KR930007937B1

KR930007937B1 - 디지틀신호 자기기록 재생장치

Info

Publication number: KR930007937B1
Application number: KR1019890003832A
Authority: KR
Inventors: 마사후미 시모타시로; 토요히꼬 마쯔다; 마사아끼 코바야시; 에쯔또 나까쯔; 히로아끼 시마자끼
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1993-08-21
Anticipated expiration: 2009-03-27
Also published as: US5124861A; KR890015241A; DE68915840T2; EP0335346B1; EP0335346A2; EP0335346A3; DE68915840D1

Abstract

내용 없음.

Description

디지틀신호 자기기록 재생장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 디지틀신호 자기기록 재생장치를 도시한 블록도.

제2도는 제1도의 디지틀신호 자기기록 재생장치의 반송파 발생회로(10)를 도시한 블록도.

제3(a)도는 n=3, m=4로 하였을 경우 반송파, 클록 및 버스트신호 위치사이의 위상관계를 나타내는 위상타이밍도.

제3(b)도는 제1도의 디지틀신호 자기기록 재생장치의 기록시에 대한 주파수 스펙트럼을 도시한 그래프.

제4도(a)는 제1도의 디지틀신호 자기기록 재생장치에 대한 직각 2상 변조기를 도시한 블록도.

제4도(b)는 제1도의 디지틀신호 자기기록 재생장치에 대한 동기 검파회로(21)를 도시한 블록도.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 의한 디지틀신호 기록 재생장치의 동기 발생회로(19)를 도시한 블록도.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 의한 디지틀신호 자기기록 재생장치를 도시한 블록도.

제7도는 본 발명의 제2실시예에 의한 디지틀신호 자기기록 재생장치의 코스타스회로(costas circuit : 반송파 재생회로)(100)를 도시한 블록도.

제8도는 본 발명의 제2실시예에 관한 다지틀신호 자기기록 재생장치의 코사트스회로(100)의 신호선택도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 부호기부 3 : 버스트부가회로

4, 5 : 디지틀 애널로그 변환기(DAC) 6 : 변조기부

7, 8, 22, 23, 43, 87, 131 : 저역통과필터(LPF)

9 : 직각 2상 변조기 10 : 반송파 발생회로

11 : 바이어스부 12, 66, 113 : 가산기

13 : 바이어스신호 발생회로 14 : 자기기록 재생부

15 : 기록헤드 16 : 자기디스크

17 : 재생헤드 18 : 등화기회로

19 : 동기발생회로 20 : 복조기부

21 : 동기검파회로 24 : 복호기부

25, 26 : 에널로그 디지틀 변환기(ADC) 27 : 버스트분리회로

41, 84 : PLL 42, 85 : 위상비교기

44, 88, 132 : 전압제어발진기 45, 91, 133 : n분주기

46, 89, 134 : m분주기 48, 81, 136 : 대역통과필터(BPF)

65, 72 : 90° 위상시프터 62, 63, 69, 70 : 승산기

82, 137 : 버스트게이트 펄스발생기 86 : 버스트게이트

100 : 코스타스회로(반송파 재생회로) 112 : 위상오차검출기

114 : 감산기

115, 116, 117, 118, 125, 126 : 식별기

119, 120, 121, 127 : EX-OR회로 122 : 신호선택기

123, 124 : 전파정류기 128 : 타이밍제어기

129 : OR회로 130 : 플립플롭회로

본 발명은, 디지틀신호 자기기록 재생장치에 관한 것으로서, 특히 디지틸 비디오 테이프 레코더(DVTR)에 응용할 수 있는 디지틀신호 자기기록 재생장치에 관한 것이다.

종래의 디지틀신호 자기기록 재생장치에서는, 직류성분의 기록재생이 곤란하기 때문에, 기록신호중에서 직류성분이 적은 NRZ계 부호(예를들면, J.K.R.Heitmann ; "An Analytical approach ot the Standardization of Digital Videotape Recoder" : SMPTE J.,91, 3, Mar 1982, 또는 J.K.R.Heitmann ; "Digital Video Recording, New Result in Channel Coding and Error Protection" : SMPTE J., 93 : 140-144, Feb 1984.)와 8-10 블록부호(예를들면, J.L.E.Baldwin ; "Digital Television Recording with Low Tape Consumption" : SMPTE J., 88 : 490-492, Jul.1979.)와 밀러-스퀘어부호(Miller-squared(M²)Code)(예를들면,L.Gallo ; "Signal System Design for a Digital Video Recording System" : SMPTE J.,86 ; 746-756, Oct.1977)와, 3레벨의 부분응답 방식중에서 어느 하나를 베이스밴드 변조에 사용하고 있었다.

그러나, 이와 같은 베이스밴드 변조를 사용한 디지틀신호 자기기록 재생장치에서는, 취급하는 신호가 기본적으로 2레벨의 신호이기 때문에, 기록주파수 대역의 이용효율(단위대역당의 전송가능한 비트율)이 낮다.

예를들면, 나이퀴스트전송계 롤오프율(roll-off factor)를 0.5로 하였을 경우, 주파수 대역의 이용효율은 1.33비트/초/HZ 정도밖에 되지 않는다.

결과적으로, 테이프소비량의 증대를 초래하게 되므로, 장시간 기록을 곤란하게 하고 있다.

또한, 기록율을 증대하기 위해서는, 기록대역을 넓히는 방법과, 기록채널수를 증가하는 방법과, 상대속도를 증가시키는 방법을 고려할 수 있다.

그러나, 기록대역을 넓히면 극단적으로 S/N비가 열화되기 때문에, 바람직하게 기록율을 증대시킬 수는 없다. 기록채널수를 증가시키면, 트랙폭이 좁아져서 S/N비가 열화한다. 상대속도를 증가시키면, 테이프소비량이 문제가 된다(예를들면, L.M.H.Dreissen et al ; "An Experimental Digital Video Recording System" : IEEE Trans. on CE, CE-32, No.3, pp362-371, Aug.1986, 또는 C. Yamamitsu et al ; "An Experimental Digital VTR Capable of 12-hour Recording" : IEEE Trnas. on CE, CE-33, No.3, pp240-248, 1987.).

한편, 본 발명자들은, 주파수 이용효율이 높고, 기록율이 높은, 새로운 방식의 디지틀신호 자기기록 재생장치를 발명하여 1988년 9월 29일부로 미국에 특허출원하였다. 그러나, 반송파 주파수와 클록주파수의 관계에 대하여 고려되어 있지 않기 때문에, 전송 S/N비가 나쁜 고역주파수대를 사용하고 있었다.

본 발명의 목적은, 종래의 베이스밴드 변조를 사용한 디지틀 자기기록 재생장치보다 주파수 이용효율과 기록효율이 높고, 자기기록 재생시스템에 대하여 가장 적합한 기록주파수 대역을 사용한 새로운 방식의 디지틀 자기기록 재생장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 디지틀신호 자기기록 재생장치는, 기록시스템과 재생시스템으로 구성된 디지틀신호 자기기록 재생장치에 있어서, 상기 기록시스템이, 버스트신호의 주기(T)마다 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 입력디지틀 신호에 부가하여 제2디지틀신호를 얻고, 상기 제2디지틀신호를 2계열의 디지틀신호로 분할하여 디즈틀 애널로그 변한기에 출력하고, 또한 클록신호 및 버스트신호의위치를 나타내는 펄스신호를 반송파 발생회로에 출력하는 버스트부가회로와, 상기 버스트부가회로로부터 입력된 상기 2계열의 디지틀신호를 각각, 진폭방향으로 멀티레벨을 가지는 다치(multi-value)의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로 변환하는 디지틀 애널로그 변환기와, 상기 버스트부가회로로부터 입력된 클록신호 및 버스트신호 위치를 나타내는 펄스신호에 응답해서, 상기 버스트신호의 주기(T)마다 클록의 위상및 반송파의 위상이 일치하도록, 상기 반송파의 주파수(f_h)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(단, m, n은 정의 정수, n

m)의 조건을 만족하는 반송파를 생성하는 반송파 발생회로와, 저역통과필터를 통과한 상기 디지틀 애널로그 변환기의 멀티레벨의 애널로그 신호에 의해 상기 반송파 발생회로의 반송파를 직각 2상 변조하여, 기록신호로서, 다치의 직각 진폭변조신호를 생성하는 직각 2상 변조기와, 자기기록매체상에 상기 기록신호를 기록하는 자기기록수단을 포함하는 것을 기본구성으로 한다.

또한, 상기 목적을 바람직하게 달성하기 위하여, 본 발명의 디지틀신호 자각기록 재생장치는, 상기 디지틀신호 자기기록 재생장치의 기본구성에, 바이어스신호를 발생하는 바이어스신호 발생수단돠, 상기 직각 2상 변조기로부터 입력되는 직각 진폭변조신호에 상기 바이어스신호를 가산해서 기록신호를 얻는 가산기를 가지는 바이어스부를 부가하여 포함한다.

상기 구성에 의해 기록신호중에서 기록재생이 곤란한 직류성분을 완전히 제거할 수 있다. 또한, 다치(multi value)의 직각 진폭변조신호를 사용하고 있기 때문에, 베이스밴드변조에 의한 기록방법에 비하여 주파수의 이용효율을 개선할 수 있다. 기록쪽에서, 버스트신호의 주기(T)마다 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 입력디지틀신호에 부가하여 제2디지틀신호를 얻고, 또한 버스트부가회로로부터 입력된 클록신호 및 버스트신호위치를 나타내는 펄스신호에 응답해서 상기 버스트신호의 주기(T)마다 클록의 위상과 반송파의 위상이 일치하도록, 상기 반송파의 주파수(f_h)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(단, m, n은 정의 정수, n＜m)의 조건을 만족하는 반송파를 생성하기 때문에, 재생쪽에서 상기 버스트신호에 의해 반송파와 클록을 동시에 재생할 수 있다. 상기 주파수관계에 의해 반송파의 주파수(f_h)가 클록의 주파수(f_c)보다 저역으로 설정되므로, 자기기록 재생장치의 S/N비가 양호한 기록주파수 대역을 사용할 수 있다.

결과적으로, S/N비는 또는 BER(Bit Error Rate)가 허용될 수 있는 범위까지 주파수 대역을 넓힘으로써, 베이스밴드변조에 의해 기록율을 증대시킬 수 있다. 바람직하게는, 바이어스기록을 행하고 있으므로, 자기기록재생장치에서 발생하는 비선형성을 저감시키고, 따라서 자기기록재생장치의 비선형성에 의해 초래되는 신호의 변형에 의한 S/N비의 열화를 저감시킬수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 디지틀신호 자기기록 재생장치의 블록도로서 기록시스템과 재생시스템을 가지고 있다. 상기 기록시스템은 복호기부(2), 변조기부(6) 및 바이어스부(11)를 포함하고, 상기 재생시스템은 복조기부(20), 동기발생회로(19) 및 복호기부(24)를 포함한다.

텔레비젼신호 또는 오디오신호 등을 디지틀변환해서 얻어진 디지틀신호는 입력단자(1)에 입력된다.

입력단자(1)에 입력된 디지틀신호는 부호기부(2)의 버스트부가회로(3)에 입력된다. 상기 버스트부가회로(3)에서는, 버스트신호의 주기(T)마다 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 상기 입력디지틀신호에 부가하여 제2디지틀신호를 얻고, 상기 제2디지틀신호를 2개열의 디지틀신호로 분할하여 디지틀 애널로그변환기(4), (5)에 출력하고, 또한 클록신호 및 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 반송파 발생회로(10)에 출력한다.

다음에, 부호기부(2)의 각각의 디지틀 애널로그 변환기(DAC)(4), (5)는, 상기 버스트부가회로(3)로부터 입력된 상기 2계열의 디지틀신호를 각각, 진폭방향으로 멀티레벨을 가지는 다치(multi-value)의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로 변환한다. 예를들면, 입력단자(1)로부터의 입력이 4비트이면, 2비트씩 분할되어 2계열 신호로서 DAC(4), 5)에 각각 입력되고, 입력된 신호는, 4치(2비트)의 레벨(멀티레벨)을 가진다치(multi-value)의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로 변환된다.

또한, 반송파 발생회로(10)에서는, 상기 버스트부가회로(3)로부터 클록신호 및 버스트신호위치를 나타내는 펄스신호에 응답하여, 상기 버스트신호의 주기(T)마다 클록의 위상과 반송파의 위상이 일치하도록, 상기 반송파의 주파수(fh)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(단, m, n은 정의 정수, n

m)의 조건을 만족하는 반송파를 생성한다.

한편, 직각 2상 변조기(9)에서는 상기 반송파 발생회로(10)의 반송파를, 저역통과필터(7), (8)를 통과한 상기 디지틀 애널로그 변환기(4), (5)의 멀티레벨의 애널로그신호로 각각 2상 변조하여, 기록신호로서, 다치의 직각 변조신호를 생성한다.

상기 반송파 발생회로(10)에 대하여 구체적으로 이하 설명한다.

반송파 발생회로(10)의 구체적인 블록도를 제2도에 도시한다.

상기 버스트부가회로(3)로부터 클록신호 및 버스트신호위치(주기 T)를 나타내는 펄스신호가 각각 단자(40), (47)에 입력된다.

단자(40)로부터 입력된 클록신호는 위상동기루프(PLL)(41)의 위상비교기(42)에 입력된다. PLL(41)은 클록신호와 n분주기(45)의 출력간의 위상비교를 행하는 위상비교기(42)와, 상기 위상비교기(42)의 출력으로부터 불필요한 성분을 제거하는 LPF(43)와, 상기 LPF(43)의 전압출력값에 응답하여 발진주파수(n·f_c=m·f_h)의 신호를 발진하는 전압제어발진기(44)와, 상기 전압제어발진기의 출력을 n분주하는 n분주기(45)로 구성되고, PLL(41)의 출력, 즉 전압제어발진기(44)의 출력은 클록신호와 위상동기한 주파수(n·f_c)를 가지는 신호가 출력된다. 다음에, m분주기(46)에서는 PLL(41)의 출력을 m분주한다.

따라서, m분주기(46)의 출력은 반송파의 주파수(f_h)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(단, m, n은 정의 정수, n

m)의 주파수 관계를 만족시킨다.

또한, m분주기(46)에서는, 단자(417)로부터 입력된 버스트신호위치를 나타내는 펄스신호에 응답하여, 위상을 리세트한다. 즉, 클록의 주파수와 반송파와 주파수 사이의 주파수 관계는 f_h=n/m·f_c이므로, 주기(t=n/f_h)마다 위상이 일치하지만, 버스트신호위치(주기(T=k·n/f_h)에서 클록의 위상과 반송파의 위상을 확실하게 일치시키기 위하여 위상을 리세트한다. 예를들면, n=3, m=4의 경우, 제3도(a)의 위상타이밍도에 있어서, (a)는 전압제어발진기(44)의 출력이고, (b)는 클록신호이고, (c)는 반송파이고, (d)는 버스트신호 위치를 표시하는 펄스신호이다. 다음에, m분주기(46)의 출력은 대역통과필터(BPF)(48)에 입력되고, 반송파 주파수만을 통과시켜서 단자(49)로부터 출력한다.

다음에, 상기 직각 2상 변조기(9)에 대하여 구체적으로 설명한다.

직각 2상 변조기(9)의 구체적인 블록도를 제4도(a)에 도시한다.

반송파 발생회로(10)으로부터의 출력을 C(t)=A·cosωht로 하고, LPF(7), (8)의 출력을 d₁(t), d₂(t)로 한다.

신호(d₁(t), d₂(t))는 N레벨을 가진 다치의 디지틀신호이고, N는 임의의 정수라고 한다(부호기부(2)의 입력비트수가 4이면, LPF(7), (8)의 출력은 4치의 디지틀신호이고, 예를들면 1, 0.5-0.5, -1의 4레벨을 가진다). LPF(7), (8)의 출력(d₁(t), d₂(t))는 각각 단자(60), (61)로부터 승산기(62), (63)에 입력된다. 또한, 단자(64)로부터 입력된 반송파(C(t))는, 승산기(62)와 90°위상시프터(65)에 입력되고, 90°위상시프터(65)에서 위상이 90°시프트된 출력(A·sinωht)은 승산기(63)에 입력된다. 상기 승산기(62), (63)에서는, 각각 LPF(7), (8)의 출력과 반송파가 승산되어, 가신기(66)에 입력된다. 가산기(66)의 출력은 직각 2상 변조기(9)로부터의 출력(S(t))이 단자(67)로부터 출력된다. 즉,

S(t)=d₁(t)·A·cosωht+d₂(t)·A·sinωht

가 된다. 따라서, d₁(t), d₂(t)가 N피치의 레벨이면, S(t)는 N*N치의 직교 진폭변조신호가 된다. 단, 버스트신호의 기간은 d₁(t), d₂(t)는 일정한 다치의 디지틀이미로, 변조기(9)로부터 반송파만 출력된다. 예를들면, 동기신호기간에서 d₁(t)=1, d₂(t)=0이면, S(t)=A·cosωht로 된다.

직각 2상 변조기(9)로부터의 출력은 바이어스부(11)에 입력되고, 바이어스신호 발생회로(13)에서 출력하는 바이어스신호를 가산기(12)에 의해 가산해서 출력된다. 또한, 바람직하게는 상기 바이어스부(11)에서, 바이어스신호 주파수(f_B)가, 기록신호대역의 최대주파수(f_HM)에 대하여,

f_B

3·f_HM

의 관계를 가지도록 설정된다. 이 관계가 제3도(b)에 도시되어 있다. 이 관계에 의해 상호변조주파수성분(intermodulation frequency component)(f_B-2f)이 기록신호대역내에 들어가지 않는다(여기서, f는 기록신호대역내의 임의의 주파수임). 또한, 바이어스 전류를, 직각 진폭변조신호의 주파수대역폭의 범위내에서 재생시스템 의해 얻은 재생신호로부터 생성된 S/N비 및 직각 진포변조신호의 주파수대역폭의 범위내에서 생성되 왜곡에 의한 S/N비를 합산한 S/N비가 최대로 되는 전류갑승로 설정한다(바이어스 전류를 크게 하면, 자기기록 재생장치의 선형성은 개선되지만, 주파수 특성이 열화하여 S/N비는 악화되기 때문에, 바이어스전류의 최적치가 존재한다). 바이어스부(11)의 출력은, 자기기록재생부(14)에 입력된 기록헤드(15)에 의해 자기기록매체(예를들면, 자기테이프 또는 자기디스크)(16)에 기록된다.

자기기록매체(16)에 기록된 신호는, 재생헤드(17)(기록헤드와 공용가능)로부터 추출되어, 군(群)지연변형이 없는 등화기(equalizer)회로(18)에 입력된다. 등화기회로(18)에 의해, 자기기록재생에서 열화한 고역성분을 향상시키므로서, 자기기록재생계(헤드 및 자기기록매체)에서의 주파수특성이 대략 평탄하게 되도록 한다. 등화기회로(18)의 출력은 복조기부(20)와 동기발생회로(19)에 입력된다.

동기발생회로(19)는 구체적으로 제5도에 도시한 바와 같이 구성되며, 단자(80)에는 등화기회로(18)의 출력이 입력된다. 다음에, BPF(81)는 반송주파수만을 통과시키는 대역통과필터이고, 상기 등화기회로(18)의 출력으로부터 반송파의 버스트신호성분만을 추출하여, 버스트게이트 펄스발생기(82)와 PLL(84)에 출력한다. 상기 버스트게이트 펄스발생기(82)에서는, 상기 BPF(81)의 출력인 버스트신호의 진폭값으로부터 버스트신호위치 및 버스트신호의 시간측 폭을 생성하여, 단자(83), PLL(84)의 버스트게이트(86) 및 n분주기(91)에 출력한다.

다음에, PLL(84)은, 상기 BPF(81)의 출력인 버스트신호의 위상과 m분주기(89)의 위상을 비교해서 위상오차 신호를 출력하는 위상비교기(85)와, 상기 버스트게이트 펄스발생기(82)의 버스트게이트 신호에 응답하여 상기 위상비교기(85)의 버스트신호 기간의 위상오차만을 추출하는 버스트게이트(86)와, 상기 버스트 게이트(86)의 출력으로부터 불필요한 성분을 제거하는 LPF(87)와, 상기 LPF(87)의 전압 출력값에 응답하여 주파수(m·f_h)의 신호를 발진하는 전압제어 발진기(88)와, 상기 전압제어발진기(88)의 출력을 m분주해서 연속적으로 재생반송파를 발생하는 m분주기(89)로 구성되어, 상기 BPF(81)의 출력인 버스트신호에 위상동기한 연속적인 반송파와 주파수(m·f_h)의 신호를 출력한다.

다음에, n분주기(91)에서는, 상기 PLL(84)의 출력(즉, 전압제어발진기(88)의 출력)인 주파수(m·f_h)의 신호를 n분주하고, 버스트게이트 펄스발생기(82)의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하고, 재생된 클록을 단자(92)로부터 출력한다. 따라서, 기록쪽에서 반송파의 주파수(f_h) 와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c의 조건을 만족하고, 또한 버스트신호위치마다 반송파의 위상과 클록의 위상을 일치시키고 있으므로, 반송파의 버스트신호로부터 클록을 재생할 수 있다.

다음에, 복조기부(20)의 동기검파회로(21)는, 동기발생회로(19)의 PLL(84)로부터 생성된 재생반송파에 의해, 등화기회로(18)로부터 입력된 재생신호를 복조하여 멀티레벨의 애널로그신호를 얻는다. 동기검파회로(21)의 구체적인 블록도를 제4도(b)에 도시한다. 단자(68)에 입력된 재생신호는 승산기(69), (70)에 입력된다. 동기발생회로(19)의 출력인 반송파는 단자(71)로부터 입력되어, 승산기(69)와 90°위상시프터(72)에 입력되고, 90°위상시프터(72)에 위해 90°위상으로 시프트되어 승산기(70)에 입력된다.

승산기(69), (70)에서 재생신호와 반송파가 승산되고, 승산된 출력은 각각 단자(73), (74)로부터 동기검파회로(21)의 출력으로서 출력된다. LPF(22), (23)는 동기검파회로(21)의 출력인 2계열의 복조신호를 입력하여 변조전의 다치의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호대역만을 통과시킨다. 또한, 각각 LPF의 특성은, 변조기부의 LPF(7)(또는, (8))와 복조기부의 LPF(22)(또는, (23))를 합성한 특성이, 부호간의 간섭이 없는 롤오프 특성이 되도록 한다. LPF(22), (23)의 출력은 복호기부(24)에 입력된다. 복호기부(24)의 애널로그디지틀 변환기(ADC)(25), (26)에서는, LPF(22), (23)를 통과한 상기 동기검파회로(21)의 멀티레벨의 애널로그신호를, 동기발생회로(19)의 n분주기(91)로부터 입력된 클록신호에 응답하여 재생된 제2디지틀신호로 변환된다. ADC(25), (26)의 출력은, 메모리회로로 구성되는 버스트분리회로(27)에 입력되고, 상기 동기 발생회로(19)의 상기 n분주기(91)로부터 입력된 클록신호 및 상기 버스트게이트발생기(82)로부터 입력된 버스트신호위치에 응답하여 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 제거신호를 제거하여, 출력단자(28)로부터 재생디지틀신호로서 출력한다.

이상과 같이, 제1실시예에 의하면, 기록쪽에서, 버스트신호의 주기(T)마다 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 입력디지틀신호에 부가하여 제2디지틀신호를 얻고, 또한 버스트부가회로로부터 입력된 클록신호 및 버스트신호위치를 나타내는 펄스신호에 응답해서 상기 버스트신호의 주기(T)마다 클록의 위상과 반송파의 위상이 일치하도록, 상기 반송파의 주파수(f_h)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(n, m은 양의 정수, , n

m)의 조건을 만족하는 반송파를 생성하기 때문에, 재생쪽에서 상기 버스트신호에 의해 반송파와 클록을 동시에 재생할 수 있다. 상기 주파수관계에 의해 반송파의 주파수(f_h)가 클록의 주파수(f_c)보다 저역으로 설정되므로, 자기기록재생장치의 S/N비가 양호한 기록주파수대역인 저역주파수대역과 중역주파수 대역을 사용할 수 있다.

제6도는, 본 발명의 제2실시예에 관한 디지틀신호 자기기록재생장치의 블록도를 도시한다(다만, 기록쪽은 제1실시예와 동일하므로 생략한다). 제1도의 제1실시예와 다른점은, 반송파의 재생을 보다 정확하게 하기 위하여, 제1도의 동기재생회로(19)를 코스타스회로(costas circuit : 반송파 재생회로)(100)로 구성한 점이다. 코스타스회로(100)의 구체적인 블록도를, 16치의 직각 진폭변조를 예로들어, 제7도에 도시한다.

복조기부(20)의 LPF(22), (23)로부터 2계열의 다치의 디지틀신호(16치의 직각 진폭변조의 경우, 각각 4치의 디지틀신호)가 단자(110), (111)에 입력된다. 단자(110), (111)로부터 입력된 2계열의 멀티레벨의 애널로그신호는, 위상오차검출기(112)와 신호선택기(122)에 입력된다. 신호선택기(122)는, 전파 정류기(123), (124)와 리미터(진폭제한회로)로 이루어진 식별기(125), (126)와 EX-OR회로(127)로 구성되고, 또한 직각 2상변조신호가 제8도에 도시한 빗금친 부분의 범위내에 도시된 위치중 어느 한 위치에 대응하는 조건하에서만, 즉 재생 직각 2상변조신호의 위상이 I측과 Q측으로부터 대략 등거리에 있을 때에만, 신호선택을 나타내는 제어신호를 출력한다. 다음에, 위상오차 검출기(112)는 가산기(113)와, 감산기(114)와, 식별기(115), (116), (117), (118)와, EX-OR회로(119), (120), (121)로 구성되며, 단자(110), (111)로부터 입력된 멀티레벨의 애널로그신호로부터 진폭정보를 없애고, 위상정보만을 포함한 각각의 신호를 생성한다. 이 결과, 위상오차 검출기(112)의 EX-OR회호(121)로부터 출력되는 신호는 동기검파회로(21)에 인가된 재생반송파의 위상오차에 따라 변경된다.

다음에 타이밍제어기(128)는, OR회로(129)와 플립플롭회로(130)로 구성되고, n분주기(133)로부터 입력된 클록과 상기 신호 선택기(122)의 출력을 제어신호로 사용하여 상기 위상오차 검출기(112)의 출력으로부터 제8도에 빗금친 부분에 표시된 신호부분의 위상오차만을 선택하여, LPF(131)에 출력한다. 상기 LPF(131)에서는, 불필요한 성분을 제거하고, 위상오차 성분만을 분리해서 진압제어발진기(132)에 출력한다. 전압제어발진기(132)에서는, LPF(131)의 출력전압값에 따라서, 주파수(n·f_c=m·f_h)의 신호를 발진한다. 다음에, n분주기(133)는 전압제어발진기(132)의 출력을 n분주하고, m분주기(134)는 전압제어발진기(132)의 출력을 m분주하여, 클록의 주파수와 반송파의 주파수에 각각 일치하는 신호를 각각 발생한다. 다만, 위상에 대해서는 각각 n분주와 m분주를 행하고 있기 때문에, n개와 m개의 안정점을 가지고, 일의적으로 결정할 수 없다. 따라서, 단자(135)로부터, 등화기회로(18)의 출력인 재생신호를 BPF (136)에 입력한다. 상기 BPF(136)에서는, 반송파의 버스트신호를 추출하고, 버스트게이트 펄스발생기(137)에 출력한다. 다음에, 상기 버스트게이트 펄스발생기(137)에서는, 버스트신호의 진폭검파를 행하고, 클록의 위상과 반송파의 위상을 동시에 결정하기 위한 버스트 신호의 위치를 생성하고, n분주기(133)와 m분주기(134)에 출력한다.

상기 n분주기(133)과 m분주기(134)에서는, 상기 버스트신호 위치마다 위상을 리세트하여, 클록의 위상과 반송파의 위상을 일의적으로 결정한다.

최종적으로, 다시 제6도에 있어서, 코스타스회로(100)에서 재생된 반송파는 복조기부(20)의 동기검파회로(21)에 출력되고, 클록신호와 버스트신호위치는 복호기부(24)에 출력된다. 상기 복조기부(20)와 복호기부(24)는 제1도의 제1실시예와 동일한 구성이다. 상기 복조기부(20)의 동기검파회로(21)에서는, 상기 코스타스회로(100)로부터 생성된 재생반송파에 의해 자기기록재생부(14)의 재생신호를 복조하여 멀티레벨의 애널로그신호를 얻는다. 또한, 상기 복호기부(24)의 애널로그디지틀변환기(ADC)(25), (26)에서는, 상기 복조기부의 저역통과필터(LPF)(22), (23)를 통과한 상기 동기검파회로(21)의 멀티레벨의 애널로그신호를, 상기 코스타스회로(100)의 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호에 응답하여 재생된 제2디지틀신호로 변환한다. 상기 복호기부(24)의 버스트분리회로(27)에서는, 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호 및 상기 버스트게이트 발생수단(137)으로부터 입력된 버스트신호의 위치에 응답하여 상기 재생된 제2디지틀신호로부터 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 제거하여 단자(28)로부터 재생디지틀신호를 출력한다.

이상과 같이 제2실시예에 의하면, 코스타스회로를 사용해서 클록과 반송파를 재생하고 있기 때문에, 제1실시예에 비해서 시간축 변동에 대한 응답특성을 개선할 수 있고, 클록과 반송파를 보다 정확하게 재생할 수 있다. 또한, 제2실시예의 코스타스회로에서는 16치의 직각 진폭변조(QAM)신호의 경우에 대해서 설명하였으나, N치의 각각 진폭변조신호에 대해서도 마찬가지로 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1, 제2실시예에서는, 설명하지 않았으나, 콘벌루션 부호(convolution code)를 착오정정 부호로서 진폭레벨방향으로 부가하고, 재생시에 비러비복호기(viterbi decorder)를 사용해서 복호하는 방법을 병용하면, 최대 허용 가능한 S/N비로 개선할 수 있으므로, 기록주파수대역의 이용효율을 한층 더 올릴 수 있다. 또한, 다치의 직각 진폭변조(다수값의 QAM)를 사용한 경우에 대해서 설명하였으나, 진폭위상변조(APSK), 위상변조(PSK), 주파수 변조(FSK)등의 변조방식에 있어서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

기록시스템과 재생시스템으로 구성된 디지틀신호자기기록재생장치에 있어서, 상기 기록시스템이, 버스트신호의 주기(T)마다 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 입력디지틀신호에 부가하여 제2디지틀신호를 얻고, 상기 제2디지틀신호를 2계열의 디지틀신호로 분할하여 디지틀애널로그변환기(4), (5)에 출력하고 또한 클록신호 및 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 반송파 발생회로(10)에 출력하는 버스트부가회로(3)와, 상기 버스트부가회로(3)로부터 입력된 상기 2계열의 디지틀신호를 각각, 진폭방향으로 멀티레벨을 가지는 다치(multi value)의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로 변환하는 디지틀 애널로그변환기(4), (5)와, 상기 버스트부가회로(3)로부터 입력된 클록신호 및 버스트신호위치를 나타내는 펄스신호에 응답해서, 상기 버스트신호의 주기(T)마다 클록의 위상과 반송파의 위상이 일치하도록, 상기 반송파의 주파수(f_h)와 클록의 주파수(f_c)가 f_h=n/m·f_c(m, n은 정의 정수, n
m)의 조건을 만족하는 반송파를 생성하는 반송파 발생회로(10)와, 저역통과필터(7), (8)를 통과한 상기 디지틀애널로그변환기(4), (5)의 멀티레벨의 애널로그신호에 의해 상기 반송파 발생회로(10)의 반송파를 직각 2상변조하여, 기록신호로서, 다치의 직각 진폭변조신호를 생성하는 직각 2상변조기(9)와, 자기기록매체(16)상에 상기 기록신호를 기록하는 자기기록수단(14)을 포함한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.
제1항에 있어서, 바이어스신호를 발생하는 바이어스신호 발생수단(13)과, 상기 직각 2상변조기(9)로 부터 입력되는 직각 진폭변조신호에 상기 바이어스신호를 가산해서 기록신호를 얻는 가산기(12)를 가지는 바이어스부(11)를 부가하여 포함한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.
제2항에 있어서, 상기 바이어스부(11)는, 바이어스신호주파수를 직각 진폭변조신호대역의 최대주파수에 3배이상되는 주파수로 설정하고, 또한, 바이어스전류값을, 직각 진폭변조신호의 주파수대역폭의 범위내에서 재생시스템에 의해 얻은 재생신호로부터 생성된 S/N비 및 직각 진폭변조신호의 주파수 대역폭의 범위내에서 생성된 왜곡에 의한 S/N비를 합산한 S/N비가 최대로 되는 전류값으로 설정한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재생시스템은, 상기 자기기록매체(16)에 기록된 다치의 직각 진폭변조신호를 재생하는 자기기록재생수단(14)과, 재생신호로부터 반송파의 버스트신호를 추출하는 대역통과필터(81)와, 상기 버스트신호로부터 버스트신호의 위치 및 버스트신호의 시간축 폭을 생성하는 버스트게이트 발생수단(82)과, 상기 대역통과필터(81)의 반송파의 버스트신호 및 버스트게이트발생수단(82)의 버스트신호의 시간축 폭에 의해 반송파를 재생하는 PLL(84)과, 상기 PLL(84)에 포함된 전압제어발진기(88)의 출력(n·f_c=m·f_h)을 n분주하고 또한 상기 재생반송파의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하는 n분주기(91)를 가지는 동기발생회로(19)와, 상기 PLL(84)로부터 생성된 재생반송파에 의해 자기기록재생수단(14)의 재생신호를 복조하여 멀티레벨의 애널로그신호를 얻는 동기검파회로(21)를 가지는 복조수단(20)과, 상기 복조수단(20)의 지역통과필터(22), (23)를 통과한 상기 동기검파회로(21)의 멀티레벨의 애널로그신호를, 상기 n분주기(91)로부터 입력된 클록신호에 응답하여 재생된 제2디지틀신호로 변환하는 애널로그디지틀변환기(25), (26)와, 상기 n분주기(91)로부터 입력된 클록신호 및 상기 버스트게이트발생수단(82)로부터 입력된 버스트신호의 위치에 응답하여 상기 재생된 제2디지틀신호로부터 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 제거하여 재생디지틀신호를 출력하는 버스트분리회로(27)를 포함한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재생시스템은, 상기 자기기록매체(16)에 기록된 다치의 직각 진폭변조신호를 재생하는 자기기록재생수단(14)과, 재생신호로부터 반송파의 버스트신호를 추출하는 대역통과필터(136)와, 상기 버스트신호로부터 클록의 위상 및 반송파의 위상을 동시에 결정하기 위한 버스트신호의 위치를 생성하는 버스트게이트발생수단(137)과, 복조수단(20)으로부터 입력된 멀티레벨을 가지는 다치의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로부터 반송파의 위상오차량을 검출하는 위상오차 검출수단(112)과, 상기 위상오차 검출수단(112)으로부터 입력된 위상오차량에 의해 발진주파수를 제어하는 전압제어발진기(132)와, 상기 전압제어발진기(132)의 출력(n·f_c=m·f_h)을 n분주하고 또한 상기 버스트 게이트발생수단(137)으로 부터 입력된 반송파의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하는 n분주기(133)와, 상기 전압제어발진기(132)의 출력을 m분주하고 또한 상기 버스트게이트발생수단(137)으로부터 입력된 반송파의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하는 m분주기(134)를 가지는 코스타스회로(100)와, 상기 코스타스회로(100)로부터 생성된 재생반송파에 의해 자기기록재생수단(14)의 재생신호를 복조하여 멀티레벨의 애널로그신호를 얻는 동기검파회로(21)를 가지는 복조수단(20)과, 상기 복조수단(20)의 저역통과필터(22), (23)를 통과한 상기 동기검파회로(21)의 멀티레벨의 애널로그신호를, 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호에 응답하여 재생된 제2디지틀 신호로 변환하는 애널로그디지틀변환기(25), (26)와, 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호 및 상기 버스트게이트발생수단(137)으로부터 입력된 버스트게이트신호의 위치에 응답하여, 상기 재생된 제2디지틀신호로부터 버스트신호의 위치를 나타내는 버스트신호를 제거한 재생디지틀신호를 출력하는 버스트분리회로(27)를 포함한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재생시스템은, 상기 자기기록매체(16)에 기록된 다치의 직각 진폭변조신호를 재생하는 자기기록재생수단(14)과, 재생신호로부터 반송파의 버스트신호를 추출하는 대역통과필터(136)와, 상기 버스트신호로부터 클록의 위상 및 반송파의 위상을 동시에 결정하기 위한 버스트신호의 위치를 생성하는 버스트게이트 발생수단(137)과, 복조수단(20)으로부터 입력된 멀티레벨을 가지는 다치의 디지틀신호로 이루어진 애널로그신호로부터 반송파의 위상오차량을 검출하는 위상오차검출수단(112)과, 상기 복조수단(20)으로부터 입력된 애널로그신호로부터 기록신호 및 기준반송파 사이의 위상차가 소정의 위상차의 범위내에 있지 않는 경우, 주파수제어전압에 위상오차량의 공급을 금지하는 수단(122), (128), (133)과, 상기 수단(128)의 출력에 의해 발진주파수를 제어하는 전압제어발진기(132)와, 상기 전압제어발진기(132)의 출력(n·f_c=m·f_h)를 n분주하고 또한 상기 버스트게이트발생수단(137)으로부터 입력된 반송파의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하는 n분주기(133)와, 상기 전압제어발진기(132)의 출력을 m분주하고 또한 상기 버스트게이트발생수단(137)으로부터 입력된 반송파의 버스트신호의 위치마다 위상을 리세트하여 클록을 재생하는 m분주기(134)를 가지는 코스타스회로(100)와 상기 코스타스회로(100)로부터 생성된 재생반송파에 의해 자기기록재생수단(14)의 재생신호를 복조하여 멀티레벨의 애널로그신호를 얻는 동기검파회로(21)를 가지는 복조수단(20)과 상기 복조수단(20)의 저역통과필터(22), (23)를 통과한 상기 동기검파회로(21)의 멀티레벨의 애널로그신호를, 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호에 응답하여 재생된 제2디지틀신호로 변환하는 애널로그디지틀변환기(25), (26)와, 상기 n분주기(133)로부터 입력된 클록신호 및 상기 버스트게이트발생수단(137)으로부터 입력된 버스트신호의 위치에 응답하여 상기 재생된 제2디지틀신호로부터 버스트신호의 위치를 나타내는 펄스신호를 제거하여 재생디지틀신호를 출력하는 버스트분리회로(27)를 포함한 것을 특징으로 하는 디지틀신호자기기록재생장치.