JPH04205802A - 逐次復調方法およびその装置 - 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】 〔概要〕 記録媒体からの再生信号を逐次復調する逐次復調方法お
よびその装置に関し、 再生信号中のピーク値にレベル変動があった場合でも、
“１”信号は“１”として、“０”信号は“０”として
復調可能な信顛性の高い逐次復調方法及びその装置を提
供することを目的とし、 正負のピークが必ず交互に現れる磁気記録の特徴、およ
び使用する符号固有の条件に基づいて、Ｎ個の連続した
サンプル値からなる全ての状態を予測して格納しておき
、磁気記録された媒体から連続したＮ個のサンプル値を
再生信号として取り出して、この再生サンプル値の各個
と前記格納された各予測状態の各サンプル値との偏差の
絶対値を演算し、この後に各予測状態毎の偏差の絶対値
の総和を演算して、総和が最も小さい予測状態を再生信
号からの連続したＮ個のサンプルの状態と判断し、この
状態に対応するデータ列を出力する逐次復調方法である
。

また、この方法を実現する逐次復調装置は、正負のピー
クが必ず交互に現れる磁気記録の特徴、および使用する
符号固有の条件に基づいて、Ｎ個の連続したサンプル値
からなる全ての状態を予測して格納する記憶手段と、磁
気記録された媒体から連続したＮ個のサンプル値を再生
信号として取り出すサンプリング手段と、この再生サン
プル値の各個と前記格納された各予測状態の各サンプル
値との偏差の絶対値を演算し、各予測状態毎の偏差の絶
対値の総和を演算して総和が最も小さい予測状態を再生
信号からの連続したＮ個のサンプルの状態と判断する最
尤サンプル状態検出手段と、最尤状態に対応するデータ
列を出力するデータ出力手段とから構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は記録媒体からの再生信号を逐次復調する逐次復
調方法およびその装置に関し、特に、再生信号に成る規
則性がある記録媒体からの再生信号、例えば、磁気ディ
スク装置の再生信号の復調を行う逐次復調方法及びその
装置に関する。

コンピュータシステムの高速化に伴い、外部記憶装置と
しての磁気ディスク装置に対しても高速化、大容量化が
要求されている。このため、磁気ディスク装置の復調回
路の扱う信号は周波数が高くなり、媒体上の記録密度（
ＢＰＩ）か上昇して信号品質が劣化してしまう。従って
、ヘッド−媒体系の改善ばかりでなく、磁気ディスク装
置からの再生信号の復調回路系における信号品質の改善
策が必要とされている。

〔従来の技術〕

従来の磁気ディスク装置における復調回路の構成を第７
図に示す。磁気ヘッド７０により再生された信号は、磁
気ヘッド７０の近くに配置されたプリアンプ７１により
増幅された後、自動利得制御回路（ＡＧＣ）７２、波形
等化回路７３、及び低域通過フィルタ（Ｌ　Ｐ　Ｆ）７
４を通り、復調処置を行うに当たって十分な振幅となっ
てＰ点に到達する。

Ｐ点においてこの信号は２つに分けられ、一方は微分回
路７５へ、他方はレベルスライス回路Ｔ７へ導かれる。

微分回路７５で微分された信号はＱ点を経てゼロクロス
検出回路７６へ入力され、微分波形のゼロクロス点に対
応したゼロクロスパルスか生成される。そして、ゼロク
ロス検出回路７６からのパルスはＲ点を経てゲート回路
７８に入力される。

他方、レベルスライス回路７７に入力されたＰ点の出力
は予め設定された所定のスライスレベル電圧と比較され
、信号波形がレベルスライス電圧を越えた時にレベルス
ライスゲートが開かれて、信号がレベルスライス回路７
７から３点を経てゲート回路７８に入力される。ゲート
回路７８はゼロクロスパルスとゲート信号により、再生
信号のピークとは無関係なパルスを除去し、プリアンプ
７１から入力されるアナログ信号のピーク点に対応する
パルス化データを発生する。

第８図（ａ）〜（ｅ）は第７図の従来の復調回路に示し
た各点Ｐ−Ｔにおける波形を示している。第８図（ａ）
はＰ点におけるヘッド７０の再生波形信号であり、第８
図［有］）はＱ点における波形で、Ｐ点における波形の
微分波形である。また、第８図（Ｃ）はＲ点におけるゼ
ロクロス検出回路７６の出力波形で、Ｑ点における波形
が零点を過ったときにハイレベル“Ｈ”になる信号であ
る。更に、第８図（ｄ）は３点におけるレベルスライス
回路７７の出力波形であり、レベルスライス回路７７に
設定されているスライスレベル電圧Ｖ）ＩとＶＬ　（第
８図（ａ）に示す）をＰ点における再生信号が越えたと
きにハイレベル“Ｈ”になる。

第８図（ｅ）はＴ点におけるゲート回路７８からの出力
波形を示しており、再生波形のピークとは無関係のパル
スが除去された復調データである。

このように、従来回路によれば、再生信号のピークに対
応したパルス化データを得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、以上のように構成された従来の復調回路
では、記録データの”１”に対応するピークの検出をレ
ベルスライスと微分波形のゼロクロス点検出とで行って
いる。従って、３ビツトパターンにおける中央のピーク
のように、波形を観察した時、前後の関係からピークと
予想されてもスライスレベルを下回った場合ピークとし
ては認識されず復調誤りとなってしまうことがあり、ま
た、記録データの“０″に対応する部分でもスライスレ
ベルを越えることにより、ピークとして認識されてしま
うという問題がある。このように、従来の復調方法では
、記録データの“０“に対応する部分のレベルが記録デ
ータの“工”に対応するピークのレベルを上回った場合
、復調不可能になってしまうのである。よって、更に高
密度記録を行う場合には、扱う信号の品質がますます劣
化し、Ｓ／Ｈの低下や分解能の低下を引き起こすことに
なる。

本発明は前記従来の磁気記録再生装置のような再生信号
にある規則性のある再生信号の復調方法における問題点
を解消し、再生信号中に従来のスライスレベルを下回る
“１”信号や、スライスレベルを越える“０”信号が含
まれる場合でも、”１”信号は“１″として、“０”信
号は“０″として復調可能な信顛性の高い逐次復調方法
およびその装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決する本発明の復調装置の原理構成が第
１図に示される。第１図に示すように、本発明の逐次復
調装置は、磁気記録媒体からの再生信号から記録データ
の復調を行う逐次復調装置であって、正負のピークが必
ず交互に現れる磁気記録の特徴、および使用する符号固
有の条件に基づいて、Ｎ個の連続したサンプル値からな
る全ての状態を予測して格納する予測データ記憶手段１
と、磁気記録された媒体から連続したＮ個のサンプル値
を再生信号として取り出すサンプリング手段２と、この
再生サンプル値の各個と、前記格納された各予測状態の
予測データの対応する値との偏差を演算する偏差演算手
段３と、演算された偏差の絶対値を演算し、各予測状態
毎の偏差の絶対値の総和を演算して総和が最も小さい予
測状態を判定する最小値判定手段４と、最小値と判定さ
れた予測状態に対応するデータ列を出力するデータ出力
手段５とから構成される。

〔作用］ 本発明の第１の形態によれば、磁気記録の特徴、および
使用する符号固有の条件に基づいて、Ｎ個の連続したサ
ンプル値の取り得る全予測状態の予測データと、磁気記
録された媒体から再生した連続するＮ個のサンプル値の
各個との偏差の絶対値が演算され、この偏差の絶対値の
総和が各予測データ毎に演算される。そして、総和が最
も小さい予測データを有する予測状態が再生信号からの
連続したＮ個のサンプルの状態と判断され、この状態に
対応するデータ列が再生信号として出力される。

第２の形態では、既知の予測データを実際に磁気記録し
、媒体からのその再生信号を基にして連続するＮ個のサ
ンプル値が予測値として決定され、この予測値と再生さ
れたサンプル値との偏差が演算されて再生信号に最も近
い予測データが判定される。

第３の形態では、毎回１回のサンプリング動作で取り込
むサンプル数Ｎより少ないサンプル数ずつ重複してサン
プリングが行われ、重複部分の予測テークのデータ列が
一致する時に、前回の予測データの重複しない部分のデ
ータ列が正しい再生信号として出力される。

第４の形態では、予測値の決定が磁気記録装置の出荷時
に行され、記憶手段に格納される。

第５の形態では、予測値の決定が装置稼働後の所定時期
毎に行われ、記憶手段の予測値がその都度書き換えられ
る。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

本発明は、磁気記録媒体からの再生信号から記録データ
の復調を行う逐次復調方法および装置であるが、ここで
は再生信号に正負のピークが必ず交互に現れる磁気ディ
スク装置の再生信号を例にとって以後説明する。

第２図は本発明の方法を実施例する復調装置の構成を示
すものである。この図では、Ｎ個の連続したサンプル値
を基に復調を行う場合を示しており、磁気記録の特徴、
および使用する符号等の条件から得られる、Ｎ個の連続
するサンプル値が取り得る状態の総数がＭ個である場合
を示している。

図において、２１は遅延要素であり、遅延時間τ−Ｔｄ
（Ｔｄはデータ周期）を持っＮ−１個の遅延素子から構
成される。この遅延要素２１に入力される磁気ディスク
装置からの再生信号は、互いに遅延時間Ｔｄだけ時間の
ずれたＮ−１個の信号に分けられて記憶される。２２は
サンプリングクロックｆｓで駆動されるサンプルホール
ダであり、Ｎ種類の信号をサンプリングクロックｆｓ毎
に保持することができる。

従って、サンプルホールダ２２は、サンプリングクロッ
クｆｓ毎に、入力される再生信号と、互いに時間時間Ｔ
’ｄだけ時間のずれたＮ−１個の信号の合計Ｎ個の信号
をサンプリングする。このとき、サンプリングクロック
とデータ周期Ｔｄは、ｆｓをサンプリングクロック、Ｎ
を連続したサンプルの数、Ｔｄをデータ周期として、次
の０式の関係にある。

１／ｆｓ　　＝　　Ｎ　　＊　　Ｔｄ　　　　−■２３
はＭ個設けられた誤差検出回路であり、Ｎ個の引き算器
２３１　と、Ｎ個の予測値を格納した予測値メモリ２３
２と、各引き算器２３１の出力（偏差）の絶対値を演算
する絶対値演算回路２３３、および偏差の総和をとる加
算回路２３４とを備えている。

この誤差検出回路２３において、サンプルホールダ２２
から出力されたＮ個のサンプル値は、Ｎ個の引き算器２
３１の子端子にそれぞれ入力され、引き算器２３１の一
端子に入力される予め用意されたＮ個の対応する予測値
との間で偏差が演算される。そして、偏差は絶対値演算
回路２３３において絶対値となり、加算回路２３４にお
いて総和がとられ、Ｎ個の予測値との偏差の絶対値の総
和が演算される。

この総和はＭ個の誤差検出回路２３においてそれぞれ演
算され、合計Ｍ種類の予測データパターンとの誤差が求
められる。

２４は最小値判断器であり、各誤差検出回路２３の出力
が入力される。最小値判断器２４は入力されたＮ個の予
測値との偏差の絶対値の総和のうち、値の最も小さいも
のを判断し、その最小値を出力した誤差検出回路２３の
番号（＃０〜＃ト１）を出力する。

この結果、誤差の最も少ない予測データパターンの状態
が、誤差検出回路２３の番号＃０〜＃Ｍ−１の何れかと
して、求められる。

２５は出力データ合成器であり、各誤差検出回路２３（
番号＃０〜＃Ｍ−１）に設けられた予測値メモリ２３２
に格納されたＮ個の予測値に対応する予測データ（＃０
〜＃Ｍ−１のＭ種類）が格納された予測データメモリ２
６がある。また、この出力データ合成器２５にはサンプ
リングクロックｆｓのＮ倍のデータクロックｆｄが入力
されている。従って、この実施例では最小値判断器２４
からはサンプリングクロックｆｓ毎に予測データパター
ンの状態が誤差検出回路２３の番号で送られてくるが、
出力データ合成器２５はデータクロックｆｄ毎（サンプ
リングクロックｆｓのＮ倍毎）毎にそのときの予測デー
タパターンの状態に対応する予測データを予測データメ
モリ２６から選択し、Ｎ個のデータ列を復調データとし
て出力する。

なお、この実施例の復調装置では、予測データメモリ２
６には磁気記録においてＮ個の連続するサンプル値の取
り得る全ての状態が“０”と“１”の信号で予測データ
として記録されている。また、誤差検出回路２３の予測
値メモリ２３２には、この全ての種類の予測データを実
際に磁気記録し、媒体から得られたその再生信号を基に
した予測値が記録されている。この予測値は、再生信号
を複数回サンプリングした後、ノイズによる影響を軽減
して連続したＮ個のサンプル値を得、これを基に予測デ
ータに対応するＮ個の連続したサンプル値として決定し
ている。

第３図はＮ＝３の時の予測データの全種類、その波形の
モデル、および実際に磁気記録した後に決定した予測値
の全ての種類を示すものである。

この場合は予測値ＰｍＯ，ＰＩＩｌｌ、　Ｐｍ２の種類
ｍは１５種類になる。第２図の実施例では、第３図の左
側の欄に示される予測データが予測データメモリ２６に
格納されており、右側の予測値欄に示される１５種類の
予測値がそれぞれ１５個の誤差検出回路２３の予測値メ
モリ２３２に格納されている。

そして、磁気記録装置からの再生波形が、例えば、第４
図（ａ）に示すようになり、この波形をサンプリングク
ロックｆｓでサンプリングした３つのサンプリングデー
タＤＯ，Ｄｉ、　Ｄ２が第４図（ｂ）に示すように、Ｄ
Ｏ−＋０．２　、Ｄｌ＝　＋０．８　、Ｄ２＝−１，０
であったとする。

このとき、第２図の復調装置では、各誤差検出回路２３
において、３つのサンプリングデータＤＯ。

Ｄｉ、　Ｄ２と予測値ＰｍＯ，Ｐｍｌ、　Ｐｍ２との偏
差の絶対値ｌ　Ｄｏ　−ＰｍＯｌ　、　　ｌ　Ｄｉ　−
Ｐｍｌ　ｌおよび１Ｄ２−Ｐｍ２１が演算され、その総
和が演算される。この演算を１５種類の予測値について
行った結果が第５回である。この第５図に示す総和の演
算結果から分かるように、ｍ＝５の予測値における総和
が最も小さいことが第２図の最小値判断器２４によって
判断されるので、最小値判断器２４からは＃５の信号が
出力データ合成器２５に出力され、出力データ合成器２
５ては第３図に示した対応図に基づいて、予測データ“
０”１”１”のデータ列が復調データとして出力される
。

第６図は本発明の他の実施例の復調装置の構成を示すも
のであり、第２図の復調装置と同し構成部材については
、同じ符号を付してその説明を省略する。第６図の復調
装置が第２図の復調装置と異なる点は、信頼性を増すた
めに、成るサンプリングクロックｆｓにおいて決定され
る復調データと、別のサンプリングクロックｆｓにおい
て決定される復調データに重複部を持たせ、その重複部
のデータ列が一致するか否かを判定している点である。

このため、第６図の実施例の装置では、出力データ合成
器２５にデータクロックｆｄではなく、サンプリングク
ロックｆｓが入力されている。そして、このサンプリン
グクロックｆｓによって決定された復調データの一方は
、遅延回路６１によって１サンプリングクロツクの時開
だけ遅延させられて比較回路６２に入力され、他方は直
接比較回路６２に入力される。この結果、比較回路６２
には１サンプリングクロツク時間だけ異なった復調デー
タか入力されることになり、サンプル数をＮとすると、
２つの復調データの内のＮ−１のデータが重複じて入力
されることになる。比較回路６２はこの重複データが一
致しているか否かを判定し、一致している時のみ遅延回
路６１を通して入力された復調データの重複していない
データを正しい復調データとして出力し、一致しない場
合にはエラー信号等を出力する。

この結果、第６図の復調装置では、復調データの値を常
に確認しながら出力するので、データの値の信頼性が増
す。

なお、第６図の復調装置では、Ｎ個のサンプル数の内の
Ｎ−１のサンプル値を重複させたが、出力データ合成器
２５に入力するクロックの間隔を増やすことによって、
重複させるサンプル数を調整することができる。

以上説明した装置において、予測値メモリ２３２への予
測値の格納は、磁気記録装置の出荷時に予測データを基
に磁電記録を行い、再生信号を基に決定して行えば良い
。また、予測値メモリ２３２に格納する予測値は、装置
稼働後の所定時期毎に行い、予測値メモリの予測値を装
置の状態の変化に応じてその都度書き換えるようにして
も良い。

更に、最小値判断器２４か、複数の比較器を使用し、Ｎ
個のサンプル時間内で単調に増加、或いは減少し、且つ
、Ｎ個のサンプル時間を周期として繰り返す電圧波形を
参照電位として、各誤差を比較し、その電圧波形が単調
に増加の場合は最初に参照電位と誤差電位が交差した予
測状態を誤差が最も小さい状態と判定し、また、その電
圧波形が単調に減少の場合は最後に参照電位と誤差電位
が交差した予測状態を誤差が最も小さい状態と判定する
最小値判断器を備えていても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば磁気記録媒体から
の再生信号が、高密度記録により分解能が低下したり、
ノイズにより信号が劣化しても、また、再生信号中のピ
ーク値にレベル変動があった場合でも、“１″信号は“
１”として、“０”信号は“Ｏ”として高い信頼性で復
調することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は゛本発明の逐次復調装置の原理構成図、第２図
は本発明の方法を適用する逐次復調装置の一実施例の構
成図、 第３図は本発明におけるＮ＝３の場合の予測データ、波
形モデル、予測値の全てを示す状態図、第４図（ａ）、
　（ｂ）はある再生波形とこのときのサンプリングデー
タの値を示す説明図、 第５図は第４図のサンプリング値による第２図の装置の
演算結果を示す図、 第６図は本発明の方法を適用する逐次復調装置の他の実
施例の構成図、 第７図は従来の磁気ディスク装置の復調回路図、第８図
は第７図の回路の各部の動作波形を示す波形図である。 ２１・・・遅延要素、 ２２・・・サンプルホールダ、 ２３・・・誤差検出回路、 ２３１・・・引き算器、 ２３２・・・予測値メモリ、 ２３３・・・絶対値演算回路、 ２３４・・・加算回路、 ２４・・・最小値判断器、 ２５・・・出力データ合成器、 ２６・・・予測データメモリ、 ６１・・・遅延回路、 ６２・・・比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録媒体からの再生信号から記録データの復調
   を行う逐次復調方法であって、 正負のピークが必ず交互に現れる磁気記録の特徴、およ
   び使用する符号固有の条件に基づいて、Ｎ個の連続した
   サンプル値からなる全ての予測状態を予測データとして
   格納しておき、磁気記録された媒体から連続したＮ個の
   サンプル値を再生信号として取り出して、この再生サン
   プル値の各個と前記格納された各予測データの各サンプ
   ル値との偏差の絶対値を演算し、この後に各予測データ
   毎の偏差の絶対値の総和を演算して、総和が最も小さい
   予測データを有する予測状態を再生信号からの連続した
   Ｎ個のサンプルの状態と判断し、この状態に対応するデ
   ータ列を再生信号として出力することを特徴とする逐次
   復調方法。 ２、既知の予測データを実際に磁気記録し、媒体からの
   その再生信号を複数回のサンプリングにより、ノイズに
   よる影響を軽減して連続したＮ個のサンプル値を得、こ
   れを基に予測データに対応するＮ個の連続したサンプル
   値からなる予測値を決定し、再生信号として取り出した
   Ｎ個のサンプル値とこの予測値との偏差を演算すること
   により、再生信号に最も近い予測データを判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の逐次復調方法。 ３、１回のサンプリング動作で取り込むサンプル数をＮ
   サンプルとした時に、毎回、Ｎより少ないサンプル数ず
   つ重複してサンプリングを行い、重複部分の予測データ
   のデータ列が一致する時に、前回の予測データの重複し
   ない部分のデータ列を正しい再生信号として出力する請
   求項１または２に記載の逐次復調方法。 ４、前記予測値の決定を磁気記録装置の出荷時に行い、
   記憶手段に格納しておくことを特徴とする請求項２また
   は３に記載の逐次復調方法。 ５、前記予測値の決定を、装置稼働後の所定時期毎に行
   い、記憶手段の予測値をその都度書き換えることを特徴
   とする請求項４に記載の逐次復調装置。 ６、磁気記録媒体からの再生信号から記録データの復調
   を行う逐次復調装置であって、 正負のピークが必ず交互に現れる磁気記録の特徴、およ
   び使用する符号固有の条件に基づいて、Ｎ個の連続した
   サンプル値からなる全ての状態を予測して格納する予測
   データ記憶手段（１）と、磁気記録された媒体から連続
   したＮ個のサンプル値を再生信号として取り出すサンプ
   リング手段（２）と、 この再生サンプル値の各個と、前記格納された各予測状
   態の予測データの対応する値との偏差を演算する偏差演
   算手段（３）と、 演算された偏差の絶対値を演算し、各予測状態毎の偏差
   の絶対値の総和を演算して総和が最も小さい予測状態を
   判定する最小値判定手段（４）と、最小値と判定された
   予測状態に対応するデータ列を出力するデータ出力手段
   （５）と、 を備えることを特徴とする逐次復調装置。 ７、前記サンプリング手段（２）がデータビット間隔Ｔ
   ｄに等しい遅延時間を持つ直列に接続されたＮ−１個の
   遅延要素と、この遅延要素列の入力、および各遅延要素
   の出力からのＮ種のアナログ信号を周期Ｎ×Ｔｄでサン
   プルホールドするＮ個のサンプルホールダで再生信号の
   サンプリングを行うことを特徴とする請求項６に記載の
   逐次復調装置。 ８、前記最小値判定手段（４）が、複数の比較器を使用
   し、Ｎ個のサンプル時間内で単調に増加、或いは減少し
   、且つ、Ｎ個のサンプル時間を周期として繰り返す電圧
   波形を参照電位として、各誤差を比較し、その電圧波形
   が単調に増加の場合は最初に参照電位と誤差電位が交差
   した予測状態を誤差が最も小さい状態と判定し、また、
   その電圧波形が単調に減少の場合は最後に参照電位と誤
   差電位が交差した予測状態を誤差が最も小さい状態と判
   定する最小値判断器を備えていることを特徴とする請求
   項６に記載の逐次復調装置。