JPS59144014A - 磁気記録または再生系の波形等化方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はディジタル信号を磁気テープなどの記録媒体に
記録再生する際、特に再生時の波形等化法に関する。

〔従来技術〕

ディジタル信号を磁気テープなどの記録媒体に記録再生
あるいは電話線路などで伝送すると、一般に周波数特性
が劣化する。この周波数特性の劣化が著しい場合には、
隣接するディジタル信号間で干渉（符号量干渉）が生じ
、元の情報が１”あるいは０＃であったのか識別できな
くなる。

符号量干渉を除去あるいは低減する手段として、通信な
どでは従来波形等化手法が用いられている。

これを簡単に説明する。今ディジタル信号の各パルスの
伝送周期をＴとする。符号量干渉が発生しないためには
第１図に示すごとく各パルス（以下孤立パルスとする）
の隣接する士Ｔ、±２Ｔ、・・・・・・等の標本時点で
、その波高値が０となればよい。

どのような条件はナイキスト条件と呼ばれている。

ナイキスト条件を満たす信号は無数に存在する。

その代表例は、第２図（イ）に示す振幅がｆ０／２（ｆ
０＝〒）まで平坦なスペクトラムを持つ波形である。さ
らにこのスペクトラムに第２図（ロ）に示すとと＜ｆｏ
／２で対称なスペクラムＹ（ｆ）を加算したものでもよ
い。これを式にまとめると、以下の第１式を示すものと
なる。

ここでＸ（ｆ）はナイキスト条件を満たす孤立パルスの
スペクトラムである。

さて波形等化とは周波数特性の劣化した各孤立パルス波
形のスペクトラムを上述のナイキスト条件を満たすスペ
クトラムに極力近づける操作を意味する。

ここで磁気テープなどに記録再生して得られるディジタ
ル信号の周波数特性の劣化と電話線路などを伝送して得
られるディジタル信号の周波数特性の劣化を比較する。

前者の場合には、一般に周波数特性が時間的に変動する
。その期間は数μｓから数ｍＳと比較的短い。この原因
は、テープとヘッド間の距離（スペーシングと呼ぶ）が
、テープの表面粗さやゴミあるいはテープ走行系の機械
的な変動により変化することにある。このようなスペー
シングの変動は、記録時、再生時のどちらの状態でも発
生し、ともに再生信号の周波数特性の劣化となる。今再
生時にスペーシングがｄとすると、この損失Ｌ（λ〕は
以下で与えられる。

ｄニスベーシング量 λ：記録波長 従って、記録波長が短くなる（周波数が高くなることと
同等）につれ、周波数特性が指数関数的に低下すること
を意味する。一方これに対し、電話回線などの伝送系で
は、信号の通過する回数固有の信号レベルの変化や周波
数特性の劣化があるが、時間的に変動するものではない
。したがってこのような通信回線で使用されてきた波形
等化手法だけでは、磁気記録再生系で発生する時間的変
動を伴う周波数特性の劣化を補償するには不充分である
という欠点があった。

〔発明の目的〕

したがって本発明の目的は、磁気記録再生系で発生する
周波数特性の劣化を補償するのに有効な波形等化手法を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は磁気記録再生系で発生する時間的変動を伴う周
波数特性の劣化を補償するため、特にスペーシングの増
大によシ符号間干渉が大きくなった波形とスペーシング
が本来の許容値内にあるときの正常な波形が時間的に混
在することから、前者を選択的に等化するよう構成した
ことを特徴とする。

まず第３図にスペーシングロスによる波形劣化をシミュ
ーレションした例を示す。第３図（ａ）はＮＲＺ符号が
前述のナイキスト条件を満足するように等化された場合
のアイパターンである。第３図（ｂ）、　（Ｃ）はスペ
ーシングロスが発生した場合のアイパターンの例である
。（ｂ）はｄ／λ＝　０．１　、　（Ｃ）はｄ／λ＝０
．２である。一般にＶＴＲではλ＝１μｍ程度であシま
たテープの表面粗さが０．１μｍ前後となるので上述し
ｉｂ）、　（Ｃ）の値は妥当なものと言える。第３図か
ら、スペーシングの増加とともに符号量干渉も増加し、
アイパターンの開口率が急速に低下することが分る。し
かし第３図をよく観察するとアイパターンは図中Ａ、Ｂ
で示す２種類の部分に分離され、この内Ｂ部分がアイ開
口率を低下させている。このＢ部分に相当する信号は、
例えば１０１０等の繰り返し波形のように高周波成分を
多く含んだ部分であシ、一方Ａ部分は１あるいは０が連
続する低周波成分の多い波形で構成されている。式（２
）からも分るように、スペーシングの増大とともに高周
波部分の出力が低下するため上述したアイパターンとな
るのは当然のことと言える。

本発明ではアイパターンがこのようにＡ、Ｂ部分に分離
できることを利用して、スペーシング増大による波形劣
化の著しいＢ部分のみを選択的に補償する。

またスペーシングが本来の状態にあるときの波形や上述
のＡ部分の波形に対しては、過剰補償になることを防止
しなければならない。このような処理を可能にする回路
構成ブロックを第４図に示す。

まず磁気ヘッドから再生された信号を前置増幅回路１に
より所要の振幅値まで増幅する。

つぎに周波数補償回路１２により、再生信号の周波数特
性を補償する。ただしこの補償回路では、スペーシング
による損失がほぼ許容値内にある再生信号の周波数特性
が、ナイキスト条件をほぼ満足するように補償する。し
たがって前述したようなスペーシングロスによる周波数
特性の変動が無ければ、このまま比較回路５の入力端子
に信号を加えればよいことになり、従来はこのような回
路構成が採用されていた。これは同様に第３図中人で示
す低域成分にも言える。すなわち再生信号の低周波成分
は第３図に示した様にたとえスペーシングロスが発生し
てもほぼナイキスト条件を満足している。し、たがって
これらの波形に対してはこれ以上周波数特性を補償する
必要が無い。一方スベーシングロスによる波形劣化のあ
る第３図中Ｂに示す部分に対しはさらにナイキスト条件
を満足するように周波数特性の補償を行なう必要がある
。

この特性の補償を第４図の周波数補償回路■４により行
なう。したがってこのような周波数特性補償回路ＩＩ４
’ｅすでにナイキスト条件を満足している信号が通過す
ると過剰補償となる。

過剰補償がなされた場合の最大の問題点は、高周波部分
での雑音が強調されるためパルスを伝送する帯域全体の
靴音がこれとともに増加することである。この模式図を
第５図に示す。第５図（ａ）は、周波数補償回路■によ
り等化された波形である。

一方第５図（ｂ）は、この波形が過剰等化された場合を
示す。一般に第５図（ｂ）に示すごとく雑音が増加する
。したがってこのような靴音の増加を防止する必要があ
る。このため周波数補償回路Ｉと周波数補償回路■との
間に振幅制限回路（リミッタ）３を設ける。この回路に
より第５図（ａ）の等化波形を第５図（Ｃ１のごとく変
換する。この処置により符号識別点での雑音はあらかじ
め除去される。このため周波数補償回路ＩＩ４に通過さ
せても、符号識別点での雑音は増加しない。このような
処置を換言すると、すでに等化された波形に対してはお
らかじめ振幅制限回路３により符号を識別したのと等価
の状態にすることである。さらに振幅制限のしきいレベ
ルの設定は、使用するテープおよびヘッドの特性に依存
することになるが、おおむね第３図（Ｃ）に示すアイパ
ターンの劣化の状況から等化後のアイパターンの振幅の
一程度まで振幅制限すればよいことが分る。

以上の処置により、スペーシングロスの生じた部分に対
してその周波数特性の劣化を補償できるため良好なアイ
パターンを開口できる。一方すてに等化された波形に対
しては、実質的にはすでに＠１″あるいは１０″に識別
したのと同等となるため過剰補償による靴音の増加ひい
ては符号誤りの増加を防止できることになる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例により詳細に説明する。まず波形補
償回路Ｉおよび波形補償回路■は第６図に示すトランス
バーサルフィルタを使用する。このトランスバーサルフ
ィルタは２個の遅延線６゜（９） ７あるいは１７．１８と２個の減衰器８．９あるいは１
９．２０と加算器１０あるいは２１により構成し得る。

周波数特性の補償量は周知のごとく各遅延線の遅延量な
らびに加算量で決まる。これらの値はテープヘッド系か
ら再生された信号によシ決定する必要がある。また振幅
制限器は２個のバッファアンプ１２および１３と２個の
ダイオード１４．１５と２個の減衰器１１．１６により
構成される。ダイオード対により振幅値を制限する。

シリコンダイオードを使用する場合には約１．４■にま
にショトキダイオードを使用する場合には約１、Ｏｖに
信号の振幅が制限される。したがって可変減衰器１１に
よりダイオード対に加える振幅を制御することにより、
しきいレベルを自由に設定することかできる。たとえば
バッファアンプ１２の出力電圧が２■になるように設定
すれば、ショトキダイオードを使用する場合には、全振
幅の６ｄＢ低下した信号までの補償が可能になる。また
可変減衰器１６によりダイオード対に加える電圧し を制御しきいレベルの中心値を設定する。これは△ （１０） 信号の振幅を対称に制限するためである。

〔発明の効果〕

以上述べたごとく本等化方式を用いると、信号の周波数
が時間的に変動する場合でも、それぞれの状態に応じて
波形等化が可能となる。このためデータレコーダ等の磁
気記録再生装置の再生信号の波形等化に本方式を適用す
ると、最終的に符号誤り率などの改善に著しい効果が生
じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は孤立パルスの等化波形である。、第２図はナイ
キスト条件を示す。第３図はスペーシンクロスによるア
イパターンの変化を示す。第４図は本等化方式の概略図
を示す。第５図は本等化方式の波形処理図を示す。第６
図は本等化方式の実施例である。 代理人　弁理士　高橋明夫 （１１） 烹　１　　図 一３丁　　−２丁　　−丁　　　　ＯＴ　　　２丁　　
３Ｔ第　２　ヅ 卯反数 ｙＦＪ３　　　図 東京都千代田区神田須田町１丁 目２３番２号 ７８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．２種の特性の異なる第１および第２の波形補償回路
   と振幅制限回路を用い、磁気テープあるいはディスクな
   どの記録媒体に記録または再生して得られるエンベロー
   プ変動を伴うディジタル信号の周波数特性を第１の波形
   補償回路で所要のナイキスト周波数特性を満たすように
   等化した後、振幅制限回路によシ振幅を制限し、この制
   限レベルに遅しない信号をさらに第２の波形補償回路に
   より周波数特性を補償することを特徴とする磁気記録ま
   たは再生系の波形等化方式。