JP3612787B2 - 信号を解析及び等化する方法 - Google Patents
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- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
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- Digital Magnetic Recording (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、信号を解析及び等化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビデオレコーダ又はＣＤプレーヤの再生信号は歪んでいる。いわゆる等化器が等化のために用意される。等化は、等化器のパラメータを最適にセッティングすることによって最適化される。
【０００３】
等化器を校正するために、等化された再生信号をオシロスコープ上でアイパターンに表示することは公知である。アイと称される開口が形成されるように、データビットは、互いに振幅をトリガすることによりそれらのエッジについてトレースされる。データ信号のその等化が正しい場合、アイは広く開きかつはっきりと範囲が定められる。振幅の等化が不充分な場合にアイは垂直方向に閉じ、位相の等化が欠けている場合にアイは水平方向に閉じる。位相は、カットアンドトライ法によって校正される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このアイパターンは、等化器のパラメータを適応的に校正するための信号処理には、そのデータが未知のエッジ時間を伴うランダムシーケンスであるため使用できない。
【０００５】
従って本発明の目的は、等化についての品質情報を供給する、等化器の自動校正方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、解析及び等化すべき信号がサンプリングされてサンプルが生成され、各々の場合において２つの連続するサンプルがリサージュ平面上にリサージュ図形を形成することによって達成される。
【０００７】
リサージュ図形は、２つの位相シフトされた発振波の振幅を直交座標上にプロットしたときに形成される。例えば、正弦波発振波形がＸ軸に沿ってプロットされかつ余弦波発振波形がＹ軸に沿ってプロットされたとき、両方の発振が同一周波数であれば円図形が生成される。円図形を決定する要因は、正弦波及び余弦波間の位相シフトが９０°であることである。
【０００８】
しかしながら本発明では、リサージュ図形を生成するためのリサージュ発生器に供給されるのは２つの異なる発振波ではない。その代わりにこの発生器には、リサージュ図形を発生させるために、信号の現在のサンプルと各々の場合にこれに続くサンプルとが供給される。
【０００９】
本発明は、サンプルが完全に等化されたデータ信号の場合、その最大信号周波数に関して正確に９０°離角することを見いだすことに基づいている。図１に示すように、サンプリングされたデータ信号が正弦波発振である場合にリサージュ図形として円が形成される。また、図２に示すように、サンプリングされたデータ信号が方形波発振である場合にリサージュ図形として方形が形成される。
【００１０】
しかしながら、実際にはそれが一般的であるように、データ信号が歪んでしまうと、リサージュ図形としては、円又は方形の代わりに多かれ少なかれ異なる楕円図形が形成されてしまう。図４は、記録信号及び歪んだ再生信号とそれら信号のリサージュ図形を示している。
【００１１】
本発明は、さらに、等化器のパラメータを変化させることにより等化特性、従って当然のことながら生成されるリサージュ図形をも変化させることをみいだすことに基づいている。本発明によれば、等化器のパラメータは、正弦波発振の場合にリサージュ図形として円が形成されかつ方形波発振の場合にリサージュ図形として方形が形成されるように変化せしめられる。
【００１２】
本発明によれば、等化器はファジー制御ループを用いることによって自動的に校正される。
【００１３】
【実施例】
以下、図３に示した例示的な実施例を参照して本発明を説明する。
【００１４】
磁気媒体、例えば磁気テープＭＢ、上に記録されたデータは、読出しヘッドＬＫによって読出される。読出しヘッドＬＫから供給される出力信号は、増幅器Ｖによって増幅され次いで等化器Ｅによって等化される。等化器Ｅからの等化された出力信号は、アナログ／デジタル変換器ＡＤを介して第１のレジスタＲ１に供給され、そのレジスタＲ１の出力信号は、第２のレジスタＲ２及びリサージュ図形生成用の発生器ＬＦの両方へ供給される。リサージュ図形形成用の発生器ＬＦの出力は、第１、第２及び第３のファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３の入力に接続されている。３つのファジー論理制御器の出力は、各々１つの積分器Ｉを介して等化器Ｅの入力に接続されている。
【００１５】
アナログ／デジタル変換器ＡＤは、データ信号のサンプルを発生する。各々の場合の現在のサンプルは、第１のレジスタＲ１に格納され、前のサンプルは第２のレジスタＲ２に格納される。従って、リサージュ図形形成用の発生器ＬＦは、各場合の２つの連続するサンプルからリサージュ図形を形成する。３つのファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３は、発生器ＬＦによって形成されたリサージュ図形を円又は方形とそれぞれ比較する。ファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３によって検出された、これら理想図形からの偏差は、等化器のパラメータを変更するために用いられる。
【００１６】
周波数範囲に応じたリサージュ平面内の領域割当てを示す図５を参照して説明される以下の制御ストラテジーは、ファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３用に提供される。
【００１７】
サンプルがリサージュ平面のほぼ中央に位置している場合、等化器の複数の遮断周波数は下降するように修正される。サンプルがリサージュ平面の外側のコーナー点に接触している場合、等化器の第１の遮断周波数ωｐｓは上昇せしめられる。
【００１８】
ゼロから立ち上がるエッジが充分に鋭くない場合、等化器の第２の遮断周波数ωａ は下降せしめられる。逆に、サンプルがその領域のエッジ上に位置する場合、等化器の第２の遮断周波数ωａ は上昇せしめられる。
【００１９】
ゼロに立ち下がるエッジが非常に浅い角度から遠ざかる場合、等化器の第３の遮断周波数ωｂ は下降せしめられる。逆に、サンプルがその領域のエッジ上に位置する場合、等化器の第３の遮断周波数ωｂ は上昇せしめられる。
【００２０】
正弦波発振の場合にサンプルが円形であるとき、又は方形波発振の場合にサンプルが方形であるとき、等化器の遮断周波数はそれぞれ変化せしめられない。
【００２１】
バイナリ値が等しいままであるのに振幅が低下した場合も、等化器の遮断周波数は変化せしめられない。
【００２２】
第１の遮断周波数ωｐｓはパルススリマー周波数と称される。
【００２３】
不充分に等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形、並びに不充分に等化された信号の時間による変動及び適用中の遮断周波数をそれぞれ示す図６と、本発明により等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形をそれぞれ示す図７から明らかのように、歪んだデータ信号を等化する本発明の方法は、観察者がオシロスコープ上でリサージュ図形を見ることができるという利点を有している。等化器のパラメータを変更することにより、観察者は、歪んだ信号が如何に等化されるかをオシロスコープ上で見ることができる。
【００２４】
本発明の他の効果は、ファジー論理制御ループによってリサージュ図形を解析することにより等化が自動的に実行される点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】正弦波発振波形及びそのリサージュ図形による円を示している。
【図２】方形波発振波形及びそのリサージュ図形による方形を示している。
【図３】本発明の例示的な実施例を示すブロック図である。
【図４】歪んだデータ信号及びそのリサージュ図形を示している。
【図５】周波数範囲に応じたリサージュ平面内の領域割当てを示している。
【図６】不充分に等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形、並びに不充分に等化された信号の時間による変動及び適用中の遮断周波数をそれぞれ示している。
【図７】本発明により等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形をそれぞれ示している。
【符号の説明】
ＭＢ 磁気テープ
ＬＫ 読出しヘッド
Ｖ 増幅器
Ｅ 等化器
ＡＤ アナログ／デジタル変換器
Ｒ１ 第１のレジスタ
Ｒ２ 第２のレジスタ
ＬＦ リサージュ図形形成用の発生器
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ ファジー論理制御器
Ｉ 積分器
【産業上の利用分野】
本発明は、信号を解析及び等化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビデオレコーダ又はＣＤプレーヤの再生信号は歪んでいる。いわゆる等化器が等化のために用意される。等化は、等化器のパラメータを最適にセッティングすることによって最適化される。
【０００３】
等化器を校正するために、等化された再生信号をオシロスコープ上でアイパターンに表示することは公知である。アイと称される開口が形成されるように、データビットは、互いに振幅をトリガすることによりそれらのエッジについてトレースされる。データ信号のその等化が正しい場合、アイは広く開きかつはっきりと範囲が定められる。振幅の等化が不充分な場合にアイは垂直方向に閉じ、位相の等化が欠けている場合にアイは水平方向に閉じる。位相は、カットアンドトライ法によって校正される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このアイパターンは、等化器のパラメータを適応的に校正するための信号処理には、そのデータが未知のエッジ時間を伴うランダムシーケンスであるため使用できない。
【０００５】
従って本発明の目的は、等化についての品質情報を供給する、等化器の自動校正方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、解析及び等化すべき信号がサンプリングされてサンプルが生成され、各々の場合において２つの連続するサンプルがリサージュ平面上にリサージュ図形を形成することによって達成される。
【０００７】
リサージュ図形は、２つの位相シフトされた発振波の振幅を直交座標上にプロットしたときに形成される。例えば、正弦波発振波形がＸ軸に沿ってプロットされかつ余弦波発振波形がＹ軸に沿ってプロットされたとき、両方の発振が同一周波数であれば円図形が生成される。円図形を決定する要因は、正弦波及び余弦波間の位相シフトが９０°であることである。
【０００８】
しかしながら本発明では、リサージュ図形を生成するためのリサージュ発生器に供給されるのは２つの異なる発振波ではない。その代わりにこの発生器には、リサージュ図形を発生させるために、信号の現在のサンプルと各々の場合にこれに続くサンプルとが供給される。
【０００９】
本発明は、サンプルが完全に等化されたデータ信号の場合、その最大信号周波数に関して正確に９０°離角することを見いだすことに基づいている。図１に示すように、サンプリングされたデータ信号が正弦波発振である場合にリサージュ図形として円が形成される。また、図２に示すように、サンプリングされたデータ信号が方形波発振である場合にリサージュ図形として方形が形成される。
【００１０】
しかしながら、実際にはそれが一般的であるように、データ信号が歪んでしまうと、リサージュ図形としては、円又は方形の代わりに多かれ少なかれ異なる楕円図形が形成されてしまう。図４は、記録信号及び歪んだ再生信号とそれら信号のリサージュ図形を示している。
【００１１】
本発明は、さらに、等化器のパラメータを変化させることにより等化特性、従って当然のことながら生成されるリサージュ図形をも変化させることをみいだすことに基づいている。本発明によれば、等化器のパラメータは、正弦波発振の場合にリサージュ図形として円が形成されかつ方形波発振の場合にリサージュ図形として方形が形成されるように変化せしめられる。
【００１２】
本発明によれば、等化器はファジー制御ループを用いることによって自動的に校正される。
【００１３】
【実施例】
以下、図３に示した例示的な実施例を参照して本発明を説明する。
【００１４】
磁気媒体、例えば磁気テープＭＢ、上に記録されたデータは、読出しヘッドＬＫによって読出される。読出しヘッドＬＫから供給される出力信号は、増幅器Ｖによって増幅され次いで等化器Ｅによって等化される。等化器Ｅからの等化された出力信号は、アナログ／デジタル変換器ＡＤを介して第１のレジスタＲ１に供給され、そのレジスタＲ１の出力信号は、第２のレジスタＲ２及びリサージュ図形生成用の発生器ＬＦの両方へ供給される。リサージュ図形形成用の発生器ＬＦの出力は、第１、第２及び第３のファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３の入力に接続されている。３つのファジー論理制御器の出力は、各々１つの積分器Ｉを介して等化器Ｅの入力に接続されている。
【００１５】
アナログ／デジタル変換器ＡＤは、データ信号のサンプルを発生する。各々の場合の現在のサンプルは、第１のレジスタＲ１に格納され、前のサンプルは第２のレジスタＲ２に格納される。従って、リサージュ図形形成用の発生器ＬＦは、各場合の２つの連続するサンプルからリサージュ図形を形成する。３つのファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３は、発生器ＬＦによって形成されたリサージュ図形を円又は方形とそれぞれ比較する。ファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３によって検出された、これら理想図形からの偏差は、等化器のパラメータを変更するために用いられる。
【００１６】
周波数範囲に応じたリサージュ平面内の領域割当てを示す図５を参照して説明される以下の制御ストラテジーは、ファジー論理制御器Ｆ１、Ｆ２及びＦ３用に提供される。
【００１７】
サンプルがリサージュ平面のほぼ中央に位置している場合、等化器の複数の遮断周波数は下降するように修正される。サンプルがリサージュ平面の外側のコーナー点に接触している場合、等化器の第１の遮断周波数ωｐｓは上昇せしめられる。
【００１８】
ゼロから立ち上がるエッジが充分に鋭くない場合、等化器の第２の遮断周波数ωａ は下降せしめられる。逆に、サンプルがその領域のエッジ上に位置する場合、等化器の第２の遮断周波数ωａ は上昇せしめられる。
【００１９】
ゼロに立ち下がるエッジが非常に浅い角度から遠ざかる場合、等化器の第３の遮断周波数ωｂ は下降せしめられる。逆に、サンプルがその領域のエッジ上に位置する場合、等化器の第３の遮断周波数ωｂ は上昇せしめられる。
【００２０】
正弦波発振の場合にサンプルが円形であるとき、又は方形波発振の場合にサンプルが方形であるとき、等化器の遮断周波数はそれぞれ変化せしめられない。
【００２１】
バイナリ値が等しいままであるのに振幅が低下した場合も、等化器の遮断周波数は変化せしめられない。
【００２２】
第１の遮断周波数ωｐｓはパルススリマー周波数と称される。
【００２３】
不充分に等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形、並びに不充分に等化された信号の時間による変動及び適用中の遮断周波数をそれぞれ示す図６と、本発明により等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形をそれぞれ示す図７から明らかのように、歪んだデータ信号を等化する本発明の方法は、観察者がオシロスコープ上でリサージュ図形を見ることができるという利点を有している。等化器のパラメータを変更することにより、観察者は、歪んだ信号が如何に等化されるかをオシロスコープ上で見ることができる。
【００２４】
本発明の他の効果は、ファジー論理制御ループによってリサージュ図形を解析することにより等化が自動的に実行される点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】正弦波発振波形及びそのリサージュ図形による円を示している。
【図２】方形波発振波形及びそのリサージュ図形による方形を示している。
【図３】本発明の例示的な実施例を示すブロック図である。
【図４】歪んだデータ信号及びそのリサージュ図形を示している。
【図５】周波数範囲に応じたリサージュ平面内の領域割当てを示している。
【図６】不充分に等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形、並びに不充分に等化された信号の時間による変動及び適用中の遮断周波数をそれぞれ示している。
【図７】本発明により等化された信号のアイパターン、時間による変動及びリサージュ図形をそれぞれ示している。
【符号の説明】
ＭＢ 磁気テープ
ＬＫ 読出しヘッド
Ｖ 増幅器
Ｅ 等化器
ＡＤ アナログ／デジタル変換器
Ｒ１ 第１のレジスタ
Ｒ２ 第２のレジスタ
ＬＦ リサージュ図形形成用の発生器
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ ファジー論理制御器
Ｉ 積分器
Claims (7)
- 歪んだ再生信号（Ｓ）を等化する方法であって、該等化すべき信号（Ｓ）が等化器（Ｅ）へ供給され、該等化器の出力信号がアナログ／デジタル変換器（ＡＤ）においてサンプリングされ、連続するサンプルが再生信号の最大信号周波数に関して互いに９０°離角されており、各々の場合において２つの連続するサンプルがリサージュ平面内の１点を表示するために利用され、該リサージュ平面における１点のＸ座標が前記２つの連続するサンプルの後のサンプルによって決定されかつ該リサージュ平面における１点のＹ座標が前記２つの連続するサンプルの前のサンプルによって決定され、その結果のリサージュ図形が評価され、正弦波信号の場合の円形のリサージュ図形となるか、又は矩形形状を有する信号の場合の方形のリサージュ図形となるように前記等化器（Ｅ）の遮断周波数を含むパラメータが修正されることを特徴とする信号を等化する方法。
- サンプルがリサージュ平面のほぼ中央に位置する場合に、前記等化器（Ｅ）の遮断周波数が下降するように修正されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- サンプルが方形のリサージュ図形のコーナー点又は円形のリサージュ図形にそれぞれ接触する場合に第１の遮断周波数（ωｐｓ）が上昇せしめられることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- ゼロから立ち上がるエッジが所定値より小さい傾きを有する場合に第２の遮断周波数（ωａ）が下降せしめられ、サンプルが該エッジ領域に位置する場合に該第２の遮断周波数（ωａ）が上昇せしめられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
- ゼロに立ち下がるエッジが所定値より大きな急角度で立ち下がらない場合に第３の遮断周波数（ωｂ）が下降せしめられ、サンプルが該エッジ領域に位置する場合に該第３の遮断周波数（ωｂ）が上昇せしめられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- サンプルが円形又は方形である場合に遮断周波数が変化せしめられないことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
- 歪んだ再生信号を等化する回路であって、等化すべき信号（Ｓ）がその入力に供給される等化器（Ｅ）の出力がアナログ／デジタル変換器（ＡＤ）の入力に接続されており、該アナログ／デジタル変換器（ＡＤ）の出力が現在のサンプル用の第１のレジスタ（Ｒ１）の入力に接続されており、該第１のレジスタ（Ｒ１）の出力がリサージュ図形形成用の発生器（ＬＦ）の第１の入力に接続されると共に前のサンプル格納用の第２のレジスタ（Ｒ２）の入力に接続されており、該第２のレジスタ（Ｒ２）の出力が前記リサージュ図形形成用の発生器（ＬＦ）の第２の入力に接続されると共に該発生器の出力が該リサージュ図形を評価して等化器のパラメータを調整する複数のファジー論理制御器（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）の入力に接続されており、該ファジー論理制御器（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）の出力が各々１つの積分器（Ｉ）を介して前記等化器（Ｅ）のパラメータ入力に接続されていることを特徴とする回路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE4415208.6 | 1994-04-30 |
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| JP3612787B2 true JP3612787B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=6516917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12303495A Expired - Fee Related JP3612787B2 (ja) | 1994-04-30 | 1995-04-25 | 信号を解析及び等化する方法 |
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| EP (1) | EP0680044B1 (ja) |
| JP (1) | JP3612787B2 (ja) |
| DE (2) | DE4415208A1 (ja) |
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