JP2921014B2 - ディジタルpll - Google Patents

ディジタルpll

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JP2921014B2
JP2921014B2 JP2091467A JP9146790A JP2921014B2 JP 2921014 B2 JP2921014 B2 JP 2921014B2 JP 2091467 A JP2091467 A JP 2091467A JP 9146790 A JP9146790 A JP 9146790A JP 2921014 B2 JP2921014 B2 JP 2921014B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンパクトディスクの再生EFM信号に基
づくクロックを形成するのに用いて好適なディジタルPL
Lに関する。
〔発明の概要〕
この発明は、例えばコンパクトディスクの再生EFM信
号に基づくクロックを形成するためのディジタルPLLに
おいて、周期の計測範囲に短いパターンでは不感帯を設
定することにより、アシンメトリの悪いディスクでもエ
ラーレートを悪化させることなく再生できるようにした
ものである。
この発明は、例えばコンパクトディスクの再生EFM信
号に基づくクロックを形成するためのディジタルPLLに
おいて、短いパターンでの重みを理論値より小さくする
ことにより、アシンメトリの悪いディスクでもエラーレ
ートを悪化させることなく再生できるようにしたもので
ある。
〔従来の技術〕
コンパクトディスクからの再生EFM(8−14変調)信
号に基づくクロックを形成するのに、ディジタルPLLが
用いられる。
ディジタルPLLでは、設定データに応じて発振周波数
が制御されるディジタル制御発振器が用いられる。ディ
ジタルPLLで再生EFM信号に基づくクロックを形成する場
合、再生EFM信号の位相とディジタル制御発振器の出力
信号の位相との位相差がカウンタで計測され、この位相
差によりディジタル制御発振器の発振周波数が制御され
る。再生EFM信号中にはジッタ成分が含まれているた
め、このような位相制御ループとともに、周波数制御ル
ープが必要になる。再生EFM信号の周波数差は、EFM信号
の変化点の間の周期をカウンタで計測することにより検
出される。この周波数に応じて、ディジタル制御発振器
が制御される。
〔発明が解決しようとする課題〕
コンパクトディスクでは、ピットの凹凸のそれぞれの
長さのデューティ比が異なる極性をもったピット欠陥が
生じることがある。このような欠陥は、アシンメトリと
呼ばれている。アシンメトリの悪いディスクでは、高域
のジッタが生じる。また、符号間干渉やピット異常等に
より、ジッタが生じることがある。
再生EFM信号に基づくクロックをディジタルPLLで形成
するようにした従来のコンパクトディスクプレーヤで
は、アシンメトリの悪いディスクを再生すると、TOC(T
able of Cotents)や曲間でエラーレートが悪化してい
る。
これは、TOCや曲間では、3Tパターン(オール0のEFM
信号)が多く発生するからである。従来のディジタルPL
Lでは、アシンメトリが悪いと、3Tパターンのような短
いパターンの場合に、発振周波数が安定しない。
すなわち、EFM信号のパターンは、3T〜11Tである。
今、アシンメトリの悪いディスクが再生され、例えば±
0.5Tのジッタが発生したとする。この±0.5Tのジッタ
は、3Tパターンの様な短いパターンの場合と、11Tパタ
ーンのような長いパターンの場合とでは、変動の重みが
異なる。つまり、3Tパターンに対する0.5Tの変動は、 (0.5/3)×100=16.6% の変動である。これに対して、11Tパターンに対する0.5
Tの変動は、 (0.5/11)×100=4.5% である。
従来のディジタルPLLでは、3Tパターンのような短い
周期のパターンの場合でも、周期計測範囲を広くとって
いる。3Tパターンでは時間軸変動に対する重みが大きく
なるので、周期計測範囲が広いところに基づいてディジ
タル制御発振器の発振周波数が大きく動かされ、数値制
御発振器の動作が安定しない。このため、3Tパターンの
ような短い周期のパターンで、エラーレートが悪化す
る。
したがって、この発明の目的は、アシンメトリが悪い
ディスクの場合でも、エラーレートの改善が図れるディ
ジタルPLLを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、ディジタル制御発振器の発振出力の位相
と入力信号の位相との位相差を計測する位相差計測手段
と、 入力信号の周波数差を計測する周波数差計測手段とを
有し、 位相差と周波数差とに基づいてディジタル制御発振器
を制御するようにしたディジタルPLLにおいて、 周波数差計測手段は、入力信号のパターンを検出する
パターン検出手段と、 入力信号の周期を計測する周期計測手段と、 パターン検出手段で検出された入力信号のパターンと
周期計測手段で検出された入力信号の周期とから周波数
補正データを求める変換手段とからなり、 周期計測範囲には、短いパターンでは不感帯を設定す
るようにしたことを特徴とするディジタルPLLである。
この発明では、変換手段は、周期及びパターンに対応
して重み付けして形成される周波数補正データが蓄えら
れるメモリからなり、短いパターンでの重みを小さくす
るようにしている。
〔作用〕
3Tパターンのような短い周期のパターンの場合には、
周波数計測範囲に不感帯が設定される。このようにする
と、アシンメトリの悪いディスクの場合でも、ディジタ
ル制御発振器が安定し、エラーレートが改善できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について、図面を参照して
説明する。
第1図は、この発明の一実施例を示すものである。第
1図において、1は再生EFM信号SEFMの位相とクロックP
LCKの位相との位相差を計測する位相差計測回路、2は
再生EFM信号の周波数差を計測する周波数差計測回路、
3は数値データに応じて発振周波数が制御されるディジ
タル制御発振器である。
位相差計測回路1には、入力端子4からコンパクトデ
ィスクの再生EFM信号SEFMが供給される。これととも
に、位相差計測回路1には、ディジタル制御発振器3か
らクロックPLCKが供給される。また、位相差計測回路1
には、端子7からシステムクロックSCKが計測用のクロ
ックとして供給される。このシステムクロックSCKの周
波数(例えば34.5MHz)は、クロックPCLKの周波数(例
えば4,3218MHz)の例えば8倍とされる。
位相差計測回路1で、システムクロックSCKを用い
て、ディジタル制御発振器3の出力クロックPLCKの位相
と再生EFM信号SEFMの位相との位相差が計測される。
つまり、第2図において、再生EFM信号(第2図B)
のデータ変化点t1からクロックPLCK(第2図C)の例え
ば立ち下がりt2までの時間T1で、第2図Dに示すよう
に、システムクロックSCK(第2図A)がカウントされ
る。
システムクロックSCKは、第2図Dに示すように、
「0、−3、−2、−1、0、1、2、3…」の順にカ
ウントされる。システムクロックSCKは、従来では、
「−4、−3、−2、−1、0、1、2、3…」の順に
カウントされていたが、この実施例では、カウント値
「−4」は0として処理される。これは、後に説明する
ように、アシンメトリの悪いディスクでも、位相ロック
できるように、位相ロックの不感帯を設定するためであ
る。
第2図では、再生EFM信号のデータ変化点t1からクロ
ックPLCKの立ち下がりt2までの時間T1で、システムクロ
ックSCKが4クロック分カウントされている。システム
クロックSCKは、クロックPLCKの8倍の周波数とされて
いる。したがって、このように再生EFM信号のデータ変
化点t1からクロックPLCKの立ち下がりt2までの時間T
1で、システムクロックSCKが4クロック分(クロックPL
CKの1/2周期分)カウントされている時、再生EFM信号の
位相とクロックPLCKの位相とが同期している。システム
クロックSCKは「0、−3、2、−1、0、1、2、
3、…」の順にカウントされるので、この場合には、第
2図Dに示すように、システムクロックSCKのカウント
値が「0」になる。
第3図に示すように、クロックPLCKの位相が再生EFM
信号の位相より進んでいると、時間T1でカウントされる
システムクロックSCKが4クロックより少なくなる。第
3図Dでは、システムクロックSCKが2クロック分カウ
ントされ、そのカウント値が負の値(例えば「−2」)
になる。カウント値が負の値の時には、ディジタル制御
発振器3から出力されるクロックPLCKの位相が遅らされ
る。
第4図に示すように、クロックPLCKの位相が再生EFM
信号SEFMより遅れていると、時間T1の間にカウントされ
るシステムクロックSCKが4クロックより多くなる。第
4図Dでは、システムクロックSCKが5クロック分カウ
ントされ、そのカウント値が正の値(例えば「1」)に
なる。カウント値が正の値の時には、ディジタル制御発
振器3から出力されるクロックPLCKの位相が進められ
る。
このように、再生EFM信号のデータ変化点t1からクロ
ックPLCKの立ち下がりt2までの時間T1が4クロック分と
なるように制御することにより、再生EFM信号の位相と
クロックPLCKの位相とがロックされる。
ところで、この実施例では、時間T1の間にカウントさ
れるシステムクロックSCKが4クロック分の場合だけで
なく、0クロック分(又は8クロック分)となった場合
にも、位相差計測回路1から「0」が出力されるように
されている。すなわち、従来では、カウント値「−4」
とされていた値が「0」として処理される。したがっ
て、第5図に示すように、再生EFM信号のデータ変化点
とクロックPLCKの立ち下がりとが同期している場合に
も、位相がロックされる。換言すると、再生EFM信号S
EFMの位相とクロックPLCKの位相とが±180度分ずれてい
る場合にも、位相ロックがかかる。
これは、例えば再生しているコンパクトディスクのア
シンメトリが悪く、再生EFM信号中に±180度のジッタが
含まれている場合でも、位相ロックできるようにするた
である。
つまり、アシンメトリが悪く再生EFM信号SEFM中に例
えば±0.5T分のジッタが生じたとする。±0.5T分ジッタ
は、クロックPCKの±180度の変動に対応する。
従来では、±180度の変動に対する不感帯が設けられ
ていないので、再生EFM信号SEFMの位相とクロックPLCK
の位相とが一致している場合だけ位相ロックがかかり、
±180度分のジッタが発生すると、安定した状態でロッ
クできなくなる。±180度分のジッタでは、位相が進だ
のか遅れたのかを判断できないためである。
これに対して、この発明の一実施例では、再生EFM信
号SEFMの位相とクロックPLCKの位相とが±180度分ずる
ている場合にも、位相ロックがかかる。したがって、±
180度分のジッタが含まれている場合でも位相ロックが
かかり、アシンメトリが悪いディスクでも、エラーレー
トが改善できる。
第1図において、位相差計測回路1から、上述のよう
に再生EFM信号SEFMの位相とクロックPLCKの位相との位
相差を計測して求めた位相補正データが出力される。こ
の位相補正データが加算器5に供給される。
周波数差計測回路2は、エッジ微分回路10と、ΔT計
測カウンタ11と、N検出カウンタ12と、周波数エラー量
換算ROM13と、ローパスフィルタ14とから構成される。
入力端子4からの再生EFM信号SEFMがエッジ微分回路1
0に供給される。エッジ微分回路10で、再生EFM信号の変
化点が検出される。このエッジ微分回路10の出力がΔT
計測カウンタ11に供給されるとともに、N検出カウンタ
12に供給される。
ΔT計測カウンタ11には、端子8からシステムクロッ
クSCKが計測クロックとして供給される。ΔT計測カウ
ンタ11で、再生EFM信号SEFMの変化点の間のシステムク
ロックSCKがカウントされる。
ΔT計測カウンタ11の出力がN検出カウンタ12に供給
される。システムクロックSCKがクロックPLCKの8倍で
あるから、1Tパターンの間に、ΔT計測カウンタ11でシ
ステムクロックSCKが8クロック分カウントされる。Δ
T計測カウンタ11でシステムクロックSCKが8クロック
分カウントされる毎に、N検出カウンタ12がアップカウ
ントされる。このN検出カウンタ12の出力から、再生EF
M信号のパターンが検出される。
ΔT計測カウンタ11の出力及びN検出カウンタ12の出
力が周波数エラー量換算ROM13に供給される。周波数エ
ラー量換算ROM13には、第6図に示すように、各パター
ン毎に、周波数差に対応する周波数補正データが蓄えら
れている。この周波数エラー量換算ROM13に蓄えられて
いる周波数補正データは、所定クロックの誤差に対する
各パターン毎の時間軸変動の割合に応じた重み付けをし
て設定される。但し、後に詳述するように、3Tパターン
の場合には、このように重み付けに従っていない。すな
わち、3Tパターンでは、ΔT計測カウンタ11の出力が
「3」、「5」になる点が不感帯とされている。また、
ΔT計測カウンタ11の出力が「2」、「6」になる点の
周波数補正データが理論値より小さくされている。これ
は、アシンメトリの悪いディスクの場合に、3Tパターン
でエラーレートが悪化するのを防止するためである。
ΔT計測カウンタ11の出力及びN検出カウンタ12の出
力に応じて、周波数エラー量換算ROM13から周波数補正
データが読み出される。この周波数補正データがローパ
スフィルタ14を介して加算器5に供給される。
第7図に示すように、再生EFM信号SEFMのデータの変
化点t11から、ΔT計測カウンタ11で、システムクロッ
クSCK(第7図A)がカウントさせる。ΔT計測カウン
タ11は、0〜7まで8クロック分(クロックPLCKの一周
期分に対応する)、システムクロックSKCをカウントす
る。ΔT計測カウンタ11でシステムクロックSCKが8ク
ロック分カウントがされる毎に、第7図Dに示すよう
に、N検出カウンタ12がカウントアップされる。このN
検出カウンタ12の出力から、再生EFM信号のパターンが
検出される。そして、次の再生EFM信号SEFMのデータの
変化点t12で、ΔT計測カウンタ11の出力及びN検出の
カウンタ12の出力が周波数エラー量変換ROM13に取り込
まれる。
周波数エラーのない場合には、第7図Cに示すよう
に、次のデータの変化点t12でのΔT計測カウンタ11の
出力は「0」になる。
これに対して、再生EFM信号SEFMの周波数が低くなっ
てくると、第8図Cに示すように、データの変化点t11K
から次の泥の変化点t12までの間にカウントされるシス
テムクロックSCKの数が8の倍数より多くなる。第8図
Cでは、ΔT計測カウンタ11の出力が「2」になってい
る。N検出カウンタ12の出力が3Tパターンで、ΔT計測
カウンタ11の出力が「2」の場合には、第6図に示すよ
うに、周波数エラー量変換ROM13の出力は「38」にな
る。周波数エラー量変換ROM13の出力が正の時には、デ
ィジタル制御発振器3の位相が進められる。
また、周波数が高くなってくると、第9図Cに示すよ
うに、データの変化点t11から次のデータの変化点t12
での間にカウントされるシステムクロックSCKの数が8
の倍数より少なくなる。第9図Cでは、ΔT計測カウン
タ11の出力が「6」になっている。N検出カウンタ12の
出力が3Tパターンで、ΔT計測カウンタ11の出力が
「6」の場合には、第6図に示すように、周波数エラー
量変換RCM13の出力は「−38」になる。周波数エラー量
変換RCM13の出力が負の時には、ディジタル制御発振器
3の位相が遅らされる。
したがって、ΔT計測カウンタ11の出力が「0」にな
るように、ディジタル制御発振器3の周波数が制御され
る。
ところで、1周期当たりの周波数エラー量はΔT計測
カウンタ11で得られるカウント値をパターン数で割れば
求まり、これに基づいて重み付けして周波数補正データ
を求めると、3TパターンではΔT計測カウンタ11の出力
が「3」、「5」になる点に対して、大きな値(例えば
「63」、「−63」)の周波数補正データが設定される。
ところが、このように3Tパターンで、ΔT計測カウンタ
11の出力が「3」、「5」になる点に周波数補正データ
を蓄えるようにすると、アシンメトリが悪いディスクで
大きなジッタが発生している場合に、周波数エラー量変
換RCM13から絶えず大きな値の周波数補正データが出力
されることになり、ディジタル制御発振器3が安定しな
くなる。
そこで、この発明の一実施例では、3Tパターンでは、
±3クロック分の時間軸変動に対して不感帯を設けてい
る。また、3Tパターンでは、±2クロック分の変動に対
する周波数補正データが小さくされている。このため、
アシンメトリの悪いディスクの場合には、3Tパターンで
大きな周波数変動が生じている場合にはディジタル制御
発振器3の発振周波数が変動されなくなり、ディジタル
制御発振器3が安定し、エラーレートが改善される。
第1図において、加算器5で、位相差計測回路1から
の位相差データと、周波数差計測回路2からの周波数差
データとが加算される。この加算器5の出力がディジタ
ル制御発振器3に供給される。この加算器5からのデー
タに応じて、ディジタル制御発振器3の周波数が制御さ
れる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、3Tパターンでは、±3クロック分
の時間軸変動に対して不感帯を設けるとともに、±2ク
ロック分の変動に対する周波数補正データが小さくされ
ている。このため、アシンメトリの悪いディスクの場合
でも、ディジタル制御発振器3の発振周波数が安定し、
エラーレートが改善できる。
第10図は、アシンメトリの悪いディスクを従来のディ
ジタルPLLを用いたコンパクトディスクプレーヤで再生
した時のエラーレートを示し、第11図は、アシンメトリ
の悪いディスクをこの発明が適用されたディジタルPLL
を用いたコンパクトディスクプレーヤで再生した時のエ
ラーレートを示すものである。第10図及び第11図におい
て、横軸は時間を示し、縦軸はエラーレートを示す。E1
はブロックエラー、E2はエラー訂正不能で補間されるエ
ラーである。
従来では、第10図に示すように、特に曲間やTOCでエ
ラーが多く発生している。この発明が適用されると、第
11図に示すように、エラーが殆ど発生されなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図,第2図〜第
5図はこの発明の一実施例における位相制御の説明に用
いるタイミング図、第6図はこの発明の一実施例におけ
る周波数制御の説明に用いる略線図,第7図〜第9図は
この発明の一実施例における周波数制御の説明に用いる
タイミング図,第10図及び第11図はこの発明の効果を示
すグラフである。 図面における主要な符号の説明 1:位相差計測回路,2:周波数差計測回路, 3:ディジタル制御発振器,11:ΔT計測カウンタ, 12:N検出カウンタ,13:周波数エラー量変換ROM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03L 7/06 - 7/199 G11B 20/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル制御発振器の発振出力の位相と
    入力信号の位相との位相差を計測する位相差計測手段
    と、 上記入力信号の周波数差を計測する周波数計測手段とを
    有し、 上記位相差と上記周波数差とに基づいて上記ディジタル
    制御発振器を制御するようにしたディジタルPLLにおい
    て、 上記周波数差計測手段は、上記入力信号のパターンを検
    出するパターン検出手段と、 上記入力信号の周期を計測する周期計測手段と、 上記パターン検出手段で検出された入力信号のパターン
    と上記周期計測手段で検出された入力信号の周期とから
    周波数補正データを求める変換手段とからなり、 上記周期計測範囲には、短いパターンでは不感帯を設定
    するようにしたことを特徴とするディジタルPLL。
  2. 【請求項2】上記変換手段は、上記周期及び上記パター
    ンに対応して重み付けして形成される周波数補正データ
    が蓄えられるメモリからなり、短いパターンの上記重み
    を小さくするようにしたことを特徴とする請求項1記載
    のディジタルPLL。
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