(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧に応じた発振クロックを発生する電圧制御型発振器と、入力信号と前記発振クロックとの位相差を比較して位相比較信号を出力する位相比較器と、前記位相比較信号により駆動される定電流源と、この定電流源から出力される電流を電圧に変換して前記電圧制御型発振器の入力電圧として供給するフィルタ回路により構成されるＰＬＬ回路であって、前記位相比較信号の信号幅を計測するカウンタと、このカウンタのカウント値に応じて前記定電流源の出力電流値を制御する電流値制御回路を備え、この電流値制御回路により、位相比較信号未出力時に前記定電流源の出力電流値を変更することを特徴とするＰＬＬ回路。
【請求項２】
前記カウンタが、ＰＬＬ非同期時には計測を停止することを特徴とする請求項１記載のＰＬＬ回路。
【請求項３】
前記カウンタまたは前記電流値制御回路が、ＰＬＬ非同期時にはカウント値に関わらず、あらかじめセットされたプリセット値を出力することを特徴とする請求項１記載のＰＬＬ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ等のディスク装置に適用されるＰＬＬ（Phase-LockedLoop）回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＬＬ回路の構成を図５を参照して説明する。
【０００３】
図５において、１は電圧制御型発振器、２はディスクから読み取ったアナログ信号をデジタル化したＥＦＭ信号、３は電圧制御型発振器１の出力クロックであるＰＣＫ信号、４は位相比較器、７は定電流源、９はフィルタ回路、１２は電流補正回路、１３はスイッチである。本例では、定電流源７としてチャージポンプを用いた例を説明する。
【０００４】
ＥＦＭ信号２とＰＣＫ信号３は、位相比較器４へ入力されて信号の位相比較が行われる。位相比較器４からは、定電流源７内におけるＰｃｈチャージポンプを駆動する信号と、Ｎｃｈチャージポンプを駆動する信号との２つの信号が出力され、Ｐｃｈ駆動信号がＬ（Low）であればＰｃｈチャージポンプを駆動し、Ｎｃｈ駆動信号がＨ（High）であればＮｃｈチャージポンプを駆動する。位相比較を行っていないときは、Ｐｃｈ駆動信号がＨになり、Ｎｃｈ駆動信号がＬになって、チャージポンプの駆動を停止する。位相比較信号により駆動された定電流源７の出力電流をフィルタ回路９を用いて電圧に変換し、その電圧を電圧制御型発振器１に入力することによって、ＥＦＭ信号２に同期したＰＣＫ信号３を生成している。
【０００５】
定電流源７内のＰｃｈチャージポンプ電流とＮｃｈチャージポンプ電流との差をアンバランス電流と呼んでおり、アンバランス電流量が大きいほどＰＬＬの引き込み特性が悪化する。そこで、アンバランス電流を補正するために、電流補正回路１２を備えており、外部から補正量を設定し、その設定値によってスイッチ１３をＯＮさせて補正を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＰＬＬチャージポンプアンバランス電流量は、必ずしも同一ではなく、例えばＬＳＩのチップそれぞれで異なっている。また再生速度によっても変化してしまう。
【０００７】
しかしながら、従来の構成では、あらかじめ設定した固定量の電流補正しか補正することができないため、アンバランス電流量がある範囲内でなければ完全には補正することができない。そのため補正範囲外では、ＰＬＬの引き込み特性が悪化して、エラーレートの悪化、あるいはアクセスの不具合といった問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、ＰＬＬアンバランス電流量の値によらず、常に最適な特性を得るために、ＰＬＬアンバランス電流の自動補正を可能にしたＰＬＬ回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、入力電圧に応じた発振クロックを発生する電圧制御型発振器と、入力信号と前記発振クロックとの位相差を比較して位相比較信号を出力する位相比較器と、前記位相比較信号により駆動される定電流源と、この定電流源から出力される電流を電圧に変換して前記電圧制御型発振器の入力電圧として供給するフィルタ回路により構成されるＰＬＬ回路であって、前記位相比較信号の信号幅を計測するカウンタと、このカウンタのカウント値に応じて前記定電流源の出力電流値を制御する電流値制御回路を備え、この電流値制御回路により、位相比較信号未出力時に前記定電流源の出力電流値を変更する構成にしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態を説明するためのＰＬＬ回路の構成図であり、１は電圧制御型発振器、２はディスクから読み取ったアナログ信号をデジタル化したＥＦＭ信号、３は電圧制御型発振器１の出力クロックであるＰＣＫ信号、４はＥＦＭ信号とＰＣＫ信号との位相を比較して位相比較信号を出力する位相比較器、５は位相比較信号幅にオフセット幅を加えるオフセット加算回路、６はオフセット加算回路５の出力信号幅を計測するカウンタ、７は位相比較信号によって駆動される定電流源、８はカウンタ６のカウント値に応じて定電流源７の出力電流を制御する電流値制御回路、９は定電流源７から出力される電流を電圧に変換するフィルタ回路である。
【００１２】
前記構成の本実施形態の動作を、定電流源７として複数のチャージポンプ（ＣＰ）を用い、カウンタ６としてアップダウンカウンタを用いた例について説明する。
【００１３】
ＥＦＭ信号２とＰＣＫ信号３は、位相比較器４へ入力されて信号の位相比較が行われる。位相比較器４からは、図２に示すようなＰｃｈチャージポンプ駆動信号とＮｃｈチャージポンプ駆動信号が出力される。Ｐｃｈチャージポンプ駆動信号は、ＥＦＭ信号２のエッジを検出してからＰＣＫ信号３の２パルス目の立ち上がりまでの間、Ｌになる信号であり、Ｎｃｈチャージポンプ駆動信号は、ＥＦＭ信号２のエッジを検出した後のＰＣＫ信号３の立ち上がりから次のＰＣＫ信号３の立ち上がりまで、常に１ＰＣＫの区間、Ｈになる信号である。
【００１４】
また、チャージポンプ電流量についてはＮｃｈチャージポンプ電流量がＰｃｈチャージポンプ電流量の１．５倍に設定されている。したがって、図２に示すようにアンバランス電流がないときは、チャージポンプ駆動信号幅が、Ｐｃｈ：Ｎｃｈ＝１．５ＰＣＫ：１ＰＣＫのところ、つまり、ＥＦＭ信号２とＰＣＫ信号３の位相が合っている状態では面積Ａ＝面積Ｂとなって、電流量の釣合いがとれ、ＰＬＬがロックする。
【００１５】
次に、位相比較器４から出力されるＰｃｈチャージポンプ駆動信号とＮｃｈチャージポンプ駆動信号は、オフセット加算回路５と定電流源７へ入力される。オフセット加算回路５は、ＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差の最適位置を微調整するために、設定した値をＰｃｈチャージポンプ駆動信号とＮｃｈチャージポンプ駆動信号にオフセット幅として加えるものであり、オフセット幅が加わったチャージポンプ駆動信号をカウンタ６へ出力する。オフセット幅を加えないときは、位相比較器４から出力されるチャージポンプ駆動信号と同じ信号がカウンタ６へ入力される。
【００１６】
カウンタ６は、Ｐｃｈチャージポンプ駆動信号幅とＮｃｈチャージポンプ駆動信号幅との差を検出するものであり、Ｐｃｈチャージポンプ駆動信号とＮｃｈチャージポンプ駆動信号とが共にＬのときの幅をアップカウントし、Ｎｃｈチャージポンプ駆動信号がＨのときの幅を、アップカウント時の１／２クロックでダウンカウントする。
【００１７】
図２に示すように、Ｐｃｈチャージポンプ電流：Ｎｃｈチャージポンプ電流＝１：１．５となっているとき、すなわち、アンバランス電流がないときは、Ｐｃｈチャージポンプ駆動信号とＮｃｈチャージポンプ駆動信号とが共にＬのときの幅と、Ｎｃｈチャージポンプ駆動信号がＨのときの幅の比が１：２となるため、カウンタ６の値はゼロになる。
【００１８】
また図３に示すように、Ｐｃｈチャージポンプ電流が所望の値より大きいときは、アンバランス電流をｂとすると、Ｐｃｈチャージポンプ電流：Ｎｃｈチャージポンプ電流＝（１＋ｂ）：１．５となり、ＰＣＫ信号３の位相が進んだ状態で面積Ａ＝面積ＢとなってＰＬＬがロックする。このときの位相ずれ幅をａとすると、チャージポンプ駆動信号幅はＰｃｈ：Ｎｃｈ＝（１．５ＰＣＫ−ａ）：１ＰＣＫとなり、カウンタ６は負の値をとる。
【００１９】
逆に、図４に示すように、Ｐｃｈチャージポンプ電流が所望の値より小さく、Ｐｃｈチャージポンプ電流：Ｎｃｈチャージポンプ電流＝（１−ｂ）：１．５となっているときは、ＰＣＫ信号３の位相が遅れた状態で面積Ａ＝面積ＢとなってＰＬＬがロックする。このときのチャージポンプ駆動信号幅はＰｃｈ：Ｎｃｈ＝１．５（ＰＣＫ＋ａ）：１ＰＣＫとなり、カウンタ６は正の値をとる。
【００２０】
そして、カウンタ６の前記各値は電流値制御回路８へ入力され、位相比較出力が未出力のタイミングで定電流源７へ出力される。定電流源７は、Ｐｃｈ側が、基準となる１００％のチャージポンプと、電流補正用の１％と２％とのチャージポンプにより構成されており、その組み合わせにより１〜３％の電流補正が可能である。またＮｃｈ側は、基準となる１５０％のチャージポンプと、電流補正用の１％，２％，４％，８％，１６％，３２％のチャージポンプにより構成されており、その組み合わせにより１〜６４％の電流補正が可能である。
【００２１】
Ｐｃｈ側とＮｃｈ側の両者ともに、基準のチャージポンプは位相比較信号のみで制御されるものであり、Ｐｃｈ駆動信号がＬであればＰｃｈチャージポンプを駆動し、Ｎｃｈ駆動信号がＨであればＮｃｈチャージポンプを駆動する。位相比較を行っていないときは、Ｐｃｈ駆動信号がＨとなり、Ｎｃｈ駆動信号がＬになってチャージポンプの駆動を停止する。その他の電流補正用のチャージポンプは、電流値制御回路８によってＯＮ／ＯＦＦされるチャージポンプである。電流補正用チャージポンプは、電流量が２ｎ単位になっており、電流値制御回路８でカウンタ６の値をデコードすることにより電流補正値を得ることができる。
【００２２】
このように、カウンタ６の値によって定電流源７の出力電流量が決定し、この電流をフィルタ回路９によって電圧に変換し、電圧制御型発振器１の入力電圧とすることによってＰＣＫ信号３を生成している。例えば、カウンタ６が負の値をとったときは、ＰＣＫ信号３の位相が進んでいるため、定電流源７内のＮｃｈ補正チャージポンプをＯＮし、Ｎｃｈチャージポンプ電流を増加して、電圧制御型発振器１の入力電圧を下げることによって、ＰＣＫ信号３の位相を遅らせ、図２で示すようにＥＦＭ−ＰＣＫ位相差を最適位置に制御する。また、カウンタ６が正の値をとったときは、ＰＣＫ信号３の位相が遅れているため、定電流源７内のＰｃｈ補正チャージポンプをＯＮし、Ｐｃｈチャージポンプ電流を増加して、電圧制御型発振器１の入力電圧を上げることによって、ＰＣＫ信号３の位相を進ませ、図２に示すようにＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差を最適位置に制御する。
【００２３】
また、アクセス等によってＰＬＬが外れた場合は、正常なＥＦＭ信号が入力されないため、位相比較が正常に行われない。このようなときは、カウンタ６のカウントクロックを止め、ＰＬＬが外れる前のカウンタ値を出力するか、あるいは、あらかじめカウンタ６のデータを設定しておき、その値を出力することによって、異常動作を防ぐ。
【００２４】
なお、本実施形態においてＰＬＬが外れた場合には、ＰＬＬが外れる前のカウント値、またはあらかじめ設定した値をカウンタ６から出力すると説明したが、カウンタ６に代えて電流値制御回路８に値を設定して出力しても、同等の効果が得られる。
【００２５】
また、位相比較方法についても本実施形態において用いた方法に限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、必ずしも同一ではないＰＬＬチャージポンプアンバランス電流を自動補正することにより、外部から補正電流値を設定する必要がなくなり、また、ＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差を最適位置に制御できるため、エラーレートの悪化、あるいはアクセスの不具合といった問題を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を説明するためのＰＬＬ回路の構成図
【図２】  本実施形態においてＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差が最適位置のときのチャージポンプ駆動信号を示す図
【図３】  本実施形態においてＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差が進んでいるときのチャージポンプ駆動信号を示す図
【図４】  本実施形態においてＥＦＭ信号−ＰＣＫ信号の位相差が遅れているときのチャージポンプ駆動信号を示す図
【図５】  従来のＰＬＬ回路の構成図
【符号の説明】
１  電圧制御型発振器
２  ＥＦＭ信号
３  ＰＣＫ信号
４  位相比較器
５  オフセット加算回路
６  カウンタ
７  定電流源
８  電流値制御回路
９  フィルタ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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