JP2818997B2 - ディジタルデータ検出器 - Google Patents

ディジタルデータ検出器

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JP2818997B2 JP16203293A JP16203293A JP2818997B2 JP 2818997 B2 JP2818997 B2 JP 2818997B2 JP 16203293 A JP16203293 A JP 16203293A JP 16203293 A JP16203293 A JP 16203293A JP 2818997 B2 JP2818997 B2 JP 2818997B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0334Processing of samples having at least three levels, e.g. soft decisions

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はディジタルデータ検出
器に関し、特に、ディジタルデータ伝送系におけるディ
ジタル受信信号よりデータ検出クロックおよびディジタ
ルデータを検出するようなディジタルデータ検出器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ディジタル受信信号よりディ
ジタルデータを検出する方法が種々提案されている。そ
の一例として、すでに特願平3−330427号(特開
平5−167569号公報に対応)において提案されて
いるディジタルデータ検出器の検出方法を以下に説明す
る。すなわち、ディジタル受信信号をチャネルビットレ
ートのm倍(m>1,以下m=2として説明する)の周
波数でサンプリングし、現在位相を算出しようとしてい
るサンプリング点Ri+1(以下、現在のサンプリング
点と称する)のサンプリングデータSi+1とその1つ
前のサンプリング点RのサンプリングデータSとに
より受信信号がゼロレベルと交差する点(以下、ゼロク
ロス点と称する)と、現在のサンプリング点Ri+1
の位相間隔Pを第(1)式により求める。なお、Nはチ
ャネルビット間隔を表す位相の値である。ゼロクロス点
の位相をゼロとして基準にすれば、第(1)式で導き出
される位相間隔Pは、現在のサンプリング点Ri+1
瞬時位相(以下、現在の瞬時位相と称する)を表す。
【0003】次に、1つ前のサンプリング点Ri の直
前、すなわち現在のサンプリング点R i+1 の1つ前のサ
ンプリング点Ri と2つ前のサンプリング点Ri-1 との
間にゼロクロス点が存在するか否かを判定する。ゼロク
ロス点が存在する場合には、1つ前のサンプリング点R
i の位相Pi (以下、1つ前の位相と称する)と現在の
サンプリング点Ri+1 の少なくとも2つ以上前のサンプ
リング点Ri-j の位相P i-j (以下、2つ以上前の位相
と称する)とを用いて、現在のサンプリング点R i+1
1つ前のサンプリング点Ri との位相間隔の予測値Pd
i+1 は第(2)式で求められる。なお、modは剰余演
算子を表す。すなわち“x mod y”の演算結果は
xをyで割った余りになる。
【0004】ゼロクロス点が存在しなかった場合には、
現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリング点
i との位相間隔の予測値Pdi+1 は、第(3)式に示
すように、1つ前のサンプリング点Ri と2つ前のサン
プリング点Ri-1 との位相間隔の予測値Pdi に同値と
する。
【0005】第(2)式または第(3)式により求めら
れた位相間隔の予測値Pdi+1 と1つ前の位相Pi を用
いて現在の位相の予測値Pi+1 ′を第(4)式で求め
る。現在のサンプリング点Ri+1 の直前、すなわち現在
のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリング点Ri
との間にゼロクロス点が存在する場合には、第(4)式
で求めた現在の位相の予測値Pi+1 ′と前述の現在の瞬
時位相Pとを用いて、現在の位相Pi+1 を第(5)式の
ようにして求める。
【0006】一方、現在のサンプリング点Ri+1 の直前
にゼロクロス点が存在しなかった場合には、第(6)式
のように現在の位相の予測値Pi+1 ′をそのまま現在の
位相Pi+1 とする。
【0007】上述のようにして求めた現在の瞬時位相す
なわちゼロクロス点と現在のサンプリング点Ri+1 との
位相間隔P、現在の位相Pi+1 、1つ前の位相Pi とク
ロック抽出条件、データ判定条件に基づいてデータ検出
クロックおよびディジタルデータを検出する。なお、ク
ロック抽出条件、データ判定条件は第(7)式から第
(10)式に示すようになる。
【0008】
【数1】
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図5は、ディジタル受
信信号に雑音(以下、ノイズと称する)およびワウフラ
ッタが存在することによって瞬時位相Pが変動すること
を示した模式図であり、図5(a)はディジタル受信信
号にノイズおよびワウフラッタが存在しない場合、図5
(b)はディジタル受信信号にワウフラッタが存在する
場合、図5(c)はディジタル受信信号にノイズが存在
する場合を示している。
【0010】図5(a)の場合は正確な瞬時位相Pt
なわちディジタル受信信号が基準レベルと交差する点と
現在のサンプリング点Ri+1 との位相間隔に対して、第
(1)式に基づいて算出される瞬時位相Pの誤差εは小
さい。図5(b)の場合は、ディジタル受信信号自体の
変動があるので正確な瞬時位相Pt 自体もこの変動に伴
って変動している。第(1)式に基づいて算出される瞬
時位相Pもこの変動に追従しているので、正確な瞬時位
相Pt に対する瞬時位相Pの誤差εは図5(a)と同様
に小さい。図5(c)の場合は、ディジタル受信信号自
体は変動していないが、ノイズによって瞬時位相Pは変
動しているために、正確な瞬時位相Ptに対する瞬時位
相Pとの誤差εは大きくなっている。
【0011】このようなノイズおよびワウフラッタに起
因する瞬時位相Pの変動を周波数域に変換してみると、
ワウフラッタによる変動は比較的低周波数帯域に存在
し、ノイズによる変動は高周波域になるにつれて大きく
なる傾向がある。したがって、ノイズおよびワウフラッ
タを伴うディジタル受信信号よりディジタルデータを検
出するディジタルデータ検出器は、ワウフラッタによる
変動の周波数帯域にのみ追従し、その他の周波数帯域に
追従しないことが望まれる。
【0012】近年において、たとえば磁気テープ記録再
生装置の小型化・低コストが図られているため、磁気テ
ープから再生されたディジタル受信信号の信号対雑音比
(Signal to Noise Ratio、以下
SNRと称する)が劣化する傾向にある。
【0013】従来例に示した特願平3−330423号
によるディジタルデータ検出器は、上述のワウフラッタ
を伴うディジタルデータ受信信号に対応したものであっ
たが、SNRが劣化すると、検出したディジタルデータ
に誤りが発生しやすくなり、システムの信頼性が低下し
やすくなる。
【0014】この発明は、この点に鑑み、ワウフラッタ
にのみ追従し、劣化したSNRにおいてもノイズの影響
を受けにくくデータ誤りが少なくなるように対処したデ
ィジタルデータ検出器を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明は、サンプリン
グデータ検出手段と位相間隔算出手段と基準レベル交差
検出手段と位相間隔予測値算出手段と位相算出手段とデ
ータ検出クロック検出手段とデータ検出手段とを備えて
構成される。サンプリングデータ検出手段はディジタル
受信信号を一定の周波数でサンプリングし、位相間隔算
出手段は検出されたサンプリングデータに応じてディジ
タル受信信号が基準レベルと交差する点と現在のサンプ
リング点Ri+1 との位相間隔Pを算出し、基準レベル交
差検出手段はディジタル受信信号が基準レベルと交差す
る点の位置を検出する。位相間隔予測値算出手段は現在
のサンプリング点Ri+1 の1つ前のサンプリング点Ri
の位相Pi と現在のサンプリング点Ri+1 の少なくとも
2つ以上前のサンプリング点Ri-j (jは自然数)と、
基準レベル交差検出手段によって検出されたディジタル
受信信号が基準レベルと交差する点の位置に基づいて現
在のサンプリング点Ri+1 とその1つ前のサンプリング
点Ri の位相間隔の予測値Pdi+1 を算出する。位相算
出手段は、1つ前のサンプリング点Ri の位相Pi と位
相間隔の予測値Pdi+1 の和である現在の位相の予測値
i+1 ′を算出し、位相間隔Pと現在の位相の予測値P
i+1 ′との差である現在の位相の予測誤差Xを周波数帯
域制限した現在の位相の帯域制限予測誤差Yを算出し、
現在の位相の予測値Pi+1 ′と現在の位相の帯域制限予
測誤差Yから現在の位相Pi+1 を算出する。データ検出
クロック検出手段は、位相算出手段によって算出された
各サンプリング点の位相に応じて、ディジタル受信信号
に同期するデータ検出クロックを検出する。データ検出
手段は位相間隔Pと現在の位相Pi+1 と検出されたサン
プリングデータに応じて、ディジタル受信信号よりディ
ジタルデータを検出する。
【0016】
【作用】この発明のディジタルデータ検出器は、位相算
出手段によってワウフラッタによる変動の周波数帯域の
みを通過させ、その他の周波数帯域を阻止させることに
より、ワウフラッタの変動による周波数帯域のみ追従
し、その他の周波数帯域に追従しないことができる。
【0017】
【実施例】図1は、この発明の一実施例によるディジタ
ルデータ検出器のブロック構成図である。
【0018】図1を参照して、A/D変換器1にはディ
ジタル受信信号が与えられ、このディジタル受信信号は
A/D変換器1によってチャネルビットレートのm倍
(m>1,以下m=2として説明する)の周波数でサン
プリングされ、Mビットのディジタルデータに変換され
る。この変換は、たとえば2の補数を用いて再生信号の
極性をMSB(Most Significant B
it)の“0”、“1”で表している。
【0019】A/D変換器1の出力は、現在のサンプリ
ングデータSi+1 を表し、絶対値算出回路4に入力され
るとともにMビット並列遅延回路2にも入力される。M
ビット並列遅延回路2はサンプリング周期に相当する遅
延量を有しているため、その出力は1つ前のサンプリン
グデータSi として絶対値算出回路3に入力される。絶
対値算出回路3,4の出力は、それぞれ1つ前および現
在のサンプリングデータの絶対値|Si |,|Si+1
として演算回路5に入力される。演算回路5は、入力さ
れた1つ前および現在のサンプリングデータの絶対値|
i |,|Si+ 1 |を用いて、前述の第(1)式に従っ
てゼロクロス点と現在のサンプリング点Ri+1 との位相
間隔、すなわち現在の瞬時位相Pを求める。
【0020】一方、現在のサンプリング点Ri+1 と1つ
前のサンプリング点Ri との間にゼロクロス点が存在す
るか否かを判定するために、A/D変換器1とMビット
並列遅延回路2の出力のそれぞれのMSBを排他的論理
和ゲート(以下、EXORゲートと称する)6に入力す
る。EXORゲート6は、2つの入力の論理が異なると
きにのみ“1”になるゼロクロス点信号Cを出力する。
すなわち前述のようにサンプリングデータはMSBの
“1”か“0”で極性を表しているため、EXORゲー
ト6の出力であるゼロクロス点信号Cが“1”のときに
現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリング点
i との間にゼロクロス点が存在することになる。した
がって、EXORゲート6の出力であるゼロクロス点信
号Cが“1”のときにのみ演算回路5の出力である現在
の瞬時位相Pは有効である。
【0021】現在の瞬時位相Pを表す演算回路5の出力
は減算回路7に入力される。減算回路7には、後で説明
する現在の位相の予測値Pi+1 ′を表す加算回路20の
出力も入力されている。減算回路7の出力は現在の瞬時
位相Pから現在の位相の予測値Pi+1 ′を減じた現在の
位相の予測誤差Xとしてディジタルフィルタ回路8に入
力される。ディジタルフィルタ回路8には、現在の位相
の予測誤差Xが入力されるとともに、EXORゲート6
の出力であるゼロクロス点信号Cも入力される。ディジ
タルフィルタ回路8の出力は、後で詳しく具体的な説明
をするが現在の位相の予測誤差Xからノイズによる変動
の周波数帯域を阻止し、ワウフラッタによる変動の周波
数帯域のみを通過させた現在の位相の帯域制限予測誤差
Yとして係数回路9に入力される。
【0022】係数回路9の出力は、現在の位相の帯域制
限予測誤差Yに係数K(0<K<1)を乗じた結果とし
て選択回路10に入力される。選択回路10の他方の入
力には、EXORゲート6の出力であるゼロクロス点信
号Cも入力される。先に述べたように、現在の瞬間位相
Pは、現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリ
ング点Ri との間にゼロクロス点が存在することを示す
ゼロクロス点信号Cが“1”のときのみ有効となるた
め、このときは選択回路10は係数回路9の出力を選択
して出力する。一方、ゼロクロス点信号Cが“0”のと
きには、選択回路10は0を選択して出力する。選択回
路10の出力は加算回路11に入力される。加算回路1
1の他方の入力には後で説明する現在の位相の予測値P
i+1 ′を表す加算回路20の出力も入力されており、加
算回路11はこの2つの値の和すなわち現在の位相P
i+1 を出力する。
【0023】現在の位相Pi+1 を表す加算回路11の出
力はIビット並列遅延回路12に入力される。Iビット
並列遅延回路12はサンプリング周期に相当する遅延量
を有しているため、その出力は1つ前の位相Pi として
Iビットj段並列遅延回路13および減算回路14に入
力される。Iビットj段並列遅延回路13はサンプリン
グ周期のj倍(jは自然数)の遅延量を有しているた
め、その出力はj+1前の位相Pi-j として減算回路1
4に入力される。減算回路14の出力は、Iビット並列
遅延回路12の出力からIビットj段並列遅延回路13
の出力を減じた結果である位相Pi −Pi-j から、Iビ
ットj段並列遅延回路13の遅延量に相当する理想的な
サンプリング点間の位相間隔を減じた結果として係数回
路15に入力される。理想的なサンプリング点間の位相
間隔は、Iビットj段並列遅延回路13の段数jによっ
て決定され、jが奇数のときはN/2、偶数のときには
0になる。係数回路15は減算回路14の出力に係数L
(0<L<1)を乗じた結果を出力する。
【0024】係数回路15の出力は加算回路16に入力
され、サンプリング周期を表す位相値N/2が加算され
る。加算回路16の出力は選択回路17に入力される。
選択回路17には、他に1ビット遅延回路18とIビッ
ト並列遅延回路19の出力も入力される。1ビット遅延
回路18には、EXORゲート6の出力であるゼロクロ
ス点信号Cが入力されており、これをサンプリング周期
に相当する時間遅延して出力する。すなわち1ビット遅
延回路18の出力は、1つ前のサンプリング点Ri と2
つ前のサンプリング点Ri-1 との間にゼロクロス点が存
在するか否かを示すことになる。
【0025】また、Iビット並列遅延回路19には、選
択回路17の出力が入力されており、これをサンプリン
グ周期に相当する時間遅延して出力する。選択回路17
は、1ビット遅延回路18の出力が“1”のとき、すな
わち1つ前のサンプリング点Ri と2つ前のサンプリン
グ点Ri-1 との間にゼロクロス点が存在するときには加
算回路16の出力を選択して、これを現在のサンプリン
グ点Ri+1 と1つ前のサンプリング点Ri との位相間隔
の予測値Pdi+1 として出力する。一方、1ビット遅延
回路18の出力が“0”のとき、すなわち1つ前のサン
プリング点Riと2つ前のサンプリング点Ri-1 との間
にゼロクロス点が存在しないときには、選択回路17
は、Iビット並列遅延回路19の出力を選択して、これ
を現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリング
点Ri との位相間隔の予測値Pdi+ 1 として出力する。
また、このことによりIビット遅延回路19の出力は、
1つ前のサンプリング点Ri と2つ前のサンプリング点
i-1 との位相間隔の予測値Pdi になる。選択回路1
7の出力は加算回路20に入力される。加算回路20の
他方の入力には、Iビット並列遅延回路12の出力、す
なわち1つ前の位相P i が入力されており、加算回路2
0はこの2つの値の和を算出しこれを現在の位相の予測
値Pi+1 ′として出力する。
【0026】ここまでの位相の計算は、単なる算術演算
ではなく、Nを法とする演算を行なう。すなわち、たと
えば角度の計算を0度以上360度未満で行なうのと同
様に、位相の計算は0以上N未満の間で行なわなければ
ならない。
【0027】上記のようにして求められた位相情報など
をもとにデータ検出クロックおよびディジタルデータを
検出する。図1において、データ検出クロック検出回路
21には現在の位相Pi+1 を表す加算回路11の出力と
1つ前の位相Pi を表すIビット並列遅延回路12の出
力が入力される。データ検出クロック検出回路21は、
前述の第(7)式から第(9)式に示したクロック抽出
条件と2つの入力を比較し、条件を満足していれば、す
なわちそのときのディジタルデータが有効であれば
“1”を出力し、条件を満足していなければ、すなわち
そのときのディジタルデータが無効であれば“0”を出
力する。ディジタルデータ検出器の後続の回路、たとえ
ば復調回路等は、このデータ検出クロック検出回路21
の出力すなわちデータ検出クロックに基づいて有効なデ
ィジタルデータのみを処理する。
【0028】また、データ検出回路22には、1つ前の
サンプリングデータの極性を表すMビット並列遅延回路
2の出力のMSBと、現在の瞬間位相Pを表す演算回路
5の出力および、現在の位相Pi+1 を表す加算回路11
の出力が入力される。データ検出回路22は前述の第
(10)式に示したデータ判定条件とこれらの入力とを
比較しそれぞれの条件に応じてディジタルデータを検出
する。
【0029】図2は、図1のディジタルフィルタ回路8
の一具体例のブロック構成図である。
【0030】図2に示すようなディジタルフィルタ回路
8は、一般に有限インパルスレスポンス・ディジタルフ
ィルタ(Finite Impulse Respon
seDigital Filter、以下FIRフィル
タと称する)回路と呼ばれており、z伝達関数H(z)
は第(11)式のように表される。なお、Ai はフィル
タ係数、αはFIRフィルタ回路の次数を表す。またこ
のディジタルフィルタ回路においてz-1がゼロクロス点
間隔に相当する時間の遅れを表している。図2に示すデ
ィジタルフィルタ回路の一具体例は2次のFIRフィル
タ回路であり、z伝達関数H(z)は第(12)式のよ
うに表される。
【0031】
【数2】
【0032】図1中の減算回路7からFIRフィルタ回
路に出力された現在の位相の予測誤差Xは、選択回路1
01と係数回路105に入力される。選択回路101に
は、他にゼロクロス点信号Cと後で説明する1つ前の位
相の予測誤差X-1(=Xz-1)を表すIビット並列遅延
回路102の出力とが入力される。選択回路101は、
ゼロクロス点信号Cが“1”のときには現在の位相の予
測誤差Xを選択し、ゼロクロス点信号Cが“0”のとき
には1つ前の位相の予測誤差X-1を選択して出力する。
選択回路101の出力はIビット並列遅延回路102に
入力される。Iビット並列遅延回路102はサンプリン
グ周期に相当する遅延量を有しているため、1つ前の位
相の予測誤差X-1を出力する。このように選択回路10
1とIビット並列遅延回路102によって、1つ前の位
相の予測誤差X-1を保持し、ゼロクロス点信号Cが
“1”のときすなわち現在のサンプリング点Ri+1 と1
つ前のサンプリング点Ri との間にゼロクロス点が存在
するときに保持している1つ前の位相の予測誤差X-1
更新する。1つ前の位相の予測誤差X-1を表すIビット
並列遅延回路102の出力は、選択回路101の他に選
択回路103および係数回路106に入力される。選択
回路103には、他にゼロクロス点信号Cと後で説明す
る2つ前の位相の予測誤差X-2(=Xz-2)を表すIビ
ット並列遅延回路104の出力とが入力される。選択回
路103は、ゼロクロス点信号Cが“1”のときには1
つ前の位相の予測誤差X-1を選択し、ゼロクロス点信号
Cが“0”のときには2つ前の位相の予測誤差X-2を選
択して出力する。選択回路103の出力は、Iビット並
列遅延回路104に入力される。Iビット並列遅延回路
104はサンプリング周期に相当する遅延量を有してい
るため、2つ前の位相の予測誤差X-2を出力する。この
ように選択回路103とIビット並列遅延回路104に
よって、2つ前の位相の予測誤差X-2を保持し、ゼロク
ロス点信号Cが“1”のときすなわち現在のサンプリン
グ点Ri+1 と1つ前のサンプリング点Ri との間にゼロ
クロス点が存在するときに保持している2つ前の位相の
予測誤差X-2を更新する。2つ前の位相の予測誤差X-2
を表すIビット並列遅延回路104の出力は、選択回路
103の他に係数回路107に入力される。
【0033】係数回路105は現在の位相の予測誤差X
にフィルタ係数A0 を乗じ、係数回路106は1つ前の
位相の予測誤差X-1にフィルタ係数A1 を乗じ、係数回
路107は2つ前の位相の予測誤差X-2にフィルタ係数
2 を乗じ、それぞれの結果は加算回路108に入力さ
れる。加算回路108は係数回路105、106および
107の出力をすべて加算して現在の位相の帯域制限予
測誤差Yを出力する。このようにして計算された現在の
位相の帯域制限予測誤差Yは、図1に示したディジタル
フィルタ回路8の出力として係数回路9に入力される。
【0034】なお図2に示したディジタルフィルタ回路
の一具体例では2次のFIRフィルタ回路を示したが、
これに限定されるものでなく適度な次数のFIRフィル
タ回路を実施することができる。
【0035】図3は、図1のディジタルフィルタ回路8
の他の具体例のブロック構成図である。
【0036】図3に示すようなディジタルフィルタ回路
8は、一般に無限インパルスレスポンス・ディジタルフ
ィルタ(Infinite Impulse Resp
onse Digital Filter、以下IIR
フィルタと称する)回路と呼ばれており、z伝達関数H
(z)は第(13)式のように表される。なお、ai
i はフィルタ係数、αはIIRフィルタ回路の次数を
表す。またこのディジタルフィルタ回路においてz-1
ゼロクロス点間隔に相当する時間の遅れを表している。
図3に示すディジタルフィルタ回路の他の具体例は一次
のIIRフィルタ回路であり、z伝達関数H(z)は第
(14)式のように表される。
【0037】
【数3】
【0038】図1中の減算回路7からIIRフィルタ回
路に出力された現在の位相の予測誤差Xは、加算回路2
01に入力される。加算回路201には他に後で説明す
る係数回路204の出力も入力される。加算回路201
の出力は、現在の位相の予測誤差Xと係数回路204の
出力を加算した結果として、選択回路202と係数回路
205に入力される。選択回路202には、他に状態変
数wを表すHビット並列遅延回路203の出力とゼロク
ロス点信号Cが入力される。選択回路202はゼロクロ
ス点信号Cが“1”のときには加算回路201の出力を
選択し、ゼロクロス点信号Cが“0”のときには状態変
数wを選択して出力する。選択回路202の出力はHビ
ット並列遅延回路203に入力される。Hビット並列遅
延回路203はサンプリング周期に相当する遅延量を有
しているため、状態変数wを出力する。このように選択
回路202とHビット並列遅延回路203によって状態
変数wを保持し、ゼロクロス点信号Cが“1”のときす
なわち現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前のサンプリ
ング点Ri との間にゼロクロス点が存在するときに状態
変数wを更新する。状態変数wを表すHビット並列遅延
回路203の出力は、選択回路202の他に係数回路2
04と係数回路206に入力される。係数回路204は
状態変数wにフィルタ係数b1 を乗じ、係数回路206
は状態変数wにフィルタ係数a1 を乗じ、それぞれの結
果を出力する。また係数回路205は加算回路201の
出力にフィルタ係数a0 を乗じた結果を出力する。係数
回路205と206の出力はともに加算回路207に入
力される。加算回路207は係数回路205と係数回路
206の出力の和を算出し、これを現在の位相の帯域制
限予測誤差Yとして出力する。このようにして計算され
た現在の位相の帯域制限予測誤差Yは、図1に示したデ
ィジタルフィルタ回路8の出力として係数回路9に入力
される。
【0039】なお、図3に示したディジタルフィルタ回
路の他の具体例では1次のIIRフィルタ回路を示した
が、これに限定されるものでなく適度な次数のIIRフ
ィルタ回路を実施することができる。
【0040】通常のディジタルフィルタ回路において、
z伝達関数におけるz-1は一定間隔の時間の遅れ、たと
えばサンプリング間隔に相当する時間の遅れを表してい
る。しかしながら、図2および図3に示したディジタル
フィルタ回路においてz伝達関数H(z)におけるz-1
はゼロクロス点間隔に相当する時間の遅れを表してい
る。したがって、図2および図3に示したディジタルフ
ィルタ回路は、通常のディジタルフィルタ回路の構成と
異なり、選択回路101,103および202を含んだ
特殊な構成となっている。
【0041】この発明は上述の方法によって実現可能で
あり、上述の過程を整理すると以下のようになる。
【0042】まず、現在のサンプリング点Ri+1 の直
前、すなわち現在のサンプリング点R i+1 と1つ前のサ
ンプリング点Ri との間にゼロクロス点が存在するか否
かを判定する。ゼロクロス点が存在する場合には、まず
現在のサンプリングデータSi+ 1 と1つ前のサンプリン
グデータSi とを用いてゼロクロス点と現在のサンプリ
ング点Ri+1 との位相間隔すなわち現在の瞬時位相Pを
第(15)式のようにして求める。
【0043】次に、1つ前のサンプリング点Ri の直
前、すなわち1つ前のサンプリング点Ri と2つ前のサ
ンプリング点Ri-1 との間にゼロクロス点が存在するか
否かを判定する。ゼロクロス点が存在する場合には1つ
前の位相Pi と少なくとも2つ以上前のサンプリング点
の位相Pi-j とを用いて現在のサンプリング点Ri+1
1つ前のサンプリング点Ri との位相間隔の予測値Pd
i+1 を第(16)式で求める。ゼロクロス点が存在しな
かった場合は、現在のサンプリング点Ri+1 と1つ前の
サンプリング点Ri との位相間隔の予測値Pdi+1 は、
第(17)式に示すように、1つ前のサンプリング点R
i と2つ前のサンプリング点Ri-1 との位相間隔の予測
値Pdi に同値とする。
【0044】上述のようにして求められた位相間隔の予
測値Pdi+1 と1つ前の位相Pi を用いて現在の位相の
予測値Pi+1 ′を第(18)式で求める。現在のサンプ
リング点Ri+1 の直前、すなわち現在のサンプリング点
i+1 と1つ前のサンプリング点Ri との間にゼロクロ
ス点が存在する場合には、このようにして求めた現在の
位相の予測値Pi+1 ′と前述の現在の瞬時位相Pにより
現在の位相の予測誤差Xを第(19)式のようにして求
める。ディジタルフィルタによって、現在の位相の予測
誤差Xは帯域制限された現在の位相の帯域制限予測誤差
Yに変換される。ディジタルフィルタのz伝達関数をH
(z)とすれば、現在の位相の帯域制限予測誤差Yは第
(20)式のようにして求めることができる。なお、X
(z)、Y(z)は、それぞれの現在の位相の予測誤差
Xのz変換、現在の位相の帯域制限予測誤差Yのz変換
を表し、z-1はゼロクロス点間隔に相当する時間の遅れ
を表している。第(20)式で求めた現在の位相の帯域
制限予測誤差Yと前述の現在の位相の予測値Pi+1 ′と
を用いて、現在の位相Pi+1 を第(21)式のようにし
て求める。
【0045】一方、現在のサンプリング点Ri+1 の直前
にゼロクロス点が存在しなかった場合には、第(22)
式のようにして現在の位相の予測値Pi+1 ′をそのまま
現在の位相Pi+1 とする。
【0046】上述のようにして求めた現在の瞬時位相
P、現在の位相Pi+1 、1つ前の位相Pi とクロック抽
出条件、データ判定条件に基づいてデータ検出クロック
およびディジタルデータを検出する。クロック抽出条
件、データ判定条件は、特願平3−330423号で示
されている方法と同じで第(23)式から第(26)式
のようになる。
【0047】
【数4】
【0048】従来例と本実施例について、磁気テープ記
録再生装置にて検出したディジタルデータの1シンボル
(変調前における8ビット、または変調後すなわち磁気
テープ上における10ビット)あたりの誤り率(Sym
bol Error Rate、以下SERと称する)
を実測した結果を図4に示す。なお、変調方式はDAT
(ディジタル・オーディオ・テープレコーダ)で用いら
れている8/10変調、ワウフラッタは約1.2%、上
述の係数K、Lは従来例と本実施例ともにK=1/2、
L=1/8とし、ディジタル受信信号をチャネルビット
レートの2倍でサンプリングしている。また、本実施例
における図1のディジタルフィルタ回路8には図2に示
したFIRフィルタ回路を用い、フィルタ係数A0 =8
/13、A1 =4/13、A2 =1/13とした。
【0049】磁気テープ記録再生装置の信頼性を確保で
きる最大SER=10-3を満たすためには、従来例の場
合に約28.5dBのSNRが必要である。一方本実施
例の場合には約26dBのSNRで十分である。すなわ
ち本実施例は約2.5dBのSNR改善効果がある。し
たがって、この発明の方法を用いることにより、従来の
方法よりディジタル受信信号から検出したディジタルデ
ータの誤りを少なくすることができる。
【0050】なお、前述の説明は、入力は1チャネルの
場合であったが、入力が多チャネルの場合にも、たとえ
ばhチャネルの場合には各チャネルの受信信号を互いに
ずれたタイミングでサンプリングし、Mビット並列遅延
回路2、Iビット並列遅延回路12、19、102、1
04、1ビット並列遅延回路18、Iビットj段並列遅
延回路13、およびHビット並列遅延回路203の段数
をh倍にすることで対応できる。
【0051】
【発明の効果】この発明によれば、ワウフラッタによる
変動にのみ追従し、ノイズの影響を受けにくいことによ
り、従来よりも劣化したSNRおいてもデータ誤りが少
なくなることができるディジタルデータ検出器を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるディジタルデータ検
出器のブロック構成図である。
【図2】この発明の一実施例によるディジタルフィルタ
回路の一具体例のブロック構成図である。
【図3】この発明の一実施例によるディジタルフィルタ
回路の他の具体例のブロック構成図である。
【図4】従来例と本実施例とのSNRに対するSERの
実測値を示す図である。
【図5】ディジタル受信信号にノイズおよびワウフラッ
タが存在することによって瞬時位相Pが変動することを
示す模式図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 Mビット並列遅延回路 3,4 絶対値算出回路 5 演算回路 6 EXORゲート 7,14 減算回路 8 ディジタルフィルタ回路 9,15,105,106,107,204,205,
206 係数回路 10,17,101,103,202 選択回路 11,16,20,108,201,207 加算回路 12,19,102,104 Iビット並列遅延回路 13 Iビットj段並列遅延回路 18 1ビット遅延回路 21 データ検出クロック検出回路 22 データ検出回路 203 Hビット並列遅延回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル受信信号をチャネルビットレ
    ートのm倍の周波数(m>1)でサンプリングするサン
    プリングデータ検出手段と、 前記サンプリングデータ検出手段によって検出されたサ
    ンプリングデータに応じて、前記ディジタル受信信号が
    基準レベルと交差する点と現在のサンプリング点Ri+1
    との位相間隔Pを算出する位相間隔算出手段と、 前記ディジタル受信信号が基準レベルと交差する点の位
    置を検出する基準レベル交差検出手段と、 前記現在のサンプリング点Ri+1 の1つ前のサンプリン
    グ点Ri の位相Pi と前記現在のサンプリング点Ri+1
    の少なくとも2つ以上前のサンプリング点Ri- j の位相
    i-j (jは自然数)と、前記基準レベル交差検出手段
    によって検出された前記ディジタル受信信号が前記基準
    レベルと交差する点の位置に応じて、現在のサンプリン
    グ点Ri+1 とその1つ前のサンプリング点Ri との位相
    間隔の予想値Pdi+1 を算出する位相間隔予測値算出手
    段と、 前記1つ前のサンプリング点Ri の位相Pi と、前記位
    相間隔算出手段によって算出された位相間隔Pと、前記
    位相間隔予測値算出手段によって算出された位相間隔の
    予測値Pdi+1 と、前記基準レベル交差検出手段よって
    検出された前記ディジタル受信信号が基準レベルと交差
    する点の位置に応じて、前記1つ前のサンプリング点R
    i の位相Pi と前記位相間隔の予測値Pdi+1 の和であ
    る現在の予測値Pi+1 ′を算出し、前記位相間隔Pと前
    記現在の位相の予測値Pi+1 ′との差である現在の位相
    の予測誤差Xを周波数帯域制限した現在の位相の帯域制
    限予測誤差Yを算出し、前記現在の位相の予測値
    i+1 ′と前記現在の位相の帯域制限予測誤差Yから現
    在の位相Pi+1 を算出する位相算出手段と、 前記位相算出手段よって算出された各サンプリング点の
    位相に応じて、前記ディジタル受信信号に同期するデー
    タ検出クロックを検出するデータ検出クロック検出手段
    と、 前記位相間隔算出手段によって算出された前記ディジタ
    ル受信信号が前記基準レベルと交差する点と現在のサン
    プリング点Ri+1 との位相間隔Pと、前記位相算出手段
    によって算出された前記現在の位相Pi+1 と、前記サン
    プリングデータ検出手段によって検出された前記サンプ
    リングデータに応じて、前記ディジタル受信信号よりデ
    ィジタルデータを検出するデータ検出手段とを備えた、
    ディジタルデータ検出器。
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