專利名稱：用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)字磁記錄/重放設(shè)備中用于譯碼記錄信號的數(shù)字信號檢測器，尤其涉及從重放信息中譯碼原始數(shù)據(jù)的數(shù)字信號檢測器。
在局部響應(yīng)系統(tǒng)中，輸入數(shù)字信號是通過磁記錄/重放部分作為三態(tài)信號被輸出的，并且該輸出信號由于記錄/重放部分和噪音而失真。ViTerbi算法，即最大似然序列估計量，作為一種方法用于從失真信號中檢測和譯碼其原始信號。雖然這種方法在信號檢測中顯示了良好的性能，但硬件的體積大于閾值檢驗方法的情況。同時，閾值檢驗方法盡管具有更為簡單的結(jié)構(gòu)，但在信號幅值失真的系統(tǒng)中性能較差。


圖1表示采用了使用閾值電平來檢測信號幅值方法的常規(guī)數(shù)字信號檢測器。其中數(shù)字信號檢測器包括一個用于把一個輸入信號轉(zhuǎn)變成具有不歸零的變換器(non-return-to-zero-inverter)(NRZI)波形形狀的信號的前置編碼器(precoder)10；一個用于記錄前置編碼器10轉(zhuǎn)換的信號并重放該所記錄信號的記錄/重放部分12；一個用于補償從記錄/重放部分12輸出的一個信號的幅值失真的線性補償器14；一個用于把從線性補償器14來的輸出信號的幅值限制到一個預(yù)定電平的限制器16；和一個用于比較從限制器16輸出的三態(tài)信號與一個預(yù)定的閾值電平信號并通過比較結(jié)果值來檢測數(shù)字信號的閾值檢測器18。
表示在圖1中使用閾值電壓的數(shù)字信號檢測器運行如下首先，輸入信號由前置編碼器10進(jìn)行預(yù)編碼，然后在記錄/重放部分12中被記錄和重放。從記錄/重放部分12輸出的重放信號經(jīng)重放放大器(圖中沒有標(biāo)出)放大。線性補償器14補償由噪音和重放放大器輸出信號的記錄/重放部分性能產(chǎn)生失真的幅值和相位分量。由線性補償器14輸出的補償信號幅值被限制器16確定。
為了譯碼信號，將限制器16輸出的三態(tài)信號同閾值電平+A/2和-A/2進(jìn)行比較。即，如果重放的輸入信號大于+A/2或小于-A/2，則其被確定為“1”；但如果它處于這些閾值電平之間，則其被設(shè)為“0”。這里，“A”代表輸入信號的電壓電平。
上述使用閾值電平的常規(guī)數(shù)字信號檢測器具有簡單的電路結(jié)構(gòu)，并且通過簡單比較來檢測信號。這樣的設(shè)備適合于在相對低的記錄密度和良好的記錄/重放部分性能下使用。然而，在使用高密度記錄的短波長系統(tǒng)中，信號幅值在頻域上嚴(yán)重失真，并且記錄/重放部分的性能惡化，降低了系統(tǒng)的性能。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字信號檢測器，該檢測器為了補償由記錄/重放部分特性導(dǎo)致的信號失真，通過利用信號間關(guān)系(即局部響應(yīng)特性)校正信號，并且在一個積分器中使用限制器限制了校正信號，由此改善了重放的信號檢測。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其包括一個把輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成不歸零交換器(NRZI)波形信號的前置編碼器；一個用于記錄前置譯碼器輸出信號和重放該記錄信號的記錄/重放部分；一個用于補償由記錄/重放部分重放的信號的幅值失真的線性補償器；一個通過使用信號的關(guān)系來修正線性補償器輸出信號的信號修正器；一個用于積分經(jīng)信號修正器修正的信號的積分檢測器；及一個用于將經(jīng)積分檢測器積分的信號譯碼成其原信號的前置譯碼器。
在按照本發(fā)明的信號修正器中，如果現(xiàn)在和以前的值都是正的，則二者較小的校正為“0”；而如一個負(fù)的信號值跟隨著另一個負(fù)值，則二者較大的校正為“0”，其中使用了由記錄/重放部分的微分特性的信號間的關(guān)系。
此外，按照本發(fā)明，信號修正器包括一個用于比較輸入信號和0信號的第一比較器；一個用于比較輸入信號和延遲了延遲時間(1T)的輸入信號的第二比較器；用于將第一比較器輸出的信號同延遲了1T的輸出信號邏輯地結(jié)合并輸出與(AND)結(jié)果和或(OR)結(jié)果的第一邏輯裝置；一個用于根據(jù)一個第一控制信號，從輸入信號和0信號中選擇一個信號的第一開關(guān)；一個用于根據(jù)一個第二控制信號，從0信號和第一開關(guān)輸出并延遲1T的信號中選擇一個信號的第二開關(guān)；及用于根據(jù)第一邏輯裝置和第二比較器的輸出，產(chǎn)生第一和第二控制信號的第二邏輯裝置。
按照本發(fā)明，第一邏輯裝置包括一個第一AND(與)門，用于接受第一比較器的輸出和其1T延遲輸出；及一個用于接收第一比較器的輸出和其1T延遲輸出的NOR(或非)門。
按照本發(fā)明，第二邏輯裝置包括一個第二AND(與)門，用于將第二比較器的輸出同第一邏輯裝置的與(AND)運算輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值；一個第三AND(與)門，用于將第二比較器的反向輸出和第一邏輯裝置的或(OR)運算輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值；第四個與(AND)門，用于將第二比較器的輸出同第一邏輯裝置的或(OR)運算輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值；一個第五與(AND)門，用于將第一邏輯裝置的與(AND)運算輸出同第二比較器的反向輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值；一個第一或(OR)門，用于將第二和第三與(AND)門的輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值；一個第二或(OR)門，用于將第四和第五與(AND)門的輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果值。
按照本發(fā)明，積分檢測器包括一個加法器，用于將信號修正器輸出的信號和以前被積分的信號進(jìn)行累積和疊加；一個限制器，用于限制加法器輸出信號的積分值在0和1值之間，以降低信號積分誤差，并輸出受限制的信號；一個存貯器，用于保存限制器輸出的信號，并向所述的加法器輸出存貯的信號；及一個第三比較器，用于把限制器輸出的信號同某一閾值相比較，并且如果限制器輸出的信號值大于閾值，則輸出1信號，而如果前者小于后者，則輸出0信號。
參照附圖，通過詳細(xì)描述最佳實施例，上述目的和本發(fā)明的優(yōu)點將會變得更為明白，在附圖中圖1是表示常規(guī)數(shù)字信號檢測器的方塊圖；圖2是表示本發(fā)明數(shù)字信號檢測器的方塊圖；圖3表示一個非歸零變換器(NRZI)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在圖2所示模型中表示前置編碼器和記錄/重放部分；
圖4是圖2所示信號修正器的詳細(xì)電路圖；圖5是圖2所示積分檢測器的詳細(xì)電路圖；及圖6是圖2所示前置譯碼器的詳細(xì)電路圖。
圖2表示一個按照本發(fā)明的數(shù)字信號檢測器。在記錄/重放部分記錄和重放數(shù)字信號的方法中，一個積分檢測器22通過把輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成非歸零變換器(NRZI)信號，以便以在磁帶上記錄經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號并且重放該記錄的信號以便檢驗它的原始信號，來檢測信號。
圖2所示的數(shù)字信號檢測器包括一個前置編碼器10，用于把輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成非歸零變換器(NRZI)波形信號，并輸出結(jié)果；一個記錄/重放部分12，用于記錄和重放前置編碼器10輸出的非歸零變換器(NRZI)信號；一個線性補償器14，用于補償由記錄/重放部分12重放的失真信號幅值；一個信號修正器20，用于校正線性補償器14輸出的信號；一個積分檢測器22，用于積分信號修正器20輸出的信號；及一個前置譯碼器24，用于把由積分檢測器24輸出的信號譯碼成它的原始信號。
圖3表示一個非歸零變換器(NRZI)系統(tǒng)，該系統(tǒng)作為一個例子表示前置編碼器10和記錄/重放部分12。
在圖3的非歸零變換器(NRZI)系統(tǒng)中，參考號30和32分別代表表示信號延遲的存貯單元，參考號34代表一個加法器，及參考號36代表一個“異”(exclusive-OR)門。
“異”門36，接收一個輸入數(shù)字信號Ak和一個把前置編碼器10輸出的信號Bk延遲一個符號空間而產(chǎn)生的信號Bk-1，對輸入信號進(jìn)行預(yù)編碼，然后輸出一個Bk信號。然后輸出信號Bk經(jīng)具有記錄/重放部分特性(1-D)的記錄/重放部分12作為信號Ck被輸出。
在下文中參考圖2和圖3給出詳細(xì)的描述。
在圖2所示設(shè)備中，經(jīng)過記錄具有用于高密度記錄的短波長的信號，使得信號幅值出現(xiàn)失真，并且對這種重放時的失真的補償由線性補償器14來完成。在記錄/重放部分12中重放的信號和它前面的信號(延遲1T，其中T代表一個延遲時間)由于記錄/重放部分12的微分特性而相互干涉，但也是相互聯(lián)系的。即，如果被重放信號表示1，那么下一個信號必須是0或-1信號。類似地，-1信號后面一定跟隨著0和1信號。所以，去除0信號條件，則1信號必須跟隨著-1信號，而-1信號必須跟隨著1信號，這樣1和-1信號是交替出現(xiàn)的。所以，如果1信號跟隨著1信號或-1信號跟隨著-1信號，則可以確定記錄/重放部分產(chǎn)生了錯誤。例如，假設(shè)(+1，0，0，-1)信號被一個理想記錄/重放部分重放，并且(+1，+0.56，-0.56，-1)信號被本系統(tǒng)重放，使用±0.5電平閾值檢測器的常規(guī)數(shù)字信號檢測器將檢測重放信號為(1，1，1，1)，這意味著出現(xiàn)了兩個錯誤。所以，圖2中表示的信號修正器20校正一個信號值以補償這樣一種信號失真分量，因此出錯的可能性被降低，這樣整個系統(tǒng)的性能得到改進(jìn)。
圖4是信號修正器20的詳細(xì)方塊框圖，一個輸入信號Ck’從線性補償器14得到，并且輸出信號Ck”提供給積分檢測器22。圖4的信號修正器包括第一和第二開關(guān)400和402，第一和第二比較器404和406，延遲元件426，428和430，及第一和第二邏輯裝置432和434。這里，第一和第二開關(guān)400和402按照邏輯裝置產(chǎn)生的第一和第二控制信號操作。
基本上，信號修正器20通過使用記錄/重放部分的局部響應(yīng)特性來由校正記錄/重放部分12重放的信號；即，交替重復(fù)+1和-1信號，這樣，如果在記錄/重放部分的重放信號的當(dāng)前值是正的，則它的下一個值不會是正的，而且對負(fù)信號值也是一樣的。
首先，把Ck’信號輸入給第一開關(guān)400的兩個輸入之一。同時，Ck’信號也被送入第一比較器404的正輸入以便同“0”電平值作比較和送到第二比較器406的負(fù)輸入以便同1T延遲輸入信號作比較。
此外，第一比較器404的輸出信號和其1T延遲輸出信號通過第一與(AND)門408邏輯相乘，并通過一個或非(NOR)門410邏輯相加，然后輸出經(jīng)邏輯運算的信號。
第二比較器406和第一與(AND)門408的輸出通過第二與(AND)門412邏輯相乘，然后輸出。第二比較器406或非(NOR)門410的輸出通過第四與(AND)門416邏輯相乘，然后輸出。
第二比較器406的經(jīng)反向器424輸出的反向輸出和第一與(AND)門408的輸出在第三與(AND)門418中被邏輯相乘。
第二比較器406的反向輸出和或非(NOR)門410的輸出在第五與(AND)門414中邏輯相乘。
第五與(AND)門414和第二與(AND)門412的輸出在第一或(OR)門420中邏輯相加，然后輸出到第一開關(guān)400來控制上述運算。
第三和第四與(AND)門418和416的輸出也被在第二或(OR)門422邏輯相加，然后輸出到第二開關(guān)402來控制上述運算。
在第一開關(guān)400中，或者0信號或者輸入第一開關(guān)400的重放信號被選擇，并且按照第一開關(guān)400的控制信號(即，由第一或門420輸出的信號)輸出。通過延遲元件430該輸出信號被延遲1T，然后輸出到第二開關(guān)402。
在第二開關(guān)402中，或者0信號或者第一開關(guān)400的1T延遲輸出被選擇，這根據(jù)第二開關(guān)402的控制信號(即，從第二或(OR)門422輸出的信號)來進(jìn)行。所選擇的信號被輸出到積分檢測器作為Ck”信號。
按照這一方法，通過使用微分特性，即記錄/重放部分的局部響應(yīng)重放的信號的當(dāng)前值被“以前和以后”(以前和現(xiàn)在)信號的幅值確定。例如，如果當(dāng)前信號值是+0.8，而以前信號值是+0.2，則以前信號值被變成“0”值；如果當(dāng)前信號值是+0.2，而以前信號值是+0.8，則當(dāng)前信號值被變成“0”值。同樣，如果當(dāng)前信號值是-0.8，而以前信號值是-0.2，則以前信號值被變成“0”值；如果當(dāng)前信號值是-0.2，而以前信號值是-0.8，則當(dāng)前信號值被變成“0”。即，假設(shè)一個正的信號值，如果下一個信號值也是正的，則兩值被比較，較小的值用“0”值替換；對于負(fù)的信號值跟隨另一個負(fù)值的情況，則較大的值用“0”值替換。按照這種方法，信號的失真分量得到校正。
圖5是圖2所示積分檢測器22的詳細(xì)方塊框圖。積分檢測器由一個加法器50，一個限制器52，一個第三比較器54和一個存貯器56所構(gòu)成。
參照圖5，輸入信號Ck”在加法器50中被累加到其以前信號(它通過限制器52和存貯器56被積分)上。
當(dāng)理想記錄/重放部分的一個微分(differentiated)值被積分時，積分值取0或1值，但由于記錄/重放部分的特性和噪音，積分值取0和1值之間的值，但偏離此值。那么，如果積分信號繼續(xù)在偏離狀態(tài)積分，那么最后的信號值就會存在更大的差異。所以，通過電平限制器52，積分值必須限制在0和1值之間。即，如果積分值小于0值，則它被限制到0值；如果積分值大于1值，則它被限制在1值。由電平限制器52輸出的信號被反饋和保存在存貯器56中，及輸入到第三比較器54。輸入到第三比較器的信號同閾值電平值0.5進(jìn)行比較，并且如果它小于0.5，則輸出0值。否則，輸出1值。
圖6是圖2所示前置譯碼器24的詳細(xì)電路圖，該電路由一個延遲元件60和“異”門62所組成。這里，來自積分檢測器(圖5)的輸入信號Bk’，將同其本身產(chǎn)生的1T延遲信號進(jìn)行“異-或”運算，然后輸出一個輸出信號Ak’。
正如上面描述的，在用于記錄和重放數(shù)字信號的記錄/重放部分輸出的重放信號處于不良狀態(tài)下，可通過使用由記錄/重放部分局部響應(yīng)(partial-response)(微分)特性產(chǎn)生的信號間的關(guān)系，然后利用記錄/重放部分的微分分量積分校正的信號，按照本發(fā)明的數(shù)字信號檢測器檢測修正的信號。積分信號然后被限制，因而降低了由積分誤差值累積導(dǎo)致的誤差。所以，整個系統(tǒng)的性能得到改進(jìn)。電路也被簡化，相應(yīng)地減少了硬件。
權(quán)利要求
1.一種用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，包括一個前置編碼器，用于把一個輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成非歸零變換器(NRZI)波形信號；一個記錄/重放部分，用于記錄所述前置譯碼器輸出的信號，并重放所記錄的信號；一個線性補償器，用于補償由所述記錄/重放部分重放的信號的失真幅值；一個信號修正器，用于通過使用信號的相互關(guān)系校正從所述線性補償器輸出的信號；一個積分檢測器，用于積分所述信號修正器校正的信號；及一個前置譯碼器，用于把所述積分檢測器積分的信號譯碼成為其原始信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其中，在所述的信號修正器中使用歸因于所述記錄/重放部分微分特性的信號關(guān)系，如果當(dāng)前和以前的值都是正的，則二者較小之值校正為“0”；如果一個負(fù)的信號值后面跟著另外一個負(fù)值，則二者較大之值校正為“0”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其中，所述的信號修正器包括一個用于比較輸入信號和0信號的第一比較器；一個用于比較輸入信號和被延遲一個延遲時間1T的輸入信號的第二比較器；第一邏輯裝置，用于將所述第一比較器的輸出同延遲1T的輸出信號邏輯地結(jié)合起來，并輸出一個與運算結(jié)果和一個或運算結(jié)果，一個第一開關(guān)，用于根據(jù)一個第一控制信號從輸入信號和0信號中選擇一個信號；一個第二開關(guān)，用于根據(jù)一個第二控制信號從0信號和從所述第一開關(guān)輸出并延遲1T信號中選擇一個信號；及用于基于所述第一邏輯裝置和所述第二比較器的輸出產(chǎn)生所述第一和第二控制信號的第二邏輯裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其中，所述的第一邏輯裝置包括一個用于接收所述第一比較器輸出和其1T延遲輸出的第一與門；及一個用于接收所述第一比較器輸出和其1T延遲輸出信號的或非門。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其中，所述的第二邏輯裝置包括一個用于將所述第二比較器的輸出同所述第一邏輯裝置的與運算輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第二與門；一個用于將所述第二比較器的反向輸出和所述第一邏輯裝置的或運算輸出信號邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第三與門；一個用于將所述第二比較器的輸出同所述第一邏輯裝置的或運算輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第四與門；一個用于將所述第一邏輯裝置的與運算輸出同所述第二比較器的反向輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第五與門；一個用于將所述第二和第三與門的輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第一或門；一個用于將所述第四和第五與門的輸出邏輯地結(jié)合起來，并輸出結(jié)果的第二或門。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于磁記錄/重放設(shè)備的數(shù)字信號檢測器，其中，所述的積分檢測器包括一個加法器，用于將所述信號修正器輸出的信號和以前被積分的信號進(jìn)行累加；一個限制器，用于把所述加法器輸出信號的積分值限制在0和1值之間，以降低信號積分誤差，并輸出限制的信號；一個存貯器，用于存貯所述限制器輸出的信號，并向所述的加法器輸出存貯的信號；及一個第三比較器，用于將所述限制器輸出的信號同一個閾值相比較，并且如果限制器輸出的信號值大于閾值，則輸出1信號，而如果前者小于后者，則輸出0信號。
全文摘要
一種數(shù)字信號檢測器，包括一個用于把輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成非歸零變換器(NRZI)波形信號的前置編碼器；一個用于記錄從所述前置譯碼器輸出的信號，并重放記錄信號的記錄/重放部分；一個用于補償由記錄/重放部分重放信號的失真幅值的線性補償器；一個用于按照信號關(guān)系校正從線性補償器輸出的信號的信號修正器；一個用于積分由信號修正器校正的信號的積分檢測器；及一個用于把由積分檢測器積分的信號譯碼成它的原始信號的前置譯碼器。
文檔編號G11B5/09GK1148718SQ9611021
公開日1997年4月30日 申請日期1996年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月24日
發(fā)明者張龍德 申請人:三星電子株式會社