JPS6134306B2

JPS6134306B2 -

Info

Publication number: JPS6134306B2
Application number: JP51090966A
Authority: JP
Inventors: Teruo Furukawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1976-07-29
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1986-08-07
Also published as: JPS5316566A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、符号化されたパルス時系列信号を一
定の規則に従つて変換（以下MFM変調と略称す
る）したパルス信号から、もとのパルス時系列信
号を復調する回路方式、すなわちMFM復調方式
に関する。

まずMFM変調方式について説明する。第１図
ａにデイジタル信号（パルス時系列信号）を示
し、同図ｂにMFM方式の変調を受けた信号波形
を示す。MFM方式の変調信号波形は、原デイジ
タル信号が「１」のときビツト周期T₀の半分の
ところで極性反転する。そして、デイジタル信号
ａが「０」のとき極性反転はおこなわない。ただ
し、「０」が２個つづくとき、たとえば、ｔ＝
nT₀で「０」、ｔ＝（ｎ＋１）T₀でも「０」の場合
はｔ＝（ｎ＋１）・T₀で極性反転をおこなう。次
にこのような変調信号を復調する原理を説明す
る。第１図ｃは変調信号にタイミングパルスを示
し、ｄは変調信号ｃに同調したクロツクパルスで
ある。復調は、変調信号ｃよりクロツクパルスｄ
を作用し、両者ｃ，ｄをアンド回路に入れること
により、第１図ｅに示す情報パルスが得られる。

上記説明より明らかな如く、MFM復調におい
ては、クロツクパルスｄの周波数および位相は、
変調信号ｃに対して所定の関係になければならな
い。従来はクロツクパルスを作成するために、外
部可変発振器出力と、変調信号ｃとでパルス位相
比較をおこない、位相誤差出力により可変発振器
の発振周波数を制御する位相同期回路を用いてい
る。しかしながら、変調信号ｃのビツト間隔が
T₀、1.5T₀、2T₀と等間隔でないので、位相比較
器の構成が複雑になり、又、原信号ａが「１」の
続く場合と「０」の続く場合とでは、上記位相同
期回路の発振器出力位相は、変調信号ｃに対して
T₀／２の位相ずれを生ずることになる。

この影響を除去するために、変調信号ｃの初め
にすべて「１」なる変調信号（プリアンブル）を
挿入し、上記位相同期回路の発振器出力が変調信
号ｃに対し所定の位相に同期するようにされてい
る。

しかしながら、上記式式の場合、位相同期回路
の不安定、複雑化、及び、プリアンブル挿入によ
る、定伝送時間における信号伝送量の低下を生ず
る。又一般に、変調信号は伝送系において時間軸
変動（たとえば、変調信号が磁気テープ上に記録
されている場合には、再生時の機械的ジツターあ
るいは、磁気記録時のビツト間干渉による再生時
のピークシフト現像など）を受ける場合が多く、
そのため、復調時の再生クロツクパルスは、上記
位相同期回路を使用した場合には不安定になりや
すい。

本発明は、上記従来の如くに位相同期回路等を
用いずに、比較的に簡単な回路構成でクロツクパ
ルスを作成し、MFM復調をおこなうことを目的
とする。以下、本発明を実施例によつて詳細に説
明する。

第２図は、本発明を実施する装置の一例を示す
ブロツク図である。第３図に、第２図に示す装置
の各部信号波形を示す。第２図において、１は変
調信号ｆ（第３図）の入力端子、２および３は、
それぞれT₀／２の遅延時間を与える遅延線であ
る。変調信号ｆをT₀／２遅延した信号はｇ（第
３図）となり、又、ｇをT₀／２遅延した信号は
ｈ（第３図）となる。４および５は、それぞれオ
ア回路（OR回路）であり、オア回路４の出力端
には変調信号ｆと遅延信号ｈを論理和（オア）し
た信号ｊ（第３図）が現われ、オア回路５の出力
端には変調信号ｆと遅延信号ｇの論理和信号ｉ
（第３図）が現われる。

６は変調信号ｆの1.5T₀間隔を検出する検出回
路であり、検出回路６の出力端には、変調信号ｆ
の内の1.5T₀間隔のパルスｋが得られる。なお、
検出回路６の回路例は第４図および第５図を参照
して後述する。

８は、２進カウンタ（フリツプフロツプ）であ
り、端子Ｄに入力パルスが入る毎に出力Ｑおよび
はそれぞれ反転する。今、仮に出力端Ｑが高レ
ベル、が低レベルとする、ナンド（NAND）回
路９の出力は高レベルであり、ナンド回路１０の
出力には信号ｉの反転信号が得られ、ナンド回路
１１の出力には信号ｉが得られる。

１２は、検出回路６と同様に、1.5T₀間隔のパ
ルスを検出する検出回路であり、フリツプフロツ
プ８の出力が上記極性のときには、ｉ信号の
1.5T₀間隔パルスを検出し、出力ｌとなる。検出
回路１２の出力ｌと検出回路６の出力ｋはオア回
路７に入り、出力ｍとなつてフリツプフロツプ８
の出力極性を反転し、ナンド回路１１出力にはｊ
信号が得られることになる。以後、フリツプフロ
ツプ８の出力端Ｑおよびは、オア回路７の
1.5T₀間隔パルス検出出力パルスのみにより極性
が反転されて、Ｑ端子にｎの信号を端子にｏの
信号を出力する。ナンド回路９および１０によ
り、ナンド回路１１の出力にはｐ信号が現われ
る。このｐ信号は、0.5T₀間隔のパルスを除去す
るパルス除去回路１３（この回路例は第６図およ
び第７図を用いて後述する）により、0.5T₀間隔
パルスが除去されてｑ信号となる。ｑ信号パルス
は、パルス間隔はT₀であり、位相は変調パルス
ｆのデータ（「１」又は「０」）に同期したクロツ
クパルス信号となる。但し、ｑ信号のうち検出回
路１２の出力パルスｌが現われるまでは、クロツ
クパルス信号とはならない。

一方、入力変調信号ｆは、ワンシヨツトマルチ
回路１４に入り、信号パルス幅が広げられたも
の、ｒ信号となる。

復調は、フリツプフロツプ１５のＴ入力端子に
ｑ信号が、Ｄ入力端子にｒ信号が入力されること
により、Ｑ出力端子には復調出力信号ｓが現わ
れ、復調出力端子１８から出力される。他方、ク
ロツクパルス信号ｑは、ワンシヨツトマルチ回路
１６に入り、パルス幅を広げられたｔ信号となつ
てクロツク出力端子１７で得られる。

この回路動作は、上記フリツプフリツプ８の初
期状態が前記仮定と異なつた場合においても、同
様な結果となる。

次に、1.5T₀間隔のパルスを検出する検出回路
１２および１６の一構成例を第４図に示し、第５
図にその各部波形を示してその構成および動作を
説明する。

第４図において、１９は変調信号入力端子であ
り、ｕ信号（第５図）が入力される。２０はリト
リガーマルチ回路、２１はワンシヨツトマルチ回
路である。リトリガーマルチ回路２０のワンシヨ
ツト時定数は、1.25T₀に設定されており、その出
力はｖ信号となる。一方、ワンシヨツトマルチ回
路２１のワンシヨツト時定数は0.5T₀に設定して
あり、その出力はｗ信号となる。このｗ信号と入
力変調信号ｕは、アンド回路２２を通り、1.5T₀
間隔パルスのみが検出されたｘ信号が出力端子２
３に得られる。

次に第２図に示す0.5T₀間隔パルス除去回路１
３の一構成例を第６図に、その各部波形を第７図
に示して、その構成および動作を説明する。第６
図において、２５および２６はワンシヨツトマル
チ回路である。入力端子２４にｙの如き信号（第
７図）が入力されると、ワンシヨツトマルチ回路
２５のワンシヨツト時定数を0.75T₀に設定してお
くと、回路２５の出力端にはｚ信号が得られる。
ｚ信号がワンシヨツトマルチ回路２６に入ると、
0.5T₀間隔のパルスが除去された信号a′が出力端
子２７に得られる。

以上に示した第４図および第６図の構成例は、
それぞれ一例として例示したものであり、その所
要の動作は他の回路要素および構成によつても容
易に実現できる。

次に、入力ｆ信号（第２図および第３図）が時
間軸変動を伴うことがありうる場合についての実
施例を説明する。入力信号ｆに時間軸変動を伴う
場合には、第２図に示す回路構成の一部を置きか
えることにより復調可能である。この置換回路を
第８図に示し、その各部信号波形を第９図に示
す。

第２図に示した本発明を実施する一例装置で
は、除去回路１３の出力ｑの位相が入力変調信号
ｆの位相に対して、同位相、0.5T₀遅延位相ある
いはT₀遅延位相になつている。このことは、入
力ｆに「１」の信号が２個以上続いた場合に、復
調用クロツクパルスｑには、入力ｆと同位相の信
号と入力ｆをT₀遅延した信号のどちらかが現わ
れることになり、仮に入力ｆに時間軸変動がある
場合には、復調用クロツクパルスｑの位相と入力
ｆの位相が同期しなくなる場合を生ずる。この現
象（復調誤動作）は、第３図に示すｒ信号とｑ信
号のパルス幅を適当な値に設定することにより、
ある程度は防ぐことができる。しかしながら、よ
り確実に上記復調誤動作を防ぐためには、入力ｆ
に「１」の信号が２個以上続いた場合には、除去
回路１３に入るｐ信号は入力ｆに同位相となるよ
うにすれば、ｑ信号の位相は入力ｆの位相と同期
することになる。第８図の回路構成は、このよう
にｑ信号が入力ｆの位相に同期するようにしたも
のである。

第８図において、入力端子２８には、変調信号
b′が入力される。２９，３０および３１は、
0.5T₀の遅延を与える遅延線であり、それぞれの
出力端にはc′信号、d′信号およびe′信号を得る。
遅延線２９の出力信号c′は、ワンシヨツト時定数
0.75T₀のワンシヨツトマルチ回路３２に入り、
f′信号として出力される。このf′信号と変調信号
b′は、アンド回路３３に入り、変調信号b′の内の
T₀間隔パルス信号g′として出力される。g′信号
は、ワンシヨツト時定数0.75T₀のワンシヨツトマ
ルチ回路３４に入り、h′信号として出力される。

一方、c′信号に対してT₀遅延したe′信号は、
h′信号と共にアンド回路３５に入り、i′信号とな
る。i′信号とe′信号との相違は、e′信号におい
て、c′信号パルス（０〜０）にT₀間隔のパル
ス（０および０）が存在するときのパルスを
除去したものがe′信号となつているところにある
（e′パルスの除去パルスは、c′の０および０
とほぼ同期している１および１のパルスであ
る。）。

i′信号とc′信号とはオア回路３６に入り、出力
端子３８にはj′信号が得られる。また、c′信号と
d′信号とは、オア回路３７に入り、出力端子３９
に、h′信号が得られる。このように構成した第８
図回路のオア回路３６出力j′を第２図のオア回路
４の出力j′として、また第８図回路のオア回路３
７の出力k′を第２図のオア回路５の出力ｉに置き
換えることにより、前記の如き時間軸変動を伴つ
た変調信号の復調においても、復調クロツクパル
スｑの位相は変調入力信号ｆと同期し、復調誤動
作のない回路構成となる。

既に説明した如くMFM変調のアルゴリズムよ
り、1.5T₀パルスと、次の1.5T₀パルスの間の記録
データの状態は一般に次の２つの状態に分けられ
る。すなわち、状態(1)；“０”ビツトが連続する。

例えば“0000” 状態(2)；“１”ビツトの連続と、“０”ビツト
が１個のみ連続する。

例えば“11101111011” そして、この状態(1)と、状態(2)が1.5Tパルス
ごそに交互にくり返される。そして、同様MFM
のアルゴリズムより、状態(1)においては、常に記
録データの境界において、間隔T₀ごとに再生パ
ルスが発生し、状態(2)においては、記録データが
“１”の場合において、記録データの中心で再生
パルスが発生する。その間隔は、“１”が連続す
る場合は、T₀になり、“０”ビツトが１個存在す
ると、2T₀になる。

それ故、状態(1)と状態(2)が何らかの方法で判定
できるなら、状態(1)においては、発生パルスを、
0.5T₀遅延させた信号が記録データの中心を示す
クロツクとなり、状態(2)においては、発生パルス
と、発生パルスをT₀遅延させたパルスの加算信
号が、記録データの中心を示すクロツクとなる。

一方、状態(1)と状態(2)を判定する方法として、
1.5T₀パルスが発生するごとに、交番反転する信
号を作成し、再生パルスと、0.5T₀遅延させた信
号の加算信号と、再生パルスと1.5T₀遅延させた
信号の加算信号（第３図Ｐ）を、選択して取り出
す方法を用いる。この結果、交番反転信号が、正
常な極性であれば、選択された信号パルス列（第
３図Ｐ）のパルス間隔は、0.5T₀及びT₀の２種類
である。もし、この交番反転信号が、逆極性であ
れば、選択された信号パルス列（第３図Ｐ）のパ
ルス間隔は、0.5T₀，T₀，1.5T₀の３種類とな
る。

それ故、第２図の1.5T₀検出回路１２よつてこ
のパルス信号列より1.5T₀の信号が検出されるな
ら、この交番反転信号は、逆極性であると判断
し、第２図７及び８の交番反転信号を正常にもど
す作用をおこなう。

以上の説明結果より、選択されたパルス列の間
隔は、0.5T₀，T₀となり、第３図に示す信号アル
ゴリズムより明らかなごとく、T₀パルスのみの
信号を検出する。（すなわち、0.5T₀パルスを除去
する）ことにより、このパルス列が復調用クロツ
クとなる。なお、上記実施例構成は任意の入力デ
ータ系列に対し実現性があるのは勿論である。

以上に詳細に説明した如く、本発明のMFM復
調方式によれば、従来の復調方式に比して、外部
発振器を伴う位相同期回路が不要であり、したが
つて位相同期回路の位相をデータ位相に同期させ
るためのプリアンブル等も不必要になり、磁気記
録再生機等に於ける記録密度が向上する。

また、再生復調時のドロツプアウト等に関し
て、正常再生すると共に直ちにデータは復調さ
れ、前記位相同期回路の使用による同期ロツク時
間は不要となる。又、時間軸変動を伴つた再生変
調信号に対しても、クロツクパルスとデータパル
スの位相は常に一致するという利点をもつてお
り、回路構成も比較的簡単であり、その利用価値
は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、MFM変調および復調方式を説明す
るための信号波形図である。第２図は、本発明を
実施する装置の一例構成を示すブロツク図、第３
図はその各部信号波形図である。第４図は、第２
図に示す検出回路１２，１６の一例構成を示すブ
ロツク図であり、第５図はその各部信号波形図で
ある。第６図は、第２図に示す除去回路１３の一
例構成を示すブロツク図であり、第７図はその各
部信号を示す波形図である。第８図は、本発明を
実施する装置の他の例を示すブロツク図であり、
第９図はその各部信号を示す波形図である。１，１９，２４，２８……入力端子、２，３，
２９，３０，３１……遅延線、４，５，７，３
６，３７……オア回路、６，１２……1.5T₀間隔
パルス検出回路、８，１５……フリツプフロツ
プ、９〜１１……ナンド回路、１３……除去回
路、１４，１６，２１，２５，２６，３２，３４
……ワンシヨツトマルチ回路、１７……クロツク
パルス出力端子、１８……復調出力端子、２２，
３３，３５……アンド回路、２３，２７，３８，
３９……出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

１ MFM変調方式で変調された変調信号の復調
方式において、変調信号の最小ビツト長をT₀と
するとき、1.5T₀間隔の変調信号を第１の検出回
路で検出し、この第１の検出信号で出力電圧極性
が入力パルスにより交番反転する回路を駆動して
極性反転出力信号を得て、この出力信号の極性に
対応させ、入力変調信号よりT₀／２およびT₀遅
延した２つの遅延信号のそれぞれと入力変調信号
との合成信号を選定回路により選定出力し、この
選定出力のうちの1.5T₀間隔の信号を第２の検知
回路で検出し、この第２の検出信号を第１の検出
信号と共に上記電圧極性が入力パルスにより交番
反転する回路に印加し、上記選定出力から除去回
路を通して0.5T₀間隔のビツトを除去し、除去し
た後の選定出力により復調クロツクパルスを得る
ことを特徴とするMFM復調方式。