JPH1166747A - 波形等化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク表面の状態により信号レベルがＡ
ＧＣ回路が応答できないほど急激に減少した場合でも、
波形等化器出力の高周波成分レベルの低下の補正を可能
とする。 【解決手段】 高周波成分検出回路４の出力と低周波成
分検出回路３の出力の直流成分をシフトするＤＣシフト
回路９の出力Ｓ７が常に等しくなるようにフィルタ回路
１の特性を制御する。フィルタ回路１の出力信号Ｓ２が
符号間干渉のない理想的な特性のときに、高周波成分検
出回路３の出力Ｓ６とＤＣシフト回路９の出力Ｓ７が等
しくなるように設定しておくことにより、常に最適な波
形等化特性が保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば光ディス
クからピックアップで再生した信号を等化し出力する波
形等化に係り、特に伝送路の周波数特性により発生した
波形歪みを低減する波形等化器に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル信号を記録媒体に記録再生する
手段の１つとして、光ディスク装置がある。光ディスク
装置では、記録再生系を通過した信号に生じた周波数特
性劣化、歪み等を補正するために、再生回路中に波形等
化器を設け、記録信号の符号列が符号間干渉を起こさな
いようにしている。

【０００３】この波形等化器によって十分に符号間干渉
や歪みが除去できない場合、ジッタすなわち位相誤差が
増加し、読み出し誤り率が増加してしまう。光ディスク
からピックアップにより再生された信号は、光ディスク
の記録ピットの形状、光ディスクの表面の状態、ピック
アップの位置等の条件によって常に周波数特性が変化し
ており、この信号の状態に応じて波形等化器の特性を適
応させる必要がある。

【０００４】従来から再生信号の状態に応じて波形等化
器の特性を変え、常に最適な波形等化特性を維持するも
のがある。再生信号の状態を検知する方法にはいくつか
あるが、その一例が特開昭６１−１６０７１号公報に開
示されている。

【０００５】この例では、再生信号中の低周波成分に対
する高周波成分の減衰量を検出し、その減衰量に応じて
波形等化器の特性、ここでは高周波成分の強調量を制御
して、常に最適な波形等化特性を維持できるようになっ
ている。つまり、図４に示すように、高周波成分が減衰
したときは高周波成分の強調量を大きくし、高周波成分
が増大したときは、高周波成分の強調量を小さくするよ
うに波形等化器の特性を制御する。

【０００６】波形等化器の特性が入力信号に対して最適
な特性になっている場合、入力信号の各パターンに対す
る出力信号を重ね描きすると図５のようなパターンにな
り、高周波成分Ｈの振幅は低周波成分Ｌの振幅より小さ
くなっている。

【０００７】ここで、低周波成分が一定で、高周波成分
が急激に小さくなる、図６に示すような入力信号を入力
した場合、波形等化器の特性が固定のままだと、入力信
号に対して最適な波形等化ができず、波形等化器の出力
の符号間干渉が増大して、ジッタが増加してしまう。ま
た、一般的に波形等化器の後段にはコンパレータがあっ
て、波形等化器の出力を所定の基準レベルと比較して、
デジタル信号として取り出しているので、このように高
周波成分が減衰してしまうと、波形等化器の出力ノイズ
成分と区別がつかなくなり、デジタル信号に変換できな
くなってしまう。

【０００８】しかし、この従来例では高周波成分のレベ
ル低下を検出して、波形等化器の高周波成分の強調量を
増加するように制御するので、図７のように高周波成分
のレベル低下を補正した信号が波形等化器の出力とな
り、入力信号の状態が変化しても常に最適な波形等化特
性を維持する。

【０００９】ところが、この従来例には問題がある。通
常、波形等化器の前段にはＡＧＣ回路があって、波形等
化器の出力信号振幅が常に一定になるようにＡＧＣ回路
の利得を制御している。ＡＧＣ回路は、ノイズ等の影響
でレベル変動しないようにある程度応答を遅くしてあ
る。しかし、光ディスク表面の傷、光ディスク表面に付
着したごみ、指紋等の影響で、再生信号レベルがＡＧＣ
回路が応答できないほど急激に減衰してしまう場合があ
る。

【００１０】入力信号がこのような状態になり、波形等
化器の出力レベルが図８に示すように、全体的に小さく
なった場合、低周波成分、高周波成分のどちらも信号レ
ベルが小さくなっているものの、波形等化器出力の低周
波成分のレベルに対する高周波成分のレベルの減衰量は
変化せず、一定のままなので、波形等化器の特性は変化
せず、波形等化器の高周波成分強調量は一定のままであ
る。

【００１１】そのため、波形等化器出力の高周波成分
は、図９に示すように減衰したままになってしまう。低
周波成分はもともと信号レベルが大きいので、多少のレ
ベル低下があっても問題無く、後段のコンパレータでデ
ジタル信号に変換可能だが、高周波成分は信号レベルが
小さい上に、さらに減衰してしまうので、デジタル信号
に変換できず、誤り率が増加してしまう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の波形等化器は、光ディスク表面の傷、付着したごみ、
指紋等の影響で、再生信号レベルがＡＧＣ回路が応答で
きないほど急激に減衰してしまった場合、波形等化器の
高周波成分の強調量を変えることができず、誤り率が増
加してしまう、という問題があった。

【００１３】この発明は、光ディスク表面の状態により
信号レベルがＡＧＣ回路が応答できないほど急激に減少
した場合でも、波形等化器出力の高周波成分レベルの低
下を補正できる波形等化器を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の波形等化器では、入力信号を波形等
化して出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の入
力信号もしくは出力信号のどちらかの低周波成分レベル
を検出して出力する低周波成分検出回路と、前記フィル
タ回路の出力信号の高周波成分レベルを検出して出力す
る高周波成分検出回路と、前記低周波成分検出回路の出
力と前記高周波成分検出回路の出力の違いに応じて、前
記フィルタ回路の低周波成分に対する高周波成分の強調
量を制御する制御回路とからなり、前記低周波成分検出
回路入力の低周波成分レベル変化に対する前記フィルタ
回路の高周波成分強調量変化率をａとし、前記高周波成
分検出回路入力の高周波成分レベル変化に対する前記フ
ィルタ回路の高周波成分強調量変化率をｋａ（ｋ＞１）
としたとき、前記ｋの値が、定常状態の波形等化器の出
力の低周波成分レベルＡ１と高周波成分レベルＡ２に対
して、ｋ＞（Ａ１／Ａ２）の関係を持つことを特徴とす
る。

【００１５】上記した手段により、高周波成分と低周波
成分を検出して、その差が一定になるように低周波成分
に対する高周波成分の強調量を制御するときに、低周波
成分のレベル変化よりも高周波成分のレベル変化に対す
る制御感度を大きくし、入力信号レベルが急激に減少し
た場合でも、波形等化して出力される高周波成分のレベ
ル低下を補正する可能とした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の一実施の形態について説明するための回路構成
図である。この実施の形態では、フィルタ回路１、低周
波成分検出回路２、高周波成分検出回路３、制御回路４
により構成されている。

【００１７】フィルタ回路１は入力信号Ｓ１を波形等化
して出力信号Ｓ２を出力する。出力信号Ｓ２は低周波成
分検出回路２と高周波成分検出回路３にもそれぞれ入力
する。低周波成分検出回路２では出力信号Ｓ２の低周波
成分レベルを検出して出力し、高周波成分検出回路３で
は出力信号Ｓ２の高周波成分レベルを検出して出力す
る。制御回路４は、この低周波成分検出回路２の出力Ｓ
４と高周波成分検出回路３の出力Ｓ６を入力とし、低周
波成分検出回路２の出力Ｓ４と高周波成分検出回路３の
出力Ｓ６の差に応じてフィルタ回路１の制御信号Ｓ８を
出力する。フィルタ回路１は、この制御信号Ｓ８によっ
て、フィルタ回路１の低周波成分に対する高周波成分の
強調量を制御できるようになっている。

【００１８】ここで、低周波成分検出回路２、高周波成
分検出回路３、制御回路４についてそれぞれ詳しく説明
する。

【００１９】低周波成分検出回路２は、ＬＰＦ５、レベ
ル検波回路６とからなり、ＬＰＦ５でフィルタ回路１の
出力信号Ｓ２の低周波成分を抽出し、レベル検波回路６
でＬＰＦ５の出力Ｓ３をレベル検波して出力する。

【００２０】また、高周波成分検出回路３は、ＨＰＦ７
とレベル検波回路８とからなり、ＨＰＦ７でフィルタ回
路１の出力信号Ｓ２の高周波成分を抽出し、レベル検波
回路８でＨＰＦ７の出力Ｓ５をレベル検波して出力す
る。ＨＰＦ７は入力信号の低周波成分のレベル変化によ
って、ＨＰＦ７の出力が影響をうけないように十分高い
カットオフ周波数を持つ。

【００２１】制御回路４は、ＤＣシフト回路９と比較回
路１０とからなり、低周波成分検出回路２の出力Ｓ４
を、ＤＣシフト回路９でＤＣシフトした信号Ｓ７と高周
波成分検出回路３の出力信号Ｓ６を比較回路１０で比較
する。その結果、出力Ｓ７が出力Ｓ６より大きい場合
は、フィルタ回路１の高周波成分の強調量を大きくし、
出力Ｓ７が出力Ｓ６より小さい場合は、フィルタ回路１
の高周波成分の強調量を小さくするように制御信号Ｓ８
をフィルタ回路１に出力する。

【００２２】つまり、高周波成分検出回路３の出力Ｓ６
とＤＣシフト回路９の出力Ｓ７が常に等しくなるように
フィルタ回路１の特性を制御する。フィルタ回路１の出
力信号Ｓ２が符号間干渉のない理想的な特性のときに、
高周波成分検出回路３の出力Ｓ６とＤＣシフト回路９の
出力Ｓ７が等しくなるように設定しておけば、常に最適
な波形等化特性を保持できることになる。

【００２３】ＬＰＦ５とレベル検波回路６を合わせた低
周波成分検出回路２の低周波成分の検出利得がａ、ＨＰ
Ｆ７とレベル検波回路８を合わせた高周波成分検出回路
３の高周波成分の検出利得がｋａ（ｋ＞１）となってい
て、高周波成分検出利得の方が低周波成分検出利得より
大きく、定常状態、つまりフィルタ回路１の波形等化特
性が最適な状態での出力信号Ｓ２の低周波成分レベルを
Ａ１、高周波成分レベルをＡ２とすると、ｋ＞（Ａ１／
Ａ２）の関係がある。

【００２４】ＤＣシフト回路９のＤＣシフト量は、定常
状態でフィルタ回路１の特性が最適な波形等化特性にな
る値、すなわち、出力信号Ｓ２の低周波成分レベルと高
周波成分レベルの比がＡ１：Ａ２になる値である。具体
的には、ＤＣシフト量をｘとすると、定常状態では、 Ａ１・ａ＋ｘ＝Ａ２・ｋａ なので、 ｘ＝ａ（Ａ２・ｋ−Ａ１） である。

【００２５】この波形等化器に低周波成分が一定で、高
周波成分が急激に小さくなる信号を入力した場合、制御
回路４は、高周波成分検出回路３の出力Ｓ６と、低周波
成分検出回路２の出力Ｓ４をＤＣシフト回路９でＤＣシ
フトした信号Ｓ７が等しくなるようにフィルタ回路１の
制御信号Ｓ８を出力する。その結果、出力信号Ｓ２の低
周波成分レベルと高周波成分レベルの比がＡ１：Ａ２に
なるように、フィルタ回路１の特性が変わって、高周波
成分のレベル低下を補正した信号が出力信号Ｓ２とな
り、最適な波形等化特性となる。

【００２６】次に、入力信号レベルが定常状態から全体
的に急激に減少した場合について考える。例えば、図２
に示すように入力信号Ｓ１が定常状態から３０％減少し
たと仮定すると、フィルタ回路１の出力信号Ｓ２の低周
波成分と高周波成分はそれぞれ３０％減少し、低周波成
分レベルは０．７・Ａ１となり、高周波成分レベルは
０．７・Ａ２となる。低周波成分検出回路２の低周波成
分の検出利得はａであり、ＤＣシフト回路９のＤＣシフ
ト量はａ（Ａ２・ｋ−Ａ１）であるから、ＤＣシフト回
路９の出力Ｓ７は、 ０．７・Ａ１・ａ＋ａ（Ａ２・ｋ−Ａ１） … （１） となる。高周波成分検出回路３の高周波成分の検出利得
はｋａ（ｋ＞１）であるから、高周波成分検出回路３の
出力Ｓ６は、 ０．７・Ａ２・ｋａ … （２） となる。（２）式から（１）式を引くと、 ０．７・Ａ２・ｋａ−０．７・Ａ１・ａ−ａ（Ａ２・ｋ−Ａ１） ＝−０．３・ａ（ｋ・Ａ２−Ａ１） … （３） となる。ここで、ｋ＞（Ａ１／Ａ２）だから、ｋＡ２＞
Ａ１となる。ゆえに、ｋＡ２−Ａ１＞０となり、（３）
式＜０となるので、高周波成分検出回路３の出力Ｓ６の
方が、ＤＣシフト回路９の出力Ｓ７よりも小さくなり、
制御回路４は、フィルタ回路１の高周波成分の強調量を
大きくするように制御信号Ｓ８を出力する。

【００２７】その結果、図３に示すように高周波成分の
レベル低下を補正した出力信号Ｓ２を得ることができ
る。なお、点線部分は従来例の場合のフィルタ回路の出
力高周波成分レベルを示したものである。

【００２８】最終的なフィルタ回路１の高周波成分レベ
ルをＡ２’とすると、このときの高周波成分検出回路３
の出力Ｓ６は、 Ａ２’・ｋａ … （４） となり、高周波成分検出回路３の出力Ｓ６とＤＣシフト
回路９の出力Ｓ７が等しいので、（１）式と（４）式が
等しく、 Ａ２’・ｋａ＝０．７・Ａ１・ａ＋ａ（Ａ２・ｋ−Ａ１） ∴ Ａ２’＝Ａ２−０．３／ｋ・Ａ１ ＝０．７・Ａ２＋０．３（Ａ２−Ａ１／ｋ） ＝０．７・Ａ２＋０．３／ｋ（ｋＡ２−Ａ１） であるから、０．３／ｋ（ｋＡ２−Ａ１）の分だけフィ
ルタ回路１の高周波成分レベルが増加する。

【００２９】この実施の形態では、入力信号Ｓ１のレベ
ルが全体的に急激に減少した場合でも、高周波成分レベ
ルの減少を補正して出力できるので、光ディスク表面の
傷、付着したごみ、指紋等の影響で、再生信号レベルが
ＡＧＣ回路が応答できないほど急激に減少してしまう場
合でも、出力の高周波成分のレベル低下を防ぎ、ノイズ
の影響による誤り率の増加を防止できる。

【００３０】なお、高周波成分検出回路３において、フ
ィルタ回路１の出力信号Ｓ２の高周波成分を抽出するの
にＨＰＦを用いたが、ＢＰＦを用いてもよい。同様に、
低周波成分検出回路２において、フィルタ回路１の出力
信号Ｓ２の低周波成分を抽出するのにＬＰＦを用いた
が、ＢＰＦを用いてもよい。また、通常、フィルタ回路
１の出力信号Ｓ２の低周波成分は高周波成分より大きい
ので、ＬＰＦもしくはＢＰＦを設けずに、フィルタ回路
１の出力信号Ｓ２を直接レベル検波して出力してもよ
い。

【００３１】また、制御対象は低周波成分に対する高周
波成分の強調量であるので、特性を制御しても低周波成
分の利得は一定である。よって、低周波成分検出回路２
は上記のように出力信号Ｓ２を入力とせずに、入力信号
Ｓ１を入力としてもよい。

【００３２】さらに上記した実施の形態では、光ディス
クの再生装置に用いる波形等化器について説明したが、
この発明はこれに限定されるものではなく、入力信号の
レベルが全体的に急激に減少するような現象が発生す
る、全てのデジタル信号再生装置に応用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の波形等
化器によれば、光ディスク表面の傷、付着したごみ、指
紋等の影響で、再生信号レベルがＡＧＣ回路が応答でき
ないほど急激に減少した場合でも、波形等化器出力の高
周波成分レベルの低下を補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態について説明するため
の回路構成図。

【図２】定常状態からレベルが３０％減少した入力信号
を説明するための説明図。

【図３】入力信号レベルが３０％低下したときの波形等
化器の出力信号を説明するための説明図。

【図４】再生信号の高周波成分の減衰量と波形等化器の
高周波成分の強調量の関係を説明するための説明図。

【図５】波形等化器が最適な特性になっている場合の入
力信号のランダムパターンに対する出力信号を説明する
ための説明図。

【図６】低周波成分が一定で、高周波成分が急激に小さ
くなる入力信号の関係について説明するための説明図。

【図７】入力信号の低周波成分が一定で、高周波成分が
急激に小さくなった場合の波形等化器出力について説明
するための説明図。

【図８】全体的にレベルが急激に小さくなる入力信号に
ついて説明するための説明図。

【図９】入力信号のレベルが全体的に急激に小さくなっ
た場合の波形等化器出力について説明するための説明
図。

【符号の説明】

１…フィルタ回路、２…低周波成分検出回路、３…高周
波成分検出回路、４…制御回路、５…ＬＰＦ、６，８…
レベル検波回路、７…ＨＰＦ、９…ＤＣシフト回路、１
０…比較回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を波形等化して出力するフィル
   タ回路と、 前記フィルタ回路の入力信号もしくは出力信号のどちら
   かの低周波成分レベルを検出して出力する低周波成分検
   出回路と、 前記フィルタ回路の出力信号の高周波成分レベルを検出
   して出力する高周波成分検出回路と、 前記低周波成分検出回路の出力と前記高周波成分検出回
   路の出力の違いに応じて、前記フィルタ回路の低周波成
   分に対する高周波成分の強調量を制御する制御回路とか
   らなり、 前記低周波成分検出回路入力の低周波成分レベル変化に
   対する前記フィルタ回路の高周波成分強調量変化率をａ
   とし、前記高周波成分検出回路入力の高周波成分レベル
   変化に対する前記フィルタ回路の高周波成分強調量変化
   率をｋａ（ｋ＞１）としたとき、前記ｋの値が、定常状
   態の波形等化器の出力の低周波成分レベルＡ１と高周波
   成分レベルＡ２に対して、ｋ＞（Ａ１／Ａ２）の関係を
   持つことを特徴とする波形等化器。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、 高周波成分のレベルが低周波成分のレベルよりも相対的
   に大きいときに、波形等化器の低周波成分に対する高周
   波成分の強調量が相対的に小さくなるような制御信号を
   生成してなることを特徴とする請求項１記載の波形等化
   器。
3. 【請求項３】 前記制御回路は、 前記低周波成分検出回路の出力をＤＣシフトした信号と
   前記高周波成分検出回路の出力が等しくなるような前記
   制御信号を生成してなることを特徴とする請求項１記載
   の波形等化器。