JP3146609B2 - 自動等化回路 - Google Patents

自動等化回路

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JP3146609B2
JP3146609B2 JP08855492A JP8855492A JP3146609B2 JP 3146609 B2 JP3146609 B2 JP 3146609B2 JP 08855492 A JP08855492 A JP 08855492A JP 8855492 A JP8855492 A JP 8855492A JP 3146609 B2 JP3146609 B2 JP 3146609B2
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

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データ通信や
記録装置で復調に用いられる等化器の、タップ係数を入
力信号の歪にあわせて自動的に補正し、アナログ回路で
実現可能な自動等化回路を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】タップ係数Cj(j=0,・・・,n)の
トランスバーサルフィルタに入力系列{ak}を加えた
ときの出力rkは、(数1)のようになる。
【0003】
【数1】
【0004】次に、フィルタ出力rkと理想出力skの近
似の良さを表す評価関数として、両者の2乗平均誤差を
求める。平均操作をE[・]として(数2)のようにな
る。
【0005】
【数2】
【0006】最大傾斜法によれば、タップ係数を最適値
に近づけるには、(数3)にしたがって係数を更新すれ
ば良い。
【0007】
【数3】
【0008】dD/dCjは(数2)を用いて、次のよ
うになる。
【0009】
【数4】
【0010】よって、(数3)は
【0011】
【数5】
【0012】となる。3タップトランスバーサルフィル
タに(数5)を適応したものを図6に示す。図6におい
て、401,402は遅延素子、403,404,40
5は係数乗算器、406は加算器、407は比較器、4
09は引算器、410,411,412は乗算器、41
3,414,415は積算器である。
【0013】入力信号は遅延素子401,402と係数
乗算器403,404,405と加算器406により構
成されるトランスバーサルフィルタを通過した後、比較
器407によって検出点での参照値skを求め、引算器
409によりトランスバーサルフィルタ出力rkと上記
参照値skとの誤差ekを求める。
【0014】この誤差と遅延線出力との積ek・ak-j
乗算器410,411,412によって求め、積算器4
13,414,415で積算し、適当な係数がかけられ
たものを増分として、タップ係数Cjを更新する。
【0015】上記操作を何回も繰り返すことにより、誤
差が減少する方向にタップ係数が変化し、トランスバー
サルフィルタより等化された出力を得ることができる
(参考文献:電子通信学会「ディジタル信号処理」,1
1.適応ディジタル信号処理と自動等化)。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では参照値skは比較器407によって求めるた
め、検出点でのみ有効な値になる。そのため検出点タイ
ミング用のPLLクロックによって、系全体の動作を制
御する必要がある。この検出点タイミングで係数更新を
行う回路系はディジタル回路でしか実現できず、ハード
ウェア規模の増大をまねいている。また、検出点タイミ
ングでのみ係数更新を行うため、全時間で係数更新を行
うよりも係数の収束が遅いという問題点を有していた。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の自動等化回路では、3値のパーシャルレスポ
ンス波形のNタップのトランスバーサルフィルタの出力
を入力とする第1および第2の比較回路と、前記第1の
比較回路と第2の比較回路の出力を加算する加算器と、
前記加算器の出力を入力とし、基準波形を出力する第1
のローパスフィルタと、第1のローパスフィルタの出力
と前記トランスバーサルフィルタの出力の差を求める引
算器と、前記引算器の出力とトランスバーサルフィルタ
の各段の出力をかけ算するN個の乗算器と、前記N個の
乗算器の出力をそれぞれ平滑するN個の第2のローパス
フィルタと、前記N個の第2のローパスフィルタの出力
をそれぞれの入力とするN個の積分器とにより構成さ
れ、前記N個の積分器の出力を前記Nタップのトランス
バーサルフィルタの各段のタップ係数とし、前記第1お
よび第2の比較回路はそれぞれ、前記トランスバーサル
フィルタの出力を入力とする第1の比較器と、前記トラ
ンスバーサルフィルタの出力を入力とし、入力信号のビ
ット反転間隔Tに等しい遅延時間を有する遅延素子と、
前記遅延素子の出力を入力とする第2の比較器と、前記
第2の比較器の出力をリセット入力、前記第1の比較器
の出力をセット入力とするRSフリップフロップと、前
記RSフリップフロップの出力と前記第1の比較器の出
力との差を求める引算器と、前記引算器の出力を入力と
する積分器と、前記積分器の出力を入力とするローパス
フィルタとにより構成され、前記ローパスフィルタの出
力を前記第1の比較器と前記第2の比較器のしきい値と
し、前記それぞれの第1の比較器の入力を前記第1およ
び第2の比較回路の入力とし、前記それぞれの第1の比
較器の出力を前記第1および第2の比較回路の出力と
るものである。
【0018】
【作用】上記手段を用いて構成される本発明の自動等化
回路は、すべてアナログ回路で実現することが可能であ
り、従来のディジタル自動等化回路より少ないハードウ
ェアで実現できる。また、全時間で係数更新を行うた
め、検出点でのみ係数更新を行う従来のディジタル自動
等化回路よりも係数の収束がはやい。
【0019】
【実施例】本発明における自動等化回路の前提技術を実
施例として図1,図2を用いて説明する。まず図1は3
タップトランスバ−サルフィルタに本発明を適用したも
のである。図1は、アナログ回路で構成するために、図
6に示したディジタル回路からなる従来の自動等化回路
をアナログ回路に置き換えるとともに、ローパスフィル
タ108を追加し、積算器413,414,415を、
ローパスフィルタ113,114,115と積分器11
6,117,118に置き換えたものになっている。
【0020】図2を用いて図1の動作を説明する。図2
の(1)は3タップトランスバーサルフィルタを構成す
る101〜106の最終段の加算器106の出力、図2
の(2)は次段のコンパレータ107の出力である。図
2の(3)は後段のローパスフィルタ108の出力であ
り、コンパレータ107の出力パルス幅が信号のビット
反転間隔に等しくなるようにコンパレータ107のしき
い値を設定し、ローパスフィルタ108を以下に述べる
ように設計することによって理想的な信号波形となる。
【0021】コンパレータ107の出力の低い領域の周
波数特性は、信号の変調規則によって定まる周波数特性
に等しく、高い領域の周波数特性は、信号のビット反転
間隔に相当する周波数の整数倍の周波数で0になり、そ
の周波数の手前の領域では直線的に減少する周波数特性
になる。よって、ローパスフィルタ108で信号のビッ
ト反転間隔に相当する周波数以上を除けば、その出力は
ロールオフファクター1の波形に等しくなる。また、ロ
ーパスフィルタ108で、上述のカットオフ手前の領域
の減衰の傾きを制御することで任意のロールオフファク
ターの波形に等しい出力を得ることができる。
【0022】このようにすれば、検出点のみでなく全て
のタイミングでトランスバーサルフィルタの出力とリフ
ァレンスとして作成したコンパレータ107およびロー
パスフィルタ108の出力とを比較することができる。
これにより、比較器および、それに続く乗算器、ローパ
スフィルタを連続時間で動作するアナログ回路で構成す
ることができ、従来例に示したようなディジタル回路で
構成したものよりも回路規模を小さくすることができ
る。
【0023】また、全てのタイミングで誤差信号を得
て、タップ係数の更新を行うことができるため、タップ
係数の収束もはやくなる。
【0024】次に、本発明の第2の実施例を図3,図4
を用いて説明する。トランスバーサルフィルタの出力が
3値のパーシャルレスポンスの場合、その波形は図4
(1)に示すように、プラス側のピークとマイナス側の
ピークを持つ。この場合の回路は、前記トランスバーサ
ルフィルタの出力を、プラス側のしきい値を持ちプラス
側の方形波を出力するコンパレータと、マイナス側のし
きい値を持ちマイナス側の方形波を出力するコンパレー
タの両方に通し、それらの出力を加算して、ローパスフ
ィルタを通すことによって基準波形を作成する構成をと
ればよい。なお、コンパレータの出力パルスのパルス幅
や、ローパスフィルタの周波数特性は第1の実施例に述
べた方法で設計する。
【0025】図3は図1に遅延素子219、コンパレー
タ228、加算器227、波線で囲んだ回路ブロック2
26,229を加えたものである。201〜206によ
って構成されるトランスバーサルフィルタの出力を、プ
ラス側のしきい値をもつコンパレータ207と、マイナ
ス側のしきい値を持つコンパレータ228に入力し、両
方の出力を加算器227によって加算した後、ローパス
フィルタ208を通すことによって基準波形を得てい
る。
【0026】また、回路ブロック226,229は入力
信号の振幅が変化してもコンパレータ207,228の
しきい値を最適に保つものである。
【0027】プラス側のコンパレータ207のしきい値
を最適に保つ回路ブロック226の動作を図4を用いて
説明する。図4において、(1)が201〜206によ
って構成される3タップトランスバーサルフィルタの出
力とすると、時間Tの遅延量を持つ遅延素子219の出
力は(2)となる。図中破線で示したしきい値で打ち抜
いて、コンパレータ207の出力が(3)、コンパレー
タ220の出力が(4)となり、その後段のRSフリッ
プフロップ221の出力は(5)となる。このRSフリ
ップフロップ221とコンパレータ207の差をとる減
算器222の出力は(6)のように、コンパレータ20
7の出力(3)のパルス幅がTより広ければ、Tとの差
のパルス幅を持つ正のパルスになり、Tより狭ければ、
Tとの差のパルス幅を持つ負のパルスになる。これを積
分器223に通した出力が(7)であり、ローパスフィ
ルタ224を通して、コンパレータ207,220のし
きい値に用いれば、出力のパルス幅がTより広い場合、
その分しきい値が大きくなるためパルス幅は減少し、出
力のパルス幅がTより狭い場合、その分しきい値が小さ
くなるためパルス幅は増加する。
【0028】また、マイナス側のコンパレータ228の
しきい値を最適に保つ回路ブロック229も同一構成で
同一動作である。
【0029】このようにして、入力信号の振幅が変化し
てもコンパレータの出力パルス幅は自動的にTに保た
れ、第1の実施例に述べたローパスフィルタ208との
組み合わせで理想的な基準波形を得ることができる。
【0030】次に、本発明の第3の実施例を図5を用い
て説明する。図5は図3に加算器330を追加したもの
である。(1,0,−1)のパーシャルレスポンス系列
は復調に1+Dのデコーダを必要とする。これは元の信
号とそれを信号のビット反転間隔と同じ時間だけ遅らせ
た信号を加算するものであり、図5では遅延素子319
と加算器330で構成している。遅延素子319を第2
の実施例で述べた遅延素子219と兼用することによっ
て、回路規模の減少をはかることができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明の自動等化回路は、
比較器とローパスフィルタの最適な組み合わせによって
全時間で有効な値を持つ基準波形を作る。このため、全
てアナログ回路で実現することが可能であり、従来のデ
ィジタル自動等化回路より少ないハードウェアで実現で
きる。また、全時間で係数更新を行うため、検出点での
み係数更新を行う従来のディジタル自動等化回路よりも
係数の収束がはやい。
【0032】また、入力信号の振幅が変化しても、比較
器のスライスレベルを最適に保つことによって、比較器
出力のパルス幅を一定に保ち、常に理想的な基準波形を
得ることができる。
【0033】更に、(1,0,−1)のパーシャルレス
ポンス系列の復調に用いられる1+Dのデコーダの遅延
素子を他の回路と兼用することによって、回路規模を減
少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における自動等化回路の
構成を示すブロック図
【図2】同第1の実施例の動作を説明するための波形図
【図3】本発明の第2の実施例における自動等化回路の
構成を示すブロック図
【図4】同第2の実施例の動作を説明するための波形図
【図5】本発明の第3の実施例における自動等化回路の
構成を示すブロック図
【図6】従来の自動等化回路の構成を示すブロック図
【符号の説明】
101,102,201,202,219,319 遅
延素子 103〜105,203〜205 係数器 106,206,227,330 加算器 107,207,220,228 コンパレータ 108,113〜115,208,213〜215,2
24 ローパスフィルタ 109,209,222 引算器 110〜112,210〜212 乗算器 116〜118,216〜218,223 積分器 221 RSフリップフロップ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−216480(JP,A) 特開 昭55−132174(JP,A) 特開 昭55−125777(JP,A) 特開 昭59−218051(JP,A) 特開 昭59−22426(JP,A) 特開 平2−170613(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 21/00 G11B 5/035 G11B 20/10 321 H04B 3/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Nタップのトランスバーサルフィルタの
    出力が3値のパーシャルレスポンス波形であって、 前記トランスバーサルフィルタの出力を入力とする第1
    および第2の比較回路と、 前記第1の比較回路と第2の比較回路の出力を加算する
    加算器と、 前記加算器の出力を入力とし、基準波形を出力する第1
    のローパスフィルタと、 第1のローパスフィルタの出力と前記トランスバーサル
    フィルタの出力の差を求める引算器と、 前記引算器の出力とトランスバーサルフィルタの各段の
    出力をかけ算するN個の乗算器と、 前記N個の乗算器の出力をそれぞれ平滑するN個の第2
    のローパスフィルタと、 前記N個の第2のローパスフィルタの出力をそれぞれの
    入力とするN個の積分器とにより構成され、 前記N個の積分器の出力を前記Nタップのトランスバー
    サルフィルタの各段のタップ係数とし、 前記第1および第2の比較回路はそれぞれ、前記トラン
    スバーサルフィルタの出力を入力とする第1の比較器
    と、前記トランスバーサルフィルタの出力を入力とし、
    入力信号のビット反転間隔Tに等しい遅延時間を有する
    遅延素子と、前記遅延素子の出力を入力とする第2の比
    較器と、前記第2の比較器の出力をリセット入力、前記
    第1の比較器の出力をセット入力とするRSフリップフ
    ロップと、前記RSフリップフロップの出力と前記第1
    の比較器の出力との差を求める引算器と、前記引算器の
    出力を入力とする積分器と、前記積分器の出力を入力と
    するローパスフィルタとにより構成され、前記ローパス
    フィルタの出力を前記第1の比較器と前記第2の比較器
    のしきい値とし、前記それぞれの第1の比較器の入力を
    前記第1および第2の比較回路の入力とし、前記それぞ
    れの第1の比較器の出力を前記第1および第2の比較回
    路の出力とすることを特徴とする自動等化回路
  2. 【請求項2】 Nタップのトランスバーサルフィルタの
    出力に1+Dのデコーダを接続し、前記デコーダに用い
    られる遅延素子を請求項1に記載の遅延素子と兼用する
    ことを特徴とする自動等化回路。
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