JPH05160691A - ２値化しきい値設定回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２値化すべきアナログ信号が変動してもその
変動に追従して正しいしきい値を設定する。 【構成】 アナログ信号がカップリングコンデンサ１及
びバッファ２を介してダイオード３，４に入力される
と、そのアナログ信号は正及び負の極性に検波され、バ
ッファ８，９に入力される。バッファ８，９及び抵抗１
０，１１を介して検波された信号の差の中間値をバッフ
ァ１２に出力し、バッファ１２は変動信号の差の中間値
をしきい値としてしきい値信号を出力する。アナログ信
号が急激に変動した場合、コンデンサ１６の働きによ
り、検波された正極性、負極性の信号も、アナログ信号
の変動に応じて変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ信号を２値化
する場合のしきい値を設定する２値化しきい値設定回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の２値化しきい値設定回路を
示す回路図である。図に於いて、１はアナログ信号の交
流信号成分のみを通過させるカップリングコンデンサ
で、２はカップリングコンデンサ１からの交流波成分の
アナログ信号をゲイン出力するバッファである。３，４
はバッファ２からのアナログ信号を正極性及び負極性に
それぞれ検波するダイオード、５，６はダイオード３，
４により正極性及び負極性にそれぞれ検波する包絡線検
波用のコンデンサである。７はダイオード３のアノード
とダイオード４のカソード間に接続され、コンデンサ
５，６に蓄えられた電荷を放電させる抵抗である。８は
ダイオード３及びコンデンサ５により正方極性に包絡線
検波された信号をゲイン出力するバッファ、９はダイオ
ード４及びコンデンサ６により負極性に包絡線検波され
た信号をゲイン出力するバッファである。１０，１１は
バッファ８及びバッファ９のそれぞれのゲイン出力を加
算してその中間電位の出力を得るように接続された抵抗
である。１２は抵抗１０と抵抗１１を介して得られた信
号によりゲイン出力（しきい値信号の出力）するバッフ
ァである。

【０００３】以上のような構成により、アナログ信号
を、正極性側と負極性側でそれぞれ包絡線検波し、それ
らの包絡線検波された信号レベルの中間の電位を、バッ
ファ１２の出力として得ることができる。このバッファ
１２からの出力をしきい値として、アナログ信号を２値
化する。すなわち、カップリングコンデンサ１からの信
号（アナログ信号の交流信号成分）とバッファ１２から
のしきい値信号をそれぞれ抵抗１３，１４で分圧し、オ
ペアンプ１５に入力することにより、２値化信号がオペ
アンプ１５の出力として得られる。

【０００４】このような２値化しきい値設定回路は、た
とえば、光ディスク等の記録媒体に記録された信号を再
生し、その再生信号を２値化するために用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の２
値化設定回路においては、以下に説明するような問題点
があった。

【０００６】図６は、アナログ信号の変動によるしきい
値レベルの状態を示す図である。たとえば、ノイズ等に
より、アナログ信号が通常のレベルに対して正極性側に
大きく変動した場合（図６中のｃ）、それに応じてしき
い値レベルも変化する。その後アナログ信号が正常なレ
ベルに戻ってからも、しばらくの間（図６中の時間ｔ）
しきい値は本来のレベルに戻らない。なぜなら、正極性
包絡線検波用のコンデンサと抵抗（図５中の５，７）と
の時定数により遅延がかかるからである。そのため、ｔ
の間はアナログ信号を２値化する動作が正常に行われな
い。この時間ｔを短くするためには、抵抗７の値を小さ
くして時定数を小さくすることが考えられるが、時定数
を小さくすると、包絡線検波能力が低下し、しきい値設
定の精度が低下してしまう。

【０００７】以上のように、アナログ信号のレベルが通
常のレベルに対して大きく変動した場合、ある時間内は
しきい値が不適切なレベルとなり、２値化する動作が正
常に行われないという問題点があった。アナログ信号の
レベルが大きく変動する原因として、アナログ信号が光
ディスクから読み取られた再生信号である場合において
は、光ディスク上の情報が記録されたトラックに欠陥が
ある場合等が考えられる。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、アナログ信号が変動しても、正確にしき
い値を設定できる２値化しきい値設定回路を得ることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２値化しき
い値設定回路は、アナログ信号の正極性を検波する正極
性検波部と、上記アナログ信号の負極性を検波する負極
性検波部と、上記正極性検波部で検波された信号に対し
て包絡線検波する正極性包絡線検波部と、上記負極性検
波部で検波された信号に対して包絡線検波する負極性包
絡線検波部と、上記正極性包絡線検波部で包絡線検波さ
れた信号レベルと上記負極性包絡線検波部で包絡線検波
された信号レベルとの間のレベルの信号をしきい値信号
として出力するしきい値設定部とを備えた２値化しきい
値設定回路において、上記正極性検波部と上記負極性検
波部との間にコンデンサを設けたものである。

【００１０】また、上記正極性包絡線検波部の出力側と
上記負極性包絡線検波部の出力側との間に、上記正極性
包絡線検波部と上記負極性包絡線検波部にチャージされ
た電荷を放電させる放電部を設けたものである。

【００１１】

【作用】本発明に於いては、アナログ信号が正極性検波
部及び負極性検波部によりそれぞれ正極性及び負極性に
検波され、その正極性に検波された信号は正極性包絡線
検波部で包絡線検波され、又、負極性に検波された信号
は負極性包絡線検波部で包絡線検波されて、それぞれ検
波された正及び負極性の信号がしきい値設定部に入力さ
れる。しきい値設定部は上記正極性包絡線検波部で検波
された信号レベルと上記負極性包絡線検波部で検波され
た信号レベルとの間のレベルをしきい値としてしきい値
信号を出力する。上記アナログ信号のレベルが急激に変
動した場合、コンデンサがその変動分に追従して、検波
された正及び負極性の信号を変動させる。この変動した
信号が正極性及び負極性包絡線検波部を介してしきい値
設定部に出力される。

【００１２】又、放電部を設けることにより、上記正極
性包絡線検波部あるいは上記負極性包絡線検波部にチャ
ージされる電荷をディスチャージすることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
り、１〜１５は従来と同じのものである。図に於いて、
１６はダイオード３のアノードとダイオード４のカソー
ド間に接続されたコンデンサで、このコンデンサ１６は
平滑用のコンデンサ５，６よりも数十倍の容量を備えて
いることが好ましい。

【００１４】本発明の２値化しきい値設定回路は上記の
ように構成されており、図２は図１のアナログ信号の変
動によるしきい値レベルの状態を示す説明図であり、そ
の動作を説明する。先ず、通常のアナログ信号がカップ
リングコンデンサ１及びバッファ２を介して入力される
と、バッファ２でゲインを得たそのアナログ信号はダイ
オード３，４に検波されると共にコンデンサ５，６によ
りそれぞれ包絡線検波される。その包絡線検波された電
圧がそれぞれバッファ８，９の正転入力に出力される。
そして、バッファ８，９はその包絡線検波された信号を
ゲイン出力し、２つの出力信号が抵抗１０，１１を介し
て加算されることにより、アナログ信号の中間電位に対
応する信号がバッファ１２に入力され、バッファ１２は
その信号をゲインした信号をしきい値信号としてをオペ
アンプ１５の反転入力に出力する。オペアンプ１５はそ
のしきい値信号をしきい値として、カップリングコンデ
ンサ１を介して入力するアナログ信号を検波して２値化
する。

【００１５】一方、アナログ信号が一時的に急激に正極
性側に変動し、その変動したアナログ信号が上記と同様
に入力されると、コンデンサ１６の働きによって、正極
性側、負極性側のそれぞれに検波された信号がその変動
分に対して追従するように出力される。その状態を図
１，図２に基づいて説明すると、急激に変動する正極性
のアナログ信号がコンデンサ１６に入力されると、図１
におけるａ点のレベルが正極性方向に急激に上昇（Ｘ１
→Ｘ２）する（包絡線検波用のコンデンサ６も上昇す
る）。コンデンサ１６の両端の電圧降下は小さいので、
図１におけるｂ点のレベルも正極性方向に急激に追従し
て上昇（Ｙ１→Ｙ２）する。又、上昇したａ点のレベル
が急激に下降（Ｘ２→Ｘ３）すると、ｂ点のレベルも同
様に急激に下降（Ｙ２→Ｙ３）して追従する。

【００１６】上記のようにコンデンサ１６により正極性
側、負極性側の検波された信号が変動し、その変動信号
はバッファ８，９にそれぞれ入力される。バッファ８，
９はその変動分をゲインし、抵抗１０，１１を介して加
算された値（変動信号とこの変動信号に相似してレベル
差をもった変動信号間の中間電位）をバッファ１２に入
力し、バッファ１２はその変動の差分の中間値をゲイン
してしきい値信号としてオペアンプ１５に出力する。以
上のようなａ点，ｂ点のレベル変動に伴うバッファ８，
９の出力の変動は図２におけるａレベル，ｂレベルの変
動として示される。

【００１７】この様に、コンデンサ１６によりａ点の変
動するレベルに追従してｂ点のレベルが変動され、それ
らの変動レベルの差の中間値をアナログ信号の２値化の
ためのしきい値とするので、カップリングコンデンサ１
から入力する変動するアナログ信号に対応してしきい値
が設定され、アナログ信号が正規に２値化されて出力さ
れる。

【００１８】なお、本実施例では、アナログ信号が正極
性側に変動した場合について説明したが、コンデンサ１
６の極性を逆にすることにより、負極性側の変動にも対
応できる。

【００１９】また、本実施例では、正極性側と負極性側
にそれぞれ包絡線検波された信号レベルの中間値をしき
い値としたが、しきい値は、必ずしも中間値である必要
はなく、抵抗１０，１１の抵抗値を調整する等により包
絡線検波された２つの信号レベルの間の任意の値を選べ
ばよい。

【００２０】図３は他の実施例による２値化しきい値設
定回路を示す回路図であり、１〜１６は上記図１と同じ
ものである。図に於いて、１７，１８はコンデンサ及び
抵抗で構成された微分回路で、極性の異なる２つのディ
スチャージパルスをそれぞれ微分回路１７，１８に入力
し、それぞれ微分回路１７，１８はその立ち上がり特性
を鋭敏にしてパルス出力する。１９はバッファ８の正転
入力に対して並列に抵抗２０を介して接続されたＮＰＮ
型のトランジスタで、微分回路１７からのディスチャー
ジパルスによりＯＮし、正極性の包絡線検波用のコンデ
ンサ５に蓄えられた正極性の電荷を抵抗２０を介して放
電させる。２１はバッファ９の正転入力に対して並列に
抵抗２２を介して接続されたＰＮＰ型トランジスタで、
微分回路１８からのディスチャージパルスによりＯＮ
し、負極性の包絡線検波用のコンデンサ６に蓄えられた
負極性の電荷を抵抗２２を介して放電させる。

【００２１】たとえば、アナログ信号の振幅が大きい場
合、包絡線検波するコンデンサ５，６に多量の電荷がチ
ャージされ、抵抗７を介して放電するためにはその抵抗
とコンデンサの時定数により時間がかかり放電しきれな
いことがある。このような場合、上記それぞれ極性が異
なるディスチャージパルスを微分回路１７，１８に入力
してトランジスタ１９，２１をそれぞれをＯＮさせてチ
ャージされたコンデンサ５，６の電荷を放電させるよう
にする。これにより、しきい値を設定する動作が正常に
行われる。

【００２２】以上のような構成の２値化しきい値設定回
路を光磁気ディスク装置に適用した場合について説明す
る。光磁気ディスク装置においては、垂直磁気異方性を
有する磁化膜からなる光磁気ディスクにレーザ光を照射
して、局部的に温度上昇させると同時に外部から磁界を
与えて、その局所領域の磁化を磁界の方向に向けること
により、情報を記録することが行われている。このよう
に、光磁気記録においては、光と磁界を用いるので、信
号を磁界の方向に変換して記録する磁界変調方式と、レ
ーザ光の点滅に変換して記録する光変調方式が考えられ
ている。

【００２３】以上のようにして記録した情報の再生に
は、磁気カー効果を利用する。前記磁化膜にレーザ光を
照射すると、その反射光の偏光面のカー回転角は磁化膜
の磁化に比例し、その回転方向は磁化の向きによって異
なる。この回転方向を検出することにより、記録された
情報を読み出すことができる。

【００２４】記録時、消去時においては、ある程度強い
レーザ光を照射し、磁化膜の温度を上昇させて、外部磁
界によって磁化が反転する程度まで磁化膜の保持力を低
下させる必要がある。しかし、再生時には、磁化が反転
しない程度の弱いレーザ光を照射する。したがって、再
生時のレーザ光強度は、記録消去時のレーザ光強度より
も弱い。再生信号は、光磁気ディクに照射されたレーザ
光の反射光を受光素子で受光し、電気信号に変換し、そ
れを増幅器で増幅することによって得られる。そして、
この再生信号を、上述のような２値化しきい値設定回路
および２値化回路によって２値化し、２値化データを得
る。

【００２５】しかしながら、記録消去時においては、２
値化しきい値設定回路に入力される信号のレベルは不定
の状態となり、非常に振幅の大きい信号が入力されるこ
とがある。記録消去時のレーザ光強度は再生時に比べて
大きく、受光素子に入射される反射光の強度も大きくな
る。その結果、受光素子や増幅器が飽和状態となり、そ
れらの出力がいかなるレベルとなるか予想がつかなくな
る（すなわち、不定の状態）。受光素子への入射光の強
度が大きいのであるから、２値化しきい値設定回路に
は、非常に振幅の大きい信号が入力される可能性が高
い。したがって、記録消去動作の後には、２値化しきい
値設定回路の包絡線検波部のコンデンサ５，６には、多
量の電荷がチャージされていることがある。このような
場合、前述のようにディスチャージパルスを微分回路１
７，１８に入力することにより、チャージされた電荷を
放電することができる。

【００２６】次に、チャージパルスを発生させるタイミ
ングについて説明する。一般に、光磁気ディスクの記録
面は、同心円状あるいはスパイラル状の複数のトラック
が形成されており、各トラックは、セクタと呼ばれる記
録単位に分割されている。図４は、トラックのフォーマ
ットの一部を示すものである。セクタは、セクタマー
ク、ＩＤ部、データ部とからなっており、あるセクタと
次のセクタの間にはプリアンブルと呼ばれる領域があ
る。セクタマークはセクタの先頭部分を示すマークであ
り、ＩＤ部にはトラックアドレスやセクタアドレスが記
録されている。そして、ユーザデータはデータ部に記録
する。ユーザデータを記録する際は、まず、セクタマー
クを読み取り、次にＩＤを読み取ることにより、そのセ
クタが記録すべきセクタが否かを判断する。再生の場合
もセクタマーク、ＩＤを読み取ることにより、そのセク
タが所望のセクタであるか否かを判断する。図４におい
て、レーザ光が左から右へ移動するとし、たとえば、左
のセクタのデータ部に記録を行い、次に右のセクタのセ
クタマーク、ＩＤを再生する場合を考える。

【００２７】左のセクタへの記録が終わると、レーザ光
はプルアンブル部を通過する。このプリアンブル部を通
過中に、次のセクタのセクタマーク、ＩＤを再生するた
めの装置の設定を行う。左のセクタへの記録が終わった
後、２値化しきい値設定回路の包絡線検波部のコンデン
サ５，６には、多量の電荷がチャージされている可能性
があり、プリアンブル部を通過する間に、抵抗７を介し
て放電しきれない場合がある。そこで、レーザ光がプリ
アンブル部を通過していることを検出し、ディスチャー
ジパルスを発生させれば、左のセクタマークの再生を開
始する前に、チャージされた電荷を放電する。このこと
によって、左のセクタマーク、ＩＤを読み取って得た再
生信号を正確に２値化することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アナログ
信号のレベルが急激に変動しても包絡線検波の時定数の
影響を受けることなく正しくしきい値が設定でき、アナ
ログ信号を正しく２値化することができる。

【００２９】又、振幅の大きいアナログ信号に対して
も、すぐに包絡線検波部の電荷をディスチャージさせる
ようにしたので、検波部の残留電荷の影響を受けること
なく正しいしきい値が設定されてアナログ信号を正しく
２値化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】図１のアナログ信号の変動によるしきい値レベ
ルの状態を示す説明図である。

【図３】他の実施例による２値化しきい値設定回路を示
す回路図である。

【図４】トラックのフォーマットの一部を示す図であ
る。

【図５】従来の２値化しきい値設定回路を示す回路図で
ある。

【図６】図５のアナログ信号の変動によるしきい値レベ
ルの状態を示す図である。

【符号の説明】

１ カップリングコンデンサ ２ バッファ ３，４ ダイオード ５，６ 包絡線検波用コンデンサ ７ 放電用抵抗 ８，９，１２ バッファ １０，１１，１３，１４ 抵抗 １５ オペアンプ １６ コンデンサ １７，１８ 微分回路 １９ ＮＰＮ型トランジスタ ２１ ＰＮＰ型トランジスタ ２０，２２ 抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ信号の正極性を検波する正極性
   検波部と、 前記アナログ信号の負極性を検波する負極性検波部と、 前記正極性検波部で検波された信号に対して包絡線検波
   する正極性包絡線検波部と、 前記負極性検波部で検波された信号に対して包絡線検波
   する負極性包絡線検波部と、 前記正極性包絡線検波部で包絡線検波された信号レベル
   と前記負極性包絡線検波部で包絡線検波された信号レベ
   ルとの間のレベルの信号をしきい値信号として出力する
   しきい値設定部とを備えた２値化しきい値設定回路にお
   いて、 前記正極性検波部と前記負極性検波部との間にコンデン
   サを設けたことを特徴とする２値化しきい値設定回路。
2. 【請求項２】 前記正極性包絡線検波部の出力側と前記
   負極性包絡線検波部の出力側との間に、前記正極性包絡
   線検波部と前記負極性包絡線検波部にチャージされた電
   荷を放電させる放電部を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の２値化しきい値設定回路。