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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Aufnehmen
und Wiedergeben eines QPSK-modulierten digitalen Signals und
insbesondere zum Verbessern des PLL-Verfahrens zum Wiedergeben der
Synchronisationstakte des digitalen Signals.
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In einem herkömmlichen Helicalscan-Videobandgerät ist ein
Servosystem zur Synchronisation mit einem
Vertikal-synchronisationssignal eines Videosignals ausgelegt. Wenn ein digitales Signal,
das zum Beispiel eine Tastfrequenz von 48 kHz aufweist, zusammen
mit dem Videosignal aufgenommen werden soll, ist folglich die
Taststellenzahl eines digitalen Signals in einer Vertikalperiode
durch
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48 K/59,94 = 800,8
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gegeben. Entsprechend wurde ein Verfahren vorgeschlagen (JP-A-61-
233472), in welchem ein Datenteilbild, das 800+α Taststellen in
einer Vertikalperiode enthalten kann, gesichert wird, das
digitale Signal mit einer Periode unterteilt wird, mit der ein
Vertikalsynchronisationssignal mit einer Tastfrequenz des
digitalen Signals synchronisiert wird, um ein Datenteilbild zu
bilden, und es zusammen mit einem Ratensignal, das die
Taststellenzahl in einem Datenteilbild darstellt, aufgezeichnet wird.
Nimmt man jetzt an, daß n Datentaststellen in einem Teilbild
aufgenommen werden, werden Scheindaten vom "0"-Muster für die
verbleibenden 800+α-n Taststellen aufgezeichnet, um die
Aufnahmerate konstant zu halten.
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Das oben beschriebene Signal-Aufnahme/Wiedergabegerät gemäß dem
Stand der Technik wird im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen erklärt.
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Fig. 3 zeigt eine Anordnung des digitalen Signal-Aufnahme/
Wiedergabegeräts gemäß dem Stand der Technik. In Fig. 3
bezeichnet Bezugszeichen 21 einen Eingabenanschluß für ein
digitales Informationssignal, Bezugszeichen 22 bezeichnet einen
Zeitachsenwandler, Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Kodierer,
Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Formatiersteuerung,
Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Modulator, Bezugszeichen 26
bezeichnet einen Aufzeichnungsverstärker, Bezugszeichen 27 bezeichnet
einen rotierenden Kopf, Bezugszeichen 28 bezeichnet einen
Reproduzierverstärker, Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Demodulator,
Bezugszeichen 30 bezeichnet eine Umkehr-Formatiersteuerung,
Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Decodierer, Bezugszeichen 32
bezeichnet einen Umkehr-Zeitachsenwandler, Bezugszeichen 33
bezeichnet einen Ausgangsanschluß für ein digitales
Informationssignal, Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Schalter, und a, b, und
c bezeichnen ein Kopfschaltsignal, ein erstes
Ratendiskriminationssignal bzw. ein zweites Ratendiskriminationssignal.
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Nun wird die Funktionsweise des oben beschriebenen digitalen
Signal-Aufnahme/Wiedergabegeräts gemäß dem Stand der Technik
erklärt.
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Das an den Eingabeanschluß 21 angelegte digitale
Informationssignal mit einer Tastfrequenz von 48 kHz wird in dem
Zeitachsenwandler 22 mit einer Periode unterteilt, mit der das
Kopfschaltsignal a mit einem Vertikalsynchronisationssignal des
Videosignals synchronisiert wird, das mit einem Tasttakt so
synchronisiert wird, daß es in 800 oder 801 Taststellen des
Datenteilbildes unterteilt wird. Im folgenden werden sie jeweils
Teilbild A und Teilbild B genannt. Da das Kopfschaltsignal als
eine Referenz verwendet wird, ist eine Durchschnittszahl von
Taststellen in einem Datenteilbild durch
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48 K/59,94 = 800,8
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gegeben. In das Teilbild A werden Scheindaten eingegeben, um
sicherzustellen, daß die Taststellenzahl mit der des Teilbildes B
übereinstimmt. Ein erstes Datendiskriminationssignal b wird als
die Taststellenzahl in einem Datenteilbild darstellende
Information erzeugt. Der Datenausgang des Zeitachsenwandlers 22 wird von
dem Codierer 23 verzahnt, und redundante Daten werden zur
Fehlerkorrektur addiert. Das Ausgangssignal des Codierers 23 wird
zusammen mit dem ersten Ratendiskriminationssignal b mit der
Formatiersteuerung 24 in ein vorbestimmtes Aufzeichnungsformat
konvertiert, welche ihn in Datenperioden für jedes Datenteilbild
verdichtet. In einer Lang- Periode wird ein festes Muster mit
einer Anzahl von nach der Datenmodulation invertierten Kanten von
der Formatiersteuerung erzeugt, so daß der Demodulator 31 in dem
Wiedergabezustand die Taktsynchronisierung mit den
aufgezeichneten Daten schnell aufnehmen kann. Fig. 7 zeigt eine
schematische Darstellung der Lang-Periode und der Datenperiode. Der
Modulator 25 moduliert den Ausgang der Formatiersteuerung mit 8-
10-Wandlung oder NRZ-Wandlung, und die modulierten Daten werden
dem rotierenden Kopf 27 über den Aufzeichnungsverstärker 26 und
den Schalter 34 zugeführt und auf ein magnetisches Band
aufgezeichnet.
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In dem Wiedergabemodus wird das von dem Rotationskopf 27
wiedergegebene Signal dem Demodulator 29 über den Schalter 34 und den
Reproduzierverstärker 28 zugeführt und von dem Demodulator 29,
der Umkehr-Formatiersteuerung 30, dem Decodierer 31 und dem
Umkehr-Zeitachsenwandler auf umgekehrte Weise verarbeitet, und
ein digitales Informationssignal wird an dem Ausgangsanschluß 33
erzeugt. Die Umkehr-Formatiersteuerung 30 erfaßt von dem
wiedergegebenen Signal ein zweites Patendiskriminationssignal c, das
die Taststellenzahl in einem Datenteilbild darstellt, und ein
Umkehr-Zeitachsenwandler 32 bestimmt das Datenteilbild entweder
als A oder B auf der Grundlage des zweiten
Ratendiskriminationssignals c und führt die Umkehr-Zeitachsenwandlung aus.
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Fig. 4. zeigt einen Aufbau eines Umkehr-Zeitachsenwandlers 32. In
Fig. 4 bezeichnet Bezugszeichen 41 einen Pufferspeicher,
Bezugszeichen 42 bezeichnet einen Frequenzteiler, Bezugszeichen 43
bezeichnet einen Phasenkomparator, Bezugszeichen 44 bezeichnet
ein Tiefpaßfilter, und Bezugszeichen 45 bezeichnet einen
spannungsgesteuerten Oszillator.
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Die Funktionsweise des Umkehr-Zeitachsenwandlers 32 wird im
Zusammenhang mit Fig. 4 erklärt. Das digitale Informationssignal,
das fehlerkorrigiert und von dem Decodierer 31 decodiert worden
ist, wird vorübergehend in dem Pufferspeicher 41 gespeichert. Der
Frequenzteiler 42 empfängt das zweite Ratendiskriminationssignal
c und teilt den Ausgangstakt des spannungsgesteuerten Oszillator
45 durch 801 für das Datenteilbild B und durch 800 für das
Datenteilbild A hinsichtlich der Frequenz. Der Phasenkomparator 43
vergleicht Phasen des Kopfschaltsignals a und den Ausgang des
Frequenzteilers 42 und erzeugt eine zu der Phasendifferenz
proportionale Spannung. Das Tiefpaßfilter 44 beseitigt eine
Hochfrequenzkomponente, und die Oszillationsfrequenz des
spannungsgesteuerten Oszillators 45 wird von der Ausgangsspannung
des Tiefpaßfilters 44 gesteuert. Das digitale Informationssignal
wird von dem Pufferspeicher 41 mit dem Ausgangstakt von 48 kHz
des spannungsgesteuerten Oszillators 45 ausgelesen, welcher von
der Phasensynchronisationsschleife, die den Frequenzteiler 42,
den Phasenkomparator 43, das Tiefpaßfilter 44 und den
Spannungsgesteuerten Oszillator 45 umfaßt, wiedergegeben wird.
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In dem oben beschriebenen herkömmlichen
Signal-Aufnahme/Wiedergabegerät ist die Taststellenzahl in einem Datenteilbild
prinzipiell 800 oder 801, wenn das Vertikal-Synchronisationssignal
des Videosignals 59,94 Hz beträgt. Da jedoch das von dem VTR
wiedergegebene Videosignal Flattern aufweist, weicht das
Vertikal- Synchronisationssignal von 59,94 Hz ab, und der Fehler
kann bis zu 0,5% betragen, wenn wiederholt Dämpfung auftritt.
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Wenn das digitale Signal zusammen mit einem solchen Videosignal
aufgezeichnet wird, kann die Taststellenzahl in einem
Datenteilbild einen der mehreren folgenden Werte aufweisen.
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48 K/59,94 * (1 ± 0,005)
= 796 - 805
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Als Ergebnis benötigt die Dateninformation mehrere Bits, um die
Vielfachwert-Information darzustellen.
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Wenn die so aufgenommene Information wiedergegeben wird, werden,
wenn das die Taststellenzahl darstellende
Ratendiskriminationssignal erfaßt wird, zum Beispiel wenn das 800 Taststellen
aufweisende Datenteilbild als das 801 Taststellen aufweisende
Datenteilbild falsch erfaßt wird, Scheindaten in die digitale
Audioausgangsdaten aufgenommen, so daß Rauschen erzeugt wird.
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In dem Umkehr-Zeitachsenwandler umfaßt die
Phasensynchronisationsschleife zum Wiedergeben des Tasttaktes von 48 kHz der
digitalen Daten den Frequenzteiler, der einen großen Frequenz-
Teilfaktor von ungefähr 800 aufweist. Als Ergebnis wird keine
große Schleifenverstärkung erzielt, und eine Phasen-Ausrichtzeit
ist lang.
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Im übrigen wird eine Bandbeschränkungsbedingung auferlegt, weil
das aufgezeichnete Ausgangssignal des
Signal-Aufnahme/Wiedergabegeräts auf der gleichen Spur wie die Videosignal-Spur durch
Arbeiten im Frequenz-Multiplexbetrieb oder Überschreiben
aufgenommen wird. Wenn eine vier-Phasen-Modulierung (QPSK) oder eine
Versatz-vier-Phasen-Modulierung (O-QPSK) angewendet wird und ein
Bandpaßfilter in dem Wiedergabemodus verwendet wird, um nur die
vorbestimmten Frequenzkomponenten zum Erzielen der QPSK- oder O-
QPSK-Demodulation durchzulassen, entstehen die folgenden
Probleme.
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Unter der Annahme, daß fc eine Trägerfrequenz für die QPSK- oder
O-QPSK-Modulation ist, fs eine Tastfrequenz der zu modulierenden
digitalen Daten ist, fc ± fB eine Bandpaßbreite des Bandpaßfilters
ist (Fig. 5a) und ein Lang-Muster ein Gesamt-"1"-Muster ist, ist
die Bandbreite nach der Modulation durch fC ± fS/2 (Fig. 5b)
gegeben. Wenn FB fS/2, kann die wiedergegebene Wellenform nicht
von dem Bandpaßfilter für die QPSK- oder O-QPSK-Demodulation
wegen Gruppenverzögerung und Phasenverzerrung um den
Grenzfrequenzpunkt des Bandpaßfilters herausgefiltert werden. Die
QPSK- oder O-QPSK-Demodulation kann gut erhalten werden, wenn das
Lang-Muster ein Gesamt-"0"-Muster ist (was ein Gesamt-"1"- oder
Gesamt-"0"-Muster nach der NRZI-Wandlung ist), weil ein Spektrum
nach der Modulation dem in Fig. 5c gezeigten entspricht. Jedoch
wird der Datentakt nicht wiedergegeben, weil nach der
Demodulation in den wiedergegebenen Daten keine Umkehrflanke einer Bit-
Grenze vorhanden ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein digitales
Signal-Aufnahme/Wiedergabegerät zu schaffen, das ein Lang- Muster
aufweist, das für eine QPSK- oder O-QPSK-Demodulation und für die
Wiedergabe einer Taktsignal-Synchronisation mit den Daten nach
der Demodulation geeignet ist.
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Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 222 386 offenbart ein
digitales Signal-Aufnahme/Wiedergabegerät mit: einem
Zeitachsenwandler zum Empfangen eines digitalen Informationssignals mit
einer bestimmten Tastfrequenz, der das digitale
Informationssignal mit einer vorbestimmten Periode entsprechend einem
Vertikalsynchronisationssignal eines Videosignals unterteilt, um
das digitale Informationssignal einer jeden vorbestimmten Periode
zu einem Datenteilbild mit Teilbildern wenigstens zweier
unterschiedlicher Taststellenzahlen zu machen, dem Teilbild/den
Teilbildern mit einer kleineren Taststellenzahl eine Vielzahl von
Scheindaten hinzufügt, so daß die Taststellenzahl der
Taststellenzahl in dem Datenteilbild mit maximaler Taststellenzahl
entspricht; einem Codierer, der die Ausgangsdaten des
Zeitachsenwandlers empfängt und die Ausgangsdaten mit einer vorbestimmten
Fehlerkorrektur codiert; einer Formatiersteuerung, die einem
jedem von m Datenblöcken in einem Datenteilbild der Ausgangsdaten
des Codierers ein Führungswort mit einem Synchronisationssignal
und einem Ratendiskriminationssignal hinzufügt; einem Aufzeichner
mit einem Modulator zum Modulieren des Ausgangssignals der
Formatiersteuerung mit einer vorbestimmten Modulationsregel; und einem
Reproduzierer mit einem Demodulator zum umgekehrten Ausführen der
Funktionen des Aufzeichners, einer Umkehr-Formatiersteuerung,
einem Decodierer und einem Umkehr-Zeitachsenwandler; wobei das
Ausgangssignal des Aufzeichners von einem synchron mit dem
Vertikalsynchronisationssignal des Videosignals drehenden
Bandaufzeichner aufgezeichnet und von dem Reproduzierer wiedergegeben
wird.
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Das Gerät der vorliegenden Erfindung ist in Bezug auf das in der
EP-A-0 222 386 offenbarte dadurch gekennzeichnet, daß der
Zeitachsenwandler ein Ratendiskriminationssignal erzeugt, um die
Taststellenzahl des digitalen Informationssignals in einem
Teilbild darzustellen, und die Formatiersteuerung während einer
vorbestimmten Periode (Lang-Periode) ein vorbestimmtes festes Muster
mit einem Kopfschaltpunkt eines
Helicalscan-Bandaufzeichnungsgerätes erzeugt und während einer von der vorbestimmten
(Lang)-Periode verschiedenen Periode (Datenperiode) die m
Datenblock-Führungswörter zeitkomprimiert, wobei der Modulator
einen Seriell/Parallel-Wandler zum Wandeln des Ausgangssignals
der Formatiersteuerung in Zwei-Bit-Paralleldaten, einen ersten
und einen zweiten NRZI-Wandler zum NRZI-Wandeln des Zwei-Bit-
Ausgangssignals des Seriell/Parallel-Wandlers und einen QPSK-
Modulator zum Vier-Phasen-Modulieren oder Offset-Vier-Phasen-
Modulieren der Ausgangssignale des ersten und des zweiten NRZI-
Wandlers umfaßt und das feste Muster eine Wiederholung eines n-
Bit-Musters mit einem "1"-Bit sowohl an einer ungeraden Bit-
Position als auch an einer geraden Bit-Position und "0"-Bits an
allen anderen Bit-Positionen ist.
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Das Lang-Muster, das für die QPSK- oder O-QPSK-Demodulation und
für die Datentaktwiedergabe nach der Demodulation geeignet ist,
wird somit erhalten.
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Fig. 1 zeigt eine Anordnung eines digitalen
Signal-Aufnahme/Wiedergabegeräts;
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung eines Diskriminators für das Gerät
nach Fig. 1;
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Fig. 3 zeigt einen Aufbau eines digitalen Signal-Aufnahme
/Wiedergabegeräts gemäß dem Stand der Technik;
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Fig. 4 ist eine Prinzipdarstellung des Aufzeichners;
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Fig. 5 zeigt eine Darstellung des Frequenzspektrums;
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Fig. 6 zeigt eine Anordnung eines Ausführungsbeispiels des
digitalen Signal-Aufnahme-/Wiedergabegerätes der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 7 zeigt ein Datenformat von wiedergegebenen Daten; und
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Fig. 8 zeigt eine Prinzipdarstellung des Aufzeichnens eines
Datenteilbildes.
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Fig. 1 zeigt einen Aufbau eines digitalen signal-Aufnahme
/Wiedergabegerätes. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen
Eingangsanschluß für ein digitales Informationssignal mit einer
inneren Tastfrequenz, und Bezugszeichen 2 bezeichnet einen
Zeitachsenwandler, der das digitale Eingangs-Informationssignal
mit einer vorbestimmten Periode entsprechend einem Vertikal-
Synchronisationssignal eines Videosignals unterteilt, um das
digitale Informationssignal zu Datenteilbildern zu machen, die
wenigsten zwei unterschiedliche Taststellenzahlen für jede
vorbestimmte Periode aufweisen, wobei aufeinanderfolgende
Ausgangsdaten-Teilbilder hinzugefügte Scheindaten für die
Datenteilbilder mit kleineren Taststellenzahlen aufweisen, so daß
die Taststellenzahl der des Datenteilbildes mit der maximalen
Taststellenzahl entspricht, und ein Ratendiskriminationssignal
erzeugt, das die Taststellenzahl des digitalen
Informationssignals in jedem Datenteilbild darstellt.
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Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Codierer, der die Ausgangsdaten
des Zeitachsenwandlers 1 empfängt und die Ausgangsdaten verzahnt
und überschüssige Daten für die Fehlerkorrektur zu den
Ausgangsdaten hinzufügt, Bezugszeichen 4 bezeichnet eine
Formatiersteuerung, die ein Führungswort mit einem Synchronisationssignal,
einer Blockadresse und dem Ratendiskriminationssignal zu jedem
der m Datenblöcke in jedem Datenteilbild hinzufügt, Bezugszeichen
5 bezeichnet einen Modulator, der das Ausgangssignal des
Formatier-Steuerungskreises 4 mit einer vorbestimmten
Modulationsregel moduliert, Bezugszeichen 6 bezeichnet einen
Aufzeichnungsverstärker, Bezugszeichen 7 bezeichnet einen
drehenden Kopf, Bezugszeichen 8 bezeichnet einen
Wiedergabeverstärker, Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Demodulator,
Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Umkehr-Formatiersteuerungskreis
zum Erfassen von in Raten-Diskriminationssignalen von m
Kopfwörtern in einem Datenteilbild, Bezugszeichen 11 bezeichnet einen
Decodierer, Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Diskriminator, der
eine Mehrzahl der m Raten-Diskriminationssignale bestimmt, um die
Taststellenzahl des Datenteilbildes zu bestimmen, und wenn das
Ergebnis der Mehrzahlentscheidung fraglich ist, die minimale
Taststellenzahl ausgibt, Bezugszeichen 12 bezeichnet einen
Umkehr-Zeitachsenwandler, der den Umkehrprozeß zu dem des
Zeitachsenwandlers 2 in Übereinstimmung mit dem
Diskriminationsergebnis ausführt, Bezugszeichen 14 bezeichnet einen
Ausgangsanschluß für das digitale Informationssignal,
Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Schalter, und a b, c, d und
bezeichnen in entsprechender Reihenfolge einen Kopf-Schaltpuls,
ein erstes, ein zweites und ein drittes
Ratendiskriminationssignal und ein Paritätskontroll-Fehlererfassungssignal.
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Fig. 2 zeigt einen Aufbau des Diskriminators 13 des digitalen
Signal-Aufnahme/Wiedergabegeräts nach Fig. 1. in Fig. 2
bezeichnet das Bezugszeichen 131 einen Eingangsanschluß für das zweite
Raten-Diskriminationssignal c
Bezugszeichen 132 bezeichnet einen
ersten Zähler, Bezugszeichen 133 bezeichnet einen zweiten Zähler,
Bezugszeichen 134 bezeichnet einen ersten Komparator,
Bezugszeichen 135 bezeichnet einen Eingangsanschluß für das
Paritätskontrollen-Fehlererfassungssignal e, Bezugszeichen 136 bezeichnet
einen dritten Zähler, Bezugszeichen 137 bezeichnet einen zweiten
Komparator, Bezugszeichen 138 bezeichnet ein UND-Gatter und
Bezugszeichen 139 bezeichnet einen Ausgangsanschluß für das
dritte Raten-Diskriminationssignal d.
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Die Funktionsweise des oben beschriebenen digitalen Signal-
Aufnahme-/Wiedergabegerätes wird nun im Zusammenhang mit den
Fig. 1 und 2 erklärt.
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Das digitale Informationssignal mit einer Tastfrequenz von 48
kHz, das an den Eingangsanschluß 1 angelegt wird, wird in
Datenteilbilder mit 800 + α Taststellen oder 800 - β Taststellen durch
Bezugnahme auf den Kopfschaltpuls a unterteilt. Wie im
Zusammenhang mit dem herkömmlichen Gerät diskutiert wurde, weist die
Periode des Vertikal-Synchronisationssignals des Videosignals
unter der schlechtesten Bedingung eine Abweichung von bis zu 0,5%
auf, wenn das von dem VTR wiedergegebene Signal als ein
Videosignal zusammen mit dem digitalen Informationssignal
wiedergegeben werden muß. Somit weist der von dem Vertikal-
Sychronisationssignal des Videosignals erzeugte Kopfschaltpuls a
einen Periodenfehler von 0,5% auf. Unter der Annahme, daß das
Absorptionsvermögen des Periodenfehlers des Kopfschaltpulses
größer als 0,5%, z. B. 1% ist, sollten α und β so gewählt
werden, daß
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(800 + α) / 800,8 ≥ 1,01
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(800 - β) / 800,8 ≤ 0,99
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Die Datenteilbilder mit 800 + α Taststellen und 800 - β
Taststellen werden A-Teilbild bzw. B-Teilbild genannt. Das erste
1-Bit-Diskriminationssignal b das die Taststellenzahl
darstellt, ist für das A-Teilbild "1" und für das B-Teilbild "0".
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Der Codierer 3 arbeitet auf gleiche Weise wie der des
herkömmlichen Geräts. Der Formatiersteuerungskreis 4 fügt ein Kopfwort
mit einem Synchronsationssignal, einer Blockadresse, einem 1-Bit-
Raten-Diskriminsations-Bit, einem ID-Code und einem
Paritätskontrollen-Code zu jedem der m Datenblöcke in jedem Datenteilbild
hinzu. Das Raten-Diskriminations-Bit ist für das Teilbild A "1"
und für das Teilbild B "0". Der Paritätskontrollen-Code stellt
das Ergebnis einer vorbestimmten logischen Operation für die
Blockadresse und den ID-Code dar. Die Ausgangsdaten der
Formatiersteuerung 4 werden dem drehenden Kopf 7 über den Modulator 5,
den Aufnahmeverstärker 6 und den Schalter 15 zugeführt und auf
einem Magnetband aufgezeichnet.
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Fig. 8 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Aufzeichnung von
einem auf einem Magnetband aufgezeichneten Datenteilbild. Ein
Datenteilbild umfaßt m = 135 Datenblöcke. Unter der Annahme, daß
eine Abtastung von digitalen Informationssignalen 16 Bits umfaßt,
können sechs Taststellen in zwei Spuren in einem Datenblock
aufgenommen werden. Für das Teilbild A werden 6 Abtastungen · 135 =
810 Abtastungen aufgezeichnet. Für das Teilbild B werden
Scheindaten in die drei Blöcke mit Blockadressen 0, 1 und 2
geschrieben, und 6 Abtastungen · (135-3) = 792 Abtastungen werden
aufgezeichnet.
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In dem Wiedergabemodus wird das von dem drehenden Kopf 7
wiedergegebene Signal der Umkehr-Formatiersteuerung 10 über den
Schalter 15, den Wiedergabeverstärker 8 und dem Demodulator 9
zugeführt. Die Umkehr-Formatiersteuerung 10 erfaßt das Kopfwort und
das Ratendiskriminations-Bit in dem Kopfwort, um das zweite
Ratendiskriminationssignal c zu erzeugen. Sie erfaßt auch die
Blockadresse, den ID-Code und das Paritäts-Kontrollwort in dem
Kopfwort. Wenn das Ergebnis der vorbestimmten logischen Operation
für die Blockadresse und den ID-Code nicht mit dem
Paritätskontrollwort übereinstimmt, erzeugt sie ein "0"-Signal, und wenn
es übereinstimmt, erzeugt sie ein "1"-Signal als das
Paritätskontroll-Fehlermeßsignal . Der Diskriminator 13 bestimmt eine
Mehrzahl der m zweiten Raten-Diskriminations-Signale c und
Paritätskontroll-Fehlererfassungssignale für jedes
Datenteilbild, um das dritte Raten-Diskriminations-Signal d zu
erzeugen. Die Ausgangsdaten der Umkehr-Formatiersteuerung 10 und
des Decodierers 11 werden in dem Umkehr-Zeitachsenwandler 12 von
dem dritten Raten-Diskriminationssignal d auf umgekehrte Weise zu
der des Zeitachsenwandlers 2 verarbeitet.
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Die Funktionsweise des Diskriminators 13 wird unten erklärt. Fig.
2 zeigt einen Aufbau des Diskriminators 13. in Fig. 2 wird die
Anzahl m&sub1; von "1"-zweiten-Ratendiskriminations-Signalen von m
zweiten Ratendiskriminationssignalen c in jedem Datenteilbild von
dem ersten Zähler 132 gezählt, und die Anzahl m&sub0; von "0"-Signalen
wird von dem zweiten Zähler 133 gezählt. Wenn das
Paritätskontroll-Fehlermeßsignal "1" ist, wird das zweite
Ratendiskriminationssignal nicht gezählt. Der erste Komparator 134
vergleicht m&sub1; und m&sub0;, und wenn m&sub1; > m&sub0;, erzeugt er ein "1"-
Ausgangssignal, und wenn m&sub1; ≤ m&sub0;, erzeugt er ein "0"-Ausgangs-
Signal. Der dritte Zähler 136 zählt die Anzahl von "1"-Bits in
den m Paritätskontroll-Fehlermeßsignalen in jedem Datenteilbild.
Der zweite Komparator 137 erzeugt ein "0"-Ausgangssignal, wenn
der Zählwert des dritten Zählers 136 größer als ein vorbestimmter
Wert x ist. Die Ausgangssignale des ersten Komparators 134 und
des zweiten Komparators 137 werden logisch mit dem UND-Glied 138
verarbeitet, welches das dritte Raten-Diskriminations-Signal d an
dem Ausgangsanschluß 139 erzeugt.
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In der Vorrichtung der Fig. 1 werden die Anzahl von "0"-Bits und
"1"-Bits in den m zweiten Raten-Diskriminationssignalen in jedem
Datenteilbild gezählt, und die Mehrzahllogik wird ausgeführt.
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Entsprechend kann ein sehr zuverlässiges drittes
Raten-Diskriminations-Signal erzeugt werden. Wenn die Anzahl der Male der
Paritätskontrollfehler in einem Datenteilbild die vorbestimmte
Anzahl x überschreitet, wird bestimmt, daß das Ergebnis der
Mehrzahllogik fraglich ist, und das
"0"-dritte-Diskriminationssignal wird zwangsweise von dem UND-Glied 138 erzeugt. Als
Ergebnis wird, selbst wenn die Rate falsch unterschieden
(diskriminiert) wird, das Einführen der Scheindaten in das
digitale Ausgangs-Informationssignal verhindert, und ein Audio-
Signal mit geringerem Rauschen kann erzeugt werden.
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Während in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel 800 + α
Taststellen und 800 - β Taststellen in einem Datenteilbild
verwendet werden, und das Ratendiskriminationssignal ein Ein-Bit-
Signal ist, können vier Taststellenzahlen verwendet werden, und
das Ratendiskriminationssignal kann ein Zwei-Bit-Signal sein.
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Fig. 6 zeigt einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des
digitalen Signal-Aufnahme-/Wiedergabegeräts der vorliegenden
Erfindung. In Fig. 6 bezeichnet Bezugszeichen 201 einen
Eingangsanschluß für digitale Daten, Bezugszeichen 202 bezeichnet einen
Selektor, der ein aufzunehmendes Datenmuster und ein festes
Symbolmuster empfängt und zu einem bestimmten Zeitpunkt schaltet,
Bezugszeichen 203 bezeichnet einen Seriell/Parallel-Wandler zum
Wandeln des Ausgangssignals des Selektors 202 in parallele 2-Bit-
Daten, Bezugszeichen 204 und 205 bezeichnen einen ersten bzw.
einen zweiten NRZI-Wandler zum Wandeln des 2-Bit-Ausgangssignals
des Seriell/Parallel-Wandlers 203 in NRZI-Codes, Bezugszeichen
207 und 208 bezeichnen einen ersten bzw. einen zweiten
Gegentaktmodulator zum Modulieren der Ausgangssignale des ersten und
des zweiten NRZI-Wandlers 204 bzw. 205 mit Trägern mit einer von
einem ersten 90º-Phasenverschieber erzeugten
90º-Phasenunterschied, um eine Vier-Phasen-Modulation oder eine Offset-Vier-
Phasen-Modulation zu erhalten, Bezugszeichen 109 bezeichnet einen
Addierer zum Addieren der Ausgangssignale des ersten und des
zweiten Gegentaktmodulators, Bezugszeichen 210 bezeichnet einen
Aufzeichnungsverstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des
Addierers 209, Bezugszeichen 211 bezeichnet einen Schalter, um
das Ausgangssignal des Aufnahmeverstärkers wahlweise an ein Paar
von Magnetköpfen 212 auf einem drehenden Zylinder über einen
Drehtransformator zu geben, Bezugszeichen 213 bezeichnet einen
Wiedergabeverstärker zum Verstärken des von dem Magnetkopf 212
wiedergegebenen Signals, wenn das auf dem Magnetband aufgenommene
Signal wiedergegeben wird, Bezugszeichen 214 bezeichnet einen
Entzerrer zum Entzerren des von dem Verstärker 213
wiedergegebenen Ausgangssignals, Bezugszeichen 215 bezeichnet ein
Bandpaßfilter, das das Ausgangssignal des Entzerrers 214 empfängt
und ein vorbestimmtes Band um das Zentrum der Trägerfrequenz
durchläßt, Bezugszeichen 216 und 217 bezeichnen einen ersten bzw.
einen zweiten Synchrondetektor, die das Ausgangssignal des
Bandpaßfilters 215 empfangen und das Vier-Phasen-modulierte
Signal oder das Versatz-Vier-Phasen-modulierte Signal decodieren,
Bezugszeichen 219 bezeichnet einen Träger-Wiedergabekreis,
Bezugszeichen 220 und 221 bezeichnen einen ersten bzw. einen
zweiten Pegeldetektor zum Erfassen zweier Ausgangssignalpegel,
die von zwei wiedergegebenen Trägern mit 90º Phasenunterschied,
der von einem zweiten 90º-Phasenverschieber erzeugt wird,
synchron detektiert werden, Bezugszeichen 223 und 224 bezeichnen
einen ersten bzw. einen zweiten NRZ-Wandler zum NRZ-Wandeln der
Ausgangssignale des ersten und des zweiten Pegeldetektors 220 und
221, Bezugszeichen 225 bezeichnet einen Parallel/Seriell-Wandler,
der die Ausgangssignale des ersten und des zweiten NRZ-Wandlers
223 und 224 empfängt und sie in ein serielles Signal wandelt,
Bezugszeichen 226 bezeichnet einen digitalen
Ausgangsdatenanschluß, und Bezugszeichen 227 bezeichnet einen Anschluß für
wiedergegebene Ausgangsdaten. Da und Db bezeichnen die
Ausgangssignale des ersten bzw. des zweiten NRZI-Wandlers 204 bzw. 205,
und Da' und Db' bezeichnen die Ausgangssignale des ersten bzw.
des zweiten Pegeldetektors 220 bzw. 221.
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Die Arbeitsweise des digitalen Signal-Aufnahme-/Wiedergabegerätes
gemäß der Erfindung wird nun im Zusammenhang mit Fig. 6 erklärt.
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Dem Eingangsanschluß 201 für die digitalen Daten 201 zu einem
bestimmten Zeitpunkt zugeführte digitale Daten werden dem
Selektor 202 zugeführt, welcher das Eingangssignal B während der Vor-
Lang-Periode auswählt. Er wählt die digitalen Daten während der
Datenperiode aus. Ein Festsymbolmuster (Lang-Muster), das dem
Eingangssignal B zugeführt wird, kann ein Wiederholungsmuster
(periodisches Muster) von 8 Bits (11000000) sein. Das
Ausgangssignal des Selektors 202 wird dem Seriell/Parallel-Wandler 203
zugeführt, welcher ungeradzahlige Bits bei I und geradzahlige
Bits bei Q ausgibt. Die Ausgangssignale I und Q des Seriell/
Parallel-Wandlers 203 werden dem ersten bzw. dem zweiten NRZI-
Wandler 204 bzw. 205 jeweils zum NRZI-Wandeln zugeführt. Der
erste Gegentaktmodulator 207 moduliert den von dem ersten 90º
Phasenverschieber 206 phasenverschobenen Träger im Gegentakt zu
dem Ausgangssignal des ersten NRZI-Modulators 204. Der zweite
Gegentaktmodulator 208 moduliert die Trägerfrequenz fc mit dem
Ausgangssignal des zweiten NRZI-Modulators 205 im Gegentakt. Die
Ausgangssignale des ersten und des zweiten Gegentaktmodulators
207 und 208 werden von dem Addierer 209 gemischt, und die
gemischten Signale werden auf einem Magnetband mit dem
Aufnahmeverstärker 210, dem Schalter 211 und dem Magnetkopf 212
aufgezeichnet.
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In dem Wiedergabemodus werden die auf dem Magnetband
aufgenommenen Daten dem Entzerrer 214 über den Magnetkopf 212, den
Schalter 211 und den Wiedergabeverstärker 213 zugeführt, so daß
sie auf eine vorgegebene Weise entzerrt werden. Das Bandpaßfilter
215 läßt nur eine vorbestimmte Bandbreite fc ± fB um die Frequenz
fc des Ausgangssignais von dem Entzerrer 214 durch. Der erste
Synchrondetektor 216 erfaßt das Ausgangssignal des Bandpaßfilters
215 synchron mit dem Ausgangssignal des Trägergenerators 219, das
mit der gleichen Wiedergabe-Trägerfrequenz wie die Frequenz fc
oszilliert und das von dem zweiten 90º-Phasenverschieber 218
Phasenverschoben worden ist. Der zweite Synchrondetektor 217
mißt die Ausgangssignale des Trägerregenerators 219 synchron. Die
Ausgangssignaie des ersten und des zweiten Synchrondetektors 216
und 217 werden dem Trägerregenerator 219 als
Phasenfehlerinformation zugeführt. Die Ausgangssignale des ersten und des zweiten
Synchrondetektors 216 und 217 werden auch dem ersten und dem
zweiten Pegeldetektor 220 und 221 zugeführt, die die Wellenformen
umformen und zwei verschiedene Demodulations-Achsensignale Da'
und Db' erzeugen. Das Signal Db' wird dem
Datentakt-Wiedergabekreis 222 zugeführt, der den Datentakt unter Verwendung der
Umkehrflanke des Signals Db' als Phaseninformation wiedergibt.
Die Signale Da' und Db' werden dem ersten und zweiten NRZ-Wandler
223 und 224 zum NRZ-Wandeln zugeführt, und ihre Ausgangssignale
werden parallel-in-seriell mit dem Parallel/Seriell-Wandler 225
umgewandelt, dessen Ausgangssignal dem Anschluß 226 für die
digitalen Ausgangsdaten zugeführt wird.
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Während der Lang-Periode wird das Festsymbolmuster (11000000),
das QPSK- oder O-QPSK-moduliert worden ist, aufgezeichnet.
Entsprechend wird die Bandbreite nach den Modulationsstreuungen
in Fig. 5c gezeigt. Das Band streut nicht bis zu einem
Grenzfrequenzpunkt des Bandpaßfilters 115, und ein gutes
Demodulationssignal wird erzeugt. In dem Ausgangssignal Db' des zweiten
Pegeldetektors 121 sind vier mögliche Demodulationssignale Db' =
± Da oder ± Db abhängig von der Sperrphase des wiedergegebenen
Trägers vorhanden. Da "1"-Bit jetzt jeweils bei dem
ungeradzahligen Bit und dem geradzahligen Bit in dem Festsymbolmuster
(11000000) vorhanden ist, hat jedes der Signale Da und Db für
alle vier Bits einen eigenen Punkt, so daß die Umkehrflanke immer
erfaßt werden kann.
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Entsprechend können der Träger und der Datentakt während einer
Vor-Lang-Periode gleichzeitig auf gute Weise wiedergegeben
werden.