KR100244770B1 - 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 보간 필터에 관한 것으로, 이 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; 상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 검출하여 상기 누산 모듈로하여금 상기 이전의 누산 위상 오차를 유지시키는 홀드 신호(HOLD)를 생성하는 홀드 신호 발생 수단을 포함한다.
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 데이터로부터 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 가지며, 상기 필터 계수 저장 영역은 상기 누산 수단으로부터 제공된 누산된 위상 오차 신호에 따라 어드레스되는 룩업 테이블; 상기 샘플링된 데이터를 상기 룩업 테이블로부터 판독된 상기 필터 계수와 곱하고, 각기 곱해진 값들을 합산함으로써 상기 보상된 신호를 상기 적응형 등화 수단으로 출력하는 유한 응답 필터부; 상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 검출하여 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
270 : 룩업 테이블290 : 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), 데이터 검출기(50) 및 디지탈 VCR에 필요한 제어 신호 및 클럭을 제공하는 MCU(90)를 포함한다.
디지탈 VCR내 자기 테이프(12)에 기록된 신호는 헤드 드럼상에서 교번적으로 스위칭되는 한쌍의 비디오 헤드(14)에 의해 재생되고, 헤드 앰프(10)에 의해 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 검출기(50)로부터의 생존한 신호를 이용하여 위상 변화량을 위상 오차로서 검출하고 검출된 위상 오차 신호를 보간 필터(20)로 전달한다.
보간 필터(20)는 위상 검출부(60)와 함께 MCU(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), 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.
어드레스 발생부(250)는 누산 모듈(230)이 홀드 신호(HOLD)에 따라 제 1 지연기(236)의 출력이 제 2 가산기(232)에서 가산됨으로써 한 타이밍 늦추어 질때와 동기하여 지연된 제 2 가산기(232)의 출력이 룩업 테이블(270)에 제공되게한다. 이 타이밍 조절부(250)는 제 2 멀티플렉서(252), 제 2 지연기(254)를 구비한다. 제 2 멀티플렉서(252)는 홀드 신호(HOLD)에 따라 누산 모듈(230)로부터 입력되는 누산 위상 오차와 제 2 지연기(256)를 통하여 지연된 누산 위상 오차를 선택적으로 제 2 지연기(254)로 출력한다. 제 2 지연기(254)는 제 2 멀티플렉서(252)에의해 선택적으로 출력된 누산 위상 오차를 어드레스 신호로서 룩업 테이블(290)에 제공한다.
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 유한 응답 필터부(300)로 제공된다.
유한 응답 필터부(300)는 탭 지연 라인(D)을 통하여 순차적으로 지연되는 샘플링된 데이터를 룩업 테이블(270)로부터 판독된 각각의 필터 계수 벡터와 곱하고, 곱해진 값들을 합산함으로써 보간된 데이터 값을 출력한다. 유한 응답 필터부(300)의 출력은 적응형 결정 궤한 등화기(30)(도 1 참조)로 제공된다.
홀드 신호 발생부(290)는 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어난 누산 위상 오차 신호를 검출하여 홀드 신호(HOLD)를 발생하는 수단으로, 비트 셀렉터(292), 제 3 지연기(294), 인버터(296), 배타 OR 게이트(298)를 포함한다. 비트 셀렉터(292)는 제 2 지연기(254)로부터의 지연된 누산 위상 오차 값이 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어나는 주기를 검출하고 검출된 주기를 배타 OR 게이트(298)의 일입력으로 출력한다. 지연 및 반전 동작의 궤환 루프를 구성하는 제 3 지연기(294) 및 인버터(296)는 "0" 과 "1"이 반복되는 펄스를 주기적으로 발생하고, 이 펄스를 배타 OR 게이트(298)의 타입력으로 제공한다. 배타 OR 게이트(298)는 비트 셀렉터(292)와 인버터(296)의 출력에 따라 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어난 누산 위상 오차 신호를 검출하여 홀드 신호(HOLD)를 발생한다.
홀드 신호 발생부(290)의 동작은 하기와 같이 보다 상세히 설명된다.
먼저, 위상 오차 신호의 값을 제외하고 MCU(90)로부터 제공되는 보간 계수(W)를 01.01 (2 진수 표현)이라고 가정한다. 여기서 2 진수의 첫째 자리 비트는 부호(sign) 비트를, 두번째 자리 비트는 정수 비트를, 그리고 나머지는 소수 비트를 나타낸다. 따라서, 2 진수 "01.01"은 십진수의 "1.25" 에 해당한다.
그러면, 누산 모듈(230)에서는 2 진수 "01.01" 이 계속적으로 누산된다. 그 누산 결과는, 01.01, 10.10, 11.11, 01.00, 10.01, 11.10, 00.11, 10.00, 11.01, 00.10, 01.11, 11.00, . . . . , 과 같으며, 세번째와 네번째 결과와 열한번째와 열두번째 결과의 정수 비트 자리에서 연속하여 "1" 이 발생함을 알 수 있다. 이 연속 "1"의 발생은 위상 오차가 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어나는 시점으로 규정될 수 있다. 따라서, 이 시점을 검출 하기위하여 배타 OR 게이트(298)는 비트 셀렉터(296)에의해 선택되는 정수 비트 자리 또는 2번째 비트 자리의 값과 제 3 지연기(292)및 인버터(294)의 반복 펄스를 논리적 배타 OR함으로써 누산 위상 오차 신호가 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어난 시점을 검출하게되며, 홀드 신호(HOLD)로서 출력된다.
배타 OR 게이트(298)로부터 출력된 홀드 신호(HOLD)는 인버터(272)를 통하여 누산 모듈(230) 및 타이밍 조절부(250)의 제 1 및 제 2 멀티플렉서(234) 및 (252)의 선택 제어 신호로서 제공된다. 따라서, 제 1 멀티플렉서(234) 및 제 2 멀티플렉서(252)는 홀드 신호(HOLD)에 따라 각기 제 1 및 제 2 지연기(236) 및 (254)에의해 지연된 신호를 출력한다.
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 (3)
- 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 가지며, 상기 필터 계수 저장 영역은 상기 누산 수단으로부터 제공된 누산된 위상 오차 신호에 따라 어드레스되는 룩업 테이블;상기 샘플링된 데이터를 상기 룩업 테이블로부터 판독된 상기 필터 계수와 곱하고, 각기 곱해진 값들을 합산함으로써 상기 보상된 신호를 상기 적응형 등화 수단으로 출력하는 유한 응답 필터부;상기 기록 주파수의 클럭 주기를 벗어난 위상 오차 신호를 검출하여 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 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.
- 제 1 항에 있어서, 상기 홀드 신호 발생 수단은:상기 누산 수단의 누산된 위상 오차 신호의 특정 비트로부터 상기 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어나는 기간을 검출하는 수단;상기 특정 비트와 상기 교번 펄스를 논리 조합하여 상기 누산 위상 오차 신호가 상기 기록 주파수의 한 클럭 주기를 벗어난 시점을 검출하고 상기 시점에서 홀드 신호(HOLD)를 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로하는 디지탈 VCR의 보간 필터.
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