发明名称 数位记录资料再生装置
摘要 本发明目的在于,于适用PRML信号处理之数位记录资料再生中,藉由偏移(offset)校正和相位内插型数位相位同步回路,提高再生信号之品质,以及提高对异常信号之播放能力。其藉由波形等化装置2来加重该再生信号之预定频带,藉类比数位变换装置3利用非同步时钟脉波,对其输出信号抽样。在对抽样信号施以偏移校正后,藉适用横向滤波器6及LMS演算之分接头系数控制装置8予以PR等化,藉高位内插滤波器7,使用数位相位同步回路11,使其输出信号重现正规抽样相位之信号。藉由以最佳解码器12已重现之正规相位之信号进行解调,再生此种记录于媒体中之数位资料。
申请公布号 TW591617 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW090100694 申请日期 2001.01.12
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 小仓洋一;瓜田耕一;佐藤慎一郎;小田祥正
分类号 G11B20/14 主分类号 G11B20/14
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;何秋远 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种数位记录资料再生装置,其特征在于具备:类比数位变换装置,其对记录媒体之再生信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相位不同步地将其变换为数位资料;数位资料校正装置,其自该抽样信号校正偏移成份和振幅;等化滤波器,其对完成该校正之信号进行局部响应等化;内插滤波器,其藉由内插,自该局部响应等化之信号再生正规之抽样相位之信号;滤波器系数控制装置,其根据该内插滤波器之输出信号适当控制前述等化滤波器之滤波器系数,使等化误差最小;相位同步回路,其根据前述内插滤波器之输出信号检测相位误差,更新前述内插滤波器之滤波器系数;频率控制回路,其藉由该相位同步回路之输出而检测出数位资料之频率误差,将因应于该误差之频率作为前述类比数位变换装置之抽样时钟脉波;最佳解码器,其按照以前述等化滤波器等化前述内插滤波器之输出信号之局部响应型进行最佳解码,藉此,进行资料解调。2.一种数位记录资料再生装置,其特征在于具备:类比数位变换装置,其对记录媒体之再生信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相位不同步地将其转换为数位资料;数位资料校正装置,其由该抽样信号校正偏移成份和振幅;等化滤波器,其对完成该校正之信号进行局部响应等化;相位同步回路,其根据前述等化滤波器之输出信号,检测相位误差;滤波器系数控制装置,其根据该等化滤波器之输出信号,适当控制前述等化滤波器之滤波器系数,使等化误差最小;频率控制回路,其藉由该相位同步回路之输出而检测出数位资料之频率误差,将因应于该误差之频率作为前述类比数位变换装置之抽样时钟脉波;最佳解码器,其按照以前述滤波器等化之局部响应型,进行最佳解码,藉此,进行资料解调。3.如申请专利范围第1或2项之数位记录资料再生装置,其中频率控制回路系具备:时钟脉波产生装置,其产生相位与前述记录媒体之再生信号所含时钟脉波信号不同步之时钟脉波;频率控制装置,其根据前述相位同步回路之输出,控制前述时钟脉波产生装置所产生时钟脉波之频率;以及相位同步维持装置,其根据前述相位同步回路之输出进行控制,俾前述时钟脉波产生装置所产生时钟脉波之相位维持同步状态。4.如申请专利范围第3项之数位记录资料再生装置,其具备:差量总和调变装置,其对来自前述频率控制装置及前述相位同步维持装置之控制信号进行差量总和调变;以及低通型滤波器,其除去该差量总和调变装置之输出信号之高频成份。5.如申请专利范围第4项之数位记录资料再生装置,其具备时间常数可变装置,其变化前述低通型滤波器之时间常数。6.如申请专利范围第1或第2项之数位记录资料再生装置,其中数位资料校正装置于进行偏移调整之际,就有关抽样波形之中线与零位准交叉之点,加算此点之振幅成份,就有关此外符号确定之点,按照再生符号,加算对应其极性之预定値。7.如申请专利范围第1或2项之数位记录资料再生装置,其中数位资料校正装置于进行偏移调整之际,就有关抽样波形之中线与零位准交叉之点,加算此点之振幅成份,就此外符号确定之点,按照再生符号,加算对应其极性之値,且在搜寻动作时与此外之时间,其相加値不同。8.如申请专利范围第7项之数位记录资料再生装置,其中数位资料校正装置于搜寻动作时加大前述相加値之値,于相位同步状态下,缩小前述相加値之値。9.如申请专利范围第1或2项之数位记录资料再生装置,其中数位资料校正装置于进行偏移校正之际,监测于抽样波形各点之预定时间份之累加値,将其直流份之误差量回馈给直流份。10.如申请专利范围第2项之数位记录资料再生装置,其中滤波器系数控制装置在进行相位同步引入之后,连续进行局部响应等化,并设定回路增益,使其远低于相位同步回路,若此后等化误差变小,即转换成间歇控制动作。11.如申请专利范围第1项之数位记录资料再生装置,其中具备:前置放大器,其加重自记录媒体输出之再生信号之振幅;波形等化装置,其加重该加重信号之预定频带;类比数位变换装置,其藉振荡器所产生时钟脉波,对该等化信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相同不同步地将其转换成多位元之数位资料;偏移校正装置,其自该抽样信号减低偏移成份;自动增益控制装置,其将该输出信号之振幅调整为所需位准;横向滤波器,其对完成该振幅调整之信号进行局部响应等化;高位内插滤波器,其藉由高位内插,自该局部响应等化之信号再生正规抽样相位之信号;分接头加权系数控制装置,其自该内插输出信号,适当控制前述横向滤波器之分接头加权系数,使等化误差变得最小;相位比较器,其用来由前述内插输出信号检测相位误差;回路滤波器,其用来使该相位误差信号平滑;以及最佳解码器,其按照以前述横向滤波器等化前述内插输出信号之局部响应型进行最佳解码,藉此,进行资料解调;将不同步抽样之信号局部响应等化,藉相位内插型数位锁相回路补偿相位同步,进行资料解调。12.一种数位记录资料再生装置,其特征在于具备:前置放大器,其加重自记录媒体输出之再生信号之振幅;波形等化装置,其加重该加重信号之预定频带;类比数位变换装置,其藉振荡器所产生之时钟脉波,对该等化信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相位不同步地将其变换成多位元之数位资料;偏移校正装置,其自该抽样信号减低偏移成份;自动增益控制装置,其将该输出信号之振幅调整为所需位准;相位内插型横向滤波器,其兼具横向滤波器与高位内插滤波器之功能,对完成前述振幅调整之信号进行局部响应等化,藉由高位内插,自该局部响应等化之信号再生正规抽样相位之信号;相位比较器,其自该输出信号检测相位误差;回路滤波器,其用来使该相位误差信号平滑,获得相位资讯;分接头加权系数设定装置,其根据该相位资讯和前述相位内插型横向滤波器之输出信号,设定前述相位内插型横向滤波器之分接头之加权系数,俾等化误差最小,并重现正规抽样信号;频率控制回路,其由该相位内插型横向滤波器之输出而检测出前述数位资料之频率误差,将因应于该误差之频率作为前述类比数位变化装置之抽样时钟脉波;最佳解码器,其按照以前述相位内插型横向滤波器等化前述内插输出信号之局部响应型,进行最佳解码,藉此,进行资料解调;以同一滤波器实现局部响应等化与数位锁相回路。13.如申请专利范围第12项之数位记录资料再生装置,其中分接头加权系数设定装置具有沿相位方向分割之各相位每一滤波器系数,按照自前述回路滤波器输出之相位资讯,更新该相位控制用滤波器系数,根据前述相位内插型横向滤波器之输出信号,更新局部响应等化用滤波器系数,使等化误差最小,藉由叠加该相位控制用滤波器系数与该局部响应等化用滤波器系数,设定前述相位内插型横向滤波器之分接头加权系数。14.如申请专利范围第12项之数位记录资料再生装置,其中分接头系数设定装置具备:暂时判定电路,其根据前述横向滤波器之输出信号,检测对应于局部响应方式之等化目标値;等化误差检测器,其根据该等化目标値和前述高位内插滤波器之输出信号检测等化误差;相关器,其检测前述等化误差与前述高位内插滤波器之输出信号之相关性;反馈增益调整器,其与增益同数倍增该相关器之输出,调整反馈增益;分接头系数更新部,其将该反馈增益调整器之输出与各分接头之加权系数相加,更新分接头系数;第1暂存器,其对应各分接头,储存沿时间方向分割奈奎斯特特性之通道速率时之各个振幅値;分接头系数叠加装置,其将存储于前述第1暂存器之各分接头与各相位之奈奎斯特内插系数与自前述分接头系数更新部输出之局部响应等化用分接头之加权系数叠加;复数个延迟元件,其将完成前述局部响应等化之信号输入至初始段之延迟元件,相互串联连接,并具有单位延迟时间之延迟量;乘法器,其对应于该复数个单位延迟元件中初始段延迟元件之输入、诸延迟元件之连接点和最终段之延迟元件之输出设置;加法器,其获得该乘法器之输出总和,产生令分接头加权系数设定装置之输出;第2暂存器,其对应前述乘法器设置;暂存器数値更新装置,其根据前述分接头系数叠加装置之输出,更新前述第2暂存器之値;以及选择器,其对应前述第2暂存器设置,按照之前述回路滤波器之输出相位资讯,选择储存于前述暂存器之振幅値,输出至对应之前述乘法器。15.如申请专利范围第12项之数位记录资料再生装置,其中频率控制回路更具备:频率误差检测器,其自前述横向滤波器之输出检测频率误差;频率控制用回路滤波器,其平滑处理该检测出之频率误差,作为控制信号,供至前述振荡器;在前述频率误差在预定値以下状态下,减低含有前述频率控制用回路滤波器之频率控制用回路之增益,自频率引入控制转换成相位同步引入控制;于同步型样检测出预定数情形下,减低含有前述相位比较器之相位控制用回路之回路增益,转移至利用前述相位内插型分接头加权系数控制装置所作局部响应自适应自动等化控制;在利用该局部响应自适应自动等化控制所得等化误差为预定値以下状态下,转换为离散反映等化误差量之累加値于分接头加权系数之间隔型局部响应自适应自动等化控制。16.如申请专利范围第12项之数位记录资料再生装置,其中分接头系数设定装置将前述相位控制用滤波器系数更新时之反馈增益设定成远大于前述局部响应等化用滤波器系数更新时之反馈增益,离散地更新前述局部响应等化用滤波器系数。17.一种数位记录资料再生装置,其特征在于具备:前置放大器,其加重自记录媒体输出之再生信号之振幅;波形等化装置,其加重该加重信号之预定频带;类比数位变换装置,其藉振荡器产生之时钟脉波,对该等化之信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相位不同步地将其变换为多位元之数位资料;偏移校正装置,其自该抽样信号减低偏移成份;自动增益控制装置,其将该输出信号之振幅调整为所需位准;横向滤波器,其对完成该振幅调整之信号进行局部响应等化;高位内插滤波器,其藉由高位内插,由该局部响应等化之信号再生正规抽样相位之信号;分接头加权系数控制装置,其根据该内插输出信号自适应控制前述横向滤波器之分接头加权系数,使等化误差变得最小;相位比较器,其用来自前述内插输出信号检测相位误差;回路滤波器,其用来使该相位误差信号平滑;以及最佳解码器,其按照藉前述横向滤波器等化之局部响应型对前述内插输出信号进行最佳解码,藉此,进行资料解调;同时具备:频率控制装置,根据记录资料所含同步型样之周期与该同步型样之检测时间长度,进行控制;相位同步维持装置,其于频率与再生信号所含时钟脉波成份之频率引入至近傍位置后,监测前述回路滤波器之控制范围,在该相位控制信号到达无相相位同步控制区域以前,对时钟脉波之频率进行上下控制,俾回复到正常动作范围;振荡器控制装置,其用来根据前述频率控制装置之输出信号及前述相位同步维持装置之输出信号,控制前述振荡器,以藉由如此所形成之构造而将控制前述振荡器之输出作为抽样时钟脉波,供给至前述类比数位变换装置。18.如申请专利范围第17项之数位记录资料再生装置,其中振荡器控制装置具备:差量总和调变器,其于藉前述相位同步维持装置进行上下控制时,调变该控制信号;以及低通型滤波器,其使该输出信号平滑;藉该输出信号控制前述振荡器。19.如申请专利范围第18项之数位记录资料再生装置,其中进一步具备截止频率可变装置,其按照数位记录资料之再生速度变换前述低通型滤波器之截止频率。20.如申请专利范围第11.12或17项中任一项之数位记录资料再生装置,其中偏移校正装置具备:偏移检测装置,其检测前述抽样之信号所具有之偏移成份;平滑装置,其使该检测出之偏移成份平滑;以及减法装置,其自前述抽样信号减去该平滑信号。21.如申请专利范围第17项之数位记录资料再生装置,其中具备:前置放大器,其加重自记录媒体输出之再生信号之振幅;波形等化装置,其加重该加重信号之预定频带;类比数位变换装置,其藉振荡器所产生之时钟脉波,对该等化信号抽样,与该信号所含时钟脉波成份之相位不同步地将其变换为多位元之数位资料;偏移校正装置,其自该抽样信号减低偏移成份;自动增益控制装置,其将该输出信号之振幅调整为所需位准;横向滤波器,其对完成该振幅调整之信号进行局部响应等化;高位内插滤波器,其藉由高位内插,由该局部响应等化之信号再生正规抽样相位之信号;分接头加权系数控制装置,其根据该内插输出信号自适应控制前述横向滤波器之分接头加权系数,俾等化误差变得最小;相位比较器,其用来自前述内插输出信号检测相位误差;回路滤波器,其使该相位误差信号平滑;以及最佳解码器,其按照藉前述横向滤波器等化之局部响应型,对前述内插输出信号进行最佳解码,藉此,进行资料解调;将不同步抽样信号局部响应等化,藉相位内插型数位锁相回路补偿相位同步;前述偏移校正装置参照前述高位内插滤波器之输出,进行偏移校正。22.如申请专利范围第21项之数位记录资料再生装置,其中偏移校正装置具备:零交叉振幅输出装置,其就前述高位内插滤波器之输出信号于零交叉位置之抽样信号,输出其振幅方向之成份;极性値输出装置,其就不在零交叉位置之抽样信号,按照该信号之符号极性,输出一定量之极性不同之値;偏移校正用回路滤波器,其用来使前述零交叉振幅输出装置之输出信号及前述极性値输出装置之输出信号平滑;以及偏移除去装置,其藉由自前述类比数位变换装置之输出信号直接减去该输出信号,进行偏移除去。23.如申请专利范围第22项之数位记录资料再生装置,其中偏移校正装置具备极性値可变装置,其使前述极性値输出装置之输出値可变,调整其与前述零交叉振幅输出装置之输出値之比率。24.如申请专利范围第22项之数位记录资料再生装置,其中偏移校正装置具备输出値变换装置,其藉由在搜寻时,使前述极性値输出装置之输出値较前述零交叉振幅输出装置之输出値大,于连续资料再生时,使前述极性値输出装置之输出値较前述零交叉振幅输出装置之输出値小,按照数位记录资料再生装置之动作状况,变换输出値。25.如申请专利范围第22项之数位记录资料再生装置,其中偏移校正装置具备:计数器,其计数一定之时间;累加装置,其累加自前述计数器输出之旗标间前述极性値输出装置之输出値与前述零交叉振幅输出装置之输出値;以及累加结果监测装置,其在按自前述计数器输出之旗标之时序,监测累加装置之输出,判断该输出信号为伪相位同步状态情形下,转换成调高前述极性値输出装置之比率之控制,回复至正常相位同步状态。26.如申请专利范围第11.12.17.21项中任一项之数位记录资料再生装置,其中横向滤波器具备:复数个延迟元件,其将完成前述振幅调整之信号输入至前述初始段之延迟元件,相互串联连接,并具有单位延迟时间之延迟量;乘法器,其对应该复数个单位延迟元件中初始段之延迟元件之输入,诸延迟元件之连接点和最终段之延迟元件之输出设置;以及加法器,其获得该乘法器之输出总和,产生令滤波器之输出;藉由使输入成为前述乘法器之其他输入之加权系数可变,实现所需等化特性。27.如申请专利范围第11.17.21项中任一项之数位记录资料再生装置,其中高位内插滤波器具备:复数个延迟元件,其将完成前述局部响应等化之信号输入至初始段之延迟元件,相互串联连接,并具有单位延迟时间之延迟量;乘法器,其对应该复数个单位延迟元件中初始段之延迟元件之输入,诸延迟元件之连接点和最终段延迟元件之输出设置;以及加法器,其获得该乘法器之输出总和,产生令滤波器之输出;藉由使输入成为前述乘法器之其他输入之加权系数可变,实现所需等化特性。28.如申请专利范围第27项之数位记录资料再生装置,其中高位内插滤波器根据奈奎斯特进行内插。29.如申请专利范围第27项之数位记录资料再生装置,其中高位内插滤波器具备:暂存器,其对应前述乘法器设置,存储沿时间方向分割奈奎斯特特性的通道速率之各个振幅値;以及选择器,其对应前述暂存器设置,按照前述回路滤波器之输出相位资讯,选择存储于前述暂存器之振幅値,将其输出至对应之前述乘法器。30.如申请专利范围第11.17.21项中任一项之数位记录资料再生装置,其中分接头加权系数控制装置藉由最小均方演算,决定前述横向滤波器之加权系数。31.如申请专利范围第30项之数位记录资料再生装置,其中分接头加权系数控制装置具备:暂时判定电路,其根据前述高位内插滤波器之输出信号,检测对应于局部响应方式之等化目标値;等化误差检测器,其根据该等化目标値与前述高位内插滤波器之输出信号,检测等化误差;相关器,其检测前述等化误差与前述高位内插滤波器之输出信号之相关性;反馈增益调整器,其使该相关器之输出与增益同数倍增,调整反馈增益;以及分接头系数更新部,其将该反馈增益调整器之输出与各分接头之加权系数相加,更新分接头系数。32.如申请专利范围第15项之数位记录资料再生装置,其中频率误差检测器具备:零交叉长度检测器,其检测前述高位内插滤波器之输出信号与零位准交叉之间隔;同步型样长度检测器,其根据邻接之零交叉长度之比率,检测其是否与预定同步型样之长度一致,获得反映前述记录媒体之再生速度之第1周期资讯;以及同步型样间隔检测器,其检测迄检测出前述同步型样为止之间隔,根据此间隔和预定期间,检测第2周期资讯。图式简单说明:第1图系显示本发明实施形态1之数位记录资料再生装称之配置之方块图。第2图系显示实施形态1之偏移校工装置4之配置之方块图。第3图系实施形态1中以横向滤波器6实现之PR(3,4,4,3)等化方式与一般二进位判断方式之不同之说明图。第4图系显示实施形态1中以横向滤波器6实现之各种局部响应方式之频率特性之图式。第5图系实施形态1中与高位内插滤波器7之滤波器系数设定有关之奈奎斯特特性之说明图。第6图系显示实施形态1中高位内插滤波器7之配置之方块图。第7图系显示实施形态1中分接头加权系数控制装置8之配置之方块图。第8图系显示实施形态1最佳解码器12之一之维特比解码器原理之说明图。第9图系显示实施形态1之误率误差检测器13之配置之方块图。第10图系显示本发明实施形态2之数位记录资料再生装置之配置之方块图。第11图系显示实施形态2中相位内插型分接头加权系数控制装置33配置之方块图。第12图系显示实施形态2之频率控制、相位同步控制及LMS适应自动等化控制之控制方法之流程图。第13图系显示本发明实施形态3之数位记录资料再生装置之配置之方块图。第14图系显示实施形态3中相位同步维持装置38和VCO控制装置39之动作原理说明图。第15图系显示实施形态3中VCO控制装置39配置之方块图及动作原理之说明图。第16图系显示实施形态3中VCO控制装置39配置之方块图及相对于不同再生速度之动作原理之说明图。第17图系显示本发明实施形态4之数位记录再生装置配置之方块图。第18图系显示实施形态4之偏移校正装置4配置之方块图。第19图系实施形态4中偏移校正装置4之动作原理之说明图。第20图系显示实施形态4中偏移校正装置4配置之方块图。第21图系显示实施形态4中偏移校正装置4配置之方块块图。第22图系显示实施形态4中偏移校正装置4配置之方块图。第23图系显示习知光碟再生装置配置之方块图。第24图系显示习知光碟再生装置之记录资料和于各功能方块之输出信号波形之图式。
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