JP2917191B2 - ディジタル信号再生装置 - Google Patents

ディジタル信号再生装置

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JP2917191B2 JP2563493A JP2563493A JP2917191B2 JP 2917191 B2 JP2917191 B2 JP 2917191B2 JP 2563493 A JP2563493 A JP 2563493A JP 2563493 A JP2563493 A JP 2563493A JP 2917191 B2 JP2917191 B2 JP 2917191B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号再生装置
に係わり、特に、再生信号をディジタル信号に変換する
復号回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル情報信号を磁気テープに記録
する際には、磁気テープの特性と情報データの伝送レー
トに合わせた変調が施される。近年、大量のデータを磁
気テープに記録する変調方式として、パーシャルレスポ
ンス(以下、PRという)検出処理が注目されており、
このPR検出処理をディジタルVTRに応用する技術に
ついても、従来より提案されている。
【0003】PR検出処理をディジタルVTRに応用し
た例を紹介したものとしては、テレビジョン学会誌、第
45巻、第12号、第1511頁〜第1514頁に記載
のものがある。この公知例は、VTRの画像信号をディ
ジタル信号に変換して誤り訂正符号を付加し、PR検出
のためのプリコーディングを施して磁気テープに記録
し、再生時は、PR検出処理を行ない、3値判定やビタ
ビ復号を行なうことによって再生信号よりディジタル信
号を得ると言うものである。この公知例にも記載されて
いるように、PR検出処理は、磁気テープへの記録再生
の際に発生する符号間干渉を積極的に利用したものであ
り、直流成分がなく低周波数成分が少ない、ブロッ
ク符号変調と比較してS/Nが良い、3値判定にな
る、ビタビ復号が可能であるといった磁気記録に好適
な特徴を有している。
【0004】図11は、PR検出信号のアイパターンを
模式的に例示したもので、本例では、4種程度のデータ
パターンで構成されるPR検出信号のアイパターンを示
している。このように、4種程度のデータパターンで様
々な波形パターンが得られる。PR検出処理を行なった
データの識別は、データ識別点において3値検出を行な
うが、図11に示すように、PR検出処理のデータサン
プルタイミングを最適位置SPに設定すると、ディジタ
ルデータの値は、図11に黒丸印で表示するように、
“+1”,“0”,“−1”の3値に限定される。実際
の復号では、これを利用し、かつノイズが加わることも
考慮して、±0.5を基準レベルとしている。この基準
レベルを基にした最も単純な復号方法としては、+0.
5〜−0.5までを“0”、+0.5以上を“+1”、
−0.5以下を“−1”としてデータを復号している。
この復号方法によれば、±0.5までのレベルのノイズ
がある場合にも、データを正しく復号できるマージンが
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、磁気テープ
を記録再生する上では、様々な要因でレベル変動が発生
する。例えば、磁気テープの製造メーカーや種類によっ
ても再生されるレベルは若干異なるので、基準レベルを
一定にすると、常に最良のエラーレートを得ることがで
きない。また、磁気テープの表面には微細であるが歪み
や凹凸があり、これによってもレベル変動が発生する。
これは、磁気テープ表面の歪みや凹凸により記録再生時
に磁気ヘッドと磁気テープとの間にスペーシングロスが
発生するためである。磁気テープ表面の歪みや凹凸に起
因するレベル変動は僅少であり、記録密度が低い時は問
題とならないが、ディジタルVTRのように高密度記録
再生を行なう場合には問題となる。
【0006】図12(a),(b)は、図11のサンプ
ルタイミングSPでサンプルしたレベルのばらつきを時
間軸に関して表した散布図である。これらの図に示され
るように、前記した種々の原因によって発生するノイズ
により、磁気テープの再生時には、それぞれ0,+1,
−1のレベルを中心としてサンプルしたレベルがある程
度の幅をもって分布する。図12(a)はレベル変動の
無いデータの分布を示しており、この場合には、基準レ
ベルを±0.5とすることで、復号時に最良のエラーレ
ートを得ることができる。ところが、図12(b)に示
すように、レベル変動がある場合には、基準レベルを±
0.5に固定するとマージンが無くなり、図3(b)の
中央付近のようにレベルの分布が0.5を超えた場合に
は、+1又は−1となるはずのデータが基準レベルを割
り込んでしまい、誤りが発生する。また、サンプルした
レベルの分布が基準レベルを割り込まない場合であって
も、マージンが減少することからS/Nが劣化し、エラ
ーレートが悪化する。特に、ビタビ復号を行なう場合に
おいては、最良のエラーレート改善効果が得られるのは
基準レベルに対するA/D変換レベルが正規分布となる
ときであるので、A/D変換レベルが変動しレベルの分
布が偏ると、演算誤差となり、充分なエラーレートの改
善効果が得られなくなる。
【0007】このようにA/D変換レベルが変動する
と、エラーレートを悪化させ、画質や音質を劣化させる
ので、特にディジタルVTRのように高密度記録再生を
行なうシステムにおいては、レベル変動を解消もしくは
低減する技術の開発が求められている。
【0008】本発明は、かかる技術的課題を解決するた
めになされたものであって、その目的は、画質や音質が
良好なディジタルVTR等のディジタル信号再生装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、再生アナログ信号をディジタルデータ
に変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路にて得
られたディジタルデータを基準レベルにより3値検出し
復号する復号回路とを備えたディジタル信号再生装置
において、前記復号回路に設定される3値検出のための
基準レベルを前記A/D変換回路にて得られたディジタ
ルデータのレベルに応じて制御する基準レベル制御回路
を設けるという構成にした。
【0010】
【作用】基準レベル信号は、例えばA/D変換回路にて
得られたディジタルデータのレベル検出を行ない、検出
された当該ディジタルデータのレベルの平均値を演算す
ることによって求めることができる。また、求められた
基準レベル信号によって復号回路に設定される3値検出
のための基準レベルを制御すれば、ディジタルデータの
レベルに応じて復号回路の基準レベルを可変にすること
ができる。したがって、再生時にディジタルデータのレ
ベル変動が発生しても、これに応じて基準レベルを追従
させることができるので、常に最適な基準レベルを得る
ことができ、良好なエラーレートを得ることができる。
【0011】
【実施例】図1は、実施例に係るディジタル信号再生装
置の要部構成図であって、この図に示すように、本例の
ディジタル信号再生装置には、再生信号入力端子1と、
A/D変換回路2と、基準レベル制御回路3と、復号回
路4と、データ出力端子5とが備えられている。以下、
本例のディジタル信号再生装置の動作について説明する
と、図示しない磁気テープから再生された信号は、波形
等化処理及びPR検出処理が施された後に、再生信号入
力端子1を経てA/D変換回路2に入力する。A/D変
換回路2では、波形等化された信号から再生したクロッ
クのタイミングで、再生信号をディジタルデータに変換
する。変換したディジタルデータは、基準レベル制御回
路3と復号回路4に出力する。基準レベル制御回路3で
は、A/D変換したディジタルデータを用いて、復号回
路4においてディジタルデータを復号する際に基準とな
る基準レベルの制御を行なう。
【0012】次に、基準レベル制御回路3の構成例及び
その動作を、図2に基づいて説明する。本例の基準レベ
ル制御回路3は、ディジタルデータ入力端子40と、レ
ベル検出回路41と、平均値演算回路42と、基準レベ
ル出力端子43とから構成されている。A/D変換回路
2で変換されたディジタルデータは、ディジタルデータ
入力端子40を経てレベル検出回路41に入力される。
レベル検出回路41では、入力されたディジタルデータ
が予め定められた一定範囲のレベル内にあるかどうかを
判断し、一定範囲内のレベルのディジタルデータなら
ば、その絶対値を平均値演算回路42に出力する。平均
値演算回路42では、入力されたディジタルデータを演
算して平均値を求め、得られた平均値より基準レベルを
求める。
【0013】前記レベル検出回路41に設定されるレベ
ル範囲は、図3に示すディジタルデータのレベル分布を
参照して決めることができる。なお図3は、前出の図1
2に示したディジタルデータのレベル分布を、横軸がデ
ィジタルデータのレベル、縦軸がレベルの度数のグラフ
にプロットして、データのレベル分布を表したものであ
る。すなわち、前記レベル検出回路41の設定範囲は、
図3に示される+1レベル及び−1レベルの度数のピー
クがその範囲の中に入るように、また、このピークのレ
ベル変動変動分を考慮して設定できる。このようにする
と、ディジタルデータのレベル変動が発生しても、度数
のピークが演算する範囲に入るので、平均値演算回路4
2で誤差の少ない基準レベルを求めることができる。
【0014】図4は平均値演算回路42の一例を示した
ものであり、次にこの動作について説明する。図4に示
すように、本例の平均値演算回路42は、ディジタルデ
ータ入力端子60と、シフトレジスタ61と、演算回路
62と、1/2演算回路63と、基準レベル出力端子6
4とから構成されている。なお、前記シフトレジスタ6
1としては、FIFOタイプのメモリを用いることもで
きる。+1レベル又は−1レベルと判定され、絶対値と
なったディジタルデータは、段数nのシフトレジスタ6
1に入力されて記憶される。シフトレジスタ61では、
順次ディジタルデータを記憶していき最も新しい入力デ
ィジタルデータ(最新データ)とシフトレジスタ61の
中で最も古い(n段目の)ディジタルデータ(最古デー
タ)を演算回路62へ出力する。演算回路62では、最
古データを減算し、最新データを加算して合計を求め、
その合計をシフトレジスタ61の段数nで除算して平均
値を求めて、1/2演算回路63に出力する。ここで、
シフトレジスタ61の段数を16,32等の2のn乗と
すると、平均値を求める際にビットシフトを行なうだけ
でよいので演算回路を大幅に低減できる。1/2演算回
路63では、演算回路62で求めた平均値を1/2する
ことによって基準レベルを求め、基準レベル出力端子6
4から基準レベルを出力する。
【0015】図5は、サンプルタイミングSPでサンプ
ルしたディジタルデータのレベル分布(図12参照)と
前記演算回路62にて得られる平均値との関係を示す図
であって、前記演算回路62においては、シフトレジス
タ61の段数nで決まる各演算範囲ごとの平均値が演算
され、1データ毎にシフトした平均値が求められる。シ
フトレジスタ61の段数nすなわち演算範囲の大きさ
は、ノイズによる変動分を吸収し、レベル変動特性を失
わない範囲に設定される。本例の演算回路62によれ
ば、少ない回路規模で1データ毎にシフトした平均値を
求めることができる。図6は、サンプルタイミングSP
でサンプルしたディジタルデータのレベル分布と1/2
演算回路63で求められる基準レベルとの関係を示す図
であって、前記演算回路62にて得られた平均値の1/
2を基準レベルとしているので、ディジタルデータのレ
ベル分布が偏った場合にも、ディジタルデータのレベル
が基準レベルを割り込むということがない。
【0016】したがって、この平均値演算回路42の出
力信号によって復号回路4の基準レベルを可変に制御す
ると、ディジタルデータのレベル変動に追従して復号回
路4の基準レベルが常に最適に制御されるので、ノイズ
の影響によってディジタルデータのレベル分布が偏った
場合にも常にマージンを確保でき、良好なエラーレート
を得られる。また、復号にビタビ復号を行なう場合は、
レベル変動による演算誤差を低減することができるの
で、更に大きなエラーレートの改善効果を得られる。
【0017】次に、基準レベル制御回路3の他の実施例
を、図7に基づいて説明する。図7に示すように、本例
の基準レベル制御回路3は、ディジタルデータ入力端子
90と、初期復号回路91と、平均値演算回路92と、
基準レベル出力端子93とから構成されている。前出の
図2の基準レベル制御回路とは、平均値演算回路に入力
するディジタルデータの選別方法が異なる。図7の基準
レベル制御回路では、初期復号回路91によりその時の
基準レベルを用いて復号することにより、ディジタルデ
ータが±1のデータであるか0のデータであるかを判別
して、±1のディジタルデータのみを絶対値に変換して
平均値演算回路92に出力する。この様な処理を施すこ
とによって、かなり大きなレベル変動も追従することが
できる。この時の復号方法としては、単純には+0.5
〜−0.5までを”0”、+0.5以上を”+1”、−
0.5以下を”−1”とする復号でもよいが、ビタビ復
号を用いてもよい。平均値演算回路92については、図
4に示した回路と同様な構成で実現できる。
【0018】次に、基準レベル制御回路3のさらに他の
実施例を、図8〜図10に基づいて説明する。図8に示
すように、本例の基準レベル制御回路3は、ディジタル
データ入力端子100と、初期復号回路101と、ピー
ク値演算回路102と、基準レベル出力端子103とか
ら構成されている。ピーク値演算回路102は、図9に
示すように、ディジタルデータ入力端子110と、最小
値検出回路111と、最大値検出回路112と、演算回
路113と、基準レベル出力端子114とから構成され
ている。本例の基準レベル制御回路3は、図7の基準レ
ベル制御回路とは、基準レベルを求める方法が異なる。
すなわち、ディジタルデータ入力端子110から入力さ
れたディジタルデータは、最大値検出回路111と最小
値検出回路112に入力されて、図10のように決めら
れた検出範囲で最大値と最小値を検出する。検出した最
大値と最小値は、演算回路113に入力されて加算した
後、1/4して基準レベルを求め、基準レベル出力端子
114から基準レベルを出力する。以上のように基準レ
ベルを制御した様子を図10に示す。同図から明らかな
ように、本例の基準レベル制御回路3は、検出範囲内で
最大値と最小値を検出することにより平均化したレベル
を求め、基準レベルを制御する。検出範囲は、レベル変
動成分が無くならない範囲で、かつ、最大値と最小値が
大きくバラつかない程度に設定される。初期復号回路1
01については、図7に示した回路と同様の回路を用い
ることができる。以上のように、図8の実施例は、シフ
トレジスタなどの記憶回路が必要無いので、回路規模を
小さくすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば磁
気テープの種類やテープ表面の歪み、それにテープ表面
の凸凹等によって発生する再生信号のレベル変動から生
じるエラーレートの劣化を、再生信号から基準レベルを
求めることにより、基準レベルを再生信号に追従するよ
うに制御することができるので、エラーレートの劣化を
防ぐことができる。特に、復号にビタビ復号を用いる場
合は、再生信号と基準レベルの関係を一定にすることが
できるので、ビタビ復号によるエラーレートの改善効果
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るディジタル信号再生装置のブロッ
ク図である。
【図2】基準レベル制御回路の第1例を示すブロック図
である。
【図3】PR検出処理信号のデータ分布を示す度数分布
図である。
【図4】平均値演算回路の構成及び動作を示すブロック
図である。
【図5】平均値演算回路の動作のようすを説明する図で
ある。
【図6】平均値演算回路の動作のようすを説明する図で
ある。
【図7】基準レベル制御回路の第2例を示すブロック図
である。
【図8】基準レベル制御回路の第3例を示すブロック図
である。
【図9】ピーク値演算回路の動作を示すブロック図であ
る。
【図10】ピーク値演算回路の動作のようすを説明する
図である。
【図11】PR検出信号のアイパターンの模式図であ
る。
【図12】PR検出処理信号のデータ分布を示す散布図
である。
【符号の説明】
2 A/D変換回路 3 A/D変換回路 4 復号回路 41 レベル検出回路 42,91 平均値演算回路 61 シフトレジスタ 62,113 演算回路 91,101 初期復号回路 102 ピーク値演算回路 111 最大値検出回路 112 最小値検出回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 再生アナログ信号をディジタルデータに
    変換するA/D変換回路と、該A/D変換回路にて得ら
    れたディジタルデータを基準レベルにより3値検出して
    復号する復号回路とを備えたディジタル信号再生装置に
    おいて、前記復号回路に設定される3値検出のための基
    準レベルを前記A/D変換回路にて得られたディジタル
    データのレベルに応じて制御する基準レベル制御回路を
    設けたことを特徴とするディジタル信号再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記基準レベル制御
    回路が、一定範囲内のディジタルデータのレベルを検出
    するレベル検出回路と、当該一定範囲内のディジタルデ
    ータのレベルを平均化し、前記ディジタルデータのレベ
    ルに応じた基準レベル信号を出力する平均値演算回路と
    から構成されていることを特徴とするディジタル信号再
    生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記基準レベル制御
    回路が、ディジタルデータを当該ディジタルデータ入力
    時の基準レベルを用いて復号する初期復号回路と、該初
    期復号回路により当該ディジタルデータ入力時の基準レ
    ベルを満たすと判断された復数のディジタルデータのレ
    ベルを平均化し、前記復号回路の基準レベルを制御する
    平均値演算回路とから構成されていることを特徴とする
    ディジタル信号再生装置。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記基準レベル制御
    回路が、ディジタルデータを当該ディジタルデータ入力
    時の基準レベルを用いて復号する前記初期復号回路と、
    該初期復号回路により当該ディジタルデータ入力時の基
    準レベルを満たすと判断された復数のディジタルデータ
    のレベルよりピークレベルを検出し、前記復号回路の基
    準レベルを制御するピーク値演算回路とから構成されて
    いることを特徴とするディジタル信号再生装置。
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