JPH01199306A

JPH01199306A - 再生歪補償装置

Info

Publication number: JPH01199306A
Application number: JP63257451A
Authority: JP
Inventors: Jules A Eibner; ジュレス　エイ．エイブナー
Original assignee: Unisys Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1989-08-10
Also published as: JPS5625323U; US4323932A

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】本発明は情報保持信号の処理時に生じるある種の歪を補
償する技術に関係する。特に、本発明は磁気記録媒体に
２進形式で記憶された情報の再生時に生じる歪の補償に
関係する。

この再生時に２つの別々な信号の重ね合せの結果として
考えられる波形の信号が従来発生され、この２つの信号
の一方は記録媒体の磁化が一方方向へ反転した時一方の
極性（例えば正）のピークを経験し、他方は磁化が反対
方向へ反転した時反対極性（例えば負）のピークを経験
する。

これらの記録の情報コード化は、生成した正負移行信号
ピークが一様には間隔をおいていない（すなわち１８０
°位相がずれている）ようなものである。例えば、負信
号成分ピークを生じる一方方向への磁化反転の後２０Ｏ
ｎＳ後に正信号ピークを生じる反対の反転が続く。しか
しながら、次に続く磁化は４００　ｎｓの間は生じない
。従って、次に続く負信号ピークは正信号ピーク後４０
０　ｎｓまでは生じない。このことは別々の成分のピー
ク位置から合成電気信号のピークの変位、すなわち「引
張」を生じることが容易に示される。記録情報の最終的
デコードや再生を決定するのは合成電気信号中のこれら
のピークのタイミングであるため、この引張は忠実な再
生に影１１する。

この問題は、連続する信号ピークが互いにより速く続く
ため磁気媒体に記憶される情報がより密に収められるに
つれてより重大となる。この結果、その正確な反転表示
位置から離れるこれらのピークの引張りの吊が増大し、
これにより信号再生の忠実度に悪影響を与える。実際、
精巧なコード化を用いて密な情報収容を行なった時、た
とえ少量の引張であっても（記号間干渉と呼ばれる）は
全データ・ビット又はピット群の損失、又は同期の損失
さえも含む再生に大きな歪を与え、これら全ては再生情
報によりコンピュータ型演算を実行する時には特に重大
である。

上記の問題は必ずしも新しいものではなく、当該技術分
野では十分認識され、様々な解決策が提案されている。

提案されたこれらの解決策の中には記録中の情報で操作
し、再生時に生じる記号間干渉にもかかわらず歪のない
再生信号を生じるように予め歪を与えるようにするもの
もある。提案された解決策の他のものは（再生等化と呼
ばれる）再生時に得られる信号で操作する。

現在考慮している歪の型の問題や提案解決策や信号再生
の代表的な従来の説明は例えば以下の文献に記載されて
いる。

「線形受動回路による磁気記録再生の増強分解能」エッチ・エム・シェラ著１９６３年１月ＩＢＭジャーナル［ディジタル磁気記録の信号等化」ジョージ・ブイ・ジャコピ著１９６８年９月ＩＥＥＥ会報磁気部門１９５３年１０月２７日発行米国特許第２．６５７．２
７６号この問題に対する従来の提案はある程度は成功している
が、完全なもの１はない。

あるものは装置が過度に複雑になる他は再生装置の選択
の自由度が制限される。さらに他のものは信号処理中に
アナログ点で動作しているという事実から、非常にノイ
ズに敏感である等々。

例えば、記号間干渉を減じる１つの方法として高速論理
を用いる手段があるが、この論理はこの論理によつＣ処
理されるべきデータより速くなければならない。しかし
ながら、これはデータ速度とメモリ技術が、使用してい
る８埋の技術状態より遅れること必要とする。このよう
な解決策は受入れられない。

提案された他の解決法として、密に近接したデータ・パ
ルス間の記号間干渉を減するためデータ記録装置と関連
して使用されているパルスを狭める手段がある。これを
実行するため、データは高域フィルタを通して処理され
、これにより生成データ・パルスを狭める。このような
ｕ路は現実に実現するにＧ、を複雑すぎるか、又は隣接
するデータ・パルス間の記号間干渉に実際に寄与するリ
ンギング効果を生いることが証明されている。

今まで提案されている装置はどれも一連の高速データ・
パルスから記号間干渉を除去可能な実現可能なデータ処
理装置を提供していない。

従って、本発明の目的は上述の型の信号歪を補正する改
良技術を提供することである。

本発明の他の目的は従来公知の補正技術の一つ以上の欠
点を克服する技術を提供することである。

本発明の更に他の目的は比較的簡単で安価な技術を提供
することである。

本発明の更に他の目的は特性においてディジタルである
歪信号に適用可能であり、従ってアナログ信号である場
合よりノイズを受けにくい技術を提供することである。

以下に記載されるこれら及び他の目的は、記録媒体から
得られる信す路中の注意深く選択された段に、この信号
路で従来使用されていなかった低域フィルタ操作を導入
することにより本発明に従って達成される。

低域フィルタ操作は信号路に設けた非線形素子に続いて
実行される。この非線形素子は零交差検出器、又は全波
整流器である。

ガウス・フィルタにより実行されることが望ましい低域
フィルタ操作に続いて、再生信号に対する従来の処理技
術で実行されていたものと大体同様な一連の操作が実行
される。しかしながら、上述したようにこれらの操作の
前に低域フィルタ操作が行なわれている事によりこれら
は異なる最終的効果を有する。これらの操作は、フィル
タ出力信号を微分し、一方向への零交差を検出し、検出
した零交差にタイミングが対応している出力パルスを発
生することを含む。これらの出力パルスは次いで情報再
生用に従来方法で使用される。

本発明による原信号のこの処理は、本発明がない場合に
生じるものと比較して出力パルスにより生じる引張を相
当減少させることが示される。簡潔さやノイズ感性の減
少等の他の利点も以下に説明する。

第１図を参照すると、本発明の望ましい実施例のブロッ
ク図が示されている。図示した装置は再生＠置の全従来
の構成要素であるいくつかの装置を含んでいる。これら
は読取ヘッド１０．前置増幅器１１、微分＠１２、零交
差検出器１３、パルス形成７６ｉ１４である。

本発明によると、これらの装置！！１０〜１４に続いて
従来のこのような装置にはなかった装置が図示信号処理
路の特定段にある。

この付加装置には低域フィルタ１５、これに続いて微分
器１６、零交差検出器１７、パルス形成器１８がある。

パルス形成器１８からの出力は、次の信号処理装置、一
般的には装置の再生論理部に送られるが、これは任意の
従来形式でよく従つて図示せず又これ以上説明もしない
。

以下の説明から認められるように、第１図に図示した装
置のブロックに含まれる個々の装置は周知の完全な従来
形式をとり得る。この理由により、個々の回路配線図は
図示しない。

次に装置の各段で生じる電磁現象の変動を考えることが
第１図の装置の動作の理解の助けになると考えられる。

このため、第２図（２）〜（「）と指示した一連のグラ
フから成り、これら各現象の振幅変化を時間の関数とし
て示す図面の第２図を参照する。これらグラフの全ては
ｔで示した共通の時間軸に対して図示されている。この
時間軸に沿って各々を王で示す一連の等時間間隔が示さ
れている。

これらの時間間隔Ｔは任意の設計値を取れることを理解
されたい。しかしながら、標準値はＴ＝２００ｎｓであ
る。

第２図（２）は磁気記録媒体の標準的な変化を承り。

この第２図（ａ）の上部レベルは一方向の磁化を表わし
、一方下部レベルは反対方向の磁化を表わす。

従って第２図〈のでは、一方向から他方向への変化がｔ
ｌに生じ、元の方向への変化がＴＲ間後のｔ　に生じ、
２■時間後のｔ３に再び変化が生じ、次いで又１時間後
の■４に反転が続く。記録媒体に磁気的にコード化され
た情報により定まる■の整数倍の間隔で反転が時々発生
し続けることを理解されたい。

この磁気的にコード化された情報を電気信号の形式に再
生する際、第２図（のの時刻ｔ、からｔ４で発生するよ
うな磁化方向間の転移のタイミングを可能な限り正確に
最終的に定めることが望ましい。残念ながら、公知のよ
うに、磁気コード化情報を読取るのに用いるヘッドは瞬
間的な周波数応答には程遠く、それ数箱２図に示した矩
形変化とわずかに似ている出力信号を発生する。

第２図（２）に表わされる記録磁気変化を読出して生じ
る標準的な電気信号波形は第２図０に図示しである。こ
の出力信号は第２図（２）に表わす入力信号と波形に関
してはほとんど似ていないことに注意されたい。

第２図（へ）及び第２図りはなぜこれがそうなっている
かを示している。これら２つの図は、第２図υの実際の
波形がこれから構成されていると言える成分波形を示し
ている。

図かられかる通り、第２図（弓の波形は基本的には第２
図（２）の正の上方移行転位２２．２３にピークを有す
る一連のガウス形パルスであり、−力筒２図ゆの波形は
第２図（２）の下方移行転移２４，２５にピークを有す
る一連のガウス形パルスである。

両波形共パルスはガウス形であると言われている。

これらのパルスは、第２図（２）に図示するようなパル
ス入力に対する記録装置の応答として標準的な真のガウ
ス形パルスの近似でしかないことを理解されたい。

第２図（ハ）はデータ読取装置の出力に実際用われる合
成電気信号であり、その形状は第２図（へ）及び第２図
りに示すその２つの個々の成分の合成として考えること
ができるものにより定められる。２つのがウス形波形の
合成として、第２図０の合成信号も又ガウス形波形であ
る。

第２図（２）の上方移行転移２２．２３と下方移行転移
２４．２５に最も信頼して対応できる第２図υの信号波
形中の点はそれぞれ波形第２図０の正ビーク２６と負ビ
ーク２７であることがわかる。

これらのピークのタイミングを能動的に設定するため、
第２図０の信号を微分して第２図（ｅ）の信号を得るの
が従来方法であり、これは第１図の微分器１２の出力信
号に対応する。

明らかに、第２図（ハ）の波形のピーク２６．２７、従
って第２図（２）の転移のタイミング２２．２３゜２４
．２５に対応するのは第２聞咎において２８で示した零
交差と一般に呼ばれるＩＱ（ｔｉレベルの交差である。

しかしながら、第２図（ロ）の零交差２８は第２図（２
）の転移２２．２３．２４．２５と時間的に正確に一致
しておらず、時間域の所要位置から相当に変位している
ことがただちに認められる。

この結果、従来これらの零交差から形成され、従って第
１図のパルス形成器１４からの出力信号を表わす第２図
（０に示すようなパルスも又時刻中の所要点に発生せず
、第２図（ｆ）に見られるように変位している。

第２図に図示した例では、この変位は標準的には２０ｎ
ｓのオーダーであり、すなわちｉ間間隔Ｔの約　７１゜
である。これは記録情報の最終的再生と利用にかなりの
歪と誤差を生じる程度の変位である。

本発明によると、情報処理装置の再生論理に直接導入す
るのではなく、図面の第２図（０に示すような第１図の
パルス形成器１４からの出力信号は低域フィルター５に
導入される。

低域フィルター５はガウス形フィルタであることが望ま
しく、従ってフィルタから生じる応答は元の再生信号と
同じくガウス形である。しかしながら、特定の応用例で
は他の型式の低域フィルタを必要に応じて用いてもよい
。低域フィルター５を形成する回路は数多くの公知フィ
ルタ設期例のいずれでもよい。このような設計の標準的
な例は、例えばツベレフの「フィルタ合成ハンドブック
」又は他の同様な文献に見出される。

第２図（ｆ）の信号が低域フィルター５に導入される時
生じる標準的な波形は第２図（２）に図示されている。

この結果は１．４ＨＩＩＺガウス型フイルタを用いて得
られた結果の例である。この結果はフィルタ１５のパラ
メータが変化するにつれてわずかに変化する。

この出力信号は次いで出力信号が第２図Ｑに図示されて
いる別の微分器１６に送られる。第２図０の信号は再び
闇値レベルの交差を有する。しかしながら、これらの閾
値交差は第２図（ｅ）に図示した微分器１２からの出力
信号に見られるものとは２つの重大な点で異なっている
。特に、第２図（２）の転移２２．２３，２４．２５に
対応する時門点の各々の近傍に同一極性の閾値交差があ
る。さらに、第２図０の正移行閾値交差２９は第２図（
２）の転移とは完全に整合していないが、それにもかか
わらず第２図（ｅ）のＶＡ値交差２８よりかなりこれら
の転移に近い。

本発明によると、零交差検出器１７で検出され、パルス
形成器１８で新たな出力パルスを形成するのはこの第２
図（へ）の正移行閾値交差２９である。

ついでながら、これは零交差検出器１７が零交差検出３
１３とはいく９異なる構成であることを意味する。後者
は極性にかかわらず全ての零交差を検出し、前者は第１
図及び第２図で図示した例の所定の極性すなわち正移行
のみを検出する。このような能力を有する零交差検出器
の構成は公知である。

本発明に従ってパルス形成器１８により生じた出力パル
スはパルス形成器１４からの出力パルスより第２図（２
）の転移２２．２３．２４．２５の発生時刻と密に整合
していることは明らかである。

本発明の基本を構成するのはこの密な整合性である。

パルス形成器１８からの信号処理は完全に従来のもので
あり、本発明のない時のパルス形成器１４からの出力信
号に対してなされるものと基本的に対応する。

しかしながら、第２図（２）に示された転移を有するパ
ルス形成器１８からのこれら出力パルスの密な整合のた
め、生成した信号の再生と利用はより正確で誤りがない
。

図示した特定の状況下では、パルス形成器１８からの出
力パルスの変位はパルス形成器１４からの出力パルスの
変位の約半分の大きさにすぎない。

従って本発明は図示した状況下では２対１の歪減少が得
られる。低域フィルタ１５のパラメータの適当な選択に
より２対１以上又は以下のある程度の歪減少が達成可能
であることも示される。

本発明の他の実施例も可能である。例えば、第３図には
本発明を特徴づける再生信号に対して施される操作が第
１図の装置とは異なる位置で行なわれる実施例が図示さ
れ、これは第１図の実施例と比較して利点および欠点の
両方がある。

特に、第３図では微分器１２、零交差検出器１３、パル
ス形成器１４が除かれている。その場所に余波整流回路
１９が設けられている。第３図の装置の残りは第１図と
同じである。従って、実質的には第３図の本発明は前置
増幅器１１を介して読取ヘッド１０から得られるアナロ
グ信号を直接操作する。

新たに設けた全波整流器１９は存在しない装置１２．１
３．１４のそれと十分同一の操作をこのアナログ信号に
対して実行するため、装置の残りの部分、すなわち装置
１５から１８は本発明の基水原哩に従って機能すること
が示される。

簡単に言えば、全波整流器１９は読取ヘッド１０から得
た信号（第２図（ハ））から、交番正負ピークが同一極
性（例えば全て正）のピークに変換されている信号を発
生する。従って全波整流２Ｓ１９により発生された信号
は（本発明の目的にとって）第２図（０のパルス波形の
近似的７す０グ等価物として考えられる。このことから
、装置の残りの部分は第１図及び第２図と関連して説明
したように動作する。

第３図に示した装置の利点は、これが第１図の装置のい
くつかの構成要素を除去している点である。欠点はこれ
がよりノイズを受けやすい点である。

少なくとも１つの非線形回路素子を通過した後信号が装
置中のある点で低域フィルタに導入されるという条件の
下で、本発明による他の装置実施例が可能である。

前述したように、データ信号は元のデータ信号を表わす
ガウス形波形として読取られる。このガウス形信号は、
その互いの近接性のため時間域で「引張」られる交番正
負パルスを有する。

この「引張」効果を減少させるため、信号はまず非線形
素子を通過して信号の正負パルスを整流する。この整流
信号は次いで「引張」られたパルスをその真の位置へ押
し出す低域フィルタに導入される。

従って、本発明の装置によりなされる改良は、非線形素
子（例えばパルス形成回路、全波整流器等）に続いて低
域フィルタを有する多くの装置構成で与えられる。

最後に、第４図は大規模装置でかなりの装置経済性を実
現するのにいかに本発明を適用するかを示す。本装置で
は、単一のいわゆる制御装置が多数の読取ヘッドからの
再生信号を処理し、また必要に応じてこれらのヘッドの
異なったものに連続して接続されるこのような装置はし
ばしば時分割多重装置と呼ばれる。第１図に示すような
本発明の実施例では、各読取ヘッド毎に別々の装置を必
要とするのではなく、新たな装置は制御装置の一部とす
ることが可能である。これは第４図に概略的に表わされ
、ここでスイッチング装ｆｆ１２０は各関係素子１１か
ら１４を介して複数個の読取ヘッド１０．１０’　、１
０”　、から出力信号を送られる。次いでスイッチング
装置２０は構成１ｉ１５から１８を含む制御装Ｍ２１へ
これらの信号の内の一方又は他方を選択的に接続する。

スイッチング装置２０はこの機能を与える複数個のｒｏ
ｒ＜Ｊゲートを含み、又は他のスイッチング装置も同様
に使用可能である。

これは、ｌｌｌ　ｔｉｌｌ　＠置の一部として役立たせ
ることができず、個々の読取ヘッドに対して複製しなけ
ればならない従来提案の補償装置と比較して非常な節約
となる。３群の装置１ｏ乃至１４が図示されているが、
この能力は２群の装Ｆｔ１０乃至１４のみを有する装置
や３群以上の前記素子にも適用可能である。

再生信号の干渉と歪、特に該信号の連続する正負パルス
間の記号間干渉を減少可能な装置を説明した。

以上は線形信号補償装置と対比して説明したが、本発明
の装置は予歪（ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　）装置又
は再生等化装置のような装置と関連して使用するのに適
していることを理解されたい。事実、どの装置も完全な
補償を行なうことは不可能であるから、再生論理部に導
入するのに最適な信号を得るにはこのようなＨ置の組合
せ使用が望ましい。

さらに、以上は磁気記録装置と関連して説明したが、同
様の型式の信号干渉や歪を示す他のデータ処理又は送信
装置に等しく適用可能であることを理解されたい。これ
は又同様の「引張」効果を示す様々のパルス・コードに
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した磁気記録再生装置のブロック
図である。第２図は第１図の装置に用いる信号波形例を
示す。第３図は本発明の他の実施例のブロック図を示す
。第４図は第１図に示すように装置に本発明を適用して
いかに利点が得られるかを示すブロック図である。１０・・・読取ヘッド、１１・・・前置増幅器、１２・
・・微分器、１３・・・零交差検出器、１４・・・パル
ス形成器、１５・・・低域フィルタ、１６・・・微分器
、１７・・・零交差検出器、１８・・・パルス形成器、
１９・・・全波整流器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）データ保持媒体の転移によつて表現される情報に
対応した連続する反対極性のピークを有する第１信号の
信号ピークの時間的位置がデータ保持媒体の転移の時間
的位置に対して受けている再生歪誤差変位を修正する装
置において、前記第１信号を変換して、第１信号とおおよそ同一の時
間的位置の歪誤差変位を有し、かつ同一極性のピークを
有する第２信号を出力する装置（１１、１９または１１
、１２、１３、１４）、前記第２信号を入力する低域フ
ィルタ装置（１５）、前記低域フィルタ装置（１５）から前記第２信号の同一
極性の各ピークにおおよそ対応するピークを有する第３
信号を出力する装置（１６、１７、１８）を構成要素と
して含み、前記構成要素により第３信号のピークとデー
タ保持媒体の転移の間の時間的位置の歪誤差変位が、第
１信号のピークとデータ保持媒体の転移の間の時間的位
置の歪誤差変位と比較して実質的に低減されることによ
つてデータ保持媒体の転移と前記データ保持媒体の転移
を表わす出力信号との間の時間的位置の歪誤差変位が低
減されていることを特徴とする再生歪補償装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置にお
いて、第２信号を出力する装置が非線形素子を含む再生
歪補償装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の再生歪補償装置にお
いて、非線形素子が整流器（１９）である再生歪補償装
置。
（４）特許請求の範囲第２項記載の再生歪補償装置にお
いて、非線形素子は前記第１信号に応答してパルスを形
成する装置（１４）を含む再生歪補償装置。
（５）特許請求の範囲第３項記載の装置において、非線
形素子が全波整流器（１９）である再生歪補償装置。
（６）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置にお
いて、前記低域フィルタ装置はガウス形フィルタである
再生歪補償装置。
（７）特許請求の範囲第６項記載の再生歪補償装置にお
いて、前記フィルタ装置のパラメータがデータ保持媒体
の転移密度に従つて選択される再生歪補償装置。
（８）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置にお
いて、第３信号を出力する装置は、低域フィルタ操作により生じた前記信号を微分する装置
と、前記フィルタされた微分信号が選択された閾値と交差す
る時を検出する装置と、前記閾値検出装置に応答してパルスを形成する装置と、
を含む再生歪補償装置。
（９）特許請求の範囲第８項記載の再生歪補償装置にお
いて、選択した閾値が零交差である再生歪補償装置。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の再生歪補償装置に
おいて、前記閾値検出装置は同一極性の傾きを有する零
交差のみを検出する再生歪補償装置。
（１１）特許請求の範囲第１０項記載の再生歪補償装置
において、正移行零交差のみを検出する再生歪補償装置
。
（１２）特許請求の範囲１項記載の再生歪補償装置にお
いて、データ保持媒体が磁気記録装置である再生補償装
置。
（１３）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置に
おいて、複数個のデータ保持媒体の各々から発生する複
数個の第２信号の内の一つを選択された期間の間、前記
低域フィルタ装置へ選択的にかつ交互に接続するスイッ
チング装置（２０）をさらに含む再生歪補償装置。
（１４）特許請求の範囲第１３項記載の再生歪補償装置
において、複数個のデータ保持媒体のそれぞれについて
第２信号を出力する装置を有することを特徴とする再生
歪補償装置。
（１５）特許請求の範囲第１４項記載の再生歪補償装置
において、１つの第３信号を出力する装置（１６、１７
、１８）のみを有する再生歪補償装置。
（１６）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置に
おいて、第１信号のピークの時間的位置の歪誤差変位を
補償するために第１信号を発生させるデータ保持媒体の
転移が、予め時間的位置の歪変位を受けていることを特
徴とする再生歪補償装置。
（１７）特許請求の範囲第１項記載の再生歪補償装置に
おいて、第１信号のピークの時間的位置の歪誤差変位を
補償するため前記第３信号を等化する装置を含む再生歪
補償装置。