JPH087936B2 - デイジタル信号の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタルデータの記録再生装置に於けるデ
ィジタル信号の検出装置に関する。

従来の技術 ディジタル情報の記録再生装置としては種々の方式が
研究開発され、一部実用化されている。これらの装置は
ディジタルデータを所定の信号処理を施こした後記録媒
体上に記録し、再生時はこの記録媒体上に記録されてい
る信号を読み出しディジタル信号波にした後所定の信号
処理を施こして元のディジタルデータを復元するもので
ある。

ところで、ディジタル記録再生装置に於いてはディジ
タル情報の記録密度や誤り発生頻点の点で変調方式及び
検出方式がきわめて重要な役割を果している。変調方式
とは記録すべきディジタルデータの性質と伝送路である
記録再生系の伝送特性とをマッチングさせるインターフ
ェース的な機能を有している。一方、検出方式は記録媒
体から摘出された信号をディジタルデータに復元する機
能を有するものである。

そこで記録媒体として磁気テープを使用した場合に於
いて、その従来例を以下に示す。

第５図は従来例を示すブロックダイヤグラムである。
同図に於いて、47はデータ入力端子、48は変調器、49及
び51は磁気ヘッド、50は磁気テープ、52は等化器、53は
積分器、54は検出器、55は復調器、56はデータ出力端子
である。ディジタル処理された後のデータ列をデータ入
力端子47を介して変調器48に印加する。変調器48からの
出力は磁気ヘッド49を介して磁気テープ50に記録され
る。一方、再生時は磁気テープ50に記録されている情報
を磁気ヘッド51を介して読み出し、等化器52で種々の劣
化を補正した後積分器53で積分する。積分器53の出力は
検出器54で二値データ列に整形され、復調器55で復調さ
れてデータ出力端子56を介して再生データ列が送出され
る。

第５図に於いて、変調方式がNRZの場合の各部の波形
を第６図に示す。同図に於いて、57はデータ入力端子47
を介して入力されるデータ列、波形58はその波形、波形
59は等化器52の出力波形、波形60は直流成分や低周波成
分に全く歪がない場合の理想的な積分波形、波形62は直
流成分や低周波成分に歪がともなった場合の積分器53の
出力波形、一点鎖線61及び63は検出器54に於ける閾値、
65〜67は直流成分や低周波成分の劣化に帰因する検出タ
イミング誤差、64は検出器54の出力波形である。

変調器48としてNRZを仮定しているので変調器48の出
力波形は波形58となる。ところで、磁気テープ，磁気ヘ
ッド及びロータリートランスで構成される伝送路（以下
“テープ・ヘッド系”と記す）では高周波成分で種々の
ロスの為に利得が低下し、再生磁気ヘッド及びロータリ
ートランスの微分特性の為に低周波成分が大きく減衰さ
れ、直流成分は完全に抑圧される。さらに全帯域にわた
って位相歪が発生する。そこで、等化器52では主に高周
波成分での種々のロスを補正する様に構成しているので
等化器52の出力波形は波形59となる。テープヘッド系の
直流成分及び低周波成分が積分器53で完全に補正される
と波形60に示した積分出力が得られるが色々の要因か
ら、直流成分や低周波成分に劣化が残留しており現実に
は積分器53の出力は波形62に示す様なものとなる。理想
的な積分波形60に対しては、閾値61を超えるか否かで
“0"と“1"を判別すると変調器48の出力である波形58に
ほぼ等しいものが得られる。しかしながら、現実には検
出器54に於いて波形62が閾値63を超えるか否かで“0"と
“1"とを判別するのでその結果は波形64となり、波形58
と大きく異なるので検出タイミング誤差65〜67が発生す
る。

発明が解決しようとする問題点 以上説明した通り、テープ・ヘッド系での直流成分や
低周波成分が劣化していると検出器54で上述の誤差が生
ずる。一方、第６図では説明を簡略化する為に、色々の
雑音や符号間干渉は全て省略してあるが、実際にはこれ
らの雑音や符号間干渉と上述の劣化とが重畳される結
果、極端な誤りの増大となる。

さらに、第５図及び第６図に示した従来方式では積分
検出の場合であるが、振幅検出などではテープ・ヘッド
間のスペースロスの変化などによる振幅変動に帰因して
誤りが急激に増大する。

そこで本発明は上述の直流成分及び低周波成分の劣化
による検出誤りや振幅変動による検出誤りを大幅に低減
するものである。

問題点を解決するための手段 この様な検出誤りを低減する為に、本発明は検出器に
入力されている再生信号の正方向のピーク値を検知する
正ピーク検知器と、その正ピーク値の局所的変化を除外
し正ピークの低周波成分のみを通過させる低減濾波器
と、再生信号の負方向のピーク値を検知する負ピーク検
知器と、その負ピーク値の局所的変化を除外し負ピーク
の低周波成分のみを通過させる低域濾波器と、両低域濾
波器の出力を基に閾値を作成する閾値作成器と、上記の
再生信号とこの閾値作成器で作成した閾値とを比較する
ことにより検出出力を得る比較器とを具備していること
を特徴とするものである。

作用 この様な手段を具備することにより、上述の様な直流
成分及び低周波成分の劣化に帰因する直流レベルの変動
や、テープヘッド間のスペースロスの変動などに帰因す
る振幅変動が発生しても常に検出用閾値を理想的な値に
自動的に修正することが可能となる。

実施例 では、本発明の実施例を図面とともに以下に説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。同図に於いて、１は入力端子、２は正ピーク検知
器、３は低域濾波器（LPF）、４は負ピーク検知器、５
は低域濾波器（LPF）、６は閾値作成器、７は比較器、
８は出力端子である。再生系の等化器出力が入力端子１
を介して正ピーク検知器2,負ピーク検知器４及び比較器
７に入力される。正ピーク検知器２では入力された信号
の正のピーク値を、負ピーク検知器４では入力された信
号の負のピーク値を夫々検知する。これら正ピーク検知
器２及び負ピーク検知器４は例えば極大値及び極小値を
検知する様に構成しておく。正ピーク検知器２の出力は
低域濾波器３に、負ピーク検知器４の出力は低域濾波器
５に印加される。低域濾波器３及び５は正ピーク検知器
２及び負ピーク検知器４の出力の局所的な変動を除外し
て両ピークの比較的長時間の傾向を導出することにな
る。閾値作成器６では両低域濾波器３及び５の出力を基
にして閾値を作成する。閾値作成器６の出力と入力端子
１を介して印加された信号とが比較器７で比較され、検
出出力として出力端子８を介して送出される。

第２図は第１図の各部の様子を示す波形図である。同
図に於いて、９は変調器の出力データ列、波形10はデー
タ列９の波形、波形11は積分器の出力波形、12〜14は正
ピーク値、15〜17は負ピーク値、破線18及び19は夫々低
域濾波器３の及び５の出力波形、一点鎖線20は閾値であ
る。本実施例では変調方式としてNRZを、又再生側の検
出方式として積分方式を採用した場合を示しており、記
録すべきデータ列が９の場合、記録波形は波形10とな
る。一方、再生側では等化器及び積分器を通過した信号
は波形11となり、直流成分及び低周波成分の劣化により
データパターンに依存して直流レベルが変動したものと
なる。正ピーク検知器２は正ピーク電位12,13,14……
を、負ピーク検知器４は負ピーク電位15,16,17……を検
出する。正ピーク電位12,13,14……を低域濾波器３を通
って破線18に、負ピーク電位15,16,17……は低域濾波器
５を通って破線19になる。閾値作成器６は両低域濾波器
３及び５の出力である破線18及び19の平均値を演算して
閾値波形（一点鎖線）20を作成する。一点鎖線20は波形
11の直流レベル変動に追従して正ピーク電位と負ピーク
電位の中間点に位置している。比較器７では波形11と閾
値である一点鎖線20との電圧比較をするので、出力端子
８から送出される検出出力は波形10に等しく、直流レベ
ル変動による検出誤差を含まないこととなる。当然のこ
とながら、第１図に示した本発明の一実施例は例えば第
５図の検出器54として挿入される。

以上、本発明をNRZ変調と積分検出の組み合せの系に
適用する場合を示したが、次に変調方式としてNRZI,検
出方式として振幅検出を採用した系に本発明を適用する
場合について以下に説明する。

第３図はNRZI変調と振幅検出との組み合せの場合のデ
ィジタル記録再生装置の一部を示すブロック図である。
同図に於いて、37はデータ入力端子、38はNRZI変調器、
39及び41は磁気ヘッド、40は磁気テープ、42は等化器、
43は検出器、44はデータ出力端子である。ディジタル信
号処理された後のデータ列がデータ入力端子37を介して
NRZI変調器38に印加される。NRZIは入力されるデータ列
に“1"が出現する毎にその出力レベルを反転するもので
あることは言うまでもない。NRZI変調器38の出力は磁気
ベッド39を介して磁気テープ40に記録される。再生時
は、磁気テープ40上に記録されている情報を磁気ヘッド
41を介して読み出し、等化器42で等化した後検出器43に
印加する。検出器43は振幅検出であり、その検出結果を
データ出力端子44を介してディジタル信号処理系に送出
する。

次に、第３図に於ける検出器43として使用する本発明
の他の実施例を第４図にブロック図で示す。第４図に於
いて、１〜６は第１図の１〜６と同様であるからこれら
の説明は省略する。7a及び7bは比較器、45は論理和ゲー
ト（“ORゲート”）、46は出力端子である。第３図の等
化器42の出力が入力端子１を介して印加される。正ピー
ク検知器2,低域濾波器3,負ピーク検知器４及び低域濾波
器５は第１図の１〜５と同じ動作を実行する。閾値作成
器６は両低域濾波器３及び５の出力を基に２つの閾値を
作成する。２つの閾値は夫々比較器7a及び7bの一方の入
力端子に結合され、比較器7a及び7bの他方の入力端子に
は入力端子１に印加されている信号が結合されている。
両比較器7a及び7bに於いて、入力端子１を介して印加さ
れている信号と夫々の閾値との電圧比較を行なった結果
を夫々論理和ゲート45に供給する。論理和ゲート45は両
比較器7a及び7bの出力を論理和し、出力端子46を介して
検出結果を送出する。

第２図は第３図及び第４図に示した本発明の他の実施
例に於ける各部の様子も示しており、同図に於いて、波
形21は振幅変動をともなっていない場合の等化器42の出
力波形、波形22は振幅変動をともなっている場合の等化
器42の出力波形、23,24,25……は正ピーク値、26,27,28
……は負ピーク値、破線29は低域濾波器３の出力波形、
破線30は低域濾波器５の出力波形、一点鎖線31は閾値作
成器６で作成され比較器7aに入力される閾値、一点鎖線
32は閾値作成器６で作成され比較器7bに入力される閾
値、期間33は振幅変動している期間、波形34は論理和ゲ
ート45の出力波形、35は再生クロックタイミング、36は
波形34をクロックタイミング35でサンプルホールドした
波形（実際には波形34をラッチに入力し波形35でトリガ
した後のラッチ出力）である。なお、NRZI変調後のデー
タ列を９その波形が波形10と仮定しておく。

振幅検出に於いては、テープ・ヘッド系での劣化の内
で直流成分や低周波成分の劣化よりも振幅変動が誤りを
大きく増大させることになる。その理由は、検出時の閾
値は積分検出のごとく信号の中心レベルに設定するので
はなく、信号の中心レベルとピークレベルとの間の所定
値に設定する必要があるので信号レベルが変動すると閾
値は最適値からずれる為である。ところが、第４図に示
した本発明の実施例では低域濾波器３の出力は破線29
に、低域濾波器５の出力は破線30となっており、夫々ピ
ーク値の変動に追従している。又、閾値作成器６では下
式で示される２つの閾値V₊及びV_-が作成される。

V₊＝（３・P₊＋P_-）/4 ……（１） V_-＝（P₊＋３・P_-）/4 ……（２） （ただし、P₊は低域濾波器３の出力電位、P_-は低域濾
波器５の出力電位である。）この様にして、V₊は波形22
の中心レベルと正ピークとの中点に常に設定され、V_-は
波形22の中心レベルと負ピークとの中点に常に設定され
るのでV₊は一点鎖線31に、V_-は一点鎖線32に相当する。
V₊は比較器7aに、V_-は比較器7bに印加されており、比較
器7aではV₊である一点鎖線31に対して波形22の電位が高
い期間だけハイレベルを出力し、比較器7bではV_-である
一点鎖線32に対して波形22の電位が低い期間だけハイレ
ベルを出力する。両比較器7a及び7bの出力が論理和ゲー
ト45で論理和されて波形34を出力する。論理和ゲート45
の出力を再生クロックタイミング35でサンプルホールド
すると波形36となり、これは波形10をNRZIで復調したも
のに等しい。この様に、期間33に於いて振幅変動が発生
しているにもかかわらず、検出用の閾値である一点鎖線
31及び32が振幅変動に追従して常に理想的な値に自動的
に修正されている。

以上、本発明について２つの実施例を挙げて説明した
が、本発明は磁気テープを記録媒体とするディジタルデ
ータ記録再生装置に限られるものではなく、他の記録媒
体を使用するディジタル記録再生装置にも適用出来る。
さらにディジタルデータ記録再生装置に限られるもので
はなく、ディジタルデータの伝送装置に於いても本検出
方式は適用出来るものである。

しかしながら、ディジタルVTRのごとくきわめて高記
録密度を強いられるディジタルデータ記録再生装置に於
いては本発明の効果は非常に大きい。

又、本説明ではNRZと積分検出の組合せの場合とNRZI
と振幅検出の場合を挙げているが、検出方式としてパー
シャルしスポンスや多値記録にも本発明は適用出きる。

発明の効果 以上の説明からも明白な通り、本発明はテープ・ヘッ
ド系での直流成分や低周波成分の劣化に帰因して発生す
る直流レベルの変動や、テープ・ヘッド間のスペースロ
スの変化などに帰因して発生する振幅の変動を有する場
合に於いても、検出用の閾値が常に理想的な値となる様
に自動的に修正されることになる。その結果、磁気テー
プを記録媒体とした時の様に直流成分及び低周波成分の
劣化や振幅変動のはげしい伝送路（又は記録再生系）で
もNRZ系の変調方式と積分検出あるいは振幅検出との組
合せが可能となる。従って、NRZ系の優位点を生かし欠
点を改善されることとなるので、より高密度記録が可能
となり、同時に誤り発生頻度を大きく低減出来ることに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は第１図，第３図及び第４図の各部の様子を示す波形
図、第３図及び第４図は本発明の第２の実施例を示すブ
ロック図、第５図は従来方式を示すブロック図、第６図
は第５図の各部の様子を示す波形図である。 ２……正ピーク検知器、３……低域濾波器、４……負ピ
ーク検知器、５……低域濾波器、６……閾値作成器、7,
7a,7b……比較器、45……論理和ゲート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出信号の正方向ピーク値を検出する正
   ピーク検知器と、上記被検出信号の負方向ピーク値を検
   出する負ピーク検知器と、上記正ピーク検知器の出力を
   低域濾波する第１の低域濾波器と、上記負ピーク検知器
   の出力を低域濾波する第２の低域濾波器と、この第２の
   低域濾波器の出力及び上記第１の低域濾波器の出力を基
   に閾値を作成する閾値作成器と、上記閾値と上記信号と
   の電位比較をする比較器とを具備し上記比較器の出力を
   検出出力とすることを特徴とするディジタル信号の検出
   装置。