JPH0653837A - ディジタル変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】変調信号として理想的な条件を維持しながらパ
イロット信号を付加する。 【構成】ＣＤＳ計算部５の出力Ｃｉと信号発生部12の出
力ＳｉとをＤＳＶ計算部13に与えて累積加算させる。Ｄ
ＳＶ計算部13の累積加算値は符号器２に与え、符号器２
は累積加算値が所定値に収束するように変調コードを選
択する。ＤＳＶ計算部13の累積加算値は信号発生部12の
出力Ｓｉによって本来のＤＳＶからずれており、変調デ
ータのＤＳＶは出力Ｓｉに応じて変動する。出力Ｓｉを
低域に設定することで、変調データのラン及びコードを
変更することなく、低域にパイロット成分を発生させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル磁気記録再
生装置に好適のディジタル変調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の進歩に伴い、画
像情報もディジタル処理されるようになり、例えばディ
ジタルのビデオテープレコーダ（以下、ＶＴＲともい
う）も開発されている。ディジタル信号の伝送及び記録
においては、低周波領域の信号成分を高効率で伝送又は
記録することが困難であることから、直流及び低周波領
域の信号成分を抑制するための平衡符号への変調、すな
わち、ＤＣフリー変調が多く用いられている。

【０００３】図６はこのようなＤＣフリー変調を行う従
来のディジタル変調装置を示すブロック図である。図６
の装置は特開平３−２３４１４６号公報にて開示された
ものであり、ディジタルＶＴＲのフォーマットＤ−３方
式に採用される新８−１４変調方式を実現するものであ
る。この提案では、ＤＣフリーを達成するために記録変
調信号の電荷蓄積値（ＤＳＶ）（Digital Sum Value ）
の絶対値を小さくするようにしている。

【０００４】８ビットの入力データは符号器２に与える
と共に、変調コードのＣＤＳ計算部５にも与える。符号
器２は入力データを、変調コード毎のＤＳＶであるＣＤ
Ｓ（Code Digital Sum )の絶対値が４以下の１４ビット
の変調コードに変換してパラレル−シリアル変換部８に
出力する。ＣＤＳ計算部５は変調コードのＣＤＳが０，
±２，±４のいずれであるかを示す３ビットのコードを
変調コードのＤＳＶ計算部４に出力する。ＤＳＶ計算部
４は入力された変調コードのＣＤＳと直前の変調コード
の終端でのＤＳＶとを加算した値を新たなＤＳＶとして
出力する。ＤＳＶ計算部４の出力は−２，０，２のいず
れかであり、２ビットで表される。ラッチ６はＤＳＶ計
算部４の出力をラッチしてＤＳＶ計算部４に帰還させて
累積させると共に、符号器２及び変調コードの終り方判
定部３にも出力する。

【０００５】変調コードの終り方判定部３は１４ビット
変調コードの最後の６ビットの終り方を判定する。変調
コードの終わり方は１２種類であり、終り方判定部３は
４ビットによって判定結果（終り方）を示す。ラッチ７
は終り方判定部３の出力をラッチして、符号器２に出力
すると共に、終り方判定部３に帰還させる。

【０００６】符号器２は入力データをラッチ６，７の出
力に基づいて変調コードに変換する。すなわち、符号器
２は直前の変調コードとのつなぎ部分において、同一極
性のビットの連続数（以下、ランという）が７個以下で
あり、且つ、変調コードの終端でのＤＳＶの絶対値が２
以下となる変調コードを選択する。符号器２からの変調
コードはパラレル−シリアル変換部５に与える。パラレ
ル−シリアル変換部５は端子９からのクロックに同期し
て変調コードをシリアルに記録部10に出力する。記録部
10は所定の記録媒体に変調コードを記録する。

【０００７】このように、図６の装置では、変調コード
のランを２以上７以下にしているので、高密度記録が可
能であり、更に、アジマス記録、重ね書き記録が可能に
なる。また、ＤＳＶが最も０に近くなる変調コードを選
択するようにしてＤＣフリー変調を実現している。

【０００８】ところで、ＶＴＲにおいては、磁気ヘッド
が記録トラックを確実にトレースするように、トラッキ
ング制御を行っている。ＶＴＲのトラッキング制御方法
としては、コントロール方式及びパイロット方式等があ
る。コントロール方式は、例えば、ヘリカルスキャンＶ
ＴＲで採用されており、磁気テープ長手方向に専用トラ
ックを設けてコントロール信号を記録し、再生コントロ
ール信号の位相を所定の基準信号の位相と比較し、比較
結果に基づいてキャプスタンモータの回転を制御するも
のである。コントロール方式では、専用トラックを設け
るので記録密度が低く、また、固定ヘッドを設けている
ので磁気テープの走行が変動しやすくなり、更に、主信
号記録トラック幅方向にトラッキングエラー信号を生成
することができない等の欠点があり、ディジタルＶＴＲ
のように高密度記録における高精度位置決め制御には適
当ではない。

【０００９】そこで、映像信号等の主信号と同一の記録
トラックにトラッキング用のパイロット信号を記録する
パイロット方式を採用することが考えられる。すなわ
ち、この方式は主信号とパイロット信号とを周波数多重
して記録する。従って、記録密度が低下することはな
く、また、主信号記録トラック幅方向にトラッキングエ
ラー信号を生成することができることから高密度記録に
適している。パイロット信号はアジマス角度が相違する
隣接したトラックから再生する。従って、パイロット信
号の周波数としてはアジマスロス効果が比較的小さい低
域周波数を選択する。

【００１０】アナログＶＴＲにおいてパイロット方式を
採用した場合には、主信号であるＦＭ変調輝度信号及び
低域変換色信号は低域にスペクトラムを有しているの
で、パイロット信号による妨害は発生しない。しかし、
ディジタルＶＴＲでは、主信号の占有帯域が限定されな
いので、パイロット信号と主信号とを相互に独立して周
波数多重することはできず、相互に妨害成分となってし
まう。

【００１１】そこで、特開平１−２２０２１３号公報及
び特開昭６１−１２０３２３号公報等において、この問
題を解決する提案がなされている。これらの提案では、
記録変調信号のＤＳＶを故意に変動させることで、パイ
ロット信号となる低域成分を発生させている。これらの
提案では、主信号自体のスペクトラムが特定の低域に集
中するだけで、特に他の信号が発生しているのではな
く、主信号に対する妨害波を多重するのではないから有
効である。しかし、記録変調信号そのものについては、
このＤＳＶ変動を与えるために劣化してしまう。

【００１２】例えば、８／１０ブロックコードを用いて
説明した特開平１−２２０２１３号公報の提案では、任
意のタイミングでＤＳＶを非零にするために、ＣＤＳ＝
０が割り当てられている２５４個のデータに、ＣＤＳが
正負のコード系５０８個を割り当てている。この結果、
ランが大きいコードを多く用いることになる。ＣＤＳと
ランの関係は一意に決まらないが、ＣＤＳはコードの記
録波形の“０”と“１”の数の差であるからＣＤＳが大
きいコードは一般に大きいランを持つ傾向がある。大き
いランが発生すると再生時の波形の対象性が崩れ、ま
た、ディジタルデータの識別点を与える再生クロックＰ
ＬＬの安定度が低下して、再生ディジタル信号の誤りが
増大してしまう。

【００１３】一方、特開昭６１−１２０３２３号公報の
提案では、ＣＤＳ＝±３のみを用いた例及びＣＤＳ＝±
４、±６、±８のみを用いた例を開示しており、ランが
大きいコードを用いることは同様である。また、ＣＤＳ
値一定のコードを用いて変調ルールを乱す期間を定めて
しまうので、周期が倍のパイロット信号を発生しようと
すると、そのレベルも倍になってしまう。

【００１４】また、従来、コードとして使用しないビッ
トパターンが再生された場合にはこれをエラーとみなし
エラー検出を行うことが可能であったが、これらの提案
では、パイロットを発生させない方式に比して多くのコ
ードを使用することから、エラー識別の精度が低下して
しまう。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、変
調信号のスペクトラムを特定の低域に集中させることに
よりパイロット成分を持たせようとすると、使用するコ
ード数が増加することから再生時のエラー検出能力が低
下し、ランが大きいコードが増加することから再生等化
が困難になると共に、再生クロック用のＰＬＬの安定度
が低下するという問題点があった。また、パイロット周
波数とそのレベルを任意に設定することができないとい
う問題点もあった。

【００１６】本発明は、変調信号のコード数及び内容を
変更することなく、変調信号にパイロット信号成分を発
生させると共に、パイロット周波数及びそのレベルを独
立して任意の値に設定することができるディジタル変調
装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディジタル
変調装置は、入力データに対応した少なくとも１つ以上
の変調コードを出力可能で、前記変調コードの電荷蓄積
値に基づく値を所定値に収束させるように前記変調コー
ドの１つを選択する符号化手段と、所定周期及び振幅の
信号を発生する信号発生手段と、この信号発生手段の出
力と前記各変調コードの電荷蓄積値とを累積して前記符
号化手段に前記電荷蓄積値に基づく値として与える電荷
蓄積値算出手段とを具備したものである。

【００１８】

【作用】本発明において、電荷蓄積値算出手段は変調コ
ードの電荷蓄積値を累積する。符号化手段は電荷蓄積値
算出手段の出力を所定値に収束させるための変調コード
を出力するようになっており、ＤＣフリーを実現する。
信号発生手段は電荷蓄積値算出手段に所定周波数及び振
幅の信号を供給しており、電荷蓄積値算出手段の算出結
果は信号発生手段の出力によって本来の電荷蓄積値から
ずれる。すなわち、変調データの電荷蓄積値は信号発生
手段の出力によって所定の収束値からずれることにな
り、信号発生手段の出力を低域に設定することで、変調
データにパイロット信号となる低域成分を発生させてい
る。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係るディジタル変調装置の
一実施例を示すブロック図である。図１において図６と
同一の構成要素には同一符号を付してある。本実施例は
フォーマットＤ−３方式において採用される新８−１４
変調方式を実現するものに適用した例を示している。

【００２０】本実施例は破線部11のみが従来例と異な
る。すなわち、変調コードのＣＤＳを求めて３ビットデ
ータを出力する変調コードのＣＤＳ計算部５、変調コー
ドの終り方を判定して４ビットのデータを出力する変調
コードの終わり方判定部３、ラッチ７、８ビットの入力
データをランが２以上７以下の１４ビットの変調コード
に変換して出力する符号器２、パラレル−シリアル変換
部８及び記録部10の構成は図６と同様である。

【００２１】本実施例においては、ＣＤＳ計算部５の出
力を破線部11に与えている。破線部11は、ラッチ６、信
号発生部12、ＤＳＶ計算部13及びデコード部14によって
構成している。信号発生部12はパイロット信号周期の出
力Ｓｉを発生してＤＳＶ計算部13に出力する。変調コー
ドのＤＳＶ計算部13の出力Ｄｉはラッチ６に与え、ラッ
チ６は前回の出力Ｄi-1 をＤＳＶ計算部13に帰還させ
る。ＤＳＶ計算部13は、ＣＤＳ計算部５から３ビットの
出力Ｃｉも与えられ、出力Ｃｉ，Ｄi-1 ，Ｓｉを加算し
てラッチ６に出力する。すなわち、ＤＳＶ計算部13は出
力Ｓｉと出力Ｃｉとを累積しており、出力Ｄｉは、直前
の変調コードの終端でのＤＳＶから出力Ｓｉの累積値分
変動した値となる。ラッチ６の出力はデコード部14にも
与える。デコード部14はラッチ６の出力をデコードし
て、ＤＳＶ及び出力Ｓｉに応じた２ビットのデータを符
号器２に出力するようになっている。

【００２２】次に、このように構成された実施例の動作
について図２乃至図５の波形図を参照して説明する。

【００２３】変調コードのＣＤＳ計算部５は変調コード
のＣＤＳが±４，±２，０のいずれであるかを求め、求
めたＣＤＳ値を３ビットコードに変換した出力ＣｉをＤ
ＳＶ計算部13に出力する。ＤＳＶ計算部13は、３ビット
コードをＣＤＳ値に戻した後、信号発生部12の出力Ｓｉ
と加算し、更にラッチ６の出力と加算して累積加算値Ｄ
ｉをラッチ７に出力する。ラッチ７の出力は、ＤＳＶ計
算部13に帰還すると共に、デコード部14にも出力する。
デコード部14は下記表１に基づいてラッチ６の出力を２
ビットのコードに変換して出力する。符号器２はデコー
ド部14の出力によって示される値を最小とするように、
すなわち、ＤＳＶ計算部13の出力Ｄｉを零に収束させる
ように変調コードを選択する。パラレル−シリアル変換
部８は符号器２の出力を端子９からのクロックに同期さ
せてシリアルデータに変換して記録部10に与え、記録部
10は変調データを所定の記録媒体に記録する。

【００２４】

【表１】 図２は信号発生部12の出力Ｓｉとして振幅ａの矩形波を
採用した場合の波形を示しており、図２（ａ）は出力Ｓ
ｉ及びその累積値ΣＳｉを示し、図２（ｂ）はＤＳＶ計
算部13の出力Ｄｉを示し、図２（ｃ）はパラレル−シリ
アル変換部８の出力のＤＳＶを示している。

【００２５】上述したように、ＤＳＶ計算部13はＣＤＳ
値と出力Ｓｉを累積加算しており、出力Ｄｉは下記式
（１）によって表すことができる。

【００２６】 Ｄｉ＝Σ（Ｓｉ＋Ｃｉ） ＝ΣＳｉ＋ΣＣｉ …（１） また、上述したように、符号器２は出力Ｄｉを零に収束
するように動作するので、簡単化してＤｉ＝０と考える
と、上記式（１）から下記式（２）が導かれる。

【００２７】 ０＝ΣＳｉ＋ΣＣｉ ΣＣｉ＝−ΣＳｉ …（２） 式（２）のΣＣｉはＣＤＳの累積加算によって得られる
ＤＳＶを示しており、この式（２）は、ＤＳＶが信号発
生部12の出力Ｓｉの累積加算値の反転出力となることを
示している。なお、実際には、各時刻で必ずＤｉが零に
なっているとは限らない。

【００２８】いま、信号発生部12が出力Ｓｉとして図２
（ａ）に示す周期Ｔの矩形波を出力するものとする。出
力Ｓｉの累積値ΣＳｉは、図２（ａ）に示すように、振
幅３ａの三角波となる。ＤＳＶ計算部13の出力Ｄｉは、
ＣＳＤ値によって例えば図２（ｂ）に示すように変動す
る。この場合の変調データのＤＳＶは図２（ｃ）に示す
ものとなる。この図２（ｃ）に示すように、変調データ
のＤＳＶ変動は出力Ｓｉの変動周期及びそのレベルに基
づくものとなる。

【００２９】次に、図３及び図４を参照してＤＳＶ変動
の周期及びレベルの設定法について説明する。

【００３０】いま、図３に示すように、信号発生部12の
出力Ｓｉの周期を図２の場合の２倍（２Ｔ）とする。出
力Ｓｉの周期を２Ｔにすると、ΣＳｉの周期も２Ｔとな
り、ＤＳＶの周期も図３の実線に示すように２Ｔとな
る。すなわち、出力Ｓｉの周期を２倍に設定すると、Ｄ
ＳＶの変動周期も２倍となる。このように、ＤＳＶの変
動周期は出力Ｓｉの周期によって容易に設定可能であ
る。

【００３１】また、ＤＳＶの変動レベル、すなわち、パ
イロット成分のレベルは、出力Ｓｉの周期及びその大き
さによって決定する。図３に示すように、出力Ｓｉの振
幅をａ、周期を２Ｔとすると、ΣＳｉの振幅は６ａとな
り、図２の場合の２倍となる。これにより、図３に示す
ように、ＤＳＶの変動レベルも２倍となる。

【００３２】すなわち、ＤＳＶの変動レベルはΣＳｉの
振幅に基づくものとなる。例えば、ＤＳＶの周期が２Ｔ
の状態で変動レベルを図２の場合と同一にしようとすれ
ば、ΣＳｉの振幅を３ａにすればよい。このためには、
例えば、図４（ａ）に示すように、出力Ｓｉの周期を２
Ｔとし、振幅をａ／２とする。そうすると、ΣＳｉの周
期は２Ｔとなり、振幅は３ａとなる。また、図４（ｂ）
に示すように、出力Ｓｉを間欠的に発生させてもよい。
図４（ｂ）は出力Ｓｉが振幅ａでデューティ比５０％の
パルス波形であることを示している。この場合も、図４
（ａ）の場合と同様のΣＳｉを得ることができる。

【００３３】このように、出力Ｓｉの波形、振幅及び周
期を適宜設定することにより、ＤＳＶの変動周期及び変
動レベルを容易に所望の値にすることができる。

【００３４】ところで、図２の例では出力Ｓｉとして、
正極性及び負極性の振幅及び期間が同一の矩形波を用い
ている。この結果、変調信号のＤＳＶは、図２（ｃ）に
示すように、三角波状となっている。しかし、三角波の
高調波成分はパイロット信号として利用することができ
ないことから、三角波をパイロット信号として用いた場
合にはエネルギ効率が低くなる。

【００３５】そこで、ＤＳＶ変動を正弦波状にすること
が考えられる。図２の説明から明らかなように、ＤＳＶ
は出力Ｓｉの時間積分波形と略一致する。従って、ＤＳ
Ｖを正弦波状に変化させるためには、出力Ｓｉを正弦波
状に変化させればよい。図５はこの場合の出力Ｓｉの例
を示している。

【００３６】図５（ａ）に示すように、出力Ｓｉを正弦
波状に変化させると、ＤＳＶは出力Ｓｉと位相が９０度
ずれた正弦波状に変動する。また、ΣＳｉが正弦波状に
変化すればよいので、図５（ｂ）に示す離散的なＳｉを
用いてもよい。図５（ｂ）の出力Ｓｉはそのパルス幅を
変化させることによって、時間積分波形が正弦波状とな
るようにしている。

【００３７】このように、本実施例においては、ＤＳＶ
計算部13に信号発生部12の出力を与えることによりＤＳ
Ｖ算出結果を故意にずらし、符号器２がＤＣフリーとな
るように動作することを利用して、ＤＳＶを信号発生部
12の出力に基づいて変動させ、この低域の変動分をパイ
ロット成分として用いている。すなわち、符号器２から
出力される変調コードの種類は、パイロット成分を生成
しない場合と同一であり、コード使用数及びランの範囲
は変更されておらず、理想的なディジタル変調が行われ
る。すなわち、コード数の増加に伴うエラー検出能力の
低下を防止すると共に、ランの増加による再生等化の不
具合及びＰＬＬの安定度の低下を防止することができ
る。また、変調コードが変更されないので、従来方式に
おいて採用していた復調回路を用いることができる。更
に、ＤＳＶの周期及び振幅、すなわち、パイロット信号
の周波数及び振幅を信号発生部12の出力Ｓｉによって容
易に設定可能である。

【００３８】なお、ＣＤＳ＝０の変調コードのみを用
い、入力データと変調コードとを１対１に対応させたシ
ステムでは、ＤＳＶを故意に変動させることができず本
発明を適用することはできない。また、本発明において
は、パイロット周波数及びレベルを一定値に固定するこ
とを保証していない。ＣＤＳ＝０のコードと１対１に対
応させたデータの割合が多い方式では、パイロット周波
数及びレベルの変動が比較的大きくなるので、入力デー
タの特性及びトラッキング方式等、システム全体との整
合を考慮して適用の可否を判断すべき場合が発生する。
しかし、本発明は変調信号として最適な条件を維持しな
がらトラッキング用のパイロット信号を得ることがで
き、しかも、ラン及び使用コードを変更しないので、従
来回路を用いることができ極めて有用である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、変
調信号のコード数及び内容を変更することなく、変調信
号にパイロット信号成分を発生させると共に、パイロッ
ト周波数及びそのレベルを独立して任意の値に設定する
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル変調装置の一実施例を
示すブロック図。

【図２】実施例を説明するための波形図。

【図３】実施例を説明するための波形図。

【図４】実施例を説明するための波形図。

【図５】実施例を説明するための波形図。

【図６】従来のディジタル変調装置を示すブロック図。

【符号の説明】

２…符号器、５…ＣＤＳ計算部、12…信号発生部、13…
ＤＳＶ計算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力データに対応した少なくとも１つ以
   上の変調コードを出力可能で、前記変調コードの電荷蓄
   積値に基づく値を所定値に収束させるように前記変調コ
   ードの１つを選択する符号化手段と、 所定周期及び振幅の信号を発生する信号発生手段と、 この信号発生手段の出力と前記各変調コードの電荷蓄積
   値とを累積して前記符号化手段に前記電荷蓄積値に基づ
   く値として与える電荷蓄積値算出手段とを具備したこと
   を特徴とするディジタル変調装置。