JP2002222568A - 情報再生装置 - Google Patents

情報再生装置

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JP2002222568A JP2001017534A JP2001017534A JP2002222568A JP 2002222568 A JP2002222568 A JP 2002222568A JP 2001017534 A JP2001017534 A JP 2001017534A JP 2001017534 A JP2001017534 A JP 2001017534A JP 2002222568 A JP2002222568 A JP 2002222568A
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遅延要素の影響を受けずにPLLを広帯化
し、サンプル値系列に対し良好な追従性で安定な位相同
期を実現可能な情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】 情報再生装置では、ディスク1からピッ
クアップ10とRF信号生成部11を経由してA/D変
換器12に入力されたRF信号は、クロック生成部13
からのサンプリング用クロックに従ってサンプリングさ
れ、サンプル値系列に変換される。このサンプル値系列
は、遅延要素14を介して位相補正部15に入力され、
位相検出部16からの位相誤差信号に基づいて位相を補
正された後、復調部17で復調されてユーザデータとな
る。一方、位相が補正されたサンプル値系列は、位相検
出部16に入力されて位相誤差が検出され、生成された
位相誤差信号が位相補正部15とクロック生成部13に
それぞれ供給される。このように第1のPLLとこれに
従属する第2のPLLが構成されるので、ループ中に遅
延要素14が含まれるない第2のPLLを容易に広帯域
化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体から読み
出した再生信号に基づいてディジタルデータを再生する
情報再生装置に技術分野に属し、特に、サンプリング用
クロックに従って再生信号をサンプリングしてサンプル
値系列に変換するとともに、PLL(Phase Locked Loo
p)によりサンプル値系列の位相同期を行う構成を備え
た情報再生装置の技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、DVD等の大容量のディスク状記
録媒体を用い、ディジタルデータを再生する情報再生装
置が普及している。このような情報再生装置では、ピッ
クアップによりディスク面のピット列に対応するRF信
号が読み出され、A/D変換器によりアナログのRF信
号がディジタルのサンプル値系列に変換される。このと
き、A/D変換器に供給されるサンプリング用クロック
は、サンプル値系列に位相同期させる必要があるので、
サンプル値系列の位相を検出してクロック生成部にフィ
ードバックするためのPLLが構成される。PLLは、
記録媒体に対する高速な読み出し速度に追従するため
に、できるだけ広帯域化することが望ましい。すなわ
ち、PLLの帯域が広いほど、それだけ短時間でサンプ
ル値系列に同期をとることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
情報再生装置では、サンプル値系列の経路に種々の遅延
要素が介在する。例えば、サンプル値に対する処理を伴
う高域強調回路や各種信号処理回路や適応型の信号処理
などが遅延要素に該当する。そして、これらの遅延要素
がPLLのループ中に挿入されることにより無駄時間が
発生し、PLLの位相余裕が減少することになる。そし
て、十分な位相余裕が確保できない場合は、PLLを広
帯域化することが困難になる。このように、PLLを備
えた情報再生装置では、遅延要素の存在によりPLLの
広帯域化が制限されることが問題であった。
【0004】そこで、本発明はこのような問題に鑑みな
されたものであり、記録媒体から読み出した再生信号に
対しPLLによる位相同期をとる際に、遅延要素の存在
にかかわらずPLLを広帯域化でき、良好な追従性で安
定な位相同期を実現可能な情報記録再生装置を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の情報再生装置は、記録媒体から読
み出した再生信号に基づいてディジタルデータを再生す
る情報再生装置であって、サンプリング用クロックに従
って前記再生信号をサンプリングし、サンプル値系列に
変換する変換手段と、前記サンプル値系列に対し、位相
誤差信号に基づいて位相を補正する位相補正手段と、前
記位相が補正されたサンプル値系列の位相誤差を検出
し、前記位相誤差信号を生成する位相検出手段と、前記
位相誤差信号に基づいて前記サンプル値系列に同期する
前記サンプリング用クロックを生成するクロック生成手
段とを備えることを特徴とする。
【0006】この発明によれば、再生信号に基づくサン
プル値系列の経路において、変換手段、位相補正手段、
位相検出手段、クロック生成手段により第1のPLLが
構成されるとともに、位相補正手段と位相検出手段によ
り第2のPLLが構成される。よって、第1のPLLと
これに従属する第2のPLLに協働させる構成により、
変換手段と位相補正手段の間に遅延要素が含まれる場合
であっても第2のPLLは影響を受けることがないた
め、第2のPLLを広帯域化して良好な追従性で安定な
位相同期を実現可能な情報記録再生装置を実現すること
ができる。
【0007】請求項2に記載の情報再生装置は、請求項
1に記載の情報再生装置において、前記位相補正手段
は、複数のタップで構成されたトランスバーサルフィル
タからなることを特徴とする。
【0008】この発明によれば、複数のタップ構成を持
つトランスバーサルフィルタを位相補正手段として用い
るので、サンプル値系列の位相の補正を比較的簡単な演
算により行うことができる。
【0009】請求項3に記載の情報再生装置は、請求項
2に記載の情報再生装置において、前記トランスバーサ
ルフィルタは、中心位置から対称的な伝達関数を用いて
フィルタ演算を行い、前記位相誤差信号に基づいてタッ
プ係数を設定することを特徴とする。
【0010】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタに入力されたサンプル値系列は、位相誤差信号に基
づくタップ係数により対称的な伝達関数で位相を補正さ
れるので、例えばインパルス応答などの伝達関数を用意
し、そのタップ位置を変化させつつ容易にフィルタ演算
を行うことができる。
【0011】請求項4に記載の情報再生装置は、請求項
2に記載の情報再生装置において、前記トランスバーサ
ルフィルタは、中心位置から対称的な伝達関数を用いて
フィルタ演算を行い、前記位相誤差信号に基づいて前記
複数のタップの接続を選択的に切り換えることを特徴と
する。
【0012】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタに入力されたサンプル値系列は、位相誤差信号に基
づいて各タップの接続を切り換えつつ、対称的な伝達関
数で位相を補正されるので、例えばインパルス応答など
の伝達関数を用意し、そのタップ位置を変化させつつ容
易にフィルタ演算を行うことができる。
【0013】請求項5に記載の情報再生装置は、請求項
2又は請求項3に記載の情報再生装置において、前記ト
ランスバーサルフィルタは、中心タップに対称なタップ
位置におけるタップ係数を前記位相誤差信号の極性に基
づいて選択的に設定することを特徴とする。
【0014】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタに入力されたサンプル値系列に対し、位相誤差信号
に極性に応じて対称位置のタップ係数を選択可能である
ため、位相誤差信号が正の場合と負の場合でトランスバ
ーサルフィルタの構成を共通にすることができる。
【0015】請求項6に記載の情報再生装置は、請求項
2から請求項5のいずれかに記載の情報再生装置におい
て、前記トランスバーサルフィルタは、タップ係数に対
応するテーブル値から構成される変換テーブルを備え、
該変換テーブルを参照してタップ位置毎のタップ係数を
設定することを特徴とする。
【0016】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタにおけるタップ係数の設定は、変換テーブルを参照
することにより行うので、伝達関数をデータ化して簡易
な処理にて自在に特性が付与されたフィルタ演算を行う
ことができる。
【0017】請求項7に記載の情報再生装置は、請求項
2から請求項6のいずれかに記載の情報再生装置におい
て、前記トランスバーサルフィルタは、前記位相誤差信
号の絶対値が所定のしきい値より大きいとき、前記中心
タップの位置から最も離れたタップ位置のタップ係数を
0にすることを特徴とする。
【0018】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタに供給される位相誤差信号の絶対値が大きい場合、
タップ位置が離れているタップ係数をゼロにしてフィル
タ演算を行うので、伝達関数におけるタップ位置の対称
性のずれを抑えて高精度のフィルタ演算を行うことがで
きる。
【0019】請求項8に記載の情報再生装置は、請求項
2に記載の情報再生装置において、前記位相誤差信号
は、前記クロックの1周期分を越える範囲で変化し、前
記トランスバーサルフィルタは、前記位相誤差信号の変
化に対応して前記複数のタップの接続を選択的に切り換
えることを特徴とする。
【0020】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタに供給される位相誤差信号の変化の幅を大きくし、
これに対応させて各タップの接続を切り換える構成にし
たので、第2のPLLにおけるサンプル値系列の補正可
能な範囲を拡大することができる。
【0021】請求項9に記載の情報再生装置は、請求項
8に記載の情報再生装置において、前記トランスバーサ
ルフィルタは、nタップで構成され、前記位相誤差信号
の変化に対応して隣接するmタップ(m<n)を選択的
に接続することを特徴とする。
【0022】この発明によれば、トランスバーサルフィ
ルタでは、nタップ構成を基本としつつ、位相誤差信号
の変化に対応して隣接するmタップを実際のフィルタ演
算のために接続する構成にしたので、第2のPLLにお
けるサンプル値系列の補正可能な範囲を拡大することが
できる。
【0023】請求項10に記載の情報再生装置は、請求
項1に記載の情報再生装置において、前記位相検出手段
には、前記サンプル値系列のゼロクロスを検出するゼロ
クロス検出手段が含まれることを特徴とする。
【0024】この発明によれば、位相検出手段では、入
力されたサンプル値系列のゼロクロスを検出し、これに
より位相誤差を検出するので、ディジタル演算処理によ
り高精度な位相誤差を求めることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。本実施形態においては、D
VD等のディスク状記録媒体を再生し、ユーザデータを
外部出力する情報再生装置に対し本発明を適用する場合
の構成を説明する。
【0026】図1は、本実施形態に係る情報再生装置に
おいて、本発明に関する要部構成を示すブロック図であ
る。図1においては、装着されたディスク1に対する再
生動作を行うべく、ピックアップ10と、RF信号生成
部11と、A/D変換器12と、クロック生成部13
と、遅延要素14と、位相補正部15と、位相検出部1
6と、復調部17が含まれる。なお、かかる再生動作の
全体は、CPU(不図示)により全体的に制御され、各
構成要素に対してCPUから制御信号が送出される。
【0027】ここで、図1に示す構成では、第1のPL
Lとこれに従属する第2のPLLが含まれることが特徴
である。第1のPLLは、A/D変換器12、遅延要素
14、第2のPLL、クロック生成部13によりループ
が構成される。一方、第2のPLLは、位相補正部15
と位相検出部16によりループが構成される。本実施形
態に係る情報再生装置では、後述するように、2重に構
成された第1のPLLと第2のPLLを協働させること
により位相同期の追従性、すなわち広帯域化が可能であ
る。
【0028】図1の構成において、ピックアップ10
は、ディスク1に光ビームを照射してピットパターンに
対応する受光信号を出力するための図示しないレーザ光
源、光学系、ディテクタを備えている。そして、RF信
号生成部11は、ピックアップ10から出力された受光
信号に基づいて、ディスク1に形成されたピット列に応
じてレベルが変化するアナログ再生信号であるRF信号
を生成する。例えば、光ピックアップ10のディテクタ
が4分割形状であれば、4つの領域からの受光信号の和
をとることによりRF信号が得られる。
【0029】A/D変換器12は、クロック生成部13
から供給される位相同期されたサンプリング用クロック
に従ってRF信号をサンプリングすることにより、アナ
ログ信号からディジタル信号への変換を行い、得られた
サンプル値系列を出力する。理想的な条件であれば、A
/D変換器12から出力されるサンプル値系列は、ピッ
ト列にてサンプリングすべき位置に一致するが、種々の
要因で位相誤差が生じるため、後述するような位相制御
を行う必要が生じる。
【0030】クロック生成部13は、上述のサンプリン
グ用クロックを生成するためのVCO(Voltage Contro
lled Oscillator)を含み、このVCOの周波数と位相
を制御電圧に基づいて制御することにより、サンプル値
系列の位相同期をとることができる。また、クロック生
成部13には、位相検出部16から出力される位相誤差
信号を平滑化するためのループフィルタが含まれる。こ
のループフィルタは、例えば所定の時定数を持つ積分器
であり、その出力は上記の制御電圧を与えることにな
る。
【0031】遅延要素14は、第1のPLLのループ中
に含まれる情報再生装置に各構成要素のうち、位相を遅
延させる要因となる構成要素を総括的に表現するもので
ある。具体的な遅延要素14としては、RF信号の高域
成分を強調するための高域強調回路や適応型の信号処理
を施すための信号処理回路などを挙げることができる。
かかる遅延要素14は、PLLに無駄時間を生じさせる
ことにより位相余裕の減少につながる。このことは、P
LLを広帯域化する際に制限となるが、本実施形態にお
いては後述する構成によってPLLの広帯域化を実現し
ている。
【0032】位相補正部15は、遅延要素14を通った
後のサンプル値系列の位相を補正すべく、複数のタップ
構成により、サンプル値系列に対し所望の伝達関数に対
応するタップ係数を用いてディジタルのフィルタ演算を
施すトランスバーサルフィルタを含んでいる。かかるト
ランスバーサルフィルタは、後述の変換テーブルを参照
してタップ係数を逐次更新しつつフィルタ演算を行うよ
うに構成され、上述の位相検出部16から供給される位
相誤差信号に応じて適切なタップ係数が決定される。位
相補正部15の具体的な構成及び動作については後述す
る。
【0033】位相検出部16は、位相補正部15から出
力される位相補正後のサンプル値系列に対するゼロクロ
ス検出を行ってゼロクロスサンプル値を抽出し、これに
基づき位相誤差信号を生成する。この位相誤差信号は、
上述の位相補正後のサンプル値系列から抽出される位相
誤差からなるデータ系列であり、第2のPLLにおいて
は、上述したように位相補正部15に対し供給されると
ともに、第1のPLLにおいては、クロック生成部13
に対し供給される。
【0034】復調部17は、位相補正部15から出力さ
れる位相補正後のサンプル値系列に対し、エラー訂正な
ど必要な信号処理を施すとともにユーザデータを復調し
て外部出力する。
【0035】このように本実施形態では、第1のPLL
に加えて第2のPLLを設けた構成としたので、遅延要
素14による影響を低減することができる。すなわち、
第1のPLLのみ設ける構成では、遅延要素14により
第1のPLLに無駄時間が生じ、位相余裕が減少するこ
とになるため、PLLの広帯域化が困難になる。これに
対し、本実施形態の構成の場合、別途設けた第2のPL
Lのループ中には、遅延要素14が含まれないので、広
帯域化が可能となる。すなわち、第1のPLLを低い帯
域にし、第2のPLLを広帯域化することにより、ゆっ
くりとした外乱には第1のPLLで追従する一方、高周
波の外乱には第2のPLLでサンプル値系列の位相補正
を行って、広い周波数範囲で良好な特性を実現すること
ができる。
【0036】次に、図1に含まれる位相検出部16の動
作について具体的に説明する。図2は、位相検出部16
における位相誤差の検出方法の概念を説明する図であ
る。図2において、位相検出部16に入力されたサンプ
ル値系列について、横軸がサンプル値の時間に対応し、
縦軸がサンプル値(A/D変換器12のレンジに対応す
る)に対応する。そして、図2に配置された3つの白丸
は、位相誤差がゼロとなる場合のサンプル値を表してい
る。このとき、図2の範囲がゼロクロス近傍であるた
め、3つの白丸の各サンプル値が直線で結ばれるものと
仮定できる。この直線は、横軸X、縦軸Y、図6のサン
プル値Aを用いて次式のように表される。
【0037】 Y=AX/2π (1) また、(1)式の横軸Xをπで正規化すると(2)式の
ように表される。
【0038】 Y=AX/2 (2) 一方、位相検出部16では、サンプル値系列において図
2の白丸の位置からずれた位置に存在するゼロクロスサ
ンプル値を抽出する。ゼロクロスサンプル値としては、
前後のサンプル値間で負から正、あるいは正から負へと
極性が判定する場合に、その変化の方向に応じてゼロに
最も近接する特定のサンプル値が選ばれる。このように
選択されたゼロクロスサンプル値は、図2の黒丸で示さ
れるとする。すると位相誤差kは、黒丸のサンプル値
B、白丸のサンプル値Aを用い、横軸Xをπで正規化す
ることにより、次式のように表される。
【0039】 k=2B/A (3) なお、実際には、上述の位相誤差kを含む実際のサンプ
ル値系列が、図2の点線で示すように推移する。この場
合、上記の黒丸のサンプル値Bは、図2にY軸上の四角
で示すサンプル値Bとして選択される。すなわち、ゼロ
クロス近傍のサンプル値系列は、次式により表される。
【0040】 Y=AX/2+B (4) このように、位相誤差kに対し上記の(3)式に基づく
サンプル値系列の変化に従って逐次更新を行うことによ
り、位相検出部16から位相誤差信号が出力され、それ
ぞれクロック生成部13と位相補正部15に対しフィー
ドバックされることになる。
【0041】次に、図1に含まれる位相補正部15の構
成及び動作について具体的に説明する。以下、図3〜図
11を参照して、位相補正部15に関する基本的な概念
と具体的な構成及び各変形例について説明する。
【0042】まず、位相補正部15の動作概念を説明す
る。図3は、位相補正部15におけるサンプル値系列に
対する位相補正の概念を示す図である。図3において、
黒丸で示すサンプル値系列が時間軸に沿って順次入力さ
れるものとする。そして、黒丸のうちゼロクロスの近い
A点は、外乱の影響でサンプル値がゼロにならない。こ
のA点のゼロからのずれは、位相検出部16で検出され
る位相誤差量に対応する。よって、この位相誤差量に基
づいて位相補正部15においてサンプル値系列の位相を
補正すると、図3の白丸で示すサンプル値系列を得るこ
とができる。この場合、黒丸のA点は白丸のB点に移動
するため、ゼロクロスサンプル値を得ることができる。
かかる位相補正部15の動作は、図3の下側に示すよう
に、RF信号に対しクロック生成部13からのサンプリ
ング用クロックでサンプリングを行った後、そのサンプ
リング用クロックから位相が若干ずれた仮想サンプリン
グ用クロックで再度サンプリングを行うことと等価であ
る。
【0043】次に、位相補正部15の具体的な構成の前
提として、トランスバーサルフィルタにより実現される
ディジタルのフィルタ演算の概念を説明する。トランス
バーサルフィルタにおける演算は、上述の位相誤差kを
用いて、入力されたサンプル値系列に対する伝達関数H
(z)により次式で表現される。
【0044】 H(z)=ΣAn(k)・z-n(−∞≦n≦∞) (5) An(k)=sin(k+2nπ)/(k+2nπ) (6) このAn(k)によりトランスバーサルフィルタのタッ
プ係数が与えられるのであるが、(5)、(6)式の条
件はnが無限の範囲を持つことになるので、現実的には
有限のタップ係数にする必要がある。ここで、n→∞と
したとき、(6)式に基づいてAn(k)→0となるた
め、−M≦n≦L(M,L;整数)の範囲で実現するこ
とができる。
【0045】位相補正部15では、トランスバーサルフ
ィルタの演算に必要なタップ係数が用意される。ここ
で、An(k)=A-n(k)の関係が成り立てば、タッ
プ係数を共通化してタップ数を減らすことができ、An
(k)(0≦n≦max(M,L))、あるいは、An
(abs(k))(0≦k)についてのタップ係数を用
意するだけでフィルタ演算を行うことができる(なお、
maxは大きい数値を意味し、absは絶対値を意味す
る)。
【0046】次に図4は、位相補正部15の具体的構成
を示すブロック図である。図4に示すように、本実施形
態に係る位相補正部15には、4つの遅延素子101〜
104(図中Dで示す)と、4つのセレクタ201〜2
04(図中SELで示す)と、5つの乗算器301〜3
05と、加算器40が含まれる。また、図5は、図4の
構成に付加される付加回路部の構成を示すブロック図で
あり、絶対値回路50と、変換テーブル60(5つのテ
ーブル参照部T1〜T5を含む)が含まれる。
【0047】図4において、A/Dコンバータ12から
遅延要素14を経由して供給されたサンプル値系列は、
遅延素子101に入力されて1クロック分遅延されたサ
ンプル値が出力される。それ以降は、遅延素子102、
103、104の順にサンプル値が入力され順次1クロ
ック分遅延されていく。また、遅延前のサンプル値が、
乗算器301に入力されるともに、各遅延素子101〜
104から出力されるサンプル値は、それぞれ乗算器3
02〜305に入力される。このように、4つの遅延素
子101〜104を直列接続して、全部で5タップのト
ランスバーサルフィルタが構成される。
【0048】一方、乗算器301〜304に対し、位相
検出部16からの位相誤差に応じたタップ係数を供給す
る必要がある、まず、図5に示すように、位相検出部1
6から出力された位相誤差kが絶対値回路5に入力さ
れ、位相誤差の絶対値abs(k)を出力する。すなわ
ち、上述したように正負の位相誤差kでタップ係数を共
有すべく、絶対値回路5により正の位相誤差kに統一す
るものである。このとき、位相誤差kの符号k−sig
nが取得され、後述するように図4の各セレクタ201
〜204に対し供給される。
【0049】そして、図5において、位相誤差の絶対値
abs(k)に基づき、変換テーブル60の各テーブル
参照部T1〜T5により参照されたテーブル値が出力さ
れる。ここで、図6は、タップ係数が記述された変換テ
ーブル60のデータ内容を説明する図である。図6の横
軸はタップ位置であり、1クロック分が1に対応する。
また、図6の縦軸はタップ位置に対応するテーブル値で
あり、これによりタップ係数が定まる。そして、図6の
実線で示すように、インパルス応答の伝達関数に沿って
テーブル値が変化するように構成されている。
【0050】図6に示す5つの白丸は、5タップ構成に
対応して、位相誤差k=0のときに選択される5つのテ
ーブル値を示している。すなわち、横軸がゼロである中
心タップのテーブル値と、中心タップの位置から左右に
対称なタップ位置−1、−2、1、2の各タップ位置の
テーブル値である。このとき、図5の変換テーブル60
では、テーブル参照部T1がタップ位置−2のテーブル
値を出力し、テーブル参照部T2がタップ位置−1のテ
ーブル値を出力し、テーブル参照部T2が中心タップ
(タップ位置0)のテーブル値を出力し、テーブル参照
部T4がタップ位置1のテーブル値を出力し、テーブル
参照部T5がタップ位置2のテーブル値を出力する。こ
のように、第2のPLLにおいて位相誤差kがゼロであ
る状態では、上記の5つの白丸に対応するタップ係数が
用いられる。その結果、トランスバーサルフィルタは、
サンプル値系列に対しインパルス応答を乗じるように作
用し、時間軸の推移は生じないことになる。
【0051】一方、位相誤差kがゼロでないときは、上
述の白丸のタップ位置をずらしてテーブル値が参照され
る。例えば、位相誤差k=πのときには、図5の白丸を
基準にして矢印方向にシフトした5つの黒丸で示すテー
ブル値が選択される。すなわち、5つの黒丸のタップ位
置は、白丸のタップ位置から0.5だけ左にシフトする
ことになる。このとき、図5の変換テーブル60では、
テーブル参照部T1〜T5が、それぞれ位相誤差kに応
じてシフトされたタップ位置のテーブル値を出力する。
図4においては、各テーブル参照部T1〜T5からタッ
プ位置−2、−1、0、1、2を基準に位相誤差kの関
数である5つのテーブル値B-2(|k|)、B-1(|k
|)、B0(|k|)、B1(|k|)、B2(|k|)がそれぞ
れ出力される。その結果、トランスバーサルフィルタ
は、サンプル値系列に対し、時間軸で推移したインパル
ス応答を乗じるように作用するので、サンプル値系列の
位相補正が行われることになる。
【0052】次に、図4において、セレクタ201〜2
04は、位相誤差kの符号k−signに基づいて接続
を切り換え制御されながら、乗算器301〜305に対
するタップ係数を供給する。この符号k−signとし
ては、位相誤差kの符号ビット(MSB)を用いればよ
い。各セレクタ201〜204に入力された2つのテー
ブル値のうち、位相誤差kが正であるときは(k−si
gnがローレベル)上側が選択され、位相誤差kが負で
あるときは(k−signがハイレベル)下側が選択さ
れる。そして、選択結果に応じてセレクタ201〜20
4からタップ係数A2(k)、A1(k)、A-1(k)、
-2(k)がそれぞれ出力される。
【0053】具体的には、位相誤差kが正であるとき、
セレクタ201〜204では、テーブル値B2(|k
|)、テーブル値B1(|k|)、テーブル値B-1(|k
|)、テーブル値B-2(|k|)がそれぞれのタップ係数
として選択される。一方、位相誤差kが負であるとき、
セレクタ201〜204では、テーブル値B-2(|k
|)、テーブル値B-1(|k|)、テーブル値B1(|k
|)、テーブル値B2(|k|))がそれぞれのタップ係数
として選択される。
【0054】そして、最初の乗算器301では、入力さ
れたサンプル値に対し、セレクタ201からのタップ係
数A2(k)を乗じて乗算結果を出力する。また、乗算
器302では、遅延素子101からのサンプル値に対
し、セレクタ202からのタップ係数A2(k)を乗じ
て乗算結果を出力する。
【0055】一方、中心タップに対応する乗算器303
では、変換テーブル60のテーブル参照部T3のテーブ
ル値B0(|k|)をそのままタップ係数A0(k)とし、
これを遅延素子102からのサンプル値に乗じて乗算結
果を出力する。図5に示されるように、中心タップのタ
ップ位置0では、位相誤差kが正負いずれであっても変
化の方向が同じになるのでセレクタは不要となる。
【0056】次に、乗算器304では、遅延素子103
からのサンプル値に対し、セレクタ203からのタップ
係数A-1(k)を乗じて乗算結果を出力する。また、乗
算器305では、遅延素子104からのサンプル値に対
し、セレクタ204からのタップ係数A-2(k)を乗じ
て乗算結果を出力する。
【0057】このようにして、5つの乗算器301〜3
05から出力された5つの乗算結果は、加算器40に入
力されて加算され、その加算結果が出力される。加算器
40から出力される加算結果は、位相誤差kに相当する
位相補正がなされたサンプル値系列として、位相検出部
16及びクロック生成部13に出力される。
【0058】次に、位相補正部15の第1の変形例につ
いて説明する。図7は、第1の変形例に係る位相補正部
15の具体的構成を示すブロック図である。図7に示す
ように、図4の構成と比べた場合、セレクタ205とコ
ンパレータ701(図中Cで示す)を設けた点が異なっ
ている。なお、第1の変形例に係る付加回路は、図5と
同様の構成となる。
【0059】図7において、コンパレータ701には、
図5の絶対値回路50から出力された位相誤差の絶対値
abs(k)と、所定のしきい値THが入力され、両者
の大小比較を行って、abs(k)がしきい値THより
大きいときに信号GTを出力する。この信号GTはセレ
クタ205に供給される。
【0060】一方、セレクタ205には、上述のテーブ
ル値B2(|k|)とゼロが入力され、その一方が選択的
に後段のセレクタ201及びセレクタ204に出力され
る。セレクタ205の接続は、信号GTに基づいて切り
換え制御され、信号GT(ハイレベル)が入力された場
合はゼロが選択され、セレクタ201及びセレクタ20
4に対する一方の入力がゼロになる。この結果、abs
(k)がしきい値THより大きい状況下で、位相誤差k
が正であるときはセレクタ201からゼロが出力され、
位相誤差kが負であるときはセレクタ204からゼロが
出力される。
【0061】ここで、図8は、図6の変換テーブル60
に対応して、第1の変形例で用いるタップ係数用の変換
テーブル60のデータ内容を説明する図である。図8に
おいては、図6と同様の白丸の位置を基準にして、矢印
方向に0.5だけシフトした場合に、4つの黒丸と左端
の×印が示されている。この×印は、図7のセレクタ2
05とコンパレータ701の上述の作用により、本来の
タップ係数A-2(k)が無効となって、ゼロになること
を示す。
【0062】この場合、左端の×印をタップ係数として
有効にすると、図8においてタップ位置が全体的に左に
シフトし対称性が確保できないのに対し、左端の×印の
タップ係数を無効にして実質的に4タップ構成になるよ
うにすれば、タップ係数の対称性をある程度確保可能と
なる。なお、かかる説明は、図8に右端に×印で示すよ
うにタップ位置が全体的に右にシフトした場合も同様に
考えることができる、このように、第1の変形例では、
図7に示すしきい値THに基づいて一端のタップ位置に
おけるタップ係数の有効、無効を切り換えることによ
り、タップ係数の対称性を向上させることができる。
【0063】次に、位相補正部15の第2の変形例につ
いて説明する。この第2の変形例においては、基本的な
役割は上記の第1の変形例と共通するが、トランスバー
サルフィルタの具体的構成が異なる。すなわち、第1の
変形例の場合は、セレクタ201〜204によりタップ
係数を選択的に切り換える構成であるのに対し、第2の
変形例の場合は、タップ(遅延素子101〜104)を
選択的に切り換える構成になっている。
【0064】図9は、第2の変形例に係る位相補正部1
5の具体的構成を示すブロック図である。図9に示す構
成では、図7の第1の変形例におけるセレクタ201〜
205に代わって、各遅延素子101〜104に接続さ
れるセレクタ206〜209と、セレクタ206に後続
するセレクタ210を設けた点が異なっている。なお、
第2の変形例に係る付加回路についても図5と同様の構
成となる。
【0065】両端のセレクタ206及びセレクタ209
には、遅延前のサンプル値と遅延素子104から出力さ
れるサンプル値がそれぞれ入力される。また、中間のセ
レクタ207及びセレクタ208には、遅延素子101
から出力されるサンプル値と遅延素子103から出力さ
れるサンプル値がそれぞれ入力される。そして、各セレ
クタ206〜209には、位相誤差kの符号k−sig
nが供給され、その接続を切り換え制御される。また、
セレクタ210には、セレクタ206からの出力及びゼ
ロが入力され、上述のコンパレータ701から出力され
る信号GTにより接続を切り換え制御される。
【0066】一方、乗算器301〜305に対しては、
図7のようにセレクタ201〜204を介さずに、変換
テーブル60に基づく5つのテーブル値B-2(|k|)、
-1(|k|)B0(|k|)、B1(|k|)、B2(|k
|)、がそのままタップ係数A-2(k)、A-1(k)、
0(k)、A1(k)、A2(k)として直接入力され
る。また、乗算器301、302、304、305への
他方の入力には、セレクタ210、207、208、2
09の順で接続され、中央の乗算器303への他方の入
力には、遅延素子102が直接接続される構成になって
いる。
【0067】上記の構成において、abs(k)がしき
い値THを越えない条件の下で、位相誤差kが正である
ときは、セレクタ206、207,208、209の接
続は、図9の左側の入力がそれぞれ選択される。よっ
て、乗算器301〜305には、遅延前のサンプル値、
遅延素子101からのサンプル値、遅延素子102から
のサンプル値、遅延素子103からのサンプル値、遅延
素子104からのサンプル値の順で入力されることにな
る。一方、位相誤差kが負であるときは、セレクタ20
6、207,208、209の接続は、図9の右側の入
力がそれぞれ選択される。よって、乗算器301〜30
5には、遅延素子104からのサンプル値、遅延素子1
03からのサンプル値、遅延素子102からのサンプル
値、遅延素子101からのサンプル値、遅延前のサンプ
ル値の順で入力されことになる。
【0068】これに対し、abs(k)がしきい値TH
より大きい条件の下では、セレクタ210の入力として
ゼロが選択されるので、位相誤差kが正、負いずれの場
合であっても乗算器301には常にゼロが入力されるこ
とになる。よって、位相誤差kが正であるときの遅延前
のサンプル値に対するタップ係数と、位相誤差kが負で
あるときの遅延素子104からのサンプル値に対するタ
ップ係数は、いずれもゼロにすることができる。すなわ
ち、中心タップから最も離れたタップ位置のタップ係数
をゼロにして、演算処理を行うことができる。
【0069】このように、第2の変形例の構成により、
上述の第1の変形例と同様の機能を実現することができ
る。図9の構成によれば、位相誤差kが正の場合と負の
場合とでは、乗算器301〜305に対応するタップ位
置が互いに逆の関係になるので、結果的に図7のセレク
タ201〜204と同様の演算が可能になる。なお、し
きい値THがゼロに設定される場合は、コンパレータ7
01とセレクタ210を省略でき、また、k=0の場合
はB-2(|k|)=0となるため乗算器301も省略で
き、これによりセレクタ206も省略でき、すなわち実
効4タップのトランスバーサルフィルタで構成するする
ことが可能となるので、全体の構成を簡略化することが
できる。
【0070】次に、位相補正部15の第3の変形例につ
いて説明する。図10は、第3の変形例に係る位相補正
部15の具体的構成を示すブロック図である。図10に
示すように、図4の構成と比べた場合、全部で6個の遅
延素子105〜110、及び各遅延素子105〜110
に接続される5つのセレクタ211〜215が設けられ
るとともに、各セレクタ205〜214の接続を切り換
えるための選択信号TAP−SELが供給される点が異
なっている。
【0071】一方、図11は、第3の変形例に係る付加
回路部の構成を示すブロック図であり、図5の構成と比
べた場合、絶対値回路50と変換テーブル60に加え
て、コンパレータ702〜705と、AND回路801
〜803と、セレクタ216と、減算器90を含んで構
成される点が異なっている。
【0072】この第3の変形例は、入力される位相誤差
kがより広い範囲(ここでは−3π〜3πを想定する)
で変化する場合に対応する構成である。まず、図11に
示す付加回路部では、位相誤差kが4つのコンパレータ
702〜705にそれぞれ入力される。一方、各コンパ
レータ702〜705の他方の入力として、位相誤差量
の4つのしきい値(3π、π、−π、−3π)が設定さ
れている。すなわち、コンパレータ702には3π、コ
ンパレータ703にはπ、コンパレータ704に−π、
コンパレータ705には−3πがそれぞれ入力され、上
述の位相誤差kとの大小比較が行われる。各コンパレー
タ702〜705では比較の結果、位相誤差kが上記の
しきい値より大きい場合は信号GTを出力し、位相誤差
kが上記のしきい値より小さい場合は信号LTを出力す
る。
【0073】AND回路801〜803には、各コンパ
レータ702〜705からの信号GT、LTが入力され
る。具体的には、位相誤差kがπ〜3πの範囲にあると
きは、コンパレータ702から信号LTが出力されると
ともに、コンパレータ703から信号GTが出力される
ので、AND回路801がハイレベルとなる(信号
c)。また、位相誤差kが−π〜πの範囲にあるとき
は、コンパレータ703から信号LTが出力されるとと
もに、コンパレータ704から信号GTが出力されるの
で、AND回路802がハイレベルとなる(信号b)。
また、位相誤差kが−3π〜−πの範囲にあるときは、
コンパレータ704から信号LTが出力されるととも
に、コンパレータ705から信号GTが出力されるの
で、AND回路803がハイレベルとなる(信号a)。
一方、位相誤差kが3πより大きいか又は−3πより小
さいときは、AND回路801〜803はいずれもロー
レベルを保つ。
【0074】このように、位相誤差kの−3π〜3πの
範囲を3つに分割し、図11に示す選択信号TAP−S
ELとして、a、b、cが選択的に出力される構成にな
っている。この選択信号TAP−SELは、後述するよ
うに図10のセレクタ211〜215に対し供給される
とともに、図11のセレクタ216に対しても供給され
る。
【0075】一方、減算器90では、位相誤差kが入力
され、セレクタ216からの出力信号を減算して、その
減算結果k−subを出力する。セレクタ216は、2
π、0、−2πの3つの固定値が入力され、選択信号T
AP−SELに応じて接続が切り換えられる。すなわ
ち、セレクタ216からは、TAP―SEL=aのとき
は−2πが出力され、TAP―SEL=bのときは0が
出力され、TAP―SEL=cのときは2πが出力され
る。
【0076】よって、減算器90において、位相誤差k
が−3π〜−πの範囲にあるときは2πが加算され(−
2πが減算され)、位相誤差kが−π〜πの範囲にある
ときは加減算を行わず、位相誤差kがπ〜3πの範囲に
あるときは2πが減算されることになる。すなわち、−
3π〜3πの範囲で入力される位相誤差kの範囲を−π
〜πの範囲とし、これ以降の絶対値回路50及び変換テ
ーブル60における処理を図5と共通にしている。
【0077】次に図10において、5つのセレクタ21
1〜215には、各遅延素子105〜110を含むサン
プル値系列のタップ構成において、それぞれ隣接する3
つのサンプル値が入力される。例えば、最初のセレクタ
211には、遅延される前のサンプル値と、1クロック
分遅延された遅延素子105からのサンプル値と、2ク
ロック分遅延された遅延素子106からのサンプル値が
入力される。同様に、セレクタ212、213、21
4、215の場合も、この順で1クロック分ずつシフト
されて、それぞれ3つのサンプル値が入力される構成に
なっている。
【0078】そして、各セレクタ211〜215は、選
択信号TAP−SELに基づいて接続を切り換え制御さ
れる。図10に示すように、TAP−SEL=aのとき
は左側のサンプル値が選択され、TAP−SEL=bの
ときは中央のサンプル値が選択され、TAP−SEL=
cのときは右側のサンプル値が選択される。すなわち、
位相誤差kの範囲が−3π〜−πであるときは、セレク
タ211〜215に対する接続は、遅延前のサンプル値
から遅延素子108のサンプル値までの5タップ構成と
なる。また、位相誤差kの範囲が−π〜πであるとき
は、セレクタ211〜215に対する接続は、遅延素子
105〜109のサンプル値の5タップ構成となる。ま
た、位相誤差kの範囲がπ〜3πであるときは、セレク
タ211〜215に対する接続は、遅延素子106〜1
10のサンプル値の5タップ構成となる。
【0079】よって、5つの乗算器301〜305に対
する入力は、選択信号TAP−SELに基づきシフトさ
れた5タップ構成のサンプル値となる。すなわち、遅延
素子105〜110により全体で7タップ構成のトラン
スバーサルフィルタにおいて、隣接する5タップの組み
合わせから、位相誤差kに適合するものを選択する構成
になっている。
【0080】図12に示すように、上記の選択信号TA
P−SELを使用せず、セレクタ211〜215を設け
ないで位相補正部15を構成する場合には、タップ係数
2(k)〜A-2(k)は各々範囲R1を網羅する必要
がある。しかし、図10及び図11に示すような構成と
することで、タップ係数A0(k)は範囲R2を、タッ
プ係数A1、A-1は範囲R3を、タップ係数A2、A-2
範囲R4をそれぞれ網羅すればよいことになる。これに
より、各タップ係数A2(k)〜A-2(k)は同じ分解
能(ビット数)で表現する場合であっても、より高精度
に表現することができる。あるいは、範囲R1に対応す
る分解能で表現した場合、範囲R2、R3、R4を用い
ることによりビット数を削減することができ、位相補正
部15の回路規模を小さくすることができる。
【0081】以上、図1〜図12により本実施形態と各
変形例を詳述したが、基本的な効果はいずれも共通す
る。すなわち、位相補正部15と位相検出部16からな
る第2のPLLと、この第2のPLLとクロック生成部
12からなり遅延要素14が挿入された第1のPLLを
含むように構成されている点が本発明の特徴である。か
かる特徴により、上述したように情報再生装置において
サンプル値系列に位相同期されたクロックを生成すべ
く、良好な追従性で安定なPLLを実現することが可能
となる。
【0082】なお、以上の実施形態では、位相補正部1
5のトランスバーサルフィルタは、タップ係数を参照す
るための変換テーブル60を用いる構成としたが、変換
テーブル60に代わり乗算器、加算器、減算器などの回
路要素を組み合わせてタップ係数を出力する構成として
もよい。また、位相補正部15において、タップに接続
される複数の乗算器を用いてフィルタ演算を行うタイプ
のトランスバーサルフィルタを示したが、タップに接続
される複数の加算器・減算器を用いてフィルタ演算を行
うタイプのトランスバーサルフィルタを用いてもよい。
【0083】また、上記実施形態では、位相補正部15
では、複数タップで構成されたトランスバーサルフィル
タによるフィルタ演算を行うともに、位相検出部16で
はサンプル値系列のゼロクロスを検出する構成を説明し
たが、これに限られることなく、第1のPLLに加え
て、位相補正部及び位相検出部に基づく第2のPLLを
設けた構成に対し広く本発明を適用することができる。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
ンプル値系列に対し位相同期したクロックを生成する場
合、位相補正手段と位相検出部を設けることにより、第
1のPLLに従属する第2のPLLを構成するようにし
たので、遅延要素の影響を回避して容易にPLLの広帯
域化を実現し、良好な追従性で安定な位相同期を実現可
能な情報記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る情報再生装置の要部構成を示
すブロック図である
【図2】位相検出部における位相誤差の検出方法の概念
を説明する図である
【図3】位相補正部におけるサンプル値系列に対する位
相補正の概念を示す図である。
【図4】位相補正部の具体的構成を示すブロック図であ
る。
【図5】図4の構成に付加される付加回路部の構成を示
すブロック図である。
【図6】タップ係数用の変換テーブルのデータ内容を説
明する図である。
【図7】本実施形態の第1の変形例に係る位相補正部の
具体的構成を示すブロック図である。
【図8】図6の変換テーブルに対応して、第1の変形例
で用いるタップ係数用の変換テーブルのデータ内容を説
明する図である。
【図9】本実施形態の第2の変形例に係る位相補正部の
具体的構成を示すブロック図である。
【図10】本実施形態の第3の変形例に係る位相補正部
の具体的構成を示すブロック図である。
【図11】第3の変形例に係る付加回路部の構成を示す
ブロック図である。
【図12】各タップ係数の範囲を説明する図である。
【符号の説明】
1…ディスク 10…ピックアップ 11…RF信号生成部 12…A/D変換器 13…クロック生成部 14…遅延要素 15…位相補正部 16…位相検出部 17…復調部 101〜110…遅延素子 201〜216…セレクタ 301〜30…乗算器 40…加算器 50…絶対値回路 60…変換テーブル 701〜705…コンパレータ 801〜803…AND回路 90…減算器
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Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体から読み出した再生信号に基づ
    いてディジタルデータを再生する情報再生装置であっ
    て、 サンプリング用クロックに従って前記再生信号をサンプ
    リングし、サンプル値系列に変換する変換手段と、 前記サンプル値系列に対し、位相誤差信号に基づいて位
    相を補正する位相補正手段と、 前記位相が補正されたサンプル値系列の位相誤差を検出
    し、前記位相誤差信号を生成する位相検出手段と、 前記位相誤差信号に基づいて前記サンプル値系列に同期
    する前記サンプリング用クロックを生成するクロック生
    成手段と、 を備えることを特徴とする情報再生装置。
  2. 【請求項2】 前記位相補正手段は、複数のタップで構
    成されたトランスバーサルフィルタからなることを特徴
    とする請求項1に記載の情報再生装置。
  3. 【請求項3】 前記トランスバーサルフィルタは、中心
    位置から対称的な伝達関数を用いてフィルタ演算を行
    い、前記位相誤差信号に基づいてタップ係数を設定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の情報再生装置。
  4. 【請求項4】 前記トランスバーサルフィルタは、中心
    位置から対称的な伝達関数を用いてフィルタ演算を行
    い、前記位相誤差信号に基づいて前記複数のタップの接
    続を選択的に切り換えることを特徴とする請求項2に記
    載の情報再生装置。
  5. 【請求項5】 前記トランスバーサルフィルタは、中心
    タップに対称なタップ位置におけるタップ係数を前記位
    相誤差信号の極性に基づいて選択的に設定することを特
    徴とする請求項2又は請求項3に記載の情報再生装置。
  6. 【請求項6】 前記トランスバーサルフィルタは、タッ
    プ係数に対応するテーブル値から構成される変換テーブ
    ルを備え、該変換テーブルを参照してタップ位置毎のタ
    ップ係数を設定することを特徴とする請求項2から請求
    項5のいずれかに記載の情報再生装置。
  7. 【請求項7】 前記トランスバーサルフィルタは、前記
    位相誤差信号の絶対値が所定のしきい値より大きいと
    き、前記中心タップの位置から最も離れたタップ位置の
    タップ係数を0にすることを特徴とする請求項2から請
    求項6のいずれかに記載の情報再生装置。
  8. 【請求項8】 前記位相誤差信号は、前記クロックの1
    周期分を越える範囲で変化し、前記トランスバーサルフ
    ィルタは、前記位相誤差信号の変化に対応して前記複数
    のタップの接続を選択的に切り換えることを特徴とする
    請求項2に記載の情報再生装置。
  9. 【請求項9】 前記トランスバーサルフィルタは、nタ
    ップで構成され、前記位相誤差信号の変化に対応して隣
    接するmタップ(m<n)を選択的に接続することを特
    徴とする請求項8に記載の情報再生装置。
  10. 【請求項10】 前記位相検出手段には、前記サンプル
    値系列のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段が含
    まれることを特徴とする請求項1に記載の情報再生装
    置。
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