KR0139126B1 - 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동기록킹을 안정화시켜 비트에러율을 낮출 수 있도록 한 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치에 관한 것으로, SD-DVCR의 트랙패턴의 규정에 의해 드럼에 감겨지는 기록매체의 감긱각이 180°보다 작아 재생신호가 없는 무신호구간이 주기적으로 발생되는 경우 피크치검출기 등을 이용하여 무신호구간을 판별하고 무신호구간에 소정 발진주파수를 공급하므로써 동기록킹을 안정적으로 유지시킬 수 있다. 따라서, 외란 등에 의해 노이즈가 혼입되더라도 본래의 신호를 재생할 수 있는 효과가 있다.

Description

디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치

제 1 도는 종래의 디지탈브이씨알의 재생계를 나타내는 구성도,

제 2 도는 재생신호와 헤드스위칭신호의 관계를 보여주는 예시도로서,

(a) 는 기록매체의 감긱각이 180°인 경우,

(b) 는 기록매체의 감긱각이 174°인 경우,

제 3 도(a) 는 본 발명의 동기클럭 안정화장치가 적용된 PLL의 구성도,

제 3 도(b) 는 제 3 도(a)의 각부 입출력파형도,

제 4 도(a) 는 제 3 도(a)의 피크검출기와 이득조정 및 클램프의 상세구성도,

제 4 도(b) 는 제 4 도(a)의 각부 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전자변환부20 : 증폭기

30 : 등화기40 : 지연부

50 : 제 1 데이타검출부60 : 래치부

70 : PLL71, 71a : 제 2 데이타검출부

72, 72a : 주파수체배기73, 73a : 위상비교기

74, 74a : 루프필터75, 75a : VCO

80 : 신호판정부81 : 피크치검출기

82 : 위상조정 및 클램프83 : 발진부

84 : 전환부

본 발명은 기록매체에 기록된 디지탈신호를 픽업하여 재생하는 디지탈브이씨알의 재생장치에 관한 것으로, 특히 드럼에 감겨지는 기록매체의 감긱각이 180°보다 작아 재생신호가 없는 무신호구간이 발생하더라도 무신호구간에 의사재생데이타를 공급하므로써 동기록킹을 안정화시켜 궁극적으로 비트에러율(Bit Error Rate ; 이하, BER라 약칭함.)을 낮출 수 있도록 한 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치에 관한 것이다.

제 1 도는 종래의 디지탈브이씨알의 재생계를 나타내는 구성도로서, 헤드와 트랜스포머로 이루어진 전자변환부(10)를 구비한다. 전자변환부(10)에 의해 검출된 기록신호는 증폭기(20)에 인가된다. 증폭기(20)는 검출한 기록신호가 미약하므로 적정레벨로 증폭한다. 증폭부(20)의 출력단에 연결된 등화기(30)는 픽업 및 증폭과정에서 발생된 비선형특성을 보상하기 위해 증폭신호의 이득과 위상을 보상한 다음 지연부(40)로 출력한다. 지연부(40)는 등화된 재생신호를 한 비트(여기서는 재생계 전반의 처리속도의 기준이 되는 재생클럭신호의 한 주기를 뜻한다.)만큼 지연함과 아울러 본래의 등화신호에 지연된 등화신호를 혼합하여 제 1 데이타검출부(50)로 출력한다. 이어서, 제 1 데이타검출부(50)는 아날로그 형태의 등화신호를 입력받아 설정된 기준레벨에 따라 구형파로 변환한다. 즉, 등화신호를 디지탈형태의 데이타신호로 변환하기 위해 기설정된 임계레벨보다 크면 '하이'신호를 출력하고 그 임계레벨보다 작으면 '로우'신호를 출력한다. 제 1 데이타검출부(50)의 출력단에 접속된 래치부(60)는 PLL(70)의 VCO(75)가 출력하는 동기용 클럭신호에 따라 디지탈형태의 데이타신호를 래치하며, 인가되는 래치클럭(미도시)에 따라 래치한 데이타를 출력한다. 이후, 래치부(60)의 출력데이타는 재생계에 의해 신호처리된다.

이와 같이 기록매체로부터 신호를 원할하게 재생하기 위해서는 기록속도에 따라 재생속도를 맞추어 주어야 하는데, 재생헤드가 기록신호를 픽업하는 도중에 기구적인 변동요인이나 드럼과 기록매체의 마찰로 인해 일정속도로 픽업하지 못하여 규정속도보다 늦어지거나 빨라지는 현상이 발생한다. 따라서, 동기를 맞추기 위해서는 가변적인 재생속도에 따라 동기용 클럭을 가변시키는 PLL(70)을 사용한다.

여기서, 상기 PLL(70)이 수행하는 동작을 구체적으로 설명한다. 상기 등화기(30)의 출력단에 접속된 PLL(70)은 등화신호로 부터 동기용 클럭을 추출하기 위한 것으로, 제 1 도에서 알 수 있는 바와 같이 PLL(70)은 제 2 데이타검출부(71), 주파수체배기(72), 위상비교기(73), 루프필터(74) 및 VCO(75)로 이루어진다. 먼저, 제 2 데이타검출부(71)는 등화기(30)에 의해 등화된 아날로그형태의 등화신호를 입력받아 구형파를 추출하는데, 제 1 데이타검출부(50)와 기능상 동일하다. 즉, 기설정된 임계레벨보다 크면 '하이'신호를 출력하고 그 임계레벨보다 작으면 '로우'신호를 출력하므로 펄스폭이 다른 구형파를 출력한다. 특히, SD-DVCR(Standard Definition Digital VCR; 이하 SD-DVCR이라 함)인 경우 제 2 데이타검출부(71)의 출력신호의 주파수는 약 21 MHz이다. 제 2 데이타검출부(71)의 출력단에 접속된 주파수체배기(72)는 구형파로 변환된 데이타를 2배만큼 주파수를 체배한다. 이는 나이퀴스트 주파수(Nyquist)를 맞추기 위한 것으로 통상적으로 사용하는 기법이다. 2배 주파수체배된 구형파신호는 위상비교기(73)에서 VCO(75)로부터 궤환되는 클럭신호와 비교되며, 위상비교기(73)는 그 위상차에 비례하는 조정신호를 출력한다. 이 조정신호는 루프필터(74)에 의해 유효대역 이상이 제거된 후 VCO(75)에 인가된다. VCO(75)는 필터링된 조정신호에 따라 가변되는 동기용 클럭을 위상비교기(73)와 래치부(60)로 각각 출력한다.

그러나, SD-DVCR에 적용하는 데이타포맷에 의하면 드럼에 감겨지는 기록매체의 감긴각을 174 °로 규정하고 있다. 따라서, 통상 감긴각이 180°인 경우와 대비해 볼때 무신호구간이 불가피하게 발생된다. 이를 제 2 도를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

제 2 도는 재생신호와 헤드스위칭신호의 관계를 보여주는 예시도로서, (a)는 일반적으로 기록매체의 감긴각이 180°인 경우이고, (b)는 기록매체의 감긴각이 174°인 경우이다. 도시한 바와 같이, 제 2 도(a)에서 재생신호(PB1)는 드럼의 A헤드와 B헤드가 번갈아 픽업하는 동작에 의해 형성되는 것으로 각 헤드에 따른 재생신호 즉, A채널과 B채널이 교대로 형성되며 이는 서보계에서 발생되는 헤드스위칭신호(HDS)와 비교할 때 신호의 전환시기가 일치함을 알 수 있다. 물론 기록매체의 감긴각이 180°이므로 A채널과 B채널 사이에 공백이 생기는 무신호구간은 발생되지 않으므로 재생신호의 일단을 인가받아 그 궤환입력과의 차이에 따라 동기를 맞추는 동기록킹구간은 지속적으로 유지된다. 반면에, 제 2 도(b)와 같이 기록매체의 감긴각이 174°이면 헤드스위칭신호(HDS)와 재생신호(PB2)는 정확하게 일치하지 않아 A채널과 B채널 사이에 공백 즉, 무신호구간이 발생한다. 이는 기록매체의 감긴각이 180°보다 6°가 작아 그에 대응하는 구간에 재생신호가 발생하지 않도록 설계되어 있기 때문이다. 따라서, 채널신호가 끝나는 시점부터 헤드스위칭신호가 반전되는 시점까지 무신호구간이 발생함에 따라 동기록킹구간도 일시적으로 불안정해지는 구간이 발생하는데, 채널신호가 변경될때마다 이러한 무신호구간은 주기적으로 발생된다.

이러한 무신호구간에서 상술한 PLL(70)은 재생신호(A채널 또는 B채널)에서 추출하는 동기용 클럭을 출력할 수 없으므로 특정한(통상 41.85MHz) 중심주파수로 자주발진(free run)하여 동기를 유지하려 한다. 이후, 재차 재생구간으로 전환되면 전술한 방식에 의해 재생신호에 따라 동기용 클럭신호를 출력하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 디지탈브이씨알의 재생장치는 재생구간과 무신호구간이 번갈아 발생되어 동기록킹구간이 불연속적으로 나타남에 따라 무신호구간에서 재생구간으로 천이시 또는 재생구간에서 무신호구간으로 천이시 위상비교기(73)에서 출력하는 조정신호는 과도하게 변동되어 VCO(73)가 출력하는 클럭신호도 불안정해진다. 이에 따라, 외란(外亂)등에 의해 노이즈가 혼입되면 본래의 데이타를 록킹하지 못하고 엉뚱한 데이타를 록킹하게 되어 비트에러율(BER)이 커지게 되는 문제점이 있었다.

이를 방지하기 위해 기록매체에 기록시 무신호구간에 고주파성분)의 특정신호(예로 41.85MHz)를 기록하므로써 재생시 안정적으로 동기록킹할 수 있으나 별도의 절환장치와 특정신호발생장치를 구비하여야 할 뿐만 아니라 특정신호와 순수한 기록신호 사이에 신호간섭을 일으킴으로 인해 재생시 본래의 기록신호가 정확하게 재생되지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 재생신호의 피크치를 검출하는 피크검출기를 이용하여 무신호구간을 판별하고 무신호구간에만 선택적으로 의사재생데이타를 공급하므로써 동기록킹을 안정화시킬 수 있도록 한 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 전자변환부에 의해 전기적신호로 변환된 기록신호를 증폭하거나 특성보상하는 증폭기와 등화기를 구비하고 PLL이 출력하는 클럭신호에 따라 기록신호를 재생하는 디지탈브이씨알의 재생장치에 있어서, 상기 등화기의 출력단에 연결되며, 아날로그형태의 등화신호를 입력받아 기설정된 임계레벨에 따라 구형파신호로 변환하는 데이타검출부와, 상기 데이타검출부와는 별개로 상기 등화기의 출력단에 연결되며, 등화기를 통해 특성보상된 등화신호를 입력받아 재생신호가 없는 무신호구간을 판별하고 판별에 따른 구간식별신호를 출력하는 신호판정부와, 소정 주기의 발진신호를 출력하는 발진부와, 상기 데이타검출부와 발진부의 출력단에 공통연결되며, 상기 신호판정부가 출력하는 구간식별신호에 따라 구형파신호와 발진신호를 선택적으로 스위칭하는 전환부에 의하여 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 3도(a)는 본 발명의 동기클럭 안정화장치가 적용된 PLL의 구성도이며, 제 3도(b) 는 (a)의 각부 입출력파형도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 동기클럭 안정화장치가 적용된 디지탈브이씨알의 PLL은 제 1 도에 도시된 종래의 디지탈브이씨알의 PLL(70)에 비해 대략 동일한 구성을 갖는다. 다만, 제 2 데이타검출부(71a)와 주파수체배기(72a) 사이에 전환부(84)가 접속되어 신호판정부(80)에서 인가되는 구간식별신호에 따라 제 2 데이타검출부(71a)와 발진부(83)의 출력신호를 선택적으로 스위칭하고 있다. 따라서, 제 1 도와 동일한 구성요소에 대해서는 중복되므로 생략하거나 간략히 설명한다.

제 3 도(a)에서 신호판정부(80)는 등화기로부터 등화신호(ⓐ)를 입력받아 재생신호가 없는 무신호구간을 검출하고 그에 따른 구간식별신호(ⓑ)를 출력하는 것으로, 등화기에서 입력되는 등화신호(ⓐ)의 피크치를 검출하여 피크신호를 출력하는 피크치검출기(81)와 그 피크신호를 반전시켜 이득을 조정하고 신호선단을 고정시키는 이득조정 및 클램프(82)로 이루어진다. 이를 제 4 도(a)와 (b)에 따라 좀더 구체적으로 설명한다.

먼저, 등화기에서 출력하는 등화신호의 피크치를 검출하는 피크치검출기(81)가 수행하는 동작을 설명한다. 제 4 도(b)에 도시한 등화신호(Vi)는 소정 전압값의 형태로 증폭기(A1)의 비반전단자(+)에 인가되며, 반전단자(-)에는 증폭기(A2)의 출력신호가 궤환입력된다. 상기 증폭기(A1)의 출력단에는 다이오드(D1)와 일측이 접지된 캐패시터(C1) 및 저항(R1)이 연결된다. 또, 다이오드(D1)의 출력측에는 증폭기(A2)의 비반전단자(+)가 연결된다. 따라서, 아날로그형태의 등화신호(Vi)는 증폭기(A1)를 거친 후 상기 캐패시터(C1) 및 저항(R1)에 의해 결정되는 시정수(RC)에 따라 적분된다. 즉, 다이오드(D1)가 '온'상태이면 캐패시터(C1)는 충전동작을 수행하며, 다이오드(D1)가 '오프'상태이면 캐패시터(C1)는 방전동작을 수행한다. 충/방전에 따른 캐패시터(C1)의 전압값을 인가받는 증폭기(A2)가 출력하는 신호는 등화신호의 피크치로 나타나며, 제 4 도(b)에 굵은 선으로 도시한 피크신호(P)가 검출된다. 한편, 상기 피크신호(P)는 증폭기(A1)(A2)의 반전단자(-)에 각각 궤환입력됨과 아울러 피크치검출기(81)의 후단에 연결된 이득조정 및 클램프(82)로 인가된다. 상기 이득조정 및 클램프(82)는 피크신호(P)를 반전시켜 증폭하는 증폭기(A3)와 그것의 궤환측에 접속된 가변저항(Vr)의 조정에 의해 이득이 조정된다. 상기 증폭기(A3)의 출력신호는 제 4도(b)에 도시한 바와 같이 기준레벨(GND)보다 신호선단이 낮게 나타나므로 이득조정된 증폭기(A3)의 출력신호의 선단을 고정시키기 위해 캐패시터(C2)와 다이오드(D2) 및 저항(R2)으로 구성되는 클램프회로를 사용하며, 각 소자의 특성값은 실험치로 얻어진다. 따라서, 이득조정 및 클램프(82)의 출력신호(Vo)는 제 4 도(b)에 도시한 바와 같이 기준레벨(GND)에 신호선단이 고정됨을 알 수 있다. 전술한 등화신호(Vi)에 비해 상기 출력신호(Vo)는 등화신호(재생신호)의 유무에 따라 '하이' 또는 '로우'상태로 나타나므로 재생신호가 있는 재생구간과 재생신호가 없는 무신호구간을 식별키 위한 구간식별신호로 사용할 수 있다.

다시, 제 3 도(a)에서 제 2 데이타검출부(71a)와 발진부(83)에 공통연결된 전환부(84)는 신호판정부(80)에서 출력하는 구간식별신호(ⓑ)을 입력받아 스위칭동작을 수행한다. 상기 제 2 데이타검출부(71a)는 아날로그 형태의 등화신호(ⓐ)를 입력받아 설정된 기준레벨에 따라 구형파로 변환하여 출력하며, 상기 발진부(83)는 클럭신호의 중심주파수(fo;41.85MHz)를 2로 나눈 발진주파수(fo/2)로 발진하는 발진신호(ⓒ)를 출력한다. 일예로, 상기 전환부(84)는 재생구간에서 무신호구간으로 전환되는 시점 즉, 신호판정부(80)로부터 '하이'상태의 구간식별신호(ⓑ)가 입력되면 단자(b)로 스위칭하여 발진부(83)에서 출력하는 발진데이타(ⓒ)를 후단의 주파수체배기(72a)로 출력하며, 무신호구간에서 재생구간으로 전환되는 시점 즉, '로우'상태의 구간식별신호(ⓑ)를 입력받아 단자(a)로 스위칭하여 제 2 데이타검출부(71a)가 출력하는 동기용 데이타(ⓓ)를 후단의 주파수체배기(72a)로 출력한다. 상기 제 2 데이타검출부(71a)에서 출력하는 동기용 데이타(ⓓ) 또는 발진부(83)에서 출력하는 발진데이타(ⓒ)는 주파수체배기(72a)에 의해 2배만큼 체배된 후 후단의 위상비교기(73a)에 인가된다.

이와 같은 전환부(84)의 전환동작에 의해 동기용 데이타(ⓓ) 또는 발진데이타(ⓒ)를 선택적으로 스위칭함에 따라 위상비교기(73a)는 체배된 동기용 데이타(ⓓ) 또는 발진데이타(ⓒ)와 VCO(75)의 클럭신호의 위상차를 비교하여 그 위상차에 비례하는 조정신호를 출력한다. 이 조정신호는 루프필터(74a)에 의해 유효대역 이상이 제거된 후 VCO(75a)에 인가된다. VCO(75a)는 필터링된 조정신호에 따라 가변되는 클럭신호를 위상비교기(73a)와 재생계로 각각 출력한다.

따라서, 재생신호가 발생되지 않는 무신호구간에서는 재생클럭의 반만큼에 해당하는 발진주파수를 공급함에 따라 VCO(75a)가 출력하는 클럭신호는 구간천이시 적응적으로 가변되며, 이 클럭신호에 따라 동기록킹하는 재생계는 본래의 재생데이타를 정확하게 재생할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 피크치검출기 등을 이용하여 재생신호가 없는 무신호구간을 판별하여 분주데이타를 무신호구간에만 선택적으로 공급하므로써 동기록킹을 안정적으로 유지시킬 수 있으므로 외란 등에 의해 노이즈가 혼입되더라도 본래의 신호를 재생할 수 있어서 비트에러율이 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 전자변환부에 의해 전기적신호로 변환된 기록신호를 증폭하거나 특성보상하는 증폭기와 등화기를 구비하고 PLL이 출력하는 클럭신호에 따라 기록신호를 재생하는 디지탈브이씨알의 재생장치에 있어서,

   상기 등화기의 출력단에 연결되며, 아날로그형태의 등화신호를 입력받아 기설정된 임계레벨에 따라 구형파신호로 변환하는 데이타검출부;

   상기 데이타검출부와는 별개로 상기 등화기의 출력단에 연결되며, 등화기를 통해 특성보상된 등화신호를 입력받아 재생신호가 없는 무신호구간을 판별하고 판별에 따른 구간식별신호를 출력하는 신호판정부;

   소정 주기의 발진신호를 출력하는 발진부;

   상기 데이타검출부와 발진부의 출력단에 공통연결되며, 상기 신호판정부가 출력하는 구간식별신호에 따라 구형파신호와 발진신호를 선택적으로 스위칭하는 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이타검출부는 등화신호가 기설정된 임계레벨보다 크면 '하이'신호를 출력하고 그 임계레벨보다 작으면 '로우'신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 신호판정부는 재생신호가 없는 무신호구간을 검출하기 위해 등화신호를 입력받아 피크치(포락선)를 검출하는 피크치검출기와 그 피크신호를 반전시켜 이득을 조정하고 신호선단을 고정시키는 이득조정 및 클램프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 피크치검출기는 비반전단자(+)와 반전단자(-)를 통해 등화신호와 제 2 증폭기가 출력하는 피크신호를 각각 인가받는 제 1 증폭기와, 그 출력단에 연결되는 제 1 다이오드와, 상기 제 1 다이오드의 출력단에 비반전단자(+)가 접속되며 반전단자(-)에 자기궤환되는 제 2 증폭기와, 상기 제 1 다이오드와 제 2 증폭기 사이에 일측이 연결되고 타측이 접지된 제 1 캐패시터 및 제 1 저항을 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 캐패시터는 제 1 다이오드가 '온'상태이면 충전동작을 수행하며, 제 1 다이오드가 '오프'상태이면 방전동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 이득조정 및 클램프는 상기 제 2 증폭기가 출력하는 피크신호를 반전증폭하며 궤환측에 접속된 가변저항의 조정에 의해 반전증폭신호의 이득을 조정하는 제 3 증폭기와, 반전증폭신호의 신호선단을 고정시키기 위해 상기 제 3 증폭기의 출력단에 연결되는 제 2 캐패시터와, 상기 제 2 캐패시터의 출력단에 일측이 연결되고 타측이 접지된 제 2 다이오드와 제 2 저항을 구비한 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 발진부는 무신호구간에서 동기록킹을 원할하게 하기 위해 21MHZ의 중심주파수로 발진하는 발진신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전환부는 무신호구간에서 재생구간으로 전환되는 경우 신호판정부로부터 '로우'상태의 구간식별신호를 입력받아 제 1 단자로 스위칭하여 등화신호로부터 추출한 상기 데이타검출부의 동기용 데이타를 출력하며, 재생구간에서 무신호구간으로 전환되는 경우 '하이'상태의 구간식별신호가 입력받아 제 2 단자로 스위칭하여 상기 발진부의 발진데이타를 출력하는 것을 특징으로 하는 디지탈브이씨알의 동기클럭 안정화장치.