JP3807470B2 - PLL circuit - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a PLL (Phase-Locked Loop) circuit applied to a disk device such as a CD-ROM.
[0002]
[Prior art]
The configuration of a conventional PLL circuit will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 5, 1 is a voltage-controlled oscillator, 2 is an EFM signal obtained by digitizing an analog signal read from a disk, 3 is a PCK signal that is an output clock of the voltage-controlled
[0004]
The
[0005]
The difference between the Pch charge pump current and the Nch charge pump current in the constant current source 7 is called an unbalance current, and the pull-in characteristics of the PLL deteriorate as the unbalance current amount increases. Therefore, in order to correct the unbalanced current, a current correction circuit 12 is provided, and a correction amount is set from the outside, and the switch 13 is turned on by the set value to perform correction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The PLL charge pump unbalance current amount is not necessarily the same, and is different for each LSI chip, for example. It also changes depending on the playback speed.
[0007]
However, since the conventional configuration can correct only a preset fixed amount of current correction, it cannot be completely corrected unless the amount of unbalanced current is within a certain range. For this reason, outside the correction range, the pull-in characteristics of the PLL are deteriorated, causing problems such as an error rate deterioration or an access failure.
[0008]
The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a PLL circuit capable of automatically correcting a PLL unbalance current in order to always obtain optimum characteristics regardless of the value of the PLL unbalance current amount. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a voltage controlled oscillator that generates an oscillation clock according to an input voltage, and a phase comparison that compares a phase difference between an input signal and the oscillation clock and outputs a phase comparison signal. Circuit, a constant current source driven by the phase comparison signal, and a filter circuit that converts a current output from the constant current source into a voltage and supplies the voltage as an input voltage of the voltage controlled oscillator A counter for measuring the signal width of the phase comparison signal, and a current value control circuit for controlling the output current value of the constant current source according to the count value of the counter. The output current value of the constant current source is changed when the phase comparison signal is not output.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram of a PLL circuit for explaining an embodiment of the present invention. 1 is a voltage controlled oscillator, 2 is an EFM signal obtained by digitizing an analog signal read from a disk, and 3 is a voltage controlled
[0012]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described using an example in which a plurality of charge pumps (CP) are used as the constant current source 7 and an up / down counter is used as the
[0013]
The
[0014]
As for the charge pump current amount, the Nch charge pump current amount is set to 1.5 times the Pch charge pump current amount. Therefore, when there is no unbalanced current as shown in FIG. 2, the charge pump drive signal width is Pch: Nch = 1.5PCK: 1PCK, that is, the phases of the
[0015]
Next, the Pch charge pump drive signal and the Nch charge pump drive signal output from the
[0016]
The
[0017]
As shown in FIG. 2, when Pch charge pump current: Nch charge pump current = 1: 1.5, that is, when there is no unbalance current, the Pch charge pump drive signal and the Nch charge pump drive signal are Since the ratio of the width when both are L and the width when the Nch charge pump drive signal is H is 1: 2, the value of the
[0018]
As shown in FIG. 3, when the Pch charge pump current is larger than a desired value, assuming that the unbalance current is b, Pch charge pump current: Nch charge pump current = (1 + b): 1.5, and the PCK signal In a state where the phase of 3 has advanced, area A = area B and the PLL is locked. If the phase shift width at this time is a, the charge pump drive signal width is Pch: Nch = (1.5PCK−a): 1PCK, and the
[0019]
On the contrary, as shown in FIG. 4, when the Pch charge pump current is smaller than a desired value and Pch charge pump current: Nch charge pump current = (1-b): 1.5, the
[0020]
Then, each value of the
[0021]
In both the Pch side and the Nch side, the reference charge pump is controlled only by the phase comparison signal. If the Pch drive signal is L, the Pch charge pump is driven, and if the Nch drive signal is H, Nch Drive the charge pump. When the phase comparison is not performed, the Pch drive signal becomes H, the Nch drive signal becomes L, and the drive of the charge pump is stopped. Other charge pumps for current correction are charge pumps that are turned on / off by the current
[0022]
Thus, the output current amount of the constant current source 7 is determined by the value of the
[0023]
In addition, when the PLL is disconnected due to access or the like, a normal EFM signal is not input, and thus phase comparison is not normally performed. In such a case, stop the count clock of the
[0024]
In the present embodiment, when the PLL is disconnected, it has been described that the count value before the PLL is released or a preset value is output from the
[0025]
Further, the phase comparison method is not limited to the method used in this embodiment.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to set a correction current value from the outside by automatically correcting the PLL charge pump unbalance current that is not necessarily the same, and the phase difference between the EFM signal and the PCK signal is reduced. Since it can be controlled to the optimum position, problems such as an error rate deterioration or an access failure can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a PLL circuit for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a charge pump drive signal when a phase difference between an EFM signal and a PCK signal is an optimum position in the present embodiment. 3 is a diagram showing a charge pump drive signal when the phase difference between the EFM signal and the PCK signal is advanced in the present embodiment. FIG. 4 is a charge when the phase difference between the EFM signal and the PCK signal is delayed in the present embodiment. Diagram showing pump drive signal [Fig. 5] Configuration diagram of conventional PLL circuit [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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1998
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