JP3309498B2 - Digital clock recovery device - Google Patents
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- Signal Processing (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルクロック再
生装置に関し、特に、所定のサンプリングクロックでサ
ンプリングされた入力データに対して再生クロックタイ
ミング毎のデータを出力するようなディジタルクロック
再生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital clock reproducing apparatus, and more particularly, to a digital clock reproducing apparatus which outputs data for each reproduction clock timing with respect to input data sampled by a predetermined sampling clock.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に入力信号のクロックを再生するた
めのPLL(位相ロックループ)回路は、入力信号の位
相に追従する位相同期回路であり、アナログ的な位相比
較器、ローパスフィルタ、電圧制御発振器等を用いて構
成されている。2. Description of the Related Art Generally, a PLL (Phase Lock Loop) circuit for reproducing a clock of an input signal is a phase locked loop circuit that follows the phase of the input signal. And so on.
【0003】しかしながら、このようなアナログPLL
回路は、一般に調整等に手間がかかり、コストアップの
原因となる。また、PLL回路が適用される装置にディ
ジタル回路を使用する場合、例えばディジタル等化器を
使用して自動等化機能を持たせる場合には、一旦ディジ
タル化された信号をアナログ信号に変換してアナログP
LL回路に供給するような操作が必要となり、後段側に
もディジタル回路が使用される場合には、再びディジタ
ル信号に変換することが必要となる。さらに、アナログ
回路でPLLを構成した場合には、例えばディスク再生
装置におけるトラックジャンプ時等の動作状況により、
その動作環境を変更することが困難であり、回路構成が
複雑化する。However, such analog PLLs
Circuits generally require time and labor for adjustment and the like, which causes an increase in cost. When a digital circuit is used in a device to which a PLL circuit is applied, for example, when a digital equalizer is used to have an automatic equalization function, a signal once digitized is converted into an analog signal. Analog P
An operation for supplying the signal to the LL circuit is required, and when a digital circuit is used on the subsequent stage, it is necessary to convert the digital signal again into a digital signal. Further, when the PLL is configured by an analog circuit, for example, depending on the operation status such as a track jump in a disk reproducing device,
It is difficult to change the operation environment, and the circuit configuration becomes complicated.
【0004】このようなことから、近年において、上記
PLL回路内部の動作をディジタル的に行わせるような
ディジタルPLL回路が提案されている。[0004] In view of the above, a digital PLL circuit has recently been proposed in which the operation inside the PLL circuit is performed digitally.
【0005】このディジタルPLL回路においては、例
えばPLL出力信号と入力信号との位相差を高速な(ハ
イレートの)マスタクロックを用いて計測するような構
成が採用されることが多い。すなわち、入力信号のエッ
ジ(トランジェント)と当該PLL回路内部で生成した
出力クロックとの時間差いわゆる位相差を、高速のマス
タクロックの精度でカウントして検出し、上記回路内部
からの出力クロックの位相を制御して上記入力信号のク
ロックに同調させるものである。この場合のマスタクロ
ックに対しては、上記入力信号のビットクロックに比べ
て1桁以上高い精度が要求される。In this digital PLL circuit, for example, a configuration in which the phase difference between a PLL output signal and an input signal is measured using a high-speed (high-rate) master clock is often adopted. That is, the time difference between the edge (transient) of the input signal and the output clock generated inside the PLL circuit, that is, the phase difference, is detected and counted with the accuracy of the high-speed master clock, and the phase of the output clock from inside the circuit is detected. It is controlled to synchronize with the clock of the input signal. In this case, the master clock is required to have an accuracy higher by one digit or more than the bit clock of the input signal.
【0006】しかしながら、上記入力信号のクロック周
波数が高くなってくると、上記マスタクロックの周波数
を1桁以上高くとることが困難となる。これは、半導体
素子の物理的特性等による制限で動作クロック周波数を
極端に上げられないからである。そこで、マスタクロッ
ク周波数を極端に高めることなく有効な位相差検出が可
能なディジタルPLL装置を構成することが望まれてい
る。However, as the clock frequency of the input signal increases, it becomes difficult to increase the frequency of the master clock by one digit or more. This is because the operating clock frequency cannot be extremely increased due to limitations due to the physical characteristics of the semiconductor element. Therefore, it is desired to configure a digital PLL device capable of detecting an effective phase difference without extremely increasing the master clock frequency.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常のディ
ジタルPLL装置においては、入力された信号を先ずマ
スタクロックでサンプリングし、比較器を用いて2値信
号として取り出しているため、本質的にレベルを考慮し
た出力が得られず、いわゆるビタビ復調等が困難であ
る。In a conventional digital PLL device, an input signal is first sampled by a master clock and then extracted as a binary signal using a comparator. It is difficult to perform so-called Viterbi demodulation or the like because an output that is considered cannot be obtained.
【0008】すなわち、ディジタルPLL装置において
は、入力された信号のレベルそれ自身を利用しないの
で、時間情報のみに頼ることになり、非常に高い周波数
のクロックが必要になる。従って、できるだけ細かい周
期でサンプリングし、エッジ時刻を精度良く取り込まな
いと、PLLによるデータのエラーが増加するが、近年
のように、要求される再生クロック周波数が上昇しても
マスタクロック周波数は半導体プロセスの制限でむやみ
に上げられないという問題がある。That is, in the digital PLL device, since the level of the input signal itself is not used, only the time information is used, and a clock having a very high frequency is required. Therefore, if sampling is performed at a period as small as possible and edge times are not taken in accurately, data errors due to the PLL increase. However, even if the required reproduction clock frequency increases, the master clock frequency remains unchanged in the semiconductor process. There is a problem that can not be raised unnecessarily due to restrictions.
【0009】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、マスタクロック周波数が低くても正常な
PLL動作が行われ、さらには再生クロック周波数に対
するマスタクロック周波数の比率が1より大きい程度で
も良好なエラーレートを確保できるようなディジタルP
LL装置の提供を目的とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances, and a normal PLL operation is performed even when the master clock frequency is low. Further, the ratio of the master clock frequency to the reproduction clock frequency is larger than 1. Digital P that can secure a good error rate
The purpose is to provide an LL device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタル
クロック再生装置は、クロック再生しようとする入力信
号を所定のサンプリングクロックでサンプリングして得
られた入力データに基づいてエッジ位置を求め、該エッ
ジ位置と再生クロックとの間の位相誤差情報を出力する
位相検出手段と、この位相検出手段からの位相検出誤差
と再生クロック周期情報とに基づいて再生クロック情報
を出力するクロック発生手段と、上記位相検出手段から
の位相誤差情報と上記クロック発生手段からの再生クロ
ック情報とに応じて上記再生クロック周期情報を出力す
るクロック周期発生手段とを有し、上記位相検出手段
は、上記入力データを直線補間して得られた補間データ
を出力し、上記再生クロック情報に応じて各再生クロッ
クタイミングでの補間データを選択して出力するデータ
選択手段を設けることにより、上述の課題を解決する。A digital clock reproducing apparatus according to the present invention obtains an edge position based on input data obtained by sampling an input signal to be clock-reproduced by a predetermined sampling clock, and obtains the edge position. Phase detecting means for outputting phase error information between a position and a reproduced clock; clock generating means for outputting reproduced clock information based on the phase detection error from the phase detecting means and reproduced clock cycle information; Clock cycle generating means for outputting the reproduced clock cycle information in accordance with the phase error information from the detecting means and the reproduced clock information from the clock generating means, wherein the phase detecting means linearly interpolates the input data. The interpolation data obtained by the above is output, and the interpolation at each reproduction clock timing is performed according to the reproduction clock information. By providing the data selection means for selecting and outputting data, to solve the problems described above.
【0011】[0011]
【0012】また、上記サンプリングクロック周波数を
上記再生クロック周波数よりも低く設定し、上記クロッ
ク発生手段を1サンプリング期間内に2個以上の再生ク
ロック位置を含む上記再生クロック情報を出力するよう
に構成することが好ましい。このクロック周期発生手段
については、上記位相検出手段からの位相誤差情報を所
定期間に亘って加算した結果に応じて再生クロック周期
を調整し、上記再生クロック周期情報として出力するこ
とも考えられる。さらに、このクロック周期発生手段と
して、再生周波数がロックレンジ範囲内か否かのチェッ
クや、再生周波数の変動が少ないか否かのチェックや、
トラックジャンプ等のような動作状況に応じて、再生ク
ロック周期を適宜選択して出力することが望ましい。Further, the sampling clock frequency is set lower than the reproduction clock frequency, and the clock generation means is configured to output the reproduction clock information including two or more reproduction clock positions within one sampling period. Is preferred. The clock cycle generation means may adjust the reproduction clock cycle according to the result of adding the phase error information from the phase detection means over a predetermined period, and output the reproduction clock cycle information. Further, as the clock cycle generating means, it is checked whether or not the reproduction frequency is within a lock range, whether or not the fluctuation of the reproduction frequency is small,
It is desirable to select and output a reproduction clock cycle as appropriate according to an operation situation such as a track jump.
【0013】[0013]
【作用】入力データに基づいてエッジ位置を補間等によ
り求め、このエッジ位置と再生クロックとの位相誤差に
より再生クロック周期を調整しながらクロック再生を行
っているため、再生すべきクロック周波数よりも低いサ
ンプリングクロックでも有効なPLL動作が行える。ま
た、ディジタルPLLのため、調整が不要であり、トラ
ックジャンプ等の動作状況に応じてPLL動作環境の変
更が行える。The clock position is lower than the clock frequency to be reproduced because the edge position is obtained by interpolation or the like based on the input data and the clock reproduction is performed while adjusting the reproduction clock cycle based on the phase error between the edge position and the reproduction clock. An effective PLL operation can be performed even with a sampling clock. Further, since the digital PLL is used, no adjustment is required, and the PLL operating environment can be changed in accordance with an operating condition such as a track jump.
【0014】[0014]
【実施例】図1は、本発明の一実施例としてのディジタ
ルクロック再生装置の概略構成を示すブロック回路図で
ある。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a digital clock reproducing apparatus as one embodiment of the present invention.
【0015】この図1において、入力端子11にはクロ
ックを再生しようとするRF(高周波)入力信号のデー
タDIが供給されて、位相検出回路12に送られる。こ
の入力データDIは、所定のマスタクロックによりサン
プリングされたサンプル値のディジタルデータである。
位相検出回路12には、クロック発生回路13からのク
ロック情報CSが供給されて、上記入力データDIに対
応する信号波形のエッジ位置との間の位相誤差情報を表
すエッジ誤差情報PEGや、入力データの各サンプリング
間隔内にエッジが存在するか否かを示すエッジ存在情報
EEX等を出力する。エッジ誤差情報PEGはクロック発生
回路13及びクロック周期発生回路14に、またエッジ
存在情報EEXはクロック周期発生回路14にそれぞれ送
られる。クロック周期発生回路14は、再生クロックの
周期を表すクロック周期情報CPを発生し、クロック発
生回路13に送っている。In FIG. 1, data DI of an RF (high frequency) input signal whose clock is to be reproduced is supplied to an input terminal 11 and sent to a phase detection circuit 12. This input data DI is digital data of a sample value sampled by a predetermined master clock.
Clock information CS from the clock generation circuit 13 is supplied to the phase detection circuit 12, and edge error information PEG representing phase error information between the phase position and the edge position of the signal waveform corresponding to the input data DI; And outputs edge existence information EEX indicating whether an edge exists within each sampling interval. The edge error information PEG is sent to the clock generation circuit 13 and the clock cycle generation circuit 14, and the edge existence information EEX is sent to the clock cycle generation circuit 14, respectively. The clock cycle generation circuit 14 generates clock cycle information CP representing the cycle of the reproduced clock, and sends the clock cycle information CP to the clock generation circuit 13.
【0016】さらに、この図1に示すディジタルクロッ
ク再生装置においては、データ再生も行っている。すな
わち、位相検出回路12からは、サンプリング間のデー
タを補間して得られた補間データCDDが出力されて、デ
ータセレクタ15に送られている。このデータセレクタ
15には、クロック発生回路13からのクロック情報C
Sも供給されており、このクロック情報CSにより上記
補間データCDDの内の再生クロックタイミングのデータ
(すなわち、再生クロックで再サンプリングされたデー
タ)を選択して再生データDOを出力する。Further, the digital clock reproducing apparatus shown in FIG. 1 also reproduces data. That is, interpolation data CDD obtained by interpolating data between samplings is output from the phase detection circuit 12 and sent to the data selector 15. The data selector 15 includes the clock information C from the clock generation circuit 13.
S is also supplied, and the data of the reproduction clock timing (that is, data resampled by the reproduction clock) is selected from the interpolation data CDD based on the clock information CS, and the reproduction data DO is output.
【0017】このようなディジタルクロック再生装置あ
るいはディジタルPLLは、例えば図2に示すような装
置の一部回路として用いられる。この図2の入力端子2
1には、例えば、磁気テープや光ディスク等の記録媒体
から再生された信号、あるいは通信媒体等を介して伝送
された信号が供給されている。この入力信号は、アンプ
22を介し、必要に応じてアナログのイコライザ(等化
器)23を通って、いわゆるRF信号としてA/D(ア
ナログ/ディジタル)変換器24に送られている。この
A/D変換器24で所定のサンプリング周波数(マスタ
クロック周波数)でサンプリングされてディジタル信号
に変換され、これ以降はディジタル信号処理が施され
る。Such a digital clock recovery device or digital PLL is used as a partial circuit of a device as shown in FIG. 2, for example. Input terminal 2 of FIG.
For example, a signal reproduced from a recording medium such as a magnetic tape or an optical disk, or a signal transmitted via a communication medium or the like is supplied to 1. This input signal is sent to an A / D (analog / digital) converter 24 as a so-called RF signal through an amplifier 22 and, if necessary, an analog equalizer (equalizer) 23. The A / D converter 24 samples at a predetermined sampling frequency (master clock frequency) and converts it into a digital signal. Thereafter, digital signal processing is performed.
【0018】A/D変換器24からのディジタル信号
は、必要に応じてディジタルイコライザ(等化器)25
やディジタル自動アシンメトリ補正回路26を通った
後、上記図1に示したようなディジタルPLL(ディジ
タルクロック再生装置)10に入力される。このディジ
タルPLL10では、上記必要に応じて等化され、アシ
ンメトリ補正された、もしくはされていないデータを、
非同期的に受け取り、その中に含まれるクロック成分を
抽出し、そのクロックに同期してデータを再サンプル
し、有効性を示す信号と共に復調器27に送っている。A digital signal from the A / D converter 24 is converted into a digital equalizer (equalizer) 25 as necessary.
Then, after passing through a digital automatic asymmetry correction circuit 26, it is input to a digital PLL (digital clock reproducing device) 10 as shown in FIG. In the digital PLL 10, the data equalized as required and subjected to asymmetry correction or not,
It receives asynchronously, extracts the clock component contained therein, resamples the data in synchronization with the clock, and sends it to the demodulator 27 together with a signal indicating the validity.
【0019】次に、PLLの基本動作について、図3を
参照しながら説明する。一般にPLLに入力されるRF
信号に対して、所定のレベル(閾値レベル)によりエッ
ジが決定される。再生されるべきクロックは、このエッ
ジに同期することが必要とされ、PLLには、このエッ
ジに同期した再生クロックを発生することが要求され
る。しかし、実際にはRF信号のエッジとクロックとの
間に誤差分が生ずることより、この誤差分を訂正しなけ
ればならない。このため、RF信号のエッジと再生クロ
ックとのエッジとの差分を誤差信号として蓄積し、これ
によって同期をかけるようにする。Next, the basic operation of the PLL will be described with reference to FIG. RF input to PLL
The edge of the signal is determined by a predetermined level (threshold level). The clock to be reproduced is required to be synchronized with this edge, and the PLL is required to generate a reproduced clock synchronized with this edge. However, in practice, an error is generated between the edge of the RF signal and the clock, and this error must be corrected. For this reason, the difference between the edge of the RF signal and the edge of the reproduced clock is accumulated as an error signal, and synchronization is thereby performed.
【0020】すなわち、図3の時刻t1 、t2 において
は、AのRF信号のエッジとBの再生クロックのエッジ
とが一致しているが、時刻t3 のRF信号のエッジで
は、再生クロックのエッジとの間にエッジ誤差PEGが生
じている。このエッジ誤差PEGを蓄積し、これにより、
同期がかかる。[0020] That is, at time t 1, t 2 of FIG. 3, although the recovered clock edges of edge and B of the RF signal A is consistent, the edge of the RF signal at time t 3, the reproduction clock An edge error PEG is generated between the edge and the edge. By accumulating this edge error PEG,
Synchronization takes place.
【0021】ここで、本発明実施例のディジタルPLL
においては、A/D変換器24からのレベル情報を用い
ることにより、単なる2値的なサンプルに基づく時間情
報のみを用いたPLL動作よりも高い解像度を実現して
いる。Here, the digital PLL of the embodiment of the present invention
In the above, the use of the level information from the A / D converter 24 realizes a higher resolution than the PLL operation using only the time information based on a simple binary sample.
【0022】図4は、上記RF信号のような連続信号S
を所定周期Xでサンプリングすることによって得られた
データ列a、b、c、…から任意の時点の値yを復元す
ることを示している。これは、いわゆるサンプリング定
理により、連続信号Sの帯域が制限されている場合、そ
の上限周波数の半分以上の周波数で標本化(サンプリン
グ)すれば原信号Sを一意に復元することができるから
である。具体的には、復元したい点の回りのサンプル値
a、b、c、…に対していわゆる畳み込み演算を行うこ
とで、任意の点の値yを求めるわけである。FIG. 4 shows a continuous signal S such as the RF signal.
Is restored at a given point in time from data strings a, b, c,... Obtained by sampling at a predetermined period X. This is because if the band of the continuous signal S is limited by the so-called sampling theorem, the original signal S can be uniquely restored by sampling (sampling) at a frequency equal to or more than half of the upper limit frequency. . Specifically, a so-called convolution operation is performed on the sample values a, b, c,... Around the point to be restored, thereby obtaining a value y at an arbitrary point.
【0023】ところで、上述したような畳み込み演算を
行うことで原信号Sを完全に復元できるが、実際にはそ
のために要するサンプル点の数及び演算量は膨大なもの
になり、高速クロック再生には不向きであることを考慮
して、本実施例においては、演算が簡単で済む直線補間
を用いるようにしている。なお、低速クロック再生時に
は、上記畳み込み演算を行うようにしてもよい。By performing the convolution operation described above, the original signal S can be completely restored. However, in actuality, the number of sample points and the amount of operation required for this operation are enormous, and high-speed clock reproduction is not possible. In consideration of being unsuitable, in this embodiment, linear interpolation is used, which simplifies the calculation. When the low-speed clock is reproduced, the convolution operation may be performed.
【0024】図5は、上記直線補間を用いて信号Sのエ
ッジを求める動作を説明するための図である。この図5
からも明らかなように、直線補間を行った場合は、必ず
しも全ての時点での値の復元ができるわけではないが、
上記エッジとなるいわゆるゼロクロス点(図中のP点
等)での誤差は、ある条件を満たすと非常に小さくする
ことができる。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation for obtaining the edge of the signal S using the above-described linear interpolation. This figure 5
As is clear from, when linear interpolation is performed, it is not always possible to restore the values at all times,
The error at the so-called zero-cross point (point P in the figure) serving as the edge can be made very small if certain conditions are satisfied.
【0025】この条件は、RF信号Sの最小繰り返し周
期(あるいは最小反転間隔の2倍)と、サンプリング間
隔(サンプリング周期)Xとに依存する。すなわち、最
小繰り返し周期に比較してサンプリング間隔Xが充分に
小さければ、エッジの位置について、ずれがあるものの
かなりの精度で復元できる。This condition depends on the minimum repetition period (or twice the minimum inversion interval) of the RF signal S and the sampling interval (sampling period) X. That is, if the sampling interval X is sufficiently smaller than the minimum repetition period, the edge position can be restored with considerable accuracy although there is a shift.
【0026】このエッジ位置の計算法について、図6を
参照しながら説明する。この図6では、上記信号Sの最
小繰り返し周期を1に規格化して、周期1の正弦波を信
号Sとして用いている。サンプリング間隔Xの第1サン
プリング点xと第2サンプリング点x2 のそれぞれの値
(サンプル値)をy1 とy2 とするとき、本来の(原信
号Sの)エッジは0の位置となるはずであるが、直線近
似のためにずれが生じてx0 の位置となる。このx0
は、エッジ位置誤差であり、 x0 =(xy2 −x2 y1 )/(y2 −y1 ) で示される。The method of calculating the edge position will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the minimum repetition cycle of the signal S is normalized to 1, and a sine wave of cycle 1 is used as the signal S. When each value of the first sampling point x and the second sampling point x 2 of the sampling interval X (sample value) and y 1 and y 2, (of the original signal S) original edge should be the position of 0 although, the position of x 0 occurs is shifted for the linear approximation. This x 0
Is an edge position error, indicated by x 0 = (xy 2 -x 2 y 1) / (y 2 -y 1).
【0027】ここで、周期1の正弦波の場合、 y1 = sin(2πx) y2 = sin(2πx2 ) = sin(2π(x+X)) となる。ただし、xの取り得る値は、 -1/2<x<1/2−X で、かつx0 が有効となるのは、 −X<x<0 の範囲である。Here, in the case of a sine wave with a period 1, y 1 = sin (2πx) y 2 = sin (2πx 2 ) = sin (2π (x + X)). However, the possible values of x is the -1/2 <x <1/2- X, and x 0 becomes valid in the range of -X <x <0.
【0028】図7は、このエッジ位置誤差x0 をxに対
応させて示したものであり、横軸にxを、縦軸にx0 を
それぞれとっている。この図7において、xがとり得る
領域Rxは、上記 -1/2<x<1/2−X であり、この領域Rx内で直線近似がゼロクロスする領
域、あるいはx0 が存在する領域Rx0は、上記 −X<x<0 である。領域Rx内における上記領域Rx0以外の領域R
NZでは、ゼロクロスが起こらず、上記x0 は存在しな
い。FIG. 7 shows the edge position error x 0 corresponding to x, where x is plotted on the horizontal axis and x 0 is plotted on the vertical axis. In FIG. 7, a region Rx where x can take are the -1/2 <x <1/2- X, a region R x0 which region the zero crossing linear approximation in this region Rx or x 0, is present Is -X <x <0. A region R other than the region R x0 in the region Rx
In NZ, it does not occur and the zero-crossing, the x 0 does not exist.
【0029】このx0 は、上記サンプリング間隔Xが大
きくなると、次第にクロスするxの領域が広がると同時
に、とり得るx0 の値も急速に増大する。Xは、 0<X<1/2 をとり得るが、上述したことより、Xが0.45を超え
るとエッジ位置誤差x0が非常に大きくなる可能性があ
る。このx0 が時間軸上のジッタとして、エッジ誤差を
計算するときに評価されるので、小さいほどよく、結果
として、Xは例えば0.45以下、実用的には0.4以
下にすることが望ましい。As for x 0 , as the sampling interval X increases, the area of x that crosses gradually widens, and the possible value of x 0 also increases rapidly. X is, 0 <X <may take half, but from the above description, X can exceed 0.45 when edge position error x 0 becomes very large. Since x 0 is evaluated as jitter on the time axis when calculating an edge error, the smaller the better, the better. As a result, X should be, for example, 0.45 or less, and practically 0.4 or less. desirable.
【0030】本発明実施例のディジタルPLLでは、直
線近似で求めたx0 ないしは畳み込みで求めたエッジ位
置を、数字として表されるクロックとの差を誤差信号と
して用いることにより、同期をかけている。In the digital PLL according to the embodiment of the present invention, synchronization is established by using x 0 obtained by linear approximation or an edge position obtained by convolution as a difference from a clock represented by a number as an error signal. .
【0031】次に、上記図1及び図8を参照しながら、
ディジタルPLL(ディジタルクロック再生装置)の具
体的な回路構成の一例について説明する。先ず、入力端
子11に入力される入力データDIは、上記所定のサン
プリング間隔X(サンプリング周期、すなわちマスタク
ロック周期TM )でサンプリングされて得られたディジ
タルサンプル値である。この入力データDIが供給され
る位相検出回路12は、上述した補間(直線近似)によ
りエッジ誤差情報PEG(上記x0 に相当)を求めるもの
である。具体的には、例えば直線補間により、サンプリ
ング間でn個(nは2以上の整数)のデータを求め、補
間されたデータ(補間データ)CDDを生成する。これら
のn個の補間データを用いて当該サンプリング周期間で
のエッジ(ゼロクロス)の有無を判断し、エッジ存在判
定情報EEXを出力すると共に、エッジの位置を求める。
このエッジ位置と、クロック発生回路13から得られる
クロック情報CSとを比較し、エッジ誤差情報PEGを生
成する。Next, referring to FIGS. 1 and 8,
An example of a specific circuit configuration of a digital PLL (digital clock reproducing device) will be described. First, the input data DI input to the input terminal 11 is a digital sample value obtained by being sampled at the predetermined sampling interval X (sampling cycle, ie, master clock cycle T M ). Phase detecting circuit the input data DI is supplied 12, and requests the edge error information PEG by the aforementioned interpolation (linear approximation) (corresponding to the x 0). Specifically, n (n is an integer of 2 or more) data is obtained between samplings by, for example, linear interpolation, and interpolated data (interpolated data) CDD is generated. Using these n pieces of interpolation data, the presence or absence of an edge (zero cross) during the sampling period is determined, edge existence determination information EEX is output, and the position of the edge is obtained.
The edge position is compared with the clock information CS obtained from the clock generation circuit 13 to generate edge error information PEG.
【0032】ここで、図8に示す位相検出回路12の具
体例について説明する。入力端子11のディジタル入力
データDIは、位相検出回路12内の補間フィルタ(C
F)31に送られることにより、1サンプリング間隔
(マスタクロック周期TM )の間でn個の直線補間デー
タCDD0 、CDD1 、…、CDDn-1 が得られる。これらの
データ列CDD0 、CDD1 、…、CDDn-1 は、エッジ位置
検出部(EGD)32及びエッジ検出部(EEXD)33に送
られる。エッジ位置検出部(EGD)32は、上記エッジ
位置(上記ゼロクロス点)に相当する上記補間点の位置
情報(上記n個の補間点の内の何番目かを示す情報)E
Gを生成して、位相誤差演算部(PERG)34に送る。エ
ッジ検出部(EEXD)33は、サンプリング間にエッジが
存在するか否かを示すエッジ存在判定情報EEXを生成
し、位相誤差演算部(PERG)34及びクロック周期発生
回路14に送っている。位相誤差演算部(PERG)34
は、上記エッジ位置情報EG、エッジ存在判定情報EEX
及びクロック情報CSに基づき、エッジ位置とクロック
位置との差を位相誤差(エッジ誤差)情報PEGとして取
り出し、クロック発生回路13及びクロック周期発生回
路14に送っている。本具体例のディジタルPLLは、
この位相誤差(エッジ誤差)情報PEGを用いてクロック
周期発生回路14で生成されるクロック周期情報CPを
制御することにより、同期をかけるようにしている。Here, a specific example of the phase detection circuit 12 shown in FIG. 8 will be described. The digital input data DI of the input terminal 11 is supplied to an interpolation filter (C
F) 31, n linear interpolation data CDD 0 , CDD 1 ,..., CDD n−1 are obtained during one sampling interval (master clock cycle T M ). These data strings CDD 0 , CDD 1 ,..., CDD n−1 are sent to an edge position detector (EGD) 32 and an edge detector (EEXD) 33. The edge position detection unit (EGD) 32 generates position information (information indicating the number of the n interpolation points) of the interpolation point corresponding to the edge position (the zero cross point) E
G is generated and sent to the phase error calculator (PERG) 34. The edge detection unit (EEXD) 33 generates edge existence determination information EEX indicating whether or not an edge exists between samplings, and sends it to the phase error calculation unit (PERG) 34 and the clock cycle generation circuit 14. Phase error calculator (PERG) 34
Is the edge position information EG and the edge existence determination information EEX
The difference between the edge position and the clock position is extracted as phase error (edge error) information PEG based on the clock information CS and sent to the clock generation circuit 13 and the clock period generation circuit 14. The digital PLL of this example is
By controlling the clock cycle information CP generated by the clock cycle generation circuit 14 using the phase error (edge error) information PEG, synchronization is achieved.
【0033】ここでサンプリングクロック(マスタクロ
ック)の周期をTM 、周波数をfM(=1/TM )と
し、再生クロックの周期をTCK、周波数をfCK(=1/
TCK)とするとき、本実施例のディジタルPLLでは、 1.0<TM /TCK<2.0 あるいは、 1.0<fCK/fM <2.0 の関係を満足するものとしている。Here, the period of the sampling clock (master clock) is T M , the frequency is f M (= 1 / T M ), the period of the reproduction clock is T CK , and the frequency is f CK (= 1 / T M ).
T CK ), it is assumed that the digital PLL of the present embodiment satisfies the relationship of 1.0 <T M / T CK <2.0 or 1.0 <f CK / f M <2.0. I have.
【0034】上記関係を満足するマスタクロックと再生
クロックとの具体例を、図9に示している。すなわち、
図9のAに示すマスタクロックMCLKの1周期TM の間
に、Bに示す再生クロックCLK(周期TCK)のパルスが
1個又は2個ある(存在する)ことになる。この図9で
は、AのマスタクロックMCLKによるサンプリングのタイ
ミングをそれぞれtM1、tM2、…で示し、Bの再生クロ
ックCLKのパルスのタイミングをそれぞれt1 、t2 、
…で示している。FIG. 9 shows a specific example of the master clock and the reproduced clock satisfying the above relationship. That is,
During one period T M of the master clock MCLK shown in FIG. 9A, one or two pulses of the reproduction clock CLK (period T CK ) shown in B exist (exist). In FIG. 9, the sampling timing of the master clock MCLK of A is indicated by t M1 , t M2 ,..., And the timing of the pulse of the reproduction clock CLK of B is t 1 , t 2 , respectively.
... are indicated.
【0035】次に、図8のクロック発生回路13では、
クロック周期発生回路14からのクロック周期情報CP
を加算器(NCG)36及びラッチ回路(D−フリップフ
ロップ)37にて累積加算してゆくことによりクロック
情報CSを出力するものであるが、このとき上記誤差情
報PEGを用いて周期の調整を行いながら、クロック情報
CSを出力する。すなわち、クロック周期発生回路14
からのクロック周期情報CPは、上記再生クロック周期
TCKの基本周期情報であり、このCPを基本周期として
誤差情報PEGで調整しながら、次の再生クロック位置を
計算して、クロック情報CSを生成する。このように常
に誤差情報PEGが影響するので、主にクロック情報CS
の位相に対して影響を与えることになる。クロック情報
CSは、図9のCに示すように、マスタクロックMCLKを
基準とする再生クロックCLKの位置を表すものであり、
サンプリング周期(マスタクロック周期)TM の間に存
在可能な再生クロックの個数(本実施例では最大2個)
に応じて並列化されたクロック値(クロック位置)情報
と、そのクロック値が有効であるか否かを表すクロック
有効情報CVとを有している。この他、位相検出回路1
2で情報CSを使い易くするために、クロックとクロッ
クとの間(クロック間隔)を示す情報を含ませてもよ
い。なお加算器(NCG)36は、サンプリングクロック
(マスタクロック)の間に何回か(本実施例では2回)
のデータ加算を行う必要があることから、サンプリング
クロックに対して同期はとられておらず、ラッチ回路
(D)37により同期がとられるようになっている。Next, in the clock generation circuit 13 of FIG.
Clock cycle information CP from clock cycle generation circuit 14
(NCG) 36 and a latch circuit (D-flip-flop) 37 to output the clock information CS. At this time, the cycle is adjusted using the error information PEG. While performing, it outputs the clock information CS. That is, the clock cycle generation circuit 14
Is the basic period information of the reproduction clock period TCK , and calculates the next reproduction clock position while adjusting the CP with the error information PEG to generate the clock information CS. I do. As described above, the error information PEG always affects the clock information CS.
Will be affected. The clock information CS indicates the position of the reproduced clock CLK with reference to the master clock MCLK, as shown in FIG. 9C.
Number of reproduction clocks that can exist during the sampling period (master clock period) T M (maximum two in this embodiment)
And clock value (clock position) information parallelized in accordance with, and clock valid information CV indicating whether or not the clock value is valid. In addition, the phase detection circuit 1
In order to easily use the information CS in step 2, information indicating the interval between clocks (clock interval) may be included. The adder (NCG) 36 is used several times during the sampling clock (master clock) (twice in this embodiment).
Is not synchronized with the sampling clock, and is synchronized by the latch circuit (D) 37.
【0036】次に、クロック周期発生回路14は、再生
クロックの基本周期情報(クロック周期情報)CPを生
成するためのものであり、クロック発生回路13からの
クロック情報CSの有効性と、位相検出回路11からの
エッジ誤差情報PEG及びエッジ存在判定情報EEXとに基
づいて、基本周期(CP)に対するずれ分を蓄積する。
これは各情報PEG及びEEXをずれ分として用い、クロッ
ク情報CS中のクロック有効情報CVに応じた基本カウ
ント条件に応じて基本周期CPを加えてゆき、元からの
ずれを蓄積してゆく。得られた周期情報CPを見ること
により、再生されたクロックの周波数が判明する。ま
た、このクロック周期発生回路14では、再生されたク
ロックが予め設定したロックレンジの範囲内に入ってい
るか否かのチェックを行い、誤動作等を防いだり、位相
のロック状況と組み合わせて基本周期の保存を行わせた
りし、これによって、例えばディスク再生装置における
トラックジャンプ時のRF信号欠落等の外乱に対して耐
性を持たせることができる。このクロック周期発生回路
15に、停止信号や、ロックレンジの制御信号等を与え
ることにより、ディジタルPLLの動作環境を変化させ
ることができる。この動作環境の制御は、上記誤差情報
PEGの値に掛け合わせる乗数によっても行える。Next, the clock cycle generation circuit 14 is for generating basic cycle information (clock cycle information) CP of the recovered clock, and is effective for the clock information CS from the clock generation circuit 13 and for detecting the phase. Based on the edge error information PEG and the edge presence determination information EEX from the circuit 11, a deviation from the basic period (CP) is accumulated.
In this method, the information PEG and EEX are used as deviations, and the basic period CP is added according to the basic count condition according to the clock valid information CV in the clock information CS, and the deviation from the original is accumulated. By looking at the obtained period information CP, the frequency of the reproduced clock is determined. Further, the clock cycle generation circuit 14 checks whether or not the reproduced clock is within a preset lock range, thereby preventing malfunction or the like, or combining with the phase lock situation to determine the basic cycle. For example, storage can be performed, thereby making it possible to withstand a disturbance such as a loss of an RF signal at the time of a track jump in a disk reproducing apparatus. By providing a stop signal, a lock range control signal, and the like to the clock cycle generation circuit 15, the operating environment of the digital PLL can be changed. The control of the operating environment can also be performed by a multiplier by which the value of the error information PEG is multiplied.
【0037】図8において、クロック周期発生回路14
のベースカウンタ(BC)42は、1サンプリングクロ
ック(マスタクロック)毎に1ずつカウントアップする
が、ラッチ回路(D−フリップフロップ)41を介して
供給されるクロック有効情報CVが“1”(有効)のと
きには、1サンプリング間隔(上記マスタクロック周期
TM )内に2個の再生クロックが存在することになるの
で、2つカウントアップする。このカウント動作を充分
な長さに対して行い、再生クロックの何倍以内にマスタ
クロックがいくつあるかを調べるための基本情報とす
る。このベースカウンタ(BC)42からの出力信号BC
C は、該カウンタ42が一回りしたか否かを示す信号で
あり、この信号BCC を契機としてクロック周期発生回路
14が次のクロック周期CPを計算する。In FIG. 8, the clock cycle generation circuit 14
Base counter (BC) 42 counts up by one for each sampling clock (master clock), but the clock validity information CV supplied via the latch circuit (D-flip-flop) 41 is "1" (valid )), Two reproduction clocks are present within one sampling interval (the master clock period T M ), and thus two are counted up. This count operation is performed for a sufficient length, and is used as basic information for checking how many times the reproduction clock is within the master clock. An output signal BC from the base counter (BC) 42
C is a signal indicating whether or not the counter 42 has made one turn. The clock cycle generation circuit 14 calculates the next clock cycle CP with the signal BCC as a trigger.
【0038】基本(ベース)クロック周期生成器(BCP
G)46は、位相検出回路12から得られる上記エッジ
誤差情報PEGを加算してゆき、上記カウンタ42からの
出力信号BCC が入力されたときに、その加算値をクロッ
ク周期CPと加算し、基本クロック周期情報BCPとして
出力する。これにより、周波数のずれ分を蓄積すること
になる。この基本クロック周期情報BCPは、基本(ベー
ス)クロック周期レジスタ(BCPR)45、クロック周期
セレクタ(CPS)48、ロックレンジチェッカ(LRCK)
53及び周波数ロックチェッカ(FLCK)54にそれぞれ
送られている。A basic (base) clock period generator (BCP)
G) 46 adds the edge error information PEG obtained from the phase detection circuit 12, and when the output signal BCC from the counter 42 is input, adds the added value to the clock cycle CP, and Output as clock cycle information BCP. As a result, the frequency deviation is accumulated. The basic clock cycle information BCP includes a basic (base) clock cycle register (BCPR) 45, a clock cycle selector (CPS) 48, and a lock range checker (LRCK).
53 and a frequency lock checker (FLCK) 54.
【0039】ロックレンジチェッカ(LRCK)53は、上
記基本クロック周期情報BCPの値が予め与えられたロッ
クレンジ内にあるか否かを判別し、その結果をロックレ
ンジチェック良好判別信号LRCKOKとして出力する。この
判別信号LRCKOKは、基本クロック周期レジスタ(BCPR)
45及びクロック周期セレクタ(CPS)48にそれぞれ
送られる。これは、ロックできない信号が入力されてい
る場合に、中心周波数に対応する周期(基準周期Trf)
を基本再生クロック周期として出力するような制御を行
わせるために使用できる。A lock range checker (LRCK) 53 determines whether the value of the basic clock cycle information BCP is within a predetermined lock range, and outputs the result as a lock range check goodness determination signal LRCKOK. . This discrimination signal LRCKOK is set in the basic clock cycle register (BCPR).
45 and a clock cycle selector (CPS) 48. This means that when a signal that cannot be locked is input, the period corresponding to the center frequency (reference period T rf )
Can be used to perform a control to output as a basic reproduction clock cycle.
【0040】周波数ロックチェッカ(FLCK)54は、上
記ベースカウンタ(BC)42のカウント一巡動作が数
回行われる間に、上記基本クロック周期情報BCPの値の
変動が少ないか否かのチェックを行い、その結果を判別
信号FLCKOKとして出力する。この判別信号FLCKOKは、基
本クロック周期レジスタ(BCPR)45に送られる。これ
により、ディジタルPLLの周波数引き込みが充分に行
われているかがわかり、ロック状況がわかる。The frequency lock checker (FLCK) 54 checks whether the value of the basic clock period information BCP is small during the cycle of the counting of the base counter (BC) 42 several times. , And outputs the result as a determination signal FLCKOK. The determination signal FLCKOK is sent to the basic clock cycle register (BCPR) 45. As a result, it is known whether the frequency of the digital PLL has been sufficiently pulled in, and the locked state can be known.
【0041】位相ロックチェッカ(PLCK)52は、位相
検出回路12からのエッジ誤差情報PEGと、ラッチ回路
(D−フリップフロップ)51を介して得られるエッジ
存在判定情報EEXとを用いて、位相がクロック位置近傍
に集中しているか否かをある程度の期間で判断し、集中
していれば判別信号PLCKOKを出力する。この判別信号PL
CKOKも基本クロック周期レジスタ(BCPR)45に送られ
る。この信号PLCKOKは、上記周波数ロックチェックの判
別信号FLCKOKと共に用いることにより、ディジタルPL
Lがロックしているか否かを判断するために用いること
ができる。The phase lock checker (PLCK) 52 uses the edge error information PEG from the phase detection circuit 12 and the edge existence determination information EEX obtained via the latch circuit (D-flip-flop) 51 to determine the phase. It is determined in a certain period whether or not the signal is concentrated near the clock position. If the signal is concentrated, a determination signal PLCKOK is output. This discrimination signal PL
CKOK is also sent to the basic clock cycle register (BCPR) 45. This signal PLCKOK is used together with the frequency lock check discrimination signal FLCKOK to generate a digital PLCKOK signal.
It can be used to determine whether L is locked.
【0042】次に、基本(ベース)クロック周期レジス
タ(BCPR)45は、上記基本クロック周期情報BCPの記
憶を行う。すなわち、上記各判別信号LRCKOK、FLCKOK、
PLCKOKの全てが良好(OK)であるとき、ディジタルP
LLはロックしているので、そのときの基本クロック周
期情報BCPを記憶しておくことにより、突発現象である
例えばトラックジャンプ等のときに、ディジタルPLL
の動作を急激に変化させることなく、上記記憶された情
報を用いることにより、突発現象を無視することができ
る。この基本クロック周期レジスタ(BCPR)45から読
み出された出力信号BCPRO は、クロック周期セレクタ
(CPS)48に送られている。Next, a basic (base) clock cycle register (BCPR) 45 stores the basic clock cycle information BCP. That is, each of the above-described determination signals LRCKOK, FLCKOK,
When all of PLCKOK is OK (OK), the digital P
Since the LL is locked, the basic clock cycle information BCP at that time is stored so that the digital PLL can be used in the event of a sudden phenomenon such as a track jump.
The sudden phenomenon can be ignored by using the stored information without abruptly changing the operation. The output signal BCPRO read from the basic clock cycle register (BCPR) 45 is sent to a clock cycle selector (CPS) 48.
【0043】クロック周期セレクタ(CPS)48は、基
準クロック周期発生器(RCPG)47からのPLLの動作
中心周波数(基準周波数)に対応する基準周期Trfを表
す情報(基準クロック周期情報)RCPと、上記基本クロ
ック周期レジスタ出力BCPROと、上記基本クロック周期
情報BCPとの三者の内のいずれか1つを、トラックジャ
ンプ信号TRJ及び上記ロックレンジチェック良好判別信
号LRCKOKに基づいて選択して、上記クロック周期情報C
Pとして出力するものである。すなわち、判別信号LRCK
OKが“0”(不良、NG、ロックレンジ外)の場合に
は、トラックジャンプ信号TRJの状況にかかわらず、上
記基準クロック周期発生器(RCPG)47からの基準周期
Trfを示す基準クロック周期情報RCPを選択してクロッ
ク周期情報CPとして取り出す。判別信号が“1”(良
好、OK、ロックレンジ内)の場合には、トラックジャ
ンプ信号TRJに応じて、該信号TRJが“0”(トラック
ジャンプ以外)のとき基本クロック周期生成器(BCPG)
46からの基本クロック周期情報BCPを選択してクロッ
ク周期情報CPとして取り出し、信号TRJが“1”(ト
ラックジャンプ中)のとき基本クロック周期レジスタ
(BCPR)45に蓄えられているクロック周期情報(レジ
スタ出力信号)BCPRO を選択してクロック周期情報CP
として取り出す。なお、トラックジャンプ信号TRJは、
ディスク再生装置等のヘッドをジャンプ移動させる際の
信号であるが、一般的には、PLL動作を一時的に停止
させたい状況を示す信号を用いることができる。The clock cycle selector (CPS) 48 receives information (reference clock cycle information) RCP from the reference clock cycle generator (RCPG) 47 indicating a reference cycle T rf corresponding to the operating center frequency (reference frequency) of the PLL. One of the basic clock cycle register output BCPRO and the basic clock cycle information BCP is selected based on the track jump signal TRJ and the lock range check good determination signal LRCKOK. Clock cycle information C
It is output as P. That is, the discrimination signal LRCK
When OK is “0” (defective, NG, out of lock range), the reference clock cycle indicating the reference cycle T rf from the reference clock cycle generator (RCPG) 47 regardless of the state of the track jump signal TRJ. Information RCP is selected and taken out as clock cycle information CP. When the discrimination signal is "1" (good, OK, within the lock range), the basic clock cycle generator (BCPG) is used when the signal TRJ is "0" (other than track jump) according to the track jump signal TRJ.
The basic clock cycle information BCP from the block 46 is selected and taken out as the clock cycle information CP. When the signal TRJ is “1” (during track jump), the clock cycle information (register) stored in the basic clock cycle register (BCPR) 45 Output signal) BCPRO and select the clock cycle information CP
Take out as. The track jump signal TRJ is
This signal is used when a head of a disk reproducing apparatus or the like is moved by jumping. In general, a signal indicating a situation where the PLL operation is temporarily stopped can be used.
【0044】なお、図8のクロック周期発生回路14内
の各ラッチ回路(D−フリップフロップ)41、43、
44、51は、マスタクロックにより動作し、時間合わ
せのために用いられている。Each of the latch circuits (D-flip-flops) 41 and 43 in the clock cycle generation circuit 14 shown in FIG.
Reference numerals 44 and 51 operate with a master clock and are used for time alignment.
【0045】次に、データセレクタ15においては、上
記位相検出回路12で生成された補間データ列CDD0 、
CDD1 、…、CDDn-1 を、ラッチ回路(D−フリップフ
ロップ)38を介してセレクタ39に送ると共に、クロ
ック発生回路13で生成されたクロック(位置)情報C
Sを該セレクタ39に送っている。セレクタ39は、上
記データ列CDD0 、CDD1 、…、CDDn-1 をクロック情
報CSにより選択し、データ出力DO0 、DO1 として
出力すると共に、データ有効情報DOVを出力してい
る。Next, in the data selector 15, the interpolated data sequence CDD 0 generated by the phase detection circuit 12,
CDD 1, ..., a CDD n-1, and sends to the selector 39 through the latch circuit (D-flip-flop) 38, generated by the clock generation circuit 13 clock (position) information C
S is sent to the selector 39. The selector 39 selects the data strings CDD 0 , CDD 1 ,..., CDD n−1 based on the clock information CS, outputs the data as data outputs DO 0 , DO 1 , and outputs data valid information DOV.
【0046】ここで、図9のDは、このディジタルPL
Lでの主要動作を説明するためのものである。すなわ
ち、この図9のDにおいて、元のRF信号Sが図9のA
のマスタクロックMCLKの各タイミングtM1、tM2、…で
サンプリングされ、得られたサンプル値のディジタルデ
ータが上記入力データDIとして上記位相検出回路12
に入力される。この入力データDIのサンプリング間を
直線補間してn個の補間データである上記CDD0 、CDD
1 、…、CDDn-1 を求め、これらの補間データCDD0 、
CDD1 、…、CDDn-1 の値から上記エッジ位置を求め
る。図9のDに示す具体例では、時刻t1 ’、t4 ’、
t8 ’等がエッジ位置であり、このエッジが存在するサ
ンプリング間のエッジ存在判定情報EEXが“1”となる
(図9のE参照)。図9の時刻t1 ’のエッジは、再生
クロックタイミングt1 と一致しており、位相誤差PEG
は0となっている。時刻t4 ’エッジと再生クロックタ
イミングt4 との間の誤差PEGは非0の値(t4 −
t4 ’)となっており、この位相誤差分が時刻t4 以降
のクロック周期情報CPに影響を与えることになる。こ
のようにしてクロック周期情報CPが調整されながら上
記クロック発生回路13にて累積加算されることで、再
生クロックCLK の各タイミング(t1 、t2 、…)が、
マスタクロックMCLKに対する再生クロック位置の情報
(CS)として計算されて求められる。このクロック位
置情報(CS)は、再生クロック位置が上記n個の補間
データCDD0 、CDD1 、…、CDDn-1 の何番目かを示す
情報であり、再生クロックの2個分を並列的に表すもの
であるが、1サンプリング期間(マスタクロック周期T
M )内に再生クロックが2個入るときと1個しか入らな
いときとが生ずることより、クロック有効情報CVを設
けて、2個のときCV=“1”、1個のときCV=
“0”としている(図9のC参照)。上記データセレク
タ15は、上記n個の補間データCDD0 、CDD1 、…、
CDDn-1 の内、上記クロック情報CSに基づく各再生ク
ロック位置のデータを選択して、2個のデータDO0 、
DO1 として出力するが、サンプリング期間(TM )内
に再生クロックが1個しか入らないときにはデータDO
0 のみが有効で、データDO1 は無効となるから、デー
タ有効情報DOVを“0”とする。すなわち、データ有
効情報DOVが“1”のときには、2個の出力データD
O0 、DO1 が共に有効であり、DOVが“0”のとき
にはデータDO1 が無効で、データDO0 のみが有効と
なる。Here, D in FIG.
This is for explaining the main operation in L. That is, in FIG. 9D, the original RF signal S
Are sampled at the respective timings t M1 , t M2 ,... Of the master clock MCLK, and the digital data of the obtained sample value is used as the input data DI as the phase detection circuit 12.
Is input to The above CDD 0 , CDD which is n interpolation data by linearly interpolating between the samplings of the input data DI
1, ..., the required CDD n-1, these interpolated data CDD 0,
The edge position is obtained from the values of CDD 1 ,..., CDD n-1 . In the specific example shown in FIG. 9D, times t 1 ′, t 4 ′,
t 8 ′ and the like are edge positions, and the edge existence determination information EEX between samplings where this edge exists becomes “1” (see E in FIG. 9). The edge at time t 1 ′ in FIG. 9 coincides with the reproduction clock timing t 1 , and the phase error PEG
Is 0. An error PEG between the time t 4 ′ edge and the reproduction clock timing t 4 is a non-zero value (t 4 −
t 4 ′), and this phase error affects the clock cycle information CP after time t 4 . By accumulating and adding the clock cycle information CP while adjusting the clock cycle information CP in this manner, each timing (t 1 , t 2 ,...) Of the reproduced clock CLK is
It is calculated and obtained as information (CS) of the reproduction clock position with respect to the master clock MCLK. The clock position information (CS) is information indicating the number of the reproduction clock position of the n pieces of interpolation data CDD 0 , CDD 1 ,..., CDD n−1. , One sampling period (master clock cycle T
The clock validity information CV is provided because two reproduced clocks and one reproduced clock are included in M ), and CV = “1” for two and CV =
It is set to “0” (see C in FIG. 9). The data selector 15 outputs the n pieces of interpolation data CDD 0 , CDD 1 ,.
From the CDD n−1 , data at each reproduction clock position based on the clock information CS is selected, and two data DO 0 ,
Output as DO 1, but when the reproduction clock to the sampling period (T M) within from entering only one data DO
Since only 0 is valid and the data DO 1 is invalid, the data valid information DOV is set to “0”. That is, when the data valid information DOV is “1”, the two output data D
O 0 and DO 1 are both valid. When DOV is “0”, data DO 1 is invalid and only data DO 0 is valid.
【0047】以上のようにして、再生すべきクロック周
波数(fCK)よりも低いマスタクロック(周波数fM )
を用いても、正常なディジタルPLL動作が可能とな
り、ディジタルPLL回路の動作周波数を低く抑えて、
高速素子の不要な安価な回路で済む。また、ディジタル
PLLであることより、調整が不要で、動作環境をPL
L動作中に変更できる。また、再生データとして、多値
のレベル出力が可能であり、例えばビタビ復調器等に送
るのに適した再生出力を得ることができる。As described above, the master clock (frequency f M ) lower than the clock frequency to be reproduced (f CK )
, Normal digital PLL operation becomes possible, and the operating frequency of the digital PLL circuit is kept low.
Inexpensive circuits that do not require high-speed elements are sufficient. Also, since the digital PLL is used, no adjustment is required and the operating environment is
Can be changed during L operation. Also, multi-valued level output is possible as reproduction data, and for example, a reproduction output suitable for sending to a Viterbi demodulator or the like can be obtained.
【0048】ここで、本発明の上記実施例を、光ディス
ク再生装置に適用した具体例について説明する。このと
きの基本パラメータとして、チャンネルクロック周波数
(上記再生クロック周波数fCK)を60MHzとし、光学
系の光学遮断周波数を11M〜12MHzとし、変調信号
の最小反転間隔Tmin を5TCKとしたときの各周波数の
関係を、図10に示している。この結果、必要帯域は、
11M〜12MHz以下で、かつ一番短いとされる周期で
ある上記Tmin に対応する周波数が6MHzであるので、
上述したように直線補間を用いる場合、上記図6、図7
と共に説明したXについての評価を考慮して、0.4と
するときには、サンプリングクロックの最小値fMminは
約30MHzとなる。これは最小であるので、実際のサン
プリングクロック周波数fM としては、ある程度の余裕
を見て、35MHz程度が妥当と考えられる。Here, a specific example in which the above embodiment of the present invention is applied to an optical disk reproducing apparatus will be described. As basic parameters at this time, when the channel clock frequency (the reproduced clock frequency f CK ) is 60 MHz, the optical cutoff frequency of the optical system is 11 to 12 MHz, and the minimum inversion interval T min of the modulation signal is 5 T CK , FIG. 10 shows the relationship between the frequencies. As a result, the required bandwidth is
11M~12MHz below and since the shortest and is periodically a frequency corresponding to the T min is is a 6 MHz,
When linear interpolation is used as described above, FIGS.
In consideration of the evaluation of X described above, when the value is 0.4, the minimum value f Mmin of the sampling clock is about 30 MHz. Since this is the minimum, it is considered that about 35 MHz is appropriate as the actual sampling clock frequency f M with some allowance.
【0049】このように、サンプリングクロック周波数
fM (35MHz)が再生すべきクロック周波数fCK(6
0MHz)よりも低く、いわゆるサブサンプリング状態に
なっていても、上述したような1サンプリング間隔内で
2個のクロック位置情報を並列化して扱うことにより、
有効なディジタルPLL動作を実現できる。As described above, the sampling clock frequency f M (35 MHz) is changed to the clock frequency f CK (6
0 MHz), and even in a so-called sub-sampling state, by processing two pieces of clock position information in parallel within one sampling interval as described above,
An effective digital PLL operation can be realized.
【0050】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば入力データのサンプリング周波
数(マスタクロック周波数)fM と再生クロック周波数
fCKとの関係(比率)fM /fCKは、1/2以下として
もよく、あるいは1以上としてもよい。また、位相検出
回路12での補間に、通常の畳み込み補間を用いるよう
にしてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において種々の変更が可能であることは勿論である。[0050] The present invention is not limited to the above embodiments, for example, the sampling frequency of the input data relationship with (the master clock frequency) f M and the reproduction clock frequency f CK (ratio) f M / f CK May be 以下 or less, or 1 or more. Further, normal convolution interpolation may be used for the interpolation in the phase detection circuit 12. In addition, it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るディジタルクロック再生装置によれば、所定サ
ンプリング周期で与えられる入力データに基づいてエッ
ジ位置を求め、該エッジ位置と再生クロックとの間の位
相誤差情報と再生クロック周期情報とに基づいて再生ク
ロック情報を求め、上記位相誤差情報と上記再生クロッ
ク情報とに応じて上記再生クロック周期情報を出力する
PLL構成を用いているため、再生すべきクロック周波
数よりも低いサンプリングクロックでも有効なPLL動
作が行える。従って、PLL回路に高速素子を用いなく
ともよく、回路構成を簡略化でき、コストダウンが図れ
る。また、ディジタルPLLのため、調整が不要であ
り、トラックジャンプ等の動作状況に応じてPLL動作
環境の変更が行える。As is apparent from the above description, according to the digital clock reproducing apparatus of the present invention, an edge position is obtained based on input data given at a predetermined sampling period, and the edge position and the reproduced clock are determined. Since the recovered clock information is obtained based on the phase error information and the reproduced clock cycle information, and the reproduced clock cycle information is output according to the phase error information and the reproduced clock information, a PLL configuration is used. An effective PLL operation can be performed even with a sampling clock lower than the clock frequency to be reproduced. Therefore, it is not necessary to use a high-speed element in the PLL circuit, the circuit configuration can be simplified, and the cost can be reduced. Further, since the digital PLL is used, no adjustment is required, and the PLL operating environment can be changed in accordance with an operating condition such as a track jump.
【0052】さらに、上記位相検出の際に上記入力デー
タを補間して得られた補間データを出力するようにし、
上記再生クロック情報に応じて各再生クロックタイミン
グでの補間データを選択して出力するような構成とする
ことにより、レベルを考慮した出力を得ることができ、
後段側で例えばいわゆるビタビ復調を行わせる場合に好
適である。Further, at the time of the phase detection, interpolation data obtained by interpolating the input data is output.
By selecting and outputting interpolation data at each reproduction clock timing according to the reproduction clock information, it is possible to obtain an output considering the level,
This is suitable, for example, when performing so-called Viterbi demodulation on the subsequent stage.
【図1】本発明に係る一実施例としてのディジタルクロ
ック再生装置の概略構成を示すブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a digital clock reproducing apparatus as one embodiment according to the present invention.
【図2】該実施例のディジタルクロック再生装置が適用
される装置の概略構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a device to which the digital clock reproducing device of the embodiment is applied.
【図3】ディジタルPLLの動作原理を説明するための
図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the digital PLL.
【図4】畳み込み演算によるデータ復元動作を説明する
ための図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a data restoration operation by a convolution operation.
【図5】エッジ位置を直線補間により検出する動作を説
明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an operation of detecting an edge position by linear interpolation.
【図6】直線補間によるエッジ位置の計算を説明するた
めの図である。FIG. 6 is a diagram for explaining calculation of an edge position by linear interpolation.
【図7】直線補間により求めたエッジ位置の誤差を示す
図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an error in an edge position obtained by linear interpolation.
【図8】本発明に係る一実施例としてのディジタルクロ
ック再生装置のより具体的な構成の一例を示すブロック
回路図である。FIG. 8 is a block circuit diagram showing an example of a more specific configuration of a digital clock reproducing device as one embodiment according to the present invention.
【図9】該実施例の動作を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.
【図10】該実施例を光ディスク再生装置に適用した具
体例における周波数関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a frequency relationship in a specific example in which the embodiment is applied to an optical disk reproducing device.
11・・・・・RF信号(入力データ)入力端子 12・・・・・位相検出回路 13・・・・・クロック発生回路 14・・・・・クロック周期発生回路 15・・・・・データセレクタ 11 RF signal (input data) input terminal 12 Phase detection circuit 13 Clock generation circuit 14 Clock cycle generation circuit 15 Data selector
Claims (3)
定のサンプリングクロックでサンプリングして得られた
入力データに基づいてエッジ位置を求め、該エッジ位置
と再生クロックとの間の位相誤差情報を出力する位相検
出手段と、 この位相検出手段からの位相検出誤差と再生クロック周
期情報とに基づいて再生クロック情報を出力するクロッ
ク発生手段と、 上記位相検出手段からの位相誤差情報と上記クロック発
生手段からの再生クロック情報とに応じて上記再生クロ
ック周期情報を出力するクロック周期発生手段とを有
し、 上記位相検出手段は、上記入力データを直線補間して得
られた補間データを出力し、 上記再生クロック情報に応じて各再生クロックタイミン
グでの補間データを選択して出力するデータ選択手段を
設けること を特徴とするディジタルクロック再生装置。1. An edge position is obtained based on input data obtained by sampling an input signal to be clock-reproduced by a predetermined sampling clock, and phase error information between the edge position and the reproduced clock is output. Phase detection means, clock generation means for outputting reproduction clock information based on the phase detection error from the phase detection means and the reproduction clock cycle information, phase error information from the phase detection means, and Clock cycle generating means for outputting the reproduced clock cycle information according to the reproduced clock information, wherein the phase detecting means obtains the input data by linear interpolation.
Output the interpolated interpolation data, and output each reproduction clock timing according to the reproduction clock information.
Data selection means to select and output interpolation data
Digital clock recovery device characterized by providing.
再生クロック周波数よりも低く設定し、 上記クロック発生手段は、1サンプリング期間内に2個
以上の再生クロック位置を含む上記クロック情報を出力
することを特徴とする請求項1記載のディジタルクロッ
ク再生装置。2. The method according to claim 1, wherein the sampling clock frequency is set lower than the reproduction clock frequency, and the clock generation means outputs the clock information including two or more reproduction clock positions within one sampling period. 2. The digital clock reproducing apparatus according to claim 1, wherein:
検出手段からの位相誤差情報を所定期間に亘って加算し
た結果に応じて再生クロック周期を調整し、上記再生ク
ロック周期情報として出力することを特徴とする請求項
1記載のディジタルクロック再生装置。3. The clock cycle generating means adjusts a reproduction clock cycle according to a result of adding the phase error information from the phase detection means over a predetermined period, and outputs the adjusted reproduction clock cycle information as the reproduction clock cycle information. 2. The digital clock reproducing apparatus according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15289993A JP3309498B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Digital clock recovery device |
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---|---|---|---|
JP15289993A JP3309498B2 (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Digital clock recovery device |
Publications (2)
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---|---|
JPH06338782A JPH06338782A (en) | 1994-12-06 |
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---|---|---|---|---|
US6418101B1 (en) | 1999-09-03 | 2002-07-09 | Zen Research (Ireland), Ltd. | Digital read channel for optical disk reader |
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- 1993-05-31 JP JP15289993A patent/JP3309498B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH06338782A (en) | 1994-12-06 |
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