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ジッタメータについて

CD、DVDドライブの評価とジッタメータの必要性

CD、DVDドライブの評価

光ディスクドライブの性能は読み出したデータのエラーの少なさで評価されます。つまりエラーレートが少ないものが良い製品となります。CDやDVDの場合ディスクから読み出したデータに強力なエラー訂正操作を行って元のデータを再現しています。このためピックアップやドライブそのものの評価はエラー訂正処理の前のブロックエラーレートで行います。

ブロックエラーレートを劣化させる要因

ブロックエラーレートを劣化させる主な要因は、ピックアップの静的なずれであるラジアルスキュー、タンジェンシャルスキュー、デフォーカスと、サーボ回路の性能も含むトラッキングエラー、データ判定におけるアシンメトリー、ノイズ等があります。

評価方法の問題点

ピックアップやドライブそのものの評価は前記したように、エラー訂正の処理を行う前で行います。しかし、現在のデータ再生LSIはエラー訂正が行われたデータのみが出力されるために実際に発生しているエラーが外部から検出できません。このため、実際のブロックエラーレートを測定する装置が必要になりますが、装置の作成コストとブロックエラーレートそのものの測定に時間がかかる欠点があります。

ジッタメータの必要性

そこでブロックエラーレート測定に変わる測定方法が要求されました。それがジッタメータです。良いジッタメータとは測定ジッタ量と実際のブロックエラーレートとの間に相関があり、測定ジッタ量から実際のブロックエラーレートを推定できるものです。

ジッタ測定を行う前に必要な事項

CDプレーヤの出現から現在に至るまでに、色々な光ディスクが市場に登場しています。これらの光ディスクにはそれぞれ規格があり、各グループごとに管理されています。

<例>

  • DVD Specifications for Read-Only Disk Ver.1.0 Aug 1996
  • Compact Disk Reference Measuring Methods Specification Guideline Ver.1.0 May 1999

これらの規格(Book)では、ディスクの性能を規定するためにそのディスクを再生するための各回路特性を定めています。特にジッタ測定に影響を及ぼすブロックとして以下の回路が挙げられます。

イコライザ回路:

DVDの8-16変換信号はCDのEFM信号と比較して高周波で特に3T信号レベルが小さいために3Tのレベルを持ち上げて2値化が容易にしています。このイコライザの特性はBookで規定されています。

ローパスフィルター:

RF信号以上の周波数のノイズは、当然ジッタに影響を及ぼしエラーの原因となります。また、フィルタのカットオッフ特性や群遅延特性もジッタに影響を与えるため、BooKに規定されています。

イコライザ回路:

RF信号以上の周波数のノイズは、当然ジッタに影響を及ぼしエラーの原因となります。また、フィルタのカットオッフ特性や群遅延特性もジッタに影響を与えるため、BooKに規定されています。

PLLクロック再生回路:

光ディスクは、基となるクロック信号がディスクに刻まれているのではなく、RF信号を再生する過程でPLLをかけてクロック信号を作り出しています。PLLクロック再生回路は、ディスクを回しているメカデッキやピックアップの持っている特性等を検証し、規定されています。PLLクロック再生回路のループ特性を高周波帯域まで伸ばす事ができれば、再生されたクロックはRF信号(データ信号)により追従したタイミングになります。当然エラーレートは少なくなるわけです。
しかし、PLLクロック再生回路が各製品(DVDプレーヤのモデル等)により違うと、互換性が失われます。特に、記録系のディスクをPLL強化されたレコーダで記録し、そのディスクを他の製品で再生するとエラーが多くなる可能性が非常に高くなります。

アシンメトリ、スライス回路:

光ディスクを回転する事に伴う変心やうねりを除去して安定したRF信号を最終的に2値化信号(デジタル信号)にする必要性があります。ここでも、Bookにその特性を規定しています。
ジッタに影響の大きい回路ブロックを挙げましたが、この回路を経て得られたスライス後の2値化信号(データ信号)と、PLLクロック再生回路を経て得られたクロック信号を用いたジッタ測定(2信号試験)を行う事により基準となるクロックとデータ信号、エラーレートの相関を得る事ができます。従って、Bookの基準は重要な物差しとなります。

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