JPH0682494B2 - デイジタル情報再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、帯域の制限された伝送路を通過したディジタ
ル信号から情報を読み取るディジタル情報再生装置、特
に上記ディジタル信号を正しく読み取れるように波形整
形手段の閾値を制御し得るディジタル情報再生装置に関
するものである。

従来の技術 近年、ディジタル信号を高転送レートで伝送あるいは高
密度で記録するために、ディジタル信号を基底帯域で伝
送あるいは記録するディジタル変調がよく用いられる。
このように基底帯域で伝送する場合には、一般に伝送路
は直流を含む低周波まで伝送し、伝送路で鈍った波形を
所定の閾値で波形整形する必要がある。ところが、回路
の温度ドリフトや記録媒体のムラなどによって入力信号
に低周波雑音が混入し易いために最適な閾値が変動する
という問題がある。そこで、このような低周波雑音によ
る閾値の変動の影響を除去するために入力信号を波形整
形した再生ディジタル信号を読み取りクロックと位相比
較し、その結果に応じて閾値を制御する方法が既に公知
である。

以下、図面を参照しながら、上述した従来のディジタル
情報再生装置の一例について説明する。

第２図は従来のディジタル情報再生装置の主要部分のブ
ロック図を示すものである。第２図において、１は波形
整形手段で、入力信号を波形整形して再生ディジタル信
号を出力する。２は立ち上がり位相比較手段で、上記再
生ディジタル信号の立ち上がりエッジにおいて読み取り
クロックとの位相比較を行い、その位相差に応じた立ち
上がり位相差信号を出力する。３は立ち下がり位相比較
手段で、上記再生ディジタル信号の立ち下がりエッジに
おいて読み取りクロックとの位相比較を行い、その位相
差に応じた立ち下がり位相差信号を出力する。４は差動
増幅器で、上記立ち上がり位相差信号と立ち下がり位相
差信号との差に応じた信号を出力する。５は加算器、６
は電圧制御発振器で、加算器５は立ち上がり位相差信号
と立ち下がり位相差信号との加算を行い、その結果に応
じた周波数で電圧制御発振器６は発振する。７および８
は低域通過フィルターで、低域通過フィルター７は加算
器５から出力される電圧制御発振器６の制御信号からリ
ップル成分を除去して電圧制御発振器６の発振周波数が
滑らかに変化するようにし、低域通過フィルター８は差
動増幅器４の出力からリップル成分を除去して波形整形
手段１の閾値が揺らぐのを防止する。

以上のように構成されたディジタル情報再生装置につい
て、以下その動作を説明する。

まず、波形整形手段１は差動増幅器４の出力を閾値とし
て入力信号を波形整形して再生ディジタル信号を出力す
る。このときの閾値が正しいとすれば、この再生ディジ
タル信号の立ち上がりエッジと読み取りクロックとの位
相差と立ち下がりエッジと読み取りクロックとの位相差
とは等しく、したがって、立ち上がり位相比較手段２か
ら出力される立ち上がり位相差信号と立ち下がり位相比
較手段３から出力される立ち下がり位相差信号は互いに
等しくなる。ところが、たとえば閾値が高い方にずれた
場合には、立ち上がりエッジの位相は遅れ、立ち下がり
エッジの位相は進むため、立ち上がり位相差信号と立ち
下がり位相差信号とは互いに逆方向に変化し、差動増幅
器４の出力が変化する。そこでこの差動増幅器４の出力
が波形整形手段１の閾値に負帰還されるように閾値制御
ループを構成すれば元のディジタル信号が多くの低域成
分を含んでいるような場合でも、波形整形手段１の閾値
を最適な値に制御することができる。また、上記立ち上
がり位相差信号と立ち下がり位相差信号との加算を加算
器５で行い、その出力に応じた周波数で電圧制御発振器
６を発振させることによって上記読み取りクロックを得
ることができる（たとえば、特開昭59−113529号公報参
照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、ディジタル信号の
パルス幅が、読み取りクロックの整数倍の長さだけ変化
するように閾値がずれた場合には、見掛け上立ち上がり
エッジおよび立ち下がりエッジの位相差は無くなり、立
ち上がり位相差信号および立ち下がり位相差信号は実質
的に零となるため、閾値がその値に擬似ロックされると
いう問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、波形整形手段の閾値を擬似
ロックすることなく制御することのできるディジタル情
報再生装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のディジタル情報再
生装置は、入力信号を波形整形した再生ディジタル信号
の直流成分が所定の値となるように上記閾値を制御する
第１の閾値制御手段と、上記再生ディジタル信号の立ち
上がりエッジの位相誤差と立ち下がりエッジの位相誤差
との差に応じて上記閾値を制御する第２の閾値制御手段
とを有し、２値化された情報を含む入力信号に先だって
入力される所定パターンの繰り返し信号の部分で上記第
１の閾値制御手段を動作させ、閾値が適正な値に引き込
まれた後にはこの閾値を引き続いて制御するように上記
第１の閾値制御手段に代わって上記第２の閾値制御手段
が動作するように構成したものである。

作用 本発明は上記した構成によって、通常の動作時には入力
信号を波形整形した再生ディジタル信号の立ち上がりエ
ッジの移送誤差と立ち下がりエッジの位相誤差との差か
ら上記波形整形の閾値の誤差が検出されるので、入力信
号の低域成分が変動しても常に最適な閾値に制御する閾
値制御ループを構成でき、またこの閾値制御ループの引
き込みは、情報を含んだ入力信号に先だって入力される
所定パターンの繰り返し信号を波形整形した再生ディジ
タル信号の直流値が所定の値になるように閾値を引き込
むことによって、上記閾値制御ループの擬似ロックを防
止することができる。

実施例 以下本発明の一実施例のディジタル情報再生装置につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例におけるディジタル情報再生装
置のブロック図を示すものである。第１図において、１
は波形整形手段、２は立ち上がり位相比較手段、３は立
ち下がり位相比較手段、４は作動増幅器、５は加算器、
６は電圧制御発振器、７および８は低域通過フィルター
でこれらは第１図の従来例と同じものである。さらに９
は作動増幅器で、再生ディジタル信号を所定の電圧と比
較してその差に応じた信号を出力する。10は切り換えス
イッチで、差動増幅器４あるいは差動増幅器９の出力の
１つを選択して通過させる。10は低域通過フィルター
で、切り換えスイッチ10を通過した信号から低周波成分
を抽出し、これを波形整形手段１の閾値とする。

以上のように構成されたディジタル情報再生装置につい
て、以下その動作を説明する。

まず最初は、切り換えスイッチ10は差動増幅器９の出力
を通過するように設定されており、情報信号に先だって
特定のパターンの同期信号が送られてくるものとする。
この同期信号は特定のパターンの符号が伝送されたもの
であるので所定の直流値を有している。したがって、こ
の同期信号を適正な閾値で波形整形手段１によって波形
整形して再生ディジタル信号を得ると、その再生ディジ
タル信号の直流成分は所定の値になるはずである。そこ
で再生ディジタル信号を所定の直流値と比較し、その差
を差動増幅器９は出力して切り換えスイッチ10を通過し
て低域通過フィルター８によって低域成分を抽出して閾
値に帰還する。このようにして再生ディジタル信号の直
流値が所定の値になるように波形整形手段１の閾値が制
御される。以上のように、低域通過フィルター8,差動増
幅器９および切り換えスイッチ10により第１の閾値制御
手段が構成される。

引き続いて情報を担った情報信号が伝送されてくると、
この情報信号の直流値は一定の値になるとは限らない。
このため上記のように閾値を制御すると直流値の変動、
すなわち伝送される情報の高電位の状態と低電位の状態
の時間比率の平均値の変動によって閾値が適正な値から
ずれたところに制御されることになる。そこで情報信号
が伝送されてくると切り換えスイッチ10は差動増幅器４
の出力を通過するように切り換えられる。そうすると従
来例と同じように、閾値は再生ディジタル信号の立ち上
がりエッジの位相誤差と立ち下がりエッジの位相誤差の
差がなくなるように制御される。したがって、元のディ
ジタル信号に低周波成分が含まれていても閾値を正しい
値に制御することができる。以上のようにして、立ち上
がり位相比較手段２、立ち下がり位相比較手段３、差動
増幅器４、低域通過フィルター８および切り換えスイッ
チ10によって第２の閾値制御手段が構成される。

第３図は、計算機の補助記憶装置などに用いる記録媒体
に記録される信号の一般的なフォーマットの概念図で、
このように記録された記録媒体から情報を読み取る場合
の動作を例に上げてさらに説明する。データ領域20は記
録すべき情報を書き込む領域で、データを書き込むため
のデータ部24と、その前にデータを読み取るクロックを
抽出するPLLを同期させるための同期符号を書き込む同
期部23とを含む。ID領域21はデータ領域20のアドレスな
どの情報を書き込む領域で、アドレスなどを書き込むID
データ部26と、その前にPLLを同期させるための同期部2
5とを含む。上記同期部23および25は特定のビットパタ
ーンを有しており、通常は最短周期の繰り返し波形が用
いられる。以上のようなフォーマットで記録された記録
媒体の所定のアドレスのデータを読み取るときには、ま
ず、切り換えスイッチ10は第１の閾値制御手段を構成す
る状態に設定される。このとき差動増幅器９は再生ディ
ジタル信号と所定の電圧との差に応じた信号を出力し、
上記所定の電圧は同期部23あるいは25が正しい閾値で波
形整形されたときの直流値に設定する。記録媒体が回転
して同期部25を再生するようになると、閾値はこの同期
部25を再生するのに最適な値に引き込まれる。そこで同
期部25のビットパターンを予め定められたサイクル数検
出すると切り換えスイッチ10を第２の閾値制御手段を構
成するように切り換える。このようにすると、ディジタ
ル再生信号の立ち上がりエッジの位相誤差と立ち下がり
エッジの位相誤差の差に応じて閾値を制御しても擬似ロ
ックすることはなく、また同期部25に続くIDデータ部26
の直流値が変動しても波形整形手段１の閾値は正しい値
に制御されて、アドレスなどのデータを正確に読み取る
ことができる。このようにして目的の情報の記録された
アドレスが認識されると、再び切り換えスイッチ10を第
１の閾値制御手段を構成するように切り換え、ID領域21
の場合と同様にして同期部23で所定のビットパターンを
所定のサイクル数検出すると切り換えスイッチ10を差動
増幅器４の出力を通過するように切り換えてデータ部24
に記録された情報を読み取る。

以上のように本実施例によれば、入力信号を波形整形し
た再生ディジタル信号の立ち上がりエッジの位相誤差と
立ち下がりエッジの位相誤差の差に応じて上記波形整形
の閾値を制御するので、入力信号に含まれる情報に応じ
てその直流値が変動するような場合でも最適な閾値に制
御することができ、閾値が異なった値に擬似ロックする
という問題も回避することができる。

なお、上記実施例では波形整形手段１の閾値の制御系を
構成する閉ループの利得については特に述べなかった
が、通常、第１の閾値制御手段を構成する状態では利得
を上げて引き込みを速くし、第２の閾値制御手段は利得
を下げて安定性を高くする。

発明の効果 以上のように本発明は、入力信号を波形整形した再生デ
ィジタル信号の直流成分が所定の値となるように上記閾
値を制御する第１の閾値制御手段と、上記再生ディジタ
ル信号の立ち上がりエッジの位相誤差と立ち下がりエッ
ジの位相誤差との差に応じて上記閾値を制御する第２の
閾値制御手段とを有し、２値化された情報を含む入力信
号に先だって入力される所定パターンの繰り返し信号の
部分で上記第１の閾値制御手段を動作させ、閾値が適正
な値に引き込まれた後にはこの閾値を引き続いて制御す
るように上記第１の閾値制御手段に代わって上記第２の
閾値制御手段が動作するように構成したので、まず第１
の閾値制御手段が閾値を正しい値に引き込むことがで
き、その後に第２の閾値制御手段が引き続いて閾値を制
御するので第２の閾値制御手段は閾値を間違った値に擬
似ロックさせることなく、入力信号の直流成分が変動し
ても正確に閾値を制御することができる。

さらに、第１の閾値制御手段の応答速度を第２の閾値制
御手段の応答速度よりも速くすることによって、第１の
閾値制御手段による引き込み時間を短くするとともに第
２の閾値制御手段の安定性が向上するという効果を奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のディジタル情報再生装置の
ブロック図、第２図は従来例のディジタル情報再生装置
のブロック図、第３図は記録媒体のフォーマットの概念
図である。 １……波形整形手段、２……立ち上がり位相比較手段、
３……立ち下がり位相比較手段、10……切り換えスイッ
チ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号を所定の閾値で波形整形して再生
   ディジタル信号を出力する波形整形手段と、上記再生デ
   ィジタル信号の直流成分が所定の値となるように上記閾
   値を制御する第１の閾値制御手段と、上記再生ディジタ
   ル信号の立ち上がりエッジの位相誤差と立ち下がりエッ
   ジの位相誤差との差に応じて上記閾値を制御する第２の
   閾値制御手段と、２値化された情報を含む入力信号に先
   だって入力される所定パターンの繰り返し信号の部分で
   上記第１の閾値制御手段を動作させ、閾値が適正な値に
   引き込まれた後にはこの閾値を引き続いて制御するよう
   に上記第１の閾値制御手段に代わって上記第２の閾値制
   御手段が動作するように切り換える切り換え手段とを具
   備して成ることを特徴とするディジタル情報再生装置。
2. 【請求項２】第１の閾値制御手段の応答速度は、第２の
   閾値制御手段の応答速度よりも速いことを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載のディジタル情報再生装
   置。