JPH09223343A

JPH09223343A - デジタル信号処理装置

Info

Publication number: JPH09223343A
Application number: JP8031904A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Koyama; 信一小山; Takashi Kobayashi; 崇史小林; Shinichi Hatae; 真一波多江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】回路規模を大きくすることなく、デジタル信
号中に含まれる所定周波数成分を抽出することのできる
デジタル信号処理装置を提供すること。【解決手段】夫々が信号レベルを示す複数ビットのデ
ジタルデータ列を入力する入力手段と、その所定ビット
を抽出するビット抽出手段６５，１３３と、抽出された
所定ビットのデータ列中の所定周波数成分を抽出する周
波数抽出手段６２と、周波数抽出手段に比し動作周波数
が低く、抽出された所定周波数成分を検波する検波手段
６３とを具備することにより、抽出された所定ビットの
データ列中の所定周波数成分を検出するので、回路構成
もしくはソフトウエア構成が大幅に簡略ができる。ま
た、分周回路９９により検波手段の動作周波数をビット
抽出手段の動作周波数に比して遅く設定しているので、
検波手段の回路構成もしくはソフトウエア構成も小型化
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル信号処理装
置に関し、特に、デジタル信号中に含まれる所定周波数
成分を検出することのできるデジタル信号処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の応用例として、デジタル
ＶＴＲにおけるトラッキング制御技術が挙げられる。以
下、この種の技術について簡単に説明しておく。

【０００３】近年、デジタルＶＴＲの分野にあっては、
トラックに記録するデジタル信号に対して、トラッキン
グ制御用のパイロット信号成分を重畳するべくデジタル
変調を施す技術が提案されている。すなわち、記録する
デジタルデータに冗長ビットを設け、該冗長ビットを適
宜、１もしくは０に設定することで、所定周波数のパイ
ロット信号成分（例えばｆ１、ｆ２）を重畳する。図１
８はデジタル信号に重畳されたパイロット信号を検出し
て、トラッキング制御を行うＶＴＲの再生系回路の概略
構成を示すブロック図である。

【０００４】回転ヘッドドラム１には磁気テープ３が１
８０°以上の角範囲に亙って巻装されており、互いに１
８０°の位相差をもって回転する２つの回転ヘッドＨ
Ａ、ＨＢによって磁気テープ上に形成された多数のトラ
ックが順次再生されることになる。ヘッドＨＡ、ＨＢの
出力は再生アンプ５、７によって増幅され、スイッチ１
３に入力される。

【０００５】ドラム１の回転位相はＰＧヘッド９によっ
て検出され、検出された回転位相検出信号（ＰＧ）に応
じて、ヘッドスイッチング回路（ＨＳＷ回路）１１にて
ヘッドスイッチングパルス（ＨＳＷ）が形成される。図
１９は磁気テープ３上の記録パターンを示す図、図２０
は図１８各部の波形を示すタイミングチャートであり、
図２０に示すようにＨＳＷ回路１１から矩形波のＨＳＷ
が得られる。

【０００６】スイッチ１３はＨＳＷに応じて動作し、磁
気テープ３上をトレースしている側のヘッドの出力を後
段の回路に出力する。

【０００７】ここで、スイッチ１３から出力される信号
のエンベロープ波形は図２０に示すごとくなるが、図示
の如きパイロット信号成分を含んでいる。図１９におい
てｆ１、ｆ２で示されるトラックは夫々所定周波数ｆ
１、ｆ２のパイロット信号成分が重畳されているという
意味であり、ｆ０はいずれのパイロット信号ｆ１、ｆ２
も重畳されておらず、ｆ１、ｆ２成分が減衰されている
ことを示す。従って、スイッチ１３から出力される信号
中に主に含まれるパイロット信号成分は図２０に示すよ
うになる。

【０００８】スイッチ１３の出力は再生信号処理回路１
５に供給され、ここでもとのデジタル情報が検出され、
誤り訂正、テータの復号、等の処理が施され、元のデジ
タルビデオ信号を復元して、再生ビデオ信号を出力端子
１７に出力する。

【０００９】一方、スイッチ１３の出力は帯域通過フィ
ルタ（ＢＰＦ）２１、２３に入力され、前述のｆ１、ｆ
２のパイロット信号成分が検出される。トラッキング制
御はｆ０で示されたトラックを再生している際に、再生
信号中にその両隣接トラックから漏れ込んだｆ１成分と
ｆ２成分を比較し、これら各成分の比率が一定（通常
１：１）となる様に磁気テープ３の搬送量を制御するこ
とによって達成される。

【００１０】ＢＰＦ２１、２３にて抽出されたｆ１、ｆ
２成分は、夫々スイッチ２５、２７に入力される。ここ
で、ｆ１、ｆ２の量成分が重畳されたトラックのｆ０で
示されるトラックに対する向きは、２トラックごとに反
転するので、ＨＳＷを１／２分周期１９にて分周した信
号によってスイッチ２５、２７を２トラック周期で切り
換えることで、検波回路２９、３１に夫々現在トレース
しているトラック（ｆ０）に対して所定の向きのトラッ
クから漏れ込んだパイロット信号成分が供給される様に
している。１／２分周期１９の出力も図２０に示してい
る。

【００１１】検波回路２９、３１においては入力された
信号を検波することで電圧の大きさに変え減算回路３３
に供給する。減算回路３３は両隣接トラックからの漏洩
量を比較し、トラッキング誤差信号としてスイッチ３５
に入力する。スイッチ３５の開閉タイミングは、図２０
のＨＳＷがハイレベルの時にはｆ０で示されるトラック
を再生中であるので、スイッチ３５を開閉し、図１２の
ＨＳＷがローレベルの時にはｆ１もしくはｆ２で示され
るトラックを再生中であるので、スイッチ３５を解放し
て、その直前の電圧をホールドする。

【００１２】このスイッチ３５の出力はループフィルタ
３７において平滑化され、トラッキングエラ信号として
加算回路３９に入力される。キャプスタンモータ４７に
は周波数発生器（以下ＦＧヘッドと称する）４５が取り
付けられており、キャプスタンモータ４７の回転数に比
例した周波数のパルスを出力する。ＦＧヘッド４５の出
力する周波数信号（キャプスタンＦＧ）は速度ループサ
ーボ回路４１に入力され、キャプスタンの回転数を所望
の回転数にするための速度制限信号が形成される。

【００１３】加算回路３９は上記トラッキングエラー信
号とこの速度制御信号を加算し、最終的なキャプスタン
モータの制御電圧としてモータドライバ４３に印加され
る。このモータドライバ４３によりキャプスタンモータ
４７が駆動されることによって、磁気テープ３はその長
手方向に搬送され、各ヘッドＨＡ、ＨＢが磁気テープ３
上の各トラックを正しくトレースする様にされる。

【００１４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述の例では、トラッキング制御回路（ＡＴＦ回路）がア
ナログ回路で構成されており、特にＢＰＦ２１、２３が
濾波帯域がかなり低くしかも狭帯域（数１０ｋＨｚ）の
帯域濾波器となってしまうので、回路構成が大型化して
いた。

【００１５】一方、上述のような、ＡＴＦ回路をデジタ
ル回路にて構成することについて考察する。図２１は、
ｎ（ｎ＞１）ビットのデジタルデータから所定周波数成
分を抽出するための一般的な回路構成を示す図である。
図中、５１は再生されたｎビットのデジタルデータが入
力される端子、５２は端子５１から入力されたデジタル
信号中の所定周波数、例えばｆ１やｆ２成分を分離する
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、５３はＢＰＦ５２の出
力信号を検波する周知の検波回路であり、これらＢＰＦ
５２及び検波回路５３はデジタル回路により構成されて
いる。

【００１６】また、５４は上記ＢＰＦ５２や検波回路５
３を駆動するためのクロックを入力する端子、５５は上
記ｎビットのデジタル信号を後段の再生信号処理回路に
出力するための端子である。ここで、デジタル信号のク
ロック周波数を例えば４１．８５ＭＨｚとすると、抽出
したいパイロット信号の周波数ｆ１，ｆ２とはかなり離
れた周波数となっており、ＢＰＦ５２がかなり狭帯域で
あることを考慮すると、デジタルフィルタのタップ数が
膨大なものとなってしまう。

【００１７】そこで、デジタルフィルタの前段におい
て、サブサンプリングを行うことにより、クロック周波
数を下げることも考えられるが、そのためにはサブサン
プリングを行う以前に、サブサンプリングによって発生
する折り返し雑音をカットするためのプレフィルタを用
意しなければならない。この場合には、このプレフィル
タそのもののタップ数がかなり大きくなってしまい、結
局回路規模が大きくなっていた。

【００１８】斯かる背景下において、本件発明は、回路
規模を大きくすることなく、デジタル信号中に含まれる
所定周波数成分を抽出することのできるデジタル信号処
理装置を提供することを目的としている。

【００１９】また、本件発明の他の目的は、回路規模を
大きくすることなく、所定周波数成分を確実に検出する
ことのできるデジタル信号処理装置を提供するところに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的下に
おいて、本願の請求項１に記載のデジタル信号処理装置
においては、夫々が信号レベルを示す複数ビットのデジ
タルデータ列を入力する入力手段と、前記複数ビット中
の所定ビットを抽出するビット抽出手段と、該抽出され
た所定ビットのデータ列中の前記所定周波数成分を抽出
する周波数抽出手段と、該周波数抽出手段に比し動作周
波数が低く、該抽出された所定周波数成分を検波する検
波手段とを具備している。

【００２１】上述の如き構成によれば、複数ビットのデ
ジタルデータのうちの所定ビットを抽出し、この抽出さ
れた所定ビットのデータ列中の所定周波数成分を検出す
るので、回路構成もしくはソフトウエア構成が大幅に簡
略ができる。また、検波手段の動作周波数をビット抽出
手段の動作周波数に比して遅く設定しているので、検波
手段の回路構成もしくはソフトウエア構成も小型化でき
る。

【００２２】また、本願の請求項６に記載のデジタル信
号処理装置においては、夫々が信号レベルを示す複数ビ
ットのデジタルデータ列を入力する入力手段と、前記複
数ビット中の１ビットを選択的に出力する選択手段と、
該選択された１ビットデータ列中の前記所定周波数成分
を抽出する抽出手段と、該抽出された所定周波数成分を
検波する検波手段とを具備している。

【００２３】更に、本願の請求項１１に記載のデジタル
信号処理装置においては、夫々が信号レベルを示す複数
ビットのデジタルデータ列を入力する入力手段と、前記
複数ビットのデジタルデータの値を調整する調整手段
と、該調整手段の出力する複数ビットのデジタルデータ
中の１ビットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビ
ットデータ列中の前記所定周波数成分を抽出する抽出手
段と、該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段
とを具備している。

【００２４】このような構成によれば、所定ビットを抽
出することによる上述の効果に加え、入力されるデジタ
ルデータ列の振幅の変動やレベルの変動があっても、確
実に所定周波数成分を検出できる。

【００２５】更に、本願の請求項２０に記載のデジタル
信号処理装置においては、夫々が信号レベルを示す複数
ビットのデジタルデータ列を入力する入力手段と、前記
複数ビットのデジタルデータを積分する積分手段と、該
積分手段の出力する複数ビットのデジタルデータ中の１
ビットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビットデ
ータ列中の前記所定周波数成分を抽出する抽出手段と、
該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具
備している。

【００２６】更に、本願の請求項２６に記載のデジタル
信号処理装置においては、夫々が信号レベルを示す複数
ビットのデジタルデータ列を入力する入力手段と、該入
力手段の出力する複数ビットのデジタルデータ中の１ビ
ットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビットデー
タ列中の前記所定周波数成分を抽出する抽出手段と、該
抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具備
し、前記複数ビットのデジタルデータを、パーシャルレ
スポンス（１，０，−１）の特性にて処理されたデータ
でとするものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】（第１実施例）図１は、本発明の第１の実
施例としてのデジタル信号処理回路の構成を示す図であ
り、信号線６５に対しては一定の間隔でサンプリングさ
れた複数ビット（図の例では４ビット）のベースバンド
信号が入力されている。このうち、ＭＳＢから数えて２
ビット目の１ビットのみがＢＰＦ６２に入力されてい
る。ＢＰＦ６２によって抽出された所定周波数の信号成
分、即ちデジタルＶＴＲにおいてはパイロット信号成分
は、後段の検波回路６３によって検波されることにな
る。

【００２９】ここで、信号線６４に対しては上記サンプ
リング周波数と同じ周波数を有するシステムクロックが
入力されており、ＢＰＦ６２と分周器６８にそれぞれ供
給される。分周器６８では上記システムクロックを予め
定められた分周比で分周し、周波数が低いシステムクロ
ックとして検波回路６３に入力される。

【００３０】ここで、上記パイロット信号が重畳されて
いるベースバンド信号と、そのサンプル点及び量子化の
様子を図２に示す。クロック７１は図１の信号線６４を
介して入力されるシステムクロックであり、その立ち上
がりに同期したタイミングで波形７２にて示したベース
バンド信号をサンプリングし、量子化する。このサンプ
リング及び量子化を行う波形上のポイントを図２におい
ては黒点で示している。

【００３１】つまり、信号線６５に導かれるのは、波形
７２上の黒点の部分のデジタルデータである。点線７３
もしくは点線７４はベースバンド信号に重畳されている
パイロット信号によって生じるベースバンド信号のエン
ベロープの変化を示している。

【００３２】図中、７５にて示す数値は４ビットで表さ
れる量子化の最小レベル７６から最大レベル７７までの
上位２ビットを示している。ここで、各サンプリングポ
イントの上位２ビットの変化は図中数値列７８に示すと
おりであり、また、各サンプリングポイントのＭＳＢよ
り数えて２ビット目のデータは数値列７９に示すとおり
である。ここで、図から明らかの如く、この２ビット目
のデータの変化はエンベロープの変化、即ちパイロット
信号を１ビットで表したものに他ならない。

【００３３】従って、この２ビット目のデータ列のみを
検波回路６３に入力すれは、パイロット信号成分が検出
できることになる。検波回路６３は前述のように分周器
６８からのより低い周波数のシステムクロックによって
動作する。ここで、この動作周波数とサンプリング周波
数の関係を図３を用いて説明する。

【００３４】図３において、８１はＢＰＦ６２に入力さ
れている１ビットの信号の周波数特性を示し、信号８２
は入力されたベースバンド信号に重畳されているパイロ
ット信号成分を示している。点線８３はサンプリング信
号の周波数を示し、破線８４は外乱ノイズや量子化ノイ
ズなどの雑音成分を示している。８５はＢＰＦ６２から
出力された信号の周波数特性を示しており、例えば点線
８６に示したような特性のＢＰＦによって帯域制限が施
される。

【００３５】検波回路６３に入力された信号は前述のよ
うに、点線８３にて示す周波数でサンプリングされたも
のであるが、この信号を、８７の周波数特性図において
レートの低いサンプリング周波数、例えば点線８８にて
示す周波数でリサンプリングしていることになる。ここ
で、点線８３にて示した周波数をｆｓ１、点線８８にて
示した周波数をｆｓ２とするとｆｓ１：ｆｓ２が図１で
示した分周器６９の分周比ということになる。

【００３６】上述の第１実施例の如く構成することによ
り、ＢＰＦ６２が１ビットのデータを取り扱うためにハ
ード規模が小さく、また、更に動作周波数の低い検波回
路６３を用いているので、検波回路６３の回路規模は従
来のものに比し大幅に削減できることになった。また、
本明細書においては説明の簡単のためデジタル回路を全
てハードウエアで表現しているが、これらは全てマイク
ロプロセッサによって実行されるソフトウエアプログラ
ムに置き換えることが可能であり、ソフトウエアプログ
ラムの場合には、そのプログラム量及び処理時間が従来
に比し大幅に低減できることになった。

【００３７】図４は上記第１の実施例のデジタル信号処
理装置を、デジタルＶＴＲの再生系のトラッキング制御
部にに実際に適用した場合の構成を示すブロック図であ
り、磁気テープ１００上の記録パターンについては図１
９と同様であるものとする。図１９においてはテープ３
（１００）が図中矢印９１の方向に搬送され、回転ヘッ
ド１０１が図中矢印９２の方向にテープ上を操作するも
のとする。

【００３８】パイロット信号はｆ１、ｆ２の２種類記録
されており、図示の如きｆ１もしくはｆ２が１トラック
おきに交互に記録される。図中ｆ０で示すトラックはパ
イロット信号は記録されていないトラックを示してい
る。ｆ１、ｆ２を重畳する方法としては各トラックにデ
ジタルベースバンド記録される情報信号に対して、これ
とは独立に発生した信号成分を後に重畳する方法や、各
トラックにベースバンド記録される情報信号の符号列の
一定符号長毎に任意の符号を追加することよって、変調
信号のＤＳＶ（デジタルサムバリュー）を調整し、ｆ１
やｆ２の周波数成分を発生させる方法などが知られてい
る。

【００３９】以下、再生時の動作について説明する。図
示の如くヘッド１０１がｆ０で示されるパイロット信号
の多重されていないトラックを走査している期間におい
て、再生ヘッド１０１から出力される信号成分のうち、
ｆ１の信号のクロストーク成分とｆ２の信号のクロスト
ーク成分が同じ出力レベルになるようにサーボ回路１０
７が動作する。

【００４０】テープ１００から再生ヘッド１０１によっ
て再生された信号は、ヘッドアンプ１０２、イコライザ
１０３及び自動利得制御（ＡＧＣ）回路９８を介して、
Ａ／Ｄ変換器９６に入力され、複数ビットのデジタル信
号に変換される。Ａ／Ｄ変換器９６の出力は、ビットス
トリームデータとしてビデオ信号などの情報を得るた
め、ビタビ復号器１０６に入力され、図示しない誤り訂
正回路などを介して下の情報が復元されることになる。

【００４１】Ａ／Ｄ変換器９６の出力する４ビットの信
号のうち、ＭＳＢから２ビットメモデータがＢＰＦ９２
とＢＰＦ１０４に供給される。ＢＰＦ９２は前述したパ
イロット信号ｆ１を含む帯域を分離し、ＢＰＦ１０４は
同じくパイロット信号ｆ２を含む帯域を分離するように
構成されている。これらのＢＰＦ９２，１０４の出力は
それぞれ検波回路９３，１０５に入力され、検波回路９
３，１０５はそれぞれＢＰＦ９２，１０４において分離
された信号に含まれるパイロット信号ｆ１，ｆ２を検波
し、その検波出力を後段のサーボ回路１０７に入力す
る。

【００４２】サーボ回路１０７は、クロストーク成分と
して検波回路９３，１０５から出力されたパイロット信
号成分ｆ１，ｆ２のレベルが同じになるように、ドラム
モータ１１０及びキャプスタンモータ１１１を制御す
る。ドラムモータ１１０及びキャプスタンモータ１１１
は、それぞれの回転周期に比例した周波数を有するドラ
ムＦＧ、キャプスタンＦＧを用いてサーボ回路１０６に
てによりフィードバック制御が施される。再生ヘッド１
０１がドラムモータ１１０により駆動される回転ドラム
上に載置されているのはいうまでもない。

【００４３】上述の如く構成することにより、デジタル
ＶＴＲの再生ベースバンド信号から再生情報を得るため
に用いられるＡ／Ｄ変換器の出力のうち、ＭＳＢから２
ビット目のみを用いることによってデジタルＶＴＲにお
けるトラッキング制御を実現することができる。従っ
て、ＶＴＲ全体としてもその回路構成が小規模となる。
特に、検波回路９３、１０５は再生信号からＰＬＬ回路
９７によって形成されたシステムクロックを、分周回路
９９にて分周した比較的周波数の低いクロックを用いた
動作する回路であるので、従来のものに比して大幅に回
路規模が小さくなっている。

【００４４】次に、図１のデジタル信号処理装置をデジ
タルディスク記録再生装置に適用した例を図５のブロッ
ク図を用いて説明する。図５において、図４と同様の構
成要件については同一の番号を付し、詳細な説明は省略
する。

【００４５】図５において、再生時デジタルディスク媒
体１２０から光りピックアップ１２１を通して再生され
た信号はアンプ１０２を介して、後段の回路に供給さ
れ、図４の例と同様にＡ／Ｄ変換器９６の出力する４ビ
ットデータ中のＭＳＢから数えて２ビット目がＢＰＦ１
２２，１２４に供給されることになる。ここで、ＢＰＦ
１２２，１２４はデジタルＶＴＲ特有のｆ１，ｆ２に対
して、デジタルディスク記録再生装置において情報信号
に重畳されるパイロット信号周波数を分離することにな
り、これらの出力は検波回路１２３，１２５により検波
される。この検波時の動作周波数は分周器９９によって
低下せしめられていおり、本実施例の回路規模の低減に
寄与している。

【００４６】（第２実施例）図６は、本発明の第２の実
施例としてのデジタル信号処理回路の構成を示す図であ
り、図中、図１もしくは図４と同様の構成要件について
は同一番号を付し、説明を省略する。本実施例において
特徴的な構成要件は、ビット選択回路１３３及び検波回
路１３６であり、以下これらの回路を中心に動作の説明
をする。

【００４７】Ａ／Ｄ変換器９６の出力する４ビットのデ
ジタル信号は選択回路１３３に入力され、ここで選択さ
れた上記４ビット中の１ビットが後段のＢＰＦ６２に入
力されることになる。一方、端子１３１から入力された
ベースバンド信号は検波回路１３６にも入力され、ここ
で入力されたベースバンド信号そのものの振幅値が得ら
れる。ビット選択回路１３３はこの検波回路１３６から
出力される振幅値に応じて４ビット中の１ビットを選択
する。

【００４８】ここで、パイロット信号が重畳されている
ベースバンド信号とそのサンプル点および該ベースバン
ド信号の振幅とビット選択回路１３３で選択するビット
の関係を図７に示す。図７において、クロック２０９は
図６のＡ／Ｄ変換器９６を動作させるためのシステムク
ロックであり、図１における信号線６４上のクロックに
対応する。Ａ／Ｄ変換器９６ではこのシステムクロック
の立ち上がりに同期してベースバンド信号をサンプリン
グし、量子化する。このサンプリング点は図７において
黒点で示している。

【００４９】図７において実線２０２もしくは実線２０
３はベースバンド信号に重畳されているパイロット信号
によって生じるエンベロープの変化を示し、数値２１０
は図６におけるＡ／Ｄ変換器９６が最小レベル２０４か
ら最大レベル２０５までを４ビットで量子化した場合の
各ビットのデータを示している。また、振幅２０６はベ
ースバンド信号の平均的な振幅を示し、この値は検波回
路１３６から出力される。

【００５０】ここで、入力されたベースバンド信号２０
１の振幅が図７に示すような状態であったとしたときに
は、エンベロープ２０２，２０３はそれぞれ点線２０
７，２０８を中心に変化している。そして、この点線２
０７，２０８は上述した４ビットの数値のＭＳＢから数
えて２ビット目の変化に対応している。この数値の変化
はエンベロープの変化、即ちパイロット信号の変化その
ものである。

【００５１】図８は図６におけるビット選択回路のより
詳細な回路構成を示す図である。図中、１４１は図６の
検波回路１３６の出力が入力される端子であり、この端
子１４１からの信号はウィンドコンパレータ１４２，１
４３，１４４，１４５にそれぞれ入力される。ウインド
コンパレータ１４２，１４３，１４４，１４５は検波回
路１３６出力振幅値が図７における振幅２１４，２０
６，２１３，２１２に対応する振幅値の前後の値である
か否かを検出する。即ち、４ビットで表される１６レベ
ルを仮定した場合、コンパレータ１４２は振幅レベルが
１２乃至１６の場合にハイレベル（Ｈ）の出力を出し、
コンパレータ１４３は振幅レベルが７乃至１１の場合に
ハイレベル（Ｈ）の出力を出し、コンパレータ１４４は
振幅レベルが３乃至６の場合にハイレベル（Ｈ）の出力
を出し、コンパレータ１４５は振幅レベルが０乃至２の
場合にハイレベル（Ｈ）の出力を出すように、入力振幅
値が設定されている。

【００５２】コンパレータ１４２，１４３，１４４，１
４５の出力する２値信号はそれぞれスイッチ１４６，１
４７，１４８，１４９にそれぞれ供給され、スイッチ１
４６，１４７，１４８，１４９はそれぞれコンパレータ
１４２，１４３，１４４，１４５の出力がハイレベル
（Ｈ）の時に閉成する。これによって、パイロット信号
の変化をよりよく表す１ビットのデータが、Ａ／Ｄ変換
器９６の出力する４ビット中から選択され、ＢＰＦ６２
に供給されることになる。設定されている振幅値と検波
回路１３６の出力する振幅値とを比較し、その比較結果
をハイレベル（Ｈ）もしくはローレベル（Ｌ）の２値デ
ータとして出力する。

【００５３】尚、この第２の実施例において、図９に示
すように検波回路１３７はＡ／Ｄ変換回路９６の出力す
る４ビットのデジタル信号を用いて振幅値を検出する構
成とすることもできる。ところで、図７において示した
サンプリングクロック（システムクロック）２０９の周
波数に対して実線２０２もしくは２０３で示したパイロ
ット信号の周波数が充分に低ければ数値列２１１はパイ
ロット信号をサンプリングクロック２０９にてオーバー
サンプリングしたことと等価であり、図６に示したＢＰ
Ｆ６２で帯域制限を施すことによって充分なＳ／Ｎを確
保することができる。

【００５４】上述の第２実施例の構成によれば、回路規
模を小さくすると共に、再生レベルのばらつきなどに影
響されることなく、ベースバンド信号に重畳されたパイ
ロット信号を常に確実に分離、検出できる。

【００５５】（第３の実施例）図１０は、以下に説明す
る第３の実施例の原理を説明するための図である。この
第３の実施例は検出されたベースバンド信号の振幅に応
じた値、例えば１／２の値をベースバンド信号から減算
もしくは加算することでベースバンド信号の重畳された
信号を抽出せんとするものである。

【００５６】図１０において３０１は入力されたベース
バンド信号であり、これにパイロット信号が重畳されて
実線３０２，３０３に示すようにそのエンベロープが変
化する。ここで、ベースバンド信号３０１の振幅の１／
２の値３０４を黒点で示した各サンプル点のレベルに加
算もしくは減算する。例えば、図中サンプル点３０５，
３０６については上記値を減算し、サンプル点３０７に
ついては上記値を加算する。すると、各サンプリング点
の値は点線３０８に示すような信号となり、この点線は
パイロット信号成分に他ならないことになる。

【００５７】この原理に基づいて構成された本発明の第
３の実施例としてのデジタル信号処理装置の構成を図１
１に示す。尚、図１１においても図１、図４もしくは図
６と同様の構成要件については同一番号を付加してあ
る。

【００５８】端子１３１に入力されたベースバンド信号
はＡ／Ｄ変換回路９６で４ビットのデジタル信号に変換
されて、加算器１５３及び減算器１５７に入力される。
一方、ベースバンド信号は検波回路１５６にも入力さ
れ、その振幅値が検出される。検出された振幅値はアッ
テネータ１５０に入力され、その振幅値が１／２にされ
て、Ａ／Ｄ変換器１５８に入力される。ここで、１／２
となった振幅値はデジタル化され上述に加算器１５３及
び減算器１５７に入力される。

【００５９】更に、入力ベースバンド信号はコンパレー
タ１５９にも入力されており、各サンプリング点が図１
における点線３０９に対して大きな値か小さな値かを検
出する。ここで、各サンプリング点が点線３０９に対し
て大きな値であると判断された場合には、スイッチ１５
１は減算器１５７のＭＳＢ（最上位ビット）を出力し、
各サンプリング点が点線３０９に対して小さな値である
と判断された場合には、スイッチ１５１は加算器５３の
ＭＳＢを出力するよう、コンパレータ１５９の出力でス
イッチ１５１を制御する。

【００６０】ここで、このスイッチ１５１からの１ビッ
ト出力は先の実施例の１ビット出力と同様にベースバン
ド信号に重畳されているパイロット信号の変化そのもの
を示すことになり、ＢＰＦ６２に入力される。以後の動
作は先の第１及び第２実施例と同様である。

【００６１】尚、この第３の実施例においても、図１２
に示すように検波回路１５６ａ及びコンパレータ１５９
ａはＡ／Ｄ変換回路９６の出力する４ビットのデジタル
信号を用いる構成とすることもできる。この場合、検波
回路１５６ａの出力は１ビットシフタ等で構成されるデ
ジタルアッテネータ１５０ａに供給され、図１１のＡ／
Ｄ変換回路１５８が不要になるのは当然のことである。

【００６２】上述の第３実施例の構成によれば、回路規
模を小さくすると共に、上記第２の実施例と同様に再生
レベルのばらつきなどに影響されることなく、ベースバ
ンド信号に重畳されたパイロット信号を常に確実に分
離、検出できる。

【００６３】（第４の実施例）図１３は、本発明の第４
の実施例としてのデジタル信号処理回路の構成を示す図
であり、図中、図１もしくは図４と同様の構成要件につ
いては同一番号を付し、説明を省略する。

【００６４】図１３において、１６１はパイロット信号
が重畳された再生ベースバンド信号が入力されており、
この再生ベースバンド信号は等価回路１６２において位
相補償が行われ、更にＡ／Ｄ変換器９６によって４ビッ
トのデジタル信号に変換される。この４ビットのデジタ
ル信号は積分回路１６４に入力され、高域成分が抑圧さ
れる。

【００６５】図中点線１６５にて囲んだ部分は公知のパ
ーシャルレスポンス（ＰＲ）｛１，０，−１｝方式によ
る（１−Ｄ²）の特性、即ち（１−Ｄ）＊（１＋Ｄ）の
特性特性を、等価回路１６２の特性（１−Ｄ）と積分回
路１６４の特性（１＋Ｄ）とで実現している。ここで、
ＰＲ｛１，０，−１｝方式による特性の付与は、デジタ
ルＶＴＲ等のデジタル磁気記録再生装置における復号時
に用いられる周知の処理であり、このような処理を行う
ことにより図１４に実線で示される再生波形３０２の様
に１，０，−１の３の値をとりうる３値の信号が得られ
ることになる。

【００６６】このように、積分回路１６４を介して高域
のノイズが除去された４ビットのデジタル信号は上述の
ように３つの値をとる信号となり、この４ビットのデー
タのうちＭＳＢから数えて３ビット目のデータが、後段
のＢＰＦ６２に入力されることになる。端子１６９には
サンプリング周波数と同じ周波数のシステムクロックが
入力されており、Ａ／Ｄ変換器９６、ＢＰＦ６２更には
検波回路６３に入力されており、これらの回路の動作タ
イミングを決定している。

【００６７】次に、図１４を参照して、各サンプル点の
データの状態について説明する。実線３０２にて示すの
は上述の如くＰＲ｛１，０，−１｝方式による特性の付
与されたしたベースバンド信号であり、この信号は図中
３０１に示すシステムクロックの立ち上がりに同期して
よりサンプリングされることになる。ここで、点線３０
３，３０４，３０５は上述のベースバンド信号に含まれ
ていた低周波成分、即ちパイロット信号成分を示してい
る。図中の数値３０８は４ビットで示される量子化の最
小レベル３０６から最大レベル３０７までの信号の３ビ
ット目のデータを示している。この数値３０８から明ら
かなように上述のように処理された信号についてはパイ
ロット信号を１ビットで示したものに他ならない。

【００６８】ここで、サンプリング周波数に比してパイ
ロット信号の周波数が充分に低い場合にあっては、数値
列３０８はパイロット信号をサンプリングクロック３０
１によってオーバーサンプリングしたことと等価である
ので、図１３のＢＰＦ６２によって帯域制限を施すこと
により、充分なＳ／Ｎを確保することが可能である。検
波回路６３については図１の実施例のものと同様のもの
を用いることができるが、一般的な整流検波や２乗検波
などの回路で構成することも可能である。

【００６９】上述の如き構成のデジタル信号処理回路に
おいては、積分回路１６４の存在により高周波のノイズ
成分による悪影響を除去できると共に、図１３に示すよ
うに複数ビットの入力信号のうちの１ビットのみを用い
て入力信号に重畳されているパイロット信号を検出でき
るので、回路規模は小さなものになる。

【００７０】図１５は図１３のデジタル信号処理回路の
変形例を示すブロック図であって、端子１６１に入力さ
れたベースバンド信号がＰＬＬ回路９７に入力され、該
ＰＬＬ回路９７はベースバンド信号の最大反転クロック
に位相ロックしたサンプリングクロックを発生し、Ａ／
Ｄ変換器９６、積分回路１６４、ＢＰＦ６２及び検波回
路６３にそれぞれ供給し、これらの回路を動作させる。
他の構成については、図３の回路と同様である。

【００７１】このように構成することによって、本例の
回路においてはベースバンド信号と共にクロック信号が
伝送されてこなくとも、図１４の波形３０２に対してサ
ンプリングや検波などの処理が確実に同期して行える。

【００７２】図１６は１３のデジタル信号処理回路の更
に変形例を示すブロック図であって、等価回路１６２に
おいて位相補償されたベースバンド信号は、自動利得制
御（ＡＧＣ）回路１７１に入力され、該ＡＧＣ回路１７
１はベースバンド信号の振幅が予め定められた一定振幅
になるよう調整する。図１７はこのＡＧＣ回路の設定を
説明するための図であり、図中５０１は図１６における
端子１６１から入力されたベースバンド信号のエンベロ
ープを示し、図示の如くベースバンド信号に重畳されて
いるパイロット信号に応じて変化している。また、５０
２に示すテーブルはＡ／Ｄ変換器９６から出力される４
ビットのデジタル信号のうち上位３ビットをそのスレッ
ショルド値と共に示す図であり、５０１，５０４にて示
されるベースバンド信号のエンベロープに対する相対的
な値を示している。

【００７３】ここで、点線５０１にて示すようなエンベ
ロープを有するベースバンド信号をそのまま量子化した
としてもこのエンベロープがＭＳＢから数えて第２番目
のビットや第３番目のビットのスレッショルドレベルの
近傍で変化するわけではないので、これらの各ビットは
パイロット信号の周期に応じては変化しない。

【００７４】そこで、等価回路１６２の出力する位相補
償されたベースバンド信号の振幅をＡＧＣ回路１７１に
よって調整することにより、その出力のエンベロープレ
ベルを図１７の５０４に示すように調整する。これに伴
って、図中、実線５０４に示されるように、エンベロー
プの値が上記スレッショルドレベルの前後で変化するよ
うにする。従って、ＭＳＢから数えて３番目のデジタル
データを積分回路１６４の出力から抽出することによ
り、振動の変動する再生ベースバンド信号に重畳されて
いるパイロット信号をより確実に検出できるようになっ
た。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載のデジタル信号処理装置によれば、複数ビットのデ
ジタルデータのうちの所定ビットを抽出し、この抽出さ
れた所定ビットのデータ列中の所定周波数成分を検出す
るので、回路構成もしくはソフトウエア構成が大幅に簡
略ができる。また、検波手段の動作周波数をビット抽出
手段の動作周波数に比して遅く設定しているので、検波
手段の回路構成もしくはソフトウエア構成も小型化でき
る。

【００７６】また、本願の請求項６もしくは請求項１１
に記載のデジタル信号処理装置によれば、所定ビットを
抽出することによる上述の効果に加え、入力されるデジ
タルデータ列の振幅の変動やレベルの変動があっても、
確実に所定周波数成分を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としてのデジタル信号処
理回路の構成を示す図である。

【図２】図１の装置において入力されるベースバンド信
号に対するサンプルリング及び量子化の様子を説明する
ための波形図である。

【図３】図１における検波回路の動作周波数とサンプリ
ング周波数の関係を示す図である。

【図４】図１のデジタル信号処理装置をデジタルＶＴＲ
の再生系のトラッキング制御部に適用した場合の構成を
示すブロック図である。

【図５】図１のデジタル信号処理装置をデジタルディス
ク再生装置に適用した場合の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例としてのデジタル信号処
理回路の構成を示す図である。

【図７】図６に示す装置におけるベースバンド信号とそ
のサンプル点及びベースバンド信号の振幅と選択ビット
の関係を示す図である。

【図８】図６の装置におけるビット選択回路のより具体
的な回路構成を示す図である。

【図９】図６に示すデジタル信号処理回路の変形例を示
す図である。

【図１０】本発明の第３の実施例の原理を説明するため
の図である。

【図１１】本発明の第３の実施例としてのデジタル信号
処理回路の構成を示す図である。

【図１２】図１１に示すデジタル信号処理回路の変形例
を示す図である。

【図１３】本発明の第４の実施例としてのデジタル信号
処理回路の構成を示す図である。

【図１４】図１１に示す装置におけるベースバンド信号
とそのサンプル点におけるデータの状態を示す図であ
る。

【図１５】図１３に示すデジタル信号処理回路の変形例
を示す図である。

【図１６】図１３に示すデジタル信号処理回路の更に他
の変形例を示す図である。

【図１７】図１６におけるベースバンド信号の利得調整
の様子を示す図である。

【図１８】デジタル信号に重畳されたパイロット信号を
検出してトラッキング制御を行うＶＴＲの再生系回路の
概略構成を示す図である。

【図１９】図１８の構成における磁気テープ上の記録パ
ターンを示す図である。

【図２０】図１８各部の波形を示すタイミングチャート
である。

【図２１】ｎ（ｎ＞１）ビットのデジタルデータから所
定周波数成分を抽出するための一般的な回路構成を示す
図である。

【符号の説明】

６２，９２，１０４バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６３，９３，１０５，１３６検波回路６８，９９分周回路９６，１５８Ａ／Ｄ変換器９７ＰＬＬ回路９８，１７１自動利得制御（ＡＧＣ）回路１００磁気テープ１０１再生ヘッド１０２ヘッドアンプ１０３イコライザ１０６ビタビ復号器１０７サーボ回路１１０ドラムモータ１１１キャプスタンモータ１３３ビット選択回路１５１スイッチ１５３加算器１５７減算器１５９コンパレータ１６２等価回路１６４積分回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】夫々が信号レベルを示す複数ビットのデ
ジタルデータ列を入力する入力手段と、前記複数ビット中の所定ビットを抽出するビット抽出手
段と、該抽出された所定ビットのデータ列中の前記所定周波数
成分を抽出する周波数抽出手段と、該周波数抽出手段に比し動作周波数が低く、該抽出され
た所定周波数成分を検波する検波手段とを具備したこと
を特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項２】前記所定ビットはＭＳＢから数えて第２
ビット目であることを特徴とする請求項１のデジタル信
号処理装置。
【請求項３】前記入力手段は記録媒体上に記録されて
いるデジタル情報を示す信号を再生ヘッドで再生して得
た信号を入力とするアナログデジタル変換器を含むこと
を特徴とする請求項１もしくは２のデジタル信号処理装
置。
【請求項４】前記検波回路の出力に応じて前記記録媒
体と前記再生ヘッドとの相対位置を制御することを特徴
とする請求項３のデジタル信号処理装置。
【請求項５】前記入力手段により入力されたデジタル
データ列に同期したクロックを出力するＰＬＬ回路を備
え、前記ビット抽出手段及び前記周波数抽出手段は該Ｐ
ＬＬ回路の出力クロックに応じて動作することを特徴と
する請求項１乃至４何れかのデジタル信号処理装置。
【請求項６】夫々が信号レベルを示す複数ビットのデ
ジタルデータ列を入力する入力手段と、前記複数ビット中の１ビットを選択的に出力する選択手
段と、該選択された１ビットデータ列中の前記所定周波数成分
を抽出する抽出手段と、該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具
備したことを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項７】前記選択手段は前記信号レベルの振幅に
応じて選択するビットを決定することを特徴とする請求
項６のデジタル信号処理装置。
【請求項８】前記入力手段は記録媒体上に記録されて
いるデジタル情報を示す信号を再生ヘッドで再生して得
た信号を入力とするアナログデジタル変換器を含むこと
を特徴とする請求項６もしくは７のデジタル信号処理装
置。
【請求項９】前記選択手段は前記アナログデジタル変
換器に入力される信号の振幅を検出する手段を含むこと
を特徴とする請求項８のデジタル信号処理装置。
【請求項１０】前記選択手段は前記アナログデジタル
変換器から出力されるデジタル信号を用いて前記信号レ
ベルの振幅を検出する手段を含むことを特徴とする請求
項８のデジタル信号処理装置。
【請求項１１】夫々が信号レベルを示す複数ビットの
デジタルデータ列を入力する入力手段と、前記複数ビットのデジタルデータの値を調整する調整手
段と、該調整手段の出力する複数ビットのデジタルデータ中の
１ビットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビットデータ列中の前記所定周波数成分
を抽出する抽出手段と、該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具
備したことを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項１２】前記１ビットはＭＳＢであることを特
徴とする請求項１１のデジタル信号処理装置。
【請求項１３】前記調整手段は前記複数ビットのデジ
タルデータに調整用の補正データを加算もしくは減算す
ることにより、該複数ビットのデジタルデータの値を調
整することを特徴とする請求項１１もしくは１２のデジ
タル信号処理装置。
【請求項１４】前記調整手段は前記信号レベルの振幅
を検出する検出手段を含み、該検出手段で検出された前
記信号レベルの振幅に応じて前記複数ビットのデジタル
データの値を調整することを特徴とする請求項１１乃至
１３何れかのデジタル信号処理装置。
【請求項１５】前記調整手段は前記信号レベルの振幅
を示すデジタルデータの１／２を前記デジタルデータに
加算もしくは減算することを特徴とする請求項１４のデ
ジタル信号処理装置。
【請求項１６】前記前記調整手段は、前記信号レベル
が所定値以下であれば、前記信号レベルの振幅を示すデ
ジタルデータの１／２を前記デジタルデータに加算し、
前記信号レベルが所定値以上であれば、前記信号レベル
の振幅を示すデジタルデータの１／２を前記デジタルデ
ータから減算することを特徴とする請求項１５のデジタ
ル信号処理装置。
【請求項１７】前記入力手段は記録媒体上に記録され
ているデジタル情報を示す信号を再生ヘッドで再生して
得た信号を入力とするアナログデジタル変換器を含むこ
とを特徴とする請求項１１乃至１６何れかのデジタル信
号処理装置。
【請求項１８】前記調整手段は前記アナログデジタル
変換器に入力される信号の振幅を検出する手段を含むこ
とを特徴とする請求項１７のデジタル信号処理装置。
【請求項１９】前記調整手段は前記アナログデジタル
変換器から出力されるデジタル信号を用いて前記信号レ
ベルの振幅を検出する手段を含むことを特徴とする請求
項１７のデジタル信号処理装置。
【請求項２０】夫々が信号レベルを示す複数ビットの
デジタルデータ列を入力する入力手段と、前記複数ビットのデジタルデータを積分する積分手段
と、該積分手段の出力する複数ビットのデジタルデータ中の
１ビットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビットデータ列中の前記所定周波数成分
を抽出する抽出手段と、該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具
備したことを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項２１】前記１ビットはＭＳＢから数えて３ビ
ット目であることを特徴とする請求項２０のデジタル信
号処理装置。
【請求項２２】前記積分手段は前記複数ビットのデジ
タルデータ列の連続する２つのデータを加算することを
特徴とする請求項２０もしくは２１のデジタル信号処理
装置。
【請求項２３】前記入力手段は記録媒体上に記録され
ているデジタル情報を示す信号を再生ヘッドで再生して
得た信号を入力とするアナログデジタル変換器を含むこ
とを特徴とする請求項２０乃至２２何れかのデジタル信
号処理装置。
【請求項２４】前記入力手段は更に前記再生ヘッドで
再生された信号を微分等化する等化手段を含むことを特
徴とする請求項２３のデジタル信号処理装置。
【請求項２５】前記積分手段と前記等化手段で、パー
シャルレスポンス（１，０，−１）の特性をとることを
特徴とする請求項２４のデジタル信号処理装置。
【請求項２６】夫々が信号レベルを示す複数ビットの
デジタルデータ列を入力する入力手段と、該入力手段の出力する複数ビットのデジタルデータ中の
１ビットを抽出する抽出手段と、該抽出された１ビットデータ列中の前記所定周波数成分
を抽出する抽出手段と、該抽出された所定周波数成分を検波する検波手段とを具
備し、前記複数ビットのデジタルデータは、パーシャルレスポ
ンス（１，０，−１）の特性にて処理されたデータであ
ることを特徴とするデジタル信号処理装置。
【請求項２７】前記１ビットはＭＳＢから数えて３ビ
ット目であることを特徴とする請求項２６のデジタル信
号処理装置。