ピークレベル検出器、ピークレベル検出部、及び、２値化信号生成回路
【課題】Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングによらず、ピークレベルを高い精度で検出できるピークレベル検出器を提供する。
【解決手段】ピークレベル検出器１１には、所定のサンプリングクロックに従って離散的に信号レベルが取得された信号が入力される。ピークタイミング検出器１１１は、連続する少なくとも３つのサンプル点でのサンプリングデータを比較し、少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１点が大きくなるピークタイミングを検出する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミングの検出時に、連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から、サンプリング前の元信号のピークレベルを推定する。
【解決手段】ピークレベル検出器１１には、所定のサンプリングクロックに従って離散的に信号レベルが取得された信号が入力される。ピークタイミング検出器１１１は、連続する少なくとも３つのサンプル点でのサンプリングデータを比較し、少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１点が大きくなるピークタイミングを検出する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミングの検出時に、連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から、サンプリング前の元信号のピークレベルを推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピークレベル検出器及びピークレベル検出部に関し、更に詳しくは、所定のサンプリングクロックに従って離散的に信号レベルが取得されたパルス信号のサンプリングデータから、元信号であるパルス信号の最大値を推定するピークレベル検出器及びピークレベル検出部に関する。また、本発明は、そのようなピークレベル検出器を用いた２値化信号生成回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス信号のピークレベルを検出するピークレベル検出器と、それを用いた２値化信号生成回路とがある。そのような回路が搭載される装置の一つとして、光ディスク装置がある。光ディスク装置で記録・再生される光ディスクの種類としては、追記型のＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ）や書き換え可能なＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＷ）がある。これらＤＶＤ−Ｒ／ＲＷには、半径方向に一定の周波数でうねり（ウォブル）がついた、データ記録を行うためのグルーブトラックと、情報の記録・再生を行う際に必要な物理アドレス情報等を示すＬＰＰ（Ｌａｎｄ Ｐｒｅ−Ｐｉｔ）があらかじめ記録されているランドとが形成されている。
【０００３】
光ディスク再生時には、光ディスク装置内の光ピックアップからレーザ光を照射し、光ディスクからの反射光を、光ピックアップ内にある複数個の受光素子により受光する。記録データのＲＦ信号は、複数個の受光素子から出力される信号の和をとることにより生成される。また、ウォブル再生信号は、受光素子から出力される信号のうち、内周側に設けられた受光素子の出力信号と、外周側に設けられた受光素子の出力信号との差をとることにより生成される。ウォブル再生信号は、ウォブル成分と、ＬＰＰを示す成分を含む二次曲線状のパルス成分として再生される。また、パルス成分は、ウォブル成分のピーク付近で、ウォブル成分よりも大きな振幅の信号として再生される。ウォブル再生信号から、２値化信号回路により、ＬＰＰを示すパルス成分の２値化信号が生成される。
【０００４】
２値化信号生成回路は、ＶＣＡ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と、ピークレベル検出部と、ベースレベル検出部と、スライスレベル生成部と、コンパレータとから構成される。ＶＣＡは、ウォブル再生信号を入力し、その振幅を、以降の処理に適切な大きさとなるように補正して出力する。ピークレベル検出部及びベースレベル検出部は、それぞれＶＣＡの出力を入力し、パルス信号のピークレベル及びベースレベルを検出して出力する。スライスレベル生成部は、ピークレベル検出部及びベースレベル検出部の出力を入力し、スライスレベルを生成し出力する。コンパレータは、ＶＣＡの出力とスライスレベル生成部の出力とを比較し、パルス成分の２値化信号を出力する。
【０００５】
２値化信号生成回路の各部は、アナログ回路で構成できる。例えば、ピークレベル検出部は、図１１に示すような回路で構成できる。この例では、ピークレベル検出部７０の出力は、コンデンサ７４に蓄えられた電荷によって定まる。出力の電位がＶＣＡ出力として与えられる電位より低い場合には、バッファ７１からダイオード７２、抵抗７３を経由して、コンデンサ７４に電荷が蓄えられる。逆に、出力の電位が高い場合には、蓄えられた電荷が抵抗７５を通して放電される。抵抗７３とコンデンサ７４とで決まる時定数が、パルス成分の持続時間と同程度で、かつ、抵抗７５とコンデンサ７４とで決まる時定数がパルス成分の間隔より十分に長ければ、ピークレベル検出部からは、パルス成分のピーク値に追従した出力が得られる。
【０００６】
また、ベースレベル検出部は、ピークレベル検出部と同様な回路構成にて、ピークレベルに追従する時定数を大きくし、パルス成分に追従しないようにすることにより実現できる。図１１においては、ピークレベルへの追従特性に関連する時定数は、抵抗７３及びコンデンサ７４により決定されるので、これらをパルス成分の持続時間に比べて十分に大きくとればよい。
【０００７】
ここで、アナログ回路は単純な回路で構成できるものの、素子ばらつきの影響を受けやすく、受動部品を使うため小型化には向かない。これに対して、ディジタル回路は、素子ばらつきの影響を抑えられることや回路の微細化に向いている。また、ＣＰＵやメモリとの接続も容易となる。これらのことから、近年、回路を構成する際には、ディジタル回路で構成する傾向が高まっている。上述した２値化信号生成回路をディジタル回路として構成した場合、ウォブル再生信号は、Ａ／Ｄ変換器によって所定のサンプリングクロックに基づいてサンプリングされた離散的なサンプルデータとなる。このとき、サンプリングのタイミングによっては、パルス成分のピークレベルでサンプリングできていない可能性がある。
【０００８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に、ウォブル再生信号波形とそのサンプリング点とを示す。ウォブル信号波形中に●印で示す位置が、サンプリング点である。図１２（ａ）では、サンプリングのタイミングが、パルス成分のピークレベルと一致している。このため、Ａ／Ｄ変換前のウォブル再生信号波形（アナログ）におけるピークレベルと、ＡＤ変換後のピークレベルとは等しい。しかし、図１２（ｂ）では、サンプリングタイミングがＬＰＰ信号のピークレベルに一致しておらず、Ａ／Ｄ変換前のウォブル再生信号波形におけるピークと、Ａ／Ｄ変換後のピークとは一致しない。このように、ディジタル構成では、サンプリングタイミングのずれにより、パルス成分のピークレベルが変化する。高速再生時に、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期を再生速度によらず一定とすると、１つのパルス成分に対するサンプル数が減るため、Ａ／Ｄ変換の前後でのピークレベルが一致しない可能性はより高くなる。この場合、パルス成分のピークレベルの検出精度が下がり、ノイズの影響等により、パルス成分が小さい場合に正しく２値化できない可能性が出る。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換器にて、ピークレベルを正しくサンプリングするための方法として、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くし、サンプリングデータを多くする方法がある。しかし、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くするには、回路規模の大きなＡ／Ｄ変換器を使用する必要がある。また、回路規模の大きなＡ／Ｄ変換器は、消費電力が高くなるという問題もある。Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くしないで、ピークレベルを正しく検出する技術としては、特許文献１や特許文献２に記載された技術がある。特許文献１に記載の技術では、ディスク状記録媒体の円周方向に間欠的に設けられた、サーボ領域に形成されたウォブルマークからの反射光強度を表すピット信号を、一定のサンプリング周期でサンプリングする。このサンプリングデータから、ピット信号のピーク値を算出する。このとき、１つのピット信号に対するサンプリングデータが少ないことから、周期的に存在する複数のピット信号からのサンプリングデータを抽出し、抽出したサンプリングデータを２次関数で近似することにより、ピークレベルを算出する。
【００１０】
また、特許文献２に記載された技術では、まず、アナログ信号を所定周期Ｔｓでサンプリングし、所定数Ｎのデータをサンプリングデータメモリに記憶する。サンプリングデータメモリに所定数Ｎのデータが記憶されると、そのＮ個のデータの中から最大となるデータを上位３つ見つける。最大となるデータが、ａ番目のデータＤ（ａ）であるとすると、（ａ−１）番目のデータＤ（ａ−１）から（ａ＋１）番目のデータＤ（ａ＋１）までの間を補間対象区間とする。データＤ（ａ−１）とＤ（ａ）及びＤ（ａ）とＤ（ａ＋１）の間を、Ｔｓ／Ｍ間隔で補間する補間データｄａ−１（１）、…、ｄａ−１（Ｍ−１）、ｄａ（１）、…ｄａ−１（ａ−１）を求める。ｄａ−１（ｂ）は、次式によって求められる。
ｄａ−１（ｂ）＝ΣＤ［（ａ＋１）＋ｉ］×［１／π・Ｔｓ（１−ｂ／Ｍ）］
×ｓｉｎ［ｘ・Ｔｓ（１−ｂ／Ｍ）］×Ｗ［（ｉ−ｂ）／Ｍ）
（ただし、Σはｉ＝−ｐからｐまでの総和をとるものとする）
２番目に大きいデータと３番目に大きいデータについても同様の演算を行い、それぞれの区間の補間データを求める。このようにして求められた補間データから、最も大きなデータをピークレベルとして検出している。
【特許文献１】特開２００３−２８１７６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６０５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、複数のピット信号のサンプリングデータを、１つのピット信号のサンプリングデータのように扱い演算を行う。このため、特許文献１に記載の技術では、十分な精度が得られないことが考えられる。一方、特許文献２では、補間データを求めることにより、Ａ／Ｄ変換前の信号に近い信号を再現できる。しかし、特許文献２に記載の技術では、ピークレベルの１点を検出するために、複数のデータを求める必要があり、補間の精度を高くするほど、演算量が増加するという問題がある。
【００１２】
本発明では、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングによらず、ピークレベルを高い精度で検出できるピークレベル検出器、並びに、そのようなピークレベル検出器を備えるピークレベル検出部、及び、２値化信号生成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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のピークレベル検出器は、離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータから、該サンプリングデータのピークレベルを検出するピークレベル検出器であって、前記サンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出するピークタイミング検出部と、前記ピークタイミング検出部が、ピークタイミングを検出すると、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピーク推定部とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のピークレベル検出部は、離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記サンプリングデータ中の前端及び後端のサンプリングデータより、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピークレベル検出器と、前記ピークレベル検出器の出力と、一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の２値化信号生成回路は、パルス成分を含む信号からパルス成分を２値化した信号を生成する２値化信号生成回路であって、サンプリングクロックに従って、前記パルス成分を含む信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列うちの連続する少なくとも３つのデータを比較し、前記データ列中の前端及び後端のデータより、前端及び後端に挟まれるデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのデータから前記パルス成分のピークレベルを推定するピークレベル検出器と、該ピークレベル検出器の出力と一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有するピークレベル検出部と、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列から前記パルス成分のベースレベルを検出するベースレベル検出部と、前記ピークレベル検出部が出力するパルス成分のピークレベルと前記ベースレベル検出部が出力するパルス成分のベースレベルとから、パルス成分を２値化するためのスライスレベルを生成するスライスレベル生成部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記スライスレベル生成部が生成したスライスレベルを用いてパルス成分の２値化信号を出力するコンパレータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のピークレベル検出器及びピークレベル検出部では、離散的に信号レベルが取得されたパルス信号のサンプリングデータから、元のパルス信号のピークレベルを求めることができる。また、本発明の２値化信号生成回路では、パルス信号の２値化を高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のピークレベル検出器を含むピークレベル検出部の構成を示している。ピークレベル検出部１０は、ピークレベル検出器１１と、ピークレベル算出器１２とを有する。ピークレベル検出器１１には、離散的に取得されたサンプリングデータ列が入力される。このサンプリングデータ列は、例えば光ディスクから読み出された信号を、Ａ／Ｄ変換器にてサンプリングクロックに従ってＡ／Ｄ変換したデータ列である。
【００１８】
ピークタイミング検出器１１１は、連続する三時刻分のサンプリングデータを保存するレジスタを有しており、サンプリングデータ列の連続する３点のサンプリングデータを比較し、中央のサンプリングデータが、その前後のサンプリングデータよりも大きい時点（ピークタイミング）を検出する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミング検出器１１１がピークタイミングを検出すると、３点のサンプリングデータに基づいて、元信号のピークレベルを推定し、その推定値をピーク値として出力する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミング検出時以外、つまり、前後のサンプリングデータのうちの少なくとも１つの値が中央のサンプリングデータよりも大きいときは、３つのサンプリングデータのうちの中央の値を出力する。
【００１９】
ピークタイミング検出器１１１がピークタイミングを検出したときの３つのサンプリングデータを、ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１とする。３つのサンプリングデータの大小関係はｙＮ−１＜ｙＮ、かつ、ｙＮ＞ｙＮ＋１であり、この場合、サンプリング前のデータ（元信号）において、時刻Ｎ−１からＮ＋１までの間にピークが存在している。そこで、二次関数近似により、ピークを推定する。これら３点を通る２次関数のピークレベルｐは、
ｐ＝ｙＮ−（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）２／８（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１） （１）
で表すことができる。ピーク推定器１１２は、式１に従って、３点のサンプリングデータからピークレベルとなる値を推定する。このようにピーク値を推定することで、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングに影響されずに、ピークレベルが検出できる。
【００２０】
なお、中央のサンプリングデータが前後のサンプリングデータよりも大きいときでも、中央のサンプリングデータと、前後のサンプリングデータとの差が小さいときには、式１で算出されたｐの値は中央のサンプリングデータと大きく変わらない。このため、中央のサンプリングデータと前後のサンプリングデータとの差を求め、その差が所定の値以上のときに、ピーク推定器１１２にて式１によりピークレベルｐを算出し、差が所定の値よりも小さいときは、ピーク推定器１１２から中央のサンプリングデータを出力してもよい。
【００２１】
ところで、式１を参照すると、この演算には除算が含まれる。回路のＬＳＩ化に際して、除算器を用いると、回路量が増加する。そこで、式１の項の（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）と（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１）の比に応じて、（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）の倍率を決定するようにしてもよい。この方法によるピークレベルｐの算出のフローチャートを、図２に示す。まず、ピークレベルｐの初期値をｙＮとし、｜ｙＮ＋１−ｙＮ−１｜、８｜ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１｜をそれぞれａ、ｂとする（ステップＡ１）。また、ｃの初期値をａと置く（ステップＡ２）。次いで、ａとｂの比の関係を求めるための任意に設定できる整数をｘとし、ｃとｂ／ｘとを比較する（ステップＡ３）。ｘを大きくする程、ａとｂの比の精度が高く求めることができるが、比較する回数が増える可能性がある。ｃとｂ／ｘとを比較し、ｃがｂ／ｘより大であれば、ｃ／ｂが１／ｘ以上であるので、ｐ＝ｐ＋ａ／ｘとすることができる（ステップＡ４）。ｃからｂ／ｘを差し引き（ステップＡ５）、ステップＡ３に戻り、比較を繰り返す。そして、ｃとｂ／ｘを比較し、ｃがｂ／ｘより小となったときのピークレベルｐを求める。
【００２２】
ピークレベル検出器１１の出力は、ピークレベル算出器１２に入力される。ピークレベル算出器１２は、比較器１２１により、ピークレベル検出器１１の出力（ｐｉ）と、一時刻前の自身の出力（Ｐｉ−１）とを比較する。ピークレベル算出器１２は、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前の自身の出力よりも大きいときは（ｐｉ＞Ｐｉ−１）、セレクタ１２２より、一時刻前の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の自身の出力との差にピークレベル追従時定数（Ｋ）を乗じた値を加えた値（Ｐｉ−１＋（ｐｉ−Ｐｉ−１）×Ｋ）を出力する。一方、一時刻前の自身の出力がピークレベル検出器１１の出力よりも大きいときは（ｐｉ＜Ｐｉ−１）、セレクタ１２２より、一時刻前の自身の出力（Ｐｉ−１）から所定の減衰量（Ａ）を減算した値（Ｐｉ−１−Ａ）を出力する。
【００２３】
ここで、ピークレベル追従時定数（Ｋ）は、図１１に示すアナログ回路における抵抗７３とコンデンサ７４とで定まる時定数に相当する値である。また、減衰量（Ａ）は、図１１に示すアナログ回路における抵抗７５とコンデンサ７４とで定まる時定数に相当する値である。回路としては、ピークレベル追従時定数としていくつかの値を持たせておき、外部からの制御で、実際にピークレベル算出器１２にて使用する値を選択するように構成しておけばよい。また、減衰量についても同様に、減衰量としていくつかの値を持たせておき、外部からの制御で、実際にピークレベル算出器１２にて使用する値を選択するように構成しておけばよい。
【００２４】
図３に、ピークレベル検出部を含む２値化信号生成回路の構成を示す。２値化信号生成回路は、Ａ／Ｄ変換器２０、ＶＣＡ３０、ピークレベル検出部１０、ベースレベル検出部４０、スライスレベル生成部５０、及び、コンパレータ６０を有する。Ａ／Ｄ変換器２０は、所定のサンプリング周期でウォブル信号をサンプリングする。ＶＣＡ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０の出力を入力し、Ａ／Ｄ変換器２０の出力を、以降の処理に適切な振幅に補正して出力する。ピークレベル検出部１０及びベースレベル検出部４０は、それぞれＶＣＡ３０の出力を入力し、ＬＰＰのピークレベル及びベースレベルを検出し出力する。
【００２５】
図４に、ベースレベル検出部４０の構成を示す。ベースレベル検出部４０は、ピークレベル算出器１２を有する。ベースレベル検出部４０の構成は、図１に示すピークレベル検出部１０の構成から、ピークレベル検出器１１を除いた構成である。ピークレベル算出器１２には、ベースレベル追従時定数が入力され、ピークレベル算出器１２は、ベースレベル追従時定数に応じた追従を行う。すなわち、ＶＣＡ出力（ｙｉ）が、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（Ｑｉ−１）よりも大きいときは、一時刻前出力に、ＶＣＡ出力と一時刻前出力との差にベースレベル追従定数（Ｋ）を乗じた値を加えた値（Ｑｉ＝Ｑｉ−１＋（ｙｉ−Ｑｉ−１）×Ｋ）を出力する。ベースレベル検出部４０では、ピークレベル算出器１２は、ベースレベルに相当するウォブル成分のピーク値を出力する。
【００２６】
なお、ベースレベル検出部４０の構成として、ピークレベル検出部１０と同様に、二次関数近似によってピークレベルを推定するピークレベル検出器１１を備える構成も考えられる。しかし、一般に、パルス成分のベースレベルは、パルス成分よりも振幅が小さい。このため、二次関数を用いて近似したピーク値と、サンプリングデータを用いて求めたピーク値との差は小さい。従って、ベースレベル検出部４０では、ピークレベル検出器１１を用いなくても、ベースレベルを正しく求めることが可能であり、図４では、ピークレベル検出器１１を省いた構成としている。
【００２７】
また、サンプリングデータ列となっても、パルス成分とウォブル成分の特性は変わらないので、ピークレベル検出部１０とベースレベル検出部４０とで、ピークレベル算出器１２に共通の回路を使用することができる。すなわち、２値化信号生成回路の外部より設定可能なピークレベル（ベースレベル）追従時定数を、相互に異なる値に設定することで、パルス成分とウォブル成分との２種類のピークレベルの検出が可能である。
【００２８】
図５に、スライスレベル生成部５０の構成を示す。スライスレベル生成部５０は、減算器５１、乗算器５２、及び、加算器５３を有する。スライスレベル生成部５０は、ピークレベル検出部１０の出力と、ベースレベル検出部４０の出力とから、両信号の範囲内の値を算出し、スライスレベルを出力する。コンパレータ６０は、ＶＣＡ３０の出力とスライスレベル生成部５０の出力とを入力し、比較処理を行う。コンパレータ６０は、ＶＣＡ出力がスライスレベルよりも大きいときは“１”を、スライスレベルよりも小さいときは“０”を出力する。このコンパレータ６０の出力が、２値化信号生成回路の出力となり、パルス成分の２値化信号が得られる。
【００２９】
ピークレベル検出器１１の動作について、具体例を用いつつ説明する。図６に、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形とそのサンプリング点を示す。ここでは、説明の便宜上、ＶＣＡ３０における振幅補正は等倍（補正なし）とする。Ａ／Ｄ変換器２０は、入力信号（ウォブル再生信号）を所定の周期でサンプリングし、図中に●印で示すサンプリングデータを出力する。ピークレベル検出部１０は、各時刻のサンプリングデータを挟む連続する３点のサンプリングデータについて、各時刻のサンプリングデータと、その前後の時刻のサンプリングデータとを比較し、中央のサンプリングデータが、その前後の時刻のサンプリングデータよりも大きいか否かを判断する。中央のサンプリングデータが、その前後の時刻のサンプリングデータよりも大きいということは、その三時刻の間に入力信号の極大値が存在することを表している。すなわち、３つのサンプリングデータの間に、ピークレベルが含まれる可能性があるということを表している。
【００３０】
図６では、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形は、時刻Ｎ−１、Ｎ付近でピークを取っている。このピークは、ＬＰＰ付近のピークに対応している。時刻Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１におけるサンプリングデータを、それぞれｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１とする。ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を比較すると、中央のサンプリングデータであるｙＮが、その前後のｙＮ−１、ｙＮ＋１よりも大きくなっている。しかしながら、Ａ／Ｄ変換におけるサンプリングのタイミングが、入力信号波形がピークとなる時点からずれており、ｙＮの値は、入力信号波形のピークよりは小さな値となっている。そこで、３点のサンプリングデータｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を通る２次関数の曲線を考え、その曲線の極大値を求める。この２次関数の曲線は、図６中に実線で示すようになる。ピークレベル検出部１０は、この２次関数曲線の極大値を、式１により算出し、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形のピークレベルを推定する。算出されたピークレベルｐは、サンプリングデータの最大値ｙＮに比して、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形のピークに近い値となり、誤差が減少する。
【００３１】
図７に、ピークレベル検出部１０の各部の動作波形を示す。図７に示すように、ピークレベル検出器１１の出力は、ある期間にパルス成分が２つ含まれる信号となっている（ａ）。このパルス成分は、図６におけるＬＰＰ付近のピークに対応している。なお、図７では、説明簡略化のために、パルス成分以外のピークレベル検出器１１の出力をフラットにしているが、実際には、図６に示すように、小刻みに変動する。ただし、その値の大きさは、パルス成分でのピークレベル検出器１１の出力よりも小さい。
【００３２】
時刻ｔ１で、ピークレベル算出器１２に、１番目のパルス成分が入力されると、比較器１２１は、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも大きいと判断する。比較器１２１は、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力よりも大きいと判断すると、セレクタ１２２に、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の出力との差にピークレベル追従時定数を乗じた値を加えた値を出力させる。
【００３３】
１番目のパルス成分のピークに向けて、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が増加していくとき、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも大きい。このため、ピークレベル算出器１２の出力（ｃ）は、一時刻前の出力（ｂ）よりも、ピークレベル検出器１１の出力との差分に応じた分だけ増加する。従って、ピークレベル算出器１２の出力は、ピークレベル検出器１１の出力の増加に追従して、増加していく。
【００３４】
１番目のパルス成分がピークレベルに到達し、時刻ｔ２にて、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が減少に転じると、比較器１２１は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）がピークレベル検出器１１の出力（ａ）よりも大きいと判断する。比較器１２１は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力がピークレベル検出器１１の出力よりも大きいと判断すると、セレクタ１２２に、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力から所定の減衰量を減じた値を出力させる。１番目のパルス成分のピーク後は、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも小さいので、ピークレベル算出器１２の出力（ｃ）は、１番目のパルス成分のピークレベルで極大値をとった後、一定の割合で減少していくことになる。
【００３５】
２番目のパルス成分が入力され、時刻ｔ３にて、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力を上回ると、ピークレベル算出器１２は、１番目のパルス成分のときと同様な動作で、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の出力との差にピークレベル追従時定数を乗じた値を加えた値を出力する。２番目のパルス成分がピークに到達し、ピークレベル検出器１１の出力が減少に転じた後についても、１番目のパルス成分が入力されたときと同様な動作により、ピークレベル算出器１２は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力から所定の減衰量を減じた値を出力する。
【００３６】
続いて、２値化信号生成回路の動作例について説明する。図８に、２値化信号生成回路の各部の動作波形を示す。同図では、各信号を連続した信号として示しているが、実際には離散信号となっている。Ａ／Ｄ変換器２０が出力する信号は、ウォブル成分とＬＰＰを示すパルス成分とが重なった信号であり、ＶＣＡ３０により、以降の処理に適切な振幅に補正される。ピークレベル検出器１１は、ＶＣＡ３０の出力信号から、パルス成分のピークレベルを検出する。また、ベースレベル検出部４０は、ＶＣＡ３０の出力信号から、ウォブル成分のピークレベルを検出する。
【００３７】
スライスレベル生成部５０は、ピークレベル検出部１０及びベースレベル検出部４０の出力から、両者の範囲内の値となるスライスレベルを生成する。コンパレータ６０は、ＶＣＡ３０の出力と、スライスレベル生成部５０が生成したスライスレベルとを比較し、ＶＣＡ３０の出力がスライスレベルよりも大きいときは“１”を、スライスレベルよりも小さいときは“０”を出力する。これにより、パルス成分の２値化信号が得られる。
【００３８】
図９に、パルス成分の２値化の動作についての別例を示す。図９（ａ）は、本実施形態のピークレベル検出器１１を用いた場合である。すなわち、サンプリングデータから式１によりピーク値を推定し、それを基にスライスレベル決定する場合である。図９（ｂ）は、サンプリングデータからそのままピーク値を求め、それを基にスライスレベルを決定する場合である。双方のスライスレベルを比較すると、サンプリングデータからそのまま求めたピーク値は、式１を適用して推定したピーク値よりも小さい値となるため、スライスレベル生成部５０での設定が同様とした場合、図９（ｂ）のスライスレベルは、図９（ａ）のスライスレベルよりも低くなる。
【００３９】
ＶＣＡ３０の出力には、パルス成分の他に、ノイズ成分が含まれる。通常、ノイズ成分の振幅は、パルス成分の振幅よりも小さい。図９（ａ）では、スライスレベルが十分に高いので、ノイズ成分が、スライスレベルを超えることはない。従って、パルス成分に対応した箇所でのみ２値化信号のパルスが得られ、パルス成分を正しく検出できる。一方、図９（ｂ）では、スライスレベルが図９（ａ）の場合よりも低いため、ノイズ成分で、２値化信号が“１”となる。この場合、ノイズ成分をパルス成分と誤検出して、エラーが発生する可能性がある。
【００４０】
本実施形態では、ピークタイミング検出器１１１によって、ピークタイミングを検出し、ピーク推定器１１２にて、連続する３点のサンプリング点から、サンプリング前の元信号のピークを推定する。連続する３点のサンプリング点のうちの前後の値が、中央よりも小さいときに、その３点のサンプリング点を二次関数で近似したときの極大値を求めることで、サンプリング前の元の信号のピークを推定可能である。従って、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングのタイミングにより、パルス成分のピークレベルをサンプリングできない場合でも、パルス成分のピークレベルを高い精度で検出できる。
【００４１】
ここで、二次関数を用いてピークを推定するという点では、特許文献１と類似する。しかし、特許文献１では、入力信号をピット信号、つまり、上に凸の山型の信号に限定しており、入力信号に（ピーク）山とボトム（谷）とが交互に現れる信号を想定していない。このため、入力信号に山と谷とが交互に現れる状況では、ピーク値を正しく推定することはできない。本実施形態では、ピークタイミング検出器１１１にて、入力信号うちの連続する３点のサンプリング値を比較し、中央のサンプリング値が、前後のサンプリング値よりも大きくなる時点を、ピークタイミングとして検出し、そのタイミングで、ピーク値を推定する。このようにすることで、入力信号に山と谷とが交互に現れる状況でも、ピーク値を正しく推定できる。
【００４２】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のピークレベル検出部の構成は、図１に示す第１実施形態のピークレベル検出部１０の構成と同様である。本実施形態では、ピークレベル検出器１１は、サンプリングデータの連続する４点から、元信号のピークレベルを推定する。ピークタイミング検出器１１１は、サンプリングデータの連続する４点の値を比較する。ピークタイミング検出器１１１は、前端及び後端のサンプリングデータよりも、それらに挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１点の値が大きい時点を、ピークタイミングとして検出する。
【００４３】
ピーク推定器１１２は、ピークタイミングが検出された連続する４点のサンプリングデータから、二次関数近似を利用して、元信号のピーク値を算出（推定）する。その際、ピーク推定器１１２は、連続する４点のサンプリングデータのうちの前端のサンプリングデータを含む連続する３点のサンプリングデータから式１によりピーク値を算出し、連続する４点のサンプリングデータのうちの後端のサンプリングデータを含む連続する３点のサンプリングデータから式１によりピーク値を算出し、それらの相加平均を、推定されたピーク値として出力する。
【００４４】
図１０に、入力信号波形及びそのサンプリング点を示す。この例では、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形は、時刻Ｎ−１、Ｎ付近でピークを取っている。このピークは、ＬＰＰ付近のピークに対応している。時刻Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２におけるサンプリングデータを、それぞれｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１、ｙＮ＋２とする。これらを比較すると、前端及び後端のサンプリングデータｙＮ−１、ｙＮ＋２よりも、その間のサンプリングデータｙＮ、ｙＮ＋１が大きい。このため、ピークタイミング検出器１１１は、時刻Ｎ−１からＮ＋２を、ピークタイミングとして検出する。
【００４５】
ピーク推定器１１２は、ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を通る二次関数曲線とｙＮ、ｙＮ＋１、ｙＮ＋２を通る二次関数曲線とのそれぞれの極大値を求め、その平均値を算出する。すなわち、４点のサンプリングデータの中心２点を通り、端２点のサンプリングデータを考慮した二次関数のピークレベルとなる値を算出する。このとき算出されるピークレベルｐは、式２で表せる。
ｐ＝（ｙＮ＋ｙＮ＋１）／２−（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）２／１６（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１）−（ｙＮ＋２−ｙＮ）２／１６（ｙＮ＋２−２ｙＮ＋１＋ｙＮ） （２）
【００４６】
本実施形態では、ピークレベル算出に用いるサンプリング点を第１実施形態よりも増やし、連続する４点のサンプリングデータを用いて、離散的なサンプリングデータから、元の信号のピークレベルを推定する。本実施形態では、第１実施形態に比して、ピークレベル算出での演算量が増加するが、用いるサンプリングデータ数を増やすことで、ノイズ等の影響を軽減して、ピークレベルを算出することが可能である。その他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００４７】
なお、第１実施形態では連続する３つのサンプリングデータを用いて元信号のピークレベルを推定し、第２実施形態では連続する４つのサンプリングデータを用いて元信号のピークレベルを推定したが、５つ以上のサンプリングデータを用いてピークレベルを算出することも可能である。その場合には、ピークタイミング検出器１１１にて、連続する５つのサンプリングデータを比較し、前端及び後端のサンプリングデータよりもそれらの挟まれたサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなる時点をピークタイミングとして検出し、ピーク推定器１１２にて、ピークタイミングが検出された５つのサンプリングデータから、時刻を１つずつずらしながら連続する３つのサンプリングデータにより二次関数近似の極大値を求め、それらの相加平均を求めればよい。
【００４８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のピークレベル検出器、ピークレベル検出部、及び、２値化信号生成回路は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態のピークレベル検出部の構成を示すブロック図。
【図２】ピークレベル検出器におけるピークレベル算出の手順を示すフローチャート。
【図３】ピークレベル検出部を含む２値化信号生成回路の構成を示すブロック図。
【図４】ベースレベル検出部の構成を示すブロック図。
【図５】スライスレベル生成部の構成を示すブロック図。
【図６】第１実施形態におけるピークレベル検出器の動作を示す波形図。
【図７】ピークレベル検出部の各部の動作を示す波形図。
【図８】２値化信号生成回路の各部の動作を示す波形図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれコンパレータの入力信号と２値化信号とを示す波図。
【図１０】本発明の第２実施形態のピークレベル検出器の動作を示す波形図。
【図１１】アナログ回路構成のピークレベル検出器の構成を示すブロック図。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれＬＰＰ成分付近の信号をＡ／Ｄ変換した例を示す波形図。
【符号の説明】
【００５０】
１０：ピークレベル検出部
１１：ピークレベル検出器
１１１：ピークタイミング検出器
１１２：ピーク推定器
１２：ピークレベル算出器
１２１：比較器
１２２：セレクタ
２０：Ａ／Ｄ変換器
３０：ＶＣＡ
４０：ベースレベル検出部
５０：スライスレベル生成部
５１：減算器
５２：乗算器
５３：加算器
６０：コンパレータ
７０：ピークレベル検出部（アナログ）
７１：バッファ
７２：ダイオード
７３：抵抗
７４：コンデンサ
７５：抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピークレベル検出器及びピークレベル検出部に関し、更に詳しくは、所定のサンプリングクロックに従って離散的に信号レベルが取得されたパルス信号のサンプリングデータから、元信号であるパルス信号の最大値を推定するピークレベル検出器及びピークレベル検出部に関する。また、本発明は、そのようなピークレベル検出器を用いた２値化信号生成回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス信号のピークレベルを検出するピークレベル検出器と、それを用いた２値化信号生成回路とがある。そのような回路が搭載される装置の一つとして、光ディスク装置がある。光ディスク装置で記録・再生される光ディスクの種類としては、追記型のＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ）や書き換え可能なＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＷ）がある。これらＤＶＤ−Ｒ／ＲＷには、半径方向に一定の周波数でうねり（ウォブル）がついた、データ記録を行うためのグルーブトラックと、情報の記録・再生を行う際に必要な物理アドレス情報等を示すＬＰＰ（Ｌａｎｄ Ｐｒｅ−Ｐｉｔ）があらかじめ記録されているランドとが形成されている。
【０００３】
光ディスク再生時には、光ディスク装置内の光ピックアップからレーザ光を照射し、光ディスクからの反射光を、光ピックアップ内にある複数個の受光素子により受光する。記録データのＲＦ信号は、複数個の受光素子から出力される信号の和をとることにより生成される。また、ウォブル再生信号は、受光素子から出力される信号のうち、内周側に設けられた受光素子の出力信号と、外周側に設けられた受光素子の出力信号との差をとることにより生成される。ウォブル再生信号は、ウォブル成分と、ＬＰＰを示す成分を含む二次曲線状のパルス成分として再生される。また、パルス成分は、ウォブル成分のピーク付近で、ウォブル成分よりも大きな振幅の信号として再生される。ウォブル再生信号から、２値化信号回路により、ＬＰＰを示すパルス成分の２値化信号が生成される。
【０００４】
２値化信号生成回路は、ＶＣＡ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と、ピークレベル検出部と、ベースレベル検出部と、スライスレベル生成部と、コンパレータとから構成される。ＶＣＡは、ウォブル再生信号を入力し、その振幅を、以降の処理に適切な大きさとなるように補正して出力する。ピークレベル検出部及びベースレベル検出部は、それぞれＶＣＡの出力を入力し、パルス信号のピークレベル及びベースレベルを検出して出力する。スライスレベル生成部は、ピークレベル検出部及びベースレベル検出部の出力を入力し、スライスレベルを生成し出力する。コンパレータは、ＶＣＡの出力とスライスレベル生成部の出力とを比較し、パルス成分の２値化信号を出力する。
【０００５】
２値化信号生成回路の各部は、アナログ回路で構成できる。例えば、ピークレベル検出部は、図１１に示すような回路で構成できる。この例では、ピークレベル検出部７０の出力は、コンデンサ７４に蓄えられた電荷によって定まる。出力の電位がＶＣＡ出力として与えられる電位より低い場合には、バッファ７１からダイオード７２、抵抗７３を経由して、コンデンサ７４に電荷が蓄えられる。逆に、出力の電位が高い場合には、蓄えられた電荷が抵抗７５を通して放電される。抵抗７３とコンデンサ７４とで決まる時定数が、パルス成分の持続時間と同程度で、かつ、抵抗７５とコンデンサ７４とで決まる時定数がパルス成分の間隔より十分に長ければ、ピークレベル検出部からは、パルス成分のピーク値に追従した出力が得られる。
【０００６】
また、ベースレベル検出部は、ピークレベル検出部と同様な回路構成にて、ピークレベルに追従する時定数を大きくし、パルス成分に追従しないようにすることにより実現できる。図１１においては、ピークレベルへの追従特性に関連する時定数は、抵抗７３及びコンデンサ７４により決定されるので、これらをパルス成分の持続時間に比べて十分に大きくとればよい。
【０００７】
ここで、アナログ回路は単純な回路で構成できるものの、素子ばらつきの影響を受けやすく、受動部品を使うため小型化には向かない。これに対して、ディジタル回路は、素子ばらつきの影響を抑えられることや回路の微細化に向いている。また、ＣＰＵやメモリとの接続も容易となる。これらのことから、近年、回路を構成する際には、ディジタル回路で構成する傾向が高まっている。上述した２値化信号生成回路をディジタル回路として構成した場合、ウォブル再生信号は、Ａ／Ｄ変換器によって所定のサンプリングクロックに基づいてサンプリングされた離散的なサンプルデータとなる。このとき、サンプリングのタイミングによっては、パルス成分のピークレベルでサンプリングできていない可能性がある。
【０００８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に、ウォブル再生信号波形とそのサンプリング点とを示す。ウォブル信号波形中に●印で示す位置が、サンプリング点である。図１２（ａ）では、サンプリングのタイミングが、パルス成分のピークレベルと一致している。このため、Ａ／Ｄ変換前のウォブル再生信号波形（アナログ）におけるピークレベルと、ＡＤ変換後のピークレベルとは等しい。しかし、図１２（ｂ）では、サンプリングタイミングがＬＰＰ信号のピークレベルに一致しておらず、Ａ／Ｄ変換前のウォブル再生信号波形におけるピークと、Ａ／Ｄ変換後のピークとは一致しない。このように、ディジタル構成では、サンプリングタイミングのずれにより、パルス成分のピークレベルが変化する。高速再生時に、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期を再生速度によらず一定とすると、１つのパルス成分に対するサンプル数が減るため、Ａ／Ｄ変換の前後でのピークレベルが一致しない可能性はより高くなる。この場合、パルス成分のピークレベルの検出精度が下がり、ノイズの影響等により、パルス成分が小さい場合に正しく２値化できない可能性が出る。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換器にて、ピークレベルを正しくサンプリングするための方法として、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くし、サンプリングデータを多くする方法がある。しかし、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くするには、回路規模の大きなＡ／Ｄ変換器を使用する必要がある。また、回路規模の大きなＡ／Ｄ変換器は、消費電力が高くなるという問題もある。Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を高くしないで、ピークレベルを正しく検出する技術としては、特許文献１や特許文献２に記載された技術がある。特許文献１に記載の技術では、ディスク状記録媒体の円周方向に間欠的に設けられた、サーボ領域に形成されたウォブルマークからの反射光強度を表すピット信号を、一定のサンプリング周期でサンプリングする。このサンプリングデータから、ピット信号のピーク値を算出する。このとき、１つのピット信号に対するサンプリングデータが少ないことから、周期的に存在する複数のピット信号からのサンプリングデータを抽出し、抽出したサンプリングデータを２次関数で近似することにより、ピークレベルを算出する。
【００１０】
また、特許文献２に記載された技術では、まず、アナログ信号を所定周期Ｔｓでサンプリングし、所定数Ｎのデータをサンプリングデータメモリに記憶する。サンプリングデータメモリに所定数Ｎのデータが記憶されると、そのＮ個のデータの中から最大となるデータを上位３つ見つける。最大となるデータが、ａ番目のデータＤ（ａ）であるとすると、（ａ−１）番目のデータＤ（ａ−１）から（ａ＋１）番目のデータＤ（ａ＋１）までの間を補間対象区間とする。データＤ（ａ−１）とＤ（ａ）及びＤ（ａ）とＤ（ａ＋１）の間を、Ｔｓ／Ｍ間隔で補間する補間データｄａ−１（１）、…、ｄａ−１（Ｍ−１）、ｄａ（１）、…ｄａ−１（ａ−１）を求める。ｄａ−１（ｂ）は、次式によって求められる。
ｄａ−１（ｂ）＝ΣＤ［（ａ＋１）＋ｉ］×［１／π・Ｔｓ（１−ｂ／Ｍ）］
×ｓｉｎ［ｘ・Ｔｓ（１−ｂ／Ｍ）］×Ｗ［（ｉ−ｂ）／Ｍ）
（ただし、Σはｉ＝−ｐからｐまでの総和をとるものとする）
２番目に大きいデータと３番目に大きいデータについても同様の演算を行い、それぞれの区間の補間データを求める。このようにして求められた補間データから、最も大きなデータをピークレベルとして検出している。
【特許文献１】特開２００３−２８１７６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６０５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、複数のピット信号のサンプリングデータを、１つのピット信号のサンプリングデータのように扱い演算を行う。このため、特許文献１に記載の技術では、十分な精度が得られないことが考えられる。一方、特許文献２では、補間データを求めることにより、Ａ／Ｄ変換前の信号に近い信号を再現できる。しかし、特許文献２に記載の技術では、ピークレベルの１点を検出するために、複数のデータを求める必要があり、補間の精度を高くするほど、演算量が増加するという問題がある。
【００１２】
本発明では、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングによらず、ピークレベルを高い精度で検出できるピークレベル検出器、並びに、そのようなピークレベル検出器を備えるピークレベル検出部、及び、２値化信号生成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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のピークレベル検出器は、離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータから、該サンプリングデータのピークレベルを検出するピークレベル検出器であって、前記サンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出するピークタイミング検出部と、前記ピークタイミング検出部が、ピークタイミングを検出すると、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピーク推定部とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のピークレベル検出部は、離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記サンプリングデータ中の前端及び後端のサンプリングデータより、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピークレベル検出器と、前記ピークレベル検出器の出力と、一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の２値化信号生成回路は、パルス成分を含む信号からパルス成分を２値化した信号を生成する２値化信号生成回路であって、サンプリングクロックに従って、前記パルス成分を含む信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列うちの連続する少なくとも３つのデータを比較し、前記データ列中の前端及び後端のデータより、前端及び後端に挟まれるデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのデータから前記パルス成分のピークレベルを推定するピークレベル検出器と、該ピークレベル検出器の出力と一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有するピークレベル検出部と、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列から前記パルス成分のベースレベルを検出するベースレベル検出部と、前記ピークレベル検出部が出力するパルス成分のピークレベルと前記ベースレベル検出部が出力するパルス成分のベースレベルとから、パルス成分を２値化するためのスライスレベルを生成するスライスレベル生成部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記スライスレベル生成部が生成したスライスレベルを用いてパルス成分の２値化信号を出力するコンパレータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のピークレベル検出器及びピークレベル検出部では、離散的に信号レベルが取得されたパルス信号のサンプリングデータから、元のパルス信号のピークレベルを求めることができる。また、本発明の２値化信号生成回路では、パルス信号の２値化を高い精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のピークレベル検出器を含むピークレベル検出部の構成を示している。ピークレベル検出部１０は、ピークレベル検出器１１と、ピークレベル算出器１２とを有する。ピークレベル検出器１１には、離散的に取得されたサンプリングデータ列が入力される。このサンプリングデータ列は、例えば光ディスクから読み出された信号を、Ａ／Ｄ変換器にてサンプリングクロックに従ってＡ／Ｄ変換したデータ列である。
【００１８】
ピークタイミング検出器１１１は、連続する三時刻分のサンプリングデータを保存するレジスタを有しており、サンプリングデータ列の連続する３点のサンプリングデータを比較し、中央のサンプリングデータが、その前後のサンプリングデータよりも大きい時点（ピークタイミング）を検出する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミング検出器１１１がピークタイミングを検出すると、３点のサンプリングデータに基づいて、元信号のピークレベルを推定し、その推定値をピーク値として出力する。ピーク推定器１１２は、ピークタイミング検出時以外、つまり、前後のサンプリングデータのうちの少なくとも１つの値が中央のサンプリングデータよりも大きいときは、３つのサンプリングデータのうちの中央の値を出力する。
【００１９】
ピークタイミング検出器１１１がピークタイミングを検出したときの３つのサンプリングデータを、ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１とする。３つのサンプリングデータの大小関係はｙＮ−１＜ｙＮ、かつ、ｙＮ＞ｙＮ＋１であり、この場合、サンプリング前のデータ（元信号）において、時刻Ｎ−１からＮ＋１までの間にピークが存在している。そこで、二次関数近似により、ピークを推定する。これら３点を通る２次関数のピークレベルｐは、
ｐ＝ｙＮ−（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）２／８（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１） （１）
で表すことができる。ピーク推定器１１２は、式１に従って、３点のサンプリングデータからピークレベルとなる値を推定する。このようにピーク値を推定することで、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングに影響されずに、ピークレベルが検出できる。
【００２０】
なお、中央のサンプリングデータが前後のサンプリングデータよりも大きいときでも、中央のサンプリングデータと、前後のサンプリングデータとの差が小さいときには、式１で算出されたｐの値は中央のサンプリングデータと大きく変わらない。このため、中央のサンプリングデータと前後のサンプリングデータとの差を求め、その差が所定の値以上のときに、ピーク推定器１１２にて式１によりピークレベルｐを算出し、差が所定の値よりも小さいときは、ピーク推定器１１２から中央のサンプリングデータを出力してもよい。
【００２１】
ところで、式１を参照すると、この演算には除算が含まれる。回路のＬＳＩ化に際して、除算器を用いると、回路量が増加する。そこで、式１の項の（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）と（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１）の比に応じて、（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）の倍率を決定するようにしてもよい。この方法によるピークレベルｐの算出のフローチャートを、図２に示す。まず、ピークレベルｐの初期値をｙＮとし、｜ｙＮ＋１−ｙＮ−１｜、８｜ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１｜をそれぞれａ、ｂとする（ステップＡ１）。また、ｃの初期値をａと置く（ステップＡ２）。次いで、ａとｂの比の関係を求めるための任意に設定できる整数をｘとし、ｃとｂ／ｘとを比較する（ステップＡ３）。ｘを大きくする程、ａとｂの比の精度が高く求めることができるが、比較する回数が増える可能性がある。ｃとｂ／ｘとを比較し、ｃがｂ／ｘより大であれば、ｃ／ｂが１／ｘ以上であるので、ｐ＝ｐ＋ａ／ｘとすることができる（ステップＡ４）。ｃからｂ／ｘを差し引き（ステップＡ５）、ステップＡ３に戻り、比較を繰り返す。そして、ｃとｂ／ｘを比較し、ｃがｂ／ｘより小となったときのピークレベルｐを求める。
【００２２】
ピークレベル検出器１１の出力は、ピークレベル算出器１２に入力される。ピークレベル算出器１２は、比較器１２１により、ピークレベル検出器１１の出力（ｐｉ）と、一時刻前の自身の出力（Ｐｉ−１）とを比較する。ピークレベル算出器１２は、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前の自身の出力よりも大きいときは（ｐｉ＞Ｐｉ−１）、セレクタ１２２より、一時刻前の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の自身の出力との差にピークレベル追従時定数（Ｋ）を乗じた値を加えた値（Ｐｉ−１＋（ｐｉ−Ｐｉ−１）×Ｋ）を出力する。一方、一時刻前の自身の出力がピークレベル検出器１１の出力よりも大きいときは（ｐｉ＜Ｐｉ−１）、セレクタ１２２より、一時刻前の自身の出力（Ｐｉ−１）から所定の減衰量（Ａ）を減算した値（Ｐｉ−１−Ａ）を出力する。
【００２３】
ここで、ピークレベル追従時定数（Ｋ）は、図１１に示すアナログ回路における抵抗７３とコンデンサ７４とで定まる時定数に相当する値である。また、減衰量（Ａ）は、図１１に示すアナログ回路における抵抗７５とコンデンサ７４とで定まる時定数に相当する値である。回路としては、ピークレベル追従時定数としていくつかの値を持たせておき、外部からの制御で、実際にピークレベル算出器１２にて使用する値を選択するように構成しておけばよい。また、減衰量についても同様に、減衰量としていくつかの値を持たせておき、外部からの制御で、実際にピークレベル算出器１２にて使用する値を選択するように構成しておけばよい。
【００２４】
図３に、ピークレベル検出部を含む２値化信号生成回路の構成を示す。２値化信号生成回路は、Ａ／Ｄ変換器２０、ＶＣＡ３０、ピークレベル検出部１０、ベースレベル検出部４０、スライスレベル生成部５０、及び、コンパレータ６０を有する。Ａ／Ｄ変換器２０は、所定のサンプリング周期でウォブル信号をサンプリングする。ＶＣＡ３０は、Ａ／Ｄ変換器２０の出力を入力し、Ａ／Ｄ変換器２０の出力を、以降の処理に適切な振幅に補正して出力する。ピークレベル検出部１０及びベースレベル検出部４０は、それぞれＶＣＡ３０の出力を入力し、ＬＰＰのピークレベル及びベースレベルを検出し出力する。
【００２５】
図４に、ベースレベル検出部４０の構成を示す。ベースレベル検出部４０は、ピークレベル算出器１２を有する。ベースレベル検出部４０の構成は、図１に示すピークレベル検出部１０の構成から、ピークレベル検出器１１を除いた構成である。ピークレベル算出器１２には、ベースレベル追従時定数が入力され、ピークレベル算出器１２は、ベースレベル追従時定数に応じた追従を行う。すなわち、ＶＣＡ出力（ｙｉ）が、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（Ｑｉ−１）よりも大きいときは、一時刻前出力に、ＶＣＡ出力と一時刻前出力との差にベースレベル追従定数（Ｋ）を乗じた値を加えた値（Ｑｉ＝Ｑｉ−１＋（ｙｉ−Ｑｉ−１）×Ｋ）を出力する。ベースレベル検出部４０では、ピークレベル算出器１２は、ベースレベルに相当するウォブル成分のピーク値を出力する。
【００２６】
なお、ベースレベル検出部４０の構成として、ピークレベル検出部１０と同様に、二次関数近似によってピークレベルを推定するピークレベル検出器１１を備える構成も考えられる。しかし、一般に、パルス成分のベースレベルは、パルス成分よりも振幅が小さい。このため、二次関数を用いて近似したピーク値と、サンプリングデータを用いて求めたピーク値との差は小さい。従って、ベースレベル検出部４０では、ピークレベル検出器１１を用いなくても、ベースレベルを正しく求めることが可能であり、図４では、ピークレベル検出器１１を省いた構成としている。
【００２７】
また、サンプリングデータ列となっても、パルス成分とウォブル成分の特性は変わらないので、ピークレベル検出部１０とベースレベル検出部４０とで、ピークレベル算出器１２に共通の回路を使用することができる。すなわち、２値化信号生成回路の外部より設定可能なピークレベル（ベースレベル）追従時定数を、相互に異なる値に設定することで、パルス成分とウォブル成分との２種類のピークレベルの検出が可能である。
【００２８】
図５に、スライスレベル生成部５０の構成を示す。スライスレベル生成部５０は、減算器５１、乗算器５２、及び、加算器５３を有する。スライスレベル生成部５０は、ピークレベル検出部１０の出力と、ベースレベル検出部４０の出力とから、両信号の範囲内の値を算出し、スライスレベルを出力する。コンパレータ６０は、ＶＣＡ３０の出力とスライスレベル生成部５０の出力とを入力し、比較処理を行う。コンパレータ６０は、ＶＣＡ出力がスライスレベルよりも大きいときは“１”を、スライスレベルよりも小さいときは“０”を出力する。このコンパレータ６０の出力が、２値化信号生成回路の出力となり、パルス成分の２値化信号が得られる。
【００２９】
ピークレベル検出器１１の動作について、具体例を用いつつ説明する。図６に、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形とそのサンプリング点を示す。ここでは、説明の便宜上、ＶＣＡ３０における振幅補正は等倍（補正なし）とする。Ａ／Ｄ変換器２０は、入力信号（ウォブル再生信号）を所定の周期でサンプリングし、図中に●印で示すサンプリングデータを出力する。ピークレベル検出部１０は、各時刻のサンプリングデータを挟む連続する３点のサンプリングデータについて、各時刻のサンプリングデータと、その前後の時刻のサンプリングデータとを比較し、中央のサンプリングデータが、その前後の時刻のサンプリングデータよりも大きいか否かを判断する。中央のサンプリングデータが、その前後の時刻のサンプリングデータよりも大きいということは、その三時刻の間に入力信号の極大値が存在することを表している。すなわち、３つのサンプリングデータの間に、ピークレベルが含まれる可能性があるということを表している。
【００３０】
図６では、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形は、時刻Ｎ−１、Ｎ付近でピークを取っている。このピークは、ＬＰＰ付近のピークに対応している。時刻Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１におけるサンプリングデータを、それぞれｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１とする。ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を比較すると、中央のサンプリングデータであるｙＮが、その前後のｙＮ−１、ｙＮ＋１よりも大きくなっている。しかしながら、Ａ／Ｄ変換におけるサンプリングのタイミングが、入力信号波形がピークとなる時点からずれており、ｙＮの値は、入力信号波形のピークよりは小さな値となっている。そこで、３点のサンプリングデータｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を通る２次関数の曲線を考え、その曲線の極大値を求める。この２次関数の曲線は、図６中に実線で示すようになる。ピークレベル検出部１０は、この２次関数曲線の極大値を、式１により算出し、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形のピークレベルを推定する。算出されたピークレベルｐは、サンプリングデータの最大値ｙＮに比して、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形のピークに近い値となり、誤差が減少する。
【００３１】
図７に、ピークレベル検出部１０の各部の動作波形を示す。図７に示すように、ピークレベル検出器１１の出力は、ある期間にパルス成分が２つ含まれる信号となっている（ａ）。このパルス成分は、図６におけるＬＰＰ付近のピークに対応している。なお、図７では、説明簡略化のために、パルス成分以外のピークレベル検出器１１の出力をフラットにしているが、実際には、図６に示すように、小刻みに変動する。ただし、その値の大きさは、パルス成分でのピークレベル検出器１１の出力よりも小さい。
【００３２】
時刻ｔ１で、ピークレベル算出器１２に、１番目のパルス成分が入力されると、比較器１２１は、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも大きいと判断する。比較器１２１は、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力よりも大きいと判断すると、セレクタ１２２に、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の出力との差にピークレベル追従時定数を乗じた値を加えた値を出力させる。
【００３３】
１番目のパルス成分のピークに向けて、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が増加していくとき、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも大きい。このため、ピークレベル算出器１２の出力（ｃ）は、一時刻前の出力（ｂ）よりも、ピークレベル検出器１１の出力との差分に応じた分だけ増加する。従って、ピークレベル算出器１２の出力は、ピークレベル検出器１１の出力の増加に追従して、増加していく。
【００３４】
１番目のパルス成分がピークレベルに到達し、時刻ｔ２にて、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が減少に転じると、比較器１２１は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）がピークレベル検出器１１の出力（ａ）よりも大きいと判断する。比較器１２１は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力がピークレベル検出器１１の出力よりも大きいと判断すると、セレクタ１２２に、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力から所定の減衰量を減じた値を出力させる。１番目のパルス成分のピーク後は、ピークレベル検出器１１の出力（ａ）が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力（ｂ）よりも小さいので、ピークレベル算出器１２の出力（ｃ）は、１番目のパルス成分のピークレベルで極大値をとった後、一定の割合で減少していくことになる。
【００３５】
２番目のパルス成分が入力され、時刻ｔ３にて、ピークレベル検出器１１の出力が一時刻前のピークレベル算出器１２の出力を上回ると、ピークレベル算出器１２は、１番目のパルス成分のときと同様な動作で、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力に、ピークレベル検出器１１の出力と一時刻前の出力との差にピークレベル追従時定数を乗じた値を加えた値を出力する。２番目のパルス成分がピークに到達し、ピークレベル検出器１１の出力が減少に転じた後についても、１番目のパルス成分が入力されたときと同様な動作により、ピークレベル算出器１２は、一時刻前のピークレベル算出器１２の出力から所定の減衰量を減じた値を出力する。
【００３６】
続いて、２値化信号生成回路の動作例について説明する。図８に、２値化信号生成回路の各部の動作波形を示す。同図では、各信号を連続した信号として示しているが、実際には離散信号となっている。Ａ／Ｄ変換器２０が出力する信号は、ウォブル成分とＬＰＰを示すパルス成分とが重なった信号であり、ＶＣＡ３０により、以降の処理に適切な振幅に補正される。ピークレベル検出器１１は、ＶＣＡ３０の出力信号から、パルス成分のピークレベルを検出する。また、ベースレベル検出部４０は、ＶＣＡ３０の出力信号から、ウォブル成分のピークレベルを検出する。
【００３７】
スライスレベル生成部５０は、ピークレベル検出部１０及びベースレベル検出部４０の出力から、両者の範囲内の値となるスライスレベルを生成する。コンパレータ６０は、ＶＣＡ３０の出力と、スライスレベル生成部５０が生成したスライスレベルとを比較し、ＶＣＡ３０の出力がスライスレベルよりも大きいときは“１”を、スライスレベルよりも小さいときは“０”を出力する。これにより、パルス成分の２値化信号が得られる。
【００３８】
図９に、パルス成分の２値化の動作についての別例を示す。図９（ａ）は、本実施形態のピークレベル検出器１１を用いた場合である。すなわち、サンプリングデータから式１によりピーク値を推定し、それを基にスライスレベル決定する場合である。図９（ｂ）は、サンプリングデータからそのままピーク値を求め、それを基にスライスレベルを決定する場合である。双方のスライスレベルを比較すると、サンプリングデータからそのまま求めたピーク値は、式１を適用して推定したピーク値よりも小さい値となるため、スライスレベル生成部５０での設定が同様とした場合、図９（ｂ）のスライスレベルは、図９（ａ）のスライスレベルよりも低くなる。
【００３９】
ＶＣＡ３０の出力には、パルス成分の他に、ノイズ成分が含まれる。通常、ノイズ成分の振幅は、パルス成分の振幅よりも小さい。図９（ａ）では、スライスレベルが十分に高いので、ノイズ成分が、スライスレベルを超えることはない。従って、パルス成分に対応した箇所でのみ２値化信号のパルスが得られ、パルス成分を正しく検出できる。一方、図９（ｂ）では、スライスレベルが図９（ａ）の場合よりも低いため、ノイズ成分で、２値化信号が“１”となる。この場合、ノイズ成分をパルス成分と誤検出して、エラーが発生する可能性がある。
【００４０】
本実施形態では、ピークタイミング検出器１１１によって、ピークタイミングを検出し、ピーク推定器１１２にて、連続する３点のサンプリング点から、サンプリング前の元信号のピークを推定する。連続する３点のサンプリング点のうちの前後の値が、中央よりも小さいときに、その３点のサンプリング点を二次関数で近似したときの極大値を求めることで、サンプリング前の元の信号のピークを推定可能である。従って、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングのタイミングにより、パルス成分のピークレベルをサンプリングできない場合でも、パルス成分のピークレベルを高い精度で検出できる。
【００４１】
ここで、二次関数を用いてピークを推定するという点では、特許文献１と類似する。しかし、特許文献１では、入力信号をピット信号、つまり、上に凸の山型の信号に限定しており、入力信号に（ピーク）山とボトム（谷）とが交互に現れる信号を想定していない。このため、入力信号に山と谷とが交互に現れる状況では、ピーク値を正しく推定することはできない。本実施形態では、ピークタイミング検出器１１１にて、入力信号うちの連続する３点のサンプリング値を比較し、中央のサンプリング値が、前後のサンプリング値よりも大きくなる時点を、ピークタイミングとして検出し、そのタイミングで、ピーク値を推定する。このようにすることで、入力信号に山と谷とが交互に現れる状況でも、ピーク値を正しく推定できる。
【００４２】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のピークレベル検出部の構成は、図１に示す第１実施形態のピークレベル検出部１０の構成と同様である。本実施形態では、ピークレベル検出器１１は、サンプリングデータの連続する４点から、元信号のピークレベルを推定する。ピークタイミング検出器１１１は、サンプリングデータの連続する４点の値を比較する。ピークタイミング検出器１１１は、前端及び後端のサンプリングデータよりも、それらに挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１点の値が大きい時点を、ピークタイミングとして検出する。
【００４３】
ピーク推定器１１２は、ピークタイミングが検出された連続する４点のサンプリングデータから、二次関数近似を利用して、元信号のピーク値を算出（推定）する。その際、ピーク推定器１１２は、連続する４点のサンプリングデータのうちの前端のサンプリングデータを含む連続する３点のサンプリングデータから式１によりピーク値を算出し、連続する４点のサンプリングデータのうちの後端のサンプリングデータを含む連続する３点のサンプリングデータから式１によりピーク値を算出し、それらの相加平均を、推定されたピーク値として出力する。
【００４４】
図１０に、入力信号波形及びそのサンプリング点を示す。この例では、Ａ／Ｄ変換前の入力信号波形は、時刻Ｎ−１、Ｎ付近でピークを取っている。このピークは、ＬＰＰ付近のピークに対応している。時刻Ｎ−１、Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２におけるサンプリングデータを、それぞれｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１、ｙＮ＋２とする。これらを比較すると、前端及び後端のサンプリングデータｙＮ−１、ｙＮ＋２よりも、その間のサンプリングデータｙＮ、ｙＮ＋１が大きい。このため、ピークタイミング検出器１１１は、時刻Ｎ−１からＮ＋２を、ピークタイミングとして検出する。
【００４５】
ピーク推定器１１２は、ｙＮ−１、ｙＮ、ｙＮ＋１を通る二次関数曲線とｙＮ、ｙＮ＋１、ｙＮ＋２を通る二次関数曲線とのそれぞれの極大値を求め、その平均値を算出する。すなわち、４点のサンプリングデータの中心２点を通り、端２点のサンプリングデータを考慮した二次関数のピークレベルとなる値を算出する。このとき算出されるピークレベルｐは、式２で表せる。
ｐ＝（ｙＮ＋ｙＮ＋１）／２−（ｙＮ＋１−ｙＮ−１）２／１６（ｙＮ＋１−２ｙＮ＋ｙＮ−１）−（ｙＮ＋２−ｙＮ）２／１６（ｙＮ＋２−２ｙＮ＋１＋ｙＮ） （２）
【００４６】
本実施形態では、ピークレベル算出に用いるサンプリング点を第１実施形態よりも増やし、連続する４点のサンプリングデータを用いて、離散的なサンプリングデータから、元の信号のピークレベルを推定する。本実施形態では、第１実施形態に比して、ピークレベル算出での演算量が増加するが、用いるサンプリングデータ数を増やすことで、ノイズ等の影響を軽減して、ピークレベルを算出することが可能である。その他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００４７】
なお、第１実施形態では連続する３つのサンプリングデータを用いて元信号のピークレベルを推定し、第２実施形態では連続する４つのサンプリングデータを用いて元信号のピークレベルを推定したが、５つ以上のサンプリングデータを用いてピークレベルを算出することも可能である。その場合には、ピークタイミング検出器１１１にて、連続する５つのサンプリングデータを比較し、前端及び後端のサンプリングデータよりもそれらの挟まれたサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなる時点をピークタイミングとして検出し、ピーク推定器１１２にて、ピークタイミングが検出された５つのサンプリングデータから、時刻を１つずつずらしながら連続する３つのサンプリングデータにより二次関数近似の極大値を求め、それらの相加平均を求めればよい。
【００４８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のピークレベル検出器、ピークレベル検出部、及び、２値化信号生成回路は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態のピークレベル検出部の構成を示すブロック図。
【図２】ピークレベル検出器におけるピークレベル算出の手順を示すフローチャート。
【図３】ピークレベル検出部を含む２値化信号生成回路の構成を示すブロック図。
【図４】ベースレベル検出部の構成を示すブロック図。
【図５】スライスレベル生成部の構成を示すブロック図。
【図６】第１実施形態におけるピークレベル検出器の動作を示す波形図。
【図７】ピークレベル検出部の各部の動作を示す波形図。
【図８】２値化信号生成回路の各部の動作を示す波形図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれコンパレータの入力信号と２値化信号とを示す波図。
【図１０】本発明の第２実施形態のピークレベル検出器の動作を示す波形図。
【図１１】アナログ回路構成のピークレベル検出器の構成を示すブロック図。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれＬＰＰ成分付近の信号をＡ／Ｄ変換した例を示す波形図。
【符号の説明】
【００５０】
１０：ピークレベル検出部
１１：ピークレベル検出器
１１１：ピークタイミング検出器
１１２：ピーク推定器
１２：ピークレベル算出器
１２１：比較器
１２２：セレクタ
２０：Ａ／Ｄ変換器
３０：ＶＣＡ
４０：ベースレベル検出部
５０：スライスレベル生成部
５１：減算器
５２：乗算器
５３：加算器
６０：コンパレータ
７０：ピークレベル検出部（アナログ）
７１：バッファ
７２：ダイオード
７３：抵抗
７４：コンデンサ
７５：抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータから、該サンプリングデータのピークレベルを検出するピークレベル検出器であって、
前記サンプリングデータの連続する少なくとも３つサンプリングデータを比較し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出するピークタイミング検出部と、
前記ピークタイミング検出部が、ピークタイミングを検出すると、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピーク推定部とを有することを特徴とするピークレベル検出器。
【請求項２】
前記ピーク推定部は、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから近似される２次曲線の極大値から前記ピークレベルを推定することを特徴とする、請求項１に記載のピークレベル検出器。
【請求項３】
離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記サンプリングデータ中の前端及び後端のサンプリングデータより、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピークレベル検出器と、
前記ピークレベル検出器の出力と、一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有することを特徴とするピークレベル検出部。
【請求項４】
パルス成分を含む信号からパルス成分を２値化した信号を生成する２値化信号生成回路であって、
サンプリングクロックに従って、前記パルス成分を含む信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列うちの連続する少なくとも３つのデータを比較し、前記データ列中の前端及び後端のデータより、前端及び後端に挟まれるデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのデータから前記パルス成分のピークレベルを推定するピークレベル検出器と、該ピークレベル検出器の出力と一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有するピークレベル検出部と、
前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列から前記パルス成分のベースレベルを検出するベースレベル検出部と、
前記ピークレベル検出部が出力するパルス成分のピークレベルと前記ベースレベル検出部が出力するパルス成分のベースレベルとから、パルス成分を２値化するためのスライスレベルを生成するスライスレベル生成部と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記スライスレベル生成部が生成したスライスレベルを用いてパルス成分の２値化信号を出力するコンパレータとを備えることを特徴とする２値化信号生成回路。
【請求項１】
離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータから、該サンプリングデータのピークレベルを検出するピークレベル検出器であって、
前記サンプリングデータの連続する少なくとも３つサンプリングデータを比較し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの前端及び後端のサンプリングデータよりも、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータのうちの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出するピークタイミング検出部と、
前記ピークタイミング検出部が、ピークタイミングを検出すると、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピーク推定部とを有することを特徴とするピークレベル検出器。
【請求項２】
前記ピーク推定部は、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータから近似される２次曲線の極大値から前記ピークレベルを推定することを特徴とする、請求項１に記載のピークレベル検出器。
【請求項３】
離散的に信号レベルが取得されたサンプリングデータの連続する少なくとも３つのサンプリングデータを比較し、前記サンプリングデータ中の前端及び後端のサンプリングデータより、前端及び後端に挟まれるサンプリングデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値から前記サンプリングデータのピークレベルを推定するピークレベル検出器と、
前記ピークレベル検出器の出力と、一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有することを特徴とするピークレベル検出部。
【請求項４】
パルス成分を含む信号からパルス成分を２値化した信号を生成する２値化信号生成回路であって、
サンプリングクロックに従って、前記パルス成分を含む信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列うちの連続する少なくとも３つのデータを比較し、前記データ列中の前端及び後端のデータより、前端及び後端に挟まれるデータの少なくとも１つが大きくなるピークタイミングを検出し、前記連続する少なくとも３つのデータから前記パルス成分のピークレベルを推定するピークレベル検出器と、該ピークレベル検出器の出力と一時刻前の自身の出力とを比較し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも大きいときは、前記一時刻前の出力に、前記ピークレベル検出器の出力と前記一時刻前の出力との差に所定の追従時定数を乗じた値を出力し、前記ピークレベル検出器の出力が前記一時刻前の出力よりも小さいときは、前記一時刻前の出力から所定の減衰量を減じた値を出力するピークレベル算出器とを有するピークレベル検出部と、
前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデータ列から前記パルス成分のベースレベルを検出するベースレベル検出部と、
前記ピークレベル検出部が出力するパルス成分のピークレベルと前記ベースレベル検出部が出力するパルス成分のベースレベルとから、パルス成分を２値化するためのスライスレベルを生成するスライスレベル生成部と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記スライスレベル生成部が生成したスライスレベルを用いてパルス成分の２値化信号を出力するコンパレータとを備えることを特徴とする２値化信号生成回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−７０４９０（Ｐ２００９−７０４９０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３８２６１（Ｐ２００７−２３８２６１）
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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