JPH0457520A - 情報変換装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、２値８ビットのディジタル情報を３値６ボ
ーの符号語に変換する情報変換装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般に、回転トランスを介して情報が記録される系では
、低域周波数成分を伝送するのが困難なために、できる
だけ低周波の電力スペクトラム成分が小さいＤＣフリー
の変調方式が望ましく、また検出ウィンド幅Ｔ−ｒ、お
よび最小磁化反転間隔Ｔ１．わが大きく高密度記録が可
能なことが望ましい。そして、高域成分をなるべく少な
くするため、Ｔ　ｖｓ　＝　ｎが大きいことか望まれる
。

従来、ＶＴＲのＰＣＭ音声やディジタルオーディオテー
プレコーダ等、高密度記録の変調方式としては、電子通
信学会技術研究報告ＭＲ８６−５に示された８−１４変
調方式および特開昭６０＝４８６４６号公報に示された
８−１０変調方式があった。

各変調方式のパラメータ比較を表１に示す。

表１ 〔各符号化方式のパラメータ比較表〕 前者の８−１４変調方式は、２値レベル（Ｈｉｇｈレベ
ルｒ１．、Ｌｏｗレベル「０」）のデータ列を８ビット
毎に区分した元データ語を、１４ビットの２値レベルの
符号語に変換するもので、変換後の符号語列が少なくと
も２ビットは同一レベルが連続するように符号構成され
ている。その結果、符号列を検出する周期Ｔユは、元デ
ータ語の周期をＴとした場合、ＴＸ　（元データ語のビ
ット数）／（符号語のビット数）で与えられＢＴ／１４
ζ０．５７Ｔと小さくなるが、最小磁化反転間隔Ｔ、８
ゎは となり大きくなる。

また、後者の８−１０変調方式は２値レベルのデータ列
を８ビット毎に区分した元データ語を、１０ビットの２
値レベルの符号語に変換するもので、Ｔ、は８　Ｔ／１
０　＝　０．８Ｔ、　Ｔ、、、ｌは（８Ｔ／１０）　Ｘ
　１　＝　０．８Ｔとなり、Ｔ、は８−１４変調方式に
比べ大きくなるが、Ｔ１．、は小さくなる。

なお、前記２つの変調方式はいずれも各符号におけるＣ
　Ｄ　Ｓ　（Ｃｏｄｅ　ｗｏｒｄ−Ｄｉｇｉｔａｌ−３
ｕｍの略称）で、Ｈｉ　ｇｈレレベでｒ＋１」、Ｌｏｗ
レベルで「−１」の電荷が蓄積されるとした場合の符号
語の電荷蓄積量）が規制されており、８−１４変調方式
の場合は「０．±２．土４．±６」までの符号語であり
、８−１０変調方式の場合は「０もしくは±２」の符号
語のみが用いられている。

さらに元データ語と符号語の関係は、ＣＤ５＝０の符号
語は元データ語と１対１で対応づけ、それ以外の符号語
に対してはＣＤＳの極性が異なる符号語をベアとして１
つのとデータ語に対して２つの符号語で対応づけている
。

また、符号語の選択は、符号語列の電荷蓄積量Ｄ　Ｓ　
Ｖ　（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｓｕａ＋−Ｖａｒｉａｔｉｏｎ
）をチｚ７りしておき、元データ語を符号語に変換する
に際し、ＤＳＶ＞Ｏの場合にはＣＤＳがＯまたは負であ
る符号語を元データ語に対応して出力し、ＤＳＶ＜０の
場合にはＣＤＳが０または正である符号語を出力し、Ｄ
ＳＶ＝Ｏの場合には元データ語に対応した符号語であれ
ば、０または士いずれかの符号を出力するように構成さ
れている その結果、ＤＳＶは有限値となり、直流成分を有しない
ＤＣフリー変調が実現されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の情報変調装置は以上のように構成されているので
、Ｔ１８、を大きくしようとすればＴ、が小さくなり、
逆にＴ。を大きくしようとすればＴ、ｉ、、が小さくな
る。また、ＤＣフリー変調を実現するために、１つの元
データ語に対応して２つの符号語を準備する必要があり
、さらにより高能率な変調方式を実現しようとすれば、
元データ語数に対する符号語数の比を大きくする必要が
あるため、ハードウェアの規模を大きくしなければなら
ないなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、Ｔｈを小さくすることなくＴ　ｍ　ｉ　ｎ
を大きく確保でき、かつ、ハードウェアの規模を大きく
することなく再生時に必要な再生データに同期したクロ
ックを生成するための位相誤差生成用信号生成が可能で
、かつＤＣフリー変調を実現した情報変換装置を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る情報変換装置は、２値レベルの入力ディ
ジタル情報を８ビットごとに区分し、この区分した元デ
ータ語を変換マツプにしたがって３値レベル６ボーの符
号語に変換するものであって、上記変換マツプは各符号
語の電荷蓄積量ＣＤＳが０．±１．±２．±３のいずれ
かであって、かつ、各符号語には＋１と−１が隣接する
符号列が少なくとも１ケ所はあって、Ａ、８２つのグル
ープに分かれており、ＣＤＳ＝０の場合のＡ、　Ｂグル
ープの各符号語は同一で、ＣＤＳ≠０の場合のＡ、Ｂグ
ループの各符号語は絶対値が同じで極性が反対のペアで
構成されており、また各符号語内の同一レベルが連続す
る数は３以下であり、さらに符号語列の同一レベルが連
続する数は４以下となるように構成されたものであって
、情報変換の際、変換された符号語列の電荷蓄積量ＤＳ
Ｖが有限値内に収まるように上記変換マツプのＡ、　Ｂ
グループを選択して符合語に変換するように構成したも
のである。

〔作用〕

この発明においては、変換マツプを、各符号語のＣＤＳ
はＯ９±１．±２．±３のいずれかであ・す、ＣＤＳ≠
０の符号語については絶対値が同じで極性が反対の符号
語をペアとしたＡ、８２つのグループで構成しており、
変換された符号語列のＤＳＶが有限値以内となるように
Ａ、　Ｂグループを選択して情報の変換を行っており、
さらに変換マツプの符号語は、各符号語内の同一レベル
が連続する数は４以下、符号語列の同一レベルが連続す
る数は５以下に設定されているので、ＤＣフリーの変換
が行えるとともに、検出ウィンド幅Ｔ。

は１．３３　Ｔ、最小磁化反転間隔Ｔ　ａ　ｉ　ｎは１
．３３　Ｔが実現できる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

まず、この発明の実施例の動作の説明に先立ってその変
換原理について説明する。

いま、元データ語長を８ビットとした場合、その組合せ
は２”＝２５６組となる。これを６ボーの３値レベルの
符号語におきかえる場合、３６＝７２９組の中から２５
６組に対応した適当な符号を選択すればよい。

そして、ディジタル信号を再生する場合には、再生デー
タに同期したクロックを生成する必要があり、一般にＰ
ＬＬ回路が用いられる。このＰＬＬ回路はデータの状態
が変化する毎に再生信号とデータ検出用クロックとの位
相情報を検出して再生データに同期したクロックを生成
するものである。

この３値記録したディジタル信号を再生して、積分検出
して元のディジタル信号に変換し、データ検出用クロッ
クの位相情報検出のための再生ディジタル信号生成につ
いて第４図に示す。

第４図において、Ｘは３値の記録信号波形、Ｙは再生信
号を波形等化し、積分した後の再生信号波形、Ｚはデー
タ検出用クロックとの位相情報検出のための再生ディジ
タル信号である。

まずＸとＹの図を見比べてわかるように、再生時、３値
記録のデータ変換点に対応した零クロスポイントが得ら
れるのは信号が“＋１゛から“１”もしくは“−１”か
ら“＋１”のレベルに変換された時のみであり、他の変
換時には記録の変換ポイントと再生信号の零クロスポイ
ントの関係は保証されていない、よってＺの位相情報検
出のための再生ディジタル信号生成は“＋１”から“−
１”及び“−１”から“＋１″にレベルが変換するポイ
ントのみの零クロスポイントで再生ディジタル信号レベ
ルが反転を繰り返すようにし、他の零クロスポイントは
マスクされている。したがって、符号語列はできる限り
°“＋１”から“−１”もしくはパ−１”から°°＋１
”にレベル変換されるパターンの多いことが望ましい。

さらに本発明が適用される装置においても、回転トラン
スを介して磁気媒体にディジタル情報を記録するのが一
般的であり、冒頭で説明したように回転トランスを介し
て記録される系では、低周波数成分を伝送するのが困難
なため、記録信号に低周波の電力スペクトラム成分が少
なくないことが望ましく、よって符号列は状態変化の多
いことが望ましい。

そこで、本実施例では符号語列において、同一状態が最
大５までとなるように、また各符号語内においては必ず
＋１と−１が隣接する符号列があり、かつ、同一状態が
最大４であり、かつ符号語が接続される先頭では最大３
であり、後尾では最大２まで連続するランレングス制限
符号語を選択している。その結果選択できる符号数は表
２の通りになる。

表２ 〔ランレングス制限後の符号語数表〕 表中のＣＤＳは符号語の電荷蓄積値で、３値レベルの「
＋１」レベルを＋１、「０」レベルを０１「−１」レベ
ルを−１とした場合の先頭ボーから後尾ボーまでの加算
値である。

他方、情報変換後の符号語列において、直流成分を含ま
れないＤＣフリー変調を実現するには、従来の変調方式
と同様に、ＤＳＶを有限値に保つ必要がある。

そこで、この発明においては、ＣＤＳ＝０の符号語に対
し、元データ語とＩ対ｌで対応づけ、ＣＤＳ≠０の符号
語に対しては極性の異なる符号語をベアとして対応づけ
ている。

その結果、表２の符号語数から得られる組み合わせは １００（ＣＤＳ＝Ｏ）＋８９（ＣＤＳ・＋１）　＋５８
　（ＣＤＳ・＋２）＋２２　（ＣＤＳ・＋３）　＝２６
９組となり、２”＜２６９であるので、上記のようなラ
ンレングス制限を満たした状態で３値レベルのＤＣフリ
ー変調が実現できる。

この実施例の変調方式では、表２に示すランレングス制
限符号語の中から、さらに、符号語内で状態の変化がで
きるだけ多い符号語を選択し、第３図（ａ）〜第３図（
ｄ）に示す変換マツプで元データ語と符号語を対応づけ
ている。

なお、表３の変換マツプにおけるＡグループとＢグルー
プの選択はＤＳＶ＝ＯおよびＤＳＶ＜０のとき、Ａグル
ープの符号語群より元データ語に対応した符号語が選択
され、ＤＳＶ＞Ｏのとき、Ｂグループの符号群より元デ
ータ語に対応した符号語が選択される。

以下、この発明の一実施例による情報変換方式を実現す
る回路について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による情報変換装置のブロ
ック回路図で、１回路のみの構成を示している。第２図
はこの実施例の各部の出力データを示す図で、同図（ａ
）〜（鎖は第１図中の各部の出力信号ａ−ｇを示してい
る。第３図はこの実施例の８ビットデータを３値レベル
６ボーの符号語に変換する際の変換マツプである。

図において、１は８ビットの元データ語をう・ンチする
８ビットラツチで、シンボルクロンクの立上りに同期し
て８ビットのパラレルデータａを出力する。２は２値レ
ベルの元データ語を３（Ｉ［レベルの符号語に変換する
ためのプリコーダであり、８ビットラツチ１の出力ａが
並列に入力される符号器２１．２２および２３と、これ
らの符号器２１．２２．２３から出力される各６ビット
のパラレル信号ｄ、ｅ、ｆを入力とし、チャンネルクロ
ックに同期して３ラインのシリアル出力を出す６ビット
Ｐ／Ｓ変換器２４，２５．２６とで構成されている。

３は演算器で、プリコーダ２より出力されるＣＤ５（第
２図（Ｃ）に示す）を加算して符号語列のＤＳｖを算出
し、ＤＳＶ≦Ｏのときは「ｌ」を出力し、ＤＳＶ＞Ｏの
ときは「０」を出力する。４はゲート回路で、第１．第
２のアンドゲート回路４１．４２で構成され、プリコー
ダ２より３ラインで入力された２値レベルの信号を３値
レベルの信号に変換するためのゲート信号を作成する。

５はドライバ回路で、ゲート回路４から入力されるゲー
ト信号により、３値レベルに対応して「＋１」のときは
出力端子に電流をはき出し、「０」の時は電流を０ＦＦ
Ｌ、「−１」の時は出力端子より１を流を引き込むよう
に構成されている。

次に、この実施例における入力データの変換動作を説明
する。

８ビットラツチ１より出力された８ビットパラレルの元
データ語ａは、符号器２１，２２．２３に並列に入力さ
れ、符号器２１，２２．２３は、３値レベルの符号語に
対応して下記条件で６ビットのパラレル信号ｄ、ｅ、ｆ
を出力する。

符号器２１は３値しベル信号で「＋１」となるボーに対
してのみ２値レベルでＨｉｇｈレベル「１」の信号を出
力し、その他の場合は「０」を出力する。符号器２２は
３値しベル信号で「０」となるポーに対してのみ２値レ
ベルでＬｏｗレベル「０」の信号を出力し、その他の場
合は「１」を出力する。符号器２３は３値しベル信号で
「−１」となるボーに対してのみ２ＷレベルでＨｉｇｈ
レベル「１」を出力し、その他の場合はｒ□、を出力す
る。

例えば、第２図に示すように、元データ語がｒ６８　（
ＨＥＸ）Ｊであり、演算器３から「１」が出力され、選
択される符号語がＡグループの［１、−１，１，０，１
，ＩＪである場合には、８ビットの元データ語は、符号
器２１では「００１０１１」に、符号器２２ではｒｌｌ
ｌｏ１１＋に、符号器２３では「１１００００」にプリ
コーディング−される。これらの６ビットのパラレル出
力ｄ。

ｅ、ｆは６ビットＰ／Ｓ変換器２４，２５．２６に入力
され、シリアル出力に変換される。この３ラインのシリ
アル出力はゲート回路４に入力され、ゲート回路４の出
力はドライバ５に入力されてスイッチングトランジスタ
Ｑｌ、Ｑ２をＯＮ、またはＯＦＦに設定する。

この設定動作は、３値レベルである入力符号語の１ボー
目の「−１」に対応するゲート４１の２つの入力のうち
一方が「０」レベルであるので、ＱｌはＯＦＦとなり、
ゲート４２の２つの入力はともに「１」であるので、Ｑ
２はＯＮとなる。その結果、トランジスタＱ４はＯＦＦ
、Ｑ５はＱ２およびＱ３がＯＮであるので、バイアスが
与えられてＯＮとなる。したがって、出力ｇは出力端子
からＱ５に電流が引き込まれて「−１」のレベルとなる
。

つぎに、入力符号語の３ボー目の「１」に対応するゲー
ト４１の２つの入力はともに「１」であるので、Ｑｌは
ＯＮとなり、ゲート４２の入力は一方が「Ｏ」であるの
で、ＯＦＦとなる。その結果、Ｑ４はＯＮ、Ｑ５はＯＦ
Ｆとなる。したがって、出力ｇはＱ４から出力端に電流
がはき出され「＋１」のレベルとなる。

つぎに、入力符号語の４ボー目の「０」に対応するゲー
ト回路４のゲート入力はすべて「０」となるので、Ｑｌ
、Ｑ２はともにＯＦＦとなり、その結果、Ｑ４．Ｑ５も
ともにＯＦＦとなるので、出力ｇは「０」レベルとなる
。

以上のようにして、８ビットの元データ語ａは６ボーの
３値レベルの符号語ｇに変換される。

つぎに、ＤＣフリーを実現するための動作について説明
する。

第３図（ａ）〜第３図（ｄ）に示した変換マツプからも
わかるように、ＣＤＳ＝０の場合の符号語は、グループ
ＡとグループＢの符号語が同一であり、ＣＤＳ≠０の場
合の符号語は、絶対値が同一で、極性が異なる符号語を
、ペアで用いて、Ａグループに正、Ｂグループに負の符
号語をあてはめている。

また各符号語には＋１と−１が隣接する符号列が少なく
とも１ケ所は存在する。

グループＡ、Ｂの選択にあたり、符号器２１から出力さ
れる符号語のＣＤＳを演算器３が３ビットの情報語で積
算してＤＳＶを求め、その結果、ＤＳＶ≦０であれば、
演算器３は「ｌ」を出力して、つぎの元データ語を変換
する際、符号器２１゜２２．２３が、グループＡの符号
語に対応した６ビットの信号を出力し、また結果がＤＳ
Ｖ＞Ｏの場合、演算器３は「０」を出力し、つぎの元デ
ータ語を変換する際、符号器２１，２２．２３がグルー
プＢの符号語に対応した６ビントの信号を出力するよう
に作動する。

たとえば、第２図を参考にして前記選択動作を具体的に
説明すると、以下のようになる。

いま、元データ語として「６８」が入力され、直前の符
号語までのＣＤＳは３（０１１）であり、この３が加算
した演算器出力３の出力は「１」であった場合を考える
。

なお、この実施例に用いている符号語のＣＤＳは、ＭＡ
Ｘ±３であるので、符号語端ごとのＤＳＶはＭＡＸが＋
３、ＭＩＮが−３となる。したがって、ＣＤ５＝３を加
算したことによって演算器３の出力が「１」となったと
いうことは、ＤＳＶ−〇にほかならない。

よって、元データ語６８はＡグループの「６８」に対応
した符号語が選択され、ＣＤＳには＋１　（００１）が
出力される。

つぎに、元データ語として「０９」が入力された場合、
演算器３の積算値はＤＳＶ＝０＋１となり、ＤＳＶ＞Ｏ
となるので、演算器３の出力は「０」レベルとなり、各
符号器はＢグループの「０９」に対応した符号語となる
信号を出力し、ＣＤＳにＯ（０００）が出力される。

また、元データ語ＦＣが入力された場合、演算器３の積
算値はＤＳＶ−１＋Ｏとなり、ＤＳＶ＞０となるので、
演算器３の出力は「０」レベルとなり、各符号器はＢグ
ループのＦＣに対応した符号語となる信号を出力し、Ｃ
ＤＳに−３（１１１）が出力される。

さらに、つぎのデータ語が入力された場合、演算器３の
積算値はＤＳＶ＝１−３となり、ＤＳＶ〈０となるので
、演算器３は「１」レベルを出力し、各符号器はＡグル
ープのデータ語に対応した符号語となる信号を出力する
。

以上の変換動作によりＤＳＶは有限となり、ＤＣフリー
変調が実現できる。

なお、上記実施例では符号化の際、ＣＤＳ情報を符号器
より出力したが、これに代えて、変換された符号語から
演算によりＣＤＳ情報を得るように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る情報変換装置によれば、
２値レベルの入力情報を８ビットごとに区分して３値レ
ベル６ボーの符号語に変換するに際し、この変換マツプ
を、各符号語内に少なくとも１ケ所の＋１と−１の隣接
する符号列があり、各符号語の電荷蓄積量ＣＤＳが０．
±１．±２゜＋３のいずれかとなるようにするとともに
、ＣＤＳ≠０の符号語について絶対値が同しで、極性が
反対のＡ、Ｂ２つのグループをペアとして設け、さらに
各符号語内における同一レベルの連続する数が４以下で
あり、符号語列における同一レベルの連続する数が５以
下となるように設定するとともに、変換された符号語の
ＤＳＶが有限値となるように、上記Ａ、Ｂグループを選
択するようにしたので、再生時、再生データに同期した
クロックを生成する際に必要な位相情報検出のための再
生ディジタル信号の反転がすべての情報において保障さ
れるとともに、反転確率が高くなり精度の良い再生クロ
ック生成が可能となる。さらに符号化された信号のスペ
クトラムは低周波成分が抑圧され、かつ、ＤＣフリーの
変調が行え、かつ検出ウィンド幅Ｔ。が１．３３Ｔで再
生データの検出マージンが大きく確保できるとともに、
最小磁化反転間隔Ｔ　ｍ　ｉ　ｎが１．３３７と大きく
とれてスペーシングロスによる出力レベルの変動も生じ
に（いなど、高信軌性を確保した高密度記録が行える情
報変換装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック回路図、第２図
はこの実施例の動作を説明するためのタイミング図、第
３図（ａ）〜第３図（（１）はこの実施例の変換マツプ
を示す図、第４図は３値記録したディジタル信号とその
再生信号波形とデータ検出用クロックの位相情報検出の
ための再生ディジタル信号を示す図である。 図において、１は８ビットラツチ、２はプリコーダ、３
は演算器、５はドライバ回路、２１．２２．２３は符号
器、２４，２５．２６は６ビットＰ／Ｓ変換器、４１．
４２はアンドゲートである。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２値レベルのディジタル情報を８ビットごとに区
   分した元データ語を、変換マップに従って３値レベル６
   ボーの符号語に変換する情報変換装置であって、 上記変換マップは各符号語の電荷蓄積量ＣＤＳが０、±
   １、±２、±３のいずれかであり、かつ各符号語には＋
   １と−１が隣接する符号列が少なくとも１ケ所はあって
   、Ａ、Ｂ２つのグループに分かれており、ＣＤＳ＝０の
   場合のＡ、Ｂグループの各符号語は同一で、ＣＤＳ≠０
   の場合のＡ、Ｂグループの各符号語は絶対値は同じで極
   性が反対のペアで構成されており、また各符号語内の同
   一レベルが連続する数は４以下であり、さらに符号語列
   の同一レベルが連続する数は５以下となるように構成さ
   れたものであって、 情報変換の際、変換された符号語列の電荷蓄積量ＤＳＶ
   が有限値内に収まるように上記Ａ、Ｂグループを選択し
   て符号語に変換するように構成してなることを特徴とす
   る情報変換装置。