JPH04330675A - 情報記録再生装置のクロック抽出回路 - Google Patents

情報記録再生装置のクロック抽出回路

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JPH04330675A
JPH04330675A JP3100185A JP10018591A JPH04330675A JP H04330675 A JPH04330675 A JP H04330675A JP 3100185 A JP3100185 A JP 3100185A JP 10018591 A JP10018591 A JP 10018591A JP H04330675 A JPH04330675 A JP H04330675A
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JP
Japan
Prior art keywords
loop
vfo
information recording
clock
extraction circuit
Prior art date
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JP3100185A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Kaneko
信之 金子
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報記録媒体から読み
出した変調信号を復調するためのクロックを抽出する、
フェーズロックループを備えた情報記録再生装置のクロ
ック抽出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、情報記録媒体、例えば、光ディ
スクを用いた情報記録再生装置においては、クロック抽
出回路であるVFOループにより、光ディスクより読み
だしたデジタル入力信号に同期したクロックを作成し、
これをデータ処理のクロックとして用いている。
【0003】デジタル入力信号に同期したクロックの作
成は、光ディスクに記録されている単一周期の繰り返し
パルスを用いてなされる。
【0004】以下、従来例を図面を参照して説明する。
【0005】従来の情報記録再生装置のクロック抽出回
路であるVFOループは、図8に示すように、例えば、
ナショナルセミコンダクタ(社)のMass Stor
age Handbook2−29から2−63に記載
されているIC「DP8459」により構成されている
【0006】すなわち、このVFOループは、光ディス
クより読み出されたパルスであるリードデータをTdだ
け遅延させる遅延回路2と、4つのフリップフロップ1
02、104、106、108等より構成されるパルス
ゲート100に入力され、遅延回路2の出力と、マルチ
プレクサ(以下、MUXと略記する)4を介したパルス
ゲート100の出力との時間Toでの位相を比較する位
相比較器6に入力されるようになっている。
【0007】この位相比較器6の出力であるポンプアッ
プ信号及びポンプダウン信号は、位相差情報をアナログ
の電圧に変換するチャージポンプ8に入力され、このチ
ャージポンプ8の出力はローパスフィルタ10で高周波
成分が除去されて電圧制御発信器(以下、VCOと略記
する)12に入力され、このVCO12はインバータ1
6を介して所望の発信周波数の同期クロックを出力する
ようになっている。また、VCO12の出力は、周波数
を1/Nに分周する分周器14に入力され、この分周器
14の出力が前記MUX4に帰還され、さらに、同期デ
ータを生成するようにパルスゲート100に帰還されて
いる。
【0008】ここで、チャージポンプ8は、図示しない
コントローラからのハイゲインディスイネーブル信号(
以下、HGDと略記する)により、ゲインが制御される
ようになっている。また、MUX4は、図示しないコン
トローラからの周波数ロック制御信号(以下、FLCと
略記する)によりパルスゲート100の出力と、分周器
14の出力とを切り換えるようになっている。
【0009】まず、このように構成されたVFOループ
による最初の同期状態の引き込みは、光ディスクからの
単一周期の繰り返しパルスにより行われる。ここで、単
一周期の繰り返しパルスは、例えば、図9で示すような
ISO(国際標準化機構)の5.25”WORMのセク
タフォーマットのVFO1、VFO2、VFO3に記録
されている連続ピットパターンによって生成される。こ
のとき、HGDはLレベルとなっていて、チャージポン
プ8のゲインをハイゲインにし、このVFOループのゲ
インを上げループ帯域を広げて同期状態に早く引き込む
ようにしている。
【0010】尚、このループの広帯域は、光ディスクの
回転速度が1800rpm時には、数百KHzであり、
光ディスクの回転速度をさらに高速にすることで数MH
zとなる。また、FLCはLレベルとなっていて、MU
X4は分周器14の出力を選択している。
【0011】つまり、図10に示すように、この期間、
VFOループは、単一周期の繰り返しパルスであるリー
ドデータ(a)を入力する遅延回路2によりVCO(e
)の半周期である時間Tdだけ遅延された遅延データ(
b)と、分周器14によりVCO(e)を1/N分周し
た信号とが位相比較器6に入力され位相比較される。こ
の位相比較器6の出力であるポンプアップ信号(g)及
びポンプダウン信号(h)は、チャージポンプ8に入力
され、位相差情報をアナログ的電圧レベルに変換し、こ
のチャージポンプ8の出力は、ローパスフィルタ10で
高周波成分が除去され適度に平滑化される。このローパ
スフィルタ10の出力は、VCO12に入力され、イン
バータ16を介して所望の発振周波数の同期クロックを
得るとともに、VCO12に出力は分周器14及びMU
X4を介して位相比較器6に帰還される。
【0012】次に、図示しない同期状態を検出する検出
回路あるいは前記ISOセクタフォーマットのVFO1
、VFO2、VFO3に記録されている連続ピットパタ
ーンをカウントしこのカウント値により同期状態を判断
する判断回路に基づいて、VFOループの最初の同期状
態の引き込みが終了したと判断されると、FLCはHレ
ベルとなり、MUX4はゲートVCO(e)を選択し、
HGDもHレベルとなり、チャージポンプ8のゲインを
ローゲインにし、VFOループのゲインを下げループ帯
域を狭める。このループの狭帯域は、DCレベルから2
0KHz程度である。
【0013】ここで、リードデータ(a)の立ち上がり
エッジでパルスゲート100内のゲートイネーブル信号
(c)を立ち上げ、VCO12の出力であるVCO(d
)の次の立ち上がりエッジでゲートイネーブル信号(c
)を立ち下げるとともに、パルスゲート100の出力で
あるゲートVCO(e)及び同期データ(f)を立ち上
げる。このゲートVCO(e)はVCO(d)の立ち下
がりエッジでリセットされ、同期データ(f)は続くV
CO(d)の立ち上がりエッジでリセットされる。
【0014】図11は、遅延データ(b)の位相が、V
CO(d)に対して進んでいるときの各信号のタイミン
グを示し、図12は、遅延データ(b)の位相が、VC
O(d)に対して遅れているときの各信号のタイミング
を示す。
【0015】このVFOループは、図13に示すような
PLL(フェーズロックループ)回路部を備えているの
で、このクローズドループの伝達関数H(s)は
【00
16】
【数1】
【0017】で表される。ここで、NはVCOの周波数
とリードデータの周波数との比である。また、その固有
周波数ωn及びダンピング係数ζは
【0018】
【数2】
【0019】で表される。従って、VFOループ帯域を
変化させる方法は、固有周波数ωnを操作することで行
うことができる。
【0020】VFOループは、HGDをH/Lに変化さ
せることにより、(2)式のRpを     Rp=Rnom・Rboost/(Rnom+
Rboost)                  
            at  HGD=H    
Rp=Rnom                at
  HGD=L        ……(4)としてルー
プゲインを変化させ、VFOループ帯域を変えている。
【0021】このように、従来例のVFOループは、最
初の同期状態の引き込み時には、VFOループのゲイン
を上げループ帯域を広げて同期状態に早く引き込むよう
にしていて、同期状態の引き込み終了時には、VFOル
ープのゲインを下げループ帯域を狭めているので、情報
記録媒体の欠陥等の外乱に対して、VFOが応答しにく
く、従って、VCOにより出力される同期クロックがこ
の外乱により乱されるという問題を解決している。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の情報記録再生装置のクロック抽出回路である
VFOループでは、通常VFO帯域を狭めているので、
情報記録媒体から情報を読み出すピックアップ(以下、
PUと略記する)による機械的原因、例えば、ディスク
偏心、スピンドルモータの回転ムラ等により発生する低
周波のジッタ成分には追従するが、PU及び情報記録媒
体固有の高周波ジッタ成分には追従しないため、位相マ
ージンを狭める要因となっている。
【0023】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、低周波のジッタ成分に追従するとともに、高周
波ジッタ成分にも追従できる位相マージンの広い情報記
録再生装置のクロック抽出回路を提供することを目的と
している。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の情報記録再生装
置のクロック抽出回路は、情報記録媒体より再生された
デジタル信号から、このデジタル信号を同期化する基準
クロックを生成する第1及び第2のVFO手段と、第1
のVFO手段の同期がとれていないことを検出する同期
はずれ手段と、この同期はずれ手段の出力に基づいて第
1及び第2のVFO手段で発生する基準クロックを選択
して出力する選択出力手段とを備えている。
【0025】
【作  用】同期はずれ手段が第1のVFO手段の同期
がとれていないことを検出すると、選択出力手段により
同期はずれ手段の出力に基づいて第1及び第2のVFO
手段で発生する基準クロックを選択して出力する。
【0026】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。
【0027】図1ないし図5は本発明の第1実施例に係
わり、図1はクロック抽出回路の構成を示すブロック図
、図2はアンロックディテクト回路に入力される信号を
説明するタイミング図、図3はアンロックディテクト回
路の動作を説明するタイミング図、図4はアンロックデ
ィテクト回路の変形例を示すブロック図、図5は図4に
示すアンロックディテクト回路の変形例の動作を説明す
る説明図である。
【0028】第1実施例の情報記録再生装置のクロック
抽出回路は、図1に示すように、第1VFOループ1a
と、第2VFOループ1bとを備えている。この第1V
FOループ1a及び第2VFOループ1bは、従来例の
VFOループとほとんど同じなので、異なる部分のみ説
明する。すなわち、第1VFOループ1aの遅延回路2
a、MUX4a、位相比較器6a、チャージアンプ8a
、ローパスフィルタ10a、VCO12a、分周器14
aと、第2VFOループ1bの遅延回路2b、MUX4
b、位相比較器6b、チャージアンプ8b、ローパスフ
ィルタ10b、VCO12b、分周器14bとは、従来
例のVFOループの遅延回路2、MUX4、位相比較器
6、チャージアンプ8、ローパスフィルタ10、VCO
12、分周器14と同等に構成されていて、動作も同じ
である。
【0029】また、第1VFOループ1aのパルスゲー
ト24a及び第2VFOループ1bのパルスゲート24
bは、フリップフロップ26a、28a、30a及び2
6b、28b、30bより構成されていて、異なる点は
、従来例のVFOループのパルスゲート100において
、同期データを生成するフリップフロップ108を取り
除いただけでその他の構成、作用は同じである。
【0030】ここで、チャージアンプ8a、8bのゲイ
ンは、常時ハイゲインに設定されていて、第1VFOル
ープ1a及び第2VFOループ1bのループ帯域を高帯
域にしている。すなわち、従来例の図13におけるHG
D信号の代わりにVccを接続することにより、従来例
で説明した(2)式において、Rpを常にRp=Rno
m・Rboost/(Rnom+Rboost)として
いる。
【0031】図示しない情報記録媒体、例えば、光ディ
スクからの再生信号であるリードデータを所定時間遅延
させる遅延回路18を備えていて、リードデータを第1
VFOループ1aに入力し、この遅延回路18により遅
延されたリードデータを第2VFOループ1bに入力す
るようになっている。
【0032】また、遅延回路2aの出力であるポンプア
ップ入力信号(以下、PUIと略記する)と、MUX4
aの出力であるポンプダウン入力信号(以下、PDIと
略記する)とを比較することにより同期状態を検出する
アンロックディテクト回路20と、このアンロックディ
テクト回路20の出力により同期クロックを第1VFO
ループ1aのVCO12aの出力とするか、第2VFO
ループ1bのVCO12bの出力とするかを選択するM
UX22とを備え、さらに、この同期信号に同期した同
期データを前記第1VFOループ1aのパルスゲート2
4a内のフリップフロップ26aの出力より生成するフ
リップフロップ32を設けている。
【0033】図2に示すようなタイミングで動作するP
UI(a)、VCO(b)、PDI(c)において、前
記アンロックディテクト回路20は、図2のA部分の拡
大である図3に示すように、VCO(b)の立ち上がり
に同期したPDI(c)の立ち上がり時点(a)で、P
UI(a)が(A)で示す時点で立ち上がるときは位相
が完全にロックしているとしてアンロックディテクト回
路20の出力であるULCD(d)をHレベルにし、ま
た、PUI(a)が(B)で示す時点で立ち上がるとき
も位相が±180°以内であることでロック状態として
ULCD(d)をHレベルにする。PUI(a)が(C
)で示す時点で立ち上がるときは位相が±180°を越
えているためロック状態がはずれたとしてULCD(d
)をLレベルにする。
【0034】すなわち、PDI(c)の立ち上がりエッ
ジとPUI(a)の立ち上がりエッジとの間隔が、VC
O(b)の周期Tにおいて、0.5T/2以上であれば
ULCD(d)をLレベルにしロックははずれたとし、
同期クロックを第2VFOループ1bのVCO12bの
出力とするようにMUX22を選択し、0.5T/2未
満であればULCD(d)をHレベルにしロック状態と
し、同期クロックを第1VFOループ1aのVCO12
aの出力とするようにMUX22を選択するようになっ
ている。
【0035】尚、アンロックディテクト回路20は、P
DI(c)の立ち上がりエッジとPUI(a)の立ち上
がりエッジとの位相比較としたが、これに限らず、例え
ば、図4に示すように、ローパスフィルタ10aの出力
レベルによりロック状態を判定するウインドウコンパレ
ータ20aにより構成されていてもよく、このウインド
ウコンパレータ20aの動作は、図5に示すように予め
設定された基準値VH、VLによりローパスフィルタ1
0aの出力レベルが基準値VHとVLとの間にある場合
にULCDをHレベルにしロック状態とし、同期クロッ
クを第1VFOループ1aのVCO12aの出力とする
ようにMUX22を選択し、基準値VHとVLとの間か
らはずれた場合にULCDをLレベルにしロックがはず
れたとし、同期クロックを第2VFOループ1bのVC
O12bの出力とするようにMUX22を選択する。
【0036】このように構成された第1実施例の情報記
録再生装置のクロック抽出回路は、通常は第1VFOル
ープ1aにより高周波のジッタを吸収できるとともに、
情報記録媒体の欠陥等の外乱による低周波のジッタに対
しても、アンロックディテクト回路20が第1VFOル
ープ1aのロックがはずれたことを検出し、遅延回路1
8により遅延させた欠陥等の外乱のなかった以前のリー
ドデータを用いて、第2VFOループ1bのVCO12
bより、同期クロックを出力することができるので、常
に安定した同期クロックを得ることができる。この安定
した同期クロックにより同期データの同期をとることで
高速高帯域のVFO系を構成することができる。
【0037】尚、情報記録媒体を光ディスクとしたが、
これに限らず、光磁気ディスクあるいは磁気ディスクで
も良い。
【0038】また、遅延回路18の遅延時間を所定時間
としたが、これに限らず、遅延時間を可変にし、第2V
FOループ1bでロック状態への引き込みが失敗した場
合、遅延時間を変更し、再度引き込み動作を行うように
しても良い。
【0039】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図6は第2実施例に係るクロック抽出回路の構成を
示すブロック図である。
【0040】第2実施例の情報記録再生装置のクロック
抽出回路は、第1実施例とほとんど同じなので、異なる
点のみ説明し、同一構成の対しては同じ符号をつけ説明
を省略する。
【0041】第2実施例の情報記録再生装置のクロック
抽出回路は、図6に示すように、同期データ及び同期ク
ロックにより記録されている情報を復調する復調回路3
4と、この復調回路34で復調された情報からエラー訂
正に用いる冗長語であるECC(Error Corr
ection Code)を検出するECC回路36と
、このECC回路36の出力より同期状態を判断し第2
VFOループ1bのチャージポンプ8bのゲインを制御
するHGDを出力するコントローラ38とを備えている
。尚、第1実施令と同様に第1VFOループ1aのルー
プ帯域は高帯域にしている。すなわち、図13における
HGD信号の代わりにVccを接続することにより、従
来例で説明した(2)式において、Rpを常に Rp=Rnom・Rboost/(Rnom+Rboo
st)としている。
【0042】このように構成された第2実施例の情報記
録再生装置のクロック抽出回路は、通常は第1VFOル
ープ1aにより高周波のジッタを吸収できるとともに、
情報記録媒体の欠陥等の外乱による低周波のジッタに対
しても、アンロックディテクト回路20が第1VFOル
ープ1aのロックがはずれたことを検出し、遅延回路1
8により遅延させた欠陥等の外乱のなかった以前のリー
ドデータを用いて、第2VFOループ1bのVCO12
bより、同期クロックを出力することができ、さらに、
情報記録媒体の欠陥等が大きく、遅延させたリードデー
タを用いても第2VFOループ1bの同期がはずれる場
合には、コントローラ38によりHGDを用いて第2V
FOループ1bのチャージポンプ8bのゲインを下げ、
ループ帯域を狭めることにより、同期クロックを得るこ
とができる。
【0043】その他の構成、作用、効果は第1実施例と
同じである。
【0044】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図7は第3実施例に係るクロック抽出回路の構成を
示すブロック図である。
【0045】第3実施例の情報記録再生装置のクロック
抽出回路は、図7に示すように、第1実施例において遅
延回路18がないという点が異なりその他の構成は同じ
なので、同じ符号をつけ説明を省略する。尚、第1VF
Oループ1aはチャージポンプ8aのゲインを上げ、第
1VFOループ帯域を広くし、第2VFOループ1bは
チャージポンプ8bのゲインを下げ、第2VFOループ
帯域を狭くしている。すなわち、第1VFOループ1a
では、従来例で説明した(2)式において、Rpを常に
Rp=Rnom・Rboost/(Rnom+Rboo
st)とし、第2VFOループ1bでは、従来例で説明
した(2)式において、Rpを常に Rp=Rnom としている。
【0046】このように構成された第3実施例の情報記
録再生装置のクロック抽出回路では、通常は第1VFO
ループ1aにより高周波のジッタを吸収できるとともに
、情報記録媒体の欠陥等の外乱による低周波のジッタに
対しても、アンロックディテクト回路20が第1VFO
ループ1aのロックがはずれたことを検出した場合、第
2VFOループが狭帯域に設定されているので、アンロ
ックディテクト回路20を用いて、この第2VFOルー
プに切り換えることにより、遅延されたリードデータを
用いることなく同期クロックを得ることができる。
【0047】その他の構成、作用、効果は第1実施例と
同じである。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明の情報記録再生装置のクロック抽出回路は、同期は
ずれ手段が第1のVFO手段の同期がとれていないこと
を検出すると、選択出力手段により同期はずれ手段の出
力に基づいて第1及び第2のVFO手段で発生する基準
クロックを選択して出力するので、低周波のジッタ成分
に追従するとともに、高周波ジッタ成分にも追従できる
広い位相マージンを得ることができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
【図1】  第1実施例に係るクロック抽出回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】  第1実施例に係るアンロックディテクト回
路に入力される信号を説明するタイミング図である。
【図3】  第1実施例に係るアンロックディテクト回
路の動作を説明するタイミング図である。
【図4】  第1実施例に係るアンロックディテクト回
路の変形例を示すブロック図である。
【図5】  第1実施例に係る図4に示すアンロックデ
ィテクト回路の変形例の動作を説明する説明図である。
【図6】  第2実施例に係るクロック抽出回路の構成
を示すブロック図である。
【図7】  第3実施例に係るクロック抽出回路の構成
を示すブロック図である。
【図8】  従来例に係るクロック抽出回路であるVF
Oループの構成を示すブロック図である。
【図9】  従来例に係るISO(国際標準化機構)の
5.25”WORMのセクタフォーマットを説明するフ
ォーマットである。
【図10】従来例に係るクロック抽出回路であるVFO
ループの動作を説明するタイミング図である。
【図11】従来例に係る遅延データの位相がVCOに対
して進んでいるときのVFOループの動作を説明するタ
イミング図である。
【図12】従来例に係る遅延データの位相がVCOに対
して遅れているときのVFOループの動作を説明するタ
イミング図である。
【図13】従来例に係るVFOループのPLL回路部の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1a…第1VFOループ 1b…第2VFOループ 6a…位相比較器 8a…チャージポンプ 12a…VCO 14a…分周器 18…遅延回路 20…アンロックディテクト回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  情報記録媒体より再生されたデジタル
    信号から、このデジタル信号を同期化する基準クロック
    を生成する第1及び第2のVFO手段と、第1のVFO
    手段の同期がとれていないことを検出する同期はずれ手
    段と、この同期はずれ手段の出力に基づいて第1及び第
    2のVFO手段で発生する基準クロックを選択して出力
    する選択出力手段とを備えたことを特徴とした情報記録
    再生装置のクロック抽出回路。
  2. 【請求項2】  情報記録媒体より再生されたデジタル
    信号を遅延して前記第2のVFO手段に出力する遅延手
    段を備えたことを特徴とした請求項1の情報記録再生装
    置のクロック抽出回路。
  3. 【請求項3】  前記第2のVFO手段は、前記同期は
    ずれ手段に基づいて、より狭い帯域にループ帯域を変化
    させることを特徴とした請求項1の情報記録再生装置の
    クロック抽出回路。
JP3100185A 1991-05-01 1991-05-01 情報記録再生装置のクロック抽出回路 Withdrawn JPH04330675A (ja)

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