[发明专利]耦合式环形振荡器及其初始化方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够使用多个环形振荡器来生成高精度的微小相位的耦合式环形振荡器。

背景技术

为了在DVD(Digital Versatile Disc)和BD(Blu-ray Disc)等光盘介质中记录信息，需要生成用于抑制写入信号的干扰的特殊的写入波形。为了生成这种特殊的写入波形，需要高精度的微小相位，需要写入数据传输率的四十分之一以上的微小相位。但是，这种非常微小的相位精度，其相位延迟比反相电路(inverter circuit)单体的延迟短，因此很难用一个反相器链(inverter chain)(环形振荡器)来实现其相位精度。

因此，以往使用多个环形振荡器，通过由相位耦合电路将这些多个环形振荡器中的各反相电路连接，来将各环形振荡器的输出相位分别错开一点，生成了比用一个环形振荡器能够生成的相位更微小的相位(例如，参照专利文献1-4)。此外，设置连接了多个电阻的电阻环，通过连接该电阻环上的电阻的各连接点与多个环形振荡器中的相位延迟元件的各连接点，来生成微小相位(例如，参照专利文献5)。

上述这种具备了多个环形振荡器，和由在环形振荡器之间耦合各反相电路的输出相位的相位耦合电路构成的相位耦合环的耦合式环形振荡器，通过将相位耦合环的任意部分电切断，在不同的环形振荡器之间减弱了反相电路的输出相位的耦合的状态下，使各环形振荡器振荡，之后将相位耦合环还原，来进行初始化(例如，专利文献3、4参照)。

专利文献1：JP特开平8-70239号公报

专利文献2：JP特开2000-156629号公报

专利文献3：美国专利第5475344号说明书

专利文献4：美国专利第5717362号说明书

专利文献5：美国专利申请公开第2006/0049879号说明书

耦合式环形振荡器存在构成该耦合式环形振荡器的环形振荡器的数量的不同振荡状态。并且，若耦合式环形振荡器陷入不希望的异常振荡状态，则振荡频率降低，无法得到微小相位。以下，对该机理进行说明。

图13表示以往的耦合式环形振荡器的代表性的结构。该耦合式环形振荡器由3个环形振荡器10和1个相位耦合环20构成。各环形振荡器10由3个反相电路11耦合为环状而成。此外，相位耦合环20由与反相电路11的总数相等的9个相位耦合电路21耦合为环状而成。各相位耦合电路21将一个环形振荡器10中的一个反相电路11的输出与另一个环形振荡器10中的一个反相电路11的输出以同相或反相的关系耦合。并且，各反相电路10的输出P1～P9为该耦合式环形振荡器的输出。各环形振荡器10只能生成构成该环形振荡器10的反相电路11的个数(在图13的例中为3个)的相位，但通过组合多个环形振荡器10，能够生成更多(在图13的例中为9个)的相位。另外，以下为了方便，假设相位耦合电路21由反相电路构成来进行说明。

在信号通过相位耦合电路21时，相位产生如下那样大小的延迟：在逻辑反转的180°上，加上相位耦合电路21的内部延迟(例如，电子通过晶体管内部所需要的时间等)即θ。即，被1个相位耦合电路21耦合的2点间的相位差(以后，称作「相位耦合角」)为

在耦合式环形振荡器中，相邻的输出之间(例如，输出P1和输出P2)，都是经由两个相位耦合电路21来连接，因此这些输出间的相位差为2×(180+θ)。因为相位差360°可以看作0°，所以，最终相邻的输出间的相位差成为2θ。并且，若考虑到电路的对称性，则相邻的输出间的相位差都为2θ，这是用耦合式环形振荡器能够做出的最小相位差。此外，在耦合式环形振荡器处于稳定状态时，根据相位的周期性，各输出的相位延迟1周(即，360°)后返回自身。因此，图13的耦合式环形振荡器的最小相位差2θ是将360°进行9等分后的40°。并且，假设p为各环形振荡器10中的反相电路11的个数，q为环形振荡器10的个数，而将θ一般化的话，则表示为，

θ＝180/pq。

作为耦合式环形振荡器，相位耦合电路21的内部延迟θ越小，即，相位耦合角越小，则越成为更稳定的振荡状态。在相位耦合电路21由反相电路构成的情况下，相位耦合角的最小值为180°。另一方面，在使各环形振荡器为单端反相电路的4段结构的情况下，相位耦合角最大，其值为270°。因此，若则推测耦合式环形振荡器稳定地振荡。另一方面，若相位耦合角脱离该范围，则可以认为耦合式环形振荡器成为异常的振荡状态。

接下来，推导表示相位耦合角的通式。另外，为了方便，假设p、q都为奇数。首先，相位耦合角的最小值表示为，