JPH04121877A - 逐次復調方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要〕 記録媒体からの再生信号を逐次復調する逐次復調方法お
よびその装置に関し、 再生信号中のピーク値にレベル変動があった場合でも、
“ｌ”信号は“ドとして、′Ｏ″信号はＯ″として復調
可能な信顛性の高い逐次復調方法及びその装置を提供す
ることを目的とし、 所定の方式で“１”と“０”の信号が記録された媒体か
らの再生信号から記録データの復調を行う方法は、記録
データのデータ周期と同一の間隔で連続したＮ個のサン
プル値が取り得る全ての状態を、再生信号に現れる規則
性を利用して予めパターン設定しておき、再生信号中の
連続したＮ個のサンプル値の相互の大小関係を比較して
、Ｎ個の連続するサンプル群が予め設定したパターンの
どれに最も類似しているかを逐次判定し、最も類似して
いる既設パターンの状態を再生信号として出力するよう
にする。

また、この方法で復調を行う逐次復調装置は、記録デー
タのデータ周期と同一の間隔で連続したＮ個のサンプル
値が取り得る全ての状態を、再生信号に現れる規則性を
利用してパターンを設定するパターン設定手段と、再生
信号中の記録データをデータ周期と同一の間隔でサンプ
リングし、連続したＮ個のサンプル価を格納するサンプ
リング手段と、格納したＮ個のサンプル値の相互の大小
関係を比較する大小関係検出手段と、サンプル値の大小
関係からＮ個の連続するサンプル群が予め設定したパタ
ーンのどれに適合するか逐次判定するパターン判定手段
と、判定したパターンを復調信号として出力する復調信
号出力手段とから構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は記録媒体からの再生信号を逐次復調する逐次復
調方法およびその装置に間し、特に、再生信号に成る規
則性がある記録媒体からの再生信号、例えば、磁気ディ
スク装置の再生信号の復調を行う逐次復調方法及びその
装置に関する。

コンピュータシステムの高速化に伴い、外部記憶装置と
しての磁気ディスク装置に対しても高速化、大容量化が
要求されている。このため、磁気ディスク装置の復調回
路の扱う信号は周波数が高くなり、媒体上の記録密度（
ＢＰＩ）が上昇して信号品質が劣化してしまう。従って
、ヘッド−媒体系の改善ばかりでなく、磁気ディスク装
置からの再生信号の復調回路系における信号品質の改善
策が必要とされている。

〔従来の技術］ 従来の磁気ディスク装置における復調回路の構成を第７
図に示す。磁気ヘッド７０により再生された信号は、磁
気ヘッド７０の近くに配置されたプリアンプ７１により
増幅された後、自動利得制御回路（ＡＧＣ）７２、波形
等化回路７３、及び低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７４を
通り、復調処置を行うに当たって十分な振幅′となって
Ｐ点に到達する。

Ｐ点においてこの信号は２つに分けられ、一方は微分回
路７５へ、他方はレベルスライス回路７７へ導かれる。

微分回路７５で微分された信号はＱ点を経てゼロクロス
検出回路７６へ入力され、微分波形のゼロクロス点に対
応したゼロクロスパルスが生成される。そして、ゼロク
ロス検出回路７６からのパルスはＲ点を経てゲート回路
７８に入力される。

他方、レベルスライス回路７７に入力されたＰ点の出力
は予め設定された所定のスライスレベル電圧と比較され
、信号波形がレベルスライス電圧を越えた時にレベルス
ライスゲートが開かれて、信号がレベルスライス回路７
７から３点を経てゲート回路７８に入力される。ゲート
回路７８はゼロクロスパルスとゲート信号により、再生
信号のピークとは無関係なパルスを除去し、プリアンプ
７１から入力されるアナログ信号のピーク点に対応する
パルス化データを発生する。

第８図（ａ）〜（ｅ）は第７図の従来の復調回路に示し
た各点Ｐ−Ｔにおける波形を示している。第８図（ａ）
はＰ点におけるヘッド７０の再生波形信号であり、第８
図（ｂ）はＱ点における波形で、Ｐ点における波形の微
分波形である。また、第８図（Ｃ）はＲ点におけるゼロ
クロス検出回路７６の出力波形で、Ｑ点における波形が
零点を過ったときにハイレベル“Ｈ”になる信号である
。更に、第８図（ｄ）は３点におけるレベルスライス回
路７７の出力波形であり、レベルスライス回路７７に設
定されているスライスレベル電圧ＶＨとＶＬ　（第８図
（ａ）に示す）をＰ点における再生信号が越えたときに
ハイレベル“Ｈ″になる。

第８図（ｅ）はＴ点におけるゲート回路７８からの出力
波形を示しており、再生波形のピークとは無関係のパル
スが除去された復調データである。

このように、従来回路によれば、再生信号のピークに対
応したパルス化データを得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、以上のように構成された従来の復調回路
では、記録データの“１”に対応するピークの検出をレ
ベルスライスと微分波形のゼロクロス点検出とで行って
いる。従って、３ビツトパターンにおける中央のピーク
のように、波形を観察した時、前後の関係からピークと
予想されてもスライスレベルを下回った場合ピークとし
ては認識されず復調誤りとなってしまうことがあり、ま
た、記録データの“０”に対応する部分でもスライスレ
ベルを越えることにより、ピークとして認識されてしま
うという問題がある。このように、従来の復調方法では
、記録データの“０“に対応する部分のレベルが記録デ
ータの“１”に対応するピークのレベルを上回った場合
、復調不可能になってしまうのである。

本発明は前記従来の磁気記録再生装置のような再生信号
にある規則性のある再生信号の復調方法における問題点
を解消し、再生信号中に従来のスライスレベルを下回る
“１″信号や、スライスレベルを越える“０”信号が含
まれる場合でも、“１”信号は“ｌ”として、“０”信
号は“０”として復調可能な信転性の高い逐次復調方法
およびその装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決する本発明の原理構成が第１図（ａ）
、　（ｂ）に示される。第１図（ａ）に示すように、本
発明の逐次復調方法は、所定の方式で”１”と“０”の
信号が記録された媒体からの再生信号から記録データの
復調を行う逐次復調方法であって、記録データのデータ
周期と同一の間隔で連続したＮ個のサンプル値が取り得
る全ての状態を、再生信号に現れる規則性を利用して予
めパターン設定しておき、再生信号中の連続したＮ個の
サンプル値の相互の大小関係を比較して、Ｎ個の連続す
るサンプル群が予め設定したパターンのどれに最も類似
しているかを逐次判定し、最も類似している既設パター
ンの状態を再生信号として出力することを特徴としてい
る。

また、第１図（ｂ）に示すように、本発明の逐次復調装
置は、所定の方式で“１”と“０”の信号が記録された
媒体からの再生信号から記録データの復調を行う逐次復
調装置であって、 記録データのデータ周期と同一の間隔で連続したＮ個の
サンプル値が取り得る全ての状態を、再生信号に現れる
規則性を利用してパターンを設定するパターン設定手段
１と、再生信号中の記録データをデータ周期と同一の間
隔でサンプリングし、連続したＮ個のサンプル値を格納
するサンプリング手段２と、格納したＮ個のサンプル値
の相互の大小関係を比較する大小関係検出手段３と、サ
ンプル値の大小関係からＮ個の連続するサンプル群が予
め設定したパターンのどれに適合するか逐次判定するパ
ターン判定手段４と、判定したパターンを復調信号とし
て出力する復調信号出力手段５とから構成される。

〔作用〕

本発明によれば、所定の方式で“１”と“０”の信号が
記録された媒体の、記録データのデータ周期と同一の間
隔で再生信号がサンプリングされ、得られた連続したＮ
個のサンプル値が所定場所に格納される。次いで、Ｎ個
のサンプル値の相互の大小関係が比較され、Ｎ個のサン
プル値の変化状態が求められる。そして、このＮ個のサ
ンプル値の変化状態が、所定の記録方式による再生信号
の規則性、及び使用する符号固有の条件等を考慮し、予
め設定したＮ個のサンプルが取り得る状態の内、どの状
態に最も近いかが判断され、その状態情報によりデータ
合成が行われ、復調データが出力される。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

本発明は、所定の方式で“１”と“Ｏ”の信号が記録さ
れた記録媒体からの再生信号から記録データの復調を行
う逐次復調方法であるが、ここではこの復調方法を、再
生信号に正負のピークが必ず交互に現れる磁気ディスク
装置の再生信号の復調方法を例にとって以後説明する。

本発明の復調方法では、記録データのデータ周期と同一
の間隔で連続したＮ個のサンプル値が取り得る全ての状
態を、再生信号に現れる規則性を利用して予めパターン
設定しておく。次に、このＮ個のサンプル値が取り得る
全ての状態パターンと比較するために、再生信号を記録
データのデータ周期と同一の間隔でサンプリングし、連
続したＮ個のサンプル値を採取する。

このとき、信鯨性を増すために、一つの実施例では、予
め設定されたパターンと逐次比較する再生信号中の連続
したＮ個のサンプル値の内、今回のＮ個のサンプル値と
前回のＮ個のサンプルのうちのＭ個（ＭＡＮ）をオーバ
ラップさせる。そして、今回のＮ個のサンプル値により
復調されたデータと前回のＮ個のサンプルにより復調さ
れたデータのオーバラップ部分のＭ個のデータを比較し
て、一致しない場合にエラー信号を出力する。

この後、再生信号中の連続したＮ個のサンプル値の相互
の大小関係を比較して、Ｎ個の連続するサンプル群が予
め設定したパターンのどれに最も類似しているかを逐次
判定し、最も類似している既設パターンの状態を、オー
バラップデータを考慮しながら再生信号として出力する
。

この実施例の方法を、１−７符号を用いたＮ＝３、Ｍ＝
１の場合について説明する。

なお、この１−７符号は近年磁気記録で良く使用される
ものであり、磁気記録においてはデータが“１”と“０
”の組み合わせで記録されることを利用し、データをあ
る決まりで符号化することによって、“１”と“１“の
間に必ず“０”が入り、その“０”の連続する数が最低
１つ、最高７つとなるようにしたものである。

このような１−７符号における記録データ３サンプルの
取りうる状態は、正負のピークが必ず交互に現れる磁気
記録の特徴と、“１”と“１”の間に最低１個の“０”
が存在するという１−７符号の特徴により、９通り存在
する。この９通りの状態を第２図に示す。また、以下に
示す第１表は、この９通りの状態を判断するための判定
条件である。

第１表中での■αはサンプル値の許容偏差を表し、各シ
ンボル（＋１．Ｏ，−１）の理想値に対して基準値■α
だけの偏差を許容して状態判定を行う。

すなわち、３つの連続するサンプル値Ｖ　１　（Ｒ−１
１゜Ｖ　Ｏ（−）、　Ｖ　ｌ　（−１に対して、比較し
た２つのサンプル値に基準値■αより大きい差があれば
２つの値ハ同一レベルになく、２つのサンプル値を相互
に減算した値がどちらも基準値Ｖαより小さければ２つ
の値は同一レベルにあると状態判定する。

第１表 状態Ａ ｖｌ、 ＶＯ（ＩＩ）　＞　ＶａかツＶＯ＋ｎ＋Ｖｌイ。〉■α 状態■ ＶＯ（ＩＩ）　　Ｖｌ　（ＩＩ−＋＞ 〉■αかつＶｌ　（ＩＩ） ＶＯ（１１）　＞　Ｖａ 以上のようにして、 ３つの連続するサンプル値 ■１ ＋−−＋＞、　Ｖ　Ｏ（１，）、　Ｖ　１に対して対応
する状 態が９通りのパターンの中から選択される。

この とき、この実施例では、再生信号中の連続した３個のサ
ンプル値の内、今回の３個のサンプル値と前回の３個の
サンプル値のうち、今回の３個のサンプル値の先頭の値
と、前回の３個のサンプル値の末尾の値とをオーバラッ
プさせている。よって、今回の３個のサンプル値により
復調されたデータと前回の３個のサンプルにより復調さ
れたデータのオーバラップ部分の１個のデータを比較し
て、一致しない場合にはエラー信号を出力し、一致する
場合には、選択したパターンの状態を、オーバラップデ
ータを考慮しながら再生信号として出力する。

次に前述のＮ＝３、Ｍ＝１とした本発明の実施例の方法
を実施する装置である逐次復調器について説明する。

第３図は本発明の一実施例の逐次復調器１０の構成を示
すブロック図である。図において、１１．１２は遅延時
間りが磁気ディスクに記録されるデータ周期ｔに等しい
遅延要素、１３は周波数１／２ｔのｆ１クロツタ信号に
よりデータをサンプリングして保持するサンプルホルダ
、１４はｖｉ、　ｖｏ、　ｖ−ｔの３つの入力端子と、
Ｙｌ、　ＹＯ，Ｙ−１の３つの出力端子を持つ状態判定
／データ合成回路、１５は周波数ｌへのｆ２クロック信
号によりデータを１ビツトずつシフトするシフトレジス
タを示している。また、状態判定／データ合成回路１４
のＹ−１端子とシフトレジスタ１５の上位ビット１５ａ
は第４図に示すエラー検出回路に接続する。

第４図は前述のエラー検出回路２ｏの構成の一例を示す
ものである。この実施例ではエラー検出回路２０を２つ
のＤタイプフリップフロップ１６．１７と、排他的論理
和の否定回路であるＥＸＮＯＲ回路１８により構成しで
ある。フリップフロップ１６のＤ端子には第３図の状態
判定／データ合成回路１４の出力端子Ｙ−１からの信号
Ｙｌ　（ｎ）を入力し、Ｃ端子にはｆｌクロック信号を
入力する。また、フリップフロップ１７のＤ端子には第
３図のシフトレジスタ１５の上位ビット１５ａがらの信
号Ｙｌ（ｎ−１）を入力し、Ｃ端子にはｆ１クロック信
号を入力する。そして、フリップフロップ１７．１８の
出方はＥＸＮＯＲ回路１８に入力し、フリップフロツプ
１７．１８への入力力異なる時にエラー信号を出力する
。

第３図の逐次復調器１０は、磁気ディスクからの再生信
号は遅延要素ＩＬ　１２により遅延時間りずつ遅らせ、
ｆ１クロックによってサンプリングしてサンプルホルダ
１３の上位ビット１３ａ、中位ビット１３および下位ビ
ット１３ｃにサンプル値をそれぞれ保持する。そして、
上位ビット１３ａのデータを状態判定／データ合成回路
１４のＶ−１端子に、中位ビット１３ｂのデータをｖＯ
端子に、下位ピッ）　１３ｃのデータをｖ１端子に入力
する。

状態判定／データ合成回路１４はシー１端子、ＶＯ端子
およびｖ１端子に入力されるデータのパターンが第２図
に示した９通りの状態パターンのどれに一致するかを第
１表に示した判定条件により判断する。即ち、３つの連
続するサンプル値Ｖ　１　（１％−１１゜Ｖ　Ｏ＜Ｒ，
、Ｖ　１　ｔ−＞　が９通りのうちのどの状態であるか
を判定する。

第５図は第３図の状態判定／データ合成回路１４の状態
Ａから状態Ｉを判定する回路５０ａがら５０ｉの構成を
示す実施例であり、この実施例では各状態の判定をアナ
ログ入力のコンパレータとアナログ加減算器およびＡＮ
Ｄ回路の組み合わせで行っている。第５図にはこのうち
状態Ａの判定を行う判定回路５０ａのみを詳細に示しで
ある。状態Ａの判定を行う回路５０ａは、アナログ入力
のコンパレータ５２．５４とアナログ加減算器５Ｌ　５
３およびＡＮＤ回路５５から構成されている。そして、
３サンプル（Ｖ　１　（、、−１１，Ｖ　Ｏ（ｆｌ＞、
　Ｖ　Ｏ（Ｆｌ）　）が第１表に於ける条件Ａを満たし
た時に、ＡＮＤ回路５５の出力０真（“Ｉ”）になり、
状態Ａと判定される。

この時、データ合成回路５６の出力端子Ｙ−１，ＹＯ。

Ｙｌには“１０１”が出力される。各状態でのサンプル
値、及びデータ合成回路５６の出力を第２表に示す。

尚、この実施例では前回と今回のオーバラップデータ数
Ｍ＝１であることから、上位ビットＹ−１は復調データ
として出力せず、１つ前のステップに於ける最下位ビッ
トＹｌと比較し、復調の信転性を評価し、２者が異なる
場合にエラー信号を出力但し、＋１は正のピーク、−１
は負のピークする。

以上のように構成された実施例の逐次復調器の動作を第
６図を用いて説明する。ここでは、第６図（ａ）に示す
ような記録データが磁気ディスク装置に記録されており
、その再生波形が第６図（ｂ）に示すように変化した場
合の例について説明する。再生波形が、”＋１．　Ｏ，
−１゜−０，３，０，−０，３，０，＋０．３゜＋１．
　＋０．３＋　−０，２，＋０．３．　＋Ｌ　＋０．２
＋　−０，１，−０，７＋　０”のように変化した場合
、第３図に示す逐次復調器１０は記録データのデータ周
期に等しい間隔で再生波形を３つずつサンプリングする
。このとき、状態判定／データ合成回路１４に入力され
る３サンプルを第６図（Ｃ）に示すように１サンプルず
つオーバラップして状態判定し、基準値■αを０．４と
した時に、状態判定／データ合成回路１４はｒ状ＨＡｓ
、ｒ状ｔＨＪ、ｒ状態ＥＪ・・・のように復調データを
出力する。

この状態判定／データ合成回路１４から出力する復調デ
ータをまとめると第６図（ｄ）のようになる。

ココテ、第６図（ｄ）に噛で示すデータはオーバラップ
分であるので出力されない。　（出力されるのは第３図
に示したシフトレジスタ１５の中位ビット１５ｂと下位
ビット１５ｃのデータである。）以上のような動作によ
り、第６図働）に示したように、記録データの“０”に
対応する部分（＃で表示）の振幅が“ｌ”に対応する部
分（＊で表示）の振幅よりも大きくても復調が可能であ
る。よって、第６図（ｅ）に示すように、記録データに
一致した復調データが逐次復調器１０から出力される。

このように、前述の実施例によれば、高密度記録時の分
解能の低下した信号やノイズにより劣化した信号におい
てもデータの復調が可能となり、復調エラーが生じた場
合でも、その検出機能により復調の再実行等の対応がで
きるので、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。

なお、前述の実施例では説明していないが、状態判定の
際に２以上の状態が同時に選択される場合も、復調誤り
としてエラー信号を出力することも簡単なロジック回路
により可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、所定の方式で“
１′と“０”の信号が記録された記録媒体からの再生信
号が、高密度記録により分解能が低下したり、ノイズに
より信号が劣化しても、また、再生信号中のピーク値に
レベル変動があった場合でも、“１″信号は”１”とし
て、“０″信号は“０″として高い信頼性で復調するこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の逐次復調方法の原理図、第１図
Φ）は本発明の逐次復調器の原理構成図、第２図は本発
明に使用するＮ＝３の場合の状態パターンを示す説明図
、 第３図は本発明におけるＮ＝３の場合の逐次復調器の構
成を示すブロック回路図、 第４図は第３図の逐次復調器に接続するエラー検出回路
の構成を示すブロック回路図、第５図は第３図の状態判
定／データ合成回路の構成を示すブロック回路図、 第６図（ａ）〜（ｅ）は本発明の逐次復調器の動作を示
す説明図、 第７図は従来の磁気ディスク装置の復調回路図、第８図
は第７図の回路の各部の動作波形を示す波形図である。 １１、１２・・・遅延要素、 １３・・・サンプルホルダ、 １４・・・状態判定／データ合成回路、１５・・・シフ
トレジスタ、 ５０ａ〜５０ｉ・・・状態Ａ〜 ５１、５３・・・加減算器、 ５２、５４・・・比較器、 ５５・・・ＡＮＤ回路。 ■の判定回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の方式で“１”と“０”の信号が記録された媒
   体からの再生信号から記録データの復調を行う逐次復調
   方法であって、 記録データのデータ周期と同一の間隔で連続したＮ個の
   サンプル値が取り得る全ての状態を、再生信号に現れる
   規則性を利用して予めパターン設定しておき、再生信号
   中の連続したＮ個のサンプル値の相互の大小関係を比較
   して、Ｎ個の連続するサンプル群が予め設定したパター
   ンのどれに最も類似しているかを逐次判定し、最も類似
   している既設パターンの状態を再生信号として出力する
   ことを特徴とする逐次復調方法。 ２、予め設定されたパターンと逐次比較する再生信号中
   の連続したＮ個のサンプル値の内、今回のＮ個のサンプ
   ル値と前回のＮ個のサンプルのいくつかがオーバラップ
   することを特徴とする請求項１に記載の逐次復調方法。 ３、今回のＮ個のサンプル値により復調されたデータと
   前回のＮ個のサンプルにより復調されたデータのオーバ
   ラップ部分を比較し、一致しない場合にエラー信号を出
   力することを特徴とする請求項２に記載の逐次復調方法
   。 ４、所定の方式で“１”と“０”の信号が記録された媒
   体からの再生信号から記録データの復調を行う逐次復調
   装置であって、 記録データのデータ周期と同一の間隔で連続したＮ個の
   サンプル値が取り得る全ての状態を、再生信号に現れる
   規則性を利用してパターン設定するパターン設定手段（
   １）と、 再生信号中の記録データをデータ周期と同一の間隔でサ
   ンプリングし、連続したＮ個のサンプル値を格納するサ
   ンプリング手段（２）と、 格納したＮ個のサンプル値の相互の大小関係を比較する
   大小関係検出手段（３）と、 検出したサンプル値の大小関係からＮ個の連続するサン
   プル群が予め設定したパターンのどれに適合するか逐次
   判定するパターン判定手段（４）と、判定したパターン
   を復調信号として出力する復調信号出力手段（５）と、 を備えることを特徴とする逐次復調装置。 ５、前記パターン判定手段（４）の判定により２つ以上
   のパターンが選択された時にエラー信号を出力するエラ
   ー検出器が更に備えられていることを特徴とする請求項
   ４に記載の逐次復調装置。 ６、前記パターン判定手段（４）がアナログ入力のコン
   パレータとアナログ加減算器から構成されることを特徴
   とする請求項４または５に記載の逐次復調装置。 ７、１ステップの状態判定において前記サンプリング手
   段（２）が出力する再生信号中の連続したＮ個のサンプ
   ル値の内、いくつかのサンプルが１つ前のステップで状
   態判定の対象としたＮ個のサンプルとオーバラップする
   ことを特徴とする請求項４から６の何れかに記載の逐次
   復調装置。 ８、前記復調信号出力手段（５）が判定したパターンの
   オーバラップ部が一致する時には、オーバラップ部を処
   理して復調信号を出力し、オーバラップ部が一致しない
   時にはエラー信号を出力することを特徴とする請求項７
   に記載の逐次復調装置。 ９、記録データのデータ周期ｔと同一の遅延時間を持つ
   直列に接続されたＮ−１個の遅延要素と、このＮ−１個
   の遅延要素列の始点、終点、及び各接続点に接続するＮ
   個の振幅値保持回路とを備え、 Ｎ−１個の遅延要素に入力信号を伝播させてお互いに時
   間差ｔを持ったＮ種類の信号を得、オーバラップデータ
   数をＭ個とした時に、このＮ種類の信号をクロック周期
   （Ｎ−Ｍ）ｔで動作するＮ個の振幅値保持回路に置き、
   入力信号のサンプリングを行うことを特徴とする請求項
   ７に記載の逐次復調装置。