(57)【要約】本発明は、浮遊フィードバックを低減するための増幅回路２０及び方法に関する。ここでは、追加のフィードバック補償端子が増幅回路の出力に設けられる。増幅回路の出力信号の所定の一部は、出力信号の浮遊フィードバックが低減されるように、フィードバック補償端子に出力される。このフィードバック補償端子（ＲＦＢ）により、追加の浮遊フィードバック信号を提供することにより、浮遊フィードバックの低減が可能となる。この浮遊フィードバック信号は、増幅回路２０の入力に負帰還され、これにより、全体の浮遊フィードバックが低減される。利得は、製造の間に一旦調節される場合があり、装置の動作が開始されるたびに調節される場合がある。増幅回路２０は、記録キャリア向けの再生装置の読出しヘッドにおける使用向けに、トランスインピーダンス増幅器である場合がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅するための増幅回路であって、
前記入力信号を入力するための入力端子と、
増幅された入力信号に対応する出力信号を出力するための出力端子と、
前記出力信号が前記入力端子にフィードバックされる浮遊フィードバック素子とを備え、
前記出力信号の浮遊フィードバックを低減するために、前記出力信号の所定の一部を出力するためのフィードバック補償端子をさらに備える、
ことを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記出力端子は、第１の出力端子及び第２の出力端子を備える差動出力端子であり、前記出力信号は差動出力信号である、
ことを特徴とする請求項１記載の増幅回路。
【請求項３】
前記所定の一部は、式ＵＲＦＢ＝α（ＵＲＦＰ−ＵＲＦＮ）；−１＜α＜１により決定され、
前記項（ＵＲＦＰ−ＵＲＦＮ）は前記差動出力信号の電圧値を示し、前記αは前記所定の一部の値を示し、前記ＵＲＦＢは前記出力信号の所定の一部の電圧値を示す、
ことを特徴とする請求項２記載の増幅回路。
【請求項４】
前記浮遊フィードバック素子は浮遊容量である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の増幅回路。
【請求項５】
前記出力信号の前記所定の一部を生成するための調節可能な分圧手段が設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の増幅回路。
【請求項６】
前記増幅回路は、トランスインピーダンス増幅器である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の増幅回路。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか記載の増幅回路と、前記入力信号を生成するための再生素子と、前記増幅回路の出力に接続されるチャネルデコーダ及び／又は誤り訂正手段とを備える、
ことを特徴とする再生装置。
【請求項８】
前記再生装置は、光ディスクプレーヤであり、前記再生素子はフォトダイオードである、
ことを特徴とする請求項７記載の再生装置。
【請求項９】
増幅回路における浮遊フィードバックを再生するための方法であって、
入力信号を入力端子に入力するステップと、
出力信号を出力端子で出力するステップとを備え、
前記増幅回路でフィードバック補償端子を提供するステップと、
差動出力である前記出力信号の所定の一部を生成して、前記出力信号の浮遊フィードバックを低減するために、前記所定の一部を前記フィードバック補償端子に供給するステップと、
をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記増幅回路が製造されるときに、前記所定の一部の値を決定及び調節するステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記増幅回路が設けられる装置の始動の間に、前記所定の一部の値を更新するステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
分圧動作により、前記所定の一部を生成するステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項９乃至１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、請求項１の前文で定義されたような増幅回路に関し、請求項９の前文で定義されたような浮遊フィードバックを低減するための方法に関する。
特に、本発明は、光ディスクのような記録キャリアを再生するための再生装置に設けられるトランスインピーダンス増幅器に適用することができる。
【０００２】
［発明の背景］
トランスインピーダンス増幅器は、最小の付加雑音による信号利得を提供し、したがって高い信号対雑音比を維持するための計装及び通信応用において一般に使用される。増幅器に適用される所望の信号が小さくなると、信号対雑音比がより厳密に維持されなければならない。
【０００３】
光記録キャリアについての装置、すなわちプレーヤの再生では、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）は、フォトダイオード電流を増幅するために使用される。次いで、増幅された信号は、汎用性のあるケーブル等を介して、シグナルプロセッサに接続される。これにより、浮遊電流がたとえば、容量性フィードバックといった浮遊フィードバックにより、ＴＩＡの入力に浮遊電流が誘導されるか、又はＴＩＡの入力に浮遊電流が接続される。これにより、高周波の減衰、及び付加的な位相シフトによる不安定状態が引き起こされる場合がある。
【０００４】
この浮遊フィードバックの量は、出力端子と入力間の浮遊容量、及びＴＩＡの利得に依存する。この浮遊容量は、配線領域により決定される。この配線領域では、出力配線の表面領域が汎用ケーブルのために一般に大きい。さらに、個別のダイオードが使用される場合には、入力コネクションの配線領域は大きい。
【０００５】
しかし、フォトダイオードがＴＩＡと集積されるＰＤＩＣ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ ＩＣ）が使用される場合、入力コネクションの配線領域は低減することができる。要求されるＴＩＡ利得又はトランスインピーダンスＺＴは、使用される放射電力又は光強度、記録キャリアの反射率及び変調の振幅、及び放射経路の効率により決定される。
【０００６】
上記問題点は、たとえば、書換え可能なコンパクトディスク（ＣＤＲＷ）、又は書換え可能なデジタルバーサティルディスク（ＤＶＤ＋ＲＷ）といった低い反射率を有する記録キャリア、及び両方向において低い効率を有する無偏光放射経路について主要な役割を果たす。
【０００７】
浮遊容量ＣＳの許容値は、以下の式を使用することにより計算することができる。
【数１】
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ここで、ＺＴは、トランスインピーダンス増幅器の要求されるトランスインピーダンス（利得）を示す。この場合、典型的に１０μＡのフォトダイオード電流、及び典型的に１Ｖｐｐのシングルエンドデコーダ電圧（トランスインピーダンス増幅器の出力電圧）が仮定される。ｆ−３ｄＢは、ＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタルバーサティルディスクリードオンリメモリ）プレーヤの場合での、入力信号の臨界周波数（帯域幅）を示している。
【０００８】
しかし、０．０１ｐＦの浮遊容量の取得される要求値は、非現実的にも低い。現実的な値は、因数１０から３０だけ大きくなければならない。トランスインピーダンス又は利得の低減は、容量性フィードバックを低減するが、高い雑音感度を生じさせる。さらに、十分な信号レベルを提供するために、汎用ケーブルの終端に余分な増幅器が必要とされる。
【０００９】
上記問題点を解決するための試みは、図５に示されるような、差動出力増幅回路を使用することである。図５において、反転出力端子（逆相）ＲＦＮ及び非反転出力端子（同相）ＲＦＰを有する差動出力を含むトランスインピーダンス増幅器２０が示される。反転出力端子ＲＦＮは、非反転出力端子ＲＦＰに関して１８０°位相が異なる信号を表す。差動増幅回路２０は、バイポーラ技術又はＦＥＴ技術のいずれかを使用して形成することができる。
【００１０】
さらに、浮遊容量１１，１２は、それぞれのフィードバック電流が入力端子に負帰還され、フォトダイオード電流ＩＰＤに接続されるように、非反転出力端子ＲＦＰと反転出力端子ＲＦＮの間にそれぞれ設けられている。それぞれのフィードバック電流又は信号の反対の位相により、その値は、トランスインピーダンス増幅器２０の入力端子で減算され、このことにより、結果的に生じる容量性フィードバックが低減される。
【００１１】
しかし、トランスインピーダンス増幅器２０の構築における非対称性の結果として、所定のレベルの浮遊フィードバック電流がトランスインピーダンス増幅器２０の入力に残存するように、ネット浮遊容量が依然として残存する。
本発明の目的は、結果として生じる浮遊フィードバックをさらに低減するための増幅回路及び方法を提供することにある。
【００１２】
［発明の概要］
上記目的は、請求項１に定義されるような増幅回路、及び請求項９に定義されるような浮遊フィードバックを低減するための方法により達成される。
したがって、結果として生じる容量性フィードバックは、結果として生じる浮遊フィードバックが最小化されるように調節される、出力信号の所定の一部を供給するための追加の出力端子としてのフィードバック補償端子により、さらに低減される。
【００１３】
好ましくは、出力端子は、第１の出力端子と第２の出力端子を有する差動出力端子であり、出力信号は、差動出力信号である。このように、第１の出力端子と第２の出力端子とにより形成される差動出力は、浮遊フィードバックの干渉を強力に低減する。第３のフィードバック補償端子は、適切に利得を調節することにより、残存する非対称性をさらに低減することが可能である。
【００１４】
有効な展開によれば、出力信号の一部を生成するための調節可能な分圧手段が設けられる場合がある。
増幅回路は、トランスインピーダンス増幅器である場合があり、入力信号を生成するための再生素子を有する再生装置に設けられる場合がある。特に、再生装置は、光ディスクプレーヤである場合があり、再生素子は、フォトダイオードである場合がある。
【００１５】
更なる有効な展開によれば、所定の一部の値は、増幅回路が設けられる装置のスタートアップ又は動作開始の間に更新される場合がある。代替的に、所定の一部の値は、増幅回路が製造又は組立てされるときに、決定及び調節される場合がある。
【００１６】
増幅回路は、入力信号を生成するための再生素子、増幅回路の出力に接続されるチャネル復号手段及び／又は誤り訂正手段を備える、光ディスクプレーヤのような再生装置において設けられる場合がある。
【００１７】
［発明の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態は、添付図面を参照して詳細に説明される。好適な実施の形態は、光ディスク再生装置、すなわち光ディスクプレーヤにおける実現に基づいて記載される。
【００１８】
図１を参照して、光ディスクプレーヤは、光ディスク１から情報を再生するために光ディスク１にレーザビームを衝突させるための再生素子又は光ピックアップユニット１０を備えている。このために、光ピックアップユニット１００は、レーザビームを衝突させるためのレーザダイオード１５、光ディスク１の記録トラックにレーザビームを集束させ、光ディス１から所望の位置の反射されたレーザビームを取得するための光学系手段、及びレーザ衝突された記録トラックの状態を示す電気信号を生成するために、反射されたレーザビームを受けるためのフォトダイオード１０を含んでいる。
【００１９】
トランスインピーダンス増幅器２０のような増幅回路は、光ピックアップユニット１００に接続され、フォトダイオード１０から取得された信号の振幅を増加させ、再生信号を生成する。この再生信号は、光ディスク１００の記録トラックに形成されるピッチ又はマークの長さに従い変動する。
【００２０】
誤り訂正及び／又はチャネルデコーダ３０は、トランスインピーダンス増幅器２０の出力に接続され、再生信号を受け、デジタル化及びサンプル抽出する。さらに、サンプル抽出されたチャネルデータは、復号されたチャネルデータを生成するために、誤り訂正動作を適用することにより符号化される。
【００２１】
図２は、光ディスクプレーヤのフォトダイオード１０に接続されるトランスインピーダンス増幅器２０の概念を示す図である。光電流ＩＰＤは、トランスインピーダンス増幅器２０の入力端子に供給される。トランスインピーダンス増幅器２０は、非反転出力端子ＲＦＰと反転出力端子ＲＦＮとで差動出力を有する。さらに、第３の出力端子、すなわち、差動出力信号の所定の何分の一、すなわち所定の一部を出力するために、フィードバック補償端子ＲＦＢが設けられる。
【００２２】
このように、差動出力による容量性又は浮遊干渉の低減に加えて、第３の出力ＲＦＢは、所定の一部を得るために利得を適切に調節することにより、残存する非対称性の更なる低減を可能にする。利得は、製造の間に一旦調節される場合があり、又は、装置の動作が開始されたとき、すなわち、プレーヤのスタートアップの間のたびに調節される場合がある。
【００２３】
図１から推測することができるように、３つのフィードバック信号は、それぞれの浮遊キャパシタ１１〜１３を介して、トランスインピーダンス増幅器２０に接続される。ここでは、第３のキャパシタ１３からのフィードバック信号は、第１のキャパシタ１１及び第２のキャパシタ１２のネット浮遊容量により、結果として生じるフィードバック信号を補償する。これにより、第１〜第３のキャパシタ１１〜１３から取得されたフィードバック電流の総和は、トランスインピーダンス増幅器２０の入力でゼロである。
【００２４】
図３は、プログラマブル分圧器ＶＤが後続するトランスインピーダンス回路２１を備える場合がある、トランスインピーダンス増幅器２０の概念を示す図である。プログラマブル分圧器ＶＤは、分圧比を制御するために使用される制御信号を印加するための外部入力を備えている場合がある。特に、プログラマブル分圧器ＶＤは、任意の分圧回路、及び制御データ又は制御電圧のような外部の制御信号を印加することにより、プログラム又は制御することができる対応する信号処理装置により実現される場合がある。
【００２５】
図３から推測することができるように、トランスインピーダンス増幅器２０は、そのそれぞれの出力端子ＲＦＮ，ＲＦＢ及びＲＦＰで、３つの出力電圧ＵＲＦＮ、ＵＲＦＢ及びＵＲＦＰを生成するために配置される場合がある。これらの電圧の基準電位は、トランスインピーダンス増幅回路２１も接続される場合があるグランド電位である場合がある。
【００２６】
浮遊容量１１〜１３の容量値が近似的に等しいとすると、フィードバック補償端子ＲＦＢでの出力電圧ＵＲＦＢは、以下の式に基づいて計算又は決定することができる。
ＵＲＦＢ＝α（ＵＲＦＰ−ＵＲＦＮ）      ここで、−１＜α＜１          （１）
したがって、フィードバック補償出力の所定の一部は、係数すなわちパラメータαにより決定され、このパラメータαは、対応する入力信号又はプログラマブル分圧器ＶＤのデータにより制御することができる。
【００２７】
代替的に、フィードバック補償出力端子ＲＦＢは、トランスインピーダンス増幅回路２１で直接配置される。ここで、外部プログラミング入力は、係数αに従い利得を制御するために、トランスインピーダンス増幅回路２１に提供される。
【００２８】
図４は、図３のプログラマブル分圧器の可能な実現例に関する概念を示す図である。図４によれば、プログラマブル分圧器ＶＤは、第１のレジスタ３１、トランジスタ回路又はトランジスタ３３、及び第２のレジスタ３２から構成される分圧ブランチを備えている場合がある。
【００２９】
ここで、第２のレジスタ３２の上側の端子での電圧は、演算増幅器３４の入力電圧として使用される場合がある。演算増幅器３４の出力は、フィードバック補償端子ＲＦＢに対応する。次いで、分圧比のプログラミングは、ブランチを通して流れる電流を制御するために、対応する電圧Ｕαをトランジスタ３３に印加することにより達成される。
【００３０】
上側の入力端子がトランスインピーダンス増幅回路２１の非反転端子に対応し、下側の入力端子がトランスインピーダンス増幅回路２１の反転端子に対応するという事実の観点から、トランジスタ３３を流れる電流は、トランスインピーダンス増幅回路２１の差動出力信号を反映する。したがって、フィードバック補償端子ＲＦＢでの利得は、所望の分圧比を達成するために、その制御端子で適切な電圧Ｕαにより、トランジスタ回路又はトランジスタ３３の抵抗を制御することにより調節することができる。
【００３１】
しかし、プログラマブル分圧器ＶＤの他の任意の実現、又はトランスインピーダンス増幅器２０の利得又はトランスインピーダンスを決定するための他の任意のプログラマブル回路は、好適な実施の形態において使用することができることは、当業者には明らかである。
【００３２】
好適な実施の形態では、フィードバック補償端子の第３の出力は、差動出力信号の必要とされる一部を達成するために、対応する利得を適切に調節することにより、残存する非対称性の更なる低減をもたらす。トランスインピーダンス増幅器は、たとえば、光ディスクプレーヤのような再生装置の読取りヘッドにおけるダイオード信号を増幅するために使用される場合がある。
【００３３】
本発明は、好適な実施の形態を参照して記載されたが、この実施の形態は限定される例ではないことが理解されるべきである。したがって、特許請求の範囲に定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な変更が当業者には明らかとなる。特に、本発明は、光ピックアップユニット１００、ＣＤ又はＤＶＤ向けのプレーヤの任意の読取りヘッドで使用されるトランスインピーダンス増幅器に限定されない。本発明は、浮遊フィードバック素子を有する任意の増幅回路で適用することができ、これにより、フィードバック及び対応する干渉が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明を適用することができる光ディスク再生装置の概念を示す図である。
【図２】
本発明の好適な実施の形態によるトランスインピーダンス増幅器に接続されるフォトダイオードとの概念を示す図である。
【図３】
本発明の好適な実施の形態によるトランスインピーダンス増幅器の概念を示す図である。
【図４】
本発明の好適な実施の形態によるトランスインピーダンスに設けられる分圧回路の概念を示す図である。
【図５】
従来のトランスインピーダンス増幅器に接続されるフォトダイオードの概念を示す図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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