JPH0777385B2 - 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るように波形整形
手段の閾値を制御し得る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密度で伝送あるいは記録する
ために、ディジタル信号を基底帯域で伝送あるいは記録
することがよく行われる。この場合には一般に伝送路は
直流まで伝送し、伝送された信号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、入力したディジタル信号を波形整形した
ディジタル信号と読取クロックとを位相比較し、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３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３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ディジタル信号を
出力する。20は立ち上り位相比較手段で、上記ディジタ
ル信号の立ち上りエッジにおいて読取クロックとの位相
比較を行い、その位相差に応じた立ち上り位相差信号を
出力する。21は立ち下がり位相比較手段で、上記ディジ
タル信号の立ち下がりエッジにおいて読取クロックとの
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。22は差動増幅器で、上記立ち上り位相
差信号と立ち下がり位相下信号との差に応じた信号を出
力する。23は加算器、24は電圧制御発振器で、加算器23
は立ち上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24は
発振する。

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、以下その動作の説明をする。

まず、波形整形手段１は差動増幅器22の出力を閾値とし
て入力信号を波形整形して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、このディジタル信号
の立ち上りエッジと読取クロックの関係と立ち下がりエ
ッジと読取クロックとの関係は等しく、したがって、立
ち上り位相比較手段20から出力される立ち上り位相差信
号と立ち下がり位相比較手段から出力される立ち下がり
位相差信号は等しくなる。ところが、例えば閾値が高い
方向にずれた場合には、立ち上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、立ち上り位相差信
号と立ち下がり位相差信号はそれぞれ逆方向に変化し、
差動増幅器22の出力も変化する。そこで、この差動増幅
器22の出力が波形整形手段１の閾値に負帰還されるよう
にしておけば、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、読取クロックは上記立ち上り
位相差信号と立ち下がり位相差信号との加算を加算器23
で行い、その出力に応じた周波数で発振する電圧制御発
振器24によって得ることができる。（例えば、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、立ち上り位相比較
手段と立ち下がり位相比較手段の２つの位相比較手段を
必要とし、回路が複雑にな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、簡単な回路構成で波形整形
手段の閾値を最適に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手段で波形整形したディ
ジタル信号の低域成分と、このディジタル信号を読取ク
ロックで同期化したデータ信号の低域成分との差に応じ
て上記波形整形手段の閾値を制御するという構成を備え
たものである。

作用 本発明は上記した構成によって、波形整形されたディジ
タル信号に含まれる低域成分の中から、元のディジタル
信号に含まれる低域成分が除去されるので、閾値の誤差
に起因する低域成分の変化分を抽出することができ、こ
れによって閾値を適正に制御できることとなる。なぜな
らば、ディジタル信号を同期化した信号は元のディジタ
ル信号と同じものとなるからである。

実施例 以下本発明の第１の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図は本発明の第１の実施例におけるディジタル情報
再生装置の主要部分のブロック図を示すものである。第
１図において、１は波形整形手段で、入力信号を波形整
形してディジタル信号を出力する。２はＤフリップフロ
ップで、上記再生信号を読取クロックでラッチしてデー
タ信号を出力する同期化手段を構成する。3,4は低域通
過フィルターで、それぞれディジタル信号および反転し
たデータ信号の低域成分を抽出する。５は差動増幅器
で、上記ディジタル信号とデータ信号の低域成分の差を
実質的に演算するか、あるいはディジタル信号の低域成
分を所定の電位と比較して閾値の誤差を検出して、波形
整形手段の閾値に負帰還する。６は動作切替スイッチ
で、差動増幅器５の動作を切り替える。７は利得切替ス
イッチで、差動増幅器５の利得を切り替える。８はクロ
ック抽出手段で、ディジタル信号から読取クロックを抽
出する。９は動作切替手段で、動作切替スイッチ６及び
利得切替スイッチ７の制御を行う。上記低域通過フィル
ター３および４、差動増幅器５、動作切替スイッチ６お
よび利得切替スイッチ７は閾値制御手段を構成する。

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、動作切替手段９が動作切替スイッチ６及び利得切
替スイッチ７を閉じて閾値制御手段を第１の動作モード
としたときの動作について説明する。波形整形手段１は
入力信号を差動増幅器５からの出力信号を閾値として、
入力信号がこの閾値を超えると高レベルの出力となるよ
うに波形整形してディジタル信号Ａを出力する。このデ
ータ信号Ａからクロック抽出手段８によって読取クロッ
クが抽出され、この読取クロックに同期してＤフリップ
フロップ２は上記ディジタル信号をラッチすることによ
って同期化する。低域通過フィルター３は上記ディジタ
ル信号Ａから低域成分を抽出する。この低域成分には、
もとのデータ信号に含まれている低域成分と、閾値の誤
差による低域成分とが含まれる。この閾値の誤差による
低域成分は以下のようにして発生する。すなわち、もし
閾値が高い方向にずれたとすると、ディジタル信号Ａの
高レベルの期間が短くなり低レベルの期間が長くなって
平均的なレベルが低下し、閾値が低い方向にずれると、
逆に平均レベルが高くなるからである。そこで、このデ
ィジタル信号Ａの低域成分の中から閾値の誤差による成
分を抽出することができれば、閾値の誤差を検出するこ
とが可能である。そこで、このディジタル信号Ａを読取
クロックで同期化した再生データ信号Ｂをみると、これ
はもとのディジタル信号と同じものとなるので、この再
生データ信号Ｂに含まれる低域成分は元のディジタル信
号に含まれる低域成分と同じになるはずである。したが
って、低域通過フィルター４によって再生データ信号Ｂ
に含まれる低域成分を抽出し、差動増幅器５で前記ディ
ジタル信号の低域成分とこの再生データ信号Ｂの低域成
分との差をとることによって、閾値の誤差を検出するこ
とができる。そこでこの閾値の誤差を増幅して波形整形
手段１の閾値に負帰還することにより、閾値の制御を行
うことができる。本実施例では、波形整形手段１から出
力されるディジタル信号ＡとＤフリップフロップ２から
出力される再生データ信号Ｂの反転信号の低域成分との
平均値と所定の電位との差を差動増幅器５によって演算
する。この所定の電位を、ディジタル信号Ａおよび再生
データ信号Ｂの高レベルと低レベルとの中間の電位にし
ておけば、差動増幅器５はディジタル信号Ａの低域成分
と再生データ信号Ｂの低域成分の差を演算するのと実質
的に等価となる。したがって、差動増幅器５の出力を波
形整形手段１の閾値に帰還することによって、閾値を最
適な値に制御することができる。

次に、動作切替手段９が動作切替スイッチ６と利得切替
スイッチ７とを開いて閾値制御手段を第２の動作モード
としたときの動作について説明する。閾値制御手段は、
上述したように第１の動作モードにおいて、閾値の誤差
が所定の範囲以内であればこれを打ち消すように閾値を
制御することができる。

ところが、上記閾値がたとえば高い方向に大幅にずれる
と、ディジタル信号Ａの高レベルの長さは元のデータ信
号に比べて読取クロックの１クロック分あるいはその整
数倍程度まで短くなることがある。このような場合に
は、これを同期化した再生データ信号Ｂはもはや元のデ
ータ信号とは異なったものとなるが、この再生データ信
号Ｂの誤りは検出されず、閾値はその値にロックされ
る。すなわち、閾値は擬似ロックされることとなる。元
のデータ信号に含まれる直流成分の値が所定の値となる
部分（以下、これをDCフリーの部分と呼ぶ）では、波形
整形手段１から出力されるディジタル信号Ａに含まれる
直流成分Ｂと元のデータ信号の直流成分の差は、閾値誤
差によるものである。そこで、ディジタル信号Ａの低域
成分の値を上記所定の値と比較することによって閾値の
誤差を検出することができる。この場合には上記した擬
似ロックという現象は生じない。そこで、閾値制御手段
を正しい制御状態に引き込むために、動作切替手段９
は、上記DCフリーの部分で、動作切替スイッチ６と利得
切替スイッチ７とを開いて閾値制御手段を第２の動作モ
ードとする。こうすることによって、再生ディジタル信
号Ａの低域成分は所定の値と比較されてその差が閾値に
負帰還され、閾値制御手段は疑似ロックされることな
く、再生ディジタル信号ＡのDC成分が所定の値となるよ
うに閾値を制御する。また、このときには利得切替スイ
ッチ７が開かれて利得が高くなっているので、より速や
かな引き込みが可能となる。

以上のように本実施例によれば、入力信号を波形整形手
段で波形整形したディジタル信号の低域成分と、このデ
ィジタル信号を読取クロックで同期化したデータ信号の
低域成分との差に応じて上記波形整形手段の閾値を制御
する閾値制御手段を設けることにより、簡単な回路構成
で、ディジタル信号を再生するときの閾値を適正に制御
することができ、元のディジタル信号がDCフリーの部分
でディジタル信号の低域成分を所定の電位と比較するこ
とによって閾値の誤差を検出するようにすることによっ
て、閾値制御ループの擬似ロックを防止することもでき
る。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示すディジタル情報再
生装置の主要部分のブロック図である。同図において１
は波形整形手段、２はＤフリップフロップ、３は低域通
過フィルター、９は動作切替手段で以上は第１図の構成
と同じものである。第１図の構成と異なるのは、波形整
形手段１が高域通過フィルター10を有し、この高域通過
フィルター10からの出力信号を比較器11で波形整形する
点と、低域通過フィルター4aが再生データ信号Ｄの低域
成分を抽出して、差動増幅器12はこの低域成分と低域通
過フィルター３によって抽出されたディジタル信号Ｃの
低域成分との差から閾値の誤差を検出する点である。さ
らに高域通過フィルター10は時定数を切り換える時定数
切替スイッチ13を含む。また、14は短絡スイッチで、必
要に応じて差動増幅器12の入力を短絡する。低域通過フ
ィルター３、低域通過フィルター4a、差動増幅器12およ
び短絡スイッチ14は閾値制御手段を構成する。

上記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、動作切替手段９が時定数切替スイッチ13及び短絡
スイッチ14を閾値制御手段を第１の動作モードにおい
て、差動増幅器12は、波形整形手段１から出力されるデ
ィジタル信号Ｃの低域成分とＤフリップフロップ２から
出力される再生データ信号Ｄの低域成分との差を直接演
算しているが、実質的には、第１図において差動増幅器
５が、ディジタル信号Ａの低域成分と再生データ信号Ｂ
を反転したものの低域成分との平均値を所定の電位と比
較するのと等価である。したがって、本実施例における
閾値の制御の第１の動作モードにおける動作は第１の実
施例と同じである。本実施例が第１の実施例と異なるの
は第２の動作モードで、閾値の制御ループの擬似ロック
を防止するために、元のデータ信号のDCフリーの部分で
ディジタル信号Ｃと所定の電位との差によって閾値の誤
差を検出するのではなく、高域通過フィルター10によっ
て入力信号から低域成分を除去した後、元のデータ信号
がDCフリーの部分で波形整形手段１は固定電位を閾値と
して波形整形するように、動作切替手段９が短絡スイッ
チ14を開成する点である。また、このとき動作切替手段
９が時定数切替スイッチ13を開成することによって入力
信号の低域成分が速やかに除去され、元のデータ信号が
DCフリー部分における波形整形手段１の動作は速やかに
整定する。

以上のように、第１の実施例と同様に簡単な回路構成で
閾値の制御を行うことができるとともに、波形整形手段
は、高域通過フィルターで入力信号の低域成分を除去し
た後に波形整形し、元のデータ信号がDCフリーの部分で
は接地電位を閾値とするような構成とすることにより閾
値制御ループの擬似ロック現象をも回避することが可能
となる。

なお、第２の実施例においては読取クロックを得る手段
については言及していないが、第１の実施例と同様に入
力信号から抽出してもよいし、あるいは読取クロックを
別に伝送するような構成であっても差支えない。

また、低域通過フィルターや高域通過フィルターは、CR
による１次のフィルターで構成したが他のどのようなフ
ィルターであっても本質的には差支えない。

発明の効果 以上のように本発明は、入力信号を波形整形手段で波形
整形したディジタル信号の低域成分と、このディジタル
信号を読取クロックで同期化したデータ信号の低域成分
との差に応じて上記波形整形手段の閾値を制御する第１
の動作モードと、波形整形したディジタル信号のDC成分
が実質的に所定に値となるように閾値を制御する第２の
動作モードとを備え、DCフリーの信号が入力されるとき
に第２の動作モードで閾値制御を引き込むような閾値制
御手段を設けることにより、簡単な回路構成で、ディジ
タル信号を再生するときの閾値を疑似ロックすることな
く適性に制御することができる。

また、波形整形手段は高域通過フィルターによって入力
信号の低域成分を除去した後に波形整形するとともに、
閾値を接地電位とするように動作状態を切り替えられる
ように構成することによっても、元のディジタル信号が
DCフリーの部分で、擬似ロックのない閾値制御ループの
引き込みを行うことができ、このときの高域通過フィル
ターの時定数を小さくすることによってその引き込みを
速やかに行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタル情報再生
装置の主要部分のブロック図、第２図は本発明の他の実
施例におけるディジタル情報再生装置の主要部分のブロ
ック図、第３図は従来のディジタル情報再生装置の主要
部分のブロック図である。 １……波形整形手段、２……Ｄフリップフロップ、3,4,
4a……低域通過フィルター、5,12……差動増幅器、６…
…動作切替スイッチ、７……利得切替スイッチ、10……
高域通過フィルター、11……比較器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号を閾値と比較して波形整形したデ
   ィジタル信号を出力する波形整形手段と、このディジタ
   ル信号を情報を読み取るタイミングを示す読取クロック
   で同期化した再生データ信号を出力する同期化手段と、
   実質的に上記ディジタル信号の低域成分と上記再生デー
   タ信号の低域成分との差に応じて上記閾値を制御する第
   １の動作モードと、上記再生データ信号のDC成分が所定
   の値となるように上記閾値を制御する第２の動作モード
   とを有する閾値制御手段と、DCの値が所定の値であるよ
   うな特定信号が入力されるときに第２の動作モードで閾
   値制御手段を能動状態とし、閾値制御手段が整定した後
   に第２の動作モードに閾値制御手段を切り換える動作切
   替スイッチ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】閾値制御手段は、第２の動作モードにおけ
   る応答速度の方が第１の動作モードにおける応答速度よ
   りも高く設定される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。
3. 【請求項３】波形整形手段は、入力信号の低域成分を除
   去する高域通過フィルターを含み、閾値制御手段は、第
   ２の動作モードでは閾値を接地電位とするように構成し
   て成る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。
4. 【請求項４】高域通過フィルターは、第２の動作モード
   では時定数を小さくするような時定数切替スイッチを有
   して成ることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記
   載のディジタル情報再生装置。