JPH0432071A - 信号処理回路 - 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、記憶装置及び伝送路等における信号処理回路
に関するものである。

（従来の技術） 従来、光或いは磁気を用いた記憶装置において、データ
等の記憶時における入力信号と、再生時における再生信
号とは異なることが常である。また、伝送路においても
、伝送路への入力信号と、伝送路からの出力信号とは異
なるものとなる。即ち、再生信号或いは出力信号の波形
における立上り、立下り時間は入力信号のものと比べる
と大きくなるのが常である。

このような場合に、前記再生信号或いは前記出力信号を
入力時の信号と同等な信号に再生する信号処理回路が一
般に知られている。

第２ａ図は前述した信号処理回路の一例を示すもので、
ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ　ＯＦ　ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ　
ＤＥＮＳＩＴＹ　ＢＹＭＥＡＮＳ　ＯＦ　Ｃ０８ＩＮＥ
　ＥＱＵＡＬＩＺＥＲ（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、Ｍａｇ−
１２，Ｎｏ、６．　ｐ７４６１９７６）等に開示された
ものである。また、第２ｂ図は第２ａ図における信号波
形図である。図において、２１は入力端子で、例えば前
述した再生信号ｆ（ｔ）が入力される。この入力端子２
１へ入力された再生信号ｆ（ｔ）は整合抵抗器２２を介
して遅延線２３及び減衰係数Ｋを有する利得調整器２４
のそれぞれに入力される。遅延線２３は、遅延時間τを
有し、その入力端２３ａは整合状態に、また出力端２３
ｂは不整合状態にある。

遅延線２３から出力された信号ｆ（ｔ−τ）は差動増幅
器２５の非反転入力端子に入力され、利得調整器２４か
ら出力された信号は差動増幅器２５の反転入力端子に入
力される。差動増幅器２５の出力信号γ（１）は出力端
子２６から出力される。

ここで、遅延線２３の出力端２３ｂが不整合状態にある
ので、差動増幅器２５の反転入力端子への入力信号は、
整合抵抗器２２と利得調整器２４を介して入力される信
号Ｋｆ（ｔ）と、遅延線２３の出力端２３ｂで反射され
た後、利得調整器２４を介して入力される信号Ｋ（ｔ−
２τ）との和になる。

これにより、差動増幅器２５の出力信号γ（１）は（１
）式にて表わされる。

γ（ｔ）　＝ｆ（ｔ−τ）　−Ｋｆ（ｔ）　−Ｋｆ（ｔ
−２τ）従って、遅延線２３の遅延時間τと、利得調整
器２４の減衰係数Ｋを所定の値に設定することにより、
出力信号γ（１）の波形を入力信号ｆ　（ｔ）の波形よ
りも鋭い波形にすることができ、前述した記憶時におけ
る入力信号と同等の波形を有する信号を得ることができ
る。

（発明が解決しようとする課題） 光を用いた記録装置において、記録マークの長さで情報
を記録する場合には、後述する記録時の熱により、その
記録マークの前縁の形状と後縁の形状とが異なったもの
となる。従って、その再生信号の波形は前述したような
波形の単なる重ね合わせでは、入力時の波形を近似でき
ない非線形なものとなってしまう。このため、前述した
従来の信号処理回路では、前記再生信号の波形から入力
時の波形を得ることができなかった。

即ち、光デイスク装置においては、高強度のレーザ光を
媒体に当て、その照射部分の温度を上昇させて磁化方向
の変化、相変化等による光の反射率を変化させて記録マ
ークを形成する。このため、記録マークの形成始端（前
縁）では十分に媒体の温度が上昇せず、記録マークの形
成終端（後縁）では、瞬間的にレーザ光強度が低下する
ため、媒体上には記録マークの前縁で細く、後縁で太く
なる涙状の記録マークが形成される。従って、このよう
な記録マークを再生すると、その再生信号の波形は記録
マークの前縁では緩やかに、後縁では鋭く変化する波形
となる。このような再生信号に対して前述した従来の信
号処理回路を用いた場合、波形の立上り、立下がりを鋭
くすることができるだけで、入力時の信号波形と同等な
波形を得ることができなかった。即ち、信号の立上り、
立下りのどちらか一方に信号処理回路の特性を合わせる
と、他方ではその特性が合わないものとなり、立上り波
形、立下り波形の両者を当初の信号波形と同等なものに
整形することができなかった。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、非線形な波形を有
する再生信号でも、当初の信号波形と同等な波形を有す
る信号に変換する信号処理回路を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために請求項（１）では
、入力信号の所定時間毎の変化量を表わす信号を出力す
る第１の変化量検出回路と、該第１の変化量検出回路の
出力信号を入力し、該信号の振幅を非線形に増幅して出
力する増幅回路と、該増幅回路の出力信号を入力し、該
信号の所定時間毎の変化量を表わす信号を出力する第２
の変化量検出回路と、前記入力信号と前記第２の変化量
検出回路の出力信号とを合成して出力する合成回路とか
らなる信号処理回路を提案する。

また、請求項（２）では、請求項（１）記載の信号処理
回路において、前記第２の変化量検出回路は、入力信号
に対する等化定数を変化させる手段を有する信号処理回
路を提案する。

また、請求項（３）では、入力信号の所定時間毎の変化
量を表わす信号を出力する第１の変化量検出回路と、該
第１の変化量検出回路の出力信号を入力し、該信号を振
幅極性によって分離し、正側振幅信号と負側振幅信号を
出力する分離回路と、前記正側振幅信号を入力し、該信
号の所定時間毎の変化量を表わす信号を出力する第２の
変化量検出回路と、前記負側振幅信号を入力し、該信号
の所定時間毎の変化量を表わす信号を出力する第３の変
化量検出回路と、前記入力信号と前記第２及び第３の変
化量検出回路のそれぞれの出力信号とを合成して出力す
る合成回路とからなる信号処理回路を提案する。

さらに、請求項（４）では、請求項（３）記載の信号処
理回路において、前記第２及び第３の変化量検出回路は
、入力信号に対する等化定数を変化させる手段を有する
信号処理回路を提案する。

（作　用） 本発明の請求項（１）によれば、第１の変化量検出回路
によって、入力信号の所定時間毎の変化量を表わす信号
が出力される。また、第１の変化量検出回路の出力信号
は、増幅回路によって信号の振幅が非線形に増幅されて
出力される。例えば、正側振幅と負側振幅がそれぞれ異
なる増幅度にて増幅される。この増幅回路の出力信号の
所定時間毎の変化量を表わす信号が、第２の変化量検出
回路によって出力される。さらに、合成回路によって、
前記入力信号と前記第２の変化量検出回路の出力信号と
が合成されて出力される。従って、前記入力信号の立上
り、立下りのそれぞれに対して重み付けを行い波形整形
することが可能となる。

さらに、請求項（２）によれば、前記第２の変化量検出
回路によって、その出力信号が変化される。

また、請求項（３）によれば、第１の変化量検出回路に
よって、入力信号の所定時間毎の変化量を表わす信号が
出力される。また、分離回路によって第１の変化量検出
回路の出力信号は、その信号の振幅極性によって分離さ
れ、正側振幅信号と負側振幅信号は別々に出力される。

さらに、第２の変化量検出回路によって、前記正側振幅
信号の所定時間毎の変化量を表わす信号が出力され、第
３の変化量検出回路によって、前記負側振幅信号の所定
時間毎の変化量を表わす信号が出力される。

また、合成回路によって、前記入力信号と前記第２及び
第３の変化量検出回路のそれぞれの出力信号とが合成さ
れて出力される。従って、前記入力信号の立上り、立下
りのそれぞれに対して重み付けを行い波形整形すること
が可能となる。

さらに、請求項（４）によれば、前記第２及び第３の変
化量検出回路によって、それぞれの出力信号が変化され
る。

（実施例） 第１ａ図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第
１ｂ図は第１の実施例における各部の信号波形を示す図
である。図において、１１は入力端子、１２は第１の変
化量検圧回路で、例えば周知の微分回路によって構成さ
れ、入力端子１１への入力信号ａを微分した信号すを出
力する。１３は正側と負側で振幅特性が異なる非線形増
幅回路で、信号すを入力して信号Ｃを出力する。１４は
例えば微分回路からなる第２の変化量検出回路で、信号
Ｃを入力して信号ｄを出力する。１５は合成回路で、入
力端子１１への入力信号ａから第２の変化量検出回路１
４の圧力信号ｄを減算した信号ｅを出力端子１６に出力
する。

前述した第１及び第２の変化量検出回路１２゜１４は第
３図に示すように差動増幅器３１、入出力端を整合させ
て反射をなくした遅延線３２及び利得調整器３３から構
成されるものとしても良い。

第３図において、３４は入力端子で、この端子３４に入
力された信号は、遅延線３２を介して差動増幅器３１の
非反転入力端子に入力されると共に、利得調整器３３を
介して差動増幅器３１の反転入力端子に入力される。従
って、遅延線３２の遅延時間と利得調整器３３のゲイン
を選択することにより、入力信号の所定時間毎の変化量
を表ねす信号を差動増幅器３１から出力端子３５に出力
することができる。

また、非線形増幅回路１３は、第４図に示すような入出
力持性Ａを有するものであれば良い。即ち、入力信号波
形Ｅｉの正側振幅と負側振幅に対する増幅度が異なるも
ので、一方の振幅を抑圧し、他方の振幅を増幅した信号
Ｅｏを出力するものであれば良い。具体的には、トラン
ジスタの飽和特性を利用したもの、ダイオードの一方向
性を利用したもの、バリキャップを用いたもの、オフセ
ット回路と二乗回路を用いたもの、或いはＡ／Ｄコンバ
ータ、ＲＯＭ、Ｄ／Ａコンバータを用いても構成するこ
とができる。

第５図はダイオードを用いた非線形増幅回路１３の一例
を示す回路図である。図において、５１は差動増幅器で
、その出力端子５４は帰還抵抗器Ｒｆを介して反転入力
端子に接続されている。

さらに反転入力端子にはダイオード５２のアノードが接
続されている。また、差動増幅器５１の非反転入力端子
は接地されている。

ダイオード５２のカソードは、抵抗器Ｒ１を介して入力
端子５３に接続されている。さらに、ダイオード５２の
カソードには可変抵抗器ＶＲ，及び抵抗器Ｒ２を介して
バイアスが加えられている。

このバイアスによって入出力信号の振幅の非線形特性、
即ち入出力特性が制御される。また、抵抗器Ｒ１と帰還
抵抗器Ｒｆによって差動増幅器５１の増幅度が設定され
る。従って、入力端子５３から入力された信号はダイオ
ード５２によって波形整形された後、差動増幅器５１に
よって増幅され、出力される。この入出力特性は第４図
に示すものとなる。

合成回路１５は差動増幅器によって構成することができ
る。また、第２の変量検出回路１４の出力信号ｄは、入
力信号ａに比べて遅延していることが多いので、第６図
に示すように端子６５に入力される入力信号ａを遅延線
６３を介して差動増幅器６１の反転入力端子に入力する
ことにより時間のずれを補正することができる。さらに
端子６４に入力される信号ｄを利得調整器６２を介して
差動増幅器６１の非反転入力端子に入力するようにして
も良い。

次に、前述の構成よりなる第１の実施例の動作を第１ａ
図及び第１ｂ図に基づいて説明する。

ここでは、−例として光デイスク装置の再生信号を入力
信号ａとした場合について説明する。

光デイスク装置においては、情報の記録時には、図示せ
ぬ記録回路によって光ヘッド（図示せず）が駆動され、
記録対象の情報に対応した記録パワーが光ディスクの記
録媒体１７に加えられて、記録媒体１７上に記録マーク
１８が形成される。この記録マーク１８は前述したよう
に前縁で細（、後縁で太い涙状の形状となる。

記録マーク１８から情報を再生する際には、記録マーク
１８に光ヘッドからレーザ光を照射し、反射光Ｍ（或い
は、反射光の偏光角）の変化として信号を取り出し、こ
の信号を増幅器（図示せず）で増幅して再生信号ａを得
る。

再生信号ａの波形は第１ｂ図に示すように、その前縁ａ
１は緩やかな立下りとなり、後縁ａ２は前縁よりも早い
立上りとなる。この再生信号ａは第１の変化量検出回路
１２に入力され、ここで微分されて信号すが出力される
。信号ａの前縁ａ１に対応する信号すの波形は緩やかな
負側の振幅波形ｂ１となり、後縁ａ２に対応する信号す
の波形は鋭い正側の振幅波形ｂ２となる。この信号すは
非線形増幅回路１３に入力され、ここで正側の振幅波形
ｂ２のみが抑圧されて、信号Ｃとして出力される。即ち
、信号すの波形ｂｌに対応する信号Ｃの波形ｃ１は波形
ｂ１と等しく、信号すの波形ｂ２に対応する信号Ｃの波
形ｃ２の振幅は波形ｂ２の振幅よりも小さくされる。こ
の信号Ｃは、さらに第２の変化量検出回路１４に入力さ
れ、ここで微分されて、信号ｄが出力される。このとき
信号Ｃの波形Ｃ１に対応する信号ｄの波形ｄ１の波形幅
及び振幅値は、信号Ｃの波形ｃ２に対応する信号ｄの波
形ｄ２の波形幅及び振幅値よりも大きくなる。合成回路
１５は、再生信号ａから信号ｄの利得を調整したものを
減算して信号ｅをａカする。これにより、立下り及び立
上りが鋭く、かつ前縁と後縁が対称な波形を得ることが
できる。この信号ｅの波形は当初の信号波形、即ち記録
媒体１７への情報記録時の信号の波形と同等なものとな
る。

尚、前述した第１の実施例においては、第１及び第２の
変化量検出回路１２．１４を共に微分回路によって構成
したが、実験によれば、第２の変化量検出回路１４を前
述した第３図に示すものにすることが好例である。即ち
、第３図に示す回路を用いると、利得調整器３３のゲイ
ンを変えることにより、第１ｂ図に示す信号ｅの波形の
立下りの上部ｅ１と下部ｅ２の形状を同一に、また立上
りの下部ｅ３と上部ｅ４の形状を同一に整形することが
できる。さらに実験により、信号ｅの立上り及び立下り
に要する時間を従来に比べて２．５倍程度短くすること
ができると共に、半値記録密度を１．４倍以上にするこ
とができることが確認されている。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第７図は第２の実施例を示すブロック図である。

図において、７１は入力端子、７２は第１の変化量検出
回路で、入力端子７１への入力信号を入力し、微分して
出力する。７３は分離回路で、第１の変化量検出回路７
２の出力信号を入力し、その正側の振幅信号と負側の振
幅信号とを分離して出力する。７４及び７５はそれぞれ
第２、第３の変化量検出回路で、例えば微分回路からな
る。第２の変化量検圧回路７４は、分離回路７３から出
力される正側の振幅信号を微分して出力する。また、第
３の変化量検出回路７５は分離回路７３から出力される
負側の振幅信号を微分して出力する。

７６は合成回路で、入力端子７１への入力信号から第２
及び第３の変化量検出回路７４．７５の出力信号を減算
した信号を出力端子７７に出力する。

第１乃至第３の変化量検出回路７２．７４゜７５は前述
した第３図に示すものでも良い。また、第１の実施例と
同様に、第２及び第３の変化量検出回路７４．７５を第
３図に示すものとしたほうが好ましい。

分離回路７３は、入力信号の正側振幅と負側振幅とを分
離して別々に出力できるものであれば良く、簡単な例と
しては、第１の実施例における非線形増幅回路１３を２
つ用いて構成することができる。

前述した構成よりなる第２の実施例においても、第１の
実施例と同様に入力端子７１に入力された信号の前縁と
後縁のそれぞれに対して別々に重み付けをした補正を行
うことができるので、立下り及び立上りが鋭く、かつ前
縁と後縁が対称な波形を得ることができる。これによっ
て得られた信号の波形は、例えば光デイスク装置の場合
：こおいては、記録媒体への情報記録時の信号の波形と
同等なものとなる。

尚、前述した第１及び第２の実施例の各回路に設けられ
た利得調整器３３．６２等のゲイン、および遅延線３２
．６３の遅延時間は固定しておくこともできるが、周知
の学習制御等を用いて動的に制御することも可能である
。

また、本発明の信号処理回路を光デイスク装置に用いた
場合においては、光デイスク内外周での再生波形の違い
、および記録マークの長さによる再生波形の違いに対し
、利得調整器のゲイン及び非線形増幅回路１３における
バイアス点等の等化定数を変更して、常に最適な波形整
形を行うこともできる。具体的には、トラック位置検出
回路を設け、このトラック位置検出回路からの信号を、
前述した第１の実施例では非線形増幅回路１３に入力し
、第２の実施例では第２及び第３の変化量検出回路７４
．７５のそれぞれに入力し、前記信号に基づいて正側振
幅に対する負側振幅の抑圧比を変える。これにより、デ
ィスク記録面外側にトラック位置がきて記録マークの長
さが長くなることに起因する再生波形の非対称特性変化
を吸収することができる。前述した等化定数の変更は、
前記バイアス点、ゲインを変えることのほか、非線形増
幅回路１３の信号の通過／不通過を選択する回路を設け
ることによっても実現できる。

さらに、記録マークの長さによって再生波形の非対称特
性が大きく変わる場合にも、再生波形の波形幅を検出す
る回路を設けて、前述と同様にこの回路の出力信号に基
づいて等化定数を変更すれば同様に対処することができ
る。

また、前述した第１及び第２の実施例では、光デイスク
装置、即ち光変調記録の場合について説明したが、磁界
変調記録の場合においても同様の効果を得ることができ
る。即ち、磁界変調記録では記録マークがシェブロン状
になるが、記録マークの周囲の記録状態の影響を受けて
、その前縁と後縁とは異なった形状となる。従って、再
生波形も記録マークの前縁に対応する部分と後縁に対応
する部分とでは異なった形状となる。この場合にも本発
明の信号処理回路を用いることにより、再生時において
、記録時の信号波形と同等の波形をもつ信号を得ること
ができる。

さらに、本発明の信号処理回路を伝送路等に用いても同
様の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の請求項（１）乃至（４）
によれば、入力信号波形の前縁と後縁とを、それぞれ個
別に整形することができるので、前記入力信号の前縁及
び後縁における立上り、立下りを鋭く整形することがで
きると共に、前縁と後縁が対称な波形に整形することが
できる。これにより、非線形な波形を有する再生信号で
も、当初の信号波形と同等な波形を有する信号に変換す
ることができる。

さらに、請求項（２）及び（４）によれば、上記効果に
加えて、入力信号波形の波形幅に起因する変動の割合等
が変化しても、等化定数を変化させることにより、常に
適切な波形整形を行うことができるという優れた効果を
発揮するものである。

従って、本発明の信号処理回路を、光或いは磁気記録装
置に用いた場合には、媒体上に涙状或いはシェブロン状
の記録マークが形成されていても、立上り、立下りが鋭
くかつ前縁と後縁が対称な信号波形を得ることができる
ため、アイパターンの開口が大きくなるなど位相マージ
ンを拡大することができる。これにより、信号検出精度
を向上させることができると共に、記録密度を増加させ
ることができるという非常に優れた効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第
１ｂ図は第１の実施例における各部の信号波形を示す図
、第２ａ図は従来例を示すブロック図、第２ｂ図は従来
例における信号波形図、第３図は変化量検出回路の一例
を示すブロック図、第４図は非線形増幅回路の入出力特
性を示す図、第５図は非線形増幅回路の一例を示す回路
図、第６図は合成回路の一例を示すブロック図、第７図
は本発明の第２の実施例を示すブロック図である。 １２・・・第１の変化量検出回路、１３・・・非線形増
幅回路、１４・・・第２の変化量検出回路、１５・・・
合成回路、１７・・・記録媒体、１８・・・記録マーク
、３１．５１．６１・・・差動増幅器、３２．６３・・
・遅延線、３３．６２・・・利得調整器、５２・・・ダ
イオード、Ｒ１，Ｒ２，Ｒｆ・・・抵抗器、ＶＲ・・・
可変抵抗器、７２・・・第１の変化量検出回路、７３・
・・分離回路、７４・・・第２の変化量検出回路、７５
・・・第３の変化量検出回路、７６・・・合成回路。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　　吉　　１）　精　　孝第１ａ図 変化量検出回路の一例を示すブロック図第３図 非線形増幅回路の入出力特性を示す図 第４図 整合抵抗器 遅延線 従来例を示すブロック図 第２ａ図 １−２で÷ 従来例における信号波形図 第２ｂ図 ダイオード 一■ 非線形増幅回路の一例を示す回路図 第５図 合成回路の 例を示すブロック図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号の所定時間毎の変化量を表わす信号を出
   力する第１の変化量検出回路と、該第１の変化量検出回
   路の出力信号を入力し、該信号の振幅を非線形に増幅し
   て出力する増幅回路と、 該増幅回路の出力信号を入力し、該信号の所定時間毎の
   変化量を表わす信号を出力する第２の変化量検出回路と
   、 前記入力信号と前記第２の変化量検出回路の出力信号と
   を合成して出力する合成回路とからなる、ことを特徴と
   する信号処理回路。
2. （２）前記第２の変化量検出回路は、入力信号に対する
   等化定数を変化させる手段を有することを特徴とする請
   求項（１）記載の信号処理回路。
3. （３）入力信号の所定時間毎の変化量を表わす信号を出
   力する第１の変化量検出回路と、 該第１の変化量検出回路の出力信号を入力し、該信号を
   振幅極性によって分離し、正側振幅信号と負側振幅信号
   を出力する分離回路と、 前記正側振幅信号を入力し、該信号の所定時間毎の変化
   量を表わす信号を出力する第２の変化量検出回路と、 前記負側振幅信号を入力し、該信号の所定時間毎の変化
   量を表わす信号を出力する第３の変化量検出回路と、 前記入力信号と前記第２及び第３の変化量検出回路のそ
   れぞれの出力信号とを合成して出力する合成回路とから
   なる、 ことを特徴とする信号処理回路。
4. （４）前記第２及び第３の変化量検出回路は、入力信号
   に対する等化定数を変化させる手段を有することを特徴
   とする請求項（２）記載の信号処理回路。