CN1150691A - 数字信息信号记录***用的控制信号发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种根据亮度变化调节光圈的方法及装置，该装置包括第1频谱检测器、第2频谱检测器、比较器和控制信号发生装置。由于首先在附加了“0”或“1”的信号中比较是否是同一频谱成分，再选出其中之一，由于改善了最末端选择更多被选定的信号的判断电路，所以就达到了减少电路成分的效果，而且，用自动增益控制器减少了积分器的最大容许比特数，从而提高了积分器的运算速度。

Description

数字信息信号记录***用的 控制信号发生装置
本发明涉及一种用于在磁记录介质上记录数字信息信号的机器的控制信号发生装置，特别是涉及一种把在各个连续的信息代码上附加1比特数字代码的(n+1)比特信息代码在前置编码器中变换为(n+1)比特信道代码之后，再记录在磁记录介质的信息轨迹上的机器中产生与记录在磁记录介质的信息轨迹上的信道代码的选择有关的控制信号的发生装置。
通常，8mm视频磁带记录***为了高精度地控制记录轨迹，都把导频信号与记录信号一起记录在记录介质的各条记录轨迹上。但是，从记录介质的利用面来看，单纯把不同频率的导频信号与记录信号一起记录的方法效率较低。这是因为相邻接的记录轨迹的导频信号会对被进行重放动作的记录轨迹的导频信号产生交叉串扰，在频谱上就必须离得相当远，为了解决这样的问题，美国专利US5,142,421号公开了能提供高效率编码的技术，其发明名称为“在记录介质上记录数字信息信号的装置”，发明人Kaglman等，公开日1992年8月25日。根据图1和图2对与这种现有技术有关的机器说明如下。
图1表示的是前述现有技术中所披露的把数字信息信号记录在记录载波上的机器。图1中，就连接到输入端10的连续数字信息代码而言，第1附加器100在n比特信息代码上附加“0”；第2附加器150在n比特信息代码上附加“1”。第1前置编码器200及第2前置编码器250把所加的(n+1)比特信息代码分别变换成(n+1)比特信道代码。第1前置编码器200的输出送到控制信号发生器300和第1延时器500，第2前置编码器250的输出被送到控制信号发生器300和第2延时器550。参照图2，后述的控制信号发生器300用所加的数据来产生控制信号CS。控制信号CS被提供给第1和第2前置编码器200和250以及多路转换器600。第1和第2延时器500和550在控制信号发生器300从输入数据中产生对应的控制信号之前把输入数据延时。多路转换器600根据控制信号CS选择出第1和第2延时器500和550的输出信号之一，并把选出的信号送到记录部700。响应控制信号CS的第1和第2前置编码器200及250把同样的内容收录到内部存储器中。例如在第1前置编码器200的输出数据被传送到记录部700的情况下，把第1前置编码器200内存储的内容供给第2前置编码器250，结果，第1及第2前置编码器200和250就收录了同样的内容。
图2是图1的控制信号发生器300的详细方框图。图2的控制信号发生器300包含接收第1前置编码器200的输出信号的频谱分析电路301及接收第2前置编码器250的输出信号的频谱分析电路302。频谱分析电路301和302具有同样的结构，所以图2仅详细表示了频谱分析电路301的构成。
图2上详细表示的频谱分析电路301实际上除加法器311、积分器312以及方波发生器35之外，与美国专利US5,142,421的图17的电路是一样的。图2的频谱分析电路301与上述现有技术的图17之不同点是本领域技术人员应该十分清楚的，所以省略对其不同之处的说明。
频谱分析电路301设置有检测特定频率成分比基准设定值大的峰值的峰值检测器310、检测可以判别特定频率成分是否是比基准设定值小的剩余成分的剩余成分检测器320以及检测在峰值周围引起一定量衰减而有助于峰值检测的跌落(DIP)成分的电压跌落检测器330等三种频谱检测器。峰值检测器310、剩余成分检测器320和跌落检测器330从附加了“0”的信道代码中分别检出峰值成分、剩余成分以及跌落成分；加法器340把由检测器310，320和330的输出信号相加。频谱分析电路302对附加了“1”的信道代码进行与频谱分析电路301同样的动作。比较器303比较频谱分析电路301和302的输出信号，产生前述的控制信号CS。前述的加法器340输入五个信号，并把这些信号全加起来，所以这种电路构成不仅复杂，而且在测定各个频谱时相对增益如果不相等，则得不到正确的结果。另外，如果电路结构复杂，因为要延长处理时间，所以，在具有负反馈的数字电路中，为了在一定的时间内结束负反馈，就必须有高速的特殊运算装置。
因此，本发明的目的就是为解决前述的问题而提供一种简化频谱分析电路、通过减少各频谱检测器内包含的积分器的最大容许比特数来提高运算处理速度的数字调制***的控制信号附加装置。
按照为实现上述目的的本发明的控制信号发生装置接收设置有附加装置、前置编码器、记录装置以及选择装置的机器中的(n+1)比特信道代码，并产生选择供给前述记录装置的(n+1)比特信道代码的控制信号，其中附加装置在数字信息信号中的各信息代码上附加1比特数字代码，前置编码器把附加有1比特数字代码的连续的(n+1)比特信息代码编码为(n+1)比特信道代码，记录装置把来自前述前置编码器的(n+1)比特信道代码记录在磁记录介质的信息轨迹上，选择装置根据控制信号可选择地把前述前置编码器的(n+1)比特信道代码之一供给前述记录装置；其特征是包括：连接到产生附加了1比特数字代码值“0”的(n+1)比特信道代码的前置编码器的输出端的，用来从(n+1)比特信道代码中检出特定频率值内的峰值、剩余和跌落成分的第1频谱检测器；与产生附加了1比特数字代码值“1”的(n+1)比特信道代码的前置编码器的输出端相连接的，用来从(n+1)比特信道代码中检出特定频率值内的峰值、剩余及跌落成分的第2频谱检测器；比较前述第1和第2频谱检测器输出的峰值、剩余和跌落成分是否相同的比较装置；以及根据前述比较装置的比较结果判断第1和第2频谱检测器中的输出相对较小的成分多的频谱检测装置，并产生表示其判断结果的前述控制信号的装置。
图1是在记录载波上记录数字信息的原来的装置的方框图。
图2是图1的控制信号发生器的详细结构图。
图3是本发明一个实施例的控制信号发生装置的方框图。
图4是图3的判断单元的详细构成图。
图5是图3的自动增益控制器的详细构成图。
图6是图5的控制器中增益控制信号产生过程的顺序图。
图7是图5的积分器的详细构成图。
图8是图7的多路转换器的详细构成图。
图9是本发明的其他实施例的控制信号附加装置的方框图。
图10是图9的自动增益控制器的详细构成图。
以下结合附图详细说明本发明的一个实施例。
图3是本发明的优选实施例的控制信号发生器的方框图。
第1峰值检测器310、第1剩余成分检测器320、第1电压跌落成分检测器330输入附加了“0”的信道代码。第2峰值检测器350、第2剩余成分检测器360、第2电压跌落成份检测器370输入附加了“1”的信道代码。第1峰值检测器310和第2峰值检测器350的输出端连接第1比较器381。第1和第2剩余成分检测器320和360的输出端连接第2比较器382，第1和第2电压跌落检测器330和370的输出端连接第3比较器383。第1至第3比较器381～383的输出端连接判断单元390。判断单元390产生控制信号CS。检出前述的同样频谱成分的频谱检测器310和350，320和360，330和370分别由对应的频谱成分检测器送来信号。频谱成分检测器310～370的输出端连接自动增益控制器(AGC)400。自动增益控制器400把后述的增益控制信号GU、GD供给频谱成分检测器310～370。
根据表示这种控制信号发生装置的动作详细方框图的图4至图8对其动作说明如下。
在图3中，第1峰值检测器310，第1剩余成分检测器320和第1电压跌落成分检测器330分别从附加了“0”的信道代码中分别检出峰值成分、剩余成分和电压跌落成分。同样，第2峰值检测器350、第2剩余成分检测器360和第2电压跌落成分检测器370分别从附加了“1”的信道代码中检出相应的成分。连接在频谱成分检测器310、320、330、350、360、370输出端的第1至第3比较器381～383比较由检出同样频谱成分的检测器输出的信号，即：第1比较器381比较第1峰值检测器310和第2峰值检测器350的输出信号，并选出其中小的一方，并把它输出。第2和第3比较器382和383接同样的方法分别对剩余成分和电压跌落成分选择其小的一方输出。判断器390产生把决定第1至第3比较器381～383的输出信号中具有2个以上同样结果的一方的控制信号CS。
图4是图3的判断单元390的详细构成图。第1至第3逻辑和元件391～393用第1至第3比较器381～383的输出信号中的每2个信号进行逻辑相加。第1逻辑积元件394用第1至第3逻辑和元件391～393的输出信号对前2个信号(即图4中第1和第2逻辑和元件的输出)进行逻辑积运算。第2逻辑积元件395把第1逻辑积元件394的输出信号与前述第1至第3逻辑和元件391～393的输出信号中的没输入到第1逻辑积元件394的剩余的一个信号(即图4中的第3逻辑和元件的输出信号)进行逻辑积运算。这样，判断单元390就把控制信号CS输出到有在比较器381～383的输出信号中更多选出信号的一方。
图2的原来的装置中，实际上具有五个输入的第1加法器340是把五个输入信号之中的前两个信号相加，必须再把其结果与剩下的信号中的一个相加，结果就由具有两个输入端的四个加法器构成。因此，原来的装置一共就具有8个加法器，另一方面，图3所示的装置用3个比较器381～383代替了图2装置的加法器340。因为比较器电路结构比加法器简单，所以本发明使电路成分显著减少，而且可以得到与把信号全部相加之后再比较的情况相同的结果。
图5是图3的自动增益控制器400的详细结构图。第1至第5积分器315，355，325，365和335的输出信号分别加到自动增益控制器400的第1至第5电平比较器411～415，并把它与已经设定的上限值Thigh及下限值Tlow相比较，从而产生为增大电平(电平提高)、减小电平(电平下降)的电平控制信号LU、LD。控制器420接收从第1至第5电平比较器411～415送来电平控制信号LU、LD并产生积分器的增益控制信号GU、GD，以增大积分器的增益，或减少积分器的增益。然后把它分别供给第1至第5积分器315，355，325，365和335。在这里，第1至第5积分器对于应于图3的第1及第2峰值检测器、剩余成分检测器和跌落成分检测器。
图6表示的从图5的控制器420产生增益控制信号GU、GD的过程的顺序图。
在第1至第5电平比较器411～415的输出信号中电平放大信号LU全部为高电平时，即第1～第5电平比较器411～415的输出信号全部比已设定的下限值Tlow小的时候(步骤10)控制器420使为在步骤30提高增益的增益提高信号GU处于高电平状态。而且，电平下降信号LD中存在至少一个以上的高电平信号时(步骤20)，因为积分器的输出信号中存在比已设定的上限值Thigh大的信号，所以这时要把增益下降信号GD处于高电平，而使增益下降(步骤40)。
图7是具有图5中增益控制功能的一个积分器315，355，325，365或335的详细构成图。第2加法器440把附加了“0”或“1”的信道代码和多路转换器430的输出信号相加。D触发器441把第2加法器440的输出信号延迟规定的时间。第1放大器442把D触发器441的输出信号放大到1/2倍。第2放大器443把D触发器441的输出信号放大到2倍。多路转换器430由图5的控制器420送来增益控制信号GU、GD以及图4的控制信号CS，从而选出把D触发器441的存储值放大1/2倍的信号448、1倍信号447、2倍信号446以及相对检测器的积分值445中的一个信号，把它负反馈到第2加法器440。
图8是图7的多路转换器430的详细构成图。在图8中，第3逻辑积元件431把低电平的控制信号CS和高电平的增益提高信号GU及低电平的增益下降信号GD进行逻辑积运算。第4逻辑积元件432把低电平的控制信号CS和低电平的增益提高信号GU、低电平的增益下降信号GD进行逻辑积运算。第5逻辑积元件433把低电平的控制信号CS与低电平的增益提高信号GU及高电平的增益下降信号GD进行逻辑积运算。第6逻辑积元件434把高电平的控制信号CS与检测器355的积分值445进行逻辑积运算。第7逻辑积元件435把第3逻辑积元件431的输出信号与把D触发器441的积分值2倍的值446进行逻辑积运算。第8逻辑积元件436把第4逻辑积元件432的输出信号与D触发器441的积分值447进行逻辑积运算。第9逻辑积元件437把第5逻辑积元件433的输出信号与把D触发器441的积分值1/2倍的值448进行逻辑积运算。而且，第4逻辑和元件438把第6至第9逻辑积元件434～437的输出信号逻辑相加。在图8中，接在最末端的第4逻辑和元件438通过第6逻辑积元件434在控制信号CS为高电平时输出相对检测器355的积分值445。而且，在控制信号CS为低电平时，如果增益提高信号GU为高电平，就通过选择把D触发器441的积分值2倍的值446来提高增益。另一方面，增益下降信号GD如果为高电平，就选择D触发器441的积分值1/2倍的值448来使增益下降。若增益提高信号GU和增益下降信号GD两者都为低电平时，就输出D触发器441的积分值447。从第4逻辑和元件438中所选出的信号被送到图7的第2加法器440，并用第2加法器440与***了“0”或“1”的信号相加。
实验表明，原来图2的积分器应该由最小16比特的内部加法器构成。但是，按照上述的本发明，若使用增益控制器，积分器的最大容许比特数可减小到12比特以下。特别是，峰值检测器和剩余成分检测器中所包含的积分器的最大容许比特数一直可减到10比特。电路的构成也使电平比较器仅使用所输入信号的上位n比特。
另一方面，本发明可以独立地构成相对于各个同样的频谱成分检测路径的增益关系。图9和图10就表示了这种例子。
图9是本发明的其他实施例的控制信号发生装置的方框图。图9的第1自动增益控制器401连接在第1峰值检测器310和第2峰值检测器350的输出端。同样，第2自动增益控制器402连接在第1及第2剩余成分检测器320，360的输出端，第3自动增益控制器403连接在第1和第2跌落成分检测器330、370的输出端。其他的构成要素与图3中的一样，所以省略其说明。
图10是对图9中第1～第3自动增益控制器401～403之中的任一个的详细构成图。
第6电平比较器451把第1成分(峰值、剩余成分、跌落成分)检测器的输出信号与已设定的上限值Thigh相比较。第7电平比较器452把第1成分检测器的输出信号与已设定的下限值Tlow相比较。第8电平比较器453把第2成分检测器的输出信号与已设定的上限值Thigh相比较。第9电平比较器454把第2成分检测器的输出信号与已设定的下限值Tlow相比较。逻辑和元件455把第6和第8电平比较器451，453的输出信号逻辑相加。逻辑积元件456把第7和第9电平比较器452，454的输出信号进行逻辑积运算。
第6和第8电平比较器451，453把输入信号与已设定的上限值Thigh相比较，并把其结果作为电平下降信号LD输出。逻辑和元件455根据电平下降信号LD产生增益下降信号GD。第7和第9电平比较器452，454把输入信号与已设定的下限值Tlow相比较，并把其结果作为电平提高信号LU输出。逻辑积元件456根据电平提高信号LU产生增益提高信号GU。
如上所述，按照本发明的数字调制***的控制信号附加装置首先用附加了“0”或“1”的信号比较是否是同一频谱成分，然后选择其一，由于改善了在最末端选择更多被选出的信号的判断电路，从而达到减少电路成分的效果。而且由于采用自动增益控制器而减少了积分器的最大容许比特数，从而提高了积分器的运算速度。

Claims (7)

1、一种控制信号发生装置，接收设置有附加装置、前置编码器、记录装置以及选择装置的机器中的(n+1)比特信道代码，并产生选择供给前述记录装置的(n+1)比特信道代码的控制信号，其中所述附加装置在数字信息信号中的各信息代码上附加1比特数字代码，所述前置编码器把附加了1比特数字代码的连续的(n+1)比特信息代码编码为(n+1)比特信道代码，所述记录装置把来自所述前置编码器的(n+1)比特信道代码记录在磁记录介质的信息轨迹上，所述选择装置根据控制信号可选择地把前述前置编码器的(n+1)比特信道代码之一选择供给所述记录装置；其特征在于包括：与产生附加了1比特数字代码值“0”的(n+1)比特信道代码的前置编码器的输出端连接的，用来从(n+1)比特数字信道代码中检出特定频率值的峰值、剩余成分和跌落成分的第1频谱检测器；与产生附加了1比特数字代码值“1”的(n+1)比特信道代码的前置编码器的输出端相连接的，用来从(n+1)比特信道代码中检出特定频率值的峰值、剩余成分和跌落成分的第2频谱检测器；比较所述第1和第2频谱检测器输出的峰值、剩余成分和跌落成分的各同一成分之间是否相同的比较装置；以及根据前述比较装置的比较结果判断所述第1和第2频谱检测器中的较多输出相对较小的成分的频谱检测装置，并产生表示其判断结果的前述控制信号的装置。
2、根据权利要求1所述的控制信号发生装置，其特征在于所述第1和第2频谱检测器都分别包含峰值、剩余成分和跌落成分发生时所使用的多个积分器；还包含把前述第1和第2频谱检测器的峰值、剩余成分和跌落成分值分别与已设定的上限值及下限值相比较并由该比较结果产生增益控制信号的增益控制装置；所述多个积分器根据所述增益控制信号控制输入信号的增益。
3、根据权利要求2所述的控制信号发生装置，其特征在于所述增益控制装置产生峰值、剩余成分和跌落成分全都小于下限基准设定值的情况下提高增益，而峰值、剩余成分和跌落成分值中的至少一个值大于上限基准设定值的情况下，使增益下降的增益控制信号。
4、根据权利要求3所述的控制信号发生装置，其特征在于所述多个积分器根据所述增益控制信号把输入信号调节成全部具有相同的增益。
5、根据权利要求4所述的控制信号发生装置，其特征在于所述第1和第2频谱检测器之一包括的各积分器包含：
存储输入信号的锁存器；
使所述锁存器的输出信号放大2倍的第1放大器；
使所述锁存器的输出信号放大1/2倍的第二放大器；
根据所述控制信号和增益控制信号选择并输出其他频谱检测装置中包括的对应积分器的积分值、锁存器的输出值、第1和第2放大器的输出值的多路转换器；以及
把所述多路转换器的输出信号和附加了1比特数字代码的信道代码进行加法运算的加法器。
6、根据权利要求1所述的控制信号发生装置，其特征在于所述的第1和第2频谱检测器都分别包含峰、剩余成分和跌落成分发生时所使用的多个积分器；还包含：
把所述第1和第2频谱检测器的峰值与已设定的上限值和下限值分别进行比较，并根据比较结果产生增益控制信号的第1增益控制器；
把所述第1和第2频谱检测器的剩余成分与已设定的上限值和下限值分别进行比较并根据比较结果产生增益控制信号的第2增益控制器；
把前述第1和第2频谱检测器的跌落成分与已设定的上限值和下限值分别进行比较并根据比较结果产生增益控制信号的第3增益控制器；
所述多个积分器根据对应的增益控制信号控制输入信号的增益。
7、根据权利要求6所述的控制信号发生装置，其特征在于所述的第1至第3增益控制器都分别产生在同一频谱成分全都小于已设定的下限值的情况下，提高增益；而同一频谱成分中的一个大于已设定的上限值的情况下降低增益的增益控制信号。
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