JP3038245B2 - ディジタル変調方式 - Google Patents

ディジタル変調方式

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JP3038245B2
JP3038245B2 JP3009186A JP918691A JP3038245B2 JP 3038245 B2 JP3038245 B2 JP 3038245B2 JP 3009186 A JP3009186 A JP 3009186A JP 918691 A JP918691 A JP 918691A JP 3038245 B2 JP3038245 B2 JP 3038245B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明はVTR(ビデオテープレ
コーダ)等のように、回転トランスを介してディジタル
データを高密度記録するシステムにおいて、変調後の信
号の持つ低域成分を抑圧するようにしたディジタル変調
方式に関する。
【0003】
【従来の技術】一般に、ヘリカルスキャンを行うVTR
のように、回転トランスを介して記録を行う系では、約
100KHz以下の低域成分を伝送するのが困難なた
め、出来るだけ低周波の電力スペクトルを持たない、い
わゆるDCフリーの変調方式が望ましい。
【0004】DCフリーで高記録密度を実現する変調方
式は種々提唱されている。文献(National Technical R
eport Vol.32 No.4 Aug. 1986) には、データを8ビッ
ト単位で14ビットのコードに変換する8−14変調方
式と呼ぶコード変換方式が記載されている。この方式
は、デンシティレシオが1.14と従来一般的なMFM
変調方式の1.0より高密度で、かつDCフリーとなっ
ている。従来の8−14変調方式の一例は、特開昭61
−196469号公報に記載されている。
【0005】ここで、上記8−14変調方式におけるコ
ード割当ては、CDS(Codeword Digital Sum)が
“0”の変調コードに対しては、ディジタルデータに1
対1で対応させ、CDSが“0”以外の変調コードにつ
いては、CDS値が正のグループと負のグループとに分
け、1つのディジタルデータに2つの変調コードを対応
させる。つまり、1対2で対応させるようにしている。
図4は、上記の対応関係に基づく変調コードの選択方法
を示している。図4で、DSVの極性とは、直前までの
変換で得られた記録波形の最終端の極性である。
【0006】ここで、DSV(Digital Sum Variatio
n )は、変調コード列をNRZI(Non Return to Z
ero Inverted )変換した後の波形が、H(ハイ)レベ
ルのとき“1”(正極性)とし、L(ロー)レベルのと
き“−1”(負極性)と定めた場合の積分値である。た
だし、NRZI変換の波形は、Lレベルから開始される
ものとする。また、CDSは、1つの変調コード内のD
SVである。NRZI変換では、デ―タビット“1”で
極性反転を行うため、図5に示すように同一のビットパ
ターンでも直前の波形極性で、NRZI変換後の波形は
反転し、実効的なCDSの極性は反転するので、コード
選択時はこの直前の波形極性も参照する必要がある。
【0007】図5に示すCDSとDSVの関係について
説明すると、CDSの値が正の変調コードは、直前の波
形極性が負の時DSVを増加させ、直前の波形極性が正
の時DSVを減少させる。CDSの値が負の変調コード
は、上記とは反対となり、波形極性が負の時DSVを減
少させ、波形極性が正の時DSVを増加させる。なお、
CDSの値が0の変調コードは、波形極性が正負にかか
わらずDSVを一定に保つ。
【0008】従って、変調動作は図4に示す選択方法に
従い、1対2対応のコード選択はDSVの絶対値が小さ
くなるように、直前のDSVと波形極性を参照して行
う。換言すれば、変調コードがDCフリーであるという
ことは、DSVの絶対値が常に小さくなるということで
あるため、コード変換にあたっては、直前のDSVと波
形極性とを監視し、DSVが連続して増加,減少となら
ないようコード選択を行う。
【0009】ところで、以上の方式では、DSVが零の
時は、CDSの極性を問わず、絶対値の小さい方のコー
ドを選択している。そのため、コード端でDSVが零に
なった後、次のコード端でDSVが正負どちらになるか
は一意に決まらない。
【0010】これについて、図6を参照して説明する
と、図6(a) ,(b) 共に、時刻t0 でDSVが零になっ
た後、DSVが正に滞留してt1 で再び零になる。その
後、図6(a) ではDSVは負極に振れてt2 で零に戻
り、図6(b) では再び正極に振れてt2 で零に戻ってい
る。
【0011】ここで、図6(a) ,(b) の時間軸上のDS
V変動を周波数軸に変換して考えてみる。簡単のため
に、図6(a) ,(b)をそれぞれ図7(a) ,(b) の波形に
置き換える。
【0012】図7(a) については、単一正弦波形である
ことから、式(1)で表現できる。 f(t) =Asin2π/T・t (1) 図7(b) については、式(2)のフーリエ級数展開式に
従って展開した時のa0 ,an ,bn について考えてみ
ると、 ∞ f(t) =a0/2+Σ(ancos2nπ/T・t+bnsin2nπ/T・t) (2) n=1 a0 =4a/ π (3) 0 n=2m-1 an ={ −(4/ π)・{A/(n2 -1)} n=2m m=1,2,3 (4) 偶関数であることから bn =0 (5) となる。
【0013】式(3)のa0 は直流成分を示すものであ
るから、図6(b) のようにコ―ド選択がされた時は、そ
のDSV変動に直流成分が発生することが分る。特開昭
61−120323号公報にも述べられているように、
このDSVの変動周波数は変調信号スペクトラムに現わ
れるので、図7(b) に示すようなDSV変動パタ―ンは
変調信号の直流成分となってしまう。低域成分の損失を
伴う伝送路を用いる電気機器例えばVTR等では、変調
信号の低域成分は正しく伝送されず記録・再生において
不都合なものとなる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の変
調方式では、変調信号に低域成分が発生してしまい、V
TRのような低域成分の損失を伴う伝送系では、正確な
記録・再生を行うのに不都合である。
【0015】そこで、本発明は変調信号における低域成
分の発生を抑圧できるディジタル変調方式を提供するこ
とを目的とするものである。
【0016】[発明の構成]
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のディジタ
ル変調方式は、mビットのデータコードを、該mビット
よりもビット数の多いnビットの変調コードに変換した
後、NRZI変換するもので、特定の、或いは全てのデ
ータコードに対して、NRZI変換後の変調コード内の
CDS(1つの変調コード内のDSV)が異なる2つ以
上の変調コードを対応させる一方、データコードを変調
コードの1つに1対1に対応させるべく変調コードを選
択する際には、変調コードのDSV値の変動が一定値以
内に抑えられるよう、適応的にコード選択を行うディジ
タル変調方式において、直前のDSVが零であり、DS
Vが零から非零に変化する時(即ち、次に選択できる変
調コードのCDSが非零の時)、DSVが零になる直前
のDSVの極性と逆極性方向へDSVを変化させるよう
コード選択を行うことを特徴とする。
【0018】
【作用】本発明によれば、DSVが零から非零に変化す
る時、零になる直前の極性と逆極性方向へDSVを変化
させることで、DSVの変動に直流成分が発生しないよ
うにして、変調信号の低域成分を抑圧している。
【0019】
【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
3は本発明における変調コードの選択方法を示すもので
ある。図3では、選択できるデ―タワードにCDSが零
のものが存在しないものとしている。図3において、図
4と異なる点は、変調コードの選択において、直前のD
SVが零であり、次に選択できるコードのCDSが非零
の時、DSVが零に収束する直前のDSVの極性を見る
ようにした点で、直前の波形極性が正で、零収束前のD
SVが正であれば、CDSが正の変調コードを選択し、
またこの時零収束前のDSVが負であれば、CDSが負
の変調コードを選択する。また、直前の波形極性が負
で、零収束前のDSVが正であれば、CDSが負の変調
コードを選択し、またこの時零収束前のDSVが負であ
れば、CDSが正の変調コードを選択する。直前のDS
Vが正又は負(即ち、非零)の時は、零収束前のDSV
の極性には無関係であり、図4と同様となる。以上のよ
うにして決められた図3における各変調コードの選択方
法を、それぞれルールNo.1〜8とする。
【0020】図1に本発明が適用される変調回路の一例
を示す。図1において、データ入力端11より入力され
たデータは、第1,第2のROM12,13に入力され
る。ROM12では、DSV極性判定回路17の出力で
ある直前のDSVの極性と、波形極性判定回路15の出
力と、DSVホールド回路19の出力とから、図3のル
ールに従って変調コードを選択する。DSVホールド回
路19には、DSV極性判定回路17の判定結果が入力
として供給されており、その入力がDSV非零の結果の
時は出力を新しい入力内容に更新するが、入力がDSV
零の結果となっている時は出力を更新せず零収束前のD
SVを保持するといった動作を行う。ROM13では、
ROM12と同様の入力を受けてROM12が出力する
14ビットのコードのNRZI変換後のCDS値とを出
力する一方、コード内での“1”のビット数(NRZI
変換時の極性反転回数)を2の剰余で出力する。DSV
カウント回路16は加算器161とフリップフロップ
(FF)162で構成され、ROM13の出力であるコ
ード毎のCDS値を積分してDSVを計算する。波形極
性判定回路15はEXORゲート151とフリップフロ
ップ(FF)152で構成され、ROM13の出力であ
るコード毎の“1”のビット数(極性反転回数)を2を
法として加算することにより、現在の記録波形の極性を
出力する。そして、上記のようなループ構成を持つ回路
において、ROM12から出力される14ビットのコー
ドをパラレル・シリアル変換器14でビットシリアルな
信号とした後、NRZI変換器18によりNRZI変調
を行い、出力端20に記録信号波形を得る。この記録信
号波形は図示しない記録部へ出力され、磁気テープ等の
記録媒体上に記録される。
【0021】次に、上記回路の動作を表1,2と、図2
を参照して説明する。表1,2に本実施例に使用される
変調コ―ド表を示す。このコ―ド表は、特開昭61−1
96469号公報の8−14変調方式における変調コー
ド表の一部である。このコード表においては、変調コー
ドは最後のビットが“0”であり、変調コード内でビッ
ト“1”とビット“1”の間にビット“0”が1個以上
含まれている。また、変調コード内でビット“0”の連
続は最大8個に制限し、変調コードの両端では、ビット
“0”の連続が4個以下に制限されている。従って、変
調コード列内で、ビット“1”とビット“1”の間に必
ずビット“0”が1個以上8個以下含まれている。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】図2において、図2(b) は図2(a) におけ
るDSV変化を示している。図2(a) に示すように、ま
ず、初期状態でDSVが2、記録波形(NRZI変換波
形)の極性が負、DSVホールド値(即ち、零収束前の
DSV)が正の時を考える。ここで、入力データ列とし
て“4A”,“2F”,“50”,“45”,“4
A”,“4A”(16進データ)が供給された場合につ
いて考える。データとして“4A”が入力されると、直
前のDSVが正、波形極性が負であるから、図3のルー
ルNo.2に従い、表2を参照してCDS=−2の負の変
調コードを選ぶ。その結果、DSVが0、波形極性が正
(図5の説明参照)、DSVホールド値が正となる。次
に、データとして“2F”が入力されると、このデータ
は表1に示すようにCDS=0のただ1つのデータと1
対1に対応しているので、ただ1つの変調コードを選ぶ
ことになる。その結果、DSVは零で一定、波形極性は
反転して負、DSVホールド値が正となる。次に、デー
タとして“50”が入力されると、直前のDSVが零、
波形極性が負、DSVホールド値が正であるから、図3
のルールNo.5に従い、表2を参照してCDS=−4の
負の変調コードを選ぶ。その結果、DSVが−4、波形
極性が負(図5の説明参照)、DSVホールド値が負と
なる。このようにして、入力データ列“4A”,“2
F”,“50”,“45”,“4A”,“4A”の入力
に対して、図3のルールNo.2,無し,5,8,7,6
の順でコード選択を行い、NRZI変調して出力する。
【0025】図2(b) に示すように、DSVが零から非
零に変化する時、零になる直前の極性と逆極性の方向へ
DSVを変化させることができる。これによって、DS
Vの変動周波数成分に直流成分を発生させず、変調信号
に発生する低域成分を抑圧できる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、DS
Vが零から非零に変化する時、零になる直前の極性と逆
極性の方向へDSVを変化させることができるので、D
SVの変動周波数成分に直流成分を発生させず、変調信
号に発生する低域成分を抑圧できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディジタル変調方式を適用した変調回
路の一実施例を示すブロック図。
【図2】図1の回路動作とDSVの変動を説明する説明
図。
【図3】本発明に係る変調コードの選択方法を示す説明
図。
【図4】従来の変調コードの選択方法を示す説明図。
【図5】CDSとDSVの関係を示す説明図。
【図6】従来例のDSV変動の一例を示すグラフ。
【図7】図6の波形を解析するために簡単化した波形を
示す波形図。
【符号の説明】
11 デ―タ入力端 12 ROM(コ―ド変換テ―ブル) 13 ROM(CDS極性テ―ブル) 15 波形極性判定回路 16 DSVカウント回路 17 DSV極性判定回路 18 NRZI変換器 19 DSVホ―ルド回路 20 変調信号出力端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−48848(JP,A) 特開 昭58−94114(JP,A) 特開 昭59−123343(JP,A) 特開 昭61−196469(JP,A) 特開 昭60−201728(JP,A) 特開 昭61−30818(JP,A) 特開 昭62−150568(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 mビットのデ―タコ―ドを、該mビット
    よりもビット数の多いnビットの変調コードに変換した
    後、NRZI変換するもので、特定の、或いは全てのデ
    ータコードに対して、NRZI変換後の変調コード内の
    CDS(1つの変調コード内のDSV)が異なる2つ以
    上の変調コードを対応させる一方、データコードを変調
    コードの1つに1対1に対応させるべく変調コードを選
    択する際には、変調コードのDSVの変動が一定値以内
    に抑えられるよう、適応的にコード選択を行うディジタ
    ル変調方式において、直前のDSVが零であり、次に選
    択できる変調コードのCDSが零でない時、DSVが零
    になる直前のDSVの極性と逆極性の方向へDSVを変
    化させるようコード選択を行うことを特徴とするディジ
    タル変調方式。
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