JP2018055755A - 情報再生装置および情報再生方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することが可能な情報再生装置および情報再生方法を提供する。【解決手段】ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値VP1に対して、一つ前の第2のピーク値VP2および二つ前の第3のピーク値VP3、さらに、決定対象の第1のピーク値VP1に対して、次のピーク値VP4、を適用し、第3のピーク値VP3と第2のピーク値VP2の第1の中間値VCT1と、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP2の第2の中間値VCT2との差が第1の差分値DF1以上の場合、第1の閾値JVL1を無視して、次のピーク値VP4に相当するデジタル値が第2の閾値JVL2を超えたことを確認して第1のピーク値VP1を確定する。【選択図】図6

Description

本発明は、所定のフォーマット(変調方式)で記録される磁気カード等の記録媒体の記録情報を再生する情報再生装置および情報再生方法に関するものである。
たとえば、周波数変調方式で磁気記録された“0”および“1”信号に対するFおよび2F信号を読み取る磁気カードリーダ・ライタ等に適用される情報再生装置(磁気再生回路)は、主として以下のような構成を有する。
この情報再生装置は、磁気カードに記録された信号(情報)を磁気ヘッドで再生し、その再生信号(アナログ波形)を増幅回路で増幅した後、ピーク検出回路でピーク点を検出し、ピーク点で出力信号を反転して矩形波信号に波形整形する。
この矩形波信号は、周波数変調(F2F変調)された信号であり、F2F復調回路で復調される。
ところが、アナログ方式によるピーク検出では、ノイズカードと減磁カードを読ませるためには回路を切り替えて読み出す(リードする)必要があり、回路規模が大きくなり、コスト高となるという不利益がある。また、回路を切り替える必要があることから、読み出すために複数の方式を試す必要があり読み出し時間が長くなってしまう。
そこで、デジタル方式のピーク検出を採用し、回路を切り替えることなく、出力が変動した記録媒体にも対応させることが可能で、回路規模およびコスト増大を抑止し、読み出し時間を短縮することを可能とする情報再生装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。
特開2013−211083号公報
上述した特許文献1に記載された情報再生装置は、ピーク検出の閾値がデジタル信号の出力レベルに応じて自動的にかえることができるため、回路を切り替える必要がなくなり、回路規模を小さくでき、コストを下げることができる。
また、一度の読み出しでノイズカードも減磁カードのいずれも対応できることから、読み出し時間を短くすることができる。
ところが、特許文献1に記載された情報再生装置では、減磁したカード(磁気記録媒体)などでは、アンプの自動利得制御(AGC)で急激なゲイン上昇があった場合にアンプのオフセット電圧にも利得(ゲイン)がかかるため、オフセット電圧が上昇する。また、曲がっている曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合に波形の上下対称性が崩れる場合にもオフセット電圧が変化する。
このような場合、特許文献1に記載された情報再生装置にように、2段階の閾値でピークを検知しようとすると、オフセット電圧が変化しているため、1段階目の閾値と2段階目の閾値のずれが大きくなり、ピーク検知ができなくなるおそれがある。
本発明の目的は、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することが可能な情報再生装置および情報再生方法を提供することにある。
本発明の第1の観点の情報再生装置は、磁気記録媒体に記録された情報を再生し、所定のゲインをもって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換器と、前記デジタル信号から前記AD変換器の出力に追従させた判定レベルである閾値に応じて再生信号のピーク点を検出するピーク検出部と、前記ピーク検出部で検出したピーク点の間隔情報に応じて波形整形した前記再生信号の矩形波信号を生成する情報生成部と、を有し、前記ピーク検出部は、決定対象の第1のピーク値に対して、一つ前の第2のピーク値および二つ前の第3のピーク値、さらに、決定対象の第1のピーク値に対して、次のピーク値、を適用し、前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との第1の中間値を求める第1の中間値取得部と、前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との第2の中間値を求める第2の中間値取得部と、前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第1の補正値を求める第1の補正値取得部と、前記第1の中間値に前記第1の補正値を加算することにより第1の閾値を求める第1の閾値取得部と、前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第2の補正値を求める第2の補正値取得部と、前記第2の中間値に前記第2の補正値を加算することにより第2の閾値を求める第2の閾値取得部と、前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が第1の差分値以上の場合、前記第1の閾値を無視して、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定するピーク値確定部と、を含む。
これにより、減磁カードなどで、自動利得制御(AGC)で急激なゲイン上昇があった場合や、曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合で波形の上下対称性が崩れ、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
好適には、前記ピーク検出部の前記ピーク値確定部は、前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が前記第1の差分値以内の場合、前記第2のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第1の閾値を超え、さらに、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する。
これにより、ノイズの多いカード(磁気記録媒体等)においても、確実に対応して情報を再生することができる。
好適には、前記ピーク検出部の前記ピーク値確定部は、前記デジタル値と極値との差が前記第1の差分値より小さい第2の差分値以上ない場合には、前記デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しない。
これにより,AD変換の出力変化が微小な場合にノイズを誤って検知することを防止することができる。
本発明の第2の観点の情報再生方法は、磁気記録媒体に記録された情報を再生し、所定のゲインをもって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換ステップと、前記デジタル信号から前記AD変換ステップ器の出力に追従させた判定レベルである閾値に応じて再生信号のピーク点を検出するピーク検出ステップと、
前記ピーク検出ステップで検出したピーク点の間隔情報に応じて波形整形した前記再生信号の矩形波信号を生成する情報生成ステップと、を有し、前記ピーク検出ステップでは、決定対象の第1のピーク値に対して、一つ前の第2のピーク値および二つ前の第3のピーク値、さらに、決定対象の第1のピーク値に対して、次のピーク値、を適用し、記第3のピーク値と前記第2のピーク値との第1の中間値を求め、さらに、前記第2のピーク値と前記第2のピーク値との第2の中間値を求め、前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第1の補正値を求め、前記第1の中間値に前記第1の補正値を加算することにより第1の閾値を求め、前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第2の補正値を求め、前記第2の中間値に前記第2の補正値を加算することにより第2の閾値を求め、前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が第1の差分値以上の場合、前記第1の閾値を無視して、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する。
これにより、減磁カードなどで、AGCで急激なゲイン上昇があった場合や、曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合で波形の上下対称性が崩れ、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる情報再生装置を実現できる。
好適には、前記ピーク検出ステップでは、前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が前記第1の差分値以内の場合、前記第2のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第1の閾値を超え、さらに、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する。
これにより、ノイズの多いカード(磁気記録媒体等)においても、確実に対応して情報を再生することができる情報再生装置を実現できる。
好適には、前記ピーク検出ステップでは、前記デジタル値と極値との差が前記第1の差分値より小さい第2の差分値以上ない場合には、前記デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しない。
これにより,AD変換の出力変化が微小な場合にノイズを誤って検知することを防止することができる情報再生装置を実現できる。
本発明によれば、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
本発明の第1の実施形態に係る磁気記録情報再生装置の構成例を示すブロック図である。 図1の磁気記録情報再生装置の要部の信号処理波形を示す図である。 2つのピーク点が閾値(判定レベル)を超えたか否かでピーク値であるか否かを判定する本実施形態に係るピーク検出方法を説明するための図である。 本実施形態に係るオフセットずれ対策として設定する第1の差分値について説明するための図である。 本実施形態に係るピーク検出部の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る第1の差分値に応じたピーク値確定処理を説明するためのフローチャートであって、決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合の処理を説明するための図である。 本実施形態に係る第1の差分値に応じたピーク値確定処理を説明するためのフローチャートであって、決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合の処理を説明するための図である。 本実施形態に係る第2の差分値に応じた判定処理を説明するためのフローチャートである。 本実施形態に係る磁気記録情報再生装置の全体的な動作概要を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る磁気記録情報再生装置の構成例を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁気記録情報再生装置の構成例を示すブロック図である。
図2は、図1の磁気記録情報再生装置の要部の信号処理波形を示す図である。
本実施形態においては、情報再生装置として、記録媒体である磁気カード等に記録された情報を再生する磁気カードリーダに適用可能な磁気記録情報再生装置を例に説明する。
また、本実施形態においては、周波数変調方式で磁気記録された“0”および“1”信号に対するFおよび2F信号を読み取り再生する場合を例に説明する。
ただし、本技術はF2F方式に限らず、F3F方式、NRZI方式、MFM方式等、種々の方式が適用可能である。
本磁気記録情報再生装置10は、図1に示すように、磁気ヘッド11、差動増幅回路12、基準電圧回路13、デジタル再生処理回路14、および上位装置(CPU)15を含んで構成されている。
本第1の実施形態におけるデジタル再生処理回路14は、アナログデジタル変換器(ADコンバータ:ADC)141、ピーク検出部142、情報生成部としてのF2F信号生成部143、タイマー144、および復調回路145を含む。
磁気ヘッド11は、磁気記録媒体である磁気カードMCに、たとえば図2(A)に示すように、F2F変調方式により記録された磁気記録情報を、アナログ信号として読み出す。
差動増幅回路12は、演算増幅器により構成され、磁気ヘッド11により読み出され再生されたアナログ信号S11を適正なレベルに増幅して、図2(B)に示すような増幅したアナログ信号S12をデジタル再生処理回路14のADコンバータ141に出力する。
差動増幅回路12は、基準電圧回路13により供給される基準電圧Vrefに基づき出力アナログ信号S12の中間値VMが設定される。
また、差動増幅回路12は、自動ゲイン(利得)制御(AGC)機能を持つように構成することも可能である。
たとえば図1中に破線で示すように、デジタル再生処理回路14のピーク検出部142におけるピーク検出情報に応じて差動増幅回路12のゲインを制御するように構成することも可能である。
この場合、差動増幅回路12は、デジタル再生処理回路14のピーク検出部142におけるピーク検出情報に応じたレベルに磁気ヘッド11で再生されたアナログ信号S11を差動増幅する。
差動増幅回路12は、信号の振幅を、たとえばフルレンジの1/4に設定するように利得制御を行う。
基準電圧回路13は、差動増幅回路12に対してその出力レベルの中間値VMとして設定される基準電圧Vrefを供給する。
ADコンバータ141は、差動増幅回路12で増幅されたアナログ信号S12をサンプリングしてデジタル信号に変換し、このデジタル信号を時間経過に対応するデジタル値の位置情報とともに信号S141としてピーク検出部142に出力する。
ADコンバータ141は、差動増幅回路12で増幅されたアナログ信号S12を所定の周波数、たとえば300kHzでサンプリングしてデジタル信号に変換し、このデジタル信号を時間時間経過に対応するデジタル値の位置情報とともに信号S141としてピーク検出部142に出力する。
換言すれば、ADコンバータ141は、磁気ヘッド11で再生したアナログ信号をサンプリングすることによって所定時間毎にデジタル信号に変換する。
ADコンバータ141は、図2(C)に示すように、サンプリング番号SPLN(n)、・・・、(n+4)、・・・で示される各サンプリング点(タイミング)でサンプリング処理を行う。
このサンプリング番号SPLNは、次段のピーク検出部142において位置情報として用いられる。この位置情報には時間情報が含まれる。
そして、ADコンバータ141は、たとえばサンプリング番号SPLNにより形成される位置情報と、各サンプリング点の値SV(n)、・・・、(n+4)、・・・を含めて信号S141をピーク検出部142に出力する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141の出力デジタル信号S141を受けて、磁気データの極値(極大値および極小値)位置に相当するピーク点を検出する。
より具体的には、ピーク検出部142は、ADコンバータ141によるデジタル信号S141のデジタル値を受けて、入力されるデジタル値がデジタル信号からADコンバータ141の出力に追従させた判定レベルである閾値を超えたか否かに応じて再生信号の極値位置に相当するピーク点を検出する。
ピーク検出部142は、複数のピーク点情報により求めたピーク点のタイムインターバル(間隔)TIVの情報を取得し、ピーク点情報およびタイムインターバルTIVの情報を含めて信号S142としてF2F信号生成部143に出力する。
この間隔情報としてのタイムインターバルTIVの情報が時間間隔情報に相当する。
上述したように、ピーク検出部142は、ピーク検出時の波形の検出閾値(判定レベル)をADコンバータ141の出力レベルに追従させて自動的に設定する。この機能により、回路を切り替えることなく出力が変動した磁気カードにも対応させることができる。
ピーク検出部142において、たとえばノイズカードに関しては2つのピーク点がある閾値(判定レベル)を超えたときにピーク点と判定する方式を採用している。
本実施形態のピーク検出部142では、以下のピーク検出方法が採用可能である。
図3(A)および(B)は、本実施形態のピーク検出部において、2つのピーク点が閾値(判定レベル)を超えたか否かでピーク値であるか否かを判定するピーク検出方法を説明するための図である。
図3(A)は決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合のピーク検出方法を、図3(B)は決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合のピーク検出方法を説明するための図である。
なお、図3(A)および(B)においては、理解を容易にするために、信号波形を三角波状に示している。
ピーク検出部142では、図3(A)および(B)に示すように、決定対象の第1のピーク値VP1(B,T)に対して、一つ前の第2のピーク値VP2(B,T)および二つ前の第3のピーク値VP3(B,T)、さらに、決定対象の第1のピーク値VP1(B,T)に対して、次のピーク値(第4のピーク値)VP4(B,T)、を適用する。そして、ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3(B,T)と第2のピーク値VP2(B,T)との第1の中間値VCT1,VCT11を求め、さらに、第1のピーク値VP1(B,T)と第2のピーク値VP2(B,T)との第2の中間値VCT2,VCT12を求める。
ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3(B,T)と第2のピーク値VP2(B,T)との差分に、差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第1の補正値α1、α11を求め、第1の中間値VCT1,VCT11に第1の補正値α1,α11を加算することにより第1の閾値JVL1,JVL11を求める。ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP1との差分に、差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第2の補正値α2,α12を求め、第2の中間値VCT2,VCT12に第2の補正値α2,α12を加算することにより第2の閾値JVL2,JVL12を求める。
そして、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2(B,T)に相当するデジタル値が第1の中間値VCT1,VCT11を超え、第1の閾値JVL1,JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4(B,T)に相当するデジタル値が第2の中間値VCT2,VCT12を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)を確定する。
ピーク検出部142は、図3(A)に示すように、決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合、微小なノイズをピークと判定しないために、閾値(スライス値)を超えているだけでなく、最小値側第1のピーク値(谷側)VP1より一定値以上大きいことをピーク値判定の条件としている。
ピーク検出部142は、図3(B)に示すように、決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合、微小なノイズをピークと判定しないために、閾値(スライス値)を超えていることと、最大値側第1のピーク値(山側)VP1より一定値以上小さくなっていることをピーク値判定の条件としている。
磁気記録情報再生装置10は、このピーク点検出方法を採用することにより、ノイズの多いカード(磁気記録媒体等)においても、確実に対応して情報を再生することができる。
[ピーク検出部142の基本的なピーク検出方法]
ここで、ピーク検出部142におけるピーク検出の具体的な処理例について説明する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141でデジタルデータに変換された磁気データをまず、初期の閾値(判定レベル)JVLにより判定し、デジタル値が判定レベルJVLを超えたときにピークと判断する。
ピーク検出部142は、次の判定レベルJVLは前のピーク値から求める。
具体的には、波形の山のデジタル値(Max)から谷のデジタル値(Min)を引いた値PtoP=Max−Minに対して、この差分に基づくある比率を乗算した値(補正値、レベル)αを求め、デジタル値(Max)とデジタル値(Min)の中間値VCTに補正値αを加算(または減算した)値(レベル)を判定レベルJVLとする。
[数1]
判定レベルJVL=VCT±PtoP*C=VCT±α
Cは定数を示し、一例としてC=1/2、たとえば1/2=1/32に設定される。
上記計算式により判定レベルは自動的に設定される。
これにより、出力の低いカードも高いカードも検出することが可能となる。
すなわち、ピーク検出部142は、ピーク検出時の波形の判定レベル(検出閾値)をADコンバータ141の出力レベルに追従させて自動的に設定する。これにより、回路を切り替えることなく出力が変動した磁気カードにも対応させることができる。
[ピーク検出部142のより精度の高いピーク検出方法]
また、本実施形態において、ピーク検出部142は、たとえばノイズカードに関しては一つのピーク点だけでなく2つのピーク点が判定レベル(閾値)を超えたか否かでピーク値であるか否かを判定する。
ここでは、ピーク検出部142は、ピーク検出時の波形の判定レベル(検出閾値、スライス値)JVLおよびピーク値間の差分の中間値VCTをADコンバータ141の出力レベルに追従させて自動的に設定する。
ピーク検出部142は、ピーク値を決定する場合、決定対象の第1のピーク値VP1に対して、一つ前の第2のピーク値VP2および二つ前の第3のピーク値VP3、さらに、決定対象の第1のピーク値VP1(B,T)に対して、次のピーク値(第4のピーク値)VP4(B,T)、を適用して演算処理を行う。
そのため、ピーク検出部142は、入力される必要なデジタル値および決定したピーク値を図示しないレジスタやメモリ等の保持部に保持する機能を有している。
ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3と第2のピーク値VP2との差分(VP3−VP2)に、この差分(差分の絶対値)に基づく所定の比率C(=1/2)を掛け合わせた第1の補正値α1,α11を求める。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2と第3のピーク値VP3の第1の中間値VCT1、VCT11を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3と第2のピーク値VP2との第1の中間値VCT1,VCT11に第1の補正値α1,α11を加算、具体的には、最大値側に加算または最小値側に減算することにより第1の判定レベル(閾値)JVL1,JVL11を求め、設定する。
さらに、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP1との差分(VP2−VP1)に、この差分に基づく所定の比率C(=1/2)を掛け合わせ第2の補正値α2,α12を求め、設定する。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP1の第2の中間値VCT2,VCT12を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP1との第2の中間値VCT2,VCT12に第2の補正値α2,α12を加算、具体的には、最大値側に加算または最小値側に減算することにより第2の判定レベル(閾値)JVL2,JVL12を求め、設定する。
そして、ピーク検出部142は、デジタル信号の値が、第1の中間値VCT1,VCT11および設定した第1の判定レベル(閾値)JVL1,JVL12を超え、並びに、第2の中間値VCT2,VCT12および設定した第2の判定レベル(閾値)JVL2,JVL12を超えたことを確認する。
本例では、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2に相当するデジタル値が第1の中間値VCT1および第1の閾値JVL1,JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4に相当するデジタル値が第2の中間値VCT2および第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1を確定する。
なお、再生信号は、ピーク値として、中間点を挟んで最大(極大)値側(山側)ピーク値と最小(極小)値側(谷側)ピーク値が交互に存在する。
このような信号のピーク検出において、ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値が、最小値側ピーク値(谷側)である場合と、最大値側(山側)である場合とで判定レベルJVL1,JVL2、JVL11,JVL12の設定位置が、中間値VCT1,VCT2、VCT11,VCT12に対して異なる。
ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合、第1および第2の判定レベル(閾値)JVL1,JVL2を、第1および第2の中間値VCT1,VCT2より最大値側に設定する。
すなわち、ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合、第1の中間値VCT1に第1の補正値α1を加算し、第2の中間値VCT2に第2の補正値α2を加算して、第1および第2の判定レベル(閾値)JVL1,JVL2を、第1および第2の中間値VCT1,VCT2より最大値側に設定する。
ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合、第1および第2の判定レベル(閾値)JVL11,JVL12を、第1および第2の中間値VCT11,VCT12より最小値側に設定する。
すなわち、ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合、第1の中間値VCT11から第1の補正値α11を減算し、第2の中間値VCT12から第2の補正値α2を減算して、第1の判定レベル(閾値)JVL11,JVL12を、第1および第2の中間値VCT11,VCT12より最小値側に設定する。
以上のようなピーク検出方法によりピーク検出を行っている場合に、たとえば減磁したカードでは、アンプ(差動増幅回路12)の自動利得制御(AGC)で急激なゲイン上昇があった場合にアンプのオフセット電圧にも利得(ゲイン)がかかるため、オフセット電圧が上昇する。また、曲がっている曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合に波形の上下対称性が崩れる場合にもオフセット電圧が変化する。
このような場合、2段階の閾値JVL1,JVL2(JVL11,JVL12)でピークを検知しようとすると、オフセット電圧が変化しているため、1段階目の閾値JVL1(JVL12)と2段階目の閾値JVL2(JVL12)のずれが大きくなり、ピーク検知ができなくなるおそれがある。
本実施形態のピーク検出部142は、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができるように、以下の処理機能を備えている。
ピーク検出部142は、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以上の場合、第1の閾値JVL1,JVL11を無視して、次のピーク値VP4(B,T)に相当するデジタル値SV4が第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)を確定する。
ピーク検出部142は、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内の場合、第2のピーク値VP2(B,T)に相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第1の閾値JVL1、JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4(B、T)に相当するデジタル値SV4が第2の中間値VCT2、VCT12を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)を確定する。
なお、ピーク検出部142は、デジタル値と極値との差が第1の差分値DF1より小さい第2の差分値DF2以上ない場合には、デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しないように構成されている。
図4は、本実施形態に係るオフセットずれ対策として設定する第1の差分値について説明するための図である。
本実施形態のピーク検出方法では、上述したように、2段階の閾値JVL1、JVL11(JVL2,JVL12)を設定している。
ピーク検出部142は、1段階目と2段階目の計算上のリファレンス電圧である、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2のずれが一定値以上(たとえば60mV以上)であると、以下に説明するように、ピーク検知ができなくなるおそれがあることから、1段階目の第1の閾値JVL1は無視する。
上述したように、たとえば減磁したカードでは、アンプ(差動増幅回路12)の自動利得制御(AGC)で急激なゲイン上昇があった場合にアンプのオフセット電圧にも利得(ゲイン)がかかるため、オフセット電圧が上昇する。また、曲がっている曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合に波形の上下対称性が崩れる場合にもオフセット電圧が変化する。
このような場合、2段階の閾値JVL1,JVL2でピークを検知しようとすると、オフセット電圧が変化しているため、1段階目の閾値JVL1と2段階目の閾値JVL2のずれDVが大きくなり、ピーク検知ができなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態では、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2のずれが一定以上(たとえば60mV以上)であると1段階目の第1の閾値JVL1は無視する。
本実施形態では、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2のずれの許容値限界を第1の差分値DF1として設定している。
より具体的には、第1の差分値DF1は、ゲイン切り替えが自動利得制御(AGC)でAGCの更新が毎回のピーク検知後となっているので、ゲイン更新後の次のピーク検知ではDCレベルにもゲインがかかってくることから、前回の中間値とはずれが生じる。第1の差分値DF1は、このずれの許容値限界を示している。
また、第2の差分値DF2は、AD変換の出力変化が微小な場合にノイズを誤って検知しないための許容限界値を示し、たとえば8mVに設定される。
ピーク検出部142は、この機能を備えることにより、減磁カードなどで、AGCで急激なゲイン上昇があった場合や、曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合で波形の上下対称性が崩れ、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
図5は、本実施形態に係るピーク検出部の構成例を示すブロック図である。
図5のピーク検出部142は、第1の中間値取得部1421、第2の中間値取得部1422、第1の補正値取得部1423、第2の補正値取得部1424、第1の閾値取得部1425、第2の閾値取得部1426、およびピーク値確定部1427を有している。
第1の中間値取得部1421は、第3のピーク値VP3(B,T)と第2のピーク値VP2(B,T)との第1の中間値VCT1,VCT11を求める。第1の中間値取得部1421は、取得した第1の中間値VCT1、VCT11を第1の閾値取得部1425およびピーク値確定部1427に出力する。
第2の中間値取得部1422は、第2のピーク値VP2(B,T)と第1のピーク値VP1(B,T)との第2の中間値VCT2,VCT12を求める.第2の中間値取得部1422は、取得した第2の中間値VCT2、VCT12を第2の閾値取得部1426およびピーク値確定部1427に出力する。
第1の補正値取得部1423は、第3のピーク値VP3(B,T)と第2のピーク値VP2(B,T)との差分(VP3−VP2)に、この差分に基づく所定の比率C(=1/2)を掛け合わせた第1の補正値α1,α11を求める。第1の補正値取得部1423は、取得した第1の補正値α1,α11を第1の閾値取得部1425に出力する。
第2の補正値取得部1424は、第2のピーク値VP2(B,T)と第1のピーク値VP1(B,T)との差分(VP2−VP1)に、この差分に基づく所定の比率C(=1/2)を掛け合わせた第2の補正値α2,α12を求める。第2の補正値取得部1424は、取得した第2の補正値α2,α12を第2の閾値取得部1426に出力する。
第1の閾値取得部1425は、第1の中間値VCT1,VCT11に第1の補正値α1,α11を加算することにより第1の閾値JVL1,JVL11を求める。第1の閾値取得部1425は、取得した第1の閾値JVL1,JVL11をピーク値確定部1427に出力する。
第2の閾値取得部1426は、第2の中間値VCT2,VCT12に第2の補正値α2,α12を加算することにより第2の閾値JVL2,JVL12を求める。第2の閾値取得部1426は、取得した第2の閾値JVL2,JVL12をピーク値確定部1427に出力する。
ピーク値確定部1427は、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2、VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内の場合、第2のピーク値VP2に相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第1の閾値JVL1、JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4に相当するデジタル値SV4が第2の中間値VCT2,VCT12を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1を確定する。
ピーク値確定部1427は、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2、VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以上の場合、第1の閾値を無視して、次のピーク値VP4に相当するデジタル値SV4が第2の中間値VCT2,VCT12を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1を確定する。
図6および図7は、本実施形態に係る第1の差分値に応じたピーク値確定処理を説明するためのフローチャートである。図6は決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合の処理を、図7は決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合の処理を説明するための図である。
決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合、図6に示すように、ピーク値確定部1427において、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2との差(VCT2−VCT1)が第1の差分値DF1以内であるか否かの判定が行われる(ST1)。
ステップST1において、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2との差(VCT2−VCT1)が第1の差分値DF1以内であると判定されると、ステップST2において、第2のピーク値VP2Tに相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT1を超えたか否か(第1の中間値VCT1より大きくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST2において、デジタル値SV2が第1の中間値VCT1を超えたと判定されると、次に、ステップST3において、第2のピーク値VP2Tに相当するデジタル値SV2が第1の閾値JVL1を超えたか否か(第1の閾値JVL1より大きくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST3において、デジタル値SV2が第1の閾値JVL1を超えたと判定されると、次に、ステップST4において、第4のピーク値VP4Tに相当するデジタル値SV4が第2の中間値VCT2を超えたか否か(第2の中間値VCT2より大きくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST4において、デジタル値SV4が第2の中間値VCT2を超えたと判定されると、次に、ステップST5において、第4のピーク値VP4Tに相当するデジタル値SV4が第2の閾値JVL2を超えたか否か(第2の閾値JVL2より大きくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST5において、デジタル値SV4が第2の閾値JVL2を超えたと判定されると、ステップST6において、このことを確認して第1のピーク値VP1Bが確定される。
ステップST1において、第1の中間値VCT1と第2の中間値VCT2との差(VCT2−VCT1)が第1の差分値DF1以内にないと判定されると、ステップST2およびステップST3の処理は無視され、上記したステップST4〜ST6の処理が行われる。
決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合、図7に示すように、ピーク値確定部1427において、第1の中間値VCT11と第2の中間値VCT12との差(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内であるか否かの判定が行われる(ST11)。
ステップST11において、第1の中間値VCT11と第2の中間値VCT12との差(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内であると判定されると、ステップST12において、第2のピーク値VP2Bに相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT11を超えたか否か(第1の中間値VCT11より小さくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST12において、デジタル値SV2が第1の中間値VCT11を超えたと判定されると、次に、ステップST13において、第2のピーク値VP2Bに相当するデジタル値SV2が第1の閾値JVL11を超えたか否か(第1の閾値JVL11より小さくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST13において、デジタル値SV2が第1の閾値JVL11を超えたと判定されると、次に、ステップST14において、第4のピーク値VP4Bに相当するデジタル値SV4が第2の中間値VCT12を超えたか否か(第2の中間値VCT12より小さくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST14において、デジタル値SV4が第2の中間値VCT12を超えたと判定されると、次に、ステップST15において、第4のピーク値VP4Tに相当するデジタル値SV4が第2の閾値JVL12を超えたか否か(第2の閾値JVL12より小さくなったか否か)の判定が行われる。
ステップST15において、デジタル値SV4が第2の閾値JVL12を超えたと判定されると、ステップST16において、このことを確認して第1のピーク値VP1Tが確定される。
ステップST11において、第1の中間値VCT11と第2の中間値VCT12との差(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内にないと判定されると、ステップST12およびステップST13の処理は無視され、上記したステップST14〜ST16の処理が行われる。
これにより、磁カードなどで、AGCで急激なゲイン上昇があった場合や、曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合で波形の上下対称性が崩れ、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
また、ピーク値確定部1427は、デジタル値SVと極値VPとの差が第1の差分値DF1より小さい第2の差分値DF2以上ない場合には、デジタル値SVが閾値JVLを超えていてもピーク値と判定しない。
図8は、本実施形態に係る第2の差分値に応じた判定処理を説明するためのフローチャートである。
ピーク値確定部1427では、たとえばデジタル値SVが閾値JVLを超えている場合に(ST21)、デジタル値SVと極値VPとの差が第2の差分値DF2以上あるか否かが判定される(ST22)。
ステップST21において、デジタル値SVと極値VPとの差が第2の差分値DF2以上あると判定されると、ピーク値確定部1427では、閾値JVLを超えたデジタル値SVがピーク値と判定される(ST23)。
ステップST21において、デジタル値SVと極値VPとの差が第2の差分値DF2以上ないと判定されると、ピーク値確定部1427では、閾値JVLを超えたデジタル値SVがピーク値ではないと判定される(ST24)。
これにより,AD変換の出力変化が微小な場合にノイズを誤って検知することを防止することができる。
このピーク値のより具体的な決定処理を、図3(A)および(B)に関連付けて説明する。以下の説明は、図6のステップST2〜ST6、および図7のステップST12〜ST16に関連している。
[決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合のピーク検出方法]
まず、決定対象の第1のピーク値が最小値側ピーク値(谷側)である場合のピーク検出方法について図3(A)に関連付けて説明する。
ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値VP1Bが最小値側ピーク値である場合、一つ前の最大値側の第2のピーク値VP2Tおよび二つ前の最小値側の第3のピーク値VP3B、さらに、決定対象の第1のピーク値VP1Bに対して、次のピーク値(第4のピーク値)VP4T、を適用する。
ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3Bと第2のピーク値VP2Tとの差分(VP3B−VP2T)に、この差分に基づく比率C1(=1/2)を掛け合わせた第1の補正値α1を求める。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2Tと第3のピーク値VP3Bの第1の中間値VCT1を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3Bと第2のピーク値VP2Tとの第1の中間値VCT1に第1の補正値α1を加算することにより第1の判定レベル(閾値)JVL1を求め、設定する。
ピーク検出部142は、第1の判定レベルJVL1を、第2のピーク値VP2Tと第3のピーク値VP3Bとの第1の中間値VCT1より最大値側(山側)に設定する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141からのデジタル信号の値が、設定した第1の中間値VCT1および第1の判定レベルJVL1を超えたか否かを判定する。
さらに、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2Tと第1のピーク値VP1Bとの差分(VP2T−VP1B)に、この差分に基づく比率C2(=1/2)を掛け合わせ第2の補正値α2を求め、設定する。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2Tと第1のピーク値VP1Bの第2の中間値VCT2を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2と第1のピーク値VP1との第2の中間値VCT2に第2の補正値α2を加算することにより第2の判定レベル(閾値)JVL2を求め、設定する。
ピーク検出部142は、第2の判定レベルJVL2を、第2のピーク値VP2Tと第1のピーク値VP1Bとの第2の中間値VCT2より最大値側(山側)に設定する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141からのデジタル信号の値が、設定した第2の中間値VCT2および第2の判定レベルJVL2を超えたか否か判定する。
そして、ピーク検出部142は、デジタル信号の値が、設定した第1の中間値VCT1および第1の判定レベルJVL1を超え、かつ、設定した第2の中間値VCT2および第2の判定レベルJVL2を超えたことを確認する。
デジタル値が、第1の中間値VCT1および第1の判定レベルJVL1を超えたことを確認することと、第2の中間値VCT2および第2の判定レベルJVL2を超えたことを確認することは、設定処理に継続させて別々に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。
本実施形態のピーク検出部142は、デジタル信号の値が、図3(A)に示すように、第3のピーク値VP3Bから第2のピーク値VP2Tに向かって離散的に変化していって(増えていって)第1の中間値VCT1および第1の判定レベルJVL1を超えたか否かを確認する。
さらに、ピーク検出部142は、第1のピーク値VP1Bから次のピーク値(VP4T)に向かって離散的に変化していって(増えていって)、第2の中間値VCT2および第2の判定レベルJVL2を超えた時点TEU2で第1のピーク値VP1Bを確定する。
[決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合のピーク検出方法]
次に、決定対象の第1のピーク値が最大値側ピーク値(山側)である場合のピーク検出方法について図3(B)に関連付けて説明する。
ピーク検出部142は、決定対象の第1のピーク値VP1Tが最大値側ピーク値である場合、一つ前の最小値側の第2のピーク値VP2Bおよび二つ前の最大値側の第3のピーク値VP3T、さらに、決定対象の第1のピーク値VP1Tに対して、次のピーク値(第4のピーク値)VP4B、を適用する。
ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3Tと第2のピーク値VP2Bとの差分(VP3T−VP2B)に、この差分に基づく比率C11(=1/2)を掛け合わせた第1の補正値α11を求める。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2Bと第3のピーク値VP3Tの第1の中間値VCT11を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第3のピーク値VP3Tと第2のピーク値VP2Bとの第1の中間値VCT11から第1の補正値α11を減算することにより第1の判定レベル(閾値)JVL11を求め、設定する。
ピーク検出部142は、第1の判定レベルJVL11を、第2のピーク値VP2Bと第3のピーク値VP3Tとの第1の中間値VCT11より最小値側(谷側)に設定する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141からのデジタル信号の値が、設定した第1の中間値VCT11および第1の判定レベルJVL11を超えたか否かを判定する。
さらに、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2Bと第1のピーク値VP1Tとの差分(VP2B−VP1T)に、この差分(差分の絶対値)に基づく比率C12(=1/2)を掛け合わせた第2の補正値α12を求める。
ピーク検出部142は、このとき並行して、第2のピーク値VP2Bと第1のピーク値VP1Tの第2の中間値VCT12を求めて設定する。
そして、ピーク検出部142は、第2のピーク値VP2Bと第1のピーク値VP1Tとの第1の中間値VCT12から第2の補正値α12を減算することにより第2の判定レベル(閾値)JVL12を求め、設定する。
ピーク検出部142は、第2の判定レベルJVL12を、第2のピーク値VP2Bと第1のピーク値VP1Tとの第2の中間値VCT12より最小値側(谷側)に設定する。
ピーク検出部142は、ADコンバータ141からのデジタル信号の値が、設定した第2の中間値VCT12および第2の判定レベルJVL12を超えたか否か判定する。
そして、ピーク検出部142は、デジタル信号の値が、設定した第1の中間値VCT11および第1の判定レベルJVL11を超え、かつ、設定した第2の中間値VCT12および第2の判定レベルJVL12を超えたことを確認する。
デジタル値が、第1の中間値VCT11および第1の判定レベルJVL11を超えたことを確認することと、第2の中間値VCT12および第2の判定レベルJVL12を超えたことを確認することは、設定処理に継続させて別々に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。
ピーク検出部142は、デジタル信号の値が、図3(B)に示すように、第3のピーク値VP3Tから第2のピーク値VP2Bに向かって離散的に変化していって(値が小さくなっていって)第1の中間値VCT11および第1の判定レベルJVL11を超えたか否かを確認する。
さらに、ピーク検出部142は、第1のピーク値VP1Tから次のピーク値(VP4B)に向かって離散的に変化していって(値が小さくなっていって)、第2の中間値VCT12および第2の判定レベルJVL12を超えた時点TEU12で第1のピーク値VP1Tを確定する。
また、前述したように、ピーク検出部142は、図2(C)および(D)に示すように、前後2点のピーク点により時間間隔情報としてのタイムインターバルTIV12〜TIV89、・・・を求める。
図2の例では、ピーク検出部142は、ピーク点PK1とピーク点PK2の時間間隔をタイムインターバルTIV12として求める。ピーク点PK2とピーク点PK3の時間間隔をタイムインターバルTIV23として求める。ピーク点PK3とピーク点PK4の時間間隔をタイムインターバルTIV34として求める。ピーク点PK4とピーク点PK5の時間間隔をタイムインターバルTIV45として求める。ピーク点PK5とピーク点PK6の時間間隔をタイムインターバルTIV56として求める。ピーク点PK6とピーク点PK7の時間間隔をタイムインターバルTIV67として求める。ピーク点PK7とピーク点PK8の時間間隔をタイムインターバルTIV78として求める。ピーク点PK8とピーク点PK9の時間間隔をタイムインターバルTIV89として求める。
ピーク検出部142は、求められたタイムインターバルTIV(12〜89、・・・)の情報を、ピーク点情報とともに情報生成部としてのF2F信号生成部143に出力する。
以上にピーク検出部142について詳細に説明した。
次に、情報生成部としてのF2F信号生成部143の構成および機能について説明する。
F2F信号生成部143は、ピーク検出部142で検出したピーク点の時間間隔情報であるタイムインターバルTIVに応じて波形整形した、再生信号の矩形波信号を生成する。
F2F信号生成部143は、ピーク点である情報をトリガーとして、生成すべき信号のレベルを第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転させ、または第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転させる。
たとえば、第1のレベルLVL1は論理“1”に相当するレベルであり、第2のレベルLVL2は論理“0”の相当するレベルである。ただし、逆のレベルであってもよい。
F2F信号生成部143は、トリガーであるピーク点からピーク点間のタイムインターバル(時間間隔)TIVに達するまでは生成すべき信号を第2のレベルLVL2または第1のレベルLVL1に保持する。
そして、F2F信号生成部143は、ピーク点間のタイムインターバル(時間間隔)TIに達すると、生成すべき信号のレベルを第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転させ、または第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転させる。
F2F信号生成部143において、F2F信号の生成は前後2点のピーク点より求めたタイムインターバル信号をタイマー144の計時結果をカウントする内部カウンタ1431のカウント値と比較し、一致するとF2F信号出力を反転させている。
たとえば、あるタイムインターバルデータbが入力されて直前のF2F信号の出力反転時のタイムインターバルデータがaとすると、次の反転時間は(a+b)となる。
この方式をそのまま採用すると、入力されるインターバル時間と出力するF2F信号の出力タイミングに時間差が生じたときに正常に出力することができなくおそれがある。
これを防止するために、F2F信号生成部143は、時間調整を行う機能を含むバッファ1432を有している。
バッファサイズは、たとえば16ワード(16*16ビット)である。
F2F信号生成部143におけるF2F信号生成動作を図2に関連付けて説明する。
まず、ピーク点PK1の情報をトリガーとして信号が第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転される(切り替えられる)。
ピーク点PK1と次のピーク点PK2間のタイムインターバルはTIV12であることから、このタイムインターバルTIV12の期間、出力信号レベルは反転レベルである第2のレベルLVL2に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点からタイムインターバルTIV12の期間に達すると、出力信号レベルが第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転される。
ピーク点PK2と次のピーク点PK3間のタイムインターバルはTIV23であることから、このタイムインターバルTIV23の期間、出力信号レベルは反転レベルである第1のレベルLVL1に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23の期間(TIV12+TIV23)に達すると、出力信号レベルが第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転される。
ピーク点PK3と次のピーク点PK4間のタイムインターバルはTIV34であることから、このタイムインターバルTIV34の期間、出力信号レベルは反転レベルである第2のレベルLVL2に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23とTIV34の期間(TIV12+TIV23+TIV34)に達すると、出力信号レベルが第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転される。
ピーク点PK4と次のピーク点PK5間のタイムインターバルはTIV45であることから、このタイムインターバルTIV45の期間、出力信号レベルは反転レベルである第1のレベルLVL1に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23とTIV34とIV45の期間(TIV12+TIV23+TIV34+TIV45)に達すると、出力信号レベルが第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転される。
ピーク点PK5と次のピーク点PK6間のタイムインターバルはTIV56であることから、このタイムインターバルTIV56の期間、出力信号レベルは反転レベルである第2のレベルLVL2に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23とTIV34とTIV45とTIV56の期間(TIV12+TIV23+TIV34+TIV45+TIV56)に達すると、出力信号レベルが第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転される。
ピーク点PK6と次のピーク点PK7間のタイムインターバルはTIV67であることから、このタイムインターバルTIV67の期間、出力信号レベルは反転レベルである第1のレベルLVL1に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23とTIV34とTIV45とTIV56とTIV67の期間(TIV12+TIV23+TIV34+TIV45+TIV56+TIV67)に達すると、出力信号レベルが第1のレベルLVL1から第2のレベルLVL2に反転される。
ピーク点PK7と次のピーク点PK8間のタイムインターバルはTIV78であることから、このタイムインターバルTIV78の期間、出力信号レベルは反転レベルである第2のレベルLVL2に保持される。
タイマー144を監視の結果、内部カウンタ1431のカウント値が、トリガー点から合計のタイムインターバルTIV12とTIV23とTIV34とTIV45とTIV56とTIV67とTIV78の期間(TIV12+TIV23+TIV34+TIV45+TIV56+TIV67+TIV78)に達すると、出力信号レベルが第2のレベルLVL2から第1のレベルLVL1に反転される。
ピーク点PK8と次のピーク点PK9間のタイムインターバルはTIV89であることから、このタイムインターバルTIV89の期間、出力信号レベルは反転レベルである第1のレベルLVL1に保持される。
F2F信号生成部143においては、以上のような処理が行われてF2F信号が生成され、復調回路145に出力される。
F2F信号生成部143は、バッファとしてFIFO(First In First Out)を含んで構成される。
F2F信号生成部143は、エラー検出のためにF2F信号の出力がデータを出し切らないうちにFIFOの上書きが生じた場合、オーバーフロー(Overflow)エラーOFEを出力する。
F2F信号生成部143は、逆にインターバルデータ更新時にすでに内部カウンタ1431のカウント値がその時間を過ぎていれば、アンダーフロー(Underflow)エラーUFEを出力する。
F2F信号生成部143は、オーバーフローエラーOFEおよびアンダーフローエラーUFEを、復調回路145に対して、あるいは復調回路145を通してまたは直接上位装置15に出力する。
復調回路145は、F2F信号生成部143で生成されたF2F信号を“0”,“1”データに変換して、上位装置15に転送する。
復調回路145は、たとえば既に“0”,“1”判定されているビット幅をTとして、3/4(5/7、5/8等が適用される場合もある)Tの間に、次のレベル反転(ビット反転)がある場合には、そのビットは論理“1”と判定する。
復調回路145は、3/4Tの間に次のレベル反転がない場合には論理“0”として判定する。
このように、復調回路145はF2F信号生成部143ですでに生成されているF2F信号を受けて“0”,“1”データに変換することから、その構成はピーク検出部の検出データを受けて復調する場合に比較して大幅に簡単化できる。
次に、上述した構成を有する磁気記録情報再生装置10の全体的な動作について、図9のフローチャートに関連付けて説明する。
磁気カード等を磁気ヘッド(HD)11に対して相対的に移動させることにより磁気ヘッド11よりアナログ信号S11が出力され(ST31)、このアナログ信号S11が演算増幅器(オペアンプ)による差動増幅回路12にて適正な値(レベル)に増幅される(ST32)。
増幅されたアナログ信号S12はADコンバータ141に入力され、ADコンバータ141によりデジタル信号に変換される(ST33)。ADコンバータ141によるデジタル信号は信号S141としてピーク検出部142に出力される。
このとき、ADコンバータ141からは、サンプリング処理に伴うサンプリング番号SPLNにより形成される位置(時間)情報と、各サンプリング点の値SV(n)、・・・、(n+4)、・・・を含めてピーク検出部142に出力される。
ピーク検出部142においては、ADコンバータ141の出力デジタル信号S141を受けて、磁気データの極値(極大値および極小値)に相当するピーク点が検出される(ST34)。
ピーク検出部142は、ピーク検出時の波形の判定レベルである検出閾値がADコンバータ141の出力レベルに追従させて自動的に設定される。これにより、回路を切り替えることなく出力が変動した磁気カードにも対応させることができる。
ピーク検出部142においては、デジタルデータに変換された磁気データはまず、初期の判例レベル(閾値)により判定され、判定レベルを超えたときにピークと判断される。
次の判定レベルは前のピーク値から求められる。
具体的には、波形の山のデジタル値(Max)から谷のデジタル値(Min)を引いた値PtoP=Max−Minに対してある比率Cたとえば(=1/2)を乗算した値(補正値、レベル)αが求められ、デジタル値(Max)とデジタル値(Min)の中間値VCTに補正値αを加算または減算した値(レベル)が判定レベルJVLとして求められ、自動的に設定される。
このピーク検出処理においては、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができるように、図4〜図8に関連付けて説明した、以下の処理が行われる(ST35)。
ピーク検出部142においては、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内の場合、第2のピーク値VP2(B,T)に相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第1の閾値JVL1、JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4(B、T)に相当するデジタル値SV4が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)が確定される。
一方、ピーク検出部142は、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以上の場合、第1の閾値JVL1,JVL11の判定処理が無視されて、次のピーク値VP4(B,T)に相当するデジタル値SV4が第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)が確定される。
なお、ピーク検出部142では、デジタル値と極値との差が第1の差分値DF1より小さい第2の差分値DF2以上ない場合には、デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定されない。
ピーク検出部142では、この機能を備えることにより、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
そして、ピーク検出部142では、複数のピーク点情報により求めたピーク点のタイムインターバル(間隔)情報TIVが取得され、ピーク点情報およびインターバル情報TIVを含めて信号S142としてF2F信号生成部143に出力される(ST36)。
F2F信号生成部143において、ピーク点である情報をトリガーとして、信号レベルを反転させ、タイムインターバル期間を経過するたびに、レベル反転させることによりF2F信号が生成される(ST37)。
F2F信号生成部143において、F2F信号の生成は前後2点のピーク点より求めたタイムインターバル信号を、タイマー144の計時結果をカウントする内部カウンタ1431のカウント値と比較し、一致するとF2F信号出力を反転させる。
たとえば前述したように、あるタイムインターバルデータbが入力されて直前のF2F信号の出力反転時のタイムインターバルデータがaとすると、次の反転時間は(a+b)となる。
このとき、バッファ1432により、入力されるインターバル時間と出力するF2F信号の出力タイミングに時間差が生じたときに正常に出力するように時間調整される。
F2F信号生成部143で生成されたF2F信号は、復調回路145により“0”,“1”データに変換され、上位装置15に転送される(ST38)。
なお、ピーク検出部を含むデジタル再生処理回路14に対して以下に示すような回路を付加することで性能を向上させることができる。
ADコンバータ141の出力とピーク検出部142との間に、図1中破線で示すように、デジタルフィルタ146、移動平均部147の少なくともいずれかを配置することが可能である。
(1) たとえば、ADコンバータ141の出力段にデジタルフィルタ146を配置することにより、ノイズ除去のためにAD変換後でピーク検出前に、デジタルデータにデジタルフィルタをかける。
(2) たとえば、ADコンバータ141の出力段に移動平均部147を配置することにより、ノイズ除去のためにAD変換後の磁気データの移動平均をとれ、平滑化することができる。
(3) たとえば、ADコンバータ141の出力段にデジタルフィルタ146および移動平均部147を配置することにより、ノイズ除去のためにAD変換後の磁気データにデジタルフィルタをかけた後に移動平均をとることができる。
また、ピーク検出部142の出力段に、たとえばノイズパルス除去部148を配置することにより、正常なF2F信号の間隔より短いノイズパルスを除去する。たとえば2F信号の何分の1以下のパルスはノイズとして除去する。
また、前述したように、差動増幅回路12にゲインに対して自動利得制御(AGC)を行う。
この場合、差動増幅回路12は、デジタル再生処理回路14のピーク検出部142におけるピーク検出情報に応じて磁気ヘッド11で再生されたアナログ信号S11を差動増幅する。
差動増幅回路12は、信号の振幅を、たとえばフルレンジの1/4に設定するように利得制御を行う。
以上説明したように、本第1の実施形態に係る磁気記録情報再生装置10は、ピーク検出部142において、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以上の場合、第1の閾値JVL1,JVL11を無視して、次のピーク値VP4(B,T)に相当するデジタル値SV4が第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)を確定する。
これにより、本第1の実施形態によれば、減磁カードなどで、AGCで急激なゲイン上昇があった場合や、曲がりカードのようにヘッドタッチが悪い場合で波形の上下対称性が崩れ、オフセット電圧が変化する場合にもピーク検知性能を維持することができる。
また、ピーク検出部142においては、第1の中間値VCT1,VCT11と第2の中間値VCT2,VCT12との差(VCT2−VCT1),(VCT12−VCT11)が第1の差分値DF1以内の場合、第2のピーク値VP2(B,T)に相当するデジタル値SV2が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第1の閾値JVL1、JVL11を超え、さらに、次のピーク値VP4(B、T)に相当するデジタル値SV4が第1の中間値VCT1、VCT11を超え、第2の閾値JVL2,JVL12を超えたことを確認して第1のピーク値VP1(B,T)を確定する。
これにより、ノイズの多いカード(磁気記録媒体等)においても、確実に対応して情報を再生することができる。
また、ピーク検出部142は、デジタル値と極値との差が第1の差分値DF1より小さい第2の差分値DF2以上ない場合には、デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しないように構成されている。
これにより,AD変換の出力変化が微小な場合にノイズを誤って検知することを防止することができる。
また、本第1の実施形態に係るデジタル方式のピーク検出では、ピーク検出の閾値がアナログ信号の出力レベルに応じて自動的にかえることができるため、回路を切り替える必要がなくなり、回路規模を小さくでき、コストを下げることができる。
また、一度の読み出しでノイズカードも減磁カードのいずれも対応できることから、読み出し時間を短くすることができる。
また、本第1の実施形態によれば、F2F信号をデジタル的に生成することでスピード計測やジッター計測が可能となる。
なお、ピーク検出部を含むデジタル再生処理回路は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)に内蔵させることが可能である。
<第2の実施形態>
図10は、本発明の第2の実施形態に係る磁気記録情報再生装置の構成例を示すブロック図である。
本第2の実施形態に係る磁気記録情報再生装置10Aが第1の実施形態に係る磁気記録情報再生装置10と異なる点は、デジタル再生処理回路14Aに復調回路が配置されていないことにある。
この磁気記録情報再生装置10Aでは、復調回路の機能を上位装置15A側に持たせている。
その他の構成は第1の実施形態と同様であり、本第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
10,10A・・・磁気記録情報再生装置、11・・・磁気ヘッド、12・・・差動増幅回路、13・・・基準電圧回路、14,14A・・・デジタル再生処理回路、141・・・アナログデジタル変換器(ADコンバータ:ADC)、142・・・ピーク検出部、1421・・・第1の中間値取得部、1422・・・第2の中間値取得部、1423・・・第1の補正値取得部、1424・・・第2の補正値取得部、1425・・・第1の閾値取得部、1426・・・第2の閾値取得部、1427・・・ピーク値確定部、143・・・F2F信号生成部(情報生成部)、144・・・タイマー、145・・・復調回路、15,15A・・・上位装置(CPU)、MC・・・磁気カード(磁気記録媒体)。

Claims (6)

  1. 磁気記録媒体に記録された情報を再生し、所定の利得をもって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換器と、
    前記デジタル信号から前記AD変換器の出力に追従させた判定レベルである閾値に応じて再生信号のピーク点を検出するピーク検出部と、
    前記ピーク検出部で検出したピーク点の間隔情報に応じて波形整形した前記再生信号の矩形波信号を生成する情報生成部と、を有し、
    前記ピーク検出部は、決定対象の第1のピーク値に対して、一つ前の第2のピーク値および二つ前の第3のピーク値、さらに、決定対象の第1のピーク値に対して、次のピーク値、を適用し、
    前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との第1の中間値を求める第1の中間値取得部と、
    前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との第2の中間値を求める第2の中間値取得部と、
    前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第1の補正値を求める第1の補正値取得部と、
    前記第1の中間値に前記第1の補正値を加算することにより第1の閾値を求める第1の閾値取得部と、
    前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第2の補正値を求める第2の補正値取得部と、
    前記第2の中間値に前記第2の補正値を加算することにより第2の閾値を求める第2の閾値取得部と、
    前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が第1の差分値以上の場合、前記第1の閾値を無視して、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定するピーク値確定部と、を含む
    ことを特徴とする情報再生装置。
  2. 前記ピーク検出部の前記ピーク値確定部は、
    前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が前記第1の差分値以内の場合、前記第2のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第1の閾値を超え、さらに、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する
    ことを特徴とする請求項1記載の情報再生装置。
  3. 前記ピーク検出部の前記ピーク値確定部は、
    前記デジタル値と極値との差が前記第1の差分値より小さい第2の差分値以上ない場合には、前記デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しない
    ことを特徴とする請求項1または2記載の情報再生装置。
  4. 磁気記録媒体に記録された情報を再生し、所定の利得をもって増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換ステップと、
    前記デジタル信号から前記AD変換ステップ器の出力に追従させた判定レベルである閾値に応じて再生信号のピーク点を検出するピーク検出ステップと、
    前記ピーク検出ステップで検出したピーク点の間隔情報に応じて波形整形した前記再生信号の矩形波信号を生成する情報生成ステップと、を有し、
    前記ピーク検出ステップでは、
    決定対象の第1のピーク値に対して、一つ前の第2のピーク値および二つ前の第3のピーク値、さらに、決定対象の第1のピーク値に対して、次のピーク値、を適用し、
    前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との第1の中間値を求め、さらに、前記第2のピーク値と前記第2のピーク値との第2の中間値を求め、
    前記第3のピーク値と前記第2のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第1の補正値を求め、前記第1の中間値に前記第1の補正値を加算することにより第1の閾値を求め、
    前記第2のピーク値と前記第1のピーク値との差分に、当該差分に基づく所定の比率を掛け合わせた第2の補正値を求め、前記第2の中間値に前記第2の補正値を加算することにより第2の閾値を求め、
    前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が第1の差分値以上の場合、前記第1の閾値を無視して、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する
    ことを特徴とする情報再生方法。
  5. 前記ピーク検出ステップでは、
    前記第1の中間値と前記第2の中間値との差が前記第1の差分値以内の場合、前記第2のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第1の閾値を超え、さらに、前記次のピーク値に相当する前記デジタル値が前記第2の閾値を超えたことを確認して前記第1のピーク値を確定する
    ことを特徴とする請求項4記載の情報再生方法。
  6. 前記ピーク検出ステップでは、
    前記デジタル値と極値との差が前記第1の差分値より小さい第2の差分値以上ない場合には、前記デジタル値が閾値を超えていてもピーク値と判定しない
    ことを特徴とする請求項4または5記載の情報再生方法。
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