JPH09297958A - サーボ回路 - Google Patents

サーボ回路

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JPH09297958A
JPH09297958A JP8109654A JP10965496A JPH09297958A JP H09297958 A JPH09297958 A JP H09297958A JP 8109654 A JP8109654 A JP 8109654A JP 10965496 A JP10965496 A JP 10965496A JP H09297958 A JPH09297958 A JP H09297958A
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error
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Isao Okada
功 岡田
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齋 平吹
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来回路では位相系の制御対象が2系統ある
とき2系統の位相制御を同時に行うことができなかっ
た。 【解決手段】 クロック信号とは別に記録媒体から再生
された同期信号と基準同期信号との位相ずれである位相
エラーを検出する第2の位相エラー検出手段M4と、第
2の位相エラー検出手段で検出した位相エラーに基づい
て録媒体基準クロック信号の位相を可変する基準位相可
変手段M5を有する。このように、記録媒体から再生さ
れた同期信号の位相エラーに基づいてクロック信号の位
相エラーを検出するための基準クロック信号の位相が可
変されるため、見掛け上は位相系のサーボループは1つ
だけとなり、クロック信号の位相エラーと同期信号の位
相エラーとを重畳した形でサーボ信号が生成され、2系
統の位相エラーを同時に補正することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はサーボ回路に関し、
速度制御系と2つの位相制御系とを持つサーボ回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のサーボ回路のブロック図を
示す。同図中、端子10,11夫々には速度検出値、位
相検出値夫々が入来する。速度検出値は加算器12で速
度基準値を減算され、速度エラー値が得られる。速度エ
ラー値は乗算器13で係数K1を乗算された後、加算器
14に供給される。位相検出値は加算器15で位相基準
値を減算され位相エラー値が得られる。速度エラー値は
乗算器16で係数K2 を乗算されて加算器14に供給さ
れ、加算器14はサーボエラー値を生成して端子17か
ら出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】記録可能な光ディスク
では、回転制御のための同期信号とアドレス信号などの
制御信号だけを予めディスクに記録しておくことが行わ
れている。その方式として、レコーダブル・コンパクト
・ディスク・システム(CD−R)の規格であるオレン
ジブック(ORANGE BOOK)にあるように、グ
ルーブを蛇行させて形成することによって同期信号を記
録するという方法がある。このようにグルーブを蛇行さ
せることによってディスク上に記録された信号をWBL
(ウォブル)信号と呼ばれる。
【0004】このWBL信号はディスクのアドレス等の
情報であるバイフェーズコードの変調信号BIDATA
でFSK変調された信号であり、ディスク回転が規定の
線速度のときWBL周波数fWBL は22.05 ±1kHzで
ある。上記のアドレス等の情報であるATIP信号は同
期信号(ATIPsyc )と、アドレスと、誤り検出符号
CRCとより構成され、同期信号の繰り返し周波数は7
5Hzである。
【0005】図7(A)はディスクより再生されたWB
L信号をFSK復調して得たBIDATA信号を示す。
このBIDATA信号をPLL回路に供給して図7
(B)に示す如きクロック信号を生成する。上記のBI
DATA信号でパルス幅1T,2Tの繰り返しはアドレ
ス及びCRCであり、同期信号はアドレス及びCRCと
区別するために、パルス幅3T,1T,1T,3Tのパ
ターンとされている。
【0006】上記のCD−Rでデータを記録する際には
BIDATA信号から生成されるクロック信号が基準ク
ロック信号と同期するように速度制御及び位相制御する
他に、記録データに含まれる同期信号(繰り返し周波数
75Hz)とディスクから再生したATIP信号の同期
信号(ATIPsyc )との位相を合わせる必要がある。
【0007】しかし、ATIP信号の同期信号(ATI
syc )と記録データの同期信号(SBSY:サブコー
ドシンク)との位相誤差値を求め、図6に示す端子1
0,11にはBIDATA信号から生成したクロック信
号の速度検出値、位相検出値を供給した上で、上記の同
期信号の位相誤差値に所定の係数を乗算して加算器14
に供給するような構成とした場合、例えばクロック信号
の位相誤差値は正の値であるのに同期信号の位相誤差値
は負の値になるような場合が生じ、適正なサーボを行う
ことができないという問題が生じる。
【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、記録媒体からの再生信号の位相系の制御対象が2系
統あるとき、この2系統の位相制御を同時に行うことが
できるサーボ回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、図1(A)に示す如く、記録媒体から再生されたク
ロック信号と基準クロック信号との周波数のずれである
速度エラーを検出する速度エラー検出手段M1と、上記
クロック信号と基準クロック信号との位相のずれである
位相エラーを検出する第1の位相エラー検出手段M2
と、上記速度エラー及び位相エラーを補正するサーボ信
号を生成するサーボ信号生成手段M3とを有するサーボ
回路において、上記クロック信号とは別に記録媒体から
再生された同期信号と基準同期信号との位相ずれである
位相エラーを検出する第2の位相エラー検出手段M4
と、上記第2の位相エラー検出手段で検出した位相エラ
ーに基づいて上記基準クロック信号の位相を可変する基
準位相可変手段M5を有する。
【0010】このように、記録媒体から再生された同期
信号の位相エラーに基づいてクロック信号の位相エラー
を検出するための基準クロック信号の位相が可変される
ため、見掛け上は位相系のサーボループは1つだけとな
り、クロック信号の位相エラーと同期信号の位相エラー
とを重畳した形でサーボ信号が生成され、上記2系統の
位相エラーを同時に補正することが可能となる。
【0011】請求項2に記載の発明は、図1(B)に示
す如く、請求項1記載のサーボ回路において、前記第2
の位相エラー検出手段で検出した位相エラーに基づいて
前記基準クロック信号の周波数を可変する基準周波数可
変手段M6を有する。
【0012】このように、同期信号の位相エラーに基づ
いて基準クロック信号の周波数を可変することにより、
同期信号の位相エラーの補正に要する時間を短縮化で
き、早期に安定したクロック信号及び同期信号の再生が
可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】図2は本発明回路を適用したCD
−Rの記録系サーボシステムの一実施例のブロック図を
示す。同図中、光ディスク20(記録媒体)はスピンド
ルモータ22によって回転される。光ピックアップ24
はディスク20から図3(B)に示すウォブル信号を再
生し、これを2値化した同図(C)に示すWBL信号を
出力する。
【0014】上記のWBL信号はFSK復調回路26に
供給され、図7(A)に示す如き、BIDATA信号が
復調され、更に同期信号(ATIPsyc )が検出され
る。ディジタルPLL回路30は供給されるBIDAT
A信号に同期したクロック信号を生成してスイッチ32
に供給する。スイッチ32は始動時に再生されたWBL
信号を選択し、光ディスク20の回転が安定するとディ
ジタルPLL回路30の出力するクロック信号を選択し
てスピンドルサーボ回路34に供給する。スピンドルサ
ーボ回路34はスイッチ32から供給されるWBL信号
を1/3.5分周した信号、又はクロック信号及びFS
K復調回路26よりの同期信号に基づいてスピンドルモ
ータ22の回転制御を行い、ディスク20の線走度が一
定となるようにする。
【0015】図4はスピンドルサーボ回路の一実施例の
ブロック図を示す。同図中、端子40にはディジタルP
LL回路30の出力するクロック信号PLLCLKが入
来し、エッジ検出器(EDG)42に供給される。この
クロック信号は動作速度が1倍速で周波数6.3 kHz,
2倍速で周波数12.6kHz,4倍速で周波数25.2kHz
となる信号である。エッジ検出器42はクロック信号の
立上りエッジを検出したパルスを生成する。
【0016】カウンタ44はこのエッジ検出パルスを供
給されたとき、加算器46から供給される値をロードし
て、その後、端子48から供給されるシステムクロック
CLKをカウントアップする。この加算器46の出力値
は通常では基準値−1371である。システムクロック
CLKは動作速度が1倍速で周波数8.64MH,2倍速で
周波数17.29 MHz,4倍速で34.57 MHzである。こ
のため、カウンタ44は通常、エッジ検出パルスが入来
する時点で、クロック信号PLLCLKに速度エラーが
なければ零で、クロック信号PLLCLKが速ければ
負、クロック信号PLLCLKが遅ければ正となる速度
エラーに応じたカウント値を出力する。
【0017】このカウント値はレジスタ(REG)50
に供給されてエッジ検出パルスの入来時に格納される。
レジスタ50に格納されたカウント値は平均化回路52
で先行する所定回数分のカウント値と平均化された後オ
ーバーサンプリング回路(OVS)54に供給される。
【0018】オーバーサンプリング回路54はエッジ検
出パルスを逓倍回路56で4逓倍したクロックを供給さ
れており、このクロックを用いて平均化回路52出力の
オーバーサンプリングを行い、平均化回路52出力の略
1/4の値を得て加算器58に供給する。加算器58は
オーバーサンプリング出力にオフセット値172を加算
してPWM(パルス幅変調)回路60に供給する。な
お、オフセット値172は50%デューティに対応する
値である。
【0019】PWM回路60は逓倍回路56の出力する
クロックでリセットされて端子62より供給されるシス
テムクロックCLKをカウントし、カウント値が零から
加算器58の出力値となるまでハイレベル(+5V)
で、その後ローレベル(0V)の速度エラー信号として
の矩形波信号を生成して加算回路64に供給する。上記
のカウンタ44,レジスタ50が速度エラー検出手段M
1に対応する。
【0020】一方、加算器70には基準値676とレジ
スタ(REG)72出力が供給され、これらの加算値が
カウンタ74に供給される。なお、レジスタ72は当初
ゼロリセットされている。カウンタ74は11ビットの
カウンタであり、自ら出力するキャリーをロード端子に
フィードバックしており、キャリー出力タイミングで加
算器70の出力値をロードし、端子76から供給される
システムクロックCLKをカウントアップする。つま
り、通常は676をロードした後システムクロックCL
Kが1371パルス入来する毎にキャリーを出力して自
走する。このキャリーは1倍速の場合周波数6.3 kHz
であり、基準信号Tref としてエッジ検出器78及び逓
倍回路80に供給される。
【0021】エッジ検出器78は基準信号Tref の立上
りエッジを検出してカウンタ86及びレジスタ92に供
給する。また、端子81にはクロック信号PLLCLK
が入来しエッジ検出器82に供給される。エッジ検出器
82はクロック信号PLLCLKの立上りエッジを検出
してカウンタ88及びレジスタ90に供給する。カウン
タ86は基準信号Tref の立上りでリセットされた後、
端子84よりのシステムクロックCLKをカウントして
レジスタ90に供給し、レジスタ90はクロック信号P
LLCLKの立上りでカウント値を格納する。カウンタ
88はクロック信号PLLCLKの立上りでリセットさ
れた後、端子84よりのシステムクロックCLKをカウ
ントしてレジスタ92に供給し、レジスタ92は基準信
号Trefの立上りでカウント値を格納する。このため、
図5(A),(B)に示す基準信号Tref ,クロック信
号PLLCLKについて、期間Aのシステムクロックカ
ウント値がレジスタ90に格納され、期間Bのシステム
クロックカウント値がレジスタ92に格納される。
【0022】減算器96はレジスタ90出力値からレジ
スタ92出力値を減算して位相エラー量A−Bを得て平
均化回路96に供給する。平均化回路96はこの位相エ
ラー量A−Bを先行する所定回数分の位相エラー量と平
均化し、平均値の絶対値をPWM回路98に供給し、平
均値の符号をトライステートバッファ100の入力端子
に供給する。
【0023】PWM回路98は基準信号Tref を逓倍回
路80で4逓倍したクロックによりリセットされて端子
102より供給されるシステムクロックCLKをカウン
トし、カウント値が零から平均化回路96の出力値とな
るまでハイレベルで、その後ローレベルとなる矩形波を
生成してトライステートバッファ100の制御端子に供
給する。
【0024】トライステートバッファ100は制御端子
に供給されるPWM回路98出力の矩形波がローレベル
時に出力状態となり平均化回路96より供給される符号
が正のとき+5Vで、符号が負のとき0Vの信号を出力
し、上記矩形波がハイレベル時にハイインピーダンス状
態となる。つまり、PWM回路98及びトライステート
バッファ100では期間Aと期間Bが同一のときハイイ
ンピーダンスで、期間AがBより大なるとき5Vで、期
間BがAより大なるとき0Vとなる位相エラー信号を生
成して加算回路64に供給する。
【0025】加算回路64は低域フィルタを内蔵し、ア
ナログ電圧の加算を行う。PWM回路60から供給され
る0V,5Vの速度エラー信号は低域フィルタで積分さ
れDC成分が得られ、またトライステートバッファ10
0から供給される0V,5Vの位相エラー信号は低域フ
ィルタで低域フィルタにおいてハイインピーダンス状態
を例えば2.5 Vとして積分されDC成分が得られ、上記
速度エラー信号と位相エラー信号夫々のDC成分の加算
信号がサーボ信号として端子104よりスピンドルモー
タ22に供給される。
【0026】上記のカウンタ74,86,88,減算器
94が第1の位相エラー検出手段M2に対応し、平均化
回路50,OVS54,加算器58,PWM回路60,
平均化回路96,PWM回路98,トライステートバッ
ファ100,加算回路64がサーボ信号生成手段M3に
対応する。
【0027】上記の説明は、光ディスク20から再生さ
れたBIDATA信号より抽出したクロック信号PLL
CLKをシステムクロックCLKより生成した基準信号
Tref 等に対して周波数(速度)及び位相が一致するよ
うに動作するサーボである。次に光ディスク20から再
生した周波数略75Hzの同期信号(ATIPsyc
を、記録データに含まれる周波数75Hzの同期信号
(サブコードシンク)と位相合わせする回路について説
明する。
【0028】端子110には記録データの同期信号SB
SYが入来し、エッジ検出器112はその立上りエッジ
を検出して位相差検出器114に供給する。また、端子
116には光ディスクから再生された同期信号ATIP
syc が入来し、エッジ検出器118はその立上りエッジ
を検出して位相差検出器114及びレジスタ120及び
遅延回路122に供給する。また、端子124より入来
するシステムクロックCLKは分周器126で1/4分
周されて位相差検出器114及びレジスタ120に供給
される。
【0029】位相差検出器114は同期信号SBSY
(又はATIPsyc )の立上り時に零をロードされ、そ
の後同期信号ATIPsyc 又はSBSYが立上り時まで
の位相差を1/4分周システムクロックでカウントし、
そのカウント値をレジスタ120に供給する。このカウ
ント値はATIPsyc が遅い場合を正、SBSYが遅い
場合を負とする。レジスタ120は同期信号ATIP
syc の立上り時に供給される位相差のカウント値を格納
してコンパレータ128及びレジスタ72に供給する。
【0030】コンパレータ128にはクロック信号PL
LCLKの1周期に相当する値±343が供給されてお
り、上記カウント値が−343未満、又は+343を越
えて位相差がPLLCLKの1周期より大なるときデー
タ発生器130にトリガ信号を供給する。一方、カウン
ト値が−343以上から+343未満までで位相差がP
LLCLKの1周期以内のときはレジスタ72にトリガ
信号を位相差カウント値の符号と共に供給する。
【0031】レジスタ72にはレジスタ120出力のカ
ウント値が供給されると共に、エッジ検出器118出力
を遅延回路122で遅延した信号が供給されており、ま
た端子132には装置全体を制御するマイクロプロセッ
サ(図示せず)からイネーブル信号ENが供給される。
レジスタ72はイネーブル信号ENが供給されてない場
合はトリガ信号の供給時に零を出力し、イネーブル信号
ENが供給されるとコンパレータ128のトリガ信号に
よりレジスタ120出力を格納して出力する。
【0032】つまり、位相差がPLLCLKの1周期以
内のときは位相差検出器114でカウントされた位相差
のカウント値が加算器70に供給され基準値と加算され
ることにより、基準信号Tref の発生タイミングが可変
されて同期信号ATIPsycが同期信号SBSYに同期
するようにサーボがかけられる。
【0033】ところで、データ発生器130には端子1
34よりイネーブル信号ENが供給される。データ発生
器130はイネーブル信号ENが供給されない場合はコ
ンパレータ128からトリガ信号を供給されたとき零を
発生し、イネーブル信号ENが供給されると、コンパレ
ータ128からのトリガ信号及び符号から所定値±Nを
発生して加算器46に供給する。この所定値±Nの符号
はコンパレータ128から供給された符号であり、Nは
予めマイクロプロセッサから書き込まれた値、例えばN
=2,3,4のいずれかである。
【0034】つまり、位相差がPLLCLKの1周期を
越えているときは、データ発生器130で所定値±Nが
発生され加算器46で基準値−1371に加算されるこ
とにより、カウンタ44にロードされる値が可変され、
同期信号ATIPsyc が同期信号SBSYに同期するよ
うにサーボがかけられる。
【0035】上記の位相差検出器114,レジスタ12
0が第2の位相エラー検出手段M4に対応し、レジスタ
72,加算器70が基準位相可変手段M5に対応する。
また、データ発生器130,加算器46が基準周波数可
変手段M6に対応する。なお、位相エラー系の加算器7
0にはATIPsyc の位相ずれがPLLCLKの1周期
以内の小さいときに−343〜+343の大きな値が加
算されるのに対して、速度エラー系の加算器46にはA
TIPsyc の位相ずれが1周期以上の大きいときに±
2,±3,±4の小さな値が加算されるのは、一般的
に、速度エラー系のループゲインは位相エラー系のルー
プゲインの数倍から数百倍くらい高く、速度エラー系へ
のフィードバック量は位相エラー系のフィードバック量
に比べ小さくて良いからである。
【0036】ところで、前述のマイクロプロセッサは装
置始動時には、スイッチ32にWBL信号を選択させ、
光ディスク20の回転が安定するとスイッチ32にクロ
ック信号PLLCLKを選択させる。この時点では端子
132,134にはイネーブル信号を供給しておらず、
記録モードにおいて上記クロック信号PLLCLKが基
準信号Tref 等に同期した後、端子132,134にイ
ネーブル信号を供給して同期信号ATIPsyc を同期信
号SBSYに同期させる。
【0037】このように、記録媒体から再生された同期
信号の位相エラーに基づいてクロック信号の位相エラー
を検出するための基準クロック信号の位相が可変される
ため、見掛け上は位相系のサーボループは1つだけとな
り、クロック信号の位相エラーと同期信号の位相エラー
とを重畳した形でサーボ信号が生成され、上記2系統の
位相エラーを同時に補正することが可能となる。
【0038】また、同期信号の位相エラーに基づいて基
準クロック信号の周波数を可変することにより、同期信
号の位相エラーの補正に要する時間を短縮化でき、早期
に安定したクロック信号及び同期信号の再生が可能とな
る。しかし、上記の基準クロック信号の周波数を同期信
号の位相エラーに基づいて可変することは行わなくとも
良く、上記実施例に限定されない。
【0039】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
記録媒体から再生されたクロック信号と基準クロック信
号との周波数のずれである速度エラーを検出する速度エ
ラー検出手段と、上記クロック信号と基準クロック信号
との位相のずれである位相エラーを検出する第1の位相
エラー検出手段と、上記速度エラー及び位相エラーを補
正するサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段とを有
するサーボ回路において、上記クロック信号とは別に記
録媒体から再生された同期信号と基準同期信号との位相
ずれである位相エラーを検出する第2の位相エラー検出
手段と、上記第2の位相エラー検出手段で検出した位相
エラーに基づいて上記基準クロック信号の位相を可変す
る基準位相可変手段を有する。
【0040】このように、記録媒体から再生された同期
信号の位相エラーに基づいてクロック信号の位相エラー
を検出するための基準クロック信号の位相が可変される
ため、見掛け上は位相系のサーボループは1つだけとな
り、クロック信号の位相エラーと同期信号の位相エラー
とを重畳した形でサーボ信号が生成され、上記2系統の
位相エラーを同時に補正することが可能となる。
【0041】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
記載のサーボ回路において、前記第2の位相エラー検出
手段で検出した位相エラーに基づいて前記基準クロック
信号の周波数を可変する基準周波数可変手段を有する。
このように、同期信号の位相エラーに基づいて基準クロ
ック信号の周波数を可変することにより、同期信号の位
相エラーの補正に要する時間を短縮化でき、早期に安定
したクロック信号及び同期信号の再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明を適用した装置のブロック図である。
【図3】本発明を説明するための信号波形図である。
【図4】本発明回路のブロック図である。
【図5】本発明を説明するための信号波形図である。
【図6】従来回路のブロック図である。
【図7】本発明を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
20 光ディスク 22 スピンドルモータ 24 光ピックアップ 26 FSK復調回路 30 ディジタルPLL回路 32 スイッチ 34 スピンドルサーボ回路 42,78,82,112,118 エッジ検出器 44,74,86,88 カウンタ 46,58,70 加算器 50,70,90,92,120 レジスタ 52,96 平均化回路 54 オーバーサンプリング回路 56,80 逓倍回路 60,98 PWM回路 64 加算回路 94 減算器 100 トライステートバッファ 114 位相差検出器 122 遅延回路 126 分周器 128 コンパレータ 130 データ発生器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体から再生されたクロック信号と
    基準クロック信号との周波数のずれである速度エラーを
    検出する速度エラー検出手段と、 上記クロック信号と基準クロック信号との位相のずれで
    ある位相エラーを検出する第1の位相エラー検出手段
    と、 上記速度エラー及び位相エラーを補正するサーボ信号を
    生成するサーボ信号生成手段とを有するサーボ回路にお
    いて、 上記クロック信号とは別に記録媒体から再生された同期
    信号と基準同期信号との位相ずれである位相エラーを検
    出する第2の位相エラー検出手段と、 上記第2の位相エラー検出手段で検出した位相エラーに
    基づいて上記基準クロック信号の位相を可変する基準位
    相可変手段を有することを特徴とするサーボ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のサーボ回路において、 前記第2の位相エラー検出手段で検出した位相エラーに
    基づいて前記基準クロック信号の周波数を可変する基準
    周波数可変手段を有することを特徴とするサーボ回路。
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