JP3917317B2 - 等化・位相制御システム,およびそれを備えるディスク記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,磁気記録や通信に用いられる信号処理方式であって,特に非対称な信号に対して,PLL(phase-locked loop) と干渉しないようにすることにより,安定した等化処理を可能とした等化・位相制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術における,PLLによるサンプル位置の調整について説明する。図9は従来技術の等化・位相制御システムの構成例を示す図である。図9に示すように,磁気ヘッド等のヘッド媒体96から入力された信号は,プレフィルタ97を通してサンプラ91に入力され,サンプラ91によりサンプリングされた再生信号mk がFIRフィルタ92に入力される。FIRフィルタ92により目的の波形に等化された信号yk は,検出器95に出力される。また,この信号yk は,PLL回路94に入力され,サンプリング誤差が求められて,サンプラ91によるサンプリング位置の再調整が行われる。
【0003】
次に,FIRフィルタによる等化の例を説明する。図10は,従来技術のFIRフィルタの構成例を示す図である。FIRフィルタ92には,サンプラ91によりサンプリングされた再生信号mk が入力される。図10に示すように,遅延回路を通った信号と,それぞれの時刻でのタップ係数C1 〜C3 を掛け合わせたものの和が,FIRフィルタ出力としての信号yk となる。図10で,921,922は,1ビット周期の遅延回路(D)を表す。この出力信号yk は,FIRフィルタ92に入力され,等化誤差が求められ,タップ係数C1 〜C3 の再調整が行なわれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ヘッドからの再生信号をFIRフィルタによって等化し,その出力信号を用いてFIRフィルタのタップ係数の再調整を行う。また,PLL回路も同じくFIRフィルタの出力信号を用いて位相調整を行う。ここでFIRフィルタ入力信号が歪んでいる場合には,FIRフィルタはタップ係数を調整して歪みをとろうとするため,タップ係数C1 〜C3 が非対称に調整される。このため,FIRフィルタによって位相調整も行われることになり,PLL回路による位相調整と干渉し合い,タップ係数が定まらず,等化できない場合が生じる。
【0005】
本発明は上記問題点の解決を図り,FIRフィルタ入力信号に歪みがあるような非対称な信号に対しても安定して等化を行うことができる手段を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
従来の方法では,FIRフィルタが非対称な入力信号に対しても適用しようとするために,PLL回路と干渉が起こる。そこで,本発明では,FIRフィルタを対称なものにしてPLL回路との干渉を防ぎ,PLL回路による位相調整を行う。ただし,そのままでは十分な等化が行われないため,PLL回路とは独立したFIRフィルタをさらに用意し,そこで非対称に対応したFIRフィルタのタップ係数の調整を行うようにする。このタップ係数の調整を行うFIRフィルタは,前記対称なものにしたFIRフィルタに非対称となる入力信号要素の差分回路を加えたものによって構成される。
【0007】
図1は,本発明のブロック構成例を示す図である。対称FIRフィルタ2と非対称FIRフィルタ3とをサンプラ1の出力に並列に接続し,対称FIRフィルタ2の出力を用いてPLL回路4で位相調整を行い,非対称FIRフィルタ3の出力を検出器5の入力に用いる。この非対称FIRフィルタ3は,対称FIRフィルタ2に非対称となる入力信号要素の差分回路を加えたものによって構成される。
【0008】
これにより,非対称FIRフィルタ3とPLL回路4とが干渉しないこととなるため,非対称な信号に対しても安定した等化を行うことが可能となる。
【0009】
なお,ヘッド媒体6は,磁気ヘッド等の信号読み取り媒体,プレフィルタ7は,ローパスフィルタ等のノイズ除去フィルタである。
【0010】
図1に示す等化・位相制御システムは,磁気ディスク装置に代表されるようなディスク記憶装置に組み込むことができ,安定した信号の読み取りが可能な装置を実現することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下で説明する第1および第3の実施の形態は,本発明の関連技術の実施の形態であり,第2および第4の実施の形態は,本発明に係る実施の形態である。
〔第1の実施の形態〕
図2は,第1の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。
【0012】
対称FIRフィルタ120において,入力信号は遅延回路(D)121,122により1ビット周期ずつ遅れたものが3サンプル保持される。乗算器123,124により,サンプルxi に1が掛けられ,xi+1 ,xi-1 にタップ係数Cが掛けられ,加算器125で,その和が出力信号yaiとなる。タップ係数制御部126により,出力信号yaiをもとに等化誤差が求められ,タップ係数Cが再計算される。また,出力信号yaiはPLL回路140に入力され,位相が再計算されサンプラ110に反映される。
【0013】
非対称FIRフィルタ130において,入力信号は遅延回路(D)131,132により1ビット周期ずつ遅れたものが3サンプル保持される。乗算器133,134において,サンプルxi に1が,xi+1 にタップ係数C3 が,xi-1 にタップ係数C1 がそれぞれ掛けられ,加算器135で,その和が計算され出力信号ybiとなる。タップ係数制御部136により,出力信号ybiをもとに等化誤差が求められ,タップ係数C1 ,C3 が再計算される。
【0014】
〔第2の実施の形態〕
図3は,第2の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。第2の実施の形態は,第1の実施の形態に示す非対称FIRフィルタの回路構成を,差分回路の利用により簡略化したものである。
【0015】
FIRフィルタの出力信号yi は,
yi =xi-1 C1 +xi C2 +xi+1 C3
と表される。ここで,対称FIRフィルタ220の出力信号をyaiとすると,
と表すことができる。
【0016】
非対称FIRフィルタ230の出力信号をybi,係数をC1 =C+α,C3 =C−αとすると,
となる。よって,
ybi=yai+(xi-1 −xi+1 )α
となる。したがって,(xi-1 −xi+1 )αを計算する差分回路を設け,対称FIRフィルタ220の出力信号に,図3に示すような差分回路の出力を付け加えることによって,簡単な回路構成で非対称FIRフィルタ230を構成することができる。係数制御部231は,本回路の出力信号ybiをもとに等化誤差を求めて係数αを制御するが,この係数の制御については,通常のタップ係数の調整と同様であり,既知の技術を用いることができるため,ここでの詳細な説明は省略する。
【0017】
〔第3の実施の形態〕
図4は,第3の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。第3の実施の形態は,FIRフィルタのタップ係数の個数が任意である場合の例である。タップ係数の個数が3より大きい場合にも,図4に示すように,対称FIRフィルタ320の出力yaiを,PLL回路340の位相調整に用い,非対称FIRフィルタ330によって等化処理を行なわせることによって,安定した等化システムを実現することができる。
【0018】
〔第4の実施の形態〕
図5は,第4の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。第4の実施の形態は,第3の実施の形態に示す非対称FIRフィルタ330の構成を,差分回路を利用することにより非対称FIRフィルタ430のように簡略化したものである。
【0019】
タップ数をnとした場合に,
yi =xi-(n-1)/2 C1 +…+xi C(n+1)/2 +…+xi+(n-1)/2 Cn
(n=奇数)
yi =xi-n/2 C1 +…+xi Cn/2+1 +…+xi+n/2-1 Cn
(n=偶数)
と表されると,対称FIRフィルタ420は,
と表される。
【0020】
また,非対称FIRフィルタ430については,
C(n+1)/2-1 =Ca1+α1 ,C(n+1)/2+1 =Ca1−α1 ,
C(n+1)/2-2 =Ca2+α2 ,C(n+1)/2+2 =Ca2−α2 ,…(n=奇数)
Cn/2-1 =Ca1+α1 ,Cn/2 =Ca1−α1 ,
Cn/2-2 =Ca2+α2 ,Cn/2+2 =Ca2−α2 ,… (n=偶数)
とすると,
となり,対称FIRフィルタ420の出力に差分回路を付け加えることにより,非対称FIRフィルタ430を構成することができる。
【0021】
次に,PR4等化またはEPR4等化波形を実現する場合の構成例について説明する。図6は,FIRフィルタの出力信号がPR4等化となるようにタップ係数のトレーニングを行う場合における,PP4等化のための回路の構成例を示す。また,図7は,FIRフィルタの出力信号がEPR4等化となるようにタップ係数のトレーニングを行う場合における,EPR4等化のための回路の構成例を示す。
【0022】
PR4等化とは,図8(A)の記録信号,図8(B)のPR4等化後の信号に示すように,記録・再生系が(1−D)(1+D)相当の特性を持つような等化をいいう。EPR4等化とは,図8(C)の記録信号,図8(D)のEPR4等化後の信号に示すように,記録・再生系が(1−D)(1+D)2 相当の特性を持つような等化をいう。ここで,Dは1サンプル前のデータを意味し,(1−D)は,現サンプルと1サンプル前のデータの差であり,(1+D)は,現サンプルと1サンプル前のデータの和であり,(1+D)2 は,(1+D)したものをさらに(1+D)するものである。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば非対称な入力信号によるFIRフィルタとPLLの干渉を防ぎ,装置からのデータの読み出しを容易にすることができる。また,それによって記録密度を向上させることが可能となり,記録装置の高密度化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブロック構成例を示す図である。
【図2】第1の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。
【図3】第2の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。
【図4】第3の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。
【図5】第4の実施の形態における,対称FIRフィルタおよび非対称FIRフィルタの構成例を示す図である。
【図6】PR4等化のための回路の構成例を示す図である。
【図7】EPR4等化のための回路の構成例を示す図である。
【図8】PR4等化信号波形およびEPR4等化信号波形の例を示す図である。
【図9】従来技術の等化・位相制御システムの構成例を示す図である。
【図10】従来技術のFIRフィルタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 サンプラ
2 対称FIRフィルタ
3 非対称FIRフィルタ
4 PLL回路
5 検出器
6 ヘッド媒体
7 プレフィルタ
Claims (3)
- サンプラにより離散化された信号を目的の波形に等化するFIRフィルタによる等化処理回路と,位相誤差を検出しサンプラのサンプリングのタイミングを制御するPLL回路とを有する波形処理回路からなる等化・位相制御システムにおいて,
タップ係数の値が左右対称となる対称FIRフィルタと,前記対称FIRフィルタに非対称となる入力信号要素の差分回路を加えたものによって構成される,タップ係数の値が左右対称とならない非対称FIRフィルタとをサンプラ出力に並列に接続し,
前記PLL回路は,前記対称FIRフィルタの出力を用いて位相調整し,
前記等化処理回路は,前記非対称FIRフィルタの出力を用いてタップ係数をトレーニングし目的の波形に等化するようにした
ことを特徴とする等化・位相制御システム。 - 請求項1記載の等化・位相制御システムにおいて,
前記非対称FIRフィルタの出力がPR4等化またはEPR4等化となる
ことを特徴とする等化・位相制御システム。 - ヘッド媒体から入力され,サンプラにより離散化された信号を目的の波形に等化するFIRフィルタによる等化処理回路と,位相誤差を検出しサンプラのサンプリングのタイミングを制御するPLL回路とを有する波形処理回路からなる等化・位相制御システムを備えるディスク記憶装置であって,
前記等化・位相制御システムが,
タップ係数の値が左右対称となる対称FIRフィルタと,前記対称FIRフィルタに非対称となる入力信号要素の差分回路を加えたものによって構成される,タップ係数の値が左右対称とならない非対称FIRフィルタとをサンプラ出力に並列に接続し,
前記PLL回路は,前記対称FIRフィルタの出力を用いて位相調整し,
前記等化処理回路は,前記非対称FIRフィルタの出力を用いてタップ係数をトレーニングし目的の波形に等化するものによって構成される
ことを特徴とする等化・位相制御システムを備えるディスク記憶装置。
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