DE68915840T2

DE68915840T2 - Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale zur Verwendung bei der Quadraturamplitudenmodulation.

Info

Publication number: DE68915840T2
Application number: DE68915840T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kobayashi; Toyohiko Matsuta; Etsuto Nakatsu; Hiroaki Shimazaki; Masafumi Shimotashiro
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2009-03-29
Also published as: EP0335346A2; KR930007937B1; EP0335346A3; US5124861A; DE68915840D1; EP0335346B1; KR890015241A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale und insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale, das als digitaler Videobandrecorder (DVTR) verwendbar ist.
Es sind im Stand der Technik verschiedene Vorschläge gemacht worden, um ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale anzugeben, das für eine Anwendung bei einer digitalen Videosignalaufzeichnung geeignet ist. Solche herkömmlichen Vorschläge verwenden verschiedene Formen von Grundfrequenzbandmodulation zur Umwandlung eines digitalen Eingangssignals in ein Aufzeichnungssignal. Diese Arten von vorgeschlagenen Grundfrequenzbandmodulationen beinhalten die NRZ-Modulation, die den Vorteil eines geringen Anteils einer DC-Komponente in dem Aufzeichnungssignal hat (wie beispielsweise vorgeschlagen wurde von J.K.R. Heitmann; "An Analytical Approach to the Standardization of Digital Videotape Recorders": SMPTE J.; 91, 3, März 1982, oder von J.K.R. Heitmann; "Digital Video Recording, New Results in Channel Coding and Error Protection": SMPTE J., 93: 140-144, Februar 1984. Ein weiterer solcher Vorschlag besteht darin, den 8-10 Blockcode zu verwenden, wie es beispielsweise von J.L.E. Baldwin; "Digital Television Recording With Low Tape Consumption": SMPTE J., 88, 490-492, Juli 1979 vorbeschrieben ist. Ein weiterer Vorschlag ist, den Miller-quadrierten (M²)-Code zu verwenden, wie es beispielsweise von L. Gallow beschrieben ist; "A Signal System Designed for a Digital Video Recording System": SMPTE J., 86:749-756, Oktober 1977. Die Verwendung des dreistufigen Teilansprechverfahrens ist auch für eine solche Grundfrequenzbandmodulation vorgeschlagen worden.
Wenn jedoch eine solche Grundfrequenzbandmodulation verwendet wird, um ein Aufzeichnungssignal für das Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zu erhalten, ist die Effektivität der Verwendung der Frequenzbandbreite des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Systems (d. h. die maximale Bit-Rate pro Bandbreiteneinheit) gering, da die Aufzeichnungs- und Wiedergabesignale zweistufige Signale sind. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der gesamte roll-off Faktor der Filterverarbeitung, die in den Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen angewendet wird (um dem Nyquist-Kriterium zur Minimierung einer Inter-Symbol-Interferenz zu genügen) 0,5 ist, dann ist die Effektivität der Frequenzbandbreitenverwendung nur 1,33 Bits/Sekunde/Hz. Als ein Ergebnis wird der Bandverbrauch hoch sein, was es schwierig macht, lange Aufzeichnungszeiten zu erreichen.
Es sind daher schon im Stand der Technik Vorschläge zur Verbesserung solcher Arten von Grundfrequenzbandmodulationen des DVTR-Systems gemacht worden, bei denen die maximale Bit-Rate, die aufgezeichnet werden kann, erhöht wird, beispielsweise durch Expandierung der Systembandbreite, indem die Anzahl von Aufzeichnungskanälen erhöht wird oder indem die relative Band/Kopf-Geschwindigkeit erhöht wird. Wenn jedoch die Systembandbreite erhöht wird, dann wird das Signal/Rauschen (S/N)-Verhältnis des Wiedergabesignals beeinträchtigt, und es ist herausgefunden worden, daß keine verwendbare Erhöhung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit durch dieses Verfahren erreicht werden kann. Wenn die Anzahl von Aufzeichnungskanälen erhöht wird, dann muß die Aufzeichnungsspurbreite entsprechend eingeengt werden, was wieder zur Beeinträchtigung des S/N-Verhältnisses führt. Wenn die relative Band/Kopf-Geschwindigkeit erhöht wird, dann wird dies zu einer Erhöhung des Bandverbrauchs führen. Solche Vorschläge im Stand der Technik werden beispielsweise von L.M.H. Dreissen et al beschrieben; "An Experimental Digital Video Recording System": IEEE Trans. on CE, CE-32, No.3, Seiten 362 bis 371, August 1986, oder von C. Yamamitsu et al; "An Experimental Digital VTR Capable of 12-hour Recording: IEEE Trans. on CE, CE-33, No.3, PP 240 bis 248, 1987.
Ein Gerät, bei dem die Quadratur-Amplitudenmodulation eines mehrstufigen Analogsignals verwendet wird, um ein Aufzeichnungssignal zu erzeugen und so eine höhere Aufzeichnungs- Bit-Pate zu erhalten, als es mit einer Grundfrequenzbandsignalaufzeichnung möglich ist, ist in der nicht veröffentlichten US-A-4 979 052 mit dem Titel "Digital Signal, Magnetic Recording/Reproducing Apparatus" und dem Anmeldetag vom 29. September 1988 von Matsuda et al vorgeschlagen worden (sind drei der Assignees der vorliegenden Erfindung). Da jedoch der Anwendung auf die Beziehung zwischen der zur Modulation verwendeten Trägerfrequenz und der Symbolrate des aufzuzeichnenden digitalen Signals unzureichende Beachtung geschenkt wird, kann die Trägerfrequenz nicht ausreichend niedrig gemacht werden, um einen hohen Wert des S/N-Verhältnisses zu erzielen.
Schließlich offenbart die EP-A-206 203 ein magnetisches Aufzeichnungsgerät für digitale Signale, das ein erstes digitales Signal, welches aufeinanderfolgende Symbole ausdrückt, und ein Taktsignal erhält, das erhaltene Signal in zwei digitale Signale konvertiert und das Paar von Signalen einer Quadraturamplitudenmodulation unterzieht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale anzugeben, bei dem das Aufzeichnungssignal ein moduliertes Signal ist, das ein Frequenzband hat, das hinsichtlich des magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabe-Systems optimiert ist. Das Gerät ermöglicht eine höhere Effizienz der Frequenzverwendung und eine höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeit, als es mit herkömmlichen Aufzeichnungsformen von magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten für digitale Signale, welche eine Grundfrequenzbandmodulation verwenden, um ein Aufzeichnungsignal zu erhalten, möglich gewesen ist.
Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ein Aufzeichnungssystem und ein Wiedergabesystem, in dem das Aufzeichnungssystem ein erstes digitales Signal, das aufeinanderfolgende Datenwerte ausdrückt, und ein erstes Taktsignal, das mit den ersten Datenwerten synchronisiert ist und eine festliegende Symbolfrequenz hat, erhält, wobei das Aufzeichnungssystem umfaßt:
Mittel zur Konvertierung des digitalen Eingangssignals in ein zweites digitales Signal, das weiter einen Satz von festgelegten Datenwerten enthält, welcher während jedes periodisch auftretenden Farbsynchronsignalintervalls eingefügt wird, wobei die Farbsynchronsignalintervalle mit einer festliegenden Farbsynchronsignalperiode auftreten, und zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals mit einer Frequenz, die identisch zu einer Symbolfrequenz des zweiten digitalen Signals ist;
Mittel zur Konvertierung jedes der aufeinanderfolgenden Datenwerte des zweiten digitalen Signals in zwei Mehr-Level- Analogsignale;
Mittel zur Erzeugung eines Trägers mit einer Frequenz, die in fester Beziehung zu der zweiten Taktsignalfrequenz f'CK als fCR (n/m) * f'CK steht, wobei n und m jeweils positive Integerzahlen sind und n kleiner oder gleich m ist, wobei der Träger mit einer festen Phasenbeziehung zu dem zweiten Taktsignal erzeugt wird, wodurch der Träger und das digitale Signal periodisch an fest stehenden Zeitpunkten in entsprechenden Farbsynchronintervallen in Phasenübereinstimmung mit einer Periode, die identisch zu Farbsynchronsignalperiode ist, kommen;
Quadratur-Amplitudenmodulationsmittel, die durch das zweite Taktsignal gesteuert sind, um eine Quadraturamplitudenmodulation des Trägers durch die beiden Mehr-Level-Analogsignale auszuführen und so ein Quadratur-Amplitudenmodulationssignal als ein Aufzeichnungssignal zu erzeugen; und
magnetische Aufzeichnungsmittel zur Aufzeichnung des Aufzeichnungssignals auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium.
Somit verwendet ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung ein Aufzeichnungssignal, das durch eine Trägermodulation basierend auf einem digitalen Eingangssignal durch Quadraturamplitudenmodulation (QAM) erhalten wird, wobei eine Beziehung zwischen der Frequenz eines Eingangs-Taktsignals, das mit aufeinanderfolgenden Datenwerten des digitalen Eingangssignals und der Frequenz des zur Modulation verwendeten Trägers so hergestellt wird, daß die Trägerfrequenz gleich der Eingangstaktsignalfrequenz multipliziert mit einem Faktor (n/m) ist, wobei n und m positive Integer sind und n≤m, besteht.
Wie es gut bekannt ist, macht es die Verwendung einer QAM möglich, ein digitales Grundfrequenzbandsignal als ein Modulationssignal über ein Übertragungssystem zu übertragen, das eine Bandbreite hat, die geringer als die Symbolfrequenz des digitalen Systems ist. Anders gesagt ermöglicht dies, daß die effektive Datenrate, die über eine bestimmte Übertragungssystembandbreite übertragen werden kann, beträchtlich höher gemacht werden kann, als es durch eine Grundfrequenzbandübertragung möglich wäre. Die Verwendung einer QAM fordert jedoch, daß das Übertragungssystem eine hohe Linearität und ein niedriges S/M-Verhältnis hat. Aus diesem Grund ist es im Stand der Technik nicht möglich gewesen, eine QAM bei einer digitalen Aufzeichnung eines digitalen Hochfrequenzsignals, d. h. zur Aufzeichnung eines digitalen Videosystemsignals, zu verwenden, da eine zufriedenstellende Bit-Fehlerrate für das bei der Wiedergabe erhaltene digitale Signal aufgrund eines Rauschens, das durch den magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang und eine Nichtlinearität dieses Vorgangs auftritt, nicht erzielt werden könnte. Mit der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein moduliertes Aufzeichnungssignal erzeugt, das ein Frequenzband besitzt, das zufriedenstellend niedrig ist, um zu ermöglichen, das ein zufriedenstellender Wert eines S/M-Verhältnisses für das Wiedergabesignal erzielt wird. Außerdem kann ein Hochfrequenz- Vormagnetisierungssignal dem Aufzeichnungssignal überlagert werden, wodurch ein hohes Maß an Systemlinearität erreicht werden kann. Die Erniedrigung des Frequenzbandes des Aufzeichnungssystems wird erreicht, indem die Frequenz des Trägers niedriger als die Symbolfrequenz (d. h. der Eingangstaktfrequenz) des digitalen Eingangssignals gemacht wird. Im Stand der Technik ist dies wegen der Schwierigkeit, ein Taktsignal während der Wiedergabe rückzugewinnen, das korrekt zeitachsenbezogen zu den beiden Mehrstufen-Analogsignalen, welche durch die Demodulation des QAM-Wiedergabesignals erzielt werden, sein wird, nicht möglich gewesen. Diese korrekte Beziehung ist wesentlich, da eine Analog/Digital-Verarbeitung zur Umwandlung des demodulierten Wiedergabesignals, um das ursprüngliche digitale Signal zurückzugewinnen, auf einem Taktsignal mit einer solchen Beziehung basieren muß. Mit der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem überwunden, indem periodisch Trägerfrequenz-Farbsynchronsignale feststehender Phase und Amplitude in das Aufzeichnungssignal eingefügt werden, und indem die Trägerfrequenz so erzeugt wird, daß sie periodisch phasengleich mit dem Taktsignal des Aufzeichnungssystems zu feststehenden Zeitpunkten innerhalb jedes Farbsynchronsignals ist, so daß der Träger und das Taktsignal periodisch mit einer feststehenden Periode, die gleich der Farbsynchronsignalperiode ist, in Phasenübereinstimmung kommen. Während der Wiedergabe stellen die wiedergewonnenen Farbsynchronsignale Timinginformationen bereit, die verwendet werden, um diese periodische Phasenübereinstimmungsbeziehung zwischen einem Wiedergabetaktsignal und den demodulierten QAM-Signalen herzustellen, so daß eine genau A/D-Umwandlung durch Verwendung dieses Wiedergabetaktsignals erzielt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt das Gerät weiterhin Mittel zur Erzeugung eines Vormagnetisierungssignals und Mittel zur Zufügung des Vormagnetisierungssignals zu dem Quadratur-Amplitudenmodulationssignal, um das Aufzelchnungssignal zu erhalten, das auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium durch das magnetische Aufzeichnungsmittel aufgezeichnet werden soll.
Aufgrund der obigen Konfiguration für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufzeichnungssignal erhalten werden, in dem die DC-Komponente vollständig eliminiert ist. Weiterhin wird aufgrund der Verwendung einer QAM- Modulation die Effizienz der Frequenzbandverwendung verglichen mit einem Grundfrequenzband-Aufzeichnungsverfahren erhöht. Außerdem kann aufgrund der Tatsache, daß eine Beziehung fCR = (n/m).f'CK'hergestellt wird, wobei fCR die Trägerfrequenz der Modulation ist, die ausgeführt wird, um ein Aufzeichnungssignal zu erhalten, und .fCK' die Frequenz eines Taktsignals ist, das mit aufeinanderfolgenden Datenwerten des Aufzeichnungssigals synchronisiert ist, und ein Farbsynchronsignal des Trägers periodisch in das Aufzeichnungssignal mit einer Periode T = k.n/fCR, das die jeweiligen Zeitpunkte, zu denen die Träger- und Taktsignale in Phase übereinstimmen, ausdrückt, das Taktsignal zusammen mit dem Träger durch Verwendung der Farbsynchronsigalkomponente in dem Wiedersignal rückgewonnen werden. Dieses Merkmal macht es möglich, daß die Trägerfrequenz niedriger als die Taktsignalfrequenz gemacht wird, so daß ein Aufzeichnungsfrequenzband verwendet werden kann, das ein optimales S/N-Verhältnis von einem magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabe-System bereitstellt.
Wenn alternativ die obere Frequenzgrenze des Aufzeichnungsfrequenzbandes als der maximale Wert hinsichtlich des erlaubbaren S/N-Verhältnisses oder der erlaubbaren BER-(Bitfehlerrate)-Grenze bestimmt wird, dann kann die Aufzeichnungsgeschwindigkeit effektiv auf einen wesentlich höheren Wert erhöht werden, als es mit einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät möglich gewesen ist, daß eine Grundfrequenzbandmodulation verwendet.
Außerdem verwendet ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Vormagnetisierungsaufzeichnung, bei der ein Hochfrequenzvormagnetisierungssignal das Aufzeichnungssignal moduliert. Als ein Ergebnis kann eine Nichtlinearität, die in einem magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabe-System auftritt, wesentlich reduziert werden, und damit kann eine Beeinträchtigung des gesamten S/N-Verhältnisses des Geräts, die von den Effekten einer solchen Nichtlinearität kommt, reduziert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein allgemeines Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figuren 2(A), (B), und (C) sind Graphen, die die Frequenzbeziehungen in der Ausführungsform von Figur 1 darstellen;
Figur 3 (A) ist ein Bockschaltbild einer Farbsynchronsignal-Einfügeschaltung in der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 3 (B) ist ein Diagramm zur Darstellung des Farbsynchronsignaltimings für die Schaltung von Figur 3 (A);
Figur 4 ist ein Blockschaltbild einer Trägerfrequenzgeneratorschaltung in der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 5 zeigt Wellenformen in der Schaltung von Figur 4;
Figur 6 (A) und 6 (B) sind Schaltbilder eines Quadratur-Zweiphasen-Modulators bzw. einer Synchrondemodulatorschaltung in der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 7 ist ein Blockschaltbild einer Trägerfrequenz- und Taktsignal-Rückgewinnungs-Schaltung in der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 8 ist ein Blockschaltbild einer Farbsynchron- Signal-Eliminierungsschaltung in der Ausführungsform von Figur 1;
Figur 9 ist ein Gesamtblockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 10 ist ein Blockschaltbild einer Träger- und Taktsignal-Rückgewinnungs-Schaltung in der Ausführungsform von Figur 9; und
Figur 11 ist ein Diagramm einer QAM-Signal-Konstellation zur Beschreibung des Betriebs eines Signalauswahlabschnitts in der Schaltung von Figur 10.

Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Figur 1 ist ein allgemeines Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses hat ein Aufzeichnungssystem mit einem Kodierabschnitt 2, einem Modulatorabschnitt 6, einem Trägerfrequenzgeneratorabschnitt 10 und einem Vormagnetisierungsabschnitt 11, und ein Wiedergabesystem mit einem Demodulationsabschnitt 20, einer Trägerfrequenz-Rückgewinnungs-Schaltung 19 und einem Dekodierabschnitt 24. Ein digitales Modulationsfrequenzbandsignal SD, das aufeinanderfolgende parallele 4-Bit- Datenwerte ausdrückt, wird vier parallelen Dateneingangsanschlüssen 1a eines Kodierabschnitts 2 zugeführt, während ein entsprechendes Eingangstaktsignal SCK, das mit den aufeinanderfolgenden Datenwerten synchronisiert ist und damit eine Frequenz fCK hat, die identisch der Schaltfrequenz des digitalen Eingangssignals ist, wird einem Eingangsanschluß 1b des Kodierabschnitts 2 zugeführt. Der Kodierabschnitt 2 besitzt eine Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3, die das digitale 4-Bit-Eingangssignal in parallele digitale 2-Bit- Signale trennt, welche periodisch eingefügte Farbsynchronsignale enthalten um zu bewirken, daß entsprechende Farbsynchronsignale einer Trägerfrequenz in das Aufzeichnungssignal durch einen Quadratur-Zweiphasen-Modulator 9 wie nachfolgend beschrieben eingefügt werden. Diese parallelen digitalen 2-Bit-Signale werden D/A-Konvertern 4 bzw. 5 innerhalb des Kodierabschnitts 2 zugeführt, wodurch jeder 2-Bit-Datenwert in einen bipolaren Puls konvertiert wird, der einen von vier möglichen Werten hat. Ein Zug solcher Pulse wird nachfolgend als ein Mehrwert-Analogsignal bezeichnet. Es wird angenommen werden, daß dieser Wert 1, 0,5, -0,5 bzw. -1 beträgt (das sind entsprechende Spannungswerte ausgedrückt in bestimmten Einheiten). Somit können insgesamt 4 x 4, d. h. 16 unterschiedliche Kombinationen dieser Werte erzeugt werden. Bei diesem Vorgang des Einbringens der Farbsynchronsignaldaten werden die parallelen digitalen Signale mit einem neuen Taktsignal resynchronisiert, das innerhalb der Farbsynchronsignaleinfügungsschaltung 3 erzeugt wird und mit S'CK bezeichnet wird, mit einer Frequenz f'CK. Dieses wird über eine Leitung 2b zusammen mit einem Farbsynchronsignal-Timingsignal (bestehend aus aufeinanderfolgenden Pulsen, die mit den Zeitpunkten des periodischen Einbringens der zuvor genannten Farbsynchronsignaldaten synchronisiert sind) über eine Leitung 2a zu einer Trägerfrequenzgeneratorschaltung 10 geführt. Die Trägerfrequenzgeneratorschaltung 10 erzeugt eine Trägerfrequenzwelle (die nachfolgend einfach als "Träger" bezeichnet wird) mit einer Frequenz fCR mit einer Beziehung fCR = (n/m).f'CK, wobei n kleiner oder gleich ist m und sowohl n als auch m eine positive Integerzahl sind.
Figur 3 (A) ist ein Blockschaltbild einer spezifischen Konfiguration der Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3 von Figur 1, und Figur 3 (B) ist ein Diagramm zur Darstellung der Art, auf die die Farbsynchronsignaldaten zur Erzeugung periodischer Trägerfrequenz-Farbsynchronsignale in dem QAM- Modulationsaufzeichnungssignal in den digitalen Datenstrom eingebracht werden. Diese Trägerfrequenz-Farbsynchronisignale werden periodisch mit einer Farbsynchronsignalperiode, welche mit T bezeichnet ist, während entsprechender Farbsynchronsignalintervalle erzeugt. Wenn man die Anzahl von 4-Bit-Datenwerten des digitalen Eingangssignals, die während jeder Farbsynchronsignalperiode T auftreten, mit B, und die Anzahl von Datenwerten, die innerhalb jedes Farbsynchronsignalintervalls eingebracht werden, als A bezeichnet, kann das digitale Eingangssignal wie in dem oberen Bereich von Figur 3 (B) gezeigt dargestellt werden, wobei der entsprechende digitale Ausgangsdatenstrom von der Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3 direkt darunter dargestellt ist. Die Symbolfrequenz (Anzahl von Datenwerten/Sekunde) des hereinkommenden digitalen Signals ist B/T, die als f&sub0;.B bezeichnet werden wird, d. h. dies ist die Frequenz fCK des hereinkommenden Taktsignals SCK, während die Symbolfrequenz des digitalen Ausgangssignals von der Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3 (A + B)/T ist, d. h. f&sub0;. (A + B).
Unter Bezugnahme auf Figur 3 (A) wird das Eingangstaktsignal SCK einem Taktsignaleingang eines "Schreibadressen"-Zählers 31 und einem Phasenkomparator 33a innerhalb eines PLL's 33 zugeführt. Der PLL 33 ist aus einem VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) 33d gebildet, dessen Ausgangssignal einem Frequenzteiler 33b mit einem Teilungsverhältnis von (A + B) zugeführt wird, wobei das resultierende frequenzgeteilte Signal dem anderen Eingang des Phasenkomparators 33a zugeführt wird. Ein Phasenfehlersignal, das von dem Phasenkomparator 33a erzeugt wird, wird durch einen Schleifenfilter 33c übertragen, um eine Frequenzsteuerspannung an dem VCO 33d anzulegen. Wenn die Eingangstaktsignalfrequnz als f&sub0;.B wie oben beschrieben bezeichnet wird, wird die Frequenz des VCO 33d auf einen Wert f&sub0;.B.(A + B) festgesetzt. Dieses Signal von dem VCO 33d wird über einen Frequenzteiler 34 mit einem Teilungsverhältnis gleich B übertragen, um ein neues Taktsignal zu erhalten, das mit SCK bezeichnet wird und eine Frequenz f&sub0;.(A + B) hat. Aufeinanderfolgende 4-Bit-Datenwerte des digitalen Eingangssignals werden in einen Speicher 30 synchron mit dem Eingangstaktsignal S'CK unter aufeinanderfolgenden Adressen, die durch die "Schreibadressen"-Zählerschaltung 31 bezeichnet sind, geschrieben. Diese Adressen werden auch einer Adressensteuerung 32 zugeführt. Das Taktsignal S'CK von dem Frequenzteiler 34 wird auch einem "Leseadressen"-Zähler 35, einem Farbsynchronsignal-Timingzähler 36, einem "Leseadressen"-Zähler 37 und einer Signalauswähleinrichtung 39 sowie einem "Lese-Takt"-Eingang des Speichers 30 zugeführt. Der Farbsynchronsignal-Timingzähler 36 zählt die Taktsignalpulse, um periodisch Farbsynchronsignal-Timingsignalpulse wie zuvor beschrieben mit einer Periode T zusammen mit Farbsynchronsignal-Abtrennungssignalpulsen zu erzeugen. Die Dauer des Farbsynchronsignalintervalls entspricht der Pulsweite dieser Farbsynchronsignal-Abtrennungssignalpulse, und jeder Farbsynchronsignal-Timingsignalpuls tritt zu einem festliegenden Zeitpunkt nach dem Start eines Farbsynchronsignal-Abtrennungssignalpulses statt. Somit drücken die Farbsynchronsignal-Abtrennungs- und Farbsynchronsignal- Timingsignalpulse die Farbsynchronsignal-Intervalldauerinformation und Farbsynchronsignal-Timinginformation aus. Der Wert der Trägerfrequenz fCR, der in einer QAM-Modulation wie nachfolgend beschrieben verwendet werden soll, ist bezogen auf die Frequenz f'CK des Taktsignals S'CK so bestimmt worden, daß fCR = (n/m).fCK wie oben beschrieben ist, wobei n ≤ m ist. Der Wert der Farbsynchronsignalperiode T wird als k.m/f'CK bestimmt, der gleich k.n/fCR ist, wobei k ein positiver Integer ist. Das Farbsynchronsignal-Abtrennungssignal von dem Farbsynchronsignal-Timingzähler 36 wird entsprechenden Steuereingängen des "Leseadressen"-Zählers 35, des "Leseadressen"-Zählers 37 und der Signalauswähleinrichtung 39 zugeführt, während ein Farbsynchronsignal-Timingsignal, das von dem Zähler 36 erzeugt wird, einem Ausgangsanschluß 43 zugeführt wird. Der "Leseadressen"-Zähler 35 und der "Leseadressen"-Zähler 37 führen Adressenwerte dem Speicher 30 und einem ROM 38 jeweils zu. Die Steuerung wird so ausgeführt, daß während jedes Farbsynchronsignalintervalls der "Leseadressen"-Zähler 35 inoperativ gehalten wird, während aufeinanderfolgende Adressen von dem "Leseadressen"-Zähler 37 in Synchronisation mit dem Taktsignal S'CK ausgegeben werden. Zu allen anderen Zeiten wird der "Leseadressen"-Zähler 37 inoperativ gehalten, und aufeinanderfolgende gespeicherte 4-Bit-Datenwerte werden aus dem Speicher 30 in Synchronisation mit dem Taktsignal S'CK ausgelesen. Jedes von diesen wird danach als zwei separate 2-Bit-Datenwerte verarbeitet, die durch die Signalauswahleinrichtung 39 zu den D/A Konvertern 4 bzw. 5 übertragen werden. Ein ROM 38 hat 4-Bit-Datenwerte, von denen jeder ein binärer "1111" ist, der darin in aufeinanderfolgenden Adressen gespeichert ist.
Die von dem "Leseadressen"-Zähler 35 erzeugten Adressen werden auch der Adressensteuerung 32 zugeführt, die den "Schreibadressen"-Zähler 31 so steuert, daß verhindert wird, daß Konflikte zwischen den Speicher-Lese- und -Schreib-Betriebstimings auftreten.
Die Betriebsweise ist wie folgt. Während jedes Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden Farbsynchronsignalintervallen werden 4-Bit-Datenwerte, die in dem Speicher 30 gespeichert worden sind, aufeinanderfolgend in Synchronisation mit dem Lesetaktsignal S'CK ausgelesen, und jeder wird als zwei Paare von 2-Bit-Werten durch die Signalauswahleinrichtung 39 den D/A-Konvertern 4 und 5 zugeführt. Während jedes Farbsynchronsignalintervalls werden aufeinanderfolgende 2-bit-Datenwerte von binärer "11" von dem ROM 38 durch die Signalauswahleinrichtung 39 zu jedem der D/A-Konverter 4 und 5 übertragen. Jeder der D/A-Konverter 4 und 5 ist gestaltet, um die folgenden Ausgangswerte in Antwort auf entsprechende der vier möglichen 2-Bit-Eingangsdatenwerte (wobei jeder Wert ein Spannungswert ist, der in spezifischen Einheiten definiert ist) zu erzeugen: Eingangswert Ausgangswert
Somit werden Ausgangswerte von +1 kontinuierlich von jedem der D/A-Konverter 4 und 5 während jedes Farbsynchronsignalintervalls erzeugt. Zwischen den Farbsynchronsignalintervallen erzeugt jeder der D/A-Konverter 4 und 5 Pegelwerte aus dem Satz +1, +0,5, -0,5 und -1, wobei eine spezifische Kombination von zwei Pegeln in Antwort auf jeden 4-Bit-Datenwert, der aus dem Speicher 30 ausgelesen wird, erzeugt wird.
Die beiden Mehrstufen-Analogsignale, die von den D/A-Konvertern 4 und 5 erzeugt werden, werden dann einer Frequenzbandbegrenzung durch entsprechende Tiefpaßfilter 7 und 8 innerhalb eines Modulationsabschnitts 6 unterworfen. Die resultierenden bandbegrenzten Mehrstufen-Analogsignale, die von den LPFs 7 und 8 erzeugt werden, werden dann einen Quadratur- Zweiphasen-Modulator 9 innerhalb des Modulationsabschnitts 6 zugeführt, um eine QAM-Modulation einer Trägerfrequenz, die von der Trägerfrequenzgeneratorschaltung 10 erzeugt wird, durchzuführen.
Figur 2 (A) zeigt das Frequenzband jedes der bandlimitierten Modulationsfrequenzband-Mehrstufen-Analogsignale, die von den LPFs 7 und 8 ausgegeben werden. Die obere Grenze fM dieses Frequenzbandes ist niedriger als sowohl die Taktfrequenz f'CK als auch die Trägerfrequenz fCR, während außerdem fCR in diesem Beispiel etwas niedriger als f'CK ist. Das Frequenzband des QAM-Signals, das durch den Quadratur-Zweiphasen-Modulator 9 erzeugt wird, ist in Figur 2 (B) gezeigt. Wie gezeigt ist, erstreckt sich dieses von einem oberen Grenzwert f'm (=fM + fCR) bis zu einem unteren Grenzwert von (fCR - fM).
Figur 4 ist ein Blockschaltbild einer spezifischen Anordnung für eine Trägerfrequenzgeneratorschaltung 10. Das Taktsignal S'CK und das Farbsynchronsignal-Timingsignal, die jeweils von der Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3 wie hierin beschrieben erzeugt werden, werden den Eingangsanschlüssen 50, 57 zugeführt. Das Taktsignal wird dann einem Eingang eines Phasenkomperators 52 innerhalb eines PLLs 51 zugeführt, wobei das PLL 51 weiterhin aus einem LPF 53, einem VCO 54 und einem Frequenzteiler 55, der eine Teilung durch einen Faktor N durchführt, besteht. Das Ausgangssignal von dem Faktor-n-Frequenzteiler 55 wird dann dem anderen Eingang des Phasenkomperators 52 zugeführt, und das Phasenfehlersignal, das von dem Phasenkomperator 52 erzeugt wird, wird durch das LPF 53 übertragen, um eine Frequenzsteuerspannung an dem VCO 54 anzulegen. Die Betriebsfrequenz des Ausgangssignals des VCO 54 wird dabei als n.f'CK festgesetzt, und dieses Signal wird einem Frequenzteiler 56 zugeführt, der um einen Faktor m teilt. Der Frequenzteiler 56 wird als zurücksetzbarer Zähler implementiert, dem das Farbsynchronsignal-Timingsignal an einem Reset-Eingang zugeführt wird und der auf einen Farbsynchronsignal-Timingpuls reagiert, indem er auf einen anfänglichen Zählzustand zurückgesetzt wird, um dadurch periodisch mit der festliegenden Farbsynchronsignalperiode T zurückgesetzt zu werden. Der Frequenzteiler 56 erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Frequenz (n/m).f'CK, d. h. bei der erforderlichen Frequenz für die Trägerfrequenz für den Träger, wie zuvor beschrieben ist. Der Träger, der dadurch erzielt wird, wird durch einen BPF (Bandpaßfilter) 58 gefiltert und einem Ausgangsanschluß 59 zugeführt.
Die Timingbeziehungen der Signale in der Schaltung von Figur 4 sind in Figur 5 dargestellt. Figur 5 (A) zeigt das Timing des Ausgangssignals von dem VCO 54, Figur 5 (B) zeigt das Taktsignal der Frequenz f'CK, Figur 5 (C) zeigt den Träger, der von dem Ausgangsanschluß 59 erzeugt wird, und Figur 5 (D) zeigt die Farbsynchronsignal-Timingsignalpulse von dem Farbsynchronsignal-Timingzähler 36. Aufgrund des periodischen Zurücksetzens des Faktor-m-Frequenzteilers 56 durch die Farbsynchronsignal-Timingsignalpulse stimmen das Taktsignal S'CK und der Träger periodisch in der Phase mit der festgelegten Farbsynchronsignalperiode C überein. Diese Tatsache wird während der Wiedergabe genutzt, um zu ermöglichen, daß das Taktsignal und der Träger zusammen rückgewonnen werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Ein Blockschaltbild des Quadratur-Zweiphasen-Modulators 9 ist in Figur 6 (A) gezeigt. Der Grundbetrieb wird beschrieben, wobei der Träger, der von der Trägerfrequenzgeneratorschaltung 10 erzeugt wird, als eine Zeitfunktion C(t) = A.cosωht ausgedrückt ist (worin ω = 2π.fCR ist), und wobei die Mehrstufen-Ausgangsanalogsignale von den LPFs 7 und 8 jeweils als Signale d1(t) und d2(t) bezeichnet werden, von denen jedes N unterschiedliche Werte annehmen kann, wobei N ein willkürlicher positiver Integer ist (der in dieser Ausführungsform 4 ist). Die Signale d1(t) und d2(t) werden von den Anschlüssen 60, 61 des Quadratur-Zweiphasen-Modulators 9 den Eingängen von entsprechenden Multiplizierern 62 und 63 zugeführt. Der Träger C(t) wird von einem Anschluß 64 direkt einem Eingang des Multitplizierers 62 und durch einen 90º-Phasenschieber 65 einem Eingang des Multiplizierers 63 zugeführt. Auf diese Weise werden das Signal d1(t) und der Referenz- (d. h. In-Phasen-) Träger zusammen multipliziert, während das Signal d2(t) und der 90º-phasenverschobene (d. h. Quadratur-) Träger zusammen multipliziert werden. Die resultierenden modulierten Ausgänge von dem Multiplizierer 62 und dem Multiplizierer 63 werden in einem Addierer 66 zusammenaddiert, so daß ein QAM-Signal S(t) als ein Ausgang von dem Addierer 66 gewonnen wird und einem Ausgangsanschluß 67 zugeführt wird. Dieses QAM-Signal S(t) kann ausgedrückt werden als:
S(t) = d1(t).A.cosωht + d2 (t).A.sinωht,
wobei ω gleich 2π.fCR ist. Da 16 Kombinationen von Paaren von Werten der 4-Stufen-Analogsignale von den LPFs 7 und 8 auftreten können, kann das QAM-Signal S(t) 16 unterschiedliche Signalzustände annehmen, von denen jeder als ein Zeiger ausdrückbar ist.
Wie zuvor beschrieben ist, werden festliegende "1"-Zustandsdatenwerte aufeinanderfolgend den D/A-Konvertern 4 und 5 des Kodierabschnitts 2 während jedes Farbsynchronsignalintervalls zugeführt. Somit werden während jedes Farbsynchronsignalintervalls die Signale d1(t) und d1(t) auf dem +1-Wert festgelegt. Damit wird das Ausgangssignal von dem Modulator 9 die Summe der In-Phasen- und Quadratur-Träger sein, d. h. während jedes Farbsynchronsignalintervalls wird das QAM-Signal auf der Trägerfrequenz sein, die in Phase auf einen Wert festgelegt ist, der um 45º gegenüber dem Refenz-0º-Trägerphasenwinkel vorverschoben ist, und eine festgelegte Amplitude hat, die 2mal die Amplitude des Trägers ist, der dem Modulator 9 zugeführt wird.
Wenn wieder auf Figur 1 Bezug genommen wird, wird der Ausgang von dem Quadratur-Zweiphasen-Modulator 9 einem Eingang eines Addierers 12 in einem Vormagnetisierungsabschnitt 11 zugeführt. Ein Hochfrequenz-Vormagnetisierungssignal, das von einer Vormagnetisierungssignal-Generatorschaltung 13 erzeugt wird, wird dem anderen Eingang des Addierers 12 zugeführt. Die Vormagnetisierungssignalfrequenz fB wird zu dem oberen Grenzwert fMC des QAM-Signalfrequenzbandes (in Figur 2 (B) gezeigt) als fB ≥3.fMC in Bezug gesetzt. Aufgrund dieser Beziehung ist es unmöglich, daß eine Intermodulationsfrequenzkomponente (fB - fX) auftritt, die in das Frequenzband des QAM-Signals fällt, wobei fX eine willkürliche Frequenz ist, die innerhalb des QAM-Signalfrequenzbandes liegt. Eine Intermodulationsbeeinträchtigung wird dadurch verhindert.
Mit einem magnetischen Aufzeichnungssystem ist es möglich, ein gesamtes S/N-Verhältnis zu definieren, das eine Kombination des S/N-Verhältnisses, welches aus dem Rauschen innerhalb des Aufzeichnungsfrequenzbandes resultiert, und eines S/N-Verhältnisses, das auf einer verbleibenden Beeinträchtigung innerhalb des Aufzeichnungsfrequenzbandes entsteht (unter Berücksichtigung des Energiewerten der Beeinträchtigung als ein Rauschpegel) ist. Die Stärke des Vormagnetisierungssignalstroms, die durch den Addierer 12 eingeführt wird, wird daher auf einen optimalen Wert festgelegt, der dieses Gesamt-S/N-Verhältnis maximieren wird. Dieser optimale Wert tritt aufgrund der Tatsache auf, daß obwohl ein Ansteigen in der Vormagnetisierungsstromstärke eine verbesserte Linearität des magnetischen Aufzeichnungssystem schaffen wird, eine Erhöhung des Vormagnetisierungsstroms auch zu einer Beeinträchtigung der Aufzeichnungsfrequenzcharakteristik und einer Verringerung des S/N-Verhältnisses des Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems führt.
Das Ausgangs-QAM-Aufzeichnungssignal SR, das von dem Vormagnetisierungsabschnitt 11 erzeugt wird, wird einem magnetischen Aufzeichnungskopf 15 eines magnetischen Aufzeichnungs- /Wiedergabe-Abschnitts 14 zugeführt, um auf einem Magnetband 16 aufgezeichnet zu werden. Es sollte bemerkt werden, daß obwohl diese Ausführungsform ein Magnetband verwendet, die Erfindung natürlich in gleichem Maße bei anderen Formen von magnetischen Aufzeichnungsmedien wie Magnetscheiben anwendbar ist.
Während der Wiedergabe wird das Signal, das auf dem Magnetband 16 aufgezeichnet worden ist, durch einen magnetischen Wiedergabekopf 17 wiedergegeben. Es ist natürlich auch möglich, daß ein einziger Magnetkopf die Funktionen beider Köpfe 15 und 17 ausführt. Das resultierende Wiedergabesignal wird dann durch eine Entzerrerschaltung 18 übertragen, die die Hochfrequenzkomponenten des Wiedergabesignals verbessert, um eine Dämpfung dieser Komponenten bei dem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang zu kompensieren und hierdurch eine flache Gesamtfrequenzansprechcharakteristik für das magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem (welches aus den Köpfen 15, 17 und dem Band 16 besteht) zu schaffen. Das entzerrte Wiedergabesignal von der Entzerrerschaltung 18 wird dann einer Träger-Rückgewinnungs-Schaltung 19 und einem Demodulationsabschnitt 20 zugeführt. Die Träger-Rückgewinnungs-Schaltung 19 erzeugt einen wiedergewonnenen Träger, der dem Demodulationsabschnitt 20 zugeführt wird, und ein wiedergewonnenes Taktsignal und Farbsynchronsignal-Timingsignal, die über Leitungen 19a bzw. 19b dem Dekodierabschnitt 24 zugeführt werden.
Figur 7 ist ein Blockschaltbild der Träger-Rückgewinnungs- Schaltung 19 dieser Ausführungsform. Das Ausgangssignal von der Entzerrerschaltung 18 wird von einem Eingangsanschluß 80 durch einen BPF (Bandpaßfilter) 81a, der nur die Trägerfrequenzkomponente durchläßt, zugeführt. Die Träger-Farbsynchronsignale, die in dem Wiedergabe-QAM-Signal enthalten sind, werden dadurch abgetrennt. Da der Träger innerhalb jedes Farbsynchronsignals in der Phase um 45º von dem "In- Phase"-Trägerzustand, wie hierin oben beschrieben ist, abweicht, muß der abgetrennte Träger in der Phase um 45º durch eine Verzögerungsleitung 81b verzögert werden. Die resultierenden phaseneingestellten Träger-Farbsynchronsignale werden dann einem Farbsynchronsignal-Abtrennungspuls-Generator 82 und einem Vergleichseingang eines Phasenkomperators 85 in einem PLL 84 zugeführt. Der Farbsynchronsignal-Abtrennungspuls-Generator 82 reagiert auf jedes der abgetrennten Träger-Farbsynchronsignale, um einen entsprechenden Farbsynchronsignal-Abtrennungspuls, der sich für die Dauer des Farbsynchronsignalintervalls erstreckt, und einen wiedergewonnenen Farbsynchronsignal-Timingpuls, der an demselben festgelegten Zeitpunkt nach dem Start des Farbsynchronsignals auftritt wie für die Farbsynchronsignal-Timingpulse des Aufzeichnungssystems, wie es hierin oben beschrieben ist, zu erzeugen. Somit treten die wiedergewonnenen Farbsynchronsignal-Timingpulse periodisch mit der festgelegten Farbsynchronsignalperiode T auf. Das Farbsynchronsignal-Abtrennungssignal wird einem Farbsynchronsignal-Tor 86, einem Reset-Eingang eines Faktor-n-Frequenzteilers 91 und einem Ausgangsanschluß 83 zugeführt. Das PLL 84 umfaßt weiterhin einen LPF 87 und einen VCO 88, dessen Ausgang durch einen Faktor-m-Frequenzteiler 89 geteilt wird, dessen Ausgang dem anderen Vergleichseingang des Phasenkomparators 85 zugeführt wird. Das Ausgangssignal von dem BPF 81 wird in der Phase mit dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 89 vom Faktor m durch den Phasenkomparator 85 verglichen, und während jedes Farbsynchronsignalintervalls wird das resultierende Phasen- Fehlersignal von dem Phasenkomparator 85 durch Farbsynchronsignal-Anschlluß 86 zu dem LPF 87 übertragen. Unnötig hohe Frequenzkomponenten des Fehlersignals werden dadurch beseitigt, um eine Steuerspannung bereitzustellen, die angelegt wird, um die Betriebsfrequenz des VCO 88 zu steuern. Das Ausgangssignal von dem Faktor-m-Frequenzteiler 89 wird somit in der Phase und Frequenz (fCR) der Träger-Farbsynchronsignale gehalten, d. h. ein wiedergewonnener Träger wird von dem Faktor-m-Frequenzteiler 89 erzeugt und einem Ausgangsanschluß 90 zugeführt. Da die Frequenz des Ausgangssignals von dem VCO 88 gleich m.fCR ist und das Signal um einen Faktor n in dem Faktor-n-Frequenzteiler 91 frequenzgeteilt wird, wird außerdem die Ausgangsfrequenz von dem Faktor-n-Frequenzteiler 91 (m/n).fCR, d. h. es wird ein Taktsignal der Frequenz fCK wiedergewonnen und einem Ausgangsanschluß 92 zugeführt.
Der Faktor-n-Frequenzteiler 91 wird periodisch durch jeden Farbsynchronsignal-Timingpuls von dem Farbsynchronsignal- Abtrennungspuls-Generator 82 zurückgesetzt, so daß die Phasenbeziehung zwischen dem zurückgewonnenen Träger und Taktsignal entsprechend der in den Figuren 5 (B), (C) und oben beschriebenen Beziehung festgelegt wird. D. h., daß der wiedergewonnene Träger- und Taktsignal periodisch gegenseitige Phasenübereinstimmung mit der festgelegten Farbsynchronpulsperiode T, an entsprechenden Punkten auf der Zeitachse hinsichtlich des Wiedergabesignals mit denjenigen für den Originalträger, das Taktsignal S'CK und das Aufzeichnungssignal aufnehmen. Somit ist das wiedergewonnene Taktsignal korrekt phasenbezogen auf den wiedergewonnenen Träger und kann so verwendet werden, um die A/D-Konvertierung des demodulierten QAM-Wiedergabesignals durch die A/D-Konverter 25 und 26 genau zu steuern.
In Figur 1 erhält diese Synchrondemodulatorschaltung 21 innerhalb des Demodulationsabschnitts 20 das Wiedergabesignal von der Entzerrerschaltung 18, und auch den wiedergewonnenen Träger von der Träger-Rückgewinnungs-Schaltung 19, um eine Synchrondemodulation des Wiedergabe-QAM-Signals auszuführen. Figur 6 (B) ist ein Blockschaltbild einer spezifischen Anordnung für die Synchrondemodulatorschaltung 21. Das Wiedergabe-QAM-Signal wird von einem Eingangsanschluß 68 entsprechenden Eingängen von Multiplizierern 69 und 70 zugeführt, während der wiedergewonnene Träger von einem Eingangsanschluß 71 direkt zu einem Eingang des Multiplizierers 69 und durch einen 90º-Phasenschieber 65 einem Eingang des Multiplizierers 70 zugeführt wird. Das Wiedergabesignal und der direkte (In-Phasen-)Träger werden dadurch miteinander in dem Multiplizierer 69 multipliziert, während das Wiedergabesignal und der phasenverschobene (Quadratur-)Träger zusammen in dem Multiplizierer 70 multipliziert werden, so daß demodulierte Signale, die jeweils den beiden Mehrstufen-Analogsignalen entsprechen, die ursprünglich als ein QAM-Signal aufgezeichnet wurdenn von dem Multiplizierer 69 bzw. Multiplizierer 70 produziert und an Ausgangsanschlüsse 73 und 74 übertragen werden.
Diese demodulierten Ausgangssignale von der Synchrondemodulatorschaltung 21 werden LPFs 22 bzw. 23 des Demodulationsabschnitts 20 zugeführt, die in Verbindung mit LPFs 7 und 8 des Modulationsabschnitts 6 die gesamten Tiefpaßfilterformen, die auf die Modulationfrequenzbandaufzeichnungs- und -wiedergabesignale angewendet werden, bestimmen, d. h. den Dämpfungsfaktor der gesamten Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Frequenzansprechcharakteristik bestimmen. Dieser Dämpfungsfaktor wird so ausgewählt, daß er die Inter-Symbol-Interferenz minimiert. Die Ausgangssignale von den LPFs 22 und 23 werden A/D- (analog nach digital) Konvertern 25 und 26 eines Dekodierabschnitts 24 zugeführt, die eine A/D-Konvertierung unter einer Zeitablaufsteuerung des wiedergewonnenen Taktsignals, welches von der Trägerfrequenz-Rückgewinnungs-Schaltung 19 zugeführt wird, ausführen. Zwei parallele 2-Bit-Signale werden dadurch von den A/D-Konvertern 25 bzw. 26 erzeugt, welche den ursprünglichen 2-Bit-Signalen entsprechen, die den D/A-Konvertern 4 und 5 des Kodierabschnitts 2 zugeführt werden. Diese 2-Bit-Signale werden dann einer Farbsynchronsignal-Eliminierungsschaltung 27 zugeführt, in der die Datenwerte, die in jedem Farbsynchronsignalintervall durch die Farbsynchronsignal-Einfügungsschaltung 3 wie hierin oben beschrieben eingefügt wurden (um zu bewirken, daß die Träger-Farbsynchronsignale erzeugt werden), entfernt werden, und ein paralleles digitales 4-Bit-Signal wird erzeugt mit einer identischen Symbolfrequenz wie das ursprüngliche digitale Signal, das dem Kodierabschnitt 2 zugeführt wurde. Dieses digitale parallele 4-Bit-Ausgangssignal wird von den Anschlüssen 28a abgegeben.
Figur 8 ist ein Blockschaltbild einer spezifischen Anordnung für die Farbsynchronsignal-Eliminierungsschaltung 27 von Figur 1. Die parallelen 2-Bit-Signale von den A/D-Konvertern 25 bzw. 26 werden über Paare von Eingangsanschlüssen 101a, 101b zugeführt, um als aufeinanderfolgende Datenwerte in einem Speicher 100 gespeichert zu werden. Das wiedergewonnene Taktsignal wird von einem Eingangsanschluß 103 einer "Schreibadressen"-Zählerschaltung 105 zugeführt und wird auch als ein "Schreibtakt"-Signal dem Speicher 100 zugeführt. Aufeinanderfolgende Schreibadressenwerte werden von der "Schreibadressen"-Zählerschaltung 105 erzeugt und einem Satz von Schreibadressenneingängen des Speichers 100 und auch einem Farbsynchronsignal-Adressenspeicher 106 zugeführt. Das Farbsynchronsignal-Timingsignal, das von der Trägerfrequenz-Rückgewinnungs-Schaltung 19 erzeugt wird, wie hierin zuvor beschrieben ist, wird von einem Eingangsanschluß 104 als ein Steuersignal dem Farbsynchronsignal-Adressenspeicher 106 zugeführt. Ein "Lesetakt"-Signal, das bspw. eine Frequenz hat, die identisch der des ursprünglichen "Schreibtakt"-Signal SCK ist, welches dem Kodierabschnitt 2 zugeführt wird, wird von einer externen Quelle einem "Lesetakt"-Eingang des Speichers 100 und auch einer "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 zugeführt. Eine Adressenvergleichsschaltung 107 vergleicht die Adressen, die von der "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 erzeugt werden, mit einer Adresse, die in dem Farbsynchronsignal-Adressenspeicher 106 gespeichert worden ist, und die die Adresse ist, bei der ein angfänglicher Datenwert des zuvor genannten Satzes von festgelegten Datenwerten, welche ein Farbsynchronsignalintervall definieren, in dem Speicher 100 gespeichert worden ist. In einem ROM 109 ist ein Wert gespeichert, der die Dauer der zuvor genannten festgelegten Datenwerte eines Farbsynchronsignalintervalls darstellt (d. h. die Anzahl von aufeinanderfolgenden Speicheradressen darstellt, in denen die Farbsynchronsignal-Datenwerte gespeichert sind). Dieser in dem ROM 109 gespeicherte Wert wird jeder der laufenden Adressen, die von der "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 erzeugt wird, durch einen Addierer 108 hinzuaddiert, und die resultierende Adresse wird einem Satz von parallelen Dateneingängen der "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 zugeführt.
Der Betrieb der Schaltung 27 ist wie folgt. Aufeinanderfolgende digitale 2-Bit-Werte von den A/D-Konvertern 25, 26 werden aufeinanderfolgend als kombinierte digitale 4-Bit-Werte in Adressen von den Speicher 100, die von aufeinanderfolgenden Adressenwerte bestimmt sind, welche von der "Schreibadresse"-Zählerschaltung 105 erzeugt worden sind, gespeichert, wobei die Schreibvorgänge durch das wiedergewonnene Taktsignalsystem synchronisiert sind. Wenn ein Farbsynchronsignal-Timingsignalpuls auftritt, wodurch der Start eines Farbsynchronsignalintervalls in dem Wiedergabesignal angezeigt wird, wird der laufende Wert der Schreibadresse in dem Farbsynchronsignal-Adressenspeicher 106 gespeichert. Die digitalen 4-Bit-Werte, die in dem Speicher 100 gespeichert sind, werden aufeinanderfolgend zu Zeitpunkten, die mit dem "Lesetakt"-Signal synchronisiert sind, aus Adressen, welche durch die "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 bestimmt sind, ausgelesen. Wenn die Adressenvergleichsschaltung 107 feststellt, daß die laufende Adresse, die von der "Leseadresse"- Zählerschaltung 11 erzeugt wird, identisch der Adresse ist, die in dem Farbsynchronsignal-Adressenspeicher 106 gespeichert ist, wird ein Ausgangssignal von der Adressenvergleichsschaltung 107 erzeugt und der "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 zugeführt, um die Ausgangsadresse von dem Addierer 108 in die "Leseadresse"-Zählerschaltung 11 als neuer Adressenwert zu laden. Auf diese Weise werden die Adressen, in denen die festgelegten Datenwerte eines Farbsynchronsignalintervalls geschrieben sind, übersprungen, so daß diese Datenwerte von der digitalen Datenauslesung aus dem Speicher 100 ausgeschlossen werden. Dadurch wird eine Farbsynchronsignalbeseitigung erreicht.
Figur 9 ist ein allgemeines Blockschaltbild eines Wiedergabesystems für eine zweite Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts für digitale Signale gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, welche oben beschrieben ist, nur hinsichtlich einer Schaltung, die in dem Wiedergabesystem eingesetzt wird, um die Träger- und Taktsignale von dem Wiedergabesignal rückzugewinnen, so daß nur diese Schaltung nachfolgend beschrieben werden wird. In der zweiten Ausführungsform wird eine Phasensteuerung des wiedergewonnenen Trägers basierend auf den demodulierten Signalen, die von LPFs 22 und 23 erzeugt werden, ausgeführt, anstelle sie aufgrund der Phase innerhalb jedes Träger-Farbsynchronsignals wie in der ersten Ausführungsform zu erzeugen. Die Trägerfrequenz-Rückgewinnungs-Schaltung verwendet eine bekannte Form der Costas-Schleifenschaltung, die geeignet gewesen ist für eine Trägerfrequenz-Rückgewinnung aus demodulierten QAM-Signalen, wobei zu der bekannten Schaltung Komponenten zur Ableitung eines Taktsignals, das, wie zuvor für die erste Ausführungsform beschrieben ist, zu dem wiedergewonnenen Träger durch fCR = fCK.(n/m) in Bezug steht, und zur Ableitung von Farbsynchronsignal-Timingsignalpulsen zugefügt werden. Da solch eine modifizierte Costas-Schaltung für einen QAM-Betrieb im Stand der Technik bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung der Betriebsweise weggelassen. Wenn man eine Phasenverschiebung des laufenden Zustands des Wiedergabe-QAM-Signals gegenüber dem Referenz-0º-Trägerphasenwinkel als ΘC bezeichnet, wird ein Phasenfehler abgeleitet, der proportional zu sin 4ΘC ist. Unter der Annahme, daß die Modulationskomponente dieser Phasenverschiebung 45º oder ein mehrfaches von 45º ist, wird sin 4ΘC Null, wenn kein Phasenfehler der Modulationskomponente überlagert ist. Diese Tatsache ermöglicht es, die zuvor genannten Phasenfehlermängel für eine Feedback-Regelung der wiedergewonnenen Trägerfrequenz zu verwenden. Es gibt 12 mögliche Modulationsphasenwinkel eines 16-Wert-QAM-Signals gegenüber der Träger- Referenz von 0º. Dennoch wird ein korrekter Betrieb gewährleistet, indem die Phasenfehlermängel verwendet werden, um die wiedergewonnene Trägerfrequenz nur unter einem Zustand zu steuern, in dem die Modulationsphasenverschiebung ±145º oder ±135º ist. Genauer gesagt wird das Phasenfehlersignal, wenn der QAM-Signalphasenwinkel von dem Referenz-(0º)Trägerphasenwert um ein Maß abweicht, das nicht innerhalb bestimmter Bereiche liegt, wobei jeder der Bereiche gleich beabstandet von der I-und Q-Trägerphasenachse entfernt ist, das während dieses Zustands abgeleitet wird, davon abgehalten, die wiedergewonnene Trägerfrequenz zu beinflussen.
In Figur 9 empfängt eine Träger- und Takt-Rückgewinnungs- Schaltung 20 als Eingangssignale die demodulierten Mehrstufen-Analogsignale, die von den LPFs 22 und 23 erzeugt werden, und erzeugt als Ausgänge einen wiedergewonnenen Träger, der der Synchrondemodulatorschaltung 21 zugeführt wird, ein wiedergewonnenes Taktsignal, das dem Dekodierer 24 zugeführt wird, und ein wiedergewonnenes Farbsynchronsignal-Timingsignal, das auch dem Dekodierer 24 zugeführt wird. Die Costas- Schleifenschaltung ist aus der Träger- und Takt-Rückgewinnungs-Schaltung 120 in Verbindung mit der Synchrondemodulatorschaltung 21 und den LPFs 22 und 23 gebildet.
Figur 10 zeigt ein Blockschaltbild der Träger- und Takt-Rückgewinnungs-Schaltung 120. Figur 11 zeigt die Signalkonstellation eines 16-Wert-QAM-Signals, in der die positiv verlaufenden horizontalen vertikalen Achsen der Referenz In-Phase (I) und Quadratur-Phase (Q)-Trägerphase entsprechen und in der die entsprechenden Punkte jedem der möglichen Phasen/Amplituden-Zustände des QAM-Signals in der Abwesenheit von Verzerrungen entsprechen.
In Figur 10 werden die Ausgangssignale von LPFs 22 und 23 von Eingangsanschlüssen 210, 211 den Eingängen einer Phasenfehler-Detektionsschaltung 212 und einer Signalauswahlschaltung 222 zugeführt. Die Auswahlschaltung 222 besteht aus Vollwellenrektifizierern 223 und 224, Begrenzern 225 und 226 und einem ausschließlich-ODER-Gatter 227. Die 222 erzeugt einen Ausgang an dem "L"-(Low)-logischen Wert zu einem ODER- Gatter 229 einer Timing-Steuerungsschaltung 228 nur unter einem Zustand, in dem der Zustand des QAM-Signals einer der Positionen, die innerhalb der schraffierten Bereiche von Figur 11 gezeigt sind, d. h. nur, wenn die Phase des Wiedergabe-QAM-Signals etwa gleich beabstandet von den I (In-Phase)- und Q (Quadratur)-Achse ist. Die Phasenfehler-Detektionsschaltung 212 besteht aus einem Addierer 212 einem Subtrahierer 214, Begrenzern 215, 216, 217 und 218 und ausschließlich-ODER-Gattern 219, 220 und 221. Die Begrenzer 215 bis 218 wirken, um die Amplitudeninformation von den Mehr-Stufen-Analogsignalen zu beseitigen, die der Phasenfehlerdetektionsschaltung 212 eingegeben werden, um entsprechende Signale zu produzieren, die nur Phaseninformationen enthalten. Ein Ausgangspulszug wird dadurch von dem ausschließlich- ODER-Gatter 212 der Phasenfehlerdetektionsschaltung 212 erzeugt, dessen Phase entsprechend dem Phasenfehler der wiedergewonnenen Trägerfrequenz, die der synchronen Detektionsschaltung 21 zugeführt wird, variiert. Die Timingsteuerungsschaltung 228 besteht aus einem Flip-Flop 230 zusätzlich zu dem ODER-Gatter 229. Ein Ausgangspulszug, der von dem Flip- Flop 230 erzeugt wird, wird durch einen Tiefpaßfilter (Schleifenfilter) 231 übertragen, um eine Steuerspannung zu erzeugen und so die Betriebsfrequenz eines VCO 232 zu steuern. Das Ausgangssignal von dem VCO 232 wird von einem Faktor-n-Frequenzteiler 233 und einem Faktor-m-Frequenzteiler 234 frequenzgeteilt. Die Träger-Farbsynchronsignale, die in dem Wiedergabe-QAM-Signal enthalten sind, welches von dem Entzerrer 18 einem Eingangsanschluß 235 zugeführt wird, werden durch einen Bandpaßfilter 236 getrennt und einer Farbsynchronsignal-Abtrennungspulsgeneratorschaltung 237 zugeführt, wodurch ein Farbsynchronsignal-Timingsignalpuls von der Farbsynchronsignal-Abtrennungspuls-Generatorschaltung 237 in Synchronisation mit jedem Träger-Farbsynchronsignal erzeugt wird. Diese Farbsynchronsignal-Timingsignalpulse werden entsprechenden Reset-Eingängen des Faktor-n-Frequenzteilers 233 und des Faktor-m-Frequenzteilers 243 zugeführt. Das Ausgangssignal von dem Frequenzteiler 233 vom Faktor m wird dem anderen Eingang des ODER-Gatters 229 der Timingsteuerschaltung 228 zugeführt. Der Ausgang von der Phasenfehlerdetektionsschaltung 212 wird einem "festgesetzten" Eingang des Flip-Flops" 230 zugeführt, und der Ausgang von dem ODER- Gatter 229 einem "Reset"-Eingang.
Mit dieser Schaltung wird das wiedergewonnene Taktsignal von dem Faktor-n-Frequenzteiler 233 erzeugt, und der wiedergewonnene Träger wird von dem Faktor-m-Frequenzteiler 243 erzeugt und von einem Anschluß 238 der Synchrondemodulatorschaltung 21 zugeführt. Die Phasenfehlermenge, die für eine Frequenzsteuerung verwendet wird, ist eine Menge der Zeitachsenverschiebung der Pulse, die von dem ausschließlich-ODER-Gatter 221 erzeugt werden, wobei die FFs 230 nacheinander durch die Vorderflanken dieser Pulse gesetzt werden. Unter einem Zustand, in dem kein Phasenfehler des wiedergewonnenen Trägers vorhanden ist, erzeugt die Phasenfehlerdetektorschaltung 212 einen Zug von Pulsen, die in der Phase um 180º von dem wiedergewonnenen Taktsignal, welches von dem Faktor-n-Frequenzteiler 233 wiedergewonnen wurde, abweicht, so daß der Ausgang des Flip-Flops 230 ein Zug von Pulsen ist, die ein 50%-Tastverhältnis haben, wenn der Phasenfehler des wiedergewonnen Trägerfrs Null ist. Phasenkompensation wird dabei durch das VCO-Steuersignal angewendet, das von dem LPF 231 erzeugt wird, um die Phase des wiedergewonnenen Trägers zu steuern. Die Beziehung fCR = (n/m).fCK wird durch die Teilungsverhältnisse der Teiler 233 und 234 festgelegt. Weiterhin wird aufgrund dessen, daß diese Frequenzteiler periodisch an dem Beginn eines jeden Farbsynchronsignalintervalls zurückgesetzt werden, die Phasenbeziehung zwischen den wiedergewonnenen Träger-, Takt- und Farbsynchronsignal-Timingsignale wie die in Figur 5 gezeigte und oben beschriebene festgelegt. Die wiedergewonnenen Träger-, Takt und Farbsynchronsignal-Timingsignale werden jeweils von Anschlüssen 239, 238 und 240 der Synchrondemodulatorschaltung 21 und dem Dekodierabschnitt 24 zugeführt, dessen Farbsynchronsignal- Eliminierungsschaltung 27 identisch zu der der oben beschriebenen ersten Ausführungsform funktioniert.
Die Verwendung einer solchen Costas-Schleifenschaltung zur Trägerfrequenzrückgewinnung hat den Vorteil, eine größere Phasengenauigkeit für die wiedergewonnene Trägerfrequenz beim Vorhandensein von Zeitachsenabweichungen (d. h. Phasensprüngen), welche aus den Aufzeichungs-/Wiedergabe-Vorgängen resultieren, bereitstellen im Vergleich mit zu Trägerfrequenz-Rückgewinnungsverfahren, welches in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Obwohl eine Costas-Schleifenschaltung oben für den Fall eines 16-Wert-QAM-Signals beschrieben worden ist, sollte die Schaltung allgemein für eine Trägerfrequenzrückgewinnung von einem N-QAM-Signal modifiziert werden.
Verschiedene Änderungen und Modifikationen der Ausführungsformen der Erfindung, welche oben beschrieben sind, könnten anvisiert werden, die in dem Schutzumfang der Erfindung fallen. Beispielsweise ist es möglich, unter Verwendung einer verwundenen Kodierung einen Fehlerkorrekturcode in dem Aufzeichnungssignal einzuschließen, indem eine größere Anzahl von Stufen für die Mehrstufen-Analogsignale verwendet werden, und einen Viterbi-Dekodierer bei der Wiedergabe zu verwenden, um eine Dekodierung der Wiedergabe-Mehrstufen-Analogsignale durchzuführen. Dies würde eine Reduzierung des maximal erlaubbaren S/N-Verhältnisses für das Aufzeichnungs-/Wiedergabe-System ermöglichen, so daß eine höhere Aufzeichnungs-Bit-Rate und damit sogar eine größere Effizienz der Verwendung der System-Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Frequenzbandbreite erzielt werden könnte.

Claims

1. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegrät für digitale Signale mit einem Aufzeichnungssystem und einem Wiedergabsystem, in dem das Aufzeichnungssystem ein erstes digitales Signal, das aufeinanderfolgende Datenwerte (SD) ausdrückt, und ein erstes Taktsignal (SCK), das mit den ersten Datenwerten synchronisiert ist und eine festliegende Symbolfrequenz (fCK) hat, erhält, wobei das Aufzeichnungssystem umfaßt:

Mittel (3) zur Konvertierung des digitalen Eingangssignals in ein zweites digitales Signal, das weiter einen Satz von festgelegten Datenwerten enthält, welche während jedes periodisch auftretenden Farbsynchronsignalintervalls eingefügt wird, wobei die Farbsynchronsignalintervalle mit einer festliegenden Farbsynchronsignalperiode (T) auftreten, und zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals (S'CK) mit einer Frequenz (f'CK), die identisch zu einer Symbolfrequenz des zweiten digitalen Signals ist;

Mittel (4, 5) zur Konvertierung jedes der aufeinanderfolgenden Datenwerte des zweiten digitalen Signals in zwei Mehr-Level-Analogsignale;

Mittel (10) zur Erzeugung eines Trägers mit einer Frequenz (fCR), die in fester Beziehung zu der zweiten Taktsignalfrequenz f'CK als fCR = (n/m) * f'CK steht, wobei n und m jeweils positive Integerzahlen sind und n kleiner oder gleich m ist, wobei der Träger mit einer festen Phasenbeziehung zu dem zweiten Taktsignal erzeugt wird, wodurch der Träger und das digitale Signal periodisch an fest stehenden Zeitpunkten in entsprechenden Farbsynchronintervallen in Phasenübereinstimmung mit einer Periode, die identisch zu Farbsynchronsignalperiode (T) ist, kommen;

Quadratur-Amplitudenmodulationsmittel (9), die durch das zweite Taktsignal gesteuert sind, um eine Quadraturamplitudenmodulation des Trägers durch die beiden Mehr-Level- Analogsignale auszuführen und so ein Quadratur-Amplitudenmodulationssignal als ein Aufzeichnungssignal zu erzeugen; und

magnetische Aufzeichnungsmittel (15) zur Aufzeichnung des Aufzeichnungssignals auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium.

2. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist:

Mittel (13) zur Erzeugung eines Vormagnetisierungssignals; und

Mittel (12) zur Zufügung des Vormagnetisierungssignals zu dem Quadratur-Amplitudenmodulationssignal, um das Aufzeichnungssignal zu erhalten, das auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium durch das magnetische Aufzeichnungsmittel (15) aufgezeichnet werden soll.

3. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 1, in dem das Vormagnetisierungssignal eine Frequenz hat, die mindestens dreimal eine obere Grenzfrequenz einer Frequenzbandbreite des Quadratur-Amplitudenmodulationssignals ist.

4. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 3, in dem ein Wert der Vorspannung des Vormagnetisierungssignals, das dem Additionsmittel zugeführt wird, als ein optimaler Wert zur Maximierung eines gesamten Signal/Geräusch-Verhältnises des magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts für digitale Signale ausgewählt wird, wobei das gesamte Signal/Geräusch-Verhältnis eine Kombination eines Geräuschpegels, der in einem Wiedergabesignal erzeugt wird, welches durch das Wiedergabesystem gewonnen wird, innerhalb einer Frequenzbandbreite des Quadratur-Amplitudenmodulationssignals und eines Pegels eines äquivalenten Geräusches, das in dem Wiedergabesignal erzeugt wird, ist und ein Beeinträchtigungsmaß ausdrückt, das innerhalb der Quadratur-Amplitudenmodulationssignalfrequenzbandbreite erzeugt wird.

5. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 1 oder 2, in dem das Wiedergabesystem umfaßt:

magnetische Wiedergabemittel (17) zur Wiedererzeugung des Aufzeichnungssignals von dem magnetischen Medium als ein Wiedergabesignal;

Mittel (81a, 81b, 82) zur Trennung der Träger-Farbsynchronsignale von dem Wiedergabesignal und zur Erzeugung von Farbsynchronsignal-Gate-Impulsen, die jeweils mit den Träger-Farbsynchronsignalen synchronisiert sind;

einen PLL-Schaltkreis, der durch die Träger-Farbsynchronsignale synchronisiert ist, mit einem spannungsgesteuerten Oscillator (88), der mit einer Frequenz arbeitet, die m mal der Trägerfrequenz ist, und einem Frequenzteiler (89) zur Teilung eines Ausgangssignals, das von dem Oscillator erzeugt wird, um einen Faktor, der gleich ist dem Integer m, um hierdurch eine wiedergewonnene Trägerfrequenz zu erzeugen, und einem Frequenzteiler (91) zur Teilung des Ausgangssignals von dem Oscillator um einen Faktor gleich dem Integer n, um hierdurch einen wiedergewonnenes zweites Taktsignal zu erzeugen;

Demodulationsmittel (20) mit Synchrondetektionsmitteln (21), die die wiedergewonnenen Trägerfrequenz zur Demodulation des Wiedergabesignals verwenden, um die beiden Mehr-Level-Analogsignale wiederzuerzeugen;

Decodiermittel (24), die gekoppelt sind, um die beiden demodulierten Signale und ein extern zugeführtes Taktsignal zu erhalten, um die demodulierten Mehr-Level-Analogsignale in ein wiedererzeugtes zweites digitales Signal zu konvertieren, und die durch das wiedergewonnene zweite Taktsignal zur Eliminierung der Farbsynchronsignalintervalle von dem wiedererzeugten zweiten digitalen Signal gesteuert sind, um ein entsprechendes digitales Ausgangssignal zu erzeugen, das aufeinanderfolgende Datenwerte aufweist, die in Synchronisation mit dem extern zugeführten Taktsignal erzeugt werden.

6. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 1 oder 2, in dem das Wiedergabesystem umfaßt:

ein magnetisches Wiedergabemittel (17) zur Wiedererzeugung des Aufzeichnungssignals von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium als ein Wiedergabesignal;

Mittel (236, 237) zur Trennung der Träger-Farbsynchronsignale von dem Wiedergabesignal und zur Erzeugung eines Farbsynchronsignal-Gate-Signals mit Farbsynchronsignal-Gate-Impulsen, die jeweils mit den Träger-Farbsynchronsignalen synchronisiert sind;

einen spannungsgesteuerten Oscillator (232);

einen Frequenzteiler (234), der durch das Farbsynchronsignal-Gate-Signal gesteuert ist, um periodisch mit einem Start eines jeden Farbsynchronsignal-Gate-Impulses synchronisiert zu werden, um ein Ausgangssignal, das von dem Oscillator erzeugt wird, um einen Faktor gleich dem Integer zu teilen und hierdurch eine wiedergewonnene Tragerfrequenz zu erzeugen:

einen Frequenzteiler (233), der durch das Farbsynchronsignal-Gate-Signal gesteuert wird, um periodisch mit dem Start eines jeden Farbsynchronsignal-Gate-Impulses synchronisiert zu werden, um das Ausgangssignal von dem Oscillator um einen Faktor gleich dem Integer zu teilen und hierdurch ein wiedergewonnenes zweites Taktsignal zu erzeugen;

eine Synchrondetektorschaltung (21) zur Demodulation des Wiedergabesignals durch die wiedergewonnene Trägerfrequenz, um erste und zweite demodulierte Signale zu erhalten, die jeweils den beiden Mehr-Level-Analogsignalen entsprechen;

Phasenfehler-Detektionsmittel (212) zur Ableitung entsprechender Phaseninformationen von entsprechenden periodischen Amplitudenverschiebungen der ersten und zweiten demodulierten Signale, um eine Phasenfehlermenge von der Phaseninformation abzuleiten und um die Phasenfehlermenge zu verwenden, um eine Frequenzsteuerspannung zu bestimmen, die an dem spannungsgesteuerten Oscillator (232) angelegt wird;

Decodiermittel (24), die mit den ersten und zweiten demodulierten Signalen und einem extern zugeführten Taktsignal gekoppelt sind, um die demodulierten Signale in ein wiedererzeugtes zweites digitales Signal zu konvertieren, und die durch das wiedergewonnene zweite Taktsignal gesteuert sind, um die Farbsynchronsignalintervalle von dem wiedererzeugten zweiten digitalen Signal zu eliminieren und so entsprechendes digitales Ausgangssignal zu erzeugen, das aufeinanderfolgende Datenwerte aufweist, die in Synchronisation mit dem extern zugeführten Taktsignal erzeugt werden.

7. Ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für digitale Signale nach Anspruch 6, in dem das Wiedergabesystem umfaßt:

Mittel zur Blockierung der Verwendung einer Phasenfehlermenge bei der Frequenzsteuerspannung, wenn die Phasendifferenz zwischen dem Aufzeichnungssignal und einem Referenz-Trägerfrequenz-Phasenwert außerhalb irgendeines einer Mehrzahl von vorbestimmten Phasendifferenzbereichen liegt.