JP3668905B2 - F2f信号復調方式 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、周波数変復調方式で磁気記録された0及び1信号に対応するF及び2F信号を読み取る方法にかかわり、特に記録媒体の走行速度に変化が生じても、安定した正確な読み取りが行なえるものに関する。
【0002】
【従来の技術】
F2F信号とは、図1上段に示すように、クロック間のセンターにパルスが有れば論理“1”とし、無ければ“0”とする信号である。また、この信号をフリップフロップで処理した図1下段のような信号も、F2F信号と呼ばれる。従来、この信号を復調するには、図2に示すように、あるビット(既に0,1判定済み)のビット幅をTとして、3/4T(5/7、5/8等が使用される例もある)の間に、次のパルス(図1下段の表示ではビット反転)があれば、そのビットは論理“1”、無ければ論理“0”と判定する方法が一般に行なわれている。
【0003】
クロック周期が一定であれば、この方法で完全に復調できる筈である。しかし現実には、機構的、電気的、磁気的等々の要因でクロック周期にはバラツキがでる。隣り合った2つのビット幅をTf(前のビット)、Tr(後ろのビット)とした時、この間のバラツキを示す数値として、((Tr−Tf)/Tf)×100、または、((Tr−Tf)/(Tr+Tf))×100(何れも単位は%)等の数値が使われ、ジッターと呼ばれる。上記従来方式によれば、判定基準として3/4T、ジッター値として((Tr−Tf)/Tf)×100を使用した場合において、論理“1”判定の場合には、プラス50%未満或いはマイナスならば正しく判定される。また、論理“0”判定の場合には、マイナス25%未満或いはプラスならば正しく判定される。しかし、この範囲を外れるジッター値の場合には、判定がエラーとなる問題があった。
【0004】
この点を改良する目的で、特開昭60−136063号公報に示される様に、基準ビットとして数ビットの平均値を採る方法が提案されている。しかし、この方法は、隣り合ったビット間の急激なジッター変動に対する効果はあまり期待できないばかりか、隣り合ったビットのみを比較する場合には問題にならない穏やかなジッター変動が問題となる可能性もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方式の問題点に鑑み、より大きなジッター変動にも対応できる復調方式を提案する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、まず、判定しようとするビット(被判定ビット)を含むその前後数ビットについて、論理の組合せを作る。次いで、各組合せにおいてそれぞれジッター値の列を求め、各組合せにおけるジッター値の絶対値の最大値を求める。そして、最大値の中で最小なものとなる論理の組を選出し、それに基づいて被判定ビットの0,1判定を行なうものである。この理論は、以下の現象に基づいて、本発明者が開発したものである。
【0007】
図3は、故意にジッター値が大きくなる状態にした時のF2F信号の実測データの一部である。ここで、従来方式の判定基準である5/7T、ジッターとして((Tr−Tf)/(Tr+Tf))×100(%)を使用すると、判定済の基準ビットTref(被判定ビットの1つ前のビット)の5/7は、192×5÷7=137.1μSとなり、T1より小さくなる。従って、従来方式では、T1は論理“0”と判定される。しかし、本来、図のように(T1+T2)は論理“1”であり、読み取りエラーとなる。ここで、引続きT2、T3も論理“0”と判定されるが、この場合、T2、T3間のジッターは、((394−166)/(394+166))×100=40.7%となる。一方、前記の最初の読み取りエラーの原因となった部分のジッターは、((138+166)−199)/((138+166)+199))×100=22.6%となる。
【0008】
この例に示されるように、一般に、あるビットの判定を誤った場合、そのビットに続く数ビット内で、本来エラー原因となったジッターよりもかなり大きな(見かけ上の)ジッター変動が起きる傾向がある。このことから、逆に、あるビット(被判定ビット)を判定する場合、そのビットに続く数ビット内での各ジッター値の最大が最小となるような論理を選べば、結果としてそれが正しい論理である可能性が大きいことになる。
【0009】
尚、被判定ビットの前の各ビットは、それぞれ判定済である。但し、ジッター値を求めるために、その1つ前のビット(1つ前と2つ前のビットの和が基準になることもある)は、基準ビット(Tref)として必要である。また、後のビットについては、0ビットの時、原理上、従来方式と同程度の判定能力となる。1ビット以上で、従来方式より高い判定能力となり、後述の例のように、ビット数を増やすほどデータの確度は増すが、逆に処理が複雑になるため、後に例示する4ビット程度までが実用的と思われる。また、判定能力としては、実験上3ビット以上であれば、十分な様である。
【0010】
【実施例】
以下、上記理論に基づいた処理の例を実施例として示す。前記同様、図3に示すビット列に基づいて、前記した後のビットとして1ビットを使用する場合、2ビットを使用する場合、3ビットを使用する場合、及び4ビットを使用する場合に分けて、被判定ビット(T1)が論理“1”であるか論理“0”であるかの判定を行なう。
【0011】
〔実施例 1〕
(例1:1ビットを使用する場合)
図3において、Trefを判定済の基準ビットとし、T1を被判定ビットとする。更に、T2を加えたビット列を考える。T1、T2の論理の組合せとしては、▲1▼(0,0)、▲2▼(0,1)、▲3▼(1)の3通りとなる。これに、Trefを加えた場合の各々のジッターは、以下のようになる。各列の最右欄が、ジッター値の絶対値の最大値である。
▲1▼ −16.4 / 9.2 → 16.4
▲2▼ −16.4 / 41.3 → 41.3
▲3▼ 22.6 /( 9.2) → 22.6
ここで、( )内は論理“1”の場合の前半と後半のパルス間のジッターである。また、▲2▼については、T2×2を論理“1”のビット幅とする。この結果より、▲1▼の論理が最も確からしいことになり、T1が論理“0”と判定されるが、これは誤判定である。この例のジッター変動に対しては、後の1ビットのみの参照では、能力不足であることが分かる。
【0012】
(例2:2ビットを使用する場合)
図3において、Trefを判定済の基準ビットとし、T1を被判定ビットとする。更に、T2、T3までのビット列を考える。T1〜T3の論理の組合せとしては、▲1▼(0,0,0)、▲2▼(0,0,1)、▲3▼(0,1)、▲4▼(1,0)、▲5▼(1,1)の5つのパターンがある。これに、Trefを加えた場合の各々のジッターは、以下のようになる。各列の最右欄が、ジッター値の絶対値の最大値である。
▲1▼ −16.4 / 9.2 / 40.7 → 40.7
▲2▼ −16.4 / 9.2 / 65.2 → 65.2
▲3▼ −16.4 / 60.5 / (40.7) → 60.5
▲4▼ 22.6 / 12.9 / ( 9.2) → 22.6
▲5▼ 22.6 / 44.3 / ( 9.2) → 44.3
ここで、( )内は論理“1”の場合の前半と後半のパルス間のジッターである。また、▲2▼、▲5▼については、T3×2を論理“1”のビット幅とする。この結果より、▲4▼の論理が最も確からしいことになり、(T1+T2)が論理“1”と判定される。
【0013】
次に、T1+T2を基準ビットとして、T3を判定する。以後、同様の操作を繰り返すことにより、全ビットの判定ができる。
【0014】
(例3:3ビットを使用する場合)
例1のビット列に加えて、T4までを考慮する。T1〜T4の論理の組合せとしては、▲1▼(0,0,0,0)、▲2▼(0,0,0,1)、▲3▼(0,0,1)、▲4▼(0,1,0)、▲5▼(0,1,1)、▲6▼(1,0,0)、▲7▼(1,0,1)、▲8▼(1,1)の8つのパターンとなる。これに、Trefを加えた場合の各々のジッターは、以下のようになる。各列の最右欄が、ジッター値の絶対値の最大値である。
▲1▼ −16.4 / 9.2 / 40.7 / −30.0 → 40.7
▲2▼ −16.4 / 9.2 / 40.7 / 3.7 → 40.7
▲3▼ −16.4 / 9.2 / 57.0 /(−30.0) → 57.0
▲4▼ −16.4 / 60.5 / −45.1 /( 40.7) → 60.5
▲5▼ −16.4 / 60.5 / −13.8 /( 40.7) → 60.5
▲6▼ 22.6 / 12.9 / −30.0 /( 9.2) → 30.0
▲7▼ 22.6 / 12.9 / 3.7 /( 9.2) → 22.6
▲8▼ 22.6 / 33.2 / ( 9.2)/(−30.0) → 33.2
ここで、( )内は論理“1”の場合の前半と後半のパルス間のジッターである。また、▲2▼、▲5▼、▲7▼については、T4×2を論理“1”のビット幅とする。この結果より、▲7▼の論理が最も確からしいことになり、(T1+T2)が論理“1”と判定される。次に、T1+T2を基準ビットとして、T3を判定する。以後、同様の操作を繰り返すことにより、全ビットの判定ができる。
【0015】
(例4:4ビットを使用する場合)
例1、例2と同様の方法で、T5までを考慮する。T1〜T5の論理の組合せとしては、▲1▼(0,0,0,0,0)、▲2▼(0,0,0,0,1)、▲3▼(0,0,0,1)、▲4▼(0,0,1,0)、▲5▼(0,0,1,1)、▲6▼(0,1,0,0)、▲7▼(0,1,0,1)、▲8▼(0,1,1)、▲9▼(1,0,0,0)、(10)(1,0,0,1)、(11)(1,0,1)、(12)(1,1,0)、(13)(1,1,1)の13つのパターンとなる。これに、Trefを加えた場合の各々のジッターは、以下のようになる。各列の最右欄が、ジッター値の絶対値の最大値である。
▲1▼−16.4 / 9.2 / 40.7 / −30.0 / −1.9 →40.7
▲2▼−16.4 / 9.2 / 40.7 / −30.0 / 31.6 →40.7
▲3▼−16.4 / 9.2 / 40.7 / 2.7 /( −1.9)→40.7
▲4▼−16.4 / 9.2 / 57.0 / −49.6 /(−30.0)→57.0
▲5▼−16.4 / 9.2 / 57.0 / −19.5 /(−30.0)→57.0
▲6▼−16.4 /60.5 /−45.1 / − 1.9 /( 40.7)→60.5
▲7▼−16.4 /60.5 /−45.1 / 31.6 /( 40.7)→60.5
▲8▼−16.4 /60.5 /−14.8 /( 40.7)/(− 1.9)→60.5
▲9▼ 22.6 /12.9 /−30.0 / − 1.9 /( 9.2)→30.0
(10)22.6 /12.9 /−30.0 / 31.6 /( 9.2)→31.6
(11)22.6 /12.9 / 2.7 /( 9.2)/(− 1.9)→22.6
(12)22.6 /33.2 /−49.6 /( 9.2)/(−30.0)→49.6
(13)22.6 /33.2 /−19.5 /( 9.2)/(−30.0)→33.2
ここで、( )内は論理“1”の場合の前半と後半のパルス間のジッターである。また、▲2▼、▲5▼、▲7▼、(10)及び(13)については、T5×2を論理“1”のビット幅とする。この結果より、(11)の論理が最も確からしいことになり、(T1+T2)が論理“1”と判定される。次に、T1+T2を基準ビットとして、T3を判定する。以後、同様の操作を繰り返すことにより、全ビットの判定ができる。
【0016】
以下、同様にビット数を増やすことが可能である。但し、ビット数が増える程処理が煩雑になり、あまりビット数が増えることは好ましく無い。本実施例の場合では、2ビット(例2)〜4ビット(例4)が同じ結果になったが、実測データによっては、2ビットではエラーになることもある。
【0017】
例えば、以下のビット列は、後のビットとして1ビット及び2ビットを使用する場合、正しい判定が出来ない。3ビット以上であれば、正しい判定ができる。尚、( )内が、本来の論理“1”である。
Tref T1 (T2 T3) T4 (T5 T6)
(被判定ビット)
242 192 138 166 394 212 204
【0018】
〔実施例 2〕
以下に示すビット列は、従来方式ではエラーとなり、本発明方式では正しく読み出せる他の例である。但し、▲1▼〜▲3▼は前述の1〜4ビットを用いる全ての場合に正しい結果が得られるが、▲4▼に関しては、1ビットの場合はエラーとなり、2ビット以上ならば正しく判定される。尚、各ビット列において、( )で括ったものが、本来論理“1”のビットであり、〔 〕内が従来方式でのエラービットである。単位は全てμsである。
▲1▼(168,158),[228],(112,114),248
▲2▼332,(148,132),[186],(102,110)
▲3▼326,[224],(114,114),(128,152)
▲4▼(182,154),[236],218,(134,152)
【0019】
上述した本発明方式を具現化するものとしては、様々なソフト的或いはハード的な手段が考えられる。以下、ソフトで具現化するものと、ハードで具現化するものの一例を、説明する。これは単なる一例であり、本発明の精神を逸脱しない範囲で、またデータの信頼性を損なわない範囲で、変更、改良、簡略化等が可能なことは言うまでもない。
【0020】
図4は、本発明方式をソフトウエアにより実現する例である。ここで、磁気ヘッド1より読み出されたアナログ信号は、波形整形回路2により、前述したF2F信号(図3)に整形される。CPU4は、I/Oポート3を介してこの信号を読み込み、個々のパルス幅をカウントし、メモリ5に順次ストアする。このデータに対し、前述した演算及び処理を行い、F2F信号のデコードを行なう。
【0021】
図5は、本方式をハードウエアにより実現する例を示す。磁気ヘッド1より読み出されたアナログ信号は、波形整形回路2により、F2F信号に整形される。符号6はカウンタであり、得られたF2F信号の立ち上がり(又は立ち下がり)によりリセットされて、カウントを開始する。符号7〜11は、レジスタである。F2F信号に同期して、レジスタ7にはカウンタ6のカウンタ値、各レジスタ8〜レジスタ10には、前段のレジスタ値がセットされる。レジスタ11には、被判定ビットが“0”の場合は「レジスタ10」のレジスタ値、“1”の場合は演算回路12より「レジスタ9の値+レジスタ10の値」がセットされる。ここで、前述した演算及び処理に従って言えば、レジスタ11が判定済の基準ビットとなり、レジスタ10が被判定ビットとなる。
【0022】
演算回路12は、加算、減算、乗算、除算、比較演算回路等から構成され、START信号がONになってのち、最初の(または、数ビット読み捨てたのち)F2F信号の立ち上がり(又は立ち下がり)より、前述の“0”、“1”判定の演算を行い、結果をリードデータ、リードクロックに分離して出力する。その後、被判定ビットが“0”だった場合は、次のF2F信号により次の演算動作に入り、“1”だった場合には、「レジスタ9の値+レジスタ10」の値をレジスタ11にセットし、次の次のF2F信号により、次の演算動作に入る。
【0023】
選択回路13は、レジスタ10とレジスタ11の間に配置され、レジスタ11にロードするデータを、前段階のレジスタ10のデータとするか、或いは演算回路より(レジスタ9+レジスタ10)のデータをロードするかを、被判定ビットの論理が“0”か“1”かにより切り換える働きをする。
【0024】
尚、最初の基準ビットの論理の決定については、本発明の本質とは直接関係しないため詳述は避けるが、例えば、磁気カードにおいては、通常カード端より正規のデータ一位置までの間、プリアンブルと呼ばれる論理“0”のみが、数10ビット書かれた領域がある。この場合には、プリアンブル部での読み出しビットを自動的に論理“0”とし、最初の基準ビットとすれば良いことになる。
【0025】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のF2F信号復調方式は、判定しようとするビットを含むその前後数ビット間のジッター値の絶対値の最大値が最小となるような理論の組合せを選択することにより、そのビットの0,1判定を行なうものである。
【0026】
従って、従来方式のように前のビットのみを基準として被判定ビットを判定するものでは無いため、急激なジッター変動にも影響を受けず、“1”、“0”判定のエラー率を大幅に下げることができる。また、逆に、従来高い精度を必要としたカード搬送系をラフなものにすることができるため、装置のコストダウンが可能になる。
【0027】
尚、本発明方式は、単独で用いてもよいし、従来方式と組合せる(例えば、従来方式でエラーした部分を、本方式で再デコードする等)ことも、当然に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】パルスとF2F信号の関係を示すグラフである。
【図2】従来方式によるデータ識別法を示すグラフである。
【図3】ビット列の一例を示すグラフである。
【図4】本方式をソフトウエアにより実現する装置の一例を示すブロック図である。
【図5】本方式をハードウエアにより実現する装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 磁気ヘッド
2 波形整形回路
3 I/Oポート
4 CPU
5 メモリ
6 カウンタ
7〜11 レジスタ
12 演算回路
13 選択回路
Claims (1)
- F2F周波数変復調方式により磁気記録媒体に記録された情報を再生する復調方式において、判定しようとするビットを含むその前後数ビット間のジッター値の絶対値の最大値が最小となるような論理の組合せを選択することにより、そのビットの0,1判定を行なうことを特徴とするF2F信号復調方式。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15850995A JP3668905B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | F2f信号復調方式 |
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JP15850995A JP3668905B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | F2f信号復調方式 |
Publications (2)
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JPH08329618A JPH08329618A (ja) | 1996-12-13 |
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ID=15673296
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JP15850995A Expired - Fee Related JP3668905B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | F2f信号復調方式 |
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JP (1) | JP3668905B2 (ja) |
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1995
- 1995-05-31 JP JP15850995A patent/JP3668905B2/ja not_active Expired - Fee Related
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