DE3882120T2 - Verfahren und Anordnung zum Aufzeichnen von Information, ein Aufzeichnungsträger, eine Anordnung zum Lesen der aufgezeichneten Information, sowie eine Coder- und Decoderschaltung zur Verwendung in der Aufzeichnungs- und Leseanordnung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger, wobei in dem Verfahren ein Informationssignal in ein aus Bits zusammengesetzte Codewörter enthaltendes Codesignal umgesetzt wird, wobei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit einem ersten Logikwert mindestens gleich P ist und Gruppen von mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert innerhalb jedes Codewortes durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem zweiten Logikwert getrennt werden, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q eine ganze Zahl größer als P ist, in welchem Verfahren auf dem Aufzeichnungsträger ein dem Codesignal entsprechendes Muster aus Aufzeichnungsmarken gebildet wird, wobei die Aufzeichnungsmarken die Bits mit dem ersten Logikwert darstellen.
• Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger, welche Einrichtung eine Codierschaltung zum Umsetzen eines Informationssignals in ein Codewörter enthaltendes binäres Codesignal enthält, wobei in jedem Codewort die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit einem ersten Logikwert mindestens gleich P ist und Gruppen von mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem zweiten Logikwert getrennt werden, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q eine ganze Zahl größer als P ist, wobei die Einrichtung außerdem Antriebsmittel zum Bewegen des Aufzeichnungsträgers relativ zu den Schreibmitteln enthält, und diese letzteren eingerichtet sind, um als Reaktion auf ein Codesignalbit mit dem ersten Logikwert auf dem Aufzeichnungsträger eine elementare Marke zu bilden.
• Die Erfindung betrifft außerdem einen Aufzeichnungsträger mit einer Informationsspur, in der Information als ein Muster aus Aufzeichnungsmarken aufgezeichnet ist, wobei das Informationsmuster Codewörter darstellende Codesymbole umfaßt und diese Codesymbole nahezu äquidistante Symbolpositionen belegen, wobei eine Anzahl dieser Positionen von einer Aufzeichnungsmarke belegt ist, die Anzahl aufeinanderfolgender belegter Symbolpositionen mindestens gleich P ist, und in den Codesymbolen die Anzahl aufeinanderfolgender, nicht belegter Symbolpositionen, die zwischen den Gruppen belegter Symbolpositionen liegen, mindestens gleich Q ist, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q größer als P ist.
• Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Auslesen des Aufzeichnungsträgers.
• Außerdem betrifft die Erfindung eine Codier- und Decodierschaltung zur Verwendung in der Aufzeichnungs- und Leseeinrichtung.
• Dieses Verfahren, dieser Aufzeichnungsträger, diese Aufzeichnungs- und Leseeinrichtung sind unter anderem aus der britischen Patentschrift GB 2.148.670 bekannt.
• In dem darin beschriebenen Verfahren und der Aufzeichnungseinrichtung werden 8-Bit-informationswörter des Informationssignals in 15-Bit-Codewörter umgesetzt, in denen die Anzahl aufeinanderfolgender "1"-Bits mindestens eins und die Anzahl aufeinanderfolgender "0"-Bits mindestens zwei beträgt.
• Während des Auslesens des Aufzeichnungsträgers wird das aus Aufzeichnungsmarken bestehende Muster von einem Laserstrahlenbündel abgetastet, wobei das reflektierte Laserstrahlenbündel durch das abgetastete Muster moduliert wird. Ein optischer Detektor detektiert das reflektierte Laserstrahlenbündel, um ein Detektionssignal zu erzeugen, dessen Signalstärke dem Modulationsgrad des Laserstrahlenbündels entspricht. Anschließend wird das Codesignal aus dem Detektionssignal wieder zurückgewonnen. Um eine zuverlässige Detektion zu erhalten, sollten die Codewörter die zusätzliche Forderung erfüllen, daß für jedes Codewort die Anzahl von "1"-Bits gleich vier ist. In diesem Fall kann jedes Codewort zuverlässig aus dem Teil des detektierten Signals zurückgewonnen werden, der dem Codewort entspricht, indem in dem Detektionssignal die vier Positionen der höchsten Extremwerte der Signalstärke selektiert werden. Ein solches Verfahren ist als Differentialdetektion bekannt.
• Weiterhin wird in "Journal of the Audio Engineering Society", 1984, Nr. 9, S.647-658, eine Codierungsmethode beschrieben, bei der in jedem Codewort die Anzahl aufeinanderfolgender "0"-Bits mindestens gleich 2 ist und die codierten Wörter nur isolierte "1"-Bits aufweisen. Das bedeutet, daß jedem "1"-Bit ein "0"-Bit vorangeht und ihm auch ein "0"-Bit folgt.
• EP-A-0 147 090 beschreibt eine Codiermethode, bei der in jedem Codewort die Anzahl aufeinanderfolgender "0"-Bits mindestens gleich 2 und die Anzahl aufeinanderfolgender "1"-Bits mindestens gleich 1 ist. Die Anzahl "1"-Bits in einem Codewort ist für jeden Code gleich 2.
• Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu verschaffen, mit denen ein Informationssignal so aufgezeichnet werden kann, daß unter Beibehaltung eines zuverlässigen Auslesens des Aufzeichnungsträgers eine größere Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger erhalten wird.
• Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anzahl Bits mit dem ersten Logikwert codewort-abhängig ist und die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert nicht für alle Codewörter konstant ist.
• Bezüglich der Einrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Codierschaltung zur Erzeugung von Codewörtern mit einer veränderlichen Anzahl Bits mit dem ersten Logikwert eingerichtet ist, wobei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert nicht für alle Codewörter konstant ist.
• Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis der Tatsache, daß, wenn man die Forderung einer konstanten Zahl von "1"-Bits pro Codewort fallenläßt, die Zahl der erforderlichen Codewortbits erheblich reduziert werden kann, ohne daß die Zuverlässigkeit beeinflußt wird, unter der Voraussetzung, daß anstelle von Differentialdetektion Pegeldetektion verwendet wird. Bei einer solchen Pegeldetektion wird das Detektionssignal bei nahezu äquidistanten Zeitpunkten mit einem Entscheidungspegel verglichen. Der Logikwert des zurückgewonnenen Bits des Codesignals wird dann vom Ergebnis des Vergleichs bestimmt.
• Eine Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Enden jedes Codewortes mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert oder mindestens Q Bits mit dem zweiten Logikwert aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Codewörter in willkürlicher Reihenfolge hintereinander angeordnet werden können, ohne daß in den Grenzgebieten zwischen aufeinanderfolgenden Codewörtern die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem zweiten Logikwert kleiner als Q wird und ohne daß dabei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert kleiner als P wird.
• Beim Aufzeichnen des Informationssignals ist es üblich, Informationswörter mit einer konstanten Bitanzahl (m) in Codewörter umzusetzen, die ebenfalls eine konstante Bitanzahl (n) haben, was ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Anzahl Informationsbits und der Anzahl Codebits ergibt.
• Dieses Verhältnis, und damit die Informationsdichte, kann bei gleichbleibender Codebitlänge und bei gleichbleibendem P und Q in einer Ausführungsform des Verfahrens erheblich vergrößert werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jedes m- Bit-Informationswort einer ersten Gruppe in ein einmaliges n-Bit-Codewort umgesetzt wird, wobei m und n so gewahlt sind, daß die Anzahl verfügbarer n-Bit-Codewörter kleiner als die Anzahl möglicher m-Bit-Informationswörter ist und daß n-Bit-Informationswörter, die nicht zu der ersten Gruppe gehören, mit mindestens einem benachbarten m-Bit-Informationswort kombiniert werden, um r m-Bit-informationswörter zu bilden, wobei r eine ganze Zahl ist und die r m-Bit-Informationswörter in einmalige r n-Bit-Codewörter umgesetzt werden.
• Die auf diese Weise aufgezeichnete codierte Information kann vorteilhaft mit Hilfe einer Einrichtung zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem ein codiertes Informationssignal als Muster aus Aufzeichnungsmarken aufgezeichnet ist, ausgelesen werden, wobei die Einrichtung Lesemittel zum Auslesen des Codesignals und eine Decodierschaltung zum Umsetzen des Codesignals in ein Informationssignal umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodierschaltung Detektionsmittel enthält, um, zur Detektion der Grenzen zwischen den Codewörtern, zu ermitteln, ob in zwei aufeinanderfolgenden n-Bit-Gruppen die letzte n-Bit-Gruppe entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, und auch, ob die erste Gruppe der aufeinanderfolgenden Gruppen entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert endet oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, sowie Mittel zur Umsetzung der r n-Bit-Codewörter in r m-Bit-Informationswörter enthält.
• Eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß bei zurückzufindenden Positionen auf dem Aufzeichnungsträger und außerhalb des für Informationsaufzeichnung verwendeten Gebiets frei gelegene Bezugsmarken gebildet werden, die von der gleichen Art wie die Aufzeichnungsmarken sind.
• Diese Ausführungsform ermöglicht es, den Entscheidungspegel aus dem Detektionssignal in zuverlässiger Weise abzuleiten. Wenn das somit aufgezeichnete Informationssignal ausgelesen wird, kann der Entscheidungspegel einfach aus dem Teil des Detektionssignals abgeleitet werden, der mit den frei gelegenen Bezugsmarken übereinstimmt. Wenn ein derartiges Ableitungsverfahren verwendet wird, werden Änderungen von Parametern, wie Intensität des Strahlungsbündels, Reflexionskoeffizient des Aufzeichnungsträgers usw., die Zuverlässigkeit des Ausleseprozesses kaum beeinflussen.
• Noch eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger mit einem vorgeformten Muster aus Informationsspuren versehen ist, wobei die Informationsspur mit Steuersymbolen versehen ist, die von dem Muster zu bildender Aufzeichnungsmarken unterschieden werden können, und die Bezugsmarken in bezug auf die Steuersymbole auf zuvor bestimmten Positionen angeordnet werden.
• Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Bezugsmarken einfach zu lokalisieren sind. Anspruch 12 enthält eine erfindungsgemäße Codierschaltung und Anspruch 13 eine erfindungsgemäße Decodierschaltung. Anspruch 14 enthält einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger.
• Weitere Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Einrichtungen und deren Vorteile sind in den Figuren 1 bis 25 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Figur 1 einen optisch beschreibbaren Aufzeichnungsträger,
• Figuren 2 und 3, für unterschiedliche Aufzeichnungssysteme, ein Codesignal Vc, das das Codesignal darstellende Muster aus Aufzeichnungsmarken auf dem Aufzeichnungsträger, das beim Auslesen des Aufzeichnungsträgers erhaltene Detektionssignal Vd und das aus dem Aufzeichnungssignal zurückgewonnene Codesignal Vc';
• Figur 4 eine Ausführungsform der Lese-/Schreib-Einrichtung;
• Figur 5 einige in der Einrichtung von Figur 4 auftretende Signalformen;
• Figur 6 eine weitere Ausführungsform eines optisch beschreibbaren Aufzeichnungsträgers,
• Figur 7 eine weitere Ausführungsform der Lese-/Schreib-Einrichtung;
• Figur 8 ein Beispiel für ein in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Codewort und das zugehörige Muster aus Aufzeichnungsmarken;
• Figuren 9 und 10 aus dem Detektionssignal Vd abgeleitete Augendiagramme für verschiedene Abstande zwischen den Symbolpositionen;
• Figur 11 die bei Verwendung verschiedener Codes erhaltenen Informationsdichten;
• Figur 12 die beim Abtasten einer elementaren Marke erhaltene Form des Detektionssignals;
• Figuren 13, 21, 22, 23, 24 und 25 die Anzahl verfügbarer Codewörter, die in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können;
• Figuren 14 und 16, als Beispiele, die Beziehungen zwischen den Informationswörtern IW und den Codewörtern CW für verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• Figur 15 die Beziehung zwischen einem willkürlichen Informationssignal und dem zugehörigen Codesignal für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• Figur 17a eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Codierschaltung;
• Figur 17b die Beziehung zwischen den Eingangssignalen und Ausgangssignalen des in der Codierschaltung verwendeten Speichers;
• Figur 17c und 17d einige in der Codierschaltung auftretende Signalformen;
• Figur 18 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Decodierschaltung;
• Figur 19 die Beziehung zwischen den Eingangssignalen und Ausgangssignalen des in der Decodierschaltung verwendeten Speichers;
• Figur 20 mögliche Grenzen zwischen den Codewörtern des in dem Serien- Parallel-Umsetzer der Decodierschaltung vorhandenen zurückgewonnenen Codesignals VO'.
• Figur 1a zeigt einen mit einem vorgeformten Muster aus Spuren 4 versehenen plattenförmigen Aufzeichnungsträger 1.
• Ein solches Spurmuster kann beispielsweise eine vorgeformte spiralförmige Rille in einem Substrat 5 umfassen. In Figur 1b, die einen Teil einer Schnittansicht des Aufzeichnungsträgers 1 entlang der Linie b-b zeigt, werden diese Rillen in stark vergrößertem Maßstab gezeigt. Das Substrat 5 ist mit einer strahlungsempfindlichen Schicht 6 üblicher Art bedeckt, die, wenn sie einer Strahlung mit ausreichendem Energieinhalt ausgesetzt wird, eine optisch detektierbare Änderung erfährt. Eine solche Schicht 6 kann beispielsweise aus einer Tellurlegierung bestehen, die durch Belichtung mit einem Strahlungsbündel lokal derart erhitzt werden kann, daß die Schicht am Ort des Aufheizens entfernt wird.
• Die Schicht 6 kann alternativ aus einem "phasenändernden" Material bestehen, das beim Aufheizen mittels eines Strahlungsbündels eine Änderung seiner Struktur erfährt, beispielsweise eine Änderung von amporpher Struktur in kristalline Struktur oder umgekehrt.
• Die Schicht 6 kann auch aus einem magnetooptischen Material bestehen, dessen Magnetisierungsrichtung durch Beeinflussung der Schicht durch Anlegen eines Magnetfeldes und gleichzeitigem lokalem Erwärmen des magnetooptischen Materials mittels eines Strahlungsbündels geändert werden kann. Die Schicht 6 ist mit einer Schutzschicht 7 bedeckt.
• Das in Figur 1 gezeigte Spurmuster umfaßt eine kontinuierliche Rille. Ein solches Spurmuster kann jedoch auch ausschließlich durch beispielsweise Servosteuersymbole auf äquidistanten Positionen gebildet werden, welche Symbole die Position der für die Aufzeichnung zu verwendenden Spur festlegen.
• Ein Informationssignal kann in der Spur 4 aufgezeichnet werden, indem die Spur 4 mit einem Strahlungsbündel abgetastet und das Bündel so moduliert wird, daß ein das Informationssignal repräsentierendes Muster aus Aufzeichnungsmarken in der Spur gebildet wird. Hierzu ist es üblich, das Informationssignal in ein binäres Codesignal umzusetzen und anschließend das Strahlungsbündel dem Codesignal entsprechend zu modulieren, so daß ein Muster aus Aufzeichnungsmarken entsteht, bei dem Teile des Codesignals mit einem ersten Logikwert, beispielsweise "1", in dem Muster Abschnitten der von Aufzeichnungsmarken belegten Spur entsprechen und Teile mit einem anderen Logikwert, beispielsweise "0", den nicht belegten Spurabschnitten entsprechen.
• Figur 2 zeigt Muster aus Aufzeichnungsmarken 8 und das entsprechende Codesignal Vc, die wie vorstehend beschrieben erhalten worden sind.
• Dieses Codesignal Vc umfaßt Bitzellen 9 mit konstanter Länge τ. Die Zentren der Bitzellen 9 entsprechen äquidistanten Symbolpositionen, angedeutet durch den Buchstaben p in Figur 2. Das Codesignal Vc kann aus der Spur 4 ausgelesen werden, indem die Spur 4 mit einem Strahlungsbündel abgetastet und anschließend die in dem reflektierten Bündel durch das Muster aus Aufzeichnungsmarken 8 bewirkte Modulation mit Hilfe eines optischen Detektors einer üblichen Art detektiert wird, wobei der Detektor ein Detektionssignal Vd mit einer der während des Abtastens bewirkten Modulation des Strahlungsbündels entsprechenden Signalstärke generiert. Das so erhaltene Detektionssignal Vd wird ebenfalls in Figur 2 gezeigt. Ein mit dem ursprünglichen Codesignal Vc identisches Codesignal Vc' wird aus dem Detektionssignal Vd durch Vergleich des Detektionssignals Vd mit einem Entscheidungspegel Vref zu den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Strahlungsbündels mit den Symbolpositionen p übereinstimmt, zurückgewonnen. Der Logikwert des zurückgewonnenen Codesignals Vc hängt von dem Ergebnis dieses Vergleichs ab. Um den Bezugspegel einfach aus dem Detektionssignal Vd ableiten zu können, ist es üblich, einen gleichstrombegrenzten Code zu verwenden. Die Gleichstromkomponente im Detektionssignal kann dann als Entscheidungspegel verwendet werden.
• Die an den Code zu stellenden Anforderungen, um diese Gleichstrombegrenzung zu erreichen, machen diesen Code weniger geeignet für die Verwendung in Systemen, in denen digitale Information auf beliebigen Stellen auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden muß, was bei Computeranwendungen im allgemeinen wünschenswert ist.
• Anhand von Figur 3 soll jetzt ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungs- und Ausleseverfahren beschrieben werden, das es erlaubt, den Entscheidungspegel in einfacher und zuverlässiger Weise aus dem Detektionssignal Vd zurückzugewinnen und das dem Code keinerlei Beschränkungen auferlegt.
• In der in Figur 3 gezeigten Spur 4 wechseln Abschnitte 30, die Teile 32 des Codesignals Vc repräsentieren, mit Abschnitten 31 ab, in denen eine Bezugsmarke 33 gebildet worden ist. Die Bezugsmarken 33 werden in der Schicht 6 mit Hilfe eines Strahlungsbündels in der gleichen Weise gebildet wie die Aufzeichnungsmarken 8, so daß sie die gleichen veränderten optischen Eigenschaften haben wie die Aufzeichnungsmarken 8, die in der Figur eine oder mehrere elementare Marken 54 umfassen. Diese elementaren Marken sind die kleinstmöglichen Marken, die mit der verwendeten Aufzeichnungseinrichtung gebildet werden können.
• Beim Auslesen der Spur 4 wird der Bezugspegel aus demjenigen Teil des Detektionssignals Vd abgeleitet, der der Bezugsmarke 33 entspricht, beispielsweise durch Wahl eines Bezugspegels, der gleich einem zuvor bestimmten Prozentsatz der Differenz 34a zwischen dem minimalen und dem maximalen Wert des Detektionssignal- Teils 34 ist.
• Ein anderer geeigneter Wert für den Bezugspegel ist die Signalstärke des Detektionssignals zu dem Moment, zu dem der Abstand zwischen der Mitte des Strahlungsbündels und dem Zentrum der Bezugsmarke 33 gleich dem halben Abstand zwischen den Symbolpositionen p ist. In Figur 3 haben diese Werte das Bezugszeichen 35.
• Um den Bezugspegel Vref ableiten zu können, ist es erforderlich, daß die Bezugsmarken 33 an zurückzufindenden Stellen liegen. Wenn ein plattenförmiger Aufzeichnungsträger verwendet wird, kann dies beispielsweise durch Anordnung der Bezugsmarken auf zuvor bestimmten Winkelpositionen erreicht werden. Für den Fall eines mit vorgeformten optisch detektierbaren, von den Mustern aus Aufzeichnungsmarken, so wie sie während der Informationsaufzeichnung gebildet werden, unterscheidbaren Steuersymbolen versehenen Aufzeichnungsträgers liegen die Bezugsmarken 33 vorzugsweise auf in bezug auf diese Steuersymbole zuvor bestimmten Positionen.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird der Bezugspegel aus dem Detektionssignal abgeleitet. Dies hat den Vorteil, daß die Intensität des Strahlungsbündels und die Materialeigenschaften der Schicht 6, beispielsweise der Reflexionskoeffizient, die Zuverlässigkeit der Rückgewinnung des Codesignals Vc' nicht beeinflussen.
• Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer Aufzeichnungs- und Lese-Einrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aufzeichnungsträger 1 auf einem Drehteller 40 befestigt. Der Drehteller 40 wird von einem Antriebsmotor 41 angetrieben, welcher mechanisch mit einem Impulsgenerator 42 zur Erzeugung eines impulsförmigen Taktsignals cl, dessen Frequenz proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 1 ist, gekoppelt ist.
• Die Periodendauer der Taktimpulse des Taktsignals entspricht dem Abstand zwischen den Symbolpositionen p. Der Impulsgenerator 42 umfaßt weiterhin übliche Mittel zur Erzeugung eines Rücksetzimpulses cr pro Umdrehung. Das Taktsignal cl wird einem zyklischen Zähler 43 zum Zählen der Impulse des Taktsignals cl zugeführt. Der Zählbereich des zyklischen Zählers 43 ist so gewählt, daß bei einer vollständigen Umdrehung der Scheibe eine ganzzahlige Zahl von Zählzyklen erhalten wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Zählbereich "65". Der Rücksetzimpuls cr wird einem Rücksetzeingang des Zählers 43 zugeführt, um den Zähler 43 auf Null zu setzen. Der Zählerstand des Zählers 43 wird über einen Bus 44 auf eine Gatterschaltung 45 übertragen, die für die Zählerstande "6" bis "65" ein Signal S2 mit einem Logikwert "1" und während der Zeit, die der Zählerstand des Zählers 43 "3" ist, ein Signal S1 mit einem Logikwert "1" generiert. Die Gatterschaltung 45 kann herkömmliche Komparatorschaltungen enthalten, die den Zahlerstand mit einem gewünschten Zählerstand vergleichen und die das Ergebnis des Vergleichs in Form eines Logiksignals liefern. Es ist jedoch auch möglich, andere Schaltungen, beispielsweise einen Festwertspeicher (ROM) oder eine programmierbare Logik-Anordnung (PLA), zu verwenden.
• Ein optischer Lese-/Schreib-Kopf 47 üblicher Art ist gegenüber dem sich drehenden Aufzeichnungsträger 1 angeordnet, um die Spur 4 mit Hilfe eines Strahlungsbündels 46 abzutasten. Der Lese-/Schreib-Kopf 47 umfaßt Strahlungsbündel-Modulationsmittel zur Modulation des Strahlungsbündels entsprechend einem von einer Schreibschaltung 48 gelieferten Schreibsignal Vs, um das Muster aus Aufzeichnungsmarken in der Spur 4 zu bilden.
• Die Schreibschaltung 48 enthält eine Codierschaltung 61, um das binäre Informationssignal Vi in das Codesignal Vc umzusetzen. Die in Figur 4 detailliert abgebildete Codierschaltung umfaßt einen Serien-Parallel-Umsetzer 62 zur Bildung von m- Bit-Informationswörtern, beispielsweise 8-Bit-Informationswörter. Mit Hilfe eines Speichers 63, beispielsweise einem ROM, werden die m-Bit-Informationswörter in n-Bit- Codewörter umgesetzt, beispielsweise 12-Bit-Codewörter. Die n-Bit-Codewörter werden mit Hilfe eines Parallel-Serien-Umsetzers 64 in das serielle Codesignal Vc umgesetzt. Um den Umsetzungsprozeß zu steuern, umfaßt die Codierschaltung 61 eine Steuerschaltung 65, die Taktsignale cl2 und cl3 generieren kann, die in üblicher Weise aus den Taktsignalen cl abgeleitet werden. Die Steuerschaltung 65 ist so dimensioniert, daß die Frequenz des Taktsignals cl2, das über ein Zwei-Eingangs-UND-Gatter 66 dem Takteingang des Serien-Parallel-Umsetzers 62 zugeführt wird, m/n-mal so groß wie die Frequenz des Taktsignals cl ist.
• Die Frequenz des Taktsignals cl3, das über das Zwei-Eingangs-UND- Gatter 67 dem parallelen Lade-Eingang des Parallel-Serien-Umsetzers 64 zugeführt wird, ist 1/n-mal so groß wie die Frequenz des Taktsignals cl. Das Taktsignal cl wird dem Takteingang des Parallel-Serien-Umsetzers 64 über ein Zwei-Eingangs-UND-Gatter 68 zugeführt. Außerdem wird das Signal S2 den Eingängen der UND-Gatter 66, 67 und 68 zugeführt, so daß bei den Zählerständen "6" bis "65" die Taktsignale cl, cl2 und cl3 auf die Umsetzer 62 und 64 übertragen werden und bei den Zählerständen "1" bis "5" die Taktsignale cl, cl2 und cl3 von den Gattern 66, 67 und 68 blockiert werden. So wird erreicht, daß während des Abtastens der Symbolpositionen p6 bis p65 das Informationssignal Vi in das Codesignal Vc umgesetzt und während des Abtastens der Symbolpositionen p1 bis p5 das Umsetzen unterbrochen wird.
• Das Codesignal Vc wird einem der Eingänge eines Zwei-Eingangs-UND- Gatters 51 und das Signal S2 dem anderen Eingang des UND-Gatters 51 zugeführt, so daß das Codesignal Vc nur während des Abtastens der Symbolpositionen p6 bis p65 an den Ausgang des UND-Gatters 51 übertragen wird. Der Ausgang des UND-Gatters 51 wird einem der Eingänge des Zwei-Eingangs-UND-Gatters 53 über ein ODER-Gatter 52 zugeführt. Dem anderen Eingang des UND-Gatters 53 wird das impulsförmige Taktsignal cl zugeführt, so daß für jedes Codebit mit dem Logikwert "1" genau ein Impuls des Taktsignals an den Ausgang des UND-Gatters 53 übertragen wird (siehe Figur 5). Das Ausgangssignal des UND-Gatters 53 wirkt als Schreibsignal Vs für den Schreibkopf 47. Als Reaktion auf jeden Impuls des Schreibsignals Vs erzeugt der Schreibkopf 47 einen Strahlungsimpuls zur Belichtung der Schicht 6 über ein dem Durchmesser des Strahlungsbündels entsprechendes Gebiet, um dabei eine optisch detektierbare Änderung in diesem Gebiet zu erzeugen. Diese Gebiete bilden die elementaren Marken 54. Wie in Figur 5 zu erkennen ist, enthalten alle auf diese Weise gebildeten Aufzeichnungsmarken eine oder mehrere dieser elementaren Marken 54.
• Wenn der Zählerstand "1" erreicht ist, wird der Codewortbit-Strom am Ausgang der Codierschaltung 61 als Reaktion auf einen 1-0-Übergang im Signal S2 kurzzeitig unterbrochen, bis der Zählerstand "6" wieder erreicht ist und das Signal S2 wieder "1" wird. Wenn der Zählerstand "3" erreicht ist, wird das Signal S1 wieder "1". Da dieses Signal über das ODER-Gatter 52 auch dem UND-Gatter 53 zugeführt wird, wird beim Zählerstand "3" ein Taktimpuls des Taktsignals cl an den Lese-/Schreib-Kopf 47 übertragen, so daß bei jedem Zählerstand "3" in der Spur 4 eine elementare Marke 54 aufgezeichnet wird, die als Bezugsmarke 33 dient.
• Wenn die Spur 4 ausgelesen werden soll, kann der Lese-/Schreib-Kopf 47 in den Lesebetrieb gesetzt werden, indem die Intensität des Strahlungsbündels 46 auf einem konstanten Wert gehalten wird, der nicht ausreicht, um eine Änderung in der Schicht 6 zu erzeugen. Der Lese-/Schreib-Kopf 47 enthält einen optischen Detektor zur Detektion der in dem reflektierten Strahlenbündel von dem Aufzeichnungsmarken- Muster 8 in der Spur 4 bewirkten Modulation und zur Generierung eines Detektionssignals Vd mit einer dieser Modulation entsprechenden Signalstärke. Das Detektionssignal Vd wird einer Leseschaltung 55 zugeführt. Die Leseschaltung 55 umfaßt einen Komparator 56 mit einem nichtinvertierenden Eingang, dem das Detektionssignal Vd zugeführt wird und einem invertierenden Eingang, dem ein Bezugssignal, dessen Spannungspegel dem Entscheidungspegel Vref entspricht, zugeführt wird.
• Der Ausgang des Komparators 56 wird einem seriellen Dateneingang einen Serien-Parallel-Umsetzers 62a einer Decodierschaltung 57 zugeführt (siehe Figur 4b). Der Serien-Parallel-Umsetzer 62a wird von dem Taktsignal cl gesteuert, das dem Takteingang des Umsetzers 62a über ein Zwei-Eingangs-UND-Gatter 66a zugeführt wird. Das Signal S2 wird auch dem UND-Gatter 66a zugeführt, so daß das Ausgangssignal des Komparators 56 nur während der Zeit in den Umsetzer 62a eingelesen wird, in der dieses Ausgangssignal das zurückgewonnene Codesignal Vc' repräsentiert. Das Signal am Ausgang des Komparators 56 wird also in n-Bit-Codewörter umgesetzt, die in m-Bit-Informationswörter mit Hilfe eines Speichers 63a' beispielsweise einem ROM, umgesetzt werden. Als Reaktion auf das Taktsignal cl2', das über ein Zwei-Eingangs- UND-Gatter 68a zugeführt wird, werden die m-Bit-Informationswörter in einen Parallel- Serien-Umsetzer gelesen.
• Die so eingelesenen m-Bit-Informationswörter werden unter Steuerung eines Taktsignals cl3,' das dem Takteingang des Umsetzers 64a über ein Zwei-Eingangs-UND-Gatter 76a zugeführt wird, in das serielle binäre Informationssignal Vi' umgesetzt. Das Signal S2 wird auch den Gattern 67a und 68a zugeführt, so daß während des Zeitintervalls, in dem S2 anzeigt, daß die Symbolpositionen p1 bis p5 abgetastet werden, die Umsetzung unterbrochen wird. Die Taktsignale cl2' und cl3' werden aus dem Taktsignal cl in üblicher Weise mit Hilfe einer Steuerschaltung 65a abgeleitet, die so dimensioniert ist, daß die Frequenzen der Taktsignale cl2' und cl3' m/n-mal bzw. 1/n-mal so groß sind wie die Frequenz des Taktsignals cl.
• Um das Bezugssignal abzuleiten, enthält die Leseschaltung 55 eine Abtast- und-Halte-Schaltung 58 zum Abtasten des Detektionssignals zu Zeitpunkten, an denen die Mitte des Bündels 46 eine Position erreicht hat, die in einem nahezu dem halben Abstand zwischen den Symbolpositionen entsprechenden Abstand außerhalb des Zentrums der Bezugsmarke 33 liegt. Das Steuersignal für die Schaltung 58 kann aus dem Signal S1 durch Verzögerung des Signals S1 um eine dem halben Abstand zwischen den Symbolpositionen entsprechende Zeit mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung 60 abgeleitet werden. Der Pegel des Ausgangssignals der Schaltung 58 kann als Entscheidungspegel Vref verwendet werden. Geeigneterweise wird das Ausgangssignal der Schaltung 58 dem Komparator 56 über einen Tiefpaß 59 zugeführt.
• Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 59 ist ein Maß für das gewichtete Mittel der Abtastwerte des Detektionssignals, wobei der Einfluß der Bezugsmarken auf das Ausgangssignal umso geringer wird, je eher das Abtasten der Bezugsmarke stattgefunden hat. Der Vorteil einer solchen Mittelung liegt darin, daß der Einfluß einer fehlerhaft aufgezeichneten oder ausgelesenen Bezugsmarke auf den Bezugspegel minimal ist. Dem Fachkundigen wird deutlich sein, daß Mittelung auf verschiedene andere Weisen möglich ist als mit Hilfe eines Tiefpaßfilters, beispielsweise mit Hilfe eines mit einem geeigneten Mittelungsprogramm geladenen Mikrocomputers.
• Es sei bemerkt, daß es verschiedene andere Möglichkeiten gibt, den Entscheidungspegel aus den beim Abtasten der Bezugsmarken 33 erhaltenen Detektionssignal-Anteilen abzuleiten. Beispielsweise kann der Signalabtastwert des flachen Teils des Detektionssignals Vd kurz vor oder kurz nach dem Abtasten des Bezugsgebiets mit Hilfe einer ersten Abtast-und-Halte-Schaltung erhalten werden. Anschließend kann der maximale Signalwert beim Abtasten des Zentrums der Bezugsmarke 34 mit Hilfe einer zweiten Abtast-und-Halte-Schaltung bestimmt werden. Die Differenz der Ausgangssignale der Abtast-und-Halte-Schaltungen gibt die Höhe des in dem Detektionssignal Vd durch die Bezugsmarke 34 erzeugten Signalpeaks an. Der Entscheidungspegel kann aus dieser Peakhöhe durch Multiplikation des Signalwerts der Peakhöhe mit einem bestimmten Faktor abgeleitet werden. Da der Abstand zwischen den Symbolpositionen vom Radius abhängt (der Aufzeichnungsträger rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit) und somit auch die Größe der Augenöffnung des von der Detektionsgeschwindigkeit bestimmten Augendiagramms, ist es wünschenswert, den genannten Multiplikationsfaktor vom Radius abhängig zu machen, um einen optimalen Entscheidungspegel zu erhalten (d.d. das Zentrum der kleinsten Augenöffnung), so daß der Entscheidungspegel auf einen umso höheren Wert eingestellt wird, je kleiner der Abstand zwischen den Symbolpositionen wird, d.h. je dichter die auszulesende Spur bei der Plattenmitte liegt.
• Dies kann beispielsweise durch Anordnung eines Multiplizierers im Signalweg zwischen dem Ausgang des Filters 59 und dem Komparator 56 erreicht werden, um das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters mit einem radiusabhängigen Wert zu multiplizieren, der aus der radialen Position des Lese-/Schreib-Kopfes 47 in üblicher Weise mit Hilfe eines Positionsdetektors abgeleitet werden kann.
• Es sei bemerkt, daß, wenn der Entscheidungspegel zu dem Zeitpunkt aus dem Detektionssignalwert abgeleitet wird, zu dem sich das Abtastbündel auf der Hälfte des Symbolpositionsabstandes befindet, im Falle sehr hoher Informationsdichten der gewünschte Entscheidungspegel infolge von Intersymbolinterferenz höher sein sollte als der detektierte Wert. Im Falle eines plattenförmigen Aufzeichnungsträgers ist es dann auch günstig, eine radiusabhängige Korrektur an dem so detektierten Pegel anzubringen. Es sei auch bemerkt, daß im Prinzip die radiusabhängige Anpassung nicht erforderlich ist, wenn der Entscheidungspegel auf einen für den minimalen Symbolpositionsabstand geeigneten Wert eingestellt wird.
• In der in Figur 4 gezeigten Einrichtung wird der zyklische Zähler 43 von den Taktimpulsen cl aus dem Impulsgenerator 42 gesteuert. Der Zähler 43 kann jedoch auch von Taktimpulsen gesteuert werden, die von einem Festfrequenzoszillator geliefert werden, wobei der Motor mit Hilfe von Phasenregelschleifen-Techniken so gesteuert wird, daß die von dem Impulsgenerator 43 erzeugten Impulse mit den von dem Oszillator generierten Taktimpulsen synchron sind.
• Figur 6a zeigt eine Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers 1, der in Sektoren 70 unterteilt ist, die nur zum Teil in Figur 6a dargestellt sind. Diese Sektoren unterteilen die Spuren in die Segmente 71.
• Figur 6b zeigt eines der Segmente 71 in einem sehr vergrößerten Maßstab. Jedes Segment umfaßt eine feste Anzahl Symbolpositionen. Für den vorliegenden Aufzeichnungsträger ist diese Anzahl zu beispielsweise 264 gewählt worden.
• Der Abschnitt der Spur 4 mit den Symbolpositionen p1 bis p24 enthält ein vorgeformtes optisch detektierbares Steuersymbol 72, das beispielsweise voraufgezeichnetete Vertiefungen enthält. Das Steuersymbol und der zum Aufzeichnen des Informationssignals verwendete Code sind in solcher Weise aneinander angepaßt, daß das Muster aus den voraufgezeichneten Steuermarken 73, 74, 75 und 76 sich von dem Muster aus beim Aufzeichnen des Informationssignals gebildeten Aufzeichnungsmarken 8 unterscheidet.
• Wenn beispielsweise ein Code gewählt wird, für den die maximale Länge der zu bildenden Aufzeichnungsmarken 8 kleiner als die voraufgezeichnete Steuermarke 73 ist, kann das Steuersymbol 72 jederzeit von dem Muster der beim Aufzeichnen des Informationssignals gebildeten Aufzeichnungsmarken 8 unterschieden werden.
• Zur Steuerung des Lese- und Schreib-Prozesses sind Steuermarken 74, 75 und 76 gebildet worden. Auf welche Weise die erforderlichen Steuersignale aus den Steuermarken 74, 75 und 76 abgeleitet werden, soll im folgenden näher beschrieben werden.
• Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schreib- /Lese-Einrichtung zum Aufzeichnen und Auslesen eines Informationssignals in den bzw. aus dem in Figur 6 gezeigten Aufzeichnungsträger, wobei Teilen in Figur 6 entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen haben.
• Das von dem Lese-/Schreib-Kopf 47 gelieferte Detektionssignal Vd wird einer Detektionsschaltung 81 zur Detektion der Steuermarken 73 zugeführt, deren Länge elf Symbolpositionen entspricht. Die als Beispiel gezeigte Detektorschaltung 81 enthält einen pegelempfindlichen wiederauslösbaren monostabilen Multivibrator 95, der bei einem niedrigen Pegel an seinem Steuereingang immer wieder ausgelöst wird, so daß im Fall eines anhaltend niedrigen Pegels am Steuereingang das Ausgangssignal des Multivibrators "1" bleibt. Der monostabile Multivibrator 95 arbeitet so, daß nach Änderung des Pegels am Steuereingang von niedrig nach hoch das Ausgangssignal noch für ein 11,5 Symbolpositionen entsprechendes Zeitintervall "1" bleibt.
• Das Ausgangssignal der Detektorschaltung 81 wird einem monostabilen Multivibrator 96 und einem multistabilen Multivibrator 97 zugeführt, die als Reaktion auf einen 1-0-Übergang im Ausgangssignal des Multivibrators 95 einen positiven Impuls bzw. einen negativen Impuls erzeugen. Der positive und der negative Impuls werden einem UND-Gatter 97a zugeführt. Die Impulsdauern der positiven und negativen Impulse sind so gewählt, daß am Ausgang des UND-Gatters 97 während des Zeitintervalls, das mindestens das Abtasten der Steuermarke 74 bei den Symbolpositionen 16 und höchstens das Abtasten der Symbolpositionen p13 bis p18 einschließt, ein Steuersignal erzeugt wird. Das Steuersignal Sm am Ausgang der Detektorschaltung 81 wird einem Steuereingang eines elektronischen Schalters 83 zugeführt, der auf das Steuersignal anspricht, um das Detektionssignal Vd einem Impulsformer 84, beispielsweise einem pegelempfindlichen monostabilen Multivibrator zuzuführen.
• Auf diese Weise wird am Ausgang des Impulsformers 84 als Reaktion auf das Abtasten der Steuermarke 74 ein Impuls generiert. Dieser Impuls wird einem Phasendetektor 85 einer Phasenregelschleife zugeführt, die außerdem ein Schleifenfilter 86, einen spannungsgesteuerten Oszillator 87 und einen Frequenzteiler in Form eines zyklischen Zählers 43a umfaßt, der einmal pro Zählzyklus dem Phasendetektor 85 einen Impuls zuführt. Der Zählbereich des Zählers 43a entspricht der Anzahl Symbolpositionen innerhalb der Spursegmente 71, so daß der Stand des Zählers 43a immer die momentan abgetastete Symbolposition innerhalb des Spursegments 71 angibt. Die Ausgangssignale des Zählers 43a werden über einen Bus 44a einer Gatterschaltung 45a zugeführt, welche Gatterschaltung fünf Signale S1', S2', S3, S4 und S5 aus dem Zählerstand in üblicher Weise ableitet, so daß das Signal S1' für den Zählerstand, der angibt, daß die Symbolposition p23 abgetastet wird, "1" ist, das Signal S2' für jene Zählerstände, die angeben, daß die Symbolpositionen p25 bis p264 abgetastet werden, "1" ist, das Signal S3 für den Zählerstand, der angibt, daß die Symbolposition p19 abgetastet wird, "1" ist, das Signal S4 für den Zählerstand, der angibt, daß die Symbolposition p21 abgetastet wird, "1" ist und S5 für den Zählerstand, der angibt, daß die Symbolposition p14 abgetastet wird, "1" ist.
• In gleicher Weise, wie die Schreibschaltung in der anhand von Figur 4 beschriebenen Ausführungsform von den Signalen S1, S2 und cl gesteuert wird, wird die Leseschaltung 48 in der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform von den Signalen S1', S2' und cl gesteuert, wobei das Signal cl das Ausgangssignal des Oszillators 87 ist.
• Die Steuerung der Leseschaltung 55 durch die Signale cl, S1' und S2' ist ebenfalls gleichartig der Steuerung der Schreibschaltung 55 durch die Signale cl1, S1 und 52 in der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform.
• Die Signale S3, S4 und S5 werden zur Bestimmung der Abtastzeitpunkte für die abtastenden Spurfolge- und Fokussierungs-Servosteuerungen verwendet.
• Die abtastende Servosteuerung für die Spurfolge enthält eine erste (88) und eine zweite (89) Abtast-und-Halte-Schaltung, der das Detektionssignal Vd zugeführt wird. Die Ausgänge der Schaltungen 88 bzw. 89 werden mit dem invertierenden Eingang bzw. dem nichtinvertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 90 verbunden. Die Schaltung 88 wird von dem Signal 53 gesteuert, das den Abtastzeitpunkt der Steuermarke 75 bei der Symbolposition p19 angibt.
• Die Schaltung 89 wird von dem Signal 54 gesteuert, das den Abtastzeitpunkt der Steuermarke 76 bei der Symbolposition p21 angibt.
• Die Steuermarke 75 liegt außerhalb der Mitte 91 der Spur 4. Die Steuermarke 76 liegt außerhalb der Mitte 91 in entgegengesetzter Richtung.
• Das Ausgangssignal am Ausgang des Differenzverstarkers 90, das die Differenz im Detektionssignal Vd bei den Abtastzeitpunkten der Steuermarken 75 und 76 angibt, ist also ein Maß für den Spurfolgefehler.
• Das Ausgangssignal wird einer Steuerschaltung 92 zugeführt, die in üblicher Weise ein Steuersignal aus dem Spurfolgefehler ableitet, welches Steuersignal dem Schreib-/Lese-Kopf 47 zugeführt wird, um das Bündel 46 auf der abzutastenden Spur 4 zentriert zu halten.
• Die abtastende Servosteuerung, zum Fokussierthalten des Strahlungsbündels 46 auf der Schicht 6, enthält ein Fokusfehlerdetektionssystem eines üblichen Typs, beispielsweise ein in dem Schreibkopf 47 untergebrachtes astigmatisches Fokusfehlerdetektionssystem, zur Erzeugung eines Fokusfehlersignals. Das Fokusfehlersignal wird einer Abtast-und-Halte-Schaltung 93 zugeführt, die von dem Steuersignal S5 gesteuert wird, das den Zeitpunkt angibt, zu dem ein flacher Teil der Schicht 6 am Ort der Symbolposition p14 abgetastet wird. Das Ausgangssignal der Abtast-und-Halte-Schaltung 93 wird einer Steuerschaltung 94 zugeführt, die ein Steuersignal aus dem abgetasteten Fokusfehlersignal ableitet, um das Bündel 46 auf der Schicht 6 fokussiert zu halten.
• Die in Figur 7 gezeigte Ausführungsform der Schreib-/Lese-Einrichtung, die die Verwendung von Bezugsmarken zur Bestimmung des Entscheidungspegels mit der Verwendung der abtastenden Servosysteme und der Verwendung von Schaltungen zum Ableiten des Taktsignals aus den Steuersymbolen 72 kombiniert, hat den Vorteil, daß das zum Aufzeichnen der Information verwendete Muster aus Aufzeichnungsmarken 8 keinerlei Einfluß auf die Erzeugung des Taktsignals, die Spurfolgesteuerung, die Fokusregelung und die Ableitung des Entscheidungspegels hat. Daher ist die Zahl dem Code aufzueriegender Anforderungen minimal, was bedeutet, daß Codeklassen verwendet werden können, die eine sehr hohe Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger möglich machen.
• Die Erfindung ist anhand eines in Reflexion auszulesenden Aufzeichnungsträgers beschrieben worden, aber es ist offensichtlich, daß sie ebenso für Aufzeichnungsträger, die in Transmission gelesen werden, verwendet werden kann.
• Eine geeignete Klasse von Codes, mit denen eine hohe Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger erhalten werden kann, schließt die Codes ein, in denen das Informationssignal in Codebits enthaltende Codewörter umgesetzt wird, wobei die Anzahl Codebits mit einem ersten Logikwert, beispielsweise "1", variabel ist, die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit diesem Logikwert innerhalb des Codewortes mindestens gleich P ist, und die Anzahl Gruppen von mindestens P aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert innerhalb jedes Codes durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem anderen Logikwert voneinander getrennt sind, wobei Q größer als P ist. Ein solches Codewort kann mit Hilfe von Codesymbolen mit einer Anzahl äquidistanter Symbolpositionen aufgezeichnet werden, die gleich der Anzahl Bits des Codewortes ist, wobei ein Bit mit dem ersten Logikwert durch eine elementare Marke 54 dargestellt wird, die sich auf einer Symbolposition befindet, die der Bitposition innerhalb des betreffenden Codewortes entspricht. Bei den Symbolpositionen, die Bitpositionen von Bits mit dem zweiten Logikwert "0" entsprechen, wird keine elementare Marke gebildet.
• Figur 8 zeigt, als Beispiel, für P gleich 1 und Q gleich 2 ein mögliches Codewort 200 und ein auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnetes und dem Codewort 200 entsprechendes Codesymbol 201. Die "1"-Bits auf den Bitpositionen b2, b3, b4, b7 und b11 werden durch elementare Marken 54 dargestellt. Wie vorstehend schon beschrieben, können die elementaren Marken mit Hilfe eines Strahlungsimpulses gebildet werden. Es sei bemerkt, daß bei hohen Informationsdichten der Durchmesser der elementaren Marke 54 größer als der Abstand zwischen den Symbolpositionen ist.
• Um die Informationsdichten für verschiedene Codes zu vergleichen, ist es üblich, die Größen der kleinsten Augenöffnungen in den mit Hilfe des Detektionssignals Vd erhaltenen Augendiagrammen zu vergleichen. Figur 9 zeigt eine solche Augenöffnung für ein Detektionssignal Vd, das erhalten wird, wenn das Informationssignal uncodiert aufgezeichnet wird. Ein derartiges Augendiagramm wird erhalten, indem verschiedene Teile des Detektionssignals in einer solchen Weise übereinander aufgezeichnet werden, daß die Phasenbeziehung zwischen dem Detektionssignal und dem Kanal-Taktsignal aufrechterhalten bleibt. Die günstigsten Momente, um den Logikwert eines Bits des zurückzugewinnenden Codewortes zu bestimmen, sind die Zeitpunkte, bei denen die Augenöffnung maximal ist. Diese Zeitpunkte werden in Figur 9 durch die Ziffern "1" bis "8" angedeutet und entsprechen den Zeitpunkten, zu denen die Mitte des Abtastbündels mit einer Symbolposition zusammenfällt. Das Zeitintervall zwischen diesen Zeitpunkten entspricht demzufolge dem Abstand zwischen den Symbolpositionen. In Figur 8 ist dieser Abstand ungefähr 1 um.
• Um den Logikwert jedes Codebits zu bestimmen, wird das Detektionssignal Vd mit dem Bezugspegel Vref verglichen. Das heißt, daß die Zuverlässigkeit dieses Prozesses abnimmt, je kleiner die Augenöffnung wird. Die Größe der kleinsten Augenöffnung in dem Augendiagramm ist ein geeignetes Kriterium für die Zuverlässigkeit (in Figur 9 wird sie mit dem Pfeil 102 angedeutet).
• Wenn der Abstand zwischen den Symbolpositionen abnimmt, steigt die Informationsdichte an, aber die Größe der Augenöffnungen und damit die Zuverlässigkeit nimmt ab. Zur Erläuterung zeigt Figur 10 ein Augendiagramm für den Fall, daß der Abstand zwischen den Symbolpositionen im Vergleich zu der Situation in Figur 9 um ungefähr 50% abgenommen hat.
• Figur 11 zeigt für mehrere Codes die kleinsten Augenöffnungen Emin als Funktion des Inversen der Informationsdichte DEN.
• Die kleinste auftretende Augenöffnung wird als Prozentsatz der Differenz zwischen der maximalen Signalstärke Dmax und der minimalen Signalstärke Dmin des Detektionssignals Vd ausgedrückt. Die Informationsdichte wird durch die Anzähl belegte um pro Bit des Informationssignals Vi ausgedrückt.
• Die angegebenen Beziehungen gelten für den Fall, daß der FWHM-Wert (FWHM: full width at half maximum, Halbwertsbreite) in dem Detektionssignal beim Abtasten einer frei liegenden Einheitsmarke 1,0 um entspricht. Zur Erläuterung zeigt Figur 12 das beim Abtasten der frei liegenden elementaren Marke 54 erhaltene Detektionssignal Vd. In Figur 12 ist die Verlagerung des Strahlungsbündels relativ zu der elementaren Marke 54 horizontal aufgetragen und die Signalstarke des Detektionssignals Vd vertikal. Der FWHM-Wert gibt den Abstand zwischen den Punkten an, bei denen die Signalstärke halb so groß wie die maximale Signalstärke ist.
• In Figur 11 geben die Kurven 110, 111 und 112 die Beziehung zwischen der kleinsten Augenöffnung Emin und der Informationsdichte für P gleich 1 und für Q gleich 2, 3 bzw. 4 wieder.
• Zur Erläuterung gibt die Kurve 113 die Beziehung zwischen der kleinsten Augenöffnung und der Informationsdichte wieder, für den Fall, daß das Informationssignal uncodiert aufgezeichnet worden ist. Die Kurve 115 gibt die Informationsdichte für den Fall wieder, daß die Informationswörter entsprechend dem in GB 2.198.670 beschriebenen 4/15-Code codiert sind.
• Aus Figur 11 ist offensichtlich, daß die vorstehend beschriebene Codeklasse es möglich macht, die Informationsdichte erheblich zu erhöhen. Die in Figur 11 wiedergegebenen Kurven gelten für den Fall, daß das Codesignal optimal codiert ist, d.h. das Verhältnis R zwischen der Anzahl Informationsbits und der Anzahl Codebits ist maximal. Wenn P gleich 1 ist, kann dieser Maximalwert η mit Hilfe der folgenden Beziehungen bestimmt werden:
• η = lim 1/n log&sub2; N (n, Q)
• N(n, Q) = 2N(n-1, Q)-N(n-2, Q)+N(n-Q-1, Q) (für n ≥ Q + 2).
• Wenn P nicht gleich 1 ist, kann die Zahl N mit Hilfe der folgenden Beziehung gefunden werden:
• N(n, P, Q) = 2N(n-1, P, Q)-N(n-2, P, Q)+N(n-P-Q, P, Q) (für n ≥ P+Q+1)
• worin n die Bitanzahl des Codewortes und N die Anzahl verschiedener Codewörter ist.
• Tabelle 1 gibt das maximale Verhältnis (r) für Q=2, 3, 4 und 5 wieder. TABELLE 1
• Bei einem üblichen Codierverfahren werden Informationswörter mit einer festen Bitanzahl, beispielsweise 8, in Codewörter mit einer festen Bitanzahl umgesetzt.
• Um die Länge der Codewörter bestimmen zu können, gibt Tabelle 2 die Anzahl unterschiedlicher Codewörter als Funktion der Bitanzahl (n) des Codewortes für Q=2, 3, 4 und 5 wieder. TABELLE 2
• Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß, wenn die Länge des Informationswortes 8 Bits beträgt (und Q gleich 2, 3, 4 oder 5 ist), die Länge des Codewortes mindestens 10, 11,12 oder 13 sein muß, um jedem der 256 unterschiedlichen 8-Bit-Informationswörtern ein einmaliges Codewort zuweisen zu können. Zur Erläuterung zeigen die Figuren 21, 22 und 23 alle verfügbaren Codewörter für (n=10, Q=2), (n=11, Q=3) bzw. (n= 12, Q=4). Die Anzahl verfügbarer Codewörter in den Figuren 21, 22 und 23 ist immer größer als die für den Fall, daß das Informationswort 8 Bits lang ist, benötigten 256, so daß jedem Informationswort ein eindeutiges Codewort zugewiesen werden kann.
• Zusätzlich zu der Forderung, daß die Anzähl aufeinanderfolgender "0"- Bits innerhalb des Codewortes mindestens Q ist, ist es häufig auch wünschenswert, daß die Anzahl aufeinanderfolgender "0"-Bits auch an den Grenzen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Codewörtern mindestens gleich Q ist. Die Forderung kann leicht erfüllt werden, indem jedem Codewort eine Anzahl "0"-Bits hinzugefügt wird. Für Q = 2 bedeutet das, daß jedes 8-Bit-Informationswort in ein 12-Bit-Codewort umgesetzt wird.
• Das Verhältnis zwischen der Informationsbitanzahl und der Codebitanzähl wird dann 8/12 = 0,666.
• Das bedeutet, daß die Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger um 18% geringer ist als die in Figur 11 angegebene Informationsdichte für Q = 2. Die Informationsdichte ist dann geringfügig kleiner als die Informationsdichte für den Fall, daß das Informationssignal uncodiert aufgezeichnet wird. Dennoch ist Codierung vorzuziehen, da nicht alle verfügbaren Codewörter für die Aufzeichnung benötigt werden. Die nicht verwendeten Codewörter können dann als Steuerwörter für beispielsweise Synchronisationscodes verwendet werden.
• Ein größerer Wert für R kann erhalten werden, wenn dem Code nur 1 Bit hinzugefügt wird, wobei der Logikwert des zusätzlichen Bits von dem ersten Bit des folgenden Codewortes und dem letzten Bit des vorangegangen Codewortes in einer solchen Weise abhängt, daß die Minimalforderung für die Anzahl aufeinanderfolgender "0"-Bits immer erfüllt ist.
• Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Komplexität der Codier- und Decodierschaltungen dadurch zunimmt.
• Eine andere Lösung zur Verringerung der Anzähl Codebits liegt darin, nur solche Codewörter zuzulassen, die mit P "1"-Bits oder mit Q "0"-Bits beginnen und die außerdem mit P "1"-Bits oder mit Q "0" -Bits enden. Ein solcher Code soll im folgenden als verkettbarer Code bezeichnet werden.
• Die Zahl N, die diese Forderung erfüllt, kann aus der folgenden Beziehung abgeleitet werden:
• N(n,P,Q)=N(n-(P+Q-2),P,Q) mit n ≥ P+Q-1 (2)
• Dies bedeutet, daß, bei Verwendung von 8-Bit-Informationswörtern und P= 1 und Q gleich 2, 3, 4 oder 5, ein verkettbarer 11-Bit-, 13-Bit-, 15-Bit- bzw. 17-Bit-Code erhalten wird.
• Figur 13 zeigt alle verschiedenen (351) verkettbaren Codewörter für Q=2 und 8-Bit-Informationswörter. Aus diesen Codewörtern können 256 Codewörter selektiert werden. Außerdem zeigen die Figuren 24 und 25 zur Erläuterung alle verfügbaren verkettbaren Wörter für (Q=3, n=13) bzw. (Q=4, n=15).
• Die Anzahl unterschiedlicher Codewörter in Figur 24 beträgt 305, und die Anzahl unterschiedlicher Codewörter in Figur 25 beträgt 296 (siehe auch Tabelle 2). Eine Klasse von Codes mit einem Verhältnis R, das sogar dichter bei dem Maximalwert liegt, soll im folgenden für den Fall, daß Q gleich 2 ist, beschrieben werden.
• Für diesen Code wird das Informationssignal in 4-Bit-Wörter aufgeteilt. Eine erste Gruppe von 4-Bit-Informationswörtern wird auf verkettbare 5-Bit-Codewörter abgebildet. Aus Tabelle 2 und Beziehung 2 folgt, daß es 12 unterschiedliche verkettbare 5-Bit-Codewörter gibt. Da es 16 unterschiedliche 4-Bit-Informationswörter gibt, bedeutet dies, daß für vier 4-Bit-Informationswörter kein Codewort vorhanden ist. Bei der Codierung werden diese restlichen 4-Bit-Informationswörter mit einem anderen 4-Bit- Informationswort zu einem 8-Bit-Informationswort kombiniert. Die Anzähl unterschiedlicher 8-Bit-Informationswörter ist 4 2&sup4; = 64. Diese 8-Bit-Informationswörter werden auf verkettbare 10-Bit-Codewörter abgebildet, von denen es 200 verschiedene gibt (entsprechend Tabelle 2). Die Codewortkombinationen, die aus den verkettbaren 5- Bit-Codewörtern gebildet werden können, sind jedoch nicht verwendbar, so daß nur 56 verkettbare 10-Bit-Codewörter für die Abbildung von 8-Bit-Informationswörtern verwendet werden können. Das heißt, daß acht 8-Bit-Informationswörter übrigbleiben. Diese 8-Bit-Informationswörter werden mit einem 4-Bit-Informationswort kombiniert, was zu 12-Bit-Informationswörtern führt. Die Anzahl unterschiedlicher 12-Bit-Informationswörter ist 8 2&sup4; = 128. Diese 12-Bit-Subwörter werden auf verkettbare 15-Bit- Codewörter abgebildet, von denen es 3329 gibt. Die bereits von den verkettbaren 5-Bit- Codewörtern gebildeten 15-Bit-Codewörter und die verkettbaren 10-Bit-Codewörter können hierfür nicht verwendet werden. Es gibt 3072 derartige Wörter, so daß 257 verkettbare 15-Bit-Codewörter zur Verfügung stehen, was für die Abbildung der 128 12-Bit-Informationswörter mehr als ausreichend ist.
• Der vorstehend beschriebene Code soll im folgenden als synchroner Code bezeichnet werden. In diesem synchronen Code ist das Verhältnis R zwischen der Informationsbitanzahl und der Codebitanzahl 0,8, so daß es sich dem Maximalwert (η) von 0,8114 stark annähert.
• In gleicher Weise wie im Vorstehenden kann ein synchroner Code für Q=3 gefunden werden, für den Subwörter aus 2, 4 oder 6 Bits auf verkettbare 3-, 6- oder 9-Bit-Codewörter abgebildet werden. Figur 14 zeigt die 2-, 4- und 6-Bit-Informationswörter (IW), in die das Informationssignal unterteilt werden kann, sowie die zugehörigen 3-, 6- und 9-Bit-Codewörter (CW) für Q=3.
• Wenn ein sychroner Code für Q=4 in der vorstehend beschriebenen Weise abgeleitet wird, zeigt sich, daß es notwendig ist, das Informationssignal in 3-, 6-, 9- oder 12-Bit-Subwörter zu unterteilen, die auf 5-, 10-, 15- oder 20-Bitcodewörter abgebildet werden. In diesem Fall werden alle (4) verfügbaren verkettbaren 5-Bit-Codewörter verwendet. Wenn jedoch nur 3 der 4 verfügbaren Codewörter verwendet werden, dann zeigt sich, daß für jede Kombination von neun Informationsbits eine Kombination von 15-Bit-Codewörtern gefunden werden kann, so daß das Informationssignal nur in 3-, 6- und 9-Bit-Subwörter unterteilt zu werden braucht.
• Figur 15 zeigt zur Erläuterung die Unterteilung in 2-, 4- und 6-Bit-Informationswörter für ein beliebiges Informationssignal Vi. Figur 15 gibt auch das resultierende Codesignal Vc wieder. Das erste Informationswort IW1 folgen, enthalten die Bitkombination "10", für die es kein 3-Bit-Kombination kombiniert, was zu "1011" führt, wofür auch kein Codewort vorhanden ist. Daraufhin wird diese Kombination wiederum um zwei Bits erweitert, was die Bitkombination "101100" ergibt. Diese Kombination ist ein zulässiges 6-Bit-Informationswort (IW2), das in das Codewort CW2 mit der Bitkombination "0000100001" umgesetzt wird. In entsprechender Weise wird der Rest des Informationssignals in die Informationswörter IW3, IW4, IW5, IW6 und IW7 unterteilt. Die Grenzen zwischen den Codewörtern können folgendermaßen bestimmt werden. Zuerst wird das Codesignal Vc in 3-Bit-Gruppen unterteilt, aus denen 3-, 6- oder 9-Bit-Codewörter abgeleitet werden können. Da die Codewörter verkettbar sind, bildet die Grenze zwischen zwei aufeinanderfolgenden 3-Bit-Gruppen eine Codewortgrenze, wenn die erste 3-Bit-Gruppe mit genau einem "1"-Bit (P = 1) oder mit drei "0"- Bits (Q=3) endet und außerdem die zweite 3-Bit-Gruppe mit genau einem "1"-Bit oder mit drei "0"-Bits beginnt. Diese Kombinationen (000.1; 1.000; 000.000; 1.1) treten an den Grenzen zwischen innerhalb der Codewörter liegenden 3-Bit-Gruppen nicht auf. Dies liegt daran, daß bei Selektion der 6- und 9-Bit-Codewörter die Bedingung erfüllt sein muß, daß sie nicht aus bereits verwendeten verkettbaren 3-Bit- und/oder 6-Bit- Codewörtern gebildet werden können.
• Das Verhältnis R zwischen der Informationsbitanzahl und der Codebitanzahl ist in dem zuletzt genannten synchronen Code 0,6667, ein Wert der sich dem maximal erreichbaren Wert (η) von 0,6942 stark annähert. Figur 16 zeigt auch den synchronen Code für Q=5.
• Figur 17a zeigt eine Ausführungsform der Codierschaltung 61 für synchrone Codierung. Die Codierschaltung 61 enthält einen von einem Taktsignal cl2* gesteuerten 6-Bit-Serien-Parallel-Umsetzer 120, dessen Ausgangssignale an den Parallelausgängen den Adreßausgängen A1, ...A6 eines Speichers 121 zugeführt werden, beispielsweise einem Festwertspeicher (ROM). Die Ausgangssignale des Speichers 121 werden in zwei Gruppen unterteilt. Eine erste Gruppe von Ausgangssignalen 01, ..., 09 wird den Parallel-Eingängen eines von dem Taktsignal cl gesteuerten Parallel-Serien- Umsetzers 122 zugeführt. Diese Gruppe von Ausgangssignalen 01, ..., 09 stellt die Codewörter dar. Eine zweite Gruppe von Ausgangssignalen 0T wird den Parallel-Eingängen eines von dem Taktsignal cl gesteuerten ABWÄRTS-Zählers 123 zugeführt. Diese zweite Gruppe von Ausgangssignalen stellt einen die Bitanzahl des Ausgangscodewortes anzeigenden Code dar.
• Figur 17b erläutert die Beziehung zwischen den Adreßsignalen A1,..., A6, den Ausgangssignalen 01, ..., 09 und den Ausgangssignalen 0T. Der Zählerstand des ABWÄRTS-Zählers 123 wird einem Zählerstanddetektor 124 zugeführt, der bei Erreichen des Zählerstandes "0" ein logisches "1"-Signal erzeugt, das einem Eingang eines Drei-Eingangs-UND-Gatters 128 zugeführt wird. Das Taktsignal cl3* und das Signal S2 werden den anderen Eingängen des UND-Gatters 128 zugeführt.
• Der Ausgang des UND-Gatters 128 dient als Ladesignal für den Parallel- Serien-Umsetzer 122 und den ABWÄRTS-Zähler 123.
• Die Codierschaltung 61 enthält außerdem eine Steuerschaltung 125, die in üblicher Weise die Taktsignale cl2* und cl3* aus dem Taktsignal cl ableitet. Die Beziehung zwischen den Taktsignalen cl' cl2* und cl3* wird in Figur 17c wiedergegeben. Die Frequenzen der Taktsignale cl2* und cl3* sind gleich 2/3 und 1/3 der Frequenz des Taktsignals cl. Weiterhin geben t1, ..., t4 eine Anzahl Zeitpunkte innerhalb der Periodendauer von cl an.
• Die Codierschaltung 61 enthält auch UND-Gatter 126 und 127 zum Sperren der jeweiligen Taktsignale cl und cl2*, wenn das Signal S2 gleich "0" ist.
• Die Codierschaltung 61 arbeitet folgendermaßen. Als Reaktion auf die Taktimpulse des Taktsignals cl2* wird das Informationssignal Vi eingelesen. Es soll angenommen werden, daß zum Zeitpunkt t4 der Zählerstand TS Null ist und die Bits b1, ..., b6 des in den Umsetzer 120 gelesenen Informationswortes "001011" sind (dieser Fall wird in der ersten Zeile von Figur 17d wiedergegeben). Beim nächsten Taktimpuls cl3* wird das durch die Bits b1 und b2 in dem Umsetzer 120 bestimmte Codewort "000" dem Parallel-Serien-Umsetzer 122 zugeführt. Außerdem wird der ABWÄRTS-Zähler 123 mit dem Zählerstand "3" geladen. Bei jedem Taktimpuls cl werden die Codebits c2, ..., c9 in dem Parallel-Serien-Umsetzer 122 um eine Position verschoben, und das Bit cl wird als Codesignalbit ausgelesen. In der Zwischenzeit werden die Bits des Informationssignals Vc bei 2/3 der Frequenz, mit der die Codesignalbits ausgegeben werden, in den Serien-Parallel-Umsetzer 120 geladen, so daß für jeweils drei ausgelesene Codebits zwei Informationsbits eingelesen werden. Sobald alle Bits des Codewortes in dem Umsetzer 122 ausgelesen worden sind, ist der Zählerstand des ABWÄRTS-Zählers 123 Null geworden und der Umsetzer 122 wird mit einem neuen Codewort geladen, dessen Länge von der Bitkombination bl, ..., b6 in dem Umsetzer 120 abhängt. Auf diese Weise wird das in Figur 15 dargestellte Informationssignal in das zugehörige Codesignal Vc umgesetzt, wie in Figur 17d gezeigt wird.
• Figur 18 zeigt eine Ausführungsform einer Decodierschaltung 57 zur Decodierung eines synchron codierten Codesignals Vc.
• Die abgebildete Decodierschaltung 57 enthält eine (in Figur 18 nicht abgebildete) Schaltung zur Erzeugung der Taktsignale cl2* und cl3*, entsprechend der für die Codierschaltung beschriebenen Steuerschaltung 125. Die Decodierschaltung 57 enthält außerdem einen 12-Bit-Serien-Parallel-Umsetzer 130 für die serielle Eingabe des Codesignals Vc unter Steuerung des Taktsignals cl. Die Signale an den Parallel-Ausgängen q1, ..., q12 werden in zwei Gruppen unterteilt. Die erste Gruppe enthält die Ausgangssignale Ac1, ..., Ac3 an den Ausgängen q12, ..., q10. Die zweite Gruppe enthält die Ausgangssignale c1, ..., c9 an den Ausgängen q9, ..., q1.
• Die Signale c1, c2, c3 werden einem Speicher 131 als Adreßsignale zugeführt, beispielsweise einem ROM. Die Signale c1, ..., c6 werden einem zweiten Speicher 132 als Adreßsignale zugeführt. Die Signale c1, ..., c9 werden einem dritten Speicher 133 als Adreßsignale zugeführt. Die Beziehung zwischen den Adreßsignalen und den jeweiligen Ausgangssignalen IA, IB, IC der Speicher 131, 132, 133 wird in den Figuren 19a, 19b, 19c wiedergegeben. Die Ausgangssignale IA, IB, IC werden einer Drei-Eingangs-Multiplexschaltung 134 zugeführt. Die Ausgangssignale der Multiplexschaltung 134 werden einem Parallel-Serien-Umsetzer 135 zugeführt, der von dem Taktsignal cl2* gesteuert wird. Die Decodierschaltung 57 enthält weiterhin einen Grenzdetektionsschaltkreis (siehe Figur 18a), der aus den Signalen Ac1, Ac2, Ac3 und c1, ..., c9 ableitet, ob die in Figur 20 angegebenen Grenzen 140, 141, 142 zwischen den Signalen den Grenzen zwischen aufeinanderfolgenden Codewörtern entsprechen. Das Signal g1 = (( )+Ac3) (( )+c1) gibt an, ob die Grenze 140 eine Codewortgrenze ist. Das Signal g2 = (( )+c3)+(( )+c4) gibt an, ob die Grenze 141 eine Codewortgrenze ist. Das Signal g3 = (( )+c6) (( )+c7) gibt an, ob die Grenze 142 eine Codewortgrenze ist. Mit Hilfe der in Figur 18b abgebildeten Gatterschaltung wird festgestellt, ob die Signale c1, c2, c3 ein 3-Bit-Codewort bilden. Dies ist dann der Fall, wenn die Grenzen 140 und 141 Codewortgrenzen sind. Das Signal SI2=g1 g2 gibt an, ob c1, c2, c3 ein 3-Bit-Codewort bilden.
• Die Schaltung in Figur 18c bestimmt, ob die Signale c1, ..., c6 ein 6-Bit- Codewort bilden. Dies ist dann der Fall, wenn die Grenzen 140 und 142 Codewortgrenzen sind und außerdem die Grenze 141 keine Codewortgrenze ist. Das Signal SI4=g1 g3 gibt an, ob c1, ..., c6 ein 6-Bit-Codewort bilden.
• Die Schaltung in Figur 18d bestimmt, ob die Signale c1, ..., c9 ein 9-Bit- Codewort bilden. Dies ist dann der Fall, wenn die Grenze 140 Codewortgrenze ist und die Grenzen 141 und 142 nicht. Das Signal SI6=g1 gibt an, ob die Signale c1, ..., c9 ein 9-Bit-Codewort bilden. Die Signale SI2, SI4 und SI6 werden einem ODER- Gatter 136 zugeführt. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 136 wird einem Drei-Eingangs-UND-Gatter 137 zugeführt. Das Signal 52 und das Taktsignal cl3* werden den anderen Eingängen des UND-Gatters 137 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND- Gatters 137 wird dem Parallel-Ladeeingang des Parallel-Serien-Umsetzers 135 als Parallel-Ladesignal zugeführt. Die Decodierschaltung 57 enthält außerdem UND-Gatter 138 und 139, um die Zuführung der Signale cl2* und cl zu den Umsetzern 130 bzw. 135 zu blockieren.
• Die in Figur 18 abgebildete Decodierschaltung 57 arbeitet folgendermaßen.
• Die Bits des Codesignals Vc werden seriell in den Umsetzer 130 geladen. Mit Hilfe des in Figur 18a abgebildeten Grenzdetektorschaltkreises und der Schaltungen aus Figur 18b, c und d wird festgestellt, ob ein 3-, 6- oder 9-Bit-Codewort umgesetzt werden soll. Je nach Länge des Codewortes werden dem Parallel-Serien-Umsetzer 135 entweder die Ausgangssignale IA des Speichers 131 (für 3-Bit-Codewörter), die Ausgangssignale IB des Speichers 132 (für 6-Bit-Codewörter) oder die Ausgangssignale IC des Speichers 133 (für 9-Bit-Codewörter) zugeführt.
• Die Speicher 131, 132 und 133 werden mit solchen Nachschlagetabellen geladen, daß sie ein 3-Bit-, 6-Bit- oder 9-Bit-Codewort am Adreßeingang in das zugehörige 2-Bit-, 4-Bit- oder 6-Bit-Subwort des Informationssignals Vi umsetzen. Das so in den Parallel-Serien-Umsetzer 135 geladene Subwort wird unter der Steuerung des Taktsignals cl2* seriell ausgelesen. Wenn das vollständige Subwort einmal ausgelesen ist, wird der Parallel-Serien-Umsetzer mit dem folgenden Subwort geladen. Mögliche Fehler in dem detektierten Codesignal können durch einen zusätzlichen, von dem Taktsignal cl3* gesteuerten Zähler erkannt werden, der nach jeder Blockgrenzendetektion auf Null gesetzt wird und ein Fehlererkennungssignal liefert, wenn der Zählerstand "3" erreicht und außerdem bis dahin keine Codewortgrenze detektiert worden ist. Die in den Figuren 17 und 18 abgebildeten Codier- und Decodierschaltungen sind als Hardware- Schaltungen aufgebaut. Natürlich können solche Codierungen und Decodierungen auch mittels einer programmierbaren Schaltung, beispielsweise eines Mikrocomputers, ausgeführt werden. Wenn, wie beispielsweise in den in Figur 16 abgebildeten Codewörtern, Q größer als die Bitanzahl des kleinsten auftretenden Codewortes ist, dann können die Detektionskriterien zur Bestimmung der Codewortgrenzen, mit denen festgestellt wird, ob die Bitfolge für die mögliche Codewortgrenze mit Q-1 logischen "1"-Bits oder mit einem logischen "1"-Bit und außerdem die Bitfolge nach der möglichen Codewortgrenze mit Q-1 logischen "0"-Bits beginnt oder mit genau einem logischen "0"-Bit beginnt, nicht einfach angewendet werden.
• Die Grenzen zwischen einer Folge aufeinanderfolgender Codewörter der in Figur 16 abgebildeten Gruppe kann folgendermaßen bestimmt werden. Nach Detektion einer Grenze zwischen Codewörtern wird ein Zähler auf Null gesetzt. Anschließend wird die in der Bitfolge aufeinanderfolgenden Codewörter zwei Bitpositionen weiter liegende mögliche Grenze auf ihre Gültigkeit überprüft. Außerdem wird bei jeder neuen Überprüfung hinsichtlich der möglichen Grenze (d.h. nach jeder Verschiebung um zwei Bits) der Zählerstand um Eins erhöht. Für den Zählerstand 1 oder 2 wird festgestellt, ob das letzte Bit für die mögliche Codewortgrenze ein logisches "1"-Bit ist. Im Falle eines positiven Ergebnisses der Überprüfung wird die mögliche Grenze als Codewortgrenze akzeptiert. Im Falle eines negativen Ergebnisses wird die mögliche Grenze verworfen. Für den Zählerstand 3 werden auch die beiden Bits überprüft, die jetzt auf die mögliche Grenze folgen. Wenn zwei Bits eine "01"-Kombination bilden, wird die mögliche Grenze verworfen. Für den Zählerstand 4 wird die mögliche Grenze immer akzeptiert.
• Wie aus dem Vorstehenden deutlich wird, ist das Verhältnis zwischen der Codebitanzahl und der Informationsbitanzahl bei synchroner Codierung ungeachtet des Bitmusters des Informationssignals immer konstant, so daß die für jedes Informationssignal einer bestimmten Länge erforderliche Speicherkapazität des Aufzeichnungsträgers immer die gleiche ist, was bei Speichersystemen sehr wichtig ist.
• Darüber hinaus kann die Steuerung der Umsetzung im Falle eines synchronen Codes in einfacher Weise realisiert werden, weil das Verhältnis zwischen der Einlesefrequenz und der Auslesefrequenz während der Umsetzung konstant bleiben kann.
• In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Entscheidungspegel für die Decodierung immer aus dem Detektionssignal während des Abtastens der Bezugsmarken abgeleitet.
• Es sei jedoch bemerkt, daß ein vorgegebener konstanter Entscheidungspegel verwendet werden kann, wenn die Plattenparameter, insbesondere der Reflexionskoeffizient, genügend konstant bleiben.

Claims (14)

1. Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger, wobei in dem Verfahren ein Informationssignal in ein aus Bits zusammengesetzte Codewörter enthaltendes Codesignal (Vc) umgesetzt wird, wobei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit einem ersten Logikwert mindestens gleich P ist und Gruppen von mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert innerhalb jedes Codewortes durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem zweiten Logikwert getrennt werden, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q eine ganze Zahl größer als P ist, in welchem Verfahren auf dem Aufzeichnungsträger ein dem Codesignal entsprechendes Muster aus Aufzeichnungsmarken (54) gebildet wird, wobei die Aufzeichnungsmarken die Bits mit dem ersten Logikwert darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Bits mit dem ersten Logikwert codewort-abhängig ist und die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert nicht für alle Codewörter konstant ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Enden jedes Codewortes mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert oder mindestens Q Bits mit dem zweiten Logikwert aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in dem das Informationssignal ein Signal mit einer Folge aus m-Bit-Informationswörtern ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Informationssignal einer ersten Gruppe in ein einmaliges n-Bit-Codewort umgesetzt wird, wobei m und n so gewählt sind, daß die Anzahl verfügbarer n-Bit-Codewörter kleiner als die Anzahl der möglichen m-Bit-Informationswörter ist und daß n-Bit-Informationswörter, die nicht zu der ersten Gruppe gehören, mit mindestens einem benachbarten m- Bit-Informationswort kombiniert werden, um r m-Bit-informationswörter zu bilden, wobei r eine ganze Zahl ist und die r m-Bit-Informationswörter in einmalige r n-Bit- Codewörter umgesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß bei zurückzufindenden Positionen auf dem Aufzeichnungsträger und außerhalb des für Informationsaufzeichnung verwendeten Gebiets frei gelegene Bezugsmarken (33) gebildet werden, die von der gleichen Art wie die Aufzeichnungsmarken (54) sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger mit einem vorgeformten Muster aus Informationsspuren versehen ist, wobei die Informationsspur mit Steuersymbolen (73) versehen ist, die von dem Muster zu bildender Aufzeichnungsmarken unterschieden werden können, und die Bezugsmarken (74, 75, 76) in bezug auf die Steuersymbole auf zuvor bestimmten Positionen angeordnet sind.

6. Einrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger, welche Einrichtung eine Codierschaltung zum Umsetzen eines Informationssignals in ein Codewörter enthaltendes binäres Codesignal enthält, wobei in jedem Codewort die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit einem ersten Logikwert mindestens gleich P ist und Gruppen von mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem zweiten Logikwert getrennt werden, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q eine ganze Zähl größer als P ist, wobei die Einrichtung außerdem Antriebsmittel zum Bewegen des Aufzeichnungsträgers relativ zu den Schreibmitteln enthält, und diese letzteren eingerichtet sind, um als Reaktion auf ein Codesignalbit mit dem ersten Logikwert auf dem Aufzeichnungsträger eine elementare Marke zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierschaltung zur Erzeugung von Codewörtern mit einer veränderlichen Anzahl Bits mit dem ersten Logikwert eingerichtet ist, wobei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert nicht für alle Codewörter konstant ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierschaltung zur Erzeugung von Codewörtern eingerichtet ist, die zu einer Gruppe von Codewörtern gehören, für die jedes der beiden Enden jedes Codewortes mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert oder mindestens Q Bits mit dem zweiten Logikwert aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssignal eine Folge von m-Bit-Informationswörtern umfaßt, wobei die Codierschaltung Detektionsmittel enthält zur Detektion, ob ein m-Bit-Informationswort zu einer ersten Gruppe von Informationswörtern gehört, sowie Mittel, die auf eine Detektion eines solchen m-Bit-Informationswortes ansprechen, um dieses Informationswort in ein n-Bit-Codewort umzusetzen, wobei m und n so gewählt werden, daß die Anzahl verfügbarer n-Bit-Codewörter kleiner als die Anzahl möglicher m-Bit-Informationswörter ist, wobei die Codierschaltung außerdem Mittel zum Kombinieren eines nicht zu der ersten Gruppe gehörenden m-Bit-Informationswortes mit mindestens einem direkt angrenzenden m-Bit-Informationswort der Folge enthält, um ein r m-Bit-Informationswort zu bilden, wobei r eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist und die Umsetzungsschaltung außerdem Mittel zum Umsetzen des erzeugten r m-Bit-Informationswortes in ein r n- Bit-Codewort enthält.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel zum vorübergehenden Unterbrechen der Bildung von Codesymbolen enthält sowie Mittel, um während dieser Unterbrechung die Steuersignale für die Schreibmittel zur Bildung von bezüglich der Codesymbole frei gelegenen Bezugsmarken zu erzeugen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, in der der Aufzeichnungsträger derart ist, daß in der Informationsspur detektierbare Steuersymbole angeordnet sind, die von dem Muster aus gebildeten Aufzeichnungsmarken unterschieden werden können, wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Mittel zur Detektion der Zeitpunkte enthält, zu denen die Steuersymbole die Schreibmittel passieren, und die Einrichtung außerdem Mittel umfaßt, um die Bildung der Codesymbole als Reaktion auf die Detektion der Zeitpunkte der Passage der Steuersymbole zu unterbrechen und um die genannten Steuersignale zur Bildung der Bezugsmarken zu erzeugen.

11. Einrichtung zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers, wie dieser mit dem Verfahren nach Anspruch 3 erhalten wird, wobei die Einrichtung Lesemittel zum Auslesen des Codesignals und eine Decodierschaltung zum Umsetzen des Codesignals in ein Informationssignal umfaßt, dadurch gekennzeichnet daß die Decodierschaltung Detektionsmittel enthält, um, zur Detektion der Grenzen zwischen den Codewörtern, zu ermitteln, ob in zwei aufeinanderfolgenden n-Bit-Gruppen die letzte n-Bit-Gruppe entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, und auch, ob die erste Gruppe der aufeinanderfolgenden Gruppen entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert endet oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, sowie Mittel zur Umsetzung der r n-Bit-Codewörter in r m-Bit-Informationswörter enthält.

12. Codierschaltung zum Umsetzen eines Informationssignals (Vi) in ein aus Codewörtern zusammengesetztes Codesignal (Vc), wobei in jedem Codewort die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit einem ersten Logikwert mindestens gleich P ist und Gruppen von mindestens P Bits mit dem ersten Logikwert durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits mit einem zweiten Logikwert getrennt werden, wobei P eine ganze Zähl größer oder gleich 1 und Q eine ganze Zahl größer als P ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierschaltung (61) zur Erzeugung von Codewörter mit einer veränderlichen Anzähl Bits mit dem ersten Logikwert eingerichtet ist, wobei die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert nicht für alle Codewörter konstant ist.

13. Decodierschaltung zum Umsetzen des Codesignals in ein Informationssignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodierschaltung Detektionsmittel (Figur 18a,b,c,d) enthält, um, zur Detektion der Grenzen zwischen den Codewörtern, zu ermitteln, ob in zwei aufeinanderfolgenden n-Bit-Gruppen die letzte n-Bit-Gruppe entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, und auch, ob die erste Gruppe der aufeinanderfolgenden Gruppen entweder mit P Bits mit dem ersten Logikwert endet oder mit Q Bits mit dem zweiten Logikwert beginnt, sowie Mittel (131, 132, 133, 134) zur Umsetzung der r n-Bit-Codewörter in r m-Bit-Informationswörter enthält.

14. Aufzeichnungsträger mit einer Informationsspur, in der Information als ein Muster aus Aufzeichnungsmarken aufgezeichnet ist, wobei das Informationsmuster Codewörter darstellende Codesymbole umfaßt und diese Codesymbole nahezu äquidistante Symbolpositionen belegen, wobei eine Anzahl dieser Positionen von einer Aufzeichnungsmarke belegt ist, die Anzahl aufeinanderfolgender belegter Symbolpositionen mindestens gleich P ist, und in den Codesymbolen die Anzahl aufeinanderfolgender, nicht belegter Symbolpositionen, die zwischen den Gruppen belegter Symbolpositionen liegen, mindestens gleich Q ist, wobei P eine ganze Zahl größer oder gleich 1 und Q größer als P ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl belegter Symbolpositionen codewort-abhängig ist und daß die Anzähl aufeinanderfolgender, von Aufzeichnungsmarken belegter Symbolpositionen nicht konstant ist.