JPH03235270A - クロック生成用pll回路 - Google Patents

クロック生成用pll回路

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JPH03235270A
JPH03235270A JP2030702A JP3070290A JPH03235270A JP H03235270 A JPH03235270 A JP H03235270A JP 2030702 A JP2030702 A JP 2030702A JP 3070290 A JP3070290 A JP 3070290A JP H03235270 A JPH03235270 A JP H03235270A
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disk
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、クロック生成用PLL (フェーズ・ロック
ド・ループ)回路に関し、特にディスクからの読取信号
中に含まれるクロック成分に位相同期したクロックを生
成するPLL回路に関する。
背景技術 ディスク状記録担体への情報の記録方式として、CAV
 (定角速度)方式とCLV (定線速度)方式とがあ
る。CLV記録方式によるディスク(以下、単にCLV
ディスクと称する)は、CAV記録方式によるディスク
に比して約2倍の情報を記録することができるという利
点を有している。このため、CD(コンパクト・ディス
ク)と称されるディジタル・オーディオ・ディスクや、
CDと基本的な記録フォーマットが同一であってディジ
タル・データの記憶媒体として用いられるCD−ROM
では、CLV記録方式が採られている。
このCLVディスクからの記録情報の読取りは、クロッ
ク生成用PLL回路によってディスクからの読取信号中
に含まれるクロック成分に位相同期したクロックを生成
して再生クロックとし、この再生クロックに基づいて行
なわれるようになっている。
ところで、近年、Cr)−ROMから所望のデータを迅
速に読み出すために、CD−ROMの高速アクセス化が
進められている。しかしながら、CLVディスクを演奏
する場合は、情報読取点のディスク半径位置に応じてデ
ィスクの回転速度が変化し、しかもディスクを回転駆動
するスピンドルモータの回転追従性に限界があることか
ら、所望アドレスへのアクセス後回転速度が規定線速度
に安定するまでに時間がかかり、データの読出し開始ま
でに時間を要するため、データの読出し開始までの時間
を含めたアクセス時間の短縮に限界があった。
そこで、本出願人は、ディスクが回転する回転速度に応
じた周波数の速度信号を発生するようにし、この速度信
号の周波数が所定の周波数に一致するように、即ち情報
読取点のディスク半径位置に拘らずディスクが定角速度
で回転するように速度制御を行なうことにより、スピン
ドルモータの回転追従性を不要とし、高速アクセス化を
図ったディスク演奏装置を特願平1−199884号に
て提案している。
このように、CD−ROM等のCLVディスクを定角速
度にて演奏する場合、情報読取点のディスク半径位置に
応じて線速度が変化するため、ディスクの内周に比べて
外周のデータのビットレートは2倍以上高くなる。この
場合、クロック生成用PLL回路のロックインレンジは
2倍以上必要となる。しかしながら、通常のCDプレー
ヤにおける従来のクロック生成用PLL回路のロックイ
ンレンジは±5%程度であることから、高速アクセス化
を図るべくCLVディスクを定角速度にて演奏する場合
には、従来のクロック生成用PLL回路をそのまま使用
したのでは線速度の変化に対応できないことになる。
発明の概要 [発明の目的] そこで、本発明は、PLL回路のロックインレンジを実
質的に拡大することにより、CLVディスクの演奏の際
における線速度の変化にも対応可能なりロック生成用P
LL回路を提供することを目的とする。
[発明の構成コ 本発明によるクロック生成用PLL回路は、所定の線速
度にて情報が記録されたディスクを演奏するディスク演
奏装置において、前記ディスクからの読取信号中に含ま
れるクロック成分に位相同期したクロックを生成して再
生クロックとするクロック生成用PLL回路であって、
電圧制御発振器と、前記読取信号中のタロツク成分と前
記電圧制御発振器の発振出力に基づくクロックとの位相
差に応じた位相エラー信号を発生する位相比較手段と、
情報読取点の前記ディスク上における半径位置に対応し
たレベルの補正信号を発生する手段と、前記PLL回路
がアンロック状態にあることを検出する検出手段と、前
記アンロック状態において前記電圧制御発振器の発振周
波数を増加又は減少させるための制御信号を発生する手
段と、前記位相エラー信号に対して前記補正信号及び前
記制御信号を加算して前記電圧制御発振器の制御信号と
する手段とを備えた構成となっている。
[発明の作用] 本発明によるクロック生成用PLL回路においては、読
取信号中のクロック成分と電圧制御発振器の発振出力に
基づくクロックとの位相差に応じた位相エラー信号を発
生すると共に、情報読取点のディスク半径位置に対応し
たレベルの補正信号及びPLL回路がアンロック状態に
あるとき電圧制御発振器の発振周波数を増減させるため
の制御信号を発生することとし、前記位相エラー信号に
対して前記補正信号及び前記制御信号を加算して電圧制
御発振器の制御信号とする。
実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
第1図において、1はCLVディスクであり、このディ
スク1にはディジタル情報データが例えばE F M 
(Eight to Fourteen Modula
tion)方式によって記録されている。このディスク
1はスピンドルモータ2によって回転駆動され、その記
録情報は光学式ピックアップ3によって読み取られる。
ピックアップ3は、ディスク半径方向において移動自在
に設けられたスライダー(図示せず)により担持されて
いる。このピックアップ3から出力される読取RF倍信
号RF補償回路4に供給される。
RF補償回路4において位相及び周波数特性の補償がな
されたRF倍信号、データスライス回路5で波形整形さ
れて方形波パルスのEFM信号に変換される。このEF
M信号はラッチ回路6のブタ(D)入力になると共に、
本発明によるクロック生成用PLL回路7に供給される
。クロック生成用PLL回路7は、EFM信号系列中の
クロック成分を抽出し、抽出されたクロック成分に同期
した所定周波数のパルスを生成して再生クロックとして
出力するものである。このクロック生成用PLL回路7
の具体的な構成については後述する。ラッチ回路6は、
クロック生成用PLL回路7で生成された再生クロック
をクロック人力とし、この再生クロックに同期したEF
M信号を出力する。以下、ラッチ回路6でのラッチ前の
EFM信号をEFMI信号、ラッチ後のEFM信号をE
FMO信号と称する。
EFMO信号はクロック生成用PLL回路7及びEFM
復調回路8に供給される。EFM復調回路8はEFMO
信号の復調処理並びに誤りの検出及び訂正を行なってE
FMデータを復調する構成となっている。このEFM復
調回路8から出力されたディジタルデータはデコーダ9
に供給される。
デコーダ9は、復調データを復号処理して画像データや
各種のコントロールデータに変換すると共にアドレスデ
ータを分離して出力する構成となっている。このデコー
ダ9から出力されたアドレスデータはシステムコントロ
ーラ11に供給され、アドレスデータを除く他のデータ
はバッファメモリ10に一旦書き込まれた後データバス
(図示せず)に高速で転送される。
スピンドルモータ2の回転速度に応じた周波数の速度信
号を発生する回転速度検出器12が設けられている。こ
の回転速度検出器12は、例えば、スピンドルモータ2
に内蔵されかつ当該モータ回転数に応じた周波数のパル
スを発生する周波数発電機からなっている。この回転速
度検出器12の出力である検出速度信号はCAVサーボ
回路13に供給されている。CAVサーボ回路13は、
例えば、システムコントローラ11から出力される所定
の規定回転速度値ω0に対応した規定速度信号と回転速
度検出器12からの検出速度信号との差を検出し、この
差信号に応じてスピンドルモータ2を駆動制御する構成
となっている。
システムコントローラ11はマイクロコンピュータによ
って構成され、システム全体の動作制御及び外部との制
御情報の交信を行なうと共に、操作部(図示せず)から
供給されるサーチ指令に応答して駆動回路14を介して
スライダーモータ15に駆動信号を供給することにより
ピックアップ3の情報読取点を指定されたアドレスまで
移動させる制御も行なう。
かかる構成のディスク演奏装置において、CAVサーボ
回路13は、ディスク1の回転速度がピックアップ3の
情報読取点のディスク半径位置に拘らずシステムコント
ローラ11により指定された規定回転速度値ω0になる
ようにスピンドルモータ2を駆動制御する。また、サー
チ指令が発せられると、システムコントローラ1]は、
ピックアップ3の情報読取点が指定されたアドレスまで
移動するように駆動回路】−4を介してスライダモータ
]5を駆動制御する。このサーチ動作中においても、デ
ィスクlの回転速度は、CAVサボ回路13によって角
速度が規定回転速度値ω0になるように制御される。し
たがって、サーチ動作によってディスク1の回転速度を
急速に加減速する必要がなく、スピンドルモータの回転
追従性が問題となることがないため、高速アクセス化が
可能となる。
なお、CLVディスクを角速度が一定となるように回転
させると、ピックアップ3の情報読取点のディスク半径
位置に応じて線速度が変化するため、読取EFM信号中
のクロック成分の周波数もディスク半径位置に応じて変
化することになる。
このクロック成分の周波数の変化に対応できるようにな
されたのが、本発明によるクロック生成用PLL回路7
である。
以下に、本発明によるタロツク生成用PLL回路7の一
実施例につき第2図に基づいて説明する。
第2図において、データスライス回路5(第1図)の出
力であるEFMI信号は位相比較器2]の一人力となる
。位相比較器21の比較出力はLPF(ローパスフィル
タ)22に供給され、その低域成分のみが位相エラー信
号として導出されて加算器23に供給される。加算器2
3の加算出力は、例えば第3図に示す如き入出力特性を
有するリミッタ24を経てvco c電圧制御発振器)
25の制御電圧となる。VCO25は、例えば第4図に
示すように、CMO5のインバータを奇数個(本例では
、3個)を用いたリング・オシレータであり、CMO3
の電源電圧を変化させることによって発振周波数を広範
囲で可変な構成となっている。また、リミッタ24を設
けてVCO25の制御電圧の上側を6[V]に抑えてい
るのは、VCO25の制御電圧がCMO3の最大電源電
圧を越えないようにするためであり、又下側を3[V]
に抑えているのは、3[V]以下になると発振状態が不
安定になるためである。VCO25の発振周波数は分周
器26で1/2分周されて再生クロックとして導出され
ると共に、位相比較器21の他入力となる。
再生クロックは分周器27で更に1/128X8分周さ
れ、f/Vコンバータ28で周波数に応じた電圧に変換
され、LPF29を経ることによって情報読取点のディ
スク半径位置に対応したレベルの補正電圧として導出さ
れる。この補正電圧は加算器23に供給されて先の位相
エラー信号に加算される。
再生クロックは更に、22T大小比較器30、同期検出
器31及び同期ゲートパルス発生器32にも供給される
。22T大小比較器30は、EFM信号中のフレーム同
期信号、即ちIIT(Tは再生クロックの周期)とII
Tの繰返しの22Tが1周期で最大幅となることを利用
し、その最大幅Wが22Tに対して大か小か或は一致す
るかの比較を行ない、一方の検出出力AがW>22Tの
とき高レベル、それ以外のとき低レベルとなり、他方の
検出出力BがW−22Tのとき低レベル、それ以外のと
き高レベルとなるように構成されている。その具体的な
構成については後述する。
同期検出器31は、EFMO信号をも入力とし、第5図
に示すように、EFMO信号(e)中において11Tが
2回繰り返したことを検出してITの間高レベルとなる
同期検出パルス(d)を出力する構成となっている。こ
の同期検出パルス(d)は、227大小比較器30.同
期ゲートパルス発生器32及びロック検出器33に供給
される。同期ゲートパルス発生器32は同期検出パルス
(d)でリセットされる588進カウンタを含み、1つ
前の同期検出パルスから再生クロック(b)をカウント
し、カウント値584〜1の期間、即ち再生クロックの
6クロツク分の間高レベルとなる同期ゲートパルス(e
)を出力する構成となっている。ロック検出器33は、
第6図に示すように、同期検出パルス(d)が数回連続
して同期ゲートパルス(e)内に入ったときロック状態
とみなし、同期検出パルス(d)が同期ゲートパルス(
e)内に存在しない状態が複数回連続したときロック外
れとみなして高レベルのロック外れ検出信号(f)を出
力する構成となっている。
22T犬小比較器30の一方の検出出力Aはバッファ3
4に供給され、他方の検出出力BはNANDゲート35
の一人力となる。NANDゲート35はロック検出器3
3の出力を他入力としている。バッファ34はその出力
端に電源電圧VCCを1/2に分圧する抵抗分圧回路R
,Rが接続され、NAN’Dゲート35の出力が高レベ
ルにあるときその出力端が高インピーダンス状態となる
ように構成されており、これにより接地レベル、V c
e/2及び■ccの3レベルのうちの1を出力するいわ
ゆる3値バツフアとなっている。この3値バツフア34
の出力は減算器36でVcc/2が減ぜられた後、LP
F37を経て先の加算器23に供給されて位相エラー信
号に加算される。
次に、22T大小比較器30の具体的な構成につき、第
7図に基づいて第8図のタイミングチャートを参照しつ
つ説明する。
第7図において、再生クロックをクロック入力とするカ
ウンタ41が設けられており、このカウンタ4]はEF
MO信号に同期してパルス発生器42から発生されるパ
ルス1によってそのカウント値がクリアされる。カウン
タ41のカウントデータQはコンパレータ43,44の
各P入力となる。コンパレータ4B、44は各々、カウ
ンタ41のカウント値22.23を表わすデータをQ入
力とし、P≧Qなるとき比較出力を発生する。これら比
較出力はフリップフロップ(FF)45゜46の各セッ
ト(S)入力となる。FF45,46の各Q出力(b)
、(c)はD−FF47.48の各り入力となる。
一方、再生クロックは同期検出器31から出力される同
期検出パルスに同期した分周器49で]−/147X4
分周される。なお、再生クロックの周波数をfc、フレ
ーム同期信号の周波数をfFとすると、fF−588f
cの関係がある。分周器49の分周クロックは1/N分
周器50で分周されてパルス発生器51に供給されると
共にD−FF47,48の各クロック入力となり、さら
に1/M分周器52で分周されてパルス発生器53に供
給される。パルス発生器5]は1/N分周器50の分周
クロックに同期したパルス2(a)を発生してFF45
,46の各リセット入力とする。
パルス発生器53は1./M分周器52の分周クロック
に同期したパルス3を発生してD−FF47゜48の各
プリセット入力とする。D−FF47゜48の各Q出力
(e)、(f)はD−FF54゜55のD入力となる。
D−FF54,55は1/M分周器52の分周クロック
をクロック入力としている。D−FF54のQ出力(g
)は先の検出出力Aとして導出されると共に論理ゲート
56の一人力となる。論理ゲート56はD−FF55の
Q出力(h)を他入力としている。論理ゲート56の出
力は先の検出出力Bとして導出される。
次に、かかる構成の22T大小比較器30を備えた本発
明によるクロック生成用PLL回路7の回路動作につい
て説明する。
ロック検出器33において、第5図に示すように、フレ
ーム同期信号をパターン検出することによって同期検出
器31から出力される同期検出パルス(d)を同期ゲー
トパルス(e)内に数回連続して検出できたとき、PL
L回路7がロック状!’(W−227)にあるとみなす
。このとき、ロック検出器33の出力が低レベルとなり
、NANDゲート35の出力が高レベルにあるので、3
値バツフア34の出力端が高インピーダンス状態となり
、第8図に示すように、3値バツフア34の出力(j)
としてVee/2なるレベルの出力が導出されて減算器
36に供給される。減算器36でjt V cc/ 2
が減じられ、その出力は接地レベルとなるため、LPF
37は接地レベルに固定となる。
一方、第6図に示すように、同期検出パルス(d)が同
期ゲートパルス(e)内に存在しない状態が複数回連続
したときには、ロック検出器33においてPLL回路7
のロックが外れたとみなす。このとき、ロック検出器3
3から高レベルのロック外れ検出信号(f)が出力され
、又ロック外れであることからWA=22Tてあり、2
2T大小比較器30の検出出力Bか高レベルとなる。
これにより、NANDゲート35の2人力が共に高レベ
ルとなり、その出力が低レベルとなるため、第8図に示
すように、3値バツフア34の出力(j)として22T
大小比較器30の検出出力Aのレベルがそのまま導出さ
れることになる。
このアンロック状態において、22T大小比較器30は
、EFM信号中のフレーム同期信号、即ちIITと1.
ITの繰返し周期の最大幅WかW〉22Tのとき高レベ
ル(Vccレベル)、W<22Tのとき低レベル(接地
レベル)の検出出力Aを発生する。したがって、W>2
2Tのときには、+Vcc/2なるレベルの制御信号が
位相エラー信号に加算されてV6O13の発振周波数を
増加すべく粗調サーボが行なわれ、W<22Tのときに
は、−Vcc/2なるレベルの制御信号が位相エラー信
号に加算されてV6O13の発振周波数を減少すべく粗
調サーボが行なわれることになる。その結果、PLL回
路7のロックインレンジが実質的に拡大したことになる
ところで、CLVディスクを定角速度にて回転駆動する
場合において、ディスク内周では線速度が遅いことから
、PLL回路7のロック時の再生クロックの周波数は低
いので、V6O13の発振周波数も低くなければならな
く、逆にディスク外周では線速度が速いことから、ロッ
ク時の再生クロックの周波数は高いので、V6O13の
発振周波数も高くなければならない。今、V6O13が
第9図に示す如き特性を持つものとするとき、内外周で
の再生クロックの周波数比を2.5倍とすると、内周で
のロック電圧は3V、外周でのロック電圧は4.5Vと
なり、外周の方が内周に比して1.5Vだけ高い。すな
わち、内周を基準とすると、外周では1.5V分のオフ
セットが存在することになる。通常のCDプレーヤでは
、PLL回路のロックインレンジはせいぜい±5%程度
であるが、20MHzを基準とすれば、V6O13の発
振周波数の可変範囲を10MHz〜30MH2とすると
、20MHz±50%となり、1桁以上のロックレンジ
の拡大が必要となる。この1゜5vのオフセット分を位
相比較器21による位相エラー信号のみで補償するには
、LPF22の低域ブーストを過大なものにしなければ
ならず、LPF22を構成するアンプのダイナミックレ
ンジも過大なものとなる。
ところが、本発明においては、分周器27、f/Vコン
バータ28及びLPF29によってディスク内周では3
V1外周では4.5vになるように、情報読取点のディ
スク半径位置に対応したレベルの補正電圧を生成し、こ
れを位相エラー信号に加算しているので、ロック時の位
相エラー信号の電圧は零を中心として、主に偏芯成分に
よって上下変動することになり、上記オフセット分を除
去できることになる。このとき、V6O13の制御電圧
は内周では3Vを中心に、偏芯成分で揺れることになる
なお、上記実施例においては、CLVディスクを定角速
度にて回転駆動する場合、即ち情報読取点のディスク半
径位置に応じて線速度が変化する場合について説明した
が、ディスクからの記録情報の読取りの高速化を図るた
めに、通常の規定線速度よりも高速、例えば2倍、4倍
等の線速度で記録情報を読み取るような場合にも適用可
能である。
また、上記実施例では、粗調サーボをかけるための制御
信号を22T大小比較器30を用いて生成する構成とし
たが、22T大小比較器30の代りに例えば特公平1−
32588号公報に開示された検出器を用いても良く、
要は、EFM信号の特徴である3T〜11.T以外の信
号はロック外れとみなし、PLL回路7に対して粗調サ
ーボをかけ得るものであれば良いのである。
さらに、分周器27、f/Vコンバータ28及びLPF
29によって情報読取点のディスク半径位置に対応17
たレベルの補正電圧を生成するとしたが、これに限定さ
れるものではなく、例えば、ピックアップ3を担持する
スライダー(図示せず)のディスク1の半径方向におけ
る相対位置に応じた電圧を発生するように設けられたポ
テンショメータからなる位置検出器を設け、その電圧を
用いるようにすることも可能である。
発明の詳細 な説明したように、本発明によるクロック生成用PLL
回路においては、読取信号中のクロック成分と電圧制御
発振器の発振出力に基づくクロックとの位相差に応じた
位相エラー信号を発生すると共に、情報読取点のディス
ク半径位置に対応したレベルの補正信号及びPLL回路
かアンミック状態にあるとき電圧制御発振器の発振周波
数を増減させるための制御信号を発生することとし、前
記位相エラー信号に対して前記補正信号及び前記制御信
号を加算して電圧制御発振器の制御信号とする構成とな
っていることにより、PLL回路のロックインレンジを
実質的に拡大することができるため、CLVディスクの
演奏の際における線速度の変化にも対応できることにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるクロック生成用PLL回路を備え
たディスク演奏装置の構成の一例を示すブロック図、第
2図は本発明によるクロック生成用PLL回路の一実施
例を示すブロック図、第3図は第2図におけるリミッタ
の入出力特性図、第4図は第2図おけるVCOの具体例
を示す回路図、第5図及び第6図は第2図の回路動作を
説明するためのタイミングチャート、第7図は第2図に
おける22T大小比較器の具体例を示すブロック図、第
8図は第7図の回路動作を説明するだめのタイミングチ
ャート、第9図は第2図におけるVCOの特性図である
。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・CLVディスク  3・・・・・・ピッ
クアップ7・・・・・・クロック生成用PLL回路11
・・・・・・システムコントローラ13・・・・・・C
AVサーボ回路 2〕・・・・・・位相比較器   24・・・・・・リ
ミッタ25・・・・・・電圧制御発振器 28・・・・・・f/Vコンバータ 30・・・・・・22T大小比較器 31・・・・・・同期検出器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の線速度にて情報が記録されたディスクを演
    奏するディスク演奏装置において、前記ディスクからの
    読取信号中に含まれるクロック成分に位相同期したクロ
    ックを生成して再生クロックとするクロック生成用PL
    L回路であって、電圧制御発振器と、 前記読取信号中のクロック成分と前記電圧制御発振器の
    発振出力に基づくクロックとの位相差に応じた位相エラ
    ー信号を発生する位相比較手段と、情報読取点の前記デ
    ィスク上における半径位置に対応したレベルの補正信号
    を発生する補正信号発生手段と、 前記PLL回路がアンロック状態にあることを検出する
    手段と、 前記アンロック状態において前記電圧制御発振器の発振
    周波数を増加又は減少させるための制御信号を発生する
    制御信号発生手段と、 前記位相エラー信号に対して前記補正信号及び前記制御
    信号を加算して前記電圧制御発振器の制御信号とする手
    段とを備えたことを特徴とするクロック生成用PLL回
    路。
  2. (2)前記補正信号発生手段は、前記再生クロックを分
    周する分周器と、前記分周器の分周クロックの周波数を
    電圧に変換するf/Vコンバータとからなることを特徴
    とする請求項1記載のクロック生成用PLL回路。
  3. (3)前記読取信号はEFM信号であり、 前記制御信号発生手段は、前記読取信号中の同期信号の
    繰返し周期の最大値が基準値よりも大か小かを示す制御
    信号を発生する比較器からなることを特徴とする請求項
    1記載のクロック生成用PLL回路。
  4. (4)前記制御信号の振幅を制限するリミッタを備えた
    ことを特徴とする請求項1記載のクロック生成用PLL
    回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526332A (en) * 1993-06-22 1996-06-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference clock generator for sampled servo type disk unit and disk unit
US5661425A (en) * 1994-06-20 1997-08-26 Sharp Kabushiki Kaisha Digital PLL circuit

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