KR100244771B1 - 디지탈 자기 기록/재생 시스템의 보간 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지탈 VCR에서 자기 기록 매체로부터 재생된 부호 데이터를 샘플링한 데이터와 실제 부호 데이터간의 타이밍을 보상하는 홀드 신호를 발생하는 보간 필터에 관한 것으로, 이 보간 필터는: 상기 위상 오차 신호를 상기 보간 계수(W)에 가산하는 제 1 가산기; 상기 샘플링된 데이터를 순차적으로 저장하는 다수의 버퍼를 가지며, 상기 순차적으로 저장되는 샘플링 데이터가 저장되는 버퍼의 어드레스를 순차적으로 출력하는 링 버퍼 수단; 상기 누산 모듈에서 위상 오차 신호의 누산된 값을 이용하여 상기 링 버퍼 수단의 저장 영역내 저장된 샘플링된 데이터를 억세스하는 제 1 판독 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단; 상기 링 버퍼 수단에 대한 데이터의 기록 및 판독 비율을 조정함으로써 상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 상기 누산 모듈로하여금 상기 이전의 누산 위상 오차를 유지시키는 홀드 신호(HOLD)를 생성하는 홀드 신호 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로한다.
Description
본 발명은 디지탈 자기 기록/재생 시스템(이하 "디지탈 VCR" 이라함)에 관한 것으로, 특히 디지탈 VCR로부터 재생되는 디지탈 데이터 신호를 부분 응답 채널을 이용하여 검출하는 비동기식 데이터 검출 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 디지탈 VCR은 권선형 자기 헤드와 로터리 트랜스를 통하여 자기 테이프와 같은 자기 매체를 자화시킴으로써 디지탈 신호를 기록하고, 자기 테이프에 기록된 데이터의 자속 변화를 증폭하고 증폭된 신호를 디지털 데이터로 복원함으로써 자기 매체에 기록된 데이터를 재생한다.
디지탈 VCR의 재생 모드는 자기 매체로부터 재생되는 데이터의 샘플링 주파수를 직접 조절함으로써 자기 매체에 기록되는 데이터의 기록 주파수와 타이밍을 제어하는 동기 샘플링 모드와 기록 매체에 기록된 심볼 데이터를 기록 주파수와 상이한 샘플링 주파수로 샘플링하고 샘플링된 데이터와 기록 데이터와의 타이밍을 동기화하는 비동기 샘플링 모드를 포함한다.
비동기 샘플링 모드의 디지탈 VCR은 보간 필터를 이용하여 샘플링 신호와 시간적으로 이격된 실제 부호 데이터와의 거리를 산출하고 이를 보정하는 기능을 수행한다.
도 3을 참조하면, 디지탈 VCR이 비동기 샘플링 모드에서 동작하는 경우에 자기 기록 매체에 기록된 심볼 데이터와 비동기 샘플링 주파수의 매 샘플링 포인트에 따라 샘플링되는 데이터간의 위상차를 설명하는 타이밍도가 도시된다. 동 도면에서, "Ts" 는 "m"이라는 임의의 시점에서 샘플링된 재생 신호의 레벨을 나타내며, "Ti" 는 "k"라는 임의의 시점에서 실제 자기 테이프에 기록된 신호의 레벨을 나타낸다. 도시된 바와같이, 시간이 경과함에 따라 샘플링된 신호와 실제 기록된 부호 데이터간에는 위상 차가 점차적으로 누적되어 증가하는것을 알 수 있다. 따라서, 누적된 위상차가 일정 범위를 벗어나게되어 정확한 샘플링 타이밍을 제공할 수 없게된다.
그러므로, 본 발명은 디지탈 VCR에서 샘플링 시점들 사이에 존재하는 위상 오차 신호가 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 시점을 검출하는 보간 필터를 제공하는 것을 그 목적으로한다.
상술한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따르면, 자기 기록 매체로부터 재생된 부호 데이터를 기설정 샘플링 주파수에 따라 샘플링한 디지탈 데이터로부터 상기 자기 기록 매체에 기설정 기록 주파수로 기록된 부호 데이터를 추정하는 데이터 검출기와, 상기 디지탈 데이터를 부분 응답 채널 특성을 갖는 등화 신호로서 출력하는 적응형 등화 수단과, 상기 추정된 부호 데이터들간의 변위량을 나타내는 위상 오차를 검출하는 위상 검출 수단과, 상기 샘플링 데이터의 샘플링 주파수대 상기 부호 데이터의 기록 주파수와의 비를 나타내는 보간 계수(W)를 이용하여 상기 위상 오차를 보상함으로써 상기 샘플링된 데이터와 상기 기록된 실제 부호 데이터간의 타이밍을 보상하는 보간 필터를 구비하는 디지탈 VCR에 있어서, 상기 보간 필터는: 상기 위상 오차 신호를 상기 보간 계수(W)에 가산하는 제 1 가산기; 상기 제 1 가산기의 출력을 누산하여 누산된 위상 오차를 생성하는 누산 수단; 임펄스 응답 필터의 이상적인 응답 특성 곡선에서 상기 샘플링 주파수의 매 샘플링 시간에 대응하는 응답 값을 필터 계수로서 저장하는 다수의 필터 계수 저장 영역을 가지는 룩업 테이블 메모리; 상기 샘플링된 데이터를 순차적으로 저장하는 다수의 버퍼를 가지며, 상기 순차적으로 저장되는 샘플링 데이터가 저장되는 버퍼의 어드레스를 순차적으로 출력하는 링 버퍼 수단; 상기 누산 모듈에서 위상 오차 신호의 누산된 값을 이용하여 상기 링 버퍼 수단의 저장 영역내 저장된 샘플링된 데이터를 억세스하는 제 1 판독 어드레스와 상기 룩업 테이블내에 저장된 필터 계수를 억세스하는 제 2 판독 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단; 상기 제 1 판독 어드레스에의해 상기 링 버퍼 수단으로부터 판독되는 각각의 샘플링 데이터와 상기 제 2 판독 어드레스에의해 상기 룩업 테이블 메모리 로부터 판독되는 각각의 필터 계수를 곱하고, 각기 곱해진 값들을 상기 보간된 신호로서 상기 적응형 등화 수단으로 출력하는 가산 수단;
상기 링 버퍼 수단에 대한 데이터의 기록 및 판독 비율을 조정함으로써 상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 상기 누산 모듈로하여금 상기 이전의 누산 위상 오차를 유지시키는 홀드 신호(HOLD)를 생성하는 홀드 신호 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로한다.
도 1은 본 발명의 보간 필터를 이용하는 비동기 샘플링 모드의 디지탈 자기 기록/재생 시스템의 개략적인 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 보간 필터의 상세 구성도,
도 3은 임의의 시간에서 샘플링 시간과 데이터 시간과의 차를 도시하는 설명도,
도 4는 유한 응답 필터의 이상적인 응답 특성 곡선을 도시하는 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : 보간 필터30 : 적응형 결정 궤환 등화기
60 : 위상 검출부230 : 누산 모듈
260 : 링 버퍼부270 : 룩업 테이블
290 : 홀드 신호 발생부
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 보간 필터를 이용하는 디지탈 VCR의 개략적인 블록도가 도시된다. 도시된바와같이, 디지탈 VCR은 헤드 앰프(10), 아날로그/디지탈("A/D") 변환기(16), 보간 필터(interpolation filter)(20), 위상 검출부(60), 적응형 결정 궤환 등화부(30) 및 데이터 검출기(50)를 포함한다.
디지탈 VCR내 자기 테이프(12)에 기록된 신호는 헤드 드럼상에서 교번적으로 스위칭되는 한쌍의 비디오 헤드(14)에 의해 재생되고, 헤드 앰프(10)에의해 증폭된다. A/D 변환기(16)는 외부로부터 제공되는 고정 클럭에 따라 일정한 샘플링 주파수로 헤드 앰프(10)에서 증폭된 신호를 샘플링하여 샘플된 재생 신호를 보간 필터(20)로 제공한다.
위상 검출부(60)는 데이터 결정기(60)로부터의 생존한 신호를 이용하여 위상 변화량을 위상 오차로서 검출하고 검출된 위상 오차 신호를 보간 필터(20)로 전달한다.
보간 필터(20)는 위상 검출부(100)와 제어부(도시안됨)로부터 제공되는 샘플링 클럭 주파수 대 기록 클럭 주파수간의 비를 나타내는 보간 계수(W)에 따라 A/D 변환기(16)로부터 샘플링된 데이터 신호에 대한 위상 보상을 수행하며, 보간 필터(20)의 출력은 적응형 결정 궤환 등화기(adaptive decision feedback equalizer)(30)로 제공된다.
적응형 결정 궤환 등화기(30)는 기록 매체로부터 재생된 신호를 이상적인 PR4 채널 응답을 만족시키는 등화 신호를 생성하여 데이터 검출기(50)로 입력된다.
데이터 검출기(60)는 적응형 결정 궤환 등화기(30)로부터 제공된 등화 신호의 부호 열로부터 실제 테이프에 기록된 부호 데이터에 가장 가까운 부호 열을 추정하고, 추정된 부호 열을 위상 검출부(60)로 제공함으로써 위상 검출부(60)로부터 위상 오차 신호를 생성하게한다.
도 2를 참조하면, 보간 필터(20)의 상세 구성이 도시된다.
보간 필터(20)는 위상 오차 신호를 이용하여 비동기 샘플링에 의한 타이밍을 복원하는 기능을 수행하며, 디지털 필터의 유한 응답 필터(finite impulse response filter)의 구조를 가지고 있다. 보간 필터(20)는 제 1 가산기(210), 누산 모듈(230), 어드레스 생성부(250), 링 버퍼부(260), 룩업 테이블(270) 및 홀드 신호 발생부(290)를 포함한다.
제 1 가산기(210)는 위상 오차 신호와 MCU(90)로부터 제공되는 보간 계수 "W"를 가산하여 가산된 값을 누산 모듈(230)로 제공한다.
누산 모듈(230)은 제 1 가산기(210)의 출력을 누산하여 누산된 위상 오차를 생성하는 수단으로, 제 2 가산기(232), 제 1 멀티플렉서(234) 및 지연기(236)를 구비한다. 제 2 가산기(232)는 제 1 가산기(210)의 출력과 제 1 멀티플렉서(234)를 경유한 지연기(236)의 출력을 가산하여 누산된 위상 오차를 생성한다. 제 2 가산기(232)에 의해 누산된 위상 오차는 도 2를 참조하여 설명한바와같이 시간이 경과함에 따라 증가되는, 누산된 위상 오차 신호는 제 1 멀티플렉서(234)의 일 입력과 타이밍 매칭부(250)로 제공된다. 제 1 멀티플렉서(234)는 홀드 신호(HOLD)에 따라 제 1 지연기(232)로부터의 입력을 출력한다.
링 버퍼부(260)는 샘플링된 데이터가 순환적으로 기록 및 판독되는 다수의 버퍼를 가지고 있다. 이 각각의 버퍼에는 샘플링된 데이터가 순차적으로 저장되며, 순차적으로 저장된 샘플링된 데이터는 판독 어드레스에의해 순차적으로 판독된다. 또한 링 버퍼부(260)는 각각의 버퍼내에 샘플링된 데이터가 저장될때, 각각의 버퍼의 기록 어드레스가 라인(272)을 통하여 제 2 감산기(282)로 제공된다.
ROM과 같은 메모리로 구성된 룩업 테이블(270)은 도 4에 도시된 임펄스 응답 필터의 이상적인 응답 특성 곡선에서 매 샘플링 시간에 대응하는 응답 값을 필터 계수 벡터 H(t)로서 저장하는 메모리 영역을 가지고 있으며, 각각의 메모리 영역은 위상 차 신호에의해 어드레스된다. 위상 차 신호에 의해 어드레스된 메모리 영역으로부터 판독된 한 세트의 필터 계수들은 다음단의 곱셈기(265)로 제공된다.
어드레스 생성 수단(250)은 정수 모듈로(modulo)(252), 정수값 취득부(254) 및 제 1 감산기(256)을 구비한다. 정수 모듈로(252)는 누산 모듈(230)의 제 2 가산기(232)으로부터 제공된 위상 오차 신호의 누산 값이 링 버퍼부(260)의 버퍼의 수에 대응하는 값이 될때까지 순환적으로 누적한다. 정수값 취득부(254)는 정수 모듈로(252)에의해 누적된 값으로부터 정수 값만을 선택하고, 이렇게 선택된 정수 값을 링 버퍼부(260)의 각각의 버퍼내에 저장된 샘플 데이터를 억세스하는 제 1 판독 어드레스로서 발생한다. 제 1 감산기(256)는 정수 모듈로(252)에 의해 누적된 값과 정수값 취득부(254)에서 생성된 정수 값을 감산하고, 이렇게 감산된 값을 룩업 테이블 메모리(270)내 필터 계수를 억세스하는 제 2 판독 어드레스 신호로서 출력한다.
곱셈기(265)는 제 1 판독 어드레스에의해 링 버퍼부(260)로부터 판독되는 각각의 샘플링 데이터와 제 2 판독 어드레스에의해 룩업 테이블 메모리(270)로부터 판독되는 각각의 필터 계수를 곱하고, 각기 곱해진 값들을 보간된 신호로서 적응형 등화기(30)(도 1 참조)로 제공한다.
홀드 신호 발생부(290)는 링 버퍼부(260)에 대한 데이터의 기록 및 판독 비율을 조정함으로써 위상 오차 신호가 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어날때 누산 모듈(230)로하여금 이전의 누산 위상 오차를 유지시키는 홀드 신호(HOLD)를 생성하는 수단으로, 어드레스 초과 검출부(280)와 어드레스 조절부(290)를 구비한다.
어드레스 초과 검출부(280)는 홀드 신호(HOLD)에 의해 기록 어드레스의 값이 제 1 판독 어드레스의 값을 초과하는 상태를 방지하기위하여, 라인(272)상의 기록 어드레스의 값을 라인(274)상의 제 1 판독 어드레스의 값으로부터 감산하는 제 2 감산기(282)를 구비한다. 제 2 감산기(282)에서 감산된 어드레스 값은 제 3 가산기(284), 비교기(286) 및 2 입력 멀티플렉서(288)의 일 입력로 출력된다. 제 3 가산기(284)는 제 2 감산기(282)에의해 감산된 어드레스 값과 링 버퍼부(260)내 버퍼의 개수를 가산하고 가산된 값을 2 입력 멀티플렉서(288)의 타 입력으로 제공한다. 비교기(286)는 제 2 감산기(282)에의해 감산된 값이 양의 정수인지 또는 음의 정수인지를 비교하고, 양의 정수이면 멀티플렉서(288)가 제 2 감산기(282)의 출력을, 음의 정수이면 제 3 가산기(284)의 출력이 선택적으로 출력되도록한다.
한편, 어드레스 조절부(290)는 링 버퍼부(260)에 대한 제 1 판독 어드레스의 값과 기록 어드레스의 값이 항시 일정한 값을 유지시키기위하여 멀티플렉서(288)로부터 선택적으로 출력된 기록 어드레스의 값이 기설정 값이 될때까지 조절하는 비교기(293)를 구비한다. 이 비교기(292)는 기설정된 기준 값을 가지고 있으며, 멀티플렉서(288)로부터 출력된 어드레스 값을 기준값과 비교한다. 이 기준 값은 링 버퍼부(260)의 각각의 버퍼내에 기록되고 그로부터 판독되는 샘플 데이터가 순환되기때문에 제 1 판독 어드레스의 값과 기록 어드레스의 값이 항시 일정한 간격을 유지시키는데 필요한 어떠한 값이 선택되어야 할 것이다. 예로, 링 버퍼부(260)내 버퍼의 수가 "100" 개이면, 그 간격은 30 또는 60 이면 충분할 것이다. 비교기(292)의 비교 결과, 멀티플렉서(288)의 출력이 기준 값보다 작으면 멀티플렉서(288)의 어드레스의 값이 기준 값에 도달할때까지 홀드 신호(HOLD)를 생성하고, 이 홀드 신호(HOLD)를 지연기(294)와 인버터(296)를 통하여 누산 모듈(230)의 제 1 멀티플렉서(234)로 제공한다. 따라서, 제 1 멀티플렉서(234)는 위상 오차가 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어나는 시점에서 지연기(236)에 의해 지연된 신호를 선택함으로써 이전의 누산 위상 오차를 유지시킬 수 있다.
이상 설명한 바와같이, 디지탈 VCR에서 샘플링 시점들 사이에 존재하는 위상 오차 신호가 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 시점을 검출하고 이를 보정함으로써 보다 정확한 데이터 검출이 가능해질 수 있다.
Claims (5)
- 자기 기록 매체로부터 재생된 부호 데이터를 기설정 샘플링 주파수에 따라 샘플링한 디지탈 데이터로부터 상기 자기 기록 매체에 기설정 기록 주파수로 기록된 부호 데이터를 추정하는 데이터 검출기와, 상기 디지탈 데이터를 부분 응답 채널 특성을 갖는 등화 신호로서 출력하는 적응형 등화 수단과, 상기 추정된 부호 데이터들간의 변위량을 나타내는 위상 오차를 검출하는 위상 검출 수단과, 상기 샘플링 데이터의 샘플링 주파수대 상기 부호 데이터의 기록 주파수와의 비를 나타내는 보간 계수(W)를 이용하여 상기 위상 오차를 보상함으로써 상기 샘플링된 데이터와 상기 기록된 실제 부호 데이터간의 타이밍을 보상하는 보간 필터를 구비하는 디지탈 VCR에 있어서, 상기 보간 필터는:상기 위상 오차 신호를 상기 보간 계수(W)에 가산하는 제 1 가산기;상기 제 1 가산기의 출력을 누산하여 누산된 위상 오차를 생성하는 누산 수단;임펄스 응답 필터의 이상적인 응답 특성 곡선에서 상기 샘플링 주파수의 매 샘플링 시간에 대응하는 응답 값을 필터 계수로서 저장하는 다수의 필터 계수 저장 영역을 가지는 룩업 테이블 메모리;상기 샘플링된 데이터를 순차적으로 저장하는 다수의 버퍼를 가지며, 상기 순차적으로 저장되는 샘플링 데이터가 저장되는 버퍼의 어드레스를 순차적으로 출력하는 링 버퍼 수단;상기 누산 모듈에서 위상 오차 신호의 누산된 값을 이용하여 상기 링 버퍼 수단의 저장 영역내 저장된 샘플링된 데이터를 억세스하는 제 1 판독 어드레스와 상기 룩업 테이블내에 저장된 필터 계수를 억세스하는 제 2 판독 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단;상기 제 1 판독 어드레스에의해 상기 링 버퍼 수단으로부터 판독되는 각각의 샘플링 데이터와 상기 제 2 판독 어드레스에의해 상기 룩업 테이블 메모리 로부터 판독되는 각각의 필터 계수를 곱하고, 각기 곱해진 값들을 상기 보간된 신호로서 상기 적응형 등화 수단으로 출력하는 가산 수단;상기 링 버퍼 수단에 대한 데이터의 기록 및 판독 비율을 조정함으로써 상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 상기 누산 모듈로하여금 상기 이전의 누산 위상 오차를 유지시키는 홀드 신호(HOLD)를 생성하는 홀드 신호 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 어드레스 생성 수단은:상기 누산 모듈의 위상 오차 신호의 누산 값이 상기 링 버퍼 수단의 버퍼의 수에 대응하는 값이 될때까지 순환적으로 누적하는 모듈로 수단;상기 모듈로 수단에의해 누적된 값으로부터 정수 값만을 선택하여 상기 선택된 정수 값을 상기 제 1 판독 어드레스로서 생성하는 정수값 취득부;상기 모듈로 수단에 의해 누적된 값과 상기 정수값 취득부의 정수 값을 감산하여 상기 감산된 값을 상기 제 2 판독 어드레스 신호로서 출력하는 감산기를 구비하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 홀드 신호 발생 수단은:상기 기록 어드레스의 값이 상기 제 1 판독 어드레스의 값을 초과하는 지를 검출하는 검출 수단;상기 검출 수단의 결과에 따라 상기 기록 어드레스의 값을 기설정 값이 될때까지 조절하는 어드레스 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
- 제 3 항에 있어서, 상기 검출 수단은:상기 기록 어드레스의 값으로부터 상기 제 1 판독 어드레스의 값을 감산하는 감산기;상기 감산기에의해 감산된 값과 상기 링 버퍼 수단내 버퍼의 개수를 가산하는 가산기;상기 감산기에의해 감산된 값이 양의 정수인지 또는 음의 정수인지를 비교하는 비교기;상기 비교기의 비교 결과에 따라 상기 감산기의 출력과 상기 가산기의 출력을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 구비하며;상기 어드레스 조절 수단은:상기 멀티플렉서의 출력을 상기 기설정 값과 비교하여 상기 멀티플렉서의 출력이 상기 기설정 값보다 작으면 상기 멀티플렉서의 출력인 판독 어드레스의 값이 상기 기설정 값까지 증가될때까지 상기 홀드 신호를 생성하는 비교기를 구비하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 누산 모듈은:상기 제 1 가산기의 출력을 지연하는 지연기;상기 지연기의 출력과 상기 가산기의 출력을 가산하는 제 2 가산기;상기 제 2 가산기의 출력과 상기 지연기의 출력을 상기 홀드 신호(HOLD)에 따라 선택적으로 상기 지연기로 제공하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |