JP2008004177A - Optical disk device - Google Patents
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Abstract
【課題】製造工程が複雑で高コストな半導体デバイスを使用しなくとも高倍速再生に適い、且つ消費電力を抑制可能な光ディスク装置を提供する。
【解決手段】スルーレート制限回路5を設け、再生信号に含まれる高周波領域のノイズ成分のスルーレートを制限することで、ノイズ成分の振幅を抑制し、ノイズ成分を減衰させる。
【選択図】図1An optical disc apparatus suitable for high-speed reproduction and capable of suppressing power consumption without using a semiconductor device having a complicated manufacturing process and high cost.
A slew rate limiting circuit is provided to limit a slew rate of a noise component in a high frequency region included in a reproduction signal, thereby suppressing an amplitude of the noise component and attenuating the noise component.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、Blu−rayディスク等の光ディスクを高倍速で再生可能な光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical disc apparatus capable of reproducing an optical disc such as a Blu-ray disc at a high speed.
従来の光ディスク装置は、光ピックアップから出力される再生信号(RF信号)に含まれるスルーレートが大きな異常成分(ノイズ成分)をイコライザ技術によって除去していた(例えば、特許文献1参照。)。以下、従来の光ディスク装置におけるイコライザ技術について説明する。図13は従来の光ディスク装置における再生信号処理系の概略ブロック図である。 A conventional optical disk apparatus has removed an abnormal component (noise component) having a large slew rate included in a reproduction signal (RF signal) output from an optical pickup by an equalizer technique (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, the equalizer technique in the conventional optical disc apparatus will be described. FIG. 13 is a schematic block diagram of a reproduction signal processing system in a conventional optical disc apparatus.
従来の光ディスク装置は、光ピックアップ2から光ディスク1へレーザ光を照射し、反射して戻ってきた戻り光を光ピックアップ2内のフォトダイオード(図示せず)によって電気信号に変換して再生信号(光ディスク1上に記録されている情報を示す信号)を生成するが、その電気信号は光ディスクの種類や光ピックアップの特性ばらつきに起因する振幅ばらつきを持っており、そのばらつきを吸収するために、従来の光ディスク装置は、AGC回路(オートゲインコントロール回路)3により再生信号の振幅を正規化する。
The conventional optical disk apparatus irradiates the
イコライザ回路18は、符号間干渉が最低となるように、AGC回路3からの信号の所定の周波数帯域をブーストして該信号の波形を等化するとともに、ノイズ成分を除去してA/D変換回路12に送る。DRC(デジタルリードチャネル)回路13は、A/D変換回路12によってデジタル信号に変換された信号を復号化してインターフェース回路へ送る。
The
図14に従来のイコライザ回路18のブロック図を示す。図14に示すように、従来のイコライザ回路18は7次等リップルフィルタで構成されており、2次ローパスフィルタ回路9、19、20、及び1次ローパスフィルタ回路21からなる7次のローパスフィルタ回路を備える。また、イコライザ回路18は、2次ハイパスフィルタ回路10と増幅回路11によって入力信号の所定の周波数帯域をブーストする。
FIG. 14 shows a block diagram of a
図15に従来のイコライザ回路18のゲイン特性を示す。従来のイコライザ回路18によれば、例えばBlu−rayディスクを10倍速で再生した場合、再生信号のうち一番高い周波数となる2T信号(10倍速で再生した場合の周波数は165MHz)は約3dB増幅される。図16に従来のイコライザ回路18の群遅延特性を示す。従来のイコライザ回路18によれば、群遅延は、カットオフ周波数fcを超える周波数領域まで周波数依存性がなくフラットである。
FIG. 15 shows the gain characteristics of the
上記従来の光ディスク装置の構成でBlu−rayディスクを10倍速で再生するためには、従来のイコライザ回路18において165MHzのカットオフ周波数を実現する必要がある。そのため、7次ローパスフィルタ回路を構成するフィルタのうちで帯域が一番高くなるフィルタには、等リップルフィルタの伝達関数より、約400MHz程度の通過帯域が要求される。
In order to reproduce a Blu-ray disc at 10 times speed with the configuration of the conventional optical disc apparatus, it is necessary to realize a cutoff frequency of 165 MHz in the
上記特性を実現するためには、半導体のアナログデバイスの特性として、ft(電流利得遮断周波数)が40GHz以上(一般的な目安として、必要帯域の100倍程度のftを持つデバイスで設計することが望ましい)のトランジスタが必要になるが、そういったデバイスは製造工程が複雑であるためコストが高くなる。 In order to realize the above characteristics, as a characteristic of a semiconductor analog device, ft (current gain cut-off frequency) should be 40 GHz or more (as a general guide, a device having an ft of about 100 times the necessary band is designed. (Desired) transistors are required, but such devices are costly due to the complexity of the manufacturing process.
次に、従来のイコライザ回路18の消費電力について説明する。
図17にgm−C型1次ローパスフィルタ回路の回路図を示す。図17に示すようにgmアンプ回路(コンダクタンスアンプ回路)22と容量23で構成された1次ローパスフィルタ回路のカットオフ周波数fcは、
fc = gm/C1 ・・・ (1)
で設定される。但し、gmはgmアンプ回路22のgm値(相互コンダクタンス)であり、C1は容量23の容量値である。例えばカットオフ周波数fcを、Blu−rayディスクを10倍速で再生するのに必要な400MHzに設定する場合、容量23の容量値C1を仮に1pFとすると、式(1)より、gmアンプ回路22のgm値として400μgmnsが必要となる。
Next, the power consumption of the
FIG. 17 shows a circuit diagram of a gm-C type primary low-pass filter circuit. As shown in FIG. 17, the cut-off frequency fc of the first-order low-pass filter circuit composed of the gm amplifier circuit (conductance amplifier circuit) 22 and the
fc = gm / C1 (1)
Set by. However, gm is the gm value (mutual conductance) of the
図18にgmアンプ回路の詳細回路図を示す。このgmアンプ回路のgm値は、
gm = Icnt/(Ia×R1) ・・・ (2)
により計算される。但し、Iaはgmアンプ回路の入力部へ流れる電流値、R1はgmアンプ回路の入力抵抗値、Icntはgm値を制御する制御電流値である。IaとR1は、このgmアンプ回路が確保しなくてはならない入力Dレンジによって決定される。すなわち、
入力Dレンジ = 2×Ia×R1
により計算される。
FIG. 18 shows a detailed circuit diagram of the gm amplifier circuit. The gm value of this gm amplifier circuit is
gm = Icnt / (Ia × R1) (2)
Is calculated by However, Ia is a current value flowing to the input part of the gm amplifier circuit, R1 is an input resistance value of the gm amplifier circuit, and Icnt is a control current value for controlling the gm value. Ia and R1 are determined by the input D range that the gm amplifier circuit must secure. That is,
Input D range = 2 x Ia x R1
Is calculated by
よって、例えば振幅が0.2Vの信号を入力する場合、IaおよびR1は、
0.2V = Ia×R1 ・・・ (3)
により計算される。R1の値を仮に5kΩとすると、Iaの値は40μAである。また、入力Dレンジとして0.4V(入力信号の振幅はその半分の0.2V)を確保し、且つgm値として400μgmnsを確保する場合には、式(2)、(3)より、Icntは80μAとなる。したがって、この場合、1次ローパスフィルタ回路に流す電流値を計算すると、図18より、
Itotal = Icnt+2Ia+α = 160μA+α
となる。但し、αはミラー電流源に必要な電流値等である。ここでは40μAとして考える。つまり、
Itotal = 200μA
と考えると、仮に電源電圧5Vで設計した場合の消費電力は1次ローパスフィルタ回路1つあたり1mW必要となる。したがって、7次ローパスフィルタ回路全体の消費電力を算出すると7mWとなる。この場合、2次ハイパスフィルタ回路10と増幅回路11による消費電力を2mWとすると、従来のイコライザ回路18の消費電力は9mWとなり、大規模ICの中の一回路としては非常に大きい消費電力となる。
Therefore, for example, when a signal having an amplitude of 0.2 V is input, Ia and R1 are
0.2V = Ia × R1 (3)
Is calculated by If the value of R1 is 5 kΩ, the value of Ia is 40 μA. In addition, when the input D range is 0.4 V (the amplitude of the input signal is 0.2 V that is half that) and 400 μg mns is secured as the gm value, Icnt is obtained from the equations (2) and (3). 80 μA. Therefore, in this case, when the value of the current passed through the primary low-pass filter circuit is calculated, from FIG.
Itotal = Icnt + 2Ia + α = 160 μA + α
It becomes. Here, α is a current value required for the mirror current source. Here, 40 μA is considered. That means
Itotal = 200μA
Assuming that the power consumption in the case of designing with the
以上のように、Blu−rayディスク等の青色レーザ系光ディスクを再生する光ディスク装置では、DVDには存在しない2T信号を再生しなくてはならず、7次ローパスフィルタ回路を備えた従来のイコライザ回路で高倍速再生に対応するためには、製造工程が複雑で高コストな半導体デバイスが必要となり、且つ消費電力も大きくなるという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、従来は7次のローパスフィルタ回路で行なっていたノイズ除去をスルーレート制限回路で実施することにより、製造工程が複雑で高コストな半導体デバイスを使用しなくとも高倍速再生に適い、且つ消費電力を抑制可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention implements noise removal, which is conventionally performed by a 7th-order low-pass filter circuit, by a slew rate limiting circuit, so that a manufacturing process is complicated and a high-cost semiconductor device is not used. An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus suitable for high-speed reproduction and capable of suppressing power consumption.
本発明の請求項1記載の光ディスク装置は、光ディスクにレーザ光を照射してその戻り光を受光し該光ディスクに記録されている情報を示す再生信号を生成する光ピックアップを備えた光ディスク装置であって、前記再生信号の振幅を正規化するオートゲインコントロール回路と、前記オートゲインコントロール回路からの信号の波形を等化するイコライザ回路と、前記イコライザ回路からの信号に含まれるノイズ成分を減衰するスルーレート制限回路と、を備えることを特徴とする。
The optical disk apparatus according to
また、本発明の請求項2記載の光ディスク装置は、請求項1記載の光ディスク装置であって、前記スルーレート制限回路からの信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路からのデジタル信号を復号化するデジタルリードチャネル回路と、をさらに備えることを特徴とする。 An optical disk apparatus according to a second aspect of the present invention is the optical disk apparatus according to the first aspect, wherein the A / D conversion circuit converts the signal from the slew rate limiting circuit into a digital signal, and the A / D. And a digital read channel circuit for decoding the digital signal from the conversion circuit.
また、本発明の請求項3記載の光ディスク装置は、光ディスクにレーザ光を照射してその戻り光を受光し該光ディスクに記録されている情報を示す再生信号を生成する光ピックアップを備えた光ディスク装置であって、ゲインコントロール信号に応じたゲインで前記再生信号の振幅を増幅して、前記再生信号の振幅を正規化する可変ゲインアンプ回路と、前記可変ゲインアンプ回路からの信号の波形を等化するイコライザ回路と、前記イコライザ回路からの信号に含まれるノイズ成分を減衰するスルーレート制限回路と、前記スルーレート制限回路からの信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路からのデジタル信号を復号化するデジタルリードチャネル回路と、前記デジタルリードチャネル回路により復号化された信号を基に、前記可変ゲインアンプ回路から出力された信号の振幅値を検出する振幅検出手段と、前記振幅検出手段により検出された振幅値の所定の基準振幅値からの差分を検出する差分検出手段と、前記差分検出手段により検出された差分を基に前記可変ゲインアンプ回路のゲインを制御するゲインコントロール信号を生成するゲインコントロール手段と、を備えることを特徴とする。 An optical disc apparatus according to claim 3 of the present invention includes an optical pickup that irradiates a laser beam onto the optical disc, receives the return light, and generates a reproduction signal indicating information recorded on the optical disc. Amplifying the amplitude of the reproduction signal with a gain according to a gain control signal and normalizing the amplitude of the reproduction signal, and equalizing the waveform of the signal from the variable gain amplifier circuit An equalizer circuit, a slew rate limiting circuit for attenuating a noise component included in the signal from the equalizer circuit, an A / D conversion circuit for converting the signal from the slew rate limiting circuit into a digital signal, and the A / D A digital read channel circuit for decoding the digital signal from the conversion circuit, and the digital read channel circuit for decoding An amplitude detecting means for detecting an amplitude value of the signal output from the variable gain amplifier circuit, and a difference for detecting a difference from a predetermined reference amplitude value of the amplitude value detected by the amplitude detecting means And a gain control means for generating a gain control signal for controlling the gain of the variable gain amplifier circuit based on the difference detected by the difference detection means.
本発明によれば、製造工程が複雑で高コストな半導体デバイスを使用しなくとも高倍速再生に適い、且つ消費電力を抑制可能な光ディスク装置を提供できる。また、製造工程が複雑な半導体デバイスを使用しないので、設計が容易になる。さらには、gm−C型1次ローパスフィルタ回路を用いた7次ローパスフィルタ回路と比較すると、回路規模を小さくすることができる。よって、製造コストが安く、消費電力が少なく、なおかつ回路規模が小さい回路で、青色レーザ系光ディスクを高倍速で再生可能な光ディスク装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical disc apparatus that is suitable for high-speed reproduction and can suppress power consumption without using a semiconductor device with a complicated manufacturing process and high cost. In addition, since a semiconductor device having a complicated manufacturing process is not used, design is facilitated. Furthermore, the circuit scale can be reduced as compared with a seventh-order low-pass filter circuit using a gm-C type first-order low-pass filter circuit. Therefore, it is possible to realize an optical disc apparatus capable of reproducing a blue laser optical disc at a high speed with a circuit having a low manufacturing cost, low power consumption, and a small circuit scale.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における光ディスク装置の再生信号処理系の概略ブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a reproduction signal processing system of the optical disc apparatus according to
図1に示すように、当該光ディスク装置は、光ディスク1にレーザ光を照射してその戻り光を受光し該光ディスク1に記録されている情報を示す再生信号(RF信号)を生成する光ピックアップ2と、光ピックアップ2からの再生信号の振幅を正規化するAGC回路(オートゲインコントロール回路)3と、AGC回路3からの信号の波形を等化するイコライザ回路4と、イコライザ回路4からの信号に含まれるスルーレートが大きな異常成分(ノイズ成分)を減衰するスルーレート制限回路5と、を備える。
As shown in FIG. 1, the optical disc apparatus irradiates an
以上のように構成された光ディスク装置について、以下その動作を説明する。
当該光ディスク装置は、光ピックアップ2から光ディスク1へレーザ光を照射し、反射して戻ってきた戻り光を光ピックアップ2内のフォトダイオード(図示せず)によって電気信号に変換して再生信号を生成する。その電気信号は光ディスクの種類や光ピックアップの特性ばらつきに起因する振幅ばらつきを持っており、そのばらつきを吸収するために、当該光ディスク装置は再生信号をAGC回路3に入力してその振幅を正規化する。
The operation of the optical disk apparatus configured as described above will be described below.
The optical disc apparatus irradiates the
しかし、AGC回路3は、ディフェクト等による信号振幅の減少には追従しない周波数でゲインコントロールをかけるために、符号間の振幅差は吸収されない。そこで、イコライザ回路4により、符号間干渉が最低となるように所定の周波数帯域をブーストして再生信号の波形を等化する。図2にイコライザ回路4のゲイン特性を示す。例えば、図3に示す信号がイコライザ回路4を通過すると、所定の周波数帯域がブーストされて、図4に示すような信号となる。このとき、ノイズ成分もブーストされる。
However, since the AGC circuit 3 applies gain control at a frequency that does not follow a decrease in signal amplitude due to a defect or the like, an amplitude difference between codes is not absorbed. Therefore, the
さらに、図4で示した信号をスルーレート制限回路5に入力する。スルーレート制限回路5は、イコライザ回路4からの信号の各周波数成分のスルーレート(変化の割り合い)を一定値(制限値)以下に制限して、ノイズ成分を減衰させる。具体的には、スルーレート制限回路5は、入力信号のスルーレートが制限値以上であれば該制限値に制限し、制限値未満であればそのまま出力する。
Further, the signal shown in FIG. 4 is input to the slew
以下、スルーレート制限回路5の動作について説明する。
ここでは、簡単ために、
y = A×sinωt
の信号を用いて説明する。なお、Aは振幅(定数)、ωは角周波数、tは時刻である。
Hereinafter, the operation of the slew
Here for the sake of simplicity
y = A x sin ωt
This will be described using the following signal. A is the amplitude (constant), ω is the angular frequency, and t is the time.
上記信号yのスルーレートSR(傾き)は、
SR = A×ω×cosωt ・・・ (4)
と表すことができ、スルーレートの最大値SRmaxは、
SRmax = Aω = A×2πf
と表すことができる。なお、fは周波数である。
The slew rate SR (slope) of the signal y is
SR = A × ω × cos ωt (4)
The maximum value SRmax of the slew rate is
SRmax = Aω = A × 2πf
It can be expressed as. Note that f is a frequency.
スルーレートに制限をかけない場合の信号yの振幅は「A」であり、スルーレートに制限をかけた場合の振幅の最大値A´maxは、αをスルーレートの制限値とすると、図5に示すように、
A´max = α×(T/4) = α×(1/4f) ・・・ (5)
となる。なお、Tは周期である。但し、実際には、位相が90°や270°付近では信号yのスルーレートはゼロに近づくため、スルーレートに制限をかけた場合の信号yは、図5で示すような三角波にはならず、振幅の最大値は上記A´maxよりも小さくなる。
The amplitude of the signal y when the slew rate is not limited is “A”, and the maximum amplitude A′max when the slew rate is limited is shown in FIG. As shown in
A′max = α × (T / 4) = α × (1 / 4f) (5)
It becomes. Note that T is a period. In practice, however, the slew rate of the signal y approaches zero when the phase is in the vicinity of 90 ° or 270 °. Therefore, the signal y when the slew rate is limited is not a triangular wave as shown in FIG. The maximum value of the amplitude is smaller than A′max.
図6にスルーレート制限値αと信号振幅Aと周波数fの関係を示す。図6に示すように、
A = α/ω = α/2πf
のグラフの上側が振幅Aの減衰領域となり、周波数fの高い信号になるほど振幅に制限がかかる。
FIG. 6 shows the relationship between the slew rate limit value α, the signal amplitude A, and the frequency f. As shown in FIG.
A = α / ω = α / 2πf
The upper side of the graph is an attenuation region of amplitude A, and the amplitude is limited as the signal has a higher frequency f.
図7にスルーレート制限回路5の一実施例を示す。定電流源6に流す電流値をI1、定電流源7に流す電流値をI2、出力負荷容量8の容量値をC3とすると、スルーレート制限値αは電流値(I1−I2)と容量値C3で決まり、その関係式は、
α = (I1−I2)/C3
で表すことができる。
FIG. 7 shows an embodiment of the slew
α = (I1-I2) / C3
Can be expressed as
このように、当該光ディスク装置では、光ピックアップ2からの再生信号の振幅をAGC回路3が正規化し、その正規化後の再生信号の所定の周波数帯域をイコライザ回路4がブーストして再生信号の波形を等化し、その等化後の再生信号のノイズ成分をスルーレート制限回路5が減衰して、A/D変換回路へ送る。
As described above, in the optical disc apparatus, the amplitude of the reproduction signal from the
続いて、Blu−rayディスクを10倍速で再生した場合を想定して動作を説明する。
Blu−rayディスクの場合、1チャネルビット幅をTとすると最短のマーク長は2Tであり、最短マークの繰り返しを再生したときの2T信号は、ピットの長さが短いため、14T信号の振幅に対して約13%の振幅となる。一方、DVDの場合、最短のマーク長は3Tであり、その3T信号は14T信号の振幅に対して約40%の振幅となる。
Next, the operation will be described assuming that the Blu-ray disc is played back at 10 times speed.
In the case of a Blu-ray disc, the shortest mark length is 2T when 1 channel bit width is T, and the 2T signal when the repetition of the shortest mark is reproduced has a short pit length. On the other hand, the amplitude is about 13%. On the other hand, in the case of DVD, the shortest mark length is 3T, and the 3T signal has an amplitude of about 40% with respect to the amplitude of the 14T signal.
従来のDVDドライブによりDVDを16倍速で再生して光ピックアップから出力された信号波形を観察しノイズ成分の振幅を読み取ったところ、3T信号の25%程度であった。ノイズ成分の振幅は変わらないとすると、Blu−rayディスクの場合には、2T信号の振幅に対してノイズ成分の振幅は77%になる。つまり、2T信号の振幅を50mVppとした場合、ノイズ成分の振幅は40mVppとなることが想定される。 When a conventional DVD drive was used to reproduce a DVD at 16 times speed and the signal waveform output from the optical pickup was observed to read the amplitude of the noise component, it was about 25% of the 3T signal. Assuming that the amplitude of the noise component does not change, in the case of a Blu-ray disc, the amplitude of the noise component is 77% with respect to the amplitude of the 2T signal. That is, when the amplitude of the 2T signal is 50 mVpp, the amplitude of the noise component is assumed to be 40 mVpp.
まず、従来の7次等リップルフィルタで構成されたイコライザ回路を使用してノイズ成分を減衰させた場合について説明する。ここでの計算は2T信号の振幅を50mVppとし、ノイズ周波数を1GHzとしている。従来のイコライザ回路のゲイン特性を図15に示す。 First, a case where a noise component is attenuated using a conventional equalizer circuit composed of a seventh-order equiripple filter will be described. In this calculation, the amplitude of the 2T signal is 50 mVpp and the noise frequency is 1 GHz. FIG. 15 shows gain characteristics of a conventional equalizer circuit.
図15に示すように、従来のイコライザ回路を用いた場合、2T信号の周波数(Blu−rayディスクを10倍速で再生した場合の周波数165MHz)では信号は3dB程度増幅され、ノイズ成分の周波数1GHzでは信号は−10dB程度減衰する。よって、従来のイコライザ回路を通った後の2T信号の振幅は50mVppが3dB分増幅されて70mVppとなり、ノイズ成分の振幅は−10dB減衰し13mVppとなる。 As shown in FIG. 15, when the conventional equalizer circuit is used, the signal is amplified by about 3 dB at the frequency of the 2T signal (the frequency of 165 MHz when the Blu-ray disc is reproduced at 10 times speed), and the noise component frequency is 1 GHz. The signal is attenuated by about -10 dB. Therefore, the amplitude of the 2T signal after passing through the conventional equalizer circuit is amplified by 3 dB by 50 mVpp to become 70 mVpp, and the amplitude of the noise component is attenuated by −10 dB to become 13 mVpp.
次に、本実施の形態1におけるイコライザ回路4とスルーレート制限回路5を使用した場合について説明する。イコライザ回路4は、図2に示すように、周波数165MHz以上の信号を6dBブーストする。
Next, the case where the
図8にイコライザ回路4の一実施例を示す。図8に示すように、イコライザ回路4は、2次ローパスフィルタ回路9、2次ハイパスフィルタ回路10、および増幅回路11を備える。このイコライザ回路4も、従来のイコライザ回路と同様にフィルタを使用しているが、2次と次数が低いので、従来の構成における問題は発生しない。このイコライザ回路4によりイコライジングされた後の2T信号の振幅は50mVppが100mVppとなり、ノイズ成分の振幅は40mVppが80mVppとなる。
FIG. 8 shows an embodiment of the
次にノイズ成分の振幅の最大値が従来のイコライザ回路の出力と同じ13mVppとなるようなスルーレート制限値αを算出する。
上記式(5)より、
α = A´max×4f
= 0.0065V×4×1GHz = 26×106[V/s]
となる。よって、スルーレート制限値αを26×106[V/s]とすれば、1GHzのノイズ成分の振幅の最大値は13mVppとなる。
Next, the slew rate limit value α is calculated so that the maximum value of the amplitude of the noise component is 13 mVpp which is the same as the output of the conventional equalizer circuit.
From the above formula (5),
α = A′max × 4f
= 0.0065 V x 4 x 1 GHz = 26 x 10 6 [V / s]
It becomes. Therefore, if the slew rate limit value α is 26 × 10 6 [V / s], the maximum value of the amplitude of the noise component of 1 GHz is 13 mVpp.
一方、スルーレートを26×106[V/s]で制限した場合の2T信号の振幅を算出すると、2T信号をsin波として考えた場合、スルーレートは上記式(4)の通り
SR = A×ω×cosωt
となる。
On the other hand, when the amplitude of the 2T signal when the slew rate is limited to 26 × 10 6 [V / s] is calculated, when the 2T signal is considered as a sine wave, the slew rate is SR = A × ω × cosωt
It becomes.
ここで、イコライジング後の2T信号の振幅A=0.05V、10倍速再生時の2T信号の周波数f=165MHzとした場合にスルーレートが26×106[V/s]となる角度は、
26×106[V/s] = 0.05V×2×π×165MHz×cosωt
を計算すればよい。その結果、
ωt= 60°
となる。
Here, the angle at which the slew rate is 26 × 10 6 [V / s] when the amplitude A of the 2T signal after equalization is 0.05 V and the frequency f of the 2T signal at 10 × speed reproduction is 165 MHz is:
26 × 10 6 [V / s] = 0.05 V × 2 × π × 165 MHz × cos ωt
Should be calculated. as a result,
ωt = 60 °
It becomes.
したがって、イコライジング後の2T信号は、0°から60°までのスルーレートが26×106[V/s]以上であるので、0°から60°はスルーレートが26×106[V/s]に制限される。つまり0°から60°までは、イコライジング後の2T信号は26×106[V/s]で増加する。60°から90°の間はスルーレートが26×106[V/s]よりも小さくなるので、イコライジング後の2T信号の本来の波形が出力される。 Accordingly, 2T signal after equalizing is 0 because the slew rate of ° from up to 60 ° is a 26 × 10 6 [V / s ] or more, 0 60 ° slew rate from ° is 26 × 10 6 [V / s ]. That is, from 0 ° to 60 °, the 2T signal after equalization increases at 26 × 10 6 [V / s]. Since the slew rate is smaller than 26 × 10 6 [V / s] between 60 ° and 90 °, the original waveform of the 2T signal after equalization is output.
まず、0°から60°までの増加分をy1とすると
y1 = (60°/360°)×(1/165MHz)×26×106[V/s]
= 0.026V
となる。
First, if the increment from 0 ° to 60 ° is y1, y1 = (60 ° / 360 °) × (1/165 MHz) × 26 × 10 6 [V / s]
= 0.026V
It becomes.
次に60°から90°までの増加分をy2とすると
y2 = 0.05×sin90°−0.05×sin60°
= 0.007V
となる。
Next, assuming that the increment from 60 ° to 90 ° is y2, y2 = 0.05 × sin 90 ° −0.05 × sin 60 °
= 0.007V
It becomes.
したがって、スルーレートを26×106[V/s]で制限したイコライジング後の2T信号の振幅は、
振幅 = (y1+y2)×2 = 0.066Vpp
となる。
Therefore, the amplitude of the 2T signal after equalization with the slew rate limited to 26 × 10 6 [V / s] is
Amplitude = (y1 + y2) x 2 = 0.066Vpp
It becomes.
まとめると、2T信号の振幅が50mVpp(165MHz)、ノイズ成分の振幅が40mVpp(1GHz)の信号を従来のイコライザ回路に通過させると、2T信号の振幅は70mVppとなり、ノイズ成分の振幅は13mVppとなる。一方、本実施の形態1では、2T信号の振幅は66mVpp、ノイズ成分の振幅は13mVppとなりほぼ同じ特性が得られる。 In summary, when a signal having a 2T signal amplitude of 50 mVpp (165 MHz) and a noise component amplitude of 40 mVpp (1 GHz) is passed through a conventional equalizer circuit, the amplitude of the 2T signal is 70 mVpp and the noise component amplitude is 13 mVpp. . On the other hand, in the first embodiment, the amplitude of the 2T signal is 66 mVpp and the amplitude of the noise component is 13 mVpp, and substantially the same characteristics are obtained.
続いて、AGC回路3からの信号の振幅を図9に示す振幅であると想定して、イコライザ回路4とスルーレート制限回路5全体のゲイン特性について、図10を用いて説明する。図10において、太実線はイコライザ回路4とスルーレート制限回路5全体のゲイン特性を示すグラフ、細実線は従来のイコライザ回路のゲイン特性を示すグラフである。図10に示すように、本実施の形態1によれば、従来のイコライザ回路とほぼ同じ特性が得られる。なお、図10に示すように、AGC回路3によって再生信号を正規化することで、再生信号のスルーレートに制限がかかることを防いでいる。
Next, assuming that the amplitude of the signal from the AGC circuit 3 is the amplitude shown in FIG. 9, the gain characteristics of the
以上のように、本実施の形態1によれば、ノイズ除去の目的でスルーレート制限回路を設けることにより、設計が容易で低消費電力化や小規模化が進んだ回路により、Blu−rayディスク等の青色レーザ系光ディスクを高倍速で再生することができる。 As described above, according to the first embodiment, by providing a slew rate limiting circuit for the purpose of noise removal, a Blu-ray disc can be designed with a circuit that is easy to design and has reduced power consumption and scale. And the like can be reproduced at a high speed.
具体的に消費電力を比較すると、従来のイコライザ回路では、1次ローパスフィルタ回路1つあたりの消費電力を1mW、2次ハイパスフィルタ回路10と増幅回路11による消費電力を2mWとすると、全体の消費電力は9mWとなる。一方、本実施の形態1におけるイコライザ回路4の消費電力は4mWとなり、スルーレート制限回路5の消費電力を2mWとすると、全体の消費電力は6mWとなり、約33%の削減効果がある。
Specifically, when comparing power consumption, if the power consumption per primary low-pass filter circuit is 1 mW, the power consumption by the secondary high-
回路面積に関しては、スルーレート制限回路はgm−C型1次ローパスフィルタ回路1つ分と同等であり、従来のイコライザ回路を構成する7次ローパスフィルタ回路の2次分は本実施の形態1ではイコライザ回路4として使用するので、約60%の削減効果がある。
Regarding the circuit area, the slew rate limiting circuit is equivalent to one gm-C type first-order low-pass filter circuit, and the second-order component of the seventh-order low-pass filter circuit constituting the conventional equalizer circuit is the same as in the first embodiment. Since it is used as the
(実施の形態2)
図11は、本発明の実施の形態2における光ディスク装置の再生信号処理系の概略ブロック図である。但し、前述の実施の形態1で説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a schematic block diagram of a reproduction signal processing system of the optical disc apparatus according to
本実施の形態2における光ディスク装置は、スルーレート制限回路5の後段に、スルーレート制限回路5からの信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路12と、A/D変換回路12からのデジタル信号を復号化するDRC(デジタルリードチャネル)回路13とを備えた点が実施の形態1と異なる。
In the optical disk apparatus according to the second embodiment, an A /
前述の実施の形態1では、図10に示すように、従来のイコライザ回路と比較すると、高域側において微弱信号が通過する。そのため、A/D変換をせずにデータスライサで再生信号を2値化すると、ジッター悪化等の信号品質の劣化につながる。一方、本実施の形態2のように、A/D変換をした信号をDRC技術で処理する場合、アンチエイリアスフィルタとしての機能を果たすことが目的となるので、データスライサを使用した場合と比較すると信号品質に与える影響が小さくなる。 In the first embodiment described above, as shown in FIG. 10, a weak signal passes on the high frequency side as compared with a conventional equalizer circuit. For this reason, binarization of a reproduction signal by a data slicer without A / D conversion leads to signal quality deterioration such as jitter deterioration. On the other hand, when the A / D converted signal is processed by the DRC technique as in the second embodiment, the purpose is to serve as an anti-aliasing filter. Therefore, the signal is compared with the case where the data slicer is used. The impact on quality is reduced.
(実施の形態3)
図12は、本発明の実施の形態3における光ディスク装置の再生信号処理系の概略ブロック図である。但し、前述の実施の形態1、2で説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a schematic block diagram of the reproduction signal processing system of the optical disc apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. However, the same members as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施の形態3における光ディスク装置は、再生信号の振幅を正規化する手段としてAGC回路に代えてVGA回路(可変ゲインアンプ回路)14を備えるとともに、VGA回路14のゲインをフィードバック制御するために、振幅検出手段15、差分検出手段16、およびゲインコントロール手段17を備えた点が実施の形態2と異なる。
The optical disk apparatus according to the third embodiment includes a VGA circuit (variable gain amplifier circuit) 14 instead of the AGC circuit as means for normalizing the amplitude of the reproduction signal, and performs feedback control of the gain of the
すなわち、光ピックアップ2の後段に接続されたVGA回路14は、ゲインコントロール信号に応じたゲインで再生信号の振幅を増幅しその振幅を正規化してイコライザ回路4へ送る。また、振幅検出手段15は、DRC回路13により復号化された信号を基に、VGA回路14から出力された信号の振幅値を検出する。また、差分検出手段16は、振幅検出手段15により検出された振幅値の所定の基準振幅値からの差分を検出する。また、ゲインコントロール手段17は、差分検出手段16により検出された差分を基にVGA回路14のゲインを制御するゲインコントロール信号を生成する。なお、振幅検出手段15、差分検出手段16、ゲインコントロール手段17は、回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータを用いて実現してもよい。
In other words, the
以上のように構成された光ディスク装置について、以下その動作を説明する。
当該光ディスク装置は、実施の形態1と同様に、光ピックアップ2から光ディスク1へレーザ光を照射し、反射して戻ってきた戻り光を光ピックアップ2内のフォトダイオード(図示せず)によって電気信号に変換して再生信号を生成する。そして、その再生信号をVGA回路14に入力して、一定の振幅に正規化する。その後、実施の形態1、2と同様に、再生信号の波形を等化し、ノイズ成分を減衰させた後、デジタル信号に変換し、そのデジタル信号を復号化して、後段のインターフェース回路へ送る。
The operation of the optical disk apparatus configured as described above will be described below.
In the same manner as in the first embodiment, the optical disk apparatus irradiates the
一方、振幅検手段15がVGA回路14から出力された信号の振幅値を検出し、差分検出手段16がその振幅値の所定の基準振幅値からの差分を検出し、ゲインコントロール手段17がその差分を補うようにVGA回路14のゲインを設定する。
On the other hand, the amplitude detection means 15 detects the amplitude value of the signal output from the
本発明にかかる光ディスク装置は、製造工程が複雑で高コストな半導体デバイスを使用しなくとも高倍速再生に適い、且つ消費電力を抑制可能な光ディスク装置を提供でき、青色レーザ系光ディスク等を高倍速で再生可能なディスクドライブ等に有用である。 The optical disk apparatus according to the present invention can provide an optical disk apparatus that is suitable for high-speed playback and can reduce power consumption without using a semiconductor device that has a complicated manufacturing process and is expensive. This is useful for disc drives that can be played on
1 光ディスク
2 光ピックアップ
3 AGC(オートゲインコントロール)回路
4、18 イコライザ回路
5 スルーレート制限回路
6、7 定電流源
8 容量
9、19、20 2次ローパスフィルタ回路
10 2次ハイパスフィルタ回路
11 増幅回路
12 A/D変換回路
13 DRC(デジタルリードチャネル)回路
14 VGA(可変ゲインアンプ)回路
15 振幅検出手段
16 差分検出手段
17 ゲインコントロール手段
21 1次ローパスフィルタ回路
22 gmアンプ回路
23 容量
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記再生信号の振幅を正規化するオートゲインコントロール回路と、
前記オートゲインコントロール回路からの信号の波形を等化するイコライザ回路と、
前記イコライザ回路からの信号に含まれるノイズ成分を減衰するスルーレート制限回路と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。 An optical disc apparatus including an optical pickup that irradiates a laser beam on an optical disc, receives a return light thereof, and generates a reproduction signal indicating information recorded on the optical disc,
An auto gain control circuit for normalizing the amplitude of the reproduction signal;
An equalizer circuit for equalizing the waveform of the signal from the auto gain control circuit;
A slew rate limiting circuit for attenuating a noise component included in the signal from the equalizer circuit;
An optical disc apparatus comprising:
前記スルーレート制限回路からの信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、
前記A/D変換回路からのデジタル信号を復号化するデジタルリードチャネル回路と、
をさらに備えることを特徴とする光ディスク装置。 The optical disc apparatus according to claim 1,
An A / D conversion circuit for converting a signal from the slew rate limiting circuit into a digital signal;
A digital read channel circuit for decoding a digital signal from the A / D conversion circuit;
An optical disc apparatus further comprising:
ゲインコントロール信号に応じたゲインで前記再生信号の振幅を増幅して、前記再生信号の振幅を正規化する可変ゲインアンプ回路と、
前記可変ゲインアンプ回路からの信号の波形を等化するイコライザ回路と、
前記イコライザ回路からの信号に含まれるノイズ成分を減衰するスルーレート制限回路と、
前記スルーレート制限回路からの信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、
前記A/D変換回路からのデジタル信号を復号化するデジタルリードチャネル回路と、
前記デジタルリードチャネル回路により復号化された信号を基に、前記可変ゲインアンプ回路から出力された信号の振幅値を検出する振幅検出手段と、
前記振幅検出手段により検出された振幅値の所定の基準振幅値からの差分を検出する差分検出手段と、
前記差分検出手段により検出された差分を基に前記可変ゲインアンプ回路のゲインを制御するゲインコントロール信号を生成するゲインコントロール手段と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。
An optical disc apparatus including an optical pickup that irradiates a laser beam on an optical disc, receives a return light thereof, and generates a reproduction signal indicating information recorded on the optical disc,
A variable gain amplifier circuit that amplifies the amplitude of the reproduction signal with a gain according to a gain control signal and normalizes the amplitude of the reproduction signal;
An equalizer circuit for equalizing the waveform of the signal from the variable gain amplifier circuit;
A slew rate limiting circuit for attenuating a noise component included in the signal from the equalizer circuit;
An A / D conversion circuit for converting a signal from the slew rate limiting circuit into a digital signal;
A digital read channel circuit for decoding a digital signal from the A / D conversion circuit;
Based on the signal decoded by the digital read channel circuit, amplitude detecting means for detecting the amplitude value of the signal output from the variable gain amplifier circuit;
Difference detection means for detecting a difference from a predetermined reference amplitude value of the amplitude value detected by the amplitude detection means;
Gain control means for generating a gain control signal for controlling the gain of the variable gain amplifier circuit based on the difference detected by the difference detection means;
An optical disc apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006173222A JP2008004177A (en) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | Optical disk device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7876801B2 (en) * | 2006-08-02 | 2011-01-25 | Seiko Epson Corporation | Surface-emitting type semiconductor laser |
-
2006
- 2006-06-23 JP JP2006173222A patent/JP2008004177A/en active Pending
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