JPH0636208A - データ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＲ４型データ検出を行う際に、データ検出
点に一致した精度の良いタイミング抽出を行うことので
きるデータ検出装置を得る。 【構成】 ＰＲ４型再生信号の２種類存在するゼロクロ
ス点を検出し、両者の識別を行うことで、確実で精度の
良いタイミング抽出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号を記録
再生する磁気記録再生装置に関し、詳しくは、高精度の
タイミング抽出が行えるデータ検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｒ−ＤＡＴ（回転ヘッド式ディジタルオ
ーディオテープレコーダ）に代表される従来のディジタ
ル磁気記録再生装置では、再生信号は積分検出によって
データ検出がなされていた。

【０００３】Ｒ−ＤＡＴに代表される従来のディジタル
磁気記録再生装置の再生系の動作を図５により説明す
る。図５に従来のＲ−ＤＡＴで採用されている再生系の
ブロック図を示す。図中の１は、磁気テープより信号を
読み出す回転ヘッド、２は読みだした再生信号を増幅す
るアンプ、３は波形歪を整形する等化器、４は等化後の
再生信号を積分処理する積分回路、５は積分波形を２値
のディジタル信号にデータ判別するゼロクロスコンパレ
ータ回路、６はゼロクロスコンパレータ５の出力をもと
に再生クロックを生成するＰＬＬ（フェーズロックドル
ープ）回路、７は２値レベルのディジタル信号に判別さ
れた再生データを復調し、メモリ上にストアし、その後
誤り訂正やデシャフリングを施す信号処理回路である。

【０００４】図５において、テープ上に記録された音声
データは回転ヘッド１により再生され、アンプ２により
増幅された再生信号が等化回路３に入力される。電磁変
換系に特有の波形歪等は、等化回路３により整形され等
化後の再生信号が積分回路４へ入力される。積分回路４
で積分された再生信号は、ゼロクロスコンパレータ５へ
入力される。積分波形は記録時の記録データと一致して
おり、この判定データがそのまま再生データとなる。よ
ってＰＬＬ回路６ではゼロクロスコンパレータ５からの
再生データのエッジ情報を用いて再生データに同期した
再生クロックが生成できる。信号処理回路７では前記再
生クロックに同期して再生データを復調し、メモリ上に
一旦ストアし、その後水晶精度のクロックでメモリから
データを読みだし、デシャフリング、誤り訂正などの信
号処理がなされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のディジタル磁気
記録再生装置は以上のような過程により、再生、復号さ
れている。近年、映像機器のディジタル化が進むにつ
れ、音声信号に比べて格段にデータ量の大きい映像信号
の記録再生は、高密度記録／再生する技術の開発が重要
な課題となってきている。高密度記録のため、狭トラッ
ク化された映像記録データは再生時、隣接トラックから
のクロストークノイズが無視できなくなってくる。この
ため、データ検出方式にクロストークノイズに強いとい
われるパーシャルレスポンスＣＬＡＳＳIV（以下、ＰＲ
４）方式の採用が各社で検討されてきている。

【０００６】本発明は、上記のような高密度記録に有利
なＰＲ４データ検出方式を用いる場合に、データ検出点
とクロック抽出点を一致させて、精度の良い再生クロッ
クの生成が行えるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の発明に関わるデー
タ検出装置は、ＰＲ４データ検出方式を用いた磁気記録
再生装置の再生系において、前記データ検出点での再生
信号が有する前記２種類のゼロクロス点を、前記再生信
号のゼロレベルとその前後の信号レベルを検出すること
により検出する手段を備え、検出した前記２種類のゼロ
クロス点を識別する手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】第二の発明に関わるデータ検出装置は、再
生信号の（１＋Ｄ）演算処理前の再生信号において、前
記再生信号の微分成分の信号レベルを検出する手段を有
し、連続する前記微分信号の特定のパターンを検出する
事により、前記２種類のタイミングの異なるゼロクロス
点を識別する為の制御信号を生成する手段を備えたこと
を特徴とする。

【０００９】

【作用】第一の発明におけるデータ検出装置は、前記デ
ータ検出点での再生信号のゼロクロス点とその前後の信
号レベルの変化により前記２種類のゼロクロス点を検出
し、その識別を行うことにより、前記データ検出点での
再生クロックの生成を行うことができる。

【００１０】第二の発明におけるデータ検出装置は、前
記（１＋Ｄ）演算処理前の再生信号の微分信号のレベル
検出を行い、前記微分信号の信号変化の特定パターンを
検出することにより、前記２種類のゼロクロス点の識別
を行う制御信号を生成することができる。

【００１１】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図において説明
する。図１は本発明によるディジタル磁気記録再生装置
のブロック構成を示すブロック図である。図中の11は映
像、音声、付加機能情報等の種類の異なるデータを選択
する選択回路である。12は前記選択され、入力されたデ
ータに、シャフリング、誤り訂正符号語の付加等を施す
信号処理回路、13は前記信号処理を施されたデータに
（１−Ｄ² ）処理を施してＰＲ４型記録信号を作成する
プリコーダ、14は前記プリコーダで作成された記録信号
を増幅するアンプ、15は記録／再生切換スイッチ、16は
記録信号を磁気テープ上に記録し、テープ上に記録され
た信号を再生する回転ヘッド、17は再生された信号を増
幅するアンプ、18は前記増幅された再生信号に電磁変換
系などにより加わった波形歪の整形処理を施す等化回
路、19は前記等化後の再生信号に対して（１＋Ｄ）なる
処理を行う演算処理回路である。

【００１２】20は前記演算処理後の再生信号を２値のデ
ィジタル信号に変換するコンパレータ、21は２値レベル
に変換された再生データに対してデシャフリング、誤り
検出／訂正処理を施す信号処理回路、22は前記等化後の
再生信号を微分処理する微分回路、23は前記微分信号の
１ビット遅延信号を生成する遅延回路、24は前記微分信
号と前記１ビット遅延信号のレベル検出を行い、特定パ
ターンの信号変化を検出するゼロクロス判定回路、25は
前記ゼロクロス判定回路の出力と、ゼロクロス検出回路
27の出力から補償すべきクロック成分の抽出信号を生成
するクロック検出回路、26は演算処理回路19で処理され
た再生信号の特定の時間間隔の遅延信号を生成する遅延
回路、27は前記特定の時間間隔の遅延信号よりゼロクロ
ス点を検出するゼロクロス検出回路、28は前記遅延回路
26とゼロクロス検出回路27よりなるゼロクロス選択回
路、29は前記クロック検出回路26にて生成されたクロッ
ク成分の抽出信号をもとに再生クロックを生成するＰＬ
Ｌ（フェーズロックドループ）回路である。

【００１３】図２は本発明によるディジタル磁気記録再
生装置にて信号処理される信号（ＰＲ４型）の各処理段
階における信号波形の一例を示す図である。ここでは復
号回路は特定スレッショルドを持つレベル判定を想定し
ているが、ビタビ復号等の軟判定の適用も可能でる。な
お、各波形はノイズや歪のない理想的な形で表してい
る。

【００１４】図３はＰＲ４型再生波形（演算処理後）の
２種類のゼロクロス点の有する性質を表した図である。
図３(a) はサンプリング点とサンプリング点の中間でゼ
ロクロスする”Ｚ１タイプ”のゼロクロス点を、図３
(b) はサンプリング点でゼロクロスする”Ｚ２タイプ”
のゼロクロス点を表している。

【００１５】図４はゼロクロス選択回路28のブロック構
成を示すブロック図である。図中の30，31は前記演算処
理後の再生信号の遅延信号を出力する遅延回路、32は前
記遅延信号の”−１”レベルのピークを検出する−ピー
ク検出回路、33は前記遅延信号のゼロレベルを検出する
ゼロレベル検出回路、34は前記遅延信号の”＋１”レベ
ルのピークを検出する＋ピーク検出回路である。

【００１６】まず、本発明の理解を容易にするために、
図２によりＰＲ４方式の記録再生信号波形について説明
する。ＰＲ４方式は、記録時に誤り訂正符号等が付加さ
れた映像データ（［ａ］）が、プリコーダにより１／
（１−Ｄ² ）（Ｄ：１ビット遅延演算子）なる意図的な
符号間干渉を与えることにより（［ｂ］）、再生時の電
磁変換特性（［ｃ］）による（１−Ｄ）（ ）と演算処
理回路により付加する（１＋Ｄ）により（［ｄ］）その
干渉を相殺し、これにより効率の良い記録再生系を構成
する（［ｅ］）方法である。この方式によれば、前記
（１＋Ｄ）演算処理後の再生信号は３値となるが、積分
処理を施すことなく記録データを再現できるため、軟判
定を行うことができ、例えばビタビ復号などのような高
精度の復号回路の構成も可能となる。

【００１７】このような再生系を構成する場合、再生ク
ロックを生成するためのクロック抽出信号（ＰＬＬへの
入力信号）は、従来のような積分検出を用いると、クロ
ック抽出点とデータ検出点が一致しなくなり、再生クロ
ックの生成が行えなくなる。ここで、［ｅ］で示すよう
にＰＲ４方式独特の再生波形のデータ検出点でのクロッ
ク検出を行う場合、信号レベルのピーク点はＰ１，Ｐ２
の２種類が存在し、ゼロクロス点もＺ１，Ｚ２および再
生信号に無信号状態があるため、ノイズによるゼロクロ
スも存在するため３種類のゼロクロス点が存在するた
め、再生クロックの生成を行うことが困難である。

【００１８】以下に上記ＰＲ４方式のクロック再生に必
要な再生データ生成手段に付いて、その動作を図１に基
づいて説明する。映像及び音声、付加機能情報信号は量
子化された後、選択回路11に入力され、各々の信号処理
に応じて信号処理回路12へ選択、出力される。信号処理
回路12では前記映像、音声及び付加機能情報信号にドロ
ップアウトを防ぐためのシャフリング、および誤り訂正
符号語の付加、変調等が施され、プリコーダ13へ出力さ
れる（図２ ）。プリコーダ13で１／（１−Ｄ² ）処理
を施された記録信号（図２）はアンプ14、記録／再生切
換スイッチ15を通して回転ヘッド16により磁気テープ上
に記録される。

【００１９】次に再生時の動作を図１、２、３、４に基
づいて説明する。回転ヘッド16により磁気テープ上より
再生された信号は、記録・再生切換スイッチ15、アンプ
17を通して等化回路18へ入力される。等化回路18では記
録／再生過程で再生信号に生じた電磁変換系特有の波形
歪を整形し、理想的な状態に近い再生信号を演算処理回
路19及び微分回路22へ出力する（図２ ）。演算処理回
路19では、前記等化された再生信号に対して（１＋Ｄ）
なる信号処理を施す。すなわち、ある時刻の信号とその
１ビット遅延信号とのアナログ加算を行う（図２ ）。

【００２０】この時点で記録時にプリコーダによって与
えられた１／（１−Ｄ² ）なる特性は、再生時の微分特
性による（１−Ｄ）、及び演算処理回路による（１＋
Ｄ）特性の付加により ｛１／（１−Ｄ² ）｝×（１−Ｄ）×（１＋Ｄ）＝１ となり、プリコード前の記録信号と等価となる。よっ
て、演算処理後の信号は積分検出を行うことなく復号で
き、硬判定に比べて電力的に有利な軟判定が適用しやす
くなっている。演算処理回路19で処理された再生信号
は、コンパレータ20へ入力され、ＰＬＬ29より入力され
る再生クロックに同期して２値のディジタル信号に変換
される。変換された再生ディジタル信号は信号処理回路
21へ入力され、前記再生クロックに同期して復調、デシ
ャフリング、誤り訂正がなされ、復号された映像、音声
及び付加機能情報データとして出力される。

【００２１】次に、ＰＬＬ29で再生クロックを生成する
ためのクロック抽出信号を生成する動作について説明す
る。上述したようにＰＲ４型データ検出では、積分検出
を必要としないため、従来のように積分波形によるクロ
ック抽出信号の生成を行えば、データ検出点とクロック
抽出点が異なることになり、定常位相誤差などを生じる
ため正確な再生クロックの生成が出来ない。しかし、図
２に示したようにデータ検出点、すなわち前記演算処理
後の再生信号は、演算処理回路19によるアナログ加算の
ためにピーク信号レベルはＰ１，Ｐ２の２種類が生じ
る。Ｐ１はサンプリング点で、Ｐ２はサンプリング点と
サンプリング点の中間で生じるピーク点である。

【００２２】これら２種類のピーク点は再生信号に重畳
される白色ノイズや、低周期で変動するノイズによりレ
ベル判別が困難なため、実質的には識別不能である。ま
た、両者の信号ともにレベルスライスすることによりピ
ーク検出を行うと、再生信号の振幅変動による、あるい
はレベル変動によるタイミングジッタを有することにな
り、高精度のタイミング抽出は不可能である。

【００２３】一方、ゼロクロス点はピークレベルのレベ
ルスライスによるタイミング抽出が惹起するようなジッ
タ成分が比較的少ないが、再生信号が無信号状態（ゼロ
レベルが連続する）の様な場合には、白色ノイズ等によ
る高周波ノイズのために、正しいタイミング以外でのク
ロック誤検出をしてしまう。また、図２に示すようにゼ
ロクロス点もＺ１，Ｚ２の２種類が生じ、Ｐ１，Ｐ２と
同様に識別は困難である。

【００２４】よってタイミングジッタを避けるためにゼ
ロクロス点検出を行うが、その際にゼロクロス点近傍の
信号レベル変化も同時に検出し、無信号状態の誤検出を
避けるようにする。図４に前記ゼロクロス選択回路のブ
ロック構成を示すブロック図を示す。図に示すように前
記演算処理後の再生信号は遅延回路30，31によりあるサ
ンプリング点とその時点から特定の時間間隔（例えばデ
ータレートの１／２）に前後した時点の信号が同時に検
出できるようになっている。これによりゼロレベル検出
回路33がゼロレベルの信号レベルを検出したときの、そ
の前後の検出点の信号レベルが＋と−のピークレベル付
近まで変化しているかどうかを−ピーク検出回路32およ
び＋ピーク検出回路により判定することにより、無信号
状態のゼロクロス点を避け、正規のサンプリング間隔の
間に信号レベルが＋から−のピークへ（あるいは、その
逆に−から＋へ）変化する場合のゼロクロス、すなわち
Ｚ１とＺ２のみを検出することができる。

【００２５】また、Ｚ１，Ｚ２の判別を、データ検出点
以外の、Ｚ１，Ｚ２が識別できる検出点での検出結果を
用いて行う。図３(a) ，(b) に示すように、Ｚ１とＺ２
は信号処理（アナログ加算）前の再生信号の微分波形で
識別することができる。Ｚ１ゼロクロス点の場合、アナ
ログ加算により再生信号の信号変化が最大の点同志が加
算されてゼロクロス点となる。よって加算する信号点の
微分成分は−（または＋）ピーク点同志となる。一方、
Ｚ２ゼロクロス点の場合は加算される信号の片方は無信
号状態となっているため、その信号のアナログ加算処理
前の微分成分はピーク値同志とはならない。このことを
用いて、遅延回路26、ゼロクロス検出回路27によりＺ
１，Ｚ２を識別して、クロック検出回路25にて前記ゼロ
クロス検出回路27の出力のうちのＺ１と判定された出力
のみを選択し、ＰＬＬ回路29へ出力する。

【００２６】ＰＬＬ回路29の入力信号は、以上のように
Ｚ１ゼロクロス点のみを補償したものとなっているた
め、ＰＬＬ回路29より出力される再生クロックは正しく
チャンネルクロックとなる。この出力（チャンネルクロ
ック）はコンパレータ20、信号処理回路21の同期クロッ
クとして、それぞれの回路へ入力される。また、必要に
応じて前記ゼロクロス判定回路24の出力を用いてチャン
ネルクロックの１／２だけずらした信号（すなわち、Ｚ
２を補償するクロック）を生成することもできる。

【００２７】実施例２．なお、上記実施例ではゼロクロ
ス点の識別に、再生信号のアナログ加算処理前の微分信
号を用いたが、両者の識別を前記データ検出点における
ゼロクロス点の前後の信号レベル変化の違いにより、行
うことにより回路規模の縮小を図る場合も同様である。

【００２８】実施例３．又、上記実施例では再生信号の
アナログ加算前の微分信号を用いてゼロクロス点Ｚ１，
Ｚ２の識別を行ったが、両者が識別できる信号であれ
ば、例えばアナログ加算処理後の前記データ検出点での
再生信号の微分信号を用いて前記Ｚ１，Ｚ２ゼロクロス
点の信号変化の傾きの違いを検出しても同様である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＰＲ４
データ検出方式に対して、データ検出点でのゼロクロス
検出と前記２種類の異なるゼロクロス点の識別を行うこ
とによって、精度の高い再生クロックを抽出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるディジタル磁気記録再
生装置の記録再生系のブロック構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の一実施例による再生時の信号処理過程
の各段階の信号波形を示す図である。

【図３】本発明の一実施例による再生信号の種類の異な
るゼロクロス点の信号変化を示す図である。

【図４】本発明の一実施例によるゼロクロス選択回路の
ブロック構成を示すブロック図である。

【図５】従来のディジタル磁気記録再生装置の再生系の
ブロック構成を示すブロック図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ヘッドなどを用いてディジタル信号
   を記録再生する磁気記録再生装置において、パーシャル
   レスポンスＣＬＡＳＳIV（以下、ＰＲ４）データ検出方
   式を用いる場合において、データ検出点での再生信号
   が、２つの連続するサンプリング点で”＋１”のレベル
   から”−１”レベルに変化する、あるいは”−１”レベ
   ルから”＋１”レベルに変化する際のゼロクロス点と、
   前記再生信号が３つの連続するサンプリング点で、”＋
   １”レベルから”０”レベルを経由して”−１”レベル
   に、あるいは、”−１”レベルから”０”レベルを経由
   して”＋１”レベルに変化する際のゼロクロス点の２種
   類のゼロクロス点を検出し、識別して、前記”＋１”レ
   ベルから”−１”レベルに直接変化する際のゼロクロス
   点のみを検出する手段を備えたことを特徴とするデータ
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記２種類のゼロクロス点の識別は、Ｐ
   Ｒ４データ検出方式の再生系の信号処理において、（１
   ＋Ｄ）演算処理を施す前の再生信号に対して、微分処理
   を行い、その微分信号の信号レベルの変化のパターンに
   よって行うことを特徴とする、特許請求項第１項記載の
   データ検出装置。