JPH03171404A - 低周波数復元方法及び装置 - Google Patents
低周波数復元方法及び装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
、特定すると磁気記録、プレイバックおよび等化処理を
受けたようなディジタル信号に低周波およびDC成分を
復元する装置に関する。
に、記録/ブレイバックチャンネルの周知の非直線性周
波数レスポンスのため歪を生ずる。特にディジタル信号
は、記録され再生されるとき、再生信号が最初に記録さ
れた信号に関する十分の情報を提供せず、あるいは自己
クロック信号の正確な検出に必要な顕著なゼロ交叉を提
供できない程度に、減衰され歪を受けることがある。
スペーシング損失に起因する。プレイバックヘッドのイ
ンダクタンスは、記録媒体からプレイバックされる信号
の低周波数の再生を妨げる。
束の一次時間微分の関数である。それゆえ、DCレベル
および低周波数変化は、ブレイハック信号に十分には表
わされない。他方、記録ヘッドと記録媒体間の距離が零
でないことに起因するプレイバック信号損失であるとこ
ろのスペーシング損失は、高周波の減衰の原因となる。
バックチャンネルに実質的に平坦なレスポンスを提供す
る信号等化(等価)器を使用することが一般に周知であ
る。
される一つの周知の信号等化器は、Miller等に賦
与された米国特許第4, 110, 798号に記述さ
れている。この特許の装置は、並列に接続されたローパ
ス積分回路およびハイパス微分回路を有する。積分回路
は、入力信号に90゜だけ遅れた出力信号を提供し、微
分回路は入力信号より90゜だけ進む。大きさが等しい
が反対極性より成るそれぞれの出力信号は、代数的に結
合される。
んど平坦な周波数レスポンスを有する。
低周波周波数情報を欠くという欠点を有する。これは、
一般に「ベースラインワンダー」と称する不定の平均D
Cレベルをもたらす。ペイスラインワンダーは、プレイ
バックヘッドの誘導的性質に起因して低周波数成分の損
失により引き起こされるものとして知られている。ペイ
スラインワンダーは、等化されたプレイバック信号の低
周波歪として現われ、ビット検出の零交叉位置をシフト
することにより、あるいはクロツク同期回路に位相誤差
を導入することによって、誤検出を引き起こすことがあ
り得る。
プレイバツクデータの低周波成分を増大することに関係
づけられる欠点を有する。例えば、高トラック密度ディ
スクレコーダーにおいて、プレイバックヘッドにより検
出されるデータは、関係するデータトラックからの低周
波情報と、隣接するトラックからの低周波クロストーク
を含むであろう。このように、等化器は、望ましくない
クロストークを等化されたデータ内に加える。
〜15日にフランス、グルノーブルで開催されたINT
ERMAG Conferenceで提示されたEqu
alization of the D.C. Nul
] In Hjgh Density Digital
Magnetic Recordingと題するW.
D. Huberの発表、論文37−10、に記述され
ている。この発表の等化器は、積分回路信号の極端ピー
ク振幅間に中点を設定することによりディジタルプレイ
バック信号のDCおよび低周波成分を部分的に復元する
。中心設定は、正および負論理レベルを得るように、積
分されたプレイバック信号波形の振幅極値をクランプし
、強く制限することにより得られる。しかしながら、ベ
ースラインワンダラーに起因するゼロ交叉の変位は、こ
の技術により解決されない。
の粗い表示しか提供しない。何故ならば、この波形は、
雑音性のゼロ交叉を有し、したがって不確実なクロック
の再生およびデータの検出をもたらすからである。
続いて実質的に平坦な周波数レスポンスを有するように
等化されたデイジタル信号の低周波数およびDCレベル
成分を復元するための改善された装置および方法を提供
することである。本発明の装置および方法は、以下に説
明されるようにゼロ交叉ジッターを除去しながらベイス
ラインワングーを排除するものである。
が、上述のようにクランプし強く制限することにより得
られる。得られた信号は、高周波1 0 数成分を除去するように濾波される。このようにして得
られた低周波数成分は、プレイバック信号のベースライ
ンワングーを追跡し、プレイバック信号から欠落してい
る低周波数およびDC成分の近似である。この低周波成
分は、修正信号として利用され、等化されたプレイバッ
ク信号と代数的に結合される。得られた結合された信号
は、ベースラインワンダーならびにゼロ交叉ジッターと
もそれから除去せしめる。
レイバックに利用される狭トラックに特に関係する磁気
記録/ブレイバックチャンネルと関連する他の問題を排
除する。等化の目的のためのプレイバック信号の低周波
数の増大は、普通積分を伴う。しかしながら、例えば約
1ミルのトラックピッチを有する高密度記憶媒体を利用
するとき、積分は、所望のトラックからプレイバック信
号の低周波数成分を増大するだけでなく、クロストーク
に起因して隣接トラックからの低周波数をも増大する。
低周波数クロストークを含む低周波成分を排除する。さ
らに、修正信号パスに第2のローパスフィルタが結合さ
れており、それによりハイパスフィルタにより除去され
た低周波数成分の不存在を補償する。
明する。全図面中の対応する要素は、比較を容易にする
ために対応する参照番号により指示されることを認めら
れたい。
レスポンス等化器14、本発明の好ましい実施例の低周
波数復元器l6、およびゼロ交叉検出器/デコーダl8
を有する磁気的プレイバックチャンネル10の例を図示
している。プレイバックヘッド12、等化器14および
ゼロ交叉検出器/デコーダ18は、磁気記録/プレイバ
ックおよびディジタル信号の検出の技術において周知で
l2 あり、それゆえ詳細に説明しない。プレイバック等化器
の例は、上述の米国特許第4, 110, 798号に
記述されている。その従来の等化器においては、等化さ
れた信号は、検出および解読のためのゼロ交叉検出器に
直接供給される。しかしながら、等化器14の出力の等
化された信号は、上に述べた理由のため低周波数および
DC情報成分を欠く。この情報がないと、等化された信
号は、上述のベースラインワングーを示し、こらがゼロ
交叉にジッターを生じさせ、検出器/デコーダ18によ
り提供されるデータ検出にエラーを生ずる。
に、等化されたディジタル信号の欠落している低周波数
およびDC成分を復元する。第1図を参照すると、低周
波数復元器16は、クランビング回路すなわちクランプ
20、それに続くハードリミッタ22およびローパスフ
ィルタ24を含む。線25上のローパスフィルタ24か
らの出力信号は、加算回路54により等化器14の線1
5上の出力信号と代数的に結合される。線27上に得ら
れた加算された信号は、データ検出および解読のためゼ
ロ検出器/デコーダ18に供給される。
図に例として示される波形を参照して説明する。線15
上の等化されたプレイバック信号波形Aの例が、第4A
図に示されている。図に見られるように、その波形のベ
ースラインBl、は、ゼロ軸線ZAに対応する直線では
ない。代りに、第4A図のベースラインは、低周波数情
報の欠落により影響され、上述のようなベースラインワ
ンダラーを生ずる。線15上の信号Aはクランプ回路2
0に供給されるが、このクランプ回路は、信号を、正向
き転換が得られる予定された最大ピークレベルと、負向
き転換が得られる予定された最小ピークレベルにクラン
プする。第4B図は、第1図の線2l上に生ずるクラン
プされた信号波形Bの例を示している。第4A〜4E図
の比較から分かるように、第4B〜4D図の波形は、表
示をより明瞭にするために拡大された時間スケールを有
している。
に供給されるが、このハードリミッタは、第4C図の波
形Cに示されるように、クランプされた信罵を上限およ
び下限スレッショルドレベルに制限する。線23上の強
く制限された信号Cは、ローパスフィルタ24に供給さ
れるが、このローパスフィルタは、好ましい実施例にお
いては、第2図に示されるように積分回路により実施さ
れる。ローパスフィルタ24からの線上の積分された信
号Dは、第4D図に示されている。信号Dは、おおむね
第4A図に示される信号Aのベースラインワングーに従
う。波形Dは波形Aに関して拡大された時間スケールで
示されていることに留意されたい。第1図の線25上の
低周波数信号成分Dは、!!15上の等化された信号A
のベースラインワングーに従う。
記のように、等化された信号のベースラインワングーを
除去するように修正信号として利1 5 用される。加算回路54は、線25上の信号Dを線15
上の信号Aと結合し、線27上に得られた加算された信
号Eをゼロ交叉検出器/デコーダ18に供給する。第4
E図から分かるように、かくして得られた信号Eは、ゼ
ロ軸線ZAに対応する実質的に直線の線により表わされ
るベースラインSLを有する。第4A図の波形Aおよび
第4C図の波形Eの比較から、加算回路54の出力線2
7上に得られた信号波形は、ベースラインワンダーがそ
れから除去されており、そしてその低周波数およびDC
成分を復元せしめた最初に記録されプレイバックされた
データに対応していることは明らかである。線27上の
このようにして復元された信号Eは、ベースラインワン
ダーに起因するゼロ交叉ジッタな受けず、それゆえ、ゼ
ロ交叉検出器/デコーダ18によるデータ検出の精度は
、相当に改善される。
細な回路を参照して説明する。
サ28,30.32および34、t対のダイオード36
および38および抵抗40.4244および46を含む
。
給されるが、この増幅器は、等化信号をその非反転(+
)出力の非反転等化信号と、その反転(−)出力の反転
等化信号に分割する。コンデンサ28が、増幅器26の
非反転出力およびダイオード36のアノード間に接続さ
れ、コンデンサ34が、増幅器26の反転出力およびダ
イオード36のカソード間に結合されている。コンデン
サ30が、増幅器26の非反転出力およびダイオード3
8のカソード間に接続され、コンデンサ32が、増幅器
26の反転出力およびダイオード38のアノード間に接
続されている。
値を制限し、強い制限の前に、ゼロ電位に関する信号の
ゼロ交叉の中心を設定することである。位相分割後、4
つの信号路、すなわち各位相に対する2つの差動信号路
が発生される。各信号路は、それぞれDCプロツキング
コンデンサ28,30,32.34を有している。ダイ
オード36.38は差動的に駆動され、増幅器26の非
反転出力における正向き信号に対してダイオード36が
導通し、他方他のダイオード38は逆偏倚状態に留まる
。導通しているダイオード36は、2つの信号路を実効
的に短絡して、それらに同じ電位を取らせる。回路は差
動的であり、短絡点は電位差を有さないから、それらは
実効上ゼロ電位にクランプされる。反対位相に配置され
た他方のダイオード38は、上述の正向き信号に対して
導通しない。かくして、ダイオード38は、それに接続
された他の2つの差動信号路をして、増幅器26イらの
上述の正向き出力信号を通過せしめる。ダイオード36
.38に対する上述の動作は、増幅器26の非反転出力
における負向き信号に対しては逆転される。
ードは、抵抗40および42により接1 8 続されているから、抵抗40および42間の接続点の電
圧は、ダイオード36のアノードおよびダイオード38
のカソードに現われる電圧の平均である。同様に、ダイ
オード38のアノードおよびダイオード36のカソード
は、抵抗44およひ46により接続されているから、抵
抗44および46間の接続点Mに現われる電圧は、ダイ
オード38のアノードおよびダイオード36のカソード
の電圧の平均である。抵抗44および42と、抵抗44
および46により提供されるこれらの平均電圧は、大き
さが等しいが極性反対である。これらの電圧は、第4B
図に示される差動的にクランプされる波形Bに対応して
いる。
た非反転および反転信号は、ハードリミッタ22にイ共
糸合される。ハードリミツタ22は、その出力信号を上
限および下限スレッショルドに制限するように飽和する
電圧コンパレータ48を有する。このようにして、非反
転および反転信号は、コンパレータ48により差動的に
比較され、1 9 得られた増幅信号は上限および下限スレツショル1・に
クランプされる。上述のように、コンパレータ48によ
り提供される強く制限された信号Cは、第4C図に図示
されてj3り、そしてこれは磁気記録媒体上に記録され
た原デイジクル信号の粗い表示である。
び並列コンデンサ52を有するローパスフィノレタ24
にイ共糸合される。しかして、これらの直列抵抗50お
よび並列コンデンサ52は、ローパスフィルタ24の時
定数t1を決定するものである。好ましくは、時定数t
1ぱ、第1図のプレイバックヘッド12および等化器1
4の積分チャンネルの結合された特性の時定数を近似す
るように選択されるのがよい。ローパスフィルタ24の
出力線25上にこのようにして得られた修正信号Dは、
前述のように、原データ波形のDCおよび低周波数信号
成分の近似である。
より実施される。線25上の低周波数修2 0 正信号Dは、増幅器54の反転入力に供給され、線15
上の等化された信号は、増幅器54の非反転入力に供給
される。この例において、低周波数信号および等化信号
は、異なる極性で加算される。増幅器54からの出力に
おいて得られる加算信号Eは、第4E図に示されている
。これはDCおよび低周波数成分を復元せしめた等化さ
れたプレイバック信号である。第4E図から分かるよう
に、データEのベースラインBAは、ゼロ軸11ZAに
対応する実質的に真直な線である。線27上の信号Eは
、前述のように、解読のため検出器/デコーダ18にイ
共糸含される。
例である。低周波数復元器1. 6 aは、第1図およ
び第2図を参照して上述したものに対応するクランプ回
路20、ハードリミッタ22およびローパスフィルタ2
4を有する。しかしながら、加えて、装置は、線15上
の等化信号パスに結合されたハイパスフィルタ49およ
び綿25」二の修正信号バスに結合された第2のローパ
スフィ21 ルタ47を備えている。ハイパスフィルタ49は、例え
ば磁気記録媒体の近接配置された隣接のトラックからク
ロストークとしてプレイノいンク信号に誘導され等化器
l4の積分チャンネルにより増大されたかもしれない低
周波数成分を除去する働きをする。第lローパスフィル
タを終端させる第2のローパスフィルタ47は、ハイパ
スフィルタ49により賦課される低周波数減衰を補償す
る。上述のように、ローパスフィルタ24の時定数L1
は、第1図のプレイバックへ・ノド12および等化器1
4の積分チャンネルの結合された特性から誘導される時
定数を近似するように選択されている。第2ローパスフ
ィルタ47の時定数t1は、ハイパスフィルタの時定数
と同じ力・ンl・オフ周波数を有するように選択される
。
よび第2ローパスフィルタ47の入力間に結合されてお
り、両デバイス間のインピーダンスを変換する。加算回
路として、この実施例においては、電圧ホロワ62が利
用される。この実施22 例において、第2ローパスフィルタ47の出力における
低域濾波された修正信号およびハイパスフィルタ49の
出力における高城濾波された等化された信号は、同じ極
性で加算される。
のような低インピーダンス源により駆動され、かつ電圧
ホロワ62のような高入力インピーダンスデバイスを駆
動するような応用に対する、第3図の第2ローパスフィ
ルタ47およびハイパスフィルタ4つの特定の実施例を
示す。この特定の実施例においては、増幅器61の出力
ば、抵抗56を介して電圧ホロワ62の人力に結合され
る。線15上の等化されたプレイバック信号は、コンデ
ンサ58を介して、電圧ホロワ62の同じ入力に結合さ
れる。
びコンデンサ58は、線15」二の等化された信号に関
してハイパスフィルタとして、線25上の修正信号に関
してローパスフィルタとして機能する。これらのバイパ
スおよびローパスフ23 ィルクのハイパス特性およびローパス特性とも、抵抗5
6およびコンデンサ58の同じRe時定数t2により形
成されるから、実質的に同じ力ットオフ周波数を有する
。
タル信号にDCおよび低周波数情報を復元するための新
規な装置および方法について説明した。当技術に精通し
たものであれば、本発明の技術思想から逸脱することな
く種々の変化、変更をなし得ることは明らかあろう。
した磁気プレイバックチャンネルの機能的ブロック図、
第2図は第1図のブロック図に対応する詳細回路図、第
3図は本発明の他の実施例の機能的ブロック図、第4A
〜4E図は第1、2および3図の回路内の種々の点にお
いて生ずる波形のグラフ、第5図は第3図の実施例の特
定の例を示す機能的ブロック図である。 2 4 10 ・ 1 2 : 1 4 16 1 8 : 2 0 = 2 2 : 2 4 2 6 : 2 8, 36 40, 5 4 : 磁気的プレイバックチャンネル プレイバックヘッド 周波数レスポンス等化(等価)器 周波数復元器 ゼロ交叉検出器/デコーダ クランプ回路 ハードリミッタ ローパスフィルタ フエーズスプリツタ増幅器 30 32,34,52: コンデンサ 38: ダイオード 42,44,46、50 加算回路または増幅器 抵抗 手糸売宇甫正書 平成2年11月22日
Claims (7)
- (1)磁気記録、プレイバックおよびそれに続く等化処
理を受けたディジタル信号に欠落しているDCおよび低
周波数信号成分を復元するための低周波数復元装置にお
いて、 前記の等化された信号を予定された最低および最大信号
レベルにそれぞれクランプして、被クランプ信号を供給
するためのクランプ手段と、この被クランプ信号を、上
限および下限スレッショルドにそれぞれ強く制限して、
強く制限された信号を供給するための制限手段と、 前記の強く制限された信号を濾波して、前記の欠落して
いる信号成分の近似である修正信号を得るローパスフィ
ルタと、 前記の等化された信号および前記修正信号を加算して、
前記DCおよび低周波数成分を復元させた等化された信
号を供給するための加算手段とを備えることを特徴とす
る低周波数復元装置。 - (2)前記クランプ手段が差動クランプ手段である特許
請求の範囲第1項記載の低周波数復元装置。 - (3)前記ディジタル信号が、記録された磁束の時間微
分であるプレイバック信号を供給するプレイバックヘッ
ドを利用する磁気媒体からプレイバックされ、前記の等
化された信号が、ローパス積分回路およびハイパス微分
回路の並列接続より成る等化器により提供され、前記ロ
ーパスフィルタの時定数が、前記プレイバックヘッドお
よび前記ローパス積分回路の結合された周波数特性から
誘導される時定数に対応するように選択される特許請求
の範囲第1項記載の低周波数復元装置。 - (4)前記加算手段に至る前記修正信号の電路に結合さ
れた第2のローパスフィルタと、前記加算手段に至る前
記の等化された信号の電路に結合されたハイパスフィル
タを含む特許請求の範囲第1項記載の低周波数復元装置
。 - (5)前記の等化された信号が低インピーダンスデバイ
スにより供給され、前記加算手段が高インピーダンスデ
バイスを含み、前記第2ローパスフィルタが、前記加算
手段に至る前記修正信号電路に結合された抵抗と、前記
加算手段に至る前記の等化された信号電路に結合された
コンデンサを含み、前記ハイパスフィルタが、前記加算
手段の前記入力に結合された同じ抵抗およびコンデンサ
より成る特許請求の範囲第4項記載の低周波数復元装置
。 - (6)磁気記録、プレイバックおよびそれに続く等化処
理を受けたディジタル信号に欠落しているDCおよび低
周波数信号成分を復元し、等化された信号中に誘導され
た低周波数クロストークを除去する低周波数復元装置に
おいて、 前記の等化された信号を、予定された最低および最大信
号レベルにそれぞれ差動的にクランプし、差動的にクラ
ンプされた信号を供給するクランプ手段と、この差動的
にクランプされた信号を上限および下限スレッショルド
レベルにそれぞれ強く制限し、強く制限された信号を供
給する制限手段と、この強く制限された信号を濾波して
、前記の欠落している信号成分の近似である修正信号を
供給する第1のローパスフィルタと、前記修正信号を濾
波する第2ローパスフィルタを含む修正信号路と、 該修正信号路と並列で、前記の等化された信号を濾波す
るハイパスフィルタを有する被等化信号路と、 前記ハイパスフィルタの出力信号と前記第2ローパスフ
ィルタの出力信号を加算して、前記DCおよび低周波数
成分を復元せしめかつ前記低周波数クロストークを除去
せしめた等化された信号を供給するための加算手段と を備えることを特徴とする低周波数復元装置。 - (7)磁気記録、プレイバックおよびそれに続く等化処
理を受けたディジタル信号に欠落しているDCおよび低
周波数信号成分を復元し、等化された信号に誘導される
低周波数クロストークを除去するための低周波数復元装
置であって、前記の等化された信号が低インピーダンス
デバイスにより供給され、後記の加算手段が高インピー
ダンスデバイスより成るものにおいて、 前記の等化された信号を予定された最低および最大信号
レベルにそれぞれ差動的にクランプして、差動的にクラ
ンプされた信号を供給するための手段と、 この差動的にクランプされた信号を上限および下限スレ
ッショルドレベルにそれぞれ強く制限して、強く制限さ
れた信号を供給する制限手段と、この強く制限された信
号を濾波して、前記の欠落している信号成分の近似であ
る修正信号を供給するための第1のローパスフィルタと
、 前記の等化された信号および前記修正信号を加算して、
前記DCおよび低周波数成分を有する等化された信号を
供給するための加算手段と、 前記第1ローパスフィルタの出力と前記加算手段間に結
合された抵抗と、 前記加算手段に至る前記の等化された信号の電路に結合
されたコンデンサと を備え、前記抵抗および前記コンデンサより成る要素の
組合せで、前記の修正信号電路に第2のローパスフィル
タを提供し、前記要素の組合せで、前記の等化された信
号電路にハイパスフィルタを提供することを特徴とする
低周波数復元装置。
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