特許

J-GLOBAL ID：200903059256949415

同期パーシャルレスポンス記録のための改善されたタイミングリカバリ

発明者： ベーレンズ, リチャード ティー. ,  ダッドリー, トレント ,  ブリス, ウィリアム ジー.
出願人/特許権者： シーラス ロジック, インコーポレイテッド
代理人 (1件)： 山本 秀策
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平8-512002
公開番号（公開出願番号）：特表平10-508135
出願日： 1995年09月26日
公開日（公表日）： 1998年08月04日
要約：

【要約】周波数誤差を発生する手段(52)と、タイミング勾配Δtにより表される位相誤差を発生する手段(54)とを備えている、パーシャルレスポンス記録チャネルにおける改善されたタイミングリカバリ位相同期ループである。周波数誤差は、入力参照信号におけるDCオフセットに影響されず、また、感度が向上するので、ノイズの影響を受けにくくなる。期待されたサンプルを発生するステートマシン(92)が、推定された信号サンプルではなく、タイミング勾配Δtを発生するために用いられる。その結果、アクイジションプリアンブルが短くなる。任意のユーザデータをトラッキングする時には、タイミング勾配Δtが平滑化されることによって、ループの利得の変化を小さくする。

請求項（抜粋）：

位相検出器装置 1.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ回路であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ回路であって、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節し、 (a)該離散時間サンプル値Y(n)と、期待されたサンプル値X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表すタイミング勾配値Δt(n)を発生するタイミング勾配回路と、 (b)該期待されたサンプル値X(n)のシーケンスを発生する、期待されたサンプル値のステートマシンであって、それぞれの状態が、対応する期待されたサンプル値X(N)を発生する、期待されたサンプル値のステートマシンと、を含む位相検出器回路を備えている、タイミングリカバリ回路において、 該期待されたサンプル値のステートマシンが、所定の個数の該離散時間サンプル値Y(n)に応答して開始状態に初期化された後、複数の所定の状態を順番に経ていくことによって該期待されたサンプル値X(n)を発生する、タイミングリカバリ回路。 2.前記タイミング勾配値Δt(n)が、 Δt(n)=Y(n-1)・X(n)-Y(n)・X(n-1)のように計算される、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 3.前記期待されたサンプル値のステートマシンが、前記離散時間サンプル値Y(n)のうちの2つの符号に応答して開始状態に初期化される、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 4.前記期待されたサンプル値のステートマシンが、前記離散時間サンプル値Y(n)のうちの2つの符号および絶対値に応答して開始状態に初期化される、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 5.前記期待されたサンプル値のステートマシンが、 (a)前記サンプリングクロックに接続されたクロック入力と、 (b)前記期待されたサンプル値を表すカウンタ値をサンプリングクロックレートで出力する離散時間出力と、を含む離散時間カウンタを備えている、タイミングリカバリ回路において、 該ステートマシンが、前記所定の個数の離散時間サンプル値Y(n)に応答して、該カウンタに開始状態値をロードすることにより前記開始状態に初期化された後、それぞれのサンプルクロック周期において複数の所定の状態を順番に経ていくことによって、前記期待されたサンプル値X(n)を発生する、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 6.前記タイミングリカバリ回路が、実質的に周期的なフォームでパルスの既知のプリアンブルを獲得するのに用いられる、タイミングリカバリ回路において、 (a)該プリアンブルの前記期待されたサンプル値は、+A,+A,-A,-A,+A,+A,-A,-A,...のフォームであり、 (b)該プリアンブルの該<SB>+</SB>A,<SB>+</SB>A値は、正のパルスピークの各サイドにおける第1ペアの離散値にそれぞれ対応しており、かつ (c)該プリアンブルの該-A,-A値は、負のパルスピークの各サイドにおける第2ペアの離散値にそれぞれ対応している、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 7.前記タイミングリカバリ回路が、実質的に周期的なフォームでパルスの既知のプリアンブルを獲得するのに用いられる、タイミングリカバリ回路において、 (a)該プリアンブルの前記期待されたサンプル値は、+A,0,-A,0,+A,0,-A,0,...のフォームであり、 (b)該プリアンブルの該+A値は、正のパルスのピークにおける第1の離散値に対応しており、 (c)該プリアンブルの該-A値は、負のパルスのピークにおける第2の離散値に対応しており、かつ (d)該プリアンブルの該0値は、該正および該負のパルスの始端および終端における第3の離散時間値に対応している、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 8.(a)前記離散時間サンプル値Y(n)に応答して、推定されたサンプル値〜X(n)のシーケンスを発生する回路と、 (b)前記タイミング勾配回路に対して、所定のプリアンブルを獲得するあいだに前記期待されたサンプル値X(n)を伝送し、任意のデータをトラッキングするあいだに該推定されたサンプル値〜X(n)を伝送するマルチプレクサと、をさらに備えているタイミングリカバリ回路において、 該タイミング勾配回路が、前記タイミング勾配値Δt(n)を、 獲得のあいだは、該離散時間サンプル値Y(n)と該期待されたサンプル値X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差として発生し、かつ トラッキングのあいだは、該離散時間サンプル値Y(n)と該推定されたサンプル値〜X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差として発生する、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。 9.前記サンプリングクロック信号を出力として有している可変周波数発振器をさらに備えているタイミングリカバリ回路において、該可変周波数発振器が、前記タイミング勾配Δt(n)に応答して該サンプリングクロックの周波数を調節する、請求項1に記載のタイミングリカバリ回路。タイミング勾配調節器装置 10.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ回路であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ回路であって、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節し、タイミング勾配回路と勾配調節器回路とを備えている、タイミングリカバリ回路において、該勾配調節器回路が、 (a)該離散時間サンプル値Y(n)と、推定されたサンプル値〜X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表すタイミング勾配値を、該タイミング勾配回路から受け取る第1の入力と、 (b)該タイミング勾配回路により該タイミング勾配値を発生するのに用いられる該推定されたサンプル値〜X(n)のシーケンスを受け取る第2の入力と、 (c)該タイミング勾配値を発生する際に用いられる該推定されたサンプル値〜X(n)の少なくとも1つがゼロであるとき、該タイミング勾配値を調節する手段と、を備えている、タイミングリカバリ回路であって、 ランダムなデータパターンの処理による、該タイミング勾配回路の利得の変化が低減される、タイミングリカバリ回路。 11.前記タイミング勾配値Δtが、Δt(n)=Y(n-1)・〜X(n)-Y(n)・〜X(n-1)のように計算され、かつ、 (a)前記推定されたサンプル値〜X(n-1)がゼロであり、かつ〜X(n)が非ゼロであるとき、および該推定されたサンプル値〜X(n-1)が非ゼロであり、かつ〜X(n)がゼロであるとき、該タイミング勾配値の絶対値が、前記調節する手段により増加させられ、 (b)〜X(n-1)および〜X(n)が共にゼロであるとき、該タイミング勾配値Δt(n)が、以前のタイミング勾配値に比例するように調節される、請求項10に記載のタイミングリカバリ回路。周波数検出器装置 12.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ回路であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ回路であって、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節するタイミングリカバリ回路において、 (a)該サンプル値Y(n)を受け取るように接続された入力と、 (b)該サンプル値Y(n)の3つに応答して、周波数誤差信号feを発生する手段と、を含む周波数検出器回路を備えているタイミングリカバリ回路であって、 該アナログ信号が実質的に周期的であり、かつ、該周波数誤差feを計算するための該サンプル値Y(n)が、該アナログ信号の1周期の半分より広い周期にわたっている、タイミングリカバリ回路。 13.前記周波数誤差信号feが、 fe=sign(Y(1))・(Y(4)-Y(0))、|Y(1)|≧|Y(2)|の場合、および fe=sign(Y(2))・(Y(5)-Y(1))、|Y(1)|<|Y(2)|の場合のように計算されるタイミングリカバリ回路において、関数sign(x)が、パラメータxの符号を返す、請求項12に記載のタイミングリカバリ回路。 14.前記サンプリングクロック信号を出力として有している可変周波数発振器をさらに備えているタイミングリカバリ回路において、該可変周波数発振器が、前記周波数誤差feに応答して該サンプリングクロックの周波数を調節する、請求項12に記載のタイミングリカバリ回路。位相検出器の方法 15.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ方法であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ方法において、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節するタイミングリカバリ方法であって、 (a)該離散時間サンプル値に対応する期待されたサンプル値X(n)のシーケンスを発生するステップと、 (b)該離散時間サンプル値Y(n)と、該期待されたサンプル値X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表すタイミング勾配値Δt(n)を発生するステップと、を含むタイミングリカバリ方法において、 所定の個数の期待されたサンプル値が、まず所定の個数の該離散時間サンプル値Y(n)に応答して発生された後、該離散時間サンプル値Y(n)からは独立して発生される、タイミングリカバリ方法。 16.前記タイミング勾配値Δt(n)が、 Δt(n)=Y(n-1)・X(n)-Y(n)・X(n-1)のように計算される、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 17.前記期待されたサンプル値が、前記離散時間サンプル値Y(n)のうちの2つの符号に応答してまず発生される、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 18.前記期待されたサンプル値が、前記離散時間サンプル値Y(n)のうちの2つの符号および絶対値に応答してまず発生される、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 19.前記期待されたサンプル値が、 (a)前記サンプリングクロックに接続されたクロック入力と、 (b)該期待されたサンプル値を表すカウンタ値をサンプリングクロックレートて出力する離散時間出力と、を含む離散時間カウンタを備えているステートマシンにより発生される、タイミングリカバリ方法において、 該ステートマシンが、前記所定の個数の前記離散時間サンプル値Y(n)に応答して、該カウンタに開始状態値をロードすることにより前記開始状態に初期化された後、それぞれのサンプルクロック周期において複数の所定の状態を順番に経ていくことによって該期待されたサンプル値X(n)を発生する、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 20.前記タイミングリカバリ方法が、実質的に周期的なフォームでパルスの既知のプリアンブルを獲得するのに用いられる、タイミングリカバリ方法において、 (a)該プリアンブルの前記期待されたサンプル値は、+A,+A,-A,-A,+A,+A,-A,-A,...のフォームであり、 (b)該プリアンブルの該+A,+A値は、正のパルスピークの各サイドにおける第1ペアの離散値にそれぞれ対応しており、かつ (c)該プリアンブルの該-A,-A値は、負のパルスピークの各サイドにおける第2ペアの離散値にそれぞれ対応している、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 21.前記タイミングリカバリ回路が、実質的に周期的なフォームでパルスの既知のプリアンブルを獲得するのに用いられる、タイミングリカバリ方法において、 (a)該プリアンブルの前記期待されたサンプル値は、+A,0,-A,0,+A,0,-A,0,...のフォームであり、 (b)該プリアンブルの該+A値は、正のパルスのピークにおける第1の離散値に対応しており、 (c)該プリアンブルの該-A値は、負のパルスのピークにおける第2の離散値に対応しており、かつ (d)該プリアンブルの該0値は、該正および該負のパルスの始端および終端における第3の離散時間値に対応している、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 22.(a)前記離散時間サンプル値Y(n)に応答して、推定されたサンプル値〜X(n)のシーケンスを発生するステップと、 (b)前記タイミング勾配回路に対して、所定のプリアンブルを獲得するあいだは、前記期待されたサンプル値X(n)を伝送し、任意のデータをトラッキングするあいだは、該推定されたサンプル値〜X(n)を伝送するステップと、をさらに含んでいる、タイミングリカバリ方法において、 前記タイミング勾配値Δt(n)が、 獲得のあいだは、該離散時間サンプル値Y(n)と、該期待されたサンプル値X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表し、かつ トラッキングのあいだは、該離散時間サンプル値Y(n)と、該推定されたサンプル値〜X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表す、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。 23.(c)前記サンプリングクロック信号を可変周波数発振器の出力として発生するステップと、 (d)該可変周波数発振器の該出力を、前記タイミング勾配Δt(n)に応答して調節するステップと、をさらに含んでいる、請求項15に記載のタイミングリカバリ方法。タイミング勾配調節器の方法 24.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ方法であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ方法であって、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節し、タイミング勾配発生方法と勾配調節方法とを含んでいるタイミングリカバリ方法において、該勾配調節方法が、 (a)該離散時間サンプル値Y(n)と、推定されたサンプル値〜X(n)の対応するシーケンスとの間の最小平均自乗誤差を表すタイミング勾配値を、該タイミング勾配発生方法から受け取るステップと、 (b)該タイミング勾配方法により該タイミング勾配値を発生するのに用いられる該推定されたサンプル値〜X(n)のシーケンスを受け取るステップと、 (c)該タイミング勾配値を発生する際に用いられる該推定されたサンプル値〜X(n)の少なくとも1つがゼロであるとき、該タイミング勾配値を調節するステップと、を含んでいる、タイミングリカバリ方法であって、 ランダムなデータパターンの処理による、該タイミング勾配発生方法の利得の変化が低減される、タイミングリカバリ方法。 25.前記タイミング勾配値Δtが、Δt(n)=Y(n-1)・〜X(n) - Y(n)・〜X(n-1)のように計算され、かつ、 (a)前記推定されたサンプル値〜X(n-1)がゼロであり、かつ〜X(n)が非ゼロであるとき、および該推定されたサンプル値〜X(n-1)が非ゼロであり、かつ〜X(n)がゼロであるとき、該タイミング勾配値の絶対値が増加させられ、 (b)〜X(n-1)および〜X(n)が共にゼロであるとき、該タイミング勾配値Δt(n)が、以前のタイミング勾配値Δt(n-1)に比例するように調節される、請求項24に記載のタイミングリカバリ方法。周波数検出器の方法 26.磁気媒体からデータを読み出すのに用いられる同期リードチャネルにおけるタイミングリカバリ方法であって、該同期リードチャネルが、該磁気媒体上に位置づけられた磁気リードヘッドからのアナログ信号におけるパルスをサンプリングすることによって発生された離散時間サンプル値Y(n)のシーケンスからディジタルデータを検出する、タイミングリカバリ方法であって、パルスデータの位相および周波数に対して、サンプリングクロック信号の位相および周波数を調節する、タイミングリカバリ方法において、 (a)該サンプル値Y(n)を受け取るステップと、 (b)該サンプル値Y(n)の3つに応答して、周波数誤差信号feを発生するステップと、を含む周波数誤差検出方法を含んでいる、タイミングリカバリ方法であって、 該アナログ信号が実質的に周期的であり、かつ、該周波数誤差feを計算するための該サンプル値Y(n)が、該アナログ信号の1周期の半分より広い周期にわたっている、タイミングリカバリ方法。 27.前記周波数誤差信号feが、 fe=sign(Y(1))・(Y(4)-Y(0))、|Y(1)|≧|Y(2)|の場合、および fe=sign(Y(2))・(Y(5)-Y(1))、|Y(1)|<|Y(2)|の場合のように計算されるタイミングリカバリ方法において、関数sign(x)がパラメータxの符号を返す、請求項26に記載のタイミングリカバリ方法。 28.(c)前記サンプリングクロック信号を可変周波数発振器の出力として発生するステップと、 (d)該可変周波数発振器の該出力を、前記周波数誤差feに応答して調節するステップと、をさらに含んでいる、請求項26に記載のタイミングリカバリ方法。