JPH0236615A - Clock generating system - Google Patents
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- JPH0236615A JPH0236615A JP63185557A JP18555788A JPH0236615A JP H0236615 A JPH0236615 A JP H0236615A JP 63185557 A JP63185557 A JP 63185557A JP 18555788 A JP18555788 A JP 18555788A JP H0236615 A JPH0236615 A JP H0236615A
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Landscapes
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クロック発生方式に関するものであり、特に
、光デイスク装置などにおいて、データの記録再生など
に必要なりロック情報を記録媒体上から検出し、検出さ
れたクロック情報υこ従って記録再生を行うためのクロ
ックを発生するクロック発生方式に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a clock generation method, and in particular, to detecting lock information from a recording medium, which is necessary for recording and reproducing data in optical disk devices and the like. The present invention relates to a clock generation method that generates a clock for recording and reproducing based on detected clock information υ.
光デイスク装置などにおいて、情報の記録再生、および
、サーボ情報の検出に必要なりロックビット、サーボビ
ットを含む制御情報領域と、情報を記録するだめのデー
タ領域とを、第5図(a)に示すように記録媒体上の情
報トランクに放射状に交互に配置し、すなわち図示のよ
うに周方向に沿って制御情報領域A、とデータ領域Aゎ
とを順次設定し、記録媒体から読み取ったクロック情報
のN倍の周波数のクロック信号を発生させ、このクロッ
ク信号のタイミングに従ってサーボ信号検出、情報の記
録再生を行う方法が、サンプルサーボ方式として知られ
ている。In an optical disk device or the like, a control information area including lock bits and servo bits necessary for recording/reproducing information and detecting servo information, and a data area for recording information are shown in FIG. 5(a). As shown, the clock information read from the recording medium is arranged alternately radially in the information trunk on the recording medium, that is, the control information area A and the data area A are sequentially set along the circumferential direction as shown in the figure. A method of generating a clock signal with a frequency N times as high as 1, and detecting a servo signal and recording/reproducing information according to the timing of this clock signal is known as the sample servo method.
サンプルサーボ方式では、制御情報領域AC内のサーボ
ビット検出、および、情報の記録再生タイミングが、ク
ロック情報、すなわちクロックビットの検出タイミング
とこれに同期させたクロック信号のタイミングで規定さ
れている。第5図(b)に制御情報領域Acを中心とし
た情報トラック上のビットの配置、再生信号20、クロ
ック信号27、および、記録媒体である光ディスクから
検出されたクロック情報の関係を示す。第5図(b)に
おいて、符号P、はサーボビット、PCはクロックビッ
ト、P、はデータビットをそれぞれ示している。In the sample servo method, the detection of servo bits in the control information area AC and the timing of recording and reproducing information are defined by clock information, that is, the detection timing of the clock bit and the timing of a clock signal synchronized therewith. FIG. 5(b) shows the relationship between the arrangement of bits on the information track centered on the control information area Ac, the reproduced signal 20, the clock signal 27, and the clock information detected from the optical disc as a recording medium. In FIG. 5(b), symbol P indicates a servo bit, PC indicates a clock bit, and P indicates a data bit.
ディスクからの信号検出は、第5図(b)の(ロ)、(
ハ)のように、クロック信号27のタイミングで再生信
号20をサンプルすることにより行われる。クロック信
号27とディスク上のクロック情報の位相ずれが生じる
と、再生信号20のサンプルが再生信号20のピークか
らずれ、検出された情報に誤差が生じる。サンプルサー
ボ方式では、正確な信号検出を行うために光ディスクに
対するデータの記録再生時に、ディスクから検出された
クロック情報に正確に位相同期したクロック信号27の
発生が要求される。Signal detection from the disk is performed using (b) and (b) in Figure 5(b).
This is done by sampling the reproduced signal 20 at the timing of the clock signal 27, as in c). When a phase shift occurs between the clock signal 27 and the clock information on the disk, the sample of the reproduced signal 20 deviates from the peak of the reproduced signal 20, causing an error in the detected information. In the sample servo method, in order to perform accurate signal detection, it is required to generate a clock signal 27 that is accurately phase-synchronized with clock information detected from the disk when recording and reproducing data on the optical disk.
ディスクの再生信号からクロック情報を検出してクロッ
ク情報の検出タイミングで外部同期パルス21を発生さ
せたとき、検出された外部同期パルス21に位相を同期
させたクロック信号を発生させる方法として、従来は第
6図(a)に示すように電圧制御発振器601の発振出
力であるクロック信号27を1/N分周器602で1/
Nに分周した内部同期パルス2Bを発生させ、記録媒体
から検出した外部同期パルス21と内部同期パルス28
の位相差を位相比較手段603によって検出して位相誤
差信号46を発生し、この位相誤差信号をフィルタ60
4を介して制御電圧48として電圧制御発振器601の
制御入力に加えることにより外部同期パルス21に対す
る内部同期パルス28の位相追従動作を行い、電圧制御
発振器601のクロック信号出力と外部同期パルス21
の位相を合わせるという方法が用いられていた。Conventionally, when clock information is detected from a reproduction signal of a disk and an external synchronization pulse 21 is generated at the detection timing of the clock information, a clock signal whose phase is synchronized with the detected external synchronization pulse 21 is generated. As shown in FIG. 6(a), the clock signal 27, which is the oscillation output of the voltage controlled oscillator 601, is divided into 1/N by a 1/N frequency divider 602.
An internal synchronization pulse 2B whose frequency is divided into N is generated, and an external synchronization pulse 21 and an internal synchronization pulse 28 detected from the recording medium are generated.
The phase comparison means 603 detects the phase difference between the
4 as a control voltage 48 to the control input of the voltage controlled oscillator 601 to perform phase tracking operation of the internal synchronizing pulse 28 with respect to the external synchronizing pulse 21, and to output the clock signal of the voltage controlled oscillator 601 and the external synchronizing pulse 21.
A method was used to match the phases of the
従来のクロック発生方式における位相比較手段603の
構成例を第6図(b)に示す。図において、外部同期パ
ルス21は第1のDフリップフロップ40のクロック入
力として加えられ、内部同期パルス28は第2のDフリ
ップフロップ41のクロック入力として加えられている
。2つのDフリップフロップ40.41のD入力は論理
レベル1を入力しておく。An example of the configuration of the phase comparison means 603 in the conventional clock generation method is shown in FIG. 6(b). In the figure, an external synchronization pulse 21 is applied as a clock input to a first D flip-flop 40 and an internal synchronization pulse 28 is applied as a clock input to a second D flip-flop 41. Logic level 1 is input to the D inputs of the two D flip-flops 40 and 41.
2つのDフリップフロップ40.41のQ出力42.4
4は、それぞれNANDゲート47に入力され、NAN
Dゲート47の出力43は2つのDフリップフロップ4
0.41のクリア入力(CLR)にそれぞれ供給される
。また、2つのDフリップフロップ40.41のQ出力
42.44は、同時に差動増幅器45に入力され、位相
誤差信号46として出力される。Q output of two D flip-flops 40.41 42.4
4 are respectively input to the NAND gate 47, and the NAN
The output 43 of the D gate 47 is connected to two D flip-flops 4
0.41 clear input (CLR), respectively. Furthermore, the Q outputs 42 and 44 of the two D flip-flops 40 and 41 are simultaneously input to the differential amplifier 45 and output as a phase error signal 46.
初期状態で2つのDフリップフロップ40.41がクリ
アされているとき、第7図(a)に示すように外部同期
パルス21が入力されると、第7図(b)に示すように
第1のDフリップフロップ40のQ出力42が“1″と
なる。第7図(c)に示すように外部同期パルス21か
ら時間t2だけ遅れて内部同期パルス28が第2のDフ
リップフロップ41に入力されると、第7図(d)に示
すように第2のdフリップフロップ41のQ出力44が
“1”となる。このとき、第7図(e)に示すようにN
ANDゲート47の出力43が“0”となり、第1.第
2のDフリップフロップ40.41がクリアされて、2
つのDフリ・ノブフロップのQ出力42.44が0”と
なる。When the two D flip-flops 40 and 41 are cleared in the initial state, when the external synchronization pulse 21 is input as shown in FIG. 7(a), the first D flip-flop 40 and 41 are cleared as shown in FIG. 7(b). The Q output 42 of the D flip-flop 40 becomes "1". As shown in FIG. 7(c), when the internal synchronizing pulse 28 is input to the second D flip-flop 41 with a delay of time t2 from the external synchronizing pulse 21, the second D flip-flop 41 is input as shown in FIG. 7(d). The Q output 44 of the d flip-flop 41 becomes "1". At this time, as shown in FIG. 7(e), N
The output 43 of the AND gate 47 becomes "0", and the first . The second D flip-flop 40.41 is cleared and 2
The Q output 42.44 of the two D free knob flops becomes 0''.
差動増幅器45から出力される位相誤差信号46は、第
7図(f)に示すように外部同期パルス21と内部同期
パルス28の出現時刻差t2の幅を持つ振幅Vaのパル
スとして検出される。検出された位相誤差信号46は、
第6図(a)における積分特性を持つフィルタ604を
介して電圧制御発振器601の制御入力に加えられ、発
振出力周波数の制御により位相の追従を実現していた。The phase error signal 46 output from the differential amplifier 45 is detected as a pulse with an amplitude Va having a width of the appearance time difference t2 between the external synchronization pulse 21 and the internal synchronization pulse 28, as shown in FIG. 7(f). . The detected phase error signal 46 is
It is applied to the control input of the voltage controlled oscillator 601 via a filter 604 having an integral characteristic as shown in FIG. 6(a), and phase tracking is realized by controlling the oscillation output frequency.
しかし、このように発振器出力周波数の制御による位相
追従を行わせる場合、従来のものにあっては、電圧制御
発振器の制御入力のリップルによるクロック信号のジッ
タの変動や、外部同期バルスが検出されなかった場合に
おける位相追従動作の乱れなどの難点がある。However, when performing phase tracking by controlling the oscillator output frequency in this way, conventional methods do not detect jitter fluctuations in the clock signal due to ripples in the control input of the voltage-controlled oscillator or external synchronization pulses. There are drawbacks such as disturbances in the phase tracking operation when
従来方式では、第8図(a)に示す外部同期パルス21
に対し、第8図(b)に示す内部同期パルス28を追従
させる場合、第8図(c)に示すように位相誤差を位相
誤差信号46のパルスのエネルギーとして検出していた
ため、積分特性を持つフィルタ604から出力される制
御電圧48は第8図(d)に示すようにパルスに対応し
たリップル成分を含んでいる。電圧制御発振器601が
このような制御電圧48にしたがって出力周波数を変化
させた場合、外部同期パルス21が入力される周期内で
のクロック信号のジッタは、外部同期パルス210周期
内でのクロック信号の周波数変動に対して積分されるた
め、第8図(e)に示すように位相誤差信号46のパル
スに対応した時間t3の間に大きく変動する。このため
、記録再生を行う基準タイミングとしてのクロック信号
にジッタが発生し、エラーの発生原因となるという問題
があった。また、外部同期パルスが検出されない場合、
異常な位相誤差信号が発生して、位相追従動作を乱すと
いう問題があった。In the conventional method, the external synchronization pulse 21 shown in FIG.
On the other hand, when the internal synchronization pulse 28 shown in FIG. 8(b) is tracked, the phase error is detected as the energy of the pulse of the phase error signal 46 as shown in FIG. 8(c), so the integral characteristic is The control voltage 48 output from the filter 604 includes a ripple component corresponding to the pulse, as shown in FIG. 8(d). When the voltage controlled oscillator 601 changes its output frequency according to such a control voltage 48, the jitter of the clock signal within the period in which the external synchronization pulse 21 is input is equal to the jitter of the clock signal within the period of the external synchronization pulse 210. Since the frequency fluctuation is integrated, it fluctuates greatly during time t3 corresponding to the pulse of the phase error signal 46, as shown in FIG. 8(e). For this reason, there is a problem in that jitter occurs in the clock signal as the reference timing for recording and reproducing, which causes errors. Also, if no external synchronization pulse is detected,
There is a problem in that an abnormal phase error signal is generated and disturbs the phase tracking operation.
本発明の目的は、このような問題を解決し、周波数可変
可能な内部発振器の制御入力のリップルによるクロック
信号のジッタの変動を低減できると共に、たとえ外部同
期パルスが検出されない場合でも位相追従動作の乱れを
防止し得るクロック発生方式を提供することにある。It is an object of the present invention to solve such problems, to reduce fluctuations in clock signal jitter due to ripples in the control input of the internal oscillator with variable frequency, and to enable phase tracking operation even when no external synchronization pulse is detected. An object of the present invention is to provide a clock generation method that can prevent disturbances.
本発明は、外部から入力される概ね一定の周波数の外部
同期パルスに対し、周波数可変な内部発振器の出力を1
/Hに分周した内部同期パルスを発生し、内部同期パル
スと外部同期パルスの位相差を検出して位相差がOとな
るように内部発振器の発振周波数を変化させて内部同期
パルスと外部同期パルスの位相を同期させ、内部発振器
から外部同期パルスに対して位相を同期させたN倍の周
波数のクロック信号を発生ずるクロック発生方式外部同
期パルスの予想される出現時刻の一定時間前から単調増
加する基準信号を発生し、外部同期パルスが入力された
タイミングで基準信号をサンプルホールドし、ホールド
された出力から一定の比較電圧を引き算した結果を位相
誤差信号とすることを特徴としている。In the present invention, the output of an internal oscillator with a variable frequency is set to 1 in response to an external synchronization pulse of a generally constant frequency input from the outside.
/H, generates an internal sync pulse whose frequency is divided into A clock generation method in which the phase of the pulse is synchronized and an internal oscillator generates a clock signal with N times the frequency whose phase is synchronized with the external synchronization pulse Monotonically increases from a certain time before the expected appearance time of the external synchronization pulse It is characterized in that it generates a reference signal, samples and holds the reference signal at the timing when an external synchronization pulse is input, and subtracts a constant comparison voltage from the held output, and uses the result as a phase error signal.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明によるクロック発生方式を適用したクロ
ック発生装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a clock generation device to which a clock generation method according to the present invention is applied.
また、第2図(a)、 (b)は、本方式による位相
差検出について説明するためのもので、第2図(a)は
第1図の一部を抜き出して示しており、更に、第2図(
b)は第1図および第2図(a)中の基準信号発生手段
の一構成例を示している。In addition, FIGS. 2(a) and 2(b) are for explaining phase difference detection by this method, and FIG. 2(a) shows a part of FIG. 1, and furthermore, Figure 2 (
b) shows an example of the configuration of the reference signal generating means in FIGS. 1 and 2(a).
第1図において、本実施例では、クロック抽出手段1と
、タイミング発生手段2と、N進カウンタ3と、基準信
号発生手段4と、サンプルホールド手段5と、差動演算
手段7と、スイッチ9と、フィルタlOと、内部発振器
としての電圧制御発振器11と、基準発振器12と、位
相比較手段13とを備えている。In FIG. 1, this embodiment includes a clock extraction means 1, a timing generation means 2, an N-ary counter 3, a reference signal generation means 4, a sample hold means 5, a differential calculation means 7, and a switch 9. , a filter lO, a voltage controlled oscillator 11 as an internal oscillator, a reference oscillator 12, and a phase comparison means 13.
クロック抽出手段1は再生信号20から外部同期パルス
21を検出し、これがタイミング発生手段2に供給され
る。タイミング発生手段2には、更に、コントロール信
号22、N進カウンタ3からのカウント出力29および
内部同期パルス28が供給されるようになっている。The clock extraction means 1 detects an external synchronization pulse 21 from the reproduced signal 20 and supplies this to the timing generation means 2. The timing generating means 2 is further supplied with a control signal 22, a count output 29 from the N-ary counter 3, and an internal synchronization pulse 28.
N進カウンタ3には、フィルタ10に接続された電圧制
御発振器11からクロック信号27が印加される。上記
内部パルス28は、クロック信号27をN進カウンタ3
により1/H分周して得られるものである。A clock signal 27 is applied to the N-ary counter 3 from a voltage controlled oscillator 11 connected to a filter 10 . The internal pulse 28 converts the clock signal 27 into the N-ary counter 3.
This is obtained by dividing the frequency by 1/H.
内部同期パルス28は、位相比較手段13の一方の入力
としても供給され、位相比較手段13の他方の入力とし
ては基準発振器12からの基準パルス34が印加されて
いる。The internal synchronization pulse 28 is also supplied as one input of the phase comparison means 13, and the reference pulse 34 from the reference oscillator 12 is applied as the other input of the phase comparison means 13.
位相比較手段13は、端子A、B、Cの間で切換制御可
能なスイッチ9の端子Bに接続されており、スイッチ9
が第1図のように端子B側を選択している状態では、位
相比較手段13の出力がスイッチ9を介してフィルタ1
0へ供給されるようになっている。The phase comparison means 13 is connected to the terminal B of the switch 9 which can be controlled to switch between the terminals A, B, and C.
selects the terminal B side as shown in FIG.
0.
タイミング発生手段2からは、基準信号発生手段4に対
して基準ゲート信号23が供給されると共に、サンプル
ホールド手段5に対するサンプル制御信号30が、また
スイッチ9に対する切り替え信号33が、更にN進カウ
ンタ3に対するクリア信号35が、それぞれ所定のタイ
ミングで送出される。The timing generating means 2 supplies a reference gate signal 23 to the reference signal generating means 4, a sample control signal 30 to the sample hold means 5, a switching signal 33 to the switch 9, and an N-ary counter 3. A clear signal 35 for each is sent out at a predetermined timing.
サンプルホールド手段5には、基準信号発生手段4から
基準信号24が供給され、また、サンプルホールド出力
50は差動演算手段7に供給されるようになっている。The sample and hold means 5 is supplied with the reference signal 24 from the reference signal generation means 4, and the sample and hold output 50 is supplied to the differential calculation means 7.
差動演算手段7の出力は位相誤差信号25としてスイッ
チ9の端子A側に加えられるようになっている。The output of the differential calculation means 7 is applied as a phase error signal 25 to the terminal A side of the switch 9.
前記基準信号発生手段4は、具体的には、第2図(b)
に示すように、スイッチ51.52と、出力端子と反転
入力端子間にスイッチ52、抵抗R2、コンデンサCが
接続され、またスイッチ51とは抵抗R1を介して接続
されるオペアンプ53と、基準電源V、とから成る構成
とすることができる。この基準信号発生手段4は、外部
同期パルス21の予想される出現時刻から一定の時間だ
け手前から滑らかに単調増加する基準信号24を発生す
る手段を構成する。Specifically, the reference signal generating means 4 is as shown in FIG. 2(b).
As shown in the figure, switches 51, 52, a resistor R2, and a capacitor C are connected between the output terminal and the inverting input terminal, and an operational amplifier 53, which is connected to the switch 51 via a resistor R1, and a reference power supply. It is possible to have a configuration consisting of V. This reference signal generating means 4 constitutes a means for generating a reference signal 24 that smoothly and monotonically increases from a predetermined time period before the expected appearance time of the external synchronizing pulse 21.
サンプルホールド手段5は、外部同期パルス21が入力
されたタイミングで基準信号24をホールドする。The sample hold means 5 holds the reference signal 24 at the timing when the external synchronization pulse 21 is input.
差動増幅手段7は、サンプルホールド手段5の出力50
と、基準電位VCとの差をとることにより外部同期パル
ス21と内部同期パルス28の位相誤差信号25を発生
する。The differential amplification means 7 receives the output 50 of the sample hold means 5.
A phase error signal 25 between the external synchronizing pulse 21 and the internal synchronizing pulse 28 is generated by taking the difference between the external synchronizing pulse 21 and the reference potential VC.
なお、上記タイミング発生手段2については、第1図、
第2図(a)ではその入出力関係を示しており、標準的
な論理素子を用いて容易に、また多様に実現でき、タイ
ミング発生手段2の詳細を示すことは本発明の主旨では
無いため、構成に関する詳細は省略している。The timing generating means 2 is shown in FIG.
FIG. 2(a) shows the input/output relationship, which can be easily and variously realized using standard logic elements, and it is not the purpose of the present invention to show the details of the timing generating means 2. , details regarding the configuration are omitted.
次に、本実施例の動作について、外部同期パルス21に
対するクロック信号27の位相引き込み動作を行う場合
の各部の波形を示す第3図、および本方式に従う位相誤
差信号発生についてのタイミングチャートを表す第4図
をも参照して説明する。Next, regarding the operation of this embodiment, FIG. 3 shows the waveforms of each part when performing a phase pulling operation of the clock signal 27 with respect to the external synchronization pulse 21, and FIG. This will be explained with reference to FIG.
以下の説明は、光デイスク装置に適用した場合について
のものであり、第1図に示すように、再生信号20がク
ロック抽出手段1に供給され、ディスク上のクロック情
報は、再生信号20からクロック抽出手段1により分離
され、外部同期パルス21としてタイミング発生手段2
に入力される。タイミング発生手段2は系全体を制御す
る要素であり、位相追従動作の制御、基準ゲート信号2
3の発生、サンプルホールド手段5に対するサンプルタ
イミングの発生を行う。タイミング発生手段2には外部
の制御装置によりクロック信号の同期制御を行うコント
ロール信号22が入力され、コントロール信号22が“
l”の場合、外部同期パルス21に位相同期させたクロ
・ツク信号27を発生し、コントロール信号22が“0
”の場合、基準発振器12から出力される基準パルス、
すなわち外部同期パルス21と概ね等しい周期の基準パ
ルス34に位相同期させたクロック信号27を発生する
ように構成要素を制御する。The following explanation is for the case where it is applied to an optical disk device, and as shown in FIG. It is separated by the extraction means 1 and output as an external synchronization pulse 21 to the timing generation means 2.
is input. The timing generation means 2 is an element that controls the entire system, and controls the phase tracking operation and generates the reference gate signal 2.
3 and generates sample timing for the sample hold means 5. A control signal 22 for synchronizing clock signals is inputted to the timing generating means 2 by an external control device, and the control signal 22 is "
l”, the clock signal 27 whose phase is synchronized with the external synchronization pulse 21 is generated, and the control signal 22 is “0”.
”, the reference pulse output from the reference oscillator 12,
That is, the components are controlled so as to generate a clock signal 27 whose phase is synchronized with the reference pulse 34 having a period approximately equal to that of the external synchronization pulse 21 .
まず、初期状態ではコントロール信号22が“0”の間
、スイッチ9はタイミング発生手段2から出力される切
り替え信号33により端子Bを選択するように制御され
る。スイッチ9の端子Bには位相比較手段13が接続さ
れている。位相比較手段13には、基準発振器12から
出力される基準パルス34と、クロック信号27をN進
カウンタ3により1 / N分周して発生させた内部同
期パルス28が入力され、スイッチ9がB端子を選択す
る期間で電圧制御発振器11のクロック信号出力を基準
パルス34に対して位相同期するように制御する。First, in the initial state, while the control signal 22 is "0", the switch 9 is controlled to select the terminal B by the switching signal 33 output from the timing generating means 2. A phase comparator 13 is connected to the terminal B of the switch 9. The reference pulse 34 output from the reference oscillator 12 and the internal synchronization pulse 28 generated by dividing the clock signal 27 by 1/N by the N-ary counter 3 are input to the phase comparison means 13, and the switch 9 is set to The clock signal output of the voltage controlled oscillator 11 is controlled to be phase synchronized with the reference pulse 34 during the terminal selection period.
次に、外部同期パルス21に対してクロック信号27の
位相を追従させる動作を説明する。コントロール信号2
2に11”が入力された場合、タイミング発生手段2は
切り替え信号33によりスイッチ9がC端子を選択する
ように制御する。また、タイミング発生手段2はコント
ロール信号22が“1″に変化した後の最初の外部同期
パルス21でN進カウンタ3を0′にクリアするクリア
信号35を発生する。タイミング発生手段2は、2番目
以降の外部同期パルス21に対して基準ゲート信号23
の発生などの位相差検出動作タイミングの発生を行う。Next, the operation of making the phase of the clock signal 27 follow the external synchronization pulse 21 will be explained. control signal 2
When "11" is input to 2, the timing generating means 2 controls the switch 9 to select the C terminal by the switching signal 33. Furthermore, the timing generating means 2 controls the switch 9 to select the C terminal after the control signal 22 changes to "1". A clear signal 35 is generated to clear the N-ary counter 3 to 0' with the first external synchronization pulse 21 of
Generates phase difference detection operation timing such as generation of .
N進カウンタ3のクリア、および、基準ゲート信号23
の発生について、第3図を用いて説明する。Clearing N-ary counter 3 and reference gate signal 23
The occurrence of this will be explained using FIG.
第3図は、外部同期パルス21に対するクロック信号2
7の位相引き込み動作を行う場合の各部の波形を示して
いる。第3図(a)は、コントロール信号22の波形を
示しており、時刻TOで“0”から“1″に変化してい
る。第3図(b)はN進カウンタ3のカウント出力29
を示しており、N進カウンタ3はクロック信号27をカ
ウントすることによりOからN−1まで繰り返しカウン
トする動作を行う。このとき第3図(c)に示すように
、カウント出力29が“0”となるときに内部同期パル
ス28が出力される。初期状態では内部同期パルス28
が第3図(d)に示す基準パルス34に位相同期するよ
うに動作している。第3図(e)に光ディスクの再生信
号20から検出した外部同期パルス21を示す。時刻T
Oでコントロール信号22が“1”になった後、最初に
外部同期パルス21が現れた時刻TIでタイミング発生
手段2から第3図(f)に示すようにクリア信号35が
出力される。N進カウンタ3はこのクリア信号35によ
りクリアされ、“0”からカウント動作を始める。初期
状態においてクロック信号27は外部同期パルス21と
概ね周期の等しい基準パルス34に位相同期するよ・う
に発振周波数を制御されているため、次に外部同期パル
ス21が入力されるタイミングはN進カウンタ3の出力
がN回のカウント動作を行い、カウント出力29が再び
0になる時刻T2であることが予想される。クロック信
号27の周期をΔtとして、時間t1.t3をそれぞれ
、
tl=pXΔt
t3=qxΔt
とすると、時刻T2から時間tlだけ前に基準ゲート信
号23を“0”から“1”に変化させるタイミングは、
第3図(g)に示すように、N進カウンタ3のカウント
出力がN−p(第3図(b)参照)となる時刻であり、
同様に時刻T2から時間t3後に基準ゲート信号23を
“1”から10”に変化させるタイミングは、N進カウ
ンタ3のカウント出力29がq(第3図(b)参照)と
なるタイミングとして定めることができる。このように
して、コントロール信号22が“0”から“l”に変化
した後の2番目以降の外部同期パルス21に対して基準
ゲート信号23などの予測される外部同期パルス21の
入力タイミングに対する相対的な時間タイミングを、N
進カウンタ3のカウント出力29からディジタル・コン
パレータ等で検出することができる。FIG. 3 shows the clock signal 2 relative to the external synchronization pulse 21.
7 shows the waveforms of each part when performing the phase pull-in operation. FIG. 3(a) shows the waveform of the control signal 22, which changes from "0" to "1" at time TO. Figure 3(b) shows the count output 29 of the N-ary counter 3.
The N-ary counter 3 repeatedly counts from O to N-1 by counting the clock signal 27. At this time, as shown in FIG. 3(c), when the count output 29 becomes "0", the internal synchronization pulse 28 is output. In the initial state, internal synchronization pulse 28
operates in phase synchronization with the reference pulse 34 shown in FIG. 3(d). FIG. 3(e) shows an external synchronization pulse 21 detected from the reproduction signal 20 of the optical disc. Time T
After the control signal 22 becomes "1" at O, the clear signal 35 is outputted from the timing generating means 2 at the time TI when the external synchronization pulse 21 first appears, as shown in FIG. 3(f). The N-ary counter 3 is cleared by this clear signal 35 and starts counting from "0". In the initial state, the oscillation frequency of the clock signal 27 is controlled so as to be synchronized in phase with the reference pulse 34, which has approximately the same period as the external synchronization pulse 21. Therefore, the next timing when the external synchronization pulse 21 is input is based on the N-ary counter. It is expected that at time T2, the output 29 will perform the counting operation N times and the count output 29 will become 0 again. Letting the period of the clock signal 27 be Δt, the time t1. Assuming that t3 is tl=pXΔt and t3=qxΔt, the timing for changing the reference gate signal 23 from “0” to “1” a time tl before time T2 is as follows.
As shown in FIG. 3(g), this is the time when the count output of the N-ary counter 3 becomes N-p (see FIG. 3(b)),
Similarly, the timing at which the reference gate signal 23 is changed from "1" to "10" after time t3 from time T2 is determined as the timing when the count output 29 of the N-ary counter 3 becomes q (see FIG. 3(b)). In this way, input of the predicted external synchronization pulse 21 such as the reference gate signal 23 is performed for the second and subsequent external synchronization pulses 21 after the control signal 22 changes from "0" to "L". Let the relative time timing to the timing be N
It can be detected from the count output 29 of the advance counter 3 using a digital comparator or the like.
第1図において、タイミング発生手段2は、基準ゲート
信号23が“l”である期間中に外部同期パルス21が
入力された後に、切り替え信号33によりスイッチ9が
A端子を選択するように制御を行う。サンプルホールド
手段5には基準ゲート信号23が“1”である期間中に
外部同期パルス21が入力されたとき、前述したように
位相誤差に対応する信号がサンプルされている。このた
め、位相誤差信号25はスイッチ9、フィルタ10を介
して電圧制御発振器11に入力され、外部同期パルス2
1と内部同期パルス28の位相を一致させるようにクロ
ック信号27の周波数を制御する。In FIG. 1, the timing generating means 2 controls the switch 9 to select the A terminal by the switching signal 33 after the external synchronizing pulse 21 is input during the period when the reference gate signal 23 is "L". conduct. When the external synchronizing pulse 21 is input to the sample and hold means 5 during the period when the reference gate signal 23 is "1", a signal corresponding to the phase error is sampled as described above. Therefore, the phase error signal 25 is input to the voltage controlled oscillator 11 via the switch 9 and the filter 10, and the external synchronization pulse 2
The frequency of the clock signal 27 is controlled so that the phases of the clock signal 1 and the internal synchronization pulse 28 match.
外部同期パルス21と、内部同期パルス28の位相差の
検出方法については、以下のようにして行う。The method of detecting the phase difference between the external synchronization pulse 21 and the internal synchronization pulse 28 is performed as follows.
本方式に従うクロック発生装置は、第2図(a)に示す
ように位相比較手段を構成して外部同期パルス21と内
部同期パルス28の位相差を検出する。The clock generating device according to this system comprises a phase comparison means as shown in FIG. 2(a) to detect the phase difference between the external synchronizing pulse 21 and the internal synchronizing pulse 28.
第2図(a)の基準信号発生手段4には、外部同期パル
ス21の予想される出現タイミングTに対して時間tl
前から時間t3後までの間、タイミング発生手段2から
基準ゲート信号23が加えられる。基準ゲート信号23
の発生に関しては、第3図で説明したようにして発生さ
せる。基準信号発生手段4では、滑らかに単調増加する
基準信号24が出力される。基準信号発生手段4は、そ
の構成例を第2図(b)に示したように、オペアンプで
構成した積分器53によりランプ波形を発生し、これを
基準信号24とするものである。スイッチ51、スイッ
チ52は、基準ゲート信号23により制御され、基準ゲ
ート信号が“0”のとき、スイッチ51はGND側に接
続され、スイッチ52は閉じた状態になり、基準信号2
4には0■が出力される。基準ゲート信号23が“1”
のとき、スイッチ51は基準電位vr側に接続され、ス
イッチ52は開いた状態になり、ランプ波形が出力され
る。The reference signal generating means 4 shown in FIG.
The reference gate signal 23 is applied from the timing generating means 2 from before to after the time t3. Reference gate signal 23
The generation of is performed as explained in FIG. The reference signal generating means 4 outputs a reference signal 24 that increases smoothly and monotonically. As shown in FIG. 2(b), the reference signal generating means 4 generates a ramp waveform using an integrator 53 constituted by an operational amplifier, and uses this as the reference signal 24. The switch 51 and the switch 52 are controlled by the reference gate signal 23. When the reference gate signal is "0", the switch 51 is connected to the GND side, the switch 52 is in a closed state, and the reference gate signal 23 is controlled.
0■ is output to 4. Reference gate signal 23 is “1”
At this time, the switch 51 is connected to the reference potential vr side, the switch 52 is in an open state, and a ramp waveform is output.
位相差検出時の各部の波形を第4図に示す。第4図(a
)に示すように基準ゲート信号23が入力されると、第
4図(b)に示すように基準信号24が出力される。第
4図(C)に示すように、外部同期パルス21が入力さ
れると、タイミング発生手段2により第4図(d)に示
すように外部同期パルス21に対応したサンプル制御1
信号30が出力され、第4図(e)に示すようにサンプ
ルホールド手段5により基準信号24がホールドされる
。ホールド値を■8とする。外部同期パルス21が予測
されるタイミングTでは、基準信号24が時間t1の間
−様に増加するランプ波形となっているため、基準信号
24は常に一定の値■。と等しくなる。そこで第4図(
f)に示すように、基準信号24をサンプルしたサンプ
ルホールド手段5の出力50から差動演算手段7により
V。の値を引算した結果を位相誤差信号25とすること
ができる。FIG. 4 shows the waveforms of each part during phase difference detection. Figure 4 (a
) When the reference gate signal 23 is inputted as shown in FIG. 4(b), the reference signal 24 is outputted as shown in FIG. 4(b). As shown in FIG. 4(C), when the external synchronizing pulse 21 is input, the timing generating means 2 generates the sample control 1 corresponding to the external synchronizing pulse 21 as shown in FIG. 4(d).
The signal 30 is output, and the reference signal 24 is held by the sample and hold means 5 as shown in FIG. 4(e). Set the hold value to ■8. At the timing T when the external synchronization pulse 21 is predicted, the reference signal 24 has a ramp waveform that increases in a - manner during the time t1, so the reference signal 24 always has a constant value (2). is equal to Therefore, Figure 4 (
f), the output 50 of the sample hold means 5 which samples the reference signal 24 is converted to V by the differential calculation means 7. The result of subtracting the value can be used as the phase error signal 25.
以上に示すようにして、本発明のクロック発生方式では
外部同期パルス21と内部同期パルス28の位相差を1
つのサンプルホールド手段により直接アナログ量として
得ることができる。As described above, in the clock generation method of the present invention, the phase difference between the external synchronization pulse 21 and the internal synchronization pulse 28 is reduced to 1.
It can be obtained directly as an analog quantity using two sample and hold means.
このように、本実施例では、外部から入力される概ね一
定の周波数の外部同期パルス21に対し、周波数可変な
内部発振器としての電圧制御発振器11の出力を1/N
に分周した内部同期パルス28を発生し、内部同期パル
ス28と外部同期パルス21の位相差を検出して位相差
がOとなるように電圧制御発振器1工の発振周波数を変
化させて内部同期パルス28と外部同期パルス21の位
相を同期させ、電圧制御発振器11から外部同期パルス
21に対して位相を同期させたN倍の周波数のクロック
信号27を発生するクロック発生方式において、外部同
期パルス21の予想される出現時刻から一定の時間t1
だけ手前から滑らかに単調増加する基準信号24を発生
し、外部同期パルス21が入力されたタイミングで基準
信号24をサンプルホールド手段5によりホールドし、
ホールドされた出力から一定の比較電圧を引き算した結
果を位相誤差信号25とすることにより、位相差を直接
アナログ量として得ることができ、従来のような電圧制
御発振器の制御入力のリップルによるクロック信号のジ
ッタの変動を低減することができ、これによるエラー発
生を防止できる。In this way, in this embodiment, the output of the voltage controlled oscillator 11 as a frequency variable internal oscillator is set to 1/N with respect to the external synchronizing pulse 21 of approximately constant frequency input from the outside.
generates an internal synchronization pulse 28 whose frequency is divided into In a clock generation method in which the phases of the pulse 28 and the external synchronization pulse 21 are synchronized, and the voltage controlled oscillator 11 generates a clock signal 27 of N times the frequency whose phase is synchronized with the external synchronization pulse 21, the external synchronization pulse 21 A certain time t1 from the expected appearance time of
generates a reference signal 24 that increases smoothly and monotonically from the front, and holds the reference signal 24 by the sample and hold means 5 at the timing when the external synchronization pulse 21 is input;
By subtracting a constant comparison voltage from the held output and using it as the phase error signal 25, the phase difference can be obtained directly as an analog quantity, and the clock signal generated by the ripple of the control input of a voltage controlled oscillator as in the conventional case can be obtained. jitter fluctuations can be reduced, and errors caused by this can be prevented.
以上説明したように、本発明のクロック発生方式では、
外部同期パルスと内部同期パルスの位相差を直接アナロ
グ量として得ることができ、制御入力のリップルによる
クロック信号のジッタの変動を低減することが可能にな
る。また、予想される期間で外部同期パルスが検出され
ない場合でも、以前の位相誤差情報をホールドすること
が可能であるため、位相追従動作の乱れは少ない。この
ように、本方式のクロック検出方式を用いることにより
、高精度で安定したクロックを得ることができる。As explained above, in the clock generation method of the present invention,
The phase difference between the external synchronization pulse and the internal synchronization pulse can be obtained directly as an analog quantity, making it possible to reduce fluctuations in clock signal jitter due to control input ripples. Further, even if an external synchronization pulse is not detected within the expected period, it is possible to hold the previous phase error information, so there is little disturbance in the phase tracking operation. In this way, by using the clock detection method of this system, a highly accurate and stable clock can be obtained.
第1図は本発明のクロック発生方式を適用したクロック
発生装置の構成を示すブロック図、第2図は位相検出方
式を説明するための第1図の一部の構成図、
第3図は外部同期パルスに対する位相引き込み開始時の
各部の波形を表す図、
第4図は位相差検出時の動作を説明する各部の波形を表
す図、
第5図はディスク上に記録されたクロック情報などとク
ロック信号の関係を表す図、
第6図は従来のクロック発生方式を示す図、第7図は従
来方式による位相差検出の原理を説明するための図、
第8図は従来方式におけるジッタ、位相追従動作の乱れ
について説明するための図である。
1・・・・・クロック抽出手段
2 ・
3 ・
4 ・
5 ・
10・
11・
21・
23・
27・
28・
・タイミング発生手段
・N進カウンタ
・基準信号発生手段
・サンプルホールド手段
・フィルタ
・電圧制御発振器
・外部同期パルス
・基準ゲート信号
・クロック信号
・内部同期パルスFIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a clock generation device to which the clock generation method of the present invention is applied, FIG. 2 is a partial configuration diagram of FIG. 1 for explaining the phase detection method, and FIG. 3 is an external Figure 4 shows the waveforms of each part when the phase pull-in starts in response to a synchronization pulse. Figure 4 shows the waveforms of each part to explain the operation when detecting the phase difference. Figure 5 shows the clock information recorded on the disk and the clock. Figure 6 is a diagram showing the relationship between signals. Figure 6 is a diagram showing the conventional clock generation method. Figure 7 is a diagram explaining the principle of phase difference detection using the conventional method. Figure 8 is the jitter and phase tracking in the conventional method. FIG. 3 is a diagram for explaining disturbances in motion. 1... Clock extraction means 2 ・ 3 ・ 4 ・ 5 ・ 10 ・ 11 ・ 21 ・ 23 ・ 27 ・ 28 ・ Timing generation means ・ N-ary counter ・ Reference signal generation means ・ Sample and hold means ・ Filter ・ Voltage Controlled oscillator, external synchronization pulse, reference gate signal, clock signal, internal synchronization pulse
Claims (1)
パルスに対し、周波数可変な内部発振器の出力を1/N
に分周した内部同期パルスを発生し、内部同期パルスと
外部同期パルスの位相差を検出して位相差が0となるよ
うに内部発振器の発振周波数を変化させて内部同期パル
スと外部同期パルスの位相を同期させ、内部発振器から
外部同期パルスに対して位相を同期させたN倍の周波数
のクロック信号を発生するクロック発生方式において、
外部同期パルスの予想される出現時刻の一定時間前から
単調増加する基準信号を発生し、外部同期パルスが入力
されたタイミングで基準信号をサンプルホールドし、ホ
ールドされた出力から一定の比較電圧を引き算した結果
を位相誤差信号とすることを特徴とするクロック発生方
式。(1) The output of the internal oscillator, which has a variable frequency, is set to 1/N in response to the external synchronization pulse of approximately constant frequency input from the outside.
generates an internal synchronization pulse whose frequency is divided into In a clock generation method that synchronizes the phase and generates a clock signal of N times the frequency from an internal oscillator with the phase synchronized to the external synchronization pulse,
Generates a reference signal that monotonically increases from a certain time before the expected appearance time of the external synchronization pulse, samples and holds the reference signal at the timing when the external synchronization pulse is input, and subtracts a certain comparison voltage from the held output. A clock generation method characterized by using the result as a phase error signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63185557A JPH0236615A (en) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | Clock generating system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63185557A JPH0236615A (en) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | Clock generating system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0236615A true JPH0236615A (en) | 1990-02-06 |
Family
ID=16172892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63185557A Pending JPH0236615A (en) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | Clock generating system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0236615A (en) |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP63185557A patent/JPH0236615A/en active Pending
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