DE3140431A1

DE3140431A1 - Schaltung zum wiedergeben und demodulieren eines modulierten digitalsignals

Info

Publication number: DE3140431A1
Application number: DE19813140431
Authority: DE
Inventors: Yasunori Ibaraki Kanazawa; Hiroyuki Yokohama Kimura; Keizo Nishimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3140431C2; US4472686A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Wiedergeben und Demodulieren eines modulierten Digitalsignals, das mittels eines bestimmten Modulationssystems moduliert ist und insbesondere eine Schaltung zum Wiedergeben und Demodulieren eines beispielsweise MFM-(Modu-/ lated Frequency Modulation? modulierte Frequenzmodulation) , EFM-(Eight-to-Fourteen Modulation; 8/14-Modulation) und 3PM-(Three Position Modulation; Dreistellungsmodulation) -Impulssignal od. dgl. in ein ursprüngliches zeitserielles Impulssignal mit bestimmter Genauigkeit«

Es wurde.bereits eine Demodulatorschaltung zum Demodulieren des MFM-Signals angegeben (JP-PS 38.884/79). Ein Flankenimpuls, der bei der Anstiegsflanke bzw. der Abfallflanke des MFM-Impulses zu erzeugen ist.und ein Taktimpuls mit einer Periode T/2 (wobei T die kürzeste

81-(A 5947-02)-MeE

Impulsbreite T des MFM-Impulssignals ist), der mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des MFM-Impulssignals phasensynchronisiert ist, werden bei der herkömmlichen Demodulatorschaltung eingegeben. Das Flankehimpulssignal wird zum Rücksetzen oder Initialisieren eines Zählers verwendet, der dann in einen Bereitschaftszustand zum Zählen der Taktimpulse gesetzt wird. Wenn die Anzahl der gezählten Taktimpulse zu 4 wird, wird ein Rücksetzimpuls erzeugt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß das MFM-Impulssignal aus lediglich drei Impulstypen zusammengesetzt ist mit Impulsbreiten oder -dauern T, 1,5 T bzw. 2 T, wobei die maximale Impuls-breite 2 T in Übereinstimmung mit einem Bitmuster "101" der ursprünglichen Digitalinformation auftritt. Folglich wird der am Ausgang des Zählers auftretende Rücksetzimpuls nur abhängig von dem Bitmuster "101" erzeugt.

Im übrigen wird das Flankenimpulsignal auch einem monostabilen Multivibrator zugeführt, der durch die Abfallflanke des Flankenimpulses getriggert ist, wodurch Impulse mit jeweils einer Impulsbreite von T/2 erzeugt werden. Das Taktimpulssignal der Periode T/2 unterliegt einem 2-Teilungs-Betrieb in einem Frequenzteiler, der so ausgebildet ist, daß er durch den Rücksetzimpuls rückgesetzt wird, der von dem Zähler zugeführt wird, wodurch sich ergibt, daß ein Demodulierungstaktimpulsignal ausgegeben wird. Ein D-Flipflop wird mit dem von dem monostabilen Multivibrator ausgegebenen Impulssignal· und dem Demodulierungstaktsignal vom Frequenzteiler versorgt zum dadurch Verriegeln (latch) des vom monostabilen Multivibrator ausgegebenen ImpulssLgnals abhängig von der Anstiegsflanke des Demodulierungstaktsignals. Das Ausgangssignal vom D-Flipflop bildet daher ein demoduliertes Aus-

gangssignal in NRZ-Form (NRZ; ohne Rückkehr zu Null), das synchron zum Demodulierungstaktsignal ist, und das an einem Demodulationssignalausgangsanschluß für externe Verwendung auftritt.

Es ergibt sich aus der obigen Beschreibung der her-, kömmlichen MFMr-Impulssignaldemodulatorschaltung, daß, weil das von dem monostabilen Multivibrator erzeugte Ausgangsimpulss'ignal durch das Demodulierungstaktsignal verriegelt ist, Fehler oder temperaturabhängige Schwankungen in den Werten von RC-Elementen„ die die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators bestimmen, als Schwankungen oder Änderungen in der Impulsbreite des Ausgangsimpulssignals oder als Verringerung in der Grenze oder der Toleranz der Zeitsteuerung der Demodulation, jeweils als Nachteile wiedergegeben werden» Wenn die Zeitsteuergrenze so groß wie möglich zu wählen ist, ist nachteilig eine Einstellung der Zeitkonstante erforderlich. Weiter besitzt die herkömmliche MFM-Impulssignaldemodulator schaltung den Nachteil, daß Anschlußstifte zum Anschluß extern angeordneter kondensatoren bei einer Ausführung als LSI-Schaltung vorgesehen werden müssen.

Weiter besitzt die herkömmliche MFM-Signaldemodulatorschältung den Nachteil, daß Codefehler in dem demodulierten MFM-Signal erzeugt werden, wenn die Phase des MFM-Signals während eines Intervalls oder einer Dauer invertiert wird, in dem bzw. in der ein Ausfall in dem wiederzugebenden MFM-Signal auftritt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der erläuterten Nachteile einen Demodulator für ein moduliertes Digitalsignal anzugeben, der in stabiler Weise

ohne Notwendigkeit einer Einstellung betreibbar ist, und der zur Ausführung als LSI-Schaltung geeignet ist.

Im allgemeinen ist das MFM-Impulssignal so moduliert, daß dessen Polarität an einem Mittelpunkt eines Impulses entsprechend einem Bit "1" der ursprünglichen Digitalinformation invertiert wird, und einer weiteren Polaritätsinversion an der Grenze zweier aufeinander folgender Bits "00" der Digitalinformation unterliegt. Folglich nimmt, wenn die Annahme berücksichtigt wird, daß.jedes der Digitalbits in zwei Teile geteilt ist, nämlich einer vorderen oder Fronthälfte und einer hinteren oder Rückhälfte, das MFM-Impulssignal, das der Digitalinformation "1" entspricht, eine Logikkombination von entweder "01" oder "10" ein, während das MFM-Impulssignal ein Bitmuster von entweder "00" oder "11" einnimmt, wenn das entsprechende Bit der Digitalinformation die logische "0" ist.

Unter Berücksichtigung dieser Betrachtung wird gemäß einem Merkmal der Erfindung eine Demodulatorschaltung für ein moduliertes Digitalsignal angegeben, bei dem ein Eingangssignal, beispielsweise ein MFM-Impulssignal, in ein Schieberegister eingegeben wird, das die MFM-Impulse unter Zeitsteuerung durch ein Taktsignal verschiebt, das eine Periode besitzt, das der Hälfte der kürzesten Impulsbreite T des MFM-Signals entspricht, zur Bestimmung, ob'die entsprechende Digitalinformation "0" oder "1" ist, abhängig davon, ob die Inhalte der beiden benachbarten Bits in dem Schieberegister" miteinander in Übereinstimmung sind oder nicht. Die Bestimmung wird periodisch mit einer Periode durchgeführt, die T entspricht, d. h. einmal pro zwei Verschiebungen, die mit

der Periode von T/2 durchgeführt werden» In diesem Zusammenhang wird vorteilhaft die Tatsache ausgenutzt, daß nur die Digitalinformation mit dem Bitmuster "101" (d. ho "011110" oder "100001", wenn jedes.Bit in zwei Hälften geteilt ist) vier aufeinander folgende Bit mit entweder der logischen "1" oder "0" in einem 4-Bit-Schieberegister enthält. Wenn ein Muster in dem Schieberegister "1111" oder "0000" ist, wird ein Zeitsteuerimpuls erzeugt.und wird simultan diskriminiert, ob zwei mittige Bits in dem 4-Bit-Schieberegister miteinander übereinstimmen oder nicht. Eine anders geartete Diskriminierung kann durchgeführt werden, nämlich ob die beiden vorhergehenden oder folgenden Bit in dem Schieberegister miteinander übereinstimmen oder nicht, wenn die Inhalte in dem Schieberegister zu "0111" oder "1000" nach einer Verschiebung im Anschluß an das "1111"-oder "0000"-Muster in dem Schieberegister werden. Anschließend wird die Bestimmung der beiden Bit in ähnlicher Weise bei den Zeitpunkten entsprechend der Periode T durchgeführt. In dem Fall, in dem das Schieberegister eine Kapazität besitztj die größer als vier Bit ist, kann die Zeitsteuerung für die Entscheidung der Koinzidenz der Bit in entsprechender Weise in ähnlicher Weise durchgeführt werden.' Wenn beispielsweise ein 5-Bit-Schieberegister verwendet wird, kann die Zeitsteuerung so gewählt werden, daß die Bestimmung bezüglich der■Koinzidenz der letzten zwei Bit durchgeführt wird, wenn die Inhalte des Schieberegisters "00001" oder "11110" sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch möglich zu erfassen, ob das MFM-Impulssignal außerhalb der Gesetzmäßigkeiten des MFM liegt, aufgrund von Fehlern, die möglicherweise während der übertragung auftreten. Beispielsweise treten bei dem MFM-Signal niemals

Bitmuster "0100", "0010", "0101", "1010", "1011" und "1101" auf, wenn angenommen wird, daß bei der ursprünglichen Digitalinformation dessen jedes Bit in zwei Hälften geteilt wird (d. h., wenn die ursprüngliche Digitalinformation in Form von Inhalten des 4-Bit-Schieberegisters betrachtet wird, bei dem unter der Zeitsteuerung durch das Taktsignal mit einer Periode entsprechend T/2 verschoben wird). Wenn folglich das Auftreten irgendeines dieser Bitmuster erfaßt wird, kann bestimmt werden, daß ein Fehler aufgetreten ist. Das gleiche gilt selbst wenn ein Schieberegister mit einer 5-Bit- oder größeren Kapazität verwendet wird. Wenn die Inhalte eines beispielsweise 5-Bit-Registers "11111", "01000", "00100", "00010", "10111", "11011", "11101", "01010", "01011", "10101" oder "10100" sind, bedeutet dies, daß ein Fehler auftritt, weil jedes dieser Bitmuster nicht mit den Gesetzmäßigkeiten des MFM übereinstimmt.

Weiter ist gemäß einem anderen Merkmal' der Erfindung eine Wiedergabeschaltung für ein moduliertes Digitalsignal .in dem Demodulator für das modulierte Digitalsignal enthalten, die zum Komplementieren eines Digitalsignals dient, wenn der Ausfall in dem modulierten Digitalsignal auftritt. D. h., wenn der Signalausfall vorliegt, wird ein Komplementierungssignalmuster, das beispielsweise dem MFM-Signalmuster entspricht, das inhärent in dem Ausfallintervall vorliegen sollte, ausgewählt und von einem Festwertspeicher (ROM) abhängig von der Länge des Signalausfallsintervalls oder der -dauer ausgelesen, ebenso wie die Signalpegel, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor oder·nach dem Signalausfallsintervall eingenommen werden. Durch Komplementieren des Signalausfallsintervalls mit dem gewählten MFM-Signalmuster kann ein

richtig wiedergegebenes MFM-Signal erhalten werden.

Die Erfindung gibt also einen Demodulator für ein moduliertes Digitalsignal an, der mit einer Wiedergabeschaltung eines modulierten Digitalsignals versehen ist zum Wiedergeben eines richtig modulierten Digitalsignals durch Addieren eines komplementär modulierten Digitalsignals, v/enn ein Ausfall in dem modulierten Digitalsignal auftritt»

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen s

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Demodulators für ein moduliertes Digitalsignal gemäß der Erfindung,

Fig» 2 Signalverläufe und deren Zusammenhänge zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß Fig= 1,

Fig= 3 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels des Demodulators gemäß der Erfindung,

Fig, 4 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels des Demodulators gemäß der Erfindung,,

Fig. 6 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß Fig. 5,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Taktgenerators, der in dem Demodulator gemäß der Erfindung verwendbar ist,

Fig. 8 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Taktsignalgenerators gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine beispielhafte Darstellung der verschiedenen MFM-Signalmuster, die während des Ausfalles des MFM-Signals komplementierbar sind,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer 'Wiedergabeschaltung eines modulierten Digitalsignals gemäß der Erfindung,

Fig. 11 Signalverläufe und deren Beziehungen

zur Erläuterung des Betriebes der Wiedergabeschaltung gemäß Fig. 10,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Wiedergabeschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der allgemeinen Anordnung eines MFM-Signaldemodulators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 2 Signalver-

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laufe von Signalen zeigt, die an verschiedenen Schaltungspunkten des Demodulators gemäß Fig. 1 erzeugt werden. " -

Ein digitales MFM-Signal a, das an einem MFM-Signaleingangsanschluß 1 empfangen ist und einen Signalverlauf gemäß Fig. 2a besitzt, wird einem Taktsignalgenerator 3 und einem Schieberegister 10 zugeführt. Der Taktsignalgenerator 3 ist so ausgebildet, daß er Taktimpulse b gemäß Fig. 2b erzeugt, die in Phase mit den Anstiegs- und Abfallflanken der MFM-Impulse a sind, mit einer Taktperiode, die T/2 entspricht, wobei T die kürzeste Impulsbreite des MFM-Impulses a wiedergibt. Das Schieberegister 10 besitzt eine Kapazität von vier Bit und ist so ausgebildet, daß es die Impulse,die von dem MFM-Signaleingangsanschluß 1 zugeführt sind, abhängig von der-Anstiegsflanke des Taktimpulses b verschiebt, der von dem Taktsignalgenerator 3 erzeugt ist. Für das MiTII-Eingangssignal mit dem Signalverlauf gemäß Fig. 2a besitzen die Ausgangssignale der einzelnen Stufen Q , Q , Q_c und Q des Schieberegisters 10 die Signalverläufe, wie sie in Fig. 2c, Fig.'2d, Fig. 2e bzw. Fig. 2f dargestellt sind. Die Ausgangssignale der Registerstufen Q , Q_ßf Q und Q sind mit einer Koinzidenz- oder Vergleicherschaltung 11 gekoppelt, die so ausgebildet ist, daß sie ein Koinzidenzsignal g mit "1" wie gemäß Fig. 2g erzeugt, wenn die vier Eingangsbit (0, d, e, f), die vom Schieberegister 10 zugeführt sind, simultan alle auf "0" oder auf "1" sind, d. h., wenn die ursprüngliche Digitalinformation "101" beträgt.

Andererseits unterliegt das Taktimpulssignal b, das

vom Taktsignalgenerator 3 abgegeben wird, einer Frequenzteilung um 2 in einem Frequenzteiler 14, wodurch ein Taktimpulssignal mit einer Taktperiode T erzeugt wird. Das Ausgangstaktimpulssignal mit der Periode T, das vom Frequenzteiler 14 erzeugt wird, wird einem Eingang, eines Exklusiv-ODER-Glieds .15 (EOR) zugeführt, wodurch der Taktimpuls zu einem Demodulationstaktausgangsanschluß 6 übertragen wird, nachdem es phaseninvertiert ist, vorausgesetzt, daß das andere Eingangssignal des EOR-Glieds 15 eine logische "1" ist. Wenn jedoch das andere Eingangssignal des EOR-Glieds 15 eine logische "0" ist, unterliegt der zum Demodulationstaktausgangsanschluß 6 übertragene Taktimpuls keiner Phaseninversion. Zusätzlich wird das Ausgangstaktsignal vom EOR-Glied 15 einem Taktanschluß CK eines D-Flipflops 12 zugeführt, das einen Datenanschluß D besitzt, der mit dem Ausgangsanschluß g des Koinzidenzdetektors 11 verbunden ist, so daß die Eingangsdaten durch das D-Flipflop 12 abhängig von der Anstiegsflanke des dem Taktanschluß CK zugeführten Taktimpulses verriegelt werden. Folglich bleibt, wenn das dem Taktanschluß CK zugeführte Taktimpulssignal eine solche Phase besitzt, wie das in Fig. 2h dargestellt ist, das am Anschluß Q des Flipflops 12 erzeugte Ausgangssignal auf der logischen ¹¹O". Wenn jedoch das dem Taktanschluß CK zugeführte Taktsignal gegenphasig zu dem gemäß Fig. 2h ist, wird das Ausgangssignal, das von dem Koinzidenzdetektor 11 erzeugt ist und das den Signalverlauf gemäß Fig. 2g besitzt, durch das D-Flipflop 12 verriegelt, wodurch sich ergibt, daß das am Anschluß Q erzeugte Ausgangssignal den Signalverlauf gemäß Fig. 2j besitzt. Das Ausgangssignal j am Anschluß Q des .D-Flipflops 12 ist zum Eingang eines T-Flipflops 13 gekoppelt, dessen Ausgangssignal abhängig von der Anstiegsflanke des Eingangssignals invertiert ist.

Folglich bleibt, wenn das Ausgangstaktsignal von dem EOR-Glied 15 eine solche Phase besitzt, wie es in Fig. 2h dargestellt ist, das Ausgangssignal vom T-Flipflop 13, das zum anderen Eingang des EOR-Glieds 15 gekoppelt wird, unverändert, wodurch sich ergibt, daß die Phase des Ausgangstaktxmpulses von dem EOR-Glied 15 nicht invertiert bleibt. Wenn jedoch das Ausgangstaktsignal von dem EOR-Glied 15 zu dem gemäß Fig. 2h gegenphasig ist, wird das Ausgangssignal von dem· T-Flipflop 13 abhängig von der Anstiegsflanke des Impulses gemäß Fig„ 2j invertiert (d. h., abhängig von dem Bitmuster "101"), woraufhin die Phase des vom EOR-Glied 15 erzeugten Taktimpulssignals invertiert wird wie gemäß Fig. 2i, derart, daß es anschließend mit dem Taktsignal h in Phase ist.

Die letzten beiden Bit-Ausgangssignale Q_, und Q des Schieberegisters 10 werden den beiden Eingängen eines weiteren EOR-Gliedes 16 jeweils zugeführt. Das von dem EOR-Glied 16 erzeugte Ausgangssign«! mit einem Signalverlauf gemäß Fig. 2k wird einem Dateneingangsanschluß D eines D-Flipflops 17 zugeführt, dessen Takteingang CK mit dem Ausgangssignal vom EOR-Glied 15 versorgt ist, so daß die dem Anschluß D zugeführten Eingangsdaten ab-, hängig von der Anstiegstlanke des Ausgangstaktsignals vom EOR-Glied 15 verriegelt werden. Daher besitzt, wenn das Taktimpulssignal, das vom EOR-Glied 15 zugeführt wird, eine solche Phase wie gemäß Fig. 2h besitzt, das Ausgangssignal, das am Ausgangsanschluß Q des D-Flipflops 17 erzeugt wird, einen Signalverlauf wie er in Vollinien in Fig. 21 dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das MFM-Impulssignal a richtig in NRZ-Form demoduliert (NRZ: ohne Rückkehr auf Null) und tritt an . dem AusgangsanSchluß 9 des demodulierten Signals auf.

Wenn die Phase des Taktsignals invertiert ist (d. h., gegenphasig zum Taktsignal h) am Beginn des Demodulationsbetriebes, d. h., wenn der Signalverlauf des demodulierten MFM-Signals derart ist, wie er in Strichlinien in Fig. 21 dargestellt ist, bedeutet dies, daß das eingangsseitige MFM-Signal nicht richtig demoduliert ist. Da jedoch die richtige Phase des Taktsignals bei dem Bitmuster mit "101" in der erläuterten Weise wiederhergestellt ist, wird das folgende eingangsseitige MFM-Impulssignal anschließend richtig in NRZ-Form demoduliert. ■

Fig. 3 zeigt einen MFM-Signaldemodulator, der mit der Möglichkeit versehen ist, ein Signal zu erfassen, das nicht mit den Gesetzmäßigkeiten des MFM-Signals übereinstimmt, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, während Fig. 4 Signalverläufe von Signalen zeigt, die an verschiedenen Schaltungspunkten des Demodulators gemäß Fig. 3 erzeugt werden.

Gemäß Fig. 3 wird ein digitales MFM-Signal, das einen Fehler M enthält und daher nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt, an einem MFM-Signaleingangsanschluß 1 empfangen (Fig. 4a) und einem Taktsignalgenerator 3 sowie einem Schieberegister 10 zugeführt, die beide in gleicher Weise ausgebildet sein können, wie bei dem Schaltungsaufbau gemäß Fig. 1. Das Ausgangssignal des Taktsxgnalgenerators 3 sowie die Ausgangssignale von den Schieberegisterstufen Q , Q , Q und Q des Schieberegisters 10 sind so, wie das in den Fig. 4b, 4c, 4d, 4e bzw. 4f dargestellt ist. Die Ausgangssignale·der einzelnen Stufen Q₇., Q_n, Q^ und Q_n des Schieberegisters 10 sind mit einem Koinzidenzdetektor 11 verbunden, der so

• β β

-17-

ausgebildet ist, daß er ein Koinzidenzsignal "1" wie gemäß Fig. 4g bei .Übereinstimmung aller vier Eingangssignale erzeugt, d. h., abhängig von dem Bitmuster "101" der ursprünglichen Digitalinformation. Zusätzlich sind die Ausgänge der Stufen Q , Q , Q und Q des Schiebe-

A D W i-J

registers 10 mit einem Musterdetektor 18 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er ein Ausgangssignal mit einem Signalverlauf gemäß Fig. 4m erzeugt. Wie sich ergibt, ist das Ausgangssignal des Musterdetektors 18 eine logische "0", wenn die parallelen Bitausgangssignale von den Registerstufen Q₇., Q_n, Q^ und Q in der Form von entweder "0111" oder "1000" sind.

Das von dem Taktsignalgenerator 3 erzeugte Taktimpulssignal b unterliegt einer Teilung durch 2 in einem Frequenzteiler 19. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 19 wird einem Datenanschluß.D eines D-Flipflops 20 zugeführt, das ein Taktanschluß CK zum Empfang des Ausgangssignals g gemäß Fig. 4g vom Koinzidenzdetektor 11 besitzt. Abhängig von der Anstiegsflanke des dem Anschluß CK zugeführten Taktimpulses verriegelt das D-Flipflop 20 die seinem D-Anschluß zugeführten Eingangsdaten. Weiter ist das D-Flipflop 20 so ausgebildet, daß es abhängig von dem logischen "O"-Pegel des Ausgangssignals m gemäß Fig. 4m vom Musterdetektor 18 gesetzt wird. Wenn folglich das Ausgangsimpulssignal vom Frequenzteiler 19 die Phase besitzt, wie das in Vollinien in Fig. 4i dargestellt ist, wird das Ausgangssignal vom Ausgangsanschluß Q des D-Flipflops 20 auf dem "1"-Pegel gehalten. Wenn andererseits das Ausgangsimpulssignal vom Frequenzteiler 19 eine solche Phase besitzt, wie das in der Strichlinie in Fig. 4i dargestellt ist, ist das Ausgangssignal j,das am Anschluß Q des D-Flipflops 20 auftritt,

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auf dem "O"-Pegel entsprechend dem Bitmuster "101". Da der Ausgangsanschluß Q des D-Flipflops 20 mit dem Löschanschluß (clear) des Frequenzteilers 19 verbunden ist, wird letzterer 'zu diesem Zeitpunkt rückgesetzt, wodurch das Q-Ausgangsimpulssignal vom Frequenzteiler 19 anschließend eine solche Phase besitzt, wie das in Volllinien in Fig. 4i dargestellt ist. Das Q-Ausgangssignal des Frequenzteilers 19 wird am Demodulationstaktausgangsanschluß 6 erzeugt und wird gleichzeitig dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 17 zugeführt, das einen Anschluß D besitzt, dem das Ausgangssignal k gemäß Fig. 4k von einem EOR-Glied 16. zugeführt wird, wobei das EOR-Glied 16 Eingänge besitzt, die mit den Registerausgängen Q_- bzw. 0_ verbunden sind, in gleicher Weise wie bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1. Unter diesen Bedingungen gibt das Signal, das vom Anschluß Q des D-Flipflops 16 abgegeben wird, ein richtiges demoduliertes Signal 1 in NRZ-Form wieder, wie das in Fig. 41 dargestellt ist.

Weiter ist ein Fehlermusterdetektor 21 vorgesehen, dessen Biteingänge mit den Ausgängen Q , Q , Q bzw. Q des Schieberegisters 10 verbunden sind. Wenn das Eingangssignal zum Fehlermusterdetektor 21 ein Bitmuster gemäß "0100", "0010", "0101", "1010", "1011" oder "1101" besitzt, erzeugt der Fehlermusterdetektor 21 einen logischen "1"-Pegel, wodurch ein Fehlererfassungssignal mit einem Signalverlauf gemäß Fig. 41 an einem Fehlererfassungsausgangsanschluß 22 auftritt zur Anzeige, daß ein Fehler, der nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt, in dem eingangsseitigen MFM-Signal a enthalten ist.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin-

O * 4

dung, bei dem ein Register mit einer Kapazität mit mindestens sechs Bit verwendet wird, kann zusätzlich eine Einrichtung vorgesehen sein zum Umgehen bzw. Vermeiden eines Zeitsteuerfehlers, der durch Ausfall eines oder mehrerer Informationsbit während der übertragung auftreten kann. Insbesondere wird das MFM-Eingangssignal einem 6-Bit-Schieberegister zugeführt, das so ausgebildet ist, daß es die Eingangsbit mit einer Taktperiode von T/2 verschiebt, wobei T die Bitperiode des MFM-Eingangssignals ist. Wenn die Bitinhalte des 6-Bit-Schieberegisters .zu "011110" oder "100001" wird, wird ein Zeitsteuerimpuls zum Einstellen der Phase des Demodulierungstaktsignals erzeugt, derart, daß "0" oder "1" der ursprünglichen Information "101" wiederhergestellt werden kann.· Auf diese Weise kann verhindert werden, selbst wenn das Eingangssignal fehlerhaft "111110", "100000" od. dgl. aufgrund eines Ausfalls von mindestens einem Bit ist, daß der Zeitsteuerimpuls zu falschen Zeitpunkten erzeugt wird. Eine solche vorteilhafte Wirkung wird umso wesentlicher, als die Bitkapazität des verwendeten Schieberegisters größer wird. Wenn beispielsweise der Zeitsteuerimpuls für das Bitmuster von "00111100" oder "11000011" im Fall, daß ein 8-Bit-Schieberegister verwendet wird, erzeugt werden soll, kann eine'fehlerhafte Zeitsteuerung in positiver oder wirkungsvoller Weise unterdrückt werden für Signale mit falschen Bitmustern, wie "10111100", "01000010" usw.

Der MFM-Impulsdemodulator, der mit der Einrichtung zum Ausschließen möglicher Erzeugung fehlerhafter Zeitsteuerungen gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung versehen ist, wie das kurz erläutert

worden ist, wird nun ausführlich mit Bezug auf Fig. 5 erläutert, die ein Blockschaltbild eines MFM-Impulssignaldemodulators zeigt, bei dem ein 6-Bit-Schieberegister verwendet ist, zusammen mit Fig. 6, die Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes der Schaltung gemäß Fig. 5 wiedergibt.

Ein digitales MFM-Signal a mit dem Signalverlauf gemäß Fig. 6a wird einem MFM-ImpulsSigna!eingangsanschluß 1 zugeführt und dann einem Taktgenerator 3 und einem 6-Bit-Schieberegister 23 zugeführt. Der Taktsignalgenerator 3 ist so ausgebildet, daß er.ein Taktimpulssignal b gemäß Fig. 6b erzeugt, das aus Impulsen zusammengesetzt ist, die in Phase mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des eingangsseitigen MFM-Impulssignals a mit einer Periode von T/2 erzeugt sind, wobei T die'Bitperiode des eingangsseitigen digitalen MFM-Signals wiedergibt. Das Schieberegister 23 besitzt eine Kapazität von 6 Bit , wie das bereits erwähnt XSt₇. und ist so ausgebildet, daß es das eingangsseitige MFM-Signal a, das vom Eingangsanschluß 1 zugeführt ist, abhängig von der Anstiegsflanke des Taktimpulssignals ver-" schiebt, das von dem Taktsignalgenerator 3 mit der Periode T/2 erzeugt ist. Für das Eingangssignal mit "dem Signalverlauf gemäß Fig. 6a besitzen die Ausgangssignale von den einzelnen Stufen Q₇., Q_D, Q^, Q₁-, Q„ und Q_ des Schiebe-

A ti C D t, t

registers 23 Signalverläufe, wie das in den Fig. 6c, 6d, 6e, 6f, 6o bzw. 6p dargestellt ist. Die Ausgangssignale der Stufen Q_A, Q_ß, Q_c, Q_D, Q_E und Q_p sind zu den jeweiligen Eingängen eines Musterdetektors 24 gekoppelt, der einen Zeitsteuerimpuls mit der logischen "1" wie gemäß Fig. 6g in dem Augenblick erzeugt, in dem die Bitinhalte des Schieberegisters 23, die dem Musterdetektor 24 zugeführt

I I-rl

sind, zu "011110" oder "100001" werden, d. h., wenn die ursprüngliche Digitalinformation ein Bitmuster "101" besitzt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß selbst dann, wenn die ursprüngliche Digitalinformation das Bitmuster "101" enthält, wie das in Strichlinien in Fig. 6a dargestellt ist, es vorkommen kann, daß ein eingangsseitiges MFM-Signal empfangen werden kann, das durch Ausfall ein Bit nicht enthält, wie ,das in Vollinien in Fig. 6a dargestellt ist. In einem solchen Fall werden die In-· halte des Schieberegisters 23 niemals zu einem Muster wie "011110" oder "100001", woraufhin verhindert wird, daß der Musterdetektor 24 einen fehlerhaften oder falschen Zeitsteuerimpuls erzeugt.

Andererseits unterliegt das Taktimpulssignal b (Fig. 6b), das vom Taktsxgnalgenerator 3 erzeugt wird, einer 2-Teilung mittels eines Frequenzteilers 26, der einen Q-Ausgang und einen komplementären Q-Ausgang besitzt, von dem Taktsignale mit jeweils einer Periode T mit entgegengesetzter Phasenbeziehung erzeugt werden und einer Schalteinrichtung 27 zugeführt werden, die weitere Eingänge besitzt, die. mit Schaltsteuersignalen von Ausgangsanschlüssen Q und Q eines T-Flipflops 25 versorgt sind. Wenn das Ausgangssignal Q des T-Flipflops 25 auf der logischen "1" ist, wobei dessen Q-Ausgang auf der "0" ist, ermöglicht die Schalteinrichtung 27, daß das ausgangsseitige Taktsignal Q des Frequenzteilers 27 am Ausgangsanschluß 6 erzeugt wird. Wenn andererseits der Q-Ausgang des T-Flipflops 25 auf der logischen "0" ist, wobei der Q-Ausgang auf "1" ist, wird die Schalteinrichtung 27 so gesteuert, daß das Taktsignal, das am Ausgangsanschluß Q des Frequenzteilers 26 erzeugt wird, zum Ausgangsanschluß 6 übertragen wird.

Das von der Schalteinrichtung 27 erzeugte Ausgangssignal wird dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 12 zugeführt, dessen Datenanschluß D mit dem Ausgangssignal g gemäß Fig. 6g vom Musterdetektor 24 versorgt ist. Daher arbeitet, wenn das Ausgangstaktsignal von der Schalteinrichtung 27 eine solche Phase besitzt, wie das in Strichlinien in Fig. 6i dargestellt ist, das D-Flipflop 12 zum Verriegeln des Zeitsteuerimpulses, der in Übereinstimmung mit dem Auftreten des Bitmusters "101" abhängig von der Anstiegsflanke des Taktimpulses erzeugt ist, der durch die Schalteinrichtung 27 erzeugt ist,zum dadurch Erzeugen des Ausgangsimpulses j gemäß Fig. 6j. Dieses Ausgangsimpulssignal j, das vom D-Flipflop 12 erzeugt ist, wird dem T-Flipflop 25 zugeführt, was zur Folge hat, daß dessen Q-Ausgangssignal zu "O" von "1" geändert wird, wobei dessen Q-Ausgangssignal von "1" auf "0" invertiert wird. Folglich nimmt das Ausgangstaktsignal von der Schalteinrichtung 27 eine Phase an, wie sie in Vollinien in Fig. 6i dargestellt ist nach dem Auftreten des Zeitsteuerimpulses g gemäß Fig. 6g. Unter Umständen ist das dem D-Flipflop 12 zugeführte Taktsignal gegenüber dem Zeitsteuerimpuls g außer Phase. Daher wird letzterer nicht durch das D-Flipflop 12 verriegelt, wodurch das Q-Ausgangssignal j vom D-Flipflop 12 nicht erzeugt wird. Folglich werden weder das Q-Ausgangssignal, noch das Q-Ausgangssignal des T-Flipflops invertiert, wodurch das Ausgangstaktsignal von der Schalteinrichtung 27 auf der Phase bleibt, die durch die Volllinien in Fig. 6i dargestellt ist.

Die beiden Ausgangssignale Q_n und Q₀ des Schiebe-

Jb C

registers 23 werden jeweiligen Eingängen eines EOR-Gliedes 16 zugeführt, dessen Ausgangssignal dann den Signalverlauf gemäß Fig. 6k besitzt. Das Ausgangssignal k des

EOR-Glieds 16 wird dem Datenanschluß D des demodulierenden D-Flipflops 17 zugeführt, während der Ausgangsanschluß der Schalteinrichtung 27 zusätzlich mit dem demodulierenden Taktausgangsanschluß 6 verbunden ist, und gleichzeitig mit dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 17 verbunden ist. Daher gibt das Q-Ausgangssignal des D-Flipflops 17 das richtig demodulierte Signal mit NRZ-Form gemäß Fig. 61 wieder, wenn das zugeführte Taktsignal die Phase besitzt, wie sie durch die Vollinie in Fig. 6i wiedergegeben ist.

Weiter kann, selbst wenn das eingahgsseitige MFM-Signal ein längeres Intervall, das eine Folge von "O"-en oder "1"-en aufgrund eines Ausfalles od. dgl. trotz der ursprünglichen Digitalinformation mit "101" aufweist, oder wenn ein Intervall, das eine Folge von "0"-en oder "1"-en erzeugt, das langer ist als das richtige Intervall von "101" an Stellen außerhalb u?s letzteren aufgrund von Ausfall od. dgl., keine fehlerhafte Demodulation auftreten, weil der Musterdetektor 24 keine Zeitsteuerimpulse erzeugt, was keine Änderung in der Phase des ausgangsseitigen Taktsignales zur Folge hat, das von der Schalteinrichtung 27 erzeugt wird.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, · ist es möglich, den MFM-Signaldemodulator, der stabil betreibbar ist, ohne Verwendung von Zeitkonstantenelementen wie RC-Elementen des monostabilen Multivibrators auszubilden, weshalb er keine Einstellung erfordert und als LSI-Schaltung ausgebildet werden kann. Weiter kann der MFM-Signaldemodulator gemäß der Erfindung mit einer Möglichkeit zum Erfassen des Signals, das nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt, versehen sein. Darüber hinaus kann die Erzeugung fehlerhafter Zeitsteuerimpulse

aufgrund eines Signals, das von den MFM-Gesetzmäßigkeiten abweicht, in wirksamer Weise unterdrückt werden. Daher ist gemäß der Erfindung ein MFM-Signaldemodulator erreicht, der hohe Betriebszuverlässigkeit besitzt und immun gegenüber der Erzeugung fehlerhafter oder falscher Codes ist.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen erzeugte der Taktsignalgenerator 3 Taktimpulse in Phase mit den Anstiegs- und Abfallflanken des digitalen MFM-Signals. Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel des Taktsignalgenerators erläutert, der mit verbesserter Stabilität arbeitet.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Taktsignalgenerators und Fig. 8 zeigt Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes. Fig. 7 zeigt einen MFM-Signaleingangsanschluß 1, ein Schieberegister 28, einen Musterdetektor 29, einen Bezugstaktsignalgenerator 30, einen .Frequenzteiler 31, einen Ausgangsanschluß 32 für ein frequenzgeteiltes Taktsignal, ein EOR-Glied 33 und ein D-Flipflop 34.

Das MFM-Digitalsignal gemäß Fig.8a, das zum MFM-Signaleingangsanschluß 1 eingegeben wird, tritt zum Schieberegister 28, das 18 Stufen enthält. Das Schieberegister 28 verschiebt das Digitalsignal bei aufeinander _f olgenden Anstiegsflanken des Taktsignals wie gemäß Fig. 8q des Bezugstaktsignalgenerators-30. Das Taktsignal des Bezugstaktsignalgenerators 30 ist ein festes Taktsignal mit einer 1/8-Periode der minimalen Impulsbreite T des MFM-Signals a, das keine Phasenbeziehung mit Anstiegs- und Abfallflanke des MFM-Signals besitzt. Aus-

gangssignale Q bis Q des Schieberegisters 28 werden in den Musterdetektor 29 eingegeben, wobei das Ausgangssignal Q wie gemäß Fig. 8r , die Ausgangssigna-

le Q_n bis Q-. um eine entsprechende Anzahl von Taktimpulo si

sen jeweils verzögert und das Ausgangssignal Q_R wie gemäß Fig. 8s erhalten werden . Der Musterdetektor ist so ausgebildet, daß er einen Erfassungsimpuls gemäß Fig. 8t erzeugt, wenn die Ausgangssignale bei Q bis Q₀ .irgendeine der folgenden acht Formen von Mustern einnehmen, nämlich "011111111111111110", "100000000000000001", "011111111000000001", "100000000111111110", "011111111-000000000", "100000000111111111", "011111111111100000" und "100000000000011111" in dieser Reihenfolge. Diese acht Arten von Mustern entsprechen Mustern, die von dem Schieberegister einzunehmen sind, wenn die Anstiegs- oder Abfallflanke eines Impulses, der richtig mit den MFM-Signalgesetzmäßigkeiten übereinstimmt, an der ersten Stufe des Schieberegisters ankommt. Der Frequenzteiler 31 arbeitet zum Teilen der Frequenz des Bezugstaktsignals durch 4 und wird bei der Erfassung des Impulses t des Musterdetektors 29 rückgesetzt. Deshalb wird das Ausgangssignal des Frequenzteilers 31 an einen Teilungstaktsignalausgangsanschluß wie gemäß Fig. 8t ausgegeben, wobei ein Taktsignal mit einer Frequenz von T/2 erhalten ist, das in Phase mit den Flanken des eingangsseitigen MFM-Signals ist. Wenn der Frequenzteiler 31 durch die Flanken des eingangsseitigen MFM-Signals ohne Verwendung des Musterdetektors 29 rückgesetzt wird, entsteht ein Problem, wenn das eingangsseitige MFM-Signal aus der richtigen MFM-Signalgesetzmäßigkeit herausrutscht. D. h., wenn ein Fehler im eingangsseitigen MFM-Signal auftritt, wie das durch die Strichlinie in Fig. 8a dargestellt ist, was nicht mit der MFM-Signalgesetzmäßigkeit übereinstimmt, wird der Frequenzteiler plötzlich durch einen Impuls wie

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gemäß Fig. 8u rückgesetzt, wodurch das Problem auftritt, daß das geteilte Taktsignal außerphasig wird und eine falsche Anzahl an geteilten Taktsignalen sich ergibt. Jedoch erzeugt gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Musterdetektor 29 keinen Rücksetzimpuls für den Frequenzteiler 31, wie das durch die Strichlinien 8t dargestellt ist, um den Einfluß des geteilten Taktsignals zu verhindern.

Wie erläutert,' wird ein stabiler Betrieb des Taktsignalgenerators erhalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Periode des Bezugstaktsignals 1/8 der minimalen Phasenbreite T des MFM-Signals, wobei eine gewisse Differenz in der Phase zwischen dem geteilten Taktsignal und den Flanken des MFM-Signals auftritt. Jedoch stellt eine derartige Differenz kein Problem dar und es kann" hohe Genauigkeit erhalten werden, wenn die Frequenz des Bezugstaktsignals hoch ist. Zusätzlich fällt eine Phasendifferenz, die bei diesem Ausführungsbeispiel auftritt, nicht ins Gewicht.

Die obige Vorgehensweise bei dem Ausführungsbeispiel ist nicht nur bei dem MFM-Signaldemodulator anwendbar, sondern auch bei einer Schaltung, die' Taktsignale in Phase mit Flankenirgendeines Eingangssignals erzeugt, das eine gewisse Gesetzmäßigkeit in den Abständen zwischen benachbarten Flanken aufweist. D. h., das obige Ausführungsbeispiel ist auch anwendbar bei einem Demodulator,bei dem beispielsweise ein 3PM- oder EFM-Eingangssignal demoduliert wird, das einer NRZI-Modulation unterworfen worden ist, bei der ein Signalpegel abhängig von einer Digitalinformation "1" invertiert und eine bestimmte Gesetzmäßigkeit in der Dauer bzw. im Abstand zwischen benachbarten Digitalinformations-"1" besteht. In diesem Fall können,

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wenn die Periode des Bezugstaktsignals auf 1/4 der Periode der Bitperiode eingestellt ist, und wenn eine EOR-Verknüpfung des Ausgangssignals Q und des Ausgangssignals Q am Schieberegister 28 mittels eines EOR-Glieds 33 durchgeführt wird, derart, daß die Anstiegsflanke des unterteilten Taktsignals des Frequenzteilers 31 zum Markieren (strobe) eines Ausgangssignals des EOR-Glieds 33 am D-Flipflop 34 verwendet wird, die Digitalinformationen von "0" auf "1" richtig am Q-Äusgang des D-Flipflops 34 demoduliert werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeschaltung, die ein Signal komplementieren,d .Ir. ergänzen kann, wenn ein Ausfall des wiedergegebenen Signals aufgetreten ist, wird im folgenden anhand eines Beispiels des MFM-Signals näher erläutert. Fig. 9 zeigt zusammenfassend die Komplementierungs-MFM-Signalmuster, mit denen das MFM-Signal während des Signalausfallintervalls oder der -periode komplementiert bzw. ergänzt werden kann. Wie sich das aus der Darstellung ergibt, kann, wenn die Signalausfallsdauer gleich T, 1,5 T oder 2,0 T ist, das zum Komplementieren des Signalausfalls erforderliche Signalmuster in bestimmter Weise auf der Grundlage der Pegel oder Zu- ■ stände bestimmt werden, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor und nach dem Signalausfallsintervall eingenommen sind. Wenn das Signalausfallsintervall oder die -dauer langer wird, sind zwei oder mehr Signalmuster zur befriedigenden Komplementierung erforderlich,, was durch entsprechendes Wählen der richtigen Mustersignale in Übereinstimmung mit einem anderen Merkmal der Erfindung erreicht werden kann.

Auf diese Weise ist es gemäß der Erfindung möglich,

richtig wiederzugeben, selbst wenn das MFM-Signal einem Signalausfall unterliegt( d. h., ein zum Teil verlorengegangenes MFM-Signal) durch Erfassen der Dauer des Signalausfallintervalls sowie der Zustände oder Pegel, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor und nach dem Signalausfallintervall eingenommen sind.

Fig. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung einer MFM-Signalwiedergabeschaltung. Fig. 10 zeigt einen Umsetzer 40, monostabile Multivibratoren 41 und 42 (MM), ein ODER-Glied 43, einen Phasenvergleicher 45, ein Tiefpaßfilter 46 (TPF), einen spannungsgesteuerten Oszillator 47 (VCO), Schieberegister 60, 62 und 63, einen Festwertspeicher 61 (ROM), Multiplexer 64 und 65, ein SR-Flipflop 66 (Setzen/Rücksetzen-Flipflop), Zähler 67, 68 und 74, einen Pufferverstärker 70, einen Hüllkurvendetektor 71, einen Vergleicher 72, einen monostabilen Multivibrator 73 (MM), ein D-Flipflop 75 (D-FF), eine Verzögerungsschaltung 76 und UND-Glieder 77 und 78.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10 dienen die monostabilen Multivibratoren 41 und 42 und das ODER-Glied 43 zum Erfassen der Inversionspünkte des MFM-Signals, während der Phasenregelkreis (PLL), der durch den Phasenvergleicher 45,das Tiefpaßfilter 46 und den spannungsgesteuerten Oszillator 47 gebildet ist, zum Wiedergeben eines Taktsignals dient, das synchron zu den Inversionspunkten des MFM-Signals ist. Weiter bilden der monostabile Multivibrator 73, das D-Flipflop 75 und das UND-Glied 78 eine Logikschaltung zum Erzeugen eines ersten MFM-Flankensignals, das lediglich die erste Flanke des MFM-Signals wiedergibt, die nach dem Intervall auftritt, in dem das Signal ausgefallen ist. Das Schiebere-

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29 -

gister 63 dient zum Verzögern des MFM-Signals.

Im folgenden wird der Betrieb der obigen MFM-Signalwiedergabeschaltung mit Bezug auf die Signalverläufe in Fig. 11 näher erläutert, in der ein Signalverlauf 110 ein MFM-Signal wiedergibt, in dem der Signalausfall nicht vorhanden ist, 111 das MFM-Signal wiedergibt, das Signalausfälle a und b besitzt, 112 ein Signalausfallserfassungssignal wiedergibt, 113 ein Ausfallintervallendesignal wiedergibt und 114 ein MFM-Flankensignal wiedergibt. ' '

Das MFM-Signal 110 oder 111, das von einem nicht dargestellten Aufzeichnungsmedium aufgenommen wird, wird zunächst dem Pufferverstärker 70 zugeführt, wobei dessen Ausgangssignal dann durch, den Umsetzer '40 geformt wird. Das geformte MFM-Signal, das vom Umsetzer 40 ausgegeben wird, wird einer Logikschaltung zugeführt, die durch die monostabilen Multivibratoren 41 und 42 und das ODER-Glied 43 gebildet ist, wodurch die Polaritätsinversionspunkte des MFM-Signals erfaßt werden wie im Fall der bisher bekannten MFM-Signalwiedergabescha'ltung, die weiter oben erläutert ist. Das Signal, das die Polaritätsinvers ionspunkte wiedergibt, wird einem Phasenregelkreis (PLL) zugeführt, wodurch sich ergibt, daß das Taktsignal 35 (Fig. 2b) bei dem spannungsgesteuerten Oszillator 47 synchron zu dem MFM-Signal erzeugt wird.

Andererseits wird das über den Pufferverstärker 70 übertragene MFM-Signal auch dem Hüllkurvendetektor 71 zum Erfassen des Signalausfalls auf der Grundlage des Absinkens des Pegels des Hüllkurvensignals zugeführt·. Das so erfaßte Ausfallssignal, das den Ausfall des MFM-Signals wiedergibt, wird durch den Vergleicher 72 geformt. Im Fall

des MFM-Signals 111, in dem Ausfälle a und b vorliegen, entspricht das Ausgangssignal, das vom Vergleicher 72 erzeugt wird, dem Signalausfallerfassungssignal 112 gemäß Fig. 11.

Der Zähler 74 besitzt einen Zähleingang (CK), der mit dem Taktsignal 35 versorgt ist, das. von dem spannungsgesteuerten Oszillator 47 erzeugt· wird, und einen Rücksetzeingang (RESET), dem ein Rücksetzsignal zugeführt ist. Das Rücksetzsignal· wird durch das MFM-Flankensignal 114 gebildet, das von dem UND-Glied 77 erzeugt ist. Daher wird der Zähler 74 bei jedem Signalinversionspunkt des MFM-Signals rückgesetzt. Insbesondere kann gesagt werden, da der Rücksetzanschluß des Zählers 74 üblicherweise mit dem Ausgangsimpulssignal von dem ODER-Glied versorgt ist, das bei Inversion oder übergang des MFM-Signals erzeugt wird, daß der Zähler 74 üblicherweise den Zählbetrieb zur Bestimmung der Impulsbreite oder -dauer des MFM-Signalimpulses durchführt. Jedoch wird beim Auftreten des Signalausfalls das UND-Glied 77 blockiert. Als Folge wird kein Rücksetzsignal dem Rücksetzanschluß des Zählers 74 während des Signalausfallintervalls zugeführt, in dem der Signalausfall vorliegt. Eine solche Lage ergibt sich aus dem Signalverlauf des MFM-Signals 114. Auf diese Weise ist der Zähler 74 so ausgebildet, daß er das ZwischenimpulsIntervall des MFM-Flankensignals 114 bestimmt, das das Signalausfallintervall enthält bzw. überdeckt.

Das Schieberegister 70 besitzt einen Taktanschluß CLK, der mit dem MFM-Flankensignal 114 versorgt ist und einen Datenanschluß D, der mit dem MFM-Signal versorgt ist, das mittels der Verzögerungsschaltung 76 verzögert worden ist. Daher kann das Schieberegister 60 darin die

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- 31 -

hohen "1"- oder niedrigen "O"-Pegelzustände speichern, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor dem Auftreten des Signalausfalls eingenommen sind während des Signalausfallintervalls und unmittelbar nach dem Signalausfall. Von dem Schieberegister 60 werden an den Ausgängen Q die Pegelsignale erzeugt, die die Pegel oder Zustände des MFM-Signals unmittelbar vor und nach dem Auftreten des Signalausfalls wiedergeben, während der Zähler 74 ein Zählausgangssignal erzeugt, das das Zwischenimpulsintervall des MFM-Flankensignals einschließlich des Signalausfallintervalls wiedergibt. Diese beiden Ausgangssignale werden einem Festwertspeicher oder ROM 61 zugeführt, der zuvor mit den Komplementierungs-MFM-Signalmustern geladen ist, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind, zum Einfügen in- das Signalausfallintervall zum Komplementieren bzw. Ergänzen der entsprechenden Signalausfälle. Daher wird ein Komplementierungs-MFM-Signalmuster abhängig von beiden Eingangssignalen, die vom Schieberegister 60 und vom Zähler 74 zugeführt sind, gewählt und vom ROM 61 ausgegeben. Das gewählte Komplementierungs-MFM-Signalmuster wird in das Schieberegister 62 unter Zeitsteuerung durch das Ausgangssignal vom UND-Glied 78 .geladen (load).

Im Fall der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10 und Fig. 11 ist angenommen, daß das MFM-Signal 111 auf hohem oder "1"-Pegel unmittelbar vor dem Auftreten des Signalausfalls a und auf niedrigem oder "0"-Pegel unmittelbar nach dem Signalausfall a ist, während das Signalausfallintervall eine Dauer von 2,5 T besitzt. Andererseits ist das MFM-Signal 111 auf dem "1"-Pegel unmittelbar vor und nach dem Signalausfall b mit einem Signalausfallintervall von 2 T.

Der monostabile Multivibrator 73 erzeugt das Signal-

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- 32 -

ausfallintervallendesignal 113, das das Ende des Signalausfallerfassungssignals 112 wiedergibt. Das Signal 113 bewirkt das Setzen des D-Flipflops 75, wodurch sich ergibt, daß das Ausgangssignal mit "1"-Pegel vom D-Flipflop 75 erzeugt und einem Eingang des UND-Gliedes 78 zugeführt wird. Es sei nun angenommen, daß eines von den MFM-Flankensignalen 114a oder 114b gemäß Fig. 11 dem anderen Eingang des UND-Glieds 78 zugeführt, wird, das MFM-Flankensignal 114a oder 114b durch das UND-Glied 78 verknüpft wird und als das Eingangssignal zur folgenden Stufe erzeugt wird. Gleichzeitig wird das MFM-Flankensignal 114a oder 114b dem Rücksetzanschluß des D-Flipflops 75 zu dessen Rücksetzen zugeführt. Als Folge wird das UND-Glied 78 blockiert zum Sperren des folgenden Durchtrittes des MFM-Flankensignals 114. Auf diese Weise wird nur das erste MFM-Flankensignal, das nach der Beendigung des Signalausfallintervalls auftritt, als Ausgangssignal erzeugt.

Das MFM-Signal wird üblicherweise zu Multiplexern 64 und 65 zur Ausgabe von dem Multiplexer 65 nach Verzögerung über das Schieberegister 63 zugeführt. Jedoch wird bei Auftreten des Signalausfalls in dem MFM^-Signal der Multiplexer 64 im Zustand geändert oder umgeschaltet zum Sperren des Durchtretens des MFM-Signals. Gleichzeitig wird das inhärente MFM-Signal durch das Komplementierungs-MFM-Signalmuster über den Multiplexer 65 ersetzt. Eine derartige Umschaltung wird durch Triggern des SR-Flipflops 66 durch die Ausgangssignale von den Zählern 67 und 68 bewirkt, die mit dem Wert geladen (load) sind, der dem Signalausfallintervall nach Auftreten der ersten MFM-Flankensignale 114a und 114b entspricht·, die nach der Beendigung des Signalausfallintervalls auftreten. Folglich wird das komplementierte oder ergänzte MFM-Signal

am Q-Ausgangsanschluß des Multiplexers 65 erhalten. Dann wird das komplementierte MFM-Signal dem Eingangsanschluß 1 in den Fig. 1, 3 bzw. 5 zugeführt.

Wie es sich aus der vorstehenden Erläuterung ergibt, ist es möglich, das Signal wiederzugeben, das als inhärent fehlerhaft angesehen wird aufgrund des Vorliegens eines Signalausfalls, als richtiges Signal durch Komplementieren des Signalausfalls mit dem entsprechen- ' den MFM-Signalmuster, das zur Komplementierung in dem ROM gespeichert ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß, wenn das Signalausfallintervall länger wird, die Anzahl der Komplementierungs-MFM-Muster, die wählbar sind, in entsprechender Weise zunehmen, wodurch sich die erhöhte Wahrscheinlichkeit ergibt, daß das Ausfallintervall durch unrichtige oder ungeeignete Komplementierungs-MFM-Signalmuster ergänzt bzw. ersetzt wird.

Fig. 12 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wiedergabeschaltung gemäß der Erfindung. In Fig. 12 besitzen diejenigen Elemente, die das gleiche Bezugszeichen wie solche in Fig. 10 besitzen, die gleichen oder äquivalenten Funktionen. Fig. 12 zeigt weiter einen Phasenregelkreis 80 (PLL), einen Fehlerlängendetektor 81, MFM-Signalkomplementierschaltungen 82, 83, 84, Fehlerdetektoren 85., 86, 87, Schieberegister 88, 89, 90, UND-Glieder 91, 92, 93 und ein ODER-Glied 94. Der Phasenregelkreis 80 ist durch den Phasenvergleicher 45, das Tiefpaßfilter 46 und den spannungsgesteuerten Oszillator 47 in der gleichen Weise wie in Fig. 10 dargestellt gebildet, derart, daß die gleiche Funktion erreicht ist. Weiter ist jede der MFM-Signalkomplementierschaltungen 82, 83 und 84 durch einen ROM 61, Multiplexer 64 und 65,

ein SR-Flipflop 66, Zähler 67 und 68, Schieberegister 60, 62, 63 gebildet, wie das in Fig. 10 erläutert ist/ und dient zum Komplementieren bzw. Ergänzen oder Ersetzen der Ausfallintervalle des MFM-Signals mit den entsprechenden Bitmustern, die im ROM 61 gespeichert sind.

Wenn ein Signalausfallintervall langer wird, sind mehrere komplementierende MFM-Signalmuster zum Komplementieren des Ausfallintervalls erforderlich. Im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 10 wird jedoch nur eine Art eines Komplementierungs-Signalmusters aus dem Speicher ausgelesen und in die Ausfallperiode eingefügt. Als Folge kann der Fall auftreten, in dem einige der einzufügenden komplementierenden Signalmuster fehlerhaft sind, wodurch sich eine Schwierigkeit beim richtigen Wiedergeben des MFM-Signals durch Kompensieren des Signalausfallintervalls ergibt.

Bei der .Schaltungsanordnung gemäß Fig. 12 wird das MFM-Signal, dessen Ausfälle mittels der drei .MFM-Signalkomplementierungsschaltungen 82, 83 und 84 komplementiert werden, mit Hilfe der Fehlerdetektoren 85, 86 und 87 geprüft, so daß nur das richtig komplementierte MFM-Signal als Ausgangssignal zur Wiedergabe erzeugt werden kann.

Wenn ein Signalausfall durch den Hüllkurvendetektor 71 erfaßt ist, wird die Länge des Ausfallintervalls mittels des Fehlerlängendetektors 81 bestimmt. Das Ausgangssignal vom Fehlerlängendetektor" 8.1 wird den Eingängen der MFM-Signalkomplementierungsschaltungen 82, 83 bzw. 84 zugeführt, zusammen mit dem MFM-Signal und dem Taktsignal, das vom Phasenregelkreis 80 erhältlich ist. In jeder der MFM-Signalkomplementierungsschaltungen 82, 83 und 84 wird

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ein Komplementierungs-MFM-Signalmuster abhängig von
den Zuständen oder Pegeln bestimmt, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor und nach dem Signalausfall eingenommen sind, und von dem zugeordneten ROM
ausgelesen. Bis zu dieser Stufe wird der Komplementierungsbetrieb in der gleichen Weise wie im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 10 durchgeführt. Die MFM-Signale, in die jeweils, komplementierende MFM-Signalmuster eingefügt sind, werden dann den jeweiligen Fehlerdetektoren 85, 86 bzw. 87 zugeführt.

Jeder der Fehlerdetektoren 85, 86 und 87 prüft,-ob der MFM-Signalausfall mit dem richtigen Komplementierungs-MFM-Muster komplementiert ist'und erzeugt ein Ausgangssignal'mit beispielsweise Pegel "1", wenn festgestellt ist, daß der Ausfall des MFM-Signa'ls richtig
komplementiert ist. Abhängig von dem "1"-Pegel-Ausgangssignal von den Fehlerprüfschaltungen bzw. Schieberegistern 88, 89 bzw. 90 werden die zugeordneten UND-Glieder 91, 92 oder 9 3 freigegeben, wodurch das richtig
komplementierte MFM-Signal über das ODER-Glied 94 ausgegeben wird. Der Prüfbetrieb, der durch den Fehlerdetektor durchgeführt wird, kann mit Hilfe eines Fehlererfassungssignals erreicht werden, das dem ankommenden MFM-Signal zugefügt ist. Andererseits kann die Fehlererfassungsschaltung durch ein Schieberegister und einen Musterdetektor gebildet sein zum Erfassen eines bestimmten Bitmusters.

Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, ermöglicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, daß

das richtige MFM-Signal zur richtigen Demodulation wiedergegeben wird, selbst wenn das Signalausfallintervall des ankommenden MFM-Signals relativ langer ist, derart, daß die Anzahl der einzufügenden Komplement ierungs -MFM-S ignalmuster entsprechend erhöht ist. Dies deshalb, weil mindestens eine der MFM-Signalkomplementierungsschaltungen sicher den Signalausfall mit einem richtigen der MFM-Muster komplementiert, die von dem Speicher ausgelesen sind.

Bei der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 12 war angenommen, daß drei Fehlerdetektoren in Kombination mit drei Schieberegistern 88, 89 und 90 verwendet sind. Jedoch ergibt sich, daß die Erfindung darauf nicht eingeschränkt ist.

Es zeigt sich, daß die Erfindung eine MFM-Signalwiedergabevorrichtung angibt, die in der Lage ist, ein richtiges MFM-Signal zu erzeugen, unabhängig vom Vorliegen von Ausfällen im MFM-Signal dank des Merkmals, daß diese Signalausfälle durch entsprechende MFM-Signalmuster komplementiert oder ergänzt werden, die zuvor in einem·Speicher zur Komplementierung gespeichert sind. Zusätzlich ergibt sich, daß die Erfindung selbstverständlich nicht auf die MFM-Signalwiedergabe beschränkt ist, sondern auch auf eine MFM-, 3PM-, EFM- od. "dgl. Signalwiedergabe angewendet werden kann.

Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

Claims

Ansprüche

Demodulatorschaltung zum Demodulieren eines modulierten Digitalsignals, das gemäß einem bestimmten Modulationssystem moduliert ist,

gekennzeichnet

durch

einen Taktgenerator (3) zum Erzeugen eines Taktsignals mit einer Frequenz, die um eine ganzzahlige Anzahl mit der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals multipliziert ist,

mindestens einen Musterdetektor (10, 1i, 18, 23, 24) zum Erfassen eines vorgegebenen Musters des modulierten Digitalsignals,

einen Demodulationstaktgenerator (12, 13, 14, 15, 19, 20, 25, 26, 27) zum Erzeugen eines Demodulationstaktsignals, das durch Beschränken einer Phase des Taktsignals abhängig von einem Ausgangssignal des Musterdetektors (10, 11, 18, 23, 24) erhalten ist, und

einen Demodulator (16, 17) zum Demodulieren des modulierten Digitalsignals zum Erzeugen von Digitalinformationen "0" und "1" zur Zeitsteuerung des Demodulationstaktsignals=

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2. Demodulatorschaltung nach Anspruch 1/' dadurch gekennzeichnet, .

daß der Musterdetektor ein Schieberegister (10, 23, 28) zum Schieben des modulierten Digitalsignals mit dem Takt, der die um eine ganze Zahl mit der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals multiplizierte Frequenz be~ sitzt, und einen Detektor (11, 18, 24, 29) zum Erfassen eines vorgegebenen Musters von Ausgangssignalen an jeder Stufe des Schieberegisters (10, 23, 28) aufweist.
3. Demodulatorschaltung nach Anspruch ' 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Demodulatorexnrichtung (16, 17) das modulierte Digitalsignal demoduliert zum Erzeugen der Digitalinformationen "0" und "1" durch Vergleichen von Ausgangssignalen an bestimmten zwei der Ausgangsstufen des Schieberegisters (10, 23, 28) bei der Zeitsteuerung durch das · Demodulationstaktsignal.
4. Demodulatorschaltung nach einem dor Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, '

daß der Taktgenerator aufweist:

ein Schieberegister (28) zum Schieben des·modulierten Digitalsignals durch einen Bezügstakt mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges.Vielfaches der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignols ist,

einen Detektor (29) zum Erfassen eines vorgegebenen Musters von Ausgangssignalen an jeder der Ausgangsstufen des Schieberegisters (28), und \

einen Frequenzteiler (31) z.xm. A^:- lon desN^^vqstaktsignals abhängig von einem Ausgangsi'..;.,Tu-"l *-";5S Detektors (29) zum Erzeugen eines Ausgangstaktsixiv^ls, das als Taktsignal

3U0.431

des Taktsignalgenerators dient.
5. Demodulatorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch

eine Wiedergabeschaltung des modulierten Digitalsignals, die aufweist:

einen Signalausfalldetektor zum Erfassen des Vorliegens von Signalausfällen in dem modulierten Digitalsignal,

einen Inversionsdelektor zum HrTassen von·Invorsionspunkten des modulierten Digita]signals,

einen Signalausfalldauerdetektor (77) zum Erfassen der Dauer des Signalausfalls auf der Grundlage der Ausgangssignale von dem Signalausfalldetektor und dem Inversionsdetektor,

eine Logikschaltung zum Erzeugen nur eines Flankensignals des modulierten Digitalsignals, das als erstes nach der Beendigung der Signalausfalldaüer auftritt,

einen Signalzustandsdiskriminator (60) zum Erzeugen des Zustandes des modulierten Digitalsignals unmittelbar vor und nach dem Signalausfall,

einen Speicher (61) zum Ausgeben eines Komplementierungsdigitalsignalmusters, abhängig von einem Ausfalldauererfassungssignal das durch den Signalausfalldauerdetektor erzeugt ist und eines Ausgangssignals, das von dem MFM-Signalzustandsdiskriminator erzeugt ist, und

eine Schalteinrichtung (65 bis 6 8), deren Betrieb durch das Flankensignal auslösbar ist, das von der Logikschaltung erzeugt ist zum dadurch Ausgeben des Komplementierungsdigitalsignäls, wenn der Ausfall aufgetreten ist.
6. Demodulatorschaltung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wiedergabeschaltung einen Fehlerdetektor (85) enthält zum Erfassen, ob das Komplementierungsdigitalsignal richtig ist oder nicht.
7. Demodulatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wicdergabeschaitung mehrere Speicher und eine entsprechende Anzahl von Pehlerdetektoren (65 bis 87) enthält.