CN1612215A

CN1612215A - 自适应均衡器

Info

Publication number: CN1612215A
Application number: CNA2004100849113A
Authority: CN
Inventors: 芹泽织光
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-10
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2024-10-10
Also published as: JP2005135563A; US20050117243A1; TW200515697A; KR100654269B1; US7256954B2; CN1294732C; TWI291286B; KR20050041946A

Abstract

本发明提供一种即使在可变滤波器的滤波器系数发散了的情况下，也能收敛滤波器系数的自适应均衡器。输入信号，通过可变滤波器(61)被波形均衡。可变滤波器(61)的滤波器系数，通过自适应控制部(62)被自适应地更新。系数决定部(64)，将均衡信号的纠错次数为最小时的滤波器系数作为正常动作时的滤波器系数进行保持。系数复位部(63)，与头的切换时刻同步后，将可变滤波器(61)的滤波器系数复位为正常动作时的滤波器系数。

Description

自适应均衡器

技术领域

本发明，涉及一种对记录媒体上记录的数据的再生信号等进行波形均衡的自适应均衡器，特别涉及对均衡中使用的可变滤波器的滤波器系数的控制。

背景技术

在将磁性记录媒体上记录的磁性数据再生的磁性再生装置中，为了对来自磁头的再生信号的振幅偏差或相位偏差等进行补偿，使用了自适应均衡器(例如，参照专利文献1)。

此自适应均衡器中，对输入信号，通过FIR(有限脉冲响应)滤波器实施均衡化处理。FIR滤波器的输出，被供给到解调电路中，通过电平比较等实现对“1”、“0”的判别来进行数据串的译码。然后，计算出来自译码电路的输出和来自FIR滤波器的输出的误差，此误差被送到自适应控制部中。自适应控制部，令误差的信号功率为最小地对FIR滤波器的滤波器系数进行自适应地更新。

【专利文献1】特开平5-40907号公报

但是，上述这种判定反馈的自适应均衡中，在磁带中有损伤之类的情况下，输入信号一直持续明显偏离于均衡目标的特性的状态的情况，滤波器系数会发散，不能收敛为作为目标的均衡特性。结果，无法将图像数据和声音数据正确地复原。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种即使在滤波器系数发散了的情况下也能够收敛的自适应均衡器。

本发明为，一种将以时间序列输入的数字的输入信号进行自适应均衡的自适应均衡器，其特征为：具有：将所述输入均衡的可变滤波器部；根据该可变滤波器部的输出信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及，将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部。

在所述输入信号为，用切换使用的多个磁头将磁性记录媒体上记录的数字数据再生的信号的情况下，所述滤波器系数复位部，优选根据所述磁头的切换的时刻进行复位。

所述滤波器系数复位部，优选复位成正常动作时的滤波器系数。

在所述输入信号为，记录媒体中记录的数字数据被再生的再生信号的情况下，所述自适应控制部，优选在获得所述再生信号的位时刻同步后，开始所述的滤波器系数的更新。

另外，本发明为一种将记录在记录媒体上的数字数据再生的数字信号再生装置，其特征为：备有将所述数字数据的再生信号均衡的自适应均衡部，该自适应均衡部，具有：将以时间序列输入的数据的所述再生信号均衡的可变滤波器部；根据该可变滤波器部的输出信号和所述再生信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及，将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部。

另外，本发明为一种将记录在记录媒体上的数字数据再生的数字信号再生装置，其特征为：具备：对所述数字数据的再生信号进行采样的A/D转换部；根据通过该A/D转换部得到的信号对所述数字数据的数据存在点的数据值进行推定内插的内插部；以及，将通过该内插部得到的信号作为输入信号均衡，并为了对均衡后的信号进行所述推定内插将其反馈到所述内插部的自适应均衡部，该自适应均衡部，具有：将以时间序列输入的数据的所述再生信号均衡的可变滤波器部；根据该可变滤波器部的输出信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及，将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部，所述自适应控制部，在由所述内插部推定内插的位置与所述数字数据的数据存在点大致一致之后，开始所述滤波器系数的更新。

另外，本发明的自适应均衡程序，其特征为：为了将以时间序列输入的数字的输入信号进行自适应均衡，令计算机具有将所述输入均衡的可变滤波器部；根据该可变滤波器部的输出信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及，将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部的功能。

另外，本发明的自适应均衡方法，将以时间序列输入的数字的输入信号进行自适应均衡，其特征为：具有：将所述输入信号通过可变滤波器部进行均衡的均衡步骤；根据该均衡步骤获得的信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制步骤；以及，将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位步骤。

根据本发明，由于是在规定的时刻，对被自适应地更新的可变滤波器的滤波器系数进行复位，所以即使滤波器系数发散也可以在复位后收敛。

附图说明

图1表示数字信号再生装置的构成的块图。

图2表示自适应均衡器60的构成的块图。

图3表示可变滤波器61及自适应控制部62的构成的块图。

图4用于说明自适应均衡器60的动作的时序图。

图中：11a、11b～磁头；12～头切换开关；13～头放大器；14～头切换控制部；20～A/D转换器；30～内插器；40～滤波器组；50～AGC电路；60～自适应均衡器；61～可变滤波器；61a、61b、61c、61d～延迟单元；61e、61f、61、g、61h、61i～系数乘法器；61j～加法器；62～自适应控制部；62a～临时判定部；62b～加法器；62c～滤波器系数更新部；63～系数复位部；64～系数决定部；70～时序控制部；80～信号处理电路；100～数字信号再生电路。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明进行说明。

图1为，表示本实施方式中的数据信号再生装装置的构成图。此数据信号再生装置，在本实施方式中，为数字摄像机的磁性再生装置。此数字摄像机，将视频信号转换为数字信号，用所谓的部分响应方式在磁带中进行记录再生。所谓部分响应方式，为积极地利用取决于传送通路(或者是记录媒体)的传递特性的符号间干涉，对符号谱进行整形的方式，例如有，部分响应等级IV(partial response class4)。

在图1中，磁带(图中没有表示)中记录的磁性信号，通过2个磁头11a、11b被转换为电信号。2个磁头11a、11b的再生信号，通过头切换开关12被切换地切换到头放大器13。头切换部开关12，根据头切换控制部14提供的切换信号进行动作。这样，使得2个磁头11a、11b，将磁带的每1个磁道交互地再生。

头放大器13，将从头切换开关12被供给的信号放大，并输出到数字信号再生电路100中。此数字信号再生电路100为，对来自头放大器13的数字再生信号，进行位时钟周期同步及向PR4(部分响应等级4)波形的波形均衡的LSI(大规模集成电路)。来自头放大器13的模拟信号被A/D转换，数字再生信号电路100下的处理，都是用数字信号进行处理的。

在数字信号再生电路100中，A/D转换器20，对从头放大器13被供给的模拟信号以规定的周期进行超采样(over sampling)。内插器(interpolator)30，根据通过A/D转换器20被非同步采样的数字信号，对磁带中记录有的数字数据的数据存在点(或称位点)的数据值进行推定内插。这里，内插器30被时序控制部70控制，从而使推定内插的位置同位位置为一致。然后，通过令推定内插的位置同位位置为大致一致，确立位时刻同步。

通过内插器30的推定内插得到的信号，通过前处理用的滤波器组40及AGC(自动增益控制器)电路50实施一定程度的波形整形后，被用自适应均衡器60进行波形均衡。通过自适应均衡器60得到的均衡信号，介由时序控制部70被反馈到内插器30中的同时，也被送到LSI外部的信号处理电路80中。此信号处理电路80中，进行数字信号的判定或纠错等，最终将图像数据或声音数据复原。

图2为，表示本实施方式中的自适应均衡器60的构成的块图。此自适应均衡器60中，被供给了AGC电路50的输出信号(以下，称输入信号x)。输入信号x，通过可变滤波器61被进行波形均衡。此可变滤波器61的滤波器系数(也可称为抽头系数)，通过自适应控制部62被自适应地更新。

此滤波器系数的更新，在位时刻同步确立后开始。之所以如此，是因为若在同步确立前进行更新，由于输入信号x较大地偏离于均衡目标的特性，因此滤波器系数有可能发散。另外，若干涉了时刻控制动作，内插器30及自适应均衡器60两方都不能进行正确的动作。

还有，本实施方式中，滤波器系数通过复位部63在规定的时刻被复位。这样，即使是由于磁带的损伤等滤波器系数发散等的情况，在复位后也能收敛。

本实施方式中，滤波器系数的复位，为了避免在1个磁道的连续数据再生中复位，根据磁头11a、11b的切换时刻进行。另外，通过复位被设定的滤波器系数，为了缩短收敛时间，令其为正常动作时的系数。这里，所谓正常动作时的系数，为某种程度收敛的状态中的滤波器系数，用什么方法求得都可以。具体来说，系数复位部63，根据从头切换控制部14供给的头切换信号，检测头的切换时刻。然后，检测出头的切换后，将可变滤波器61的滤波器系数复位为正常动作时的滤波器系数。这里，正常动作的滤波器系数，通过系数决定部64决定并保持，对此在后文中进行详细地说明。

另外，复位的时刻不限于上述。例如，可在和图像的每1帧输出的帧脉冲同步地进行复位，也可通过定时器(图中没有表示)的计量时间每经过规定时间进行复位。另外，通过复位设定的滤波器系数也不限于上述形式，也可为预先设定的滤波器系数等的其他形式。作为预先设定的滤波器系数为，例如具有无频率特性的平坦特性的系数。

图3为，表示可变滤波器及自适应控制部62的构成的块图。以下，参照图3，对可变滤波器61及自适应控制部62，做更具体的说明。

可变滤波器61为，将输入信号x进行波形均衡的滤波器。本实施方式中，可变滤波器61为，如图3中所示，5抽头的FIR(有限脉冲响应)滤波器。从输入端子Pi输入的输入信号x，被送到根据抽头数的延迟单元，这里是4个延迟单元61a、61b、61c、61d的串联电路中。来自输入端子Pi的输入信号x0及来自各延迟单元61a、61b、61c、61d的各输出x_-1、x_-2、x_-3、x_-4，分别被送到系数乘法器61e、61f、61g、61h、61i中，分别与滤波器系数w₀、w₁、w₂、w₃、w₄相乘后，通过加法器61j被相加。计算出的值，作为均衡信号y，介由输出端子Po输出到时序控制部70及信号处理电路80中。这里为，

y＝w₀·x₀+w₁·x_-1+w₂·x_-2+w₃·x_-3+w₄·x_-4。

各滤波器系数w₀、w₁、w₂、w₃、w₄，通过自适应控制部62被更新。

自适应控制部62，根据输入信号和从可变滤波器61输出的均衡信号y，根据自适应算法对可变滤波器61的滤波器系数自适应地更新。本实施方式中，自适应控制部62，具有：临时判定部62a、加法器62b、滤波器系数更新部62c。临时判定部62a，对均衡信号y，和规定阈值的电平进行比较，并进行数据信号值“-1”、“0”、“1”的判定。加法器62b，从均衡信号y中减去临时判定部62a的判定结果，并计算出均衡误差e。例如，均衡信号y为“0.8”的情况下，被判断为“1”时，均衡误差e为“-0.2”。滤波器系数更新部62c，基于输入信号x和加法器62b计算出的均衡误差e，根据自适应算法计算出应该更新的滤波器系数。然后，滤波器系数更新部62c，将可变滤波器61的滤波器系数置换为计算后的滤波器系数。这里，作为自适应算法，虽然举例为LMS(最小均方)法、RLS(递归最小平方)法、最速下降法，但只要是可以令均衡误差的信号功率变为最小地对滤波器系数进行更新的方法就可以。

下面，根据图4的时序图，对自适应均衡器60的动作进行说明。图4中，在时刻t1，头切换信号为正，正在使用磁头11a。并且，取得了位时刻同步，进行通过自适应控制部62的滤波器系数的更新。

在时刻t2中，头切换信号从正切换为负后，被使用的磁头从磁头11a切换为磁头11b。这样，偏离位时刻同步，产生了位时刻误差。在此状态下若继续进行通过自适应控制部62的滤波器系数的更新，会干涉时刻控制动作，位时刻同步和自适应均衡的两方都不能正确进行。这里，自适应控制部62，对头切换控制部14的头切换信号进行监视，在有头切换信号的上升沿或者下降沿时，停止滤波器系数的更新。另一个方面，系数复位部63，对头切换控制部14的头切换信号进行监视，当有头切换信号的上升沿或者下降沿时，将可变滤波器61的滤波器系数复位为正常动作时的系数。这里，正常动作时的滤波器系数，被从系数决定部64读出。另外，由于滤波器系数也在滤波器更新部62c的计算中被使用，系数复位部63，将通过复位被设定的滤波器系数也供给到自适应控制部62中。另外，通过系数复位部63的复位，也可在从头切换信号的下降沿或上升沿经过规定时间后实行。

从切换磁头11a、11b到位时刻同步的确立的时间为某种程度固定的。于是，本实施方式中，在经过预先被设定的时间Δt后的时刻t3，认为位时刻同步已确立，并开始滤波器系数的更新。具体来说，自适应控制部62，通过计时器(图中没有表示)对从时刻t2经过的时间进行计量，并在经过的时间为Δt的这一时刻开始滤波器系数的更新。此后，图4中在时刻t4，滤波器系数大致收敛。另外，通过自适应控制部62的滤波器系数的更新，只要在位时刻同步确立后开始即可，例如，可在位时刻误差为规定值以下的情况下开始。

这里，从可变滤波器61通过的信号，优选在从时刻t2到t3的区间中为前置信号，在时刻t3以后为用户数据信号。另外，在从时刻t2到t3的区间中为前置信号，在时刻t4以后为用户数据信号更好。

下面，对正常动作时的滤波器系数的决定方法进行说明。一般认为，令与在信号处理电路80中的均衡信号对应的纠错次数(也可称为检测出错误的次数)较少地，将波形良好地进行均衡。这里，令纠错次数为最小时的滤波器系数为正常动作时的滤波器系数。这里，系数决定部64，根据均衡信号的纠错次数和获得该均衡信号时得到的滤波器系数，决定正常动作时的滤波器系数。具体来说，系数决定部64，对可变滤波器61的滤波器系数和信号处理电路80中的均衡信号的纠错次数进行监视。然后，系数决定部64，在纠错次数为过去最小的时候，将得到与该纠错次数对应的均衡信号时的滤波器系数作为正常动作时的滤波器系数进行保持。因此，正常动作时的滤波器系数，每当在纠错次数为过去最小时被更新。

另外，正常动作时的滤波器系数，只要得到某种程度收敛了的状态中的滤波器系数，也可以通过其他的方法决定。例如，可令即将复位之前的滤波器系数(图4中，寸刻t2之前的滤波器系数或时刻t5之间的滤波器系数)的平均值为正常动作时的滤波器系数。

如以上所述，通过本实施方式，在自适应均衡器60中，由于将可变滤波器61的滤波器系数在规定的时刻下进行复位，即使在滤波器系数发散的情况下也能令其在复位后收敛。这样，能够避免经过长时间滤波器系数的发散状态一直持续。另外，由于自适应均衡能在短时间收敛，即使频繁地进行复位在实用上也没有问题。

另外，由于根据磁头11a、11b的切换时刻进行滤波器系数的复位，在1个磁道的连续数据再生中不会进行复位。这样，能够将连续数据进行连续地处理。

还有，由于能复位为正常动作时的滤波器系数，能够在复位后短时间内收敛。

另外，自适应控制部62，由于在位时刻同步确立之后开始滤波器系数的更新，能够防止由在位时刻同步之前的滤波器系数的更新导致的滤波器系数的发散。另外，能够避免位时刻控制和自适应均衡的干涉。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不只限于上述的实施方式。例如，数据信号再生装置，不限于磁性再生装置，CD或DVD等的光盘再生装置或数据接收机等之类的，为再生数字数据的装置就可以。

另外，可变滤波器部或自适应控制部的具体构成，不只限于上述。例如，自适应控制部中，可以用通过信号处理电路80获得的纠错结果代替临时判定部62a的判定结果。

另外，构成数字信号再生装置的各部分，不限于使用专用的硬件电路，也可通过用CPU及RAM运行存储在ROM等的存储媒体中的程序来实现。

Claims

1.一种自适应均衡器，对以时间序列输入的数字输入信号进行自适应均衡，其特征在于：具有：

将所述输入均衡的可变滤波器部；

根据该可变滤波器部的输出信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及

将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部。

2.根据权利要求1所述的自适应均衡器，其特征在于：

所述输入信号为，用切换使用的多个磁头将磁性记录媒体上记录的数字数据再生的信号，

所述滤波器系数复位部，相应所述磁头的切换的时刻进行复位。

3.根据权利要求1或2所述的自适应均衡器，其特征在于：

所述滤波器系数复位部，复位成正常动作时的滤波器系数。

4.一种自适应均衡器，是权利要求1到3中任一项所述的自适应均衡器，其特征在于：

所述输入信号为记录媒体中记录的数字数据被再生的再生信号，

所述自适应控制部，在取得所述再生信号的位时刻同步后，开始所述的滤波器系数的更新。

5.一种数字信号再生装置，将记录在记录媒体上的数字数据再生，其特征在于：具有将所述数字数据的再生信号均衡的自适应均衡部，

该自适应均衡部具有：将以时间序列输入的数据的所述再生信号均衡的可变滤波器部；

根据该可变滤波器部的输出信号和所述再生信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制部；以及

6.一种数字信号再生装置，将记录在记录媒体上的数字数据再生，其特征在于：具备：

对所述数字数据的再生信号进行采样的A/D转换部；

根据通过该A/D转换部得到的信号，对所述数字数据的数据存在点的数据值进行推定内插的内插部；以及

将通过该内插部得到的信号作为输入信号均衡，并将均衡后的信号反馈到所述内插部用于所述推定内插的自适应均衡部，

该自适应均衡部，具有：将以时间序列输入的数据的所述再生信号均衡的可变滤波器部；

将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位部，

所述自适应控制部，在由所述内插部推定内插的位置与所述数字数据的数据存在点大致一致之后，开始所述滤波器系数的更新。

7.一种自适应均衡程序，其特征在于：为了将以时间序列输入的数字的输入信号进行自适应均衡，令计算机具有以下功能：

将所述输入均衡的可变滤波器部；

8.一种自适应均衡方法，将以时间序列输入的数字的输入信号进行自适应均衡，其特征在于：具有：

将所述输入信号通过可变滤波器部进行均衡的均衡步骤；

根据该均衡步骤获得的信号和所述输入信号，用均衡算法对所述可变滤波器部的滤波器系数进行更新的自适应控制步骤；以及

将所述可变滤波器部的滤波器系数以规定的时刻进行复位的滤波器系数复位步骤。