JPH0537389A - デイジタル変調装置 - Google Patents

デイジタル変調装置

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JPH0537389A
JPH0537389A JP19024591A JP19024591A JPH0537389A JP H0537389 A JPH0537389 A JP H0537389A JP 19024591 A JP19024591 A JP 19024591A JP 19024591 A JP19024591 A JP 19024591A JP H0537389 A JPH0537389 A JP H0537389A
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JP
Japan
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data
bit
dsv
signal
block data
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Withdrawn
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JP19024591A
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English (en)
Inventor
Ichiro Konno
伊知朗 紺野
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流成分および同一ビットの連続を抑えるこ
とができるディジタル変調装置を提供する。 【構成】 入力信号aはランダム信号発生器15によっ
て発生するランダム信号bによってMOD2加算され
る。スクランブルされた信号c,dは、冗長ビット付加
回路13にてnビットごとのブロックに分割され、e,
fに示すようにその先頭に冗長ビットが付加され、gに
示すようにNRZI変換される。この信号をブロックデ
ータと呼ぶ。このブロックデータは、1ブロック分のブ
ロックデータをメモリできるバッファメモリ16と、D
SV計測制御回路17に送られる。DSV計測制御回路
17では、変調された前ブロックデータ終端でのDSV
を記憶しており、現在のブロックデータの表パターンg
と裏パターンhを出力した場合のDSVを計算し、DS
Vの絶対値が小さくなるように、バッファメモリ16に
記憶されているブロックデータを反転するかしないかを
判断し、スイッチ18の切換えによっていずれかを選択
的に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はディジタルデータを記
録するときに用いられるディジタル変調に関し、特に直
流成分および同一ビットの連続を抑えることができるデ
ィジタル変調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的なディジタルVTRの変調
方式として、たとえばNRZI(Non−Returm
to Zero Inverted)変調が挙げられ
る。図10にこの変調方式のタイミング図を示す。この
変調方式は、入力信号a,bが“1”であればその信号
を反転させ、“0”であればその状態を保つ変調方式
で、c,dが変調出力となる。復調時には、変調出力
c,dすなわち再生信号が反転している部分を“1”
に、反転していない部分を“0”に対応させることによ
り、復調信号e,f、すなわち入力信号を再現する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記NRZI変
調では、データに“0”の連続があると、その連続プラ
ス1ビット分、NRZI変調したデータに、同一ビット
の連続が生じる。その結果、セルフクロックでクロック
抽出を行なう際、誤差が大きくなり、データに対してク
ロックがずれてしまう現象(ビットスリップ)が生じ
る。また、データに直流成分が多くなると、ロータリー
トンランス、イコライザ等の特性により、再生波形に歪
みが生じ、変調される信号に誤りが発生しやすくなる。
【0004】これを解決する方法として、スクランブル
ドNRZI方式がある。この方式によれば、データにM
系列のランダム信号(以下単にランダム信号と呼ぶ)を
MOD2加算して、同一ビットの連続および直流成分を
抑圧して記憶する。再生時には、同一のランダム信号を
同一タイミングでMOD2加算して、もとのデータを得
る。しかしながら、スクランブルドNRZI変調におい
ては、同一ビットの連続および直流成分は、ランダム信
号の関係に依存しており、完全に直流成分の発生を抑圧
することは不可能であった。
【0005】また、特開平2−96982には、Mスク
ランブル回路が開示されている。同公報によれば、ラン
ダム信号を複数用意して同一ビットの連続および直流成
分が最良の条件になるランダム信号を選択してデータに
MOD2加算が行なわれる。同時に、選択されたランダ
ム信号に対応する情報が付加されて変調が行なわれる。
再生時には、付加された情報をもとにランダム信号を選
択し、再生信号とMOD2加算することにより、もとの
データが再現される。しかしながら、同方式において
も、再生時において付加された情報に誤りが生じると、
誤ったランダム信号が選択され、誤りの伝搬が発生する
という問題がある。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、直流成分および同一ビットの連
続を抑えることができ、かつ誤りの伝搬が生じないディ
ジタル変調装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るディジタ
ル変調装置は、ディジタルデータをnビットのブロック
に分割する分割手段と、分割されたnビットのデータの
先頭に冗長ビットを付加する付加手段と、付加すること
によって生成された(n+1)ビットデータをNRZI
変換した表パターン(第1の変換データ)と裏パターン
(第2の変換データを作成する変換手段と、第1および
第2の変換データのうち、ブロック終端での直流成分の
絶対値が小さくなるように、第1および第2のいずれか
の変換データを選択して出力する選択手段と、選択され
たデータを逆NRZI変換する逆NRZI変換手段と、
逆NRZI変換されたデータのうち、付加された冗長ビ
ットに相当するデータを削除する削除手段とを含む。
【0008】
【作用】NRZI変換手段によって変換された第1およ
び第2の変換データのうち、ブロック単位の直流成分の
絶対値が小さくなるよう第1および第2の変換データの
うちいずれかの変換データが選択されるため、DSV
(Digital SumVariation)の片寄
りを抑えることができる。
【0009】本発明によるディジタル変調装置は、NR
ZI変換の性質である反転部分に情報を持たせ、その反
転が正から負、負から正のどちらでも構わない点に着目
したものである。本変調装置の原理を図1および図2を
参照して以下に詳細に説明する。
【0010】図1および図2を参照して、入力信号をa
とすると、この信号をnビットごとにブロック分割す
る。図1ではn=5としている。次に分割したブロック
の先頭に1ビットの冗長ビットを付加し、n+1ビット
を1ブロックとする。冗長ビット付加後の信号をb,c
に示す。この信号をNRZI変換するとdおよび、その
反転パターンとしてfのような2通りの信号を得ること
ができる。ここでdを表パターン、fを裏パターンとす
る。この例では冗長ビットとして“1”を挿入したた
め、表パターン、裏パターンどちらもブロックの境界で
反転した信号となっている。
【0011】e,gに表パターン、裏パターンそれぞれ
を変調出力した場合のブロック終端でのDSVを示す。
これを見ると、DSVに大きな片寄りが生じている。こ
の表パターン、裏パターンを逆NRZI変換したものは
全く同じ信号になり、h,iとなる。これは当然、b,
cを完全に復元できることを意味している。
【0012】図2のjは、本変調方式の記録パターンを
示したもので、ブロック終端でのDSVの絶対値が小さ
くなるように、ブロックごとに表パターン、裏パターン
を選択して変調出力としている。こうすることにより、
kに示すように、DSVの片寄りを抑えることができ
る。
【0013】このようにして変調した場合、ブロックの
境界部分で、表パターンから裏パターン、または裏パタ
ーンから表パターンに切換わると、冗長ビット“1”を
付加したことによる反転がなくなり、逆NRZI変換す
るとm,nに示すように、冗長ビットの“1”が“0”
に変化してしまい、b,cを完全に復元することはでき
ないが、bに示すように、冗長ビットを削除することに
より、入力信号を再現することができる。
【0014】変調時に付加する冗長ビットは、“0”で
も構わない。冗長ビットとして“0”を付加した場合、
NRZI変換後の表パターン、裏パターンは、ブロック
の境界で反転しない。これを、本変調方式で表パター
ン、裏パターンをブロックごとに選択すると、表パター
ンと裏パターンの切替わり部分で反転が生じ、これを逆
NRZI変換すると、冗長ビットが“0”から“1”に
変化する。これをnからpへの処理と同様、冗長ビット
を削除することにより、入力信号を再現できる。また、
この冗長ビットに誤りが生じても、再生時には何の意味
もないビットであるため、誤りが伝搬することはない。
【0015】
【実施例】図3にこの発明に係るディジタル変調器の要
部を示すブロック図を、図4にタイミング図の一例を示
す。なお、図4においてn=5としている。
【0016】図3および図4を参照して、入力信号a
は、ランダム信号発生器15によって発生するランダム
信号bによってMOD2加算(スクランブル)される。
スクランブルされた信号c,dは、冗長ビット付加回路
13にてnビットごとのブロックに分割され、e,fに
示すように、その先頭に冗長ビットが付加され、gに示
すようにNRZI変換される。以下この信号をブロック
データと呼ぶ。なお、図4では、冗長ビットとして
“1”を付加しているが、“0”を付加しても構わな
い。
【0017】このブロックデータは、1ブロック分のブ
ロックデータをメモリできるバッファメモリ16と、D
SV計測制御回路17に送られる。DSV計測制御回路
17では、変調された、前ブロックデータ終端でのDS
Vを記憶しており、現在のブロックデータの表パターン
gと裏パターンhを出力した場合のDSVを計算する。
そしてDSVの絶対値が小さくなるように、バッファメ
モリ16にメモリされているブロックデータを反転する
(裏パターンを選択する)かしないか(表パターンを選
択する)を判断し、スイッチ18の切換えによって裏パ
ターンか表パターンかを選択的に出力する。
【0018】ただし、パターン内の“1”と“0”個数
が同じ場合、および前ブロックデータ終端でのDSVが
0の場合は、どちらのパターンを選択しても、次のブロ
ックデータ終端でのDSVの絶対値は同じなので、ブロ
ック間で反転するパターンを選択する。同期信号発生回
路12で発生する同期信号は、これら複数のブロックデ
ータの先頭に付加される。すなわち、1つの同期ブロッ
クの中に複数個のn+1ビットのブロックデータが含ま
れている構成となる。
【0019】次に図5および図6を参照して復調時の信
号の処理について説明する。図5に復調器のブロック図
を、図6にタイミング図の一例を示す。
【0020】入力された再生信号aは、同期検出回路2
2にてその同期信号が検出され、冗長ビット削除タイミ
ング発生回路24にて、冗長ビットが挿入されている場
所を示すタイミングパルスが作られる。一方再生信号a
は、b,cに示すようにラッチ21およびMOD1によ
り逆NRZI変換され、冗長ビット削除回路23に送ら
れる。逆NRZI変換された信号b,cは、図4の変調
時における冗長ビット付加後の信号b,fと完全に一致
せず、ブロックデータの先頭に変調時の表パターンと裏
パターンの切換えによって生じる誤りが発生する。
【0021】しかし、冗長ビット削除回路23で冗長ビ
ット削除タイミング発生回路24からのタイミングパル
スに従って、冗長ビットを削除することにより、d,e
に示すように、図4の変調時における冗長ビットの付加
前の信号c,d(スクランブル後の信号)と一致させる
ことができる。さらに、変調時と同じランダム信号fを
同一タイミングでMOD2加算(デスクランブル)すれ
ば、gに示すようにもとの信号を再現することができ
る。
【0022】また、図7および図8に示すように、入力
信号a,bをスクランブルする前に、c,dに示すよう
に冗長ビットを付加してNRZI変換し(e)、ランダ
ム信号fと反転したランダム信号hでスクランブルする
ことにより、表パターンgと裏パターンiを作り、どち
らかを選択することにより、jとして変調出力する方法
などが考えられるが、再生時には何の意味も持たない冗
長ビットを、変調時に付加することには変わりがない。
この場合、再生信号mをまずランダム信号nでデスクラ
ンブルした後(b)、逆NRZI変換し(q,r)、冗
長ビットを削除すれば、入力信号を再現できる(s,
t)。
【0023】次に、この発明に係る変調装置における効
果について説明する。図9はn=8(1ブロック9ビッ
ト)の場合のDSVおよび同一ビットの連続の最悪パタ
ーンを示す図である。
【0024】DSVの最悪パターンとして表パターン
a,裏パターンbのようなデータが来た場合、この発明
に係る変調装置のアルゴリズムによると、変調出力とし
てcが得られる。したがって、ブロック終端でのDSV
の絶対値をDblock、ビットごとのDSV絶対値を
Dbitとすると、n=8の場合、Dblockの最大
値は9、Dbitの最大値は13となり、これを一般化
すると次の式が成り立つ。
【0025】 Dblock≦n+1 Dbit<3(n+1)/2 また、同一ビットの連続の最悪パターンとして表パター
ンf,裏パターンgのようなデータが来た場合、変調出
力としてhが得られる。同一ビットの連続数をRLとす
ると、n=8の場合、RLの最大値は21となり、これ
を一般的すると次の式が成り立つ。
【0026】RL<(5n+3)/2 すなわち、nの値によってDblock、Dbit、R
Lを制限することが可能で、nを直流成分および同一ビ
ットの連続による誤りが生じにくい範囲に制限されるよ
うに設定すれば、より少ない冗長度で変調することがで
きる。
【0027】なお、上記実施例ではn=5およびn=8
の場合の例について説明したが、直流成分および同一ビ
ットの連続による誤りが発生しにくい範囲にnを設定す
ることにより、より少ない冗長度で直流成分および同一
ビットの連続を抑えることができる。たとえば、n=2
4に設定した場合を例にとると、冗長度は次の式で表わ
される。
【0028】(1−(n/(n+1)))×100 すなわち、(1−24/25)×100=4%となる。
【0029】記録密度比DR(Density Rat
io)は、n/(n+1)で表わされる。すなわち24
/25=0.96となる。また、記録再生時の信号ート
も(n+1)/n倍すなわち約1.04倍となり、信号
レートの上昇を最小限に抑えて変調することができる。
【0030】さらに、回路規模もROMテーブル参照法
を利用した従来のブロック変調方式と比較して、小規模
な回路構成で実現できる。
【0031】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、NRZ
I変換手段によって作成された第1および第2の変換デ
ータのうち、ブロック終端での直流成分の絶対値が小さ
くなるように第1および第2の変換データのうちのいず
れかが選択されるため、DSVの片寄りを抑えることが
できる。その結果、直流成分および同一ビットの連続を
抑えることができる。また、選択された第1または第2
の変換データが逆NRZI変換され、付加された冗長ビ
ットに相当するデータが削除されるため、この冗長ビッ
トに誤りが生じても、再生時には何の意味も持たないビ
ットであるため、誤りが伝搬することはない。その結
果、直流成分および同一ビットの連続が抑えられ、かつ
誤りが伝搬することのないディジタル変調装置を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る変調装置の原理を説明するタイ
ミング図の一例である。
【図2】この発明に係る変調装置の原理を説明するタイ
ミング図の一例である。
【図3】この発明に係る変調装置の要部を示すブロック
図である。
【図4】変調時のタイミング図の一例を示す図である。
【図5】この発明に係る変調装置の復調時のブロック図
の一例である。
【図6】復調時のタイミング図の一例である。
【図7】変調時および復調時のタイミング図の他の一例
である。
【図8】変調時および復調時のタイミング図の他の一例
である。
【図9】この発明に係る変調装置のDSVおよび同一ビ
ットの連続の最悪パターンを示す図である。
【図10】従来のNRZI変調のタイミング図である。
【符号の説明】
11 ラッチ 12 同期信号発生回路 13 冗長ビット付加回路 14 冗長ビット付加タイミング発生回路 15 ランダム信号発生回路 16 バッファメモリ 17 DSV計測制御回路 18 スイッチ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ディジタルデータをnビットのブロック
    に分割する分割手段と、 前記分割されたnビットのデータの先頭に冗長ビットを
    付加する付加手段と、 前記付加することによって生成された(n+1)ビット
    データをNRZI変換した表パターン(第1の変換デー
    タ)と裏パターン(第2の変換データ)を作成する変換
    手段と、 前記第1および第2の変換データのうち、前記ブロック
    終端での直流成分の絶対値が小さくなるように前記第
    1,第2のいずれかの変換データを選択する選択手段
    と、 前記選択されたデータを逆NRZI変換されたデータの
    うち、前記付加された冗長ビットに相当するデータを削
    除する削除手段とを含む、ディジタル変調装置。
JP19024591A 1991-07-30 1991-07-30 デイジタル変調装置 Withdrawn JPH0537389A (ja)

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