KR0178715B1

KR0178715B1 - 예측등화장치

Info

Publication number: KR0178715B1
Application number: KR1019930010872A
Authority: KR
Inventors: 박시훈
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR950001698A

Abstract

본 발명은 예측등화장치에 관한 것으로서, 특히 디지탈기록신호를 소정수의 지연소자를 이용하여 지연시키고, 지연신호들을 선형적으로 가감시키므로 자기기록시 로터리-트랜스포머와 자기헤드 및 자기기록매체에 기인하는 비선형진폭왜곡을 미리 보상하고, 이 출력을 자기기록채널에서 발생하는 위상왜곡에 대해 사전 보상한다. 따라서, 본 발명은 자기기록매체로부터의 신호재생시에 발생하는 재생파형의 비대칭, 진폭열화, S/N열화 및 피크-시프트를 줄일 수 있는 효과를 가져온다.

Description

예측등화장치

제1도는 본 발명에 의한 디지탈신호의 자기기록장치를 나타내는 블록도.

제2도는 제1도 장치의 예측등화장치를 나타내는 상세도.

제3(a)-(e)도는 제2도 예측등화장치의 각 위치에서의 신호파형을 설명하기 위한 도면.

제4도는 제2도 예측등화장치의 주파수 특성곡선.

제5도는 제2도 예측등화장치에 의한 임의의 데이타들에 대한 눈-패턴을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 진폭등화기 20 : 위상등화기

30 : 기록증폭기 100 : 예측등화장치

본 발명은 디지탈신호를 자기기록매체에 기록 및 재생하는 시스템에 관한 것으로서, 특히 기록/재생채널의 특성을 고려하여 기록신호의 진폭 및 위상을 사전 보상하므로써 재생되는 신호의 특성 열화를 방지하고, 재생시의 에러율을 감소시키므로써 디지탈 기록/재생시스템의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는 예측등화장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지탈 VCR, DISC, 및 DAT(Digital Audio Tape Recorder)등과 같이 디지탈신호를 기록 및 재생하는 시스템에서, 디지탈정보는 자기테이프 등의 기록매체에 기록되고, 재생에 의해 기록이전의 디지탈정보로 복원된다.

그런데, 이러한 기록/재생시스템의 경우, 기록헤드와 증폭기 사이에 위치한 로터리-트랜스포머(rotary-transformer), 자기기록헤드, 및 기록매체의 특성으로 인한 비선형진폭왜곡과, 기록신호의 부호간 간섭(ISI), 고역S/N열화 등의 영향에 따른 위상왜곡이 발생된다. 그 결과, 복원되는 데이타는 그 에러율(error-rate)이 증가하여, 디지탈 기록/재생시스템은 신호의 기록 및 재생에 대한 전반적인 성능 저하가 일어나는 단점이 있었다.

이러한 단점을 방지하기 위하여, 종래에는 기록증폭기의 로터리-트랜스포머 및 자기헤드의 인덕턴스값을 재질과 제조공정에서 줄이거나, 기록증폭기의 펄스트랜스포머의 인덕턴스값을 줄이므로써, 신호기록에 대한 채널 특성을 개선하였다.

기록채널의 특성을 개선하기 위해 사용된 방법으로는 기록증폭기의 앞단에 간단한 위상보상회로 및 고역통과필터를 설치하여 펄스의 오버슈트(overshoot) 및 언더슈트(undershoot)를 크게 하므로써, 고역의 주파수특성을 사전 강조하여 기록하는 방법이 있다.

하지만, 이러한 방법들은 채널 매개변수의 물리적, 제조적 특성이 만족할 만한 수준이 되지 못하여 이상적으로 채널특성을 보상하기에는 한계가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 기록매체에 기록하기 이전에 기록신호의 진폭과 위상을 사전 등화시켜 재생되는 신호의 에러율을 줄일 수 있는 예측등화장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예측등화장치는, 기록증폭기를 통해 일정크기로 증폭시켜 자기기록매체에 기록하기 위한 디지탈신호를 예측등화하기 위한 장치에 있어서, 상기 디지탈신호를 인가받아 기록채널특성에 기인한 디지탈신호의 진폭왜곡을 예측보상하기 위하여, 상기 디지탈신호를 일정 시간간격으로 지연하고 그 디지탈신호와 지연된 신호들을 선형적으로 가감시켜 디지탈신호의 고역성분을 강조하여 출력하는 진폭등화기 및 상기 진폭등화기로부터 출력되는 디지탈신호를 인가받아 기록채널특성에 기인한 위상왜곡을 예측보상하기 위하여, 상기 디지탈신호를 일정크기로 증폭하고 그 증폭된 신호의 위상을 조정하여 상기 기록증폭기로 출력하는 위상등화기를 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 디지탈신호의 자기기록장치를 나타내는 블록도이다. 제1도에 나타낸 장치는 전송채널특성을 고려하여 변조부(미도시)를 통해 인가되는 데이터를 사전 보상하는 예측등화장치(100)를 구비한다. 예측등화장치(100)의 출력단에는 등화된 신호를 일정 크기의 신호로 증폭시키는 기록증폭기(AMP_REC)(30)가 연결된다. 기록증폭기(30)의 출력단과 기록헤드 사이에는 로터리-트랜스포머(40)가 연결된다. 예측등화장치(100)는 기록할려는 신호의 진폭을 보상하는 진폭등화기(10)와, 진폭등화기(10)의 출력단에 연결되어 신호의 위상을 보상시키는 위상등화기(20)를 구비한다.

제1도에서, 자기테이프 등의 자기기록매체에 기록할려는 디지탈데이타는 변조부에 의해 변조되어 예측등화장치(100)의 진폭등화기(10)로 입력된다. 진폭등화기(10)는 자기기록매체의 미분특성 내지 고유의 채널특성으로 인한 고주파제한에 대해 사전에 고역성분을 강조한다. 진폭등화기(10)에 의해 고역이 강조된 신호는 위상등화기(20)에 의해 디지탈데이타의 기록시에 발생되는 위상왜곡이 사전 보상된다. 이러한 진폭등화기(10) 및 위상등화기(20)의 기능에 대한 구체적인 설명은 제2도를 통해 후술한다. 위상 보상된 신호는 기록증폭기(30)로 입력되어 일정 크기의 신호로 증폭되고, 로터리-트랜스포머(40)와 미도시된 기록헤드를 통해 기록매체에 기록된다.

제2도는 제1도 장치의 예측등화장치(100)를 나타내는 상세회로도이다. 제2도의 장치(100)에서, 진폭등화기(10)는 3-탭(tap)코사인 등화기로서, 그 전달함수(H)는 지연시간 1T에 대한 이득계수 K₁=1 이고, 0T, 2T에 대한 이득계수 K₂=1/2K₁일 때, H(jω)=(1K₁COSωT)exp(-jωT)로 표현된다. 즉, 진폭등화기(10)는 코사인(cosin)의 진폭특성과, 직선의 위상특성을 갖는 전형적인 트런스버설(transversal)필터의 특성을 갖는다. 이러한 전달함수를 갖는 진폭등화기(10)는 일반적인 트런스버설필터의 구조를 갖는 것으로, 지연시간간격 T를 갖는 복수개의 지연기(11, 13)와, 각 지연기의 출력신호를 선형적으로 가산하는 가산기(15)로 이루어진다. 그리고, 진폭등화기(10)는 기록할려는 신호의 고역성분을 강조하기 위하여 기록채널의 특성에 근거하여 기설정된 이득계수들(K_1,K₂)을 사용한다. 이득조절기(16)는 이득계수 K₁을 가지며, 이득조절기(17, 18)은 이득계수 K₂를 가진다.

위상등화기(20)는 진폭등화기(10)의 출력단에 연결되어 진폭등화된 신호를 일정크기로 증폭시켜 동상과 역상의 신호로 각각 출력하는 증폭기(25)와, 증폭기(25)의 동상출력단에 직렬로 연결되는 코일(L)과 콘덴서(C), 증폭기(25)의 역상출력단에 연결되는 가변저항기(VR)을 구비한다. 코일(L)과 콘덴서(C) 및 가변저항기(VR) 각각의 인덕턴스와 전기용량 및 저항값은 기록채널의 위상왜곡을 보상하기 위하여 미리 결정된 값을 사용한다.

제3(a)도 내지 제3(e)도는 제2도의 예측등화장치의 각 위치에서의 신호파형을 보여준다. 제3(a)도는 진폭등화기(10)로 입력되는 신호의 파형이고, 제3(b)도는 제3(a)도의 파형이 시간간격 T만큼 지연된 파형을 나타낸다. 제3(c)도는 제3(a)도의 파형과 제3(a)도의 파형이 시간간격 2T만큼 지연된 파형(미도시)의 차성분을 증폭한 결과의 파형을 보여준다. 제3(d)도는 제3(b)도의 파형과 제3(c)도의 파형이 선형적으로 가산되어 고역이 강조된 결과를 나타낸다. 제3(e)도는 제3(d)도의 파형이 위상보상되어 기록증폭기(30)로 입력되는 파형을 나타낸다.

제2도에서, 자기테이프 등의 소정 기록매체상에 기록하기 위한 디지탈데이타는 변조부(미도시)를 통해 변조된다. 변조된 신호는 ECL(emitter coupled logic circuit)레벨로 바뀌어(제3(a)도의 파형) 진폭등화기(10)로 입력된다. 진폭등화기(10)로 입력되는 데이타는 도시되지 않은 변환기에 의해 TTL(transistor-transistor logic circuit)레벨에서 ECL레벨로 변환된다. ECL레벨로 변환된 신호(제3(a)도의 파형)가 진폭등화기(10)로 입력되면, 이득조절기(16)는 이득계수(K₁)에 따라 입력신호의 이득을 조절하여 제1지연기(11)와 가산기(15)로 출력한다. 제1지연기(11)는 입력받은 신호를 일정시간간격 T만큼 지연하여 제2지연기(13) 및 가산기(15)로 출력한다. 제2지연기(13)는 제1지연기(11)로부터 인가되는 제1지연신호(제3(b)도의 파형)를 다시 일정시간간격 T만큼 지연시켜 가산기(15)로 인가한다. 제1지연기(11)의 입력단과 가산기(15) 사이에 위치한 이득조절기(17)는 이득계수(K₂)에 따라 이득조절된 원신호를 가산기(15)로 출력한다. 또한, 제2지연기(13)의 출력신호는 이득계수(K₂)를 갖는 이득조절기(18)에 의해 이득조절되어 가산기(15)로 입력된다. 가산기(15)는 우선 원신호(제3(a)도의 파형)와 제2지연신호의 차성분을 구해 증폭시키고(제3(c)도의 파형), 다음에는 원신호(제3(a)도의 파형)와 제2지연신호의 차만큼 증폭된 신호(제3(c)도의 파형)와 제1지연신호(제3(b)도의 파형)를 선형적으로 가산시켜 입력된 신호의 고역성분이 강조되는 진폭보상을 수행한다. 가산기(15)는 각 입력단자를 통한 입력신호들을 선형적으로 가산하여 제3(d)도와 같은 고역주파수가 강조된 파형을 구한다. 위상등화기(20)의 증폭기(25)는 고역의 주파수가 강조된 제3(d)도의 파형을 입력받아 일정 크기의 신호로 증폭시켜 동일 위상의 증폭신호와 위상이 반전된 증폭신호로 각 출력한다. 증폭기(25)의 동상 증폭단에 코일(L)과 콘덴서(C)가 직렬연결된 공진회로와, 역상증폭단에 연결된 가변저항기(VR)의 저항값을 통해 위상왜곡을 사전 보상하고 진폭등화시의 위상의 틀어짐을 역시 사전 보상한다.

제4도는 제2도의 장치에서 기록전류의 주파수특성을 나타내는 곡선으로, 제4도의 M은 등화전의 주파수특성을 나타내고, 제4도의 N은 제2도 장치에서의 기록전류의 주파수특성을 나타낸다. 기록전류의 고역특성은 제4도에 도시된 바와 같이 기록데이타비트율의 주파수대역이상으로 나타나게 된다.

제5도는 임의의 기록신호에 대한 제2도 장치의 기록전류를 눈-패턴(eye-pattern)으로 측정한 것으로, 눈-패턴의 개구율은 기록을 위해 변조된 신호와 동일하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 예측등화장치는, 기록시 진폭 및 위상등화수단을 구비하여 채널특성을 사전 보상하므로써 기록전류의 파형의 상승시간과 하강시간이 동일하게 작게 나오게 된다. 뿐만 아니라, 본 발명을 구현한 장치는 재생시 재생파형의 비대칭, 피크-시프트(peak-shift), 고역진폭열화 및 반치폭넓어짐현상을 개선시켜 데이타복구시 에러율이 감소되어 시스템의 성능을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims

기록증폭기를 통해 일정크기로 증폭시켜 자기기록매체에 기록하기 위한 디지탈신호를 예측등화하기 위한 장치에 있어서, 상기 디지탈신호를 인가받아 기록채널특성에 기인한 디지탈신호의 진폭왜곡을 예측보상하기 위하여, 상기 디지탈신호를 일정시간간격으로 지연하고 그 디지탈신호와 지연된 신호들을 선형적으로 가감시켜 디지탈신호의 고역성분을 강조하여 출력하는 진폭등화기; 및 상기 진폭등화기로부터 출력되는 디지탈신호를 인가받아 기록채널특성에 기인한 위상왜곡을 예측보상하기 위하여, 상기 디지탈신호를 일정크기로 증폭하고 그 증폭된 신호의 위상을 조정하여 상기 기록증폭기로 출력하는 위상등화기를 포함하는 예측등화장치.
제1항에 있어서, 상기 진폭등화기는 상기 기록할려는 디지탈신호를 일정시간간격으로 지연하여 출력하는 다수의 지연기들; 상기 지연기들에 의해 지연된 신호들과 상기 지연기들로 입력하기 이전의 원신호 각각을 가변저항을 이용하여 이득제어하기 위한 이득조절기들; 및 상기 이득조절기들의 출력신호를 인가받아 선형적으로 가산하여 출력하는 가산기를 구비함을 특징으로 하는 예측등화장치.
제1항에 있어서, 상기 위상등화기는 상기 진폭등화된 신호를 일정 크기의 신호로 증폭시켜 동상의 증폭신호와 위상이 반전된 역상의 증폭신호로 각 출력하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 동상증폭신호 출력단에 순차적으로 직렬로 연결되는 코일과 콘덴서, 상기 증폭기의 역상증폭신호 출력단에 연결되는 가변저항을 구비하여, 상기 코일의 인덕턴스와 콘덴서의 전기용량 및 가변저항의 저항값을 기록채널특성에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 예측등화장치.
제2항에 있어서, 상기 가산기는 상기 원신호와 2차지연된 신호의 차신호의 역상과 1차지연된 신호의 동상을 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 예측등화장치.
제4항에 있어서, 상기 지연기들의 지연시간 및 상기 이득조절기들의 이득계수들은 상기 기록채널의 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 예측등화장치.