JP2792082B2 - Disc recording signal demodulator - Google Patents

Disc recording signal demodulator

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JP2792082B2 JP5545189A JP5545189A JP2792082B2 JP 2792082 B2 JP2792082 B2 JP 2792082B2 JP 5545189 A JP5545189 A JP 5545189A JP 5545189 A JP5545189 A JP 5545189A JP 2792082 B2 JP2792082 B2 JP 2792082B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク,光ディスク等のディスク記
憶装置に関し、特に、記録信号を読み出して復調する装
置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk storage device such as a magnetic disk and an optical disk, and more particularly to a device for reading and demodulating a recording signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図に従来の磁気記録信号の復調装置の一般的な構
成を示し、第4図に変調方式としてMFM(modified FM)
を用いた場合の同装置の動作の一例を示す。以下、従来
の復調装置の機能を第3図及び第4図を参照しながら説
明する。
FIG. 3 shows a general configuration of a conventional magnetic recording signal demodulator, and FIG. 4 shows a modulation method of MFM (modified FM).
An example of the operation of the same device when using is shown. Hereinafter, the function of the conventional demodulator will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

読み出しヘッド1により磁気ディスク(図示せず)か
ら読み出された信号は、読み出し増幅器2により増幅さ
れ、第4図(b)に示す読み出し信号としてピーク検出
回路10に加えられる。ピーク検出回路10は、読み出し波
形のピーク位置に対応パルス、すなわち、同図(c)に
示すようなピーク検出パルスを出力する。MFM方式にお
いては、ピーク検出パルスにタイミングパルスも含まれ
ているので、比較器11,位相同期発振器12から構成され
る復調回路13によってピーク検出パルス中のデータパル
スのみを抽出する。すなわち、ピーク検出パルスが位相
同期発振器12に供給され、同図(a)に示すようなMFM
変調される元のデータ列のうちのデータ列“00"のビッ
ト境界に現れるピークの位相に同期した出力が得られ、
この出力は比較器11に供給される。比較器11において
は、同図(d)に示すようなビット間隔の1/2の幅を有
するデータウィンドウが開かれ、同図(a)に示す入力
データのうち、“1"が分離・復調され、比較器11からは
第4図(e)に示すような出力が得られる。
A signal read from a magnetic disk (not shown) by the read head 1 is amplified by the read amplifier 2 and applied to the peak detection circuit 10 as a read signal shown in FIG. The peak detection circuit 10 outputs a pulse corresponding to the peak position of the readout waveform, that is, a peak detection pulse as shown in FIG. In the MFM method, since the timing pulse is also included in the peak detection pulse, only the data pulse in the peak detection pulse is extracted by the demodulation circuit 13 including the comparator 11 and the phase locked oscillator 12. That is, the peak detection pulse is supplied to the phase locked oscillator 12, and the MFM as shown in FIG.
An output synchronized with the phase of the peak appearing at the bit boundary of the data sequence “00” of the original data sequence to be modulated is obtained.
This output is supplied to the comparator 11. In the comparator 11, a data window having a half width of the bit interval is opened as shown in FIG. 4D, and "1" is separated / demodulated from the input data shown in FIG. Then, an output as shown in FIG. 4 (e) is obtained from the comparator 11.

上述の磁気記録装置においては、磁気ディスク上の線
記録密度すなわち磁化反転密度が高まるにつれて、読み
出しパルスの間隔が狭くなり、読み出し信号において、
波形干渉に起因するパターンピークシフト及び信号強度
の低下が発生する。このため、ピークの位置が本来の位
置からシフトして、ウィンドウパルスの位置及び幅のマ
ージンが小さくなる。また、信号強度が低下することか
ら、S/N(signal/noise)特性が劣化する。
In the above-described magnetic recording apparatus, as the linear recording density on the magnetic disk, that is, the magnetization reversal density increases, the interval between read pulses decreases, and in the read signal,
A pattern peak shift and a decrease in signal strength due to the waveform interference occur. For this reason, the peak position is shifted from the original position, and the margin of the position and width of the window pulse is reduced. In addition, since the signal strength decreases, the S / N (signal / noise) characteristics deteriorate.

復調装置においては、上記データウィンドウの幅によ
り、パターンピークシフトに起因する復調誤り率が決ま
る。換言すれば、所定の復調誤り率を得るための従来の
復調装置におけるピークシフトのマージンが、磁気ディ
スクの記録密度を高める上での制限になっていた。
In the demodulation device, the demodulation error rate due to the pattern peak shift is determined by the width of the data window. In other words, the peak shift margin in the conventional demodulator for obtaining a predetermined demodulation error rate has been a limitation in increasing the recording density of the magnetic disk.

そこで、従来は、このパターンピークシフトに対し
て、遅延素子,乗算器,加算器等からなるトランスバー
サルフィルタによる波形等化や、磁気ディスクへの書き
込み信号に対して予め補正を加えるプリコンペンセーシ
ョンと呼ばれる書き込み補償を行うといった対策が取ら
れていた。
Therefore, conventionally, this pattern peak shift is equalized by a waveform equalization using a transversal filter including a delay element, a multiplier, an adder, and the like, and a pre-compensation in which a write signal to the magnetic disk is corrected in advance A countermeasure, such as performing write compensation, has been taken.

しかし、トランスバーサルフィルタにより波形透過を
行う場合には、アナログフィルタの特性上、調整の容易
性、温度安定性及び経時安定性が劣るという問題があっ
た。すなわち、トランスバーサルフィルタにおいては、
時間軸方向にはディジタル的に処理されているが、振幅
方向の処理はアナログのままであるので、安定性に問題
がありまた雑音の影響も受けやすい。更に、所望の特性
を得るための乗算器もアナログ回路で構成されるため、
利得の調整及びこの利得の維持が問題となる。また、プ
リコンペンセーションについても、S/N特性が更に劣化
するという問題があるため、実際に適用するに際しては
限度があり、充分な効果を上げることができなかった。
すなわち、大きなプリコンペンセーションをかけなけれ
ばならない記録密度で使用すると、ピークは望ましい位
置に戻ったとしても、波形干渉により再生振幅が大きく
低下し、S/N特性が劣化する。
However, when the waveform is transmitted by the transversal filter, there is a problem that the ease of adjustment, the temperature stability, and the stability over time are poor due to the characteristics of the analog filter. That is, in the transversal filter,
Although processing is performed digitally in the time axis direction, the processing in the amplitude direction remains analog, so there is a problem in stability and it is easily affected by noise. Furthermore, since a multiplier for obtaining a desired characteristic is also configured by an analog circuit,
Adjusting and maintaining the gain is problematic. Also, the pre-compensation has a problem that the S / N characteristics are further deteriorated, so that there is a limit in actual application, and a sufficient effect cannot be obtained.
That is, when used at a recording density at which a large pre-compensation must be applied, even if the peak returns to a desired position, the reproduction amplitude is greatly reduced due to the waveform interference, and the S / N characteristic is deteriorated.

すなわち、原波形が第5図(a)に示すような波形で
あり、干渉によるピークシフトが同図(b)に矢印Aで
示すように外側に向けて発生した場合、このピークシフ
トを補正するためには、同図(c)に矢印Bで示すよう
に原波形のピークが互いに近づくように書き込み位置を
ずらす、すなわち、プリコンペンセーションをかけなけ
ればならない。このプリコンペンセーションにより、同
図(d)に示すように出力波形のピークシフトは補正さ
れるが、干渉の増大により再生振幅は大幅に低下してし
まう。
That is, when the original waveform is a waveform as shown in FIG. 5 (a) and a peak shift due to interference occurs outward as shown by an arrow A in FIG. 5 (b), this peak shift is corrected. For this purpose, it is necessary to shift the writing position so that the peaks of the original waveform approach each other as shown by the arrow B in FIG. 9C, that is, to perform pre-compensation. By this pre-compensation, the peak shift of the output waveform is corrected as shown in FIG. 3D, but the reproduction amplitude is greatly reduced due to an increase in interference.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

これらの方式に対して、猪瀬博,宮川洋編「PGM通信
の進歩」,産報出版,1974年発行,第76〜100頁に示され
るような、波形干渉を積極的に利用したパーシャルレス
ポンス方式がある。また、このパーシャルレスポンス方
式で記録された信号に対する有効な復号法として、最尤
復号法の一つであるビタビ(Viterbi)アルゴリズムが
用いられており、従来のビットバイビットの復号法に対
して2〜3dBの復号化利得が得られる。しかしながら、
このビタビ復号法は、情報通信の分野では適用例がある
が、ハードウェアが複雑であることから、簡単な構造が
必要とされる磁気ディスク,光ディスク等への適用は困
難であった。
In contrast to these methods, a partial response method that actively uses waveform interference, as shown in Hirose Inose and Hiroshi Miyagawa, "Progress in PGM Communication," Sanbo Publishing, published in 1974, pp. 76-100. There is. As an effective decoding method for a signal recorded by this partial response method, a Viterbi algorithm, which is one of the maximum likelihood decoding methods, is used. A decoding gain of ~ 3dB is obtained. However,
Although this Viterbi decoding method has an application example in the field of information communication, it is difficult to apply to a magnetic disk, an optical disk, or the like that requires a simple structure due to the complicated hardware.

すなわち、ビタビ復号法においては、たとえば、リア
ルタイムで「生き残りパルス」の事後確率を計算し、更
に、乗算或いは対数で加算し、比較を行う必要があるた
め、構成が非常に困難となる。
That is, in the Viterbi decoding method, for example, it is necessary to calculate the posterior probability of the “surviving pulse” in real time, and further perform multiplication or logarithmic addition for comparison, which makes the configuration very difficult.

上述のように、磁気ディスク,光ディスク等の記録媒
体上で高密度記録を実現するためには、上述の従来の復
調装置よりもパターンピークシフトに対するマージンが
大きな復調装置が必要となる。また、FDD(floppy disk
drive)といった民生品が中心となる記憶装置において
は、ハードウェア規模が小さく、また、その構成が簡潔
であることが不可欠である。
As described above, in order to realize high-density recording on a recording medium such as a magnetic disk or an optical disk, a demodulator having a larger margin for a pattern peak shift than the above-described conventional demodulator is required. Also, FDD (floppy disk
In a storage device such as a drive, which is mainly used for consumer products, it is essential that the hardware scale is small and the configuration is simple.

そこで本発明の目的は、小規模なハードウェアで、高
記録密度を行うディスク記録装置における特性のよい復
調装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a demodulation device having good characteristics in a disk recording device that performs high recording density with small-scale hardware.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のディスク記録信号の復調装置は、前記目的を
達成するため、ディスク記憶媒体に記録されている記録
信号を読み出すヘッドと、該ヘッドから読み出されたア
ナログ信号を所定のサンプリング周期でディジタル変換
するアナログ・ディジタル変換器と、ディジタル変換さ
れた信号を前記サンプリング周期に同期して順次シフト
するシフトレジスタと、記録信号に応じた最尤の復調デ
ータが予め記録されている記憶手段と、前記シフトレジ
スタに蓄積されたデータから前記記憶手段に対するアド
レスを生成する変換手段とを具備し、前記サンプリング
周期に同期して前記変換手段により得られたアドレスに
相当する前記記憶手段の復調データを出力することを特
徴とする。
In order to achieve the above object, a disk recording signal demodulation apparatus according to the present invention includes a head for reading a recording signal recorded on a disk storage medium, and a digital conversion of an analog signal read from the head at a predetermined sampling period. An analog-to-digital converter, a shift register for sequentially shifting digitally converted signals in synchronization with the sampling period, storage means in which maximum likelihood demodulated data corresponding to a recording signal is recorded in advance, Conversion means for generating an address for the storage means from the data stored in the register, and outputting demodulated data of the storage means corresponding to the address obtained by the conversion means in synchronization with the sampling period. It is characterized by.

〔作用〕[Action]

本発明の作用を第1図を参照して具体的に例を上げて
説明する。
The operation of the present invention will be specifically described with reference to FIG.

本発明においては、たとえば、第1図(a)に示す入
力データに対応する再生された記録信号(同図(b)参
照)のピークをセルフクロックとして、記録信号に対し
て整数倍の周波数で位相同期したサンプリングクロック
をたとえば位相同期発振器により生成し、このサンプリ
ングクロックに従って前記記録信号をディジタル信号に
変換する。そして、このディジタル信号をサンプリング
周期に同期して同図(c)に示すようにシフトレジスタ
内を順次シフトさせることにより、2次元的な系列パタ
ーンを展開する。このディジタル信号の系列からパター
ンマッチングにより事後確率が最大となる1ビットの復
調データを出力する。復調データは、たとえば、予めRO
M(read only memory)内に格納されており、全ての可
能な記録信号の波形に対し、復調データ1ビットを中心
とする元の入力ビット系列で最も確からしいものが、重
畳した雑音等の統計的性質より選ばれている。従って、
サンプリング及びアナログ・ディジタル変換が充分な精
度で行われた場合、本発明による復調は最尤復調とな
る。
In the present invention, for example, the peak of a reproduced recording signal (see FIG. 1B) corresponding to the input data shown in FIG. A phase-synchronized sampling clock is generated by, for example, a phase-locked oscillator, and the recording signal is converted into a digital signal according to the sampling clock. Then, the digital signal is sequentially shifted in the shift register in synchronization with the sampling period as shown in FIG. 9C, thereby developing a two-dimensional sequence pattern. 1-bit demodulated data having the maximum posterior probability is output from the digital signal sequence by pattern matching. The demodulated data is stored in the RO
Stored in M (read only memory), the most probable original input bit sequence centered on one bit of demodulated data is the statistical data of superimposed noise for all possible recording signal waveforms. It is chosen from the characteristic nature. Therefore,
If the sampling and the analog-to-digital conversion are performed with sufficient accuracy, the demodulation according to the present invention will be the maximum likelihood demodulation.

すなわち、本発明の復調装置は、読み出された記録信
号をディジタル変換し、このディジタル化された信号を
使用してパターンマッチングにより最尤復調結果を出力
するものである。
That is, the demodulation device of the present invention converts the read recording signal into a digital signal, and outputs the maximum likelihood demodulation result by pattern matching using the digitized signal.

次に、本発明の特徴であるパターンマッチングによる
復調法の基本的な考え方を説明する。
Next, a basic concept of a demodulation method using pattern matching, which is a feature of the present invention, will be described.

第1図の例に示すような、1ビットの復調に必要なサ
ンプル点の幅は、量子化のビット数及びサンプル点数を
所定の復調精度を得るために充分大きくとったとして
も、せいぜい前後1ビットの幅である。なぜなら、復調
する1ビットの位置におけるピークの有無による読み出
し波形の変化が及ぶ範囲は、たとえば、ローレンツ型で
近似される線型及び半値幅で決まるので、サンプル点の
幅、すなわち、サンプリング領域をあまり広くしても復
調精度に寄与しないからである。
As shown in the example of FIG. 1, the width of the sample points required for one-bit demodulation is at most 1 before and after the number of quantization bits and the number of sample points are sufficiently large to obtain a predetermined demodulation accuracy. The width of a bit. This is because the range over which the change in the readout waveform depending on the presence or absence of a peak at the position of one bit to be demodulated is determined by, for example, a linear shape and a half-value width approximated by a Lorentzian shape. This does not contribute to demodulation accuracy.

そこで、逆にこのサンプリング領域へその前後のピー
クの寄与を考えると、これは、量子化の粗さに対して波
形干渉の影響が有意となる範囲としてもせいぜい数ビッ
トの領域である。そこで、ある1ビットを復調するため
のパターンマッチングの雛形となる波形は、復調する1
ビットに前後数ビット(kビットとする)を加えた(2k
+1)ビットに対する全ての可能なビットパターン、す
なわち、22k+1個のビットパターンにより作られる波形
とすればよい。なお、MFM変調では、正負が反転した波
形を生じるため、実際の処理には、22k+2個のビットパ
ターンが必要である。そしてこれら22k+2個波形に対し
て仮想的にサンプリングを行って作るm×nビットのデ
ータと、前述のシフトレジスタのデータとのパターンマ
ッチングを行えばよい。
Therefore, considering the contribution of the peaks before and after the sampling region to the sampling region, this region is at most a few bits even if the influence of the waveform interference is significant with respect to the quantization roughness. Therefore, a waveform serving as a template for pattern matching for demodulating a certain 1-bit is represented by a demodulated 1-bit.
A few bits before and after (k bits) are added to the bits (2k
+1) All possible bit patterns for bits, that is, a waveform created by 22 k + 1 bit patterns may be used. In the MFM modulation, a waveform in which the sign is inverted is generated, and therefore, 22k + 2 bit patterns are required for actual processing. Then, pattern matching between m × n-bit data created by virtually sampling these 2 2 k + 2 waveforms and the data of the above-described shift register may be performed.

このパターンマッチングにより復調されるのは1ビッ
トである。すなわち、本実施例における処理方法は、1
ビットの復調の確度を高めるために前後の数ビットによ
る波形干渉を利用するものである。
One bit is demodulated by this pattern matching. That is, the processing method in this embodiment is 1
In order to improve the accuracy of bit demodulation, waveform interference by several bits before and after is used.

本発明においては、信号の平均位相に対するピークシ
フトの大きさに関しては、パーシャルスポンス方式で記
録された信号に対するビタビ復調法と同様にマージンは
ない。ここで問題となるのは、第5図に関連して説明し
た波形干渉に伴う信号強度の低下によるS/Nの劣化であ
る。
In the present invention, there is no margin for the magnitude of the peak shift with respect to the average phase of the signal, as in the Viterbi demodulation method for a signal recorded by the partial response method. The problem here is the deterioration of the S / N due to the decrease of the signal strength due to the waveform interference described with reference to FIG.

従来の、ウィンドウ内におけるピーク検出による復調
は、ウィンドウマージンという制限を持つものの、低密
度におけるノイズマージンの大きさ等非常に優れた復調
法である。高密度化するとウィンドウマージンの制約に
従いノイズマージンが低下し、復調時のビット誤り率が
増大する。
The conventional demodulation based on peak detection within a window is a very excellent demodulation method such as a large noise margin at a low density, although it has a limitation of a window margin. When the density is increased, the noise margin is reduced according to the restriction of the window margin, and the bit error rate at the time of demodulation is increased.

このような高密度の領域で、本発明方法が従来法に対
してビット誤り率上のメリットを持つためのサンプリン
グ,A/D変換の条件を示すことが先ず第1の課題である
が、これには、量子化されシフトレジスタに格納された
データから、パターンマッチングにより元のビットデー
タを復調する方法の存在が前提となる。換言すれば、パ
ターンマッチング手法によって、そのために必要な量子
化条件が決まることになる。
In such a high-density region, the first problem is to show the conditions of sampling and A / D conversion so that the method of the present invention has a merit on the bit error rate over the conventional method. Is based on the premise that there is a method of demodulating the original bit data by pattern matching from the data that has been quantized and stored in the shift register. In other words, the pattern matching technique determines the necessary quantization conditions.

先に述べたように、本発明方法では、最大事後確率の
条件に基づいてパターンマッチングを行う。たとえば、
磁気記録では、復調する1ビット近傍の読み出し波形
は、その前後のビットパターンとの関係で決まる原波形
に、熱雑音,記録媒体雑音等の外乱が重畳したものであ
る。すなわち、本方法は、このような外乱の統計的性質
を利用して、雑音が重畳した波形を与えた原波形の元の
ビットパターンとして最尤のものを選び、復調する1ビ
ットの値を出力るものである。なお、ここでは、外乱を
一般化してガウス雑音として扱う。ガウス雑音の場合、
読み出し波形のサンプル値との差が最も小さいサンプル
値を持つビットパターンを選択すればよい。すなわち、
サンプル値の距離最小が最尤条件となる。
As described above, in the method of the present invention, pattern matching is performed based on the condition of the maximum posterior probability. For example,
In magnetic recording, a read waveform in the vicinity of one bit to be demodulated is a waveform in which disturbances such as thermal noise and recording medium noise are superimposed on an original waveform determined by a relationship with a preceding and following bit pattern. That is, the present method uses the statistical properties of such disturbances to select the maximum likelihood pattern as the original bit pattern of the original waveform to which the noise-superimposed waveform is applied, and outputs a 1-bit value to be demodulated. Things. Here, the disturbance is generalized and treated as Gaussian noise. For Gaussian noise,
It is sufficient to select a bit pattern having a sample value having the smallest difference from the sample value of the read waveform. That is,
The minimum distance of the sample value is the maximum likelihood condition.

n個のサンプル点でパターンマッチングを行う場合、
雑音が各々のサンプル点で独立として扱うと、n個のサ
ンプル値系列は、n次元の直交空間の座標として扱うこ
とができる。この場合、最尤条件は、このn次元空間に
おける距離最小である。
When performing pattern matching on n sample points,
If noise is treated independently at each sample point, n sample value sequences can be treated as coordinates in an n-dimensional orthogonal space. In this case, the maximum likelihood condition is the minimum distance in this n-dimensional space.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の
特徴を具体的に説明する。
Hereinafter, the features of the present invention will be specifically described based on embodiments with reference to the drawings.

第2図は本発明実施例のディスク記憶復調装置のブロ
ック図を示す。なお、本実施例では、磁気ディスク記憶
復調装置を例に挙げて説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing a disk storage / demodulation device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a magnetic disk storage / demodulation device will be described as an example.

第1図(a)に示される入力データに基づいて磁気デ
ィスク等の記録媒体に記録された情報は、読み出しヘッ
ド1により読み取られ、読み出し増幅器2により所定の
信号強度まで増幅された後、アナログ・ディジタル変換
器(図中A/D変換器で示す)3及び位相同期発振器8に
送られる。位相同期発振器8では、第1図(b)に示す
ような読み出し波形から一旦アナログ的にピークが検出
されピーク位置でパルスが発生される。そして、更に位
相同期発振器8は、このピーク位置に発生させたパルス
の周波数の整数倍の周波数を有し、且つ、同パルスの平
均位相に同期したサンプリングクロックSCが生成され
る。そして、そのサンプリングクロックSCは、従来例と
同様に、読み出し波形に基づくセルフクロックとしてア
ナログ・ディジタル変換器3に供給される。なお、位相
同期発振器8には、第3図のピーク検出回路10に相当す
る回路が内蔵されているものとする。
Information recorded on a recording medium such as a magnetic disk based on the input data shown in FIG. 1 (a) is read by a read head 1 and amplified by a read amplifier 2 to a predetermined signal strength. The signals are sent to a digital converter (shown as an A / D converter) 3 and a phase locked oscillator 8. In the phase locked oscillator 8, a peak is once detected in an analog manner from a read waveform as shown in FIG. 1B, and a pulse is generated at the peak position. Further, the phase-locked oscillator 8 has a frequency that is an integral multiple of the frequency of the pulse generated at the peak position, and generates a sampling clock SC synchronized with the average phase of the pulse. Then, the sampling clock SC is supplied to the analog / digital converter 3 as a self-clock based on the read waveform, as in the conventional example. It is assumed that the phase-locked oscillator 8 has a built-in circuit corresponding to the peak detection circuit 10 in FIG.

第1図(b)に示す入力波形は、アナログ・ディジタ
ル変換器3において、サンプリングクロックSCに同期し
て、すなわち、ビットレートの整数倍の周波数でサンプ
リングされるとともに、mビットに量子化され、シフト
レジスタ4に送られる。
The input waveform shown in FIG. 1 (b) is sampled in the analog / digital converter 3 in synchronization with the sampling clock SC, that is, at a frequency that is an integral multiple of the bit rate, and is quantized to m bits. The data is sent to the shift register 4.

ここで、位相同期発振器8の応答速度が追従可能な範
囲内で充分遅いとすれば、サンプリングクロックSCは、
前述のピークシフトや雑音に拘わらず、第1図(b)に
示す読み出し波形の平均位相に同期していると見做せ
る。したがって、最尤復調のための読み出し波形のパタ
ーンマッチングは、このクロック位置と周期に対する相
対位置のサンプル値によって行うことが可能となる。
Here, assuming that the response speed of the phase locked oscillator 8 is sufficiently slow within a range that can be followed, the sampling clock SC becomes
Regardless of the aforementioned peak shift and noise, it can be considered that the phase is synchronized with the average phase of the readout waveform shown in FIG. Therefore, pattern matching of a readout waveform for maximum likelihood demodulation can be performed based on a sample value of a relative position with respect to the clock position and the cycle.

次に、読み出し波形のデータのシフトレジスタ4への
格納について説明する。
Next, storage of read waveform data in the shift register 4 will be described.

上述のサンプリングクロックSCにしたがってmビット
で量子化されたデータは、n段のシフトレジスタ4にお
いて、サンプリング毎に第2図及び第1図(c)におい
て右方向に順送りされる。したがって、シフトレジスタ
4上には、常に、m×nビットのデータが格納されてい
ることになる。
The data quantized by m bits in accordance with the sampling clock SC described above is sequentially forwarded rightward in FIGS. 2 and 1 (c) in the n-stage shift register 4 for each sampling. Therefore, m × n bits of data are always stored on the shift register 4.

なお、第1図(b)の下向き矢印は、サンプリングの
タイミング及びサンプリングされた値を示しており、図
の例では、時間軸方向の一定区間がn分割され、各点に
おけるサンプル値がmビットのデータとしてシフトレジ
スタ4の対応する各ビットに格納される。
Note that the downward arrow in FIG. 1 (b) indicates the sampling timing and the sampled value. In the example of the figure, a fixed section in the time axis direction is divided into n, and the sample value at each point is m bits. Are stored in the corresponding bits of the shift register 4 as the data of

そして、前述した読み出し波形(第1図(b)参照)
ピークの平均位相の点におけるサンプル値がn段のシフ
トレジスタ4の中央部に到ったとき、パターンマッチン
グが行われる。
Then, the above-mentioned readout waveform (see FIG. 1B)
When the sample value at the point of the peak average phase reaches the center of the n-stage shift register 4, pattern matching is performed.

第1図(c)は、n=7、すなわち、7段のシフトレ
ジスタ4を使用した場合の例を示しており、同図(a)
に示す入力データ列“1100100"のうち、左から2番目の
入力データ“1"を復調するタイミングにおけるシフトレ
ジスタ4の状態を示している。
FIG. 1 (c) shows an example in which n = 7, that is, a case where a seven-stage shift register 4 is used.
5 shows the state of the shift register 4 at the timing of demodulating the second input data "1" from the left in the input data string "1100100" shown in FIG.

さて、mビットに量子化したn個のサンプル値系列に
対して、上記の最尤条件によるパターンマッチングを行
う。理想的には、このm×nビットが取り得る全てに、
すなわち、2mkh個に最尤復調結果を割り当てればよい。
これは、第2図に示す回路において、シフトレジスタ4
のデータをアドレスとしてアドレス変換を通さずに直接
最尤復号テーブル6から復調結果を取り出すことに相当
する。この場合、当然、m及びnが大きい程、復調精度
が高くなることが予想される。しかし現実にハードウェ
アを構成する場合、使用できるROM容量としては、民生
品に関しては、1Mビットを限度としてm×n≦20である
ことが要求される。さて、ビット誤り率に帯する要求を
満足するのに必要なm×nの値がこれを超える場合、ラ
ンダムロジックを使用して、m×n(>20)ビットによ
るパターンマッチングと透過な復調が可能となる範囲で
ROMにアクセスするアドレスを削減する必要が生じる。
By the way, pattern matching based on the maximum likelihood condition is performed on n sample value sequences quantized to m bits. Ideally, everything that this m × n bit can take,
That is, the maximum likelihood demodulation result may be assigned to 2 mkh .
This is because in the circuit shown in FIG.
This is equivalent to extracting the demodulation result directly from the maximum likelihood decoding table 6 without using the data conversion as an address and performing the address conversion. In this case, it is naturally expected that the demodulation accuracy will be higher as m and n are larger. However, when hardware is actually configured, the available ROM capacity is required to be m × n ≦ 20 for consumer products, with a limit of 1 Mbit. If the value of m × n required to satisfy the requirement related to the bit error rate exceeds this, pattern matching and transparent demodulation using m × n (> 20) bits are performed using random logic. To the extent possible
It is necessary to reduce the addresses for accessing the ROM.

このアドレス削減を行うのが第2図に示すアドレス変
換・制御信号検出回路5のアドレス変換部である。アド
レス変換の要不要は、m×nの大きさによるが、最尤復
号テーブル6の容量は小さい方が望ましいので若干考察
する。たとえば、m×nの値のうち、その値を採る確率
が所定のビット誤り率以下のものについては、アドレス
を割り当てる必要はないので、このような空き領域が分
散しないように、アドレスをランダムロジック等で変換
し、最終的なアドレスのビット数を最小にする等の手法
が考えられる。
The address conversion is performed by the address conversion unit of the address conversion / control signal detection circuit 5 shown in FIG. The necessity of address conversion depends on the size of m × n. However, it is desirable that the capacity of the maximum likelihood decoding table 6 is small, so that it is considered a little. For example, among the values of m × n, if the probability of adopting the value is equal to or less than a predetermined bit error rate, it is not necessary to assign an address. And the like, and a method of minimizing the number of bits of the final address can be considered.

アドレス変換・制御信号検出回路5のアドレス変換部
は、シフトレジスタ4の値より、記録媒体に記録された
シンクフィールドの検出を行う。なお、シンクフィール
ドは、復調の同期をとるためのもので、再生時に一定間
隔のパルスを発生するようなデータが書き込まれてい
る。このシンクフィールドの検出時には、制御回路9に
シンクフィールド検出信号が送られ、制御回路9は、位
相同期発振器8の出力のタイミングを参照しながらシン
クフィールド検出信号に従って、アドレス変換・制御信
号検出回路5、最尤復号テーブル6及びゲート・シリア
ル・パラレル変換器7の復号タイミングを決定する。
The address conversion unit of the address conversion / control signal detection circuit 5 detects the sync field recorded on the recording medium from the value of the shift register 4. Note that the sync field is for synchronizing demodulation, and is written with data that generates pulses at regular intervals during reproduction. When the sync field is detected, a sync field detection signal is sent to the control circuit 9, and the control circuit 9 refers to the output timing of the phase locked oscillator 8 and according to the sync field detection signal, the address conversion / control signal detection circuit 5 , The decoding timing of the maximum likelihood decoding table 6 and the gate serial / parallel converter 7 is determined.

また、アドレス変換・制御信号検出回路5は、復号タ
イミングに同期して、シフトレジスタ4の値から最尤復
号テーブル6のアドレスを生成する。最尤復号テーブル
6はROMから構成されており、予め1ビットの復調デー
タが第1図(a)に示すような復調データ1ビットを中
心とする元の入力ビット系列中で上記アドレスを与えう
る最も確からしいものから選択され、格納されている。
ゲート・シリアル・パラレル変換器7(図中、ゲート・
S/P変換器と示す)のゲート部は、復号タイミングに従
って復調データを取り入れ、シリアル/パラレル変換部
は、復調データを所定のビット数のパラレル信号に変換
して出力する。
Further, the address conversion / control signal detection circuit 5 generates an address of the maximum likelihood decoding table 6 from the value of the shift register 4 in synchronization with the decoding timing. The maximum likelihood decoding table 6 is composed of a ROM, and 1-bit demodulated data can give the above address in the original input bit sequence centered on 1-bit demodulated data as shown in FIG. Selected from the most probable and stored.
Gate serial / parallel converter 7 (gate
The gate section of the S / P converter) takes in the demodulated data according to the decoding timing, and the serial / parallel converter converts the demodulated data into a parallel signal having a predetermined number of bits and outputs the parallel signal.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に述べたように、本発明においては、ヘッドから
の再生信号をアナログ・ディジタル変換したのちシフト
レジスタ内を順次シフトさせることにより、2次元的な
系列パターンを展開する。そして、記録信号に応じた最
尤の復調データが予め記録されているROM等の記憶手段
を使用して、このディジタル信号の系列から最尤のすな
わち最も確からしい1ビットの復調データを出力する。
これにより簡単な構成で最尤復調が実現できる。
As described above, in the present invention, a two-dimensional series pattern is developed by converting the reproduction signal from the head from analog to digital and then sequentially shifting the shift register. Then, the maximum likelihood, that is, the most probable 1-bit demodulated data is output from the digital signal sequence using a storage unit such as a ROM in which the maximum likelihood demodulated data corresponding to the recording signal is recorded in advance.
Thus, maximum likelihood demodulation can be realized with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のディスク記憶復調装置の作用を説明す
るための模式図、第2図は本発明実施例のディスク記憶
復調装置のブロック図、第3図は従来の磁気記録信号の
復調装置のブロック図、第4図は変調方式としてMFMを
用いた場合の同装置の動作例を示す波形図、第5図はピ
ークシフト補正を説明するための波形図である。 1:読み出しヘッド、2:読み出し増幅器 3:A/D変換器、4:シフトレジスタ 5:アドレス変換・制御信号検出回路 6:最尤復号テーブル 7:ゲート・S/P変換器 8:位相同期発振器、9:制御回路 10:ピーク検出回路、11:比較器 12:位相同期発振器、13:復調回路
FIG. 1 is a schematic view for explaining the operation of the disk storage / demodulation device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the disk storage / demodulation device of the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a conventional magnetic recording signal demodulation device. FIG. 4 is a waveform diagram showing an operation example of the same device when MFM is used as a modulation method, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining peak shift correction. 1: read head, 2: read amplifier 3: A / D converter, 4: shift register 5: address conversion / control signal detection circuit 6: maximum likelihood decoding table 7: gate / S / P converter 8: phase synchronous oscillator , 9: Control circuit 10: Peak detection circuit, 11: Comparator 12: Phase locked oscillator, 13: Demodulation circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ディスク記憶媒体に記録されている記録信
号を読み出すヘッドと、該ヘッドから読み出されたアナ
ログ信号を所定のサンプリング周期でディジタル変換す
るアナログ・ディジタル変換器と、ディジタル変換され
た信号を前記サンプリング周期に同期して順次シフトす
るシフトレジスタと、記録信号に応じた最尤の復調デー
タが予め記録されている記憶手段と、前記シフトレジス
タに蓄積されたデータから前記記憶手段に対するアドレ
スを生成する変換手段とを具備し、前記サンプリング周
期に同期して前記変換手段により得られたアドレスに相
当する前記記憶手段の復調データを出力することを特徴
とするディスク記録信号の復調装置。
1. A head for reading a recording signal recorded on a disk storage medium, an analog / digital converter for converting an analog signal read from the head into a digital signal at a predetermined sampling period, and a digitally converted signal And a shift register for sequentially shifting the maximum likelihood demodulated data corresponding to a recording signal in advance, and an address for the storage unit from data accumulated in the shift register. A demodulation device for generating a disc recording signal, the demodulation device outputting demodulated data in the storage unit corresponding to an address obtained by the conversion unit in synchronization with the sampling period.
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