JPH01151082A - Pdm信号デコード回路 - Google Patents

Pdm信号デコード回路

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JPH01151082A
JPH01151082A JP31004687A JP31004687A JPH01151082A JP H01151082 A JPH01151082 A JP H01151082A JP 31004687 A JP31004687 A JP 31004687A JP 31004687 A JP31004687 A JP 31004687A JP H01151082 A JPH01151082 A JP H01151082A
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JP
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signal
circuit
pdm signal
pdm
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Kenichiro Takeshita
竹下 健一郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ハードディスクのサーボデータ等の記録方
式として用いられるPDM(Phaseouratto
n HOdljlatiQn  )信号をデコードする
ための回路に関し、回路構成の簡略化を可能にしたもの
である。
〔従来の技術〕
PDM信号は、一般に第4図(b)に示すように、ある
時間を単位時間として、その3つの分の長さで論理値“
0”または“1”の単位符号を表わす信号である。論理
値“Onは一般に1.2単位目がレベル“1”、3単位
目がレベル“0”のパターンで表わ゛される。論理値“
1”は一般に1単位目がレベル“1″、2,3単位目が
レベル″0”のパターンで表わされる。
PDM信号は、第4図(a)のMFM信号のように単位
時間の1つ分の長さで単位符号を構成する信号に比べて
周波数が1/3となるので、例えばハードディスクにお
けるサーボデータ等信頼性を要求されるデータの記録方
式として利用されている。
従来におけるPDM信号デコード回路の一例を第5図に
示す、これはマルチバイブレータを用いたラッチ回路と
して構成されたもので、ディスク再生PDM信号をマル
チバイブレータ1とDフリップフロラ1回路2の入力り
に入力し、マルチバイブレータ1のQ出力をDフリツブ
フロ1プ回路2のクロック入力CKに入力し、Dフリッ
プ70ツブ回路2の0出力からデコード出力を取出すよ
うにしたものである。マルチバイブレータ1は外付けの
抵抗RとコンデンサCによりワンショット期間が設定さ
れる。PDM信号の“1”、′0”の符号は、前記第4
図(b)のように3単位1周期のうちの2単位目が“1
”か“0”かで区別されるので、マルチバイブレータ1
でPDM信号の立上りから2単位目の略々中央部までの
時間を計測して、そこに達しな時点でPDM信号をDフ
リップフロラ1回路2にラッチすることにより、デコー
ド出力が得られる。
第6図は、第5図の回路の動作例を示すものである。デ
ィスク再生PDM信号の各1単位目の立上りでマルチバ
イブレータ1がトリガされ、RlCによるワンショット
期間経過後にQ出力が1”となり、その時点におけるP
DM信号がラッチされる。これにより、Dフリップフロ
ラ1回路2からはデコード出力が得られる。
また、従来における別形式のPDM信号デコード回路と
して、PLL回路を用いたものがあった。
これは、PLL回路を用いてPDM信号に同期したクロ
ックを作成し、このクロックを用いてPDM信号の2単
位目のレベルをラッチしてデコードするようにしたもの
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記第5図のマルチバイブレータ1を用いたラッチ回路
では、マルチバイブレータ1に外付の抵抗Rとコンデン
サCを取付けなければならず、全体をディジタル化でき
ないため、構成が複雑になる欠点があった6 また、前記PLL回路を用いたラッチ回路では、PLL
の初期引込が難しく、また構成が複雑になる等の欠点が
あった。
この発明は前記従来の技術における欠点を解決して、マ
ルチバイブレータやPLL回路などを用いることなく簡
単な構成でPDM信号をデコードすることができるPD
M信号デコード回路を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、PDM信号の開始エツジタイミングを基準
として自走クロックをカウントして、そのカウント値に
基づいて前記PDM信号の1周期の途中で論理値“1”
、′0”についてレベル変化が生じる期間をそれぞれ予
想してウィンドを形成する手段と、前記PDM信号のレ
ベル変化が前記ウィンドのいずれに存在するかを検出し
て、PDM信号の論理値を判断して、デコード値を出力
する手段とを具備してなるものである。
〔作 用〕
PDM信号は一般に前記第4図(b)のように、立上り
エツジが論理値“1”、′0”ともに1単位目の初めの
位置にあり、立下りエツジが“1”の場合は1単位目の
終りの位置にあり、“0”の場合は2単位目の終りの位
置にあるので、立上りエツジから時間をカウントして1
単位目の終りの位置と2単位目の終りの位置にそれぞれ
ウィンドを形成すれば、1番目のウィンドに立下りエツ
ジが入れば“1″と判断し、2番目のウィンドに立下り
エツジが入れば“0”と判断してPDM信号をデコード
することができる。
これによれば、ウィンドを形成するのにPDM信号に正
確に同期したクロックは不要であり、自走クロックでよ
いので従来のようにPLL回路は不要である。また、マ
ルチバイブレータ等も不要となり、全体をディジタル化
することができる。
したがって、構成を簡略化することができる。
〔実施例〕
この発明の一実施例を第1図に示す。また、その動作を
第2図に示す。ここでは第3図に示すフォーマットが用
いられ、ユーザデータが第4図(a)に示すMFM信号
で記録され、サーボデータが第4図(b)に示すPDM
信号で記録されたハードディスクについてサーボデータ
をデコードしトラック番号を出力する場合について示し
ている。
はじめに、第3図のフォーマットについて説明する。
ハードディスクのフォーマットは周方向に複数のセクタ
に分割され、各セクタはサーボデータとユーザデータか
ら構成されている。サーボデータのフォーマットは様々
なものがあるが、第3図の例では最初にプリアンプルと
して“0”を12ビツト連続し、次にスタートコードと
して“000111“が配置され、その後5ビツトのト
ラック番号を3回(トラック番号■、■、■)繰返し、
さらに3ビツトのバンドコード(トラック番号の終了を
示す)およびトラック番号■、■、■とバンドコードに
関する誤り検出符号としての4ビツトのエンドコードが
続き、最後にトラッキング用信号が配置されている。
トラッキング用信号は正規のトラックに対して1/2ト
ラック分ずれて配置され、トラック方向に前後に2分割
されて、所定周波数の信号(斜線部分)が前半分と後半
分でずらして記録されている。トラッキングサーボにお
いては、この前半分の信号と後半分の信号が同レベルで
検出されるようにヘッドをディスク径方向に移動制御す
る。
第1図において発振器10はヘッド再生PDM信号の立
下りエツジ検出用のウィンドを形成するための基準クロ
ックとして、位相が相互に反転した2相クロヅクP相、
Q相を出力する。
クロック選択回路12は、P相、Q相の基準クロックを
入力し、ヘッド再生信号の立上りエツジを検出して、そ
の立上りエツジに続いてP相、Q相の基準クロックのう
ちいずれか早く立上りエツジが到来する方のクロックを
選択出力して、ウィンド形成用の基準クロックとして使
用する0例えば、第2図の場合にはヘッド再生信号の立
上りエツジが生じてからP相りロックの方が早く立上り
エツジが到来するので、P相りロックが使用される。ヘ
ッド再生信号とP相、Q相りロックとは非同期であるた
め、一方の基準クロックだけを固定的に用いるとヘッド
再生信号の立上りエツジから基準クロックの立上りエツ
ジまで最大で基準クロックの1周期分のずれが生じるが
、上記のようにP相、Q相の2相のクロックのうちヘッ
ド再生信号の立上りエツジから早く立上りエツジが到来
する方のクロックを選択して使用するようにすれば、ず
れは最大で基準クロックの1/2周期分にとどまり、こ
れによりPDM信号をデコードするためのウィンドも正
確な期間に形成することができるようになる。
ゲートパルス発生回路14は、上記選択された基準クロ
ックをカウントしてヘッド再生信号の立上りエツジから
の時間を計測し、信号φ1〜φ4を出力する。このうち
、信号φ1はPDM信号の符号“1”に対応した1単位
目の立下りエツジを検出するためのウィンドで、選択さ
れた基準クロックのヘッド再生信号の立上りエツジから
数えて6バルス目の立上りエツジから11パルス目の立
上りまでの区間にウィンドを形成して、PDM信号の1
単位目の立下りエツジを検出する。
また、信号φ2はPDM信号の符号“0″に対応した2
単位目の立下りエツジを検出するためのウィンドで、選
択された基準クロックのヘッド再生信号の立上りエツジ
から数えて14パルス目の立上りエツジから19パルス
目の立上りまでの区間にウィンドを形成して、PDM信
号の2単位目の立下りエツジを検出する。
また、信号φ3はPDM信号の次の立上りエツジを検出
するためのウィンドで、選択された基準クロックのヘッ
ド再生信号の立上りエツジから数えて22パルス目の立
上りエツジから25パルス目の立上りまでの区間にウィ
ンドを形成して、PDM信号の次の立上りエツジを検出
する。
この信号φ3のウィンド内に立上りエツジが存在しなか
った場合はPDM信号でないと判断することができる。
また、信号φ3のウィンド内に立上りエツジが存在して
も必ずしもPDM信号でなくMFM信号である可能性も
あるが、後述するように、ディスク再生信号をPDM信
号の何周期かを連続的に見て、いずれもPDM信号であ
ると判断された場合にのみ、正規のPDM信号と判断し
てサーボデータとして取込むようにしているので、MF
M信号をPDM信号と誤検出するおそれはない。
信号φ は信号φ3によるウィンド内にヘッド再生信号
の立上りエツジが得られなかったときにゲートパルス選
択回路14、シフトレジスタ22およびカウンタ52を
クリアして初期状態に戻すために利用される信号で、信
号φ3の立下りエツジ後の所定時間に発生される。信号
φ4の発生タイミングは信号φ3の立下りエツジ後であ
って、先のPDM信号の立上りエツジから数えて4単位
目の期間内である。すなわち、信号φ3によるウィンド
内にPDM信号の立上りエツジが存在しなかった場合に
おいて最も早い時間にPDM信号の発生する可能性のあ
るのは先のPDM信号の立上りエツジから数えて5単位
目であるから、それ以前に信号φ4を発生させて、オア
回路1うを介してゲートパルス選択回路14をクリアす
る。また、信号φ4はオア回路26、アンド回路30、
オア回路32を介してシフトレジスタ22をクリアする
。まなオア回路62を介してカウンタ52をクリアする
以上の信号φ 〜φ4による1サイクルの処理時間はP
DM信号の1周期よりも長いため、後続のゲート回路と
して2つのゲートブロックI、■が構成され、ゲートブ
ロック選択回路16で交互に切換えて使用するようにし
ている。ゲートブロック選択回路16はヘッド再生信号
の立上りエツジごとに出力Q、Qを反転して、クリア入
力CLが“0”となった方のゲートブロックを動作させ
る。
ゲートブロックIにおいて、ゲート01〜G4はDフリ
ップフロラ1回路で構成される。ゲートG1はPDM信
号の符号“1”に対応した1単位目の立下りエツジを検
出するためのもので、D入力にウィンドを設定する信号
φ1を入力し、クロック入力CKにヘッド再生信号を入
力する。そして、信号φ1によるウィンド内にヘッド再
生信号の立下りエツジが存在するとゲートG1はセット
されてそのQ出力は“1″となる。このQ出力がPDM
信号の1”のデコード出力となる。
ゲートG2はDM倍信号符号“0″に対応した2単位目
の立下りエツジを検出するためのもので、D入力にウィ
ンドを設定する信号φ2を入力し、クロック入力CKに
ヘッド再生信号を入力する。
そして、信号φ2によるウィンド内にヘッド再生信号の
立下りエツジが存在するとゲートとなる。
ゲートG3はPDM信号の次の立上りエツジを検出する
ためのもので、D入力にウィンドを設定する信号φ3を
入力し、クロック入力CKにヘッド再生信号をインバー
タ17で反転した信号を入力する。そして、信号φ3に
よるウィンド内にヘッド再生信号の立上りエツジが存在
するとゲートG3はセットされてそのQ出力は“1″と
なる。
ゲートG4はD入力が常時“1”で、クロック入力にヘ
ッド再生信号をインバータ17で反転した信号が入力さ
れて、ヘッド再生信号の立上りエツジが得られるごとに
セットされてQ出力が1″となる。
以上ゲートブロックエについて説明したが、ゲートブロ
ック■も全く同様に構成されて、ヘッド再生出力の立上
りエツジごとに交互に動作される。
ゲート回IG1のQ出力およびゲート回路G2の0出力
はオア回1118.20を介してシフトレジスタ22の
データ入力DTに入力される。ゲート回路G3のQ出力
はアンド回路24に入力される。また、ゲート回路G4
のQ出力はオア回路26を介してアンド回路24に入力
される。したがって、アンド回路24は信号φ3による
ウィンド内にヘッド再生信号の立上りエツジがあるとき
(すなわちPDM信号であると一応判断されるとき)“
1″を出力し、オア回路28を介してシフトレジスタ2
2のクロック入力に入力し、データ入力DTに入力され
ているデコード値をシフトレジスタ22に取込む。
このようにして、PDM信号であると判断される信号が
入力されるごとにシフトレジスタ22にヘッド再生信号
のデコード値が順次取込まれていく。ただし、−度でも
信号φ3によるウィンド内にヘッド再生信号の立上りエ
ツジが得られなくなると、ゲートG3がセットされずそ
のQ出力が“1”のままとなり、信号φ4のタイミング
でアンド回路30の出力が“1”となってオア回路32
を介してシフトレジスタ22がクリアされる。
したがって、MFM信号のうちPDM信号と同じビット
パターンが入力されて、それがPDM信号であると誤判
断されたとしても、そのようなどツトパターンが連続す
る可能性は無いと考えられるので、シフトレジスタ22
はフルビット(6ビツト)に達するまでにクリアされて
しまい、以後の回路が誤動作するおそれは無い。
以上ゲートブロック■側の論理回路について説明したが
、ゲートブロック■側の論理回路も全く同様に構成され
てヘッド再生信号の立上りエツジごとに交互゛に動作さ
れる。ゲートブロック■側の論理回路においてゲートブ
ロックエ側に対応する部分に同一の符号を付す。
なお、信号φ3によるウィンド内に立上りがあると、ゲ
ートG4は前述のようにセットされるが、このときその
Q出力がオア回路34を介してゲートパルス選択回路1
4をクリアし、信号φ1〜φ4の計数は始めからやり直
される。
シフトレジスタ22は、第3図下段に示すサーホテータ
フォーマットのスタートコード“000111”のビッ
トパターンを検出して、次のトラック番号のタイミング
を検出するのに利用される。
シフトレジスタ22の6ビツトの出力のうち前半の3ビ
ツト出力はインバータ36.38.40で反転される。
アンド回路42はこれら6ビツトの出力を入力し、すべ
て“1”となったときすなわちシフトレジスタ22の各
ビットに“000111″の符号が並んだとき“1”を
出力し、Dフリップ70ツブ回路44をセットする。こ
れによりDフリツプフロツプ回路44のQ出力は1”と
なりシフトレジスタ46,48.50のクリア状態を解
除して動作可能にする。
シフトレジスタ46,48.50は動作可能になると、
前記オア回路20から出力されているPDMデコード信
号を順次シフトしていき、トラック番号■、■、■、バ
ンドコード、エンドコードの全22ビツトが取込まれる
。   −カウンタ52は前記オア回路28からPDM
信号の1周期ごとに出力される信号(PDM信号である
と判断されたことを示す信号)を入力してカウントアツ
プされる。そして、シフトレジスタ22に取込まれるス
タートコード“000111″の6ビツトと、トラック
番号■、■、■の合計15ビツトと、バンドコードの3
ビツトと、エンドコードの4ビツトを合計した数に相当
する28カウントに達すると、シフトレジスタ46.4
8゜50に所定のデータの取込が完了したと判断して、
時間合せのための遅延回路54を介してラッチ回路56
.58.60にラッチ信号を与えてシフトレジスタ46
.48.50のデータをラッチする。
なお、カウンタ52は28カウントに達するごとにオア
回路62を介してクリアされる。また、PDM信号が得
られない場合にも、オア回路32の出力によってシフト
レジスタ22とともにリセットされる。
エラーチエツク回路64は、ラッチ回路56゜58.6
0にラッチされたデータについてエンドコードを用いて
エラーチエツクを行ない、エラーがない場合はバンドコ
ード検出回路66、取込み回路68、判定回路70に許
可信号が出力し、それぞれの処理動作を可能にする。
バンドコード検出回路66はバンドコードを検出してバ
ンドフラグを立てる。判定回路70は3つのトラック番
号■、■、■を突き合わせて2つ以上同じトラック番号
があれば正してトラック番号が得られたと判定してOK
フラグを立てる。取込み回路68は3つのトラック番号
■、■、■を突き合わせて多数決により2つ以上同じト
ラック番号があればそれを正規のトラック番号として出
力する。このようにして得られた正規のトラック番号に
基づきランダムアクセス等の制御を行なう。
次に第2図に示すPDM信号が得られた場合の第1図の
回路の一連の動作について説明する。
ヘッド再生信号として第2図に示すPDM信号が入力さ
れると、その立上りエツジ以後でP、Q相りロックのう
ちP相の方が早く立上りエツジが到来するので、クロッ
ク選択回路12ではP相りロックが選択され、ゲートパ
ルス選択回路14ではこのP相りロックをカウントして
、信号φ1〜φ4を出力する。また、PDM信号の立上
りエツジでゲートブロック選択回路16の出力が反転し
て、ゲートブロック■、■のうち今まで動作していた方
が動作停止になり、今まで動作停止であつた方が動作開
始する。
ゲートパルス選択回路14はP相りロックをカウントし
始めて6カウント目の立上りから11カウント目の立上
りまでの区間をPDM信号の1単位目の立下りエツジを
検出するためのウィンドとして信号φ1を出力する。第
2図の例ではPDM信号はこのウィンド内に立下りエツ
ジを生じないので、ゲートG1はセットされない。
ゲートパルス選択回路14はP相りロックをカウントし
始めて14カウント目の立上りから19カウント目の立
上りまでの区間をPDM信号の2単位目の立下りエツジ
を検出するためのウィンドとして信号φ2を出力する。
第2図の例ではPDM信号はこのウィンド内に立下りエ
ツジを生じているので、ゲートG2はセットされて、そ
のQ出力=“0”がPDM信号のエンコード出力として
オア回路18.20を介してシフトレジスタ22のデー
タ入力DTに入力される。
ゲートパルス選択回路14はP相りロックをカウントし
始めて22カウント目の立上りから27カウント目の立
上りまでの区間をPDM信号の立上りエツジを検出する
ためのウィンドとして信号φ3を出力する。第2図の例
ではPDM信号はこのウィンド内に立上りエツジを生じ
ているので、ゲートG3はセットされる。このとき同時
にゲートG4もセットされるので、両ゲートG 3. 
G 4のQ出力によりアンド回路24の出力が“1″と
なり、PDM信号であることが判断される。このアンド
回路24の出力はオア回路28を介してシフトレジスタ
22のクロック入力CKに入力され、データ入力DTに
入力されているエンコードデータをシフトレジスタ22
に取込む。
ゲートG4がセットされるとそのQ出力がオア回路34
.15を介してゲートパルス選択回路14をリセットす
る。また、PDM信号の立上りエツジによりゲートブロ
ック選択回路16の出力が切換えられて、ゲートブロッ
クI、IIの動作が切換えられて、同様の動作が繰り返
される。
このようにして、PDM信号が連続して入力されるごと
にシフトレジスタ22にPDM信号のデコード値が取込
まれていき、トラック番号の直前のスタートコード“0
00111″のビットパターンが取込まれると、アンド
回路42の出力が“1”となり、Dフリップ70ッ1回
路44がセットされる。
これにより、シフトレジスタ46,48.50のクリア
状態が解除され、オア回路20から出力されているPD
M信号のデコード値がこれらシフトレジスタ46,48
.50に順次取込まれていく。
シフトレジスタ46,48.5()にトラ・yり番号■
、■、■、バンドコード、エンドコードが取込まれると
、カウンタ52の28カウント出力がラッチ信号として
出力され、シフトレジスタ46゜48.50のデータが
ラッチ回路56,58゜60にラッチされる。
エラーチエツク回路64はこのラッチされたデータにつ
いてエンドコードを用いてエラーチエツクを行ない、エ
ラーがない場合はバンドコード検出回路66、取込み回
路68、判定回路70に許可信号が出力し、それぞれの
処理動作を可能にする。
バンドコード検出回路66はバンドコードを検出してバ
ンドフラグを立てる0判定回路70は3つのトラック番
号■、■、■を突き合わせて2つ以上同じトラック番号
があれば正してトラック番号が得られたと判定してOK
フラグを立てる。取込み回路68は3つのトラック番号
■、■、■を突き合わせて多数決により2つ以上同じト
ラック番号があればそれを正規のトラック番号として出
力する。このようにして得られた正規のトラック番号に
基づきランダムアクセス等の制御を行なう。
〔変更例〕
前記実施例においてはPDM信号として第4図(b)の
信号パターンを用いた場合について示したが、これを反
転させた信号パターンや1周期の単位数が4以上のPD
M信号についてもこの発明を適用することができる。
また、前記実施例においては第3図のフォーマットで記
録されたハードディスクについてこの発明を適用した場
合について示したが、他のフォーマットについてもまた
ハードディスク以外にも適用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、自走クロックに
基づいて論理値“1”、“0”に対応した複数のウィン
ドを形成してPDM信号のレベル変化が生じるタイミン
グを検出することにより、論理値″1”2 “0”をデ
コードするようにしたので、PDM信号に正確に同期し
たクロックは不要であり、従来のようにPLL回路は不
要となる。
また、マルチバイブレータ等も不要となり、全体をディ
ジタル化することができる。したがって、構成を簡略化
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。 第2図は、第1図の回路の動作の一例を示すタイムチャ
ートである。 第3図は、ハードディスクのフォーマ・yトの一例を示
す図である。 第4図は、MFM信号とPDM信号の信号パターンを示
す図である。 第5図は、従来回路の一例を示す回路図である。 第6図は、第5図の回路動作を示すタイムチャートであ
る。 10・・・基準クロック発振器、12・・・クロック選
択回路、14・・・ゲートパルス選択回路、16・・・
ゲートブロック選択回路、22・・・シフトレジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)PDM信号の開始エッジタイミングを基準として
    自走クロックのカウントを開始し、そのカウント値に基
    づいて前記PDM信号の1周期の途中で論理値“1”、
    “0”に応じて生じるレベル変化予定時間にそれぞれ対
    応させてウインドを形成する手段と、 前記PDM信号のレベル変化が前記ウインドのいずれに
    存在するかを検出し、PDM信号の論理値を判断してデ
    コード値を出力する手段と を具備してなるPDM信号デコード回路。
  2. (2)前記自走クロックとして位相が相互に反転関係に
    ある2相クロックを用意し、前記PDM信号の開始エッ
    ジタイミング以後でカウントされる側のエッジが近い方
    のクロックを使用することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のPDM信号デコード回路。
JP31004687A 1987-12-08 1987-12-08 Pdm信号デコード回路 Pending JPH01151082A (ja)

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