JPH05307837A - ディジタル信号記録再生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 最小反転信号間隔が信号転送間隔の２倍以上
であるディジタル変調信号を１−７符号や８−１２変換
符号等の符号信号の特徴をそのまま保持しながらパ−シ
ャルレスポンスクラスＩＶの記録再生方式で記録又は伝
送する場合に、プリコ−ダを用いないで実現する。 【構成】 記録側で、ディジタル信号を８−１２変換符
号化回路１で符号変換し、記録アンプ２、記録ヘッド３
を介して、磁気テープ４に記録する。再生側で、再生ヘ
ッド５、再生アンプ６、等化回路７で、（１−Ｄ）（１
＋Ｄ）にナイキスト特性を掛けあわせた周波数特性の再
生等化を行い、その出力を識別回路で３値（１，０，−
１）に識別する。出力波形の１は記録信号１に対応さ
せ、−１は記録信号０に対応させ、さらに、０はその直
前の識別結果を保持する演算回路９をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号記録再生
方法及び装置、更に詳しく言えば、ディジタル信号を記
録又は伝送し、そのディジタル信号を復号するディジタ
ル信号記録再生方法に関し、特に記録再生ヘッドや伝送
線路が直流成分を伝達できない場合において、最少反転
信号間隔が信号転送間隔の２倍以上であるディジタル変
調信号を記録再生する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録再生は、磁気ヘッドが磁気テー
プ等の磁気記録媒体からの磁束の変化に比例する出力が
得られるという性質を利用しているので、信号の直流成
分を伝達できない。また、伝送線路で信号を伝送する場
合も、消費電力や信号波形の確保の点から直流成分を伝
送しないことが多い。ディジタル信号をこのような記録
再生装置で再生する場合や伝送線路で伝送する場合に適
するディジタル信号の記録、識別方式として、２値のパ
ルス信号を３値（１、０、−１）のパルス信号に変換し
て処理するパーシャルレスポンス（パーシャルレスポン
ス クラス ＩＶ方式とも呼ばれる）方式が提案されてい
る。この方式は，例えば、ケイ ヨコヤマ等（ K. Yoko
yama etc）のアン イクスペリメンタル ディジタル
ビデオテープ レコーダ ＳＭＰＴ ジャーナル ８９
巻 ３月 １９８０年 第１７３〜１８０頁（" An Exp
erimental Digital Videotape recorder" SMPTE Journa
l Vol. 89, March 1980 PP。 173-180 ）に記載されて
いる。

【０００３】この方式の記録側信号処理系統図を図２
に，再生側信号処理系統図を図３に示す。記録側では記
録すべきディジタル信号は一旦プリコーダでディジタル
信号処理を受けてから、記録媒体に記録される。プリコ
ーダは、出力を２ビット遅延するための１ビット遅延線
２ー２及び２ー３と上記遅延線２ー２の出力と他の入力
ディジタル信号を加算するモジュロ２（１＋１＝０，０
＋１＝１＋０＝１，０＋０＝０）のディジタル加算器２
ー１から構成される。ディジタル加算器２ー１の出力
は、記録アンプ２ー４を介して磁気ヘッド２ー５によっ
て磁気テープに記録される。

【０００４】再生側では磁気ヘッド２ー６で磁気テープ
４の信号が読み取られ、再生アンプ２ー７を介して等化
回路２ー８に入力される。等化回路２ー８の出力と１ビ
ット遅延線２−９を通った等化回路の出力が加算回路２
−１０で加算される。等化回路２ー８は、磁気ヘッド２
ー６から等化回路２ー８までの周波数特性がナイキスト
特性と（１−Ｄ）とを相乗した特性となるように等化を
おこなう。ここでＤは遅延演算子を示す。等化回路２ー
８の出力から加算回路２−１０までの特性は（１＋Ｄ）
であらわされるので、磁気ヘッド２ー６から加算回路２
−１０までの振幅周波数特性は、図４の点線で示される
（１−Ｄ）（１＋Ｄ）の特性と破線で示されるナイキス
ト特性とを相乗した実線で示す特性となる。ただし、周
波数軸は信号転送周波数ｆｂ（信号転送間隔＝ビット周
期の逆数）で規格化して表している。

【０００５】図４から分かるように、パーシャルレスポ
ンス クラスＩＶ 方式では直流成分が必要でない点が
特徴である。このような周波数特性を持つ信号処理回路
をディジタル信号が通過すると、記録信号“１”は識別
点出力が１、０、−１、０、０・・・・と表現できる再
生応答波形となる。その合成出力（加算回路２−１０の
出力）を３値識別回路２−１１において識別し、その２
ビット出力をイクスクルシヴェ ノア（ＥＸ−ＮＯＲ）
論理回路２−１２によって演算すると加算回路出力波形
の１および−１がディジタル信号“１”に変換され、も
との記録ディジタル信号が復号できる。なお、パーシャ
ルレスポンス方式の概要、特に記録、又は送信側にプリ
コーダを挿入して、記録、伝送系での誤りが識別結果に
おいて拡大すること禁止することについては、横山 ”
磁気記録技術入門”総合電子出版社（昭和６３年６月２
０日発行）３０５ページから３１１ぺージに詳細な説明
がなされている。

【０００６】一方、記録波長や伝送波長が短くなると、
記録又は伝送特性の劣化が激しくなるので、最少反転信
号間隔が変調信号転送間隔の２倍である変調信号を使用
することが最近多くなってきている。その変調方式とし
ては計算機用磁気ディスクに用いられているいわゆる１
−７符号又は特開昭６３−２６１５７６に示されている
８−１２変換符号、さらに、最小間隔の２倍化と共に符
号列の直流成分発生を制限した８−１４変換符号などが
ある。特に、１−７符号や８−１２変換符号は直流成分
が完全には抑圧されていないので、上記パーシャルレス
ポンス クラスＩＶ方式の識別回路が利用できれば、直
流成分の影響を受けずに再生識別が可能となり、実用上
の効果はきわめて大きい。

【０００７】

【解決しようとする課題】パーシャルレスポンスクラス
ＩＶを適用するには、記録側でプリコーダとして２ビッ
ト遅延の出力信号と入力信号をディジタル加算する必要
がある。しかし、１−７符号や８−１２変換符号をプリ
コーダに入力すると、プリコーダの出力の記録信号にお
いて最少反転信号間隔が記録信号転送間隔の２倍以上で
あるという特質が失われ、信号処理上の利点が無くな
る。従って、本発明の目的は、１−７符号や８−１２変
換符号等の符号信号の特徴をそのまま保持させながら、
パーシャルレスポンスクラスＩＶ方式を適用する記録再
生方法及び装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の方法では、ディジタル信号を最少反転信号
間隔が信号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信
号に変換し、上記ディジタル変調信号を記録媒体に記録
し，又は、伝送線路で伝送し、再生又は受信時に、上記
ディジタル変調信号を上記記録媒体又は上記伝送線路の
伝送特性及び再生等化回路を含めた周波数特性が（１−
Ｄ）（１＋Ｄ）とナイキスト特性の相乗特性で表される
信号処理回路で処理し、３値信号に変換し、その３値信
号を識別し、識別結果を演算回路によって上記元のディ
ジタル信号に復号する。ここで、最少反転信号間隔は同
一振幅レベルの連続期間が最も短いものを、信号転送間
隔はディジタル信号のビット周期であり、Ｄは、ビット
周期に対応する遅延演算子を示す。上記ディジタル変調
信号の代表的なものは、前記１−７符号や８−１２変換
符号である。

【０００９】上記方法を実現するディジタル信号記録再
生装置として、ディジタル信号を最少反転信号間隔が信
号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換
する符号変換回路と、上記符号変換回路の出力を記録す
る記録媒体と、磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドの出力の
処理回路が周波数特性が（１−Ｄ）（１＋Ｄ）とナイキ
スト特性の相乗特性で表される信号処理回路と、上記第
１の信号処理回路でられる３値を識別する３値識別回路
と、上記３値識別回路の出力である３値信号を上記ディ
ジタル変調信号に変換する論理回路とを設けて構成す
る。

【００１０】上記方法を実現するディジタル信号伝送装
置としては、ディジタル信号を最少反転信号間隔が信号
転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換す
る符号変換回路と、上記符号変換回路の出力を伝送する
伝送路と、上記伝送路の出力の処理回路が周波数特性が
（１−Ｄ）（１＋Ｄ）とナイキスト特性の相乗特性で表
される第１の信号処理回路と、上記第１の信号処理回路
でられる３値を識別する３値識別回路と、上記３値識別
回路の出力である３値信号を上記ディジタル変調信号に
変換する論理回路とを設けて構成する。

【００１１】

【作用】１−７符号や８−１２変換符号をプリコーダの
処理をしないで、直接記録又は送信するので記録信号は
“１”又は“０”が最低２個以上連続している。パーシ
ャルレスポンスクラスＩＶ方式では、記録信号“１”は
識別点出力が１、０、−１、０、０、・・・と表現でき
る再生応答波形となる。記録信号“１”は最低２個以上
連続するので、例えば、“１”がｋ個（ただし、ｋは２
以上の正の整数）連続し、その後“０”がｍ個（ただし
ｍは２以上の正の整数）連続する信号列の場合、その識
別点出力は“１、１”の後に“０”がｋ−２個連続し、
その後“−１，−１”となり、その後“０”がｍ−２個
連続する。よって、３値識別の出力において、１は記録
信号１に対応させ、−１は記録信号０に対応させ、さら
に、０はその直前の識別結果を保持する演算回路を構成
すると、元の記録信号列が復号できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明によるディジタル信号の記録再
生回路の信号系統図である。画像情報などのディジタル
信号は８−１２変換符号化回路１によって変換符号化さ
れ最少反転信号間隔が信号転送間隔の２倍以上有するデ
ィジタル変調信号になる。変換後の記録ディジタル信号
は記録アンプ２を介して磁気ヘッド３に供給され、磁気
テープ４に記録される。再生磁気ヘッド５は磁気テープ
４からの信号を再生し、その再生された信号は再生アン
プ６によって増幅され、その後、再生等化回路７は磁気
ヘッド５から３値識別回路の入力までの周波数特性が図
４で示されるパーシャルレスポンス クラス ＩＶ方式
に合致するように再生信号の周波数特性を補償する。等
化回路７の出力信号は３値識別回路８で＋１，０，−１
の値に識別する。３値識別回路８の出力において、１は
記録信号“１”に対応させ、−１は記録信号“０”に対
応させ、さらに、０はその直前の識別結果を保持する演
算回路９を構成する。演算回路９の出力は元の記録ディ
ジタル信号である８−１２変換符号を出力する。さら
に、８−１２変換符号化回路１の逆変換する１２−８変
換符号化回路（図示せず）によって、上記画像情報など
のディジタル信号が復調される。もちろん、演算回路９
の中で上記１２−８変換符号化回路の演算を行うように
構成してもよい。

【００１３】図５は、本発明よるディジタル信号記録再
生装置の一実施例の構成を示すブロック図を示す。ま
た、図６は図５の各部の信号波形を示す。記録部は図１
の実施例と同様で、記録すべきディジタル信号は８−１
２変換符号化回路１で記録信号（ａ）すなはちは８−１
２変換符号に変換され、記録アンプ２を介して磁気ヘッ
ド３に供給され、磁気テープ４に記録される。８−１２
変換符号は、８ビットの符号信号を１２ビットの符号変
換したもので、最少反転信号間隔が信号転送間隔の２倍
以上であり、相続く２符号（２ワード）間で直流平衡が
保たれるディジタル信号列である。

【００１４】再生磁気ヘッド５で読み取られた信号は再
生アンプ６を介して等化回路７−１に加えられる。再生
磁気ヘッド５は信号の低周波成分については時間微分す
る特性をもつ。信号転送期間（ビット周期）に相当する
遅延をＤとすれば、時間微分する特性は（１−Ｄ）で表
される。等化回路７−１は 信号帯域全体について（１
−Ｄ）特性とナイキスト特性を掛けあわせた特性与える
回路を構成する。従って、等化回路７−１の出力波形は
図６（ｂ）のようになる。

【００１５】等化回路７−１の出力の一部は、遅延線７
−２で１信号転送期間Ｄだけ遅延され、その出力波形は
図６（ｃ）でのようになる。（１＋Ｄ）の特性を与える
ため、等化回路７−１及び遅延線７−２の出力（ｂ）及
び（ｃ）は加算回路７−３で加算され、その出力波形は
図６（ｃ）のように３値の波形になる。即ち、再生磁気
ヘッド５から加算回路７−３までの特性は、（１−Ｄ）
（１＋Ｄ）にナイキスト特性を掛けあわせた特性となな
り、パ−シャルレスポンス クラス ＩＶの処理演算を
行うことになる。

【００１６】等化回路７−１の出力（ｂ）の他の一部
は、整流回路１０を介して位相同期回路（ＰＬＬ）１１
に入力され、ＰＬＬの一部を構成する電圧制御発振器
（図示せず）で発生させたクロ ック信号（ｇ）が入力
信号と同期する。３値識別回路８によって、＋１、０、
−１の波形に対して、＋１に対応した（ｅ）出力と、−
１に対応した（ｆ）出力が得られる。（ｅ）、（ｆ）２
つの出力からエクスクルーシブＯＲ論理の反転出力をＥ
ｘ−ＮＯＲ回路９−３で得ると識別波形（ｄ）における
０状態が検出できる（波形（ｉ）参照）。

【００１７】また、ＡＮＤ論理回路９−３で２つの出力
（ｅ）、（ｆ）のＡＮＤ論理を得ると、識別波形（ｄ）
における＋１，−１がそれぞれ記録信号“１”，“０”
に対応することになる（波形（ｈ）参照）。Ｅｘ−ＮＯ
Ｒ回路９−３の出力信号（ｉ）によってＡＮＤ回路９−
４が制御され、クロック信号（ｊ）は識別波形（ｄ）に
おいて＋１，−１の時のみ、フィリップフロップ９−２
に供給されることになる。言い替えると、フィリップフ
ロップ９−２は、識別波形（ｄ）が０の時、その直前の
出力を保持することになる。この結果、フィリップフロ
ップ９−２の出力は、パ−シャルレスポンスクラスＩＶ
の特性を受けた３値識別信号（ｄ）から元の記録ディジ
タル信号である、８−１２変換符号（ｋ）を復号する。
図には示されていないが、８−１２変換符号（ｋ）を逆
変換する回路を付加することにより、記録部の８−１２
変換符号化回路１の入力ディジタル信号を得る。

【００１８】上記実施例は、ディジタル信号記録再生装
置について説明したが、送信部と伝送線路と受信装置か
らなるディジタル信号伝送装置においても本発明を実施
できる。その場合、再生ヘッドを使用しないので、再生
ヘッドの周波数特性（１−Ｄ）を前値増幅器及び等化回
路で実現する。また、上記本実施例では記録符号として
８−１２変換符号を取り上げたが、最少反転間隔が信号
転送間隔の２倍以上ある記録符号であれば上記の信号処
理回路が適用できることは明らかである。

【００１９】

【発明の効果】本発明によればパ−シャルレスポンスク
ラスＩＶの記録再生方式に関し、プリコ−ダの不要な記
録再生方式を提供できるため、回路規模を小さくできる
大きな効果がある。また、プリコ−ダが要らないため、
記録回路を変更する必要なく本発明は適用可能であるた
め、本発明の適用範囲は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディジタル信号記録再生方法の実
施例を説明する信号系統図である。

【図２】従来のディジタル信号記録再生方法における記
録側信号系統図である。

【図３】従来のディジタル信号記録再生方法における再
生側信号系統図である。

【図４】パ−シャルレスポンス クラスＩＶにおける識
別点での信号振幅周波数特性を示す図である。

【図５】本発明によるディジタル信号記録再生装置の一
実施例の構成図である。

【図６】図５における各部の信号波形図である。

【符号の説明】

１：８−１２変換記録符号化回路、 ２：記録アンプ、 ３：記録ヘッド、 ４：磁気テ−プ、 ５：再生ヘッド、 ６：再生アンプ、 ７：等化回路、 ８：３値識別回路、 ９：演算回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル信号を最少反転信号間隔が信
   号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換
   し、上記ディジタル変調信号を記録媒体に記録し，再生
   時に、上記ディジタル変調信号を周波数特性が（１−
   Ｄ）（１＋Ｄ）（Ｄは遅延演算子）とナイキスト特性の
   相乗特性で表される信号処理回路で処理して３値信号に
   変換し、上記３値信号を識別し、識別結果を演算回路に
   よって上記ディジタル信号に復号することを特徴とする
   ディジタル信号記録再生方法。
2. 【請求項２】 ディジタル信号を最少反転信号間隔が信
   号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換
   し、上記ディジタル変調信号を伝送線路で伝送し、受信
   時に、上記ディジタル変調信号を上記伝送線路の伝送特
   性及び再生等化回路を含めた周波数特性が（１−Ｄ）
   （１＋Ｄ）（Ｄは遅延演算子）とナイキスト特性の相乗
   特性で表される信号処理回路で処理して３値信号に変換
   し、上記３値信号を識別し、識別結果を演算回路によっ
   て上記ディジタル信号に復号することを特徴とするディ
   ジタル信号記録再生方法。
3. 【請求項３】 ディジタル信号を最少反転信号間隔が信
   号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換
   する符号変換回路と、上記符号変換回路の出力を記録す
   る記録媒体と、再生ヘッドと、上記再生ヘッド及び上記
   再生ヘッドの出力の処理回路が周波数特性が（１−Ｄ）
   （１＋Ｄ）とナイキスト特性の相乗特性で表される第１
   の信号処理回路と、上記第１の信号処理回路でられる３
   値を識別する３値識別回路と、上記３値識別回路の出力
   である３値信号を上記ディジタル変調信号に変換する論
   理回路と有して構成されたことを特徴とするディジタル
   信号記録再生装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、上記符号
   変換回路が８−１２変換符号化回路であることを特徴と
   するディジタル信号伝送装置。
5. 【請求項５】 ディジタル信号を最少反転信号間隔が信
   号転送間隔の２倍以上であるディジタル変調信号に変換
   する符号変換回路と、上記符号変換回路の出力を伝送す
   る伝送線路と、上記伝送線路の出力の処理回路が周波数
   特性が（１−Ｄ）（１＋Ｄ）とナイキスト特性の相乗特
   性で表される第１の信号処理回路と、上記第１の信号処
   理回路でられる３値を識別する３値識別回路と、上記３
   値識別回路の出力である３値信号を上記ディジタル変調
   信号に変換する論理回路と有して構成されたことを特徴
   とするディジタル信号伝送装置。