JPH05183431A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH05183431A
JPH05183431A JP3360617A JP36061791A JPH05183431A JP H05183431 A JPH05183431 A JP H05183431A JP 3360617 A JP3360617 A JP 3360617A JP 36061791 A JP36061791 A JP 36061791A JP H05183431 A JPH05183431 A JP H05183431A
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JP
Japan
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signal
frequency
output
phase
circuit
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JP3360617A
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English (en)
Inventor
Ikuyuki Kanazawa
生志 金沢
Takeshi Shimizu
健 清水
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】所定の発振周波数から大きくずれた周波数で発
振するいわゆる疑似ロックを生じないPLLを提供する
ことである。 【構成】制御電圧によって発振周波数を制御されるVC
O 8と、第1の信号と前記VCO 8を基にした第2
の信号の位相差に応じた位相誤差信号を出力する位相比
較器2と、前記第2の信号の周波数と所定の周波数又は
前記第1の信号の周波数との差に応じた周波数誤差信号
を出力する周波数比較器3と、前記位相誤差信号と前記
周波数誤差信号とを合成する信号合成回路SMと、ルー
プフィルタ7とを有し、前記周波数誤差信号が出力され
ると、前記位相誤差信号が前記VCO 8に供給されな
いようにして、前記VCOの周波数が常に略所定値にな
るようにした位相同期回路である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクドライブ等
に使用される位相同期回路(以下PLLと記す。)に関
する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク媒体上には、各種制御用信号
がピットと呼ばれる凹凸によって記録再生トラックに予
め形成されている。図4は、光ディスク媒体の記録再生
トラックのフォーマットの一例を示す図である。該ディ
スクに於けるトラックは、光ディスク媒体に周回パター
ン状に設けられていて、例えば、1トラック当たりのセ
クタ数が21、1セクタ当たりのブロック数が67とな
っている。
【0003】各セクタの最初の1ブロックはID0と呼
ばれるブロックで、ブロック番号は0である。このブロ
ックは、予め管理情報が記録された管理領域である。次
のブロック番号1のブロック(ID1)も、管理情報用
のブロックである。またブロック番号2からブロック番
号66までは、ユーザの使用領域となっているがその頭
部にサーボ用データが予め記録されている。
【0004】図4に示すように、各セクタの最初の1ブ
ロック(ブロック番号0)はサーボ信号が記録されたサ
ーボ領域と、トラック及びセクタ管理用のID領域とか
らなっている。前記サーボ領域は、グレイコードGCと
呼ばれるトラック管理用のピットやウォブルピットWP
と呼ばれるトラック誤差検出用ピットやクロックピット
CLと呼ばれる基準信号生成のためのピットなどが形成
されている。前記ID領域は、セクタマークと呼ばれる
セクタ管理用のセクタマーク領域と、その他の領域とか
らなっている。ブロック番号0以外の各ブロックの頭部
にも前記サーボ領域がそれぞれ設けられている。
【0005】ブロック番号0の前記サーボ領域から前記
セクタマーク領域にかけて、ユニークディスタンスと呼
ばれる長い無信号部があり、前記クロックピットCL
は、このユニークディスタンスの手前に形成されている
2つのウォブルピットWPの間に形成されている。前記
クロックピットCLは、クロックピット信号と言われる
信号を得るための基準ピットである。即ちこのクロック
ピットから得られたクロックピット信号に同期した基準
信号を、位相同期回路によって得て、この得られた基準
信号によって前記ディスク面での信号の記録再生が行わ
れるのである。
【0006】図4に示したフォトダイオード出力は、前
記光ディスク媒体に形成されたサーボ領域とセクタマー
ク領域の情報を光ピックアップによって読取った時のも
ので、前記サーボ領域とセクタマーク領域のピット配置
が前記フォトダイオードの出力で示されている。あるピ
ットから一定の無信号期間が続いた後に、ピットが検出
された時に、この無信号期間がユニークディスタンスで
あると判断され、ここでユニークディスタンスが検出さ
れる。前記の一定の無信号期間とは、例えば隣接ピット
間の期間をPとしたときに、14P相当の期間である。
【0007】ユニークディスタンスが検出された後、所
定期間後に抜き出しゲートパルスによって、ブロック番
号1のサーボ領域に設けられているクロックピットCL
が検出される。ブロック番号1のクロックピットCLが
検出された後、所定の期間後にブロック番号2のサーボ
領域に設けられているクロックピットCLが検出され
る。以後、同様にして各ブロックに設けられているクロ
ックピットCLが検出され、ディスクシステムの重要な
基準点として利用される。
【0008】図示してないが、ディスクシステムに於い
ては、半導体レーザから出たレーザ光は、ビームスプリ
ッタ、対物レンズを通過して前記ディスク媒体の記録面
で反射し、対物レンズ、ビームスプリッタ、集光レンズ
を介してフォトダイオードに入射する。前記クロックピ
ットCLは、クロックピット検出回路(図示せず)によ
って前記フォトダイオードの出力から検出されてクロッ
クピット信号となる。このクロックピット信号は、PL
Lの比較クロック信号REFとして利用される。
【0009】図3は、従来のPLL回路の一例を示すブ
ロック図である。図3に於いて、PLLには、前記クロ
ックピット検出回路の出力信号REFと前記マスターク
ロックMCが印加され、この比較クロック信号REFに
同期した基準信号出力V8が得られるように構成されて
いる。前記PLLの出力V8は、ディスクシステムのフ
ォーカス誤差やトラック誤差を検出する際のサンプリン
グ用タイミングクロックとして使用される他、データの
読み書き用タイミングクロックとしても使用され、さら
にディスク面のアクセスコードやアドレスの読み出し用
タイミングクロックとしても使用される。
【0010】図5は、図3に示した位相比較器の回路図
である。図6は、従来のPLLに於ける疑似ロック状態
を示すタイムチャートである。以下、信号の表示、説明
に於いては、信号が高レベルにある時はH、低レベルに
ある時はLで表されている。図3に於いて、位相比較器
2には、前記比較クロック信号REFと電圧制御型発信
器8(以下、VCOと記す。)の出力V8を分周器9で
分周して得られる信号SDとが印加されており、前記信
号REFとSDの位相が比較される。
【0011】前記位相比較器2の一方の出力TUは、前
記信号SDの位相が前記信号REFの位相より遅れてい
る場合に出力され、前記比較クロック信号REFの立ち
下がりでH、前記分周器出力SDの立ち上がりでLにな
る。また前記位相比較器1の他方の出力TLは、前記信
号SDの位相が前記比較クロック信号REFの位相より
進んでいる場合に出力され、前記分周器出力SDの立ち
上がりでH、前記比較クロック信号REFの立ち下がり
でLになる。
【0012】周波数比較器3では、前記分周器出力SD
の周波数FDが前記マスタークロックMCによってカウ
ントされ、前記周波数FDが所定の周波数FD0より低
い場合には、その周波数差に応じたパルス幅を有する信
号FUが出力され、前記周波数FDが所定の周波数FD
0より高い場合には、その周波数差に応じたパルス幅を
有する信号FLが出力される。前記の通り、位相比較器
2では、前記分周器出力SDの立上がりと比較クロック
信号REFの立下がりが位相比較エッジとなっている。
【0013】NORゲート12には、前記信号TUとF
Uとが入力され、信号TU3が出力される。ORゲート
13には、前記信号TLとFLとが入力され、信号TL
3が出力される。前記信号TU3、TL3は略抵抗値の
等しい抵抗14、15で加算され電圧V16が得られ
る。インバータとローパスフィルタ等からなるループフ
ィルタ7では、前記信号V16が印加され電圧7Sが出
力される。前記VCO 8は、前記電圧7Sによって発
振周波数が制御され、前記電圧7Sが高くなると前記V
CO 8の発振周波数は高くなり、前記電圧7Sが低く
なると前記VCO 8の発振周波数は低くなるように構
成されている。前記VCO8の出力信号V8は、前記分
周器9に印加され分周される。
【0014】図6は、従来のPLLに於ける疑似ロック
状態を示すタイムチャートである。即ちPLLが誤動作
している場合の一例を示しており、横軸は時間軸であ
る。この例は前記比較クロック信号REFと分周パルス
SDの周波数が不一致の状態で、いわゆる疑似ロック状
態になっている場合のタイムチャートである。図6の場
合、分周パルスSDの周波数が前記比較クロック信号R
EFの周波数の1.5倍となっている。
【0015】図6に於いて、周波数比較器3では前記分
周パルスSDの立上がりから次の立上がりまでの期間
に、前記マスタクロックMCによって周波数がカウント
され、信号SDの周波数FDと基準値FD0の差に応じ
て、信号FLやFUが前記分周パルスSDの次の立ち下
がり時から出力される。この周波数誤差信号は出力時に
Hレベルとなり、そのパルス幅は周波数差に応じたもの
となっている。
【0016】図6に示した例では、前記分周パルスSD
の周波数FDが所定値FD0より大きいので、信号FL
が出力され、信号FUは出力されない。前記信号TUと
FUは前記信号合成回路SMのNORゲート12に印加
され信号TU3が出力される。前記信号TLとFLは前
記信号合成回路SMのORゲート13に印加され信号T
L3が出力される。前記のようにして得られた信号TL
3と信号TU3は、抵抗値が互いに略等しい抵抗14、
15で加算されるが、それぞれの平均レベルが等しくな
っているので、インバータを含むループフィルタ7で平
滑された信号7Sの電圧レベルはHとLレベルの中点と
なっており、前記位相比較器2や周波数比較器3からの
出力が無い場合の電圧レベルと同じである。
【0017】上記したように、図3に示したような従来
のPLLに於いては、前記VCO8の発振周波数が所定
の周波数からずれているにも拘らず、その状態で動作点
が安定してしまい、いわゆる疑似ロックの状態になるこ
とがあった。前記VCO 8の出力V8が、前記比較ク
ロック信号REFと位相、周波数が一致していない状態
では、ディスクシステムの基準信号が生成できず、ディ
スクシステムが正常に動作しないという問題があった。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従来のPLLでは、V
COの出力信号の周波数が、所定値から大きくずれてい
るにも拘らず、あたかも比較クロック信号REFと位
相、周波数とも一致しているかの如くVCOの動作状態
が安定してしまい、いわゆる疑似ロックの状態になるこ
とがあって、ディスクシステムの基準信号が生成でき
ず、ディスクシステムの作動が不可能となると言う問題
があった。本発明は上記の問題を解決すべく成されたも
ので、疑似ロックを生じないPLLを提供することを目
的とするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】制御電圧によって発振周
波数を制御されるVCOと、第1の信号と前記VCOの
出力に応じた第2の信号の位相を比較しその位相差に応
じた位相誤差信号を出力する位相比較器と、前記第2の
信号の周波数と所定の周波数又は前記第1の信号の周波
数とを比較しその周波数差に応じた周波数誤差信号を出
力する周波数比較器と、前記位相誤差信号と前記周波数
誤差信号とを合成する信号合成回路と、前記信号合成回
路と前記VCOの間に設けられたループフィルタとを有
し、前記周波数誤差信号が出力されることにより、前記
位相誤差信号を前記VCOに供給しないようした位相同
期回路である。
【0020】
【作用】比較クロック信号REFと分周器の出力SDの
位相が位相比較器2によって比較され、その位相誤差信
号と周波数誤差信号とが信号合成回路SMとループフィ
ルタを介してVCOに供給され、VCOの発振周波数が
変化する。分周器の出力SDの周波数が所定の周波数か
ら所定値以上ずれている場合には、前記周波数誤差信号
FL又はFUが出力される。前記周波数誤差信号が出力
されると、ゲート信号生成回路GSの出力信号bがLと
なり、この信号bによってスイッチ回路LPが制御され
て、前記位相誤差信号TU、TLが信号合成回路SMに
供給されなくなり、周波数制御ループだけで動作し、V
COの発振周波数は、所定値に近づいていく。
【0021】VCOの発振周波数が略所定値になると、
前記周波数誤差信号が出力されなくなり、前記ゲート信
号生成回路の出力bがHとなって、前記スイッチ回路L
Pが制御され、前記位相誤差信号が前記信号合成回路S
Mに供給され、位相制御ループが形成され、位相比較器
2の2入力信号の位相が次第に近づいていく。前記の如
く、VCOの周波数が略所定の値のときだけ位相制御ル
ープが動作するように構成されているので、前記位相誤
差信号の影響によりVCOが疑似ロック状態で動作する
のを防止することができる。
【0022】
【実施例】本発明を図1、図2を用いて説明する。図1
は、本発明のPLLの一実施例のブロック図である。図
2は、図1に於ける要部の信号波形を示すタイムチャー
トである。図1に於いて、図3に示した従来のPLLと
略同一の機能を有する要件には、同一符号を付し、説明
を省略する。図1に示す本PLLには、前記クロックピ
ット検出回路の出力REFと前記マスタークロックMC
が印加され、この比較信号REFに同期した基準信号出
力V8が得られるように構成されている。
【0023】位相比較器2には、さらにVCO 8の出
力V8を分周器9で分周して得られる信号SDとが印加
されており、前記信号REFとSDの位相が比較され位
相誤差信号TUやTLが出力される。前記の通り、位相
比較器2では、前記分周器出力SDの立上がりと比較ク
ロック信号REFの立下がりが位相比較エッジとなって
いる。周波数比較器3では、前記分周器出力SDの周波
数FDが前記マスタークロックMCにてカウントされ、
前記周波数FDが所定の周波数FD0より所定値以上ず
れている場合に、その差に応じた周波数誤差信号FUや
FLが出力される。
【0024】スイッチ回路LPは、AND回路10、1
1で構成され、AND回路10には、前記信号TUと後
述するゲート信号生成回路GSの出力信号bが印加され
信号TU2が出力される。またAND回路11には、前
記信号TLと前記信号bが印加され信号TL2が出力さ
れる。信号合成回路SMは、NORゲート12、ORゲ
ート13、略抵抗値の等しい抵抗14、15とで構成さ
れている。
【0025】前記NORゲート12には、前記信号TU
2とFUとが入力され、信号TU3が出力される。前記
ORゲート13には、前記信号TL2とFLとが入力さ
れ、信号TL3が出力される。これらの信号TU3、T
L3は前記抵抗14、15で加算され電圧V16が得ら
れる。この電圧V16は、前記ループフィルタ7を介し
て前記VCO 8に印加されている。このVCOの出力
V8は、前記分周器9に印加され分周される。
【0026】図1に於いて、ゲート信号生成回路GS
は、前記周波数誤差信号FU,又はFLが出力された場
合にLレベルとなり前記周波数誤差信号が出力されない
場合にHレベルとなる信号bを出力することが主目的の
回路であり、D型フリップフロップ5、ORゲート4、
カウンタ6で構成されている。その出力bはANDゲー
ト回路10、11で構成されるスイッチ回路10に入力
され、この信号bがLレベルのときは、前記信号TU2
やTL2は前記位相誤差信号に無関係にLレベルとさ
れ、前記位相誤差信号は前記信号合成回路SMに供給さ
れない。
【0027】説明の便宜上、前記分周器9の出力SDの
周波数をFD、この周波数の規定値をFD0、周期をT
D、周期の規定値をTD0、前記信号V8の周波数FV
の規定値をFV0で表しているが、これらの値の一例を
上げると、前記FV0が 10.215 MMHZ 、分周器9の分
周比が1/121 、前記FD0が84.42 KHZ 、前記マスター
クロックMCが10.215 MHZ である。本光ディスク装置
の定常動作時に於いては、略前記の規定値で動作してい
る。
【0028】図2に於いて、左側(A部)は比較クロッ
ク信号REFの周波数が分周パルスSDの周波数より高
い場合の各部波形例を示し、中央(B部)は比較クロッ
ク信号REFの周波数が分周パルスSDの周波数より低
い場合の各部波形例を示し、右側(C部)は比較クロッ
ク信号REFの周波数と分周パルスSDの周波数と略一
致している場合の各部波形例を示している。
【0029】図2に示した例に於いて、A部では、前記
比較クロック信号REFの周波数が前記分周パルスSD
の周波数より高く、前記信号SDの立上がりから前記信
号REFの立ち下がりまでの期間に前記位相誤差信号T
Lが出力され、前記周波数誤差信号FUが、前記信号S
Dの立ち下がり時から周波数比較器3の特性で決まるパ
ルス幅で出力されている。このとき信号FUはLレベル
のままであるから前記ORゲートの出力信号aは前記信
号FUと同じである。
【0030】前記信号aは、D型フリップフロップ5の
クロック端子に印加されていて、前記信号aの立ち上が
りと同時に前記D型フリップフロップ5の出力信号bは
Lレベルとなる。前記したように信号bがLになると、
前記スイッチ回路LPのANDゲート10、11のそれ
ぞれの出力信号TU2、TL2ともLレベルとなって、
前記位相比較器2から得られる前記位相誤差信号は信号
合成回路SMに供給されない。従って、信号合成回路S
MのNORゲート12とORゲート13の出力信号TU
3、TL3は、前記周波数誤差信号だけで制御される。
【0031】前記カウンタ6には、デューティサイクル
が略50%の前記分周パルスSDと前記信号V8が印加
されており、前記パルスSDの立上がり時から信号V8
が所定値カウントされるとカウンタ6からリセットパル
ス6Cが出力され、前記D型フリップフロップ5のクリ
ア端子に入力され、このリセット信号の立ち下がりで、
前記信号bはHレベルとなる。前記リセットパルス6C
は、前記分周パルスSDの立ち下がりより少し前で出力
されるようにカウンタ6が設定されている。前記信号b
がHになった後、前記信号aがHになると前記信号bは
再びLとなり、次のリセット信号がくるまでその状態を
維持する。
【0032】尚、前記したように、位相比較器2からの
位相誤差信号が前記ループフィルタ7に印加されている
状態で、周波数比較器3から周波数誤差信号が出力され
ると、前記位相誤差信号は前記ループフィルタ7には供
給されなくなるが、ループフィルタ7にはローパスフィ
ルタが存在するため、この直前の位相誤差信号の影響が
残り位相補正動作は直ちには無くならずある程度続けら
れる。またこの時前記VCOの発振周波数は所定値に近
付くように制御されるので、前記位相誤差信号が供給さ
れなくなったために前記PLLが疑似ロックすることは
ない。
【0033】また図2に示した例に於いて、B部のよう
に前記比較クロック信号REFの周波数が前記分周パル
スSDの周波数より低い場合には、前記信号REFの立
ち下がりから前記信号SDの立上がりまでの期間に前記
位相誤差信号TUが出力され、前記周波数誤差信号FL
が、前記信号SDの立ち下がり時から周波数比較器3の
特性で決まるパルス幅で出力されている。このとき前記
ORゲートの出力信号aは前記信号FLと同じである。
【0034】前記信号aの立ち上がりと同時に前記D型
フリップフロップ5の出力信号bはLレベルとなり、前
記スイッチ回路LPの出力信号TU2、TL2ともLレ
ベルとなって、前記位相比較器2から得られる前記位相
誤差信号は信号合成回路SMに供給されない。従って、
前記信号合成回路SMの出力信号TU3、TL3は、前
記周波数誤差信号に応じたものとなる。その後カウンタ
6によって生成されるリセット信号6Cによって前記信
号bがHレベルになっても、その後再度前記周波数誤差
信号が出力されると前記信号bは再度Lとなり、次のリ
セット信号がくるまでその状態を維持する。
【0035】図2に示した例に於いて、C部のように、
前記比較クロック信号REFの周波数が前記分周パルス
SDの周波数と略等しい場合には、前記信号SDと前記
信号REFの位相差に応じた位相誤差信号が前記位相比
較器2から出力されるが、前記周波数誤差信号は出力さ
れない。前記周波数比較器3には不感帯があり、前記信
号SDの周波数と前記信号REFの周波数の差が所定値
以上にならないと、前記周波数誤差信号が出力されな
い。周波数誤差信号が出力されないと、前記ORゲート
の出力信号aはLレベルのままであり、前記信号bはH
レベルであって、前記位相比較器2からの位相誤差信号
は前記信号合成回路SMに印加される。
【0036】前記カウンタ6によって生成されたリセッ
ト信号6Cが、前記分周信号SDの少し手前で前記D型
フリップフロップ5に印加されるが、これには関係なく
前記信号bはHレベルのままである。同図の場合、信号
REFに対して信号SDの位相が遅れているため、位相
誤差信号TUが出力され、前記スイッチ回路LPを介し
て信号TU2が出力され、さらに信号合成回路SMを介
して信号TU3が出力され、インバータを含むループフ
ィルタ7で平滑されて前記VCO 8に印加され、この
VCOの発振周波数を高め位相遅れを補正するように作
用する。
【0037】尚、図1に示したスイッチ回路LPは、前
記位相比較器2の出力を信号合成回路SMに供給するか
否かの切り替えを行うものであるから、前記スイッチ回
路LPを前記位相比較器2に内蔵し、この内蔵されたス
イッチ回路を外部から制御しても良い。また前記比較ク
ロック信号REFが安定した信号の場合には、前記マス
タクロックMCの代わりに前記比較クロック信号REF
を利用し、この信号REFの周波数と前記信号SDの周
波数の比較結果により、前記スイッチ回路LPを制御す
るようにしても良い。
【0038】
【発明の効果】本発明のPLLによれば、所定の発振周
波数から大きくずれた周波数で発振するいわゆる疑似ロ
ックを生じず、PLLを使用したシステムの安定な基準
信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPLLの一実施例のブロック図であ
る。
【図2】図1に於ける要部の信号波形を示すタイムチャ
ートである。
【図3】従来のPLL回路の一例を示すブロック図であ
る。
【図4】光ディスク媒体の記録再生トラックのフォーマ
ットの一例を示す図である。
【図5】図3に示した位相比較器の回路図である。
【図6】従来のPLLに於ける疑似ロック状態を示すタ
イムチャートである。
【符号の説明】
2 位相比較器 3 周波数比較器 5 D型フリップフロップ 6 カウンタ回路 7 ループフィルタ 8 VCO 9 分周器 FU、FL 周波数誤差信号 LP スイッチ回路 MC マスタークロック SD 分周器出力信号 SM 信号合成回路 TU、TL 位相誤差信号 REF 比較クロック信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御電圧によって発振周波数を制御される
    VCOと、第1の信号と前記VCOの出力に応じた第2
    の信号の位相を比較しその位相差に応じた位相誤差信号
    を出力する位相比較器と、前記第2の信号の周波数と所
    定の周波数又は前記第1の信号の周波数とを比較しその
    周波数差に応じた周波数誤差信号を出力する周波数比較
    器と、前記位相誤差信号と前記周波数誤差信号とを合成
    する信号合成回路と、前記信号合成回路と前記VCOの
    間に設けられたループフィルタとを有し、前記周波数誤
    差信号が出力されることにより、前記位相誤差信号を前
    記VCOに供給しないようしたことを特徴とする位相同
    期回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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