JPH05109010A - 磁気記録媒体の再生信号の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気記録媒体から再生され、ナイキスト基準で
等化された信号をしきい値と比較することによって、２
値信号に変換する時に、識別エラーを減少させる。 【構成】入力端子１からの等化後の再生信号と、入力端
子２からのクロックとが検出回路１０１に供給される。
検出回路１０１は、Ａ／Ｄ変換器３（図８）を有し、Ａ
／Ｄ変換器３の出力の対象ビットとその前後のビットの
２階差分値を発生する。この２階差分値と２階差分しき
い値との和あるいは差が前のビットの識別値に応答して
選択され、選択された和あるいは差に補正係数が乗じら
れる。この補正係数を乗じられた和あるいは差が固定の
しきい値に加えられ、適応的なしきい値が形成される。
適応的なしきい値でもって、対象ビットの識別出力が得
られる。さらに、補正係数を固定して２階差分しきい値
をエラーが少なくなるように、自動調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気記録媒体を使用
したディジタル記録再生システムあるいは伝送システム
における再生信号の処理装置、特に、再生信号を２値信
号に変換するためのビット識別に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル記録再生システムまたはディ
ジタル伝送システムでは、記録密度を向上しようとする
と、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク等）から
の再生信号のＳ／Ｎが低くなり、再生ディジタル信号が
記録ディジタル信号と一致しないエラーが多くなる。再
生ヘッドからのアナログ波形から正しくディジタル信号
を検出するための信号処理技術が必要とされる。

【０００３】従来のかかる目的に供される信号処理技術
としては、積分検出方式が知られている。これは、ナイ
キストの基準と呼ばれる等化基準に基づいた等化を行な
うことによって、識別点での符号間干渉を出来るだけ小
さくして、それから、所定のしきい値との大小関係から
ナイキスト波形を２値化するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、等化基
準を完全に満たすような等化器を実現することが困難で
あり、また、再生信号に関して、ランダム・ノイズ、低
域遮断、高域の不足などの問題があり、しきい値の近傍
にエラーが集中する欠点があった。

【０００５】また、従来から積分検出を用いるディジタ
ル信号再生装置では、テープあるいはヘッドの特性のば
らつき、経時変化を補償できる簡単な構成の自動等化器
が求められていた。自動等化器は、トランスバーサル・
フィルターを用いれば自動等化アルゴリズムが適用でき
るので実現することができるが、少ないタップ数では十
分な等化を行なうことができず、逆にタップ数を増やす
と大規摸な回路になるので、実用には至っていなかっ
た。

【０００６】従って、この発明の目的は、従来の積分検
出方式に比して、よりエラーレイトが少ないように改良
された再生信号の処理装置を提供することにある。

【０００７】この発明の他の目的は、パラメータの自動
的な調整が可能な再生信号の処理装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、磁気記録媒
体から電磁変換器により再生された再生信号をナイキス
ト基準で等化し、等化後の再生信号としきい値と比較す
ることによって、再生信号を２値信号に変換するように
した磁気記録媒体の再生信号の処理装置において、等化
後の再生信号をデータレートでＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変
換器と、Ａ／Ｄ変換器の出力信号の対象ビットとその前
後のビットを用いて、２階差分値（ddX)を求める回路
と、前のビットの識別値（Ａ(k-1) ）を求める回路と、
後のビットの識別値（Ａ´(k+1））を求める回路と、２
階差分しきい値（Ｓ）と２階差分値（ddX)との差および
和の一方を、前のビットの識別値（Ａ(k-1) ）に応答し
て発生し、差および和の一方としきい値補正係数（Ｃ）
を掛けてから、所定のしきい値（Ｔ）に加える回路とか
らなることを特徴とする磁気記録媒体の再生信号の処理
装置である。

【０００９】また、この発明は、さらに、前後のビット
の識別値の一致検出を行い、これらが一致している時
と、一致しない時とで、２階差分しきい値およびしきい
値補正係数のそれぞれを異ならせるものである。

【００１０】さらに、この発明は、しきい値補正係数を
固定し、第１および第２の２階差分しきい値を最適な値
に自動的に調整するものである。すなわち、等化後の再
生信号をデータレートでＡ／Ｄ変換する回路と、Ａ／Ｄ
変換器からの対象ビットの値（Ｘ(k) ）と対象ビットお
よびその前後のビットを用いて求められた２階差分値
（ddX)に固定係数を乗じた値との差分（Ｙ(k)）を求め
る回路と、この差分と所定のしきい値（Ｔ）との差分を
検出する回路と、前のビットの識別値（Ａ(k-1)）を求
める回路と、後のビットの識別値( Ａ´(k+1) ）を求め
る回路と、前後のビットの識別値が一致検出を行う回路
と、一致検出の結果ＤＳに応答して、選択された第１お
よび第２の２階差分しきい値（Ｄ、Ｓ）の一方を、前の
ビットの識別値（Ａ(k-1) ）に応答して加算あるいは減
算し、識別出力（Ａ(k) ）を発生する回路とを含む検出
回路（１０１）と、検出回路（１０１）と結合され、検
出回路（１０１）からの対象ビットに対応する識別値
（Ａ(k) ）の等化誤差を検出する回路（１０３、１０
４）と、対象ビットに関してなされる検出回路（１０
１）の比較処理をトランスバーサル・フィルタとみなす
ために、導入された仮想的なゲイン（Ｇｄ、Ｇｓ）と、
第１および第２の２階差分しきい値（Ｄ、Ｓ）を、等化
誤差を減少させる方向に順次変更するパラメータ調整回
路（１０５、１０６、１０７、１０８）と、パラメータ
調整回路（１０５、１０６、１０７、１０８）からの仮
想的なゲイン（Ｇｄ、Ｇｓ）を等化誤差検出回路（１０
３、１０４）に与えるとともに、第１および第２の２階
差分しきい値（Ｄ、Ｓ）を検出回路（１０１）に与える
ためのフィードバック回路とからなることを特徴とする
磁気記録媒体の再生信号の処理装置である。

【００１１】

【作用】この発明は、低域遮断、高域の不足あるいはビ
ットシフトの影響を低減する方向にしきい値を動かし、
識別後のエラーを低減することができる。ここで、後の
ビットの識別値Ａ(k+1) は、適応的なしきい値が求まっ
ていない段階で、積分検出用の所定のしきい値を使用し
て求められたものであることから、仮の識別値である。
また、この発明は、テスト信号を用いることなく、適応
的なしきい値を求めるためのパラメータを自動的に調整
することができる。

【００１２】

【実施例】この発明は、ランダムノイズ、低域遮断、高
域の不足等に起因して、エラーが発生する箇所を予測で
きることに着目するものである。この発明は、積分検出
方式のしきい値を適応的に制御するものであり、下記の
ような概略的な処理がなされる。

【００１３】１）等化後の再生信号（ナイキスト波形）
をデータレートでＡ／Ｄ変換して、対象ビットおよびそ
の前後のビットを用いて、２階差分値（ddX)を求める。
また、前後のビットの識別値( Ａ(k-1) 、Ａ´(k+1) ）
を求める。

【００１４】２）前後のビットの識別値が一致している
ときは、第１の２階差分しきい値（Ｓ）と２階差分値
（ddX)との差および和の一方を識別値に応答して選択
し、選択された差あるいは和と第１のしきい値補正係数
（Ｃｓ）を乗じてから、積分検出用のしきい値（Ｔ）に
加える。

【００１５】３）前後のビットの識別値が一致しないと
きは、第２の２階差分しきい値（Ｄ）と２階差分値（dd
X)との差および和の一方を前のビットの識別値に応答し
て選択し、選択された差あるいは和と第２のしきい値補
正係数（Ｃｄ）を乗じてから、所定のしきい値（Ｔ）に
加える。これによって、低域遮断、高域の不足あるいは
ビットシフトの影響を低減する方向にしきい値を動か
し、識別後のエラーを低減することができる。ここで、
後のビットの識別値Ａ´(k+1) は、適応的なしきい値が
求まっていない段階で、積分検出のしきい値（Ｔ）を使
用して求められたものであることから、仮の識別値であ
る。

【００１６】かかる適応しきい値検出方式では、以下の
ように、しきい値を変化させて検出する。 Ａ(k-1) ＝Ａ´(k+1) の場合： Ｘ(k) ≧Ｔ＋Ｃｓ×(ddX−Ａ(k-1) ×Ｓ） ：Ａ(k) ＝１ Ｘ(k) ＜Ｔ＋Ｃｓ×(ddX−Ａ(k-1) ×Ｓ） ：Ａ(k) ＝−１ Ａ(k-1) ≠Ａ´(k+1) の場合： Ｘ(k) ≧Ｔ＋Ｃｄ×(ddX−Ａ(k-1) ×Ｄ） ：Ａ(k) ＝１ Ｘ(k) ＜Ｔ＋Ｃｄ×(ddX−Ａ(k-1) ×Ｄ） ：Ａ(k) ＝−１

【００１７】ここで、 Ｘ(k) ：ｋ番目のビットの等化後の再生信号の振幅 Ａ(k) ：ｋ番目のビットの識別値（１または−１） Ａ´(k) ：ｋ番目のビットの仮識別値（１または−１） Ｔ ：積分検出の所定のしきい値 Ｓ ：前後のビットの識別値が等しい場合の２階差
分しきい値 Ｄ ：前後のビットの識別値が異なる場合の２階差
分しきい値 Ｃｓ ：前後のビットの識別値が等しい場合のしきい
値補正係数 Ｃｄ ：前後のビットの識別値が異なる場合のしきい
値補正係数 ddX ：ビット間隔の２階差分 ddxは、 低域遮断と高域の不足の区別に必要であっ
て、 ddX ＝Ｘ(k-1) −２×Ｘ(k) ＋Ｘ(k+1) である。

【００１８】適応しきい値検出方式において、（Ｘth＝
Ｓ＝Ｄ、Ｃ＝Ｃｓ＝Ｃｄ）としても、エラー数を少なく
できる。この場合の上式は、下記のものとなる。 Ａ(k-1) ＝１の場合： Ｘ(k) ≧Ｔ＋Ｃ×(ddX−Ｘth） ：Ａ(k) ＝１ Ｘ(k) ＜Ｔ＋Ｃ×(ddX−Ｘth） ：Ａ(k) ＝−１ Ａ(k-1) ＝−１の場合： Ｘ(k) ≧Ｔ＋Ｃ×(ddX＋Ｘth） ：Ａ(k) ＝１ Ｘ(k) ＜Ｔ＋Ｃ×(ddX＋Ｘth） ：Ａ(k) ＝−１

【００１９】ここで、図１Ａのような波形の等化後の再
生信号に関して、従来の積分検出方式でビット識別を行
った結果のエラーの分布を図１Ｃに示す。図１Ｂは、振
幅の分布を示す。図１Ａは、３０Ｍｂｐｓのディジタル
信号をテスト信号として用い、このテスト信号の等化後
の波形である。図１Ｂの総サンプル数が２６２，１４５
である。そして、図１Ｃは、積分検出のしきい値（Ｔ＝
１３３）として、ビット識別を行った結果であり、エラ
ー数が９２である。従って、エラーレートが１．５×１
０^-3である。

【００２０】上述の適応しきい値方式で、一例として、
（Ｄ＝０）とし、（Ｃ＝Ｃｓ＝Ｃｄ）とした時に、パラ
メータＳおよびＣを変化させた時のエラー分布を図２
Ａ、図２Ｂにそれぞれ示す。図２Ａは、（Ｔ＝１３３、
Ｃ＝０．５）の時に、２階差分しきい値Ｓの変化に対す
るエラー数の変化である。図２Ｂは、（Ｔ＝１３３、Ｓ
＝５４）の時に、しきい値補正係数Ｃの変化に対するエ
ラー数の変化である。（Ｔ＝１３３、Ｓ＝５４、Ｃ＝
０．７５）に設定した時に、エラー分布は、図２Ｃに示
すように、エラー数が９２から３に減少する。このよう
に、エラーが約１／３０に減少している。

【００２１】この残留している３個のエラーを調べる
と、いずれも、前後のビットの識別値が異なる場合であ
った。そこで、この場合にも、２階差分しきい値を使用
することが好ましいことが判明した（Ｄ≠０）。図１Ａ
に示す再生信号に対して、ＳおよびＤ（例えばＳ＝Ｄ）
を使用した方式のエラー分布を図３Ａ、図３Ｂに示す。
図３Ａは、（Ｔ＝１３３、Ｃ＝０．５）の時に、２階差
分しきい値Ｓ、Ｄの変化に対するエラー数の変化であ
る。図３Ｂは、（Ｔ＝１３３、Ｓ＝５４）の時に、しき
い値補正係数Ｃの変化に対するエラー数の変化である。
この図３Ｂから分かるように、パラメータを最適化する
と、エラーをゼロとすることができる。

【００２２】（Ｓ＝Ｄ、Ｃ＝Ｃｓ＝Ｃｄ）とした適応し
きい値検出方式によるビット識別の例を図４、図５、図
６にそれぞれ示す。図４Ａが低域遮断時の再生信号波形
であり、図５Ａが高域不足の再生信号波形であり、図６
Ａがビットシフトが生じた再生信号波形である。いずれ
の波形も、ナイキスト等化された後のものである。これ
らの図中で、矢印で示す箇所で、積分検出のしきい値と
再生信号レベルとの関係からエラーが発生する可能性が
ある。

【００２３】この発明が適用された適応しきい値検出方
式によれば、各再生信号波形に対応して、図４Ｂ、図５
Ｂ、図６Ｂに示すように、ビット識別のしきい値が変化
する。再生信号としきい値とを重ねて図４Ｃ、図５Ｃ、
図６Ｃにそれぞれ示す。これらの図から分かるように、
再生信号波形が歪んでも、正しくビット識別を行うこと
ができる。

【００２４】上述の適応しきい値検出方式は、Ａ／Ｄ変
換器、シフトレジスタ、２階差分を検出する回路、補正
係数Ｃを乗算する回路、前のビットの識別値に応じてし
きい値Ｔを増減させる加算あるいは減算器等からなる簡
単なハードウエアによって実現することができる。

【００２５】かかる適応しきい値検出方式では、従来の
積分検出方式に比べて、１／１０以下にエラーを低減す
ることができる。しかしながら、テスト信号を用いて、
４つのパラメータ（Ｓ、Ｄ、Ｃｓ、Ｃｄ）を最適値にそ
れぞれ調整する必要が生じる。次に述べるこの発明の他
の実施例は、このパラメータの自動調整を達成すること
ができる。

【００２６】他の実施例は、概略的に下記に述べる処理
を行うものである。 １）適応しきい値検出方式の動作を一種のトランスバー
サル・フィルタとみなす。 ２）積分検出のしきい値に足す前にビット間隔の２階差
分に乗じていたしきい値補正係数をあらかじめ固定して
おく。 ３）トランスバーサル・フィルタの自動等化のアルゴリ
ズムを適用するために、仮想的なゲインを導入する。 ４）自動等化のアルゴリズムで必要になる誤差評価関数
を適時計算する。 ５）トランスバーサル・フィルタと適応しきい値検出方
式の類似性より得られる指針にしたがって２階差分しき
い値を更新する。

【００２７】これによって、テスト信号を用いることな
くパラメーターの自動調整を可能にし、また、積分検出
方式に比べて符号誤り率を約１／１０に低減し、さら
に、デバイスや媒体のばらつきおよび経時変化を補償す
るビット識別器を実現することができる。

【００２８】次に、上述の適応しきい値検出方式に検出
のための式は、それを変形すると、一種のトランスバー
サル・フィルタとみなせることを示す。まず、前後のビ
ットの識別値と関係ない部分については、以下のような
トランスバーサル・フィルタになる。 Ｙ(k) ＝Ｘ(k) −Ｃ×ddX ＝（１＋２×Ｃ）×Ｘ(k) −Ｃ×Ｘ(k-1) −Ｃ×Ｘ(k+1)

【００２９】ここで、しきい値補正係数Ｃは、（Ｃ＝Ｃ
ｓ＝Ｃｄ）として、入力信号に関係なく、Ｃ＝０．４〜
０．６に固定したものである。このように補正係数Ｃを
定めておき、２階差分しきい値ＳおよびＤの値だけを最
適化しても、符号誤り率の低減効果にはおおきな差がな
い。一例として、パラメータを減らすために、Ｃ＝０．
５に固定する。このとき、前後のビットの識別値と関係
ない部分は、以下のような固定係数のトランスバーサル
・フィルタになる。 Ｙ(k) ＝２×Ｘ(k) −Ｘ(k-1) ／２−Ｘ(k+1) ／２

【００３０】さらに、仮想的なゲインとしてＧｓ、Ｇｄ
を導入して、ＳとＤの操作を含めると、以下のような形
の非線形なトランスバーサル・フィルタになり、Ｚｓま
たはＺｄの正負によって、ビットの１あるいは−１を識
別すればよい。 Ａ(k-1) ＝Ａ(k+1) の場合： Ｚｓ(k) ＝Ｇｓ×（Ｙ(k) −Ｔ−Ａ(k-1) ×Ｓ／２） Ａ(k-1) ≠Ａ(k+1) の場合： Ｚｄ(k) ＝Ｇｄ×（Ｙ(k) −Ｔ−Ａ(k-1) ×Ｄ／２）

【００３１】この非線形なトランスバーサル・フィルタ
に、自動等化のアルゴリズムを適用することを考える。
自動等化のアルゴリズムとしては代表的なものにゼロ・
フォーシング法や最小２乗誤差法などがある。ここで
は、比較的簡単なゼロ・フォーシング法を３タップのト
ランスバーサル・フィルタによる自動等化に適用した場
合をもとにして考える。

【００３２】まず、３タップのトランスバーサル・フィ
ルタの出力は、下記の式で表される。 Ｘ(k) ＝Ｃ（−１）×Ｙ(k-1) ＋Ｃ（０）×Ｙ(k) ＋Ｃ（１）×Ｙ(k+1) ここで、 Ｙ(k) ：ｋ番目のビットの等化前の再生信号の振幅 Ｘ(k) ：ｋ番目のビットの等化後の再生信号の振幅 Ｃ（０） ：現在のビット（対象ビット）に対する係数 Ｃ（−１）：前のビットに対する係数 Ｃ（１） ：後のビットに対する係数

【００３３】自動等化のために、等化誤差およびその評
価値が求められる。この等化誤差に相当する信号Ｅ(k)
は、次の式で与えられる。 Ｅ(k) ＝（Ｘ(k) −Ｔ）−Ｂ(k) ここで、 Ｅ(k) ：ｋ番目のビットの等化誤差 Ｂ(k) ：ｋ番目のビットの検出結果から得られる期待さ
れる振幅値 Ｔ ：積分検出のしきい値

【００３４】等化誤差の評価値Ｈ(j) は、次の式で与え
られる。 Ｈ(j) ＝ΣＡ(k-j) ×sgn(Ｅ(k) ) ここで、 Σ ：（ｋ＝０）から（ｋ＝Ｎ）までの総和を表す。 Ａ(k) ：ｋ番目のビットの識別結果( １または−１） α≧０ ： sgn（α）＝１ α＜０ ： sgn（α) ＝−１ ここで、評価値Ｈ(j) を得るための適切な加算回数Ｎ
は、再生信号のＳ／Ｎに関係する。

【００３５】３タップのトランスバーサル・フィルタで
は、３つの評価値の正負に応じて、フィルタの係数が符
号間干渉を減少させる方向に微小値Δ、増減される。す
なわち、自動等化された結果のフィルタ係数は、 Ｃ（−１）＝Ｃ（−１）−Δ×sgn （Ｈ（−１）） Ｃ（０）＝Ｃ（０）−Δ×sgn （Ｈ（０）） Ｃ（１）＝Ｃ（１）−Δ×sgn （Ｈ（１）） である。これがゼロ・フォーシング法を用いた３タップ
のトランスバーサル・フィルタによる自動等化の手法で
ある。

【００３６】次にこの方法を前述の適応しきい値検出方
式に適応した場合を説明する。Ｚｓ(k) 、Ｚｄ(k) の表
式を用いれば、、等化誤差に相当する信号Ｅ(k) と等化
誤差の評価値Ｈ(j) は、トランスバーサル・フィルタの
時と同様の式で与えられることがわかる。但し、ここで
も前後のビットが一致する時と、これが異なる時で場合
分けをする必要がある。

【００３７】Ａ(k-1) ＝Ａ(k+1) の場合： Ｅｓ(k) ＝Ｚｓ(k) −Ｂ(k) Ｈｓ(j) ＝ΣＡ(k-j) × sgn（Ｅｓ(k) ） Ａ(k-1) ≠Ａ(k+1) の場合： Ｅｄ(k) ＝Ｚｄ(k) −Ｂ(k) Ｈｄ(j) ＝ΣＡ(k-j) × sgn（Ｅｄ(k) ）

【００３８】評価値としては、Ｈｓ（−１）、Ｈｓ
（０）、Ｈｓ（１）、Ｈｄ（−１）、Ｈｄ（０）、Ｈｄ
（１）がある。ほとんど全ての場合において、 Ｈｓ（−１）＝Ｈｓ（１） Ｈｄ（−１）＝Ｈｄ（１） である。また、通常の積分検出で仮に識別した識別値Ａ
´(k+1) よりも、識別値Ａ(k-1) の方が信頼度が高いの
で、等化誤差の評価値としては、Ｈｓ（０）、Ｈｄ
（０）、Ｈｓ（−１）、Ｈｄ（−１）の４つだけを考え
れば良い。それぞれの正負に応じてどのようにパラメー
タを増減すればよいかについては、以下のような考え方
から決定できる。

【００３９】まず、ゲインであるＧｓとＧｄについて
は、トランスバーサル・フィルタのＣ（０）の代わりで
あると見なせるので、 Ｇｓ＝Ｇｓ−Δg × sgn（Ｈｓ（０）） Ｇｄ＝ Gd - Δg × sgn（Ｈｄ（０）） でよい。

【００４０】次に、２階差分しきい値ＳとＤを増加させ
ることは低域を強調することに相当し、これを減少させ
ることは高域を強調することに相当することに着目す
る。トランスバーサル・フィルタにおいては、低域を強
調することは、Ｃ（−１）とＣ（１）を同時に増加させ
ることであり、高域を強調することは、Ｃ（−１）とＣ
（１）を同時に減少させることである。したがって、Ｃ
（−１）とＣ（１）を増加させるべき時には、ＳとＤを
増加させ、これを減少させるべき場合には、ＳとＤを減
少させればよいことになる。結局、以下のような約束で
パラメータを更新すればよい。

【００４１】Ｓ＝Ｓ−Δt ×sgn （Ｈｓ（−１）） Ｄ＝Ｄ−Δt ×sgn （Ｈｄ（−１）） なお、Ｇｓ、Ｓは、Ｇｄ、Ｄと独立であり、全く別々に
調節することができる。

【００４２】また、この発明の応用として３タップのリ
ニア・キャンセラーのタップ・ゲインも全く同じ方法で
自動設定することができる。３タップのリニア・キャン
セラーの出力は、 ＬＣ(k) ＝Ｘ(k) ＋Ｃ（−１）×Ａ´(k-1) ＋Ｃ（１）×Ａ´(k+1) である。ここで、ふたつのタップ・ゲインＣ（−１）、
Ｃ（１）と前述のＳ、Ｄとの間には、以下のような関係
がある。 Ｃ（−１）＝（Ｓ＋Ｄ）／４ Ｃ（１） ＝（Ｓ＋Ｄ）／４

【００４３】この関係を用いて、仮想ゲインＧｓ、Ｇｄ
を導入すれば、上述の適応しきい値検出方式の場合と同
じ非線形なトランスバーサル・フィルタが得られる。 Ａ(k-1) ＝Ａ(k+1) の場合： Ｚｓ(k) ＝Ｇｓ×（Ｘ(k) −Ｔ−Ａ(k-1) ×Ｓ／２） Ａ(k-1) ≠Ａ(k+1) の場合： Ｚｄ(k) ＝Ｇｄ×（Ｘ(k) −Ｔ−Ａ(k-1) ×Ｄ／２）

【００４４】従って、この発明の方法で、Ｇｓ、Ｇｄ、
Ｓ、Ｄを適時更新することにして、前述の関係を用い
て、Ｃ（−１）、Ｃ（１）を設定すれば、３タップのリ
ニア・キャンセラーのタップ・ゲインを自動設定するこ
とができる。

【００４５】上述の他の実施例によるパラメータの自動
設定を実現するための回路構成を図７に示す。図７の回
路構成は、適応しきい値検出方式を採用した検出回路１
０１、パラメータ変更制御回路１０２、等化誤差算出回
路１０３、１０４、パラメータ設定回路１０５、１０
６、１０７、１０８から構成されている。

【００４６】検出回路１０１には、入力端子１および２
から、図示せずも、再生ヘッドにより再生され、再生ア
ンプ、再生等化器を介された再生信号と、この再生信号
のデーレートのクロックＣＬＫとが供給される。クロッ
クＣＬＫは、図示せずＰＬＬにより再生できる。検出回
路１０１は、適応しきい値検出方式のビット識別器であ
り、その一例を図８に示す。

【００４７】図８に示すように、再生信号およびクロッ
クがＡ／Ｄ変換器３に供給される。このＡ／Ｄ変換器３
の出力信号がレジスタＲ１、Ｒ２、Ｒ３からなるシフト
レジスタ４に供給される。各レジスタには、連続する３
個のサンプル（１サンプルが８ビット）が順次蓄えられ
る。加算器５によって、Ｘ(k-1) ／２およびＸ(k+1)／
２の値が加算され、加算器５の出力がレジスタＲ４を介
して減算器６に供給される。減算器６には、現在のビッ
トのサンプルＸ(k) の２倍が供給される。減算器６の出
力がレジスタＲ５に供給される。

【００４８】従って、レジスタＲ５の出力では、 Ｙ(k) ＝２×Ｘ(k) −Ｘ(k-1) ／２−Ｘ(k+1) ／２ が生じる。

【００４９】積分検出方式の所定のしきい値Ｔは、スイ
ッチ７により生成される。後のビットの振幅Ｘ(k+1) が
減算器８において、しきい値Ｔと減算される。減算器８
の出力のＭＳＢがインバータ９を介してレジスタＲ７に
取り込まれる。このレジスタＲ７からは、後のビットに
関する仮識別値Ａ´(k+1) が得られる。

【００５０】レジスタＲ５の出力Ｙ(k) およびしきい値
Ｔが減算器１０に供給され、その出力がレジスタＲ６に
供給される。レジスタＲ６の出力（Ｙ(k) −Ｔ）が加算
器１１に供給される。加算器１１には、マルチプレクサ
１２で選択された２階差分しきい値ＤおよびＳの一方が
供給される。このマルチプレクサ１２を制御する判別信
号ＤＳは、ＥＸ−ＯＲ（排他的論理和）ゲート１３によ
って生成される。

【００５１】ＥＸ−ＯＲゲート１３には、仮の識別値Ａ
´(k+1) と前のビットの識別値Ａ(k-1) とが供給され
る。従って、両者が一致すれば、ＤＳ＝０であり、両者
が異なれば、ＤＳ＝１である。ＤＳ＝０の時に、マルチ
プレクサ１２がしきい値Ｓを選択的に加算器１１に与え
る。ＤＳ＝１の時に、マルチプレクサ１２がしきい値Ｄ
を選択的に加算器１１に与える。加算器１１は、Ａ(k-
1) に応答して、加算および減算の一方を行う。すなわ
ち、加算器１１は、Ａ(k-1) が１ならば、加算を行い、
Ａ(k-1) が−１（あるいは０）ならば、減算を行う。

【００５２】加算器１１は、演算結果をＺ(k) として出
力する。また、このＺ(k) のＭＳＢがインバータ１４を
介して現在のビットの識別値Ａ(k) として出力される。
インバータ１４と接続されたレジスタＲ８からは、前の
ビットの識別値Ａ(k-1) が得られる。

【００５３】図７に戻ると、パラメータ変更制御回路１
０２は、パラメータを変更する周期を決める回路であ
る。一例として、図９に示す構成を有している。パラメ
ータ変更制御回路１０２には、クロックＣＬＫととも
に、入力端子２１からイネーブル信号Ｅｎが供給され
る。イネーブル信号ＥｎおよびクロックＣＬＫがカウン
タ２２に供給され、その出力が減算器２３に供給され
る。

【００５４】減算器２３には、スイッチ２４で設定され
た等化誤差の加算回数Ｎが与えられる。減算器２３の出
力のＭＳＢが制御信号ＮＥＸＴとして出力されるととも
に、レジスタ２５を介してクリア信号ＣＬＲとして出力
される。カウンタ２２がクロックＣＬＫを計数し、その
計数値がＮになると、減算器２３のＭＳＢが反転する。
これによっでＮＥＸＴが出力され、その１クロック後
に、クリア信号ＣＬＲが発生し、これによってカウンタ
２２がクリアされる。なお、イネーブル信号Ｅｎは、十
分に収束した後や、再生信号が入力されていない時にパ
ラメータが変更されることを防止するとともに、テープ
およびヘッドの当たりの変動やドロップ・アウトによっ
てパラメータが異常な値になることを避けるために使わ
れる。

【００５５】等化誤差算出回路１０３、１０４は、互い
に同一の構成であり、等化誤差を算出するための回路で
ある。等化誤差算出回路１０３の一例を図１０に示す。
再生出力の目標値Ｂがスイッチ３１で設定される。外部
から入力される再生出力Ｚ(k) 、識別結果Ａ(k) 、ゲイ
ンＧｄを用いて、乗算器３２および演算回路３３は、出
力Ｅ(k) を発生する。 Ｅ(k) ＝Ｇｄ×Ｚ(k) −Ｂ×（２×Ａ(k) −１） この演算回路３３の出力のＭＳＢ（符号）がインバータ
３４を介されることで、Ｅｄとして出力される。すなわ
ち、Ｅ(k) ＞０であれば、Ｅｄ＝１であり、Ｅ(k) ＜０
であれば、Ｅｄ＝０である。８ビットにＡ／Ｄ変換され
たデータであれば、Ｂ＝６４が適当である。

【００５６】パラメータを設定するためのパラメータ設
定回路１０５、１０６、１０７、１０８が設けられてい
る。これらの回路は、同一の構成であり、パラメータ設
定回路１０５の一例を図１１に示す。図１１に示すよう
に、パラメータ設定回路１０５は、２つのアップダウン
・カウンタ４１、４２からなる。カウンタ４１は、等化
誤差評価関数Ｈを得るためのもので、イネーブル信号Ｅ
ｎにより、カウントが制御され、クリア信号ＣＬＲによ
りクリアされる。このイネーブル信号Ｅｎは、図７に示
すように、ＡＮＤゲート１０９を通過したものである。
他のパラメータ設定回路１０６、１０７、１０８のイネ
ーブル信号の供給路にも、ＡＮＤゲート１１０、１１
１、１１２が設けられ、上述の判別信号ＤＳに応答し
て、これらのＡＮＤゲートの開閉が制御される。

【００５７】等化誤差Ｅｄと識別結果Ａ(k) とがＥＸ−
ＯＲゲート４３に供給される。このＥＸ−ＯＲゲート４
３の出力と、インバータ４４を介されたその反転出力と
がカウンタ４１に供給される。等化誤差の符号Ｅｄと識
別結果Ａ(k) が一致し、ＥＸ−ＯＲゲート４４の出力が
０であれば、カウンタ４１がカウント・アップする。こ
れらが異なれば、カウンタ４１がカウント・ダウンす
る。

【００５８】カウンタ４２は、パラメータを設定するた
めのものであり、スイッチ４５で設定されたプリセット
値Ｐ０を入力端子４６からのロード信号ＬＯＡＤで読み
込む。その後に、ＮＥＸＴ信号が到来する度に、Ｈの符
号（ＭＳＢ）に応答して、パラメータ（Ｇｄ）を１ステ
ップずつアップ／ダウンする。

【００５９】このパラメータ設定回路１０５は、（Ｅｄ
×（２×Ａ−１）＞０）ならば、カウンタ４１の出力Ｈ
が＋１され、（Ｅｄ×（２×Ａ−１）＜０）ならば、カ
ウンタ４１の出力Ｈが−１される。信号ＮＥＸＴがイネ
ーブル信号として供給されると、（Ｈ＜０）であれば、
カウンタ４２の出力Ｐが＋１され、（Ｈ＞０）であれ
ば、カウンタ４２の出力Ｐが−１される。そして、クリ
ア信号ＣＬＲによって、カウンタ４１の出力Ｈが０とさ
れる。

【００６０】上述の回路を組み合わせて構成した全体の
ブロック図である図７について説明する。入力端子１か
らの再生信号が検出回路１０１に入力され、その出力で
あるＡ(k) 、Ａ(k-1) 、Ｚ(k) 、ＤＳが各部に分配され
る。等化誤差の計算とパラメータの設定は、判別信号Ｄ
Ｓに応答して、すなわち、前後のビットが一致している
ときと、これが異なるときで別々に行なう。

【００６１】前後のビットが異なる時では、パラメータ
設定回路１０５で、ゲインＧｄを設定し、これを等化誤
差算出回路１０３に入力する。これとともに、パラメー
タ設定回路１０６で、２階差分しきい値Ｄを設定し、こ
れを検出回路１０１に入力する。前後のビットが一致し
ている時では、パラメータ設定回路１０７で、ゲインＧ
ｓを設定し、これを等化誤差算出回路１０４に入力す
る。これとともに、パラメータ設定回路１０８で、２階
差分しきい値Ｓを設定し、これを検出回路１０１に入力
する。パラメータ変更制御回路１０２は、パラメータ設
定回路中のカウンタを制御して、パラメータの変更とカ
ウンターのクリアを行なう。

【００６２】この発明の他の実施例によるパラメータの
自動設定法の効果を確認するために、再生信号を８ビッ
トでＡＤ変換して計算機に取り込んで、シミュレーショ
ンしてみた結果を図１２に示す。ここでは、加算回数Ｎ
を１００とし、他のパラメータを以下のような値に設定
している。この数値は、一例であって、実際には、再生
信号のＳ／Ｎと収束状態に応じて、パラメータが決めら
れる。 Δｇ＝１／６４ Δｔ＝１ Ｔ＝１３３ Ｓ＝０（初期値） Ｄ＝０（初期値） Ｇｓ＝１（初期値） Ｇｄ＝１（初期値）

【００６３】図１２は、前記の初期値から始めた収束途
中のパラメータの変化の様子を示している。図１３は、
収束した結果のパラメータを初期値として入力して、収
束後のパラメータの変化を示している。これらの図１２
および図１３から、この発明の他の実施例を用いて、実
際に適応しきい値検出方式のパラメータが収束すること
がわかる。エラーが最小になるようにパラメータを設定
した場合と、これを自動設定した場合とを比較すると、
自動設定の場合の方がエラーの数がやや多くなるかもし
れない。しかしながら、従来の積分検出方式のエラー・
レートに比べれば、大幅に改善されており、パラメータ
を自動設定することによってテープ・ヘッドのばらつき
や経時変化に対応できる。従って、この点から、長いス
パンでみれば、エラーが最小になるようにマニュアルで
設定したパラメータを長期間用いるよりも、エラー・レ
ートを小さくすることができる。

【００６４】

【発明の効果】この発明によれば、従来の等化後の再生
信号と所定のしきい値とを比較して、再生信号を２値信
号に変換するのと比較して、下記の効果がある。低域遮
断、高域不足、ビット・シフトで歪んだ場合でも、エラ
ーを低減することができる。ランダムノイズによるエラ
ーも低減できる。ノイズを強調することがない。誤りの
伝搬がない。簡単な回路で実現できる。

【００６５】また、パラメータの自動調整を行うので、
テスト信号を用いることなくパラメーターの自動調整が
可能であり、また、デバイスやメディアのばらつきおよ
び経時変化を補償できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】再生信号の一例と従来の方法でビット識別した
時のエラーを示す略線図である。

【図２】この発明の一実施例のパラメータの変化とエラ
ー数を示す略線図である。

【図３】この発明の一実施例のパラメータの変化を示す
略線図である。

【図４】この発明の一実施例のしきい値の制御を示す波
形図である。

【図５】この発明の一実施例のしきい値の制御を示す波
形図である。

【図６】この発明の一実施例のしきい値の制御を示す波
形図である。

【図７】この発明の他の実施例の全体的なブロック図で
ある。

【図８】この発明の他の実施例中の適応しきい値検出方
式を用いる検出回路の一例のブロック図である。

【図９】この発明の他の実施例中のパラメータ変更制御
回路の一例のブロック図である。

【図１０】この発明の他の実施例中の等化誤差算出回路
の一例のブロック図である。

【図１１】この発明の他の実施例中のパラメータ設定回
路の一例のブロック図である。

【図１２】この発明の他の実施例中のパラメータの変化
を示す略線図である。

【図１３】この発明の他の実施例中のパラメータの変化
を示す略線図である。

【符号の説明】

１ 等化後の再生信号の入力端子 ２ 再生信号のデータレートのクロック ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ シフトレジスタ ７ 所定のしきい値を発生するスイッチ １３ 判別信号を発生するＥＸ−ＯＲゲート １０１ 検出回路 １０２ パラメータ変更制御回路 １０３、１０４ 等化誤差算出回路 １０５〜１０８ パラメータ設定回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録媒体から電磁変換手段により再
   生された再生信号をナイキスト基準で等化し、上記等化
   後の再生信号としきい値と比較することによって、上記
   再生信号を２値信号に変換するようにした磁気記録媒体
   の再生信号の処理装置において、 上記等化後の再生信号をデータレートでＡ／Ｄ変換する
   手段と、 上記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号の対象ビットとその前後
   のビットを用いて、２階差分値を求める手段と、 前のビットの識別値を求める手段と、 後のビットの識別値を求める手段と、 ２階差分しきい値と上記２階差分値との差および和の一
   方を、上記前のビットの識別値に応答して選択し、上記
   選択された差あるいは和としきい値補正係数を乗じてか
   ら、所定のしきい値に加える手段とからなることを特徴
   とする磁気記録媒体の再生信号の処理装置。
2. 【請求項２】 磁気記録媒体から電磁変換手段により再
   生された再生信号をナイキスト基準で等化し、上記等化
   後の再生信号としきい値と比較することによって、上記
   再生信号を２値信号に変換するようにした磁気記録媒体
   の再生信号の処理装置において、 上記等化後の再生信号をデータレートでＡ／Ｄ変換する
   手段と、 上記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号の対象ビットとその前後
   のビットを用いて、２階差分値を求める手段と、 前のビットの識別値を求める手段と、 後のビットの識別値を求める手段と、 上記前後のビットの識別値が一致しているときは、第１
   の２階差分しきい値と上記２階差分値との差および和の
   一方を上記識別値に応答して選択し、上記選択された差
   あるいは和と第１のしきい値補正係数を乗じてから、所
   定のしきい値に加える手段と、 上記前後のビットの識別値が一致しないときは、第２の
   ２階差分しきい値と上記２階差分値との差および和の一
   方を上記前のビットの識別値に応答して選択し、上記選
   択された差あるいは和と第２のしきい値補正係数を乗じ
   てから、所定のしきい値に加える手段とからなることを
   特徴とする磁気記録媒体の再生信号の処理装置。
3. 【請求項３】 磁気記録媒体から電磁変換手段により再
   生された再生信号をナイキスト基準で等化し、上記等化
   後の再生信号としきい値と比較することによって、上記
   再生信号を２値信号に変換するようにした磁気記録媒体
   の再生信号の処理装置において、 上記等化後の再生信号をデータレートでＡ／Ｄ変換する
   手段と、上記Ａ／Ｄ変換手段からの対象ビットの値と上
   記対象ビットおよびその前後のビットを用いて求められ
   た２階差分値に固定係数を乗じた値との差分を求める手
   段と、上記差分と所定のしきい値との差分を検出する手
   段と、前のビットの識別値を求める手段と、後のビット
   の識別値を求める手段と、上記前後のビットの識別値が
   一致検出を行う手段と、上記一致検出の結果に応答し
   て、選択された第１および第２の２階差分しきい値の一
   方を、上記前のビットの識別値に応答して加算あるいは
   減算し、識別出力を発生する手段とを含む検出手段と、 上記検出手段と結合され、上記検出手段からの上記対象
   ビットに対応する識別値の等化誤差を検出する手段と、 上記対象ビットに関してなされる上記検出手段の比較処
   理をトランスバーサル・フィルタとみなすために、導入
   された仮想的なゲインと、上記第１および第２の２階差
   分しきい値を、上記等化誤差を減少させる方向に順次変
   更するパラメータ調整手段と、 上記パラメータ調整手段からの上記仮想的なゲインを上
   記等化誤差検出手段に与えるとともに、上記第１および
   第２の２階差分しきい値を上記検出手段に与えるための
   フィードバック手段とからなることを特徴とする磁気記
   録媒体の再生信号の処理装置。