパスフィルタ14で遅延された後、電流値変化回路17と時間計測回路15に出力される。以下でこの出力信号を検査出力信号と称する。
【0019】
電流値変化回路17は、上述した回数用カウンタ24に加えて、第2のゲート回路23を備えている。この第2のゲート回路23は、検査信号がローパスフィルタ14に入力された後、検査出力信号として出力されるまでの間の期間にカウント信号を出力する。このカウント信号は、結果としてパルス状の信号になっている。
【0020】
かかるパルス状のカウント信号が回数用カウンタ24に出力されると、回数用カウンタ24に記憶された電流設定値は1増加し、電流値設定回路16に出力される。電流値設定回路16は、記憶演算回路19と、後述する第2のラッチ回路34とを有しており、電流値変化回路17からの電流設定値は、記憶演算回路19に入力される。検査信号のパルスが出力され、1個のカウント信号が出力されると、回数用カウンタ24が記憶する電流設定値の値は、直前まで記憶していた電流設定値に1が加算された値となる。この値が記憶演算回路19に入力される。
【0021】
記憶演算回路19は、第1のラッチ回路31と演算回路32と選択出力回路33を有しており、記憶演算回路19に出力された電流設定値は、第1のラッチ回路31と演算回路32と選択出力回路33にそれぞれ入力される。
【0022】
このうち、第1のラッチ回路31は、後述する第3のゲート回路25で制御されており、第3のゲート回路25が後述する記憶許可信号を出力する状態から出力しない状態に転じるときに、第1のラッチ回路31は、回数用カウンタ24から出力された電流設定値を記憶する。
【0023】
また、演算回路32には、第1のラッチ回路31から出力された電流設定値と、回数用カウンタ24から出力された電流設定値が入力されており、第1のラッチ回路31に記憶された値と、電流設定値の平均値が生成されて選択出力回路33に出力される。
【0024】
また、選択出力回路33は、後述する第4のゲート回路26で制御されており、第4のゲート回路26から出力制御信号が出力されると、演算回路32から出力された平均値を、上述した第2のラッチ回路34に出力する。他方、出力制御信号が出力されていない場合には、回数用カウンタ24から出力された電流設定値を第2のラッチ回路34に出力する。
【0025】
上述した第1のラッチ回路31及び選択出力回路33をそれぞれ制御する第3、第4のゲート回路25、26は、ともに時間計測回路15に接続されている。第3、第4のゲート回路25、26は、時間計測回路15の制御により、上述した記憶許可信号と出力制御信号とをそれぞれ出力する。
この時間計測回路15は、第1のゲート回路21と時間用カウンタ22とを備えている。
【0026】
このうち第1のゲート回路21の各入力端子には検査信号と、検査出力信号と、基準クロックが入力されており、検査信号と検査出力信号の各立ち上がり時刻の間隔、すなわちローパスフィルタの遅延時間の間に、基準クロックのパルスを出力している。
【0027】
基準クロックのパルスが1個時間用カウンタ22に入力されるごとに、時間用カウンタ22に記憶された値は1ずつ増加する。この基準クロックはローパスフィルタ14の遅延時間の間に時間用カウンタ22に出力されるので、遅延時間の間に時間用カウンタ22に記憶される基準クロックのパルス数(以下で時間計測値と称する。)は、遅延時間に相当する値となっている。ここでは、時間計測値は4ビットのディジタルデータである。かかる時間計測値は、記憶演算回路19に出力される。尚、時間用カウンタ22は、第2のゲート回路23の出力信号であるカウント信号によってリセットされる。
【0028】
記憶演算回路19に出力された時間計測値は、上述したように、第3、第4のゲート回路25、26に入力される。第3、第4のゲート回路25、26は、それぞれが三入力と二入力のAND回路からなり、それぞれの各入力端子には、時間用カウンタ22の出力の下位3ビットの値と、最上位及び最下位ビットの値とがそれぞれ入力される。ここでは、第3、第4のゲート回路25、26は、時間計測値がそれぞれ7、9であるときに、それぞれに入力端子に全て“1”が入力されて、それぞれから“1”が出力される。このとき各第3、第4のゲート回路25、26から出力される“1”が、記憶許可信号と、出力制御信号になっている。
【0029】
1個目の検査信号のパルスが出力された直後で、上述した電流設定値が初期値より1だけ多い場合は、時間計測値は7又は9のいずれでもない値(ここでは一例として2とする)に予め設定されている。このように時間計測値が2のときには第3のゲート回路25から記憶許可信号は出力されないので、第1のラッチ回路31からは電流設定値がそのまま演算回路32に出力され、演算回路32では、第1のラッチ回路31から出力された電流設定値と、回数用カウンタ24から出力される電流設定値との平均値が生成されて選択出力回路33に出力される。
【0030】
このとき時間計測値は9ではないので第4のゲート回路26からは出力制御信号は出力されず、選択出力回路33からは、回数用カウンタ24から出力された電流設定値がそのまま第2のラッチ回路34に出力され、第2のラッチ回路34に記憶される。
【0031】
電流供給回路18は、第2のラッチ回路34に記憶された電流設定値を読み出し、その電流設定値に相当する大きさの制御電流をローパスフィルタ14に出力する。
【0032】
このとき電流設定値は、初期値より1だけ増加している。このときの制御電流は、電流設定値が初期値であるときよりも電流量が増加し、制御電流の増加分だけローパスフィルタ14の遅延時間は長くなる。
【0033】
その後、次の検査信号のパルスが出力され、回数用カウンタ24に上述したパルス状のカウント信号が1個出力されると、電流設定値は1だけ増加し、制御電流はその分だけ増加することになる。このように、パルス状のカウント信号が1個出力されるごとに、電流設定値は初期値から数えて1ずつ増加する。電流設定値が増加すると、制御電流がその分だけ増加するので、ローパスフィルタ14の遅延時間が長くなる。
【0034】
遅延時間が増加し、その増加分が基準クロックのパルスの間隔より大きくなれば、時間計測値は1増加する。しかしながら基準クロックの周波数は低く、基準クロックのパルスの間隔は長いので、電流設定値が1増加するごとに長くなる遅延時間はパルスの間隔に比して短いので、電流設定値が1ずつ増加することを複数回繰り返したのちに、時間計測値が1増加することになる。従って、基準クロックの周波数が低ければ、同じ値の時間計測値は複数回現れることになる。
時間計測値には、予め定められた遅延時間に相当する最適の値(以下で最適時間値と称する。)が予め設定されている。ここでは、最適時間値を8としている。
【0035】
時間計測値が1ずつ増加して、最適時間値より1だけ小さい値である7まで増加すると、第3のゲート回路25からは記憶許可信号が出力される。すると、第1のラッチ回路31に、回数用カウンタ24から出力される電流設定値が記憶される。
【0036】
このとき第4のゲート回路26からは出力制御信号が出力されない。従って選択出力回路33からは、回数用カウンタ24から出力される電流設定値がそのまま第2のラッチ回路34に出力され、その電流設定値に相当する大きさの電流がローパスフィルタ14に供給される。
【0037】
時間計測値が7である間は、選択出力回路33からは、回数用カウンタ24から出力された電流設定値がそのまま第2のラッチ回路34に出力されて記憶され、電流供給回路18で、記憶された電流設定値に対応する制御電流が生成されてローパスフィルタ14に供給される。
【0038】
その後、時間計測値が7から、最適時間値である8へと増加すると、第3のゲート回路25からは、記憶許可信号が出力されなくなる。このように、記憶許可信号が出力された状態から出力されない状態に転じると、このとき回数用カウンタ24から出力されている電流設定値は第1のラッチ回路31に記憶され、それ以降は更新されなくなる。従って、第1のラッチ回路31には、時間計測値が7から8に増加する時に、第1のラッチ回路31に入力される電流設定値が最終的に記憶されることになる。こうして第1のラッチ回路31に最終的に記憶された電流設定値は、本発明の第1の設定値の一例である。
【0039】
このときには、第4のゲート回路26からも出力制御信号が出力されない。従って、選択出力回路33からは、回数用カウンタ24から出力された電流設定値がそのまま第2のラッチ回路34に出力され、その電流設定値に相当する大きさの制御電流がローパスフィルタ14に供給される。
【0040】
その後、時間計測値がさらに1増加し、最適時間値である8より1だけ多い値すなわち9になる。こうして、時間計測値が8から9に増加するときに回数用カウンタ24から出力される電流設定値は、本発明における第2の設定値の一例である。
【0041】
このとき演算回路32では、第1のラッチ回路31に記憶された電流設定値であって、時間計測値が7から8に増加するときの電流設定値(第1の設定値)と、時間計測値が8から9に増加するときの回数用カウンタ24から出力される電流設定値(第2の設定値)との平均値が生成されて選択出力回路33に出力される。
【0042】
時間計測値が9になると、第4のゲート回路26からは出力制御信号が出力される。すると選択出力回路33からは、演算回路32で生成された第1、第2の設定値の平均値が第2のラッチ回路34へと出力され、電流設定値として記憶される。その第1、第2の設定値の平均値は、電流供給回路18で読み出され、その読み出された値に対応する電流値の制御電流が、電流供給回路18からローパスフィルタ14に供給される。
【0043】
図3に、第1乃至第4のゲート回路21、23、25、26の出力信号のタイミングチャートの一例を示す。図3中符号Linはローパスフィルタ14に入力される検査信号を示し、符号Loutはローパスフィルタ14から出力される検査出力信号を示している。また、第1のゲート回路21の出力信号の各パルス上に付された数字は、それぞれのパルスが出力されるときの時間計測値をそれぞれ示しており、第2のゲート回路23の出力信号の各パルス上に付された数字は、上述した電流設定値を示している。
【0044】
ここでは、時間計測値が7から、最適時間値である8に増加する際の電流設定値、すなわち本発明の第1の設定値は、9であるものとしている。また、時間計測値が8から9に増加する際の電流設定値、すなわち本発明の第2の設定値は13であるものとしている。この場合には、第1、第2の設定値9、13の平均値すなわち11に相当する一定値の制御電流がローパスフィルタ14に供給されることになる。
【0045】
このように、第4のゲート回路26から出力制御信号が選択出力回路33に供給され、第2のラッチ回路34に演算回路32の演算結果が電流設定値として記憶されると、選択出力回路33はその動作を停止して、第2のラッチ回路34には何ら信号が出力されなくなる。従って、第2のラッチ回路34は、上述した第1、第2の設定値の平均値を記憶し続け、その記憶内容は更新されなくなる。従って第2のラッチ回路34には、第1、第2の設定値の平均値が記憶され、更新されない状態になるので、電流供給回路18から供給される制御電流の電流値は一定値に固定される。
【0046】
ローパスフィルタ14は、こうして一定値に固定された制御電流によって定まる一定のカットオフ周波数で動作する。ローパスフィルタ14にはアンプ12の出力信号が入力され、通常のリードチャネルの動作に移行する。
【0047】
以上説明したように、本実施形態では、フィルタ回路3が、通常動作を開始する前に、毎回適当な電流値の制御電流を設定してカットオフ周波数を設定している。従来では、パッケージ内にICチップを封入する前に1回だけカットオフ周波数を設定していたので、ICチップをパッケージ内に封入した後、封入の際のストレス等により、設定されたカットオフ周波数が適切な周波数からずれてしまうという不具合があったが、本実施形態では、パッケージ内にICチップを封入した後でも、動作開始直前の状態における遅延時間を計測しているので、かかる不具合は生じない。
【0048】
本実施形態では、最適時間値より1だけ小さい時間計測値(ここでは7)から、最適時間値(ここでは8)の時間計測値へと増加する際の電流設定値である第1の設定値と、最適時間値(ここでは8)の時間計測値から最適時間値より1だけ大きい時間計測値(ここでは9)へと増加する際の電流設定値である第2の設定値との平均値とを求め、その平均値の大きさに相当する制御電流を生成してローパスフィルタ14に供給している。
【0049】
第1、第2の設定値にそれぞれ対応する制御電流の電流値は、時間計測値が最適時間値(ここでは8)のときの制御電流の最小値と最大値にほぼ等しいため、第1、第2の設定値の平均値で制御電流を設定すると、時間計測値が最適時間値の場合に、異なる電流値をとる制御電流が複数あっても、そのうちほぼ中間の電流値を選択して、その制御電流をローパスフィルタ14に供給することができるので、基準クロックの周波数が低い場合でも、ローパスフィルタのカットオフ周波数を細かく設定することができる。
【0050】
なお、本実施形態では、時間計測値の最適時間値を8としているが、本発明はこれに限られるものではない。
【0051】
また、上述した実施形態では、フィルタ回路をMODのリードチャネルに適用した場合について説明したが、例えばDVD(Digital Video Disk)や、ハードディスクのリードチャネルに適用することもできる。
【0052】
【発明の効果】
精度良くカットオフ周波数を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のリードチャネルを示すブロック図
【図2】本発明の一実施形態のフィルタ回路を説明する図
【図3】本発明の一実施形態のフィルタ回路の動作を説明するタイミングチャート
【図4】従来のリードチャネルを説明するブロック図
【符号の説明】
3……フィルタ回路 14……ローパスフィルタ
Claims (3)
- 制御電流に応じて入力信号と出力信号との間の遅延時間及びカットオフ周波数が変化するローパスフィルタと、
基準クロックと上記入力信号と上記出力信号とを入力して上記遅延時間を上記基準クロックのパルス数として計測する時間測定回路と、
上記入力信号の周期に応じて設定値の値を増加又は減少して出力する設定値変更回路と、
上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が第1の値になると上記設定値変更回路から出力される上記設定値を第1の設定値として記憶する第1の記憶回路と、
上記第1の記憶回路に記憶されている第1の設定値と上記設定値変更回路から出力される上記設定値との平均値を求める演算回路と、
上記演算回路から出力される上記平均値と上記設定値変更回路から出力される上記設定値とを入力し、上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が上記第1の値よりも大きい第2の値に達するまでの間は上記設定値変更回路から出力される上記設定値を選択して出力し、上記時間測定回路で計測される上記基準クロックのパルス数が上記第2の値に達すると上記平均値を継続して出力する選択出力回路と、
上記選択出力回路から出力される上記平均値又は上記設定値に応じた上記制御電流を上記ローパスフィルタに対して供給する電流供給回路と、
を有し、
上記制御電流が上記選択出力回路から出力される上記平均値に応じた値に設定されるフィルタ回路。 - 上記基準クロックを分周して上記入力信号として上記ローパスフィルタに供給する分周器を有する請求項1に記載のフィルタ回路。
- 上記時間測定回路が、上記基準クロックと上記入力信号と上記出力信号とを入力する第1のNAND回路と、上記第1のNAND回路の出力信号に応じて動作するカウンタとを有し、
上記設定値変更回路が、上記入力信号と上記出力信号とを入力する第2のNAND回路と、上記第2のNAND回路の出力信号に応じて動作するカウンタとを有する請求項1又は2に記載のフィルタ回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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