JPH04259967A - データ復調回路 - Google Patents

データ復調回路

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Publication number
JPH04259967A
JPH04259967A JP4068791A JP4068791A JPH04259967A JP H04259967 A JPH04259967 A JP H04259967A JP 4068791 A JP4068791 A JP 4068791A JP 4068791 A JP4068791 A JP 4068791A JP H04259967 A JPH04259967 A JP H04259967A
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JP
Japan
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circuit
data
reproduced
latch
reproduced signal
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Application number
JP4068791A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Ikeda
哲也 池田
Takashi Hoshino
隆司 星野
Junichi Ishii
純一 石井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的記録再生装置に
係り、特に、高密度記録に適したデータ復調回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光ディスク等の光学的記録媒体にデータ
を記録するデータ記録符号化方式として、可変長語を使
用した(2,7)ラン長制限コード(RLL符号)や固
定長語を使用したTOON( Two Out Of 
Nine Position )符号語などがある。(
2,7)RLL符号による変復調方法については、特開
昭55−47539号公報に、TOON符号については
特開昭60−231980号公報にそれぞれ詳細に示さ
れている。
【0003】また、予め光学的記録媒体上にサンプルマ
ークを記録しておき、再生時に、このサンプルマークよ
りクロック信号を抽出するサンプルフォーマット方式が
知られている。このサンプルフォーマット方式は、光学
的記録媒体をサーボ領域とデータ領域に分割し、サーボ
領域に、クロック再生,トラッキング制御,アクセス制
御等を行うためのサンプルマークを予め記録しておき、
データ領域に、データを記録するのが特徴であり、サン
プルマークを用いる同期再生系およびサーボ制御系の処
理と、データを用いる記録再生系の処理と、を分割し、
互いに影響を与えないようにすることができる。
【0004】このサンプルフォーマット方式では、デー
タ領域が固定の長さで分割されるため、可変長符号より
固定長符号の方が、分割ブロック単位で完結するので都
合がよい。このようなサンプルフォーマット方式および
固定長符号方式の例として、3.5インチの規格化審議
において提案された分割ブロックフォーマット(Dis
crete Block Format:以下、DBF
と略す)方式がある。以下、この3.5インチDBF方
式のフォーマットについて説明する。
【0005】図8に3.5インチDBF方式のフォーマ
ットの構成を示す。3.5インチDBF方式のフォーマ
ットは、1トラック22セクタであり、1セクタは76
個のセグメントから構成される。セクタの先頭の3セグ
メントは、トラック,セクタ等の識別コードである。
【0006】1セグメントは10バイトのデータからな
り、このうち、先頭の2バイトがサーボマークに割り当
てられ、残りの8バイトがデータ部分に割り当てられる
。1バイトのデータ長は、11チャンネルビットにより
構成され、サーボマークを除くデータ部分では、11チ
ャンネルビットのうち4チャンネルビットがマーク、残
りがスペースという具合に4/11変調されて記録され
る。
【0007】一方、サーボマークは、アクセスマーク,
クロックピット,ウォブルピットより構成され、それぞ
れアクセス制御用,クロック再生制御用,トラッキング
制御用に使用される。このうち、アクセスマークは、3
 out of6のグレイコードであり、1トラックご
とに16トラック周期で変化する。クロックピットとウ
ォブルピットは常に同じ位置に存在し、クロックピット
はトラック中央に位置し、一対のウォブルピットは互い
に反対方向にトラック中央より1/4トラック分だけず
れて位置する。セクタマークはセクタの先頭のセグメン
トにのみ存在し、16チャンネルビット連続スペースが
続くユニークディスタンスと4/11変調の変調はずれ
のパターンの2バイト長である。
【0008】この3.5インチDBF方式で使用される
4/11変調のデータ変調方法は、固定長符号を用いて
おり、11チャンネルビットのうち4チャンネルビット
をマーク(ピット)に割り当てるという符号化方法であ
る。この符号化方法は11チャンネルビットの中より信
号振幅の大きい4チャンネルビットを選択するという差
分検出が使用可能であり、ディスクの反射率変動による
再生信号の変動に強いという特徴がある。
【0009】しかし、この3.5インチDBF方式のフ
ォーマットでは、ディスク一枚当たりのデータ記録容量
が120Mバイトで、5.25インチの320Mバイト
に比べ、1/3程度と少なく、高密度記録に対する要求
が高まっている。この高密度記録への方策として、ピッ
トエッジ記録が考えられており、従来のピットポジショ
ン記録に対して、1.5倍記録密度が向上するといわれ
ている。
【0010】3.5インチDBF方式のフォーマットの
光ディスクに、このピットエッジ記録を採用した場合に
問題となるのは、データの変調方法と復調方法である。 3.5インチDBF方式は分割ブロック方式であるため
、前記したように4/11変調のような固定長符号の方
が都合がよいが、この変調方法でピットエッジ記録を行
なった場合、データの復調を行うには、再生信号の2次
微分した信号を用いなければならない。このデータの復
調方法について図を用いて説明する。
【0011】図9はピットポジション記録の場合のデー
タの復調方法を説明するためのタイミング図、図10は
ピットエッジ記録の場合の従来技術によるデータの復調
方法を説明するためのタイミング図である。図9のピッ
トポジション記録の場合は、4/11変調の11チャン
ネルビットの符号に対し、NRZ(Non Retur
n to Zero)でディスクに記録される。従って
、ディスクからの再生信号はピット位置に対応して検出
され、この再生信号を再生されたクロックの周期でサン
プリングして振幅値を求め、振幅値の大きい上位4つを
“1”としてデータを復調する。
【0012】一方、図10のピットエッジ記録の場合は
、4/11変調の11チャンネルビットの符号に対し、
NRZI(Non Return to Zero I
nverted)でディスクに記録される。従って、デ
ィスクからの再生信号はピットポジション記録の場合と
同様であるが、ピットエッジを検出するために再生信号
の2次微分信号のゼロクロス点を求め、この位置を“1
”とすることによりデータを復調する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピットエッジ
記録における上記した従来技術のデータの復調方法では
、アナログ信号である再生信号の2次微分を取り、さら
にそのゼロクロス点を検出するため、再生信号にわずか
のノイズが重畳されていても、その2次微分のゼロクロ
ス点が出現してしまい、そのため、正しいデータを復調
することが困難になるという問題点があった。
【0014】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、高密度化のためにピットエッジ記録を行う
場合に、再生信号にノイズが重畳されていても、誤り発
生を少なく抑えて、正しいデータを復調することができ
るデータ復調回路を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、再生された再生信号の振幅値を、
再生された再生クロックに同期した周期でサンプリング
する再生信号量子化手段と、複数段の保持部から成り、
各保持部で、サンプリングされた前記振幅値を前記再生
クロックに同期した周期で順次シフトし且つ保持する振
幅保持手段と、該振幅保持手段の各保持部でそれぞれ保
持されている振幅値を用いて所定の演算処理を行う演算
処理手段と、前記演算処理を行った結果得られる値のう
ち、所定の周期毎に、その周期内で得られる最も大きい
値及び/または最も小さい値を単数または複数、順次抽
出し、その抽出した値から前記再生信号の立上り及び立
下りを判別する判別手段と、を設けるようにした。
【0016】
【作用】再生信号量子化手段は、再生信号の振幅値を再
生クロックに同期した周期でサンプリングする。振幅保
持手段は、各保持部で、サンプリングされた振幅値を再
生クロックに同期した周期で順次シフトし且つ保持する
。演算処理手段は、振幅保持手段の各保持部でそれぞれ
保持されている振幅値を用いて、エッジ判別のための演
算処理を行う。判別手段は、演算処理を行った結果得ら
れる値のうち、所定の周期毎に、その周期内で得られる
最も大きい値及び/または最も小さい値を単数または複
数、順次抽出し、その抽出した値から前記再生信号の立
上り及び立下りを判別する。これにより、特定チャンネ
ルビット内における再生信号のピットエッジをより正確
に検出することができ、誤り率の少ないデータが復調で
きる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図2は本発明のデータ復調回路を備えた光学
的記録再生装置を示すブロック図である。まず、光学的
記録再生装置の構成について説明する。
【0018】図2において、1は光ディスクであり、図
8に示したように、予め、ブロック単位(セグメント単
位)に分割されて、サーボマークが記録されている。2
はスピンドルモータであり、光ディスク1をサーボ制御
回路4の制御のもとに回転させる。
【0019】3は光学ピックアップであり、内部の半導
体レーザより光ディスク1にレーザ光を照射するととも
に、光ディスク1にて反射された光を検出する。4は、
フォーカス,トラッキング,アクセスなど各サーボ制御
を行うサーボ制御回路である。5は、光学ピックアップ
3内の半導体レーザを駆動するレーザ駆動回路であり、
記録信号に対応して半導体レーザを駆動する。6は、光
ディスク1より読み取った光検出信号を増幅する前段増
幅回路である。
【0020】7はデータ変調回路である。また、8はデ
ータ復調回路であり、本発明に係るものである。尚、デ
ータ変調回路7,データ復調回路8の詳細については後
述する。9はピーク検出回路であり、前段増幅回路6よ
り出力される光検出信号から、図8に示したクロックピ
ットに対応するピークレベルの位置を検出し、ピーク検
出信号として出力する。10はクロック再生回路であり
、ピーク検出回路9から出力されたピーク検出信号を用
いてクロックピットを抽出して、クロック信号を再生す
る。11はタイミング生成回路であり、クロック再生回
路10から出力されるクロック信号をカウントして各種
タイミング信号を生成する。
【0021】12はトラッキング制御回路であり、前段
増幅回路6より出力される光検出信号から、ウォブルマ
ークを検出してトラック誤差信号を生成し、サーボ制御
回路4に出力するとともに、アクセスマークを検出して
アクセス制御信号を生成し、トラック移動量およびトラ
ック移動速度と方向を制御する。
【0022】13はマイクロプロセッサであり、光学的
記録再生装置における記録再生の制御およびサーボ系の
制御を行う。14はECC( Error Corre
cting Code )制御回路であり、記録時に誤
り訂正符号を生成し、再生時には記録した誤り訂正符号
を用いて再生データの誤り訂正を行なう。15はSCS
I( Small Computer Systems
 Interface )制御回路であり、光学的記録
再生装置と光学的記録再生装置に接続されるホストコン
ピュータ等の外部装置(図示せず)との間のデータの転
送を制御する。16はマイクロプロセッサであり、EC
C制御回路14とSCSI制御回路15を通して、記録
再生するデータの転送処理等のインタフェース制御を行
う。
【0023】このような図2に示す光学的記録再生装置
において、記録すべきデータは、ホストコンピュータ等
の外部装置からSCSI制御回路15およびECC制御
回路14を介してデータ変調回路7に入力される。デー
タ変調回路7では、後述するごとく、4/11変調とN
RZI符号化して記録信号に変換し、その記録信号は、
レーザ駆動回路5を介し、光学的ピックアップ3によっ
て光ディスク1に記録される。
【0024】また、光ディスク1に記録されたデータは
、光学ピックアップ3により光検出信号として検出され
、前段増幅回路6を介し、再生信号としてデータ復調回
路8に入力される。データ復調回路8では、この再生信
号を後述する動作により復調(復号)し、ECC制御回
路14,SCSI制御回路15を介して再生データを得
る。
【0025】次に、図3を用いて、図2のデータ変調回
路7の構成及び動作について説明する。図3は図2のデ
ータ変調回路7の構成を示すブロック図である。図3に
おいて、71はラッチ回路であり、1バイト(8ビット
)単位のデータを1バイト転送クロックに同期してラッ
チする。72は4/11変換回路であり、8ビットのデ
ータを、後述する変換則に対応した変換表により11ビ
ットのデータに変換する。73は並列直列変換回路であ
り、11ビットの並列データを、チャンネルビットクロ
ックに同期して、第1ビットから第11ビットまで順次
出力する。74は極性反転回路であり、並列直列変換回
路73より出力される11チャンネルビットの直列デー
タとして符号“1”が到来すると、記録信号の極性を反
転し、符号“0”が到来すると、そのままの極性を保持
して、NRZI則の変換を行った記録信号を出力する。
【0026】このデータ変調回路7により、記録すべき
8ビット単位のデータは11チャンネルビットに変換さ
れ、かつNRZI変換されるので、11チャンネルビッ
トの中に必ず2つのピットが生ずる記録パターンとなる
【0027】次に、図1を用いて、図2に示した本発明
に係るデータ復調回路8の構成及び動作について説明す
る。図1は本発明の一実施例としてのデータ復調回路を
示すブロック図である。図1において、81はサンプル
ホールド回路であり、前述の如くクロックピット抽出し
て再生されたクロック信号(以下、再生クロックという
)に同期した周期で、再生信号の振幅レベルをサンプル
ホールドする。82はA/D変換回路であり、サンプル
ホールドした再生信号の振幅レベルをアナログ信号から
ディジタル信号に変換する。
【0028】83,84,85はラッチ回路であり、再
生クロックに同期して83のラッチ回路はA/D変換回
路82の出力データを、84のラッチ回路はラッチ回路
83の出力データを、85のラッチ回路はラッチ回路8
4の出力データをそれぞれラッチする。86は演算処理
回路であり、83,84,85のそれぞれのラッチ回路
の出力データを用いて演算処理し、その演算結果である
第一のデータをラッチ回路87,88に、第二のデータ
をラッチ回路89,90に、それぞれ供給する。この演
算処理回路86の演算方法については後述する。
【0029】87,88のラッチ回路は、演算処理回路
86から出力される第一のデータを、89,90のラッ
チ回路は、演算処理回路86から出力される第二のデー
タを、ラッチ制御回路93の制御により、それぞれラッ
チする。91および92は比較回路であり、91の比較
回路は、ラッチ回路87,88の出力データと演算処理
回路86からの第一のデータとを比較し、92の比較回
路は、ラッチ回路89,90の出力データと演算処理回
路86からの第二のデータと比較し、それぞれ比較結果
をラッチ制御回路93に出力する。
【0030】ラッチ制御回路93は、再生クロックに同
期した周期で比較回路91および92からの比較結果に
より、ラッチ回路87〜90におけるデータのラッチを
制御する。 即ち、ラッチ制御回路93は、後述するごとく、比較回
路91による比較の結果、演算処理回路86からの第一
のデータがラッチ回路87,88のいずれかの出力デー
タよりも大きい場合は、演算処理回路86からの第一の
データを、小さい方の出力データのラッチ回路にラッチ
するよう動作させ、それ以外の場合は、いずれのラッチ
回路にもラッチしないよう動作させる。また、比較回路
92による比較の結果、演算処理回路86からの第二の
データがラッチ回路89,90のいずれかの出力データ
よりも小さい場合は、演算処理回路86からの第二のデ
ータを、大きい方の出力データのラッチ回路にラッチす
るよう動作させ、それ以外の場合は、いずれのラッチ回
路にもラッチしないよう動作させる。そして、ラッチ制
御回路93は、それらラッチ回路87〜90にデータの
ラッチを行わせる場合に、タイミング合成回路94にラ
ッチ記録動作信号を出力する。
【0031】タイミング合成回路94は、後述するごと
く、そのラッチ記録動作信号を1バイト分11チャンネ
ルビットごとに合成して、合成信号をレジスタ95に出
力する。レジスタ95は、1バイトの周期ごとに11チ
ャンネルビット単位の並列データを保持する。96は4
/11復調回路であり、11チャンネルビットのデータ
を8ビット単位のデータに変換し、所期のデータに復調
する。 97はレジスタであり、1バイト転送周期に同期して復
調データを保持する。
【0032】次に、図4及び図5を用いて、図1におけ
る演算処理回路86の構成及び動作について説明する。 図4は図1における演算処理回路86の第1の具体例を
示すブロック図、図5は図4の演算処理回路86におけ
る演算処理方法を説明するためのタイミング図である。
【0033】図4において、83〜85は、図1と同様
、ラッチ回路であり、また、点線枠で示す86が演算処
理回路である。その他、101及び102は減算回路で
あり、103は加算回路、104は減算回路である。
【0034】図5に示すように、記録データは、NRZ
I符号化され、光ディスク1に記録パターンとして記録
される。この記録パターンが、光学ピックアップ3によ
って検出されて、再生信号が得られる。この再生信号の
振幅レベル(振幅値)は、ラッチ回路83〜85に再生
クロックに同期した周期で次々にシフトしながらラッチ
される。
【0035】演算処理回路86では、減算回路101が
ラッチ回路83の出力とラッチ回路84の出力の差を出
力し、減算回路102がラッチ回路84の出力とラッチ
回路85の出力との差を出力する。即ち、それぞれ、再
生信号の振幅値の差分を得る。
【0036】そして、加算回路103が減算回路101
の出力とラッチ回路84の出力の正との和を出力する。 即ち、先に得た再生信号の振幅値の差分を再生信号の正
の振幅値に加算し、得られた第一のデータA(Xn+[
Xn−Xn−1]で示す)を出力する。また、減算回路
104が減算回路102の出力とラッチ回路84の出力
の負との和を出力する。即ち、先に得た再生信号の振幅
値の差分を再生信号の負の振幅値に加算し、得られた第
二のデータB([Xn+1−Xn]−Xnで示す)を出
力する。
【0037】これにより、演算処理回路86より出力さ
れる第一及び第二のデータA及びBは、図5に示すよう
な数値となり、それぞれ図1に示すラッチ回路87,8
8、比較回路91とラッチ回路89,90、比較回路9
2とに出力される。これらラッチ回路87〜90と比較
回路91,92とラッチ制御回路93の動作により、図
5に示すように、第一及び第二のデータA及びBより、
1バイト分11チャンネルビット単位で、Aの場合は上
位2個(正方向)を選び出し、Bの場合は下位2個(負
方向)を選び出し、ラッチ制御回路93が、そのタイミ
ング位置を示すラッチ記録動作信号を出力する。そのラ
ッチ記録動作信号は、タイミング合成回路95で1バイ
ト分11チャンネルビットごとに合成され、合成された
データはレジスタ95でラッチされた後、4/11復調
回路96で復調され、レジスタ97を介して復調データ
に変換される。
【0038】次に、図6及び図7を用いて、図1におけ
る演算処理回路86の他の構成及び動作について説明す
る。図6は図1における演算処理回路86の第2の具体
例を示すブロック図、図7は図6の演算処理回路86に
おける演算処理方法を説明するためのタイミング図であ
る。
【0039】図6において、83〜85は、図1と同様
、ラッチ回路であり、また、点線枠で示す86が演算処
理回路である。110は減算回路であり、111は加算
回路、112は減算回路である。図7に示すように、記
録データは、NRZI符号化され、光ディスク1に記録
パターンとして記録される。この記録パターンが、光学
ピックアップ3によって検出されて、再生信号が得られ
る。この再生信号の振幅レベル(振幅値)は、ラッチ回
路83〜85に再生クロックに同期した周期で次々にシ
フトしながらラッチされる。
【0040】演算処理回路86では、減算回路110が
ラッチ回路83の出力とラッチ回路85の出力との差を
出力する。即ち、再生信号の振幅値の差分を得る。そし
て、加算回路111が減算回路110の出力とラッチ回
路84の出力との和を出力する。即ち、先に得た再生信
号の振幅値の差分を再生信号の正の振幅値に加算し、得
られた第一のデータA([Xn+1+Xn−Xn−1]
で示す)を出力する。また、減算回路112が減算回路
111の出力とラッチ回路84の出力との差を出力する
。即ち、先に得た再生信号の振幅値の差分を再生信号の
負の振幅値に加算し、得られた第二のデータB([Xn
+1−Xn−Xn−1]で示す)を出力する。
【0041】これにより、演算処理回路86より出力さ
れる第一及び第二のデータは図7に示すような数値とな
り、それぞれ図1に示すラッチ回路87,88、比較回
路91とラッチ回路89,90、比較回路92とに出力
される。これらのラッチ回路87〜90と比較回路91
,92とラッチ制御回路93の動作により、図7に示す
ように、第一及び第二のデータA及びBより、1バイト
分11チャンネルビット単位で、Aの場合は上位2個(
正方向)を選びだし、Bの場合は下位2個(負方向)を
選び出し、ラッチ制御回路93が、そのタイミング位置
を示すラッチ記録動作信号を出力する。
【0042】そのラッチ記録動作信号は、タイミング合
成回路95で1バイト分11チャンネルビットごとに合
成され、合成されたデータはレジスタ95でラッチされ
た後、4/11復調回路96で復調され、レジスタ97
を介して復調データに変換される。
【0043】以上のように、本実施例では、再生信号の
ピットエッジを強調したディジタル信号処理がなされ、
ピットエッジの検出がより正確化でき、従来技術による
ピットエッジ記録のデータ再生に比べて誤り率が向上で
きる。特に、本実施例では、エッジの立上り部分と立下
り部分を分割し、立上りエッジと立下りエッジがそれぞ
れ2個ずつの分離検出ができ、検出誤りが軽減できる。
【0044】なお、本実施例における演算処理方法は、
振幅値の差分と振幅値とを1対1の比率で加算する場合
を例に上げたが、この他の比率および処理方法でも同様
の効果が得られればよい。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、ピットエッジ記録を行
う場合に、再生信号にノイズが重畳されていても、誤り
発生を少なく抑えて、正しいデータを復調することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのデータ復調回路を示
すブロック図である。
【図2】本発明のデータ復調回路を備えた光学的記録再
生装置を示すブロック図である。
【図3】図2のデータ変調回路7の構成を示すブロック
図である。
【図4】図1における演算処理回路86の第1の具体例
を示すブロック図である。
【図5】図4の演算処理回路86における演算処理方法
を説明するためのタイミング図である。
【図6】図1における演算処理回路86の第2の具体例
を示すブロック図ある。
【図7】図6の演算処理回路86における演算処理方法
を説明するためのタイミング図である。
【図8】一般的な3.5インチDBF方式のフォーマッ
トの構成を示す説明図である。
【図9】ピットポジション記録の場合のデータの復調方
法を説明するためのタイミング図である。
【図10】ピットエッジ記録の場合の従来技術によるデ
ータの復調方法を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
1……光ディスク、7……データ変調回路、8……デー
タ復調回路、10……クロック再生回路、72……4/
11変調回路、74……極性反転回路、81……サンプ
ルホールド回路、82……A/D変換回路、83〜85
……ラッチ回路、86……演算処理回路、87〜90…
…ラッチ回路、91、92……比較回路、93……ラッ
チ制御回路、94……タイミング発生回路、96……4
/11復調回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  光学的記録媒体に、ブロック単位で、
    サンプルマークのピットパターン(以下、第1のピット
    パターンという)と変調されたデータのピットパターン
    (以下、第2のピットパターンという)とを分割して記
    録し、前記第1のピットパターンより再生クロックを、
    前記第2のピットパターンより再生信号を、それぞれ再
    生する光学的記録再生装置において、再生された前記再
    生信号の振幅値を、再生された前記再生クロックに同期
    した周期でサンプリングする再生信号量子化手段と、複
    数段の保持部から成り、各保持部で、サンプリングされ
    た前記振幅値を前記再生クロックに同期した周期で順次
    シフトし且つ保持する振幅保持手段と、該振幅保持手段
    の各保持部でそれぞれ保持されている振幅値を用いて所
    定の演算処理を行う演算処理手段と、前記演算処理を行
    った結果得られる値のうち、所定の周期毎に、その周期
    内で得られる最も大きい値及び/または最も小さい値を
    単数または複数、順次抽出し、その抽出した値から前記
    再生信号の立上り及び立下りを判別する判別手段と、を
    有することを特徴とするデータ復調回路。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載のデータ復調回路にお
    いて、前記判別手段は、抽出した単数または複数の最も
    大きい値から前記再生信号の立上りを判別し、抽出した
    単数または複数の最も小さい値から前記再生信号の立下
    りを判別することを特徴とするデータ復調回路。
JP4068791A 1991-02-14 1991-02-14 データ復調回路 Pending JPH04259967A (ja)

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