CN1163894C - 频率控制和相位同步电路 - Google Patents

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Abstract

在短时间内稳定地达到了相位牵引。用波形均衡化装置(1)增强再生信号的规定频带，借助于模数转换器(2)利用再生时钟使其输出信号样本化，用低频噪声抑制装置(3)抑制样本化信号中的低频噪声，用周期检测装置从特定图形长度或图形间隔中，高精度高效率地萃取出周期信息，该周期信息借助于频率差检测器(9)被转换成频率差，借助于相位差检测器(10)从低频噪声抑制装置(3)输出中检测相位差，这些差通过环滤波器后进行加法运算以用振荡器(15)产生再生时钟。这些装置构成频率控制/相位同步电路。因而，集成了一个时钟***，且即便是线速度进行变化也可以高速且稳定地实现频率牵引和相位牵引。

Description

频率控制和相位同步电路
技术领域
本发明涉及频率控制和相位同步电路，特别是涉及在用来再生已记录于光盘媒体中的数字信号的时钟再生中，利用从再生信号中检测出来的线速度周期，即便是在再生信号的线速度周期进行变化的状态下，也可以进行高速且稳定的相位牵引的频率控制和相位同步电路。
背景技术
作为向光盘媒体中记录数字数据的方式，就如在光盘(Compactdisk)或DVD中所见到的那样，大多使用使线速度变成为恒定并使记录媒体上边的记录密度变成为一致的方式。在对于使线记录密度变成为恒定那样地进行标记(mark)振幅调制并进行数字调制记录的光盘再生信号进行相位周期牵引的情况下，在由相位同步环电路生成的时钟的频率与具有再生信号的时钟成分的频率大不相同的情况下，不能完成相位同步牵引的可能性，或模拟牵引到与具有再生信号的时钟成分的频率不同的频率的可能性很大。为了避免这种情况的发生，可以采用用含于再生信号中的特定的脉冲长度或脉冲间隔，检测再生线速度周期并进行光盘的旋转速度的控制或相位同步环的自由振荡频率的控制的办法，进行正常的相位同步牵引。
例如，有图12所示的那样的光盘再生***。在光盘47上边，使线记录密度变成为恒定那样地记录下图14(a)所示的那样的数据。所记录的数据，如8-16调制方式所示，假定是连续的0或1限制为3个以上14个以下的数据。用再生装置48进行再生所得到的信号，由于随着记录数据的线方向的高记录密度化，归因于干涉使得越是高频的频率成分振幅就衰减得越大，故用波形均衡化装置1进行修正，使得增强高频的频率成分。用2值化装置49，用规定的箝位电平，使进行了高频增强后的再生信号(图14(b))2值化，变换成2值化数字信号(图14(c))。
其次，在周期检测装置50中，用高频时钟对用2值化装置49进行了2值化的数字信号的特定图形的周期进行计数。在这里所用的高频时钟是用振荡器51产生的时钟。另外，振荡器51是用某一固定频率稳定地进行振荡的那种振荡器。周期检测装置50，如图13所示，由对用高频时钟计数的特定脉冲的脉冲宽度或脉冲间隔连续地进行计数的计数装置52、在计数装置52中保持在此之前得到的计数结果的保持装置53、以计数装置52的结果输出和保持装置53的保持数据输出为输入，对计数后的2个连续的脉冲宽度或脉冲间隔结果进行相加的加法运算装置54、和对每一个规定的周期求加法运算装置54的输出的最大值或最小值的判断装置55构成，是一种求2个连续的脉冲宽度(或脉冲间隔)的和的最大值或最小值的装置。由这些周期检测装置50得到的信息，与线速度成反比，由于具有再生信号所具有的时钟周期信息，故以此为基础进行控制，使得相位周期电路56的自由振荡频率与再生信号所具有的时钟成分的频率大体上一致。在这里，相位同步环电路56，由相位比较器57、电荷泵58、环滤波器59和压控振荡器60构成。该压控振荡器60，可以借助于由周期检测装置50得到的频率信息使中心频率进行适应性地动作，并采用进行控制使得振荡频率与由2值化装置49得到的数字信号所具有的时钟成分的频率大体上一致的办法，使相位同步牵引结束，而无须一直等待到光盘再生时刻或例如在线速度恒定的情况下进行再生的CLV再生时的自导引(seek)后边的电机旋转整定于常规旋转附近为止。
例如，在使记录媒体旋转的电机的旋转速度变成为恒定后进行再生的CAV再生的情况下，从光盘的内周到外周，再生数据的线速度因场所而变化。例如，与再生周期同步的频率，在图15所示的内周一侧的位置A处为20MHz，而在外周一侧的位置B处则为40MHz，从振荡器51输出的高频时钟假定为100MHz。这时，在对DVD进行再生的情况下，在再生信号中，在每一个任意的周期内存在着图16(a)所示的那种14T和4T相邻的周期图形。在这里，T是相当于含于再生信号中的记录符号的1位的周期。在用100MHz的高频时钟对该周期图形的图形长度进行计数的情况下，所检测的计数值，如图16(b)所示，在内周一侧位置A处，为(14+4)*100/20＝90，如图16(c)所示，在外周一侧位置B处，则变成为(14+4)*100/40＝45。因此得知，用高频时钟得到的计数值，是与再生位置处的线速度成反比的信息。利用该原理，例如，在对内周一侧位置A进行再生的状态下，如果考虑已自引导到外周一侧位置B的情况，则如图17所示，在自引导之后立即从压控振荡器60输出的再生时钟，虽然已变成为本身就是在内周一侧位置A处的相位同步频率的20MHz，但是，若用100MHz的高频时钟，在外周一侧位置B处，把同步图形长度计数为45，则从该周期信息推测，在进行反馈使得从压控振荡器60输出的再生时钟接近于40MHz，并进行了直到可以进行相位同步牵引的区域为止的操作之后，就可以用相位同步环电路56，使再生数据和再生时钟的相位进行同步。
但是，在上边所述的那种使用再生信号的周期检测装置中使用高频时钟的情况下，结果将变成为必须要有用来生成高频时钟的振荡器。此外，在加快电机的旋转企图高速地进行再生的情况下，必须根据该再生速度进行周期的计算，但另一方面，为了简化周期计算，有必要根据电机的旋转速度，使高频时钟的振荡频率也成比例地发生变化。此外，为了提高周期检测装置的精度，虽然理想的是利用在记录数据内以恒定的间隔存在着的同步图形的图形长度和图形间隔，但是，在象这样地在用再生信号进行的周期检测中，使用周期图形的图形长度和图形间隔的检测的情况下，在再生信号所具有的时钟成分的频率和在相位同步环电路中生成的时钟的频率之间的偏差大的情况下，就不能不重视该频率偏差的检测等中的周期图形的检测精度，因此，用来特定周期图形的时间变大，结果就变成为使需要频率的高速牵引的同步图形的检测效率劣化。此外，在周期检测装置中使用的高频时钟的相位，由于与再生数据所具有的时钟成分的相位不同步，故在检测结果中会产生波动，特别是在相位同步后的再生期间内，再生数据的线速度连续地进行变化之类的情况下，结果就变成为与检测精度的劣化连在一起。
发明内容
本发明就是鉴于这样的一些问题而发明的，目的是提供频率控制和相位同步电路。该频率控制和相位同步电路的构成为：采用把借助于再生信号检测线速度周期信息的装置，构成为使得不使用高频时钟，而代之以使用再生时钟，并借助于再生时钟，从样本化(samling)后的多位再生数字数据中，检测周期信息和相位信息，而且，根据这些信息进行控制，使得再生时钟的相位与再生数字数据所具有的时钟成分的相位同步的办法，使得时钟统一成1个***，即便是在再生数字数据的线速度变化的状态下，也可以用再生时钟进行高速且稳定的相位同步牵引。
本发明的频率控制和相位同步电路，由下述部分构成：增强再生信号的规定频带的波形均衡化装置；借助于把均衡化后的信号作为数字数据进行再生之际所使用的再生时钟，使该均衡化后的信号样本化为多位数字数据的模数转换器；用来将该样本化后的信号抑制低频噪声的低频噪声抑制装置；检测已抑制了低频噪声的信号经过零电平的位置，对相邻的过零间的标本数进行计数，并将计数结果保持在寄存器中的过零长度检测器；对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；分别检测该计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最大值的最大图形长度检测器；分别检测该计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最小值的最小图形长度检测器；对上述图形长度的最大值和最小值进行比较，利用其比率，作为周期信息选择该图形长度的最佳值的周期信息判定器；把被该周期信息判定器选择出来的周期信息和在相位同步时检测的上述最大和最小图形长度之差变换成频率差进行输出的第1频率差检测器；用来以第1频率差检测器的输出为基础，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行控制的频率控制电路；借助于上述低频噪声已得到抑制的信号来检测相位信息的相位差检测器；以该相位差检测器的输出为基础，进行相位控制使得再生时钟与再生数字信号同步的相位控制电路；对上述频率控制电路的输出和上述相位控制电路的输出进行加法运算，并根据加法运算值，使再生时钟进行振荡的振荡器，本频率控制和相位同步电路可以进行数字数据再生时的相位同步牵引。采用具有这些功能的办法，解决上述的那些课题。
倘采用本发明，采用用再生时钟取代高频时钟，并从借助于再生时钟样本化的多位再生数字数据中检测周期信息和相位信息，使再生时钟的相位与再生数字数据所具有的时钟成分的相位进行同步那样进行控制的办法，可以使时钟统一成一个***，即便是在再生数字数据的线速度发生变化的状态下，也可以用再生时钟进行高速且稳定的相位同步牵引。
本发明的第一方面的频率控制和相位同步电路，其特征是具备：增强再生信号的规定频带的波形均衡化装置；借助于把均衡化后的信号作为数字数据进行再生之际所使用的再生时钟，使该均衡化后的信号样本化为多位数字数据的模数转换器；用来将该样本化后的信号抑制低频噪声的低频噪声抑制装置；检测已抑制了低频噪声的信号经过零电平的位置，对相邻的过零间的标本数进行计数，并将计数结果保持在寄存器中的过零长度检测器；对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；分别检测该计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最大值的最大图形长度检测器；分别检测该计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最小值的最小图形长度检测器；对上述图形长度的最大值和最小值进行比较，利用其比率，作为周期信息选择该图形长度的最佳值的周期信息判定器；把被该周期信息判定器选择出来的周期信息和在相位同步时检测的上述最大和最小图形长度之差变换成频率差进行输出的第1频率差检测器；用来以第1频率差检测器的输出为基础，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行控制的频率控制电路；借助于上述低频噪声已得到抑制的信号来检测相位信息的相位差检测器；以该相位差检测器的输出为基础，进行相位控制使得再生时钟与再生数字信号同步的相位控制电路；对上述频率控制电路的输出和上述相位控制电路的输出进行加法运算，并根据加法运算值，使再生时钟进行振荡的振荡器。对于本频率控制和相位同步电路，可以进行数字数据再生时的相位同步牵引。
借助于此，不再需要用来进行周期检测的高频时钟及其发生器，由于不仅可以简化电路构成，且可以用同一时钟生成再生数字数据和频率差信息，故具有即便是再生数字数据的线速度进行变化的状态下也可以进行稳定的相位同步牵引的作用。此外，由于作为频率差选择最大图形长度和最小图形长度的合适的一方灵活使用，故具有不仅可以高速地进行再生时钟的频率牵引，在难于进行周期检测的自引导时也可以进行频率控制的作用。
本发明的第二方面，在第一方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是：上述最大图形长度检测器具有借助于相邻的过零长度的比率判定是否为同步图形的同步图形判定器，仅仅在判定为同步图形且比已保持的值大的情况下，才作为最大图形长度进行更新，上述最小图形长度检测器具有借助于相邻的过零长度的比率判定是否为最小反转图形的最小反转图形判定器，仅仅在判定为最小反转图形且比所保持的值小的情况下，才作为最小图形长度进行更新。
借助于此，即便是在再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率的偏差大的情况下，也可以检测精度良好的图形，提高伴随而来的周期检测精度，所以具有可以稳定地进行再生时钟的频率牵引的作用。
本发明的第三方面，在第二方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是：上述周期信息判定器具有：对在上述帧计数器计数的特定期间内求得的同步图形长度的最大值，在期间的终端进行保持的第1寄存器，对在上述帧计数器计数的特定期间内求得的最小反转图形长度的最小值，在期间的终端进行保持的第2寄存器，对作为上述第1寄存器的输出的上述同步图形长度的值、作为上述第2寄存器的输出的上述最小反转图形长度的值进行比较，选择最合适的图形长度作为同步信息，输出选择信号的比较器，上述帧计数器具有：将作为上述周期信息判定器的输出信号的上述同步图形长度、上述最小反转图形长度、上述选择信号作为输入，根据该选择信号选择输出的选择器，以由上述选择器选择的信号为基础，决定下次的计数数的计数数设定电路。
借助于此，由于用来对含于一个帧内的一个同步图形进行检测的检测期间，可以以频率信息为基础自动地决定，故具有提高同步图形的检测效率，可以高速地进行再生时钟的频率牵引的作用。
本发明的第四方面，在第三方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是，具备：用由上述过零长度检测器检测出来的相邻的过零长度之和、从上述最大图形长度检测器输出的同步判定标志和从上述周期信息判定器输出的同步图形长度，检测同步图形的位置的同步图形位置检测装置，以上述同步图形的位置的检测结果为基础检测同步图形的间隔的同步间隔计数器，把由上述同步间隔计数器检测出的周期信息变换成频率差，进行输出的第2频率差检测器，其中，借助于上述同步图形的再生时钟的频率和由上述第2频率差检测器检测出来的再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间偏差，切换上述同步图形位置检测装置中的同步图形位置的检测精度。
借助于此，由于可以根据再生时钟的频率，和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差量，来进行恰当的同步图形位置的检测，故不仅可以提高同步图形间隔的检测精度，与检测图形长度的情况下进行比较，由于周期信息的分辨率高，故可以进行高精度的周期检测，具有一直到再生时钟与再生数字数据变成为可以进行相位同步的区域为止，可以对再生时钟的频率稳定进行牵引的作用。
本发明的第五方面，在第四方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是：具有将作为上述同步间隔计数器的输出信号的同步图形间隔作为输入，根据该同步图形间隔进行计算，输出决定本频率控制和相位同步电路的控制状态的多个模式信号的模式控制电路，上述模式控制电路在该同步间隔计数器的值与规定值一致的情况下，把上述多个模式信号再设定为规定值。
借助于此，由于在采用计算未检测同步图形的期间的办法判断异常状态，并在判断为异常状态的情况下，进行自我复原动作，故具有可以缩短异常动作时的复原时间的作用。
本发明的第六方面，在第五方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是：具有把从上述第2频率差检测器输出的频率差信息变换成相位差信息进行输出的频率差变换器，上述频率差变换器具有对应于上述第2频率差检测器的输出的值，将该输出分配为规定值的频率变换装置，用规定的增益放大该频率变换装置的输出的增益装置，并且使用该增益装置的输出使上述相位控制电路进行动作。
借助于此，以被频率控制电路检测出来的周期信息为基础，使相位控制电路动作，由于可以用超过频率控制电路进行控制的频率的分辨率，使再生时钟的频率接近于再生数字数据所具有的时钟成分的频率成为可能，故即便是在本身就是相位同步环的相位牵引范围的俘获区域狭窄的情况下，也具有可以进行确实的相位同步牵引的作用。
本发明的第七方面，在第五方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是：上述模式控制电路在再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差大的区域中，选择上述第1频率差检测器的输出作为频率差信号，以特定图形的图形长度为基础，控制再生时钟的频率，在上述偏差小的区域中，则选择上述第2频率差检测器的输出作为频率差信号，以同步图形的间隔为基础，控制再生时钟的频率，用从模式控制电路输出的多个模式信号，连续切换本频率控制和相位同步电路的控制状态。
借助于此，再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间偏差大的区域，特定图形的图形长度这一方比同步图形间隔易于检测，频率偏差小的区域，同步图形间隔这一方检测精度高，故具有借助于灵活地利用各自的优点，就可以高速且稳定地进行频率牵引和相位同步牵引的作用。
本发明的第八方面，在第七方面所述的频率控制和相位同步电路中，其特征是具有：在决定从上述模式控制电路输出的控制状态的多个模式信号之内的任何一个模式信号，表示出再生时钟和再生数字信号的相位已进行同步的状态，且上述相位控制电路超过控制范围内的规定值进行动作的情况下，对之进行检测并输出标志的相位控制范围检测装置，在已检测到从该相位控制范围检测装置输出的标志的情况下，把上述频率控制电路的动作，控制在使上述相位控制电路的动作向规定范围内移动的方向上的控制装置。
借助于此，具有即便是在相位同步牵引后再生数据的线速度进行变化的情况下，也可以稳定地维持相位同步状态的作用。
附图说明
图1的框图示出了本发明的实施例1的频率控制和相位同步电路的构成。
图2的框图示出了实施例1中的最大图形长度检测器6的构成。
图3的框图示出了实施例1中的最小图形长度检测器7的构成。
图4的框图示出了实施例1中的周期信息判定器8的构成。
图5的框图示出了实施例1中的帧计数器5的构成。
图6的框图示出了本发明的实施例2的频率控制和相位同步电路的构成。
图7的框图示出了实施例2中的同步图形检测装置的构成。
图8的框图示出了实施例2中的模式控制电路35的构成。
图9的框图示出了实施例2中的频率差变换器34的构成。
图10的框图示出了实施例2中的频率控制用环滤波器11与相位控制用环滤波器12进行连动的情况下的构成。
图11(a)和图11(b)示出了实施例2中的频率控制用环滤波器11与相位控制用环滤波器12进行连动的情况下的控制信号的动作。
图12的框图示出了现有的光盘再生装置中相位同步环电路的构成。
图13的框图示出了现有的相位同步环电路中的周期检测装置50的构成。
图14(a)、图14(b)和图14(c)示出了现有的光盘再生装置的记录数据和波形。
图15示出了CVA再生时的再生位置和相位同步频率的关系。
图16(a)、图16(b)和图16(c)示出了用来用现有的高频时钟从同步图形长度中检测周期信息的原理。
图17示出了现有的CVA再生时的频率控制和相位控制的控制流。
图18(a)、图18(b)和图18(c)示出了用来用实施例1中的再生时钟从同步图形长度中检测频率差信号的原理。
图19(a)、图19(b)和图19(c)示出了用来用实施例1中的再生时钟从最下反转图形长度中检测频率差信号的原理。
图20示出了实施例1中的CVA再生时的频率控制和相位控制的控制流。
图21(a)、图21(b)示出了用实施例1中的再生样本化数据进行的相位差信号的检测原理。
图2(a)、图22(b)和图22(c)示出了实施例2中的用来借助于再生时钟从同步图形间隔中检测频率差信号的原理。
具体实施方式
以下，用图1到图11、图15和图18到图22，对本发明的实施例进行说明。
实施例1
用图1的框图对本发明实施例1的频率控制和相位同步电路进行说明。
在图1中，1是进行增强光盘再生信号的高端频带之类的修正的波形均衡化装置，用可以任意地设定提升(boost)量和截止频率的滤波器构成。例如，是高次脉动展平滤波器等；2是借助于把波形均衡化装置1的输出信号作为数字信号进行再生之际使用的再生时钟，把模拟信号变换成数字信号的模数转换器，样本化成多位的数字信号；3是对在该样本化后的多位的再生数字信号中含有的低频噪声成分进行抑制的低频噪声抑制装置，由检测再生数据信号所具有的DC成分的装置和从再生数字信号中减去所检测出来的DC成分的装置构成；4是连续地检测低频噪声成分受到抑制的再生数字信号经过零电平的位置，以再生时钟为基础对相邻的过零间的标本数进行计数，并作为过零长度保持在寄存器中的过零长度检测器；5是用过零长度检测器4的输出，以再生时钟为基础对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；6是对用帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值之和的最大值进行检测，并作为最大图形长度保持在寄存器内的最大图形长度检测器；7是对用帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值之和的最小值进行检测，并作为最小图形长度保持在寄存器内的最小图形长度检测器；8是对用上述最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7得到的两周期信息进行比较，利用其比率，作为同步信息最佳值输出选择信号的周期信息判定器；9是以该选择信号为基础，把所选择的周期信息和应在相位同步时检测的上述最大图形长度和最小图形长度之间的差，变换成频率差进行输出的频率差检测器；10是用由低频噪声控制装置得到的输出检测再生数字数据的相位信息的相位差检测器；11是频率控制用环滤波器，用来用由频率差检测器9输出的频率差量，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行频率控制；12是相位控制用环滤波器，用来使用相位差检测器10的输出进行相位控制，使得再生时钟与再生数字信号同步；13、14是把数字信号变换成模拟量的电信号进行输出的数模转换器；15是对用数模转换器13、14分别转换成模拟量的电信号进行加法运算，并根据加法运算后的电信号生成再生时钟的振荡器。
其次，说明上述构成的本发明实施例1的频率控制和相位同步电路的动作。
把已对光盘再生信号用波形均衡化装置1进行了增强高端频带那样修正的输出信号，输出至模数转换器2，使用由振荡器15生成的再生时钟，把已对上述光盘再生信号施行了修正的输出信号变换成数字信号，样本化为多位再生数字信号。由模数转换器2得到的样本化信号与再生时钟是同相的，以后，计数等所有的数据处理，都是以上述再生时钟为基础进行的。把该样本化后的多位再生数字信号输入到低频噪声控制装置3，抑制含于再生数字信号中的低频噪声成分。低频噪声成分得到抑制的再生数字信号，被输入到过零长度检测器4，在该过零长度检测器4中，连续地检测过零电平的位置，以再生时钟为基础对相邻的过零间的标本数进行计数，并作为过零长度把该计数值保持在寄存器中。此外，用该过零长度检测器4的输出，在最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7中，在用以再生时钟为基础，对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值的和的最大值和最小值分别进行检测并保持在寄存器内，得到与再生数字数据的线速度周期成反比的信息。
由这些最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7得到周期信息，在周期信息判定器8中，对该最大图形长度和最小图形长度进行比较，利用其比率，作为周期信息选择最佳值，并把显示究竟哪一个值是最佳值的字符段信号，输出到频率差检测器9中。频率差检测器9，以该字符段信号为基础，把所选择的周期信息和应在相位同步时检测的最大图形长度和最小图形长度之差，变换成频率差，决定用来进行再生时钟的频率控制的频率差量。再生数字数据的相位信息，用由低频带噪声抑制装置3得到的输出，由相位差检测器10进行检测，决定用来进行再生时钟和再生数字数据的相位同步的相位差量。
再有，用上述频率差检测器9决定的频率差量，被输入到频率控制用环滤波器11中去，该频率控制用环滤波器11，用该频率差量，一直到再生时钟变成为可以和再生数字信号同步的区域为止，进行频率控制，并把其所输出的数字信号输入到数模转换器13中去。数模转换器13把输入进来的数字信号变换成模拟量的电信号输出。另一方面，由相位差检测器10决定的相位差量，被输入到相位控制用环滤波器12中去，该相位控制用环滤波器12，用该相位差量进行相位控制使得再生时钟与再生数字信号同步，并把其所输出的数字信号输入到数模转换器14中去。数模转换器14，把所输入的数字信号变换成模拟量的电信号输出。对由上述数模转换器13输出的电信号和由数模转换器14输出的电信号进行加法运算，根据加法运算后的电信号，生成使振荡器15动作的再生时钟。
借助于这样的一连串的动作，就可以使再生时钟的相位和再生数字数据所具有的时钟成分的相位同步，就可以用该再生时钟再生已记录在光盘媒体中的数字数据。
以下更为详细地对构成本实施例1的频率控制和相位同步电路的各个电路块进行说明。
首先，上述最大图形长度检测器6，可以使用图2所示的构成。即，上述最大图形长度检测器6的构成是，具有根据在用以再生时钟为基础对过零长度进行计数输出的过零长度检测器4进行检测的相邻的过零长度的寄存器16和寄存器17中保持的值的比率进行判断，判定所检测的图形是否同步图形的同步图形判定器18，和对保持在寄存器16和寄存器17中的值的加法运算值和到此为止所保持的寄存器19的值的大小进行比较的比较器20，并具有仅仅在上述同步图形判定器判定为同步图形，而且比较器20的新的值比以前的值大的情况下，才从比较器20对寄存器19输出更新许可信号以进行该寄存器19的更新的功能。
例如，在DVD中，在已记录下来的数据系列中存在着被称之为同步图形的14T、4T的连续图形。在用与再生数字数据所具有的时钟成分同步的再生时钟对该同步图形长度进行计数的情况下，该同步图形长度，如图18(a)所示，将变成为14+4＝18。但是，在再生时钟对再生数字数据所具有的时钟成分以2倍的频率进行振荡的情况下，如图18(b)所示，将变成为28+8＝36，反之在用1/2的频率进行振荡的情况下，如图18(c)所示，将变成为7+2＝9。由此可知，在再生信号与再生时钟不同步的情况下，由于观测不到18T，故所观测到的同步图形长度和18之差，将成为周期信息。
其次，作为从再生信号中找到同步图形的方法，由于相邻的值基本上保持14/4的比率而不依赖于再生时钟的频率，故即便是考虑到检测频率的波动，采用构成只要除去了寄存器17的值的下2位(原有数据的1/4)的值进入寄存器16的值的±1的范围内，就判定为同步图形的同步图形判定器18的办法，就可以实现该方法。
此外，上述最小图形长度检测器7，可以使用图3所示的构成。即，上述最小图形长度检测器7的构成是，具有根据在用以再生时钟为基础对过零长度进行计数输出的过零长度检测器4进行检测的相邻的过零长度的寄存器16和寄存器17中保持的值的比率进行判断，判定所检测的图形是否最小反转图形的最小反转图形判定器21，和对保持在寄存器16和寄存器17中的值的加法运算值和到此为止所保持的寄存器22的值的大小进行比较的比较器23，并具有仅仅在上述最小反转图形判定器21判定为最小反转图形，而且比较器23的新的值比以前的值小的情况下，才从比较器23对寄存器22输出更新许可信号以进行该寄存器22的更新的功能。
例如，在DVD中，在已记录下来的数据系列中的最小反转图形为3T、3T。在用与再生数字数据所具有的时钟成分同步的再生时钟对该最小反转图形长度进行计数的情况下，该最小反转图形长度，如图19(a)所示，将变成为3+3＝6。但是，在再生时钟对再生数字数据所具有的时钟成分以2倍的频率进行振荡的情况下，如图19(b)所示，将变成为6+6＝12，反之在用1/2的频率进行振荡的情况下，如图19(c)所示，将变成为1.5+1.5＝3(实际上，由于不可能计数为1.5，故将保持为1+2的组合)。由此可知，在再生信号与再生时钟不同步的情况下，由于观测不到6T，故所观测到的同步图形长度和6之差，将成为周期信息。
其次，作为从再生信号中找到同步图形的方法，这也与上述同步图形一样，由于相邻的值基本上保持1对1的比率而不依赖于再生时钟的频率，故即便是考虑到检测频率的波动，采用具有只要寄存器17的值进入寄存器16的值的±1的范围内，就判定为同步图形的功能的最小反转图形判定器21的构成的办法，就可以实现该方法。
这样一来，借助于上述最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7，就可以进行不依赖于再生时钟的频率的变化的稳定的同步图形和最小反转图形的检测。
此外，上述周期信号判定器8可以使用图4所示的构成。即，由比较器26构成。该比较器26，以作为保持由从帧计数器5输出的帧标志进行制定的期间中的同步图形长度的最大值的装置的寄存器24，和作为保持最小反转图形的最小值的寄存器25的值为输入，利用作为寄存器24的输出的同步图形长度和作为寄存器25的输出的最小反转图形长度的比率，产生用来选择被认为是最佳周期信息的选择信号。
例如，在DVD中，如上所述，同步图形把14T和4T加在一起保持为18T，最小反转图形把3T和3T加在一起保持为6T。在这里，即便是在再生时钟的频率已发生了变化的情况下，两者的比率仍保持为3对1。因此，如果把在寄存器24的值的LSB一侧除去了2位的值(原来的值的1/4)，和除去了3位的值(原来的值的1/8)加在一起的值，进入了寄存器25的±1的范围内，就输出选择信号，使得把检测精度高的同步图形长度用做周期信息，如果未进入该范围内，就输出选择信号，使得把检测频度高的最小反转图形长度用做周期信息。由于可以采用具有这些功能的办法反映了对检测结果效率良好的控制，故频率控制的高速化成为可能。此外，即便是在自引导时，在难于进行同步图形检测的情况下，由于反映了对优先检测最小反转图形的控制，故仍可以进行频率控制。
此外，上述帧计数器5可以使用图5所示的构成。即，用以图4所示的作为周期信息判定器8的输出信号的同步图形长度和最小反转图形长度和选择信号为输入，借助于选择信号选择输出的选择器27，和以被选择器27选择的信号为基础，决定下一次的计数数的计数数设定电路28，和在计数数设定电路28的输出和用再生时钟进行计数的计数器30的输出一致的情况下，输出帧标志的一致电路29构成，具有借助于从一致电路29输出的帧标志使计数器30复位的功能。
例如，在DVD中，如图22(a)所示，虽然在记录信号中以在1488T中一个的比率等间隔地存在着同步图形，但是在用再生时钟检测同步图形间的间隔的情况下，该同步图形间的间隔，相应于再生时钟的频率和再生数字信号所具有的时钟成分的频率之间的偏差量发生变化，在再生时钟是再生数字信号所具有的时钟成分的频率的1/2的情况下，如图22(c)所示，在744T处被检测出来，在2倍的情况下，则如图22(b)所示，在2976T处被检测出来，当然，在再生时钟的频率控制中，结果就变成为同步图形的检测间隔随着时间而变化。但是，即便是在再生时钟的频率象上述那样地进行变化的情况下，同步图形间隔和同步图形长度之间的比率，由于不论哪种情况都将变成为1488/18，同步图形间隔和最小反转图形长度之间的比率，不论哪一种情况都将变成为1488/6，故在选择器27中，在把同步图形长度选择为周期信息的情况下，采用用计数数设定电路28使选择器27的输出信号的LSB一侧增加7位(原来的128倍)的办法把大约1.5帧当作周期信息的检测期间(帧是被同步图形长度划分成区的数据单位)，在选择器27中把最小反转图形长度选择为周期信息的情况下，采用用计数数设定电路28，使选择器27的输出信号的LSB一侧增加8位(原来的256倍)的办法，把大约1帧当作周期信息的检测期间是可能的。在这里，也可以任意地切换用计数数设定电路28进行操作的位数来操作计数数。采用具有这些功能的办法，在周期信息的检测期间内，必须含有1个以上的同步图形的条件下，就可以使周期信息的检测期间最佳化。
在这里，之所以说上述‘在周期信息的检测期间内，必须含有1个以上的同步图形的条件’，是因为在用来对周期信息进行检测的1个期间之内，如果不合有同步图形，由于就不能用同步图形长度求频率差，故在该期间之内最低也要含有1个同步图形，就变成为一个条件。另一方面，如果使用来检测周期信息的1个期间固定下来，则由于取决于频率偏差量，有时候在该期间内不存在同步图形，有时候反过来存在着所需个数以上的同步图形，故同步图形的检测精度和检测效率劣化，频率控制中的反馈变慢，结果变成为花费牵引时间。
此外，上述频率差检测器9使用根据以下所示的原理产生频率差的频率差检测器。
例如，在DVD中，在已记录下来的数据系列中存在着被称之为同步图形的14T、4T的连续图形和被称之为最小反转图形的3T、3T的连续图形。在用与再生数字数据所具有的成分同步的再生时钟对该同步图形长度和最小反转图形长度进行计数的情况下，这些同步图形长度和最小反转图形长度，如图18(a)和图19(a)所示，将分别变成为18和6。但是，在再生时钟对于再生数字数据所具有的时钟成分 2倍的频率进行振荡的情况下，如图18(b)和图19(b)所示将分别变成为36和12，反之，在用1/2的频率进行振荡的情况下，则如图18(c)和图19(c)所示，将分别变成为9和3。由此可知，在再生信号和再生时钟不同步的情况下，由于观察不到作为同步的情况下的同步图形长度的18T和作为最小反转图形长度的6T，故从所观察到的同步图形长度在减去18后的值，或从所观察到的最小反转图形长度中减去6后的值将变成为频率差信号。究竟用哪一种信息，由周期信息判定器8决定。
例如，在使记录媒体进行旋转的电机的旋转速度变成为恒定后进行再生的CAV再生中，从光盘的内周到外周再生数据的线速度因场所而变。例如，在假定从振荡器15输出的再生时钟，在位置A处与再生数据所具有的时钟成分同步的情况下，与再生数据同步的频率，在图15所示的内周一侧的位置A处为20MHz，在外周一侧的位置B处，则为40MHz。在这里，如果考虑在对位置A进行再生的状态下，对自导引到位置B处的情况，则如图20所示，在自引导之后，立即从振荡器15输出的再生时钟，虽然变成为作为在位置A处的相位同步频率的20MHz，但在位置B处在用该再生时钟检测同步图形长度时，由于已变成为再生数据所具有的时钟成分的一半，故对于相位同步时的18，把一半的9检测为计数值。同样，在检测最小反转图形长度时，对于相位同步时的6，检测出一半的3。在这种情况下，由于同步图形长度和最小反转图形长度满足3：1的比率，故采用周期信息判定器8把同步图形长度判断为是可以信赖的值的办法，把从所检测到的同步图形长度中减去相位同步时的同步图形长度后的9-18＝-9，作为频率差信号从频率差检测器9输出。所得到的频率差信号，由于是负值，故再生时钟的频率被判断为比再生数据所具有的时钟成分的频率低，所以，中间存在着频率控制环滤波器11和数模转换器13，反馈在提高从振荡器15输出的振荡频率的方向上起作用，在图20所示的位置C处，在把同步图形长度检测为18的时刻，结束频率控制，开始相位同步牵引，使再生时钟和再生数据的相位可以同步。此外，在自引导中，也可以采用进行频率差的反馈的办法，缩短自引导后的相位同步所需要的时间。
此外，上述相位差检测器10，根据图21(a)和图21(b)所示的那种原理，使再生时钟的相位与再生数据所具有的时钟成分的相位同步。图21(a)示出的是再生时钟的频率对于再生数据所具有的时钟成分的频率变得稍微低一点的状态。例如，倘假定是用4T的连续的单一频率构成再生数据的情况，则在图21(a)的用黑圆点表示过零附近的样本化信号中，采用在样本化信号的上升边处，使用原封不动的信息，在下降边处则使样本化信号的正负进行反转的办法，根据相位的偏离量，观测图21(a)和图21(b)所示的相位差曲线。在这里，样本化信号的振幅成分，可以考虑置换为时间方向上的样本化相位的偏离。于是，如果考虑到上升边和下降边，使过零附近的样本化信号的振幅成分原封不动地变成为相位差信号，则在被观测为正的情况下，结果就变成为相位滞后，变成为提高再生时钟的频率在使相位提前的方向上进行反馈。相反，在被观测为负的情况下，结果就变成为相位超前，变成为降低再生时钟的频率在使相位推迟的方向上进行反馈。借助于进行这些的控制，如图21(b)所示，相位差信号接近于零，使再生时钟和再生数据所具有的时钟成分的相位同步成为可能。
倘采用本实施例1的这样的频率控制和相位同步电路，由于具备：增强再生信号的规定频带的波形均衡化装置；借助于把用该波形均衡化装置均衡化后的信号作为数字数据进行再生之际所使用的再生时钟，把该均衡化后信号样本化成多位数字数据的模数转换器；用来借助于以上述再生时钟为基础样本化后抑制低频噪声的低频噪声抑制装置；检测低频噪声得到抑制的信号过零电平的位置，以再生时钟为基础对相邻的过零间的标本数进行计数，并保持在寄存器中的过零长度检测器；对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；分别检测把用该帧计数器计数的规定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最大值、最小值的最大图形长度检测器和最小图形长度检测器；对该图形长度的最大值和最小值进行比较，利用其比率，作为周期信息选择最佳值的周期信息判定器；兼具把被该周期信息判定器选择出来的周期信息和应在相位同步时检测的上述最大和最小图形长度之差变换成频率差进行输出的装置，和借助于最大图形长度对同步图形进行判别，把同步图形的间隔变换成频率差进行输出的装置的频率差检测器；用来以频率差检测器的输出为基础，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行控制的频率控制电路；借助于低频噪声已得到抑制的信号来检测相位信号的相位差检测器；以相位差检测器的输出为基础，进行相位控制使得再生时钟与再生数字信号同步的相位控制电路；对上述频率控制电路的输出和相位控制电路的输出进行加法运算，并根据加法运算值，使再生时钟进行振荡的振荡器，且可以进行数字数据再生时的相位同步牵引，故采用使用再生时钟来取代高频时钟，并借助于再生时钟从已样本化的多位再生数字数据中检测周期信息和相位信息，进行控制使得再生时钟的相位与再生数字数据所具有的时钟成分的相位同步的办法，就可以使时钟统一成1个***，即便是在再生数字数据的线速度发生变化的状态下，也可以使用再生时钟进行高速且稳定的相位同步牵引。
此外，由于作成为使得作为周期信息选择并灵活使用最大图形长度和最小图形长度的合适的一方，故不仅可以高速地进行再生时钟的频率牵引，被认为难以进行的周期检测的自引导时也可以进行频率控制。
再有，最大图形长度检测器、最小图形长度检测器，由于分别具有同步图形判定器和最小反转图形判定器，对各自的图形进行判定，且构成为仅仅在比所保持的值大或小的情况下才更新最大图形长度、最小图形长度，故在再生时钟的频率与再生数字数据所具有的时钟成分的频率偏差大的情况下，也可以检测精度良好的图形，同时由于将提高周期检测精度，故可以稳定地进行再生时钟的频率牵引。
再有，由于把上述周期信息判定器构成为具有把用帧计数器计算的规定期间内所求得的最大图形长度和最小图形长度，在期间的终端进行保持的寄存器，以把用上述周期信息判定器对在该寄存器中保持的各自的值进行比较的结果所得到的、被认为作为周期信息最佳的图形长度为基础，自动地设定下一次的用帧计数器计数的期间，故可以以周期信息为基础，自动地决定用来对含于1个帧内的一个同步图形进行检测的检测期间，可以提高同步图形的检测效率，可以高速地进行再生时钟的频率牵引。
实施例2
用图6的框图，对本发明实施例2的频率控制和相位同步电路进行说明。
在图6中，1是进行增强光盘再生信号的高端频带之类的修正的波形均衡化装置；2是借助于把波形均衡化装置1的输出信号作为数字信号进行再生之际使用的再生时钟，把模拟信号变换成数字信号的模数转换器，样本化成多位的数字信号；3是对在该样本化后的多位再生数字信号中含有的低频噪声成分进行抑制的低频噪声抑制装置；4是连续地检测低频噪声成分受到抑制的再生数字信号经过零电平的位置，以再生时钟为基础对相邻的过零间的标本数进行计数，并作为过零长度保持在寄存器中的过零长度检测器；5是用过零长度检测器4的输出，以再生时钟为基础对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；6是对用帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值之和的最大值进行检测，并作为最大图形长度保持在寄存器内的最大图形长度检测器；7是对用帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值之和的最小值进行检测，并作为最小图形长度保持在寄存器内的最小图形长度检测器；8是对用上述最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7得到的两周期信息进行比较，利用其比率，作为同步信息最佳值输出选择信号的周期信息判定器；9是以该选择信号为基础，把所选择的周期信息和应在相位同步时检测的上述最大图形长度和最小图形长度之间的差，变换成频率差进行输出的频率差检测器；31是使用由过零长度检测器检测出来的相邻的过零长度之和、从最大图形长度检测器6输出的同步判定标志和从周期信息判定器8输出的同步图形长度，检测同步图形位置的同步图形位置检测器；32是以该同步图形位置的检测结果为基础检测同步图形间隔的同步间隔计数器；33是把被该同步间隔计数器32检测出来的周期信息变化成频率差输出的频率差检测器；10是用由低频噪声控制装置3得到的输出，检测再生数字数据的相位信息的相位差检测器；34是把频率差检测器33的输出变换成相位差信息输出的频率差变换器；35是为了进行频率控制，作为对究竟使用频率差检测器9的输出和频率差检测器33的输出的哪一个输出的装置的模式控制电路，把作为同步间隔计数器32的输出信号的同步图形间隔作为输入，并以之为基础进行运算，输出决定控制状态的多个模式的模式控制电路；11是频率控制用环滤波器，用来用由频率差检测器9输出的频率差量，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行频率控制；12是相位控制用环滤波器，用来使用相位差检测器10的输出和频率差变换器34的输出进行相位控制，使得再生时钟与再生数字信号同步；13、14是把数字信号变换成模拟量的电信号进行输出的数模转换器；15是对用数模转换器13、14分别转换成模拟量的电信号进行加法运算，并根据加法运算后的电信号生成再生时钟的振荡器。
其次，说明上述构成的本发明的实施例2的频率控制和相位同步电路的动作。
把已对光盘再生信号用波形均衡化装置1进行了增强高端频带那样修正的输出信号，输出至模数转换器2，使用由振荡器15生成的再生时钟，把已对上述光盘再生信号施行了修正的输出信号变换成数字信号，样本化为多位再生数字信号。所得到的样本化信号与再生时钟是同相的，以后，计数等所有的数据处理，都是以上述再生时钟为基础进行的。把该样本化后的多位再生数字信号输入到低频噪声控制装置3，抑制含于再生数字信号中的低频噪声成分。
其次，低频噪声成分得到抑制的再生数字信号，被输入到过零长度检测器4，在该过零长度检测器4中，连续地检测过零电平的位置，以再生时钟为基础对相邻的过零间的标本数进行计数，并作为过零长度把该计数值保持在寄存器中。此外，用该过零长度检测器4的输出，在最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7中，在用以再生时钟为基础，对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器5制定的期间内相邻过零长度的计数值的和的最大值和最小值分别进行检测并保持在寄存器内，得到与再生数字数据的线速度周期成反比的信息。
由这些最大图形长度检测器6和最小图形长度检测器7得到周期信息，在周期信息判定器8中，对该最大图形长度和最小图形长度进行比较，利用其比率，作为周期信息选择最佳值，并显示究竟哪一个值是最佳值的字符段信号，被输出到频率差检测器9中。频率差检测器9，以该字符段信号为基础，把所选择的周期信息和应在相位同步时检测的最大图形长度和最小图形长度之差，变换成频率差，决定用来进行再生时钟的频率控制的频率差量。
另一方面，被过零长度检测器4检测出来的相邻的过零长度之和、从最大图形长度检测器6输出的周期判定标志和从周期信息判定器8输出的同步图形长度，被输入到同步图形位置检测器31中去，借助于此检测同步图形的位置，并以该检测结果为基础，由检测同步图形的间隔的同步间隔计数器32和把被同步间隔计数器32检测出来的周期信息变换成频率差进行输出的频率差检测器33，决定用来进行再生时钟的频率控制的频率差量。
再生数字数据的相位信息，用由低频噪声抑制装置3得到的输出，借助于相位差检测器10进行检测，决定用来进行再生时钟和再生数字数据的相位同步控制的相位差量。此外，上述频率差检测器33的输出，被频率差变换器34变换成相位差信息。为了进行频率控制，把本身为同步间隔计数器32的输出信号的同步间隔输入到本身就是对究竟使用频率差检测器9的输出和频率差检测器33的输出中的哪一个进行选择的装置的模式控制电路35中去，在该模式控制电路35中，以之为基础进行运算，输出决定控制状态的多个模式信号中的不论哪一个。
再有，用上述模式控制电路35选择的一侧的频率差量，被输入到频率控制用环滤波器11中去，用包括该频率控制用环滤波器11在内的频率控制环，一直到再生时钟变成为可以和再生数字信号同步的区域为止，进行频率控制，并把上述频率控制用环滤波器11的输出的数字信号输出到数模转换器13中去。对被数模转换器13变换成模拟量的电信号，和用相位差检测器10的输出与频率差变换器34的输出，借助于包括相位控制用环滤波器12在内的相位控制用环进行相位控制，使得再生时钟与再生数字信号同步，作为进行该相位控制的结果，把用数模转换器14将由相位控制用环滤波器12输出的数字信号转换成模拟量后的电信号进行加法运算，并根据加法运算后的电信号，使振荡器15动作，生成再生时钟。
借助于这样的一连串动作，就可以使再生时钟的相位和再生数字数据所具有的时钟成分的相位同步，就可以用该再生时钟再生已记录在光盘媒体中的数字数据。
以下更为详细地对构成本实施例2的频率控制和相位同步电路的各个电路块进行说明。
包括上述同步图形位置检测器31在内的同步图形检测装置，可以使用图7所示的构成。即，其构成为：借助于从具有使用作为上述同步图形判定器18的输出的同步判定标志、对作为用帧计数器5计数的期间的最大图形长度的同步图形长度和同步图形长度的规定值进行比较的比较器36的输出、和对用过零长度检测器4进行检测的相邻的过零长度的寄存器16和寄存器17的输出的加法运算值和同步图形长度的规定值进行比较的比较器37的输出，借助于检测同步图形的位置的同步图形位置判定器输出同步图形标志，并以之为基础决定控制状态的功能的模式控制电路35输出的模式信号，切换比较器36和比较器37的判定基准和同步图形位置检测器31的动作条件。借助于此，可以采用在频率偏差大的区域中，用粗测模式进行同步图形的位置检测以提高检测率，在频率偏差小的区域中，用细测模式进行同步图形的位置检测重视检测精度的办法，与频率偏差的量对应起来切换同步图形位置检测，高速地进行频率控制。这时，由模式控制电路35输出的模式信号，反映出再生时钟和再生数字数据所具有的时钟成分的频率的偏差。
例如，在DVD中，规定的同步图形为18T，其构成为：在从模式控制电路35输出的模式信号显示出频率偏差大的情况下，同步图形位置检测器31，仅仅在同步图形判定器18满足条件，且在比较器36中同步图形长度处于18±n的范围内，且在比较器37中，寄存器16和寄存器17的加法运算值处于18±m的范围内的情况下，才输出同步图形标志，在从模式控制电路35输出的模式信号表示出频率偏差小的情况下，同步图形位置检测器31，仅仅在同步图形判定器18满足条件，且在比较器37中寄存器16和寄存器17的加法计算值与18一致的情况下，才输出同步图形标志。由于具有这些功能，故将提高同步图形间隔的检测精度和检测效率。
此外，上述频率差检测器33，根据图22(a)、图22(b)和图22(c)所示的原理检测频率差信号。
例如，在DVD的记录符号中，在作为恒定间隔的每1488T中，存在着用14T和4T的组合构成的被称之为同步图形的符号。用同步图形检测器31对之进行位置特定，并根据再生时钟用同步间隔计数器32对所检测出来的同步图形的间隔进行计数。在用与再生数字数据所具有的时钟成分同步的再生时钟对该间隔计数的情况下，该同步图形间隔，如图22(a)所示，将变成为1488。但是，在再生时钟对于再生数字数据所具有的时钟成分以2倍的频率进行振荡的情况下，如图22(b)所示，变成为2976，反之，在以1/2的频率进行振荡的情况下，如图2(c)所示，变成为744。由此可知，在再生信号和再生时钟不同步的情况下，由于观测不到同步图形间隔1488T，故从所观测到的同步图形间隔中减去1488后的值保持为频率差信号。在所得到的频率差信号为正的情况下，由于再生时钟的频率对于再生数字数据所具有的时钟成分的频率升高，故要进行反馈使得降低振荡器15的振荡频率。此外，在所得到的频率差信号为负的情况下，由于再生时钟的频率，变成为对于再生数字数据所具有的时钟成分的频率低，故要进行反馈，使得振荡器15的振荡频率增高。借助于此，就可以使同步图形间隔接近于1488，比起以同步图形长度18T为基础进行控制的情况来，可以以1488/18倍的精度进行再生时钟的频率控制。
此外，上述模式控制电路35，可以使用图8所示的构成。即，具有如下的构成：把作为同步间隔计数器32的输出的同步图形间隔，输入到判定它是否满足规定条件的间隔比较器38中去，在满足规定条件的情况下，就对标志计数器39进行增值计数，在不满足规定的条件的情况下，则对标志计数器40进行增值计数，标志计数器39和40具有用相反的条件进行复位的功能，这些计数值表示同步图形的间隔状态的连续量，在该连续量与外部寄存器的特定值一致的情况下，状态决定电路41按照规定规则决定控制状态，输出第1模式信号或第2模式信号，与之相对应，自动地切换用来进行频率控制和相位同步电路的各自的电路状态。例如，采用在从模式控制电路35输出的第1模式信号和第2模式信号，表明再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率的偏差大的状态的情况下，就把频率差检测器9的输出选择为频率差信号，在表明再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率偏差小的情况下就把频率差检测器33的输出选择为频率差信号的办法，频率偏差大的区域，比起同步图形间隔来，由同步图形或最小反转图形构成的特定图形的图形长度这一方易于检测，频率偏差小的区域，同步图形间隔这一方检测精度高，由于可以进行灵活地运用这些长处的控制，故可以高速且稳定地进行频率牵引。此外，在从模式控制电路35输出的第1模式信号和第2模式信号表明是可以进行相位同步的状态的情况下，可以采用用相位差检测器10的输出和频率差变换器34的输出进行相位的控制，使得再生时钟与再生数字信号同步的办法，从频率牵引平滑地过渡到相位牵引的动作。再有，采用用这些第1模式信号和第2模式信号切换频率控制用环滤波器11和相位控制用环滤波器12的控制量的办法，可以进一步缩短相位同步时间。采用用这些自动地观测再生时钟和再生数字数据所具有的时钟成分之间的频率偏差并决定控制状态的模式控制电路35，连续地且自动地切换控制状态的办法，就可以高速且稳定地进行频率牵引和相位牵引。
此外，上述同步间隔计数器32，可以使用具有下述构成的同步间隔计数器：在同步间隔计数器32的值超过了某一规定的阈值的情况下，具备把决定控制状态的模式信号再次设定成特定状态的装置。即，由于可以把同步间隔计数器32的值变的过大这件事看作是没有找到同步图形的状态，故用多个模式信号，再次设定成以作为在频率偏差大的时候使用的控制的、同步图形长度或最小反转图形长度为基础求频率差并进行频率控制的模式。但是，在同步间隔计数器32检测出了同步图形标志的情况下，就进行复位，设定成初始值。
例如，在DVD中，在再生时钟已与再生数字数据相位同步的情况下，只要正常地进行动作，用再生时钟进行计数的同步间隔计数器32的值按理说不会超过1488。即便是考虑到漏检，只要把阈值设定成10000以上，在同步间隔计数器32超过该值进行动作的情况下，看作是异常状态，把模式控制电路35设定为使得变成为以同步图形间隔检测出来的频率错误为基础，进行频率控制的状态，执行频率和相位的再牵引。借助于具有这些功能，在判断为异常的情况下，由于进行自我复原动作，故可以缩短异常动作时的复原时间。
此外，上述频率差变换器34，可以使用图9所示的构成。采用使之具有根据其值把频率差检测器33的输出把分开向+1、0、-1摆动的频率变换装置42和用规定的增益对频率变换装置42的输出进行放大的增益级43，用增益级43的输出使相位控制用环滤波器12动作的构成办法，由于可以使再生时钟的频率，超过用频率控制用环滤波器11可以控制的频率的分辨率来接近再生数字数据所具有的时钟成分的频率，故即便是作为相位同步环的相位牵引范围的俘获范围狭窄的情况下，也可以进行确实的相位同步牵引。
此外上述频率控制用环滤波器11和相位控制用环滤波器12，如图10所示，可以使用连动的构成。即，可以使用下述的构成：具有在从模式控制电路35输出的决定控制状态的多个模式信号表示出再生时钟和再生数字信号的相位已经同步，而且，在相位控制用环滤波器12，如图11(a)所示，超过决定控制范围的规定的上、下限阈值Thu、Th1进行动作的情况下，就检测该阈值，并输出标志的相位控制范围检测装置44，具备在已检测出从那里输出的标志的情况下，把频率控制用环滤波器11控制在使相位控制用环滤波器12的动作向规定的范围移动的方向上的控制装置45。例如，采用把低通滤波器46***到数模转换器13的输出中去的办法，增大时间常数，如图22(b)所示，采用使频率控制用环滤波器11，在与频率控制用环滤波器11的控制方向相同的方向上移动一个恰好相当于可以用频率控制用环滤波器11控制的频率的最小分辨率的量的办法，就可以使之进行返回规定的阈值内的动作。由于具有这些功能，在相位同步牵引之后，即便是在再生数据的线速度发生变化的情况下，也可以稳定地维持相位同步状态。
倘采用这样的本实施例2的频率控制和相位同步电路，采用使用再生时钟来取代高频时钟，并借助于再生时钟从已样本化的多位再生数字数据中检测周期信息和相位信息，进行控制使得再生时钟的相位与再生数字数据所具有的时钟成分的相位同步的办法，就可以使时钟统一成1个***，即便是在再生数字数据的线速度发生变化的状态下，也可以使用再生时钟进行高速且稳定的相位同步牵引。
此外，在本实施例2中也与上述实施例1一样，由于用同一时钟生成再生数字数据和频率差信息，故即便是在再生数字数据的线速度发生变化的状态下，也可以进行稳定的相位同步牵引。
再有，与在上述实施例1中一样，由于作为频率差选择并灵活使用最大图形长度和最小图形长度的合适的一方，故不仅可以高速地进行再生时钟的频率牵引，在被认为难以进行的周期检测的自引导时，也可以进行频率控制。
再有，在本实施例2中，由于把上述频率差检测器作成为具备：使用被过零长度检测器检测出来的相邻的过零长度之和、上述同步图形判定器的判定结果输出和保持在上述寄存器中的最大图形长度，检测同步图形的位置的同步图形位置检测装置、和以该检测结果为基础检测同步图形的间隔，并把其值变换成频率差信息进行输出的频率差检测器，并具有借助于上述同步图形的再生时钟的频率和被上述频率差检测器检测出来的再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差，切换上述同步图形位置检测装置的功能，由于可以根据再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差量进行同步图形位置的检测，故不仅可以提高同步图形间隔的检测精度，由于与检测图形长度的情况下进行比较，周期信息的分辨率增高，故还可以进行高精度的周期检测，一直到再生时钟变成为可以与再生数字数据进行相位同步的区域为止，可以稳定地进行再生时钟的频率牵引。
此外，在本实施例2中，由于把上述频率差检测器作成为：具有用再生时钟对未检测出同步图形的期间进行计数的计数器，在该计数器的计数值比规定值大的情况下，就把从决定该频率控制和相位同步电路的控制状态的模式控制电路输出的多个模式信号再设定为特定状态的频率差检测器，故采用计算为检测出同步图形的期间的办法判断异常状态，在已判断为异常状态的情况下就进行自我复原动作，所以可以缩短异常动作时的复原时间。
此外，在本实施例2中，由于作成为具有把从上述频率差检测器输出的、从同步图形的间隔变换过来的频率差信息，变换成相位差信息进行输出的频率差变换器，并以该相位差信息为基础使相位控制电路动作，一直到可以进行相位同步的频带为止，精度良好地对再生时钟进行牵引，故以用频率控制电路检测出来的周期信息为基础使相位控制电路动作，超过用频率控制电路可以控制的频率的分辨率接近再生数字数据所具有的时钟成分的频率，故即便是作为相位同步环的相位牵引范围的俘获范围狭窄的情况下，也可以进行确实的相位同步牵引。
再有，在本实施例2中，由于作成为具有在实施例1中的频率差检测器缓和在实施例2中新设置的频率差检测器这双方的功能，在再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差大的区域中，以同步图形、最小反转图形等的特定图形的图形长度为基础控制再生时钟的频率，在该偏差小的区域中，以同步图形的间隔为基础控制再生时钟的频率，观测再生时钟和再生数字数据所具有的时钟成分之间的频率偏差，采用用从决定该频率控制和相位同步电路的控制状态的模式控制电路输出的多个模式信号，连续地而且自动地切换控制状态的办法，来牵引再生时钟的频率，故再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间偏差大的区域，特定图形的图形长度这一方比同步图形间隔易于检测，频率偏差小的区域，同步图形间隔这一方检测精度高，故具有借助于灵活地利用各自的优点，就可以高速且稳定地进行频率牵引和相位同步牵引。
再有，在本实施例2中，由于作成为具有从上述模式控制电路输出的决定控制状态的多个模式信号，在示出的是再生时钟和再生数字信号的相位已同步的状态，而且，上述相位控制电路超过控制范围内的规定值进行动作的情况下，就对之进行检测，输出标志的相位控制范围检测装置，具备在已检测出从该相位控制范围电路输出的标志的情况下，就把上述频率控制电路控制为使上述相位控制电路的动作向规定的范围内移动的装置，故即便是在相位同步牵引之后再生数据的线速度发生变化的情况下，也可以稳定地维持相位同步状态。
工业上利用的可能性
本发明的频率控制和相位同步电路的构成如下：用再生时钟取代高频时钟，并从借助于再生时钟样本化的多位再生数字数据中检测周期信息和相位信息，并进行控制使得再生时钟的相位与再生数字数据所具有的时钟成分的相位进行同步。借助于此，可以提供能够使时钟统一成一个***，即便是在再生数字数据的线速度发生变化的状态下，也可以用再生时钟进行高速且稳定的相位同步牵引，可以高速且稳定地进行相位同步牵引的频率控制和相位同步电路。

Claims (8)

1.一种频率控制和相位同步电路，是一种可以进行数字数据再生时的相位同步牵引的频率控制和相位同步电路，其特征是具备：
增强再生信号的规定频带的波形均衡化装置；
借助于把均衡化后的信号作为数字数据进行再生之际所使用的再生时钟，使该均衡化后的信号样本化为多位数字数据的模数转换器；
用来将该样本化后的信号抑制低频噪声的低频噪声抑制装置；
检测已抑制了低频噪声的信号经过零电平的位置，对相邻的过零间的样本数进行计数，并将计数结果保持在寄存器中的过零长度检测器；
对1帧以上的特定期间进行计数的帧计数器；
检测上述帧计数器计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最大值的最大图形长度检测器；
检测上述帧计数器计数后的该特定期间内的过零长度的计数值，或相邻的过零长度的计数值的和的最小值的最小图形长度检测器；
对上述图形长度的最大值和最小值进行比较，利用其比率，作为周期信息选择该图形长度的最佳值的周期信息判定器；
把被该周期信息判定器选择出来的周期信息和在相位同步时检测的上述最大和最小图形长度之差变换成频率差进行输出的第1频率差检测器；
用来以第1频率差检测器的输出为基础，一直到再生时钟可以与再生数字信号同步的区域为止进行控制的频率控制电路；
借助于上述低频噪声已得到抑制的信号来检测相位信息的相位差检测器；
以该相位差检测器的输出为基础，进行相位控制使得再生时钟与再生数字信号同步的相位控制电路；
对上述频率控制电路的输出和上述相位控制电路的输出进行加法运算，并根据加法运算值，使再生时钟进行振荡的振荡器。
2.权利要求1所述的频率控制和相位同步电路，其特征是：
上述最大图形长度检测器具有借助于相邻的过零长度的比率判定是否为同步图形的同步图形判定器，仅仅在判定为同步图形且比已保持的值大的情况下，才作为最大图形长度进行更新，
上述最小图形长度检测器具有借助于相邻的过零长度的比率判定是否为最小反转图形的最小反转图形判定器，仅仅在判定为最小反转图形且比所保持的值小的情况下，才作为最小图形长度进行更新。
3.权利要求2所述的频率控制和相位同步电路，其特征是：
上述周期信息判定器具有
对在上述帧计数器计数的特定期间内求得的同步图形长度的最大值，在期间的终端进行保持的第1寄存器，
对在上述帧计数器计数的特定期间内求得的最小反转图形长度的最小值，在期间的终端进行保持的第2寄存器，
对作为上述第1寄存器的输出的上述同步图形长度的值、作为上述第2寄存器的输出的上述最小反转图形长度的值进行比较，选择最合适的图形长度作为同步信息，输出选择信号的比较器，
上述帧计数器具有将作为上述周期信息判定器的输出信号的上述同步图形长度、上述最小反转图形长度、上述选择信号作为输入，根据该选择信号选择输出的选择器，以由上述选择器选择的信号为基础，决定下次的计数数的计数数设定电路。
4.权利要求3所述的频率控制和相位同步电路，其特征是，具备：
用由上述过零长度检测器检测出来的相邻的过零长度之和、从上述最大图形长度检测器输出的同步判定标志和从上述周期信息判定器输出的同步图形长度，检测同步图形的位置的同步图形位置检测装置，
以上述同步图形的位置的检测结果为基础检测同步图形的间隔的同步间隔计数器，
把由上述同步间隔计数器检测出的周期信息变换成频率差，进行输出的第2频率差检测器，其中，
借助于上述同步图形的再生时钟的频率和由上述第2频率差检测器检测出来的再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间偏差，切换上述同步图形位置检测装置中的同步图形位置的检测精度。
5.权利要求4所述的频率控制和相位同步电路，其特征是：
具有将作为上述同步间隔计数器的输出信号的同步图形间隔作为输入，根据该同步图形间隔进行计算，输出决定本频率控制和相位同步电路的控制状态的多个模式信号的模式控制电路，其中
上述模式控制电路在该同步间隔计数器的值与规定值一致的情况下，把上述多个模式信号再设定为规定值。
6.权利要求4所述的频率控制和相位同步电路，其特征是：
具有把从上述第2频率差检测器输出的频率差信息变换成相位差信息进行输出的频率差变换器，
上述频率差变换器具有
对应于上述第2频率差检测器的输出的值，将该输出分配为规定值的频率变换装置，
用规定的增益放大该频率变换装置的输出的增益装置，并且
使用该增益装置的输出使上述相位控制电路进行动作。
7.权利要求5所述的频率控制和相位同步电路，其特征是：
上述模式控制电路
在再生时钟的频率和再生数字数据所具有的时钟成分的频率之间的偏差大的区域中，选择上述第1频率差检测器的输出作为频率差信号，以特定图形的图形长度为基础，控制再生时钟的频率，在上述偏差小的区域中，则选择上述第2频率差检测器的输出作为频率差信号，以同步图形的间隔为基础，控制再生时钟的频率，
用从模式控制电路输出的多个模式信号，连续切换本频率控制和相位同步电路的控制状态。
8.权利要求7所述的频率控制和相位同步电路，其特征是具有：
在决定从上述模式控制电路输出的控制状态的多个模式信号之内的任何一个模式信号，表示出再生时钟和再生数字信号的相位已进行同步的状态，且上述相位控制电路超过控制范围内的规定值进行动作的情况下，对之进行检测并输出标志的相位控制范围检测装置，
在已检测到从该相位控制范围检测装置输出的标志的情况下，把上述频率控制电路的动作，控制在使上述相位控制电路的动作向规定范围内移动的方向上的控制装置。
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