JP3129156B2

JP3129156B2 - 位相検出方法およびその実施装置

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Publication number: JP3129156B2
Application number: JP07168499A
Authority: JP
Inventors: 輝実高師; 章彦平野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: JPH09185874A; US6034998A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位相同期回路に係り、
特に、磁気、あるいは、光学的な記録再生装置の信号再
生回路における読み出し信号のサンプル位相を検出する
位相検出方法、その方法を回路化した位相検出回路、さ
らには、この回路を実装した情報記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、情報記録再生装置、例えば、
ハードディスクにおいては、データ記録媒体から読み出
される信号に同期したサンプリングクロックを生成する
ために、位相同期装置を備えている。位相同期装置は、
データ再生動作の開始に先立ち、あらかじめ決められた
一定周期の同期信号をもとに位相同期を行った後、デー
タ再生のための位相追従動作を行う。従来技術の１つと
して、読み出し信号をサンプリングしたサンプルデータ
より位相差の検出を行い、サンプリングクロックを生成
する位相同期装置がある。この種の位相同期装置では、
位相同期動作を安定に行うため、位相差の検出精度を高
める必要がある。例えば、特開平1-143447に記載のよう
な位相同期装置では、サンプルデータの判定レベルを過
去の判定データにより切り換えることで、データの判定
を確実に行い、安定した位相差の検出を行う方法が考え
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような位相同期
回路では、位相差検出精度を高めるためのサンプルデー
タの判定を確実に行うことに加え、サンプリングクロッ
ク入力毎にサンプルデータの判定と位相差の検出とを完
了する必要がある。このため、上述の従来技術における
データ判定回路は、過去の判定結果に対応して現在のデ
ータ判定を行う、いわゆる帰還回路を使ったデータの判
定を行っている。しかし、サンプリングクロックが高速
になるにつれ、帰還回路が高速動作の妨げとなり、位相
同期回路の高速動作が困難となる。

【０００４】本発明の目的は、位相同期動作における位
相差検出精度の向上と位相同期回路の高速動作を実現す
る位相検出方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、サンプルデータを判定する判定手段と、連続し
た判定結果を記憶する記憶手段と、これら複数サンプル
の判定結果よりデータ列を推定するデータ列推定手段
と、データ列推定手段で発生したデータとサンプルデー
タとを演算することで位相差を求める位相検出手段を設
けた。

【０００６】さらに、サンプルデータの直流成分を除去
するフィルタ手段を設け、直流成分除去後のサンプルデ
ータをもとに上述のデータ判定手段、データ列推定手
段、位相検出手段により位相差の検出を行うことでも、
本発明の目的を達成できる。

【０００７】さらに、上述の手段に加え、データ判定手
段の判定結果とデータ列推定手段の発生するデータ列と
を比較する比較手段を設けることでも、本発明の目的を
達成できる。

【０００８】

【作用】データ再生動作の開始に先立ち、位相同期回路
は、あらかじめ決められた一定周期の同期信号をもとに
位相同期動作を行う。例えば、パーシャルレスポンス-
クラスIV(1,0,-1)(以下PR-4(1,0,-1)と略す)の信号再生
系で使用される位相同期データ列は、(1,1,-1,-1)の繰
返しデータで、サンプリングクロック周波数の1/4の正
弦波信号である。判定手段は、各サンプリングごとのデ
ータを基準値(ここでは、0)と比較し、大小判定によっ
て1、あるいは、-1の判定を行う。ここで、初期の位相
同期状態では、同期信号とサンプリングクロックとの位
相によって、判定誤りの発生位置が移動する。例えば、
サンプル位相が180度ずれている場合、サンプルデータ
は、0付近の振幅とピーク付近の振幅とが交互に発生す
る。振幅が0付近のサンプルデータは、判定基準との差
が小さいく、判定誤りが発生しやすい。一方、ピーク振
幅付近のサンプルデータは、判定基準との差が大きく判
定誤りが発生しにくい。したがって、判定したデータが
すべて誤る可能性は極めて低く、記憶手段に記憶したデ
ータ列と、あらかじめ決められた位相同期データ列との
比較を行うことで、各サンプリングデータから全体のデ
ータ列を推定することができる。この結果、データ列と
サンプルデータとの演算を行った位相差の検出精度を高
めることができる。さらに、データ判定手段、及びデー
タ列推定手段は、帰還回路を含まないため、位相検出手
段の高速化が図れる。

【０００９】また、入力信号に直流成分を含む場合、デ
ータ判定誤りが発生しやすくなり、データ列推定手段の
誤動作が発生する場合がある。これに対し、上記フィル
タ手段は、サンプリングデータの直流成分を除去を行う
ことで、データ判定手段の判定誤りを低減する。この結
果、データ列推定をより高精度に行え、位相検出精度の
向上が可能となる。

【００１０】また、上記比較手段は、データ列推定手段
で決定されたデータ列とデータ判定結果とを比較し、推
定誤りを検出するものである。推定データ列がなんらか
の原因で誤判定した場合、位相検出が正常に行われず位
相同期が完了しない。そこで、上記比較手段が誤判定と
判断した場合、再度データ列の推定を行い位相差の検出
を行うことで、確実に位相同期を完了させることができ
る。以上のフィルタ手段、比較手段は、帰還回路でない
ため、位相差検出の高速化を阻害するものではない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
図１は、PR-4(1,0,-1)における信号再生系回路のうち、
位相同期回路を示したブロック図である。この例では、
位相同期データ列が、{+1,+1,-1,-1}の繰返しデータ列
として説明する。位相同期回路は、サンプリング回路(A
D変換器)1、等化器2、位相検出回路3、DA変換器4、コン
デンサ5、抵抗6、電圧制御発振器(VCO)7とからなる一巡
の制御ループ回路で構成されている。アナログ信号であ
る再生信号は、VCO7で発生するサンプリングクロックに
したがってAD変換器1によりサンプリングされ、そのサ
ンプルデータは、等化器2によって波形ひずみの除去が
行われる。位相検出回路3は、AD変換器1の出力であるサ
ンプルデータと、等化器2の出力である等化データとを
入力し、目標のサンプリング位相との誤差、すなわち、
位相差を、サンプルデータの演算により求めるものであ
る。本発明では、位相同期動作における位相検出精度の
向上と、高速動作を同時に行う位相検出方式を提案する
ことが目的であり、とくに、位相検出回路3がその目的
を実現する基本構成である。位相検出回路3は、位相同
期時にサンプルデータから位相同期データ列を推定する
推定データ列発生回路10と、データ追従動作時に等化器
2の出力データよりデータの判定を行うデータ判定回路1
1、さらに、データ列とサンプルデータとから位相差を
求めるセレクタ12,13、遅延回路14,15、乗算回路16,1
7、減算回路18から構成される。位相検出回路3の動作
は、RG信号とMSEL信号により決定される。各制御信号
は、図２のように信号レベルが変化し、位相検出回路3
は、(1)RG="L"の時、サンプリングデータより位相同期
データ列の推定を行い、(2)RG="H"、かつ、MSEL="H"
で、データ再生開始時の位相同期動作、(3)RG="H"、か
つ、MSEL="L"の時、位相同期動作後の位相追従動作を行
う。以下、RG信号、MSEL信号の状態にしたがって、位相
検出回路3の動作を詳述する。

【００１２】(1)位相同期データ列推定動作(RG="L") 位相同期動作開始直前の位相同期データ列の推定動作
は、推定データ列発生回路10により行われ、具体的に
は、符号判定回路20、遅延回路21,22,23、データ列推定
回路24とデータ列発生回路25によって行われる。符号判
定回路20は、AD変換器1の出力であるサンプリングデー
タの符号を判定し、サンプリングデータが負のとき"
-"、正のとき、"+"の記号に対応した信号を遅延回路2
1、データ列推定回路24に出力する。遅延回路21,22,23
は、サンプリングクロックを１つ入力されるたびに遅延
回路の入力を出力に伝達する、いわゆるシフトレジスタ
を構成している。ここで、現時刻の符号判定結果をsgn
(n)、１サンプリングクロック前の符号判定結果をsgn(n
-1)、以降、sgn(n-2)、sgn(n-3)と表すと、符号判定回
路20、遅延回路21、遅延回路22、遅延回路23の出力は、
それぞれ、sgn(n)、sgn(n-1)、sgn(n-2)、sgn(n-3)とな
る。データ列推定回路24は、sgn(n)〜sgn(n-3)のデータ
判定結果をもとに、データ列の推定を行う。位相同期デ
ータ列が(+1,+1,-1,-1)の繰返しであることに着目し、
データ列推定回路24は、図３(a)に示すように、データ
判定結果に対しデータ列の推定を行う。たとえば、デー
タ判定結果sgn(n-3,n-2,n-1,n)={+,+,-,-}の時、推定デ
ータ列y∧(n-3,n-2,n-1,n)を{+1,+1,-1,-1}と見なす。
また、sgn(n-3,n-2,n-1,n)={+,-,-,-}の時は、sgn(n-2)
に雑音が混入しデータ判定結果が誤ったと考え、推定デ
ータ列y∧(n-3,n-2,n-1,n)を{+1,+1,-1,-1}と見なす。
以上のように、データ列推定回路24は、入力信号のサン
プル位相や雑音の大きさによって、すべてのデータ判定
結果の組み合わせに対し、最も確からしいと思われるデ
ータ列を発生する。データ列発生回路25は、RG="L"→"
H"に遷移したとき、データ列推定回路24にて推定したデ
ータ列をy∧(n)を先頭に、y∧(n-3),y∧(n-2),y∧(n-
1),y∧(n),y∧(n-3).....の順で、順次、サンプリング
クロック入力ごとに出力する。

【００１３】(2)位相同期動作(RG="H" かつ MSEL="H") 位相同期動作では、推定データ列発生回路10で推定した
データ列とAD変換器1のサンプルデータを演算すること
で、位相差を求め、目標のサンプリング位相に同期させ
るものである。MSEL="H"時、セレクタ12は、推定データ
列発生回路10のデータ列推定結果を、セレクタ13は、AD
変換器1のサンプリングデータをそれぞれ選択する。位
相差は、遅延回路14,15、乗算器16,17、減算器18によっ
て求められ、演算式で示すと数１のようになる。

【００１４】ここで、z(n)は現時刻の位相差、y∧(n),y∧(n-1)は推
定データ、y(n),y(n-1)は、サンプルデータを示してい
る。このような式で求められる位相同期動作の位相差
は、図３(b)のように求められる。算出した位相差は、D
A変換器4より、コンデンサ5、抵抗6とから構成されるフ
ィルタに電流で出力される。サンプル位相が進んでいる
ときは、コンデンサ5の電荷を放電し、逆に、遅れてい
る場合には、コンデンサ5の電荷を充電する方向に電流
が流れる。VCO7は、コンデンサ5、抵抗６の電圧に対応
した発振周波数のサンプリングクロックを発生する。こ
の結果として、サンプル位相が進んでいるとき、ＶＣＯ
７の制御電圧は減少し、発振周波数が低下し、サンプル
位相を遅らせる方向の制御が行われる。一方、サンプル
位相が遅れているときは、VCO7の制御電圧は上昇し、発
振周波数が高くなり、サンプル位相を進める方向の制御
が行われる。以上の動作を繰り返した結果、位相差が"
0"になると、DA変換器4は、電流の充放電が発生しない
ため、抵抗6の両端には電位が発生せず、また、コンデ
ンサ5の電位も変化しない。したがって、VCO7の制御電
圧は、コンデンサ5に保持された電圧のみが加わり、サ
ンプリングクロックは、入力信号の周波数と位相に一致
し、サンプリングクロックの位相同期を終了する。

【００１５】(3)位相追従動作(RG="H" かつ MSEL="L") 位相追従動作は、位相同期を完了した後のモータ回転変
動等の緩やかな位相変動に追従する動作である。位相追
従動作時の位相検出にあたっては、入力されるデータは
既知でないため、データの判定は、等化器2の出力であ
る等化データをもとにデータ判定回路11により行う。デ
ータ判定回路11は、等化データと基準値との比較( この
例では、等化データ＞+0.5Vで"+1"、等化データ＜-0.5V
で"-1"、その他を"0"とする)を行い、{-1,0,+1}のうち
１つをy∧(n)として出力する。セレクタ12,13は、MSEL
="L"のとき、データ判定回路11の出力と等化器2の出力
とを各々選択し、先に述べた(数1)の演算を行い、位相
差を発生する。個々の位相差は、図３(c)のようにな
る。演算された位相差は、位相同期動作と同様に、DA変
換器4、コンデンサ5、抵抗6を介して、VCO7の発振周波
数を制御する。この結果、位相追従動作では、目標とな
るサンプル位相とのずれを随時補正し、位相の追従動作
を行う。

【００１６】以上のように求められた位相同期動作の位
相比較特性は、サンプル位相に対し、図１２のようにな
る。位相同期データ列が繰り返す点に着目した本方式の
位相検出回路によれば、位相差π[rad]以上、あるい
は、-π[rad]以下に対しても、位相検出器の出力が単調
増加しており、どのようなサンプリング位相からでも位
相同期が可能となる。また、データ判定回路11を含む位
相検出回路3には、帰還回路が存在しないため、位相検
出回路の高速化が可能となる。

【００１７】本実施例のデータ列判定は、図３(a)のよ
うに、全てのデータ判定結果に対しデータ列推定を対応
させた。このうち、発生頻度の低いデータ判定結果、sg
n(n-3,n-2,n-1,n)=(-,-,-,-),(-,+,-,+),(+,+,+,+),(+,
-,+,-)に対してもデータ列推定を推定して変換テーブル
の割り当てを行った。しかし、このようなデータ判定結
果が検出されたことが位相同期に悪影響を与える場合が
あり、このようなデータ判定結果が検出された場合、位
相検出を一時停止させ位相同期動作が異常になることを
防止することもできる。また、外部制御回路に通知する
ことで再生動作を停止することもできる。このような構
成を付加することで位相検出をより安定に行うことがで
きる。

【００１８】次に、より高精度にデータ列の推定を行う
推定データ列発生回路10の構成について、図４を用いて
説明する。図１の推定データ列発生回路10は、位相同期
データ列の１周期分の符号判定結果によりデータ列の推
定を行った。本実施例では、位相同期データ列が繰返し
発生することに着目し、位相同期データ列の数周期分の
符号判定結果よりデータ列の推定を行うものである。こ
こでは、より多くの位相同期データ列（本実施例では３
周期分）の符号判定結果を用いデータ列を推定する方法
について示す。符号判定回路20は、図１と同様にサンプ
ルデータの符号を判定する。符号判定回路20で判定され
た符号判定結果は、遅延回路21a〜c,22a〜c,23a〜c,30
b,cに記憶され、多数決回路31,32,33,34により各時刻で
のデータを推定する。現時刻での符号判定結果をsgn(n)
とすると、多数決回路31は、sgn(n),sgn(n-4),sgn(n-8)
の3サンプルの判定結果が入力される。これをもとに多
数決によって推定結果sgn∧(n)を発生する。多数決判定
方法は、図５に示すような判定テーブルによって行い、
符号判定結果sgn(n),sgn(n-4),sgn(n-8)の組み合わせに
よって、sgn∧(n)を推定する。例えば、sgn(n,n-4,n-8)
={+,+,+}の時は、全ての判定結果が正しく、多数決回路
31の出力sgn∧(n)="+"と推定する。また、sgn(n.n-4,n-
8)={+,+,-}の時は、sgn(n-8)の判定が雑音等により誤っ
たと判断し、sgn∧(n)="+"と推定する。多数決回路32,3
3,34についても入力データの時刻が１サンプル前である
点を除いて、同じ判定法を用いる。このように多数決回
路31〜多数決回路34によって推定されたsgn∧(n-1),sgn
∧(n-2),sgn∧(n-3)をもとに、データ列推定回路24は、
データ列の推定を行う。次に、RG信号が、"L"→"H"に変
化すると、データ列発生回路25は、データ列推定回路24
にて推定したデータ列を順次発生する。以降、位相同期
動作、位相追従動作は、図１と同様に動作し位相制御を
行う。

【００１９】このような、複数の判定結果を用いた多数
決決定法によれば、位相同期開始前に参照するデータ列
が長く必要であるが、データの推定精度が向上し結果的
に位相検出精度を向上させることができる。また、本実
施例でも帰還回路を構成していないため、本発明の特徴
である位相検出回路の高速動作が実現できる。

【００２０】ここで、サンプルデータに直流成分が混入
したような位相同期波形が、位相同期回路に入力された
場合、符号判定回路20は、信号の極性でデータ判定を行
っているため、データ判定に誤りが発生しやすくなる。
この結果、データ列発生回路10も誤りを発生し、位相差
検出が正確に行えなくなる。そこで、直流成分を含む信
号に対しても安定に位相検出を行える推定データ列発生
回路10を、図６に示す。本実施例は、図１に示した推定
データ列発生回路10をもとに、サンプルデータに含まれ
る直流成分を除去するフィルタ回路を設けた構成であ
る。図中、フィルタ回路は、遅延回路40と減算回路41に
よって構成される。フィルタの周波数特性F(jw)は、数
２に示すような数式で表せる。

【００２１】ここで、jは単位複素数、wは角周波数、Tはサンプリン
グ周期を示している。この式から角周波数w=0、すなわ
ち、直流ではF(0)=0となり、このフィルタは直流を除去
する効果があることがわかる。このようなフィルタ回路
を通過したサンプルデータを使って、符号判定回路20
は、符号判定を行う。以上の構成により直流成分を除去
することで、データの判定精度を向上させるとともに、
データ列推定を組み合わせることで、より位相検出動作
の安定性を向上させることができる。

【００２２】本実施例では、図１の推定データ列発生回
路10をもとにフィルタ回路を設けた構成を示したが、図
４に示した多数決判定法による推定データ列発生回路10
にも適用できることはいうまでもない。

【００２３】次に、データ列推定後の誤動作を回避する
一実施例を、図７に示す。本実施例も図１の推定データ
列発生回路10をもとに、データ列推定の誤動作を回避す
る構成を設けたものである。符号判定回路20でのサンプ
ルデータの符号判定結果と、遅延回路21〜23の遅延符号
判定結果とによりデータ列推定回路24でデータ列の推定
を行う。RG="L"→"H"後、データ列発生回路25は、推定
したデータ列を繰返し発生する。もし、データ列発生回
路25の回路が誤動作し、発生したデータ列が入力された
サンプルデータ列のものと位相が180度ずれたものであ
った場合、図１２の位相比較特性のうち負の傾斜を有す
る領域で位相検出回路が動作する。これにより、位相同
期に要する時間がかかるという問題が生じる。そこで、
推定データ列の決定後、データ列発生回路25で繰返し発
生する推定データ列と、データ列推定回路24の推定デー
タ列とが位相で180度ずれているかを判定するデータ列
比較回路45を設けた。データ列比較回路45は、データ列
の位相が180度ずれている場合、例えば、データ列推定
回路24=(1,1,-1,-1)、データ列発生回路25=(-1,-1,1,1)
のように全ビットがすべて反転している場合に、データ
列発生回路25に対し、再度、データ列推定回路24のデー
タ列推定結果をデータ列発生回路25に設定する再設定信
号を発生する。データ列発生回路25では、この信号をも
とに、データ列推定回路24のデータ列推定結果を再設定
し、推定データ列を繰返し発生する。以上のデータ列比
較回路45を設けることで、位相同期時間の延長を最低限
に抑えることができる。

【００２４】以上述べた位相同期動作の位相検出回路3
は、AD変換器1のサンプルデータをもとにデータ列の推
定、位相差の検出を行っているが、等化器2の等化デー
タをもとにデータ列の推定、位相差の検出を行っても良
い。このような位相同期回路の一実施例を図８に示す。
推定データ列発生回路10は、等化器2の等化データをも
とにデータ列の推定を行う点を除き、構成、動作ともに
図１のものと同一である。位相同期データ列は周期波形
であることから、等化データはサンプルデータに対して
一定ゲインを乗じた信号振幅となる。したがって、符号
判定回路20の極性判定は、等化データをもとに極性判定
を行ってもAD変換器1のサンプルデータから行った場合
と同じ精度で行える。以上のことから、データ列推定
は、等化データをもとに符号判定回路20で符号判定を行
った後、遅延回路21〜23、データ列推定回路24によって
行われる。データ列発生回路25は、RG="L"→"H"に遷移
後、推定したデータ列を順次発生する。この結果得られ
たデータ列と等化データとを演算し、位相差としてDA変
換器4に出力する。以降、コンデンサ5、抵抗6から構成
されるフィルタ回路と、VCO7によりサンプリングクロッ
クを生成する。

【００２５】本実施例の位相同期化回路は、以下のよう
な特徴がある。先の図１の実施例では、等化器2の位相
特性により、位相同期動作が完了しても、等化器2の等
化データに対しては、等化器2の位相特性によって位相
差が発生する。このため、位相同期動作から位相追従動
作に切り替え時、等化器2の位相特性分の位相を再同期
する必要がある。一方、本発明では、等化器2の等化デ
ータよりデータ列推定、並びに、位相検出を行うため、
位相の再同期が発生せず、位相同期時間の短縮を図るこ
とができる。加えて、本発明の特徴である高速で安定し
た位相差検出回路を提供することもできる。

【００２６】次にEPR-4(1,1,-1,-1)での信号再生系回路
における位相同期回路を図９に示す。EPR-4(1,1,-1,-1)
の信号再生系で使用されている位相同期データ列は、
(1,0,-1,0)信号の繰返しデータで、上述のPR-4(1,0,-1)
の位相同期データ列とは異なる。したがって、推定デー
タ列発生回路10は、上述のPR-4(1,0,-1)と同様の機能で
あるが、発生する同期データ列は、(1,0,-1,0)の繰返し
データで異なる。同期データ列の推定は、データ判定回
路11と、遅延回路21,22,23からの得られる４サンプルの
データ判別結果をもとに、データ列推定回路24にて行わ
れる。データ列推定回路24は、４サンプルの(1,0,-1)の
３値のデータ判定結果から、図１３の真理値表にしたが
ってデータ列の推定を行う。推定データ列は、RG="L"
→"H"に遷移したときに、データ列発生回路25より繰返
し発生される。このようにして推定されたデータ列は、
位相同期動作時、セレクタ12を介して位相差演算回路に
送出される。位相差演算回路は、遅延回路14,15a,bと減
算器18から構成され、数3の演算式でサンプリング位相
差z(n)を算出する。

【００２７】算出した位相差を減少するように、DA変換器4,コンデン
サ5,抵抗6,VCO7にて位相制御を行い、位相同期動作を完
了させる。その後の位相追従動作では、等化器2の等化
データとデータ判定回路11のデータ判定結果をもとに位
相の追従動作を行う。

【００２８】本実施例によれば、EPR-4(1,1,-1,-1)のよ
うな信号再生系回路にも、高速で、安定した位相同期回
路を提供することができる。

【００２９】また、本実施例のデータ列判定は、図１３
のように、全てのデータ判定結果に対しデータ列推定を
対応させた。しかし、データ判定結果sgn(n)とデータ列
推定結果y∧(n)とが不一致の場合、位相検出を一時停止
させ位相同期動作が異常になることを防止することもで
きる。また、外部制御回路に通知することで再生動作を
停止することもできる。このような構成を付加すること
で位相検出をより安定に行うことができる。

【００３０】次に、本発明の位相同期回路を使った磁気
記録再生装置を図１０に示す。とくに、記録密度を内周
と外周で一定にする等密度記録を行った場合の磁気記録
再生装置、ならびに、位相同期回路の構成を示す。位相
検出回路3は、上述したものすべてが適合するが、ここ
では、図１に示した位相検出回路3 を用いて説明する。
図中、101は、ホストコンピュータとのインターフェー
ス回路、102は磁気記録装置全体を制御するコントロー
ラ、107は記録再生ヘッド、108はデータ記録媒体、105
はデータ記録回路、109はデータ再生回路を示してい
る。

【００３１】このような、磁気記録再生装置の動作を以
下に説明する。インターフェース回路101の発生するデ
ータの記録動作は、コントローラ102の制御を受け、ま
ず、マイコン103、サーボ制御回路104によって記録する
位置に記録再生ヘッド107を移動する。記録再生ヘッド1
07の移動が完了した後、記録データは、データ記録回路
105を介して、R/Wアンプ106に出力され、記録媒体108上
に記録される。ここで、データ記録回路105は、記録周
波数である基準クロックを発生するシンセサイザ112、
コード化を行う変調回路111、プリコード113、記録時の
非線形性を低減する記録補正114、より構成される一方、データの再生は、R/Wアンプ106、複数の構成要素
からなるデータ再生回路109、コントローラ102を介し
て、インターフェース回路101に送出する。ここで、デ
ータ再生回路109の詳細について説明する。記録再生ヘ
ッド107の再生信号は、R/Wアンプ106にて一定ゲイン増
幅された後、AGC121によって信号振幅を安定にする。次
に、ローパスフィルタ(LPF)122によって、信号帯域外の
雑音を除去し、上述したAD変換器1、等化器2、位相検出
回路3、および、データの復号を行うビタビ復号器123、
復調回路124を介して、データの再生を行う。ここで、
位相検出回路3の動作モードを決定するRG、MSEL信号
は、コントローラ102、シーケンサ125より生成される。
RG,MSEL信号の組み合わせによって以下の動作を行う。

【００３２】(1)基準同期動作(RG="L",MSEL=無関係) この動作モードは、データの再生動作が停止しており、
位相検出回路3のみデータ列の推定を行っている。ここ
で、位相検出回路3のデータ列推定を高精度に行う条件
として、再生信号とサンプリングクロックの周波数比
が、ほぼ1:4である必要がある。このため、サンプリン
グクロックは、基準同期動作によってシンセサイザ112
の発生するクロック周波数に同期したクロックとする。
このような位相同期回路は、シンセサイザ128の基準ク
ロックとVCO7のサンプリングクロックとの位相差を測定
する位相比較器128、位相差を電流として出力するチャ
ージポンプ129、フィルタであるコンデンサ5、抵抗6、
さらに、サンプリングクロックを発生するVCO7より構成
する。これによって、シンセサイザ128の基準クロック
周波数と同一のサンプリングクロックを発生し、データ
列の推定を高精度に行う。

【００３３】(2)位相同期動作(RG="H",MSEL="H") この動作モードは、データの再生動作に先立ち、再生信
号とサンプリングクロックの位相同期を行うモードであ
る。この動作は、図１の説明で上述したものと同じであ
る。

【００３４】(3)位相追従動作(RG="H",MSEL="L") この動作モードは、データの再生動作を行うモードであ
る。この動作も、図１の説明で上述したものと同じであ
る。

【００３５】ここで、本実施例の位相同期回路3は、等
密度記録に対応したものであり、VCO7の発生するサンプ
リングクロック、および、シンセサイザ112の基準クロ
ックの周波数は、内周、外周で異なる。これに対応して
位相同期回路の特性を変更する必要がある。具体的に
は、位相同期回路のフィルタのカットオフ周波数をサン
プリングクロック周波数に依存させて変化させる。ま
た、位相同期動作時のフィルタカットオフ周波数を高く
し、位相同期時間の短縮を図る。以上の動作を実現する
ため、レジスタ126の設定とMSEL信号の状態によって、
対応するスイッチ127のみが導通状態となり、選択され
た抵抗6とコンデンサ5によってカットオフ周波数を変化
させる構成としている。ここでは、R1(H)が内周側位相
同期/基準同期動作、R1(L)が内周側位相追従動作、R2
(H)が外周側位相同期/基準同期動作、R2(L)が外周側位
相追従動作に、それぞれ対応している。以上述べたデー
タ記録再生回路を有する磁気記録再生装置に、本発明の
位相同期方法を適用することができる。この結果、デー
タ記録再生回路の高速化、ならびに、磁気記録再生装置
の高速転送を実現することができる。

【００３６】本実施例では、抵抗値を変更することでフ
ィルタのカットオフ周波数を変更する構成を示したがコ
ンデンサを変更することでも同様の動作が実現可能であ
る。

【００３７】さらに、本実施例では、位相同期動作、及
び、位相追従動作でフィルタのカットオフ周波数を変更
したが位相同期動作内でもフィルタのカットオフ周波数
を変更してもよい。また、フィルタの次数、例えば、抵
抗のみのフィルタと、抵抗とコンデンサからなるフィル
タとを切り換えることも可能である。ここで、切り換え
タイミングは、位相同期動作内、あるいは、位相同期動
作から位相追従動作に遷移した場合のどちらでもよい。

【００３８】次に、本発明の位相検出方法をプログラム
でも記述できることを示す。図11は、本発明の位相検出
方法の手順を示したPAD図である。以下に、位相検出手
順を説明する。

【００３９】(手順1) サンプリングデータy(n)、動作
制御変数RG,MSELを入力内部状態変数state、動作制御変数RGの状態を判断し、
真であれば次の処理を行う。

【００４０】(手順2) 動作制御変数RG="0"か判断 (手順2-1) 内部状態変数state="1"に設定 (手順2-2) sgn(n-1)〜sgn(n-3)の配列を左シフト (gn(n-2)→sgn(n-3)、sgn(n-1)→sgn(n-2)、sgn(n)→sg
n(n-1)) (手順2-3) sgn(n)にサンプルデータy(n)の符号を設定 (手順3) 内部状態変数state="1"、かつ、動作制御変数
RG="1"か判断 (手順3-1) 内部状態変数state="2"に設定 (手順3-2) sgn(n)〜sgn(n-3)の内容に対応した推定デ
ータ列を配列y∧(n)〜y∧(n-3)に設定 (手順4) 内部状態変数state="2"、かつ、動作制御変数
RG="1"か判断 (手順4-1) 動作制御変数MSEL="0"でないとき変数y∧
(n)にサンプルデータのデータ判別結果を代入 (手順4-2) 位相差をy(n-1)*y∧(n)-y(n)*y∧(n-1)の演
算により算出 (手順4-3) 動作制御変数MSEL="0"のとき推定データ配
列y∧(n)〜y∧(n-3)の配列を左ローテート {y∧(n)→y∧(n-1)→y∧(n-2)→y∧(n-3)→y∧(n)} 動作制御変数MSEL="0"でないとき変数y∧(n-1)にy∧(n)
を代入 (手順5) 内部状態変数state="2"、かつ、動作制御変数
RG="0"か判断 (手順5-1) 内部状態変数stateに"0"を代入 (手順6) サンプルデータy(n-1)にy(n)を代入以上の手順による位相検出方法は、前回の判定結果を判
断して処理を切り換える必要がないため、プログラムの
処理を乱す可能性が少ない。したがって、位相差検出プ
ログラムの高速処理が可能な方法である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、データ判定精度向上に
よる位相検出精度の向上と位相検出回路の高速化を図る
ことができる。さらに、本発明の位相比較特性は、±π
[rad]以上のリニアリティを有し、従来よりも位相比較
特性を向上させることが可能である。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の位相同期回路の実施例を示し
たブロック図。

【図２】図1に示した位相同期回路の制御シーケン
ス。

【図３】本発明の第１のデータ列推定、位相差演算方法
を示した真理値図表。

【図４】推定データ列生成回路の他の実施例を示した
ブロック図。

【図５】図４の多数決判定回路の真理値図表。

【図６】推定データ列生成回路の他の実施例を示した
ブロック図。

【図７】推定データ列生成回路の他の実施例を示した
ブロック図。

【図８】本発明の第２の位相同期回路の実施例を示し
たブロック図。

【図９】本発明の第３の位相同期回路の実施例を示し
たブロック図。

【図１０】本発明の位相同期回路を使った磁気記録再生
装置のブロック図。

【図１１】本発明の位相差検出方法を示したPAD図。

【図１２】本発明の位相検出法を使った位相比較特性。

【図１３】本発明の第３の位相同期回路のデータ列推定
を示した真理値図表。

【符号の説明】

1 AD変換器 2 等化器 3 位相検出回路 4 DA変換器 7 VCO 20 符号判定回路 21,22,23 遅延回路 24 データ列推定回路 25 データ列発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−143447（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−227120（ＪＰ，Ａ) 特開平４−92513（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 20/14 H03L 7/00 - 7/14 H04L 7/00 - 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ決められた入力信号に対するサ
ンプル位相を検出する位相検出方法であって、該入力信
号の振幅と基準信号振幅との大小を判定するデータ判定
手段と、該データ判定手段をもとにあらかじめ決められ
たデータ列を推定するデータ列推定手段と、該データ列
推定手段で決定されたデータ列に基づき連続した推定デ
ータ列を生成するデータ列発生手段と、入力信号と該推
定データ列との演算を行ってサンプル位相を検出する位
相算出手段を設けたことを特徴とする位相検出方法。
【請求項２】あらかじめ決められた入力信号の振幅と基
準信号振幅との大小比較を行いデータを判定する第１の
手順、該第１の手順で判定されたデータをもとにデータ
列を推定する第２の手順、推定したデータ列と入力信号
との演算を行ってサンプル位相を検出する第３の手順に
よる位相検出方法。
【請求項３】請求項１に記載の位相検出方法であって、
該位相検出方法で求められた位相比較特性が少なくとも
±π[rad]以内で単調増加することを特徴とする位相検
出方法。
【請求項４】請求項１に記載の位相検出方法であって、
上記データ判定手段、上記データ列推定手段、上記位相
算出手段を順次処理するフィードフォワード処理により
実現したことを特徴とする位相検出法。
【請求項５】請求項１に記載の位相検出方法において、
上記データ列推定手段は、上記データ判定手段の一定期
間内の複数の判定結果から最も多いデータ列を、推定デ
ータ列とすることを特徴とする位相検出方法。
【請求項６】請求項１に記載の位相検出方法において、
上記データ列推定手段のデータ列と、上記データ列発生
手段の推定データ列とを比較する比較手段を設けたこと
を特徴とする位相検出方法。
【請求項７】請求項１に記載の位相検出方法において、
入力信号の特定周波数の信号を除去するフィルタ手段を
設け、上記データ判定手段は該フィルタ手段の結果を使
って判定を行うことを特徴とする位相検出方法。
【請求項８】請求項１に記載の位相検出方法において、
上記位相算出手段に入力される信号が部分応答信号であ
ることを特徴とする位相検出方法。
【請求項９】請求項１に記載の位相検出方法において、
上記データ判定手段と上記データ列推定手段とを動作さ
せた後、上記位相算出手段を動作させることを特徴とす
る位相検出方法。
【請求項１０】請求項６に記載の位相検出方法におい
て、上記比較手段の比較結果が一致しない場合、上記デ
ータ列推定手段の上記データ列を上記データ列発生手段
に再設定することを特徴とする位相検出方法。
【請求項１１】入力信号のサンプルクロックを発生する
位相同期装置であって、該入力信号をサンプリングする
サンプリング手段と、該サンプリング手段でサンプルさ
れた信号の振幅値と基準信号振幅との大小比較を行うデ
ータ判定手段と、該データ判定手段をもとにデータ列を
推定するデータ列推定手段と、該データ列推定手段のデ
ータをもとに連続した推定データ列を生成するデータ列
発生手段と、該データ列発生手段をもとに入力信号と該
データ列推定手段で推定したデータ列との演算を行って
サンプル位相を発生する位相差発生手段と、該位相差発
生手段で発生した位相差を平滑化するフィルタ手段と、
該フィルタ手段の出力で該サンプルクロックの周波数が
変化する可変発振手段とを設けたことを特徴とする位相
同期装置。
【請求項１２】請求項１１に記載の位相同期装置におい
て、上記位相差発生手段が動作している場合に、上記フ
ィルタ手段の周波数特性のうちカットオフ周波数、ある
いは、フィルタ次数のうち少なくとも一方を変更するこ
とを特徴とする位相同期装置。
【請求項１３】入力信号を増幅する増幅手段と、該入力
信号の周波数特性を所望の周波数特性に変換するフィル
タ手段と、該フィルタ手段の出力信号をサンプリングす
るサンプリング手段と、該サンプリング手段にてサンプ
リングされた信号をもとにデータの復号を行う復号手段
を有し、該サンプリング手段を前記請求項１１に記載の
位相同期装置で構成したことを特徴とするデータ再生装
置。
【請求項１４】記録する情報を記録信号に変換する記録
信号処理手段と、再生する信号を再生情報に変換する再
生信号処理手段を有する信号記録再生装置において、該
再生信号処理装置に、上記請求項１１の位相同期装置を
含むことを特徴とする情報記録再生装置。