JPS62183647A - デイジタル情報再生装置 - 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 本発明は、帯域の制限された伝送路を通過したディジタ
ル信号から情報を読み取るディジタル情報再生装置、特
に上記ディジタル信号を正しく読み取るように波形整形
手段の閾値を制御し得る悄報再生装置に関するものであ
る。

従来の技術 近年、ディジタル信号を高密度で伝送あるいは記録する
ために、ディジタル信号を基底帯域で伝送あるいは記録
することがよく行われる。この場合には一般に伝送路は
直流まで伝送し、伝送された信号を所定の閾値で波形整
形する必要がある。

ところが、回路の温度ドリフトや記録媒体のムラなどに
よって信号に低周波雑音が混入し易いために最適な閾値
が変動するという問題がある。そこで、このような低周
波雑音による閾値の変動の影響を除去するために、入力
したディジタル信号を波形整形したディジタル信号と読
取クロックとを位相比較し、その結果に応じて閾値を制
御する方法が既に公知である。

以下、図面を参照しながら、上述した従来のディジタル
情報再生装置の一例について説明する。

第３図は従来のディジタル情報再生装置の主要部分のブ
ロック図を示すものである。第３図において、ｌは波形
整形手段で、入力信号を波形整形してディジタル信号を
出力する。２０は立ち上り位相比較手段で、上記ディジ
タル信号の立ち上りエツジにおいて読取クロックとの位
相比較を行い、その位相差に応じた立ち上り位相差信号
を出力する。２１は立ち下がり位相比較手段で、上記デ
ィジタル信号の立ち下がりエツジにおいて読取クロック
との位相比較を行い、その位相差に応じた立ち下がり位
相差信号を出力する。２２は差動増幅器で、上記立ち上
り位相差信号と立ち下がり位相差信号との差に応じた信
号を出力する。２３は加算器、２４は電圧制御発振器で
、加算器２３は立ち上り位相差信号と立ち下がり位相差
信号との加算を行い、その結果に応じた周波数で電圧制
御発振器２４は発振する。

以上のように構成されたディジタル情報再生装置につい
て、以下その動作の説明をする。

まず、波形整形手段ｌは差動増幅器２２の出力を閾値と
して入力信号を波形整形してディジタル信号を出力する
。このときの閾値が正しいとすれば、このディジタル信
号の立ら上りエツジと読取クロックの関係と立ち下がり
エツジと読取クロックとの関係は等しく、したがって、
立ち上り位相比較手段２０から出力される立ち上り位相
差信号と立ち下がり位相比較手段から出力される立ち下
がり位相差信号は等しくなる。ところが、例えば閾値が
高い方向にずれた場合には、立ち上りエツジの位相は遅
れ、立ち下がりエツジの位相は進むため、立ち上り位相
差信号と立ち下がり位相差信号はそれぞれ逆方向に変化
し、差動増幅器２２の出力も変化する。そこで、この差
動増幅器２２の出力が波形整形手段１の閾値に負帰還さ
れるようにしておけば、波形整形手段ｌの閾値を最適な
値に制御することができる。また、読取クロックは上記
立ち上り位相差信号と立ち下がり位相差信号との加算を
加算器２３で行い、その出方に応じた周波数で発振する
電圧制御発振器２４によって得ることができる。

（例えば、特開昭５９−１１３５２９号公報参照）発明
が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、立ち上り位相比較
手段と立ち下がり位相比較手段の２つの位相比較手段を
必要とし、回路が複雑になるという問題点を有していた
。

本発明は上記問題点に鑑み、簡単な回路構成で波形整形
手段の閾値を最適に制御することのできるディジタル情
報再生装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のディジタル情報再
生装置は、入力信号を波形整形手段で波形整形したディ
ジタル信号の低域成分と、このディジタル信号を読取ク
ロックで同期化したデータ信号の低域成分との差に応じ
て上記波形整形手段の閾値を制御するという構成を備え
たものである。

作用 本発明は上記した構成によって、波形整形されたディジ
タル信号に含まれる低域成分の中から、元のディジタル
信号に含まれる低域成分が除去されるので、閾値の誤差
に起因する低域成分の変化分を抽出することができ、こ
れによって閾値を適正に制御できることとなる。なぜな
らば、ディジタル信号を同期化した信号は元のディジタ
ル信号と同じものとなるからである。

実施例 以下本発明の第１の実施例のディジタル情報再生装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるディジタル情報
再生装置の主要部分のプロ・ツク図を示すものである。

第１図において、１は波形整形手段で、入力信号を波形
整形してディジタル信号を出力する。２はＤフリップフ
ロップで、上記再生信号を読取クロックでラッチしてデ
ータ信号を出力する同期化手段を構成する。３，４は低
域通過フィルターで、それぞれディジタル信号および反
転したデータ信号の低域成分を抽出する。５は差動増幅
器で、上記ディジタル信号とデータ信号の低域成分の差
を実質的に演算するか、あるいはディジタル信号の低域
成分を所定の電位と比較して閾値の誤差を検出して、波
形整形手段の閾値に負帰還する。６は動作切替スイッチ
で、差動増幅器５の動作を切り替える。７は利得切替ス
イ・ノチで、差動増幅器５の利得を切り替える。８はク
ロック抽出手段で、ディジクル信号から読取クロックを
抽出する。上記低域通過フィルター３および４、差動増
幅器５、動作切替スイッチ６および利得切替スイッチ７
は閾値制御出力を構成する。

以上のように構成されたディジタル情報再生装置につい
て、以下その動作を説明する。

まず、波形整形手段１は入力信号を差動増幅器５からの
出力信号を閾値として、入力信号がこの閾値を超えると
高レベルの出力となるように波形整形してディジタル信
号を出力する。このディジタル信号からクロック抽出手
段８によって読取クロックが抽出され、この読取クロッ
クに同期してＤフリップフロップ２は上記ディジタル信
号をラッチすることによって同期化する。低域通過フィ
ルター３は上記ディジタル信号から低域成分を抽出する
。この低域成分には、もとのディジタル信号に含まれて
いる低域成分と、閾値の誤差による低域成分とが含まれ
る。この閾値の誤差による低域成分は以下のようにして
発生する。すなわち、もし閾値が高い方向にずれたとす
ると、ディジタル信号の高レベルの期間が短くなり低レ
ベルの期間が長くなって平均的なレベルが低下し、閾値
が低い方向にずれると、逆に平均レベルが高くなるから
である。そこで、このディジタル信号の低域成分の中か
ら閾値の誤差による成分を抽出することができれば、閾
値の誤差を検出することが可能である。そこで、このデ
ィジタル信号を読取クロックで同期化したデータ信号を
みると、これはもとのディジタル信号と同じものとなる
ので、このデータ信号に含まれる低域成分は元のディジ
タル信号に含まれる低域成分と同じになるはずである。

したがって、低域通過フィルター４によってデータ信号
に含まれる低域成分を抽出し、差動増幅器５で前記ディ
ジタル信号の低域成分とこのデータ信号の低域成分との
差をとることによって、閾値の誤差を検出することがで
きる。そこでこの閾値の誤差を増幅して波形整形手段１
の閾値に負帰還することにより、閾値の制御を行うこと
ができる。

通常動作時には動作切替スイッチ６は閉成されており、
波形整形手段１から出力されるディジタル信号とＤフリ
ップフロップ２から出力されるデータ信号の反転信号の
低域成分との平均値と所定の電位との差を差動増幅器５
によって演算する。この所定の電位を、ディジタル信号
およびデータ信号の高レベルと低レベルとの中間の電位
にしておけば、差動増幅器５はディジタル信号の低域成
分とデータ信号の低域成分の差を演算するのと実質的に
等価となる。したがって、差動増幅器５の出力を波形整
形手段１の閾値に帰還することによって、閾値を最適な
値に制御することができる。

ところが、上記閾値がたとえば高い方向に大幅にずれる
と、ディジタル信号の高レベルの長さは元のディジタル
信号に比べて読取クロックの１クロック分あるいはその
整数倍程度まで短くなることがある。このような場合に
は、これを同期化したデータ信号はもはや元のディジタ
ル信号とは異なったものとなり、その閾値で閾値の誤差
は検出されなくなり、閾値はその値にロックされる。す
なわち、閾値は擬似ロックされることとなる。元のディ
ジタル信号に含まれる直流成分の値が所定の値となる部
分（以下、これをＤＣフリーの部分と呼ぶ）では、波形
整形手段１から出力されるディジタル信号に含まれる低
域成分の値を上記直流成分の所定の値と比較することに
よって閾値の誤差を検出することができる。この場合に
は上記した擬似ロックという現象は生じない。動作切替
スイッチ６は、外部からの切替信号に応じてこれを開成
することによって、元のディジタル信号がＤＣフリーの
部分で、閾値制御手段の擬似ロックのない引き込みを可
能とするものである。また、このときには利得切替スイ
ッチ７も同時に開成することによって制御利得を高め、
より速やかな引き込みが可能となる。

以上のように本実施例によれば、入力信号を波形整形手
段で波形整形したディジタル信号の低域成分と、このデ
ィジタル信号を読取クロックで同期化したデータ信号の
低域成分との差に応じて上記波形整形手段の閾値を制御
する閾値制御手段を設けることにより、簡単な回路構成
で、ディジタル信号を再生するときの閾値を適正に制御
することができ、元のディジタル信号がＤＣフリーの部
分でディジタル信号の低域成分を所定の電位と比較する
ことによって閾値の誤差を検出するようにすることによ
って、閾値制御ループの擬似ロックを防止することもで
きる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示すディジタル情報再
生装置の主要部分のブロック図である。

同図においてｌは波形整形手段、２はＤフリップフロッ
プ、３は低域通過フィルターで以上は第１図の構成と同
じものである。第１図の構成と異なるのは、波形整形手
段１が高域通過フィルター１０を有し、この高域通過フ
ィルター１０からの出力信号を比較器１１で波形整形す
る点と、低域通過フィルター４ａがデータ信号の低域成
分を抽出して、差動増幅器１２はこの低域成分と低域通
過フィルター３によって抽出されたディジタル信号の低
域成分との差から閾値の誤差を検出する点である。さら
に高域通過フィルター１０は時定数を切り替える切替ス
イッチ１３を含む。また、１４は短絡スイッチで、必要
に応じて差動増幅器１２の入力を短絡する。

低域通過フィルター３、低域通過フィルター４ａ、差動
増幅器１２および短絡スイッチ１４は閾値制御手段を構
成する。

上記のように構成されたディジタル情報再生装置につい
て、以下その動作を説明する。

差動増幅器１２は、波形整形手段ｌから出力されるディ
ジタル信号の低域成分とＤフリップフロップ２から出力
されるデータ信号の低域成分との差を直接演算している
が、実質的には、第１図において差動増幅器５が、ディ
ジタル信号の低域成分とデータ信号を反転したものの低
域成分との平均値を所定の電位と比較するのと等価であ
る。したがって、本実施例における閾値の制御の基本的
な動作は第１の実施例と同じである。本実施例が第１の
実施例と異なる主要な点は、閾値の制御ループの擬似ロ
ックを防止するために、元のディジタル信号のＤＣフリ
ーの部分でディジタル信号と所定の電位との差によって
閾値の誤差を検出するのではなく、高域通過フィルター
１０によって入力信号から低域成分を除去した後、元の
ディジタル信号がＤＣフリーの部分で波形整形手段ｌは
接地電位を閾値として波形整形するように、外部からの
切替信号に応じて動作状態が切り替る点である。

また、このとき時定数切替スイッチ１３が閉成すること
によって入力信号の低域成分が速やかに除去され、元の
ディジタル信号がＤＣフリ一部分における波形整形手段
１の動作は速やかに整定する。

以上のように、第１の実施例と同様に簡単な回路構成で
閾値の制御を行うことができるとともに、波形整形手段
は、高域通過フィルターで入力信号の低域成分を除去し
た後に波形整形し、元のディジタル信号がＤＣフリーの
部分では接地電位を閾値とするような構成とすることに
より、閾値制御ループの擬似ロック現象をも回避するこ
とが可能となる。

なお、第２の実施例においては読取クロックを得る手段
については言及していないが、第１の実施例と同様に人
力信号から抽出してもよいし、あるいは読取クロックを
別に伝送するような構成であっても差支えない。

また、低域通過フィルターや高域通過フィルターは、Ｃ
Ｒによる１次のフィルターで構成したが他のどのような
フィルターであっても本質的には差支えない。

発明の効果 以上のように本発明は、入力信号を波形整形手段で波形
整形したディジタル信号の低域成分と、このディジタル
信号を読取クロックで同期化したデータ信号の低域成分
との差に応じて上記波形整形手段の閾値を制御する閾値
制御手段を設けることにより、簡単な回路構成で、ディ
ジタル信号を再生するときの閾値を適正に制御すること
ができる。

さらに、ディジタル信号の低域成分を所定の電位と比較
することによって閾値の誤差を検出するように動作状態
を切り替えられるようにすることによって、元のディジ
タル信号がＤＣフリーの部分で、擬似ロックのない閾値
制御ループの引き込みを行うことができ、このときの制
御利得を高くすることによってその引き込みを速やかに
行うことができるという効果が得られる。

また、波形整形手段は高域通過フィルターによって入力
信号の低域成分を除去した後に波形整形するとともに、
閾値を接地電位とするように動作状態を切り替えられる
ように構成することによっても、元のディジタル信号が
ＤＣフリーの部分で、擬似ロックのない閾値制御ループ
の引き込みを行うことができ、このときの高域通過フィ
ルターの時定数を小さくすることによってその引き込み
を速やかに行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタル情報再生
装置の主要部分のブロック図、第２図は本発明の他の実
施例におけるディジタル情報再生装置の主要部分のブロ
ック図、第３図は従来のディジタル情報再生装置の主要
部分のブロック図である。 １・・・・・・波形整形手段、２・・・・・・Ｄフリッ
プフロツプ、３，４．４ａ・・・・・・低域通過フィル
ター、５゜１２・・・・・・差動増幅器、６・・・・・
・動作切替スイッチ、７・・・・・・利得切替スイッチ
、１０・・・・・・高域通過フィルター、１１・・・・
・・比較器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を所定の閾値で波形整形したディジタル
   信号を出力する波形整形手段と、このディジタル信号を
   情報を読み取るタイミングを示す読取クロックで同期化
   したデータ信号を出力する同期化手段と、実質的に上記
   ディジタル信号の低域成分と上記データ信号の低域成分
   との差に応じて上記閾値を制御する閾値制御手段とを具
   備して成ることを特徴とするディジタル情報再生装置。
2. （２）閾値制御手段は、ディジタル信号の低域成分を所
   定の電位と比較し、その差に応じて波形整形手段の閾値
   を制御するように動作状態を切り替える動作切替スイッ
   チを有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載のディジタル情報再生装置。
3. （３）閾値制御手段は、ディジタル信号の低域成分を所
   定の電位と比較し、その差に応じて波形整形手段の閾値
   を制御するような動作状態にあるとき、その応答速度が
   他の動作状態における応答速度よりも高く設定されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のディジ
   タル情報再生装置。
4. （４）波形整形手段は、入力信号の低域成分を除去する
   高域通過フィルターを含み、閾値制御手段は、閾値を接
   地電位に切り替えるための閾値切替スイッチを有して成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のデ
   ィジタル情報再生装置。
5. （５）高域通過フィルターは、閾値切替スイッチが接地
   電位を閾値とするような状態にあるときに時定数を小さ
   くするような時定数切替スイッチを有して成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第（４）項記載のディジタル情
   報再生装置。