專利名稱：耦合式環(huán)形振蕩器及其初始化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠使用多個環(huán)形振蕩器來生成高精度的微小相位的耦合式環(huán)形振 蕩器。
背景技術：
為了在DVD (Digital Versatile Disc)和 BD (Blu-ray Disc)等光盤介質中記錄 信息，需要生成用于抑制寫入信號的干擾的特殊的寫入波形。為了生成這種特殊的寫入波 形，需要高精度的微小相位，需要寫入數(shù)據(jù)傳輸率的四十分之一以上的微小相位。但是，這 種非常微小的相位精度，其相位延遲比反相電路(inverter circuit)單體的延遲短，因此 很難用一個反相器鏈(inverter chain)(環(huán)形振蕩器)來實現(xiàn)其相位精度。因此，以往使用多個環(huán)形振蕩器，通過由相位耦合電路將這些多個環(huán)形振蕩器中 的各反相電路連接，來將各環(huán)形振蕩器的輸出相位分別錯開一點，生成了比用一個環(huán)形振 蕩器能夠生成的相位更微小的相位(例如，參照專利文獻1-4)。此外，設置連接了多個電阻 的電阻環(huán)，通過連接該電阻環(huán)上的電阻的各連接點與多個環(huán)形振蕩器中的相位延遲元件的 各連接點，來生成微小相位(例如，參照專利文獻5)。上述這種具備了多個環(huán)形振蕩器，和由在環(huán)形振蕩器之間耦合各反相電路的輸出 相位的相位耦合電路構成的相位耦合環(huán)的耦合式環(huán)形振蕩器，通過將相位耦合環(huán)的任意部 分電切斷，在不同的環(huán)形振蕩器之間減弱了反相電路的輸出相位的耦合的狀態(tài)下，使各環(huán) 形振蕩器振蕩，之后將相位耦合環(huán)還原，來進行初始化(例如，專利文獻3、4參照)。專利文獻1 JP特開平8-70239號公報專利文獻2 JP特開2000-1566 號公報專利文獻3 美國專利第5475344號說明書專利文獻4 美國專利第5717362號說明書專利文獻5 美國專利申請公開第2006/0049879號說明書耦合式環(huán)形振蕩器存在構成該耦合式環(huán)形振蕩器的環(huán)形振蕩器的數(shù)量的不同振 蕩狀態(tài)。并且，若耦合式環(huán)形振蕩器陷入不希望的異常振蕩狀態(tài)，則振蕩頻率降低，無法得 到微小相位。以下，對該機理進行說明。

圖13表示以往的耦合式環(huán)形振蕩器的代表性的結構。該耦合式環(huán)形振蕩器由3 個環(huán)形振蕩器10和1個相位耦合環(huán)20構成。各環(huán)形振蕩器10由3個反相電路11耦合為 環(huán)狀而成。此外，相位耦合環(huán)20由與反相電路11的總數(shù)相等的9個相位耦合電路21耦合 為環(huán)狀而成。各相位耦合電路21將一個環(huán)形振蕩器10中的一個反相電路11的輸出與另 一個環(huán)形振蕩器10中的一個反相電路11的輸出以同相或反相的關系耦合。并且，各反相 電路10的輸出Pl P9為該耦合式環(huán)形振蕩器的輸出。各環(huán)形振蕩器10只能生成構成該 環(huán)形振蕩器10的反相電路11的個數(shù)(在圖13的例中為3個)的相位，但通過組合多個環(huán) 形振蕩器10，能夠生成更多(在圖13的例中為9個)的相位。另外，以下為了方便，假設相 位耦合電路21由反相電路構成來進行說明。
在信號通過相位耦合電路21時，相位產生如下那樣大小的延遲在邏輯反轉的 180°上，加上相位耦合電路21的內部延遲(例如，電子通過晶體管內部所需要的時間等) 即θ。即，被1個相位耦合電路21耦合的2點間的相位差(以后，稱作「相位耦合角」)φ 為
φ=180 + θο在耦合式環(huán)形振蕩器中，相鄰的輸出之間(例如，輸出Pl和輸出Ρ2)，都是經由兩 個相位耦合電路21來連接，因此這些輸出間的相位差為2Χ (180+ θ )。因為相位差360° 可以看作0°，所以，最終相鄰的輸出間的相位差成為2Θ。并且，若考慮到電路的對稱性， 則相鄰的輸出間的相位差都為2 θ，這是用耦合式環(huán)形振蕩器能夠做出的最小相位差。此 外，在耦合式環(huán)形振蕩器處于穩(wěn)定狀態(tài)時，根據(jù)相位的周期性，各輸出的相位延遲1周(即， 360° )后返回自身。因此，圖13的耦合式環(huán)形振蕩器的最小相位差2 θ是將360°進行9 等分后的40°。并且，假設ρ為各環(huán)形振蕩器10中的反相電路11的個數(shù)，q為環(huán)形振蕩器 10的個數(shù)，而將θ —般化的話，則表示為，θ = 180/pq。作為耦合式環(huán)形振蕩器，相位耦合電路21的內部延遲θ越小，S卩，相位耦合角φ越 小，則越成為更穩(wěn)定的振蕩狀態(tài)。在相位耦合電路21由反相電路構成的情況下，相位耦合 角φ的最小值為180°。另一方面，在使各環(huán)形振蕩器為單端反相電路的4段結構的情況下， 相位耦合角φ最大，其值為270°。因此，若180<(pS270則推測耦合式環(huán)形振蕩器穩(wěn)定地 振蕩。另一方面，若相位耦合角φ脫離該范圍，則可以認為耦合式環(huán)形振蕩器成為異常的振 蕩狀態(tài)。接下來，推導表示相位耦合角φ的通式。另外，為了方便，假設P、q都為奇數(shù)。首 先，相位耦合角φ的最小值φπ η表示為，
9min=180+180 /pqc因為在耦合式環(huán)形振蕩器20中，信號通過q個相位耦合電路21，所以在各環(huán)形振 蕩器10中相互連接的兩個反相電路11的輸出間(在圖13的例子中為輸出Pl和輸出P7) 的相位差為相位耦合角φ的q倍(即，qtp)。將此展開后，
q(p = qcpmhl+360n=q (180+180 /pq) +360η二 180 (q+1 / ρ+2η)0其中，η為0以上的整數(shù)，360η表示考慮了相位的周期性的相位延遲。因此，相位
耦合角φ用如下通式表示
φ= 180 (pq+l+2np) /pq。并且，若假設m= (pq+l+2np)/2，則能夠變形為，
φ = 360m / pq
這表示相位耦合角φ與某一個環(huán)形振蕩器10中的某一個反相電路11的輸出相位 一致。即，存在相位耦合電路21無意地用相位耦合角φ耦合兩個反相電路11的輸出的情 況，并存在在該無意的相位耦合狀態(tài)下耦合式環(huán)形振蕩器的振蕩動作穩(wěn)定的情況。在圖13的耦合式環(huán)形振蕩器中，針對η的相位耦合角φ以及反相電路11與相位耦 合電路21的相位差Δφ如下。其中，假設反相電路11的輸入輸出間的相位差為Θ’，則Δφ 用Δφ = 360 —(θ’ + φ)來定義。如圖13所示，在由3個反相電路11耦合為環(huán)狀而成的 環(huán)形振蕩器10的情況下，θ，= 120。
權利要求
1.一種耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 在假設P、q為2以上的整數(shù)的情況下，具備q個環(huán)形振蕩器，各環(huán)形振蕩器分別由P個反相電路連接為環(huán)狀而成； 相位耦合環(huán)，其通過將PXq個相位耦合電路連接為環(huán)狀而成，所述相位耦合電路，將 所述q個環(huán)形振蕩器的任意一個中的所述P個反相電路的任意一個的輸出，與所述q個環(huán) 形振蕩器的另一個中的所述P個反相電路的任意一個的輸出，以規(guī)定的相位關系耦合；和開關電路，其切換所述q個環(huán)形振蕩器的每一個中的所述P個反相電路的任意一個的 輸出彼此間的短路和其解除。
2.根據(jù)權利要求1所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于，所述開關電路設置于所述q個環(huán)形振蕩器的每一個中的所述P個反相電路的每一個上，所述耦合式環(huán)形振蕩器具備在所述P個開關電路的任意兩個之間無遺漏地設置的P個 斷開固定的開關元件。
3.根據(jù)權利要求1和2的任意一個所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述開關電路具備進行彼此相同的開閉動作的q_l個開關元件，所述q_l個開關元件分別設置于所述q個環(huán)形振蕩器的任意一個中的所述P個反相電 路的任意一個的輸出與所述q個環(huán)形振蕩器的另一個中的所述P個反相電路的任意一個的 輸出之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述開關電路具備進行彼此相同的開閉動作的q個開關元件，所述q個開關元件分別設置于所述q個環(huán)形振蕩器的每一個中的所述P個反相電路的 任意一個的輸出與所述開關電路固有的公共電壓節(jié)點之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于，具備多個斷開固定的開關元件，其設置于所述q個環(huán)形振蕩器的每一個中的所述P個 反相電路中沒有設置所述開關電路的反相電路的輸出與公共電壓節(jié)點之間。
6.一種耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 在假設P、q為2以上的整數(shù)的情況下，具備q個環(huán)形振蕩器，各環(huán)形振蕩器分別由P個反相電路連接為環(huán)狀而成；和 相位耦合環(huán)，其通過將P個第1相位耦合電路和PX (q-1)個第2相位耦合電路，以每 隔q-Ι個所述第2相位耦合電路插入一個所述第1相位耦合電路的方式連接為環(huán)狀而成， 各個所述第1相位耦合電路以及各個所述第2相位耦合電路，將所述q個環(huán)形振蕩器的任 意一個中的所述P個反相電路的任意一個的輸出與所述q個環(huán)形振蕩器的另一個中的所述 P個反相電路的任意一個的輸出以同相進行耦合，所述P個第1相位耦合電路的每一個以能夠進行通常的阻抗和高阻抗的切換的方式構成。
7.根據(jù)權利要求6所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述P個第ι相位耦合電路的每一個具備電阻元件；和開關元件，其一端連接于所述電阻元件的一端，所述P個第ι相位耦合電路的每一個中的所述開關元件進行彼此相同的開閉動作。
8.根據(jù)權利要求7所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述PX (q-1)個第2相位耦合電路的每一個具備電阻元件；和接通固定的開關元件，其連接于所述電阻元件的一端。
9.根據(jù)權利要求7所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述P個第ι相位耦合電路的每一個具備連接于所述電阻元件的另一端，且進行與連接于所述電阻元件的一端的開關元件彼此 相同的開閉動作的開關元件。
10.根據(jù)權利要求9所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述PX (q-1)個第2相位耦合電路的每一個具備電阻元件；和接通固定的開關元件，其分別連接于所述電阻元件的兩端。
11.根據(jù)權利要求6所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述P個第1相位耦合電路的每一個具備開關元件；和電阻元件，其分別連接于所述開關元件的兩端，所述P個第1相位耦合電路的每一個中的所述開關元件進行彼此相同的開閉動作。
12.根據(jù)權利要求11所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述PX (q-1)個第2相位耦合電路的每一個具備 接通固定的開關元件；和分別連接于所述接通固定的開關元件的兩端的電阻元件。
13.根據(jù)權利要求2、4、5和7到12的任意一項所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述開關元件全部為相同極性的MOS晶體管。
14.根據(jù)權利要求3所述的耦合式環(huán)形振蕩器，其特征在于， 所述開關元件全部為相同極性的MOS晶體管。
15.一種光盤裝置，其將信息記錄到光盤介質中，具備權利要求1、2和4到12的任意一項所述的耦合式環(huán)形振蕩器； 脈沖生成電路，其與由所述耦合式環(huán)形振蕩器生成的微小相位的信號同步地生成用于 在所述光盤介質中寫入信息的寫入脈沖；和寫入放大器，其按照由所述脈沖生成電路生成的寫入脈沖，在所述光盤介質中寫入信息ο
16.一種光盤裝置，其將信息記錄到光盤介質中，具備 權利要求3所述的耦合式環(huán)形振蕩器；脈沖生成電路，其與由所述耦合式環(huán)形振蕩器生成的微小相位的信號同步地生成用于 在所述光盤介質中寫入信息的寫入脈沖；和寫入放大器，其按照由所述脈沖生成電路生成的寫入脈沖，在所述光盤介質中寫入信息ο
17.—種光盤裝置，其將信息記錄到光盤介質中，具備權利要求14所述的耦合式環(huán)形振蕩器；脈沖生成電路，其與由所述耦合式環(huán)形振蕩器生成的微小相位的信號同步地生成用于 在所述光盤介質中寫入信息的寫入脈沖；和寫入放大器，其按照由所述脈沖生成電路生成的寫入脈沖，在所述光盤介質中寫入信肩、ο
18. 一種耦合式環(huán)形振蕩器的初始化方法，其特征在于，在假設P、q為2以上的整數(shù)的情況下，所述耦合式環(huán)形振蕩器具備q個環(huán)形振蕩器， 各環(huán)形振蕩器分別由P個反相電路連接為環(huán)狀而成；和相位耦合環(huán)，其通過將PXq個相位 耦合電路連接為環(huán)狀而成，所述相位耦合電路，將所述q個環(huán)形振蕩器的任意一個中的所 述P個反相電路的任意一個的輸出，與所述q個環(huán)形振蕩器的任意一個中的所述P個反相 電路的任意一個的輸出，以規(guī)定的相位關系耦合，將所述q個環(huán)形振蕩器的每一個中的所述P個反相電路的任意一個作為組，至少對于 一個組，將屬于該組的所述q個反相電路的輸出固定為同相，并在此狀態(tài)下使所述q個環(huán)形 振蕩器振蕩，之后解除這些反相電路的輸出的同相固定狀態(tài)。
全文摘要
一種耦合式環(huán)形振蕩器，其具備q個環(huán)形振蕩器(10)，各環(huán)形振蕩器(10)分別由p個反相電路(11)連接為環(huán)狀而成；和相位耦合環(huán)(20)，其通過將p×q個相位耦合電路(21)連接為環(huán)狀而成，該相位耦合電路，將q個環(huán)形振蕩器的任意一個中的p個反相電路的任意一個的輸出，與q個環(huán)形振蕩器的另一個中的p個反相電路的任意一個的輸出，以規(guī)定的相位關系耦合，關于所述耦合式環(huán)形振蕩器，將q個環(huán)形振蕩器的每一個中的p個反相電路的任意一個作為組，至少對于一個組，將屬于該組的q個反相電路的輸出固定為同相(步驟1)，并在此狀態(tài)下使q個環(huán)形振蕩器振蕩(步驟2)，之后解除這些反相電路的輸出的同相固定狀態(tài)。
文檔編號H03K3/354GK102084591SQ200980126229
公開日2011年6月1日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權日2008年7月7日
發(fā)明者崎山史朗, 德永祐介, 松本秋憲, 森江隆史, 道正志郎 申請人:松下電器產業(yè)株式會社