JPH0316435A - デイジタル信号の変調および復調方式 - Google Patents

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〕 本発明はディジタル信号を記録・再生する装置における
記録｛１号の変調方式とそれに適する復調方式に関する
。

〔従来の技術〕

ディジタルｖ　’ｌ’　Ｒに適する変調方式として、い
わゆるミラースクエアと呼ばれる変調方式が良く使用さ
れている。例えばｒ　’ｌ’　Ｖ学会技術報告第１２巻
第５６号（１９８８年１２月）」では、Ｄ−２フォーマ
ットＶ　’ｌ’　Ｒにこのミラースクエアコードが使用
されている。このコードは直流成分がないという利点の
反面、アイパターンの開口幅が狭いため，等価Ｓ／Ｎが
ＮＲＺ記録に比べて、３ｄ　Ｂ＠＜なるという欠点があ
る。

なお、ＮＲＺ符号は開口幅の点では変調コードの中で最
も広い事がよく知られている．しかし、ＮＲＺは、デー
タ１にハイレベル，データ０にローレベルを与えるので
、データ１あるいはＯが連続する場合には直流威分が発
生することになり、ロータリトランスを用いるディジタ
ルＶ　’ｌ’　Ｒでは符号誤りの原因となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のミラースクエアコードは、ｌ）Ｃ或分の
除去に力点を置き、開口幅が狭いという欠点がある。デ
ィジタルＶ　’１’　Ｈに従来よりさらに高速にデータ
を記録しようとする場合、例えば高精細テレビジョン信
号をディジタル化して記録しようとする場合、開口幅が
狭いということは等価Ｓ／Ｎが悪くなることであり，記
＠密度を上げて記録しようとする場合の最大のネックと
なっていた。

本発明の目的はＮＲＺ符号に比べ直流或分の発生は少な
く、かつ開口幅はＮＲＺ符号と同じで、すなわちミラー
スクエアの半分となる変調方式およびその復調方法を抛
供することにある。

〔課題をＭ決するための手段〕

上記目的を達或するために、本発咽は基本的にはＮＲＺ
Ｉ方式と呼ばれる方式を用い、データ１ではデータピッ
ト間隔の中間で信号の極性を反転する．データ０では極
性の反転を行なわない。しかし、データを２個ずつ組み
合わせて、とくに連０が続いた時のみ，前半の２個のＯ
と後半２個の０の間で、しかもビット間隔の境界で極性
を反転させる。

一方、テープ・ヘッド系の信号劣化を補償した後復調時
にはビット間隔の周ｌｔｌＩで、すなわちＮｌ｛Ｚと同
じ間隔で再生信号を２値識別口路で識別する。

なお、連続した４個のａｔ　０　７１による極性反転を
識別するために識別回路として３他識別目路を併用する
． ３値識別目路での識別は、いわゆる再生等化口路で再生
信号を等化した後、この信号をリミッタ回路を経て３値
誠別回路に人力することによってなされる． 〔作用〕 蛮調コードはＯが４個連続する時，極性反転が行なわれ
るので，ＮＲＺ，ＮＲＺＩのように、１１　０　１１の
連続に対して無防備でなく、直流成分の発生は少ない． 一方、復調時はビット間隔で識別するため、ミク周波数
でなく、ＮＲＺ，ＮＲＺＩと同様ビット間隔のクロツク
周波数となる。

３｛直識別目路の出力を常時参照すると、ミラースクエ
アコードのように等伽Ｓ　／　Ｎが３ｃ＋Ｂｇ＜なる。

このため、２値識別口路で連続４個の゛′Ｏ”が存在す
る口■能性のある場合にだけ、３値識別回路を参照する
こととし、等価Ｓ／Ｎが劣化することを防ぐ。

〔実施例〕

以ト、本発四一実施例を第１図によって説明する．本発
明の特徴を明確にするため，同一のデータに対する他の
会調コードによる波形も示す。

（ａ）はＮＲＺ変調コードでデータ１に対してハイレベ
ル、データ０に対してローレベルを与えるものである． （ｂ）はＮ　Ｒ　Ｚ　１蛮調コードでデータ］の時、極
性反転を行なわせるものである。

（Ｑ）はミラースクエア変調コードで、データ１の時は
ビット間隔の中央で極性を反転させる。

を反転させる。ただし、１つ前のビットの境界で極性反
転がないという条件をつけている。

（ｄ）は本発明の変調コードの波形で、データ１の時、
ビット間隔の中央で極性反転させる。２ビットごとにデ
ータを区切った時、連続して４個“Ｏ　Ｉ＋がつづく場
合，２つの区切りのビット境界で極性を反転させる． 第２図に本発明の一実施例の変調コードを作成する変調
回路のブロック図を示す．治３図は第２図各部の信号波
形である。

第２図において、人力データＡ｝３．ＣＬ）は入力端１
−１〜１−４を介して４ビットシフトレジスタ３に人力
される。４ビットシフトレジスタ３では４相の人力デー
タＡ−Ｄをクロック発生目路４で発生させたクロックＥ
で取り込み、クロックト゛で高遠に読み出し、高速直列
データ■を作或する。

データ１がハイレベルの時，データピット間隔の中央で
反転を起こさせるため、データＩとクロックＦの反転出
力（反転回路５で反転させる。）をＡ　Ｎ，！，１　目
路７に入力し、出力Ｊを得る．一方、データが４つの単
位毎にすべて“０“であるかどうかを検出するため，反
転回路２−１〜２−４を介してＡＮＩ）ＩＥ！Ｉ路８ａ
を用い、出力Ｈを得る。出力Ｈがハイレベルになる時、
データピットの境界で反転を起こさせるため．ＡＮＩ）
回路８ｂには，出力Ｈ，クロツクＥの反転出力（反転回
路６で反転させる〉、クロツクＦおよびクロツクＧ（ク
ロツクＦを分周したもの）を人力し、出力Ｋを得る６こ
こで、各クロツクはクロツク信号発生目路４によって得
られる． 出力Ｊ及び出力ＫをＯＲＩｇＩ路９で、出力Ｌを得、フ
リッププロップＩＯのクロツク人力端子に人力する，反
転出力Ｑをデイレイド人力Ｄに接続しておけば，クロツ
ク人力波形の立上りで、出力信号Ｍは極性を反転するこ
とになり，本発明の変調コード信号Ｍが出力端１１に得
られる。

再生時の復調の方法について第４図の復調回路の信号ブ
ロック図で説明する。第５図（イ），（口）は第４図各
部の信号波形である。

磁気テープ１２に記録された信号は再生磁気へツド１３
で読み出され、再生アンブ１４を介して等化回路１５に
人力される．等化回路１５では記録・再生過程で劣化し
た信号の周汲数特性を補償し，いわゆる積分検出と呼ば
れる等化を行なう。

等化回路１５の出力はリミツタ回路１６で振帽制限を受
け、ヘッド出力の振幅変動が以降の回路に影響を与えな
いようにした。リミツタ出力ａは３個の比較圓路１７，
１８．１９に人力されるとともに、クロック抽出目路２
０に人力される。クロツク抽出圓路からビット周期に等
しい周期を持ち、再生データａに同期するクロツクｂを
発生させる．リミツタ目路１６の出力信号ａを拡大した
波形を第６図にボす。出力信号ａの振幅■は一定である
ため，３個の比較回路に与える比較レベルＶ　Ｈ＋３　
　　　　　　　３ ｌ Ｖａ＝　Ｖ　　とする。

２ ３つの比較回路の出力ｃ，ｄ，ｅがそれぞれ得られる。

出力ｅは従来の２値識別出力であり，変調コードの中に
、２個のデータ毎に区切って（１ブロックと呼ぶ〉、２
つのブロックですべてのデータがＯの場合に神大した極
性反転１ｏがない場合は、この出力ｅの極性反転の位置
が変調コードのデータ“１”に対応しているので、容易
に復号できる． よって、出力ｅの中から２連続ブロックでデータが′Ｏ
″の時、揮人された極性反転を検出し、取り除く必要が
ある。その極性反転１０に対応す１ る時点では、比較目路１９の人力信号はーＶ付近２ を通過することで、雑音の影響を受けやすく、その時点
の出力ｅは信頼性のない値となる。第５図では斜線でそ
れを示している． 一方，極性反転１ｏに対応する比較回路１７，１８の出
力ｃ，ｄにおいては、出力Ｃと出力ｄが異なるという事
で極性反転ｌｏｃｌＭが求められる．しかし、単純に出
力Ｃと出力ｄのイクスクルーシブオアを取ると，例えば
Ｖ　ｔ．　＝　−　Ｖであるので、雑３ １ 台の受け方がＶ＆＝　　Ｖに比べ大きいので、極性反２ 転１ｏを誤って検出する確率が鳥い。このため、まず２
つのブロックでデータが“０”であるという事を検出し
、さらにその時出力Ｃと出力ｄでデータが反転していれ
ば極性反転Ｉｏが発生していたものとする． 具体的には、極性反転１ｏの前後２ビットのデータは、
その極性が逆であるので、出力ｅをフリツプフロツプ２
５．２６，２７．２８で１クロツクごと遅延させる． その出力ｅとｅ′をイクスクルーシブオア目路３６に人
力し、また、出力ｅ′とｅ″″（図示せず）の反転出力
ｅ　とｅ　を同様にイクスクルーシブオア口路３５に人
力する．回路３５，３６の出力は反転回路３７．３８を
介してアンド口路３９に人力され、出力（ｇ）が得られ
る． 第５図（イ）の出力（ｇ）波形において、斜線部分は出
力ｅの不確定領域が伝播している事を示す． 一方、出力ｃ，ｄのイクスクルーシブオアを取る時，出
力ｇとの時刻の一致が得られるように、フリツプフロツ
プ２１，２２、および２３．２４で２ビット遅延させて
から，イクスクルーシプオア圓路２９でイクスクルーシ
ブオア出力（ｆ）を得る． 出力（ｇ）と出力（ｆ）からアンド回路３０でアンド出
力（ｈ）を得る．出力（ｈ）はクロツクの立上り時に極
性反転が発生しており（出力（ｆ）で検出）、シかも、
その極性反転の前２ビットとも同符号，後２ビットとも
同符号しかも前後２ビットで異符号である（出力（ｇ）
で検出）ことを示しており、極性反転１０があった事を
雑音の影響をなくして検出したことになる。

出力（ｓ）の極性反転はデータ“ｌ”に対応し）でいる
ので出力ｅ′とｅ′をイクスクルーシブ回妬３３に人力
して、出力ｉを得ると、出力ｉのハイレベルはデータエ
に対応する。出力ｅの極性反転ｉｏによる斜線部分の影
響を取り除くため、出力ｈの反転出力ｊ　（反転回路３
２による。）および１ビット遅延後の反転出力ｋ（フリ
ツプフロツプ３１による．）と出力ｉをアンド回路３４
に人力して出力悲を得る．出力２とクロツクｂの間には
各論理素子による遅延時間分でけの時間差があるので、
クロツクｂの反転クロツクｎ（反転回路４１による）で
、出力悲をラッチ（フリツプフロップ４０による）すれ
ば、ＮＲＺ形式の復号データｍが出力端子４２に得られ
る． 以上の説咽は人力データとして一般のＮＲＺ形式のデー
タを念頭に置いている。したがってデータ“０”がどの
程度連続するかは全く分からない。

従来から、特に画像データの場合は画像データの性質，
すなわち隣接画素データでは相関が晶いので、重みの等
しい（重みとはｔワード中のデー゛タ“１”の個数）ワ
ード順にならべたワード群に・画像データを一担変換し
、隣接間ワードを反転して、直流或分を少なくする，い
わゆる８−８マツピング方式が提案されている。直流或
分が少ないという事はデータ゛Ｏ”が連続しない事に対
応する。よって本発明の適用例の別の形態は、第７図に
不すように、８−８マツピング変換回路４３の出力信号
をワード毎に反転する反転回路４４を設けた後、本発明
の蛮調回路４５を適用するものである． さらに別の形態は、８ビット２５６ワードのうち、隣接
ワードとの接続を考慮して，連続して“０”が続かない
ように、２５６ワードのうちいくつかのワードを取り除
き、マツピングする方式が提案されている．この制限付
８−８マツピング回路４６の後に本発明変調口路４５を
適用することが考えられる。いずれの場合も、従来の方
式単独の場合より，変調後はさらに直流或分が少なくな
り、ロータリトランス，巻線ヘッド系での記録再生の信
頼性が向上する． 上記説明は２ブロックですべてのデータがＯのとき、極
性反転を強制的に押入する方式を述べた．他の実施例と
して本発明は、単純にデータ“″０”が連続して４個あ
れば、極性反転を強制的に挿入する方式にも適用できる
． 〔発明の効果〕 本発明によれば、７ビットが最大の磁化反転幅となり．
ＮＲＺやＮＲＺ　１のように無限大の磁化反転幅が発生
する事はなく、直流或分を少なくすることができ，直流
或分を通さないロータリトランス，巻線ヘッドによるデ
ィジタル記録においても信号の劣化の少ない信頼性の高
い記録再生が可能となる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の盆調コードをボす信号波形
図、第２図は本発明の実施例の変調コード発生口路の目
路図、第３図は第２図の各部の信号波形図，第４図は本
発明の実施例の復調ｌ！ｌ！Ｉ路の回路図、第５図は第
４図の各部の信号波形図、第６図はリミッタ出力波形の
拡大図、第７図，第８図は本発明の他の実施例の信号変
調回路のブロック図である。 ３・・・４ビットシフトレジスタ、４・・・クロツク発
生回路、１５・・・等化目路、１６・・・リミツタ目路
，１　７， １８， ｌ９・・・比較目路、 ２０・・・クロツク抽 第 ３ 図 Ｅ Ｆ ／ θ θ ｌ Ｏ ρ θ ρ ρ ／ ／ ρ エ Ｎ 葉 １ 図 ／ Ｏ θ ／ ρ θ ρ θ ／ ／ 第 ２ 図 ｅ”’　＋＋＋＋＋−ヨ 子　　　一　　−−−Ｍ ９　　−−−−−−−−−− ｋ 葉 ５ 図 （イ） 之 第 ５ 図 （口） ／ ｌ ／ θ ρ ／ ρ ρ ρ ρ 第 ６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ１に対応させて、ビット間隔の中央で極性反
   転させると共に、データを２ビット毎組み合せたブロッ
   クにおいて２ブロック連続してデータ０が出現した場合
   に、ビット間隔の境で極性反転を挿入するディジタル信
   号の変調方式。 ２、請求項１記載の変調方式による変調コードを復号す
   るに際し、３つの識別レベルに対応した３個の比較回路
   を用い、２つの比較回路によつて２ブロック連続したデ
   ータ“０”に対応して挿入された極性反転を検出する回
   路と、１つの比較回路で該極性反転の前後の波形が連続
   したデータ“０”に対応していることを検出する回路を
   併用して復号することを特徴とするディジタル信号の復
   調方式。