JPH0828049B2

JPH0828049B2 - 波形等化装置

Info

Publication number: JPH0828049B2
Application number: JP30690786A
Authority: JP
Inventors: 三三男加藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63160067A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は磁気ディスクや光ディスク等の円盤状情報記
録媒体（以下ディスクと称する）を用いる情報記憶装置
に関し、特に磁気ヘッドや光学ピックアップ等の記録情
報読み出手段（以下、ヘッドと称する）によって読み出
された信号波形を修正し、等価的に記録再生特性の向上
をはかる波形等化装置に関するものである。

従来の技術従来の波形等化装置の一例を第10図に示す。第10図の
１は整合抵抗である。２は遅延素子であり一定の遅延量
だけ入力信号を遅延させる。３は減衰器であり、等化率
を調整する。４は差動増幅器である。以上のように構成
された波形等化装置において、入力信号波形がｆ（ｔ＋
τ）（τ；遅延素子の遅延量）なる時間関数で表わされ
るとすると、遅延素子２の整合端ａでは入力信号ｆ（ｔ
＋τ）と開放端ｂからの反射信号ｆ（ｔ−τ）との和信
号ｆ（ｔ＋τ）＋ｆ（ｔ−τ）が得られ、この和信号は
減衰器３を経てK/2倍されて差動増幅器４の一方の入力
となる。差動増幅器４の他方の入力には前記遅延素子２
を介した信号ｆ（ｔ）が入力するので、前記差動増幅器
４の出力には、なる原入力信号ｆ（ｔ＋τ）に対して修正された信号が
得られる。この等化装置の伝達関数はＨ（ω）＝１−２・Ｋ・cosωτとなる。減衰器３を調
整することにより入力信号に対して最適な等価後の出力
波形を得ることができる。第11図にＫ＝0.5の場合の等
化特性を示す。

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、ディスクに記録
された情報を再生する際に、その再生特性に合せて前記
の遅延量τや減衰率Ｋを調整する必要があった。たとえ
ば、ディスクを一定回転数で回転させている場合、ディ
スク上での半径方向の情報記録位置に応じて記録される
ビット長（１ビットを記録するのに必要なディスク上で
の物理的な長さ）が異なる。従って、内周部に記録した
信号の再生信号の方が外周部に記録した信号の再生信号
よりも高域の周波数特性の劣化が大きく、各符号間の干
渉が大きくなる。内周部の高域の等化を外周部での高域
の等価よりも大きくする必要がある。これを実現するた
めの従来の波形等化装置としては、ディスク上の内周及
び外周に対応して専用のヘッドを具備している場合に、
それぞれのヘッドの切替え信号を用いて内周ヘッド及び
外周ヘッドのそれぞれの再生信号に適した遅延量τや減
衰率Ｋの回転定数の切替えを行なうものや、ヘッドの位
置をトラックアドレスや始動時に設定したホームポジシ
ョンとその後の移動量とで求めた位置情報にもとづいて
遅延素子や減衰器を切り替えるもの（特開昭61-71470号
公報）等がある。以上は、いずれも初期設定された回路
定数により特性が決まるので、ディスクが変わったり、
周辺条件が変化した場合の特性の変化に追従できない。
また、最大記録周波数とその半分の周波数をディスク面
上にあらかじめ別々に記録しておき、その再生信号の分
解能（＝最大記録周波数信号出力／その半分の周波数信
号出力）の算出に従い上記と同様に波形等化装置の回路
定数を切り替える方法（特開昭58-182114号公報）があ
る。しかし、上記の方法によっても２種類以上の信号を
別々に記録する必要があり、また、各種ディスク変調方
式によってどのような信号が適当か明らかになっていな
い等の問題点を有していた。

本発明は、かかる点に鑑み、ヘッドにより再生された
信号に応じた最適の波形等化を行なうことにより、安定
かつ良好な情報記録再生特性を得ることができる波形等
化装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明はディジタル変調方式の最小反転間隔とそれに
続いて短い反転間隔とからなる繰り返し信号を記録再生
する手段を有し、前記繰り返し信号の導通，非導通を制
御するスイッチ手段と前記繰り返し信号の２次高調波を
検出する手段と前記２次高調波の大小によって制御信号
を出力する手段と前記制御信号によって波形等化の回路
定数を変化させる波形等化手段とを備えた波形等化装置
である。

作用本発明は前記した構成により、繰り返し信号の再生期
間中に前記繰り返し信号の２次高調波はを検出し、その
大小に応じて波形等化回路の回路定数を制御することに
よって、良好な波形等化特性が自動的に設定される。

実施例第１図は本発明の第１の実施例における波形等化装置
の構成図を示すものである。第１図において、11は遅延
素子、12制御信号に応じて減衰率を変化できる減衰器、
13は差動増幅器、14は出力信号の次段へのスイッチング
を行なうスイッチ回路、15はバンドパスフィルタ、16は
バンドパスフィルタ15からの信号をもとに減衰器12への
制御信号を生成する信号変換回路である。以上のように
構成された本実施例の波形等化装置について、以下第２
図から第５図を用いてその動作を説明する。第２図はデ
ィスク上に記録されている信号のフォーマットの一例を
示す。17のデータ記録以前に後述の繰り返しパターン18
を記録するようにする。この繰り返しパターンは従来よ
く用いられていたデュティ比50％の単一繰り返し信号で
はなく、繰り返しパターンの中では最高の２次高調波成
分をもつ信号である。この信号がヘッドアンプ出力とし
て遅延素子11の整合端ａに入力される。整合端ａでは開
放端ｂからの反射信号が得られ、この和信号は減衰器12
を経てK/2倍されて差動増幅器13の一方の入力となる。
また、差動増幅器13の他方の入力には前記遅延素子11を
介した信号が入力するので、差動増幅器13の出力には、
原入力信号に対して修正された波形等化信号が出力され
る。この信号は、スイッチ回路14を介してバンドパスフ
ィルタ15に入力される。スイッチ回路14はゲート信号に
よってON/OFFされるが、このゲート信号は第２図の繰り
返しパターンが記録再生されている区間のみ発生し、繰
り返しパターンを再生している間にバンドパスフィルタ
15に前記繰り返しパターンが入力されるように、スイッ
チ回路14はON/OFFを制御される。今、前記繰り返しパタ
ーンを再生中の場合を考えるバンドパスフィルタ15は、
第３図のような通過利得帯域を有する。通過帯域の中心
周波数は、繰り返しパターンの繰り返し周波数の２倍、
すなわち２次高調波の周波数に相当する。次にバンドパ
スフィルタ15の出力信号は、信号変換回路16に入力され
る。第４図に信号変換回路16の構成の一例を示す。19は
入力信号の実効値を計算しDCレベルに変換するRMS-DCコ
ンバータ、20は基準DCレベルを発生させる基準レベル発
生回路、21はRMS-DCコンバータ19と基準レベル発生回路
20のそれぞれの出力信号を比較し、制御信号を出力する
比較回路21である。バンドパスフィルタ15の出力信号は
RMS-DCコンバータ19に入力され、そのRMS（実効）値に
応じたDCレベルｃが出力され、比較回路21に入力され
る。比較回路21の他方の入力には、基準レベル発生回路
20があらかじめ設定された基準のDCレベルｄが入力さ
れ、比較回路21は両方の入力を比較し、前記基準のDCレ
ベル入力ｄとRMS-DCコンバータの出力DCレベルｃの差に
応じて制御信号を出力し、減衰器12の減衰率Ｋを制御す
る。たとえば、前記のように、ディスクの外周部のよう
に高域の周波数劣化が比較的少ない場合は、バンドパス
フィルタ15から出力される２次高調波信号の振幅レベル
は大きいので、さらに高域を強調するような波形等化は
必要なく、減衰率Ｋを下げるような制御信号が出力され
る。逆にディスクの内周部のように高域の周波数劣化が
大きい場合には、前記とは逆にバンドパスフィルタ15の
出力レベルは小さいので高域を強調するように波形等化
をかけるように減衰率Ｋを上げるような制御信号が出力
される。あらかじめ最適な再生周波数特性が求まってい
れば、その特性になるように基準レベル発生回路20の基
準DCレベルｄを設定することができ、前記繰り返しパタ
ーンを再生中にその特性に近づくような制御がかかり、
前記のように高域の周波数劣化に応じた自動的な等化を
かけることができる。また、前記繰り返しパターンの再
生期間中にあらかじめ設定された許容範囲内に等化出力
がはいると、その減衰率Ｋは保持される。次に、繰り返
しパターンの再生期間を過ぎると、前記スイッチ回路14
がOFFとなり波形等化出力信号はバンドパスフィルタ15
に入力されず、データの再生期間中は前記繰り返しパタ
ーン再生期間中に設定された減衰率Ｋで等化特性は固定
され、データ再生期間中でも良好な再生特性を得ること
ができる。

第５図に減衰率Ｋをパラメータとして得られる波形等
化の特性を示す。

次に前記の波形等化装置の等化特性を決める繰り返し
パターンについて述べる。この繰り返しパターンは、採
用されているディジタル変調方式に依存する。ディジタ
ル変調方式の代表的なものとしては、MFM,（2.7）RLLコ
ード,2−３変調,8/10変調,EFMなどがよく知られてい
る。以下の説明では、これらの変調方式の内２−３変調
方式を例とする。２−３変調方式の元データに対する変
換コードは第１表に示す通りである。

２−３変調方式は、第１表のように２ビットあるい
は、４ビットをそれぞれ３ビットあるいは６ビットに変
換し、さらに変換後のコードビット“1"の中央もしくは
境界で反転するようなNRZで変調を行なうことによりな
る。これにより２−３変調後の反転位置の間隔はビット
周期をＴとすると、の６種類存在する。また、検出窓３幅T_wはであるから、前記の反転間隔をT_wで表現すると、２T_w,3
T_w,4T_w,5T_w,6T_w,7T_wとなる。再生時には、この反転間隔
を正しく検出できれきれば、もとのデータに復調するこ
とが可能となる。実際には、前記のように高周波特性の
劣化のために波形歪や波形干渉が発生し、それが時間軸
上のジッタとなって再生信号の品質を劣化し、結果復調
データの誤りを生じる原因になる。

第６図に高周波特性の劣化のために特に波形歪が発生
しやすい繰り返しパターンを示す。第６図のパターンは
最短反転間隔２T_wとそれに続く３T_wの繰り返し信号（以
下2/3T_wパターンと呼ぶ）である。この2/3T_wパターンは
２T_w〜７T_wの反転間隔の繰り返しパターンの中で一番高
い２次高調波周波数を有し、繰り返される場合の周波数
成分はフーリェ級類展開により容易に求めることができ
る。すなわち信号をｙ（ｔ）とすると、として表現される。実際のディスクの記録再生特性を理
想的に歪のない高周波数が劣化するローパスフィルタの
特性で仮定すると、（１）式はと近似できる。ここで、β（≦１）は前記のローパスフ
ィルタの高域の周波特性の劣化を表現するパラメータで
ある。βが小さいほど高域の劣化が大きい。（２）式よ
り、基本波に対する２次高調波成分のレベルＳは β＝１の時すなわち２次高調波成分の劣化がない時は２
次高調波レベルは（２），（３）式により−10.2dBとな
る。次にこの２次高調波レベルが劣化した場合の反転位
置の変化を第７図に示す。たとえば、6dB劣化すると±
0.125T_wの反転位置の変動になっている。以上のように2
/3T_wパターンの２次高調波成分の劣化は時間軸方向の大
きなジッタとなるので、前記の波形等化装置によって、
このレベル変化を検出し、周波数補償することができれ
ば、この変動を減ずることが可能になる。従って、2/3T
_wパターンのように高い２次高調波周波数を有するパタ
ーンを用いることにより、記録再生帯域の劣化の指標に
なる。

次に、第８図は本発明の第２の実施例を示す波形等化
装置の構成図である。同図において、31は遅延素子、32
は減衰器、33は差動増幅器、34は直流成分をカットする
ためのコンデンサ、35はアナログ信号からディジタル信
号に波形整形するレベルスライサ、36はゲート信号によ
って信号を次段へスイッチングするスイッチ回路、37は
入力信号のパルス幅を測定するパルス幅測定回路、38は
減衰器の減衰率を制御する信号を発生する制御信号発生
回路である。以上のように構成された本実施例の動作を
次に説明する。

ヘッドアンプからの出力信号は遅延素子31に入力され
る。遅延素子31、減衰器32、差動増幅器33の動作は第１
の実施例と同様である。差動増幅器の正逆の出力をコン
デンサ34によって直流カットした後にレベルスライサ35
に入力し、矩形波に整形する。レベルスライサ35の出力
信号はスイッチ回路36に入力され、第１の実施例と同様
にゲート信号によってON/OFFされて、パルス幅測定回路
37に入力される。パルス幅測定回路37によって２T_w,3T_w
に相当するパルス幅を求め、パルス幅の差に比例した出
力信号を次段の制御信号発生回路38に入力される。制御
回路38では前記のパルス幅の差がT_wよりも小さいと２次
高調波のレベルが低下していると判断し、２次高調波の
レベルを上げるように制御信号を出力し、それによって
減衰器32の減衰率Ｋは大きくなる。第９図には差動増幅
器33からの出力がコンデンサ34によって直流カットされ
た信号を示している。同図のＡは２次高調波のレベルが
充分再生されている場合、Ｂは殆ど再生されていない場
合の例である。Ｂの場合は正弦波に近くＡの波形に比べ
て±0.25T_wの時間軸方向の歪を生じいることがわかる。
このように２次高調波成分のレベルによってレベルスラ
イサの出力信号のパルス幅は異なってくる。このパルス
幅を求めることによって、２次高調波のレベルの低下を
見積ることができる。

以上のように２−３変調方式においては、２T_wと３T_w
の繰り返しパターンを記録再生し、この２次高調波レベ
ルをなんらかの手段で検出することによって波形等化の
等化率を制御し、最適な等化特性を得ることができる。

上記の例では２−３変調方式を採用した場合について
述べたが、他のディジタル変調方式たとえば（2.7）RLL
コードについても最小反転間隔（3T′_w）とそれに続く
反転間隔（4T′_w）の繰り返しパターン3/4T′_wパターン
（Ｔ′_w＝0.5T）を用いれば同様に本発明の応用が可能
である。また、本発明の実施例では減衰率Ｋを制御でき
る余弦等化型の等化回路で構成しているが、等化回路の
定数を変化することによって等化の特性を変られるので
あれば余弦等化に限定しない。

発明の効果ディスク上のデータ記録部とは別の部分に一定の繰り
返しパターンを記録再生し、この信号からの情報をもと
に等化を制御することによってディスクの半径によらず
適切な等化を自動的にかけることができる。ディスクに
記録された信号を用いるので、ディスクごとにバラツキ
があってもそれぞれの特性に対処できる。また各種変調
方式の特性に応じた最適な自動等化も可能になりその実
用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明を実現するフォーマットの説明図、第３図は
バンドパスフィルタの通過利得特性図、第４図は第１図
の実施例中の信号変換回路の一構成例を示すブロック
図、第５図は減衰率Ｋを変化させた場合の等化率の変化
を示す特性図、第６図は２−３変調方式の場合の繰り返
しパターンの説明図、第７図は２次高調波レベル大小に
よるパルス幅の歪の変化を示す特性図、第８図は本発明
の第２の実施例を示すブロック図、第９図は２次高調波
レベルの大小によるパルス幅の歪を示す特性図、第10図
は従来の等化装置の構成図、第11図は第10図の等化装置
の特性図である。 11……遅延素子、12……減衰器、13……差動増幅器、14
……スイッチ回路、15……バンドパスフィルタ、16……
信号変換回路、19……RMS-DCコンバータ、20……基準レ
ベル発生回路、21……比較回路、31……遅延素子、32…
…減衰器、33……差動増幅器、34……コンデンサ、35…
…レベルスライサ、36……スイッチ回路、37……パルス
幅測定回路、38……制御信号発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に情報を記録するために用いられ
たディジタル変調方式の最小反転間隔とそれに続いて短
い反転間隔からなる繰り返し信号を記録再生する手段を
有し、制御信号によって波形等化の回路定数を変化させ
る波形等化手段と、その出力信号を入力とし前記繰り返
し信号が記録されている期間でゲートするスイッチ手段
と、前記スイッチ手段でゲートされた繰り返し信号の２
次高調波を検出する手段と、前記２次高調波の大小によ
って制御信号を出力する手段とを備え、前記制御信号に
よって前記等化手段の等化特性を制御することを特徴と
する波形等化装置。
【請求項２】２次高調波を検出する手段は、２次高調波
が通過するバンドパスフィルタの手段よりなる特許請求
の範囲第１項記載の波形等化装置。
【請求項３】２次高調波を検出する手段は、波形レベル
スライス後、反転間隔を測定する手段よりなる特許請求
の範囲第１項記載の波形等化装置。