DD202076A5 - System zur uebertragung digitaler information, kodiervorrichtung, dekodiervorrichtung und aufzeichnungstraeger zur anwendung in diesem system - Google Patents

Abstract

Kodierungsverfahren zur Anwendung in einem optischen Datenrecorder, bei dem die zu kodierende Information in Codewoertern umgewandelt wird, die zu einer Gruppe von Codewoertern mit je einer Zeitlaenge gleich ST tief o gehoeren, die aus je M Teilgruppen G tief m von I in gleichen Zeitabstaenden liegenden Signallagen T tief mi aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G tief m entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G tief m zwischen 1 und I darstellen, und wobei von diesen Signallagen T tief mi in jeder Teilgruppe G tief m stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 < gleich k < gleich I - 1) ist) in jeder Teilgruppe G tief m stets k mit einem von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidbaren Signal besetzt sind, wobei die ersten Lagen T tief m1 der Teilgruppe G tief m in verschiedenen Zeitabstaenden E tief m vom Anfang des Codewertes liegen, wobei O < gleich E tief m < gleich T ist,mit den Beschraenkungen M > gleich und E tief m + (I-1) T < ST tief o und mit Ausnahme der Gruppe von Codewoertern, fuer die gilt: M = 2,1 = S = 2, K = 1, T = T tief o und E tief 2 = E tief 1 + 1 durch 2 T.

Description

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System zur Übertragung digitaler Information, Kodier- und Dekodiervorrichtung und Aufzeichnungsträger zur Anwendung in diesem System

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Übertragen digitaler Information mit einer Kodiervorrichtung, einem Übertragungsmedium, insbesondere einem Aufzeichnungsträger, und einer Dekodiervorrichtung, wobei die digitale Information in Eingangswertern gruppiert empfangen und in der Kodiervorrichtung in Kodewörter umgewandelt wird, von denen jedes einem Eingangswort entspricht und die über das Übertragungsmedium der Dekodiervorrichtung zugeführt werden, in der die Kodewörter in digitale Information umgewandelt werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Kodiervorrichtung zur Anwendung in einem solchen System, auf eine Dekodiervorrichtung zur Anwendung in einem solchen System und auf einen Aufzeichnungsträger zur Anwendung in einem solchen System,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In verschiedenen Anwendungen, wie in Systemen, in denen das Medium ein optisch beschreibbarer und optisch auslesbarer Aufzeichnungsträger ist, entsprechend der älteren deutschen Patentanmeldung P 3 100 421,0, deren Beschreibung in die Figurbeschreibung (Fig. 1-13) aufgenommen ist, spielen bei der Wahl der Gruppe von Kodewörtern eine Anzahl von Erwägungen eine Rolle, So darf das regellose Leistungsspektrum für Kodewörter für niedrige Frequenzen vorzugsweise verhältnismäi3ig wenig Signal enthalten, um niederfrequente Servosignale hinzufügen zu können, und wenigstens der kontinuierliche Teil

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des - Leistungsspektrtims muß mindestens einen Fullpunkt aufweisen, um ein Taktsignal hinzufügen zu können· Weitermüssen eine Anzahl von Parametern, wie die Informationsdichte und im Zusammenhang mit der Leistung des Lasers bei Anwendung in einem System mit- einem optischen Aufzeichnungsträger die Informationsdichte, auf die Anzahl mit dem Laser in den Aufzeichnungsträger einzubrennender Gruben bezogen, optimiert werden.

Von den vielen bekannten Kodierungen hat sich, wie in der genannten älteren Anmeldung beschrieben ist, die sogenannte "Vierphasenkoelierung" als für die genannte Anwendung besonders geeignet erwiesen· Diese Vierphasenkodierung ist aus dem Aufsatz von U· Appel und K« Tröndle: "Zusammenstellung und Gruppierung verschiedener Codes für die Übertragung.digitaler Signale", "Nachrichtentechnische Zeitschrift", Heft 1, 1970, S, 11 - 16, insbesondere Pig_o 7, bekannt. Ein vierphasenkodiertes Signal wird-dadurch erhalten, daß das ursprüngliche binäre Datensignal in Gruppen von zwei Bits (als Dibits bezeichnet) unterteilt und in einem ersten bzw· zweiten halben Bitintervall des kodierten, aus zwei Bitintervallen bestehenden Wortes das erste bzw_e zweite Bit des Dibits angebracht und in dem dritten bzw· vierten halben Bitintervall des kodierten Wortes der invertierte Wert des ersten bzw· zweiten Bits des Dibits angebracht wird·

Die Frage hat sich ergeben, ob diese Vierphasenkodierung nicht einen Teil einer größeren Klasse von Kodierungen bildet·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein System zur Übertragung digi-

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"³" ZZ ¹³

taler Information, eine Kodier- und Dekodiervorrichtung und einen Aufzeichnungsträger zur Anwendung in diesem System zur Verfügung zu stellen,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, in einem System eingangs genannter Art eine Klasse von Kodierungen zu schaffen, die es ermöglichen, abhängig von der gewünschten Anwendung, die optimale Kodierung zu wählen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kodewörter zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich Sf_Q gehören, die aus Je M Teilgruppen G_ffl von I in äquidistanten Zeitabständen Ύ liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer.innerhalb jeder Teilgruppe G_ffl zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t_m^ in jeder Teilgruppe G_m stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als i (Kk^I -1) ist), mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t .. der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ von dem Anfang des Kodewortes liegen mit 0-^f 4 ¹X. und ^- m m

mit den Beschränkungen M^-2 und &_m + (I-1)tist₀, mit Ausnahme der Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, -£= r₀ und £₂ = £₁ + V2tT.

Die an sich bekannte Vierphasenkodierung gehört zu der ausgenommenen Gruppe von Kodewörtern mit Parametern M = 2, I = s = 2, k = 1, tr= ^₀ und £₂ = £^ + i/

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Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch, gekennzeichnet, daß gilt: I = s und f **%)· Dabei gilt also, daß die Wortlänge s£_Q gleich der Anzahl von Stellen I multipliziert mit dem Zeitabstand t zwischen diesen Stellen ist.

In bezug auf die Takterzeugung ist eine weitere Ausgestal- tung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangsstellen t .. äquidistant in Zeitabständen ^m = € + ^l t von dem Anfang des Kodewortes liegen·

unter diesen Bedingungen tritt im ersten UullOunkt des Leistungsspektrums bei der Kreisfrequenz k; = ZjLL keine Dirac-Punktion auf, so daß ein Taktsignal hinzugefügt werden kann_e Dabei ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Kodewörter über das Übertragungsmedium zusammen mit einem hinzugefügten Pilotsignal mit der Kreisfrequenz >~'_o = ·=— übertragen werden, das in der Dekodiervorrichtung ausgefiltert wird und als Taktsignal dient.

Eine andere Ausführungsform des Systems nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangs st eil en t ., äquidistant in Zeitabständen £_ = £_Λ + zrrk- ¹^ vom Anfang des Kodewortes liegen und daß in der Dekodiervorrichtung mit Hilfe eines auf die Kreisfrequenz w_Q = 4p- abgestimmten Bandpaßfilters aus dem kodierten Signal ein Taktsignal gewonnen wird. Bei diesem System tritt eine Dirac-Spitze im TTullpunkt w = ~~ des Spektrums auf, wobei diese Dirac-Spitze als mitgesandtes Taktsignal benutzt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Systems nach der Erfindung bei optischer Aufnahme ist dadurch gekennzeichnet, daß

On / r ft r Λ - ⁵ - 59 997 13

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für die Gruppe von Kodewörtern gilt: I = s = 4, M = 2, t« f₀, k = 1 und Z₂ = S₁ + V2^_o.

In bezug auf die Kodierung ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswörter in M Gruppen von Bits unterteilt werden, die je in der Kodiervorrichtung zu einer Teilgruppe G_m mittels einer k-aus-I-Kodierschaltung kodiert werden, wonach die M Teilgruppen durch überlagerung zu einem Kodewort zusammengefügt werden.

Dieses System kann weiter dahingehend ausgestaltet sein, daß die digitale Information in EingangsWörtern von vier Bits empfangen und in zwei Gruppen von je zwei Bits unterteilt wird, die je einer i-aus-4-Dekodierschaltung zugeführt werden, wobei die vier Ausgänge jeder der beiden Dekodierschaltungen abwechselnd zusammengefügt sind, um das zu dem Eingangswort entsprechende Kodewort zu erzeugen, und daß weiter die Ausgänge der beiden Dekodierschaltungen abwechselnd mit Paralleleingängen eines Schieberegisters verbunden sind, um so das Kodewort aus den beiden Teilgruppen zu bilden·

In bezug auf die Dekodierung ist eine Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiervorrichtung eine Reihe von 1-1 Verzögerungsnetzwerken mit einer Zeitverzögerung Ύ. enthält, deren Ein- und Ausgänge zu einer Vergleichsschaltung führen, um so sequentiell über Zeitintervalle 2 die besetzten Stellen t . jeweils einer Teilgruppe G zu detektieren, und weiter dadurch, daß sequentiell pro Teilgruppe G^ eine Anzahl Bits des Ausgangswortee gebildet werden, wonach diese in Reihe und/oder parallel ausgegeben werden.

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In bezug auf das Übertragungsmedium ist eine Ausgestaltung der Erfindung weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmedium ein Aufzeichnungsträger ist, der in Informationsgebiete unterteilt ist, in denen Information in Form von Kodewörtern aufzeichenbar oder aufgezeichnet ist und die voneinander durch Adressen- und Synchronisationsgebiete getrennt sind, in denen Adressen- und Synchronisationsinformation vor dem Aufzeichnen der Information in Form von Kodewörtern angebracht ist.

Zur Gewinnung von Wortsynchronisationssignalen ist eine weitere Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen- und Synchronisationsinformation in Form von Kodewörtern mit bestimmten Werten der Parameter I, s, M, ^, ^u0, k und £ angebracht ist und daß zur Erkennung der Synchronisationsinformation eine Anzahl von mindestens zwei Kodewörtern mit einer derart abweichenden Anzahl besetzter Stellen versehen ist, daß diese Kodewörter an sich oder in Kombination wieder Kodewörter gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bilden, wobei wenigstens einer der Parameter I, s oder k einen abweichenden Wert aufweist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß dieser letzteren Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen- und Synchronisationsinformation in Form von Kodewörtern aus einer Gruppe mit Parametern I = s = 3, M = 2, ^='ΐΐ, k = 1 und €-₂ = £., + ¹/2 "^₀ angebracht ist und daß von wenigstens zwei Kodewörtern der Synchronisationsinformation derart eine zusätzliche Stelle besetzt ist, daß beide Kodewörter zusammen ein Kodewort aus der Gruppe mit den Parametern I = s = 8, M = 2, ^= r₀, k = 3 und £ ₂ = ε., + V21_Q bilden·

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Eine Kodiervorrichttmg zur Anwendung in einem System nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiervorrichtung Eingänge zum Empfangen von in Eingangswörtern gruppierter digitaler Information und einen Kodewortgenerator zum Erzeugen von Kodewörtern enthält, die je einem Eingangswort entsprechen und die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich sf_Q.gehören und aus je M Teilgruppen G von I in äquidistanten Zeitabständen ^ liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G_m entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G_ffi zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t . in jeder Teilgruppe G_m stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 k 1-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t. der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen 6 vom Anfang des Kodewortes liegen mit O ^ £_m <f und mit den Beschränkungen M ^- 2 und 6. +(1-1) *£ ^ ⁸^O' ^ausS^ett^omraen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, t=^o und £_g « E₁ + 72 ^

Diese Kodiervorrichtung ist gemäß Ausgestaltungen dadurch gekennzeichnet, daß gilt: I = s und ^= ^₀; daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß die Anfangsstellen t_m äquidistant in Zeitabständen €_ffi = £..+ SzI *c vom Anfang des Kodewortes liegen, und daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß die Anfangssteilen ΐ _Λ äauidistant in

Hl— 1 r~w- IUi*

Zeitabständen £ = £.. + *rr"_r <- vom Anfang des Kodewortes liegen,

Eine bevorzugte Ausführungsform der Kodiervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß gilt: I = s = 4, M = 2, ^= ^₀, k = 1

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und S₂ = ^₁ + ¹/2 ¹^₀, und weitere Ausgestaltungen sind dadurch gekennzeichnetj daß die Eingangswörter n.M Bits enthalten, wobei η ^ 1 und eine ganze Zahl ist· daß Mittel zur unterteilung dieser Eingangswörter in M Gruppen von η Bits vorhanden sind; daß M Dekodierschaltungen zum Erzeugen einer Teilgruppe G_m für jede Gruppe von η Bits vorhanden sind, und daß Mittel zur Überlagerung der auf diese Weise gebildeten M Teilgruppen G_ffl vorhanden sind; daß η = 2, M = 2 und k = 1 ist, wobei die Dekodierschaltungen Eins-aus-Vier-Dekodierer mit je vier Ausgängen sind, von denen jeweils einer ein abweichendes Signal führt, abhängig davon, welche der vier möglichen Kombinationen von zwei Bits am Eingang dieses Dekodierers vorhanden ist, und die Ausgänge der beiden Eins- aus-Vier-Dekodierer abwechselnd zusammengefügt sind, um das zu dem Eingangswort gehörige Kodewort zu bilden; daß die Ausgänge der beiden Eins-aus-Vier-Dekodierer abwechselnd mit Paralleleingängen eines Schieberegisters verbunden sind, um so das Kodewort aus den beiden Teilgruppen zu bilden.

Eine Dekodiervorrichtung zur Anwendung in einem System nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiervorrichtung einen Eingang zum Empfangen von Kodewörtern und einen Ausgang zur Ausgabe digitaler Information durch Dekodierung dieser Kodewörter enthält und daß die Dekodiervorrichtung Kodewörter dekodiert, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich s ^₀ gehören, die aus je M Teilgruppen G_m von I in äquidistanten Zeitabständen t liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t . in jeder Teilgruppe G stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (i^k^I-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei

O Q / C Q C O - ⁹ - 59 997 13

L 6 k O O U L 5.3.82

die ersten Stellen t . der Teilgruppen G_m in voneinander verschiedenen Zeitabständen C vom Anfang des Kodewortes liegen mit 0^: £_m>^t und mit den Beschränkungen M>2 und £ + (1-1) *££b ^Tq, ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern für die gilt: M = 2, I = s = 2, E « 1, t«*C_Q und I₂ = E₁ +

Eine Ausfuhrungsform der Dekodiervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiervorrichtung eine Reihe von 1-1 Verzögerungsnetzwerken mit einer Zeitverzögerung enthält, deren Ein- und Ausgänge zu einer Vergleichsschaltung führen, um so sequentiell über Zeitintervalle £_m die besetzten Stellen t . jeweils einer Teilgruppe G zu detektieren· Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung eine Anzahl von Komparatoren mit je einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang enthält und jeder Komparator die Signale an einem anderen Paar von allen möglichen Paaren von Punkten, die durch die Eingänge der I-1-Verzögerungsnetzwerke und den Ausgang des letzten Verzögerungsnetzwerks gebildet werden, miteinander vergleicht, daß erste logische Gatter zum Vergleichen von Ausgangssignalen der Komparatoren vorhanden sind, deren Ausgänge je einer besetzten Stelle t . einer Teilgruppe G entsprechen, so daß die Ausgänge dieser logischen Gatter sequentiell die Teilgruppen G_m liefern, und daß zweite logische Gatter zum Erzeugen der zu den Kodewörtern gehörigen digitalen Information vorhanden sindo In bezug auf die Gewin nung eines Taktsignals ist eine Ausgestaltung dieser Dekodierschaltung dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine Kreis

2 3i^

frequenz ^_n= -rzr· abgestimmtes Bandpaßfilter zum Ausfiltern eines Taktsignals aus dem durch die Kodewörter gebildeten Signals vorhanden ist.

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In bezug auf die Gewinnung eines Wortsynchronisationssignals ist eine Ausgestaltung der Dekodierschaltung dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Gatterschaltung vorhanden ist, die auf eine Reihe vorher bestimmter Kodewörter abgestimmt ist, um ein Wortsynchronisationssignal zu erzeugen, und daß wei- . ter die dritte Gatterschaltung zum Erzeugen eines Wortsynchronisationssignals mit dem Ausgang eines der ersten logischen Gatter verbunden ist.

Ein Aufzeichnungsträger zur Anwendung als Übertragungsmedium in einem System nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem aufgezeichneten Signal versehen ist, das aus einer Folge von Kodewörtern besteht, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich s ⁰Z _Q gehören, die aus je ^ Teilgruppen G_m von I in äquidistanten Zeitabständen liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t_mi in jeder Teilgruppe G_m stets k (wobei kleine ganze Zahl kleiner als I (1^k4I-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t .. der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodewortes liegen mit 0 ^ E ^ "C und mit den Beschränkungen M>2 und Έ + (Ι-1)^^3Ϊλ, ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, T= T₀ und 1 ₂ = e, + 72 T.

Ein Aufzeichnungsträger zur Anwendung als Medium in einem System nach der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger in Informationsgebiete aufgeteilt ist, in denen Information in Form von Kodewörtern auf-

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zeichenbar oder aufgezeichnet ist und die voneinander durch Adressen- und Synchronisationsgebiete getrennt sind, in denen Adressen- und Synchronisationsinformation vor dem Aufzeichnen der Information in Form von Kodewörtern angebracht ist, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich st. gehören, die aus je M Teilgruppen G_m von I in äquidistanten Zeitabständen ^ liegenden Signalstellen t_ffii aufgebaut sind, wobei m eine einer Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t_ffii in jeder Teilgruppe G_m stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1^k^I-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t . der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodewortes liegen mit 0 ^ £ <t" und mit den Beschränkungen M->2 und £_m + (1-1) ^SrSf₀, ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M= 2, I = s = 2, k = 1, t=tr_o und €-₂ = E₁ + ¹/2 t » Ausgestaltungen des Aufzeichnungsträgers zur Anwendung in einem System nach der Erfin dung sind dadurch gekennzeichnet, daß gilt: I = s = 2 und. ^t₀; daß die Anfangs st eil en t_ffl1äquidistant in Zeitabstän den €_m - £] + ^p ^ ^Tom Anfang des Kodewortes liegen, daß den Kodewörtern ein Pilotsignal mit einer Kreisfrecmenz ^₀ = -^r- hinzugefügt ist; daß die Anfangssteilen t . äquidistant in Zeitabständen £_ffi = f^ + ^1, T vom Anfang jedes Kodewortes liegen, und daß für die Gruppe von Kodewörtern gilt: J = s = 4, M = 2, *£·= ^₀, k = 1 und ^f ₂ = ^₁ + ¹/2 ^₀,

In bezug auf die Erzeugung von Wortsynchronisationssignalen und Ausgestaltungen des zuerst genannten Aufzeichnungsträgers dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen- und Synchronisations-

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information in Form von Kodewörtern mit bestimmten Werten der Parameter I, s,-M, *C, ^₀, k und £. angebracht ist und daß zur Erkennung der Synchronisationsinformation eine Anzahl von mindestens zwei Kodewörtern mit einer derart abweichenden Anazhl besetzter Stellen versehen ist, daß diese Kodewörter an sich oder in Kombinationen wieder Kodewörter entsprechend einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bilden, wobei mindestens einer der Parameter I, s oder k einen abweichenden Wert aufweist, und daß weiter die Adressen und Synchronisationsinformation in Form von Kodewörtern aus einer Gruppe mit Parametern I = S = 4, M= 2, *ΐΓ = t₀, k = 1 und £« β £. + ¹/2 ^₀ angebracht ist, wobei von mindestens zwei Kodewörtern der Synchronisationsinformation derart eine zusätzliche Stelle besetzt ist, daß die beiden Kodewörter zusammen ein Kodewort aus einer Gruppe mit Parametern I=S= S, M = 2, '"^=¹C₀, k = 3 und S₂ = S₁ + ¹/2 ^₀ bilden»

Ausführungsbeispiel

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine mögliche Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers, bei der das Prinzip nach der Erfindung angewandt wird, wobei Fig. 1a eine Draufsicht auf den Aufzeichnungsträger, Fig. 1b in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Spur 4 dieses Aufzeichnungsträgers und Fig. 1c in vergrößertem Maßstab ein Synchronisationsgebiet dieses Teiles darstellen;

Fig. 2: einen kleinen Teil eines Schnittes längs der Linie H-II· der Fig. 1a;

C O C O " ¹³ - 59 997 13

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Pig, 3: in Figuren 3a bis 3d schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil der Spur 4, wobei Fig. 3a einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach einer bekannten Technik, Fig« 3b einen solchen Schnitt nach Fig. 3a, nachdem Information in das Informationsgebiet 9 eingeschrieben ist, Fig. 3c einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach der Erfindung, Fig. 3d einen solchen Schnitt nach Fig, 3c» nachdem digitale Information eingeschrieben ist, Fig. 3e -schematisch das erhaltene Signal beim Auslesen des in Fig. 3d im Schnitt gezeigten Teiles der Spur 4 und Fig. 3f schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der Spur 4 nach dem Einschreiben digitaler Information auf andere Weise als nach Fig. 3b und 3d dargestellt;

Fig. 4: die Leistungsspektren bei beliebiger Information dreier digitaler Informationssignalmodulationen;

Fig„ 5: eine schaubildliche Darstellung dieser Modulationen;

Fig. 6: in Fig. 6a schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers nach Fig. 3c, in Fig. '6b schematisch eine Vorrichtung zum Einschreiben von Information in den Aufzeichnungsträger nach Fig. 3c und Fig. 6c eine Vorrichtung zum Auslesen eines beschriebenen Aufzeichnungsträgers;

Fig. 7: eine Anzahl Beispiele einer periodischen Spurmodulation nach der Erfindung;

Fig.8a: das Prinzip eines Leseteiles einer Vorrichtung zum Auslesen und/oder Aufnahmen eines digitalen Signals

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von oder gegebenenfalls auf einem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung und Pig« 8b das Frequenzspektrum des vom Detektor 27 detektierten Signals;

Fig· 9a: eine Vorrichtung nach Pig,*8a, die sich auch zum Erzeugen eines radialen Folgesignals eignet, und Pig« 9b das Frequenzspektrum des vom Detektor 27 detektierten Signals;

Pig· 10: eine Abwandlung der Vorrichtung nach Pigo 9a;

Figo 11a: eine Vorrichtung nach Fig» 9a, die für einen Aufzeichnungsträger mit einer radialen Spurmodulation mit nahezu der gleichen Periode wie die periodische Spurmodulation eingerichtet ist, und Fig. 11b das Frequenzspektrum des vom Detektor 27 detektierten Signals;

Fig. 12: eine Vorrichtung, die für einen Aufzeichnungsträger mit einer radialen Spurmodulation mit der gleichen Periode wie die periodische Spurmodulation eingerichtet ist;

Fig. 13: einen Teil einer Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Informationssignals auf einem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung zum Erhalten eines Taktsignals beim Aufzeichnen unter Verwendung eines Hilfslaserstrahls;

Fig. 14: ein Diagramm zur Definition der Kodierung nach der Erfindung;

Fig. 15: ein Diagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus von Kodewörtern nach einer bevorzugten Wahl einer Ko-

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dierung nach der Erfindung;

Pig. 16: ein Diagramm zur Veranschaulichung der Wahl einer bevorzugten Kodierung für den Parameter k = 1;

Pig. 17: ein Diagramm nach Pig. 3 mit einem Parameter k = 2; Pig. 18: ein Diagramm nach Pig. 3 mit einem Parameter k=3;

Pig. 19a und. 19h: Tabellen zur Illustrierung der bevorzugten

Kodierung nach der Erfindung;

Pig.20a: eine bevorzugte Ausführungsform einer Kodiervorrichtung in dem System nach der Erfindung, wobei Pig« 20b ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung dieser Kodiervorrichtung darstellt;

Pig«21b: eine Ausführungsform einer Dekodiervorrichtung in einem System nach der Erfindung, wobei Pig. 21a ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung der Dekodiervorricht-ung nach Pig_e 21b darstellt;

Pig. 22: einen WortSynchronisationssignalsgenerator zur Anwendung in Verbindung mit der Dekodiervorrichtung nach Pig. 21b, und

Pig. 23: ein Blockschaltbild eines Systems nach der Erfindung, in dem der Zusammenhang der Vorrichtungen nach den Pig. 20a, 21b, und 22 in einem System nach der Erfindung für optische Aufnahme dargestellt ist,

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Zur Verdeutlichung des Systems, für das das Kodierverfahren nach der Erfindung in erster Linie entworfen ist, folgt an Hand der Fig* 1 bis 13 die Beschreibung eines derartigen optischen Aufzeichnungssystems, wie es ebenfalls in der älteren deutschen Patentanmeldung P 3 100 421„0 beschrieben ist.

Pig· 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Aufzeichnungsträgers, bei der das Prinzip nach der Erfindung angewendet werden kann, wobei in Pig· 1a eine Draufsicht auf diesen Aufzeichnungsträger, in Pig· 1b ein Teil einer Spur 4 dieses Aufzeichnungsträgers in vergrößertem Maßstab und in Pig. 1c ein Synchronisationsgebiet dieses Teiles in vergrößertem Maßstab dargestellt ist» Der Aufzeichnungsträgerkörper 1 ist mit einer spiralförmigen Spur 4 versehen. Diese Spur 4 ist in eine Vielzahl von Sektoren 7» z. B· 128 pro Umdrehung, unterteilt. Jeder Sektor 7 enthält ein Informationsgebiet 9, das zur Aufnahme digital kodierter Information bestimmt ist, und ein Synchronisationsgebiet 8·

Um dafür zu sorgen, daß die digitale Information in einer genau definierten Bahn eingeschrieben wird, wirkt die Spur 4 als Servospur» Dazu weisen die Informationsgebiete 9 der Sektoren 7 eine Amplitudenstruktur nach Pig· 2 auf. Diese Pig, zeigt einen kleinen Teil eines Schnittes längs der linie II-II¹ in Pig· 1a mit einer Anzahl nebeneinanderliegender Spurteile, insbesondere Informationsgebiete der Servospur 4· Die Richtung der Servospuren 4 steht also senkrecht auf der Zeichnungsebene. Diese Servospuren 4, insbesondere die Informationsgebiete 9» sind also als Nuten im Substrat 5 angebracht· Dadurch ist es möglich, ein zum Einschreiben digitaler Information auf den Aufzeichnungsträger gerichtetes Strahlungsbündel genau mit dieser Servospur 4 zusammenfallen zu lassen, mit anderen Worten, die Lage des Strahlungsbündels

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in radialer Richtung über ein Servosystem zu regeln, das das vom Aufzeichnungsträger reflektierte Licht benutzt» Die Messung der radialen Lage des Strahlungsflecks auf dem Aufzeichnungsträger kann den Systemen entsprechen, wie sie auch bei den optischen, mit einem Videosignal versehenen Aufzeichnungsträgern verwendet werden und wie sie u.a. in "I,E.E.E, Transactions on Consumer Electronics", November 1976, S. 307 beschrieben sind.

Um digitale Information aufzeichnen zu können, ist der Aufzeichnungsträgerkörper mit einer Schicht aus einem Material 6 versehen, das, wenn es mit geeigneter Strahlung belichtet wird, eine optisch detektierbare Änderung erfährt. Grundsätzlich wäre es nur erforderlich, die Informationsgebiete 9 der Sektoren mit einer derartigen Schicht zu versehen. Herstellungstechnisch ist es aber einfacher, die ganze Aufzeichnungsträgeroberfläche mit einer derartigen Schicht zu versehen* Diese Schicht 6 kann z. B, aus einer dünnen Schicht aus Metall, wie Tellur, bestehen· Durch Laserstrahlung einer genügend hohen Intensität kann örtlich diese Metallschicht geschmolzen werden, so daß örtlich diese Informationsschicht 6 einen anderen Reflexionskoeffizienten erhält und beim Abtasten einer auf eine derartige Weise eingeschriebenen Informationsspur mittels eines Auslesestrahlungsbündels eine der aufgezeichneten Information entsprechende Amplitudenmodulation des reflektierten Strahlungsbündels erhalten wird·

Die Schicht 6 kann auch die Form einer Doppelschicht aus unter der Einwirkung auffallender Strahlung chemisch reagierender Materialien aufweisen, ζ· B₀ Aluminium auf Eisen.

An der Stelle, an der ein energiereiches Strahlungsbündel die Platte trifft, wird FeAIg gebildet, das schlecht reflektiert.

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Ein gleicher Effekt ergibt sich bei einer Doppelschicht aus Wismut auf Tellur, wobei Bi₂Te- gebildet wird. Auch eine einfache Schicht aus Tellur kann verwendet werden·

Dadurch, daß mit Hilfe der als eine Hut im Substrat 5 gebildeten Servospur der Einschreibstrahlungsfleck genau mit dieser Servospur zusammenfällt, insbesondere während der Abtastung eines Informationsgebietes, wird die das Einschreibstrahlungsbündel modulierende digitale Information genau in das mit dieser Servospur zusammenfallende Informationsgebiet eingeschrieben.

Wie aus Obenstehendem hervorgeht, enthalten die für den Benutzer bestimmten Aufzeichnungsträger, in denen also noch keine Information in die Informationsgebiete eingeschrieben ist, eine Uutenstruktur in diesen Informationsgebieten innerhalb der Sektoren,

Außerdem enthält ein derartiger Aufzeichnungsträger innerhalb jedes Sektors ein in einer optisch detektierbaren Reliefstruktur ausgeführtes Synchronisationsgebiet 8. Pig, 1b zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Spur 4» woraus die Reihenfolge einer Anzahl von Informationsgebieten 9 und Synchronisationsgebieten 8 hervorgeht. Dabei bestehen die Synchronisationsgebiete 8 aus einer Reliefstruktur, die aus einer Folge von Vertiefungen in Abwechslung mit Zwischengebieten besteht.

Dabei ist die Tiefe der Vertiefungen in dieser Struktur des Synchronisationsgebietes größer als die Tiefe der Servospur im Informationsgebiet 9, Diese Tiefe der'Vertiefungen wird nach allgemeinen optischen Regeln in Abhängigkeit von der

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Ροπή dieser Vertiefungen im gewählten Auslesesystem derart gewählt, daß ein optimales Auslesen der durch die Struktur · dargestellten Information erhalten wird. Wenn von einem Auslesesystem ausgegangen wird, bei dem das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte Strahlungsbündel von einem einzigen Photodetektor detektiert wird, kann als Tiefe für die Vertiefungen ¹/4 ^gewählt werden, wobei Λ- die Wellenlänge des verwendeten Strahlungsbündels ist. Wenn dabei für die Tiefe der Servospur im Informationsgebiet 9 der Wert ¹/8 ^ oder kleiner gewählt wird, übt diese Servospur nahezu keinen Einfluß auf die vom Detektor detektierte Lichtmenge aus.

Um den Aufbau des Synchronisationsgebietes näher anzugeben, ist in Fig. 1c ein derartiges Synchronisationsgebiet nochmals vergrößert dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Informationsschicht 6 weggelassen ist. Ein derartiges Synchronisationsgebiet 8 enthält zwei Teile, und zwar einen Anzeigeteil 10 und einen Adressenteil 11» Im Adressenteil ist alle für die Steuerung des Einschreibvorgangs benötigte Information gespeichert,, Beim Einschreiben digitaler Information wird diese Information in eine in sogenannten Wörtern angeordnete- Bitreihe umgewandelt. Dieser Adressenteil enthält Information über die Wortverteilung, durch die beim Schreiben die Positionierung der Bitwörter definiert und beim Lesen die richtige Dekodierung der Bitwörter bewirkt wird. Weiter enthält dieser Adressenteil 11 Information über die Spurnuminer des entsprechenden Spurumfangs. Diese Information ist nach einer für das Aufzeichnungsmedium geeigneten digitalen Modulationstechnik als Reliefstruktur angebracht. Dadurch, daß der Aufzeichnungsträger demzufolge neben der als Hut in den Informationsgebieten 9 angebrachten Servospur weiter auch schon alle für die Positionierung der Information als in Bitwörter aufgeteilte Bitreihe in diesen Infor-

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5.3·82

mationsgebieten benötigte Information im Synchronisationsgebiet enthält, brauchen die Anforderungen, die der vom Benutzer verwendeten Schreib- und Lesevorrichtung gestellt werden, weniger streng zu sein· Dadurch, daß weiter diese vollständig vorher angebrachte Information als Reliefstruktur in dem Aufzeichnungsträger angebracht ist, ist dieser Aufzeichnungsträger für Massenfertigung besonders geeignet _r wobei die üblichen Preßtechniken benutzt werden können·

Pig» 3 zeigt in Pig· 3a bis 3d schematisch in einem Längsschnitt durch die Servospuren 4 einen Teil einer solchen Servospur 4 mit einem Teil des Synchronisationsgebietes 8 und einen Teil dea Informationsgebietes 9» wobei in Pig· 3a ein solcher Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach einer bekannten Technik, Pig„ 3b diesen Schnitt nach dem Einschreiben digitaler Information 14 in das Informationsgebiet 9, Pig· 3c einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte, in der nach der Erfindung Taktinformation angebracht ist, und Pig_o 3d den Schnitt nach Pig« 3c nach dem Einschreiben von Information 14 in das Informationsgebiet 9 darstellen· Pig· 3e zeigt schematisch das erhaltene Signal beim Auslesen des in Pig. 3d im Schnitt gezeigten Teiles der Spur 4 und Pig. 3f zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der Spur'4, nachdem Information auf andere Weise als in Pig. 3b und 3d dargestellt eingeschrieben ist·

Die vorbereitete Platte ist mit der Servospur 4 versehen, die im Substrat 5 z· B, mittels eines Laserstrahls angebracht ist_o In dem Synchronisationsgebiet 8 kann dann durch Modulation der Intensität des Laserstrahls eine informationshaltige Reliefstruktur mit "Gruben" 13 angebracht werden.

λ4

23 4 686 2 -²⁰- f₃ ⁹f₂ ¹³

Das Ganze kann dann der Einfachheit halber ebenso wie der Teil des Aufzeichnungsträgers 1 außerhalb der Hüten 4 mit der reflektierenden Informationsschicht 6 überzogen werden» In diesem vorbereiteten Aufzeichnungsträger kann in das Informationsgebiet 9 Information dadurch eingeschrieben werden, daß z. B. mittels eines Laserstrahls Löcher 14 in der reflektierenden Informationsschicht 6 angebracht werden. Einen solchen beschriebenen Aufzeichnungsträger zeigt Fig. 3b. Beim Schreiben von Information, d. h« beim Anbringen der Löcher 14, gleich wie beim Auslesen z, B, mittels eines Laserstrahls dieser Information ist es von Bedeutung, daß das Schreiben oder gegebenenfalls Lesen dieser Information mit Hilfe eines Taktsignals synchronisiert wird, über das die Synchronisationsgebiete 8 Information enthalten können. IJm beim Schreiben "und Lesen kontinuierlich, also auch beim Schreiben oder gegebenenfalls Lesen in den Informationsgebieten 9» über ein genau synchrones Taktsignal verfügen zu können, wird nach der Erfindung die Servonut 4 mit einer Struktur versehen, die eine Modulation des vom Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtes beim Verfolgen der Servospur 4 beim Lesen oder gegebenenfalls Schreiben bewirkt.

Diese angebrachte Struktur muß aber derart sein, daß sie das Auslesen von Information nicht stört.

Die Tatsache, daß dies möglich ist, wird an Hand der Pig, 4 und 5 erläutert, in denen Fig. 4 die Leistungsspektren dreier beliebiger binärer Informationssignalmodulationen und Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung dieser Modulation zeigen*

Mit a ist in Fig. 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung ⁿZweiphasen"~Modulation ("bi-phase") bekannt

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- 2Λ - 59 997 13

5.3.82

ist. Dabei wird das angebotene digitale Signal in ein binäres Signal umgewandelt, das für eine logische "Eins" des angebotenen digitalen Signals positiv während der Zeit T/2 und negativ während der darauffolgenden Zeit T/2 ist, wobei T die Bitzeit des angebotenen digitalen Signals ist. Eine logische "Null" liefert gerade das entgegengesetzte binäre Signal, d. ho negativ während der Zeit T/2 und positiv während der darauffolgenden Zeit T/2_O Diese Modulationstechnik ergibt ein binäres Signal, das ein Frequenzspektrum der Energieverteilung aufweist, wie es in Fig. 4 mit a bezeichnet ist«, Dabei entspricht die Frequenz fo 1/T.

Mit b ist in Fig, 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung "Miller"-Modulation bekannt ist. Das mit dieser Modulation erzeugte binäre Signal v/eist einen Übergang in der Mitte einer logischen "Eins¹· des angebotenen digitalen Signals und am Übergang zweier aufeinanderfolgender logischer "!Julien" auf. Das FrequenzSpektrum des mit Hilfe dieser Modulationstechnik erhaltenen binären Signals ist in Figo 4 mit b bezeichnet*

Mit c ist schließlich in Fig_o 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung "Vierphasenⁿ-Modulation ("quad phase") bekannt ist, wobei die angebotene Bitreihe des digitalen Signals zunächst in aufeinanderfolgende Gruppen von zwei Bits unterteilt ist. Aus jeder Gruppe von zwei Bits mit einer Zeitdauer 2T wird ein binäres Signal abgeleitet, das in einem ersten Zeitintervall T einen gleichen Verlauf wie die ursprünglichen zwei Bits und in dem darauffolgenden Zeitintervall T einen inversen Verlauf auf v/eist. Die möglichen Bitkombinationen 11, 00, 01 bzw» 10 werden also in die Bitkombinationen 1100, 0011, 0110 bzwo 1001 umgewandelt. Das mit

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5.3.82

dieser Modulationstechnik erhaltene binäre Signal weist ein Frequenzspektrum auf, wie es in Fig. 4 mit c bezeichnet ist*

Aus Fig. 4 läßt sich einfach erkennen, daß diese Modulationstechniken die gemeinsame Eigenschaft aufweisen, daß das damit erhaltene binäre Signal keine starken Frequenskomponenten bei verhältnismäßig niedrigen Frequenzen, z. B. Frequenzen niedriger als 0,2 fo, aufweist_e Diese Tatsache ist von großem Nutzen bei Verwendung optischer Aufzeichnungsträger und der dabei benutzten Schreib- und Lesesysteme. Wie bereits angegeben ist, werden bei derartigen Systemen sowohl eine Servoregelung, um den Abtastfleck genau auf dem Aufzeichnungsträger fokussiert zu halten, als auch eine Servoregelung verwendet, die die radiale Lage des Abtastflecks regelt und diesen Abtastfleck genau mit der Informationsspur zusammenfallen läßt. Da die für diese Servoregelungen benötigten Regelsignale aus dem vom Aufzeichnungsträger reflektierten Strahlungsbündel abgeleitet werden, das ebenfalls von der Reliefstruktur des Synchronisationsgebietes moduliert ist, ist es von großer Bedeutung, daß das Frequenzspektrum des im Adressenteil gespeicherten binären Signals keine starken Frequenzkomponenten innerhalb des für die Regelsignale bestimmten Frequenzbandes enthält. Fig. 4 zeigt also, daß das Frequenzband unter ungefähr 0,2 fo für solche Regelsignale gut brauchbar ist. Die Regelsignale für die genannten Servosysteme können sich z« B- bis zu einem maximalen Frequenzwert von 15 kHz erstrecken» Wenn für die Frequenz fο = 4 ζ_β B. der Wert von 500 kHz gewählt wird, ist aus Fig. 5 ohne weiteres ersichtlich, daß die binären Signale, a, b oder c bei der Frequenz von 15 kHz und niedriger nur sehr schwache Frequenzkomponenten aufweisen.

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5·3»82

Aus Pig, 4 geht weiter hervor, daß bei der Frequenz 2fo und bei Anwendung des Modulationsverfahrens £ auch bei einer Frequenz fo Nullpunkte im Spektrum auftreten« Es ist also möglich, den Aufzeichnungsträger mit einer Taktstruktur mit einer Frequenz 2fo zu versehen, ohne daß diese mit dem Informationssignal interferiert. Nullpunkte bei der Frequenz 2fo treten auch bei anderen Modulationsverfahren auf.

Bei Anwendung von Vierphasenmodulation (Modulation c) sowie bei Anwendung gewisser anderer Modulationsverfahren ist die Frequenz fo für diesen Zweck besonders geeignet; diese Fre-

t

quenz entspricht der Bitfrequenz -k , wodurch diese Vierphasenmodulation sehr attraktiv wird. Auch beim Modulationsverfahren b kann in gewissen Fällen eine Struktur mit der Frequenz fo angebracht werden, weil die Komponenten des Spektrums der Modulation bei dieser Frequenz verhältnismäßig gering sind. Weiter ist es theoretisch möglich, für die Struktur eine einer Frequenz höher als 2fo entsprechende Modulation zu wählen, was aber in der Praxis meistens nicht verwirklichbar ist. Mit Rücksicht auf eine maximale Informationsdichte werden ja die Abmessungen der Gruben 13 und 14> die bei einer normalen Drehgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 1 zumindest einer Bitzeit ¹/2 T entsprechend, dem Auflösungsvermögen des verwendeten Schreib/Lesesystems möglichst nahe gewählt, so daß eine Oberflächenstruktur entsprechend Frequenzen höher als 2fo nahezu nicht detektierbar ist₀ Auch sind mit besonderen Modulationstechniken Nullpunkte in Leistungsspektren bei anderen Frequenzen als fo oder 2fo, z, B. bei ¹/2fo, erzielbar»

Fig. 3c zeigt einen dem Schnitt nach Fig» 3a entsprechenden Schnitt durch einen Aufzeichnungsträger nach der Erfindung, wobei die Oberfläche wenigstens an der Stelle der Spur 4 mit

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einer Reliefstruktur mit einer Höhe d versehen ist. Eine Möglichkeit zur Herstellung dieses Aufzeichnungsträgers besteht darin, daß der Laser moduliert wird, mit dessen Hilfe das Synchronisationsgebiet 8 und die Nut 4 des Informationsgebietes 9 hergestellt sind. Im vorliegenden Beispiel hat diese Modulation im Synchronisationsgebiet 8 nur zwischen den Gruben 13 durch Begrenzung der Intensität des Laserstrahls stattgefunden· Es ist aber grundsätzlich auch möglich, den Boden der Gruben mit einer Reliefstruktur zu versehen·

Wie Pig, 3d zeigt, kann auch bei der Platte nach der Erfindung Information dadurch eingeschrieben werden, daß Löcher 14 in der die Reliefstruktür bedeckenden Reflexionsschicht angebracht werden,

Figo 3e zeigt ein Beispiel eines beim Auslesen eines Reliefs nach Pig, 3d erhaltenen Signals,

Dieses Signal weist Minima an den Stellen der Gruben oder gegebenenfalls Löcher 13 und 14 und eine der Modulationsstruktur (d in Pig. 3c) entsprechenden Amplitudenmodulation mit der Frequenz fo an den Maxima auf. Der Modulationsstrukturboden der Löcher 14 trägt nahezu nicht zu dem Signal bei, v/eil dieser durch die Entfernung der reflektierenden Schicht 6 kaum noch Licht reflektiert. In diesem Zusammenhang ist au bemerken, daß es Z₀ B. auch möglich ist, auf einem reflektierenden Substrat 5 eine nichtreflektierende Schicht 6 anzubringen, die örtlich entfernt wird. Dadurch wird die Modulation mit der Frequenz fo gerade an den Stellen 14, an denen die nichtreflektierende Schicht entfernt ist, gut ausgelesen»

In Fig_o 3s. - 3d sind die Gruben 13 oder gegebenenfalls die Löcher 14 als kontinuierliche Löcher oder gegebenenfalls

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Gruben dargestellt, und zwar, wenn es sich um mehr als ein Bit handelt, als ein langgestreckter Schlitz mit einer der Anzahl aufeinanderfolgender Bits entsprechenden Länge. Es ist aber auch möglich, jedes Bit einzeln als ein einzelnes Loch anzubringen. Fig. 3f veranschaulicht dies und zeigt eine Spur 4, in der mit verschiedenen Schraffuren die Taktmodulationsstruktur angegeben ist. Im Synchronisationsgebiet 8 können die Gruben 13 dann z. B₀ auf der Mitte der Maxima oder gegebenenfalls Minima der Struktur angebracht sein, und sie sind ebenfalls mit der reflektierenden Schicht 6 überzogen, was symbolisch durch die durch diese Gruben 13 gehende Schraffur angedeutet wird. Im Informationsgebiet 9 können die Informationslöcher 14 auf den Maxima und Minima der Taktinformationsstruktur in der reflektierenden Schicht 6 angebracht werden. Als Alternative Ist es möglich, - wie das Informationsgebiet 9¹ in Fig. 3f zeigt - Löcher 14' an den Ti ulipunkten der Informationsstruktur anzubringen. Die Lage der Gruben 13 oder gegebenenfalls Löcher 14 ist in diesem Zusammenhang nicht wesentlich, vorausgesetzt, daß die Phasenbeziehung zu der Taktinform_ationsstruktur fest und bekannt ist« Auch die Forin der Informationsstruktur ist von geringer Bedeutung'. So kann diese statt der In Fig. 3 gezeigten Rechteckform sehr gut einen sinusförmigen Verlauf aufweisen, was bei der Herstellung mittels eines modulierten Laserstrahls sehr gut möglich ist. Es 1st nur von Bedeutung, daß die Taktsynchronlsationsstruktur eine gut detektierbare Frequenzkomponente bei der Frequenz fo oder gegebenenfalls 2fo aufweist und keine starken Komponenten innerhalb des Spektrums des eingeschriebenen oder gegebenenfalls einzuschreibenden Synchronisationsoder gegebenenfalls digitalen Informationssigna.ls besitzt, was im allgemeinen der Fall ist, wenn die Taktinformationsstruktur d eine Grundfrequenz fo oder gegebenenfalls

^₀/ CQC Ο - *>- 59 997 13

ZJ 4 O Q O L 5.3.82

2fo mit nur Harmonischen höherer Ordnung aufweist· die nächstfolgende Hannonische ist dann 2fo oder gegebenenfalls 4fo, die, wie Pig. 4 zeigt, außerhalb des wesentlichen Teiles des informationsspektrums liegt.

Zur Illustrierung der Realisierung der Strukturen nach Pig* 3 zeigt Pig, 6 nacheinander schematisch in Pig. 6a eine Vorrichtung zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers nach Pig. 3c, in Pig. 6b eine Vorrichtung zum Einschreiben von Information in den Aufzeichnungsträger nach Pig. 3c und in Pig. 6c eine Vorrichtung zum Auslesen eines solchen beschriebenen Aufzeichnungsträgersο

In der Vorrichtung nach Pig» 6a wird der Strahl 16 eines Lasers 15 über z. B_e einen Intensitätsmodulator 57, einen Spiegel 17 und eine Pokussieroptik 18 auf eine sich drehende Platte 1 projiziert, um dort die spiralförmige Hut 4 (Pig« 1) zu bilden. Der Laser 15 wird von einer Schaltung 20 gesteuert, die die Pulsierung des Lasers 15 bewirkt, um die Gruben 13 (Pig. 3) im Synchronisationsgebiet 8 anzubringen. Der Modulator 57 wird von einer Quelle 19 mit der Prequenz fo (oder gegebenenfalls 2fο) gesteuert, um eine Taktmodulationsstruktur in der Nut 4 zu bilden» Als Alternative ist es auch möglich, den Laser 15 selbst zu modulieren. Die Platte 1 wird von einem Motor 21 angetrieben, der zur Steuerung der Geschwindigkeit mit einer Servoregelung versehen ist, die z. B. einen Tachogenerator 22, eine Geschwindigkeitsbezugsquelle 24 und einen Servoverstärker 23 enthalten kann. Um die Aufzeichnungsgebiete 8 an der richtigen Stelle auf der Platte in der Spur 4 anzubringen und gegebenenfalls um die Modulation fo in einer richtigen tangentialen Verteilung auf der Platte zu erhalten, können die Schaltung 20 und gegebenenfalls die Quelle 19 mit der Prequenz fo mit der Servo-

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5.3,82

regelung gekoppelt sein«

Weiter wird die Schaltung 20 von der Quelle 19 gesteuert, um eine richtige Phasenbeziehung zwischen den Synchronisationsgruben 13 und der Modulationsstruktur zu gewährleisten. Nach diesem Vorgang kann die Platte 1 mit der genannten Schicht 6 versehen werden©

Pig« 6b zeigt schematisch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die vorbereitete Platte 1 mit Information versehen wird, wobei gleichzeitig die Taktmodulationsstruktur ausgelesen wird· Diese Vorrichtung enthält die sich drehende Platte 1 und einen Laser 15, dessen Strahl 16 über einen halbdurchlässigen Spiegel 17 und eine Pokussieroptik 18 auf die Platte 1 projiziert wird· Ein reflektierter Strahl 60 wird mittels einer Zelle 27, z_o B. einer Photodiode, detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt, aus dem mit dem Bandpaßfilter 28 die Komponente mit der Frequenz fo (oder gegebenenfalls 2fo), die von der vor allem in der Spur 4 angebrachten Taktmodulationsstruktur herrührt, ausgefiltert wird. Gegebenenfalls kann dieses Signal noch einer phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt werden, die die Filterung verbessert, die Konstanz des Taktsignals vergrößert und etwaige kurzzeitige Störungen infolge von Signalaussetzern ausgleichto Am Ausgang 31 ist dann das Taktsignal vorhanden« Dateninformation kann dadurch eingeschrieben werden, daß der Laserstrahl 16 impulsförmig moduliert wird, indem direkt im Strahl ein Modulator angeordnet oder indem, wie in Pig« 6b dargestellt ist, der Laser 15 selbst mit einer Schreibmodulatorschaltung 25 moduliert wird, der über einen Eingang 26 die Information zugeführt wird und die mit dem Taktsignal am.Ausgang 31 synchronisiert wird.

23 4 68 6 2 -*- ⁵⁹ "⁷¹³

5*3·82

Aus dem reflektierten Strahl 60 wird über das lichtempfindliche Element 27 und eine Leseschaltung 30 die in den Synchronisationsgebieten vorhandene Information ausgelesen, wobei diese Information an einem Ausgang 32 erscheint. Diese Leseschaltung 30 kann ebenfalls mit dem Taktsignal am Ausgang 31 synchronisiert werden· Diese Information kann dazu benutzt werden, die Schaltung 25 zu synchronisieren und die genaue Lage auf der Platte zu suchen« Diese Information wird auch in einer in Fig· 6b nicht dargestellten Servoregelung benutzt, die Optik 18 und den Spiegel 17 in eine radiale Lage einzustellen, um den gewünschten Teil der Spur 4 zu beschreiben und den Antrieb der Platte 1 zu regeln, was in Pig. 6b durch die gestrichelte Linie 62 symbolisch angedeutet wird.

V/eiter kann die Vorrichtung noch mit einer Spurfolgeschaltung 33 versehen sein, die aus dem Signal des Detektors 27 ein Polgesignal ableitet, um über Steuerung des Winkels des Spiegels 17 zu dem Strahl 16 diesen auf die Spur, gerichtet zu halten, was in Pig, 6 durch die gestrichelte Linie 61 symbolisch angedeutet wird·

Pige 6c zeigt eine Vorrichtung zum Auslesen einer beschriebenen Platte 1, wobei die Vorrichtung in der Praxis meistens mit der nach Pig. 6b kombiniert wird. Die Vorrichtung enthält wieder einen Laser 15» dessen Strahl 16 über den Spiegel 17 und die Optik 18 auf die Platte 1 projiziert wird. Der reflektierte Strahl 60 wird mit der Photodiode 27 detektiert, und das erhaltene elektrische Signal wird durch das Bandpaßfilter 28 mit Durchlaßfrequenz fo und eine auf die Frequenz fo abgestimmte phasenverriegelte Schleife 29 geführt, so daß am Ausgang 31 das Taktsignal mit Frequenz fo

23 4 6 86 2 -^- ^5999713

5.3.82

(oder gegebenenfalls 2fo) verfügbar ist. Aus dem von der" Photodiode 27 gelieferten elektrischen Signal wird mit der Ausleseschaltung 30 die in der Platte aufgezeichnete Informa tion dekodiert, so daß an einem Ausgang 32 die digitale In formation und die in den Synchronisationsgebieten 8 enthaltene Information zur Verfügung stehen. Diese Ausleseschaltung wird mit dem Taktsignal am Ausgang 31 synchronisiert. Außerdem kann mit Hilfe einer Spurfolgeschaltung 33 ein Spurfolgesignal aus dem von der Photodiode 27 detektierten Strahl abgeleitet werden, um den Spiegel 17 derart zu steuern, daß der Strahl 16 genau der Spur 4 folgt. Der Motor 21 zum Antreiben der Platte kann in eine Servoregelung, die z, B. aus dem Tachogenerator 22, der Bezugsquelle 24 und dem Servoverstärker 23 besteht, aufgenommen sein, um die Drehzahl zu regeln, v/o bei diese Regelung mit der Ausleseschaltung 30 gekoppelt sein kann. Weiter enthält die Vorrichtung noch einen Regelmechanismus 35, um die Optik 18 zusammen mit' dem Spiegel 17 und dem Detektor 27 - welches Gebilde in Figo 6c mit 36 bezeichnet ist - in radialer Richtung zu verschieben, so daß nach Wahl ein bestimmter Teil der Platte ausgelesen werden kann, unter Steuerung an einem Eingang 37 des Regelmechanismus 35 eingeführter Information sowie unter Steuerung der am Ausgang 32 der Leseschaltung 30 aus den Synchronisationsgebieten erhaltene Information»

Die Taktinformationsstruktur, die in der Spur 4 angebracht wird oder ist, kann viele Formen aufweisen. Fig. 7 zeigt in diesem Zusammenhang einige Beispiele^ Fig« 7a zeigt schematisch eine Spur 4, in der die Taktinformation als Höhenänderung - symbolisch durch gestrichelte Schraffuren angedeutet z. B, mit Hilfe von Modulation der Intensität des die Spur 4 schreibenden Laserstrahls angebracht ist; Fig_o 7 zeigt die

20/COCO - 3d - 59 997 13

3 4 D ö 6 I 5.3.82

Spur 4, in der die Taktinformation als Breitenänderung der Spur 4 ζ. Β· durch Modulation der Fokussierung des Laserstrahls angebracht ist, zu welchem Zweck z_e B. das Objektiv 18 (Pig. 6a) mittels der Vorrichtung 59 (Figo 6a) geregelt werden kann, - eine Kombination von Breiten- und Tiefenänderungen ist auch möglich, was in der Praxis bei Modulation der Intensität oder gegebenenfalls Fokussierung des Laserstrahls oft der Fall sein wird - und Fig. 7c zeigt die Spur 4, in der die Taktinformation als radiale Änderung der Lage der Spur 4 angebracht ist, zu welchem Zweck z_e B. der Y/inkel des Spiegels 17 (Fig. 6c) zu dem Strahl 16 mittels der Vorrichtung 58 moduliert werden kann. . Dabei weisen alle gezeigten Abwandlungen eine Periodenlänge Lo auf, die gleich Lo = ί> ist, wobei V die tangentiale Geschwindigkeit der Platte 1 an der betreffenden Stelle und f die Frequenz des gewünschten Taktsignals darstellen, wobei diese Frequenz f einem Nullpunkt in dem beliebigen FrequenzSpektrum der aufzunehmenden Dateninformation, z_o B· bei Vierphasenmodulation der Frequenz fo, (Fig, 4c und 5c) entspricht.

Eine der Möglichkeiten zum Erhalten eines Spurfolgesignals ist das Anbringen einer radialen "Y/obblung" in der nutenförmigen Spur, z. B, durch Steuerimg des Spiegels 17 (Fig. 6a), d. h_e eine sich z» B. sinusförmig ändernde radiale Verschiebung mit einer Wellenlänge auf der Platte, die beim Abspielen mit normaler Geschwindigkeit vom Detektor 27 (Fig₀ 6) eine detektierte Lichtintensitätsänderung erzeugt, deren Frequenz außerhalb des Spektrums der Dateninformation, also unter der Frequenz 0,2 fo liegt (Fig. 4)«

Aus dieser Signalkomponente kann z. B. mit synchroner Detektion ein Maß für die Abweichung der Mitte des Detektors in bezug auf die Mitte der Spur 4 abgeleitet werden. Eine derar-

2 Λ / C O C O " 2Τ - 59 997 13

J 4 Ό Q Ό Z

5.3·82

tige radiale Wobblung läßt sich mit einer Taktmodulationsstruktur, z* B. mit der in Pig· 7a gezeigten Taktmodulationsstruktur, kombinieren, und diese Kombination ist in Pig· 7d dargestellt. Sine besondere Kombination wird erhalten, wenn die Wobblung eine Wellenlänge auf der Platte erhält, die gleich der der Taktmodulationsstruktur ist und eine feste Phasenbeziehung aufweist, was synchrone Detektion überflüssig machte

Pig* 7e zeigt eine derartige Struktur, bei der eine Tiefenmodulationsstruktur (durch abwechselnd schraffierte und nichtschraffierte Gebiete angedeutet) in der Spur 4 mit einer dabei um 90° (gleich einem Viertel der Periode dieser Struktur) verschobenen Lagenänderung kombiniert ist, die mit der Vorrichtung nach Figo 6a durch Modulation des Winkels des Spiegels 17 zu dem Strahl 16 mittels der Vorrichtung 58 erzeugt werden kann. Wenn dabei die Tiefenmodulationsstruktur derart gewählt wird, daß die "untiefen" Teile dieser Modulationen mit der Oberfläche des plattenförmigen Aufzeichnungsträgers 1 zusammenfallen, verbleibt von der Servoapur 4 noch eine Reihenfolge in gegenseitigen tangentialen Abständen gleich dem genannten Abstand Lo liegender und in radialer Richtung asymmetrischer Gruben. Pig. 7f zeigt ein Beispiel einer solchen Spur 4*

Fig, 8a zeigt das prinzip des Leseteils einer Vorrichtung zum Schreiben von Dateninformation in oder gegebenenfalls zum Lesen von Dateninformation aus einem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung, wobei Pig_o 8b das Frequenzspektrum des vom Detektor 27 detektierten Signals I zeigt. Die Vorrichtung enthält einen Photodekoder 27, an dem entlang sich die Spur 4 fortbewegt, Das Signal, das vom Detektor 27 abgegeben

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wird, weist ein in Fig. 8b gezeigtes Spektrum mit im vorliegenden Beispiel dem Spektrum eines vierphasenmodulierten Signals Sd und eines Taktsignals Sc auf. Das Taktsignal Sc wird mittels eines Bandpaßfilters 28 abgetrennt, dem sich vorzugsweise eine phasenverriegelte Schleife 29 anschließt«, Das Taktsignal Sc kann dem Ausgang 31 entnommen werden* Das digitale Signal Sd, d_o h. das im Synchronisationsgebiet 8 aufgezeichnete Signal und beim Auslesen das im Synchronisationsgebiet 8 und das im Informationsgebiet 9 aufgezeichnete Signal, wird mit der Leseschaltung 30 detektiert,die mit dem Taktsignal Sc synchronisiert wird· Das ausgelesene Datensignal erscheint am Ausgang 32· Aus dem Signal des Detektors 27 kann auch noch ein radiales Folgesignal abgeleitet werden. Beim Schreiben von Information in Informationsgebiete detektiert die Schaltung 30 nur die in die Synchronisationsgebiete 8 aufgenommene Information, die dann zusammen mit dem Taktsignal Sc der Schreibschaltung 25 zugeführt wird, um den Strahl eines Schreiblasers 15 zu modulieren*

Bei Anwendung einer niederfrequenten radialen Wobblung zum Erhalten eines radialen Folgesignals kann die Vorrichtung nach Fig. 9a verwendet v/erden, wobei Fig. 9b das Frequenzspektrum des vom Detektor 27 detektierten Signals zeigt, Beim Auslesen einer Spur 4 mit radialer Wobblung kann mit Erfolg ein Photodetektor 27 verwendet werden, der entlang einer in Spurrichtung verlaufenden Linie in zwei Teile a und b unterteilt ist. Ein Differenzverstärker 40 oder ein äquivalentes Element liefert die Differenz zwischen den von den Teilen a und b detektierten Signalen, und ein Summationsverstärker 41 oder ein äquivalentes Element liefert die Summe dieser Signale.

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5.3.82

Das FrequenzSpektrum (Fig. 9b) enthält wieder das Spektrum des vierphasenmodulierten Signals Sd und des Taktsignals Sc, aber jetzt auch des IJiederfrequenzsignalB Sw, das durch die Wobblung erzeugt wird. Im Summensignal macht sich die Wobblung als eine Amplitudenmodulation mit dem Taktsignal Sc als Trägerwelle bemerkbar, was in Fig. 9b durch Seitenbänder Sc-co und Sc+to dargestellt ist, die eine Amplitude gleich lull aufweisen, wenn der Detektor 27 genau der Mitte 45 der Spur 4 folgt. Eine Filterung dieses Summensignals mittels des Sandpaßfilters 28 ergibt das Taktsignal Sc, und vorausgesetzt, daß dieses Filter nicht zu schmal ist, ebenfalls diese Seitenbänder_e Das Ausgangssignal dieses Bandpaßfilters 28 wird der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt, und an deren Ausgang 31 erscheint das Taktsignal Se«» Das Ausgangssignal dieses Bandpaßfilters 28 wird ebenfalls einem Synchrondemodulator 42 zusammen mit dem Taktsignal Sc zugeführt. Dieser Demodulator liefert dann die Modulation Sw.

Aus dem Differenzsignal des Verstärkers 40 wird mit dem Bandpaßfilter 38 und der phasenverriegelten Schleife 39 die Frequenz der radialen Wobblung gewonnen, die zusammen mit dem Ausgangssignal des Synchrondetektors 42 einem Synchrondetektor 43 zugeführt wird. An dessen Ausgang 44 erscheint dann die Modulation des Wobbeisignals Sw, das als radiales Folgesignal verwendet werden kann und die Abweichung des Detektors 27 in bezug auf die in Fig» 9a durch die gestrichelte Linie 45 angedeutete Mitte der Spur 4 darstellte Dieses radiale Folgesignal kann dann, wie in Fig_e 6b und 6c symbolisch dargestellt ist, den Spiegel 17 steuern«

Aus dem Summensignal am Ausgang des Verstärkers 41 werden in der Schaltung 30 auf gleiche V/eise wie bei der Vorrichtung nach Fig. 8a die in der Spur 4 vorhandenen Daten gewon-

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5«3·82

In bezug auf das Schreiben von Information können ähnliehe Maßnahmen wie bei der Vorrichtung nach Pig. 8a angewendet werden, was auch für die Vorrichtungen nach Pig· 10, Pig· 11a und Pig_o 12 zutrifft.

Pigo 10 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Pig_o 9, mit der eine bessere Signaltrennung erzielt werden kann« Dabei ist der Detektor 27 auch entlang einer senkrecht zur Spurrichtung verlaufenden Linie unterteilt, derart, daß vier Quadranten a, b, c und d entstehen, wobei die Teile a und b bzw. c und d zn beiden Seiten der Linie in Spurrichtung und die Teile a und c bzw» b und d zu beiden Seiten der Linie senkrecht zur Spurrichtung liegen. Ein Verstärker 41 oder ein äquivalentes Element bestimmt die Summe der von den Teilen a, b, c und d erzeugten Signale, wodurch dieser Verstärker insbesondere für Intensitätsänderungen des von der Spur 4 reflektierten Strahls und damit für das Datensignal Sd empfindlich ist; ein Verstärker 421 bestimmt die Differenz zwischen den von den beiden zu beiden Seiten der Linie in Spurrichtung liegenden Teile a+b bzw. c+d erzeugten Signale, 'wodurch dieser Verstärker 421 insbesondere für Änderungen der Spur 4 in tangentialer Richtung und also für das der Wobblung entsprechende Signal Sw empfindlich ist, während ein Verstärker 46 die Differenz zwischen den von den beiden zu beiden Seiten der Linie senkrecht zur Spurrichtung liegenden Teilen a+c bzw. b+d erzeugten Signalen bestimmt, wodurch dieser Verstärker insbesondere für Änderungen der Spur 4 in Spurrichtung und also für das Taktsignal Sc empfindlich ist_o

Entsprechend der Vorrichtung nach Pig. 9a wird aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 4o mittels des Bandpaßfilters und der phasenverriegelten Schleife 29 das Taktsignal Sc und

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aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 421 mittels des Bandpaßfilters 38 und der phasenverriegelten Schleife 39 die Frequenz des Wobbeisignals Sw gewonnen.

Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 28, das das Wobbelsignal Sw als Amplitudenmodulation des Taktsignals Sc enthält, wird synchron mit dem Taktsignal mit Hilfe des Synchrondetektors 42 detektiert und liefert das Wobbeisignal Sw mit als Amplitudenänderung der Abweichung des Detektors 27 in bezug auf die Mitte 45 der Spur 4o Dieses Signal Sw wird synchron mit dem Ausgangssignal der phasenverriegelten Schleife 39 detektiert, d. h, daß die Wobbeifrequenzen mittels des Synchrondetektors 43 detektiert werden, wodurch am Ausgang 44 das radiale Folgesignal erscheint« Das Ausgangssignal des Verstärkers 41 wird vom Taktsignal Sc synchronisiert, und mit der Leseschaltung 30 wird das Datensignal gewonnene

Die Wirkung der Vorrichtung nach den Pig. 9a und 10 kann in bezug auf die Gewinnung des radialen Folgesignals wie folgt mathematisch erklärt werden. Das vom Detektor 27 detektierte Signal I ist ein Produkt der Taktmodulation, der Wobbelmodulation und des radialen Polgefehlers, was (abgesehen vom Datensignal) ausgedrückt werden kann als

I = Ar sin(uj_wt) sin(tj_ct),

wobei Ar eine Punktion des Sourfolgefehlers, Uj _ die Winkel-

frequenz des Wobbelsignals Sw, U_n die Winkelfrequenz des Pilotsignals Sc und t die Zeit darstellen«

Synchrone Detektion mit dem Pilotsignal Sc ergibt den Term Ar(sin U t), und die darauf folgende synchrone Detektion mit der Wobbelfrequenz u) ergibt das Signal Ar«

234686 2

59 997 13 5.3.82

Fig. 11a zeigt einen Leseteil einer Vorrichtung zum Auslesen von Daten aus einer Spur 4, in die eine Taktmodulationsstruktur und eine Wobblung zum Erhalten eines radialen Folgesignals aufgenommen sind, wobei die Frequenz des Wobbeisignals Sw etwa gleich der Frequenz des Taktsignals Sc ist, während Fig. 11b das FrequenzSpektrum zeigt, in dem Sd das Datensignal darstellt und Sc-w der Term mit einer Frequenz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen des Taktsignals Sc und des Wobbeisignals Sw ist, wobei diese Differenz z_o B« 30 kHz ist, welcher Term dadurch erhalten wird, daß die Photodiode 27 das Produkt der Wobbeimodulation und der Taktmodulation empfängto Dieser Term liegt dadurch im Niederfrequenz teil des Spektrums und wird nahezu nicht von der digitalen Information gestört_o Die Amplitude dieses Tennes bildet das radiale Folgesignal. Die Amplitude ist Null, wenn die mittlere Linie 45 der Spur genau verfolgt wird« Dann verbleiben von der Wobblung noch ein Term mit dem Zweifacher, der Differenzfrequenz, der nicht verwendet wird, sowie die Wobbeifrequenz selber»

Die Vorrichtung enthält, wie die Vorrichtung nach Fig, IO einen Verstärker 41 zur Lieferung der Summe der von den Teilen a, b, c und d der Photodiode 27 gelieferten Signale, wobei.aus dieser Summe mit Hilfe des.Bandpaßfilters 48 der Term mit der genannten Differenzfrequenz ausgefiltert wird* Mit Hilfe des Synchrondetektors 43, dem diese Differenzfrequenz zugeführt wird, wird dieser Term demoduliert, und über gegebenenfalls einen Tiefpaß 49 erscheint am Ausgang 44 das radiale Folgesignal»

Das Taktsignal Sc wird auf gleiche Weise wie bei der Vorrichtung nach Fig* 10 dadurch gewonnen, daß mit dem Verstärker 46 die Differenz zwischen den von den beiden Hälften

23 4 685 2

-*"- "Λ⁹⁷¹³

a+c bzwl b+d der Photodiode 27 gelieferten Signalen bestimmt und diese Differenz über Filterung mit dem Bandpaßfilter 28 der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt wird.

Das Wobbeisignal Sw wird, wie in der Vorrichtung nach Fig. 10, dadurch gewonnen, daß mit dem Verstärker 421 die Differenz zwischen den von den beiden Hälften a+b und c+d der Photodiode 27 gelieferten Signalen bestimmt und diese über ein Bandpaßfilter 38 einer phasenverriegelten Schleife 39 zugeführt wirdo

Die dem Leseschaltungsdetektor 43 zugeführte Differenzfrequenz wird dadurch erhalten, daß einem Synchrondetektor 42 das auf diese Weise erhaltene Taktsignal Sc und das Wobbelsignal Sw zugeführt v/erden, wonach das erhaltene Signal mit der genannten Differenzfrequenz über das Bandpaßfilter 47 dem Synchrondetektor 43 zugeführt wird.

Mit der Leseschaltung 30, die mit dem Taktsignal Sc synchronisiert ist, kann aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 41 das Datensignal wiedergewonnen werden«

Wenn die Frequenz des Y/obbelsignals Sw gleich der Frequenz des Taktsignals gewählt wird, ist aus Fig. 11b ersichtlich, daß der Term mit der Differenzfrequenz zugleich das DC-Spurfolgesignal bildet. Dieses Spurfolgesignal kann dann ohne synchrone Detektion erhalten werden_o

Die Phase zwischen den beiden Spurmodulationen soll ungleich 0 sein, weil, wenn beide Modulationen gleichphasig sind, nur noch eine Modulation unterschieden werden kann. Ein optimaler Phasenunterschied ist, wie gefunden wurde, 90°,

234685 2 ^:

59 997 13 5.3.82

Eine solche Struktur ist in Figo 7e und 7d dargestellt und kann mit der einfachen Ausleseschaltung nach Pig. 12 ausgelesen werden·

Bei der Vorrichtung nach Fig. 12 ist die Photodiode 27 in zwei Hälften a und b für eine optimale Detektion des Taktsignals Sc unterteilt, das am Ausgang 31 erscheint, nachdem mit dem Verstärker 46 die Differenz zwischen den von den beiden Hälften a und b gelieferten Signalen bestimmt, dieses Differenzsignal mit dem Bandpaßfilter 23 gefiltert und dann der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt worden ist. Durch Filterung des Ausgangssignals des Verstärkers 46 mit einem Tiefpaß 49 erscheint an einem Ausgang 44 unmittelbar das radiale Folgesignalo Das digitale Signal wird aus dem Differenzsignal mit der Leseschaltung 30 gev/onnen, die mit dem Taktsignal Sc synchronisiert wird. Als Alternative ist es auch möglich, das Datensignal und das niederfrequente Folgesignal aus der Summe der beiden Hälften zu gewinnen*

In bezug auf die Spurverfolgung beim Schreiben von Datensignalen können die Vorrichtungen nach den Fig, 8a bis 12 mit einer den laserstrahl modulierenden Vorrichtung erweitert werden, die mit dem Taktsignal Sc und dem aus den Synchronisationsgebieten ausgelesenen Signal synchronisiert wird, wie an Hand der Fig« 6b auseinandergesetzt ist*

Oben wurde stets von einem einzigen Detektor 27 ausgegangen, der den reflektierten Strahl 16 (Fig« 6) detektiert* Vor allem bei hohen Bitfrequenzen kann es bedenklich sein, beim Schreiben von Dateninformation in die Informationsgebiete Q₃ welcher Schreibvorgang in bezug auf die Auslesung mit einem verhältnismäßig energiereichen Laserstrahl durchgeführt

23 4 686 2 -^χ~ ^5999713

5.3.82

wird, die Taktinformation aus dem zwischen jeweils zwei Schreibimpulsen reflektierten Strahl wiederzugewinnen. Da oft, um das eingeschriebene Datensignal detektieren zu können, ein Folgelaserstrahl verwendet wird, kann in solchen Fällen die Vorrichtung nach Fig. 13 Anwendung finden, in der die Spur 4, die sich in bezug auf den Detektor 27 in Richtung des Pfeiles 63 bewegt, von einem die Information schreibenden Strahl i6a und einem Folgestrahl i6b abgetastet wird, wobei diese beiden Strahlen z* B₀ mittels eines Strahlenteilers 68, der Spiegel 17a und 17b und der optischen Systeme 18a und 18b erhalten werden« Zur Modulation des Strahls i6a kann ein Modulator im Strahl i6a angeordnet werden«. Diese Vorrichtung enthält eine Photodiode 27, die in bezug auf die Auslesung von Datensignalen und Folgesignalen weiter völlig analog den Vorrichtungen nach einer der Fig. 8a, 9a, 10, 11a oder 12a wirken kann« Weiter enthält die Vorrichtung eine Photodiode 50 zum Detektieren des reflektierten Folgestrahls i6b, der in einiger Entfernung hinter dem Strahl I6a auf die Spur projiziert wird. Während des Lesevorgang3 sowie beim Auslesen der Synchronisationsgebiete 8 wird, indem das von der Photodiode 27 detektierte Signal über einen in dieser Figur der Einfachheit halber nicht dargestellten Verstärker (z. Bo 46 in Fig. 11a) und ein Bandpaßfilter (z. B. 28 in Fig_o 11a) der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt wird, das Taktsignal Sc gewonnen. Außerdem wird insbesondere während des Schreibvorgangs auf ähnliche Weice aus dem von der Photodiode 50 detektierten Signal über gegebenenfalls ein nicht dargestelltes Bandpaßfilter und über eine phasenverriegelte Schleife 501 ebenfalls dieses Taktsignal gewonnen, das aber in bezug auf das über die Photodiode 27 gewonnene Taktsignal verzögert ist. Das Ausgangssignal wird über eine Verzögerungsvorrichtung 51 dem Ausgang 31 zugeführt«

234686 2

-W- 59 997 13

5.3.82

Das verzögerte Taktsignal wird im Phasenkomparator 52 mit der Phase des von der Photodiode 27 gewonnenen Taktsignals verglichen, und über einen Schalter 53 wird die Verzögerungsvorrichtung 51 derart eingestellt, daß das über die Verzögerungsvorrichtung 51 verzögerte Taktsignal der Photodiode 50 zu dem über die Photodiode 51 gewonnen Signal gleichphasig ist. Beim Auslesen der Synchronisationsgebiete 8 ist der Schalter 53 geschlossen und wird die Verzögerungsschaltung 51 derart eingestellt, daß das von dieser Verzögerungsschaltung 51 verzögerte Taktsignal der Photodiode 50 zu dem über die Photodiode 27 erhaltenen Taktsignal gleichphasig ist. Beim Schreiben von Daten in die Informationsgebiete 9 ist der Schalter 53 geöffnet und wird das Taktsignal über die Photodiode 50 aus dem reflektierten Hilfsstrahl 16b gewonnen und mit der Verzögerungsschaltung 51 über die beim Auslesen der Synchronisationsgebiete 8 eingestellte Zeit verzögert. Der Schalter 53 wird auf den Befehl des von der Leseschaltung 30 aus den Synchronisationsgebieten 8 ausgelesenen Synchronisationssignals betätigt«

Dabei sei bemerkt, daß das Schreiben von Information mit Einheitsgruben, d«, tu, daß die Information mit einzelnen detektierbaren Änderungen in der Oberflächenstruktur des 'Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet wird, wie in Fig_o 3f dargestellt ist, eine Frequenzkomponente mit der Frequenz 2fo im Spektrum (Fig« 4) des ausgelesenen Signals ergibt, Dies braucht für die Anwendung einer Taktmodulationsstruktur nicht bedenklich zu sein, weil diese Taktmodulation., wenn sie eine Frequenz gleich 2fo aufweist, beim Schreiben der Information benutzt werden kann und, wenn beim Schreiben eine richtige Phasenbeziehung zu dem Taktsignal aufrechterhalten wird, beim Auslesen mit der Komponente 2fo infoige der Anwendung

234

59 997 13 5.3.82

von Vie rphasenmodulation (Pig. 4c und 5c) weist das Taktsignal eine Frequenz gleich fo auf, und in diesem Falle ist die genannte Komponente mit der Frequenz 2fo nicht störend.

Fig« 14 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Aufbaus des bei dem kodierverfahren nach der Erfindung verwendeten Codes und zur Darstellung der unterschiedlichen Parameter, mit denen dieser Code definiert werden kann. Das kodierte Signal besteht aus aufeinanderfolgenden Symbolen Sb mit je einer Zeitdauer Sf₀, wobei S eine positive ganze Zahl und ^b₀ eine Zeitdauer darstellen«, Jedes Symbol S-, wird als aus der Überlagerung von M Gruppen G aufgebaut gedacht, v/o bei m eine Rangnurnmer zwischen 1 und M darstellt« In jeder Gruppe G sind I Stellen t . durch Impulse besetabar, wobei m die Rarignummer der Gruppe G und i eine Rangnurnmer innerhalb der Gruppe G zwischen 1 und I darstellen,, Die erste Stelle ΐ,. innerhalb jeder Gruppe G liegt in einem Zeitabstand £ vom Anfang des Symbols S-,. Innerhalb jeder Gruppe G liegen die Stellen t . in äquidistanten Zeitabstanden t„ Für die Anzahl von Steilen I innerhalb einer Gruppe gilt dann die Beschränkung £ -f (1-1) t<fST_Q, weil alle Stellen t innerhalb der Symboldauer S *V„ liegen müssen_o Für den Code gilt weiter, daß in jeder Gruppe G stets eine konstante Anzahl von k Stellen besetat sind_f wobei die Konstante k für jede Gruppe dieselbe und kleiner als I ist, Von den I möglichen Stellen innerhalb jeder Gruppe sind also stets k besetzt*

Zur Verdeutlichung des Codes nach Fig„ 14 zeigt Fig₀ 15 eii Beispiel mit zwei Gruppen G. und G₉ (M - 2) mit je vier zu besetzenden Stellen (I ^ A)_p wobei" T-^, S = A. £ = 0, Z₀ - v'2 'X. und k = 1 gewählt sind,, Von allen vier Stellen

23 4 6 86 2

59 997 13

einer Gruppe ist stets eine besetzt, und die Stellen in beiden Gruppen sind um einen Zeitabstand von ¹/2 ^₀ gegeneinander verschoben. Pig· 15 zeigt vier aufeinanderfolgende Symbole S, .j, S^₂, S^ und S-j. mit je einer beliebig gewählten Stellenbesetzung und das durch Überlagerung beider Gruppen G₁ und Gp erhaltene Signal S,.

Der Code kennzeichnet sich also in bezug auf das zusammengesetzte Signal S-, dadurch, daß pro Symbol stets eine gleiche Anzahl von Stellen besetzt sind und daß die besetzten Stellen gleichmäßig über M Gruppen verteilt sind, die um einen Bruchteil der Zeitdauer *£ gegeneinander verschoben sind. Im Beispiel nach Pig* 15 können acht mögliche Stellen innerhalb eines Symbols - vier aus jeder Gruppe - besetzt werden, von denen stets zwei besetzt sind, und zwar eine in Rangordnung in einer ungeraden Stelle und eine in Rangordnung an einer geraden Stelle«,

Eine solche gleichmäßige Verteilung von Stellen über Gruppen, die um Bruchteile der Zeitdauer t gegeneinander verschoben sind, wobei die Stellen innerhalb jeder Gruppe in gegenseitigen Zeitabständen ⁰C liegen, hat sich in der Praxis als sehr günstig in bezug auf die Aufrechterhaltung der Phasenbeziehung zu einem Taktsignal erwiesen, das in bezug auf die Kreisfrequenz co auf die Zeitdauer ^ bezogen ist, also ζ_β Bo einem Taktsignal mit einer Kreisfrequenz uj = ~~-

C ' ι

Wenn von einem nach dem an Hand der Fig. 14 definierten Cods abgeänderten Signal das regellose Leistungsspektrum berechnet wird, was wegen der Verwickeltheit hier nicht dargestellt wird, stellt sich heraus, daß dieses Spektrum aus einem kontinuierlichen Teil mit Nullpunkten bei Kreisfre-

2 S^

quenzen co = η . -^- mit η einer ganzen Zahl und aus einem

23 4 686 2

Dirac-Spektrum bei Kreisfrequenzen UJ= 1 ο mit 1 einer

ganzen Zahl besteht, wobei diese Reihe von Dirac-Spitzen eine bestimmte frequenzabhängige Amplitudenverteilung D(cj) aufweist.

Im Zusammenhang mit der Verwendung von Taktsignalen sind die genannten Nullpunkte im kontinuierlichen Spektrum erwünscht, weil die Taktfrequenz in einem Nullpunkt des kontinuierlichen Spektrums gewählt werden kann. In bezug auf das Taktsignal lassen sich zwei Fälle unterscheiden, und zwar ein erster Fall, in dem eine im kodierten Signal vorhandene Dirac-Spitae als mitgesandtes Taktsignal benutzt wird, wobei eine Dirac-Spitze in einem Nullpunkt des kontinuierlichen Spektrums gewählt werden kann, und ein zweiter Fall, in dem dem kodierten Signal ein Taktsignal hinzugefügt wird, wobei dann zur Vermeidung von Interferenz eine Dirac-Spitze in demjenigen Nullpunkt des kontinuierlichen Spektrums, in dem das hinzugefügte Taktsignal angebracht wird, nicht vorkommen darf« Das Dirac-Spektrum ist in einem bestimmten Nullpunkt des kontinuierlichen Spektrums gleich Null, falls η » =-—· ungleich 1 , rrzp— ist, was für jeden Nullpunkt im kontinu

ierlichen Spektrum gewiss der Fall ist, wenn <-- nicht rational auf ^r, gezogen ist«, Unter den in der Praxis ajn häufigu

sten vorkommenden Bedingungen ist ^C wohl stets rational auf ^_n bezogen, wodurch also Dirac-Spitzen in den Nullpunkten des kontinuierlichen Spektrums auftreten, die im genannten ersten Fall dadurch ausgenutzt werden können, daß eine solch Dirac-Spitze ausgefiltert und diese als Taktsignal benutzt wird« In jenen Fällen, in denen l-·^ rational auf ^ bezogen ist, können Nullpunkte im Dirac-Spektrum mit Nullpunkten im kontinuierlichen Spektrum dadurch zusammenfallen, daß die Amplitudenfunktion D(<-o) der Seihe von Dirac-Spitzen in

234 6 86 2 -#- . 5999713

5.3o82

einem solchen Nullpunkt im kontinuierlichen Spektrum, in dem ein Taktsignal hinzugefügt werden muß, gleich- UuIl gemacht wird.

Die letztere Möglichkeit kann durch die Wahl einer Anzahl von Parametern pro Fall untersucht werden. In der nachstehenden Betrachtung wird für S ^₀ s I ^ctr gewählt, so daß die Symbollänge S^₀ gleich groß wie die gesamte Anzahl I besetzbarer Stellen t . in gegenseitigen Zeitabständen "c pro Gruppe G ist; dies ist praktisch die günstigste Wahl, weil, wenn Sf_Q größer als I ti gewählt wird, das Symbol unnötig lang ist, was die Informationsdichte beeinträchtigt. Und da, wenn StT₀ kleiner als It gewählt ist, dies in der Praxi3, wo *V möglichst klein gewählt wird, - z_e B₀ im Falle eines optischen Aufzeichnungsträgers werden die Inforinationsgruben so kurz gewählt, wie es das optische Auflösungsvermögen des Systems gestattet, und wird der Zeitabstand °t zwischen zwei besetzbaren Stellen, unter Berücksichtigung des etwaigen Auftretens dazwischen von M-1 anderen Gruben aus den übrigen Gruppen G , dementsprechend minimal gewählt - zu unzulässigen Überlappungen zwischen benachbarten Symbolen führt. Weiter wird als ITullpunkt im kontinuierlichen Spektrum der niedrigste ungleich us = 0 gewählt, also für U) = 1 mit

tj _ = =—- = ~?£- ; dies ist wieder praktisch die günstigste 0 r ^₀

Wahl, weil die Signalfrequenzen möglichst hoch gewählt werden, so daß im Zusammenhang mit der Bandbreite und im Be i~ spiel eines optischen Aufzeichnungsträgers im Zusammenhang mit dem Auflösungsvermögen der niedrigste NuIIounkt o^_n = ~-™ sich am besten zum Hinzufügen eines Taktsignals eignet. Bei der vorgenannten Parameterwahl stellt sich heraus, daß die Amplitudenverteilung D(to) einen Nullpunkt bei LJ_n = ·=-— aufweist, wenn die Anfangssteilen £ äqui-

234886 2 ""- ^f₂ ¹³

distant in Abständen t liegen, also für 8_m = E₁ + Pur die übrigen Fälle, also für Z₉ Β_β ^m ⁼ ^-1 ⁺ ITcf ^0* ^{wobei ö}"~ ^ein faktor ist, der die Abweichung des Abstandes zwischen den Anfangs st ell en £ von ^ darstellt, tritt im Nullpunkt ο = sLJlL .

eine Dirac-Spitze auf, die gegebenenfalls als Taktsignal benutzt werden kann. Als Wahl gilt <f~>0, wodurch die Anfangsstellen in geringeren gegenseitigen Zeitabständen als ^O liegen» Eine Verlängerung dieser Abstände in bezug auf

¹^O ist nicht praktisch, weil dann die Länge des Symbols ^ unnötig vergrößert werden muß.,

Die vorgenannte Wahl mit äquidistanten Anfangslagen E in

XiI

gegenseitigen Zeitabständen '^q/M ergibt gleichfalls einen ITullpunkt im Dirac-Spektrum bei 2 ^J = ~~~- für M = 4p, wobei ρ eine ganze Zah£ größer als oder gleich ι ist. Pur andere Wahlen von M, z. B* M = 3, tritt im ITullpunkt 2w_Q eine Dirac-Spitze auf, die gegebenenfalls für Taktinformation benutzt werden kann, aber im Beispiel der Anwendung eines optischen Aufzeichnungsträgers im Zusammenhang mit der optischen Grenzfrequenz nicht günstig liegt,

Bei der Wahl einer Dirac-Spitze als Taktsignal können unterschiedliche Parameter derart gewählt werden, daß die Amplitudenfunktion D(uj) bei der Kreisfrequenz des Taktsignals maximal ist, um ein möglichst starkes Taktsignal zu erhalten, wobei auch andere Veränderliche, wie Informationsdichte und dgl.s optimiert werden müssen* Sine allgemein geltende Regel kann hierfür nicht gegeben werden«,

Dabei sei bemerkt, daß immer₃ und ungeachtet der gewählten Kodierung, eine Dirac-Spitze im Spektrum dadurch erzeugt

23 4 6 86 2 -^- ^5999713

5.3.82

werden kann, daß eine strukturelle Unregelmäßigkeit in den Lagen der Gruben angebracht wird.

Bei der vorgenannten Wahl eines Uullpunktes sowohl im kontinuierlichen Spektrum als auch int Dirac-Spektrum bei

Ο Jf

U_n = 4=^- können unterschiedliche Parameter auf folgende 7/eise näher bestimmt werden, wobei also bereits S = I, ^tT=

-* τη Λ

und £_ra = €-. + -jp '^q gewählt ist. In erster Linie wird k = 1, also eine besetzte Stelle pro Gruppe gewählt. Ein Symbol hat dann i' = S' mögliche Besetzungen, so daß für die Anzahl B pro Symbol zu kodierender binärer Bits gilt: 2^B = s^M, oder aber B=M² log s 1),

wobei also B die Anzahl Bits pro Symbol ist. Pur s = 4 und M = 2 gilt also, daß B = 4 ist.

Im Beispiel eines optischen plattenförmigen Aufzeichnungsträgers ist infolge des optischen Auflösungsvermögens ein minimaler Grubendurchmesser d« angegeben. Pro Symbol kommen für k = 1 s™ Stellen vor, die durch Gruben mit einem Durchmesser d_n besetzt v/erden können« Die größte tangentielle Plattengeschv/indigkeit kommt entlang der inneren Spur einer Platte vor und ist dort gleich V,-was ein vorgegebener Para-

M meter ist. Mit der Anforderung, daß s Stellen mit einem Durchmesser d~ pro Symbol auf dieser inneren Spur vorkommen, gilt also daß:

SMd₀ £ ^s<Co^V °^{der aber Md}0 ^ ^O ^{V 2}'*

Sin erstes Kriterium v/ird nun dadurch gefunden, daß angenommen v/ird, daß die Menge Information an einer Stelle maximal gewählt wird« Diese Menge Information kann als die Menge B Bits binärer Information pro Spurlängeneinheit auf dieser

- 47 - 59 997 13

5.3.82

inneren Spur ausgedrückt werden, und für diese charakteristische Bitdichte CBD gilt also mit dem Ausdruck 2):

- ^B <- log s ,x

Ein zweites Kriterium, das insbesondere beim Gebrauch von Peststofflasern zum Einbrennen der die Information festlegenden Gruben von Bedeutung ist, ist die Anzahl dargestellter Bits B⁺ pro eingebranntem Loch; dieser Parameter B⁺ stellt bei einer vorgegebenen Informationsdichte BCD die mittlere benötigte Laserleistung dar_o B⁺ ist gleich der Anzahl Bits pro Symbol B geteilt durch die Anzahl Gruben M pro Symbol,

oder aber: _o

B⁺ = B/M = ^ log ε 4).

Aus Obenstehendem geht hervor, daß für eine Wahl des Codes die Ausdrücke 3) und 4) maximiert werden müssen. In bezug auf die Ausdrücke 3) und 4) kann aber als nähere Beschränkung eingeführt werden, daß die Anzahl Bits pro Symbol eine ganze Zahl sein muß» Da der Parameter M eine ganze Zahl ist, folgt daraus, daß der Parameter s nur dann eine ganze Zahl ist, wenn auch B/M eine ganze Zahl ist, denn s = 2 ' · Die Anzahl Bits pro Grube (B/M) ist also ebenfalls eine ganze Zahl. Es kann also ein Parameter UB⁺ definiert v/erden, d, h, die nützliche Anzahl Bits pro Grube, mit

UB⁺ = G(B/M) = G(²log s) 5)

mit der Bezeichnung G(_o..) als Symbol für "einer ganzen Zahl entsprechender Wert von". Ebenso kann für diese Bitdichte, auf die Plattenparameter d^ und V bezogen, die nützliche Bitdichte UBD aus der Beziehung 3) abgeleitet werden;

UBD

G(²log s)/Sd₀ 6)

HS

5.3.82

23 4 6 86 2 -* ^5999713

Die beiden in den Ausdrücken 5) und 6) dargestellten Parameter können bei passender Wahl des Codes optimiert werden«, Dazu zeigt Fig. 16 den Parameter UB⁺ als Punktion von S. Zur Konstruktion des Parameters UBD „vals Punktion von S stellt

LU 3, Js.

Pig. 16 auch die Punktion USD für unterschiedliche ganze Werte von « dar, auf denen die Maxima von UBD nach dem Ausdruck 6) stets liegen. Für UBD gilt weiter, daß dieser maximal gleich CBD_m ist, d. h. das Maximum von CBD (Ausdruck

3), für das Pig_o 16 die Punktion CBD_mov = ²^⁰§ ^s darstellt

UiClJi B Q^.

Die Punktion UBD ,, wird dadurch erhalten, daß innerhalb

max 2

2χ₀ο _s der Kurve CBD = — die Maximjilwerte des Parameters

B/M auf den Kurven von UBD für ganze v/er te von B/M gewählt werden«, Da auch für s die praktische Beschränkung gilt, daß s eine ganze Zahl ist, werden als nützliche Kodierungen diejenigen gefunden, die in Pig. 16 durch Punkte auf der Kurve für UBD dargestellt werden. Bei der Wahl eines maximalen

max °

UBD kommen dann die Punkte a, b, c, d in Betracht, wobei max 7 j > 3

der Punkt b dem Punkt a vorzuziehen ist, weil sie beide denselben Wert von UBD geben, wobei jedoch zum Punkt b der höhere Wert von ÜB"'* gehört. Wenn dem Wert von UB⁺ ein verhältnismäßig großes Gewicht zuerkannt wird, kommen nacheinander die Punkte c bzw« d in Betracht, Wenn der Punkt b gewählt wird, wird für s = 4 gewählt« Diese Wahlen sind von dem Parameter M unabhängig,, der die Ausdrücke 5) und 6) nich beeinflußt, M beeinflußt jedoch wohl die Symboldauer S^₀, weil bei vorgegebenen Plattenparametern d_Q und V folgt, daß ⁰C₀ mit zunehmendem Wert von M zunimmt. Im Zusammenhang mit der Komplexität der Dekodierung der Symbole sind kurze Symbole zu bevorzugen, wodurch die Wahl von M logischerweise M = 2 wird. Aus Pigo 16 folgt dann als Wahl für den optimalen Code, der mit den folgenden Parametern definiert ist: s = I = 4; M = 2; k = 1$ T= ^₀; I^ = e., + V 2 ^₀ B).

23 4 6 88 2 -*- ^¹³

Die obenstehenden Betrachtungen gelten für k = 1_O Für k > 1

gelten dieselben Beziehungen mit log(si/((s-k);ί)) statt

log s, weil die Anzahl möglicher Kombinationen und somit die' Anzahl Bits B sich dementsprechend geändert hat«, Zur Illustrierung zeigen Fig. 17 und 18 Kurven, die denen nach Figo 16 entsprechen, mit k = 2 bzw, k = 3> wobei nur UBD, UBD „ und B⁺ dargestellt sind« Aus diesen Figuren geht hervor, daß mit zunehmendem Faktor k höhere brauchbare Bitdichten UBD bei einer größeren Anzahl Bits pro Grube B⁺ möglich sind. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß dies bei einem höheren Wert von s V auftritt im Zusammenhang mit der in Fig„ 16 gezeigten Situation, was zu längeren Symbolen S^₀ und somit zu komplexeren Dekodierungen führt« Auch hier gilt wieder, daß eine Wahl durch Berücksichtigung unterschiedlicher Faktoren getroffen v/erden muß. Wenn die Symbollänge eine untergeordnete Rolle spielt, ist eine günstige Wahl, z_o B* k = 2 mit s = 12 (Punkt a in Fig. 17) mit einem gleichen UBD wie Punkt b in Fig_o i6, jedoch mit einem höheren Faktor B⁺, Eine andere mögliche Wahl in diesem Zusammenhang ist denn auch k = 3, s = 20 (Punkt a in Fig« 18)_o

Mit der gewählten Kodierung, wie sie in den Ausdrücken 8) definiert ist, können pro Symbol sechzehn mögliche Kombinationen erhalten werden«. Pro Symbol können also vier Bits binärer Information kodiert werden« Dafür kann z, B, eine ICodierungstabelle zusammengestellt v/erden, die in'einem Speicher untergebracht und als Funktion des zu kodierenden Signals ausgelesen wird_o Es ist attraktiver, diese Kodierungstabolle derart zusammenzustellen, daß diese Kodierung, gleich wie die Dekodierung, auf einfache Weise stattfinden kann, Fig, 19a zeigt eine solche Tabelle« Links sind die sechsehn Möglichkeiten zur Besetzung von zwei aus den acht Stellen pro Symbol Sb

23 4 6 86 2 -^- ^5999713

5.3.82

und rechts die dazu gewählten binären Werte von vier Bits b.., bp, bo und b, veranschaulicht. Die Tabelle ist derart gewählt, daß die Bits b. und bp die Stelle in der ersten Gruppe G₁ (Stellen 1, 3, 5 und 7) und die Bits b^ und b. die Stelle in der zweiten Gruppe G₀ (Stellen 2, 4, 6 und 8) festlegen. In Fig. 19b ist dies schematisch dargestellt, wobei jede besetzte Stelle in der Gruppe G. durch eine der vier möglichen Kombinationen b. und b^ und jede mögliche besetzte Stelle in der Gruppe G~ durch eine der vier möglichen Kombinationen der Bits bo und b. gegeben wird. Die als Punktion der Eingangsbits b., b-, b^ und b, zu besetzenden Stellen können also einfach mit Hilfe von zwei Eins-aus-Vier-Dekodierern erhalten werden, die als Zwei-in-Einem-IC käuflich erhältlich sind, Z₀ B₀ das IC vom Typ HEP 4555.

Pig. 20a zeigt einen Modulator zum Kodieren eines binären Signals nach der Tabelle der Pig. 19. Dieser Modulator enthält ein Eingangsschieberegister 101, das z. 3. aus der Reihenschaltung von zwei 4-Bit-Schieberegistern vom Typ 74195 zusammengestellt ist₀ Dieses Schieberegister 101 enthält acht Paralleleingänge 110 bis 117» um auf diese Weise binäre Wörter von acht Bits parallel empfangen zu können, einen Serieneingang 105, um binäre Information in Serie empfangen zu können, acht Parallelausgänge 118 bis 125, einen Takteingang 106, wobei auf den Befehl des an diesem Eingang vorhandenen Taktsignals C die Information weitergeschoben wird, und einen Eingang 117_} v/obei auf den Befehl des an diesem Eingang vorhandenen Taktsignals CL die an den Paralleleingängen 110 bis 117 vorhandene Information in das Schieberegister 101 eingeschrieben werden kann_o Dem Eingang 116 wird das in PIg₀ 20b dargestellte Taktsignal C. zugeführt« Bei jedem Impuls dieses Taletsignals wird die Information im

23 4 686 2 -™- 5999713

5.3.82

Schieberegister um eine Stelle vorgeschobene Mit dem Taktsignal Cp am Eingang 107 werden jeweils acht Bits parallel eingeschrieben.

Wenn binäre Information dem Eingang 105 zugeführt wird, wird diese Information durch das Schieberegister geschoben, im Ausgang 125 erscheinen dann nacheinander die aufeinanderfolgenden Bits als eine Reihe S. (Pig. 2Ob).

Zu einem bestimmten Zeitpunkt t.. (Figo 20b) ist das erste Bit b₁ eines 4-Bit-Eingangswortes am Ausgang 125 vorhanden. Die Bits bp, b_o und b^ sind dann an den Ausgängen 124$ 123 bzw* 122 vorhanden. Vier Perioden des Taktsignals C. später ist das nächste 4-Bit~Eingangswort an den Ausgängen 122, 123, 124 und 125 vorhanden. An den Ausgängen 122 bis 125 erscheinen also nacheinander zu Zeitpunkten, die vier Perioden des Taktsignals G voneinander entfernt sind, die aufeinanderfolgenden 4-Bit-Eingangswörter.

Wenn die Information in Form von acht parallelen Bits den Eingängen 110 bis 117 zugeführt wird, ist, nachdem diese nach einem Impuls des Taktsignals Cp eingelesen ist, ein 4-Bit-Wort an den Ausgängen 122 bis 125 vorhanden. Vier Perioden des Taktsignals C₁ später ist das über die Eingänge 110 bis 113 angebotene 4-Bit-Wort an den Ausgängen 122 bis 125 vorhanden« Dann werden auf den Befehl des Signals Cp acht neue Bits eingeleseno

Das Schieberegister 101 hat dann die Funktion, nach Wahl in Reihe angebotene binäre Information oder parallel angebotene 8-Bit-Binärinformation in aufeinanderfolgenden Wörtern von vier Bits b., bp, b^ und b_/ an den Ausgängen 125? 124» 123

.53

5.3.82

23 4 686 2 "^" ^5999713

bzw. 122 zu gruppieren. Diese Wörter werden nach der Tabelle der Pig. 19 dadurch umgewandelt, daß die Ausgänge 125 und 124 (Bits b. und Td₂) mit den Eingängen 129 und 128 eines Eins-aus-Vier-Dekodierers 102 und die Ausgänge 123 und 122 (Bits bo und b.) mit den Eingängen 127 und 126 eines Einsaus-Vier-Dekodierers 103 verbunden werden« Die Ausgänge 130 bis 133 bzw, 134'bis 137 der Eins-aus-Vier-Dekodierer 102 bzv/. 103 sind wechselweise mit aufeinanderfolgenden Paralleleingängen 140 bis 147 eines 8-Bit-Scliieberegisters 104 verbunden - wobei dieses Schieberegister dem Schieberegister

101 analog sein kann -, so daß als Punktion der Bits b. und bg einer der vier Eingänge 141, 143, 145 und 147 und als Punktion der Bits b. und b^ einer der vier Eingänge 140, 142, 144 und 146 besetzt wird, so daß zu denjenigen Zeitpunkten (u_o a_e dem Zeitpunkt t.. in Pig. 20b), zu denen ein zu kodierendes 4-Bit-Wort an den Ausgängen 122 bis 125 des Schieberegisters 101 vorhanden ist, das nach der Tabelle der Pig. 19b kodierte Wort an den Eingängen 140 bis 147 des Schieberegisters 104 vorhanden ist_o Auf den Befehl eines Signals Co am Eingang 108 zum Zeitpunkt t₂, der kurz nach dem Zeitpunkt t„ auftritt, um die Verzögerung in den Dekodierern und 103 auszugleichen, wird das kodierte Wort in das Schieberegister 104 eingeschrieben« Auf den Befehl eines Taktsignals G., das dem Eingang 109 des Schieberegisters 104 angeboten wird, wird die kodierte Information durch das Schieberegister 104 zu einem Ausgang 138 dieses Schieberegisters geschoben, und es erscheinen dort nacheinander die kodierten Symbole Sb. Das Schieberegister 104 dient also als ein Parallel/Reihenumsetzer der Ausgangssignale der Dekodierer

102 und 103c

Da vier Bits im Schieberegister 101 in acht Bits im Schieberegister 104 umgesetzt werden, ist die Prequenz des Takt-

234

SV

d - 59 997 13

5.3.82

signals C, gleich dem Zweifachen der Frequenz des Taktsignals

O₁.

Im allgemeinen kann eine einfache Modulation erhalten v/erden, wenn eine Kodierungstabelle derart gewählt wird, daß die k Stellen pro Gruppe G_ durch bestimmte Bits aus den zu kodierenden Eingangswörtern festgelegt v/erden. Die Modulation findet dann mittels M Dekodierern statt, die je k aus I möglichen Stellen als Punktion der entsprechenden Bits aus dem Eingangswort festlegen, wobei M, k und I die an Hand der Pig. 1 definierten Parameter sind₀

Ein Ausführungsbeispiel eines Demodulators für ein nach der Tabelle der Pig,-19 moduliertes Signal wird an Hand der Fig. 21 beschrieben, wobei in Fig* 21b das Schaltbild des Demodulators und in Fig» 21a ein Diagramm zur Erläuterung der Funktion und der Wirkung dieses Demodulators dargestellt ist.

Um ein nach der Erfindung kodiertes Signal zu demodulieren_? muß jeweils wenigstens j"ede Gruppe vollständig detektiert werden, was bedeutet, daß ein Schieberegister oder eine Verzögerungsleitung erforderlich ist. In dem Demodulator nach Fig. 21b sind diese Verzögerungsnetzwerke 149, 151 und 153 mit j'e einer Zeitverzögerung gleich *"o^ zwischen einem Eingang 148 und einem Punkt 154 vorgesehen. Zu einem richtigen Zeitpunkt sind von einem bestimmten Symbol die Signale an der ersten, der dritter^ der fünften und der siebenten Stelle, also die Signale der Gruppe G₅ am Funkt 154_S am Knotenpunkt 152 zwischen dem Verzögerungsnetzwerk 151 und dem Verzögerungsnetzwerk 153 j am Knotenpunkt 150 zwischen den Verzögerungsnetzwerken 151 und 149 bzw» am Eingang 148 vorhanden. Eine Zeitdauer V2 X_Q später ist die Gruppe C-_? mit Steilen 2»

⁵⁹ "^{7 13} 5.3.82

4, 6 und 8 an diesen Punkten vorhanden*

Eine Schwierigkeit beim Demodulieren, insbesondere, wenn das Signal von z. B. einem optischen Aufzeichnungsträger ausgelesen ist, ist, daß die Signalpegel infolge von Rauschen und dgl«, nicht genau festliegen«, Aus dem Kodierverfahren folgt, daß es pro Gruppe stets eine und nur eine Stelle gibt, an der das Signal ein deutliches Maximum aufweist. In der Tabelle nach Pig. 21a sind in den vier linken Spalten die vier möglicherweise besetzten Stellen 1, 3, 5 und 7 der Gruppe G₁ angegeben, während mit einem Kreuz pro Reihe angegeben ist, welche Stelle besetzt ist. Wenn mit Hilfe von Komparatoren V. bis V.p der Unterschied zwischen den von jeweils zwei Stellen herrührenden Signalen gemessen wird, wobei die Komparatoren V₁ bis V^ den Unterschied zwischen den in der Tabelle jeweils mit dem Bezugszeichen des betreffenden !Comparators bezeichneten Stellen bestimmen, werden die in der Tabelle angegebenen Ergebnisse erhalten, wobei ein Ergebnis ti₊tt erhalten wird, wenn das von einer besetzten Stelle herrührende Signal mit dem von einer unbesetzten Stelle herrührenden Signal verglichen wird, während ein Ergebnis "-" erhalten wird, wenn das von einer unbesetzten Stelle herrührende Signal mit dem von einer besetzten Stelle herrührende Signal verglichen wird, und ein Ergebnis "?" erhalten wird, wenn es sich um ein unbekanntes Ergebnis handelt, wobei die von zwei unbesetzten Stellen herrührenden Signale miteinander verglichen werden« Aus der Tabelle folgt, daß die drei Komparatoren, die das von einer besetzten Stelle herrührende Signal mit den von den unbesetzten Stellen herrührenden Signalen vergleichen, alle ein "+" als Ausgangssignal liefern, während in jeder anderen Gruppe von drei Komparatoren jeweils ein "-" als Ergebnis erhalten wird. Eine Detek-

23 4 6 86 2 -^- ^5999713

5·3.82

tion der besetzten Stelle kann dann dadurch erhalten v/erden, daß die Ausgangssignale der Komparatoren pro Gruppe von drei einem IMD-Gatter zugeführt werden, d. h., daß die Ausgangssignale der Gruppen von Komparatoren CV₁JV₂JVo), (V.,V₅,Vg), (V₇,V₈,Vq) und (^V _1O»^V11»^V12^ "³^ ^den U^-Ga"^*¹¹¹ ^* A₂, A₃ bzw* A. nach der Tabelle der Fig* 21a zugeführt werden. Indem die Ausgänge dieser Komparatoren mit zwei ITICHT-ODER-Gattern O₁ und O₂ nach der zu der Tabelle nach I?ig_e 19b gehörigen umgekehrten Punktion kombiniert werden, können die zwei Bits b₁ und bp, die zu der Gruppe G. gehören, erhalten werden.

Eine Periode ¹/2 ^₀ später sind an den Punkten 148, 150, 152 und 154 die Signale, die von den Stellen 2, 4, 6 und 8 des Symbols herrühren, vorhanden und werden auf gleiche Weise die Bits b-, und b_A erhalten«

Das an Hand der Tabelle der Fig. 21a beschriebene Demodulationsverfahren kann mit der Schaltung nach 3?ig_e 21b durchgeführt werden, die, mit einigen Vereinfachungen, der Beschreibung nach Figo 21a entspricht: Da nur eine Stelle pro Gruppe' besetzt ist, ist die Detektion einer dieser Stellen überflüssigs v/eil, wenn die übrigen drei Stellen nicht besetzt sind, diese vierte Stelle besetzt sein muß. Die Gruppe von Komparatoren V₁₀, V₁₁ und V„₂ sowie das zugehörige UHD~Gatter A. sind daher in die Schaltung nach Fig. 21b nicht aufgenommen* Y/eiter gilt, daß die Komparatoren V., V₇ und V_Q den inversen Vergleich des von den Komparatoren V₁, V_? bzw« Vr durchgeführten Vergleichs durchführen; so daß diese entfallen können, indem die Ausgänge der Komparatoren V₁, V^ bzw* V₁- außer mit den Eingängen der UHD—Gatter A. und Ap auch mit invertierenden Eingängen der UND-Gatter A_? und A-, verbunden werden« Auf diese Weise ist der Demodulator nach

23 4 68 6 2

Pig. 21b aufgebaut. Die Ausgänge 155, 156 bzw. 157 der UND-Gatter A₁, Ap bzw. A~ sind "hoch", wenn die Stellen 1, 3. bzw, 5 - und eine Periode V 2 ^Cq später die Stellen 2, 4 bzw. 6 besetzt sind, und alle drei sind "niedrig", wenn die Stelle 7 - und eine Periode V2*Vq später die Stelle 8 - besetzt ist. Die HICHT-ODER-Gatter O₁ und O₂ liefern die zugehörigen Bits b. und bp, denen eine Periode t/2t₀ später die Bits b~ und b_& folgen.

Um die Bits b.., bp, b^ und b. in Reihe zur Verfügung zu haben, kann ein Schieberegister benutzt werden. Um diese vier Bits parallel zur Verfugung zu haben, können, wie in Fig* 21b dargestellt ist, Puffer 158, 159, 16O und 161 verwendet werden. Die Puffer 158 und 160 sind mit dem Ausgang des HICHT-ODER-Gatters O₁ und die Puffer 159 und 16'1 mit dem Ausgang des NICHT-ODER-Gatters O₂ verbunden. Die Puffer 158 und 16O empfangen über einen Takteingang 166 ein Taktsignal zu oder nach dem Zeitpunkt, zu dem das Signal an der Stelle am Punkt 154 vorhanden ist, und speichern also die Bits b₁ und b_?, während die Puffer 159 und 161 über den Eingang 167 zu dem Zeitpunkt getaktet werden, zu dem das von der Stelle herrührende Signal am Punkt 154 vorhanden ist, und speichern also die Bits b~ und b.. An den Ausgängen 162, 163, 164 und 165 dieser Puffer stehen also die vier Bits b., b„, b_o und b. parallel zur Verfügungo Da die Komparator en V₁- bzw» V₁ dasselbe Signal wie der Komparator Vq, jedoch eine Periode *£ bzw, 2'~C später, liefern, können die Komparator en "VV bzw. V. gegebenenfalls durch Verzögerungsnetzwerke ersetzt werden, die das Ausgangssignal des Komparators Vq um eine Periode bzw. 2 't verzögert an die Gatter Ap bzw_o A₁ und Ap weiterleiten. Ebenso liefert der Komparator V„ dasselbe Signal wie der Komparator Vg, Jedoch um eine Periode °t verzögert, wodurch auch der Komparator Vp durch ein Zeitverzögerungsnetz-

234 686 2 -*- ⁵⁹ "⁷¹³

5.3.82

werk mit einer Verzögerung **£ ersetzt werden kann, das das Ausgangesignal des Komparators Vg um eine Periode *C verzögert an die Gatter A₁ und A-, weiterleitet.

Bei der Modulation und Demodulation von Signalen nach der Erfindung sind unterschiedliche Taktsignale erforderlich» Diese können aus einem mit dem Signal mitgesandten Taktsignal, wie dem vorher angebrachten Taktsignal nach der genannten älteren Patentanmeldung, gewonnen oder auf andere Weise erhalten werden. So sind bei dem Modulator nach Pig, 20a, z. B. die Taktsignale C. und C₄ erforderlich. Außerdem sind Taktsignale erforderlich, die synchron mit der Folge der Symbole auftreten, wie die Signale G und C-. (Pig. 2Ob) sowie die Signale, die den Puffern 158 bis 161 im Demodulator nach Pig, 21b zugeführt werden müssen. Um diesen Synchronismus zu gewährleisten, ist ein Symbolsynchronisationssignal erforderlich.

Bei einem optischen Aufzeichnungsträger für Datenspeicherung ist der Spurumfang in Sektoren unterteilt, in die Information, die z_e B, nach der Erfindung kodiert ist, eingeschrieben v/erden kann. Diese Sektoren werden voneinander durch Synchronisations- und Adressengebiete getrennt, in denen Information, die Daten über Spur™ und Sektornummerierung umfaßt, sowie Svmbolsynchronisationsinformation vorhanden ist. Diese Symbolsynchronisationsinformation kann aus einer Anzahl eine bestimmte Information enthaltender Symbole bestehen* Um die Möglichkeit, daß in einer einzuschreibenden Information gleichartige Symbolreihen vorkommen, annehmbar klein zu halten, muß oft eine lange Reihe von Synchronisationssymbolen verwendet werden» Bei einer Kodierung nach der Erfindung kann die benötigte Reihe von Synchronisationssym-

2 3 4 6 8 6 2 - 5& - 59 997 13

5.3.82

bolen erheblich dadurch verkürzt werden, daß wenigstens zwei dieser Symbole auf abweichende Weise kodiert werden. Bei dem Code nach dem Ausführungsbeispiel sind stets zwei Stellen pro Symbol besetzt. (M = 2, k = 1, s = I = 4). Dann können für die SynchronisationsSymbole zwei Symbole mit je drei besetzten Stellen gewählt werden,, Um dennoch die Vorteile der Kodierung nach der Erfindung zu behalten, sollen diese abweichenden Symbole auch den an Hand der Pig» 14 beschriebenen Definitionen entsprechen. Im Ausführungsbeispiel ist für die Synchronisationssymbole zwei Symbole mit je acht möglichen Stellen gewählt, die zusammen ein Symbol mit den Parametern M = 2, k =3 und s = I = 8 bilden, also ein Symbol mit einer Länge von 8 ^₀ mit sechzehn möglichen Stellen, von denen drei geradzahlige und drei ungeradzahlige Stellen besetzt sind«

Eine solche Synchronisationssymbolreihe kann mit Hilfe eines Schieberegisters und eines logischen Gatters detektiert werden, Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Detektion» Dieser Symbolsynchronisationssignalgenerator enthält ein Schieberegister 168 mit 48 Stellen, einen Taktsignaleingang 170 und einen Signaleingang 169» Eine Anzahl von.Stellen in diesem Schieberegister, und zv/ar die Stellen 1, 2, 9, 10, 16, 17, 23, 24, 29, 32, 35, 38, 41 und 4o, sind mit Eingängen eines MD-Gatters 171 mit einem Ausgang 172 verbunden* Am Ausgang 172 erscheint ein Impuls, wenn über den Eingang 169 eine Reihe von Symbolen eingeführt ist, deren besetzte Stellen mit denjenigen Stellen im Schieberegister zusammenfallen, die mit einem UITD-Gatter verbunden sind* Eine solche geeignete Reihe von in diesem Falle sechs Symbolen S₁ bis Sr ist in Pig* 22 über dem Schieberegister 168 dargestellt«. Von diesen Symbolen sind die Symbole S^ und S^ in bezug auf

QO

234686 2 ""

die Kodierung abweichend und entsprechen zusammen der genannten Definition M= 2, k = 3, S=I= 8.

Das Eingangssignal am Eingang 108 wird durch Auslesen von der optischen Platte erhalten· Das ausgelesene Signal selbst ist noch nicht für logische Verarbeitung geeignet und muß daher bearbeitet werden_o Dies kann über den in 3?ig· 21 dargestellten Demodulator erfolgen* Wenn bei dem Demodulator nach Figo 21b Z₉ B. das von einer besetzten Stelle herrührende Signal am Punkt 152 vorhanden ist, ist der Ausgang des UND-Gatters Ap "hoch". Da das ausgelesene Signal kontinuierlich über den Eingang 148 den Punkt 152 entlang geschoben wird, gibt der Ausgang des !MD-Gatters A₂ alle besetzten Lagen des Signals nacheinander mit dein Ausgangssignal "hoch" wieder. Das Ausgangssignal des UND-Gatters Ap an einem Ausgang 173 ist also als Eingangssignal für das Schieberegister 168 geeignet. Ähnliches gilt für die beiden anderen UND-Gatter.

Zur Illustrierung zeigt Pig. 23 den Zusammenhang zwischen dem Modulator nach Fig· 20a, dem Demodulator nach Fig. 21b und dem Symbolsynchronisationssignalgenerator nach Fig. 22 in einem optischen Informationsspeichersystem mit einem scheibenförmigen optischen Aufzeichnungsträger 1, der von einer Antriebsvorrichtung 21 angetrieben wird, einem Laser 15, der über einen halbdurchlässigen Spiegel 17 und ein optisches System 18 einen Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsträger 1 zum Einschreiben und/oder Auslesen von Information wirft, und einem Detektor 27* der über den Spiegel 17 den von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtstrahl detektiert*

Der Ausgang 138 des Demodulators nach Fig_e 20a ist mit dem Laser 15 zur Modulation des Laserstrahls gekoppelt, während

23 4 686 2 -*- ' ^5999713

5.3.82

der Detektor 27 mit dem Eingang 148 des Demodulators nach 21 gekoppelt ist. Wenn ein in einem Nullpunkt (w_o =

im Ausführungsbeispiel) des Signalspektrums mitgesandtes Taktsignal benutzt wird, kann dieses Signal ausgefiltert werden« Das Signal aus dem Filter 180 synchronisiertz. B. mit der bekannten Phasenverriegelungsschleifentechnik einen Synchronisationssignalgenerator 181, der Z₀ B₀ einen Ringzähler enthalten kann* Dieser Generator 131 liefert die benötigten Taktsignale an den Eingängen 106, 107, 108, 109 des Modulators, den Eingängen 166, 167 des Demodulators und dem Eingang 170 des Symbolsynchronisationssignalgenerators. Der Symbolsynchronisationssignalgenerator empfängt ein Signal vom Ausgang 173 des Demodulators und liefert ein Symbolsynchronisationssignal an den Taktsignalgenerator 180, z_e B* an den Rücksetzeingang eines darin vorhandenen Ringsählers,

Claims (14)

1. 234686 2 -^- 59 997 13

   5.3.82

   Erfindungeanspruch
2. 1. System zum Übertragen digitaler Information mit einer Ko₇-diervorrichtung, einem Übertragungsmedium, insbesondere . einem Aufzeichnungsträger, und einer Dekodiervorrichtung, wobei die digitale Information in Eingangswörtern gruppiert empfangen und in der Kodiervorrichtung in Kodewörter umgewandelt wird, von denen jedes einem Eingangswort entspricht und die über das Übertragungsmedium der Dekodiervorrichtung zugeführt werden, in der die Kodewörter in digitale Information umgewandelt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Kodewörter zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich s *C~ gehören, die aus " je M Teilgruppen G„ von I in äquidistanten Zeitabständen ^liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind_s wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t .in jeder Teilgruppe G stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 4 k <$ 1-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t . der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen ξ, vom Anfang des Kodewortes liegen mit O <; £ -i ^C und mit den Beschränkungen M > 2 und £ + (I-1)^< ^s<Wv ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, T= T₀ und Z₀ = £ ₁ + ¹/2 f.

   System nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß gilt; I = s'und T= ΐΓ₀.

   3c System nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Anfangsstellen t . äquidistant in Zeitabständen £ = € a + ^r-t vom Anfang des Kodewortes liegen»

   23 4 686 2 -*- ^5999713
3. 5.3«82
4. 4. System nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kodewörter über das Übertragungsmedium zusammen mit einem, hinzugefügten Pilotsignal mit einer Kreisfrequenz lj =~L· übertragen werden, das in der Dekodiervorrichtung ausgefiltert wird und als Taktsignal dient.

   5« System nach den Punkten 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Anfangsstellen t .. äquidistant in Zeitabständen £ = £ + |π~> "ü von dem Anfang des Kodeworts liegen und daß in der Dekodiervorrichtung mit Hilfe eines auf

   2 Sf*
   die Kreisfrequenz <~o_n = ~~- abgestimmtes Bandpaßfilt

   aus dem kodierten Signal ein Taktsignal gewonnen wird.

   6« System nach den Punkten 3 oder 4> gekennzeichnet dadurch, daß für die Gruppe von Kodewörtern gilt: I = s = 4, M = 2, T=T₀, k = 1 und ^₂ ^{= ε}ΐ ⁺ ^^2X0'
5. 7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangsv/örter in M Gruppen von Bits unterteilt werden, die ^e in der Kodiervorrichtung zu einer Teilgruppe G mittels einer k-aus-I-Kodierschaltung kodiert v/erden, wonach die M Teilgruppen durch Überlagerung zu einem Kodewort zusammengefügt werden«

   8« System nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die digitale Information in Eingangswörtern von vier Bits empfangen und in je zwei Gruppen von je zwei Bits unterteilt wird, die je einer Eins-aus-Yier-Dekodierschaltung zugefügt werden, wobei die vier Ausgänge jeder der beiden Dekodierschaltungen abwechselnd zusammengefügt sind, um das dem Eingangswort entsprechende Kodewort zu erzeugen*'

   23 4 6 86 2 -%-
6. 5.3o82
7. 9. System nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgänge der beiden Dekodierschaltungen abwechselnd mit. Paralleleingängen eines Schieberegisters verbunden sind, um so das Kodewort aus den beiden Teilgruppen zu bilden.
8. 10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Dekodiervorrichtung eine Reihe von 1-1 Verzögerungsnetzwerken mit einer Zeitverzögerung ^ enthält, deren Ein- und Ausgänge zu einer Vergleichsschaltung führen, um so sequentiell über Zeitintervalle 8. die besetzten Stellen t . jeweils einer Teilgruppe G zu detektieren.

   11o System nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß sequentiell pro Teilgruppe-G eine Anzahl Bits des Ausgangswortes gebildet wird, wonach diese in Reihe und/oder parallel ausgegeben werden.

   12o System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das Übertragungsmedium ein Aufzeichnungsträger ist, der in Informationsgebiete unterteilt ist, in denen Information in Form von Kodewörtern aufzeichenbar oder aufgezeichnet ist und die voneinander durch Adressen- und Synchronisationsgebiete getrennt sind, in denen Adressen- Synchronisationsinformation vor dem Aufzeichnen der Information in Porm von Kodewörtern entsprechend einem oder mehreren der Punkte 1 bis β angebracht ist.

   13o System nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Adressen- und Synchronisationsinformation in Form von Kodewörtern mit bestimmten Y/erten der Parameter I, s, M

   , t , k und £ angebracht ist und daß zur Erkennung

   23 A 6 86 2 -&- 59997«

   der Synchronisationsinformation eine Anzahl von mindestens zwei Kodewörtern mit einer derart abweichenden Anzahl "besetzter Stellen versehen ist, daß diese Kodewörter an sich oder in Kombination wieder Kodewörter gemäß einem oder mehreren der Punkte 1 bis 5 bilden, wobei
   mindestens einer der Parameter I, s oder k einen abweichenden Wert aufweist«, ·
9. 14. System nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die
   Adressen- und Synchronisationsinformation in Form von.
   Kodewörtern aus einer Gruppe mit Parametern I = s = 4,
   M= 2, *t = ^T , k = 1 und £„ = £. + ^C _Q angebracht ist und daß von mindestens zwei Kodewörtern der Synchronisationsinformation derart eine zusätzliche Stelle besetzt ist, daß die beiden Kodewörter zusammen ein Kodewort aus einer Gruppe mit Parametern I = s = 8, M = 2, t=^,
   k = 3 und €₂ = E₁ + ¹/2 t_Q bilden.

   15« Kodiervorrichtung zur Anwendung in einem System nach

   einem oder mehreren der Punkte 1 bis 14? gekennzeichnet dadurch, daß die Kodiervorrichtung Eingänge zum Empfangen von in Eingangswörtern gruppierter digitaler Information und einen Kodewortgenerator zum Erzeugen von
   Kodewörtern enthält, die je einem Eingangswort entsprechen und zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer
   Zeitlänge gleich st_Q gehören, die aus je M Teilgruppen G von I in equidistanten Zeitabständen liegenden
   Signalstellen t . aufgebaut sind-, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Hangnurnmer zynischen 1 und M und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t . in
   jeder Teilgruppe G.^ stets k (wobei k eine ganze Zahl
   kleiner als 1(1 -< k 4 I-1 ) ist) mit einem sich von dem

   234685 2 -
10. 5.3*82

    Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t. der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodeworts liegen mit 0 <: £ ζ t und mit den Beschränkungen H > 2 und 6 + (1-1) "C^ ⁸^n* ^ausS^enommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, X = T₀ und ί ₂ = £ + 1/2 "f.

    16, Kodiervorrichtung nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß gilt: I = s und t: =*£;_,
11. 17. Kodiervorrichtung nach Punkt 15 oder 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß die Anfangslagen t _Λ äquidistant in Zeitabständen £ = ^₁ + —?p ^t vom Anfang des Kodewortes liegen.

    18o Kodiervorrichtung nach Punkt 15 oder 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß die Anfangsstellen t . äquidistant in Zeitab-

    ständen £ = ζ + S¹-- ^ vom Anfang des Kodeworts liem 1 Ja+ ΰ

    gen*

    19» Kodiervorrichtung nach Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß die Kodiervorrichtung derart eingerichtet ist, daß gilt: I =. s = 4, M = 2, ^= r_QS k = 1 und ^₂ ⁼ ^1 ^{+ 1/2t}Ö'

    20« Kodiervorrichtung nach einem oder mehreren der Punkte 15 "bis 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingangswörter n_oM Bits enthalten, wobei η ^ 1 und eine ganze Zahl ist, daß Mittel zur Unterteilung dieser Eingangswörter in M Gruppen von η Bits vorhanden sindj daß M Dekodierschaltungen zum Erzeugen einer Teilgruppe G für jede Gruppe von η Bits vorhanden sind^ und daß Mittel zur Überlagerung der auf diese Weise gebildeten M Teilgruppen

    23 4 6 86 2

    59 997 13 5.3.82

    G vorhanden sind.

    21· Kodiervorrichtung nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß η = 2, M = 2 und k = 1 ist, wobei die Dekodierschaltungen Eins-aus-Vier-Dekodierer mit je vier Ausgängen sind, von denen jeweils einer ein abweichendes Signal abhängig davon führt, welche der vier möglichen Kombinationen von zwei Bits am Eingang dieses Dekodierers vorhanden ist, und die Ausgänge der beiden Einsaus-Vier-Dekodierer abwechselnd zusammengefügt sind, um das dem Eingangswort entsprechende Kodewort zu bilden.

    22· Kodiervorrichtung nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgänge der beiden Eins-aus-Vier-Dekodierer abwechselnd mit Paralleleingängen eines Schieberegisters verbunden sind, um so das Kadewort aus den beiden Teilgruppen zu bilden*
12. 23. Dekodiervorrichtung zur Anwendung in einem 831-3 tem nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Dekodiervorrichtung einen Eingang zum Empfangen von Kodev/örtern und einen Ausgang zur Ausgabedigitaler Information durch Dekodierung dieser Kodewörter enthält und daß die Dekodiervorrichtimg Kodewörter' dekodiert, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich st gehören, die aus je M Teilgruppen G von I in äquidistanten Zeitabständen ⁰^ liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnuminer zwischen 1 und M und i eine Rangnummsr innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t . in jeder Teilgruppe G. stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 ^ k .< 1-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen untergehei~

    4 6 86 2 -

    denden Signal besetzt sind, wobei die ersten Stellen t der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodeworts liegen mit O < £ ^t und mit den Beschränkungen M ^ 2 und

    E + (1-1) C^" S^₀, ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, 1 = s = 2, k = 1, ¹T=^tJ und € 2 = ε ₁ + ¹/2 ^ft . "

    24· Dekodiervorrichtung nach Punkt 23» gekennzeichnet dadurch, daß die Dekodiervorrichtung eine Reihe von 1-1 Verzögerungsnetzwerken mit einer Zeitverzögerung enthält, deren Ein- und Ausgänge zu einer Vergleichsschaltung führen, um so sequentiell für Zeitintervalle £ die besetzten Stellen t . jeweils einer Teilgruppe G zu detektieren·

    25· Dekodiervorrichtung nach Punkt 24_} gekennzeichnet dadurch, daß die Vergleichsschaltung eine Anzahl von Kompa™ ratoren mit je einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang enthält und jeder Komparator die Signale.an einem anderen Paar aller möglichen Paare von Punkten, die durch die Eingänge der 1-1 Verzögerungsnetzwerke und den Ausgang des letzten Verzögerungsnetzwerks gebildet werden, miteinander vergleicht, daß erste logische Gatter zum Vergleichen von Ausgangssignalen der Komparatoren vorhanden sind, deren Ausgänge je einer besetzten Stelle t . einer Teilgruppe G entsprechen, so daß die Ausgänge dieser logischen Gatter sequentiell die Teilgruppen G liefern, und daß zweite logische Gatter zum Erzeugen der den Kodewörtern entsprechenden digitalen Information vorhanden sind.

    Dekodiervorrichtung nach einem oder mehreren der Punkte 23 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß ein das auf eine

    686 2 -"- ^5999713

    5o3.82

    ρ Φ^

    Kreisfrequenz υ_Q = ~-r- abgestimmtes Bandpaßfilter zum Ausfiltern eines Taktsignals aus dem durch die Kodewörter gebildeten Signal vorhanden ist.
13. 27. Dekodiervorrichtung nach einem oder mehreren der Punkte 23 bis 26, gekennzeichnet dadurch, daß eine dritte Gatterschaltung vorhanden ist, die auf eine Reihe vorbestimmter Kodewörter abgestimmt ist, um ein Wortsynchronisationssignal zu erzeugen«

    28_e Dekodiervorrichtung nach den Punkten 27 und 25, gekennzeichnet dadurch, daß die dritte Gatterschaltung zum Erzeugen eines Wortsynchronisationssignals mit dem Ausgang eines der ersten logischen Gatter verbunden ist,

    29» Aufzeichnungsträger zur Anwendung als Übertragungsmedium in einem System nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 14» gekennzeichnet dadurch, daß er mit einem aufgezeichneten Signal versehen ist, das aus einer Folge von Kodewörtern besteht, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich s *C_Q gehören, die aus je M Teilgruppen-G von I in äquidistanten Zeitabständen liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M'und i eine Rangnummer innerhalb jeder Teilgruppe G zv/ischen 1 und 1 darstellen und von diesen Signalstellen t . in jeder Teilgruppe G stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 $ k .<" 1-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, wobei die ersten Steilen t ⁰ ' si

    der Teilgruppen G_r in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodeworta lies-en mit O.<£ < ^rC m ^J ^ m

    und mit den Beschränkungen M // 2 und £ -5- (1-1 )t$s'^r"c: , ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt:

    4 6 86 2 -"-

    M = 2, I = s = 2, k = 1, ^= 'Cq und t ₂ = ^₁ +72
14. 30. Aufzeichnungsträger zur Anwendung in einem System nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufzeichnungsträger in Informationsgebiete unterteilt ist, in denen Information in Form von Kodewörtern aufzeichenbar oder aufgezeichnet ist und die voneinander durch Adressen- und Synchronisationsgebiete getrennt sind, in denen Adressen- und Synchronisationsinformation vor dem Aufzeichnen der Information in Form von Kodewörtern angebracht ist, die zu einer Gruppe von Kodewörtern mit je einer Zeitlänge gleich s t^ gehören, die aus je M Teilgruppen G^ von I in äquidistanten Zeitabständen t liegenden Signalstellen t . aufgebaut sind, wobei m eine der Teilgruppe G entsprechende Rangnummer zwischen 1 und M und i eine Rangnuminer innerhalb jeder Teilgruppe G zwischen 1 und I darstellen und von diesen Signalstellen t . in jeder Teilgruppe stets k (wobei k eine ganze Zahl kleiner als I (1 <: k <» 1-1) ist) mit einem sich von dem Signal an unbesetzten Stellen unterscheidenden Signal besetzt sind, v/obei die ersten Stellen t . der Teilgruppen G in voneinander verschiedenen Zeitabständen £ vom Anfang des Kodewortes liegen mit 0 έ ί < "t und mit den Beschränkungen U 7/2 und £ -f (I-i)t(st„, ausgenommen die Gruppe von Kodewörtern, für die gilt: M = 2, I = s = 2, k = 1, t = ^₀ und € ₂ = i ₁ + 72 t .

    β Aufzeichnungsträger nach den Punkten 29 oder 30, gekennzeichnet dadurch, daß silt: I = s und ""£ = Τ~_β

    32« Aufzeichnungsträger nach den Punkten 29 oder 30 oder 31, gekennzeichnet dadurch, daß die Anfangsstellen t äquidistant in Zeitabständen £ = £., + ^r- t vom

    68 6 2 -^- ^5999713

    κ/ ~r ^w a. 5.3.82

    Anfang des Kodewortes liegen₀

    33o Aufzeichnungsträger nach Punkt 32, gekennzeichnet dadurch, daß den Kodewörtern ein Pilotsignal mit einer Kreisfrequenz ^₀= ^r hinzugefügt ist.

    34· Aufzeichnungsträger nach den Punkten 29» 30 oder 31, gekennzeichnet dadurch, daß die Anfangsstellen t ... äqui distant in Zeitabständen Z^ = £ + |p-> t vom Anfang jedes Kodeworts liegen_e

    35o Aufzeichnungsträger nach den Punkten 31 oder 32, gekenn zeichnet dadurch, daß für die Gruppe von Kodewörtern gilt: I = S = 4, M = 2, T = Z_Qj k = 1 und ^£2 ⁼ ^1 ⁺

    36o Aufzeichnungsträger nach Punkt 30 und einem oder-mehreren der Punkte 31 bis 35, gekennzeichnet dadurch, daß die Adressen- und Synchronisationsinformation in Forin von Kodewörtern mit bestimmten Werten der Parameter I, s. M,T, ^₀S k und · £ angebracht ist und daß zur Erkennung der Synchronisationsinformation eine Anzahl von mindestens zwei Kodewörtern mit einer derart abweichenden Anzahl besetzter Stellen versehen ist_s daß diese Kodewörter an sich oder in Kombination wieder Kodewörter entsprechend einem oder mehreren der Punkte 1 bis 5 bilden, entsprechend einem oder mehreren der.Punkte 1 bis 5s wobei wenigstens einer der Parameter 1, s oder einen abweichenden Wert aufweist*

    37« Aufzeichnungsträger nach Punkt 36_S gekennzeichnet dadurch, daß die Adressen- und Synchronisationsinforraatior: in Form von Kodewörtern aus einer Grunde mit Parametern

    23 4 68 6 2

    I ₌ s ₌ 4, M = 2, ^T= ^₀, k = 1 und £₂=£_{1+ 0}

    angebracht ist und daß von wenigstens zwei Kodewörtern der Synchronisationsinformation derart eine zusätzliche Stelle besetzt ist, daß beide Eodewörter zusammen ein Kodewort aus einer Gruppe mit Parametern I = s = 8, M = 2, T = ^₀, k = 3 und C₂ = E₁ - 1/2T₀ bilden.

    Hierzu 14 Seiten Zeichnungen