JP2724006B2

JP2724006B2 - ２値化回路

Info

Publication number: JP2724006B2
Application number: JP1296159A
Authority: JP
Inventors: 宏之萩田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: US5107135A; JPH03157825A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はほぼ正弦波状の入力信号を２値化する２値化
回路であって、特に光ディスク、光カード等の情報記録
担体および光学ピックアップにより得られるトラッキン
グエラー信号等を２値化するのに好適な２値化回路に関
するものである。

〔従来の技術〕従来、光ディスク等を用いる情報記録再生装置におい
ては、情報検索時等に情報トラックを横切る方向に光学
ピックアップを移動させることにより高速検索を行って
いる。この際、横切ったトラック数の計数、光学ピック
アップの移動速度の検出等を行うが、このためにトラッ
キングエラーと称する情報トラックと光学ピックアップ
の光スポットとの位置ずれを表わす信号（以下トラッキ
ングエラー信号と称す）を利用することが多い。つま
り、トラッキングエラー信号を基準レベルに応じてコン
パレータで２値化し、この２値化信号を計数することに
より横切ったトラック数を求めたり、この２値化信号の
周期を求めることにより光学ピックアップの移動速度を
検出するものである。

しかしながらトラッキングエラー信号は必ずしもきれ
いな正弦波状にはならず、ディスクの表面状態が悪い場
合や記録ピット同士の干渉等が生じる場合にはノイズが
重畳されることがある。このような場合、得られたトラ
ッキングエラー信号を単にコンパレータで２値化すると
基準レベル近傍では上述したノイズによってチャタリン
グが生じてしまい、正確な計数や速度検出ができなくな
る。

この点を考慮して、第10図に示すようにコンパレータ
としてヒステリシス付コンパレータ50を使用し、このヒ
ステリシス付コンパレータ50によってトラッキングエラ
ー信号101を２値化し、２値化信号102を得るようにした
ものがある。ここでヒステリシス付コンパレータ50は、
第11図に一構成例を示すように、コンパレータ51の出力
を抵抗52で入力側に正帰還するように構成してあり、こ
れによってヒステリシス機能が実現される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述のような従来例においては、トラッ
キングエラー信号がほぼ一定レベルになる場合にはヒス
テリシス幅を適正に設定できるが、トラッキングエラー
信号のレベルが大きく変動する場合にはヒステリシス幅
が適正値に設定できないことがある。すなわち、ノイズ
レベルは一般にトラッキングエラー信号の信号レベルに
ほぼ比例する傾向があることから、トラッキングエラー
信号の信号レベルが最大になったときでもノイズの影響
を受けないようにヒステリシス幅を大きく設定する必要
があるが、トラッキングエラー信号の信号レベルが最小
になったときでも２値化を行うことができるようにヒス
テリシス幅をある程度以下に小さく設定しなければなら
ない。このことを第12図（ａ），（ｂ）により説明する
と、第12図（ａ）に示すように、トラッキングエラー信
号の信号レベルが大きいときにノイズの影響を受けない
ようにヒステリシス幅を図示点線のように大き目に設定
すると、図示のようなトラッキングエラー信号101であ
ればその信号レベルが上記ヒステリシス幅より十分大き
いため２値化が正常に行われて２値化信号102が得られ
るが、トラッキングエラー信号101の信号レベルが同図
（ｂ）に示すように、ヒステリシス幅より小さくなると
２値化が正常に行われなくなって、直前の２値化信号の
状態（ハイレベルまたはローレベル）が反転されずに図
示のように継続することになる。特に光磁気ディスクに
おいてはアドレス情報を予め記録したプレピットと称す
る領域が存在し、この領域においてはトラッキングエラ
ー信号に大きなノイズが重畳され易いことから、上記不
具合が生じ易くなる傾向がある。

本発明はこのような従来例の問題点に着目してなされ
たもので、トラッキングエラー信号の信号レベルの変動
が大きく、また重畳されるノイズが比較的大きい場合で
も、トラッキングエラー信号をチャタリングを起こすこ
となく安定して２値化することのできる２値化回路を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕上記目的を達成するため、この発明はほぼ正弦波状の
入力信号に基づく検波信号を発生する検波手段と、該検
波信号または該検波信号と所定値信号との何れか大なる
信号に応じてヒステリシス幅を変更させる比較手段とを
有し、前記入力信号を、該比較手段で２値化するように
してある。

これにより２値化すべきほぼ正弦波状の入力信号（例
えばトラッキングエラー信号）に大きな信号レベルの変
動が生じたり、ノイズが重畳された場合であっても、比
較手段のヒステリシス幅は適正値となるから、この比較
手段によて当該入力信号をチャタリングを起こすことな
く安定して２値化することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック線
図、第２図は同例の可変ヒステリシスコンパレータの構
成を示す回路図、第３図は同例の各信号波形を示す図で
ある。この第１実施例の２値化回路は、第１図に示すよ
うに絶対値回路１、ピーク検波器２および可変ヒステリ
シスコンパレータ３を具えて成るもので、トラッキング
エラー信号101をまず絶対値回路１に入力し、絶対値回
路１の出力信号103をピーク検波器２に入力し、ピーク
検波器２の出力信号104を可変ヒステリシスコンパレー
タ３に入力する。可変ヒステリシスコンパレータ３には
さらに、トラッキングエラー信号101および基準レベル
（接地信号）を入力し、可変ヒステリシスコンパレータ
３はピーク検波器２の出力信号104によってヒステリシ
ス幅を可変に制御されて当該ヒステリシス幅に基づいて
トラッキングエラー信号101と基準レベルとの比較を行
い２値化信号102を出力する。

ここで可変ヒステリシスコンパレータ３は、具体的に
は例えば第２図に示すように、抵抗11,12、オペアンプ1
3、コンパレータ14,15、RSフリップフロップ（FF）16等
により構成されるものであり、外部から入力されるヒス
テリシス幅制御信号（実際には第１図におけるピーク検
波器２の出力信号104）を抵抗11,12によって分圧して信
号105としてコンパレータ14,15の反転入力端へ入力する
ことにより、そのヒステリシス幅が決定される。またコ
ンパレータ14の非反転入力端にはトラッキングエラー信
号101が入力され、コンパレータ15の非反転入力端には
トラッキングエラー信号をオペアンプ13で反転した反転
トラッキングエラー信号107が入力される。コンパレー
タ14,15は、これら信号101,107の何れか一方が、ヒステ
リシス幅を決定する信号（以下ヒステリシス幅制御信号
と称する）105の値を越えた場合にRSフリップフロップ1
6をセットする信号108もしくはリセットする信号109を
出力し、RSフリップフロップ16はこれら信号108または1
09を入力されて、トラッキングエラー信号101を２値化
した２値化信号102を出力する。

上記２値化について第３図を用いて詳細に説明する。
まずトラッキングエラー信号101の絶対値を取ることに
よって絶対値信号103が得られ、この絶対値信号103をピ
ーク検波器２でピーク検波するとピーク検波信号104が
得られる。このピーク検波信号104は抵抗11,12により分
圧されて（したがって振幅を圧縮されて）ヒステリシス
幅制御信号105となり、コンパレータ14において信号105
とトラッキングエラー信号101との比較が行われてトラ
ッキングエラー信号101が信号105より大きいときハイレ
ベル、小さいときローレベルとなるフリップフロップの
セット信号108が得られるとともに、コンパレータ15に
おいて信号105と反転トラッキングエラー信号107との比
較が行われて反転トラッキングエラー信号107が信号105
より大きいときハイレベル、小さいときローレベルとな
るフリップフロップのリセット信号109が得られる。フ
リップフロップ16これらセット信号108およびリセット
信号109を入力されて反転操作を行い、最終的にトラッ
キングエラー信号101の２値化信号102が得られる（なお
上記反転動作により得られる２値化信号は、信号108に
よってフリップフロップ16がセットされる信号109によ
ってリセットされるまでハイレベルとなり、信号109に
よってリセットさせてから次に信号108によってセット
されるまでローレベルとなるものである）。

ここでトラッキングエラー信号の信号レベルが変動し
た場合について考察すると、トラッキングエラー信号10
1のレベル変動に伴って絶対値信号103、ピーク検波信号
104も同一傾向で変化し、さらにヒステリシス幅制御信
号105も同様に変化する。したがってトラッキングエラ
ー信号の信号レベルが大きいときにはヒステリシス幅制
御信号105の信号レベルも大きくなり、コンパレータ14,
15でトラッキングエラー信号101およびその反転信号107
と比較する際に多少のチャタリングが生じてもコンパレ
ータ14,15でチャタリングが生じ得る期間が重なり合う
ことはなく、フリップフロップ16の出力においてセット
またはリセットのチャタリングが吸収されることにな
り、チャタリングのない２値化信号が安定して得られ
る。一方、トラッキングエラー信号の信号レベルが小さ
いときにはヒステリシス幅制御信号105の信号レベルも
小さくなるため、前述した従来例のようなトラッキング
エラー信号の信号レベルがコンパレータのヒステリシス
幅より小さくなって正常な２値化が行えなくなるという
不具合が生じることはない。またこのコンパレータ３は
適正なヒステリシス幅を有しているため、２値化すべき
入力信号にノイズが重畳されていてもチャタリングを生
じることはなく、安定して２値化を行うことができる。
そしてこのようにして得られたトラッキングエラー信号
の２値化信号によって正確にトラック数を計数したり、
光学ピックアップの移動速度を正確に検出したりするこ
とができる。

第４図は本発明の第２実施例の構成を示すブロック線
図、第５図は同例の最大値回路の構成を示す回路図、第
６図は同例の各信号波形を示す図である。この第２実施
例の２値化回路は第４図に示すように、第１図の第１実
施例に加えて、ピーク検波器２および可変ヒステリシス
コンパレータ３間に最大値回路４を挿入し、ピーク検波
器２のピーク検波信号104および所定電圧源５からの所
定の電圧信号を最大値回路４に入力してピーク検波信号
104と所定電圧信号との内の、何れか大なる信号を選択
して最大値信号110とし、この最大値信号110を可変ヒス
テリシスコンパレータ３に入力してそのヒステリシス幅
を可変に制御するように構成したものである。

ここで最大値回路４は、具体的には例えば第５図に示
すように、トランジスタ17、抵抗18、オペアンプ19等に
より構成させるものであり、ピーク検波信号104が所定
電圧より小さくなるとトランジスタ17がオンし、そのエ
ミッタを経て抵抗18に電流を供給してエミッタ電位を所
定電圧に保つ。このときオペアンプ19はこのエミッタ電
位に基づき低インピーダンスの最大値信号110を発生
し、この最大値信号110をヒステリシス幅制御信号とし
て可変ヒステリシスコンパレータ３に入力する。

ところで前述した第１実施例においては、トラッキン
グエラー信号の発生開始当初には可変ヒステリシスコン
パレータ３のヒステリシス幅が零になるため、ノイズに
よってチャタリングが発生することによりその２値化信
号にもチャタリングが発生してしまう。そのためこの期
間にはカウントミス等が生じ易くなることから、その対
策として通常はこの期間の２値化信号の変化を無視する
ように当該２値化回路の周辺の回路を構成する。しかし
このようにすると、トラッキングエラー信号を決定すべ
き光スポットの移動速度が一定値にならずある幅を有し
ている場合には上述した無視する期間を前記移動速度に
応じて切換える等の処理が必要になり、２値化回路の周
辺の回路構成の複雑化を招く。またヒステリシス幅が零
になると２値化した信号が浮遊容量等により入力側に飛
び込んで発振する不具合も生じ易くなる。

そこで本例においては最大値回路４と所定電圧源５と
を設け、これらによって可変ヒステリシスコンパレータ
３のヒステリシス幅の下限を規制し、２値化信号102の
チャタリングを防止するようにして上述した第１実施例
の不具合を解決するようにした。すなわち第６図に示す
ように、最大値回路４からの最大値信号110はトラッキ
ングエラー信号の発生開始当初においても零にはならな
いためヒステリシス幅制御信号105も零にはならず、し
たがって２値化信号102にもチャタリングが生じること
はない。またこの場合トラッキングエラー信号101の発
生開始当初には２値化信号102は直前の状態（ハイレベ
ルまたはローレベル）を保ってその状態に固定されるこ
とになるが、第６図に示す２値化信号102の立下りの部
分で計数を行うようにすれば、直前の状態に拘らず正確
にトラック数の計数を行うことができる。

第７図は本発明の第３実施例の構成を示すブロック線
図、第８図は同例の極性反転回路の構成を示す回路図、
第９図は同例の各信号波形を示す図である。この第３実
施例の２値化回路は第７図に示すように、第４図の絶対
値回路１に代えて極性切換信号111に対応して入力信号
の極性を反転する極性反転回路６を用いるものである
（ここでこの第７図の２値化回路の最大値回路４および
所定電圧源５を省略して第１実施例と同様の構成にても
よいことは勿論である）。この極性反転回路６は、具体
的には例えば第８図に示すようにオペアンプ20、スイッ
チ21等により構成される。なお第１および第２実施例に
おいては、ディスク外周方向およびディスク内周方向の
何れの方向に光スポットが移動しても正常に２値化が行
えるようにするため絶対値回路１を用いているが、本例
はそれを省略して代りに極性反転回路を用いて２値化回
路を安価に構成しようとするものである。

この例においては、トラッキングエラー信号101はデ
ィスク外周方向への移動と内周方向への移動とでは位相
が180゜異なり、第９図に示すように、外周方向への移
動時を101aとすれば、内周方向への移動時は101bのよう
になる。ここでこの101bのような信号をそのまま２値化
しようとすると、最初の半周期はヒステリシスレベルが
正常に上昇せず、２値化を正常に行うことができない。
このため、内周方向への移動の場合には極性反転回路６
により入力信号の極性を反転し、信号101aと同様の信号
を得る。これをさらに詳しく説明すると、第８図におい
て極性切換信号111により外周方向への移動時にはスイ
ッチ21が開放されるため、トラッキングエラー信号は反
転されずにそのまま（信号101aのまま）出力信号112と
なり、一方内周方向への移動時にはスイッチ21が開成さ
れるためトラッキングエラー信号は反転されて出力信号
112となる。この極性反転回路６の出力信号112はピーク
検波器２で検波されてそのピーク検波信号113および前
述した所定電圧信号が最大値回路４に入力され、そこで
下限が前記所定電圧によって制限されたヒステリシス幅
制御信号114となって可変ヒステリシスコンパレータ３
のヒステリシス幅を可変に制御する。なお第９図におい
て、光スポットがディスク外周方向に移動するときのト
ラッキングエラー信号101aを２値化した場合の２値化信
号は102aとなり、ディスク内周方向に移動するときのト
ラッキングエラー信号101bを２値化した場合の２値化信
号は102bとなる。

このようにして本例においても前述した第２実施例と
ほぼ同様の特性が安価で得られる。

本発明は上述した例にのみ限定さるものではなく、幾
多の変形または変更が可能である。例えば上記実施例で
は光ディスクのトラッキングエラー信号の２値化を例に
して説明したが、これに限定されるものではなく、他の
信号、例えば光ディスクの再生記録信号のエンベロープ
検波信号、光ディスクからの戻り光量信号、静電容量デ
ィスクのトラッキングエラー信号、ヘリカルスキャン型
磁気テープの再生信号のエンベロープ検波信号等種々の
信号に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、トラッキングエ
ラー信号等のほぼ正弦波状の入力信号を２値化するにあ
たり、その入力信号に大きな信号レベルの変動が生じた
り、ノイズが重畳された場合であっても、比較手段のヒ
ステリシス幅は適正値となるから、この比較手段によっ
て当該入力信号をチャタリングを起こすことなく安定し
て２値化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック線
図、第２図は同例の可変ヒステリシスコンパレータの構成を
示す回路図、第３図は同例の各信号波形を示す図、第４図は本発明の第２実施例の構成を示すブロック線
図、第５図は同例の最大値回路の構成を示す回路図、第６図は同例の各信号波形を示す図、第７図は本発明の第３実施例の構成を示すブロック線
図、第８図は同例の極性反転回路の構成を示す回路図、第９図は同例の各信号波形を示す図、第10図、第11図および第12図（ａ），（ｂ）は従来の技
術を説明するための図である。１……絶対値回路、２……ピーク検波器３……可変ヒステリシスコンパレータ４……最大値回路、５……所定電圧源６……極性反転回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ正弦波状の入力信号に基づく検波信号
を発生する検波手段と、該検波信号または該検波信号と
所定値信号との何れか大なる信号に応じてヒステリシス
幅を変更される比較手段とを有し、前記入力信号を該比
較手段で２値化するようにしたことを特徴とする２値化
回路。