JPH11328874A - データ再生装置におけるクロック再生装置 - Google Patents

データ再生装置におけるクロック再生装置

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JPH11328874A
JPH11328874A JP10129282A JP12928298A JPH11328874A JP H11328874 A JPH11328874 A JP H11328874A JP 10129282 A JP10129282 A JP 10129282A JP 12928298 A JP12928298 A JP 12928298A JP H11328874 A JPH11328874 A JP H11328874A
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signal
cross point
zero cross
conversion
clock
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JP10129282A
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Yoshifumi Okamoto
好史 岡本
Tadao Hamada
匡夫 濱田
Koichi Nagano
孝一 永野
Takashi Yamamoto
隆 山元
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度で基準クロックを再生することが可能
なデータ再生装置におけるクロック再生装置を提供す
る。 【解決手段】 クロック再生手段7と、入力信号を第1
のA/D変換信号に変換する第1のA/D変換手段1
1、入力信号又は入力信号をA/D変換してなる信号の
零クロスポイント近傍期間を検出する零クロスポイント
判定手段3、及び入力信号を、少なくとも零クロスポイ
ントの近傍期間で第1のA/D変換信号に較べて細かい
分解能を有する第2のA/D変換信号に変換する第2の
A/D変換手段12を有するA/D変換手段104と、
波形等化手段2から第1の位相制御信号を生成する第1
の位相制御信号生成手段4と、第2のA/D変換信号か
ら第2の位相制御信号を生成する第2の位相制御信号生
成手段4と、外部選択信号に従って、第1の位相制御信
号又は第2の位相制御信号をクロック再生手段7に出力
する位相制御信号選択手段6とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデータ再生装置にお
けるクロック再生装置に関し、特に、磁気記録媒体上に
高密度に記録されたデータを再生する際のクロック再生
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク等の記録媒体に対する記録
再生装置の小型化にともない、記録媒体上での記録密度
の向上が望まれている。また、記録されたデータを処理
するコンピュータの演算速度の高速化にともなって、記
録媒体へのデータの記録/再生速度の高速化が要求され
ている。このような場合における記録されたデータの再
生処理方式として、パーシャルレスポンス信号処理方式
( PRML:partial response maximum likelihood) が
知られている。このPRMLでは再生データを、振幅が
一定になるようにゲイン調整し、次いで、ローパスフィ
ルタにより帯域外の周波数成分を除去し、次いで、再生
データに同期したクロック(以下、再生クロックとい
う)でサンプリングしてA/D変換し、ディジタルデー
タ系列を得る。次いで、このディジタルデータ系列に対
し、所望のPR特性に応じて波形を畳み込んで波形等化
を行ない、次いで、ビタビ復号処理を施して再生データ
系列を得る。
【0003】このようなPRMLを用いた装置では、再
生データに同期した再生クロックを生成するために、再
生データとサンプリングに用いる再生クロックとの位相
誤差を検出し、その検出した位相誤差をPLLに入力し
てフィードバック制御することにより、その位相差が零
になるような再生クロックを得る位相制御回路が用いら
れている。
【0004】一般に再生データと再生クロックとの位相
誤差をなくすために、再生データ系列のヘッダ部分には
PLLをロックさせるための既知データパターン(以下
シンクパターンという)が格納されている。従来の位相
制御回路では再生されたシンクパターンにより示される
クロック(以下、基準クロックという)に同期した再生
クロックを生成するに際し、上記波形等化を行なう波形
等化器(以下、PR等化器という)の出力を用いて位相
誤差を算出するようにしていた。PR等化器でフィルタ
リングしたデータが最もノイズを含まないデータ系列と
なるからである。ところが、データの再生速度が向上す
ると、ディジタルフィルタで構成されるPR等化器内で
のクロックディレイ(レーテンシー)も増加するために
PLLの時定数が大きくなり、再生クロックの周波数が
基準クロックの周波数に収束するのに要する時間も増加
してしまう。
【0005】この欠点を克服するために、図13に示す
ようにPR等化器の出力だけでなく、A/D変換器の出
力を用いてPLLを引き込む方式を用いたクロック再生
装置100が提案されている。図において、11は上記
A/D変換器、2は上記PR等化器、4はA/D変換器
11の出力に基づき上記位相誤差を算出し、該算出した
位相誤差に応じてその値を変化せしめてなる電圧値を第
2の位相制御信号112として出力する第2の位相誤差
算出手段、5はPR等化器2の出力に基づき上記位相誤
差を算出し、該算出した位相誤差に応じてその値を変化
せしめてなる電圧値を第1の位相制御信号として出力す
る第1の位相誤差算出手段、6は外部から入力される第
1の制御信号101に従って、第1の位相誤差算出手段
5から出力される第1の位相制御信号111又は第2の
位相誤差算出手段4から出力される第2の位相制御信号
112を選択するマルチプレクサ(MUX)、7はマル
チプレクサで選択された位相制御信号を入力として、基
準クロックとの位相差が零になるような再生クロックを
生成する上記PLL(VCO:電圧制御発振器)であ
る。
【0006】このように構成されたクロック再生装置1
00では、まず、第1の制御信号101でマルチプレク
サ6を第2の位相制御信号112を選択するよう切り換
え、第2の位相誤差算出手段4でA/D変換器11の出
力の零クロスポイントの直前又は直後の値に基づいて位
相誤差を算出し、その算出した位相誤差に基づいて生成
した第2の位相制御信号112をPLL7に入力するこ
とにより、PLL7を基準クロック周波数に引き込んで
おき、あるタイミングで第1の制御信号101によりマ
ルチプレクサ6を第1の位相制御信号111を選択する
よう切り換え、以降、PR等化器2の出力を用いてPL
L7の微調整を行なう。このクロック再生装置100に
よれば、PLL7を引き込む際にはA/D変換器11の
出力を用いるのでPR等化器2を用いてPLL7を引き
込むよりもクロックディレイを少なくすることができ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、PRMLの
うち、PR4等化を用いた処理方式においては、再生デ
ータと再生クロックとの同期をとるために再生データの
ヘッダ部分に格納されているシンクパターンは1,1,
0,0の繰り返しパターンである。磁気記録再生装置に
おいて記録されたデータ(ディジタルデータ)を再生す
る際には1−Dの微分特性(Dは遅延ユニット)が生じ
るのでシンクパターンが再生された場合、1,0,−
1,0の繰り返しとなる。ただし、再生データはアナロ
グ信号であり、このアナログ信号の再生データは、隣接
するビットデータの影響を受けるため、図14に示すよ
うに潰れた形となる。
【0008】図14は、記録密度が異なる記録データを
再生した場合の再生データの波形を示すグラフである。
図において、Kは記録密度を表しており、Kが大きい
程、記録密度が高いことを意味する。
【0009】図13,図14において、このような再生
波形を有する再生データがA/D変換器11に入力され
る。A/D変換器11はユーザデータ(シンクパターン
だけでなくランダムなデータをも含む)にも対応するよ
う設計されるので+1から−1の間の値を出力できるよ
うにLSB(Least Significant Digit:最下位ビット)
が設定される。例えば、A/D変換器11が6ビットの
ディジタルデータ系列(以下、単にディジタルデータと
いう)にA/D変換するものである場合、1LSBは3
2mVを表すことになる。そして、この1LSBが表す
32mVの範囲内で再生データの値が変化してもA/D
変換器で変換されたディジタルデータの値は変化しない
(量子化誤差)。このため、第2の位相誤差算出手段4
でA/D変換器11から出力されるディジタルデータの
零クロスポイントの直前又は直後の値に基づいて位相誤
差を算出する場合、A/D変換器11で入力データであ
る再生データをサンプリングして得た値の絶対値が0m
Vから32mVまでの間の値である場合には、A/D変
換器11から出力されるディジタルデータの値はいずれ
も「000000」となり、再生データの零クロスポイ
ントとディジタルデータの零クロスポイントとが一致し
ている、すなわち、再生データとディジタルデータとの
位相誤差はゼロであると算出される。従って、この再生
データの絶対値が0mVから32mVである範囲に相当
する位相の範囲が上記位相誤差を検出する上で検出誤差
となり得る範囲となる。そして、この検出誤差となり得
る範囲の大きさは、図14から明らかなように、再生デ
ータの零クロスポイント近傍における変化速度が小さい
程大きくなる。一方、記録密度Kが大きくなるとシンク
パターンの再生波形のピークは小さくなる。従って、A
/D変換器で変換されたディジタルデータの分解能(1
LSBが表す再生データの大きさ)が同じであれば、記
録密度Kが大きくなると位相誤差の検出誤差が大きくな
り、高精度で基準クロックを再生することが困難である
という問題があった。
【0010】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたもので、位相誤差の検出誤差を小さくすること
ができ、高精度で基準クロックを再生することが可能な
データ再生装置におけるクロック再生装置を提供するこ
とを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)に係
るデータ再生装置におけるクロック再生装置は、位相制
御信号を入力とし、該入力される位相制御信号に応じて
周波数を変化せしめてクロック信号を出力するクロック
再生手段と、2値で表される値が1,1,0,0のパタ
ーンを繰り返してなるシンクパターンをユーザデータの
前に有するデータが微分されかつアナログ化されてなる
入力信号を外部入力とし、該入力される入力信号を、上
記クロック信号によりサンプリングしてある分解能を有
するディジタル信号に変換し、該変換したディジタル信
号を第1のA/D変換信号として出力する第1のA/D
変換手段、上記入力される入力信号,又は該入力信号を
上記クロック信号によりサンプリングして変換してなる
ディジタル信号の零クロスポイントを含む該零クロスポ
イント近傍の期間を検出して出力する零クロスポイント
判定手段、及び上記入力される入力信号を、上記クロッ
ク信号によりサンプリングして、そのLSBが表す上記
入力信号の大きさが、少なくとも上記検出した零クロス
ポイントの近傍の期間の間、上記第1のA/D変換信号
に較べて小さなものであるディジタル信号に変換し、該
変換したディジタル信号を第2のA/D変換信号として
出力する第2のA/D変換手段を有するA/D変換手段
と、上記A/D変換手段から出力される第1のA/D変
換信号を、上記クロック信号によりサンプリングし、所
定のPR特性に応じて波形を畳み込んで出力する波形等
化手段と、上記波形等化手段の出力に基づき、上記入力
信号と上記クロック信号との位相誤差を求め、該求めた
位相誤差が小さくなるよう上記クロック信号の周波数を
変化せしめる第1の位相制御信号を生成する第1の位相
制御信号生成手段と、上記A/D変換手段から出力され
る第2のA/D変換信号,及び零クロスポイント近傍の
期間を用い、該第2のA/D変換信号の該零クロスポイ
ント近傍の期間における値に応じた値を、上記入力信号
と上記クロック信号との位相誤差として求め、該求めた
位相誤差が小さくなるよう上記クロック信号の周波数を
変化せしめる第2の位相制御信号を生成する第2の位相
制御信号生成手段と、外部から入力される選択信号に従
って、上記第1の位相制御信号生成手段で生成された第
1の位相制御信号又は上記第2の位相制御信号生成手段
で生成された第2の位相制御信号を選択し、該選択した
ものを上記位相制御信号として、上記クロック再生手段
に出力する位相制御信号選択手段とを備えたものであ
る。
【0012】本発明(請求項2)に係るデータ再生装置
におけるクロック再生装置は、上記クロック再生装置
(請求項1)において、上記A/D変換手段は、上記零
クロスポイント判定手段が、上記第1のA/D変換手段
から出力される第1のA/D変換信号の零クロスポイン
トを含む該零クロスポイント近傍の期間を検出して上記
零クロスポイント近傍の期間として出力するものであ
り、上記第2のA/D変換手段が、上記入力信号を、上
記第1のA/D変換信号の分解能より細かい分解能を有
するディジタル信号に変換して上記第2のA/D変換信
号として出力するものであるとしたものである。
【0013】本発明(請求項3)に係るデータ再生装置
におけるクロック再生装置は、上記クロック再生装置
(請求項1)において、上記A/D変換手段は、上記第
1のA/D変換手段,及び第2のA/D変換手段とし
て、A/D変換器、分解能制御手段、及びレベルシフト
手段を有し、上記A/D変換器は、上記入力信号を、上
記クロック信号によりサンプリングし、分解能制御信号
に従って分解能を変化させてディジタル信号に変換し、
該変換したディジタル信号を上記第2のA/D変換信号
として出力するものであり、上記零クロスポイント判定
手段は、上記A/D変換器から出力されるA/D変換信
号の零クロスポイントを含む該零クロスポイント近傍の
期間を検出して上記零クロスポイント近傍の期間として
出力するものであり、上記分解能制御手段は、上記A/
D変換器で変換されるディジタル信号の分解能が、上記
零クロスポイント判定手段で検出した零クロスポイント
近傍の期間の間、他の期間に較べて細かいものとなるよ
うな上記分解能制御信号を該A/D変換器に出力するも
のであり、上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器
で変換されたディジタル信号を、上記零クロスポイント
判定手段から出力される零クロスポイント近傍の期間に
おける該ディジタル信号の、上記分解能制御信号により
上記分解能を細かくして拡大せしめられた値を、該分解
能を細かくしなかったと仮定した場合の値にレベルシフ
トするようにして処理し、該処理したディジタル信号を
上記第1のA/D変換信号として出力するものであると
したものである。
【0014】本発明(請求項4)に係るデータ再生装置
におけるクロック再生装置は、上記クロック再生装置
(請求項1)において、上記A/D変換手段は、上記第
1のA/D変換手段,及び第2のA/D変換手段とし
て、A/D変換器、分解能制御手段、及びレベルシフト
手段を有し、上記A/D変換器は、上記入力信号を、上
記クロック信号によりサンプリングして、分解能制御信
号に従って分解能を変化させてディジタル信号に変換
し、該変換したディジタル信号を上記第2のA/D変換
信号として出力するものであり、上記零クロスポイント
判定手段は、上記入力信号の零クロスポイントを含む該
零クロスポイント近傍の期間を検出して上記零クロスポ
イント近傍の期間として出力するものであり、上記分解
能制御手段は、上記A/D変換器で変換されるディジタ
ル信号の分解能が、上記零クロスポイント判定手段で検
出した零クロスポイント近傍の期間の間、他の期間に較
べて細かいものとなるような上記分解能制御信号を該A
/D変換器に出力するものであり、上記レベルシフト手
段は、上記A/D変換器で変換されたディジタル信号
を、上記零クロスポイント判定手段から出力される零ク
ロスポイント近傍の期間における該ディジタル信号の、
上記分解能制御信号により上記分解能を細かくして拡大
せしめられた値を、該分解能を細かくしなかったと仮定
した場合の値にレベルシフトするようにして処理し、該
処理したディジタル信号を上記第1のA/D変換信号と
して出力するものであるとしたものである。
【0015】本発明(請求項5)に係るデータ再生装置
におけるクロック再生装置は、上記クロック再生装置
(請求項1)において、上記A/D変換手段は、上記第
1のA/D変換手段,及び第2のA/D変換手段とし
て、A/D変換器、増幅手段、入力信号選択手段、及び
レベルシフト手段を有し、上記増幅手段は、上記入力信
号を所定の増幅率で増幅して出力するものであり、上記
A/D変換器は、上記入力信号選択手段から出力される
信号を、上記クロック信号によりサンプリングしてディ
ジタル信号に変換し、該変換したディジタル信号を上記
第2のA/D変換信号として出力するものであり、上記
零クロスポイント判定手段は、上記A/D変換器から出
力されるA/D変換信号の零クロスポイントを含む該零
クロスポイント近傍の期間を検出して上記零クロスポイ
ント近傍の期間として出力するものであり、上記入力信
号選択手段は、上記入力信号と上記増幅器の出力信号と
を入力され、上記零クロスポイント判定手段で検出した
零クロスポイント近傍の期間には上記増幅器の出力信号
を、他の期間には上記入力信号を選択し、該選択したも
のを上記A/D変換器に出力するものであり、上記レベ
ルシフト手段は、上記A/D変換器で変換されたディジ
タル信号を、上記零クロスポイント判定手段から出力さ
れる零クロスポイント近傍の期間における該ディジタル
信号の、上記増幅器により拡大せしめられた値を、拡大
せしめなかったと仮定した場合の値にレベルシフトする
ようにして処理し、該処理したディジタル信号を上記第
1のA/D変換信号として出力するものであるとしたも
のである。
【0016】本発明(請求項6)に係るデータ再生装置
におけるクロック再生装置は、上記クロック再生装置
(請求項1)において、上記A/D変換手段は、上記第
1のA/D変換手段,及び第2のA/D変換手段とし
て、A/D変換器、増幅手段、入力信号選択手段、及び
レベルシフト手段を有し、上記増幅手段は、上記入力信
号を所定の増幅率で増幅して出力するものであり、上記
A/D変換器は、上記入力信号選択手段から出力される
信号を、上記クロック信号によりサンプリングしてディ
ジタル信号に変換し、該変換したディジタル信号を上記
第2のA/D変換信号として出力するものであり、上記
零クロスポイント判定手段は、上記入力信号の零クロス
ポイントを含む該零クロスポイント近傍の期間を検出し
て上記零クロスポイント近傍の期間として出力するもの
であり、上記入力信号選択手段は、上記入力信号と上記
増幅器の出力信号とを入力され、上記零クロスポイント
判定手段で検出した零クロスポイント近傍の期間には上
記増幅器の出力信号を、他の期間には上記入力信号を選
択し、該選択したものを上記A/D変換器に出力するも
のであり、上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器
で変換されたディジタル信号を、上記零クロスポイント
判定手段から出力される零クロスポイント近傍の期間に
おける該ディジタル信号の、上記増幅器により拡大せし
められた値を、拡大せしめなかったと仮定した場合の値
にレベルシフトするようにして処理し、該処理したディ
ジタル信号を上記第1のA/D変換信号として出力する
ものであるとしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明の実
施の形態1によるデータ再生装置におけるクロック再生
装置の構成を示すブロック図である。
【0018】図において、100はクロック再生装置で
あり、該クロック再生装置100は、入力信号を、再生
クロック(CLK:クロック信号)によりサンプリング
して所定の分解能を有するディジタルデータ(以下、第
1のA/D変換信号という)113に変換して出力する
第1のA/D変換器11と、入力信号を再生クロックに
よりサンプリングして、第1のA/D変換信号の分解能
より細かい分解能を有するディジタルデータ(以下、第
2のA/D変換信号という)114に変換して出力する
第2のA/D変換器12と、第1のA/D変換器11か
ら出力される第1のA/D変換信号113の零クロスポ
イントを含む該零クロスポイント近傍の期間を検出し、
これを第2の制御信号102として出力する零クロスポ
イント判定手段3と、第1のA/D変換器11から出力
される第1のA/D変換信号113を、再生クロックに
よりサンプリングし、所定のPR特性に応じて波形を畳
み込んでビタビ復号器(図示せず)出力するPR等化器
2と、PR等化器2の出力に基づいて入力信号と再生ク
ロックとの位相誤差を算出し、該算出した位相誤差に応
じてその値を変化せしめてなる電圧値を第1の位相制御
信号111として出力する第1の位相誤差信号算出手段
(第1の位相制御信号生成手段)5と、第2のA/D変
換器12から出力される第2のA/D変換信号114,
及び零クロスポイント判定手段3から出力される第2の
制御信号102を用い、第2の制御信号102で示され
る零クロスポイント近傍の期間における第2のA/D変
換信号114の値に応じた値を入力信号と再生クロック
との位相誤差として算出し、該算出した位相誤差に応じ
てその値を変化せしめてなる電圧値を第2の位相制御信
号112として出力する第2の位相誤差信号算出手段
(第2の位相制御信号生成手段)4と、外部から入力さ
れる第1の制御信号(選択信号)101に従って、第1
の位相誤差信号算出手段5から出力される第1の位相制
御信号111又は第2の位相誤差信号算出手段4から出
力される第2の位相制御信号112を選択し、該選択し
たものを位相制御信号として出力するマルチプレクサ
(位相制御信号選択手段)6と、マルチプレクサ6から
出力される位相制御信号が表す電圧値の大きさに応じた
周波数の再生クロックを出力する電圧制御発振器(VC
O:クロック再生手段、以下、PLLという)7とを有
している。ここで、第1のA/D変換器11、第2のA
/D変換器12、及び零クロスポイント判定手段3がA
/D変換手段104を構成する。また、本実施の形態1
では、第1のA/D変換器11、及び第2のA/D変換
器12は、6ビットのディジタルデータにA/D変換す
るものであり、また、PR等化器2は、PR4信号処理
方式で波形等化処理をするものである。
【0019】次に、各部の構成をさらに詳しく説明す
る。図2は、第1のA/D変換器の信号処理動作におけ
る入力信号と出力信号との関係を示す模式図であり、図
において、21は磁気記録媒体、22は自動増幅制御器
及びローパスフィルタを示している。
【0020】磁気記録媒体21には1,1,0,0の繰
り返しパターンを有するシンクパターンと該シンクパタ
ーンの後に続くユーザデータが記録されている。このユ
ーザデータはディジタルである。この磁気記録媒体21
に記録されたデータはシンクパターン、ユーザデータの
順に再生されクロック再生装置に入力されるのである
が、以下の記述では、このシンクパターンが入力される
期間について説明する。
【0021】このシンクパターンは、磁気記録再生装置
(図示せず)で再生されると、従来の技術で説明したよ
うに、磁気記録再生装置の1−Dの微分特性により1,
0,−1,0の繰り返しパターンを有するデータとな
り、さらにこの再生データは、磁気記録媒体21への高
密度での記録によって隣接ビットへの波形干渉が生じ、
そのためにピーク値VP-P がつぶれたアナログ波形を有
するものとなっている。そして、この再生データは、自
動増幅制御器及びローパスフィルタ22でゲイン調整と
高域雑音の除去を行われた後、第1のA/D変換器11
(及び第2のA/D変換器)に入力される。この入力さ
れたアナログの再生データは、第1のA/D変換器11
で、図中に○印で示すように、再生クロックを用いてサ
ンプリングされる。このサンプリング間隔は、本実施の
形態1では、再生クロックの位相がこのシンクパターン
からなる再生データの位相(基準クロックの位相)に一
致したとき、丁度、該再生データの正,負のピーク,及
び零クロスポイントの3箇所をサンプリングするように
設定される。従って、この再生クロックの位相が再生デ
ータの位相に合っているときは、第1のA/D変換器1
1の出力である第1のA/D変換信号は、図示するよう
に、山部の期間において正の一定値、零クロスポイント
近傍部の期間においてゼロの値、谷部の期間において負
の一定値をとる波形を有するものとなる。
【0022】図3は、第1のA/D変換器の信号処理動
作における位相誤差と出力信号との関係を示す波形図で
あり、図3(a) は再生データの値を示す図、図3(b) は
再生データの波形を示す図、図3(c) は位相が合ってい
る場合の再生クロックの波形を示す図、図3(d) は再生
クロックの位相が合っている場合の第1の/D変換信号
の波形を示す図、図3(e) は位相が合っていない場合の
再生クロックの波形を示す図、図3(f) は再生クロック
の位相が合っていない場合の第1の/D変換信号の波形
を示す図である。
【0023】図において、再生データのアナログ波形
は、磁気記録媒体に記録されている2値データの記録ビ
ット幅の4倍の周期を有し、かつ該記録ビット幅の中央
にピーク値,及び零クロスポイントを有するものとなっ
ている。
【0024】また、第1のA/D変換信号は、再生クロ
ックの位相が再生データの位相に合っているときは、図
2の説明でも述べたように、山部の期間において再生デ
ータの正のピーク値「V1P」、零クロスポイント近傍部
の期間において「0」、谷部の期間において再生データ
の負のピーク値「−V1P」をとる波形を有するものとな
り、再生クロックの位相が再生データの位相に合ってい
ないときは、山部の期間において再生データの正のピー
ク値「V1P」より位相誤差の分だけ絶対値が小さい正の
値、山部から谷部へ遷移する零クロスポイント近傍部の
期間において「0」より位相誤差の分だけ絶対値が大き
い負の値、谷部の期間において再生データの負のピーク
値「−V1P」より位相誤差の分だけ絶対値が小さい負の
値、谷部から山部へ遷移する零クロスポイント近傍部の
期間において「0」より位相誤差の分だけ絶対値が大き
い正の値をとる波形を有するものとなる。ここで、図で
は再生データの位相に対し再生クロックの位相が遅れて
いる場合を示しているが、再生データの位相に対し再生
クロックの位相が進んでいる場合には、零クロスポイン
ト近傍部の期間における値の符号が上記の場合とは反対
になる。従って、第1の変換信号の零クロスポイント近
傍部の期間における値は、符号を含めて位相誤差に対応
したものとなる。このため、この第1の変換信号の零ク
ロスポイント近傍部の期間における値を求めることによ
り再生データと再生クロックとの位相誤差を求めること
ができ、このようにして求めた位相誤差の大きさ及び符
号に応じてその大きさを変化せしめた電圧値を表す信号
をPLLに入力するこにより、PLLを再生データの周
波数に引き込むことができる。
【0025】図4は、第2のA/D変換器の出力信号と
第1のA/D変換器の出力信号との関係を示す波形図で
あり、図4(a) は入力信号と第1のA/D変換器,及び
第2のA/D変換器の入力ダイナミックレンジとの関係
を示す図、図4(b) は再生クロックの波形を示す図、図
4(c) は第1のA/D変換信号の波形を示す図、図4
(d) は第2のA/D変換信号の波形を示す図である。図
において、第2のA/D変換器は、第1のA/D変換器
とはその出力するディジタルデータのビット幅が同じで
あるが、その入力ダイナミックレンジが第1のA/D変
換器の入力ダイナミックレンジより小さなものとされ
る。すなわち、第1のA/D変換器は、その出力がPR
等化器で波形等化されるため、その出力のピーク値が飽
和しないように入力ダイナミックレンジを設定される。
これに対し、第2のA/D変換器は、入力ダイナミック
レンジを、例えば、第1のA/D変換器の入力ダイナミ
ックレンジの7分の1に設定される。従って、第2のA
/D変換器の出力である第2のA/D変換信号は、零ク
ロスポイント近傍部における期間の値が第1のA/D変
換器の出力である第1のA/D変換信号に較べて7倍に
拡大される。換言すれば、1LSBが表す再生データの
値が7分の1になり、分解能が7倍細かくなる。なお、
この第2のA/D変換信号のピーク値は飽和したものと
なる。
【0026】図5は、零クロスポイント判定手段,及び
第2の位相誤差算出手段の動作を示すタイミングチャー
トであり、図5(a) は再生クロックの波形を示す図、図
5(b) は第1のA/D変換信号の波形を示す図、図5
(c) は第2のA/D変換信号の波形を示す図、図5(d)
は零クロスポイント判定手段の出力である第2の制御信
号の波形を示す図、図5(e) は時間軸を示す図である。
【0027】図において、零クロスポイント判定手段
は、再生データとしてシンクパターンが入力され始める
と、第1のA/D変換器の出力である第1のA/D変換
信号において、零クロスポイント近傍部が山部と谷部の
中間に位置することを利用して、その零クロスポイント
近傍部の期間(図では山部から谷部へ遷移する場合のも
の)を検出し、次の零クロスポイント近傍部の期間(図
では谷部から山部へ遷移する場合のもの)、すなわち、
該検出した零クロスポイント近傍部の期間から再生クロ
ックにおける2クロック目の期間、に第1の論理レベル
LHとなり、その他の期間には第2の論理レベルLLと
なるような第2の制御信号を第2の位相誤差算出手段に
出力する。すると、第2位相誤差算出手段は、該出力さ
れた第2の制御信号が第1の論理レベルLHである期間
における第2のA/D変換信号の値に基づいて再生デー
タと再生クロックとの位相誤差を算出し、該算出した位
相誤差の大きさ及び符号に応じて現在出力している第2
の位相制御信号の電圧値を変化せしめる。それにより、
該変化せしめられた電圧値からなる第2の位相制御信号
が出力される。この出力された第2の位相制御信号は、
マルチプレクサを介してPLLに入力される。
【0028】次に、以上のように構成されたデータ再生
装置におけるクロック再生装置の動作を図1〜図5を用
いて説明する。これらの図において、磁気記録再生装置
(図示せず)が磁気記録媒体のデータの再生を開始する
と、第1の制御信号101によりマルチプレクサ6が第
2の位相制御信号112を選択するよう切り換えられ
る。
【0029】次いで、シンクパターンの再生が開始さ
れ、第1のA/D変換器11,及び第2のA/D変換器
12にそれぞれ入力される。
【0030】この入力を受け、第1のA/D変換器11
は、入力されたアナログ波形のシンクパターンをディジ
タル信号に変換し、これを第1のA/D変換信号113
として出力する。
【0031】この出力を受け、PR等化器2は、該出力
された第1のA/D変換信号113を、RR4波形等化
して出力する。この出力はビタビ復号器(図示せず)に
入力される。また、この出力を受け、第1の位相誤差算
出手段4は、該出力に基づきシンクパターンと再生クロ
ックとの位相誤差を算出し、該算出した位相誤差に応じ
てその電圧値を変化せしめた第1の位相制御信号111
をマルチプレクサ6に出力する。但し、この第1の位相
制御信号111はマルチプレクサ6では選択されない。
【0032】一方、上記第1のA/D変換信号113の
出力を受け、零クロスポイント判定手段3は、該出力さ
れた第1のA/D変換信号113の2つの零クロスポイ
ント近傍の期間うちの一方を検出し、該検出した一方の
零クロスポイント近傍の期間に基づき、他方の零クロス
ポイント近傍の期間で第1の論理レベルLHとなり、他
の期間で第2の論理レベルLLとなるような第2の制御
信号102を第2の位相誤差算出手段4に出力する。
【0033】また、上記シンクパターンを入力され、第
2のA/D変換器12は、該入力されたアナログ波形の
シンクパターンを、第1のA/D変換信号113に較べ
て7倍に拡大せしめてディジタル信号に変換し、これを
第2のA/D変換信号114として出力する。
【0034】この出力,及び上記出力された第2の制御
信号102を受け、第2の位相誤差算出手段4は、第2
の制御信号102が第1の論理レベルLHである期間に
おける第2のA/D変換信号114の値に基づいてシン
クパターンと再生クロックとの位相誤差を算出し、該算
出した位相誤差の大きさ及び符号に応じてその電圧値を
変化せしめた第2の位相制御信号112を出力する。こ
の出力を受け、マルチプレクサ6は、該出力された第2
の位相制御信号112を位相制御信号としてPLL7に
入力する。
【0035】この入力を受け、PLL7は、該入力され
た位相制御信号が表す電圧値の大きさに応じた周波数の
再生クロックを出力する。これにより、再生クロックの
周波数がフィードバック制御され、該再生クロックの周
波数が、シンクパターンの周波数に収束して行く。この
際、第2の位相制御信号112の基礎とされる位相誤差
が、従来例におけるA/D変換信号に相当する第1のA
/D変換信号113より細かい分解能を有する第2のA
/D変換信号114に基づいて算出されるので、従来例
に較べて、位相誤差の検出誤差が小さなものとなる。
【0036】次いで、シンクパターンが終了してユーザ
データの再生が開始される、あるいは位相誤差が所定値
にまで減少すると、第1の制御信号101により、マル
チプレクサ6は、第1の位相制御信号111を選択する
よう切り換えられ、以降、第1の位相制御信号111を
用いて、PLL7により再生クロックの周波数の微調整
が行われる。
【0037】以上のように、本実施の形態1において
は、第2のA/D変換信号114の零クロスポイント近
傍の期間における分解能が、従来例のA/D変換信号に
相当する第1のA/D変換信号113に較べて細かなも
のとなり、量子化誤差に起因する位相誤差の検出誤差を
従来例に較べて小さくすることができる。そのため、入
力信号のシンクパターンにより示される基準クロック周
波数にPLLを引き込む際の位相誤差を高精度で検出す
ることが可能となり、高精度で基準クロックを再生する
ことが可能なクロック再生装置を得ることができる。
【0038】また、本実施の形態1においては、A/D
変換手段104として、第1のA/D変換器11、第2
のA/D変換器12、及び零クロスポイント判定手段3
を有し、第1のA/D変換器11が第1のA/D変換信
号113を出力し、零クロスポイント判定手段3が、第
1のA/D変換信号113の零クロスポイント近傍の期
間を検出し、第2のA/D変換器12が入力信号を、第
1のA/D変換信号113の分解能より細かい分解能を
有するディジタル信号に変換して第2のA/D変換信号
114として出力するようにしたので、簡単な構成で、
高精度で基準クロックを再生することが可能なクロック
再生装置を得ることができる。
【0039】実施の形態2.図6は本発明の実施の形態
2によるデータ再生装置におけるクロック再生装置の構
成を示すブロック図である。図において、図1と同一符
号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態2は、
A/D変換手段104が、A/D変換器13と、零クロ
スポイント判定手段3と、基準電圧コントロール手段
(分解能制御手段)9と、レベルシフト回路8とで構成
されている点が実施の形態1と異なっているものであ
る。
【0040】ここで、A/D変換器13は、入力信号
を、再生クロックによりサンプリングするとともに基準
電圧(分解能制御信号)に従って分解能を変化させてデ
ィジタル信号に変換し、これを部分拡大A/D変換信号
115として出力する。
【0041】零クロスポイント判定手段3は、A/D変
換器13から出力されるA/D変換信号115の零クロ
スポイント近傍の期間を検出して実施の形態1と同様の
第2の制御信号102を出力する。
【0042】基準電圧コントロール手段9は、A/D変
換器13で変換されるディジタル信号を、零クロスポイ
ント判定手段3で検出した零クロスポイント近傍の期間
の間、他の期間に較べて拡大せしめるような基準電圧1
03をA/D変換器13に出力する。
【0043】レベルシフト回路8は、A/D変換器13
で変換された部分拡大A/D変換信号115を、その拡
大された部分を元に戻すようにレベルシフトして処理
し、これをA/D変換信号110として出力する。
【0044】図7は、A/D変換器で変換されるディジ
タル信号を部分的に拡大せしめる方法を示す図であり、
図7(a) は基準電圧コントロール手段の構成を示すブロ
ック図、図7(b) はA/D変換器における基準電圧の変
化に対する入力ダイナミックレンジの変化を示すグラフ
である。
【0045】図7(a) において、基準電圧コントロール
手段9は、例えば、一端が設置された第1の抵抗R1
と、該第1の抵抗R1にスイッチSを介して並列に接続
された第2の抵抗R2と、第1の抵抗R1の他端,及び
スイッチSに接続された定電流源Iとを有し、第1の抵
抗R1の両端の電圧が基準電圧103として外部に出力
され、スイッチSが、第2の制御信号102が第1の論
理レベルである場合には閉じ、第2の制御信号102が
第2の論理レベルである場合には開くように構成されて
いる。従って、第2の制御信号102が第1の論理レベ
ルである場合にはスイッチSが閉じて低い電圧の基準電
圧103が出力され、第2の制御信号102が第2の論
理レベルである場合にはスイッチSが開いて高い電圧の
基準電圧103が出力される。
【0046】一方、図7(b) に示すように、A/D変換
器は、その入力ダイナミックレンジが、基準電圧コント
ロール手段から入力される基準電圧に比例して大きくな
るように構成されている。従って、基準電圧が小さくな
ると入力ダイナミックレンジが小さくなり、その出力す
るディジタル信号の1LSBが表す入力の値が小さくな
る。すなわち、その出力するディジタル信号の分解能が
細かくなり、該ディジタル信号の波形が拡大される。本
実施の形態2では、第2の制御信号102が第1の論理
レベルである場合には基準電圧103が低電圧VLとな
り、第2の制御信号102が第2の論理レベルである場
合には高電圧VHとなるよう、基準電圧コントロール手
段9の上記定電流源Iの電流値、及び抵抗R1,R2の
抵抗値が設定されている。
【0047】図8は、A/D変換器,及び基準電圧コン
トロール手段の動作を示すタイミングチャートであり、
図8(a) は再生クロックの波形を示す図、図8(b) は基
準電圧が一定であると仮定した場合のA/D変換器の出
力の波形を示す図、図8(c)は実際のA/D変換器の出
力の波形を示す図、図8(d) は基準電圧コントロール手
段が出力する基準電圧の波形を示す図、図8(e) は時間
軸を示す図である。
【0048】A/D変換器は、基準電圧が一定であると
仮定した場合は、図8(b) に示すように、一定の分解能
を有するA/D変換信号を出力する。しかし、A/D変
換器は、実際には、基準電圧を変化せしめられて図8
(C) に示すような部分的に細かい分解能を有するA/D
変換信号を出力する。
【0049】すなわち、本実施の形態2では、零クロス
ポイント判定手段が、図8(b) に示す零クロスポイント
近傍部の期間を検出し、次の零クロスポイント近傍部の
期間で第1の論理レベルとなり他の期間で第2の論理レ
ベルとなる第2の制御信号を出力する。この第2の制御
信号を受け、基準電圧コントロール手段は、図8(d)に
示すように、該第2の制御信号が第1の論理レベルとな
る間、すなわち、次の零クロスポイント近傍部の期間、
低電圧VLとなり、該第2の制御信号が第2の論理レベ
ルとなる間、すなわち、他の期間、高電圧VHとなる基
準電圧を出力する。この出力を受け、A/D変換器は、
図8(c) に示すように、基準電圧が低電圧VLとなる間
は分解能が細かくなり、基準電圧が高電圧VHとなる間
は分解能が粗くなるA/D変換信号を出力する。すなわ
ち、次の零クロスポイント近傍部の期間では他の期間に
較べて波形が拡大されたA/D変換信号を出力する。
【0050】次に、図6において、第2の位相誤差算出
手段4は、このA/D変換器から出力される部分拡大A
/D変換信号115について、零クロスポイント判定手
段3から出力される第2の制御信号102を用いて、実
施の形態1と同様にして位相誤差を算出する。
【0051】一方、レベルシフト回路8は、零クロスポ
イント判定手段3から出力される第2の制御信号102
を用いて、A/D変換器から出力される部分拡大A/D
変換信号115を、その拡大された次の零クロスポイン
ト近傍部の期間における値を拡大しなかったと仮定した
場合の値に戻すようにレベルシフトして処理し、これを
A/D変換信号110として出力する。従って、PR等
化器2には、実施の形態1における第1のA/D変換信
号と同様に一定の分解能を有するA/D変換信号110
が入力される。
【0052】従って、本実施の形態2によっても、実施
の形態1と同様に高精度で基準クロックを再生すること
が可能なクロック再生装置を得ることができる。また、
本実施の形態2によれば、このクロック再生装置得るの
に、A/D変換器が1つで済む。
【0053】実施の形態3.図9は本発明の実施の形態
3によるデータ再生装置のクロック再生装置の構成を示
すブロック図である。図において、図6と同一符号は同
一又は相当する部分を示し、本実施の形態3は、零クロ
スポイント判定手段3が、入力信号に基づいて第2の制
御信号102を出力する点が実施の形態2と異なってい
るものである。
【0054】図10は、零クロスポイント判定手段,基
準電圧コントロール手段,及びA/D変換器の動作を示
すタイミングチャートであり、図10(a) は再生データ
の波形を示す図、図10(b) は基準電圧の波形を示す
図、図10(c) は再生クロックの波形を示す図、図10
(d) は実際のA/D変換器の出力の波形を示す図、図1
0(e) は基準電圧が一定であると仮定した場合のA/D
変換器の出力の波形を示す図である。
【0055】A/D変換器は、基準電圧が一定であると
仮定した場合は、図10(e) に示すように、一定の分解
能を有するA/D変換信号を出力するが、実際には、基
準電圧を変化せしめられて図10(d) に示すような部分
的に細かい分解能を有するA/D変換信号を出力する。
【0056】すなわち、本実施の形態3では、零クロス
ポイント判定手段が、図10(a) に示すように、入力信
号である再生データの各零クロスポイント近傍部の期間
を検出する。この再生データの零クロスポイント近傍部
の期間は、例えば、再生データの零クロスポイントを中
心に含む該再生データの周期の4分の1の期間とされ
る。そして、零クロスポイント判定手段は、この検出し
た各零クロスポイント近傍部の期間で第1の論理レベル
となる第2の制御信号(図示せず)を出力する。この出
力を受け、基準電圧コントロール手段は、図10(a) に
示すような、各零クロスポイント近傍部の期間で低電圧
VLとなる基準電圧を出力し、A/D変換器は、該出力
された基準電圧に従って、図10(d) に示すように、再
生データの各零クロスポイント近傍部の期間で波形が拡
大された部分拡大A/D変換信号を出力する。ここで、
位相誤差は入力信号の位相と再生クロックの位相との相
対誤差であるため、入力信号の零クロスポイント近傍部
の期間におけるこの部分拡大A/D変換信号の値は該位
相誤差に対応したものとなる。従って、この部分拡大A
/D変換信号は、PLLのフィードバック制御により再
生クロックの位相が再生データの位相に近づいて行くに
従い、該部分拡大A/D変換信号の各零クロスポイント
近傍部の期間における値が小さくなるとともに、拡大さ
れている部分が該部分拡大A/D変換信号の各零クロス
ポイント近傍部の期間に一致するように遷移する。従っ
て、実施の形態2のようにA/D変換器の出力の零クロ
スポイントを検出するのに代えて、このように入力信号
の零クロスポイント近傍部の期間を検出するようにして
も、実施の形態2と同様に位相誤差を的確に求めること
ができる。
【0057】また、図9において、第2の位相誤差算出
手段4は、該部分拡大A/D変換信号115,及び第2
の制御信号102を用いて、実施の形態2と同様にして
位相誤差を求める。また、レベルシフト回路8は、実施
の形態2と同様に、第2の制御信号102を用いて、部
分拡大A/D変換信号115を一定の分解能を有するA
/D変換信号110に変換する。
【0058】従って、本実施の形態3によっても、実施
の形態1と同様に高精度で基準クロックを再生すること
が可能なクロック再生装置を得ることができ、また、実
施の形態2と同様に、このクロック再生装置得るのに、
A/D変換器が1つで済む。
【0059】実施の形態4.図11は本発明の実施の形
態4によるデータ再生装置におけるクロック再生装置の
構成を示すブロック図である。図において、図6と同一
符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態4
は、A/D変換手段104が、図6の基準電圧による分
解能が可変なA/D変換器13,及び基準電圧コントロ
ール手段9に代えて、入力信号をA/D変換する際の分
解能が固定であるA/D変換器13と、入力信号を所定
の増幅率で増幅する増幅器23と、入力信号と増幅器2
3の出力とを入力され、零クロスポイント判定手段3か
ら出力される第2の制御信号102に従って、入力信号
又は増幅器23の出力を選択し、該選択したものをA/
D変換器13に出力する第2のマルチプレクサ(入力信
号選択手段)61とを有している点が実施の形態2と異
なっているものである。
【0060】ここで、第2のマルチプレクサ61は、零
クロスポイント判定手段3から出力される第2の制御信
号が第1の論理レベルである場合は増幅器23の出力を
選択し、第2の論理レベルである場合は入力信号を選択
する。従って、A/D変換器13から出力されるA/D
変換信号115は、図5の次の零クロスポイント近傍の
期間でその波形が増幅器の増幅率の倍率で拡大されたも
のとなる。すなわち、この期間におけるA/D変換信号
115の1LSBが表す入力信号の大きさは、増幅率に
反比例して小さくなる。
【0061】そして、第2の位相誤差算出手段4,及び
レベルシフト回路8は、実施の形態2と同様に、部分拡
大A/D変換信号115,及び第2の制御信号102を
用いて、それぞれ、位相誤差を求め、部分拡大A/D変
換信号115を一定の分解能を有するA/D変換信号1
10に変換する。
【0062】従って、本実施の形態4によっても、実施
の形態1と同様に高精度で基準クロックを再生すること
が可能なクロック再生装置を得ることができる。また、
本実施の形態4によれば、このクロック再生装置得るの
に、A/D変換器が1つで済み、かつそのA/D変換器
は分解能が固定であるもので済む。
【0063】実施の形態5.図12は本発明の実施の形
態5によるデータ再生装置のクロック再生装置の構成を
示すブロック図である。図において、図11と同一符号
は同一又は相当する部分を示しており、本実施の形態5
は、零クロスポイント判定手段3が、入力信号に基づい
て第2の制御信号102を出力する点が実施の形態4と
異なっているものである。また、零クロスポイント判定
手段3、第2のマルチプレクサ61、及びレベルシフト
回路8の動作は実施の形態3と全く同様である。
【0064】従って、本実施の形態5によっても、実施
の形態1と同様に高精度で基準クロックを再生すること
が可能なクロック再生装置を得ることができ、また、実
施の形態4と同様に、このクロック再生装置を得るの
に、A/D変換器が1つで済み、かつそのA/D変換器
は分解能が固定であるもので済む。
【0065】なお、上記実施の形態1〜5では、第1の
位相誤差信号算出手段5、及び第2の位相誤差信号算出
手段4で、位相誤差を算出し、この算出した位相誤差で
修正した電圧値からなる位相制御信号を生成するように
しているが、第1の位相誤差信号算出手段5、及び第2
の位相誤差信号算出手段4では、位相誤差を算出してこ
の算出した位相誤差を表す位相誤差信号を生成し、電圧
制御発振器7で、この生成した位相誤差信号が表す位相
誤差で修正した電圧値からなる制御信号を生成し、この
生成した制御信号により再生クロックの周波数を変化せ
しめるようにしてもよい。
【0066】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、シンクパターンをユーザデータの前に有するデータ
が微分されかつアナログ化されてなる入力信号をクロッ
ク再生手段のクロック信号でサンプリングして第1,第
2のA/D変換信号を出力し、シンクパターンが入力さ
れる間は第2のA/D変換信号に基づく第2の位相制御
信号を用い、ユーザデータが入力されるようになった
ら、第1のA/D変換信号を波形等化してなる波形等化
手段の出力に基づく第1の位相制御信号を用いてクロッ
ク信号を再生するように構成したデータ再生装置におけ
るクロック再生装置において、第2の位相制御信号の基
となる第2のA/D変換信号を、LSBが表す入力信号
の値が、少なくとも零クロスポイント近傍の期間におい
て第1のA/D変換信号に較べて小さくなものとなるよ
うにしたので、第1,第2のA/D変換信号の零クロス
ポイント近傍の値が入力信号とクロック信号との位相誤
差に応じた値となるところ、第2のA/D変換信号の零
クロスポイント近傍の期間における量子化誤差が、従来
例のA/D変換信号に相当する第1のA/D変換信号に
較べて小さなものとなり、量子化誤差に起因する位相誤
差の検出誤差を従来例に較べて小さくすることができ
る。そのため、入力信号のシンクパターンにより示され
る基準クロック周波数にクロック再生手段を引き込む際
の位相誤差を高精度で検出することが可能となり、高精
度で基準クロックを再生することが可能なクロック再生
装置を得ることができる。
【0067】また、請求項2の発明によれば、請求項1
の発明において、A/D変換手段として、第1のA/D
変換手段,第2のA/D変換手段,及び零クロスポイン
ト判定手段を有し、第1のA/D変換手段が第1のA/
D変換信号を出力し、零クロスポイント判定手段が、第
1のA/D変換信号の零クロスポイントを含む該零クロ
スポイント近傍の期間を検出して零クロスポイント近傍
の期間とし、第2のA/D変換手段が入力信号を、第1
のA/D変換信号の分解能より細かい分解能を有するデ
ィジタル信号に変換して第2のA/D変換信号として出
力するようにしたので、簡単な構成で、高精度で基準ク
ロックを再生することが可能なクロック再生装置を得る
ことができる。
【0068】また、請求項3の発明によれば、請求項1
の発明において、A/D変換手段として、零クロスポイ
ント判定手段の他、A/D変換器、分解能制御手段、及
びレベルシフト手段を有し、A/D変換器が、入力信号
を、クロック信号によりサンプリングし、分解能制御信
号に従って分解能を変化させてディジタル信号に変換し
たものを第2のA/D変換信号として出力し、零クロス
ポイント判定手段が、A/D変換器から出力されるA/
D変換信号の零クロスポイントを含む該零クロスポイン
ト近傍の期間を検出して零クロスポイント近傍の期間と
して出力し、分解能制御手段が、A/D変換器で変換さ
れるディジタル信号の分解能が、零クロスポイント近傍
の期間の間、他の期間に較べて細かいものとなるような
分解能制御信号をA/D変換器に出力し、レベルシフト
手段が、A/D変換器で変換されたディジタル信号を、
零クロスポイント近傍の期間における該ディジタル信号
の、上記分解能制御信号により上記分解能を細かくして
拡大せしめられた値を、該分解能を細かくしなかったと
仮定した場合の値にレベルシフトするようにして処理
し、それを第1のA/D変換信号として出力するように
したので、1つのA/D変換器を用いて、高精度で基準
クロックを再生することが可能なクロック再生装置を得
ることができる。
【0069】また、請求項4の発明によれば、請求項1
の発明において、A/D変換手段として、零クロスポイ
ント判定手段の他、A/D変換器、分解能制御手段、及
びレベルシフト手段を有し、A/D変換器が、入力信号
を、クロック信号によりサンプリングし、分解能制御信
号に従って分解能を変化させてディジタル信号に変換し
たものを第2のA/D変換信号として出力し、零クロス
ポイント判定手段が、入力信号の零クロスポイントを含
む該零クロスポイント近傍の期間を検出して零クロスポ
イント近傍の期間として出力し、分解能制御手段が、A
/D変換器で変換されるディジタル信号の分解能が、零
クロスポイント近傍の期間の間、他の期間に較べて細か
いものとなるような分解能制御信号をA/D変換器に出
力し、レベルシフト手段が、A/D変換器で変換された
ディジタル信号を、零クロスポイント近傍の期間におけ
る該ディジタル信号の、上記分解能制御信号により上記
分解能を細かくして拡大せしめられた値を、該分解能を
細かくしなかったと仮定した場合の値にレベルシフトす
るようにして処理し、それを第1のA/D変換信号とし
て出力するようにしたので、1つのA/D変換器を用い
て、高精度で基準クロックを再生することが可能なクロ
ック再生装置を得ることができる。
【0070】また、請求項5の発明によれば、請求項1
の発明において、A/D変換手段として、零クロスポイ
ント判定手段の他、A/D変換器、増幅手段、入力信号
選択手段、及びレベルシフト手段を有し、増幅手段が、
入力信号を所定の増幅率で増幅して出力し、A/D変換
器が、入力信号選択手段から出力される信号を、クロッ
ク信号によりサンプリングしてディジタル信号に変換
し、それを第2のA/D変換信号として出力し、零クロ
スポイント判定手段が、A/D変換器から出力されるA
/D変換信号の零クロスポイントを含む該零クロスポイ
ント近傍の期間を検出して零クロスポイント近傍の期間
として出力し、入力信号選択手段が、零クロスポイント
近傍の期間には増幅器の出力信号を、他の期間には入力
信号を選択してA/D変換器に出力し、レベルシフト手
段が、A/D変換器で変換されたディジタル信号を、零
クロスポイント近傍の期間における該ディジタル信号
の、上記増幅器により拡大せしめられた値を、拡大せし
めなかったと仮定した場合の値にレベルシフトするよう
にして処理し、それを第1のA/D変換信号として出力
するようにしたので、分解能が固定である1つのA/D
変換器を用いて、高精度で基準クロックを再生すること
が可能なクロック再生装置を得ることができる。
【0071】また、請求項6の発明によれば、請求項1
の発明において、A/D変換手段として、零クロスポイ
ント判定手段の他、A/D変換器、増幅手段、入力信号
選択手段、及びレベルシフト手段を有し、増幅手段が、
入力信号を所定の増幅率で増幅して出力し、A/D変換
器が、入力信号選択手段から出力される信号を、クロッ
ク信号によりサンプリングしてディジタル信号に変換
し、それを第2のA/D変換信号として出力し、零クロ
スポイント判定手段が、入力信号の零クロスポイントを
含む該零クロスポイント近傍の期間を検出して零クロス
ポイント近傍の期間として出力し、入力信号選択手段
が、零クロスポイント近傍の期間には増幅器の出力信号
を、他の期間には入力信号を選択してA/D変換器に出
力し、レベルシフト手段が、A/D変換器で変換された
ディジタル信号を、零クロスポイント近傍の期間におけ
る該ディジタル信号の、上記増幅器により拡大せしめら
れた値を、拡大せしめなかったと仮定した場合の値にレ
ベルシフトするようにして処理し、それを第1のA/D
変換信号として出力するようにしたので、分解能が固定
である1つのA/D変換器を用いて、高精度で基準クロ
ックを再生することが可能なクロック再生装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1によるデータ再生装置
におけるクロック再生装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 図1のクロック再生装置の第1のA/D変換
器の信号処理動作における入力信号と出力信号との関係
を示す模式図である。
【図3】 図1のクロック再生装置の第1のA/D変換
器の信号処理動作における位相誤差と出力信号との関係
を示す波形図であって、再生データの値を示す図(図3
(a) )、再生データの波形を示す図(図3(b) )、位相
が合っている場合の再生クロックの波形を示す図(図3
(c) )、再生クロックの位相が合っている場合の第1の
/D変換信号の波形を示す図(図3(d) )、位相が合っ
ていない場合の再生クロックの波形を示す図(図3(e)
)、及び再生クロックの位相が合っていない場合の第
1の/D変換信号の波形を示す図(図3(f) )である。
【図4】 図1のクロック再生装置の第2のA/D変換
器の出力信号と第1のA/D変換器の出力信号との関係
を示す波形図であって、入力信号と第1のA/D変換
器,及び第2のA/D変換器の入力ダイナミックレンジ
との関係を示す図(図4(a) )、再生クロックの波形を
示す図(図4(b) )、第1のA/D変換信号の波形を示
す図(図4(c) )、及び第2のA/D変換信号の波形を
示す図(図4(d) )である。
【図5】 図1のクロック再生装置の零クロスポイント
判定手段,及び第2の位相誤差算出手段の動作を示すタ
イミングチャートであって、再生クロックの波形を示す
図(図5(a) )、第1のA/D変換信号の波形を示す図
(図5(b) )、第2のA/D変換信号の波形を示す図
(図5(c) )、零クロスポイント判定手段の出力である
第2の制御信号の波形を示す図(図5(d) )、及び時間
軸を示す図(図5(e) )である。
【図6】 本発明の実施の形態2によるデータ再生装置
におけるクロック再生装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図7】 図6のクロック再生装置のA/D変換器で変
換されるディジタル信号を部分的に拡大せしめる方法を
示す図であって、基準電圧コントロール手段の構成を示
すブロック図(図7(a) )、及びA/D変換器における
基準電圧の変化に対する入力レンジの変化を示すグラフ
(図7(b) )である。
【図8】 図6のクロック再生装置のA/D変換器,及
び基準電圧コントロール手段の動作を示すタイミングチ
ャートであって、再生クロックの波形を示す図(図8
(a) )、基準電圧が一定であると仮定した場合のA/D
変換器の出力の波形を示す図(図8(b) )、実際のA/
D変換器の出力の波形を示す図(図8(c) )、基準電圧
コントロール手段が出力する基準電圧の波形を示す図
(図8(d))、及び時間軸を示す図(図8(e) )であ
る。
【図9】 本発明の実施の形態3によるデータ再生装置
におけるクロック再生装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図10】 図9のクロック再生装置の零クロスポイン
ト判定手段,基準電圧コントロール手段,及びA/D変
換器の動作を示すタイミングチャートであって、再生デ
ータの波形を示す図(図10(a) )、基準電圧の波形を
示す図(図10(b) )、再生クロックの波形を示す図
(図10(c) )、実際のA/D変換器の出力の波形を示
す図(図10(d) )、及び基準電圧が一定であると仮定
した場合のA/D変換器の出力の波形を示す図(図10
(e) )である。
【図11】 本発明の実施の形態4によるデータ再生装
置におけるクロック再生装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図12】 本発明の実施の形態5によるデータ再生装
置におけるクロック再生装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図13】 従来のデータ再生装置におけるクロック再
生装置の構成を示すブロック図である。
【図14】 記録密度が異なる記録データを再生した場
合の再生データの波形を示すグラフである。
【符号の説明】
2 PR等化器 3 零クロスポイント判定手段 4 第2の位相誤差算出手段 5 第1の位相誤差算出手段 6 マルチプレクサ 7 電圧制御発信器 8 レベルシフト回路 9 基準電圧コントロール手段 11 第1のA/D変換器 12 第2のA/D変換器 13 A/D変換器 21 磁気記録媒体 22 自動増幅制御器及びローパスフィルタ 23 増幅器 61 第2のマルチプレクサ 100 クロック再生装置 101 第1の制御信号 102 第2の制御信号 103 基準電圧 104 A/D変換手段 110 A/D変換信号 111 第1の位相制御信号 112 第2の位相制御信号 113 第1のA/D変換信号 114 第2のA/D変換信号 115 部分拡大A/D変換信号 CLK 再生クロック I 定電流源 R1,R1 抵抗 S スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山元 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相制御信号を入力とし、該入力される
    位相制御信号に応じて周波数を変化せしめてクロック信
    号を出力するクロック再生手段と、 2値で表される値が1,1,0,0のパターンを繰り返
    してなるシンクパターンをユーザデータの前に有するデ
    ータが微分されかつアナログ化されてなる入力信号を外
    部入力とし、該入力される入力信号を、上記クロック信
    号によりサンプリングしてある分解能を有するディジタ
    ル信号に変換し、該変換したディジタル信号を第1のA
    /D変換信号として出力する第1のA/D変換手段、上
    記入力される入力信号,又は該入力信号を上記クロック
    信号によりサンプリングして変換してなるディジタル信
    号の零クロスポイントを含む該零クロスポイント近傍の
    期間を検出して出力する零クロスポイント判定手段、及
    び上記入力される入力信号を、上記クロック信号により
    サンプリングして、そのLSBが表す上記入力信号の大
    きさが、少なくとも上記検出した零クロスポイントの近
    傍の期間の間、上記第1のA/D変換信号に較べて小さ
    なものであるディジタル信号に変換し、該変換したディ
    ジタル信号を第2のA/D変換信号として出力する第2
    のA/D変換手段を有するA/D変換手段と、 上記A/D変換手段から出力される第1のA/D変換信
    号を、上記クロック信号によりサンプリングし、所定の
    PR特性に応じて波形を畳み込んで出力する波形等化手
    段と、 上記波形等化手段の出力に基づき、上記入力信号と上記
    クロック信号との位相誤差を求め、該求めた位相誤差が
    小さくなるよう上記クロック信号の周波数を変化せしめ
    る第1の位相制御信号を生成する第1の位相制御信号生
    成手段と、 上記A/D変換手段から出力される第2のA/D変換信
    号,及び零クロスポイント近傍の期間を用い、該第2の
    A/D変換信号の該零クロスポイント近傍の期間におけ
    る値に応じた値を、上記入力信号と上記クロック信号と
    の位相誤差として求め、該求めた位相誤差が小さくなる
    よう上記クロック信号の周波数を変化せしめる第2の位
    相制御信号を生成する第2の位相制御信号生成手段と、 外部から入力される選択信号に従って、上記第1の位相
    制御信号生成手段で生成された第1の位相制御信号又は
    上記第2の位相制御信号生成手段で生成された第2の位
    相制御信号を選択し、該選択したものを上記位相制御信
    号として、上記クロック再生手段に出力する位相制御信
    号選択手段とを備えたことを特徴とするデータ再生装置
    におけるクロック再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のデータ再生装置におけ
    るクロック再生装置において、 上記A/D変換手段は、上記零クロスポイント判定手段
    が、上記第1のA/D変換手段から出力される第1のA
    /D変換信号の零クロスポイントを含む該零クロスポイ
    ント近傍の期間を検出して上記零クロスポイント近傍の
    期間として出力するものであり、 上記第2のA/D変換手段が、上記入力信号を、上記第
    1のA/D変換信号の分解能より細かい分解能を有する
    ディジタル信号に変換して上記第2のA/D変換信号と
    して出力するものであることを特徴とするデータ再生装
    置におけるクロック再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のデータ再生装置におけ
    るクロック再生装置において、 上記A/D変換手段は、上記第1のA/D変換手段,及
    び第2のA/D変換手段として、A/D変換器、分解能
    制御手段、及びレベルシフト手段を有し、 上記A/D変換器は、上記入力信号を、上記クロック信
    号によりサンプリングし、分解能制御信号に従って分解
    能を変化させてディジタル信号に変換し、該変換したデ
    ィジタル信号を上記第2のA/D変換信号として出力す
    るものであり、 上記零クロスポイント判定手段は、上記A/D変換器か
    ら出力されるA/D変換信号の零クロスポイントを含む
    該零クロスポイント近傍の期間を検出して上記零クロス
    ポイント近傍の期間として出力するものであり、 上記分解能制御手段は、上記A/D変換器で変換される
    ディジタル信号の分解能が、上記零クロスポイント判定
    手段で検出した零クロスポイント近傍の期間の間、他の
    期間に較べて細かいものとなるような上記分解能制御信
    号を該A/D変換器に出力するものであり、 上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器で変換され
    たディジタル信号を、上記零クロスポイント判定手段か
    ら出力される零クロスポイント近傍の期間における該デ
    ィジタル信号の、上記分解能制御信号により上記分解能
    を細かくして拡大せしめられた値を、該分解能を細かく
    しなかったと仮定した場合の値にレベルシフトするよう
    にして処理し、該処理したディジタル信号を上記第1の
    A/D変換信号として出力するものであることを特徴と
    するデータ再生装置におけるクロック再生装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のデータ再生装置におけ
    るクロック再生装置において、 上記A/D変換手段は、上記第1のA/D変換手段,及
    び第2のA/D変換手段として、A/D変換器、分解能
    制御手段、及びレベルシフト手段を有し、 上記A/D変換器は、上記入力信号を、上記クロック信
    号によりサンプリングして、分解能制御信号に従って分
    解能を変化させてディジタル信号に変換し、該変換した
    ディジタル信号を上記第2のA/D変換信号として出力
    するものであり、 上記零クロスポイント判定手段は、上記入力信号の零ク
    ロスポイントを含む該零クロスポイント近傍の期間を検
    出して上記零クロスポイント近傍の期間として出力する
    ものであり、 上記分解能制御手段は、上記A/D変換器で変換される
    ディジタル信号の分解能が、上記零クロスポイント判定
    手段で検出した零クロスポイント近傍の期間の間、他の
    期間に較べて細かいものとなるような上記分解能制御信
    号を該A/D変換器に出力するものであり、 上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器で変換され
    たディジタル信号を、上記零クロスポイント判定手段か
    ら出力される零クロスポイント近傍の期間における該デ
    ィジタル信号の、上記分解能制御信号により上記分解能
    を細かくして拡大せしめられた値を、該分解能を細かく
    しなかったと仮定した場合の値にレベルシフトするよう
    にして処理し、該処理したディジタル信号を上記第1の
    A/D変換信号として出力するものであることを特徴と
    するデータ再生装置におけるクロック再生装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のデータ再生装置におけ
    るクロック再生装置において、 上記A/D変換手段は、上記第1のA/D変換手段,及
    び第2のA/D変換手段として、A/D変換器、増幅手
    段、入力信号選択手段、及びレベルシフト手段を有し、 上記増幅手段は、上記入力信号を所定の増幅率で増幅し
    て出力するものであり、 上記A/D変換器は、上記入力信号選択手段から出力さ
    れる信号を、上記クロック信号によりサンプリングして
    ディジタル信号に変換し、該変換したディジタル信号を
    上記第2のA/D変換信号として出力するものであり、 上記零クロスポイント判定手段は、上記A/D変換器か
    ら出力されるA/D変換信号の零クロスポイントを含む
    該零クロスポイント近傍の期間を検出して上記零クロス
    ポイント近傍の期間として出力するものであり、 上記入力信号選択手段は、上記入力信号と上記増幅器の
    出力信号とを入力され、上記零クロスポイント判定手段
    で検出した零クロスポイント近傍の期間には上記増幅器
    の出力信号を、他の期間には上記入力信号を選択し、該
    選択したものを上記A/D変換器に出力するものであ
    り、 上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器で変換され
    たディジタル信号を、上記零クロスポイント判定手段か
    ら出力される零クロスポイント近傍の期間における該デ
    ィジタル信号の、上記増幅器により拡大せしめられた値
    を、拡大せしめなかったと仮定した場合の値にレベルシ
    フトするようにして処理し、該処理したディジタル信号
    を上記第1のA/D変換信号として出力するものである
    ことを特徴とするデータ再生装置におけるクロック再生
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のデータ再生装置におけ
    るクロック再生装置において、 上記A/D変換手段は、上記第1のA/D変換手段,及
    び第2のA/D変換手段として、A/D変換器、増幅手
    段、入力信号選択手段、及びレベルシフト手段を有し、 上記増幅手段は、上記入力信号を所定の増幅率で増幅し
    て出力するものであり、 上記A/D変換器は、上記入力信号選択手段から出力さ
    れる信号を、上記クロック信号によりサンプリングして
    ディジタル信号に変換し、該変換したディジタル信号を
    上記第2のA/D変換信号として出力するものであり、 上記零クロスポイント判定手段は、上記入力信号の零ク
    ロスポイントを含む該零クロスポイント近傍の期間を検
    出して上記零クロスポイント近傍の期間として出力する
    ものであり、 上記入力信号選択手段は、上記入力信号と上記増幅器の
    出力信号とを入力され、上記零クロスポイント判定手段
    で検出した零クロスポイント近傍の期間には上記増幅器
    の出力信号を、他の期間には上記入力信号を選択し、該
    選択したものを上記A/D変換器に出力するものであ
    り、 上記レベルシフト手段は、上記A/D変換器で変換され
    たディジタル信号を、上記零クロスポイント判定手段か
    ら出力される零クロスポイント近傍の期間における該デ
    ィジタル信号の、上記増幅器により拡大せしめられた値
    を、拡大せしめなかったと仮定した場合の値にレベルシ
    フトするようにして処理し、該処理したディジタル信号
    を上記第1のA/D変換信号として出力するものである
    ことを特徴とするデータ再生装置におけるクロック再生
    装置。
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