JPS61227269A - デ−タストロ−ブ回路 - Google Patents

デ−タストロ−ブ回路

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JPS61227269A
JPS61227269A JP60066890A JP6689085A JPS61227269A JP S61227269 A JPS61227269 A JP S61227269A JP 60066890 A JP60066890 A JP 60066890A JP 6689085 A JP6689085 A JP 6689085A JP S61227269 A JPS61227269 A JP S61227269A
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JP
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circuit
signal
data
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bit
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JP60066890A
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Hiroshi Obata
宏 小畠
Tadashi Kojima
正 小島
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Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Audio Video Engineering Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP86302388A priority patent/EP0200370B1/en
Priority to DE8686302388T priority patent/DE3672003D1/de
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/14Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は高密度記録変調方式のデジタル信号を再生す
るデジタル再生装置に用いられ、特にデジタル信号から
位相同期ループ回路でチャンネルビット同期クロックを
生成することによりデータのビット分離を行なうデータ
ストローフ回路に関する。
[発明の技術的背景とのその問題点] 近年、各種装置にデジタル制御方式が採用される傾向に
あるが、特に情報記録再生システムにおいては高密度記
録再生を実現するため、そのほとんどがデジタル記録再
生方式になりつつある。このような各種デジタル制御シ
ステムでは、その特徴を最大限利用するために、デジタ
ル情報信号を高密度記録変調方式に基づいて変調して記
録または伝送しているが、このように変調されたデジタ
ル情報信号から正しいデータを再生する回路としてデー
タストローブ回路が設けられている。このデータストロ
ーブ回路は、入力変調信号のデータビット分離を行なう
ために必要なチャンネルビットクロック(以下PLCK
)を生成する位相同期ループ回路(以下PLL回路)と
、入力データをPLCKで読取るデータ読取り・回路と
で構成される。
例えば、デジタル記録再生システムは、一般に第8図に
示すように、デジタル信号を変調して記録媒体11に記
録し、この記録媒体からピックアップ12等を用いて変
調信号RFを読出し、データスライス回路13で2値化
し、PLL回路14で2値化信号[)RFからデータ信
号0outを取出すと共にデータ信号□outのチャン
ネルビットに同期したクロックPLCKを生成し、復調
回路15でPLCKに基づいてデータ信号を復調するこ
とにより、正しいデジタルデータが得られる。ここで、
変調された入力信号[)RFにおいて、反転ポイントが
PLCKの位相情報を意味し、反転間隔がデジタル符号
化データ情報を意味するどき、一般にPLL回路14は
入力信号[)RFの立上がりエツジ及び立下がりエツジ
を用いてPLCKを生成している。
そして、このPLCKから入力データを読取り、ビット
分離を行なっている。
ところで、デジタル信号を記録すると、再生時にピック
アップ等で読み出される信号RFは有限帯域を通した信
号となるた、め、傷等によるドロップアウトや情報信号
そのものの低域成分でDCレベルが変動する。このよう
な信号RFを2値化信妊□ B Fに変換してP’LL
回路14に送るためにデータスライス回路13が設けら
れているが、そのスライスレベル検出も理想的ではなく
、最適値からずれたレベルとなっている。このため、入
力信号RFを最適値からずれた位雪でスライスしてしま
うため、そのレベル誤差が位相誤差に変換されてPLL
回路14に送られることになる。第9図にデータスライ
ス回路のスライスレベルがa、b、cのように変動した
ときに得られる2値化信号A。
B、Cの位相関係を示す。
第9図から明らかなように、データスライス回路13で
生成される2値化信号DRFはスライスレベルの変動に
より位相が交互に進み遅れしてPLL回路14に送られ
ることになる。一方、PLL回路14は、位相誤差信号
をローパスフィルタに通して電圧制御発搬器(VCO)
の発振周波数を制御する方式が一般的であり、変調信号
RFの周波数が充分高ければ前記進み遅れは打消されて
しまい、PLCKに影響を及ぼさないが、位相検出マー
ジンがなくなるため周波数制御領域を持たない位相比較
器を用いたPLL回路では位相誤差が±πを越えること
も発生し、これによってPLCK制御を乱すことになる
[発明の目的] この発明は上記のような問題を改善するためになされた
もので、2値化処理でのスライスレベル変動等によって
発生する位相誤差がPLL回路で生成されるビット同期
クロックに影響を及ぼさないデータストローブ回路を提
供することを目的とする。
[発明の概要] すなわち、この発明に係るデータストローブ回路は、デ
ジタル信号を含む高周波信号をレベルスライスすること
により2値化信号に変換するデータスライス回路と、こ
のデータスライス回路から出力される2値化信号の立上
がり及び立下がりエツジのどちらか一方で基準クロック
を位相同期させることにより前記2値化信号から第1の
ビット同期クロックを生成すると共に前記2値化信号を
前記第1のビット同期クロックに同期させてデー全信号
を取出すMlの位相同期ループ回路と、前記2値化信号
に対して前記第1の位相同期ループ回路で用いられない
他方のエツジで基準クロックを位相同期させることによ
り前記2値化信号から第2のビット同期クロックを生成
すると共に前記2値化信号を前記第2のビット同期クロ
ックに同期させてデータ信号を取出す第2の位相同期ル
ープ回路と、前記第1及び第2のビット同期クロックを
それぞれ分周する第1及び第2の分周器と、前記2値化
信号の反転間隔が前記第1あるいは第2のビット同期ク
ロックの2倍であることを検出する同期信号検出回路と
、この同期信号検出回路の検出状態で前記第1及び第2
の分周器の少なくともどちらか一方の分周比を制御する
ことによりその各分周出力を同期化させる同期化手段と
、この同期化手段を施された前記第1及び第2の分周器
の各出力の位相差を検出する位相差検出手段と、この位
相差検出手段で得られる位相差に基づいて前記第1ある
いは第2の位相同期ループ回路で得られるデータ信号を
修正するデータ生成回路とを具備したことを特徴とする
ものである。
[発明の、実施例] 以下、第1図乃至第7図を参照してこの発明の一実施例
を詳細に説明する。但し、第1図において第8図と同一
部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
第1図はその基本構成を示すもので、前記データスライ
ス回路13で2値化されたデジタル信号[)RFはA−
PLL回路21及びB−PLL回路22に供給される。
ここで、A−PLL回路21は、データスライス回路1
3から出力される2値化信号[)RFの立上がりエツジ
で基準クロックを位相同期させることにより2値化信号
[)REから第1のビット同期クロックH−PLCKを
生成する七共に、2値化信号()RFをピット同期クロ
ックH−PLCKに同期させてデータ信号A−,Daを
取出すものである。また、B−PLL回路22は、2値
化信号[)RFの立下がりエツジで基準クロックを位相
同期させることにより2値化信号[)RFから第2のビ
ット同期クロック【・PLCKを生成すると共に、2値
化信号DRFをビット同期クロックL−PLCKに同期
させてデータ信号B−Dbを取出すものである。
このA−PLL回路21及びB −P L、L回路22
で得られるビット同期クロックH−PLCK及びL−P
LCKはそれぞれ分周器23.24に供給される。また
、各データ信号A−Da及びB−Daはそれぞれ同期信
号検出回路25.26に供給される。
ここで、分周器23.24はそれぞれ人カクOツクをM
分周するものである。この分周器23.24の各分周出
力はラッチ回路27.28にラッチされる。また、同期
信号検出回路25.26は、上記2値化信号[)RFの
反転間隔がA−PLCKの2倍であることを検出し、上
記分周器23の動作タイミングを設定するものである。
ラッチ回路27.28は、それぞれ分周器23.24の
出力クロックを遅延して相対する分周器23.24に供
給し、分周器間の同期を図るものである。そして、上記
分周器23の分周出力及びラッチ回路28の出力はタイ
ミングコントロール回路29に供給される。
一方、A−PLL回路21で取出されたデータ信号A−
Daはデータ生成回路30に供給され、ビット同期クロ
ックH−PLCKはチャンネルビットクロックとして前
記復調回路に導出されると共に、上記データ生成回路3
0のクロック入力端に供給される。
ここで、上記タイミングコントロール回路29はラッチ
回路28からのラッチデータと分周器23からのクロッ
クに基づいて、上記データ生成回路3Gの反転制御信号
を生成するものである。また、上記データ生成回路30
はH−PLCKクロックの入力タイミングでデータ信号
A−[)aを取込み、これをタイミングコントロール回
路29からの反転制御信号に応じて反転し、これをデー
タ信号Doltとして出力するものである。
すなわち、このデータストローブ回路は、データスライ
スされた2値化信号[)RFをその立上がりエツジで位
相同期すφPLL回路21と、立下がりエツジで位相同
期するP、L L回路22に送り、各PLL回路21.
22から得られるビット同期クロツりの反転位相距離を
検出して、立上がりエツジ位相同期と立下がりエツジ位
相同期をデータの上で同期化し、データの読取りを両者
のタイミングから生成するようにしたものである。
第2図は上記A−PLL回路21の具体的な構成を示す
もので、このPLL回路21は入力信号DRFとPLC
Kを位相比較する位相比較器211、ローパスフィルタ
212及びvCO回路213で構成される。
上記位相比較器211はD型フリップ70ツブDFF1
 、DFF2及びアンドゲートG1、オアゲートG2及
びPチャンネルMO3(Pch) 、NチャンネルMO
8(NCh)のスイッチ回路で構成され、入力信号[)
RFの立上がりエツジとPLCKとの位相誤差はPチャ
ンネルMO8(Pch)及びNチャンネルMO8(Nc
h>よりなるスイッチ回路を上記ゲートG1 、G2の
出力P−a、P−bでスイッチングすることによって得
られる。このスイッチングによって得られる位相誤差に
対応した電圧信号p−cはローパス7謙ルタ212を介
してVCO回路213の制御入力端に供給される。この
VCO回路213は上記電圧信号p−cを受けて発掘周
波数(MXPLCK)を変化させるものである。
尚、上記B−PLL回路22は第2図(a>に示したア
ンドゲートG1及びオアゲートG2を同図(b)に示す
ようにノアゲートG3及びナントゲートG4に置換えれ
ばよい。
すなわち、上記A−PLL回路21(またはB−PLL
回路22)では、入力信号DRFの立上がり(立下がり
)エツジ位相と■Co回路213の出力クロックPLC
Kとの位相誤差を両信号の差分出力によって得ている。
つまり、高密度記録の変調方式では、PLCKクロック
の1周期を1Tとすると、反転間隔が例えば3T〜11
Tのように設定されており、位相同期においては入力位
相の予測ができないため、位相誤差として入力位相に+
(−)πだけ加えて(結果として±πの誤差信号は2π
〜O出力となる)、一定時間経過した後−(+)の信号
を出力し、正しい士の位相誤差としでいる。この関係を
第3図に示す。
ここで、変調信号RFに対してデータスライス回路13
のスライスレベルが第4図a、’o、cのように変動し
た場合、PLL回路21.22の入力信号[)RFとそ
各回路で生成されるビット同期クロック)1−PLCK
、L−PLCKとの関係は同図に示すようになる。
第4図から明らかなように、位相比較に同極のみのエツ
ジ位相を用いれば、上記スライスレベルの変動に対して
その変動時定数より位相同期の時定数が短ければ常にス
ライスレベル変動に伴う位相変化にもVCO出力の位相
が追従するため、その検出位相領域を100%利用でき
、性能を向上させることができる。しかしながら、この
ままでは逆極性の位相誤差が2倍となり、正しいデータ
読取りが不可能となる。そこで、このデータストローブ
回路では、同期信号検出回路25.26を設け、位相比
較信号が2倍となったとき分周器23の分周比を制御し
、さらにタイミングコントロール回路27を通じてデー
タ生成回路28のデータ読出しタイミングを変化させて
いる。
第5図は上記データストローブ回路の具体的な構成を示
すもので、前記A−PLL回路215D型フリップ70
ツブDFFII、DFF12、アンドゲートG1 、オ
アゲートG2 、P、NチャンネルMOSゲートPch
、 Nchよりなる位相比較器?11、ローパスフィル
タ(LPF)212及びVCO回路213で構成される
。また、前記B−PLL回路22はD型フリップフロッ
プD F F21. D F F22、ノアゲートG3
、ナントゲートG4 、P、NチャンネルMOSゲート
Pch、 Nchよりなる位相比較器221、ローパス
フィルタ(LPF)222及びVCO回路223で構成
される。
そして、前記分周器23はD型フリップ70ツブD F
 F31. D F F32、ゲート回路GCI 、G
C2で構成される。また、前記分周器24はD型フリッ
プフロップD F F41. D F F42ゲート回
路GC3。
GC4で構成される。一方、前記同期信号検出回路25
はカウンタC0NT1 、ノアゲー)−G5及びアンド
ゲートG6で構成される。また、同期信号検出回路26
はカウンタC0NT2 、ノアゲートG7及びアンドゲ
ートG8で構成される。前記ラッチ回路27はD型フリ
ップフロップDFF61゜DFF62で構成される。ま
た、ラッチ回路2aはD型フリップフロップD F F
71. D F F72で構成される。前記タイミング
コントロール回路29はD型フリップ70ツブDFF8
1及びゲート回路GC5で構成される。そして、前記デ
ータ生成回路30はD型フリップフロップDFF91〜
DFF93及びJ−にフリップフロップFF94で構成
される。
上記のような構成において、以下第6図及び第7図に示
すタイミングチャートを参照してその動作について説明
する。
第6図はデータスライス回路13から出力される2値化
信号[)RFが第4図で示したaのように正しいレベル
bより高いスライスレベルで得られたときの回路動作タ
イミングを、第7図は上記2値化信号[)RFが第4図
で示したCのように正しいレベルbより低いスライスレ
ベルで得られたときの回路動作タイミングを示している
すなわち、入力信号DRFLtA−PLL回路21及び
B−PLL回路22に送られ、各PLL回路21゜22
でそれぞれ立上がり及び立下がりエツジ位相に同期した
ビット同期クロックH−PLCK、L・PLCKが生成
される。ここで、フリップ70ツブDFFIIのΦ出力
及びDFF12のQ出力のノアをとったノアゲートG5
の出力がカウンタC0NTlのクリア端子5−8Lに供
給され、これによってカウンタC0NT1はクリアされ
る。
同様にフリップ70ツブDFF21のQ出力及びDFF
22のQ出力のノアをとったノアゲートG7の出力がカ
ウンタC0NT2のクリア端子5−8Lに供給されるた
め、カウンタC0NT2もクリアされる。
ここで、上記カウンタC0NT1.C0NT2はそれぞ
れの位相比較ポイントの距離を換算するもので、入力信
号RFの反転間隔が最小3王、すなわちノアゲートG5
 、C7の最小出力期間が6Tである。ものとすると、
カウンタC0NT1゜C0NT2の各5出力とゲートQ
5 、C7の出力1人力するアンドゲートQ6 、Q8
出力が“1″となるのは、ゲートG5 、C7の出力期
間が6Tのときである。
さて、上記A−PLL回路21及びB−PLL回路22
で生成されたH−PLCK及びL−PLCKはそれぞれ
分周器23.24によって4分周される。
ここで、位相比較信号が各PLL回路に入力されると、
その位相比較タイミングで分周器23.24の7リツプ
フロツブD F F31. D F F32、DFF4
1゜DFF42の内容がそれぞれラッチ回路27.28
の各7リツプ70ツブD F F61. D F Fe
2、DFF71゜D F F 72にラッチされる。
この状態で、例えばカウンタC0NT1が5カウントし
、再び6カウントしてノアゲートG5の出力が発生する
と、アンドゲートG6の出力が得られる。このため、フ
リップ70ツブDFF31゜DFF32にはそれぞれラ
ッチ回路28のフリップ70ツブD F F72. D
 F F71の内容がプリセットされる。。この動作に
より、立上がりエツジPLL側と立下がりPLL側が同
期したことになる。
同様にカウンタC0NT2が5カウントし、6カウント
目になるとアンドゲートG8から“1”が出力され、こ
れによって7リツプフロツブD F F7!1. D 
F F42にはそれぞれラッチ回路21の7リツプフロ
ツブD F Fe2. D F F61の内容がプリセ
ットされる。この動作により、両PLLが同期化される
。つまり、各同極エツジの距離が最小反転間隔の2倍の
とき、お互いに相手側とビット単位で同期化される。
この同期化についてさらに詳述する。いま、仮にアンド
ゲートG6の出力が発生したとすれば、入力信号[)R
Fの立上がりエツジは6T前にも入力されていたことに
なる。一方、この回路に入力される信号の変調方式は最
小反転間隔が3Tであると決められている。
すなわち、アンドゲートG6の出力が発生した約3T前
の立下がりエツジは、それが1T前でも2T前に発生し
たものであっても正確には3T前でなくてはならない。
つまり、その誤差はレベル変動(スライスレベルのミス
)のためと考えられる。そこで、立下がりエツジの発生
した時点からアンドゲートG6の出力が発生した時点ま
では、入力信号の位置に関係なく3Tの差があると考え
る。
すなわら、アンドゲートGもの出力によってフリップフ
ロップD F F31. D F F32にデータをセ
ットするのに1Tの遅れを生じるため、結果として立下
がりエツジ入力時に各7リツプフロツブD F F31
. D F F32にセットされた値、すなわらフリッ
プフロップD F F72. D F F71にラッチ
されたデータを直接分周器23のフリップ70ツブD 
F F31. D F F32にセットすれば、両者の
関係は正しいデータ内容で同期化したことになる。
ところが、両者のデータ関係は同期化されたものの現実
のタイミングはずれているため、その時間軸修正を行な
う必要がある。ここでは、その修正をフリップ70ツブ
DFF29のQ出力とDFF93のQ出力で行なってい
る。
第5図に示した回路のように、立、上がりエツジで位相
比較するPLL側を出力の基準とすれば、立下がりエツ
ジは第6図に示すように遅れたり、第7図に示すように
進んだりすることがある。したがって、このデータスト
ローブ回路では、全て正しい関係に修正するために、立
上がりエツジで位相比較するPLL側を2ビツト分遅延
し、立下がりエツジ側も2ビツトの範囲で全て遅れ側に
設定し、修正出力タイミングを作っている。つまり、立
上がり側と立下がり側のデータ内容が同期しているので
、フリップ70ツブD F F41. D F F42
の各Q出力が1,0のときの出力タイミングはフリップ
70ツブD F F31. D F F32の各Q出力
が1.0のときに設定すればよい。
ここで、立上がりエツジ側は2ビツト分遅延させている
ため、立下がりエツジ側の出力タイミングデータを示す
フリップフロップD F F 71゜DFF72の各Q
出力と7リツプフロツプDFF31゜DFF32の各Q
出力とが2ビツトずれたタイミングで立下がりエツジを
出力すればよいことになる。
この関係を次表に示す。
このようにしてフリップフロップDFF92.DFF9
3の各Q出力をJ−にフリップフロップFF94に供給
することにより、ビット同期した正しいデータを得るこ
とができる。
尚、第6図及び第7図において、最初の出力が誤差を生
じているが、これは同期化されていないときの結果を示
したもので、一度量期化すればドロップアウト等によっ
て同期がはずれるまでデータを修正して出力することが
できる。
したがって、上記のように構成したデータストロ−1回
路は、スライスレベル変動がPLL回路の位相比較レン
ジに影響を及ぼさないので、充分な能力を発揮すること
ができる。さらに、スライスレベル変動による誤差位相
を修正することができるので、極めて高性能なものとな
る。換言すれば、データスライス回路のスライスレベル
設定能力を高くする必要がなく、バーチカルレベル変動
を時間軸に変更してデジタル処理することが可能となり
、さらにはIC化場合に外付部品を削減できる等の利点
がある。
尚、最小反転間隔が最大反転間隔であっても同様な処理
が1能である。また、最大最小の両方を利用することも
可能である。
[発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、2値化処理での
スライスレベル変動等によって発生する位相誤差がPL
L回路で生成されるビット同期クロックに影響を及ぼさ
ないデータストローブ回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図はこの発明に係るデータストローブ回
路の一実施例を示すもので、第1図はその基本構成を示
すブロック回路図、第2図は同実施例に用いられるPL
L回路の具体的な構成を示すブロック回路図、第3図は
上記PLL回路の動作説明図、第4図は入力信号に対す
るスライスレベル変動とビット同期クロックとの関係を
説明するためのタイミングチャート、第5図は上記デー
タストローブ回路の具体的な構成を示すブロック回路図
、第6図及び第7図はそれぞれ第5図に示したデータス
トローブ回路の動作を説明するためのタイミングチャー
ト、第8図はこの発明が適用されるデジタル記録再生シ
ステムの構成を示すブロック回路図、第9図は入力信号
に対してスライスレベルが変動したときに生じる位相誤
差を説明するためのタイミングチャートである。 13・・・データスライス回路、15・・・復調回路、
21・・・立上がりエツジ検出PLL回路、22・・・
立下がりエツジ検出PLL回路、23.24・・・分周
器、25.26・・・所期信号検出回路、27.28・
・・ラッチ回路、29・・・タイミングコントロール回
路、30・・・データ生成回路、RF・・・変調信号、
[)RF・・・2値化信号、[)Out・・・データ信
号、PLCK・・・ビット同期クロック。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第8図 第9図 手続補正書 opO・菅・248

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. デジタル信号を含む高周波信号をレベルスライスするこ
    とにより2値化信号に変換するデータスライス回路と、
    このデータスライス回路から出力される2値化信号の立
    上がり及び立下がりエッジのどちらか一方で基準クロッ
    クを位相同期させることにより前記2値化信号から第1
    のビット同期クロックを生成すると共に前記2値化信号
    を前記第1のビット同期クロックに同期させてデータ信
    号を取出す第1の位相周期ループ回路と、前記2値化信
    号に対して前記第1の位相同期ループ回路で用いられな
    い他方のエッジで基準クロックを位相同期させることに
    より前記2値化信号から第2のビット同期クロックを生
    成すると共に前記2値化信号を前記第2のビット同期ク
    ロックに同期させてデータ信号を取出す第2の位相同期
    ループ回路と、前記第1及び第2のビット同期クロック
    をそれぞれ分周する第1及び第2の分周器と、前記2値
    化信号の反転間隔が前記第1あるいは第2のビット同期
    クロックの2倍であることを検出する同期信号検出回路
    と、この同期信号検出回路の検出状態で前記第1及び第
    2の分周器の少なくともどちらか一方の分周比を制御す
    ることによりその各分周出力を同期化させる同期化手段
    と、この同期化手段を施された前記第1及び第2の分周
    器の各出力の位相差を検出する位相差検出手段と、この
    位相差検出手段で得られる位相差に基づいて前記第1あ
    るいは第2の位相同期ループ回路で得られるデータ信号
    を修正するデータ生成回路とを具備したことを特徴とす
    るデータストローブ回路。
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