JPH04183042A

JPH04183042A - ディジタル情報検出装置

Info

Publication number: JPH04183042A
Application number: JP2311735A
Authority: JP
Inventors: Haruo Ota; 晴夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-06-30

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】産業上の利用分野本発明は、通信伝送路により伝送もしくは記録媒体から
再生されたＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ）信号から、原ディジタル情報を検出するデ
ィジタル情報検出装置に関するものである。

従来の技術伝送あるいは記録媒体から再生されたＰＣＭ信号からの
信号検出方法として、あらかじめ定めた特定の符号間干
渉が生しるようパーシャル・レスポンス等化したのち原
ディジタル情報を検出する方法が知られている。この手
法は、特に磁気記録のように符号間干渉の大きな場合に
おいて、符号間干渉を抑圧するよう等化する方法に比へ
、より低い符号誤り率で検出てきる。このような観点が
ら、ディジタル記録再生装置にこの方法を適用した例に
、特開平１−１０２７７７号公報などがある。

以下に、図面を参照しながら従来例について説萌する。

第６図は、ディジタル磁気再生装置にパーシャル・レス
ポンス等化を用いたディジタル情報検出装置の従来例で
ある。磁気媒体に記録されたＰＣＭは、磁気ヘッド１に
よって再生される。再生された信号は、ヘッドアンプ２
によって増幅され、等化回路３によって符号間干渉が（
１，−１）になるようにパーシャル・レスポンス等化さ
れる。

等化回路３の周波数特性Ｅ　（ｗ）は、記録からヘッド
アンプ２の出力までに至る系の周波数特性をＨ（ｗ）と
し、ナイキスト基準を満たすロールオフ・フィルタの周
波数特性をＬ（ｗ）、また符号間干渉が（１，−１）に
なるパーシャル・レスポンス等化の周波数特性をＰ　（
ｗ）としたとき、次式を満たすものである。

Ｅ　（ｗ）　−Ｌ　（ｗ）　・Ｐ　（ｗ）　／Ｈ（ｗ）
さて、等化された信号はクロック再生回路４に入力され
、ディジタル情報に同期したクロック信号１０１を得る
。また一方で、等化回路３により等化された信号は、Ａ
ＧＣ回路５に入力される。

ＡＧＣ回路５は、包絡線検出器６及び可変利得増幅器７
により構成され、包絡線振幅を一定値に保つ。こうして
得られた信号１００は、第７図に示すアイパターンとな
る。ただし、第７図は雑音成分を含まない場合を図示し
てあり、データ時刻ｋＴ（Ｔはデータ周期、ｋは整数）
における振幅は、＋Ａ、０．−Ａのいずれかとなる。こ
の信号１００は、３値判別回路８に入力される。また、
３値判別回路８には、クロック信号１０１も同時に入力
される。

ここで、３値判別回路８の構成を第８図に示す。

３値判別回路８は、３値比較回路９及びラッチ回路１０
より構成される。３値比較回路９には、信号１００とと
もに、あらかじめ定められた固定のスレッショルド振幅
を示す信号１１１および信号１１２が入力される。信号
１１１．信号１１２は、第７図に示されたＡ／２．−Ａ
／２の振幅値をそれぞれ示している。これらより、３値
比較回路９は、信号１００の振幅が、信号１１１の示す
振幅Ａ／′２より小さくかつ信号１１２の示す振幅−Ａ
／２より大きいか、それ以外であるかを示す信号１１３
を出力する。信号１１３は、ラッチ回路１０において、
クロック信号１０１のタイミング（第７図の時刻ｋＴ）
でラッチされ、原デ□ジタル情報１０２を出力する。

以上のようにして、パーシャル・レスポンス等化した信
号からディジタル情報が検出される。

発明が解決しようとする課題ところで、第７図のアイパターンを参照して明らかなよ
うに、時刻ｋＴにおける信号振幅の１／２付近にスレッ
ショルド・レベルを設定したとき符号誤り率が最も低く
なる。このため、第８図に示したように、信号１１１．
信号１１２にスレッショルド・レベルとして±Ａ／２を
入力する場合、第７図のｋＴにおける振幅が±Ａから変
動すると誤り率は劣化する。そこで第６図の従来構成で
は、ＡＧＣ回路５によって信号振幅が目標値になるよう
制御している。しかしながら、ＡＧＣ回路５は信号１０
０の包絡線振幅が目標値になるよう構成されており、包
路線振幅は必ずしもデータの時刻ｋＴにおける信号振幅
を示すものではなく、それ以外の時刻における振幅も含
まれる。例えば、第７図の時刻ｔｏにおける包路線振幅
は、ディジタル情報系列の内容に応じて大きく変化する
。したがって、第６図の包絡線検出器６によって検出さ
れる包路線振幅も変化してしまう。その結果、ＡＧＣ回
路５の出力信号の振幅もディジタル情報系列の内容に応
じて変化し、データ時刻ｋＴにおける振幅は第２図に示
した＋Ａ、または〜Ａから変動し、符号誤り率が劣化し
てしまうという課題があった。

さらに、第７図に示した３値のアイパターン信号からク
ロックを再生する構成であるため、安定なりロックを容
易に再生できず、このため符号誤り率が劣化してしまう
という課題もある。また、アナログ信号の形態でパーシ
ャル・レスポンス等化するため、回路のばらつきなどに
より正確な等化特性が実現しに（（、誤り率を一層劣化
させてしまうという問題もあった。

ところで、第６図における３値判別回路に替え、パーシ
ャル・レスポンス等化によって定まる状態推移を最尤推
定するビタビ復号を用いることにより、符号誤り率を一
層低減できることも知られている。その例として、たと
えば、Ｈ，Ｋｏｂａｙａｓｈｉ　。

−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｏｂａｂｌｉｓ
ｔｉｃ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇ　ｔ。

Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｃｏｒｄｉｎ
ｇ　５ｙｓｔｅＩＩｌｓ−、ＩＢＭＪｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔ、　Ｖｏｌ、１５゜Ｎｏ、Ｉ、　　Ｊａｎｕａｒｙ　
　１９７１．　　ｐｐ、６４−７４　などがある。しか
し、この場合においても、上記した課題と同様の課題が
あった。

そこで本発明は、ディジタル情報系列の内容に応じて包
路線振幅が変化しても、それによって符号誤り率が劣化
することなく、安定に検出が可能なディジタル情報検出
装置を提供することを目的としている。

また、本発明の他の目的は、容易に安定なりロックが再
生でき、クロック再生誤差による誤り率の少ないディジ
タル情報検出装置を提供することである。さらに、正確
なパーシャル・レスポンス等化特性が実現でき、等化誤
差による誤り率劣化の少ないディジタル情報検出装置を
提供することも本発明の目的である。

課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明のディジタル情報検出
装置は、伝送もしくは記録媒体から再生されたＰＣＭ信
号を符号間干渉を抑圧するよう等化する等化手段と、前
記等化手段の出力信号からクロック信号を再生するクロ
ック再生手段と、前記等化手段の出力信号を標本化およ
び量子化するＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換手段の出力
をディジタル信号の形態でパーシャル・レスポンス等化
するディジタル等化手段と、前記ＡＤ変換手段の出力か
ら振幅を検出する振幅検出手段と、前記ディジタル等化
手段の出力信号と前記振幅検出手段より得られた振幅情
報とからディジタル情報を判別する判別手段とを備えた
ものである。

作用本発明は上記した構成により、クロックポイントでの振
幅を検出して判別手段を制御するため、ディジタル情報
系列の内容に応じて包路線振幅が変化しても、それによ
って符号誤り率が熱化することなく、安定にディジタル
情報の検出が可能である。

それに加え、符号間干渉を抑圧するよう等化した信号か
らクロックを再生するため、容易に安定なりロックが再
生でき、クロック再生誤差による誤り率が少ない。さら
に、ディジタル信号の形態でパーシャル・レスポンス等
化を行うため正確に等化を行うことができ、等化誤差に
よる誤り率劣化が少ない。

実施例以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図はディジタル磁気記録再生装置に本発明のディジ
タル情報検出装置を適用した第１の実施例を示す構成図
である。磁気媒体に記録されたＰＣＭ信号は、磁気ヘッ
ド１によって再生される。再生された信号は、ヘッドア
ンプ２によって増幅され、等化回路２０によって等化ｊ
れる。等化回路２０の周波数特性Ｆ（ｗ）は、記録から
ヘッドアンプ２の出力までに至る系の周波数特性をＨ（
ｗ）とし、ナイキスト基準を満たすロールオフ・フィル
タの周波数特性をＬ（ｗ）としたとき、次式を満たすも
のである。

Ｆ　（ｗ）　＝Ｌ　（ｗ）　／Ｈ（ｗ）これにより、再
生された信号の符号間干渉を低減するよう等化する。そ
の結果、等化回路２０の出力信号１２０は、第２図に示
すごとく、２値のアイパターンで表現できる信号となる
。ただし、第２図のアイパターンは雑音成分が含まれな
い場合を図示している。

次に、信号１２０はクロック再生回路２１に入力され、
ディジタル情報に同期したクロック信号１０３を得る。

ここで、信号１２０は前述のごと（符号間干渉が抑圧さ
れるよう等化された２値のアイパターンとなる信号であ
るため、零クロス時刻の位相比較手段を持つ通常のＰＬ
Ｌ回路にて、容易に安定なりロックが再生できる。

さて、信号１２０は一方でＡＤ変換器２２に入力され、
クロック信号１０３のタイミングにて、第２図の時刻ｋ
Ｔにおいて標本化および量子化され、信号１２１を得る
。信号１２１は第２図から明らかなように、符号間干渉
がない時刻に標本化されているため、その振幅はディジ
タル情報系列の内容によらず定まる。

信号１２１は、振幅検出回路２５に入力される。振幅検
出回路２５は、絶対値回路２６およびＬＰＦ２７より構
成される。これにより、絶対値回路２６にて信号１２１
の振幅の絶対値を得て、ＬＰＦ２７にて信号を平滑して
雑音による不要な変動成分を取り除くことにより振幅情
報１２３を得る。このように、包路線振幅ではなく、デ
ータ時刻での振幅を検出するため、ディジタル情報系列
の内容によらず、データ時刻での正確な振幅情報１２３
が得られる。すなわち、信号１２０が第２図のアイパタ
ーンで示される場合には、振幅情報１２３はＡの値を示
す。

一方、信号１２１はパーシャル・レスポンス等化回路２
３にも入力される。パーシャル・レスポンス等化回路２
３は、符号間干渉が（１，−１）になるように等化する
。パーシャル・レスポンス等化回路２３の構成を第３図
に示す。信号１２１を１デ一タ周期Ｔだけ信号を遅延し
て信号１３０を得る遅延回路３０、信号１２１から信号
１３０を減算する減算回路３１、および減算回路３１の
出力信号の振幅を１　、／　２　して信号１２２を得る
係数回路３２より構成される。その結果、信号１２２は
符号間干渉が（１，−１）になるように等化された信号
となり、第７図に示したアイパターンの時刻ｋＴにおけ
る信号となる。このように、ディジタル信号の形態でパ
ーシャル・レスポンス等化するため、回路のばらつきな
どの影響を受けず、正確な等化特性が実現できる。

さて、等化された信号１２２は、３値判別回路２４に入
力される。また、３値判別回路２４には、データ時刻で
の振幅を示す振幅情報１２３も同時に入力される。３値
判別回路２４は、第４図のように構成される。すなわち
、パーシャル・レスポンス等化された信号１２２．振幅
情報１２３を係数回路４０にて１／２倍したスレッショ
ルド信号１２４、および振幅情報１２３を係数回路４１
にて一１／２倍したスレッショルド信号１２５がそれぞ
れ３値比較回路４２に入力される。３値比較回路４２は
、信号１２２の振幅が、信号１２４の示す振幅より小さ
くかつ信号１２５の示す振幅より大きいか、それ以外で
あるかを判別し、原ディジタル情報１０２を出力する。

上記のように本実施例においては、データ時刻での振幅
を検出してそれに応じてスレッショルド振幅を制御する
ため、信号振幅が変動しても正確に原ディジタル情報が
検出できる。また、包路線振幅ではなく、データ時刻で
の振幅を検出するため、ディジタル情報系列の内容に応
じて包路線振幅が変化してもそれに影響されることはな
く、安定に原ディジタル情報の検出が可能である。

それに加え、符号間干渉を抑圧するよう等化した信号か
らクロックを再生するため、容易に安定なりロックが再
生でき、クロック再生誤差による誤り率が少ない。さら
に、ディジタル信号の形態でパーシャル・レスポンス等
化を行うため正確に等化を行うことができ、等化誤差に
よる誤り率劣化が少ないという特徴がある。

つぎに、本発明の第２の実施例について説明する。

第５図は、ディジタル磁気記録再生装置に本発明のディ
ジタル情報検出装置を適用した第２の実施例を示す構成
図である。第５図において、第１図に示した第１の実施
例と同一機能のブロックおよび信号には同一番号を付し
た。本実施例が先の第１の実施例と異なる点は、パーシ
ャル・レスポンス等化された信号１２２から原ディジタ
ル情報を判別する手段として、第１図の３値判別回路２
４に換えて、パーシャル・レスポンス等化によって定ま
る状態推移を最尤推定するビタビ復号器２８を用いたこ
とである。

ビタビ復号器の詳細については、たとえば、Ｈ，Ｋｏｂ
ａｙａｓｈｉ、　”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐ
ｒｏｂａｂｌｉｓｔｉｃ口ｅｃｏｄｉｎｇ　　ｔｏ　　
Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　　Ｒｅｃｏｒｄ
ｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ−、ＩＢＭ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
、　Ｖｏｌ、１５．Ｎｏ、１．　Ｊａｎｕａｒｙ　１９
７１゜ｐｐ、　６４−７４などに述べられている。この
ため、詳細な説明は省略するが、ビタビ復号を行うため
には基準信号振幅にもとづいて再生された符号系列の尤
度を計算し、最も尤度の高い符号系列を選択する必要が
ある。ここで、基準信号振幅とは、雑音成分が含まれな
い場合のデータ時刻での信号振幅を意味し、第７図の場
合にはＡである。そこで、尤度計算の際に用いる基準信
号振幅として、振幅検出回路２５によって検出された振
幅情報１２３をビタビ復合器２８に供給する。

その結果、本実施例では第１の実施例と同様に、データ
時刻での振幅を検出してそれを基準信号振幅として尤度
計算が行えるため、信号振幅が変動しても正確に原ディ
ジタル除法が検出てきる。また、包路線振幅ではなく、
データ時刻での振幅を検出するため、ディジタル情報系
列の内容に応じて包路線振幅が変化してもそれに影響さ
れることはなく、安定に原ディジタル情報の検出が可能
である。

また、第１の実施例に比べ、ビタビ復号によってより低
い符号誤り率で原ディジタル情報を検出できる。

なお、第１．第２の実施例では、パーシャル・レスポン
ス等化として符号間干渉が（１，−１）になるよう等化
するものとしたが、本発明はこれに限られるものではな
く、いかなるパーシャル・レスポンス方式にも適用でき
る。また、上述した実施例はディジタル磁気記録再生装
置に本発明を適用したものであったが、本発明はこれに
限られるものではなく、通信伝送路からのディジタル情
報の検出や、光記録再生装置でのディジタル情報検出な
どにも適用できる。

発明の効果以上のように本発明のディジタル情報検出装置は、デー
タ時刻での振幅を検出して判別手段を制御するため、信
号振幅が変動しても正確に原ディジタル情報が検出でき
る。また、包路線振幅ではなく、データ時刻での振幅を
検出するため、ディジタル情報系列の内容に応じて包路
線振幅が変化してもそれに影響されることはなく、安定
に原ディジタル情報の検出が可能である。

それに加え、符号間干渉を抑圧するＪう等化した信号か
らクロックを再生するため、容易に安定なりロックが再
生でき、クロック再生誤差による誤り率が少ない。

さらに、ディジタル信号の形態でパーシャル・レスポン
ス等化を行うため正確に等化を行うことができ、等比誤
差による誤り率劣化が少ない。

また、判別手段としてビタビ復号を用いることにより、
より一層低い符号誤り率で信号検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディジタル情報検出装置の第１の実施
例を示す構成図、第２図は第１の実施例の動作を説明す
るアイパターン図、第３図は第１の実施例におけるパー
シャル・レスポンス等化回路の構成図、第４図は第１の
実施例における３値判別回路の構成図、第５図は本発明
のディジタル情報検出装置の第２の実施例を示す構成図
、第６図は従来のディジタル情報検出装置を示す構成図
、第７図は従来例における３値判別回路の構成図、第８
図は従来例の動作を説明するアイパターン図である。２０・・・・・・等化回路、２１・・・・・・クロック
再生回路、２２・・・・・・ＡＤ変換器、２３・・・・
・・パーシャル・レスポンス等化回路、２５・・・・・
・振幅検出回路、２６・・・・・・絶対値回路、２７・
・・・・・ＬＰＦ、２８・・・・・・ビタビ復号器。代理人の氏名　弁理士小蝦治明　ほか２名第２図第４図二二割

Claims

【特許請求の範囲】

（１）伝送もしくは記録媒体から再生されたＰＣＭ信号
を符号間干渉を抑圧するよう等化する等化手段と、前記
等化手段の出力信号からクロック信号を再生するクロッ
ク再生手段と、前記等化手段の出力信号を標本化および
量子化するＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換手段の出力を
ディジタル信号の形態でパーシャル・レスポンス等化す
るディジタル等化手段と、前記ＡＤ変換手段の出力から
振幅を検出する振幅検出手段と、前記ディジタル等化手
段の出力信号と前記振幅検出手段より得られた振幅情報
とからディジタル情報を判別する判別手段とを備えたデ
ィジタル情報検出装置。
（２）振幅検出手段は、ＡＤ変換手段の出力信号振幅の
絶対値を得る絶対値手段と、絶対値手段の出力を平滑す
る平滑手段とを備えた請求項（１）記載のディジタル情
報検出装置。
（３）判別手段は、パーシャル・レスポンス等化によっ
て定まる状態推移を最尤推定するビタビ復号手段である
ことを特徴とする請求項（１）記載のディジタル情報検
出装置。