JPS6320939A - 量子化帰還形積分検出回路 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はデジタル信号の伝送・記録再生における受信信
号の識別を行う量子化帰還形積分検出回路に関するもの
である。

従来の技術 磁気記録における電磁変換系は一般に低域遮断特性を示
す、又伝送回線においても中継器への電源供給などのた
めに低域を遮断する必要が生じる場合がある。このよう
な低域遮断特性を有する系を通過させることにより低域
遮断による符号量干渉が生じることはよく知られるとお
りであり、その改善方法の一つとして第６図に示す如き
量子化帰還の方法がある。

電磁変換系又は伝送回線の特性や高域の等化器等を含め
た低域遮断特性を第６図のバイパスフィルター１で現わ
すと、この伝達特性は一次のバイパスフィルターで近似
され、伝達関数は次の如く現わされる。

Ｇｈ（ｓ）＝　ＳＴ／（１＋ＳＴ　）　　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・０）一方帰還フイルター２
の伝達関数は次の如くである０ Ｇｌ（ｓ）＝　１　／（１＋ＳＴ　）　　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（２）従って識別器４の識
別再生信号に誤りが無ければ、加算器３の出力は完全に
低域成分の再生された信号となる。

発明が解決しようとする問題点 よく知られているように量子化帰還による直流再生の最
大の欠点として誤り伝搬の発生の問題がある。

以下誤り伝搬の問題について第７図の波形図を参考にし
ながら述べる。波形Ａの実線の如き信号が電磁変換系や
受信側の低域遮断特性により、加算器２の入力では波形
Ｂの実線の如く低域の遮断されたものとなる。そしてド
ロップアウトやノイズ等により波形ＢのＴｍの期間破線
の如き信号が受信された場合、ａ点における符号反転は
当然検出不能となり識別器４の出力信号は誤ったものと
なる０式（１）の如きローパスフィルターを介して誤り
が帰還されることにより、加算器３の出力における誤差
電圧Ｖｅは波形Ｃの如くとなる。このように正常時の信
号振幅を１とするとＴｎの期間に誤差電圧Ｖｅは Ｖｅ＝１−ｅ−ｔ／Ｔ　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・考）で増加する。なおｔはａ時点からの経過
時間であり、Ｔはローパスフィルター１１の時定数であ
る。

従ってｂ点においてドロップアウト又はノイズによる入
力信号への影響が無くなっても識別器４の入力には誤差
電圧Ｖｅは ｙｅ＝　１−ｅ−Ｔｍ／Ｔ　　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（４）であり、識別器４の出力信号は
誤ったままとなる。

そしてさらに誤りの帰還により識別器４の入力での誤差
は増加し、次の符号反転時点Ｃまで誤りは伝搬される。

次にＣ時点以降波形Ａの実線の如く原信号の符号反転が
しばらく無い場合には識別器４の入力における誤差電圧
Ｖｅは、Ｃ時点からの経過時間をｔ′とすると、 Ｖｅ　＝　（１−ｅ−Ｔ０／Ｔ）　・ｅ　−ｔ７”−・
・−（５）で現せ、波形Ｃの如く減少する。ところが波
形Ａの一点鎖線の如く時点Ｃの近くに次の符号反転が有
る場合、式（句から明らかなように誤差電圧Ｖｅが大き
く残っており、識別器４の入力波形は波形りの一点鎖線
の如くとなり識別誤りが発生する。

以上の如く量子化帰還による直流再生をする方法では、
一つの符号反転の識別ができなかったときに次の符号反
転時点まで識別誤りが連続するのみならず、識別誤りの
期間が比較的長い場合には誤りの帰還により次の符号反
転時点以後での識別誤りをも招く確率が高いという問題
があった。

そこで本発明は識別誤りが次の符号反転以後に伝搬する
のを抑圧し、識別誤りの発生を低減した量子化帰還形積
分検出回路を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、受信信号の高域成分と識別後の再生信号の低
域成分とを加算する加算手段と、誤り伝搬を検出するた
めの誤り伝搬検出手段と、誤り伝搬検出手段により誤り
伝搬が検出されたときに識別手段の入力信号を１又は零
に相当する正規の電圧に尖頭値クランプするクランプ手
段と、クランプ手段出力信号を基準電圧と比較して１・
零を識別する識別手段とを備え、クランプ手段の放電時
定数を加算手段の再生信号入力に対する一次の口一パス
フィルターの時定数と等しくした構成にしたものである
。

作　　用 以上の構成により本発明においては、誤りが発生した直
後の符号反転時点で識別手段入力信号が正規の電圧にク
ランプされ、それまでの識別誤りの再生信号の帰還によ
る誤差電圧が打ち消されることにより、誤りの伝搬が断
ち切られる。以下この作用についてより詳細に述べる◇ 誤りが発生してから次の符号反転まで識別誤りが生じて
いるものとし、その期間をＴｅとし、加算手段出力の１
又は零に相当する正規の電圧を±Ｅとし、加算手段の再
生信号入力に対する一次のローパスフィルターの時定数
をＴとすると、識別誤りが発生した次の符号反転直後の
加算手段出力信号電圧Ｖａは次の如くである。

Ｖａ　＝±（Ｅ　＋２Ｅ　（１−ｅ−ＴＶ／Ｔ）　）−
・−−・−−−（６）次に誤り伝搬検出手段により誤り
伝搬が検出されるとクランプ手段により、加算手段出力
信号が正規の１又零相当の電圧レベル±Ｅにクランプさ
れる。ツまりクラｙ７”Ｋ！り式（６）ノ±２Ｅ　（１
＝ｅ−”／Ｔ）だけ電圧シフトしたことになる。そして
このクランプ手段の時定数は加算手段の再生入力信号に
対する一次のローパスフィルターと同一時定数Ｔであり
、クランプ時点からの放電時間をｔ′とするとその放電
はｅｔ　’／Ｔ　　のカーブとなり式（５）に示す如き
加算手段出力信号の誤り伝搬による誤差電圧の減少カー
ブと一致する。従ってクランプ手段によってクランプが
行なわれると、その以前の識別誤りの帰還による誤差は
全て打ち消されることになる。なお以上の説明において
受信信号に含まれるノイズを無視して説明したが、受信
信号にノイズが含まれても基本的な作用には何んら変化
はない。

ただノイズ成分によるクランプ手段での誤差が発生する
ので、ノイズの量によって誤り伝搬検出手段の感度の設
定は変えた方がよい。

実施例 以下本発明の第１の実施例について第１図とともに説明
するが、本発明にあまり影響しない伝送路による高域の
劣化については以後無視して説明する。本実施例は、受
信信号の高域成分と識別後の再生信号の低域成分とを加
算するｉ日算器１ｏと、誤りの伝搬を検出するだめの誤
り伝搬検出器１３と、誤り伝搬検出器１３によりｉり伝
搬が検出されたとき識別器１２の入力信号を１又は零に
相当する正規の電圧に尖頭値クランプするクラスプ器１
１と、クランプ器１１出力信号を基準電圧と比較して１
・零を識別する識別器１２とを備え、クランプ器１１の
放電時定数（抵抗Ｒ２とコンデンサー０２の積）を加算
手段の再生信号入力に対すルー次のローパスフィルター
〇時定ｉ（Ｗ抗Ｒ１とコンデンサー０１の積）と等しく
し、加算器１゜出力信号が正側又は負側の一定電圧を超
えたときにそれぞれ正側又は負側の誤り伝搬として検出
する２ケの電圧比較器ＣＰ２・ＣＦ２で誤り伝搬検出器
１３を構成した量子化帰還形積分検出回路である。なお
、ＢＦＯはバッファーアンプ、ＭＭ　１・ＭＭ２は単安
定マルチバイブレータ−である０以上の如き第１図に示
す構成の本実施例の動作について第２図の各部波形を参
考にしながら述べる。

加算器１ｏは図示の如く構成されており、受信信号入力
端より出力端への伝達関数Ｇｈ（ｓ）は先述の式（１）
の如くであり、識別後の再生信号入力端から出力端への
伝達関数Ｇｌ（Ｓ）は同様に式（２）の如くであシ、同
２式のＴは抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１との積である。

このように加算器１ｏは、量子化帰還フィルターである
再生信号入力に対する一次のローパスフィルターと、プ
リフィルターであるバイパスフィルターとを複合的に構
成したものである。従って波形Ｅの如き原信号を伝送し
たときにＴｎの期間ドロップアウト又はノイズで本来波
形Ｆの破線の如き受信信号の高域成分が得られず実線の
如くであった場合、先述の第７図波形りと同様波形Ｇの
如くとなる。なお同図ａ　−ｄは時点を示し、Ｔｅは誤
りの発生時点ａから次の符号反転時点までの期間である
。

次に誤り伝搬検出器１３は図示の如く構成されており、
二つの電圧比較器ＣＰ２・ＣＦ２の基準電圧ｖｈ、ｖｚ
は波形Ｇの如く、１又は零に相当する正規の電圧量Ｅの
おおよそ２倍にしている。従・って加算器１ｏの出力信
号が正側又は負側の１定電圧ＶｈｓＶｅを超えたときに
それぞれ正側又は負側の誤り伝搬として検出され、単安
定マルチバイブレータ−ＭＭｌ・ＭＭ２で一定パルス幅
の検出信号を出力する。なお単安定マルチバイブレーク
−ＭＭ　１−ＭＭ２は尖頭値クランプを動作させる期間
を制限し、ノイズによる影響を少なくするためのもので
ある０又マルチバイブレータ−ＭＭｌ・ＭＭ２の検出信
号の出力電圧レベルはそれぞれ誤り伝搬を検出したとき
波形Ｇの−Ｅ・＋Ｅとし誤り伝搬の検出されないとき波
形Ｇの＋Ｅ・−Ｅとしている。

次にクランプ器１１においてダイオードＤ１・Ｄ２の順
方向電圧は波形Ｇの１±Ｅ１の２倍としており、誤り伝
搬が誤り伝搬検出器で検出されたときに、クランプ器１
１の出力信号は波形Ｇの±Ｅの電圧・つま沙１又は零に
相当する正規の電圧にクランプされ、波形Ｉの如き波形
となる。なおこのときコンデンサー０２の両端の電圧波
形は波形Ｈの如くであり、先の作用の説明で述べたよう
にこのコンデンサーＣ２に充電された電圧によって識別
誤りの再生信号の帰還による誤差を打ち消している。

従って第２図の各波形に一点鎖線で示す如く、比較的長
い識別誤の次の符号反転の直後にさらに符号反転のある
ような、従来の方法では識別不可能な場合も、波形工の
如き信号が識別器１２に入力され良好に識別される。な
お識別器１２のコンデンサーＣｏと可変抵抗ｖＲ１とは
識別器１２の基準電圧（波形ＩのＶｒ）作成用である０
又電圧比較器の出力レベルは、量子化帰還の条件を満す
ために正常時の１又は零相当の電圧（波形Ｇの±Ｅ）と
している。

以上の如く本実施例によれば簡単な構成の誤り伝搬検出
器で誤り伝搬の発生を検出し、識別誤りの再生信号の帰
還による誤差量を打ち消すことが可能となり、量子化帰
還形積分検出回路における誤り伝搬を軽減することがで
きる。

なお本実施例において、従来の量子化帰還における低域
遮断のだめのプリフィルターと帰還フィルターである一
次のローパスフィルターと加算器を複合的に構成し、単
に加算器と称したが、それらをそれぞれ独立にしても何
ら問題はない。さらにＶＴＲの如く必然的に通過する系
に低域遮断がある場合にはそれをそのままプリフィルタ
ーと見なしても本実施例の応用には何ら問題ない。又逆
に本実施例のバッファーアンプＢＦＯ・抵抗Ｒ２・コン
デンサー０２を取り除き、本実施例の加算器とクランプ
器とをより複合的に構成することも可能である。

以下第２の実施例を第３図とともに述べる。本実施例は
第３図に示す如く、受信信号の高域成分と識別後の再生
信号の低域成分とを加算する第２の加算器１４を新たに
備え、前記第２の加算器１４のクロスオーバー周波数を
第１の加算器１０のクロスオーバー周波数より高く設定
するとともに、前記第２の加算器１４出力信号を誤り伝
搬検出器１３の入力信号とし、その他は第１の実施例と
同一の構成としたものである。なお第２の加算器１４は
図示の如く、抵抗Ｒ３とコンデンサーＣ３とで構成して
いる。

以下本実施例の作用について述べる。第１の加算器１０
のクロスオーバー周波数を１／Ｔ１とし、第２の加算器
１４のクロスオーバー周波数を１／Ｔ２とすると、識別
誤りが発生しその誤りが次の符号反転まで伝搬した時の
それぞれの加算器１０．１１の出力信号電圧は式（６）
の時定数ＴをそれぞれＴ１゜Ｔ２と置き換えたものとな
る。又先述の如＜１／Ｔ２は１／Ｔ１より太きい。従っ
て式（６）より明らかなように短い期間の誤り伝搬であ
っても加算器１４の出力には識別誤りの帰還による誤差
電圧が大きく含まれる。つまり短期間の誤り伝搬も検出
可能となる。従って、識別器１２の入力における、識別
誤りの発生以後の初めの符号反転以後での、識別誤りの
再生信号の帰還による誤差電圧は非常に小さくなる。

以上の如く本実施例によれば、受信信号の識別を行なう
系のクロスオーバー周波数を変更することなく簡単な回
路の追加で誤り伝搬の検出感度を上げることが可能とな
り、結果として、次の符号反転を超えて誤りが伝搬する
確率が非常に小さくなるという効果がある。

以下本発明の第３の実施例について述べる。本実施例は
、第４図に示す如く、第２の加算器１４出力信号電圧と
識別器１２の出力信号電圧との少なくとも一方に係数を
かける係数器である分圧器１５と、第２の加算器１４出
力信号電圧と識別器１２の出力信号電圧とを少なくとも
いずれか一方に前記係数器で係数をかけた後に電圧比較
する電圧比較器である電圧比較器ＣＰ４と、前記電圧比
較器出力信号を識別器１２出力信号でゲートするゲート
Ｇ１・Ｇ２とにより誤り伝搬検出器１３を構成し、他は
第２の実施例と同一の構成としたものである。なお分圧
器１５は単に第２の加算器１４の出力信号電圧を抵抗Ｒ
４・Ｒ６で半分に分圧しているものであシ、ＢＦｌ・Ｂ
Ｆ２はバッフ１−アンプであり、可変抵抗ＶＲ２・コン
デンサー０４は単に分圧のための基準電圧を作るためで
あるＯ 以下本発明の作用について述べるが、誤り伝搬検出器１
３以外は、第２の実施例と同一の動作であり、以下誤り
伝搬検出器１３について、波形図第５図とともに述べる
。なお第６図ａ−Ｃは時点を示してよ久、Ｔｏ−Ｔｎは
期間を示し、±Ｅは電圧レベルを示している。波形Ｉの
如き原信号を伝送又は記録再生したときに、加算器１４
の出力信号中の受信信号成分が、波形にの如（Ｔｎの期
間ドロップアウト又はノイズに本来破線の如くであるべ
きところが実線の如くであった場合、先述の如くａ時点
での符号反転は識別できずＴｅの期間識別誤りとなる。

従って分圧器１５で半分に分圧された加算器１４の出力
信号波形は波形Ｉの実線の如くである。なお波形■は図
面上の都合で振幅方向を波形Ｍ〜○に対し２倍で示して
いる。

次に電圧比較器ＣＰ４へは前記分圧器１６の出力信号と
波形Ｊの一点鎖線の如き識別器１２の出力信号が加えら
れ、電圧比較器ＣＰ４からは波形Ｍの如く、分圧器１６
の出力信号電圧が識別器１２の出力電圧より高いか低い
かの判定信号が得られる。これは識別誤りのないときに
は、分圧器１５の出力信号振幅が識別器１２の出力信号
振幅より小さいために、電圧比較器ＣＰ４の出力信号は
識別器１２の出力信号を反転したものとなる。つまり識
別誤りの再生信号の帰還により、加算器１４の出力信号
に含まれる誤差電圧が一定値（ＩＥＩ）を超えた符号反
転時に、電圧比較器ＣＰ４の出力信号の極性が識別器１
２の出力信号と一致する。

次に電圧比較器ＣＰ４出力をＮＡＮＤゲートＧ１で識別
器１２の出力信号によりゲートすることにより波形Ｎの
如く、正側の誤り伝搬がＴｃの期間検出される。なお波
形０はゲー）Ｇ２の出力であり負側の誤り伝搬があれば
＋Ｅのレベルとなる。

なお波形Ｎ、Ｏの如く、ゲートＧ１・Ｇ２の出力には、
ゲートや電圧比較器等の群遅延によるヒゲが発生するが
、ヒゲのパルス幅が小さい場合には実用上特に問題とな
らない。仮りに群遅延が非常に大きいような場合には、
クランプ回路のクランプ用ダイオードに直列抵抗を入れ
るのも有効である。

以上実施例によれば電圧比較器が一個で済み回路構成が
簡単になるという効果がある。

発明の効果 以上の如く本発明によれば、識別誤りが次の符号反転以
後に伝搬するのを抑圧し識別誤りの発生を低減した量子
化帰還形積分検出回路を簡単な回路構成で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
同実施例の説明のための波形図、第３図は本発明の第２
の実施例を示す回路図、第４図は第３の実施例を示す回
路図、第６図は第３の実施例の説明のための波形図、第
６図は従来例を示すブロック図、第７図は従来例の説明
のだめの波形図である。 １・・・・・・バイパスフィルター、２・・・・・・ロ
ーパスフィルター、３・・・・・・加算器、４・・・・
・・識別器、１ｏ・・・・・・加算器、１１・・・・・
・クランプ器、１２・・・・・・識別器、１３・・・・
・・誤り伝搬検出器、１４・・・・・・加算器、１５・
・・・・・分圧器。 第１図 第２図 第３図 第　・１［７１ 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信信号の高域成分と識別後の再生信号の低域成
   分とを加算する加算手段と、誤り伝搬を検出するための
   誤り伝搬検出手段と、この誤り伝搬検出手段により誤り
   伝搬が検出されたときに前記加算手段の出力信号を１又
   は零に相当する正規の電圧に尖頭値クランプするクラン
   プ手段と、このクランプ手段の出力信号を基準電圧と比
   較して１・零を識別する識別手段とを備え、前記クラン
   プ手段の放電時定数を前記加算手段の再生信号入力に対
   する一次のローパスフィルターの時定数と等しくしたこ
   とを特徴とする量子化帰還形積分検出回路。
2. （２）誤り伝搬検出手段を、加算手段出力信号が正側又
   は負側の一定電圧を超えたときにそれぞれ正側又は負側
   の誤り伝搬として検出する２ケの電圧比較器で構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の量子化帰
   還形積分検出回路。
3. （３）受信信号の高域成分と識別後の再正信号の低域成
   分とを加算する第２の加算手段を備え、前記第２の加算
   手段のクロスオーバー周波数を第１の加算手段のクロス
   オーバー周波数より高く設定するとともに、前記第２の
   加算手段出力信号を誤り伝搬検出手段の入力信号とする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の量子化帰
   還形積分検出回路。
4. （４）第２の加算手段の出力信号電圧と識別手段の出力
   信号電圧との少なくとも一方に係数をかける係数器と、
   第２の加算手段の出力信号電圧と識別手段の出力信号電
   圧とを少なくともいずれか一方に前記係数器で係数をか
   けた後に電圧比較する電圧比較器と、前記電圧比較器出
   力信号を識別手段の出力信号でゲートするゲートとによ
   り誤り伝搬検出手段を構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の量子化帰還形積分検出回路。