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Die vorliegende Erfindung betrifft Ausfall-Detektorschaltungen und im
besonderen eine Ausfall-Detektorschaltung in Geräten zur Wiedergabe
aufgezeichneter Daten, die ein von einem Aufzeichnungsmedium gelesenes
Hochfrequenzsignal digitalisieren.
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In der herkömmlichen Technik verwenden Geräte zur Wiedergabe
aufgezeichneter Daten, zum Beispiel Plattenspieler, die Videoplatten mit
voraufgezeichneten FM-modulierten Bildsignalen abspielen, in der Regel
ein Analogsystem zum Verarbeiten der von der Platte gelesenen
FM-Bildsignale.
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Im Hinblick auf den verstärkten Einsatz von integrierten Schaltkreisen
bestehen jedoch bei Verwendung digitaler anstelle von analoger
Verarbeitung viele Vorteile. Um eine größere Funktionsvielfalt in der
Signalverarbeitung zu ermöglichen und um bessere Bildqualität zu
erzielen, hat der Anmelder bereits ein Wiedergabegerät für aufgezeichnete
Daten, das die von einer Platte gelesenen Signale digital verarbeitet
(siehe japanische Patentanmeldung Nr. 60-280711), vorgeschlagen.
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Bei einem Wiedergabegerät für aufgezeichnete Daten, wie zum Beispiel
einem Bildplattenspieler, verursachen jedoch Schmutz oder Beschädigung
des Aufzeichnungsmediums Lücken, das heißt Ausfälle, in dem von dem
Aufzeichnungsmedium gelesenen Signal, und es ist erforderlich, diese
Ausfälle zu ermitteln und auszugleichen.
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EP-A-138275 legt eine Vorrichtung zum Erkennen von Ausfällen durch
Vergleichen von digitalen Datensignalen offen.
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Angesichts der vorerwähnten Punkte besteht der Zweck der vorliegenden
Erfindung darin, eine Ausfalldetektorschaltung bereitzustellen, die
durch eine einfache Schaltungsanordnung in einem Datenwiedergabegerät
mit digitaler Signalverarbeitung Ausfälle genau ermitteln kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine
Ausfall-Detektorschaltung für ein Gerät zur Wiedergabe aufgezeichneter Daten
bereitgestellt, wobei die Daten ein auf einem Aufzeichnungsmedium
aufgezeichnetes HF-moduliertes Signal umfassen und das Gerät
Einrichtungen
zum Digitalisieren des von dem Aufzeichnungsmedium gelesenen
Signals besitzt, dadurch gekennzeichnet, dar sie umfaßt: Einrichtung
zum Abtasten des höchstwertigen Bits von dem digitalisierten Signal
und Einrichtung zum Erkennen eines vorbestimmten Modulationsmusters
des von der Abtasteinrichtung abgetasteten höchstwertigen Bits, wobei
ein Ausgang der Modulationsmuster-Erkennungseinrichtung ein Ausfall-
Erkennungssignal bildet.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine
Ausfall-Detektorschaltung für ein Gerät zur Wiedergabe aufgezeichneter
Daten bereitgestellt, wobei die Daten ein auf einem Aufzeichnungsmedium
aufgezeichnetes HF-moduliertes Signal umfassen und das Gerät
Einrichtungen zum Digitalisieren des von der Aufzeichnungsvorrichtung
gelesenen Signals besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
Einrichtung zum Verzögern des digitalisierten Signals um das Aquivalent
einer Abtastperiode, Subtrahiereinrichtung zum Subtrahieren des
digitalisierten Signals von einem Ausgang der Verzögerungseinrichtung,
Einrichtung zum Abtasten der höchstwertigen Bitdaten aus dem Ausgang
der Subtrahiereinrichtung und Einrichtung zum Erkennen wenn der
logische Zustand des durch diese Abtasteinrichtung abgetasteten
höchstwertigen Bits in dem gleichen logischen Zustand mit einer bestimmten
Häufigkeit wiederholt wird, wobei ein Ausgang der
Erkennungseinrichtung ein Ausfall-Erkennungsignal bildet.
Inhalt der Zeichnungen:
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch eine Vorrichtung zur
Wiedergabe aufgezeichneter Daten zeigt, die mit einer
erfindungsgemäßen Ausfall-Detektorschaltung versehen ist;
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Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine erste bevorzugte Ausführung
der Ausfall-Detektorschaltung der Erfindung veranschaulicht;
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Fig. 3 ist ein Wellenformdiagramm, das Eingänge und Ausgänge,
einschließlich niederfrequenter Komponenten, des A/D-Wandlers in Fig. 1
darstellt;
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Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführung der Ausfall-
Detektorschaltung
der Erfindung;
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Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung der
Vergleichsschaltung für das Modulationsmuster des höchstwertigen Bits in Fig.
4 zeigt;
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Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm, das Eingänge und Ausgänge,
einschließlich hochfrequenter Komponenten, des A/D-Wandlers in Fig. 1
darstellt;
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Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer dritten Ausführung der Erfindung;
und
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Fig. 8 ist ein Wellenformdiagramm, das Eingänge und Ausgänge aus dem
A/D-Wandler in Fig. 1 darstellt.
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Eine erste bevorzugte Ausführung der Erfindung wird nun im Detail mit
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtung zur Wiedergabe
aufgezeichneter Daten zeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Ausfall-
Detektorschaltung versehen ist. Wie in dieser Figur gezeigt, wird ein
von einer Bildplatte oder einem anderen Aufzeichnungsmedium gelesenes
FM-Bildsignal durch ein Analogtiefpaßfilter (LPF) 1 geleitet und zu
einem A/D-Wandler 2 geführt. Das LPF ist vorgesehen, um
Rücklaufverzerrung von dem A/D-Wandler zu entfernen. Das von dem A/D-Wandler 2
ausgegebene digitalisierte FM-Bildsignal wird zu einem digitalen
Bandpaßfilter (BPF) 3 und einer erfindungsgemäß aufgebauten
Ausfall-Detektorschaltung 4 geführt. Das digitale BPF 3 entnimmt dem
A/D-Wandlerausgang, der auch FM-Audiosignale enthält, nur die zur Demodulation
des Bildsignals benötigten Anteile und legt sie an die nächste Stufe,
eine FM-Demodulatorschaltung 5, an. Der FM-Demodulator 5 kann zum
Beispiel eine Anordnung verwenden, die in der gemeinsam ausgestellten
japanischen Patentanmeldung Nr. 59-262481 vorgeschlagen wird. Der
Ausgang des FM-Demodulators 5 führt zu einem Video-LPF 6, wo die
Basisbandanteile des Bildsignals herausgezogen werden. Das das Video-
LPF 6 passierende digitalisierte Bildsignal wird zu einer Ausfall-
Ausgleichsschaltung 7 und einem Signalteiler 8 geführt. Die Ausfall-
Ausgleichsschaltung 7 spricht auf Ausfall-Erkennungssignale, die von
der Ausfall-Detektorschaltung 4 geliefert werden, so an, daß
Signalausfälle ausgeglichen werden.
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Die Signalteilerschaltung 8 teilt zum Beispiel das in dem
digitalisierten Bildsignal enthaltene Zeilensynchronsignal und das
Farbträgersignal und legt sie an die Taktgeneratorschaltung 9 an. Der
Taktgenerator 9 erzeugt einen 4fsc (fsc ist die Unterträgerfrequenz) und einen
4Nfec (N ist eine Ganzzahl größer als 1, z.B. 3) Takt basierend auf
dem Zeilensynchronsignal oder dem Farbträgersignal, die aus der
Signalteilerschaltung 8 empfangen werden, oder einem
Referenzzeilensynchronsignal, das von einer Referenzsignalgeneratorschaltung 10
geliefert wird. Somit wird ein PLL- Kreis (Phasenregelschleife)
gebildet. Die 4fsc und 4Nfec Takte werden zur digitalen Verarbeitung
benutzt, wobei der 4Nfsc Takt als Abtasttakt für den A/D-Wandler 2
benutzt wird und der Signalverarbeitungstakt Video-LPF 6 taktet, und
der 4fsc Takt wird zum Abwärtsabtasten des Ausgangs für Video-LPF
6 verwendet.
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Das von der Ausfall-Ausgleichsschaltung 7 ausgegebene digitalisierte
Bildsignal wird unter Verwendung des 4fsc Takts, der von der
Taktgeneratorschaltung 9 basierend auf dem aus dem wiedergegebenen
Bildsignal extrahierten Farbträgersignal erzeugt wird, in einen
Pufferspeicher 11 geschrieben. Die Daten werden aus dem Pufferspeicher 11
unter Verwendung des 4fsc Takts aus der
Referenztaktgeneratorschaltung 10 gelesen. Durch Lesen der Daten aus dem Pufferspeicher 11 mit
einem stabilen Takt, der nicht mit dem wiedergegebenen Bildsignal
zusammenhängt, kann auf diese Weise Zittern in dem dargestellten
Bildsignal absorbiert werden. Das aus dem Pufferspeicher 11 gelesene
digitalisierte Bildsignal wird von dem D/A-Wandler 12 in ein
Analogsignal zurückgewandelt und als reproduziertes Bildsignal ausgegeben.
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Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine erfindungsgemäße
bevorzugte Ausführung der Ausfall-Detektorschaltung veranschaulicht. Wie in
dieser Figur dargestellt, wird das von dem A/D-Wandler 2 ausgegebene
digitalisierte Bildsignal zu der Abtastschaltung 40 des höchstwertigen
Bits geführt, wo der höchstwertige Bitwert abgetastet wird. Die
höchstwertigen Bits (1, 0) des digitalisierten Bildausgangs
entsprechen der Polarität des Signals, zum Beispiel stellt bei
Zweier-Komplementdaten logisch "0" eine positive Amplitude und "1" eine
negative Amplitude dar. Die Daten der höchstwertigen Bits werden an die
ersten und zweiten Detektorschaltungen 41, 42 angelegt. Die ersten
und zweiten Detektorschaltungen 42, 42 werden von Zählern oder
dergleichen gebildet, und werden verwendet, um zu erkennen, daß das
höchstwertige Bit in dem gleichem Zustand mit einer bestimmten
Häufigkeit wiederholt wurde. Die erste Detektorschaltung 41 ermittelt
Wiederholungen von logisch "1" und der zweite Detektor 42 die von
logisch "0". Der Ausgang der Detektoren 41, 42 wird über ein ODER-
Gatter 43 als Ausfall-Erkennungssignal an die
Ausfall-Ausgleichsschaltung 7 (Fig. 1) geführt.
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Wie in Fig. 3 bei (A) gezeigt, gibt es im Betrieb Zeiten, in denen in
dem von der Platte gelesenen Signal ein niederfrequenter Anteil
vorhanden ist. Wenn ein Niederfrequenzelement wegen eines Ausfalls
auftritt, erstreckt sich die höchstwertige Bitlogik "1" oder "0" des
digitalisierten Bildsignals, wie in Fig. 3 bei (B) dargestellt, über
eine längere Periode als in dem Fall, wo kein Ausfall vorhanden ist.
Wenn die Abtastschaltung 40 des höchstwertigen Bits und die
Detektorschaltungen 41, 42 die Tatsache ermitteln, dar das höchstwertige Bit
bei "1" oder "0" mit einer bestimmten Häufigkeit verweilt hat (bei der
Ausführung von Fig. 3 z.B. fünfmal), wird somit Ausfall angezeigt.
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Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine andere Ausführung der
Erfindung darstellt. Diese Ausführung einer Ausfall-Detektorschaltung
benutzt eine Abtastschaltung 40 des höchstwertigen Bits, die den
höchstwertigen Bitwert aus dem digitalisierten Bildsignal abtastet. Eine
Vergleichsschaltung 44 für das Modulationsmuster des höchstwertigen Bits,
die mit mindestens einem Standardmuster ausgestattet ist, erzeugt
einen Erkennungsausgang, wenn der Maximalwert des von der
Abtastschaltung 40 des höchstwertigen Bits abgetasteten Modulationsmusters mit
dem Standardmuster übereinstimmt. Dieser Erkennungsausgang wirkt dann
als das Ausfall-Erkennungsignal.
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Die Vergleichsschaltung 44 für das Modulationsmuster des
höchstwertigen Bits ist, wie in Fig. 5 gezeigt, zusammengesetzt aus einem
Schieberegister 440, das die von der Abtastschaltung 40 des
höchstwertigen Bits abgetasteten höchstwertigen Bitdaten in Folge
abspeichert, einer Standardmuster-Erzeugungsschaltung 441, die mindestens
ein Standardmuster liefert, und einer
übereinstimmungs-Erkennungsschaltung 442, die eine Übereinstimmung zwischen den betreffenden
Ausgängen des Schieberegisters 440 und der
Standardmuster-Erzeugungsschaltung 441 ermittelt.
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Im Betrieb erscheint manchmal, wie in Fig. 6 bei (A) zu sehen ist, in
dem von der Platte gelesenen Signal eine hochfrequente Komponente.
Die Abtastfrequenz des A/D-Wandlers in Fig. 1 ist jedoch ausreichend
hoch eingestellt, so daß sie durch Ausfall erzeugte hochfrequente
Anteile wiedergeben kann. Wenn eine durch Ausfall verursachte
hochfrequente Komponente auftritt, ist wegen der Tatsache, dar eine durch
den Ausfall verursachte hochfrequente Komponente abgetastet wird, das
Modulationsmuster des höchstwertigen Bits in dem digitalisierten
Bildsignal schneller als wenn kein Ausfall vorhanden ist, wie in Fig. 6
bei (B) zu sehen ist. Ein Ausfall kann somit durch Verfolgen des
Modulationsmusters mit der Vergleichsschaltung 44 für das
Modulationsmuster des höchstwertigen Bits erkannt werden. Zum Beispiel kann in der
Ausführung in Fig. 6 ein Ausfall durch Setzen eines der
Standarderkennungsmuster auf 10101 erkannt werden.
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In den obigen Ausführungen wurden die Ausfall-Detektorschaltungen zur
Erkennung nieder- und hochfrequenter Anteile getrennt erklärt, aber
sie können kombiniert werden, um die Erkennung von hoch- und
niederfrequenten Frequenzelementen zu ermöglichen, was eine höhere
Genauigkeit der Ausfallerkennung zur Folge hat.
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Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer dritten erfindungsgemäßen
Ausführung einer Ausfall-Detektorschaltung 4. In dieser Figur wird der
von dem A/D-Wandler 2 digitalisierte Bildsignalausgang durch eine
Verzögerungsschaltung 50 um das Äquivalent einer Abtastperide des A/D-
Wandlers 2 verzögert und dann zu einem Subtrahierer 51 geführt. In
dem Subtrahierer 51 wird das unverzögerte digitale Bildsignal von dem
durch die Verzögerungsschaltung 50 verzögerten digitalen Bildsignal
abgezogen. Das subtrahierte Signal wird zu einer Abtastschaltung 52
des höchstwertigen Bits geführt, wo die höchstwertigen Bits
abgetastet werden. Der logische Zustand des aus dem subtrahierten Signal
abgetasteten höchstwertigen Bits entspricht der positiven und
negativen Polarität der Subtraktionsergebnisse. Das abgetastete
höchstwertige Bit wird an eine Wiederholungs-Erkennungsschaltung 53 des
höchstwertigen Bits angelegt. Die Wiederholungs-Erkennungsschaltung
53 des höchstwertigen Bits, die einen Zähler oder dergleichen
verwendet, erzeugt einen Erkennungsausgang, wenn der logische Zustand des
höchstwertigen Bits mit einer bestimmten Häufigkeit wiederholt wird.
Dieser Erkennungsausgang wird als Ausfall-Erkennungssignal an die
Ausfall-Ausgleichsschaltung 7 (Fig. 1) geführt.
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Wenn im Betrieb, wie in Fig. 8 bei (A) gezeigt, der sich wiederholende
Zyklus positiver und negativer Amplitudenänderungen, die von selbst
innerhalb einer eingestellten Periode beendet sein sollten, nicht
eintritt, steigt oder fällt der Signalpegel stetig. Wenn die Differenz
zwischen der Amplitude des Signals, das von der Verzögerungsschaltung
50 verzögert wurde, und der Amplitude des unverzögerten Signals,
nämlich die Amplitudendifferenz in einer Abtastperiode, von dem
Subtrahierer 51 berechnet wird, wird der logische Zustand der höchstwertigen
Bits in dem subtrahierten Signal, z.B. im Zweier-Komplement, logisch
"0" für eine positive Amplitudendifferenz und logisch "1" für eine
negative Amplitudendifferenz sein. Die positive und negative
Polarität der Amplitudendifferenz wird folglich wie in Fig. 8 bei (B)
erscheinen. Wenn logisch "1" (oder logisch "0"), wie in der Mitte der
Figur dargestellt, wiederholt wird, bedeutet das, dar der Pegel des
von der Platte gelesenen Signals fortfährt, anzusteigen (oder
abzufallen).
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Wenn folglich das höchstwertige Bit des subtrahierten Signals von
der Abtastschaltung 52 des höchstwertigen Bits abgetastet wird, und
der logische Zustand des höchstwertigen Bits mit einer bestimmten
Häufigkeit wiederholt wird (in der Ausführung von Fig. 8 z.B.
viermal), wenn mit anderen Worten die Wiederholungs-Erkennungsschaltung
53 des höchstwertigen Bits feststellt, dar der Signalpegel länger
ansteigt (oder abfällt) als in dem Fall, wo kein Ausfall vorhanden ist,
wird ein Ausfall angezeigt.
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Bei der obigen Ausführung verwendet die
wiederholungs-Erkennungsschaltung 53 des höchstwertigen Bits einen Zähler oder dergleichen, um zu
überwachen, ob der logische Zustand des höchstwertigen Bits in
gleichem logischen Zustand mit einer bestimmten Häufigkeit wiederholt
wurde, aber es kann auch eine Anordnung wie in Fig. 5 gezeigt und
oben erörtert verwendet werden. In diesem Fall können Standardmuster,
wie zum Beispiel 0000 und 1111 verwendet werden.
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Die obigen Ausführungen wurden unter Bezug auf eine Bildplatte als
Aufzeichnungsmedium erklärt. Das Aufzeichnungsmedium kann aber auch
ein Viedoband oder ein vergleichbares Medium sein, solange das
gewünschte Signal als HF-moduliertes Signal aufgezeichnet ist.
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Da, wie oben ausgeführt, die erfindungsgemäße
Ausfall-Detektorschaltung so eingerichtet ist, daß die höchstwertigen Bitdaten aus einem
von einem Aufzeichnungsmedium gelesenen und digitalisierten Signal
abgetastet und Ausfälle auf der Basis des Modulationssmusters dieser
höchstwertigen Bits ermittelt werden, können Ausfälle mit Hilfe einer
einfachen Schaltungsanordnung genau erkannt werden.