JPH0127510B2 - - Google Patents

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JPH0127510B2
JPH0127510B2 JP56017734A JP1773481A JPH0127510B2 JP H0127510 B2 JPH0127510 B2 JP H0127510B2 JP 56017734 A JP56017734 A JP 56017734A JP 1773481 A JP1773481 A JP 1773481A JP H0127510 B2 JPH0127510 B2 JP H0127510B2
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JP
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bit sequence
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circuit
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Kentaro Odaka
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Sony Corp
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Priority to AU80236/82A priority patent/AU552644B2/en
Priority to US06/346,915 priority patent/US4456905A/en
Priority to DE8282300624T priority patent/DE3270706D1/de
Priority to EP82300624A priority patent/EP0058081B1/en
Publication of JPS57132461A publication Critical patent/JPS57132461A/ja
Publication of JPH0127510B2 publication Critical patent/JPH0127510B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/18Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G11B20/1803Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs by redundancy in data representation
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/14Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタル信号記録等に用いられる、
2進データを符号変換されたビツト系列に変換す
る装置に関し、特に、2進データからNRZI変調
方式で変調すべき改善された符号変換ビツト系列
を得ることができる2進データ符号変換装置を提
案するものである。
2進データを用いたデイジタル信号記録は、磁
気記録媒体に於ける残留磁化変化やデイスク状記
録媒体上の幾可学的形状変化等としてなされ、多
量の情報を高密度をもつて記録でき、保存性も優
れている等の特徴を有している。このような残留
磁化変化や幾何学的形状変化等を形成するため、
2進データを基にした記録信号、例えば2進デー
タを基にした波形変化を有する記録電流を得る必
要があるが、このため、2進データを所定の方法
で符号変換し、これによつて作られた符号変換ビ
ツト系列を所定の変調方式で変調して記録信号を
得るようにすることが行われる。この場合の変調
方式には種々のものが提案されているが、NRZI
もそのひとつである。このNRZIは、簡潔に言え
ば、ビツト“0”では記録信号のレベル反転を生
ぜしめず、ビツト“1”で記録信号のレベル反転
を生ぜしめるようにして、記録信号波形にふたつ
のレベルをとらせる変調方式である。かくて
NRZI等で変調されて得られる記録信号波形に於
いて、あるひとつのレベル反転から次のレベル反
転までの間隔のうちの最小のものは最小反転間
隔・Tminと称され、記録特性に大きく影響す
る。即ち、記録媒体上には、記録信号のレベル反
転に従つた磁化反転や形状変化が形成されるが、
再生時に、これらの磁化反転や形状変化を読み取
つた再生パルスはその隣り合うもの相互間で波形
干渉を起して波形歪を生ずるが、記録信号のレベ
ル反転間隔が小さければ歪量が大きくなり、再生
パルス信号をビツトへ変換するときの誤りが発生
しやすくなる。従つて、最小反転間隔・tminは
大きいことが望ましい。また、あるひとつのレベ
ル反転から次のレベル反転までの間隔のうちの最
大のものは最大反転間隔・Tmaxと称され、再生
時に於けるセルフクロツクの難易を左右する。即
ち、最大反転間隔・Tmaxの間は再生パルスが得
られないことになるので、この間では再生パルス
から直接的にクロツク信号を発生させることがで
きないのでクロツク信号の発生が不正確となり易
く、このためセルフクロツクが困難になる虞れが
ある。従つて、最大反転間隔・Tmaxは比較的小
さい方が望ましい。さらに、記録信号波形のレベ
ルがある長期間に於いて一方のレベルに片寄つて
いる場合、例えば、記録信号波形は一方のレベル
を正方向、他方のレベルを負方向とする矩形パル
ス系列となるが、仮りに、正方向の最小パルス幅
を+1、その2倍のパルス幅を+2というように
し、負方向の最小パルス幅を−1、その2倍のパ
ルス幅を−2というようにして、ある長時間の累
積をとつたとき、その累積が+又は−の大きな値
となるような場合には、記録信号波形はその周波
数スペクトルに直流成分を持つていることにな
る。通常、記録信号及び再生信号は交流結合素子
を介して伝送されるので、このように記録信号波
形が直流成分を持つ場合には伝送中に記録信号波
形が歪んでしまい好ましくない。また、再生時に
元の記録信号波形と同じものを再生しようとして
も、交流結合素子で失われた直流成分は再生する
ことができないことになる。従つて、記録信号波
形は直流成分を含まないものであることが望まし
い。
変調方式としてNRZIが採られる場合、記録信
号波形のレベル反転は、符号変換ビツト系列のビ
ツト“1”ごとに生ずるので、上述の最小反転間
隔・Tmin、最大反転間隔・Tmax及び記録信号
波形が直流成分を含むか否か等は、符号変換ビツ
ト系列におけるビツト“1”の現われ方で決定さ
れる。従来、2進データを符号変換してNRZIで
変調すべき符号変換ビツト系列を得るための方式
が種々提案されている。例えば、2進データの3
ビツトを単位として扱い、これを6ビツトの符号
変換ビツトに変換して符号変換ビツト系列を得る
ようにし、最小反転間隔・Tminをデータビツト
周期の1.5倍とした方式が、大なる最小反転間
隔・Tminが得られる方式として知られている。
しかしながら、この符号変換方式による符号変換
ビツト系列をNRZIで変調して得られる記録信号
波形は直流成分を含むものとなるという欠点があ
る。また、一方NRZIで変調されて得られる記録
信号波形が直流成分を含まないものとなるように
工夫された符号変換ビツト系列を得る方式も知ら
れているが、この符号変換方式にては最小反転間
隔・Tminがデータビツト周期と同じにしかでき
ないという欠点がある。なお、最大反転間隔・
Tmaxに関しては、比較的大であつても、再生側
のクロツク発生部にフエイズ・ロツクド・ループ
(PLL)回路等を採用することによつて正確なク
ロツク信号が発生できるので、各方式に於いてセ
ルフクロツクが達成されるようにされていて問題
は比較的小さい。このように、従来提案されてい
る符号変換方式にあつては、大なる最小反転間
隔・Tminが得られ、しかも、変調後の記録信号
波形が直流成分を含まない、という両立性をもつ
たものはなかつた。
斯かる点に鑑み本発明は、2進データを、
NRZIで変調すべき符号変換ビツト系列に符号変
換するにあたつて、符号変換されたビツトを所定
数のビツトずつのブロツクとして扱い、各ブロツ
ク間に複数ビツトから成る選択された冗長ビツト
系列を挿入することによつて、記録信号波形に於
ける大なる最小反転間隔・Tminの獲得と記録信
号波形中の直流成分の除去又は低減制御との両者
をなし得るようにした、改善された冗長ビツト系
列を含む符号変換ビツト系列を得ることができる
2進データの符号変換装置を提供するものであ
る。以下、図面を参照して本発明に係る2進デー
タの符号変換装置の一例を説明する。
先ず本発明の原理的説明をするに、本発明に於
いては、第1図aに示される如くのビツト周期が
Tである2進データを符号変換するにあたつて、
例えば、基本的には第1図aの2進データの3ビ
ツトを単位として扱い、これを6ビツトの符号変
換ビツトに変換して、第1図bに示す如くの符号
変換ビツト系列を得るようにされる。この第1図
bの符号変換ビツト系列のビツト配列は単なる例
にすぎない。この第1図bの符号変換ビツト系列
がNRZIで変調されると、第1図cの如くの記録
信号波形が得られる。ここで、最小反転間隔
Tminは1.5Tとなつており、また、最大反転間隔
Tmaxは4.5Tとなつている。即ち、第1図bの符
号変換ビツト系列において、ビツト“1”の最小
間隔は3ビツトであつて、あるひとつのビツト
“1”と次のビツト“1”との間にはビツト“0”
が最少2個存在し、また、ビツト“1”の最大間
隔は9ビツトであつて、あるひとつのビツト
“1”と次のビツト“1”との間にはビツト“0”
が9個以上は存在しない。この最小反転間隔
Tmin=1.5Tは望ましい大なる値であるが、第1
図cの記録信号波形は直流成分を含むものとなつ
ている。本発明に於いては、基本的には第1図b
に示される如くに得られる符号変換ビツト系列
を、第1図dに示される如く、nビツトごとのブ
ロツクBnの配列として得、このnビツトブロツ
クBn間に3ビツト分の間隔をとる。そして、各
ブロツクBn間、一般的に、N番目(Nは整数)
のnビツトブロツクBnとN+1番目のnビツト
ブロツクBnとの間に、3ビツトで成る冗長ビツ
ト系列Jを挿入する。この冗長ビツト系列Jは、
変調後の記録信号波形を直流成分を持たないもの
とすることを主目的として挿入されるものであ
る。即ち、N番目のnビツトブロツクBnとN+
1番目のnビツトブロツクBnとの間で反転が生
じなければ、第1図cの如くの記録信号波形とな
つて直流成分を含んでしまうような場合に、この
N番目のnビツトブロツクBnとN+1番目のn
ビツトブロツクBnとの間で反転を生ぜしめて、
第1図eの如くの記録信号波形とすることによ
り、直流成分を除去又は低減するために挿入され
る。但し、N番目のnビツトブロツクBnとN+
1番目のnビツトブロツクBnとの間で反転が生
じない方がよい、即ち、前後の関係からしてそこ
で反転があると直流成分を持つてしまうような場
合もあり、斯かる場合には、冗長ビツト系列Jは
反転を生ぜしめてはならない。従つて、冗長ビツ
ト系列Jは、反転を生ぜしめる場合にはビツト
“1”を含むものとされ、反転を生ぜしめない場
合にはビツト“1”を含まないものとされる。ま
た、この冗長ビツト系列Jは、これが挿入される
ことによつて、記録信号波形の最小反転間隔
Tminが変化しないように選定される。例えば、
この例に於いては、Tmin=1.5Tであり、符号変
換ビツト系列に於いて隣り合う2個のビツト
“1”の間にはビツト“0”が最小2個あるので、
冗長ビツト系列Jは、これが挿入された後でも、
隣り合う2個のビツト“1”の間には必ずビツト
“0”が最小2個存するように選定される。この
ため、N番目のnビツトブロツクBnの最終2ビ
ツトの状況に従つて冗長ビツト系列Jの内容が決
定される。第2図は冗長ビツト系列Jの選定を示
す。今、N番目のnビツトブロツクBnとN+1
番目のnビツトブロツクBnとの間で反転を生ぜ
しめることが必要であるとすると、N番目のnビ
ツトブロツクBnの最終2ビツト、即ち、冗長ビ
ツト系列Jが挿入されたときにその直前に位置す
ることになる直前2ビツトFは00,01,10の3通
りがあり得るが、それが00の場合には冗長ビツト
系列Jは100とされ、01の場合には001とされ、10
の場合には010とされる。斯くすることにより、
直前2ビツトFと冗長ビツト系列Jとの間及び冗
長ビツト系列Jとその直後に位置することになる
N+1番目のnビツトブロツクBnの各ビツトと
の間では、隣り合う2個のビツト“1”の間に必
ずビツト“0”が最少2個存するようになる。ま
た、これらの冗長ビツト系列Jはビツト“1”を
含むからそこで反転が生ぜしめられる。一方、N
番目のnビツトブロツクBnとN+1番目のnビ
ツトブロツクBnとの間で反転を生ぜしめること
が不必要であるとすると、冗長ビツト系列Jはビ
ツト“1”を含むものであつてはならないから、
直前2ビツトFが00,01,10のいずれであつても
000とされる。このように選定された冗長ビツト
系列Jを挿入することにより、最小反転間隔
Tmin=1.5Tを維持したままで、N番目のnビツ
トブロツクBnとN+1番目のnビツトブロツク
Bnとの間での必要に応じた反転ができ、変調後
の記録信号波形中の直流成分の除去又は低減制御
ができるのである。
上述の如くの符号変換ビツトのnビツトごとの
ブロツク分け、nビツトのブロツク間での反転の
要否の判定、冗長ビツト系列の選定及び冗長ビツ
ト系列の挿入等をなす、本発明に係る2進データ
符号変換装置の一例が第3図に示される。1は入
力端子であり、ここから第1図aの如くの2進デ
ータが供給される。2は符号変換回路で入力端子
1からの2進データを受け、例えば、そのデータ
ビツトの3ビツトを単位として扱つてこれを6ビ
ツトの符号変換ビツトに符号変換し、この符号変
換ビツトを、第1図d如くのnビツトブロツク
Bnの配列として出力する。この各nビツトブロ
ツクBn間には、後に冗長ビツト系列Jが挿入さ
れる時間間隔(冗長ビツト系列挿入期間)Tjが
置かれる。符号変換回路2からのnビツトブロツ
クBnの配列は、遅延回路3で遅延される。この
遅延回路3の遅延時間は符号変換ビツトのnビツ
ト周期に相当する時間に冗長ビツト系列Jが挿入
される時間間隔Tjを加えた時間に選定されてい
る。この遅延回路3の出力は冗長ビツト系列挿入
回路4に供給される。この冗長ビツト系列挿入回
路4は、さらに、他の入力端子から冗長ビツト系
列Jが供給され、この冗長ビツト系列Jを遅延回
路3よりの出力中の連続するnビツトブロツク
Bn間に挿入して最終的な符号変換ビツト系列を
作る。ここに得られた符号変換ビツト系列は出力
端子5から導出されて、NRZIで変調されること
になる。6は第1のデジタル積算回路であり、例
えば、ビツト“1”が供給されると+1(又は−
1)をカウントし、引続いて到来するビツトごと
に次のビツト“1”が到来するまでそのまま+1
(又は−1)をカウントして積算し、次のビツト
“1”が到来すると、今度は、さらに次のビツト
“1”が到来するまで、到来する各ビツトごとに
−1(又は+1)をカウントして積算し、これを
繰り返していくようになされている。この第1の
デイジタル積算回路6には、冗長ビツト系列挿入
回路4の出力端からの符号変換ビツト系列が供給
されて、継続的なデイジタル積算がされる。ま
た、7は第2のデイジタル積算回路であつて第1
のデイジタル積算回路6と同様の積算をなすよう
に構成されるが、さらに加えて到来ビツトのn個
目とn+1個目との間でその積算値をクリアーす
るようになされる。即ち、到来ビツトのn+1個
目ごとに新しい積算を開始するのである。この第
2のデイジタル積算回路7には符号変換回路2の
出力が供給され、符号変換ビツトのnビツトブロ
ツクBnごとの積算がされる。ここで、第1のデ
イジタル積算回路6で、冗長ビツト系列挿入回路
4からの出力のN番目のnビツトブロツクBnの
終りまでのデイジタル積算値が得られるときに
は、第2のデイジタル積算回路7では、符号変換
回路2からの出力のN+1番目のnビツトブロツ
クBnのデイジタル積算値が得られている。これ
ら両デイジタル積算値は、夫々、第1及び第2の
ゲート8及びゲート9に供給される。両ゲート8
及び9は、冗長ビツト挿入回路4の出力のN番目
のnビツトブロツクBnの終り、即ち、符号変換
回路2の出力のN+1番目のnビツトブロツク
Bnの終りのタイミングt0でオンとなり、第1及
び第2のデイジタル積算回路6及び7からのデイ
ジタル積算値を、それらがプラス(+)のとき
“1”、マイナス(−)のとき“0”として出して
排他的論理和回路10へ供給する。従つて、排他
的論理和回路10の出力は、第1及び第2のデイ
ジタル積算回路6及び7のタイミングt0での積算
値が共にプラス又はマイナスのとき“0”、一方
がプラスで他方がマイナスのとき“1”となる。
ところで、第1及び第2のデイジタル積算回路6
及び7のタイミングt0での積算値が共にプラス又
はマイナスであるということは、冗長ビツト挿入
回路4の出力のN番目のnビツトブロツクBnま
での記録信号波形がプラス方向又はマイナス方向
の直流成分を有し、次のN+1番目のnビツトブ
ロツクBnだけの記録信号波形もこれと同極性の
直流成分を有していることになり、これが反転な
しに加わると、直流成分を増加させることになる
ことを意味している。この場合にはN+1番目の
nビツトブロツクBnの記録信号波形が反転され
て加えられれば、直流成分が打ち消し合つて低減
されることになる。即ち、N番目のnビツトブロ
ツクBnとN+1番目のnビツトブロツクBnとの
間で反転が必要なのである。一方、第1及び第2
のデイジタル積算回路6及び7のタイミングt0
の積算値が一方がプラスで他方がマイナスである
ということは、冗長ビツト挿入回路4の出力のN
番目のnビツトブロツクBnまでの記録信号波形
が有する直流分とN+1番目のnビツトブロツク
Bnだけの記録信号波形が有する直流分とが逆極
性であり、これが反転なしで加わると、直流成分
が打ち消し合つて低減することを意味している。
即ち、N番目のnビツトブロツクBnとN+1番
目のnビツトブロツクBnとの間で反転が不要な
のである。これよりして、排他的論理和回路10
の出力が0のときはN番目のnビツトブロツク
BnとN+1番目のnビツトブロツクBnとの間で
反転が必要であることを示し、また、1のときは
この反転が不要であることを示している。以上よ
り、第1及び第2のデイジタル積算回路6及び
7、第1及び第2のゲート8及び9、及び排他的
論理和回路10は、反転要否判定回路を構成して
いることがわかる。排他的論理和回路10の出力
はタイミングt0で冗長ビツト系列発生回路11へ
供給される。次に、遅延回路3の出力は、また、
2ビツト・デコーダ12に供給される。この2ビ
ツト・デコーダ12は、遅延回路3の出力中のN
番目のnビツトブロツクBnの最終2ビツト、即
ち直前2ビツトFに従つた出力00,01又は10を出
力し、これを冗長ビツト系列発生回路11に供給
する。冗長ビツト系列発生回路11はこれをホー
ルドし、さらに、4種類の3ビツト系列100,
001,010及び000を発生し、これらを選択的に冗
長ビツト挿入回路4へ供給する。今、排他的論理
和回路10の出力の1をA、0をとし、2ビツ
ト・デコーダ12の出力の00をB,01をC,10を
Dとし、さらに、冗長ビツト系列発生回路11が
発生する3ビツト系列の100をE,001をF,010
をG,000をH、また、この回路の出力をIとし
たとき、冗長ビツト系列発生回路11内ではタイ
ミングt0で論理式 I=A・H+・(B・H+C・F+D.G) で表わされる演算がされ、これにより第2図の表
に示される如くに選定された冗長ビツト系列Jが
発生されて冗長ビツト挿入回路4に供給され、こ
こで、遅延回路3の出力中のN番目のnビツトブ
ロツクBnとN+1番目のnビツトブロツクBnと
の間に挿入される。13は上述の各回路を動作さ
せる為のタイミング信号発生回路であり、第4図
に示される如くの5種類のタイミング信号R1
R2,P3,P4及びP5を発生する。例えばP1は符号
変換回路2の出力中の各nビツトブロツクBnの
間、即ち、冗長ビツト系列挿入期間Tjにて0で、
各nビツトブロツクBn期間Tbで1となる信号、
P2は常に1の信号、P3は冗長ビツト系列挿入期
間Tj前縁で1に立上る狭幅なパルス信号、P4
各nビツトブロツクBnの最終の2ビツト、即ち、
直前2ビツトFの期間に1で他の期間に0となる
信号、P5は冗長ビツト系列挿入期間Tjにて1で、
各nビツトブロツクBn期間Tbで0となる信号と
され、これら信号が1のとき各回路が所定の動作
をするものとされる。そして、タイミング信号
P1が符号変換回路2及び第2のデイジタル積算
回路7へ、タイミング信号P2が第1のデイジタ
ル積算回路6へ、タイミング信号P3が第1及び
第2のゲート8及び9へ、タイミング信号P4
2ビツト・デコーダ12へ、タイミング信号P5
が冗長ビツト系列挿入回路4及び冗長ビツト系列
発生回路11へ、夫々、供給されて、各回路が上
述の所定の動作をなすのである。なお、冗長ビツ
ト系列挿入回路4は、供給されるタイミング信号
P5が0のとき遅延回路3の出力をそのまま通過
させて出力端子5へ導き、タイミング信号P5
1のとき冗長ビツト系列発生回路11から供給さ
れる冗長ビツト系列Jを出力端子5へ導出するよ
うになされる。
以上説明した如く、本発明による2進データ符
号変換装置によれば、2進データを符号変換する
に際して選定された冗長ビツト系列を挿入すると
により、NRZIで変調したとき変調後の信号波形
の最小反転間隔Tminを大とすること、及び信号
波形に含まれる直流成分を除去あるいは低減する
ことの双方をなし得る符号変換ビツト系列を得る
ことができ、斯かる信号波形を記録信号波形とし
て情報記録をすれば、再生系で再生信号をビツト
変換する場合に誤りを発生し難くて高密度記録が
でき、また、記録信号が交流結合伝送によつて大
なる波形歪を生じてしまう虞れがない。もちろ
ん、再生系に於いて最終的には、冗長ビツト系列
は除去されて元の2進データが再生されるであろ
う。
なお、上記の説明に用いた例に於いては、冗長
ビツト系列は3ビツトから成るものとされ、この
冗長ビツト系列の挿入により、最小反転間隔
Tminは変化しないようにされているが、最大反
転間隔Tmaxは最大3ビツト周期分長くなる可能
性がある。そこで、例えば、冗長ビツト系列を6
ビツトから成るものとして、そのビツト内容を、
挿入されるnビツトブロツク間の前後両nビツト
ブロツクのビツト内容を勘案して選定するように
し、冗長ビツト系列の挿入によつて最小反転間隔
Tminも最大反転間隔Tmaxも変化しないように
してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の原理的説明に用い
られる2進データ符号配列図と波形図及び表図、
第3図は本発明に係る2進符号変換装置の一列を
示すブロツク接続図、第4図は第3図に示される
装置に使用されるタイミング信号を示す波形図で
ある。 図中、1は入力端子、2は符号変換回路、3は
遅延回路、4は冗長ビツト系列挿入回路、5は出
力端子、6及び7は第1及び第2のデイジタル積
算回路、8及び9は第1及び第2のゲート、10
は排他的論理和回路、11は冗長ビツト系列発生
回路、12は2ビツト・デコーダ、13はタイミ
ングパルス発生回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2進データをNRZI変調方式で変調すべき符
    号変換ビツト系列に符号変換するにあたり、該符
    号変換ビツト系列をNビツト(Nは正数)ごとの
    ブロツク配列の形で出力する手段と、上記ブロツ
    ク配列の連続する2ブロツク間にMビツト(Mは
    正数)から成る冗長ビツト系列を挿入する手段
    と、上記冗長ビツト系列を、それが上記連続する
    2ブロツク間に挿入されたとき、上記符号変換ビ
    ツト系列のNRZI変調出力の最小反転間隔を、上
    記冗長ビツト系列が挿入される前より小ならしめ
    ないものに選定する手段とより成り、上記冗長ビ
    ツト系列の挿入によつて、上記符号変換ビツト系
    列のNRZI変調出力が有す周波数スペクトル中の
    直流成分を制御するようにした2進データ符号変
    換装置。
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