專利名稱：頻率電流轉(zhuǎn)換電路、均衡器和光盤設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率電流轉(zhuǎn)換電路，其產(chǎn)生與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的輸出電流，以及一種包括該頻率電流轉(zhuǎn)換電路的、具有陡峭頻率特性的均衡器，以及一種包含該均衡器的光盤設(shè)備。
背景技術(shù)：
光盤設(shè)備具有如圖3所示的信號(hào)處理模塊的基本結(jié)構(gòu)。也就是說，光盤設(shè)備1通過光電控測(cè)10，根據(jù)如壓縮盤(CD)或數(shù)字通用盤(DVD)等光盤9中的碼點(diǎn)，檢測(cè)光學(xué)信號(hào)，通過RF放大器11放大檢測(cè)到的信號(hào)，并且通過均衡器12修正該信號(hào)(差分RF信號(hào))。然后，光盤設(shè)備1通過分割器(slicer)13對(duì)修正后的信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制化，然后通過解調(diào)器15從二進(jìn)制信號(hào)中解調(diào)出(再現(xiàn))數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此外，將二進(jìn)制信號(hào)輸入再現(xiàn)時(shí)鐘發(fā)生器14來產(chǎn)生與光盤的速度相對(duì)應(yīng)的再現(xiàn)時(shí)鐘。這里，均衡器12修正了圖4A中所示的RF信號(hào)的高頻分量，并且輸出如圖4B所示的RF信號(hào)。因此，在通過解調(diào)器15解調(diào)數(shù)字信號(hào)時(shí)，均衡器12起到了減少數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤的作用。(例如，參見日本專利申請(qǐng)未審公開No.H11-7732)更具體地，如圖5所示，均衡器12包括濾波電路20，用于修正輸入到輸入端IN+和IN-的差分RF信號(hào)，并將修正后的信號(hào)輸出到OUT+和OUT-；以及頻率電流轉(zhuǎn)換電路21，通過產(chǎn)生和輸出與輸入到輸入時(shí)鐘端CLK的輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的輸出電流，來控制濾波電路20的頻率特性。濾波電路20組成了具有峰值的陡峭五階低通濾波器，其包括一個(gè)運(yùn)算放大器29、10個(gè)跨導(dǎo)放大器30到39和10個(gè)電容器40到49。在每個(gè)跨導(dǎo)放大器30到39中，根據(jù)內(nèi)部DC電流值，輸出阻抗發(fā)生變化，輸出信號(hào)的頻率特性也發(fā)生變化。頻率電流轉(zhuǎn)換電路21通過頻率電流轉(zhuǎn)換電路21的輸出電流，確定和控制跨導(dǎo)放大器30到39的DC電流值。濾波電路20的組成并不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因而這里將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
圖6是傳統(tǒng)的頻率電流轉(zhuǎn)換電路150的電路圖，該電路用作均衡器12的頻率電流轉(zhuǎn)換電路21。圖7是針對(duì)代表節(jié)點(diǎn)處、即輸入時(shí)鐘端CLK、以及節(jié)點(diǎn)A到E(稍后描述)處的電壓的波形圖，其中部分(1)、(2)、(3)表示晶體管174(稍后描述)的輸出參考電流I0具有三個(gè)不同數(shù)值的情況。頻率電流轉(zhuǎn)換電路150包括比較電路151、充電/放電電路152、電壓電流轉(zhuǎn)換電路154和邊沿檢測(cè)電路155。將由再現(xiàn)時(shí)鐘發(fā)生器14產(chǎn)生的再現(xiàn)時(shí)鐘輸入到輸入時(shí)鐘端CLK。然后，邊沿檢測(cè)電路155產(chǎn)生與輸入時(shí)鐘的上升沿同步的短寬脈沖信號(hào)，并將此脈沖信號(hào)輸出到節(jié)點(diǎn)E。
比較電路151包括NMOS型晶體管160，將節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)輸入到其柵極，并將其源極接地；與NMOS型晶體管160并聯(lián)設(shè)置的電容器161；和比較器162，將在電容器161(節(jié)點(diǎn)A)中所產(chǎn)生的電壓輸入到其同相輸入端，并將參考電壓VREF輸入其反相輸入端，該比較器對(duì)這兩個(gè)電壓進(jìn)行比較，并向節(jié)點(diǎn)B輸出高電平信號(hào)或低電平信號(hào)。在節(jié)點(diǎn)A由于節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)的作用達(dá)到地電位之后，通過晶體管174(稍后描述)的輸出參考電流I0對(duì)電容器161進(jìn)行充電，并且節(jié)點(diǎn)A的電位線性增加。此電位增加，直到脈沖信號(hào)再次從節(jié)點(diǎn)E輸入。直到節(jié)點(diǎn)A的電位上升到參考電壓VREF為止，節(jié)點(diǎn)B都處于低電平，當(dāng)超過參考電壓VREF時(shí)，節(jié)點(diǎn)B處于高電平。
充電放電電路152由以下元件構(gòu)成電源VCC側(cè)恒流源164；具有與電源VCC側(cè)恒流源164相同電流值的地電位側(cè)恒流源165；彼此相連且設(shè)置在恒流源164和165之間的電源VCC側(cè)開關(guān)166和地電位側(cè)開關(guān)167；以及電容器168，一端連接在連接開關(guān)166和167的線路上(在節(jié)點(diǎn)D)，另一端接地。開關(guān)166的控制端與對(duì)節(jié)點(diǎn)B的電平進(jìn)行反相的反相器163的輸出(在節(jié)點(diǎn)C)相連，而開關(guān)167的控制端與節(jié)點(diǎn)B相連。開關(guān)166和167在高電平信號(hào)輸入其各自的控制端時(shí)接通，而在低電平信號(hào)輸入其各自的控制端時(shí)斷開。因此，如果節(jié)點(diǎn)B處于低電平，開關(guān)166接通，而開關(guān)167斷開。于是，對(duì)電容器168進(jìn)行充電，且節(jié)點(diǎn)D的電位線性增加。相反，如果節(jié)點(diǎn)B處于高電平，開關(guān)166斷開，而開關(guān)167接通。因此，對(duì)電容器168進(jìn)行放電，且節(jié)點(diǎn)D的電位線性下降。
電壓電流轉(zhuǎn)換電路154由以下元件構(gòu)成NMOS型晶體管171，將節(jié)點(diǎn)D的電位輸入其柵極；電阻器172，一端與NMOS型晶體管171的源極相連，另一端接地；PMOS型晶體管173，其漏極和柵極與晶體管171的漏極相連，源極與電源電壓VCC相連；PMOS型晶體管174到184，與PMOS型晶體管173一起組成電流鏡電路。晶體管174的漏極連接在節(jié)點(diǎn)A，并且晶體管175到184各自的漏極通過輸出端OUT0到OUT9分別連接在濾波電路20的跨導(dǎo)放大器組30到39上。晶體管171的源極電位在低于節(jié)點(diǎn)D的電位到晶體管171的閾值電壓的范圍內(nèi)，因此，由此電位除以電阻器172的電阻值而產(chǎn)生的電流流經(jīng)電阻器172。此電流流過晶體管173，然后，通過將晶體管173和174的尺寸比與此電流相乘而產(chǎn)生的輸出參考電流I0流經(jīng)晶體管174。此外，假設(shè)晶體管174與晶體管175到184的尺寸比是N，則與晶體管174的輸出參考電流I0成比例的N倍電流，也就是電流NI0，流入晶體管175到184，作為其各自的輸出電流。
接下來，將討論在晶體管174的初始輸出參考電流I0小于與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的情況下，也就是圖7的部分(1)所示的情況下的操作。當(dāng)輸出參考電流I0非常小時(shí)，盡管節(jié)點(diǎn)A的電位在節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)的作用下達(dá)到地電位以后線性增加，該電位并不能達(dá)到參考電壓VREF。因此，節(jié)點(diǎn)B保持在低電平，且只對(duì)電容器168進(jìn)行充電，而不對(duì)其進(jìn)行放電，這就意味著節(jié)點(diǎn)D的電位繼續(xù)增加。此外，晶體管174的輸出參考電流I0隨著D節(jié)點(diǎn)的電位的升高而增加。當(dāng)輸出參考電流I0按照這種方式逐漸增加時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的電位的上升角度逐漸增加，并達(dá)到參考電壓VREF。因此，節(jié)點(diǎn)B在高電平持續(xù)較短的時(shí)間段，電容器168在此時(shí)間段內(nèi)放電，并且節(jié)點(diǎn)D的電位在此時(shí)間段內(nèi)下降。但是，由于此時(shí)間段較短，節(jié)點(diǎn)D的電位整體上繼續(xù)增加，并且晶體管174的輸出參考電流I0也繼續(xù)增加。
晶體管174的輸出參考電流I0增加，當(dāng)節(jié)點(diǎn)B的高電平時(shí)間段等于低電平時(shí)間段時(shí)，如圖7的部分(2)所描述的情況，電容器168的充電量和放電量相等，并且節(jié)點(diǎn)D的電位整體上不升高也不降低，即該電位為恒定紋波電壓。相應(yīng)地，晶體管174到184的電流也為恒定紋波電流。因此，作為與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的恒定紋波電流流經(jīng)晶體管174到184。
相反，在晶體管174的初始輸出參考電流I0大于與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的情況下，即在如圖7的部分(3)所示的情況下，在節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)的作用下達(dá)到地電位以后，節(jié)點(diǎn)A的電位迅速上升，并超過參考電壓VREF。因此，節(jié)點(diǎn)B的低電平時(shí)間段較短，而高電平時(shí)間段較長。所以，電容器168的充電時(shí)間段小于其放電時(shí)間段。于是，節(jié)點(diǎn)D的電位整體上下降，相應(yīng)地，晶體管174的輸出參考電流I0也持續(xù)下降。此外，如前面所詳細(xì)描述過的一樣，節(jié)點(diǎn)B的高電平時(shí)間段等于其低電平時(shí)間段，并且作為與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的恒定紋波電流流經(jīng)晶體管174到184。
這里，因?yàn)殡娙萜?68的電容值較大，在節(jié)點(diǎn)D產(chǎn)生的恒定紋波電壓的幅度較小(比如，幾mV)，并且流入晶體管174到184的紋波電流的幅度也較小。因此，在傳統(tǒng)光盤設(shè)備的情況下，由頻率電流轉(zhuǎn)換電路150，也就是說，均衡器12的頻率特性所控制的濾波電路20的頻率特性很少受到影響。
此外，使用如CD或DVD等光盤的光盤設(shè)備在近些年要求高速的操作，比如二倍速、四倍速、八倍速和十六倍速操作等，因此，用在這類光盤設(shè)備中的均衡器也要兼容這種高速操作。正如先前詳細(xì)描述過的，均衡器12的濾波電路20由五階低通濾波器組成，并獲得了陡峭的低通頻率特性。但是，本發(fā)明人致力于隨著光盤設(shè)備的速度的增加，對(duì)作為晶體管175到184的輸出電流的紋波電流的幅度大小的頻率特性的影響。
為了降低對(duì)頻率特性的影響，通過降低頻率電流轉(zhuǎn)換電路150中的恒流源164和165的電流值，或者通過加大電容器168的電容值，可以減小在節(jié)點(diǎn)D所產(chǎn)生的紋波電壓的幅度，并且可以減小作為晶體管175到184的輸出電流的紋波電流的幅度。但是，當(dāng)光盤設(shè)備的速度發(fā)生變化時(shí)，很難讓節(jié)點(diǎn)D的電位以合適的定時(shí)跟蹤輸入時(shí)鐘的頻率的變化。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種頻率電流轉(zhuǎn)換電路，其有助于由高速光盤設(shè)備所使用的均衡器的頻率特性的穩(wěn)定，以及一種均衡器和一種光盤設(shè)備，包括所述頻率電流轉(zhuǎn)換電路，并實(shí)現(xiàn)了解調(diào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤的減少。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一種頻率電流轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的輸出電流，并包括比較電路，該比較電路包含由輸出參考電流充電并在距輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)預(yù)定時(shí)間段之后強(qiáng)制放電的第一電容器，所述比較電路將第一電容器中所產(chǎn)生的電壓和參考電壓進(jìn)行比較；充電/放電電路，包括根據(jù)比較電路的輸出充電和放電的第二電容器，并輸出第二電容器中所產(chǎn)生的電壓；采樣保持電路，在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)所述充電/放電電路的輸出電壓進(jìn)行采樣和保持；以及電壓電流轉(zhuǎn)換電路，把所保持的電壓轉(zhuǎn)換為輸出參考電流和與輸出參考電流成比例的輸出電流。
優(yōu)選地，構(gòu)成所述頻率電流轉(zhuǎn)換電路，從而使所述預(yù)定的時(shí)間段是其中輸入時(shí)鐘為任意電平的時(shí)間段。同樣優(yōu)選的是，在所述時(shí)間段內(nèi)，既不對(duì)第二電容器進(jìn)行充電，也不對(duì)其進(jìn)行放電。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例所述的一種均衡器包括根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例所述的頻率電流轉(zhuǎn)換電路和濾波電路，所述濾波電路的頻率特性由所述頻率電流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例所述的一種光盤設(shè)備包括根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例所述的均衡器，其中均衡器修正來自光盤的RF信號(hào)的高頻分量。
本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的頻率電流轉(zhuǎn)換電路能夠通過提供在其間在充電/放電電路和電壓電流轉(zhuǎn)換電路之間對(duì)第一電容器進(jìn)行強(qiáng)制放電的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)、對(duì)充電/放電電路的輸出電壓進(jìn)行采樣和保持的采樣保持電路，獲得沒有紋波的輸出電流，由此有助于在高速光盤設(shè)備中使用的均衡器的頻率特性的穩(wěn)定。此外，通過提供并惟一地設(shè)置頻率電流轉(zhuǎn)換電路，即使在高速操作中，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的均衡器仍能穩(wěn)定頻率特性。此外，通過均衡器的提供及其惟一的操作，即使在高速操作中，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的光盤設(shè)備仍能減少解調(diào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
通過接下來將參照附圖進(jìn)行描述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他元件、特性、特征、屬性和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻率電流轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
圖2是針對(duì)其頻率電流轉(zhuǎn)換電路的每個(gè)部分的波形圖。
圖3是光盤設(shè)備的方框圖。
圖4是均衡器的輸入/輸出信號(hào)波形圖。
圖5是均衡器的電路圖。
圖6是示出了傳統(tǒng)的頻率電流轉(zhuǎn)換電路的電路圖。
圖7是針對(duì)其頻率電流轉(zhuǎn)換電路的每個(gè)部分的波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的頻率電流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行描述。圖1是頻率電流轉(zhuǎn)換電路50的電路圖。圖2是示出了針對(duì)頻率電流轉(zhuǎn)換電路50的各個(gè)節(jié)點(diǎn)處、即輸入時(shí)鐘端CLK的輸入時(shí)鐘和節(jié)點(diǎn)A到F(接下來將進(jìn)行描述)處的電壓的波形的波形圖，其中部分(1)、(2)、(3)示出了晶體管74(稍后進(jìn)行描述)的輸出參考電流I0具有三個(gè)不同大小的情況。頻率電流轉(zhuǎn)換電路150產(chǎn)生與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的輸出電流。頻率電流轉(zhuǎn)換電路150包括比較電路51、充電/放電電路52、采樣和保持電路53、電壓電流轉(zhuǎn)換電路54和邊沿檢測(cè)電路55。比較電路51包括第一電容器61，該電容器61由晶體管74的輸出參考電流I0進(jìn)行充電，并且在輸入時(shí)鐘的高電平時(shí)間段期間，也就是距輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)預(yù)定的時(shí)間段期間，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制放電，以及比較電路51比較第一電容器61中所產(chǎn)生的電壓和參考電壓VREF。充電/放電電路52包括根據(jù)比較電路51的輸出來進(jìn)行充電和放電的第二電容器68，并輸出第二電容器68中所產(chǎn)生的電壓。采樣和保持電路53在輸入時(shí)鐘高電平時(shí)間段期間，也就是距輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)上述預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)充電/放電電路52的輸出電壓進(jìn)行采樣和保持。電壓電流轉(zhuǎn)換電路54將所保持的電壓轉(zhuǎn)換為晶體管75到84(稍后進(jìn)行描述)的輸出電流NI0和晶體管74的輸出參考電流I0。邊沿檢測(cè)電路55通過產(chǎn)生與構(gòu)成了輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)的上升沿同步的短寬脈沖信號(hào)來控制采樣和保持電路53的采樣。下面，將對(duì)這些專用電路的構(gòu)成進(jìn)行描述。
比較電路51包括NMOS型晶體管60，將輸入時(shí)鐘輸入其柵極，其源極接地；電容器61，與NMOS型晶體管60并聯(lián)設(shè)置；以及比較器62，將在電容器61(節(jié)點(diǎn)A)中所產(chǎn)生的電壓輸入到其同相輸入端，將參考電壓VREF輸入其反相輸入端，該比較器對(duì)這兩個(gè)電壓進(jìn)行比較，并向節(jié)點(diǎn)B輸出高電平信號(hào)或低電平信號(hào)。如果輸入時(shí)鐘處于高電平，對(duì)電容器61進(jìn)行強(qiáng)制放電，并且節(jié)點(diǎn)A處于地電位。然后，當(dāng)輸入時(shí)鐘處于低電平時(shí)，電容器61由晶體管74(稍后進(jìn)行描述)的輸出輸出參考電流I0進(jìn)行充電，并且節(jié)點(diǎn)A的電位線性增加。也就是說，假設(shè)節(jié)點(diǎn)A的電位是VA，時(shí)間是t，電容器61的電容值是C，則VA＝I0*t/C…(1)。此電位上升，直到輸入時(shí)鐘再次變?yōu)楦唠娖?。這里，節(jié)點(diǎn)B處于低電平，直到節(jié)點(diǎn)A的電位達(dá)到參考電壓VREF，以及當(dāng)超過參考電壓VREF時(shí)，節(jié)點(diǎn)B處于高電平。
充電/放電電路52包括電壓源VCC側(cè)恒流源64；具有與電源VCC側(cè)恒流源64相同電流值的地電位側(cè)恒流源65；彼此相連且設(shè)置在恒流源64和65之間的電源VCC側(cè)開關(guān)66和地電位側(cè)開關(guān)67；以及電容器68，一端連接在連接開關(guān)66和67的線路上(在節(jié)點(diǎn)D)，另一端接地。開關(guān)66的控制端與向其輸入了節(jié)點(diǎn)B的電平和輸入時(shí)鐘的NOR電路63的輸出(節(jié)點(diǎn)C)相連，以及開關(guān)67的控制端與節(jié)點(diǎn)B相連。開關(guān)66和67在高電平信號(hào)輸入其各自的控制端時(shí)接通，而在低電平信號(hào)輸入其各自的控制端時(shí)斷開。因此，如果節(jié)點(diǎn)B處于低電平，開關(guān)67斷開，然后，如果輸入時(shí)鐘處于低電平，開關(guān)66接通。因此，對(duì)電容器68進(jìn)行充電，且節(jié)點(diǎn)D的電位線性增加。如果節(jié)點(diǎn)B處于低電平且輸入時(shí)鐘處于高電平，開關(guān)66和67均斷開，且保持節(jié)點(diǎn)D的電位。此外，如果節(jié)點(diǎn)B處于高電平，則開關(guān)66斷開，而開關(guān)67接通。因此，對(duì)電容器68進(jìn)行放電，且節(jié)點(diǎn)D的電位線性下降。
優(yōu)選地，采樣和保持電路53由以下元件構(gòu)成開關(guān)69，接通和斷開，以允許節(jié)點(diǎn)D和NMOS類晶體管71(稍后描述)的柵極(節(jié)點(diǎn)F)之間導(dǎo)通或不導(dǎo)通；和設(shè)置在節(jié)點(diǎn)F和地電位之間的電容器70。開關(guān)69的控制端與邊沿檢測(cè)電路55的輸出(節(jié)點(diǎn)E)相連，并且如果節(jié)點(diǎn)E處于高電平，開關(guān)69接通，如果節(jié)點(diǎn)E處于低電平，開關(guān)69斷開。當(dāng)開關(guān)69接通時(shí)，節(jié)點(diǎn)D的電壓被傳輸?shù)焦?jié)點(diǎn)F，并且當(dāng)開關(guān)69斷開時(shí)，保持緊接在斷開開關(guān)之前的電位。與電容器68的電容值相比，電容器70的電容值較小，但足夠大，以允許在開關(guān)69斷開時(shí)，保持電位。如稍后所述，為了在可靠地保持節(jié)點(diǎn)D的電位時(shí)接通開關(guān)69，邊沿檢測(cè)電路55輸出有些滯后于上升沿的脈沖信號(hào)。
電壓電流轉(zhuǎn)換電路54由以下元件構(gòu)成NMOS型晶體管71，將節(jié)點(diǎn)D的電位輸入其柵極；電阻器72，一端與NMOS型晶體管71的源極相連，另一端接地；PMOS型晶體管73，其漏極和柵極與晶體管71的漏極相連，源極與電源電壓VCC相連；PMOS型晶體管74到84，與PMOS型晶體管73一起組成電流鏡電路。晶體管74的漏極連接在節(jié)點(diǎn)A，并且晶體管75到84各自的漏極分別與輸出端OUT0到OUT9相連。晶體管71的源極電位在低于節(jié)點(diǎn)F的電位到晶體管171的閾值電壓的范圍內(nèi)，并且由此電位除以電阻器72的電阻值而產(chǎn)生的電流流經(jīng)電阻器72。此電流流過晶體管73，然后，通過將晶體管73和74的尺寸比與此電流相乘而產(chǎn)生的輸出參考電流I0流經(jīng)晶體管74。此外，假設(shè)晶體管74與晶體管75到84的尺寸比是N，則與晶體管74的輸出參考電流I0成比例的N倍電流，也就是電流NI0，流入晶體管75到84，作為其各自的輸出電流。
接下來，將描述在晶體管74的初始輸出參考電流I0小于與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的情況下，也就是圖2的部分(1)所示的情況下的操作。當(dāng)輸出參考電流I0極其小時(shí)，盡管當(dāng)輸入時(shí)鐘處于低電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的電壓線性增加，但該電位并不能達(dá)到參考電壓VREF。因此，節(jié)點(diǎn)B保持在低電平，并且只對(duì)電容器68進(jìn)行充電，而不對(duì)其進(jìn)行放電，也就意味著節(jié)點(diǎn)D的電位升高。當(dāng)輸入時(shí)鐘處于高電平時(shí)，保持節(jié)點(diǎn)D的電位，并且通過節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)，將該電位傳遞到節(jié)點(diǎn)F。此外，隨著節(jié)點(diǎn)F的電位的升高，晶體管74的輸出參考電流I0增加。當(dāng)輸出參考電流I0以這種方式逐漸增加時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的電位的上升角度逐漸增加，并達(dá)到參考電壓VREF。因此，節(jié)點(diǎn)B在高電平持續(xù)較短的時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)，電容器68放電，并且節(jié)點(diǎn)D的電位下降。但是，由于此時(shí)間段較短，節(jié)點(diǎn)D的電位整體上繼續(xù)上升，并且晶體管74的輸出參考電流I0也繼續(xù)上升。
晶體管74的輸出參考電流I0增加，當(dāng)在輸入時(shí)鐘處于低電平的時(shí)間段內(nèi)，節(jié)點(diǎn)B的高電平時(shí)間段等于低電平時(shí)間段時(shí)，如圖2的部分(2)所示，電容器68的充電量和放電量相等，并且節(jié)點(diǎn)D的電壓整體上不升高也不降低，即該電位為恒定紋波電壓。當(dāng)輸入時(shí)鐘處于高電平時(shí)，保持節(jié)點(diǎn)D的電位，并且通過節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)，將該電位傳遞到節(jié)點(diǎn)F。因此，節(jié)點(diǎn)F的電位為恒定電位，并且相應(yīng)地，晶體管74的輸出參考電流I0也恒定。也就是說，假設(shè)輸入時(shí)鐘的頻率是f，因?yàn)榈碗娖綍r(shí)間段是1/(2f)，當(dāng)在上面等式(1)中，以此數(shù)值替換t，并且以2VREF替換VA時(shí)，2VREF＝I0*1/(2f*C)…(2)，并且修改此等式得到I0＝4VREF*f*C …(3)。
因此，與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的輸出參考電流I0流入晶體管74，并且N倍電流NI0作為輸出電流流入晶體管75到84。
相反，在晶體管74的初始輸出參考電流I0大于與輸入時(shí)鐘的頻率相對(duì)應(yīng)的電流的情況下，即在圖2的部分(3)所示的情況下，當(dāng)輸入時(shí)鐘處于低電平時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的電壓迅速上升，并超過參考電壓VREF。因此，在輸入時(shí)鐘處于低電平的時(shí)間段內(nèi)，節(jié)點(diǎn)B的低電平時(shí)間段較短，且高電平時(shí)間段較長。于是，電容器68的充電時(shí)間小于它的放電時(shí)間。所以，D節(jié)點(diǎn)的電位整體上是下降的。當(dāng)輸入時(shí)鐘處于高電平時(shí)，保持節(jié)點(diǎn)D的電位，并且通過節(jié)點(diǎn)E的脈沖信號(hào)，將該電位傳遞到節(jié)點(diǎn)F。此外，晶體管74的輸出參考電流I0也隨著節(jié)點(diǎn)F的電位的升高而繼續(xù)下降。此外，像前面詳細(xì)敘述過的一樣，在輸入時(shí)鐘處于低電平的時(shí)間段內(nèi)，節(jié)點(diǎn)B的高電平時(shí)間段等于其低電平時(shí)間段，并且與輸入時(shí)鐘頻率相對(duì)應(yīng)的恒定電流流向晶體管74，而其N倍電流流向晶體管75到84。
因此，此頻率電流轉(zhuǎn)換電路50可以獲得恒定電流，其沒有紋波，且與輸入時(shí)鐘相對(duì)應(yīng)。此外，能夠理解，可以在輸入時(shí)鐘端CLK添加反相器，用于反相輸入時(shí)鐘的高電平時(shí)間段和低電平時(shí)間段。
如上所述，頻率電流轉(zhuǎn)換電路50將其間輸入時(shí)鐘處于高電平的時(shí)間段建立為保持節(jié)點(diǎn)D的電位的時(shí)間段，并且通過在此時(shí)間段內(nèi)以邊沿檢測(cè)電路55的輸出脈沖信號(hào)來捕獲和保持節(jié)點(diǎn)D的電位，可以可靠地獲得不具有紋波的恒定電流。但是，也可以分配其間保持節(jié)點(diǎn)D的電位的時(shí)間段。比如，通過修改傳統(tǒng)的頻率電流轉(zhuǎn)換電路150，也可以構(gòu)成該電路，從而將由邊沿檢測(cè)電路155輸出的脈沖信號(hào)所控制的采樣和保持電路53設(shè)置在充電/放電電路152和電壓電流轉(zhuǎn)換電路154之間。但是，在這種情況下，輸出電流會(huì)發(fā)生一些移位，并且由于脈沖信號(hào)的寬度對(duì)溫度或者其他可變環(huán)境因素的依賴性，脈沖信號(hào)的寬度會(huì)隨著溫度或者其他可變環(huán)境因素發(fā)生一些波動(dòng)。
此外，通過在構(gòu)成了如圖3所示的光盤設(shè)備1的均衡器12中，將頻率電流轉(zhuǎn)換電路50用作用于控制如圖5所示的濾波電路20的頻率電流轉(zhuǎn)換電路21，頻率電流轉(zhuǎn)換電路50能夠有助于均衡器12的頻率特性的穩(wěn)定。因此，即使在光盤設(shè)備1的高速操作中，仍能減少解調(diào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
此外，本發(fā)明并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例，而可以在權(quán)利要求中所出現(xiàn)的項(xiàng)目的范圍內(nèi)，代替地進(jìn)行多種設(shè)計(jì)修改。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生與輸入時(shí)鐘頻率相對(duì)應(yīng)的輸出電流的頻率電流轉(zhuǎn)換電路，包括比較電路，該比較電路包含由輸出參考電流充電并在距輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)預(yù)定時(shí)間段之后強(qiáng)制放電的第一電容器，所述比較電路將第一電容器中所產(chǎn)生的電壓和參考電壓進(jìn)行比較；充電/放電電路，包括根據(jù)比較電路的輸出充電和放電的第二電容器，并輸出第二電容器中所產(chǎn)生的電壓；采樣保持電路，在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)所述充電/放電電路的輸出電壓進(jìn)行采樣和保持；以及電壓電流轉(zhuǎn)換電路，把所保持的電壓轉(zhuǎn)換為輸出參考電流和與輸出參考電流成比例的輸出電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率電流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于預(yù)定的時(shí)間段是其中輸入時(shí)鐘為任意電平的時(shí)間段；并且在所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)，既不對(duì)第二電容器進(jìn)行充電也不進(jìn)行放電。
3.一種均衡器，包括根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頻率電流轉(zhuǎn)換電路；濾波電路，具有由頻率電流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流控制的頻率特性。
4.一種光盤設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求3所述的均衡器，其中所述均衡器修正來自光盤的RF信號(hào)的高頻分量。
全文摘要
一種頻率電流轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)了用在高速光盤設(shè)備中的均衡器的頻率特性的穩(wěn)定。所述頻率電流轉(zhuǎn)換電路包括比較電路，包含由輸出參考電流充電并在距輸入時(shí)鐘端的輸入時(shí)鐘的轉(zhuǎn)變點(diǎn)預(yù)定時(shí)間段之后強(qiáng)制放電的第一電容器，所述比較電路將第一電容器中所產(chǎn)生的電壓和參考電壓進(jìn)行比較；充電/放電電路，包括根據(jù)比較電路的輸出充電和放電的第二電容器，并輸出第二電容器中所產(chǎn)生的電壓；采樣保持電路，在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)所述充電/放電電路的輸出電壓進(jìn)行采樣和保持；以及電壓電流轉(zhuǎn)換電路，把所保持的電壓轉(zhuǎn)換為輸出參考電流和與輸出參考電流成比例的輸出電流。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1655272SQ20051000599
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者濱口剛 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司