專利名稱：相位比較器以及使用它的時(shí)鐘生成電路、圖像顯示裝置和再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生成與所輸入的再現(xiàn)信號(hào)同步的時(shí)鐘的時(shí)鐘生 成電路中的相位比較器以及使用它的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置。
背景技術(shù)：
在以往的 一般的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置中，為了抽取與記錄數(shù)據(jù)同
步的時(shí)鐘，例如在專利文獻(xiàn)l中利用量(子)化單元(A/D轉(zhuǎn)換器) 對(duì)所輸入的再現(xiàn)信號(hào)進(jìn)行量(子)化，并基于由偏置(offset)調(diào)整 電路除去了量化數(shù)據(jù)的偏置成分的再現(xiàn)數(shù)據(jù)來利用數(shù)字電路計(jì)算頻 率誤差和相位誤差，且用環(huán)路濾波器進(jìn)行平滑，使用D/A轉(zhuǎn)換器將 數(shù)字修正量轉(zhuǎn)換為模擬值，進(jìn)行VCO (電壓控制振蕩器)的振蕩頻 率控制。圖2表示這種反饋型時(shí)鐘生成電路的框圖結(jié)構(gòu)。通過進(jìn)行如 上述那樣的反饋型控制，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)A / D轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字部的時(shí)鐘與 再現(xiàn)信號(hào)的同步。針對(duì)數(shù)據(jù)的解碼，需要取得時(shí)鐘與量化后的再現(xiàn) 數(shù)據(jù)同步，所以能夠由數(shù)據(jù)檢測(cè)器基于該數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
但是，例如在光盤領(lǐng)域中，CD、 DVD等的高密度化不斷發(fā)展， 進(jìn)而再現(xiàn)速度的高速化也不斷發(fā)展，如圖2所示的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置 那樣，在反饋環(huán)內(nèi)含有數(shù)字運(yùn)算的同步型時(shí)鐘生成電路中，為了實(shí) 現(xiàn)高速工作而需要進(jìn)行流水線處理，所以時(shí)鐘抽取的反饋環(huán)中的時(shí) 鐘數(shù)字等待時(shí)間將會(huì)增加。如圖19所示那樣的以往的 一般的相位比 較器是使用再現(xiàn)信號(hào)進(jìn)行零交叉(zero cross)時(shí)的數(shù)據(jù)來計(jì)算相位 誤差的，因而相位比較器的線性范圍(range)為-兀~ +兀。其結(jié)果， 在位于線性范圍之外時(shí)，將發(fā)生相位反轉(zhuǎn)。當(dāng)時(shí)鐘等待時(shí)間增加時(shí)， 該相位反轉(zhuǎn)頻繁地發(fā)生，尤其是時(shí)鐘生成電路的俘獲范圍(capturerange)(同步范圍)大幅度惡化。圖20示出這種情況。
與此不同，在專利文獻(xiàn)2中，將相位比較器的結(jié)構(gòu)做成圖21所示 的結(jié)構(gòu)。在圖21的相位比較器中，與以往的一般的結(jié)構(gòu)不同，形成 為以下結(jié)構(gòu)不是將計(jì)算相位誤差的定時(shí)固定為零交叉，而是將前 次的相位誤差乘以增益而生成基準(zhǔn)值，在所輸入的釆樣數(shù)據(jù)與該基 準(zhǔn)值交叉(cross)的定時(shí)計(jì)算相位誤差。通過如此形成相位比較器 的結(jié)構(gòu)，即使時(shí)鐘等待時(shí)間增加，也能夠擴(kuò)大相位比較器的線性范 圍、以及減小相位反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)電平，能夠大幅度地改善同步特性。 圖22表示上述圖21所示的相位比較器的特性。 專利文獻(xiàn)l:日本特開2002 - 8315號(hào)7>才艮 專利文獻(xiàn)2:日本專利第3889027號(hào)說明書

發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)中，通過將反饋增益設(shè)為l,能 夠充分地利用基準(zhǔn)值的范圍，可期待得到大幅度的改善。
但是，設(shè)想在將專利文獻(xiàn)2的相位比較器應(yīng)用于Blu-ray盤(藍(lán) 光盤)系統(tǒng)等與高密度記錄對(duì)應(yīng)的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置時(shí)，與CD、 DVD 相比，再現(xiàn)信號(hào)的S/N發(fā)生劣化，在將反饋增益設(shè)定為l的狀態(tài)下， 抗噪性變?nèi)?，而且由于增益控制和偏置控制的并用而發(fā)生基準(zhǔn)值的 發(fā)散，將陷入死鎖(deadlock)狀態(tài)。圖23示出這種情況。相反， 如果使反饋增益小于l,則能夠避免死鎖狀態(tài)，但會(huì)使基準(zhǔn)值的可變 范圍受到限制，不能充分地利用基于反饋控制的動(dòng)態(tài)范圍。
本發(fā)明的目的在于，在時(shí)鐘生成電路的相位比較器中，當(dāng)將計(jì) 算相位誤差的定時(shí)設(shè)定為與基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)并對(duì)該基準(zhǔn)值進(jìn)行反 饋修正時(shí)，能夠不限制該被反饋的上述基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效運(yùn) 用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中通過對(duì)當(dāng)前時(shí)刻之前的相位誤 差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值。
具體而言，本發(fā)明的相位比較器用于時(shí)鐘生成電路，該時(shí)鐘生數(shù)據(jù)來抽取與上述再現(xiàn)信號(hào)同步的同步時(shí)鐘，該相位比較器的特征 在于，包括交叉檢測(cè)部，接收由上述采樣單元得到的上述再現(xiàn)數(shù) 據(jù)以及預(yù)定的基準(zhǔn)值，并檢測(cè)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)與上述基準(zhǔn)值交叉的交
叉定時(shí)；極性判斷部，接收上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)，并判斷該再現(xiàn)數(shù)據(jù)的邊 沿極性；相位誤差計(jì)算部，接收上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)、由上述交叉檢測(cè)部 輸出的交叉定時(shí)信號(hào)以及上述極性判斷部的判斷結(jié)果，將在上述交 叉定時(shí)的上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)與零值之差作為相位誤差來進(jìn)行計(jì)算；以及 濾波處理部，在由上述交叉檢測(cè)部檢測(cè)到的定時(shí)將由上述相位誤差 計(jì)算部計(jì)算出的相位誤差進(jìn)行濾波，生成提供給上述交叉檢測(cè)部的 上述基準(zhǔn)值。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部是 FIR (Finite Impulse Response:有限沖激響應(yīng))濾波器。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部是 IIR(Infinite Impulse Response:無限沖激響應(yīng))濾波器。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部進(jìn) 行所輸入的相位誤差的包絡(luò)4全測(cè)后進(jìn)行輸出。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部基 于上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化間隔，在極性變化間隔短時(shí)判斷為上述 再現(xiàn)數(shù)據(jù)的信號(hào)質(zhì)量低，對(duì)對(duì)應(yīng)的上述相位誤差進(jìn)行屏蔽處理而不 反映給上述濾波處理部。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部具 有對(duì)上述交叉檢測(cè)部輸出的定時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，每當(dāng)上述計(jì)數(shù) 器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)將上述計(jì)數(shù)器以及上述濾波處理部復(fù)位 為0。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部具 有對(duì)上述交叉檢測(cè)部輸出的定時(shí)間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，在上述計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出預(yù)定次數(shù)時(shí)，將上述計(jì)數(shù)器以及上述濾波處理部 復(fù)位為0。本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部具 有對(duì)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，每當(dāng)上述計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)，將上述計(jì)數(shù)器和上述濾波處理部復(fù) 位為0。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述濾波處理部具 有對(duì)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的第一計(jì)數(shù)器、和對(duì)上 述交叉檢測(cè)部輸出的定時(shí)間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器，在上述第一 計(jì)數(shù)器值和上述第二計(jì)數(shù)器值之差超出預(yù)定值時(shí)，將上述第一計(jì)數(shù)
器、上述第二計(jì)數(shù)器以及上述濾波處理部復(fù)位為o。
本發(fā)明的特征在于，在上述相位比較器中，上述交叉檢測(cè)部和
上述濾波處理部分別按照與上述基準(zhǔn)值相對(duì)的上述采樣數(shù)據(jù)的邊沿
才及性來獨(dú)立地工作。
本發(fā)明的時(shí)鐘生成電路的特征在于，具有上述相位比較器，才艮
據(jù)由上述相位比較器的上述相位誤差計(jì)算部計(jì)算出的相位誤差來生
成與上述再現(xiàn)信號(hào)同步的同步時(shí)鐘。
本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征在于，包括LSI,其具有時(shí)鐘生 成電路和根據(jù)由上述時(shí)鐘生成電路所得到的時(shí)鐘對(duì)包括音頻數(shù)據(jù)和 圖像數(shù)據(jù)的接收信號(hào)進(jìn)行解碼的信號(hào)處理電路；和顯示終端，其接 收來自上述LSI的解碼信號(hào)來用解碼后的音頻數(shù)據(jù)發(fā)音，并且顯示解 碼后的圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的特征在于，在上述相位比較器中， 上述所輸入的再現(xiàn)信號(hào)經(jīng)由包括無線通信路徑、光纖、同軸電纜、 或電力線的通信路徑來提供。
本發(fā)明的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的特征在于，在上述相位比較器中， 上述所輸入的再現(xiàn)信號(hào)由包括DVD盤、CD盤、或者Blu-ray盤在內(nèi) 的光盤所提供。
根據(jù)以上所述，在本發(fā)明中，在時(shí)鐘生成電路的相位比較器中， 能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值， 在所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效運(yùn)用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn) 抗噪性的增強(qiáng)。
如以上說明那樣，根據(jù)本發(fā)明，在時(shí)鐘生成電路的相位比較器 中，獲得能夠增強(qiáng)抗噪性、并且能夠不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài) 范圍而有效運(yùn)用的效果。


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器的框圖。
圖2是包括具有本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器的時(shí)鐘生成 電路的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的框圖。
圖3是在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的極性判 斷部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是在本發(fā)明第 一 實(shí)施方式的相位比較器中所具有的極性判 斷部的工作時(shí)序圖。
圖5是在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的交叉檢 測(cè)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6是在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的交叉檢 測(cè)部的工作時(shí)序圖。
圖7是在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的相位誤 差計(jì)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的相位誤 差計(jì)算部的工作時(shí)序圖。
圖9是在本發(fā)明第 一 實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾波處 理部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的圖。
圖10是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾 波處理部的第 一變形例的圖。
圖ll是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾 波處理部的第二變形例的圖。
圖12是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾
9波處理部的第三變形例的圖。
圖13是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾 波處理部的第四變形例的圖。
圖14是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾
波處理部的第五變形例的圖。
圖15是本發(fā)明第二實(shí)施方式的相位比較器的框圖。
圖16是表示在本發(fā)明第二實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾 波處理部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例的圖。
圖17是表示在本發(fā)明第二實(shí)施方式的相位比較器中所具有的濾 波處理部的變形例的圖。
圖18是表示包括內(nèi)置有具備本發(fā)明相位比較器的時(shí)鐘生成電路 的L SI的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖19是表示以往的時(shí)鐘生成電路中的相位比較器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖20是表示以往的時(shí)鐘生成電路中的相位比較器的特性的圖。 圖21是表示專利文獻(xiàn)2的相位比較器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。 圖22是表示專利文獻(xiàn)2的相位比較器的特性的圖。 圖23是表示在使用了專利文獻(xiàn)2的相位比較器時(shí)發(fā)生基準(zhǔn)值的 發(fā)散現(xiàn)象的情況的圖。
標(biāo)號(hào)說明
1: A/D轉(zhuǎn)換器(采樣單元)
2:偏置調(diào)整器
3:相位比較器
4:環(huán)路濾波器
5: D/A轉(zhuǎn)換器
6: VCO
7:數(shù)據(jù)檢測(cè)器
10:時(shí)鐘生成電^各31:極性判斷部 32:交叉4企測(cè)部 33:相位誤差計(jì)算部
34、 35:濾波處理部
311、 313、 322、 324、 331、 348、 356、 361、 362、 384:寄存器
334、 341、 342、 343、 351、 352、 414、 415:具備使能功能的寄存 哭
6口
312、 321、 353、 416:減法器 323、 347、 365、 391:加法器 325:邏輯運(yùn)算電路
332、 363、 364:選擇器
333、 344、 345、 346、 354、 355、 388、 389、 390:乘法器 366: 消波(clip )電路
371:屏蔽信號(hào)生成部
372: AND運(yùn)算電路
381:邊沿計(jì)數(shù)器(計(jì)數(shù)器)
382、 393、 403、 419:比4交器
383、 404、 418:預(yù)定值
385、 386、 387:具有復(fù)位功能的使能寄存器
392、 413:邊沿間隔計(jì)數(shù)器(計(jì)數(shù)器)
394: OR運(yùn)算電路
401、 411: 4及性變化檢測(cè)部
402:計(jì)數(shù)器
412:變化間隔計(jì)數(shù)器(第一計(jì)數(shù)器) 413:邊沿間隔計(jì)數(shù)器(第二計(jì)數(shù)器) 417:絕對(duì)值計(jì)算電路 101:信息記錄部
102: 4言息讀出部
103: LSI
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 <實(shí)施方式1>
圖l是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的相位比較器的結(jié)構(gòu)的圖。
在圖1所示的相位比較器3中，31是判斷再現(xiàn)數(shù)據(jù)的邊沿極性的 極性判斷部，3 2是檢測(cè)所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)的交 叉檢測(cè)部，33是在交叉檢測(cè)部32輸出的交叉定時(shí)將所輸入的再現(xiàn)數(shù) 據(jù)與零值之差乘以由上述極性判斷部31輸出的極性來計(jì)算相位誤差 的相位誤差計(jì)算部，34是對(duì)所輸入的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來 生成基準(zhǔn)值的濾波處理部。
圖2表示使用了該相位比較器3的時(shí)鐘生成電路以及再現(xiàn)信號(hào)處
l進(jìn)行量化，之后被偏置調(diào)整器2進(jìn)行偏置控制。偏置調(diào)整后的再現(xiàn) 數(shù)據(jù)被輸出到數(shù)據(jù)檢測(cè)器7，進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽取。再現(xiàn)數(shù)據(jù)還輸出到相 位比較器3，在此，計(jì)算與時(shí)鐘的相位誤差。計(jì)算出的相位誤差被輸 出到環(huán)路濾波器4，被DAC5轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，由VC06進(jìn)行振蕩頻率 的控制。最后，時(shí)鐘生成電路10進(jìn)行環(huán)路控制，使得所輸入的再現(xiàn) 信號(hào)與VC06的輸出時(shí)鐘同步，相位比較器3的輸出變?yōu)?。
以下，對(duì)圖l所示的相位比較器3的結(jié)構(gòu)以及工作詳細(xì)地進(jìn)行說 明。在本實(shí)施方式中，設(shè)所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)是用2的補(bǔ)碼表示的數(shù)字 數(shù)據(jù)。
圖3表示極性判斷部31的結(jié)構(gòu)例。311和313是用所輸入的時(shí)鐘進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)的寄存器，312是減法器。寄存器311按每個(gè)時(shí)鐘沿讀取再現(xiàn) 數(shù)據(jù)，所以減法器312計(jì)算所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)序列的斜率。在本實(shí)施 方式中，再現(xiàn)數(shù)據(jù)用2的補(bǔ)碼來表示，所以減法器312的輸出MSB表 示符號(hào)位。因此，寄存器313的輸出在再現(xiàn)數(shù)據(jù)的梯度為0以上時(shí)為0， 在再現(xiàn)數(shù)據(jù)的梯度為負(fù)時(shí)為l。通過進(jìn)行以上的運(yùn)算，極性判斷部31 的輸出在再現(xiàn)數(shù)據(jù)處于上升狀態(tài)時(shí)為O，相反，在處于下降狀態(tài)時(shí)為1。圖4表示圖3所示的極性判斷部31的時(shí)序。
圖5表示相位比較器3內(nèi)的交叉檢測(cè)部32的結(jié)構(gòu)例。在該圖中， 322以及324是用所輸入的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的寄存器，321是減法器，323 是加法器，325是邏輯運(yùn)算電路。減法器321進(jìn)行再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值 的差運(yùn)算。322是保持其結(jié)果的寄存器，所以加法器323對(duì)從再現(xiàn)數(shù) 據(jù)減去基準(zhǔn)值后的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行l(wèi) +0運(yùn)算。寄存器324是保持加法器 323的MSB的寄存器，所以邏輯運(yùn)算電路325的輸出在加法器323的輸 出從負(fù)變?yōu)檎亩〞r(shí)變?yōu)閘。即，交叉檢測(cè)部32檢測(cè)再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn) 值在上升時(shí)交叉的定時(shí)。圖6表示圖5所示的交叉檢測(cè)部32的時(shí)序。 在該結(jié)構(gòu)中，形成檢測(cè)再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值在上升時(shí)交叉的定時(shí)的結(jié) 構(gòu)，但也可以形成檢測(cè)在下降時(shí)交叉的定時(shí)的結(jié)構(gòu)。
圖7表示相位比較器3內(nèi)的相位誤差計(jì)算部33的結(jié)構(gòu)例。在該圖 中，331是用所輸入的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的寄存器，332是極性輸入為0(上 升狀態(tài))時(shí)輸出l、在極性輸入為l (下降狀態(tài))時(shí)輸出-l的選擇器， 333是乘法器，334是在所輸入的時(shí)鐘定時(shí)交叉定時(shí)為1時(shí)讀取乘法器 333的輸出的寄存器。寄存器331進(jìn)行用于取得極性信號(hào)和交叉定時(shí) 的一致性的延遲調(diào)整，在交叉定時(shí)為l時(shí)，將寄存器331的輸出乘以 與極性對(duì)應(yīng)的符號(hào)(選擇器332的輸出)后進(jìn)行相位誤差的更新。圖 8表示圖7所示的相位誤差計(jì)算部33的時(shí)序。在本實(shí)施方式中，將交 叉檢測(cè)部32的結(jié)構(gòu)設(shè)為以再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值在上升時(shí)交叉的定時(shí)來 計(jì)算相位誤差的結(jié)構(gòu)，但也可以形成以在下降時(shí)交叉的定時(shí)來計(jì)算 相位誤差的結(jié)構(gòu)。
圖9表示相位比較器3內(nèi)的濾波處理部34的結(jié)構(gòu)例。在該圖中， 341、 342以及343是在寄存器348的輸出為1時(shí)按照所輸入的時(shí)鐘保持 相位誤差的寄存器，344、 345以及346是增益乘法器，347是加法器， 348是將交叉定時(shí)作為輸入的定時(shí)調(diào)整用的寄存器。通過如此形成濾 波處理部34的結(jié)構(gòu)，能夠在寄存器341、 342、 343中每當(dāng)相位誤差被 更新時(shí)保持相位誤差序列，用3抽頭(tap)的FIR濾波器對(duì)該保持著 的誤差序列進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，從而減少混入相位誤差序列的噪聲的影
13響，能夠生成相位比較器3的基準(zhǔn)值。
如以上說明的那樣，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠 對(duì)當(dāng)前時(shí)刻之前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所 輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的交叉定時(shí)生成相位誤差，從而能 夠不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí) 現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
(濾波處理部的變形例l )
圖10表示上述實(shí)施方式1的圖1中濾波處理部3 4的變形例1 。 在該圖中，351和352是用所輸入的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的寄存器，在 寄存器356的輸出為1時(shí)進(jìn)行所輸入的數(shù)據(jù)的保持。353是減法器，354 和355是增益乘法器。356是保持交叉定時(shí)的寄存器，用于定時(shí)調(diào)整。 圖10所示的濾波器是 一 階IIR濾波器，通過如此形成濾波處理部3 4的 結(jié)構(gòu)，每當(dāng)相位誤差被更新時(shí)進(jìn)行濾波處理，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定增益 乘法器354、 355的值，能夠去除濾波處理部34的增益特性的高通成 分，能夠?qū)λ斎氲南辔徽`差進(jìn)行噪聲成分的抑制。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù) 據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的 基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。 (濾波處理部的變形例2)
圖11表示上述實(shí)施方式1的圖1中濾波處理部34的變形例2。 在該圖中，361和362是用所輸入的時(shí)鐘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的寄存器，363 和364是選擇器，365是加法器，366是在加法器365的輸出的極性與 基準(zhǔn)值的極性不同時(shí)限制為O并將其輸出的限制電路。寄存器361用 于所輸入的交叉定時(shí)的定時(shí)調(diào)整。在寄存器361的輸出(使交叉定時(shí) 延遲l個(gè)時(shí)鐘的信號(hào))為l時(shí)，選擇器363輸出相位誤差，在不是l時(shí) 輸出消波電路366的輸出。向寄存器362輸入選擇器363的輸出，將其 作為基準(zhǔn)值而輸出。選擇器364在該基準(zhǔn)值的極性為正時(shí)輸出-1， 在為負(fù)時(shí)輸出+1。加法器365將基準(zhǔn)值與選擇器364的輸出相加后輸出。消波電路366進(jìn)行限制為0的處理使得加法器365的輸出保持相同 極性，與O交叉而使極性不會(huì)發(fā)生變化。通過如此形成濾波處理部364 的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)z測(cè)到的相位誤差序列進(jìn)行用零值限制的包絡(luò) (envelope )檢測(cè)。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行基于包絡(luò)檢測(cè)的濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在 所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠 不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn) 抗噪性的強(qiáng)化。
(濾波處理部的變形例3)
圖12表示上述實(shí)施方式1的圖1中濾波處理部34的變形例3。 在該圖中，對(duì)圖9所示的濾波處理部3 4的結(jié)構(gòu)追加了用于屏蔽交 叉定時(shí)信號(hào)的屏蔽信號(hào)生成部371和AND運(yùn)算電路372。屏蔽信號(hào)生 成部3 71對(duì)交叉定時(shí)的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)值為預(yù)定值以上時(shí)輸出 使能信號(hào)。AND運(yùn)算電路372針對(duì)所輸入的交叉定時(shí)，僅在使能信號(hào) 為l、即交叉定時(shí)的間隔為預(yù)定值以上時(shí)使定時(shí)信號(hào)的更新有效。由 此，能夠消除可靠性低的高頻模式的誤差因素。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列除去可靠性低的高頻模式的信息而進(jìn)行濾波處理 來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相 位誤差，從而能夠不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用， 且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。 (濾波處理部的變形例4)
圖13表示上述實(shí)施方式1的圖1中濾波處理部34的變形例4。 在該圖中，寄存器385、 386以及387在交叉定時(shí)為1時(shí)保持所輸 入的相位誤差序列，基于此而生成基準(zhǔn)值。邊沿計(jì)數(shù)器(計(jì)數(shù)器) 381對(duì)交叉定時(shí)的邊沿?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。比較器382進(jìn)行該計(jì)數(shù)值和預(yù)定 值383的比較，在相等時(shí)向計(jì)數(shù)器381和寄存器385、 386、 387輸出復(fù) 位信號(hào)。當(dāng)邊沿計(jì)數(shù)器381被復(fù)位為0時(shí)，再次對(duì)交叉定時(shí)的邊沿?cái)?shù)
15進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外，寄存器385、 386、 387的值被復(fù)位為0，基準(zhǔn)值也 一皮復(fù)4立為0。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù) 據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的 基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
進(jìn)而，每當(dāng)對(duì)交叉定時(shí)計(jì)數(shù)預(yù)定數(shù)時(shí)，將基準(zhǔn)值強(qiáng)制性地設(shè)為O, 從而能夠抑制基準(zhǔn)值的振蕩。
(濾波處理部的變形例5)
圖14表示上述實(shí)施方式1的圖1中濾波處理部34的變形例5。 在該圖中，寄存器385、 386以及387在交叉定時(shí)為1時(shí)保持所輸 入的相位誤差序列，并基于此而生成基準(zhǔn)值。邊沿間隔計(jì)數(shù)器(計(jì) 數(shù)器)392對(duì)交叉定時(shí)的邊沿的邊沿間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)。比較器393進(jìn)行 該計(jì)數(shù)值和預(yù)定值383的比較，在邊沿間隔計(jì)數(shù)器392的輸出為預(yù)定 值383以上時(shí)，向邊沿間隔計(jì)數(shù)器392和寄存器385、 386、 387輸出復(fù) 位信號(hào)。邊沿間隔計(jì)數(shù)器392被復(fù)位為0時(shí)，再次進(jìn)行交叉定時(shí)的邊 沿間隔的計(jì)數(shù)運(yùn)算。而且，寄存器385、 386、 387的值被復(fù)位為0， 基準(zhǔn)值也被復(fù)位為O。邊沿間隔計(jì)數(shù)器392在交叉定時(shí)為1時(shí)也被復(fù)位 為0。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù) 據(jù)交叉該基準(zhǔn)值的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的基 準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
進(jìn)而，在交叉定時(shí)的間隔超出預(yù)定值時(shí)，將基準(zhǔn)值強(qiáng)制性地設(shè) 為0，從而能夠抑制基準(zhǔn)值的振蕩。
<實(shí)施方式2〉
圖15是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的相位比較器的結(jié)構(gòu)的圖。與 圖1的不同點(diǎn)是極性判斷部31的輸出也被輸入到濾波處理部35。圖16 表示圖15中的濾波處理部3 5的結(jié)構(gòu)例。基本框圖結(jié)構(gòu)與圖13所示的濾波處理部3 4的結(jié)構(gòu)相同。具體的不同點(diǎn)是在圖16所示的濾波處理 部35中使用所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化數(shù)來生成用于進(jìn)行基準(zhǔn)值 的復(fù)位的定時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，極性變化檢測(cè)部401檢測(cè)所輸入的極 性從正切換為負(fù)或者從負(fù)切換為正的定時(shí)邊沿。計(jì)數(shù)器402對(duì)由極性 變化一企測(cè)部401檢測(cè)到的定時(shí)邊沿?cái)?shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，在該值等于預(yù)定值 404時(shí)，比較器403生成對(duì)計(jì)數(shù)器復(fù)位和基準(zhǔn)值復(fù)位的復(fù)位信號(hào)。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù) 據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的 基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
進(jìn)而，每當(dāng)所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)，將 基準(zhǔn)值強(qiáng)制地設(shè)為0 ，從而能夠抑制基準(zhǔn)值的振蕩。
(濾波處理部的變形例l )
圖17表示上述實(shí)施方式2的圖1中濾波處理部35的變形例1。在圖 17所示的濾波處理部35中，當(dāng)所輸入的交叉定時(shí)間隔與極性變化間 隔之差為預(yù)定值以上時(shí)，判斷為基準(zhǔn)值發(fā)散，將基準(zhǔn)值復(fù)位為O。為 了實(shí)現(xiàn)該功能，極性變化檢測(cè)部411根據(jù)所輸入的極性信息檢測(cè)再現(xiàn) 數(shù)據(jù)從正變?yōu)樨?fù)或者從負(fù)變?yōu)檎亩〞r(shí)。變化間隔計(jì)數(shù)器(第一計(jì) 數(shù)器)412根據(jù)由極性變化檢測(cè)部411檢測(cè)到的變化定時(shí)對(duì)極性變化 的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)。該值在極性變化的定時(shí)被輸出到具有使能功能的 寄存器414。另一方面，邊沿間隔計(jì)數(shù)器(第二計(jì)數(shù)器)413對(duì)交叉 定時(shí)的邊沿間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)值在檢測(cè)到交叉定時(shí)的定時(shí)被輸 出到具有使能功能的寄存器415。減法器416進(jìn)行兩個(gè)具有使能功能 的寄存器414、 415的保持值之間的差運(yùn)算，由絕對(duì)值計(jì)算電路417轉(zhuǎn) 換為絕對(duì)值。絕對(duì)值計(jì)算電路417的輸出為預(yù)定值418以上時(shí)，判斷 為基準(zhǔn)值發(fā)散，比較器419向存儲(chǔ)相位誤差序列的寄存器385、 386、 387輸出復(fù)位信號(hào)，并將基準(zhǔn)值復(fù)位為O。
因此，在時(shí)鐘生成電路10的相位比較器3中，能夠?qū)Ξ?dāng)前時(shí)刻之 前的相位誤差序列進(jìn)行濾波處理來生成基準(zhǔn)值，在所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)與該基準(zhǔn)值交叉的定時(shí)生成相位誤差，從而能夠不限制被反饋的 基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
進(jìn)而，每當(dāng)所輸入的再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化間隔與交叉定時(shí)間隔 之差超出預(yù)定值時(shí)，將基準(zhǔn)值強(qiáng)制地設(shè)為0，從而能夠抑制基準(zhǔn)值的振蕩。
在上述實(shí)施方式1以及實(shí)施方式2中，都示出了交叉檢測(cè)器32在 再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值在上升時(shí)交叉的定時(shí)計(jì)算相位誤差的情況，但形 成為在下降時(shí)交叉的定時(shí)計(jì)算相位誤差的結(jié)構(gòu)也能夠獲得同樣的效 果。此時(shí)，考慮輸入到濾波處理部34、 35的相位誤差處于下降沿這 一點(diǎn)而需要使極性反轉(zhuǎn)。
另外，即使將交叉檢測(cè)部32和濾波處理部34、 35設(shè)置成可獨(dú)立 并行檢觀'J再現(xiàn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)值在上升沿和下降沿雙方交叉，也能夠獲 得同樣的效果。
圖18是表示包括內(nèi)置有具備本發(fā)明的相位比較器3的時(shí)鐘生成 電路10的LSI的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置的整體概略結(jié)構(gòu)的框圖。例如，當(dāng) 應(yīng)用于DVD再現(xiàn)裝置等時(shí)，信息記錄部101是記錄介質(zhì)(DVD介質(zhì))， 信息讀出部102是從記錄介質(zhì)讀出記錄數(shù)據(jù)的光拾取器，103是包括 使用被光拾取器讀出的再現(xiàn)信號(hào)波形進(jìn)行波形均衡、糾錯(cuò)、數(shù)據(jù)解 調(diào)等的信號(hào)處理電路的LSI 。使用該LSI輸出的解碼數(shù)據(jù)和時(shí)鐘進(jìn)行 信息的顯示和向音頻的轉(zhuǎn)換。
在以上的說明中，說明了將來自DVD等記錄介質(zhì)的再現(xiàn)信號(hào)作 為輸入的情況的例子，當(dāng)然，在將經(jīng)過無線通信路徑或光纖、同軸 電纜、電力線路等有線通信路徑提供的信號(hào)作為輸入信號(hào)時(shí)也能夠 應(yīng)用本發(fā)明。
另外，在本發(fā)明的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置中，也包括用軟件進(jìn)行數(shù) 字控制值的設(shè)定控制的情況。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如以上說明那樣，在本發(fā)明中，在時(shí)鐘生成電路的相位比較器 中，能夠不限制被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，且還能
18同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化，所以，在需要根據(jù)再現(xiàn)信號(hào)對(duì)與數(shù)據(jù)同步 的時(shí)鐘進(jìn)行再現(xiàn)的功能的再現(xiàn)信號(hào)處理裝置例如光盤再現(xiàn)系統(tǒng)、特 別是需要以高密度來進(jìn)行高速再現(xiàn)的情況下本發(fā)明是有用的。
權(quán)利要求
1. 一種相位比較器，用于時(shí)鐘生成電路，該時(shí)鐘生成電路根據(jù)由采樣單元對(duì)所輸入的再現(xiàn)信號(hào)進(jìn)行采樣而得到的再現(xiàn)數(shù)據(jù)來抽取與上述再現(xiàn)信號(hào)同步的同步時(shí)鐘，該相位比較器的特征在于，包括交叉檢測(cè)部，接收由上述采樣單元得到的上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)和預(yù)定的基準(zhǔn)值并檢測(cè)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)與上述基準(zhǔn)值交叉的交叉定時(shí)；極性判斷部，接收上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)并判斷該再現(xiàn)數(shù)據(jù)的邊沿極性；相位誤差計(jì)算部，接收上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)、由上述交叉檢測(cè)部輸出的交叉定時(shí)信號(hào)、以及上述極性判斷部的判斷結(jié)果，并計(jì)算出在上述交叉定時(shí)的上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)與零值之差作為相位誤差；以及濾波處理部，按上述交叉檢測(cè)部檢測(cè)出的定時(shí)對(duì)上述相位誤差計(jì)算部計(jì)算出的相位誤差進(jìn)行濾波，來生成供給上述交叉檢測(cè)部的上述基準(zhǔn)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于， 上述濾波處理部是FIR濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于， 上述濾波處理部是IIR濾波器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于，上述濾波處理部進(jìn)行所輸入的相位誤差的包絡(luò)檢測(cè)后進(jìn)行輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于， 上述濾波處理部根據(jù)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化間隔，在極性變化間隔短的情況下判斷為上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的信號(hào)質(zhì)量低，對(duì)對(duì)應(yīng)的上 述相位誤差進(jìn)行屏蔽處理而不反映給上述濾波處理部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于， 上述濾波處理部具有對(duì)上述交叉檢測(cè)部輸出的定時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，每當(dāng)上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)將上述計(jì)數(shù)器和上述濾波處理部復(fù)位為0 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于，上述濾波處理部具有對(duì)上述交叉測(cè)部輸出的定時(shí)間隔進(jìn)4亍計(jì) 數(shù)的計(jì)數(shù)器，當(dāng)上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值超出預(yù)定次數(shù)時(shí)將上述計(jì)數(shù)器 和上述濾波處理部復(fù)位為0 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于，上述濾波處理部具有對(duì)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù) 的計(jì)數(shù)器，每當(dāng)上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)定次數(shù)時(shí)將上述計(jì)數(shù)器 和上述濾波處理部復(fù)位為0 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位比較器，其特征在于， 上述濾波處理部具有對(duì)上述再現(xiàn)數(shù)據(jù)的極性變化次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的第 一計(jì)數(shù)器和對(duì)上述交叉檢測(cè)部輸出的定時(shí)間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二 計(jì)數(shù)器，當(dāng)上述第一計(jì)數(shù)器的值和上述第二計(jì)數(shù)器的值之差超出預(yù) 定值時(shí)將上述第一計(jì)數(shù)器、上述第二計(jì)數(shù)器以及上述濾波處理部復(fù) 位為0。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9中任意一項(xiàng)所述的相位比較器，其特征 在于，上述交叉檢測(cè)部和上述濾波處理部分別按照與上述基準(zhǔn)值相對(duì) 的上述采樣數(shù)據(jù)的邊沿極性來獨(dú)立地工作。
11. 一種時(shí)鐘生成電路，其特征在于， 具有上述權(quán)利要求l ~ IO中任意一項(xiàng)所述的相位比較器， 根據(jù)由上述相位比較器的上述相位誤差計(jì)算部計(jì)算出的相位誤差來生成與上述再現(xiàn)信號(hào)同步的同步時(shí)鐘。
12. —種圖像顯示裝置，其特征在于，包括LSI，其具有上述權(quán)利要求ll所述的時(shí)鐘生成電路，還具有根據(jù) 由上述時(shí)鐘生成電路得到的時(shí)鐘來對(duì)包括音頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的接 收信號(hào)進(jìn)行解碼的信號(hào)處理電路；和顯示終端，其接收來自上述LSI的解碼信號(hào)，用解碼后的音頻數(shù) 據(jù)發(fā)音，并且顯示解碼后的圖像數(shù)據(jù)。
13. —種再現(xiàn)信號(hào)處理裝置，其特征在于， 具有上述權(quán)利要求l ~ ll中任意一項(xiàng)所述的相位比較器， 其中，上述所輸入的再現(xiàn)信號(hào)經(jīng)由包括無線通信路徑、光纖、同軸電纜或電力線的通信路徑來提供。
14. 一種再現(xiàn)信號(hào)處理裝置，其特征在于，具有上述權(quán)利要求l ~ ll中任意一項(xiàng)所述的相位比較器，其中，上述所輸入的再現(xiàn)信號(hào)由包括DVD盤、CD盤或者Blu - ray盤的光盤提供。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步型再現(xiàn)信號(hào)處理裝置，在反復(fù)檢測(cè)再現(xiàn)數(shù)據(jù)與時(shí)鐘的相位誤差并根據(jù)其相位誤差生成與再現(xiàn)信號(hào)同步的時(shí)鐘時(shí)，濾波處理部(34)對(duì)來自相位誤差計(jì)算部(33)的當(dāng)前時(shí)刻之前的相位誤差序列進(jìn)行使用例如由多個(gè)抽頭的FIR濾波器進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算的濾波處理，對(duì)減輕了混入該相位誤差序列中的噪聲的影響的基準(zhǔn)值進(jìn)行反饋修正來進(jìn)行生成。交叉檢測(cè)部(32)檢測(cè)被采樣的再現(xiàn)數(shù)據(jù)交叉由上述濾波處理部(34)生成的基準(zhǔn)值時(shí)的定時(shí)。因此，能夠不限制其被反饋的基準(zhǔn)值的動(dòng)態(tài)范圍而有效地利用，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)抗噪性的強(qiáng)化。
文檔編號(hào)G11B20/14GK101548326SQ20088000090
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日
發(fā)明者中田浩平, 岡本好史 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社