JPS6337867A - 磁気媒体の信号読出判定回路装置 - 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） 本発明は磁気媒体を、読み出し用磁気ヘッドにより走査
することで得られた再生信号につき、当該信号に含まれ
ているデータ情報およびクロック情報を夫々データ信号
およびクロック信号として読み出し、この読み出しによ
る読取データが正しいか否かを判定した後、これを外部
へ出力するようにした信号読出判定回路装置に関する。

（従来の技術） 磁気媒体、たとえば磁気カード等に情報を書き込む場合
、磁性材料上の磁化の状態は＋Ｂｒか−Ｂｒ（Ｂｒ：残
留磁化）のどちらかであるので、これらを２進値の１ま
たはＯに対応させなければならないこととなる。

その対応のさせ方にいくつかの方式があって、その主な
ものの名をあげると、ＲＺ方式、ＲＢ方式、ＮＲＺ方式
、ＮＲＺＩ方式、ＰＭ方式、ＦＭ方式などである。

これらのうちで、現在実際に多く用いられているのは、
書込密度が比較的低いときにはＮＲＺＩ方式、比較的高
いときにはＰＭまたはＦＭ方式である。

そして上記のＰＭ方式（位相変調方式、ＰＥ方式ともい
う）とＦＭ方式（周波数変調方式ともいう）とが、１ト
ラツクにデータ情報とクロック情報とを有する自己周期
式磁気記録方式に該当する。

ここで、ＰＭ方式では、磁性媒体上における単位情報と
しての記録領域であるビットセルにあって、その中央に
必ず磁化反転があり、これをクロック情報とすると共に
、磁化反転の方向すなわちＳ→ＮとＮ→Ｓの２つをデー
タ情報の２進数に対応させる。

ただし、デー′夕情報として同一の２進数が連続する場
合には、各ビットセルの境界で意味のない磁化反転をさ
せる必要がある。

この余分の磁束反転を位相磁束反転または俗にフェーズ
ビットと呼んでいる。

これに対してもともとの情報をもっている磁束反転のこ
とをデータ磁束反転またはデータビットという。

すなわち、第６図に示すＰＭ方式の磁気記録を再生して
得た再生信号波形例によって理解されるように、１点鎖
線で区切られた区間Ａがビットセルで、その中央で必ず
発生するレベル変移は意味のあるデータ磁束反転で、Ｌ
−Ｈのレベル変移をデータ情報“１パとし、Ｈ＋Ｌのレ
ベル変移をデータ情Ｈ”ｏ’“とすれば、この再生信号
波形は図示のごとくデータ情報“ｌ・１−０−１ΦＯ・
０゛°を含んでいる。

またピントセルＡの中央で必ず発生するレベル変移は、
クロック情報でもあり、図中へ線で区切られた区間Ｔが
ビット周期Ｔであって、ＡとＴとの間にずれがある。

次にＦＭ方式では、第７図のごとくビットセルＡの中央
における磁化反転の有無をデータ情報の２進数に対応さ
せるのであり、当該中央に上記磁化反転が有ればデータ
情報が°゛ｌ”′であり、なければデータ情報が“Ｑ　
ＩＩであるものとしこれと共に各ビットセルＡの境界に
おいて必ず磁化反転を生じさせて、これをクロック情報
としている。

すなわち、同り図はＦＭ方式による磁気記録を再生して
ゼトだ再生信号波形であり、ビットセルＡの境界で必ず
発生するレベル変移はクロック情報であって、連続する
２個のクロック情報の発生時間間隔を示すピッＩＪＩＴ
はビットセルＡと合致し、この場合のデータ情報も１−
１・０・ｌ・０φＯＩＩを含んでいる。

そこで、上記磁気記録からデータ信号とクロックの信号
を読み出すため、一方が閉じればこれに関連して他方が
開くようになっている２個のゲートを設け、一方のゲー
トをビット周期の開始からごく短い時間が経過した後、
たとえばビット周期の１／４が経過した後、ビット周期
のほぼ３／４の間開いてデータ信号を取り出し、他方の
ゲートＢはビット周期の残りの間開いてクロック信号を
取り出すようにすると、再生信号においてレベル変移で
表わされているデータ情報およびクロック情報をデータ
信号およびクロック信号として読み出すことができる。

このようにＰＭ方式ならびにＦＭ方式の磁気記録再生信
号から、データ信号およびクロック信号を読み出すため
に、再生信号のビット周期の１／４ないし３／４　とい
う時間の設定は重要な意味があり、この時間のことを゛
禁止時間”と呼んでいる。

そして、上記禁止時間に基づいて信号読出用のゲートを
制御すれば、再生信号からデータ信号とクロック信号と
を混同することなく読み出すことができ、通常この禁止
時間は固定された一定値として設定される。

ところが記録時および読取時の磁気ヘッドと磁気媒体と
の相対速度、すなわち走査速度は、モータトルクの変化
や負荷トルクの変化などの影響を受けて変動するのであ
り、さらにＩＤカード、磁気タグなどの磁気記録媒体を
手にもって手動式磁気カードリーグで読み取らせる場合
や、磁気ペンで磁気タグを読み取る場合などでは走査速
度は、更にその変動が大きく、ｌ走査期間中に早くなっ
たり遅くなったりする。

このように、走査速度が変動すると、読取ビット間隔が
一定にならず、走査速度が大きければビット間隔は狭く
なり、走査速度が小さければビット間隔は広くなる。

上記のような走査速度の変動に応じてビット周期も変動
するため、従来のように一定値の禁止時間を設定すると
、禁１Ｆ時間とビット周期の対応がくずれ、再生信号に
含まれたデータ情報およびクロック情報を、データ信号
およびクロック信号とじて正しく読み出すことができな
くなる。

そのため、この不具合を少しでも軽減しようとして複雑
・高価な定速走査機構を設けて走査速度の変動を押え、
ビット周期を一定に近づけるように努力する外はなかっ
た。

そこで、この走査速度の変動の影響から逃れるために、
さまざまな方法が提案されている。

すなわち、モータなどを用いて磁気媒体を自動搬送する
場合には、搬送速度に比例したクロック信号をモータや
搬送機構に取りつけたエンコーダ等から得て、そのクロ
ック信号に同期してデータ信号を読み取ったり、あるい
は各ビー／　）周期の先行ビット周期もしくは平均ビッ
ト周期に比例する比例時間を時間設定装置によって得て
、この時間に基づいて読出ゲートを制御して各ビット周
期のデータ信号およびクロック信号を読み出す方式など
である。

このような方式では、磁気記録密度を変更する場合、磁
気媒体の搬送速度（すなわち走査速度）とクロック信号
との比例定数を変更する必要があり、さらにその比例定
数の精度も問題になる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の難点に鑑み検討されたもので、
磁気媒体挿入検出センサ、読出用磁気ヘンド、比較器、
ＯＲ回路、フリップフロップ回路と、時間計数器、読出
用データメモリ、判定用データメモリを具備した中央演
算処理装置とを、適切に接続すると共に、当該中央演算
処理装置に特異な演算判定機能を具有させることによっ
て、モータや搬送機構に取り付けられたエンコーダから
のクロック信号を全く必要とせずに、ビットＥ期の変動
があっても、再生信号から正しいデータ信号およびクロ
ック信号を読み出せるようにしたうえ、読み出しをより
精密に、かつより広範囲なビット周期の変動に対応でき
るようにした新しいｉｔ２１ｈ、方式を提供しようとす
るのが、その目的である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、中央演算処理装
置に、磁気媒体挿入検知センサからの磁化媒体検知信号
と、磁気媒体の磁化状態を検知する読出用磁気ヘッドに
より得られた読出信号が、正レベル、負レベルと比較さ
れて各比較器から出力される正パルス、負パルスのＯＲ
信号としての全パルス信号と、当該正パルス、負パルス
をセット、リセット信号とするフリップフロップ回路か
ら出力される再生信号とが夫々入力されると共に、当該
演算処理装置には時間計数器、読取用データメモリ、判
定用データメモリと全データ出力端とを設定し、かつこ
の中央演算処理装置に、全パルス信号入力毎に再生信号
がレベル反転するか否かの検知による外乱判定除去機能
と、磁気媒体の読出用磁気ヘッド進入時の搬送速度急変
に際し、当該急変状態下の全パルス信号を無視するパル
ス間隔大幅変動判定機能と、上記のパルス間隔を２進情
報に変換するに際し、前記時間計数器によるパルス間隔
値による前回のビットセル間隔を基準として°“ｔ　”
、０゛の何れかに判定する読み取りの機能と、磁気媒体
のデータブロック中の何れのブロックから入力されてい
るかを検知するデータブロック判別機能とを具備させ、
さらに上記読み取りのうちデータだけが格納される前記
読取用データメモリの内容と、予め格納されている判定
用データメモリの内容とを比較照合して、全データ出力
端から全読取データを外部へ出力する機能をもたせてな
ることを特徴とする磁気媒体の信号読出判定回路装置を
提供しようとするものである。

（実　施　例） 本発明を図示の実施例によって詳記すると、第１図のご
とき電気回路構成をもたせると共に、その中央演算処理
装置ＣＰＵによって、第２図のフローチャートに示され
る判定手続きを行なわせ得るようにするのである。

第１図にあってｌは、図示されていない磁気媒体をモー
タ等により駆動される搬送機構に差し入れた際などに、
当該媒体を検知する磁気媒体挿入検出センサで、その出
力は中央演算処理装置ＣＰＵに導入される。

一方所定位置に設けた読出用磁気へラド２の出力は増幅
器３を介して比較器４ａ、４ｂに印加され、当該比較器
４ａ、４ｂの出力側は、夫々ＯＲ回路５、フリップフロ
ップ回路８を介してＣＰＵに接続されていると共に、こ
のＣＰＵには時間計数器７の、読取用データメモリ８、
そして判定用データメモリ８が具備されており、図中１
０は全データ出力端を示している。

ここで、上記磁気媒体なるものは、これに情報を記録す
る場合、既知のごとく全面にわたって記録されるのでは
なく、第４図（ａ）に示す通りプリアンプル、ギャップ
、データ部分、ポストアンブルの各ブロックに区切って
書き込まれるのであり、このような順に並んでいる全体
をデータブロック１１と総称しており、さらにこれらの
ブロック中、プリアンプルとポストアンブルは、ビット
周期を伝達するためにあり、同図（ｂ）のごとくすべて
２進数“０”となっている。

次のブロックであるギャップは、プリアンプルからデー
タ部分へのつなぎとなっていて、２進数゛°１°゛で構
成され、かつその個数は予め定められており、これらの
順に読出用磁気ヘッド２により走査されるようになって
いる。

そこで、本発明では、磁気媒体が前記磁気媒体挿入検出
センサｌにより検出されると、前回°“Ｏ°゛の人力が
あった状態にセットされ、第２図のフローチャートによ
り示される通り、ＣＰＵは後述の全パルス信号Ｐの出力
を待機する状態となる。

Ｌ記磁気媒体が搬送装置等によって、読出用磁気ヘッド
２の位置まで運ばれてくると、データの読み出しがはじ
まる。

従って、第３図のごとき当該磁気媒体の磁化状態であれ
ば、同上ヘッド２からの読出信号ＰＩが得られ、これが
増幅された後、比較器軸、４ｂに印加され、ここで正レ
ベル、負レベルと比較された結果の出力として、回器４
ａ、４ｂから１１：パルスＰ２と負パルスＰ３が得られ
るのであり、この際各パルスＰ２．Ｐ３は、大々磁気媒
体の磁化状１！；がＳ→ＮとＮ→Ｓへ変化する時に発生
する。

このＰ２とＰ３はＯＲ回路５と、フリップフロップ回路
８とに夫々印加されるが、これによりＰＲ回路５からは
、Ｐ２　、Ｐ３のＯＲ信号である磁化変化信号、すなわ
ち前記全パルス信号Ｐが、ＣＰＵに入力されることとな
り、また上記正パルスＰ２をセット入力、負パルスＰ３
をリセット入力とするフリップフロップ回路８の出力が
再生信号ＲＰで、これもＣＰＵに入力されることとなり
、このＣＰＵは、これらの全パルス信号Ｐ、再生信号Ｒ
Ｐを、後述のようにして読み取ることができ、読み出し
たデータは、前記読取用データメモリ８に格納されるこ
ととなる。

ここで本発明に係る中央演算処理装置ＣＰＵには、先ず
次に示すごとき外乱判定除去機能を具備させている。

すなわちＣＰＵに全パルス信号が入力される毎に、ＣＰ
Ｕはその時の再生信号ＲＰのレベルが、前回の全パルス
信号Ｐ入力時のレベルに対して反転しているかどうかを
調べて、今回入力された全パルス信号Ｐの有効性（正規
の全パルスであるか、外乱であるか）を調べる。

すなわち正パルスＰ２と負パルスＰ３は交互に到来する
から、全パルス信号Ｐの入力時には必ずフリップフロッ
プ回路６の出力は反転していなければならない。

そこで、今回の全パルス信号Ｐの入力時における再生信
号ＲＰのレベルを前回の全パルス信号Ｐ入力時の再生信
号ＲＰのレベルと比べたときに、反転していれば、正規
の全パルス（＝磁化変化信号） 同じであれば、ノイズ等の外乱 と判定し、外乱であれば受けつけないのである。

第２にＣＰＵが具有しているのは、パルス間隔大幅変動
判定の機能である。

これは、磁気媒体が読取用磁気へラド２と既知の押えロ
ーラとの間に進入して来たとき、当該媒体の搬送速度が
一瞬急激に低下し、この低下の度合は進入毎に変化する
ため、プリアンプルの先頭近傍におけるパルス間隔が著
しく不安定となる点に着目し、この進入時における大幅
なパルス間隔変動の影響を避るために具有させた機能で
ある。

すなわち、前記の通り正規の全パルス信号Ｐであるなら
ば、これにつき前記の時間計数器７により、パルス到来
間隔ｔを調べることになるが、全パルス信号Ｐの１発註
が入力されたときは、前記のように１発註の前であるか
ら架空の前回入力である“０”があったようにセットさ
れており、２発目以降の入力に対しては、前回到来した
全パルス信号Ｐが“１′°の１回目でなければ、今回到
来したパルスが１発註のパルスから数えて数発註（４〜
９の適当な値、例えば６とするのが９ましい、）以降の
パルスであるかどうかを調べ、この際６発目以降のパル
スについてのみ次段の処理を行ない、５発目以前の入来
パルスについては無条件に°°Ｏ゛と判定し、上記の機
能を発揮させるのである。

次に、このＣＰＵは、上記パルス間隔を２進情報に変換
する手続、すなわちパルス間隔ｔを読み取ってそれを２
進数“１”Ｏ”の何れに変換するかの判定機能を具有し
ている。

すなわち、前掲第４図（ｂ）につき説示した通り、デー
タブロックの始まりであるプリアンプルには、すべて２
進数ＩＩ　Ｑ　ＩＩが書き込まれているので、プリアン
プルにおけるｔはビットセル間隔Ｔにほぼ等しくなる。

そして、前記の通りＥを読み取って、それを２進数“ｌ
゛“Ｏパの何れに変換するかについては、前回のビット
セル間隔ＴＫ−１を基準にして判定する。

すなわち、 Ｔ　　（１−α）≦ｔＫ≦ＴＫ−１（ｌ＋β）・・・（
ａ）ここで、 Ｔ　　：前回のビットセル間隔 に−１ ＴＫ　　：今回のパルス間隔 α、β：媒体上の記録誤差、媒体の走行速度のムラ等を
考慮して決めたパルス間隔の 許容値（共に正の値とする） そして、 七Ｋが（ａ）式を満足していれば２進数“°Ｏ”。

と判定し、 ｔＫが（ｂ）式を満足するならば２進数“１゛と判定す
るのである。

さらに、（ｂ）式を満足するｔ５は必ず２回以上連続し
て到来するので、そのことを判定の基準に加えてもよい
。

第５図から理解されるように到来パルスの間隔ｔＫは、
２進数“０パの場合ビットセル間隔Ｔオとなって、次回
のパルス間隔判定の基準になる。

到来パルスの間隔ｔＫが２進数“１　”の場合には、連
続して到来する２回分のパルス間隔を加算してビットセ
ル間隔Ｔとし、次回のパルス間隔判定の基準とする。

従って次回のパルス間隔のノ、（電値をすぐ前のパルス
間隔でｌ′１定し、ざらにα、βの速度ラムを考慮に入
れた読み取り方式なので速度変動に大変強いものとなる
。

このようにしてＣＰＵは上記判定を行なって読み出した
データを、読取用データメモリ８に格納する。

さらに、ＣＰＵのデータブロック判別機癒によって、現
在入力されているパルスが、データブロー、りのうちプ
リアンプル、ギャップ、データ部分、ポストアンブルの
どれに属するものであるかを調べることになる。

最初の（１売口）のパルスからしばらく“Ｏ”“Ｏ”・
・・“Ｏ”′が連続する間はプリアンプルとみなし、“
°０”の連続に続いて“ｌ”が入力されたときからがギ
ャップで、この間゛ｌ”があらかじめ定めた数だけ連続
する。

この連続する°゛ｌ”の数をかぞえて、あらかじめ定め
た数に達した次からデータ部分になる。

データ部分では、“０′°　“ｌ”とがアットランダム
に発生するが、その“Ｏ”と“ｌ”との総数はあらかじ
め定めておくので、データ部分の終了は総数をかぞえる
ことでわかる。

続いては、“°Ｏ″の連続するポストアンブルになるが
、この部分はデータの読み取りについては、データ部分
の終了近傍を保護するためだけのものであるので無視す
る。

そして、前述の手続きにより、データ部分のデータだけ
を取り出して読取用データメモリ８に格納していき、デ
ータ部分の全データが格納されると、この全データと判
定用データメモリ９にあらかじめ格納しておいた判定用
データと比較照合し、いま読み込んだ読取りデータが正
しいデータであると判定出来る場合にのみ、全読取デー
タを全データ出力端１０より外部に出力する。

（発明の効果） 本発明は上記のようにして構成され、適切なるハードウ
ェア構成を具有かつＣＰＵにフローチャートで示される
ごとき手続能力が付与されているので、情報を読み出す
に際し、モータや搬送機構に取りつけられたエンコーダ
からのクロック信号をまったく必要とせず、記録密度に
無関係に、ビット周期の変動があっても再生信号から正
しいデータ信号およびクロック信号を読み出させ、より
広範囲なビット周期の変動に対応でき、また読み取った
データを、判定用データメモリにあらかじめ格納してお
いた判定用データ（データ形式、暗唱番号等）と比較照
合し、読出データが正しいデータであると判定出来る。

このようにすることも、ハードウェアの中核にＣＰＵを
置くことで容易かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る信号読出判定回路装置の一実施例
を示すブロックダイヤグラム、第２図は同装置の中央演
算処理装置が手続するデータのリードと判定を示すフロ
ーチャート、第３図は同中央演算処理装置に入力される
こととなる本発明装置の各部における信号の波形図、第
４図は（ａ）は磁気媒体のデータブロックの平面説明図
、同図（ｂ）は同ブロックの２進数出力内容を示す説明
図、第５図はパルス間隔を２進情報に変換する手続きを
表わす波形説明図、第６図と第７図は夫々ＰＭ、ＦＭ磁
気記録力式による＋Ｉｆ生信号波形説ＩＮＩ図である。 １・・・・・・・・・・磁気媒体挿入検知センサ２・・
・・・・・・・・読出用磁気ヘッド４ａ、４ｂ・・・・
・・比較器 ５・・・・・・・・・・ＯＲ回路 ６・・・・・・・・・・フリップフロップ回路７・・・
・・・・・・・時間計数器 ８・・・・・・・・・・読取用データメモリ８・・・・
・・・・・・判定用データメモリｌＯ・・・・・・・・
・・全データ出力端１１・・・・・・・・・・データブ
ロックＣＰＵ・・・・・・中央演算処理装置 ＰＩ・・・・・・・・読出信号 Ｐ２・・・・・・・・正パルス Ｐ３・・・・・・・・負パルス Ｐ・・・・・・・・・・全パルス信号 ＲＰ・・・・・・・・再生信号 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 ８１Ｗ１１ ，１ 第　３ｍ ４６工イ１号Ｐｌ−Ｌ−１−−Ｌ−１−」−一一］ビー
」に−ｒ−−−−１−−−］−正Ｉ？ル入　Ｐ２ ＠ｌぐル入Ｐ３ 工＋１．＋ｂＸイ□、ｕＪＬＬＬｌ■ユ土１１１１イ盲
すＰ　　−一丁−１−ｆ−Ｆ−Ｆ−−１−」−］−一−
」−−−１−一第４１！！１ ｉご４１つ方向 （ｂ） 第　５Ｃ！！ 第６ｍ　　　　　　　＠　７閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中央演算処理装置に、磁気媒体挿入検知センサからの磁
   化媒体検知信号と、磁気媒体の磁化状態を検知する読出
   用磁気ヘッドにより得られた読出信号が、正レベル、負
   レベルと比較されて各比較器から出力される正パルス、
   負パルスのＯＲ信号としての全パルス信号と、当該正パ
   ルス、負パルスをセット、リセット信号とするフリップ
   フロップ回路から出力される再生信号とが夫々入力され
   ると共に、当該演算処理装置には時間計数器、読取用デ
   ータメモリ、判定用データメモリと全データ出力端とを
   設定し、かつこの中央演算処理装置に、全パルス信号入
   力毎に再生信号がレベル反転するか否かの検知による外
   乱判定除去機能と、磁気媒体の読出用磁気ヘッド進入時
   の搬送速度急変に際し、当該急変状態下の全パルス信号
   を無視するパルス間隔大幅変動判定機能と、上記のパル
   ス間隔を２進情報に変換するに際し、前記時間計算器に
   よるパルス間隔値による前回のビットセル間隔を基準と
   して“１”、“０”の何れかに判定する読み取りの機能
   と、磁気媒体のデータブロック中の何れのブロックから
   入力されているかを検知するデータブロック判別機能と
   を具備させ、さらに上記読み取りのうちデータだけが格
   納される前記読取用データメモリの内容と、予め格納さ
   れている判定用データメモリの内容とを比較照合して、
   全データ出力端から全読取データを外部へ出力する機能
   をもたせてなることを特徴とする磁気媒体の信号読出判
   定回路装置。