JPH08274765A - データ検出装置 - Google Patents

データ検出装置

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JPH08274765A
JPH08274765A JP7267932A JP26793295A JPH08274765A JP H08274765 A JPH08274765 A JP H08274765A JP 7267932 A JP7267932 A JP 7267932A JP 26793295 A JP26793295 A JP 26793295A JP H08274765 A JPH08274765 A JP H08274765A
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Japan
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waveform
data
signal
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equalized signal
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JP7267932A
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Atsushi Hayamizu
淳 速水
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 波形等化信号から抽出するビットクロックを
比較的に簡単な構成でしかも小回路規模で検出出力する
データ検出装置を提供する。 【構成】 記録データaの伝送路出力を波形等化した波
形等化信号をA/D変換器6を介し、ビタビ復号器7で
復号化することによりデータ信号を再生するデータ伝送
装置に用いられ、A/D変換、復号化に要するクロック
を波形等化信号b´から検出出力するデータ検出装置A
であって、ref+あるいはref−を越えた時に波形
等化信号b´に対するビット同期クロックの符号反転が
発生したことを認識しこれに基づいたクロックを比較器
8,9、SR型FF10、位相同期回路11を介してシ
フト回路12から、A/D変換器6,復号器7へ供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号伝
送装置、あるいはディジタル信号の記録再生装置におい
て用いられ、送信あるいは記録したデータを再生するた
めに用いるデータ検出装置であり、特に3値(1,0,
−1)以上でデータ検出を行ういわゆるパーシャルレス
ポンス(PR:Partial Response)方式でデータの伝送
を行うデータ検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パーシャルレスポンス方式によって3値
以上でデータ検出を行う場合、ビット同期クロックの再
生を行うためのデータ位相抽出は3値以上の波形のまま
では困難であり、クロック再生系では例えば特開平3−
166839号公報に記載のように、2値(1,0)等
化を行うことが行われている。
【0003】しかし、スクランブルドNRZ(S−NR
Z:Scrambled NRZ)のように記録信号に直流付近の周波
数成分を含んだ信号では、例えばディジタルVTRを構
成するロータリトランスのように直流付近の周波数の伝
送ができない伝送系を用いる場合、2値等化の為の積分
等化処理のみでは直流付近の周波数成分の再生が不十分
で、ビット同期クロック再生を行うための十分な再生信
号が得られず、量子化帰還等化処理などの直流再生を取
らざるを得ない。加えて、積分等化処理のための特定周
波数成分の強調によって波形等化信号のS/N(信号対
雑音比)が低下する等の問題がある。
【0004】これに対し、特開平6−177771号公
報に記載のように、前置波形等化出力を微分し、ビット
同期クロック再生を行おうという方式が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の特開
平6−177771号公報に記載のデータ再生装置には
ビット同期クロック再生を行う検出回路として、符号間
干渉がないように等化された再生信号を微分するための
トランスバーサルフィルタが必要であるから、この検出
回路の回路規模が大となる。また、このトランスバーサ
ルフィルタに用いられる遅延素子はデータ伝送周波数が
高速になるに従い、遅延時間の設定が難しい等の問題が
ある。
【0006】そこで、本発明は、上記したデータ再生装
置が有する問題点である、符号間干渉がないように等化
された再生信号からビット同期クロックを再生するのに
際して、その検出回路の回路規模が大となる点に着目し
てなされたものであり、この検出回路の回路構成を簡単
にして回路規模を小としても再生された信号のS/Nの
劣化が少なく、好適にビット同期クロック再生が行える
データ検出装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は下記(1)〜(3)の構成になるデー
タ検出装置を提供する。 (1) 符号化されたデータ信号(記録データa(図3
(A)に図示))の伝送路出力信号を波形等化し(た波
形等化信号b´(図3(B)に図示)を所望の特性とな
るよう演算子(1+D)5にてさらに波形等化し、A/
D変換器6を介し、ビタビ復号器7で)復号化すること
によりデータ信号を再生する(例えばディジタルVTR
等の)データ伝送装置に用いられ、(A/D変換をはじ
めとする)少なくとも復号化に要する(シフト回路12
から出力するビットクロックである)ビット同期クロッ
クを波形等化信号b´から検出出力するデータ検出装置
Aであって、前記波形等化信号b´の基準レベル(基準
電位ref0)から正負両方向に所定離間した設定レベ
ル(正方向のリファレンス電圧ref+,負方向のリフ
ァレンス電圧ref−)を設定し、これら設定レベルを
越えた時に前記波形等化信号b´に対するビット同期ク
ロックの符号反転(正→負に極性反転あるいは、負→正
に極性反転)が発生したことを認識し、前記ビット同期
クロックを検出出力する(比較器8,9、SR型FF1
0から構成される)同期クロック検出手段を備えたこと
を特徴とするデータ検出装置。
【0008】(2) 前記波形等化信号の基準レベルか
ら正負両方向に所定離間して設定される設定レベル(正
方向のリファレンス電圧ref+,負方向のリファレン
ス電圧ref−)は、前記波形等化信号b´の波高値に
応じて設定される(基準電圧発生回路Cを有する)こと
を特徴とする上記(1)記載のデータ検出装置。
【0009】(3) 前記波形等化信号の基準レベルか
ら正負両方向に所定離間して設定される設定レベル(正
方向のリファレンス電圧ref+,負方向のリファレン
ス電圧ref−)は、(前記波形等化信号b´をA/D
変換して得た)前記波形等化信号b´のデータ点に同期
した前記ビット同期クロックによって離散値に変換され
た値を基にして設定されることを特徴とする上記(1)
記載のデータ検出装置。
【0010】
【作用】本発明によれば、複雑な回路を用いることなく
高信頼性のビット同期クロックを検出することができる
ので、3値(1,0,−1)をはじめとする多値再生波
のデータ検出、さらには直流付近まで周波数成分を持っ
た入力信号(記録データa)を、直流付近の周波数伝送
が行えない伝送系で信号伝送した場合においても良好な
データ検出が行える。また、本発明によれば、ビット同
期クロック再生のためのレベル比較動作を理想的なレベ
ルで行う事が可能であり、非常に好適なビット同期クロ
ックが再生でき、また、再生信号の誤り率の低減につな
げることができる。
【0011】
【発明の実施の態様】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施例を説明する。図1,図7は本発明のデータ検
出装置の第1,第2実施例構成図、図2は一般のデータ
検出装置の構成図、図3は図1に示す本発明のデータ検
出装置の動作を説明するための動作波形図、図4は図2
に示す一般のデータ検出装置の動作を説明するための動
作波形図、図5は比較器にリファレンス電圧ref+,
ref−を供給する基準電位発生回路構成例図、図6は
図5に示す基準電位発生回路の動作を説明するための動
作波形図、図8は図7に示す基準レベル制御回路の構成
図、図9は図7に示す基準レベル制御回の動作を説明す
るための動作波形図である。
【0012】図1,図2中、1は記録アンプ、2は記録
再生系、3は前置アンプ、4はPR(1,−1)の波形
等化器、5は入力信号を1ビット周期Tb 遅延する遅延
素子Dを持つ遅延演算子(1+D)、6はA/D変換
器、7はビタビ復号器、8,9は比較器、10はSR型
フリップフロップ、11は位相同期回路、12はシフト
回路、13,14は波形等化器、15は2値化回路であ
る。Aは本発明のデータ検出装置、Bは一般のデータ検
出装置。
【0013】まず、一般のデータ検出装置Bの構成及び
その動作を説明した後、本発明のデータ検出装置Aの構
成及びその動作を説明する。以下の説明ではデータの検
出に3値検出のパーシャルレスポンスクラス4(PR
4:Partial Response Class 4,孤立波を3値(1,
0,−1)となるよう伝送路特性を定める波形等化)を
用いた磁気テープ記録再生系について説明するが、もち
ろん他の多値検出、データ伝送系にも本発明は有効であ
ることは言うまでもない。
【0014】(一般のデータ検出装置Bの構成)一般の
データ検出装置Bは、図2に示すように、一般的なPR
4のデータ検出装置の構成を備えている。
【0015】(一般のデータ検出装置Bの動作)図示せ
ぬ符号化装置によって符号化された記録データ(図4
(A)に図示)aは記録アンプ1に供給され、ここで所
定量増幅された後、記録再生系2に出力される。記録再
生系2は、例えばディジタルVTRの記録再生系では、
ロータリトランス、記録ヘッド、再生ヘッド、磁気テー
プ媒体から構成される(いずれも図示せず)。記録アン
プ1によって所定量の増幅の後出力された記録データは
ロータリトランスを介し、記録ヘッドに供給されテープ
媒体に記録される。一方、テープ媒体に記録されたデー
タは再生ヘッドによって検出され、ロータリトランスを
介して記録再生系2から前置アンプ3に再生信号として
出力される。
【0016】記録再生系2から出力される再生信号出力
は前置アンプ3によって所定のレベルに増幅された後、
波形等化器13で波形等化を行い、伝送路歪が除去され
た波形等化信号が波形等化器13から出力される。波形
等化器13から出力された波形等化信号は2系統に分か
れる。
【0017】一方は波形等化器14で多値等化され、A
/D変換器6のデータとして入力され、ここでA/D変
換された後、ビタビ復号器7に供給されここでビタビ復
号したデータがここから検出出力される。他方は2値化
回路15によって積分等化され(積分等化された波形デ
ータは図4(C)に実線で図示)、基準電位ref0に
基づいて2値変換(2値化データは図4(C)に破線で
図示)されることにより、記録データ(図4(A)に図
示)aと同様の2値化データdが出力される(図4
(D)に図示)。2値化回路15から出力する2値化デ
ータdは位相同期回路(PLL回路)11で位相同期が
かけられ、波形等化器14から出力する多値等化信号と
同期したクロック再生が行われる。この後、シフト回路
12で多値等化信号をA/D変換するための最良ポイン
トに同期するように、このクロックを時間シフトする。
時間シフトしたクロックはA/D変換器6のクロック、
さらに後続のビタビ復号器7等データ検出のための基準
クロックとして用いられる。
【0018】こうして、一般のデータ検出装置Bは、符
号間干渉がないように波形等化された再生信号からビッ
ト同期クロックを再生している。
【0019】ところで、2値化回路15における前記し
た積分等化処理が不十分な場合、図4(C)に破線で示
す2値化データのように、基準電位ref0との十分な
レベル差が無く、このレベル差が一段と小であると、2
値変換は正しく行えない恐れがある。また、過度の積分
はノイズの増加を招くので好ましくない。さらに記録デ
ータが直流付近の周波数成分を多く含む場合、ここでの
積分によって低域強調が行われるために、この状況がよ
り悪化したり、信号に低域成分のうねりを生じる等、正
常な2値データが得られなくなることが予想される。
【0020】そこで、本発明のデータ検出装置Aは、こ
うした記録データの周波数成分が直流付近まで多く含ん
でいる場合であっても2値化における不安定なレベルコ
ンパレート動作を解消し、直流付近の周波数成分を抑圧
した3値等化波形を基にして信号の2値化を行うため
に、前述のような不都合を生じること無く正常な2値信
号を得ることを目的とする。これによれば、積分処理を
全く行わないために、ノイズの増加を生じること無く、
良好な2値化データdを検出することが可能となる。
【0021】(本発明のデータ検出装置Aの構成)本発
明のデータ検出装置Aは、図1に示す構成のものであ
り、前述した図2に示したデータ検出装置Bの構成中、
波形等化器13を波形等化器4に、波形等化器14を遅
延演算子(1+D)5に、2値化回路15を比較器8,
9、SR型フリップフロップ(SR型FF)10にそれ
ぞれ置き換えた構成に等しいものである。また、必要に
応じて、波形等化器4を波形等化器13に、遅延演算子
(1+D)5を波形等化器14に置き換えなくても良
く、2値化回路15を比較器8,9、SR型FF10に
置き換えただけの構成でも良い。前述したものと同一構
成部分には同一符号を付しその説明を省略する。
【0022】(本発明のデータ検出装置Aの動作)符号
化された記録データ(図3(A)に図示)aは記録アン
プ1、記録再生系2を介して、前置アンプ3に再生信号
として出力される。波形等化器4は前置アンプ3から出
力される再生信号を、符号間干渉の無いパーシャルレス
ポンス1,−1(孤立記録波に対して1,−1の出力が
出るよう等化。PR(1,−1)と略記)に波形等化す
る。この波形等化器4はトランスバーサル等化器等によ
って構成できる。
【0023】データ検出装置Aは、直流付近まで周波数
成分を含んでいるような記録データaに対しても、直流
付近の周波数成分を抑圧した波形等化器4から出力する
3値等化波形を基にして、比較器8,9、SR型FF1
0にてこの3値等化波形データの2値等化を行うため
に、前述のような不都合を生じること無く正常な2値化
データを得ることができる。また、2値化においては積
分処理を行わないため雑音の増加を生じること無く良好
なデータ検出が行える。
【0024】再生データ検出はPR4で行うが、波形等
化器4で歪除去された波形等化信号は2分岐出力され
る。一方は、(1+D)5に供給され、3値(1,0,
−1)であるPR4を満足する波形等化処理がなされ
る。この処理は1ビット長の遅延素子と加算器(いずれ
も図示せず)によって簡単に行うことができる。即ち、
(1+D)5は波形等化器4から出力する波形等化信号
とこの波形等化信号を1ビット周期Tb 遅延した波形等
化信号とを加算して得た波形等化信号をA/D変換器6
へ出力する。この出力はA/D変換器6のデータ入力D
にデータとして入力され、ここでA/D変換された後、
ビタビ復号器7に供給されここでビタビ復号したデータ
が検出出力される。
【0025】波形等化信号b´の他方は比較器8,9に
入力される。比較器8は波形等化信号b´の基準電位r
ef0に対する正方向のリファレンス電圧ref+より
大きいレベルを検出し、ハイレベル(Hレベル)の出力
をする(図3(C)に示す信号f)。比較器9では波形
等化信号b´の基準電位ref0に対する負方向のリフ
ァレンス電圧ref−より大きい入力信号を検出し、ハ
イレベルの出力をする(図3(D)に示す信号g)。比
較器8の出力信号fはSR型FF10のセット入力Sに
加えられ、比較器9の出力信号gはSR型FF10のリ
セット入力(ただしここでは負論理とする)に加えられ
る。
【0026】SR型FF10は比較器8でリファレンス
電圧ref+より大きい信号に対してハイレベルにセッ
トされ、比較器9でリファレンス電圧ref−より小さ
い入力がきたときロウレベル(Lレベル)にリセットさ
れる。こうして、SR型FF10は常時安定した2値化
データd´(図3(E)に図示のH=1,L=0)を出
力することができる。
【0027】上記したリファレンス電圧ref+、re
f−は固定値とする事もできるが、波形等化信号b´の
レベルが変動する場合は、図5に示すように、波形等化
信号b´の振幅変動に応じてそのレベルが可変するリフ
ァレンス電圧ref+、ref−を基準電圧発生回路C
から生成出力することは可能である。
【0028】(基準電圧発生回路Cの構成及び動作)基
準電圧発生回路Cは、図5に示すように、波形等化信号
b´は基準電位ref0に対して半波整流器20a,2
0bで半波整流される。この後、積分器21a,21b
によって低周波成分を取り出し、波形等化信号b´の波
高値を求める。この後、係数器22a,22bによって
予め定めた最適なリファレンス電圧をref+,ref
−として、前述した比較器8,9に出力する。この時の
動作を図6に示す。本図のように波形データb´に変動
があった場合でも良好なレベルによって比較動作が行
え、波形データb´の変動に追従する良好な2値波形で
あるリファレンス電圧ref+,ref−が得られる。
【0029】このように、本発明のデータ検出装置Aに
基準電圧発生回路Cを組み合わせることによって、波形
等化信号b´がレベル変動した場合であっても、ビット
同期クロックを検出するための基準レベル(リファレン
ス電圧ref+,ref−)を波形等化信号b´の波高
値によって自動設定することが可能である。
【0030】ところで、上記したデータ検出装置Aに基
準電圧発生回路Cを組み合わせたものは、波形等化信号
b´がレベル変動していても、その変動幅が本来予想し
ている範囲内にあるものには極めて有効に作用する。し
かし、例えば波形等化器4における波形等化が不十分で
あることにより、波形等化信号b´のレベル変動幅が本
来予想している範囲を越えた場合には、基準レベル(リ
ファレンス電圧ref+,ref−)を最適なものに自
動設定することができないということが新たに判明し
た。また、波形等化器4における波形等化が不十分でな
くとも、波形等化信号b´の出力頻度が少ない場合に
は、基準電圧発生回路Cにおけるその波高値のホールド
が難しい等の課題も判明した。
【0031】そこで、こうした課題を良好に解決したの
が、下記する本発明のデータ検出装置D、基準レベル制
御回路17である。以下、図7〜図9を用いて本発明の
データ検出装置D及び基準レベル制御回路17を説明す
る。
【0032】(本発明のデータ検出装置Dの構成)本発
明のデータ検出装置Dは、図7に示す構成のものであ
り、前述した図1に示したデータ検出装置Aの構成中、
比較器8,9、SR型FF10を破線で囲んだ構成を2
値化回路16と置き換え、また、2値化回路16の入力
側とA/D変換器6の出力側との間に基準レベル制御回
路17を新たに介挿した構成に等しいものである。前述
したものと同一構成部分には同一符号を付しその説明を
省略する。
【0033】(本発明のデータ検出装置Dの動作)ここ
では、ビット同期クロック再生を2値(1,0)等化、
データ再生系を3値(1,0,−1)等化する例につい
てのべる。前述したものと同一の構成(記録アンプ1、
記録再生系2、前置アンプ3、波形等化器4、(1+
D)5、A/D変換器6、ビタビ復号器7、比較器8,
9、SR型FF10、位相同期回路11、シフト回路1
2)の各動作は、データ検出装置Aで既に説明したの
で、ここでの説明は省略する。
【0034】ここでは、A/D変換器6は、(1+D)
5から供給される波形等化信号をA/D変換して得たデ
ィジタル波形等化信号(出力データ)をビタビ復号器7
及び基準レベル制御回路17へ出力する。基準レベル制
御回路17は、レベル変動なく安定して供給される出力
データに基づいて基準レベル(リファレンス電圧ref
+、ref−)を生成し、これを2値化回路16を構成
する比較器8,9へ出力する。
【0035】ところで、A/D変換器6の出力データ
は、図9に示すように、波形レベル(横軸)に対する生
起回数(縦軸)として表すことができる。この結果、A
/D変換器6の出力データは正規分布に近い分布特性を
備えていると言える。よって、基準電位ref0は、正
方向(+1方向)の生起回数が最も多いレベルの1/2
をref+、負方向(−1方向)の生起回数が最も多い
レベルの1/2をref−とすれば良い。A/D変換器
6の出力データは、波形等化器4における波形等化が不
十分である状態、波形等化信号b´の出力頻度が少ない
場合であっても、常時、正規分布に近い特性を備えてい
るから、こうした場合にも、安定した基準レベル(基準
電位ref0、リファレンス電圧ref+、ref−)
を生成出力することが可能である。
【0036】上記した基準レベル制御回路17は、図8
に示すように、メモリ16a、加算器16b、レベル更
新回路16cから構成される。
【0037】上記した構成の基準レベル制御回路17の
動作は次の通りである。A/D変換器6の出力データ
は、離散値に変換したレベル毎に分けられたメモリ16
aに入力され、ここでメモリされる(例えばRAMを用
いて、所定の数に等分したレベルの値をアドレスとし、
生起回数をデータとする)。この分割レベル数は、図9
に示す生起可能な波形レベルの範囲(同図中破線aa〜
破線bb)を例えば17等分とする。
【0038】加算器16bは、所定数に等分(例えば1
7等分)された各レベル範囲に該当するレベルが検出さ
れた場合、各レベル範囲に対応するデータ(生起回数)
に+1加算する加算信号をメモリ16aへ出力する。こ
うして、加算された結果が同図に示す離散値(−1,
0,+1にそれぞれピーク)を持つ生起回数となる。
【0039】レベル更新回路16cは、メモリ16aの
メモリ内容から正、負方向の生起回数が最大のレベルを
判断し、基準レベルref+、ref−をアナログ変換
して出力する。基準レベルは初期状態において、予めあ
る値(略出力レベルの1/2)にセットしてある。ま
た、メモリオーバフローが起きないよう一定時間間隔毎
にメモリ16aの内容をリセットしても良い。基準レベ
ルの更新動作はビット同期クロックのように高速で行う
必要はないため、例えばシステムコントロールマイコン
等で行う事も可能である。このような構成で行えば、波
形の出力頻度のかたよりがあった場合でも演算が可能で
あり、好適な基準レベルの設定が可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ検
出装置によれば、直流付近まで周波数成分を含む符号化
されたデータ信号に対しても、比較的に簡単な構成でし
かも回路規模が小であるビット同期クロック検出手段に
よって、このデータ信号から確実に同期クロックをS/
N良く検出できるので、この同期クロックを用いてこの
符号化されたデータ信号を確実に安定して復号化を行え
るので、特に、伝送系においてレベル変動が発生しても
これを充分クリアした良好なデータ信号の再生を行うこ
とができる。また、本発明のデータ検出装置によれば、
同期クロック再生に必要な2値化の基準レベルを常時正
確に設定でき、この結果好適なデータ再生を行うことが
でき、誤りの少ないデータ再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデータ検出装置の第1実施例構成図で
ある。
【図2】一般のデータ検出装置の構成図である。
【図3】図1に示す本発明のデータ検出装置の動作を説
明するための動作波形図である。
【図4】図2に示す一般のデータ検出装置の動作を説明
するための動作波形図である。
【図5】比較器にリファレンス電圧ref+,ref−
を供給する基準電位発生回路構成例図である。
【図6】図5に示す基準電位発生回路の動作を説明する
ための動作波形図である。
【図7】本発明のデータ検出装置の第1実施例構成図で
ある。
【図8】図7に示す基準レベル制御回路の構成図であ
る。
【図9】図7に示す基準レベル制御回の動作を説明する
ための動作波形図である。
【符号の説明】
6 A/D変換器 7 ビタビ復号器 8,9 比較器 10 SR型フリップフロップ 11 位相同期回路 12 シフト回路 A データ検出装置 a 記録データ(データ信号) b,b´ 波形等化信号 C 基準電圧発生回路 ref0 基準電位(基準レベル) ref+ 正方向のリファレンス電圧 ref− 負方向のリファレンス電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】符号化されたデータ信号の伝送路出力信号
    を波形等化し、復号化することにより前記データ信号を
    再生するデータ伝送装置に用いられ、少なくとも復号化
    に要するビット同期クロックを波形等化信号から検出出
    力するデータ検出装置であって、 前記波形等化信号の基準レベルから正負両方向に所定離
    間した設定レベルを設定し、これら設定レベルを越えた
    時に前記波形等化信号に対する前記ビット同期クロック
    の符号反転が発生したことを認識し、前記ビット同期ク
    ロックを検出出力する同期クロック検出手段を備えたこ
    とを特徴とするデータ検出装置。
  2. 【請求項2】前記波形等化信号の基準レベルから正負両
    方向に所定離間して設定される設定レベルは、前記波形
    等化信号の波高値に応じて設定されることを特徴とする
    請求項1記載のデータ検出装置。
  3. 【請求項3】前記波形等化信号の基準レベルから正負両
    方向に所定離間して設定される設定レベルは、前記波形
    等化信号のデータ点に同期した前記ビット同期クロック
    によって離散値に変換された値を基にして設定されるこ
    とを特徴とする請求項1記載のデータ検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129349A1 (ja) * 2005-05-31 2006-12-07 Fujitsu Limited データ受信装置

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