JPH11284669A - デ―タスライサ― - Google Patents

デ―タスライサ―

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JPH11284669A
JPH11284669A JP10371735A JP37173598A JPH11284669A JP H11284669 A JPH11284669 A JP H11284669A JP 10371735 A JP10371735 A JP 10371735A JP 37173598 A JP37173598 A JP 37173598A JP H11284669 A JPH11284669 A JP H11284669A
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JP10371735A
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Andrew POPPLEWELL
ポップルウエル アンドリュー
Stephen Williams
ウイリアムズ ステファン
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Original Assignee
Mitel Semiconductor Ltd
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Publication date
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
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    • H04L7/0334Processing of samples having at least three levels, e.g. soft decisions

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データスライサーの提供。 【解決手段】 閾値スライサー60の入力に接続したデ
ジタルライン10により入力信号を受信する。従来と同
様に、この閾値スライサー60が出力ライン65により
スライスされた値を出力することによって、スイッチ6
2の第1入力に出力する。このスライサー60はまた、
状態装置の初期状態を識別するデジタルラインにデジタ
ル信号を出力する。有効な連続スライサーレベルに対応
する2つの連続スライサーレベルに関してスライスされ
た値を観察することによって初期状態を決定し、状態論
理装置63に送る。受信された初期状態を利用して、状
態論理装置63自体が始動し、標本化クロックの周波数
で、有効な連続スライサーレベルに対応する論理状態1
〜8を順次循環する。装置63に存在する現在時点の状
態に対応する1〜8の範囲内にあるデジタル値を出力ラ
イン68に出力する。スイッチ61の出力ライン69に
出力された信号は、ライン67が論理1にある場合、状
態論理装置63の出力ライン68に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデータスライサーに
関する。
【0002】本願明細書に記載する位相検出器は、英国
特許出願第9800353.6号の要旨である。
【0003】
【従来の技術】ノイズの多いチャンネル、例えばデータ
密度の高い磁気データ媒体からデータを回収するため
に、チャンネルの周波数応答特性に近似する部分応答特
性に従ってデータ媒体の書込み/読出しチャンネルを分
類し、データ回収回路の構成、即ち設計を選択して、上
記の部分応答特性をもってチャンネルからのデータ回収
を最適化することが知られている。データの正確な回収
は、選択したデータ回収回路の形態にチャンネル特性が
いかに良好にマッチしているかに依存するため、通常、
データ回収回路の入力に等化器を配設して、実際の特性
と近似チャンネル特性との間に特性差がある場合には、
これを補償する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】データ回収回路は、等
化器回路がひとつの場合には、この等化器からアナログ
読出し信号を受信し、所定位相および着信データ流れの
うち関係のある整数倍周波数成分で発信器を制御する位
相同期ループ回路を有している。この発信器が発信した
信号を使用して、適当な標本化点で着信アナログ信号を
標本化し、この標本からデータを回収する。正確なデー
タ回収を行なう場合、発信器信号およびアナログ読出信
号のうち関係のある成分の正確な位相合わせが重要であ
る。
【0005】初期の周波数合わせおよび位相合わせを高
速で行なう場合に位相同期ループ回路をアシストするた
めに、通常、データ媒体は、VFOフィールドデータを
意図的に書き込む領域をひとつかそれ以上もっている。
VFOフィールドデータはデータパターンが規則的であ
り、読み出されると、特性が正弦波特性および周期的特
性に近似できるアナログ信号を発信する。これらデータ
チャンネルを使用する場合、符号化すべきデータはデー
タ流れ中に最少で2つの連続類似ビットをもつことが知
られている。また、VFOフィールド信号は、例えば、
連続した類似データビット対で構成することも可能であ
る。
【0006】また、開発のために検討されている光学的
データ媒体チャンネルのうちある種のものが、下記式
(1)で近似できる応答特性をもっていることは広く認
められている。 F(D)=a+bD+bD2+aD3 式(1) ここで、aおよびbはそれぞれ定数係数であり、Dは単
位遅延演算子である。この種のチャンネルは、部分応答
PR(a、b、b、a)チャンネルと呼ぶことができ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、現在時
点のクロックサイクルに先立つ少なくともひとつのクロ
ックサイクルで受信された入力信号の値に関する知識を
利用して、読み出された信号の周期のどこに現在標本値
が関係するかを推定する手段と、先行値の外挿を利用し
て、出力信号を出力する手段とを有するデータスライサ
ーを提供するものである。
【0008】また、本発明は、標本化点で入力信号の信
号レベルに密接に対応する理想信号レベルを決定する理
想信号決定手段と、それぞれが入力信号の周期中にある
標本化ポイントに対応するとともに、理想信号レベルに
関連する複数の状態を与える手段とを有し、上記決定手
段によって、決定された理想信号レベルに応答する上記
状態手段の初期状態を決定し、そしてさらに、標本化速
度で上記状態手段を上記の複数の状態を介して順次ステ
ップ移行させる手段を有し、上記理想信号レベルが出力
信号として出力される現時点状態に対応するデータスラ
イサーを提供するものでもある。
【0009】好ましくは、状態決定手段が、先行の標本
化点に関して決定された理想信号レベルにも応答する初
期状態を決定する。
【0010】
【実施例】以下、添付図面について、本発明の一実施例
を説明する。
【0011】まず、図1について説明する。デジタル位
相同期ループはフラッシュアナログ/デジタル変換器
(ADC)4、デジタル位相検出器5、デジタルループ
フィルター6および可変周波数発信器(VFO)7を有
する。
【0012】ADC4は、アナログ読出し信号を入力端
子8で受信し、クロック入力端子9に受信されたクロッ
ク信号の立ち上がりエッジにおける読出し信号の振幅を
表すデジタル値ynを第1デジタルライン10により位
相検出器5に出力する。 次に、この位相検出器が、ク
ロック信号の実際の位相と所望位相との間の計算上の差
を表す位相誤差値Δτnを第2デジタルライン11によ
りデジタルループフィルター6に出力する。この位相誤
差値Δτnに基づいて、デジタルフィルターが演算を行
い、第3のデジタルライン12によりVFO7の入力に
おいてフィルター処理位相誤差値をデジタル/アナログ
変換器7Aに出力する。フィルター6の周波数応答につ
いては、係数入力端子13および14に異なるフィルタ
ー係数を印加することによって変更することができる。
次に、このVFO7が、第3デジタルライン13に受信
された信号に依存する位相および周波数をもつ制限され
た信号をクロックライン15によりADC4のクロック
入力端子9に出力する。
【0013】次に、図2について説明する。図示のよう
に、VFOフィールドデータ読出し信号20はほぼ正弦
波形状をもち、振幅はXボルトで、周期は2πt秒であ
る。第1〜第8標本化点A〜Hは、図示のように、0〜
7π/4の範囲でπtの1/4に相当する。即ち、信号
20の周期内で8つの標本化点が規則的な間隔で存在す
ることになる。
【0014】VFOフィールドデータ読出し信号に位相
同期するとともに、周波数同期した場合、本発明の位相
検出器5は“獲得”モードに入る。即ち、位相検出器5
が、式(2)および(3)の計算を行なって、それぞれ
標本化時刻t=nおよびt=n−1において入力信号の
振幅変化の状態を決定する。 grad1=sign(Xn−Xn-1) (2) grad2=sign(Xn-1−Xn-2) (3) 但し、Xnは時刻t=nにおける理想標本値であり、X
n-1は一つ手前の標本時刻t=n−1における理想標本
値であり、Xn-2は2つ手前の標本時刻t=n−2にお
ける理想標本値である。
【0015】計算により、grad1はXn>Xn-1の場
合+1であり、Xn<Xn-1の場合−1であり、Xn=X
n-1の場合0である。grad2についても同様であ
る。
【0016】式(2)および(3)の計算結果から、g
radの値は下記式(4)により求めることができる。 grad1 但し、grad1=grad2 grad= (4) 0 上記以外の条件
【0017】gradがgrad=0でない場合には、
式(5)の計算を行なう。 Δτn=grad(yn-1−Xn-1) (5) 但し、Δτnは時刻t=nにおける位相誤差値であり、 yn-1は時刻t=n−1における標本値であり、そして Xn-1は時刻t=n−1における標本値である。
【0018】gradがgrad=0の場合には、位相
検出器5が下記式(6)に従って位相誤差値を決定す
る。 Δτn= Δτn-1 (6)
【0019】これらの計算結果から、読出し信号の勾配
が2つの連続標本間隔で同じであるすべての標本点、即
ち標本点A、B、C、E、FおよびGでは、位相誤差値
は、時刻t=n−1において、実際の標本値と理想標本
値との間に差に比例することがわかる。なお、新たな位
相誤差値Δτnは、VFOフィールドデータ読出し信号
20の周期中で6回計算されることになる。
【0020】図3に位相検出器5を詳細に示す。この図
では、第1デジタルライン10および第2デジタルライ
ン11が6ビットデジタルラインであるため、ynおよ
びΔτnそれぞれは−32〜+31の範囲にある10進
数値を取ることになる。
【0021】デジタルライン10のynの値をデータス
ライサー22で調べ、次に、このデータスライサーが理
想標本値を決定する。従来からのデータスライサーの場
合、この決定は、スライサー限界入力23、24、25
および26のそれぞれに与えられた4つの閾値とyn
デジタル的に比較することによって行なわれていた。入
力23に与えられた閾値はLOおよびL1の平均値に対
応し、入力24への閾値はL1およびL2の平均値に対
応し、入力25への閾値はL2およびL3の平均値に対
応し、そして入力26への閾値はL3およびL4の平均
値に対応する。閾値のどれがynを越えたかを調べるこ
とによって、レベルLO、L1、L2、L3およびL4
のどの値が一番ynと同様な値をもつかを決定するとと
もに、さらに別なデジタルライン27によってXnとし
て決定された値を与える。
【0022】本発明によるデータスライサー22の場
合、先行のクロックサイクルで受信されたynの値に関
する知識を利用して、読み出された信号の周期のどこに
現在標本値が関係するかを推定し、先行値の外挿を利用
し、かつynの現在値を調べてXnを決定する。この場
合、位相検出器5が、ノイズの多い読出し信号20に対
処するさいに、上記従来構成のデータスライサーよりも
nに関して不正確な値を決定する恐れは少ない。
【0023】図4に、データスライサー22を示す。図
示のように、閾値スライサー60、第1デジタルスイッ
チ61、第2デジタルスイッチ62、状態論理装置63
および状態/スライス変換装置64を有する。
【0024】デジタルライン10を閾値スライサー60
の入力に接続する。このスライサー60は、出力ライン
65によりスライスされた値を出力し、これによってス
イッチ62の第1入力にこの値を出力する。このよう
に、デジタルライン65によりスライスされた値を出力
するさい、この閾値スライサー60は、入力信号のレベ
ルに密接に対応する信号レベルL0〜L4を決定するこ
とによって、従来のデータスライサーと同様に作動す
る。この閾値スライサー60はさらに、状態装置の初期
状態を識別するデジタル信号をデジタルライン66によ
り出力する論理回路を有する。初期状態は、有効な一連
のスライサーレベルに対応する2つの連続スライサーレ
ベルについてスライスされた値を観察することによって
決定する。ライン65により出力されたスライス値はレ
ベルL0〜L4のいずれかであるが、ライン66により
出力された値は1〜8の範囲にある。即ち、最初の2つ
の初期有効閾値状態に基づいて、状態装置の初期状態を
識別する。
【0025】データスライサー成分61、63および6
4をインプリメントするために、閾値スライサーはライ
ン67により論理1信号を出力する。ライン67は、デ
ジタルスイッチ61および62それぞれの切り換え入力
に接続する。このように、各スイッチ61、62はその
出力に、反対側の入力に存在する信号、即ち図4最下部
に示した入力を送るように制御されるが、データスライ
サー61、63および64によって供給される信号をラ
イン27により出力する前に、ライン67に、最少で2
つの標本について論理0信号を出力してから、切り換え
を行なって、閾値スライサー60によって、ライン10
に受信された信号の(近似)位相を決定する必要があ
る。
【0026】状態論理装置63は、標本化周波数におけ
る標本化クロックで、それぞれL2−L3−L4−L3
−L2−L1−L0−L1に対応する状態1〜8を循環
できる論理回路をもっている。この状態論理装置63
は、デジタルライン66から、閾値スライサー60の論
理回路によって決定された初期状態を受信する。そし
て、状態論理装置63は、受信した初期状態を利用し
て、それ自体が始動し、その後標本化クロックの周波数
で状態を順次循環する。また、状態論理装置は、装置6
3の現在状態に対応する1〜8の範囲にあるデジタル値
をその出力ライン68により出力する。
【0027】スイッチ61の出力ライン69により出力
された信号は、ライン67が論理1にある場合には、状
態論理装置63の出力ライン68に出力される。このよ
うにして、初期状態の決定後に、状態論理回路63の現
在状態に対応する値が状態/スライス変換器64に与え
られる。そして、状態/スライス変換器64は、その出
力ライン70に、状態論理装置63によって与えられる
現在状態に対応するレベルL1〜L4に対応するスライ
ス値を出力する。初期状態の決定後、スイッチ62がそ
の出力ライン27によりライン70に受信された信号を
出力すると、データスライサー22の出力が状態論理装
置63および標本化クロックによって決定されるため、
閾値スライサー60にスライス誤差が発生する恐れがな
くなる。即ち、本発明データスライサーは、上記のデー
タスライサーに比較した場合、サイクルスチリーングや
サイクルスリッピングの恐れが小さい。
【0028】デジタルライン27は、データスライサー
22によって与えられたXnの値を減算装置28に、そ
して遅延レジスター29に送る。この遅延レジスター2
0は次に、先行のクロックサイクルでデータスライサー
22に与えられた値、即ちX n-1をデジタルライン30
により別な遅延レジスター31に、第2減算器32に、
そして第3減算器33に出力する。
【0029】減算装置32は、ライン10を介してさら
に別な遅延レジスター34によって与えられ、これによ
って別なデジタルライン35に与えられたXnから導か
れるyn-1から、ライン30に受信されたXn-1をデジタ
ル的に減算し、これら値の差に対応する差分値yn-1
n-1をさらに別なデジタルライン36に出力する。デ
ジタルスイッチ37が減算装置32からの差分値と、差
分値の逆元との両者を符号変換装置38から受信する。
ここで、符号変換装置38はライン37の分岐ライン3
9でyn-1−Xn-1の値の符号を変換し、結果をライン4
0によりデジタルスイッチ37に出力する。
【0030】遅延レジスター31は、2つ手前のクロッ
クサイクルにおけるXnの値、即ちXn-2をさらに別なラ
イン41に出力し、これを次にさらに別な減算器42に
よってXn-1の値から減算する。 この減算、即ち式
(3)の計算結果の符号は、一つ手前の理想標本値の2
つ手前標本値からの変化を検知したことを表すものであ
る。この符号は、正の場合には、出力ライン43により
論理1信号としてデジタルスイッチ37のスイッチ制御
入力に、そしてEXORゲート48の入力に出力され
る。従って、式(3)の計算結果が正ならば、yn-1
n-1の値がライン36からさらに別なデジタルライン
44に出力され、式(3)の計算結果が負ならば、逆数
値がライン40からライン44に出力される。即ち、ス
イッチ37が式(5)の計算を行い、2つ手前の標本値
から1つ手前の標本値への変化の検知に応じて差分値に
ついて演算を行なう。Xn-2をXn-1から減算した結果が
ゼロの場合には、即ち符号がない場合には、出力ライン
45により論理1信号がORゲート46の入力に出力さ
れる。
【0031】減算器42と同様な機能の減算器28は、
n-1をXnから減算した結果がゼロの場合には、出力ラ
イン47により論理1信号をORゲート46の入力に出
力する。この減算結果、即ち式(2)の計算結果が、1
つ手前の理想標本値からの理想標本値への変化を検知し
たことを表すことになる。この符号が、正の場合には、
ライン49により論理1信号としてEXORゲート48
の入力に出力される。これ以外の場合には、ライン49
により論理0信号として出力される。
【0032】ORゲート46、および出力をORゲート
46の別な入力に接続したEXORゲート48は、次の
条件、即ち式(2)の結果がゼロになる条件、式(3)
の結果がゼロになる条件、式(2)および式(3)のい
ずれか一方の結果が正になるが、他方はそうはならない
条件のいずれかを満足する場合には、論理1信号をOR
ゲート46の出力ライン50に出力する作用効果をも
つ。即ち、これらゲート46、48は検出された変化が
同じ場合も、そしてゼロでない場合も決定できるもので
ある。
【0033】ORゲート46の出力ライン50は、さら
に別なデジタルスイッチ51のスイッチ制御入力に接続
する。式(5)の計算結果であるデジタルライン44の
値は、論理0信号がライン50にある場合には、スイッ
チ51の出力デジタルライン11にΔτnとして送られ
る。ORゲート46によってライン50に出力された信
号が論理1信号の場合には、スイッチ51が帰還回路に
よって与えられる値をライン11にΔτnとして送る。
この帰還回路は遅延レジスター52、デバイド・バイ・
ツー(divide by two)装置53およびデ
ジタルスイッチ54を有する。遅延レジスター52は、
デジタルライン11からΔτnの値を受信し、一つ手前
のクロックサイクルのΔτnの値を出力する。即ち、デ
ジタルライン55によりスイッチ54の入力と装置53
の入力の両者にΔτn-1を出力する。デバイド・バイ・
ツー装置53はデジタルライン56によりスイッチ54
の第2入力にΔτnの値の半分の値を出力する。
【0034】スイッチ54が上記装置53からの値また
は遅延レジスター52からの値をデジタルライン57に
よりスイッチの51の第2入力に送るかどうかは、スイ
ッチ54の制御スイッチ入力に印加される論理信号に依
存する。好ましくは、モード装置(図示せず)により、
図1の位相同期ループが獲得モードにある場合には、ス
イッチ54のスイッチ制御入力に論理1信号を出力する
ことによって、遅延レジスター52の出力値をスイッチ
51に出力し、そしてトラックモードにある場合には、
スイッチ54のスイッチ制御入力に論理0信号を出力す
る。このように、式(2)および式(3)のいずれかが
ゼロで、そのうちの一方が正の結果をもち、他方がそう
でない場合には、一つ手前のクロックサイクルからのΔ
τnの値を維持しているので、VFOフィールドデータ
を読出した場合に、高速同期が達成できる。トラックモ
ードの場合、一つ手前のクロックサイクルからのΔτn
の値が維持されているため、位相ロックループが、読出
し信号がかなりの数の連続類似ビットを含んでいるた
め、同期が外れる。この状態を避けるために、モードス
イッチ(図示せず)がデジタルスイッチ51を切り換え
て、デバイド・バイ・ツー装置53からの値を受信す
る。このようにして、Δτnの値が最終的にゼロになる
までか、あるいはΔτnの“有効”値が発生するまで、
Δτnの“有効”値、即ちORゲート46が論理0信号
を出力した場合における標本値から計算した前項を標本
時間毎に2で連続して割る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデータスライサーを組み込んだデジタ
ル位相同期ループを示す図である。
【図2】アナログVFOフィールドデータ読出信号と、
その理想標本化点を示す図である。
【図3】図1の位相同期ループの位相検出器を示す図で
ある。
【図4】図3の位相検出器を構成する、本発明のデータ
スライサーを示す図である。
【符号の説明】
10 デジタルライン 22 データスライサー 27 出力ライン 60 閾値スライサー 62 スイッチ 63 状態論理装置 64 状態/スライス変換器 65 出力ライン 66 デジタルライン 68 出力ライン 69 出力ライン 70 出力ライン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年2月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
フロントページの続き (72)発明者 ステファン ウイリアムズ イギリス,エム45 7エスジー マンチェ スター,ホワイトフィールド,リリー ヒ ル ストリート 106

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現在時点のクロックサイクルに先立つ少
    なくともひとつのクロックサイクルで受信された入力信
    号の値に関する知識を利用して、読み出された信号の周
    期のどこに現在標本値が関係するかを推定する手段と、
    先行値の外挿を利用して、出力信号を出力する手段とを
    有するデータスライサー。
  2. 【請求項2】 上記状態決定手段が、先行の標本化点に
    関して決定された理想信号レベルにも応答して初期状態
    を決定する請求項1のデータスライサー。
  3. 【請求項3】 標本化点で入力信号の信号レベルに密接
    に対応する理想信号レベルを決定する理想信号決定手段
    と、 それぞれが入力信号の周期中にある標本化ポイントに対
    応するとともに、理想信号レベルに関連する複数の状態
    を与える手段とを有し、 上記決定手段によって、決定された理想信号レベルに応
    答する上記状態手段の初期状態を決定し、そしてさら
    に、 標本化速度で上記状態手段を上記の複数の状態を介して
    順次ステップ移行させる手段を有し、上記理想信号レベ
    ルが出力信号として出力される現在時点状態に対応する
    データスライサー。
  4. 【請求項4】 上記状態決定手段が、少なくとも2つの
    連続信号レベルについて決定された理想信号レベルが有
    効な連続理想信号レベルに対応したことを観察したこと
    に応答して上記状態手段の初期状態を決定する請求項3
    のデータスライサー。
  5. 【請求項5】 標本化点で入力信号の信号レベルに密接
    に対応する理想信号レベルを決定し、 それぞれが入力信号の周期中にある標本化ポイントに対
    応するとともに、理想信号レベルに関連する複数の状態
    を与え、 決定された理想信号レベルに応答する上記状態手段の初
    期状態を決定し、 標本化速度で上記状態手段を上記の複数の状態を介して
    順次ステップ移行させ、そして現在時点状態に対応する
    理想信号レベルを出力信号として出力する出力信号の出
    力方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも2つの連続的な理想信号レベ
    ルについて決定されたレベルが、有効な連続理想信号レ
    ベルに対応することを観察することによって初期状態を
    決定する請求項5の方法。
JP10371735A 1998-01-09 1998-12-28 デ―タスライサ― Pending JPH11284669A (ja)

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GB9800353.6 1998-01-09
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