JPH0536207A

JPH0536207A - クロツク再生回路

Info

Publication number: JPH0536207A
Application number: JP3193836A
Authority: JP
Inventors: Kaneyasu Shimoda; 金保下田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、記録媒体からの読出信号を識別再
生する為のクロック信号を再生するクロック再生回路に
関し、最適位相のクロック信号を再生することを目的と
する。【構成】記録媒体１を回転させるモータ２の回転速度
の基準クロック信号を発生する発振器３と、基準クロッ
ク信号の位相を制御して再生クロック信号とする可変移
相器４と、再生クロック信号により記録媒体１からの読
出信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器５と、デ
ィジタル信号の最尤復号によりデータを出力するビタビ
復号器６と、このビタビ復号器６に於ける正規化頻度を
基に可変移相器４を制御して再生クロック信号を最適位
相とする位相制御部７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体からの読出信
号を識別再生する為のクロック信号を再生するクロック
信号再生回路に関する。記録媒体として例えば磁気ディ
スクを用いた磁気ディスク装置に於いて、磁気ディスク
の記録内容を磁気ヘッドにより読出し、その読出信号を
再生クロック信号のタイミングによりレベル識別，復号
処理等を行ってデータを復元するものである。その場
合、データの再生誤りを少なくする為には、読出信号の
識別最適タイミングの位相のクロック信号を再生するこ
とが必要である。

【０００２】

【従来の技術】記録媒体を磁気ディスクとした従来例の
磁気ディスク装置は、例えば、図５に示す構成を有する
ものであり、磁気ディスク３１はモータ３２により回転
され、モータ３２は駆動回路４４により一定回転速度と
なるように制御される。又磁気ディスク３１のトラック
に磁気ヘッド３３がアクチュエータ３４によって位置決
めされ、情報の書込み又は読出しが行われる。例えば、
読出信号はヘッドアンプ３５により増幅され、等化回路
３６と微分回路４０とに加えられる。この等化回路３６
により等化された読出信号は、群遅延回路３７により遅
延されてＡＤ変換器３８に加えられる。

【０００３】又微分回路４０により微分された読出信号
は、零クロス検出回路４１に加えられ、読出信号のピー
ク点に相当する時間位置の零クロス点が検出され、パル
ス整形回路４２により所定のパルス幅のパルス信号に整
形され、位相同期回路（ＰＬＬ）４３に加えられる。こ
の位相同期回路４３からの出力信号が再生クロック信号
としてＡＤ変換器３８と処理回路３９とに加えられる。

【０００４】ＡＤ変換器３８では、再生クロック信号の
タイミングで群遅延回路３７により位相調整された読出
信号のピーク位置となるタイミングでサンプルホールド
し、サンプル値を“１”又は“０”の１ビットのディジ
タル信号に変換する硬判定又は複数ビットのディジタル
信号に変換する軟判定が行われ、変換されたディジタル
信号を処理回路３９に加えることになり、処理回路３９
は、復号処理等を行ってデータを復元出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】記録媒体の記録密度
の向上により小型化を図る場合に、記録密度を大きくす
るに従って波形干渉等により読出信号のピークシフトが
大きくなる。従って、読出信号を基に再生したクロック
信号のジッタが大きくなる欠点が生じる。又アクセス時
間を短縮する為に、伝送レートを大きくすると、群遅延
回路３７に於ける遅延素子の特性のばらつきの影響が大
きくなって、読出信号と再生クロック信号との位相を最
適タイミングに調整することが困難となる。前述のよう
な再生クロック信号のジッタや群遅延回路３７の特性の
ばらつき等の影響により、読出信号の最適識別タイミン
グに対して再生クロック信号の位相のずれが大きくなる
と、誤り率が急激に劣化する問題があった。本発明は、
読出信号の最適識別タイミングの位相のクロック信号を
再生することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のクロック再生回
路は、図１を参照して説明すると、磁気ディスク等の記
録媒体１を回転させるモータ２の回転速度の基準となる
サーボ系の発振器３と、この発振器３からの基準クロッ
ク信号を基に位相制御された再生クロック信号を出力す
る可変移相器４と、この可変移相器４からの再生クロッ
ク信号に従って記録媒体１からの読出信号をディジタル
信号に変換するＡＤ変換器５と、このＡＤ変換器５によ
り変換されたディジタル信号の最尤復号を行うビタビ復
号器６と、このビタビ復号器６の正規化頻度を基に可変
移相器４を制御して、再生クロック信号の位相を、記録
媒体１からの読出信号の識別タイミング位相に一致する
ような最適位相に制御する位相制御部７とを備えたもの
で、８は読出ヘッド９の位置決めを行うアクチュエー
タ、１０はサーボ系の一部を構成するモータ駆動部であ
る。

【０００７】又可変移相器４は、発振器３２からの基準
クロック信号を基にそれぞれ異なる位相の複数の再生ク
ロック信号を出力する構成とし、ＡＤ変換器５は、可変
移相器４からのそれぞれ異なる位相の再生クロック信号
により読出信号をディジタル信号に変換する複数のＡＤ
変換部により構成し、ビタビ復号器５は、複数のＡＤ変
換部対応にそれぞれのディジタル信号の最尤復号を行う
複数のビタビ復号部により構成し、位相制御部７は、複
数のビタビ復号部の正規化頻度の分布により最小誤り率
が得られる再生クロック信号の位相を識別して、可変移
相器５を制御する構成とすることができる。

【０００８】

【作用】請求項１に於いて、記録媒体１を回転させるモ
ータ２は、モータ駆動部１０により駆動されるもので、
モータ２の回転速度を、モータ直結の回転検出器或いは
サーボヘッドの読出信号の処理回路によって検出し、そ
の回転速度検出信号と発振器３からの基準クロック信号
との位相比較を行い、その位相差が零等の所定値となる
ように、モータ２の回転速度を制御するものであり、回
転速度検出信号と基準クロック信号との周波数が同一の
場合は前述のようにそのまま位相比較を行うことになる
が、周波数が異なる場合には、分周器を設けることにな
る。又発振器３からの基準クロック信号は可変移相器４
を介して再生クロック信号となり、ＡＤ変換器５とビタ
ビ復号器６とに加えられ、再生クロック信号のタイミン
グでＡＤ変換器５に於ける読出信号のサンプリングが行
われる。

【０００９】ビタビ復号器６は、ＡＤ変換器５により変
換されたディジタル信号を基に最尤復号を行ってデータ
を復元するものであり、その場合に、パスメトリック値
の算出が行われる。このパスメトリック値を求める演算
回路がオーバーフローしないのように正規化が行われ
る。この正規化処理の周期は、誤り率が大きい場合には
短くなるものであるから、正規化頻度を求めることによ
り、誤り率が大きいか否かを判定することができる。従
って、位相制御部７では、ビタビ復号器６の正規化頻度
を基に可変移相器４を制御し、誤り率が小さくなるよう
に再生クロック信号の位相を制御することになる。即
ち、正規化頻度の周期が長くなるように、可変移相器４
の移相量を制御して、再生クロック信号の位相を読出信
号に対して最適化することになる。

【００１０】又請求項２に於いては、ＡＤ変換器５とビ
タビ復号器６とを、それぞれ複数のＡＤ変換部とビタビ
復号部とにより構成し、可変移相器４からのそれぞれ異
なる位相の再生クロック信号が供給されて、同時に複数
の異なる位相の再生クロック信号により、読出信号のＡ
Ｄ変換、最尤復号が行われ、位相制御部７では、複数の
ビタビ復号部に於ける正規化頻度を基に、最小誤り率と
なるビタビ復号部を識別し、その最小誤り率のビタビ復
号部に供給する再生クロック信号の位相が、異なる複数
の位相の中心となるように、可変移相器４を制御するも
のである。

【００１１】

【実施例】図２は本発明の一実施例のブロック図であ
り、記録媒体として磁気ディスクを用いた場合を示す。
同図に於いて、１１Ａはデータディスク、１１Ｂはサー
ボディスク、１２はモータ、１３は発振器、１４は可変
移相器、１５はＡＤ変換器、１６はビタビ復号器、１７
は位相制御部、１８はヘッドアンプ、１９は等化回路、
２０Ａ，２０Ｂは磁気ヘッド、２１はアクチュエータ、
２２はサーボ信号処理部、２３は位相比較器、２４はモ
ータ駆動回路、２５はカウンタ、２６は比較器である。

【００１２】この実施例に於けるサーボ系は、サーボデ
ィスク１１Ｂと、磁気ヘッド２０Ｂと、サーボ信号処理
部２２と位相比較器２３とモータ駆動回路２４とモータ
１２と発振器１３とを含むものであり、発振器１３から
の基準クロック信号の位相を基準として、磁気ヘッド２
０Ｂにより読出したサーボ信号の位相と比較し、その位
相差に従ってモータ駆動回路２４によりモータ１２を駆
動し、その位相差が零等の所定値を維持するように制御
するものである。この発振器１３からの基準クロック信
号とサーボ信号処理部２２からのサーボ信号との周波数
が異なる場合、何れか一方に分周器を設ければ良いこと
になる。又サーボ信号を用いる代わりにモータ１２に直
結した周波数発電機や回転エンコーダ等の出力信号を用
いることもできる。即ち、各種のサーボ系を採用するこ
とができる。

【００１３】又データディスク１１Ａの記録内容を磁気
ヘッド２０Ａにより読出し、ヘッドアンプ１８により増
幅し、等化回路１９により等化し、ＡＤ変換器１５によ
りディジタル信号に変換してビタビ復号器１６に加え
る。この時に、発振器１３からの基準クロック信号の位
相を可変移相器１４により制御して再生クロック信号と
し、この再生クロック信号をＡＤ変換器１５とビタビ復
号器１６とに加える。従って、ＡＤ変換器１５に於いて
は、再生クロック信号によって等化回路１９の出力信号
をサンプリングしてディジタル信号に変換することにな
り、ビタビ復号器１６は、再生クロック信号に従って最
尤復号処理を行うことになる。

【００１４】ビタビ復号器は、既に各種の構成が提案さ
れており、基本的には、分配器と、ＡＣＳ回路と、パス
メモリと、正規化回路と、パスセレクタとを備え、分配
器により入力信号からブランチメトリックを計算し、畳
込み符号の拘束長Ｋに従って２^K-1個のＡＣＳ回路によ
りブランチメトリックと前回のパスメトリックとの加
算，比較，選択を行って、その選択を示すパス選択信号
をパスメモリに加え、その最終段出力がパスセレクタに
加えられて、多数決処理等により復号出力が得られるも
のである。又パスメトリックの演算に於けるオーバーフ
ローを防止する為に、正規回路によりパスメトリックの
正規化が行われる。

【００１５】このようなビタビ復号器を、波形干渉を受
けたデータディスク１１Ａからの読出信号の復号に用い
る場合、加算器（Ａ）と比較器（Ｃ）とセレクタ（Ｓ）
とからなるＡＣＳ回路は、例えば、仮定サンプル値と実
際の読出信号のサンプル値の誤差の二乗出力と、前回の
パスメトリック値とを加算器（Ａ）により加算して新た
なパスメトリック値とし、各パスメトリック値を比較器
（Ｃ）により比較して新たなパスメトリック値の中の小
さいものをセレクタ（Ｓ）により選択して、次のパスメ
トリック値とし、その選択情報をパスメモリに加えるこ
とになる。そして、パスメトリック値の演算過程に於い
てオーバーフローを防止する為の正規化が行われる。

【００１６】ＡＤ変換器１５に於けるサンプリング位
相、即ち、再生クロック信号の位相が最適であれば、ビ
タビ復号器１６に於いては、仮定サンプル値と実際の読
出信号のサンプル値との誤差が小さくなるから、パスメ
トリック値の増加分は小さくなる。これに対して、再生
クロック信号の位相が最適位相からずれていると、ビタ
ビ復号器１６に於いては、仮定サンプル値と実際の読出
信号のサンプル値との誤差が大きくなるから、パスメト
リック値の増加分が大きくなり、それによって、ビタビ
復号器１６に於ける正規化頻度が大きくなる。この正規
化信号を位相制御部１７のカウンタ２５によりカウント
する。

【００１７】位相制御部１７は、カウンタ２５と比較器
２６とを含む構成であり、カウンタ２５により前述のよ
うにビタビ復号器１６に於ける正規化信号をカウント
し、その一定時間内のカウント内容が正規化頻度を示す
ので、この正規化頻度と閾値とを比較器２６により比較
し、正規化頻度が閾値を超えた場合に可変移相器１４を
制御し、再生クロック信号の位相をスイープさせ、正規
化頻度が閾値を超えない位相となった時点で再生クロッ
ク信号の位相スイープを停止させる。この場合、再生ク
ロック信号の位相を進めた時に正規化頻度が閾値を依然
として超えるか否か、又位相を遅らせた時に正規化頻度
が閾値を依然として超えるか否かを判定して、正規化頻
度が閾値を超えない位相となるように再生クロック信号
を制御することもできる。

【００１８】又発振器１３からの基準クロック信号の周
波数と、ＡＤ変換器１５及びビタビ復号器１６に加える
再生クロック信号の周波数とが異なる場合は、それらの
周波数の比に関連した分周器或いは逓倍器を発振器１３
と可変移相器１４との間に接続すれば良いことになる。

【００１９】図３は本発明の他の実施例の要部ブロック
図であり、ＡＤ変換器とビタビ復号器とをそれぞれ複数
のＡＤ変換部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと複数のビタビ復
号部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃとにより構成した場合を示
す。又図２と同一符号は同一部分を示し、１４Ａは基準
クロック信号が入力されて、±０，＋Δθ，−Δθとし
て示すように、それぞれ異なる位相の再生クロック信号
ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣを出力する可変移相器、
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃはビタビ復号部１６Ａ，１６
Ｂ，１６Ｃ対応のカウンタ、２６Ａは正規化頻度比較器
である。

【００２０】３個のＡＤ変換部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ
に於ける読出信号のサンプリング位相は、それぞれ異な
るものであり、それによってビタビ復号部１６Ａ，１６
Ｂ，１６Ｃに於ける誤り率が異なることになる。そし
て、ビタビ復号部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに於ける正規
化信号をそれぞれカウンタ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃによ
りカウントし、一定時間内のカウント内容を正規化頻度
比較器２６Ａに於いて比較すると、最小の正規化頻度の
系統が判ることになる。そこで、可変移相器１４Ａを制
御して、±０として示す中心位相の再生クロック信号を
加える系統の正規化頻度が最小となるように、再生クロ
ック信号の位相を制御する。

【００２１】図４は誤り率と正規化頻度との説明図であ
り、再生クロック信号の位相と誤り率とが、図４の
（Ａ）に示す関係を有する場合に、例えば、ＡＤ変換部
１５Ａとビタビ復号部１６Ａとに加える再生クロック信
号ＣＬＫＡの位相をθａ、ＡＤ変換部１５Ｂとビタビ復
号部１６Ｂとに加える再生クロック信号ＣＬＫＢの位相
をθｂ、ＡＤ変換部１５Ｃとビタビ復号部１６Ｃとに加
える再生クロック信号ＣＬＫＣの位相をθｃとすると、
ビタビ復号部１６Ａに於ける誤り率が最も悪く、ビタビ
復号部１６Ｃに於ける誤り率が最も小さくなる。

【００２２】そこで、正規化頻度比較器２６Ａは可変移
相器１４Ａを制御して、再生クロック信号ＣＬＫＡ，Ｃ
ＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相θａ，θｂ，θｃを順次遅ら
せ、ビタビ復号部１６Ｂに於ける誤り率が最小となるよ
うに制御する。即ち、θａ＝＋Δθ、θｂ＝０、θｃ＝
−Δθとなるように再生クロック信号ＣＬＫＡ，ＣＬＫ
Ｂ，ＣＬＫＣの位相を制御する。それによって、ビタビ
復号部１６Ｃに於ける誤り率が最小のＥＲｍｉｎとな
り、θｂ＝０の位相の再生クロック信号ＣＬＫＢが最適
位相となる。

【００２３】又正規化頻度を大，中，小とし、カウンタ
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃによる正規化頻度を符号のみで
示す場合、２５Ａ＝大，２５Ｂ＝中、２５Ｃ＝小とする
と、前述のθａ，θｂ，θｃの場合と同様となり、この
場合は制御ステップ幅を大きくし、且つ再生クロック信
号ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相を遅らせるよう
に制御する。又２５Ａ＝大、２５Ｂ＝小、２５Ｃ＝中の
場合、再生クロック信号ＣＬＫＢの位相が最適位相に近
づいているが、最小誤り率ＥＲｍｉｎとなる位相ではな
いから、制御ステップ幅を小さくし、且つ再生クロック
信号ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相を遅らせる。
又２５Ａ＝中、２５Ｂ＝小、２５Ｃ＝中の場合、再生ク
ロック信号ＣＬＫＢが最適位相となって、ビタビ復号部
１６Ｂの誤り率が最小のＥＲｍｉｎとなる場合であるか
ら、その時点の位相を維持させることになる。

【００２４】又反対に、２５Ａ＝小、２５Ｂ＝中、２５
Ｃは大の場合、制御ステップ幅を大きくし、且つ再生ク
ロック信号ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相を進め
るように制御する。又２５Ａ＝中、２５Ｂ＝小、２５Ｃ
は大の場合、制御ステップ幅を小さくし、且つ再生クロ
ック信号ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相を進める
ように制御する。そして、２５Ａ＝中、２５Ｂ＝小、２
５Ｃ＝中の正規化頻度の状態となった時に、その時点の
再生クロック信号ＣＬＫＡ，ＣＬＫＢ，ＣＬＫＣの位相
を維持させる。このように、ＡＤ変換器を構成するＡＤ
変換部と、ビタビ復号器を構成するビタビ復号部は、そ
れぞれ３個の場合を示すが、更に多数とすることも可能
であり、その場合には正規化頻度の分布が速く判るか
ら、再生クロック信号を最適位相に引込む時間を短縮す
ることができる。

【００２５】図４の（Ｂ）は、パスメトリック値の増加
特性を示し、ビタビ復号部に於ける誤り率が悪いと、曲
線ａのように増加し、誤り率が良いと、曲線ｂのように
増加する。この場合、正規化レベルをＮＬとすると、パ
スメトリック値が増加してこの正規化レベルＮＬに達す
る毎に正規化が行われるから、パスメトリック値は、誤
り率が悪い場合に曲線ａ´のように変化し、誤り率が良
い場合に曲線ｂ´のように変化する。このように正規化
処理を行うことを示す正規化信号をカウントすることに
より正規化頻度が求まり、誤り率が悪い場合には正規化
頻度が大きくなり、反対に誤り率が良いと正規化頻度が
小さくなることが判る。

【００２６】従って、図２に示すように、正規化頻度を
閾値と比較する絶対比較法により、再生クロック信号の
位相を最適位相とするように制御することができる。又
図３に示すように、複数の正規化頻度を相互に比較する
相対比較法により、再生クロック信号の位相を最適位相
とするように制御することができる。この相対比較法
は、ハード構成が大きくなるが、再生クロック信号を最
適位相に制御するのが容易となる利点がある。又本発明
は前述の実施例のみに限定されるものではなく、各種の
記録媒体を用いた記録情報の再生系に適用できるもので
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、サーボ
系の発振器３からの基準クロック信号の位相を可変移相
器４により制御し、記録媒体１からの読出信号をディジ
タル信号に変換し且つビタビ復号器６により最尤復号す
る場合の再生クロック信号の位相を最適化するものであ
り、基準クロック信号は安定化されており、この基準ク
ロック信号を基に、ビタビ復号器６に於ける誤り率が最
小となるような位相に再生クロック信号の位相を制御す
るものであるから、高密度記録化された記録媒体１の読
出信号を安定に復号することができる。又従来例に於け
る群遅延回路を必要としないので位相特性が良くなる利
点がある。

【００２８】又ＡＤ変換器５とビタビ復号器６とをそれ
ぞれ複数のＡＤ変換部とビタビ復号部とにより構成し、
複数のビタビ復号部に於ける正規化頻度の分布に従って
再生クロック信号の位相を制御することにより、再生ク
ロック信号を最適位相に引込む時間を短縮できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック図である。

【図３】本発明の他の実施例の要部ブロック図である。

【図４】誤り率と正規化頻度との説明図であり、（Ａ）
は再生クロック信号の位相と誤り率との関係曲線図、
（Ｂ）はパスメトリックの正規化の説明図である。

【図５】従来例のブロック図である。

【符号の説明】

１記録媒体２モータ３発振器４可変移相器５ＡＤ変換器６ビタビ復号器７位相制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体（１）を回転させるモータ
（２）の回転速度の基準となるサーボ系の発振器（３）
と、該発振器（３）からの基準クロック信号を基に位相制御
された再生クロック信号を出力する可変移相器（４）
と、該可変移相器（４）からの前記再生クロック信号に従っ
て前記記録媒体（１）からの読出信号をディジタル信号
に変換するＡＤ変換器（５）と、該ＡＤ変換器（５）により変換されたディジタル信号の
最尤復号を行うビタビ復号器（６）と、該ビタビ復号器（６）の正規化頻度を基に前記可変移相
器（４）を制御して、前記再生クロック信号の位相を最
適位相とする位相制御部（７）とを備えたことを特徴と
するクロック再生回路。
【請求項２】前記可変移相器（４）は、前記発振器
（３）からの前記基準クロック信号を基にそれぞれ異な
る位相の複数の再生クロック信号を出力する構成を有
し、前記ＡＤ変換器（５）は、前記可変移相器（４）からの
それぞれ異なる位相の再生クロック信号により前記記録
媒体（１）からの前記読出信号をディジタル信号に変換
する複数のＡＤ変換部を有し、前記ビタビ復号器（５）は、前記複数のＡＤ変換部から
のそれぞれのディジタル信号の最尤復号を行う複数のビ
タビ復号部を有し、前記位相制御部（７）は、前記複数のビタビ復号部の正
規化頻度の分布により最小誤り率が得られる前記再生ク
ロック信号の位相を識別して、前記可変移相器（５）を
制御する構成を有することを特徴とする請求項１記載の
クロック再生回路。