CN1017489B

CN1017489B - 数字调制方法

Info

Publication number: CN1017489B
Application number: CN90102027A
Authority: CN
Inventors: 上原年博
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1992-07-15
Also published as: DE69021919T2; CN1046406A; DE69021919D1; EP0392506B1; CA2014299C; EP0392506A3; US4988999A; CA2014299A1; EP0392506A2; KR940000946B1; KR900017292A

Abstract

本申请给出了将8位数字数据调制为14位数字调制代码的数字调制方法。在其一系列的14位数字调制代码中其连续相同位的个数限制在2-7的范围中。在每个14位数字调制代码的结束处的DSV的绝对值限制在小于或等于2的范围中，且在任意的14位数字调制代码的每个位的DSV的绝对值限制在小于或等于7的范围中。该14位调制代码的直流成分可以被有效地减少。

Description

本发明是有关将8位数字数据转换成14位数字调制代码的数字调制方法。

传统的仪器使用旋转头将数字数据记录到磁片上或复制出记录在磁片上的数字数据。它们使用旋转变压器来记录或复制数字数据：记录是通过旋转变压器给旋转头提供数字数据的方法来实现的，而复制则是通过旋转变压器来读由旋转磁头读出的数字信号实现的。

如果复制的信号中包含直流成份的话，则数字数据必然不能正确地被复制。因而，必须使用无直流的数字调制系统来记录数字数据。

在诸多传统的无直流数字调制系统中，下述系统是众所周知的。

相对密度（DR-Density Ratio）为0.8的8-10调制系统已在日本专利申请NO.56-19506中加以描述。

作为DR为1的调制系统，M²调制系统是众所周知的。

作为DR为1.14的调制系统，在日本专利申请NO.61196469中已有描述的8-14调制系统也是闻名的。该系统对每一个8位数字数据提供最多为4个14位数字调制代码。当一个14位调制代码的CDS（代码字数字和）为O时，将该代码和它的反码配对。而当一个14位调制码的CDS不为零时，该代码与下述三种代码编为一组：其CDS绝对值和符号与上述那个代码不同的另一个14位调制代码，以及各自代码的反码。

上面提到的CDS可定义为从调制代码的第一位到最后一位经计算而得的DSV。其计算方法为在一系列数字调制代码中的某位为“O”时加“-1”，而某位为“1”时则加“1”。DSV（数字和的值）则为由上述计算方法计算而得的总和。反码是通过将代码中的每一位求反而得：即某位为“1”时转换为“O”，而某位为“O”时转换为“1”。

上述传统的调制系统具有如下问题：

8-10调制系统并不适用于高密度记录，因为它的相对密度低，只为0.8。

M²调制系统在高密度记录中也受到限制，因为它的相对密度为1。

在8-14调制系统中，对应每个8位代码最多可有4个调制代码，并且数字调制代码的CDS的绝对值最大允许到6。此外，在代码流中的每个14位数字调制代码结束时的DSV可允许达到±4，在一系列14位数字调制代码的每一位的DSV 可允许达到±9。因此，在短时间内消除调制代码的直流成份是困难的。因而，低频成份必定充分地通过包括旋转变压器在内的记录/复制系统。

在8-14调制系统中会进一步暴露出问题。通常而言，磁片上磁化深度约为磁性记录的波长的1/4。当将记录信号重写到磁片上时，则会产生下述问题：在最长磁性记录波长（为最短磁性记录波长的4倍或更长）上记录最短磁性记录波长的新信号时，其结果会抹去记录介质较深部份的剩磁。在复制新信号时，就会产生此类抹去剩磁的问题。因此，在上面重写是特别困难。

由于在8-14调制代码链中的连续相同位的个数为2-9，从而，当要执行在上面重写时，使该8-14调制系统遇到由于抹去剩磁所面临的问题。另外，术语“连续相同的位”指的是两个或更多连续相同的位：如“000”或“111”。

本发明的目的是提供一种能解决上述问题的数字调制系统：它能进行高密度记录，能富有成效地减少直流成份，能实现方位记录和重迭记录。

本发明的第一方面提供一种数字调制方法，它可以将8位数字数据转换成14位数字调制代码。数字调制方法包括：

第一步，对每一个8位数字数据选择4个14位数字调制代码。而14位数字调制代码则由下述过程来选择：

（a）在2¹⁴个14位数字代码中选择这样一个数字代码，在它的开始6位中，码值相同的连续位数为小于或等于5，从第2位到第13位连续相同位的个数为2-7，而在最后7位中相同位的个数为小于或等于6。所选择的数字代码的CDS的绝对值为小于或等于4。再重复该选择过程。

（b）在过程（a）中选出的14位数字代码中选出这样一个数字代码：它的第一位为“0”，且它的CDS的值为0，然后将选出的14位数字代码与它的反码组为一对，再将这二个数字代码编为一组。或在过程（a）中选出的14位数字代码中选择这样一个数字代码，它的第一位为“1”，且它的CDS值为+2或+4。将所选出的14位数字代码和它的反码组合起来，并进一步将这两个数字代码与上述过程中所选出的一对14位数字代码组合起来，再将这4个数字代码编为一组，再重复该选择过程。

（c）在过程（a）中选出的14位数字代码中选择这样一个数字代码，它的第一位为“0”，且它的CDS值为+2。再选另一个数字代码。它的第一位为“1”，其CDS值为+2或+4。将所选出的两个14位数字代码与它们的反码组合起来，再将这4个数字代码编为一组，再重复该选择过程。

（d）在过程（a）中选出的14位数字代码中选择这样一个数字代码，它的第一位为“0”，且它的CDS值为+2。再选另一个数字代码，它的第一位为“1”，其CDS值为+2。将所选出的两个14位数字代码与它们的反码组合起来，再将这4个数字代码编为一组，再重复该选择过程。

（e）在上述过程中所编成的组中选择256个组作为14位数字调制代码。

第2步，在256组14位数字调制代码中选择一组14位数字调制代码，使它对应于输入的8位数字数据。

第3步，在第2步所选出的组中进一步选出一个或几个14位数字调制代码，使每一个14位数字调制代码要满足下述要求。在前面已经选出的14位数字调制代码和要选择的14位数字调制代码的连接部分中的连续相同位的数目为2-7。

第4步，在第3步所选出的调制代码中进一步选出一个14位数字调制代码，使该14位数字调制代码满足下述要求，即在该调制代码中的每一位的DSV的绝对值（以后叫位DSV）小于或等于7。

本发明的第二方面提供一种数字调制方法，它可以将8位数字数据转换成14位数字调制代码。数字调制方法包括：

第一步，对每一个8位数字数据选择4个14位数字调制代码。而14位数字代码则由下述过程来选择：

（a）在2¹⁴个14位数字代码中，选择这样一个数字代码，在它的开始7位中其码值相同的连续位数为小于或等于5，从第二位到第13位连续相同位的个数为2-7，而在最后6位中，相同位的个数为小于或等于5。再重复该选择过程。

（b）在过程（a）中选出的14位数字代码中，选出这样一个数字代码它的第一位为“0”，其CDS绝对值小于或等于6，再重复该选择过程。（c）在过程（a）中选出的14位数字代码中，选出这样一个数字代码：它的第一位为“1”，其CDS绝对值小于或等于4，再重复该选择过程。

（d）在过程（b）选出的14位数字代码中选择这样一个数字代码，其CDS的值为“0”，并将选出的14位数字代码与它的反码配成一对，再将这2个数字代码编为一组。再重复该选择过程。

（e）在过程（b）选出的14位数字代码中选择这样一个数字代码，其CDS的值为+2，+4，或+6。在过程（c）选出的14位数字代码中，选择这样一个数字代码，其CDS的值为+2或+2，再将这两个选出的14位数字代码与它们的反码组合起来，再将这4个数字代码编为一组。再重复该选择过程。

（f）在上述过程中所形成的组中选出256组，作为14位数字调制代码;

第2步，在256组14位数字调制代码中，选择一组14位数字调制代码。该选出的组要对应于输入的8位数字数据。

第3步，在第2步选出的组中进一步选择一个或几个14位数字调制代码，每一个14位数字调制代码要满足下述条件：在已经选出的前导的14位数字调制代码和要被选择的14位数字调制代码的连接部分中，其连续相同位的个数为2-7;

第4步，在第3步选出的调制代码中，进一步选出一个14位数字调制代码，使其满足调制代码的位DSV的绝对值要小于或等于8的要求。

图1为框图，它给出了按照本发明的数字调制方法作出的第一种实施例的数字调制设备。

图2为译码电路的实例框图。

图3A给出了复制信号的载体与噪音之比。

图3B给出了本发明的第一种实例的能谱。

图3C给出了量化的NRZ（Z归零）的能谱。

图4示意CDS≥0的14位数字调制代码的个数。

图5示意CDS≤0的14位数字调制代码的个数。

图6的框图给出了按照本发明的数字调制方法作出的第2种实例的数字调制设备。

图7的流程图给出了按照第2种实例来实现数字调制的数字调制设备的调制过程。

图8示意CDS≥0的14位数字调制代码的个数。

图9示意CDS≤0的14位数字调制代码的个数。

第一个实例如下。

图1为按照本发明的数字调制方法作出的第一个实例数字调制设备的框图。

在图1中，8位的数字数据1由编码器2转换为14位数字调制代码。结束方式判断部分3将14位数字调制代码的最后6位的结束方式转换为表9中的一个4位代码（尽管表9给出了调制代码的最后8位，但只需考虑最后6位）。CDS计算部份5计算出所给出的14位数字调制代码的CDS，并将结果的CDS转换为表7中的一个3位代码DSV计算部分4将现行的14位数字调制代码的CDS值加到前面的14位数字调制代码的结束处的DSV中，产生一个新的DSV，并将新的DSV转换为表8中的一个2位代码。

并行至串行转换器8将14位数字调制代码转换为与时钟信号9同步的串行信号。记录部分10将由并行至串行转换器8产生的串行调制信号记录到记录介质上如磁片或类似的东西上。

CDS计算部分5的输出代码提供给DSV计算部分4。

DSV计算部分4将该代码通过一个锁存器6送给编码器2。结束方式判断部分3将该代码通过锁存器7送到编码器2。

下面将描述对应于每一个输入的8位数字数据去选择最多为4个14位数字调制代码的方法。

首先，将描述的是对每个8位数字数据去选择最多为4个14位数字调制代码的方法。14位数字调制代码则由下述过程加以选择：

（a）在2¹⁴个14位数字代码中，选择一个数字代码，其前6位的连续相同位的个数小于或等于5;而其第2位至第13位中连续相同位的个数为2-7;而其最后7位则为小于或等于6;且所选择的数字代码的CDS的绝对值小于或等于4，再重复该选择过程。

（b）在过程（a）中所选出的14位数字代码中选择一个数字代码，其第一位为“0”，并且它的CDS的值为“0”，将所选出的14位数字代码与它的反码作为一对，从而将这二个数字代码编为一组。或在过程（a）中所选出的14位数字代码中选择一个数字代码，其第一位为“1”，并且它的CDS的值为+2或+4，将所选出的14位数字代码与它的反码相组合，并进一步将这两个14位数字代码与在上述过程中所选出的一对14位数字代码相组合，将这4个数字代码编为一组，再重复该选择过程。

（c）在过程（a）中所选出的14位数字代码中，选择一个数字代码，其第一位为“0”，且它的CDS的值为+2，再选择另一个数字代码，其第一位为“1”，且它的CDS值为+2或+4，然后将这两个选出的14位数字代码与它们的反码相配合，再将这4个数字代码编为一组，再重复该选择过程。

（d）在过程（a）中所选出的14位数字代码中，选择一个数字代码，其第一位为“0”，其CDS的值为+4，再选择另一个数字代码，其第一位为“1”，且它的CDS值为+2，然后将这两个选出的14位数字代码与它们的反码相组合，再将这4个数字代码变为一组，再重复该选择过程。

下面将对应于输入的8位数据的14位数字调制代码（现现行调制代码）的选择过程加以描述。

首先，计算在前面的调制代码结束处的DSV，并在表9所示的12种结束方式中决定出一种前面的调制代码的结束方式。

接着，为了响应该8位数据和前面调制代码结束处的DSV，以及前面调制代码的结束方式，由编码器2选择出被行的14位数字调制代码。

更准确地说，为了选择现行的14位数字调制代码，可采取下述步骤。

（1）从表4与表5中选出的14位数字调制代码要满足如下的条件：（a）与前面的14位数字调制代码的连结部分的连续相同位的个数为2至7;（b）在数字调制代码的结束处的DSV的绝对值（以后叫结束处DSV）小于或等于2。

（2）当在第（1）步中选出的14位数字调制代码的数量为2个或更多时，选择结束处DSV的绝对值为最小的14位数字调制代码。

（3）当在第（2）步中选出的14位数字调制代码的数量仍然为2个或更多时，通过计算调制代码的位DSV，对每种调制代码求出其位DSV的绝对值，即最小值，然后送出包括位DSV的绝对值为最小的代码，从而选出14位数字调制代码。

（4）当在第3步选出的14位数字调制代码的个数为2个或更多时，通过寻找每个调制代码的位DSV的最大绝对值，以及选择包括最大绝对值小于或等于6的位DSV的代码的方法来选择出14位数字调制代码。

（5）当在第4步选出的调制代码的个数仍为2个或更多时，选择满足下述条件的14位数字调制代码：它与前面14位数字调制代码的连接部分处的连续相同位的个数小于或等于6。

（6）当在第（4）步所选的调制代码不满足第（5）步的要求时，或者满足第（5）步的调制代码有两个或更多时，则选择满足下述条件的14位数字调制代码：即它的连续相同位的个数小于或等于6。

（7）当在第（4）步所选的调制代码不满足第（5）步和第（6）步时，或者当在第（5）步所选的调制代码满足第（6）步的要求时，或者在第（6）步找到两个或更多的调制代码时，则采取下列步骤：

（7a）当调制代码的结束处DSV为-2时，按照表10选择较高优先级的代码（相应于表10）中的较小的数）。同样，当调制代码的结束处DSV为+2时，按照表11来选择较高优先级的代码。

（7b）当在第（7a）步中选出的最高优先级相同的调制代码有两个或更多时，将它们全部作为暂时所选的代码。选出的结束处DSV为0时，选择调制代码的最后6位不是“…111111”，或“…000000”的代码。

（8）当在第（4）步所选的调制代码不满足第（5）步，第（6）步和第（7）步时，或当在第（5）步所选的调制代码不满足第（6）步和第（7）步时，或者当在第（6）步所选的代码不满足第（7）步时，或者在第（7）步所找到的调制代码有两个或更多时，则选择其位DSV的最大绝对值为最小的那个调制代码。

（9）当在第（8）步找到的调制代码仍为2个或更多时，选择其位DSV的最小绝对值在调制代码的位串中出现最早的那个调制代码。

（10）当在第（9）步进一步找到的调制代码为2个或更多时时，则选择与前面的调制代码连接部分之后的其位最早改变的那个调制代码。

于是该选出的14位数字调制代码被送到并行至串行转换器8。进入并行-串行转换器8的调制代码按时钟9的频率串行读出，并送到记录部分10，在那儿该14位数字调制代码记录到记录介质上，为磁带或类似的介质上。

另一方面，由编码器2选出的14位数字调制代码提供给DSV计算部分4和结束方式判断部分3。DSV计算部分将现行调制代码的CDS和前面的调制代码结束处的DSV相加，得到一个新的DSV。按照表8将新的DSV转换为一个2位的代码，并通过锁存器6将它送到新编码器2。结束方式判断部分3按照表9将14位调制代码的最后6位转换为4位的代码，并通过锁存器7将该4位代码送到编码器2。

对于每个8位输入数据要重复上述过程。于是，得到了一个14位数字调制代码的链，在这个链中的连续相同位的个数限制在2-7的范围中，而DSV的绝对值则限制在小于或等于7。

图2给出了译码电路的例子。参考的数字11表示为复制部分，12表示为同步信号检测器，13表示为串行至并行转换器，14则为译码器。下面将叙述译码电路的译码过程。

由复制部分11复制出的串行调制代码送到同步信号检测器12和串-并行转换器13。同步信号检测器12检测到在同步块开始处插入的同步信号，并送到串行-并行转换器13。同步信号用来与每个14位数字调制代码同步用。串并行转换器使用从同步信号检测器12而来的同步信号，将串行14位数字调制代码转换为并行的14位数字调制代码，并送到译码器14。译码器14使用ROM将14位数字调制代码译码为相应的8位数据。

下面将描述由图1的编码器2产生的14位数字调制代码。

由8位代码转换所得的14位数字调制代码要满足下述要求：

（1）开始6位中的连续相同位的个数要小于或等于5。

（2）从第2位到第13位的连续相同位的个数为2-7。

（3）最后7位中的连续相同位的个数要小于或等于6。

（4）调调制代码的CDS的绝对值要小于或等于4。

满足上述要求（1）至（4）的调制代码的结束方式小结在如下的12项（A）-（M）内。

（A）……110

（B）……1100

（C）……11000

（D）……110000

（E）……1100000

（F）……11000000

（G）……001

（H）……0011

（J）……00111

（K）……001111

（L）……0011111

（M）……00111111

在调制代码（A）-（M）之后的调制代码的开始部分可为下述诸项之一。

首先，在调制代码（A）之后的调制代码的开始部分可为下列5项（A1）-（A5）之一。

（A1）011……

（A2）0011……

（A3）00011……

（A4）000011……

（A5）0000011……

其次，在调制代码（B）之后的调制代码的开始部分可以为下列9项（B1）-（B9）之一。

（B1）011……

（B2）0011……

（B3）00011……

（B4）000011……

（B5）0000011……

（B6）1100……

（B7）11100……

（B8）111100……

（B9）1111100……

在调制代码（C）之后的调制代码的开始部分可以为下列8项（C1）-（C8）之一。

（C1）011……

（C2）0011……

（C3）00011……

（C4）000011……

（C5）1100……

（C6）11100……

（C7）111100……

（C8）1111100……

在调制代码（D）之后的调制代码的开始部分可为下列7项（D1）-（D7）之一。

（D1）011……

（D2）0011……

（D3）00011……

（D4）1100……

（D5）11100……

（D6）111100……

（D7）1111100……

在调制代码（E）之后的调制代码的开始部分可为下列6项（E1）-（E6）之一。

（E1）011……

（E2）0011……

（E3）1100……

（E4）11100……

（E5）111100……

（E6）1111100……

在调制代码（F）之后的调制代码的开始部分可为下列5项（F1）-（F5）之一。

（F1）011……

（F2）1100……

（F3）11100……

（F4）111100……

（F5）1111100……

在调制代码（G）之后的调制代码的开始部分是调制代码（A1）到（A5）的反码之一。

在调制代码（H）之后的调制代码的开始部分是调制代码（B1）-（B9）的反码之一。

在调制代码（J）之后的调制代码的开始部分是调制代码（C1）-（C8）的反码之一。

在调制代码（K）之后的调制代码的开始部分是调制代码（D1）-（D7）的反码之一。

在调制代码（L）之后的调制代码的开始部分是调制代码（E1）-（E6）的反码之一。

在调制代码（M）之后的调制代码的开始部分是调制代码（F1）-（F5）的反码之一。

满足条件（1）-（4）的调制代码的个数如下面表1和表2所示。代码“10000000111111”（CDS＝0），和代码“01111111000000”（CDS＝0）不计入表中的个数内。

CDS＞0的调制代码多于256个和CDS≤0的调制代码也多于256个是必要的，这些调制代码紧接在调制代码（A）-（M）之一的后面。此外，转换的调制代码必须对应于一个8位数据以避免发送错误。

可以在调制代码（A）-（M）之一后面的调制代码的个数如表3所示。

例如，以“…00111111”结束的调制代码的CDS为“2”或“4”。因此该调制代码结束处DSV将取值“0”或“2”，因而，之后的调制代码必须满足以下条件，即它的CDS≤0，并且必须以位串“0000011”，“000011”，“00011”，“0011”，和“100”的其中一个开始。满足该条件的调制代码的个数为322个，如表3所示，它大于256个必要条件。

同样，以…11000000”结束的调制代码的CDS为“-2”或“-4”。因此该调制代码结束处DSV将取值“0”或“-2”。因而，其后的调制代码必须满足如下条件，即它的CDS＞0，并且必须以位串“1111100”，“111100”，“11100”，“1100”，和“011”的其中一个开始。满足该条件的调制代码的个数为322个，如表3所示，它大于256个必要条件。

表4给出了当CDS＞0时相应类别的调制代码的个数。表5给出了当CDS≤0时相应类别的调制代码的个数。

表4和表5给出了8位数据和调制代码的对比：表4给出当CDS＞0时的对比，而表5给出当CDS≤0时的对比。

表4的5（B）的调制代码可以修改为如表12所示，以改进结束处DSV：在5（B）中的CDS＝0的6个调制代码现减少了2个变为4个，同时加上2个CDS＝2的还没有被使用的新的调制代码。

选择一个CDS＝2的调制代码，使它有可能来调整在选出的调制代码结束处的结尾DSV为0。当前导的调制代码结束处的结尾DSV为-2时，前导代码的最后的位换式为“01”，“100”，“1000”，“10000”，“100000”和“1000000”中的一种，且该信号数据为250或251。

表5的5（C）中的调制代码是表4的5（B）中的调制代码的反码。它可修改为如表13所示。CDS＝4的且在表4和表12中没有使用的调制代码可用来替换表4和表12中的调制代码。当在前面的调制代码结束时的尾部DSV为-2时，选择CDS＝4的调制代码可以改进选出的调制代码的位DSV，因为对于选出的调制代码中的一个特定的位时，肯定该位的DSV为零。

表5和表13中的调制代码是表4和表12中的代码的反码，也可用与上述类似的方式加以修改，结果也能得到类似的改进。

指定的调制代码与表4和表5的8位数据相对应只是一个例子，所以调制代码的组合和8位代码也可以改变。

按照前面的调制代码的结束方式可以产生的调制代码的类型如表6所示。

表6的注解：

记号“0”表示调制代码是允许的。

记号“t”表示当前面的调制代码结束方式为“…11000000”时，选择CDS＞0的调制代码;当前面的调制代码的结束方式为“…00111111”时，选择CDS≤0的调制代码。

例如，当前面的调制代码的结束方式为“…11000”，且在前面的调制代码的结束时的尾部DSV为2时，表4中的类别1（A），2（A），3（A），4（A），2（B），3（B），4（B）与5（B）的调制代码可以作为现行的调制代码，因为被选择的现行调制代码必须满足CDS＞0和两个代码的连结部分中的连续相同位的个数为2-7的条件。

在这种情况下，假设现行的8位数据为“166”。则可以选择表4所示的两个可能的调制代码“00111110011001”（CDS＝2;2（A）），和“11001111100110”（CDS＝4;2（B））中的一个，将前面调制代码结束时的尾部DSV与现行调制代码的CDS相加，以便得到现在行的调制代码结束时的尾部DSV;这样选出的调制代码的DSV较小，即选出的调制代码为“00111110011001”（CDS＝2）。其结果的DSDSV为0，并且表明在直流部分已被除去。

图3A给出了当复制记录在磁片上的正弦波时的CNR（载体与噪音之比）的特性。图3B给出了当将随机的8位数据输入到调制器时，本实施例的调制器上的输出端上的能谱。图3C给出了当将随机的8位数据输入到量化的NRZ（不归零）调制器时，其量化的NRZ调制器的输出端上的量化NRZ的能谱。从这些图中可以看出，按照本发明的数字调制方法，其能谱不包含直流成份，且包含在具有高的CNR的记录-复制宽中。其结果是可以有效使用磁片和磁头系统的记录-复制特性。进一步，按照本发明的数字调制式法的调制代码的最小的磁化转换宽度为量化的NRZ的最小磁化转换宽度的1.14倍。从而可以减小内码的干扰。

如上所述，本实施例将在调制代码流中的连续相同位的个数限制在2-7范围中，结果是，最小的磁化转换宽度为1.14T（＝（2×8）T/14，式中T为8位数据的位的周期），最大的磁化转换宽度为4.00T（＝（7×8）T/14），，DR为1。1.14（＝（2×8）/14），且最大的磁化转换宽度与最小的磁化转换宽度的比为3.5。从而减小了磁记录的位错误率，并使高密度的记录成为可能。此外，方位记录和高质量的重写也成为可能。

进一步而言，具体设备将调制代码的CDS的绝对值限制在小于或等于4，它可以按照前面的调制代码结束时的DSV和前面代码的结束方式，对于每一个8位数据给出最多为4个的调制代码，并选择其中结束处DSV绝对值最小的调制代码。结果是，在每个调制代码结束时算出的结尾DSV的绝对值在2以内，在调制代码的每一位上算出的位DSV的绝对值在7以内。于是直流成分可以被有效地除去。因此，就可能使用没有直流成份通过的旋转复压器来进行调制代码的发送。

第2个实施例如下。

图6为按照本发明的数字调制方法的第2个实施例来实现数字调制的数字调制设备的框图。

在图6中，通过编码器2将8位的数字数据1转换为14位的数字调制代码。结束方式判断部分3将14位数字调制代码的最后5位的结束方式，转换为表21中的一个4位的代码（尽管在表21中给出了调制代码的最后7位，但是只需考虑最后的5位）。CDS计算部分5算出14位数字调制代码的CDS，并将结果的CDS转换为表20的3位代码。DSV计算部分4将现行14位数字调制代码的CDS和前面的14位数字调制代码结束时的DSV相加，产生一个新的DSV，并将新的DSV转换为一个3位代码，如表20所示。

并行至串行转换器8将14位数字调制代码转换为与时钟信号9同步的串行信号。记录部分10 将从并行至串行转换器8产生的串行调制信号记录到记录介质上，如磁片或类似的介质上。

由CDS计算部分5将结果的CDS转换为一个3位代码，如表20所示，并送到DSV计算部分4。

DSV计算部分4将结果的DSV转换为如表20所示的一个3位代码，并通过锁存器6将该代码送到编码器2中。结束方式判断部分3将最后5位转换为表21中的4位代码，并通过锁存器7将该代码送到编码器2中。

下面将对选择与每个输入的8位数字数据相对应的14位数字调制代码的方法加以叙述。

首先要描述的是对于每个8位的数字数据选择4个14位数字调制代码的方法。

通过下述过程来选出14位数字调制代码：

（a）在2¹⁴个14位数字代码中选择这样的数字代码：其开始7位的连续相同位的个数为6或比6小;从第2位到第13位为2-7;在最后6位中为5或比5小，再重复该选择过程。

（b）在过程（a）中选出的14位数字代码中，选择第一位为“0”的数字代码，且它的CDS的绝对值小于或等于6，再重复本选择过程。

（c）在过程（a）中选出的14位数字代码中，选择其CDS的绝对值小于或等于4的数字代码，再重复本选择过程。

（d）在过程（b）中选出的14位数字代码中，选择其CDS的值为0数字代码，并将选出的14位数字代码与它的反码作为一对，使这2个数字代码为一组，再重复本选择过程。

（e）在过程（b）中选出的14位数字代码中，选择第1位为“0”的数字代码，且它的CDS的值为+2，+4或+6;在过程（c）中选出的14位数字代码中，选择其CDS的值为+2或+4的数字代码，将上面选出的2个14位数字代码与其反码组合起来，使这4个数字代码为一组，再重复本选择过程。

（f）在上述过程中形成的组中，选择256个组作为14位数字调制代码。

下面将叙述对应于输入8位数据的14位上数字调制代码（现行调制代码）的选择过程，参见图7。图7为一流程图，它给出了按照本发明的数字调制方法而得到的调制过程。

在S1这一步中，计算前面的调制代码的结束时的DSV。

在S2这一步中，判断前面的调制代码的结束方式。

在S3这一步中，当DSV＜0时，选择表17的调制代码;当DSV＞0时，选择表18的调制代码。另一方面，当DSV＝0，且前面的调制代码为“…110”，“…0011”，“…00111”“…001111”和“…0011111”中的一个时，则选择表18的调制代码。而当DSV＝0且前面的调制代码为“…1100”，“…11000”，“…110000”，“…1100000”和“…001”中的一个时，则选择表17的调制代码。

在S4这一步中，按照前面的调制代码的结束方式，在S3这一步选出的代码中和在表17与表18的类别1（A）-6（D）中选出调制代码。

在S5这一步中，如果在S4这一步选出了2个或更多的调制代码时，则选择DSV绝对值为最小的调制代码。在这种情况下，DSV是由前面的调制代码结束时的DSV加上现行调制代码的CDS而得到的。

在S6这一步中，当在S5这一步中选出的具有同一最小的DSV的调制代码为2个或更多时，则选择的调制代码要满足下述要求：

当在前面的调制代码结束时的DSV＜0时，选择第1位为“1”的调制代码。

当在前面的调制代码结束时的DSV＞0时，选择第1位为“0”的调制代码。

当在前面的调制代码结束时的DSV＝0时，选择第1位为前面的调制代码的最后1位相反值的调制代码。

于是将选出的14位数字调制代码送到并行至串行转换器8。进入到该并行至串行转换器8的调制代码以按时钟9的频率读出，再送到记录部分10，此时14位数字调制代码记录在记录介质上，如磁片或类似的介质上。

另一方面，由编码器2选出的14位数字调制代码送到DSV计算部分4和调制代码结束方式判断部分3中。DSV计算部分4将现行调制代码的CDS与前面的调制代码结束时的DSV相加，得到一个新的DSV。按照表20，将新的DSV转换为一个3位代码，并通过锁存器6送到编码器2中。结束方式判断部分3按照表21将14位调制代码的最后5位转换为一个4位的代码，并通过锁存器7将这4位代码送到编码器2中。

对于每一个8位输入数据重复上述过程。于是得到一个14位数字调制代码串，在串中其连续相同位的个数限制在2-7之间，并且其DSV的绝对值限制在小于或等于8的范围中。

下面将描述由图6的编码器2所产生的14位数字调制代码。

由8位代码转换而得的14位数字调制代码要满足下述要求：

（1）在开始7位中的连续相同位的个数要小于或等于6。

（2）从第2位至第13位的连续相同位的个数为2-7。

（3）最后6位中的连续相同位的个数要小于或等于5。

（4）该调制代码的CDS的绝对值要小于或等于6。

满足上述要求（1）至（4）的调制代码的结束方式归纳在如下的10项（A）-（K）中。

（A）……110

（B）……1100

（C）……11000

（D）……110000

（E）……1100000

（F）……001

（G）……0011

（H）……00111

（J）……001111

（K）……0011111

在调制代码（A）-（K）之后的调制代码的开始部分为下述各项中的一项。

首先，在调制代码（A）之后的调制代码的开始部分为下述6项（A1）-（A6）中的一项。

（A1）011……

（A2）0011……

（A3）00011……

（A4）000011……

（A5）0000011……

（A6）00000011……

其次，在调制代码（B）之后的调制代码的开始部分为下述10项（B1）-（B10）中的一项。

（B1）011……

（B2）0011……

（B3）00011……

（B4）000011……

（B5）0000011……

（B6）1100……

（B7）11100……

（B8）111100……

（B9）1111100……

（B10）11111100……

在调制代码（C）之后的调制代码的开始部分为下述9项（C1）-（C9）中的一项。

（C1）011……

（C2）0011……

（C3）00011……

（C4）000011……

（C5）1100……

（C6）11100……

（C7）111100……

（C8）1111100……

（C9）11111100……

在调制代码（D）之后的调制代码的开始部分为下述8项（D1）-（D8）中的一项。

（D1）011……

（D2）0011……

（D3）00011……

（D4）1100……

（D5）11100……

（D6）111100……

（D7）1111100……

（D8）11111100……

在调制代码（E）之后的调制代码的开始部分为下述7项（E1）-（E7）中的一项。

（E1）011……

（E2）0011……

（E3）1100……

（E4）11100……

（E5）111100……

（E6）1111100……

（E7）11111100……

在调制代码（F）之后的调制代码的开始部分为调制代码开始部分（A1）-（A6）的反码之一。

在调制代码（G）之后的调制代码的开始部分为调制代码开始部分（B1）-（B10）的反码之一。

在调制代码（H）之后的调制代码的开始部分为调制代码开始部分（C1）-（C9）的反码之一。

在调制代码（J）之后的调制代码的开始部分为调制代码开始部分（D1）-（D8）的反码之一。

在调制代码（K）之后的调制代码的开始部分为调制代码开始部分（E1）-（E7）的反码之一。

满足条件（1）-（4）的调制代码的个数如表14和表15所示。

CDS＞0的调制代码的个数多于256个和CDS＜0的调制代码的个数多于256是必需的，这些调制代码是等同于调制代码（A）-（K）中的一项。此外，已转换的调制代码必须对应于一个8位的数据以避免发送错误。

可以在调制代码（A）-（K）之一的调制代码之后的调制代码的个数如表16所示。

图8给出了CDS＞0的相应类别的调制代码的个数，图9则给出了CDS＜0的相应类别的调制代码的个数。

表17和表18给出了8位数据和调制代码的对比：表17给出了CDS＞0的对比而表18给出了CDS＜0的对比。

按照前面的调制代码结束方式而允许产生的调制代码的类型如表19所示。

符号“0”表示允许的调制代码。

例如，如果前面的调制代码的结束方式为“…11000”，且在前面的调制代码结束处DSV为-4，则表17中的类别为1（A），2（A），3（A），4（A），2（B），3（B），4（B），5（B）与6（B）的调制代码均可以作为现行的调制代码。

在这种情况下，假设现行的8位数据为“166”，则可以选择两个可能的调制代码“00111110011100”（CDS＝2;2（A））和“11100011001111”（CDS＝4;2（B））中的一个：将前导的调制代码的结束时的尾部DSV和现行调制代码的CDS相加，以便得到在现行调制代码结束处的尾部DSV;用这样就会来选出DSV较小的调制代码，即选出调制代码为“11100011001111”（CDS＝4）。结果的DSV为0，并且它表明直流部分已被除去。

图3A给出了当复制记录在磁片上的正弦波时的CNR（载体与噪音之比）的特性。图3B给出了当将随机的8位数据输入到调制器时，本实施例的调制器的输出端上的能谱。图3C给出了当将随机的8位数据输入到量化的NRZ（不归零）调制器时，其量化的NRZ调制器的输出端上的量化NRZ的能谱。

如上所述，本实施例将调制代码流中的连续相同位的个数限制在2-7的范围中。结果是最小的磁化转换宽度为1.14T（＝（2×8）T/14，式中T是8位数据的位的周期），最大的磁化转换宽度为4，00T（＝（7×8）T/14），DR为1.14（＝（2×8）/14），且最大的磁化转换宽度与最小的磁化转换宽度之比为3.5。从而减小了磁记录的位错误率，并使高密度的记录成为可能。此外，方位记录和高质量的重写也成为可能。

进一步而言，本实施例将调制代码的CDS的绝对值限制在小于或等于4，它可以按照前面的调试代码的结束时的DSV和前面代码的结束方式，对于每一个8位数据给出多达4个的调制代码，并选择其中DSV绝对值最小的调制代码。结果是，结束处的DSV的绝对值的最大值可以限制在4以内。于是直流成分可以有效地除去。因此，就可能使用没有直流成分通过的旋转变压器发送调制代码。

尽管已经揭示了按照本发明所进行的数字调制方法的专门的实施例，但是并不打算将本发明限制在专门的配置或本文已揭示的用法中。在某种意义上，对于那些熟悉本行的人，显然可以对本实施例作出各种修改。因此，这意味着本发明只能用附加的专利范围来限定。

表7

调制代码的CDS 相应的3位代码

-4 000

-2 001

0 010

2 011

4 100

表8

在前面的调制代码

结束处的DSV 相应的2位代码

-2 00

0 01

2 10

表9

前面的调制代码的结束相应的4位代码

方式

… xxxxx110 0000

… xxxx1100 0001

… xxx11000 0010

… xx110000 0011

… x1100000 0100

… 11000000 0101

… xxxxx001 0110

… xxxx0011 0111

… xxx00111 1000

… xx001111 1001

… x0011111 1010

… 00111111 1011

x：不必考虑的位

表10

当调制代码的结束处的DSV为“-2时

调制代码的结束方式优先级

… xxxxx110 4

… xxxx1100 1

… xxx11000 2

… xx110000 3

… x1100000 8

… xxxxx001 10

… xxxx0011 5

… xxx00111 6

… xx001111 7

… x0011111 9

… 00111111 11

×：不必考虑的位

表11

当调制代码结束处的DSV为“+2”时

调制代码的结束方式优先级

… xxxxx001 4

… xxxx0011 1

… xxx00111 2

… xx001111 3

… x0011111 8

… xxxxx110 10

… xxxx1100 5

… xxx11000 6

… xx110000 7

… x1100000 9

… 11000000 11

×：不必考虑的位。

表3

调制代码的可能的连续的调制代码的个数

结束方式 CDS值

-4 -2 0 2 4 总计 CDS CDS

≤0 ≥0

……110 70 109 118 90 48 435 297 256

……1100 86 152 187 162 101 688 425 450

……11000 77 144 181 162 101 665 402 444

……110000 65 130 171 156 101 623 366 428

…1100000 50 109 151 145 96 551 310 392

……11000000 33 80 118 119 85 435 231 322

……001 48 90 118 109 70 435 256 297

……0011 101 162 187 152 86 688 450 425

……00111 101 162 181 144 77 665 444 402

……001111 101 156 171 130 65 623 428 366

……0011111 96 145 156 109 50 550 392 310

…00111111 85 119 118 80 33 435 322 231

表20

调制代码的CDS，DSV 相应的3位代码

-6 000

-4 001

-2 010

0 011

2 100

4 101

6 110

表21

前面的调制代码的结束方式相应的4位代码

… xxxx110 0000

… xxx1100 0001

… xx11000 0010

… x110000 0011

… 1100000 0100

… xxxx001 1000

… xxx0011 1001

… xx00111 1010

… x001111 1011

… 0011111 1100

×：不考虑的位

表15

调制代码的可能的调制代码的个数

开始方式

CDS值

-6 -4 -2 0 2 4 6 总计 CDS CDS

≤0 ≥0

11111100… 0 0 0 1 5 6 5 17 1 17

1111100…… 0 0 0 6 8 9 6 29 6 29

111100…… 0 0 5 10 14 12 6 47 15 42

11100…… 0 4 10 20 21 14 7 76 34 62

1100…… 3 10 25 33 28 17 5 121 71 83

100…… 8 31 46 49 37 15 4 190 134 105

11 45 86 119 113 73 33 480 261 338

表16

调制代码的可能的连续的调制代码的个数

结束方式

CDS值

-6 -4 -2 0 2 4 6 总计 CDS CDS

≤0 ≥0

……110 33 73 113 119 86 45 11 480 338 261

……1100 31 81 148 188 162 103 40 753 448 493

……11000 25 72 140 182 162 103 40 724 419 487

……110000 19 60 126 172 157 103 40 677 377 472

…1100000 12 46 105 152 147 99 40 601 315 438

……001 11 45 86 119 113 73 33 480 261 338

……0011 40 103 162 188 148 81 31 753 493 448

……00111 40 103 162 182 140 72 25 724 487 419

……001111 40 103 157 172 126 60 19 677 472 377

……0011111 40 99 147 157 105 46 12 601 438 315

Claims

1、将8位数字数据转换为14位数字调制代码的数字调制的方法，该数字调制方法包括：

第一步，对于每一个8位的数字数据选择最多为4个的14位数字调制代码，所说的14位数字调制代码可由下述过程来选择：

(a)在2¹⁴个14位数字代码中选择数字代码，使其开始的6位中的连续相同位的个数小于或等于5，从第2位到第13位中其连续相同位的个数为2-7，而最后7位中则为小于或等于6；并且所选的数字代码的CDS(代码字的数字和)的绝对值为小于或等于4，再重复本选择过程，

(b)在过程(a)中选出的14位数字代码中选择数字代码，使其开始位为“0”，并且其CDS的值为0，再将选出的14位数字代码和它的反码配成对，使这2个数字代码为一组，或在过程(a)中选出的14位数字代码中选择数字代码，使其第一位为“1”，并且其CDS的值为+2或+4，将选出的14位数字代码和它的反码组合起来，再进一步将这两个数字代码与在上述过程中选出的一对14位数字代码组合起来，使这4个数字代码为一组，再重复本选择过程，

(c)在过程(a)中选出的14位数字代码中，选择数字代码使其第1位为“0”，并且其CDS的值为+2，并且再选择另一个数字代码，使其第一位为“1”，且其CDS值为+2或+4，再将选出的这两个14位数字代码和它们的反码组合起来，使这4个数字代码为一组，再重复本选择过程，

(d)在过程(a)中选出的14位数字代码中，选择数字代码使其第一位为“0”，并且其CDS的值为+4，再选择另一个数字代码，使其第1位为“1”，且其CDS值为+2，再将选出的两个14位数字代码与它们的反码组合起来，使这4个数字代码为一组，再重复本选择过程，

(e)在上面过程中所形成的组中，选择265个组，作为14位数字调制代码；

第2步，在256组14位数字调制代码中选择一组14位数字调制代码，该选出的组要对应于输入的8位数字数码；

第3步，在第2步选出的组中，进一步选择14位数字调制代码，使它满足下述要求：在已经选出的前导的14位数字调制代码和要选出的14位数字调制代码间的连结部分中的连续相同位的个数为2-7；

第4步，在第3步选出的调制代码中，再选择一个14位数字调制代码，使所说的一个14位数字调制代码满足这样的要求：对于该调制代码中的每一位而言，其位DSV(数字和值)的绝对值小于或等于7。

2、在权利要求1中的数字调制方法中所说的第3步包括下述过程：

当已经选出的前导的数字调制代码以“10”结束时，选择其开始位为“01”，“001”，“0001”，“00001”或“000001”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“01”结束时，那么选择开始位为“10”，“110”，“1110”，“11110”或“111110”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“100”结束时，选出开始位为“110”，“1110”，“11110”，“111110”“01”，“001”，“0001”，“00001”，或“000001”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“011”结束时，选出开始位为，“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“10”，“110”，“1110”，“11110”或“111110”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“1000”结束时，选出开始位为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“01”，“001”，“0001”，或“00001”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“0111”结束时，选出开始位为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“10”，“110”，“1110”或“11110”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“10000”结束时，选出开始位为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“01”，“001”或“0001”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“01111”结束时，选出开始位为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“10”，“110”，或“1110”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“100000”结束时，选出开始位为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“01”或“001”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“011111”结束时，选出开始位为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“10”或“110”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“1000000”结束时，选出开始位为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，或“01”的数字调制代码;

当已经选出的前导的数字调制代码以“0111111”结束时，选出开始位为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，或“10”的数字调制代码。

3、在权利要求1中的数字调制方法中所说的第4步包括下述过程：

当在已经选出的前导的14位数字调制代码的结束处的DSV为+2时，选择CDS为0，-2或-4的一个数字调制代码;

当在已经选出的前导的14位数字调制代码的结尾处的DSV＝0时，选择CDS为+2，0，或-2的一个数字调制代码，

当在已经选出的前导的14位数字调制代码的结束处的DSV为-2时，选择CDS为+4，+2或0的一个数字调制代码。

4、权利要求1的数字调制方法中所说的在第一步所获得的数字调制代码为下面表4和表5中描述的代码或为由下述表12来替换表4的一部分所获得的代码或为由下述表13来替换表5的一部分所得的代码：

5、将8位数字数据转换为14位数字调制代码的数字调制方法，所说的数字调制方法包括：

第1步，对于每一个8位数字数据，选择最多为4个的14位数字调制代码。所说的14位数字调制代码可由下述过程来选择：

（a）在2¹⁴个14位数字代码中选择数字代码，使其开始的7位中的连续相同位的个数小于或等于6，从第2位到第13位中其连续相同位的个数为2-7，而最后6位中则为小于或等于5，再重复本选择过程。

（b）在过程（a）中选出的14位数字代码中选择数字代码，使其开始位为“0”，并且其CDS的绝对值小于或等于6，再重复本选择过程，

（c）在过程（a）中选出的14位数字代码中选择数字代码，使其开始位为“1”，并且其CDS的绝对值小于或等于4，再重复本选择过程，

（d）在过程（b）中选出的14位数字代码中选择数字代码，使其CDS的值为0，再将选出的14位数字代码与它的反码配成对使这2个数字代码为一组，再重复本选择过程，

（e）在过程（b）中选出的14位数字代码中，选择数字代码使其CDS的值为+2，+4或+6。在过程（c）中选出的14位数字代码中，选择数字代码，并且其CDS的值为+2和+4，将选出的2个14位数字代码与它们的反码组合起来，使这4个数字代码为一组，再重复本选择过程。

（f）在上述过程中形成的组中选择256个组作为14位数字调制代码，

第2步，在256组14位数字调制代码中选择一组14位数字调制代码，所说的选择的组要对应于输入的8位数字数据，

第3步，在第2步选出的组中进一步选择一个或几个14位数字调制代码，每一个14位数字调制代码要满足的条件如下：已经选出的前面的14位数字调制代码和要选择的14位数字调制代码的连接部分的连续相同位的个数为2-7，

第4步，在第3步选出的调制代码中进一步选择一个14位数字调制代码，所说的一个14位数字调制代码要满足的条件如下：在该调制代码中的每一位的位DSV的绝对值要小于或等于8。

6、权利要求5中的数字调制方法中所说的第3步包括下述过程：

当已经选出的前导的数字调制代码以“10”结束时，选择开始部分为“01”，“001”，“0001”，“00001”，“000001”或“0000001”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码13“01”结束时，选择开始部分为“10”，“110”，“1110”，“11110”，“111110”或“1111110”中的一个为数字调制代码，当已经选出的前导的数字调制代码以“100”结束时，选择开始部分为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“1111110”，“01”，“001”，“0001”，“00001”，或“000001”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码以“011”结束时，选择开始部分为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“0000001”，“10”，“110”，“1110”，“11110”或“111110”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导数字调制代码以“1000”结束时，选择开始部分为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“1111110”，“01”，“001”，“0001”或“00001”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码以“0111”结束时，选择开始部分为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“0000001”，“10”，“110”，“1110”或“11110”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码以“10000”结束时，选择开始部分为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“1111110”，“01”，“001”或“0001”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码以“01111”结束时，选择开始部分为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“0000001”，“10”，“110”或“1110”中的一个为数字调制代码，

当已经选出的前导的数字代码以“100000”结束时，选择开始部分为“110”，“1110”，“11110”，“111110”，“1111110”，“01”或“001”中的一个为数高调制代码，

当已经选出的前导的数字调制代码以“011111”结束时，选择开始部分为“001”，“0001”，“00001”，“000001”，“0000001”，“10”或“110”中的一个为数字调制代码，

7、权利要求5中的数字调制方法中所说的第4步包括下述过程：

当在已经选出的前导的14位数字调制代码结束时的DSV为+4或+2时，选择CDS为0，-2，-4或-6中的一个为数字调制代码，

当在已经选出的前导的14位数字调制代码结束时的DSV为0时，选择CDS为+4，+2，0，-2或-4中的一个为数字调制代码，

当在已经选出的前导的14位数字调制代码结束时的DSV为一-2或-4时，选择CDS为+6，+4，+2或0中的一个为数字调制代码。

8、权利要求5中的数字调制方法中所说的数字调制代码为下述表17和表18所描述的代码：