DE69325361T2 - Verfahren zum synchronisieren von digitalen tonbandaufzeichnungsgeräten - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum synchronen Betreiben eines digitalen Master-Recorders und eines digitalen Slave-Recorders.
• Bei professionellen digitalen Audioanwendungen ist es oftmals wünschenswert, in der Lage zusein, zwei oder mehrere digitale Audiosignalaufzeichnungsmaschinen mit rotierenden Köpfen synchron zu betreiben. Während des synchronen Betriebs wird jeder Recorder präzise auf einer abtastwertgenauen Basis abgeglichen. Der synchrone Betrieb mehrerer digitaler Audiosignalrecorder mit rotierenden Köpfen gestattet es einem Benutzer, die Anzahl verfügbarer Aufzeichnungsspuren zu erhöhen, indem die Mehrspurfähigkeit verschiedener Recorder kombiniert wird. Statt daß ein aufwendigerer 16- Spur-Recorder erforderlich ist, könnte beispielsweise ein Benutzer zwei 8-Spur-Rotationskopf-Recorder synchron betreiben.
• Während des synchronen Betriebs ist es günstig, in der Lage zu sein, die digitalen Audiorecorder in einer Reihe unterschiedlichster Betriebsmodi betreiben zu können, wie beispielsweise Wiedergabe, Aufzeichnung und Hochgeschwindigkeitsabtastung (sowohl vorwärts als auch rückwärts). Während des normalen Betriebs ist der rotierende Kopf in der Lage, sämtliche auf dem Magnetband gespeicherten Informationen zu erfassen. Bei einem Hochgeschwindigkeitsabtast- oder "Shuttle"-Modus jedoch ist die lineare Bandgeschwindigkeit erhöht, während die Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Köpfe konstant gehalten wird. Somit können nicht alle Informationen erfaßt werden.
• Es ist erwünscht, einen synchronen Betrieb von Rotationskopf-Recordern während des normalen Betriebs mit einer Genauigkeit von einem einzelnen Abtastwert zur Verfügung zu stellen. Dies gestattet es den Master- und Slave-Recordern, mit einer präzisen zeitlichen Beziehung zueinander bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten zu arbeiten.
• Im Stand der Technik wurde dann, wenn Mehrspur-Recorder zum synchronen Betrieb miteinander verbunden wurden, eine Spur des Master-Recorders der Bereitstellung von Synchronisierinformationen für die Slave-Recorder gewidmet. Das Widmen der Spur eliminiert eines potentielle Aufzeichnungsspur, die verwendet werden könnte, um digitale Audioinformationen aufzuzeichnen. Wenn bei Verwendung des Standes der Technik zwei digitale 8-Spur-Audiorecorder synchron betrieben werden, wird eine Spur den Synchronisierinformationen gewidmet, wobei nur fünfzehn digitale Audio-Aufzeichnungsspuren verbleiben. Somit mußten, um eine 16-Spur-Fähigkeit im Stand der Technik zur Verfügung zu stellen, drei digitale 8-Spur- Audio-Recorder verwendet werden. Dies ist sowohl ungünstig als auch ineffizient.
• In der Veröffentlichung "A Professional DAT System" von Takafumi Ueno et al., im SMPTE Journal, Juli 1990, Seiten 542-553, wird ein Zeitcode-Aufzeichnungsverfahren für ein digitales Audioband beschrieben. Um einen Master-Recorder und einen Slave-Recorder zu synchronisieren, wird dem Slave- Recorder ein Master-Zeitcode geliefert. Dann verfolgt der Slave-Recorder den Master-Zeitcode, indem er in einem schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus läuft, sofern die Zeitcodedifferenz groß ist, oder in einem langsameren Modus (vom 3- bis 1,2-fachen der normalen Geschwindigkeit), wenn sich der Slave-Zeitcode dem Master-Zeitcode annähert. In der letzten Stufe wird die Verzögerungszeit von PCM-Daten in einem Abgleichspeicher mit der Genauigkeit von einem Abtastwert eingestellt. Es wird ein Zeitcode RPORTIME von dem Mastertakt definiert.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen synchronen Betrieb eines digitalen Slave-Recorders während des normalen Betriebs mit einer Genauigkeit von einem einzigen Datenabtastwert zur Verfügung zu stellen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die vorliegende Erfindung gestattet den synchronen Betrieb von Mehrspurrecordern ohne das Opfern einer möglichen Aufzeichnungsspur. Statt dessen werden die Synchronisationsinformationen seriell mit einem Master-Abtastwerttakt übertragen. Diese Synchronisationsinformationen bzw. der Zeittakt sind in den digitalen Audio-Informationen in dem Bandformat enthalten. Dieser Zeittakt stellt eine absolute Abtastwertzählung dar, die sich auf den Beginn des Bandes bezieht.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung synchronisiert die Slave-Einheiten mit einer Master-Einheit in vier Stufen. In der ersten Stufe lassen die Slave-Einheiten ihren Abtast-VCO auf den Master-VCO einrasten. Als nächstes vergleicht die Slave-Einheit ihren eigenen aktuellen Zeitcodewert von ihrem Band mit dem aktuell empfangenen Master-Zeitcode, um eine Zeitcodedifferenz zu bestimmen. Der Slave überprüft die Zeitcodedifferenz und stellt seine Bandposition (unter Verwendung eines schnellen Vorlaufs oder Rücklaufs) so ein, daß sich die Master- und Slave-Zeitcodewerte etwa gleichen (innerhalb einer Minute liegen).
• Als nächstes bewegt ("shuttles") die Slave-Einheit ihr Band mit einer erhöhten Geschwindigkeit, bis die Zeitcodedifferenz unter einer Sekunde liegt. In der dritten Stufe werden die Bandantriebsmotoren des Slaves verlangsamt (oder beschleunigt), so daß die Slave- und die Master-Einheit sich innerhalb ein und derselben Trommelumdrehung (960 Abtastwerte) befinden. Schließlich stellt die Slave-Einheit ihre Abtast-VCO-Frequenz so ein, daß einzelne Abtastwerte übersprungen werden, bis die Master- und die Slave-Einheit so synchronisiert sind, daß sie sich innerhalb eines einzigen Abtastwerts (1/48000 einer Sekunde) befinden.
• Das System kann außerdem zur Wiedergabe in einem Offset- Synchronisationsmodus verwendet werden, wobei die Zeitcodedifferenz bei einem Festwert gehalten wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines digitalen Audio- Aufzeichnungssystems, das in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
• Fig. 2 veranschaulicht die schraubenförmigen Abtastspuren, die von einem rotierenden Magnetaufzeichnungskopf erzeugt werden.
• Fig. 3 veranschaulicht ein Bandformat, daß in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
• Fig. 4 ist ein Flußplan, der den Steuerfluß des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
• Fig. 5 veranschaulicht Signalformen des Taktes und des Zeitcodesignals.
• Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, daß den Steuerablauf veranschaulicht, der während der Synchronisation auftritt.
• Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung, die zum Implementieren des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
• Es wird ein Verfahren zum synchronen Betreiben von zwei oder mehreren digitalen Audiobandrecordern mit rotierendem Kopf beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezielle Details, wie beispielsweise die Anzahl von Spuren, Schnittstellenprotokolle, etc., im Detail beschrieben, um eine sorgfältigere Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Für einen Fachmann ist es jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung auch ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. An anderen Stellen wer den gut bekannte Merkmale nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdunkeln.
• Ein Blockschaltbild eines digitalen Audioaufzeichnungssystems mit einem rotierenden Magnetkopf, das in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in Fig. 1 veranschaulicht. Um ein digitales Audiosignal auf dem Magnetband aufzuzeichnen, wird das analoge Audiosignal 101 abgetastet und unter Verwendung eines Analog-zu-Digital-Umsetzungssystems 102 digitalisert, wobei es in digitale Audioabtastwerte konvertiert wird. Alternativ kann eine direkte digitale Eingabe 103 aus einer digitalen Schnittstelle entnommen werden. Die digitalen Abtastwerte werden einem SRAM 104 über einen Querüberblender 103 eingegeben. Der Querüberblender 103 empfängt Informationen von dem Interpolator 134 während einer "Punch in/out"-Editierung und überblendet diese. Ein Reed-Solomon- Codierer 104 empfängt die in dem SRAM 104 gespeicherten Daten, liefert zusätzliche Bits, die zum Schützen der Daten gegen Fehler dienen, und gibt sie an den SRAM 104 zurück. Der SRAM 104 ist mit dem Adreßgenerator 137 gekoppelt, welcher von dem Abtast-VCO 138 getaktet wird. Die eingehenden Abtastwerte werden von dem Datenverschachteler 106 verschachtelt, um den Einfluß von stoßweise auftretenden Fehlern (Burst-Fehlern) bei der nachfolgenden Wiedergabe und der Fehlerkorrektur zu reduzieren. Der Datenverschachteler 106 empfängt die Daten von dem SRAM 104 und gibt sie in den MUX 113 ebenso wie in den CRC-Block 112 ein. Das Lesen des Speichers bei einer höheren Frequenz als der des Schreibens führt zu einer Zeitkompression.
• Der CRC-Block 112 empfängt als Eingangssignale die verschachtelten Datenabtastwerte aus dem Block 106, den Überspiel-Code (overdob code) 107, den Synchronisationsblock-ID 108, den Schreibzeitgabesektor 110 und den Zeitcode 111. Das Ausgangssignal des CRC-Blocks 112 wird mit dem MUX 113 gekoppelt und besteht aus CRC-Schutz basierend auf den Eingangssignalen in den CRC-Block 112. Der MUX 113 überträgt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Schreibzählers 130 den CRC-Schutz, die verschachtelten Datenabtastwerte, den Überspiel-Code 107, den Synchronisationsblock-ID 108, den Schreibzeitgabesektor 110 oder den Zeitcode 111 an den Kanalcodierer 114. Der Schreibzähler 130 steuert die Formatierung des Magnetbandes. Die Blöcke werden dann von dem Kanalcodierer 114 in einen Kanalcode konvertiert, welcher die Daten mit Taktinformationen kombiniert. Der Kanalcodierer 114 moduliert das Signal von 8- auf 10-Bit-Wörter, derart, daß ein minimaler Gleichanteil entsteht, und wird zusammen mit dem Synchronisationswort 109 einem Schieberegister 115 eingekoppelt. Das Schieberegister 115 wird von dem Schreib-VCO 128 getaktet und liefert ein codiertes digitales Audiodatensignal über einen Rotations-Übertrager an die rotierenden Köpfe 116, um die binäre Aufzeichnung durchzuführen, was die Bandspur als ein Muster von Flußwechseln hinterläßt.
• Bei einem Ausführungsbeispiel dreht sich die Rotationstrommel mit 3000 Umdrehungen pro Minute, so daß eine Umdrehung 20 ms beansprucht. Somit enthält jeder auf dem Band aufgezeichnete Rahmen 20 ms Audiodaten. Um beispielsweise bei einer 48 kHz-Abtastrate pro Kanal aufzuzeichnen, müssen für jeden Kanal 960 Abtastwerte gespeichert werden.
• Bei der Wiedergabe induzieren die Flußwechsel auf der Bandspur Impulse im Lesekopf, welche dazu verwendet werden, die aufgezeichnete Signalform wiederherzustellen. Dieses detektierte Signal wird dem Phasenkomparator 117 und dem Mehrfachwechseldetektor 119 eingegeben. Der Phasenkomparator ist mit dem Lese-VCO 118 gekoppelt und liefert Phaseninformationen basierend auf den auf dem Band erfaßten Flußwechselinformationen, die die Phase des Lese-VCO 118 steuern. Der Lese-VCO-Ausgang 139 ist mit einem 10-Bit-Schieberegister 120 und einem Entschachtelungsblock 132 gekoppelt. Der Mehrfachwechsel-Detektor 119 ist mit dem Schieberegister 120 gekoppelt.
• Das Schieberegister 120 ist mit einem Kanalcode-Detektor 121 gekoppelt. Der Kanalcode-Detektor bestimmt die Gültigkeit jedes vom Schieberegister 120 empfangenen 10-Bit-Worts. Der Kanalcode-Detektor 121 ist mit dem Kanalcode-Demodulator 122 gekoppelt, der den Datenstrom von 10-Bit-Wörtern in 8- Bit-Wörter demoduliert. Diese 8-Bit-Wörter werden einem CRC- Fehlerdetektionsblock 132 und anschließend einem Datenseparator 124 eingegeben.
• Der Datenseparator 124 bestimmt die Eigenschaften der digitalen Daten und liefert diese dekodierten Informationen an den Rest der Leseschaltung. Der Datenseparator 124 trennt den Zeitcode 111 ab und liefert ihn an den Synchronisationsblock 125. Der Synchronisationsblock 125 ist ferner mit einem Trommel-Frequenz-Generator 126 gekoppelt. Der Synchronisationsblock 125 empfängt und sendet Zeitcode-Informationen durch den Zeitcode-Port 127 und steuert Synchronisationsoperationen zwischen mehreren digitalen Audiorecordern. Der Trommel-Frequenz-Generator 126 liefert einen von der rotierenden Trommel 116 erzeugten 20 ms-Tmpuls an den Synchronisationsblock 125. Der Synchronisationsblock 125 liefert ein Frequenzeinrastsignal an sowohl den Schreib-VCO 128 als auch den Lese-VCO 118. Selbstverständlich muß der Lese-VCO 118 weiterhin mit Hilfe des Phasenkomparators 117 phasenverriegelt sein.
• Der Datenseparator 124 liefert das dekodierte Schreibzeitgabe-Sektor-Signal 110 an den Rücksetzeingang des Schreibzählers 130. Der vom Schreib-VCO-Ausgang 129 getaktete Schreibzähler 130 wird nach jedem Auftreten des Schreibzeitgabe-Sektors zurückgesetzt, d. h. nach jeder Trommelumdrehung.
• Der Datenseparator 124 liefert einen dekodierten Überspiel-Code 107 an den SRAM 104 über das Überspiel-Register 131. Das Überspiel-Register 131 verfolgt den jeweils zuletzt erfaßten Überspiel-Code in jedem Audiokanal. Der Datenseparator 124 liefert Audio- und Redundanz-Signale (digitale Audio-Abtastwerte, Synchronisationsblock-IDs, Reed-Solomon- Redundanzwerte) an den Entschachtelungsblock 132, der zusätzlich zum zeitlichen Expandieren der Aufzeichnung jegliche Tonhöhenschwankungen infolge von Kopf-zu-Band-Geschwindigkeitsvariationen behebt. Der Entschachtelungsblock 132 liefert die digitalen Informationen in ihrer richtigen Reihenfolge an den SRAM 104 und wird vom Lese-VCO-Ausgangssignal 139 getaktet. Der Reed-Solomon-Korrekturblock 133 gewinnt die gespeicherten digitalen Informationen zurück, korrigiert sie gegebenenfalls und gibt sie an den Speicher zurück. Ein Interpolator 134 gewinnt die korrigierten Informationen aus dem SRAM und liefert sie an den Überblender 103 und den Digital-zu-Analog-Umsetzer 135. Der Interpolator 134 ist darüber hinaus mit dem Überspiel-Register 135 gekoppelt. Alternativ kann die digitale Aufzeichnung an ein weiteres digitales Gerät über eine Verbindung zwischen den Maschinen im digitalen Bereich übermittelt werden.
• Die zum wirksamen Aufzeichnen eines digitalen Audiosignals erforderliche hohe Bandbreite bedingt eine hohe Bandgeschwindigkeit. Recorder mit rotierenden Kopf erreichen eine hohe Bandbreite im Ergebnis einer hohen relativen Kopfzu-Band-Geschwindigkeit. Unter Verwendung eines rotierenden Kopfes aufgezeichnete Medien können 60000 Flußwechsel/Zoll erreichen, etwa genausoviel wie bei einer Aufzeichnung mit stationären Köpfen, aber die Spurdichte kann 2000 Spuren/Zoll oder etwa das Zehnfache der von Aufzeichnungen mit stationären Köpfen erreichen. Es werden Datenübertragungsraten von 1 bis 4 Mbytes/Sekunde erreicht, da der rotierende Kopf die digitalen Audiodaten auf das Band unter Verwendung einer spiralförmiges Abrastern genannten Technik aufzeichnet. Beim spiralförmigen Abrastern sind zwei oder mehrere elektromagnetische Köpfe auf einem Kopfzylinder positioniert. Der Kopfzylinder wird bei einer Geschwindigkeit (z. B. 3000 Umdrehungen/Minute) gedreht, die die Verwendung einer geringeren Bandgeschwindigkeit gestattet, während noch eine hohe Kopf-zu-Band-Relativgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Band spiralför mig um einen Abschnitt der zylindrischen Trommel herumgewunden.
• Die spiralförmige Abtastung zeichnet diagonal ausgerichtete Spuren auf das Band auf. Da das Band in einem Winkel an den Köpfen vorbeigeleitet wird, ist jede aufgezeichnete Spur diagonal über die Breite des Bandes angeordnet. Fig. 2 veranschaulicht die von der spiralförmigen Abrasterung erzeugten diagonalen Spuren. Jeder der beiden Schreibköpfe auf dem Zylinder legt abwechselnd eine Spur 201 auf dem Band 202 ab. Jedes Paar von Spuren 203 repräsentiert einen spezifizierten Anteil des Audiosignals.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum synchronen Betreiben von zwei oder mehreren digitalen Audiobandrecordern mit rotierendem Kopf mit einer Genauigkeit von einem einzigen Abtastwert. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, ohne daß eine separate Zeitgabespur auf dem Masterband vorgesehen zu werden braucht. Die vorliegende Erfindung gestattet den synchronen Betrieb von Mehrspur- Recordern, ohne irgendeine der Aufzeichnungsspuren zu opfern. Statt dessen werden die Synchronisationsinformationen auf dem Band innerhalb der digitalen Audioinformationen kodiert, was eine Synchronisation innerhalb einer 1/48000 Sekunde gestattet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Audioinformationen jeder Einheit auf einen Betrag gut unterhalb einer Abtastperiode synchronisiert.
• Die Master- und Slave-Einheiten werden unter Verwendung eines Bandformats synchronisiert, das einen 32-Bit-Zeitcodewert enthält. Jedoch kann die vorliegende Erfindung mit einem beliebigen Aufzeichnungssystem verwendet werden, das eine absolute Abtastwertzählung (Zeitcode) erzeugt.
• Ein Bandformat, das einen Zeitcode enthält, der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 07/823,657 und dem Titel "Method and Apparatus For Recording Digital Audio Onto Magnetic Tape", angemeldet am 17. Januar 1992 und auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen, beschrieben. Ein Beispiel eines Bandformats zur Verwendung bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 veranschaulicht. Jeder Kanal 301 von Audio-Abtastwerten besteht aus einem Einführungsabschnitt 304, einem Ausgangsabschnitt 305, einem Zeitcodeblock 306 und einer Mehrzahl von Synchronisationsblöcken 308. Jeder Zeitcodeblock 306 ist weiter unterteilt und besteht aus einem Einführungsabschnitt 309, einem Zeitcode-ID 310, einem Zeitcodewort 311 und einem Prüfwort 312. Jeder Kanal 301 innerhalb eines einzigen Rahmens 203 enthält dasselbe Zeitcodewort 311. In Fig. 3 sind acht miteinander verschachtelte Kanäle 301 digitaler Audioinformationen auf dem Band aufgezeichnet. Somit werden 16 identische Zeitcodeworte 311 innerhalb jedes Rahmens 203 aufgezeichnet.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht jeder Zeitcodeblock 306 aus einem 8-Bit-Synchronisations-Einführungsabschnitt 309, einem Acht-Bit-Zeitcodeblock-ID 310, einem 32-Bit-Zeitcodewort 311 und einem weiteren 32-Bit-CRC- Prüfwort 312. Die unteren fünf Bits des Zeitcodeblock-ID 419 sind gleich 30 gesetzt, um anzuzeigen, daß es sich bei dem 32-Bit-Wort um Zeitcodeinformationen und nicht um digitale Audiodaten handelt, wie sie in Datenblöcken 308 enthalten sind. Die oberen drei Bits des Zeitcodeblock-ID 419 repräsentieren den Kanal 301, dem der Zeitcodeblock 306 zugeordnet ist, numeriert von 0 bis 7.
• Das Zeitcodewort 311 wird nach jeder Umdrehung des rotierenden Aufzeichnungskopfes inkrementiert. Während der Wiedergabe dekodiert der Lesekopf die Zeitcodeinformationen zusammen mit den anderen auf dem Band aufgezeichneten digitalen Daten. Jeder auf dem Band aufgezeichnete Rahmen kann einfach dadurch präzise lokalisiert werden, daß dem Lesesystem das Zeitcodewort 311 des gewünschten Bandortes angegeben wird. Da ferner der Zeitcodewert von Umdrehung zu Umdrehung um einen Betrag inkrementiert wird, der gleich der Anzahl von durch jede Rotation dargestellten Audioabtastwerten ist, kann daraus geschlußfolgert werden, daß jedem Audioabtastwert ein einzigartiger Zeitcodewert zugeordnet ist.
• Weil darüber hinaus das gleiche 32-Bit-Zeitcodewort 311 sechzehn mal für jeden Rahmen 203 aufgezeichnet wird, ist der Recorder in der Lage, den Zeitcode selbst dann zu erfassen, wenn er in einem Hochgeschwindigkeits-"Shuttle"-Modus betrieben wird, in dem er nur einige wenige Kanäle pro Rahmen erfassen kann. In dem "Shuttle"-Modus wird die lineare Bandgeschwindigkeit erhöht, während noch der Kontakt zwischen der sich drehenden Trommel und dem Band aufrechterhalten bleibt. Die Geschwindigkeit der sich drehenden Trommel bleibt die gleiche wie bei dem normalen Betrieb. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die lineare Bandgeschwindigkeit in dem "Shuttle"-Modus 10-mal schneller als während der normalen Wiedergabe.
• Im "Shuttle"-Modus lesen die rotierenden Köpfe nicht sämtliche digitalen Informationen, die auf dem Band aufgezeichnet sind, da die rotierenden Köpfe zu langsam abtasten, um eine unmittelbare Synchronisation mit dem Band aufrechtzuerhalten. Bei Verwendung des Bandformats der vorliegenden Erfindung jedoch brauchen die rotierenden Köpfe nur ein fehlerfreies Zeitcodewort 311 von 16 in jedem Rahmen 203 enthaltenen verfügbaren Zeitcodeworten zu erfassen, um das aktuelle Zeitcodewort richtig zu identifizieren.
• Das Zeitcodewort 311 wird von dem Band gelesen und intern gespeichert. Das digitale Audiosystem inkrementiert automatisch das Zeitcodewort 311 nach jeder Umdrehung der sich drehenden Trommel und verwendet diesen automatisch inkrementierten Wert als einen Prüfwert, wenn das Zeitcodewort des nächsten Rahmens gelesen wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Zeitcodewort einmal um 960 Audioabtastwerte bei jeder Umdrehung inkrementiert. Wenn das digitale Audiosystem nicht in der Lage ist, die Zeitcodeinformation von dem Band zu lesen (möglicherweise infolge eines Aussetzers des Mediums (drop out) oder infolge eines Hindernisses inkrementiert das digitale Audiosystem das gespeicherte Zeitcodewort nach der nächsten Trommelumdrehung um 960 und sucht nach der Zeitcodeinformation im nachfolgenden Rahmen. Wenn das digitale Audiosystem nicht in der Lage ist, irgendwelche Zeitcodeinformationen auf dem Band nach einer bestimmten Anzahl von Trommelumdrehungen zu erfassen (möglicherweise, weil das Band nicht formatiert ist), so erzeugt das System einen Fehler. Der Bediener wird über die Unfähigkeit des Systems, Zeitcodeinformationen zu erfassen, benachrichtigt und angewiesen, das Problem zu korrigieren (beispielsweise das Band zu formatieren).
• Wenn digitale Audiorecorder synchronisiert sind, sind die Trommel und die Bandantriebswelle jedes Recorders phasenverriegelt und die Bandposition jedes Recorders ist die gleiche. Das heißt, jeder Slave-Recorder liest (oder schreibt) den gleichen Audioabtastwert zur gleichen Zeit wie der Master-Recorder.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder digitale Audiorecorder mit "Sync In" und "Sync Out"-Verbindungen ausgerüstet. Die Pin-Belegung jeder dieser Verbindungen ist in Fig. 4 gezeigt. Der Sync-Out-Verbinder stellt Verbindungen für einen 48 kHz-Takt 401, ein Zeitcodesignal 402, ein MIDI-Eingangssignal 403 und ein MIDI-Ausgangssignal 404 zur Verfügung. Der 48 kHz-Takt 401 wird von dem vorgesehenen Master-Recorder erzeugt. Das Zeitcodesignal 402 ist ein serieller Strom von Informationen, die die absolute Audio- Abtastwertzählung seit dem Beginn des Bandes darstellen. Es wird jeweils ein Bit Zeitcodeinformationen durch den Sync- Out-Verbinder während jedes der 48 kHz-Taktimpulse übertragen. Die MIDI-Eingangssignal- und MIDI-Ausgangssignal-Pins werden verendet, um Nachrichten zwischen den Recordern unter Verwendung des Standard-MIDI-Protokolls zu senden und zu empfangen. Der Sync-In-Verbinder empfängt die an dem Sync- Out-Verbinder erzeugten Signale. Der Sync-In-Verbinder enthält Verbinder für ein 48 kHz-Takteingangssignal 405, ein Zeitcodeeingangssignal 408, ebenso wie ein MIDI-Eingangssignal und ein MIDI-Ausgangssignal 403 und 404.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können bis zu 16 digitale Audiorecorder verbunden und synchron betrieben werden. Jedoch wird aus Gründen der Klarheit bei der folgenden Betriebsbeschreibung der Betrieb von nur zwei synchronisierten Recordern erörtert. Das Sync-Out-Signal eines ersten (Master-)Recorders ist mit dem Sync-In-Eingang eines zweiten (Slave-)Recorders verbunden. Sofern mehr als zwei Recorder synchronisiert werden sollen, ist das Sync-Out des zweiten Recorders mit dem Sync-In des dritten Recorders verbunden usw., so daß jeder zusätzliche Recorder seriell mit dem vorhergehenden Recorder verbunden ist.
• Beim Einschalten führt der Master-Recorder eine Initialisierungsprozedur über seine MIDI-Kommunikationsverbindung durch. Während dieser Prozedur übermittelt der Master-Recorder eine Nachricht aus seinen Sync-Out-MIDI-Verbindern, um sich bezüglich des Ortes und des Status der anderen Recorder zu erkundigen. Wenn ein erster Slave-Recorder die anfängliche Master-Recorder-Status-Nachricht über seinen Sync-In- MIDI-Verbinder empfängt, übermittelt er eine Antwortnachricht zurück zu dem Master-Recorder. Bei Empfang dieser Antwort weist der Master-Recorder eine Nummer dem antwortenden Recorder zu und übermittelt dann seine Status-Nachricht erneut. Der erste Slave-Recorder, dem bereits eine Nummer zugewiesen worden ist, ignoriert die erneut übermittelte Master-Nachricht und leitet die Nachricht über seine eigene Sync-Out-Verbindung an die nächsten verbundenen Recorder weiter. Der zweite Slave-Recorder antwortet, und es wird ihm eine andere Nummer durch den Master-Recorder zugewiesen. Diese Initialisierungsprozedur fährt fort, bis der Master- Recorder sämtlichen angeschlossenen Slave-Recordern jeweils eine einzigartige Nummer zugewiesen hat. Um ein Durcheinander zu vermeiden, wenn mehrere Recorder verbunden sind, ist ein Slave-Recorder so konstruiert, daß er nur auf spezielle Anforderungen antwortet, die von dem Master-Recorder an diesen speziellen Recorder gerichtet sind. Die Zuweisung ein zigartiger Nummern an jeden Slave-Recorder erleichtert die Kommunikation.
• Die Signalform des 48 kHz-Taktes 401 und des Zeitcodesignals 402 sind in Fig. 5 veranschaulicht. Das Zeitcodeformat beginnt mit einem einzelnen Start-Bit 501, das auf einen logischen Wert von 1 gesetzt ist. Jedes der 32 Bits des Zeitcodeworts wird seriell übermittelt, jeweils ein Bit in jedem 48 kHz-Taktimpuls. Das Zeitcodewort 311 wird mit einer Kette von Stop-Bits 502 (logische Nullen) beendet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Stop-Bits 502 von wenigen 33 Nullen bis vielen 65 500 Nullen reichen. Da es 33 Bits beansprucht, das Zeitcodewort 311 zu übertragen, muß das Zeitcodewort mit einer logischen 1 beginnen, da nach dem Empfang von 33 aufeinanderfolgenden Nullen die Leselogik auf das nächste Auftreten einer 1 wartet, die den Beginn des nächsten Zeitcodeworts kennzeichnet.
• Das bevorzugte Ausführungsbeispiel gestattet es, daß Recorder mit einer Genauigkeit von einem einzigen Abtastwert synchronisiert werden. Das 48 kHz-Taktsignal 401 wird von dem Master-Recorder zur Verfügung gestellt. Somit repräsentiert jeder Abtastwert 1/48000 Sekunde der Audioinformationen. In ähnlicher Weise wird jeder Recorder mit einer Genauigkeit von 1/48000 Sekunde synchronisiert. Das Zeitcodewort 311 wird am Beginn des Bandes auf Null initialisiert. Das Zeitcodewort 311 repräsentiert die absolute Abtastwertzählung, die sich auf den Beginn des Bandes bezieht. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Zeitcode nicht nach der Aufzeichnung jedes Audioabtastwertes inkrementiert. Statt dessen wird das Zeitcodewort 311 nach jeder Umdrehung des Rotationsmagnetkopfes um die Anzahl von während der Umdrehung aufgezeichneten Audioabtastwerten erhöht. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden 960 Abtastwerte auf das Band während jeder Umdrehung der Rotationstrommel aufgezeichnet. Der Zeitcode 311 wird nach jeder Trommelumdrehung um 960 inkrementiert. Somit hat, obwohl jeder Datenblock 3089 innerhalb eines einzelnen Rahmens 203 das gleiche Zeitcodewort 311 enthält, jeder der 960 Abtastwerte, die innerhalb des Rahmens aufgezeichnet sind, implizit einen ihm zugewiesenen einzigartigen Zeitcodewert.
• Der Zeitcodewert, der über den Sync-Out-Verbinder übertragen wird, wird auf den Abtastwert bezogen, der gleichzeitig mit dem ersten Stop-Bit 503 auftritt. Das heißt, weil das Zeitcodewort 311 seriell über eine Spanne von 33 Abtastwerttaktimpulsen übertragen wird, vergehen 33 zusätzliche Abtastwerte, während der Zeitcode übermittelt wird, jeweils einer in jedem 48 kHz-Taktimpuls. Um ein Durcheinander zu vermeiden, wird das Zeitcodewort 311 auf das Stop-Bit 503 bezogen. Da ein Abtastwert einmal in jedem Taktimpuls auftritt, kann die absolute Abtaswertzählung für einen bestimmten Abtastwert berechnet werden, indem das zuletzt übermittelte Zeitcodewort 311 genommen wird und es zu der Anzahl von Taktimpulsen addiert wird, die seit der Übertragung des Stop-Bits 503 auftraten.
• Sobald der Master-Recorder so eingestellt ist, daß er in einem Wiedergabemodus arbeitet, synchronisiert das bevorzugte Ausführungsbeispiel jeden verbundenen Slave-Recorder mit dem Master-Recorder. Um eine Einzelabtastwertsynchronisation einzurichten, vergleicht der Slave-Recorder den 48 kHz-Takt 401 des Masters mit seinem eigenen Abtast-VCO 138 und beschleunigt oder verlangsamt den Abtast-VCO 138, bis eine Phasenverriegelung zwischen den beiden 48 kHz-Takten erreicht ist. Der Abtast-VCO 138 steuert unter anderem die Geschwindigkeit der Rotation der Aufzeichnungstrommel. Somit rotieren, sobald eine Phasenverriegelung erreicht ist, die Trommeln des Master- und des Slave-Recorders mit der gleichen Geschwindigkeit und in Phase miteinander. Zusätzlich erzeugt die rotierende Trommel ein Impulssignal, das in seiner Frequenz gleich der Rotationsfrequenz der Trommel ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel rotiert die Trommel 50 mal pro Sekunde, so daß der Trommelimpulsgenerator (drum p.g.) ein 20 ms-Signal erzeugt. Die Trommelfrequenz wird mit einem linearen 20 ms-Impuls verglichen, der auf dem Rand des Bandes aufgezeichnet ist. Dieser Impuls wird während der Formatierung auf dem Band angeordnet und durch einen separaten stationären Kopf erfaßt. Die Bandantriebswellengeschwindigkeit wird so eingestellt, daß der 20 ms-Trommel-p.g.- Impuls und der lineare 20 ms-Impuls phasengleich sind.
• Nachdem seine Trommel auf den 48 kHz-Takt und seine Bandantriebswelle auf den linearen Impuls auf dem Band phasenverriegelt worden sind, beginnt der Slave-Recorder dann eine vierstufige Prozedur, die entworfen wurde, um sein Band korrekt so zu positionieren, daß der Master- und der Slave- Recorder zu demselben Zeitpunkt den gleichen Audioabtastwert lesen. In der ersten Stufe vergleicht die Synchronisationssteuereinrichtung des Slave-Recorders den Master-Zeitcode, den sie über ihren Sync-In-Verbinder empfängt, mit dem eigenen Zeitcode, der von seinem Band gelesen wird, um zu bestimmen, wie weit die Abstastwertzählungen der Recorder voneinander entfernt sind. Um diesen Vergleich auszuführen, wird das Master-Zeitcodewort in ein 32-Bit-Schieberegister eingegeben und es werden die zusätzlichen 48 kHz-Taktimpulse, die nach dem Stop-Bit 503 auftreten, unter Verwendung eines 16-Bit-Zählers gezählt. Der Slave-Zeitcode wird ebenfalls in ein 32-Bit-Schiebe-Register eingegeben, wobei zusätzliche Takte unter Verwendung eines 16-Bit-Zählers gezählt werden. Die 16-Bit-Zähler werden bei Empfang des nächsten Stop-Bits 503 gelöscht. Jedes 32- und 16-Bit-Wort wird in 12 Bytes aufgeteilt, die jeweils 8 Bits enthalten. Da ein neuer Abtastwert während jedes 48 kHz-Taktimpulses auftritt, kann die aktuelle Abtastwertzählung gewonnen werden, indem der in dem 32-Bit-Schieberegister gespeicherte Zeitcode zu der aktuellen in dem 16-Bit-Zähler gespeicherten Zählung addiert wird. Unter Verwendung eines preiswerten Mikroprozessors beansprucht es typischerweise mehr als eine 48 kHz-Taktperiode, um zwölf Latch-Speicher zu lesen und zu vergleichen. Folglich werden die Werte in den Schieberegistern und Zählern weiterhin geändert, wenn die Latch-Speicher gelesen und verglichen werden, was zu einer ungenauen Berechnung führt. Um dies zu vermeiden, überträgt die Synchronisationssteuereinrichtung ein Mikrobefehlscodekommando, um gleichzeitig die Werte in den Latoh-Speichern "einzufrieren", während die Master- und Slave-Abtastwertzählungen verglichen werden. Dieses "Einfrier"-Kommando lädt die aktuellen Master- und Slave-Abtastwertzählungen, um den Vergleich zu erleichtern.
• Der Slave-Zeitcode plus das in dem 16-Bit-Zähler gespeicherte Slave-Offset wird von dem Master-Zeitcode plus dem in dem anderen 16-Bit-Zähler gespeicherten Master-Offset subtrahiert, um eine Zeitcodedifferenz zu erzeugen. Die Zeitcodedifferenz ist gleich der Anzahl der Audioabtastwerte, die der Slave-Recorder dem Master-Recorder vorweg- oder hinterherläuft. Da der Master- und der Slave-Abtast-VCO phasenverriegelt sind (und demzufolge auch die Master- und die Slave-Trommel), bleibt die Zeitcodedifferenz konstant, bis eine Bandeinstellung vorgenommen wird. Auf der Grundlage des Absolutwerts der berechneten Zeitcodedifferenz bestimmt der Slave-Recorder, welche von vier möglichen Einstellungen ausgeführt werden soll, um eine Synchronisation herzustellen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Band in drei verschiedenen Geschwindigkeiten transportiert werden. Während der Wiedergabe (oder Aufzeichnung) wird das Band bei der Nenngeschwindigkeit transportiert. Während des "Abtast"- oder "Shuttle"-Modus wird das Band etwa 10-mal schneller als im "normalen" Wiedergabemodus transportiert. Schließlich wird im schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus das Band etwa 20- mal schneller als im Wiedergabemodus transportiert. Während des Wiedergabe- und des Abtast-Modus bleibt die Trommel im Kontakt mit dem Band, wobei die Bandantriebswelle während des Abtastens von dem Band gelöst ist. Da die Trommel im Kontakt verbleibt, ist der Recorder in der Lage, während des Abtastens Zeitcodeinformationen von dem Band zu erfassen. Im schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus wird das Band jedoch im nichteingezogenen Zustand transportiert und dann auf die Trommel neu eingezogen. Somit ist im schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus der Recorder nicht in der Lage, Zeitcodeinformationen von dem Band zu lesen. Nach dem Berechnen der Zeitcodedifferenz repositioniert der Slave- Recorder das Band unter Verwendung des zeiteffektivsten Transportverfahrens. Es gibt einen gewissen zeitlichen Mehraufwand bei der Verwendung des schnellen Vorlauf/Rücklauf- Modus, der dem Herausziehen und erneuten Einziehen des Bandes zugeordnet ist (etwa 4 Sekunden) sowie einen kürzeren zeitlichen Mehraufwand beim Abtastmodus, der dem Einkuppeln und Entkuppeln der Bandantriebswelle zugeordnet ist (etwa 1 Sekunde). Bei großen Zeitcodedifferenzen (» 1 Minute) ist der schnelle Vorlauf/Rücklauf-Modus das zeitlich effektivste Transportverfahren. Wegen des Mehraufwand-Kompromisses jedoch ist es von irgendeinem Punkt an ökonomischer, statt dessen den Abtastmodus zu benutzen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel transportiert der Slave-Recorder das Band vor oder zurück unter Verwendung des schnellen Vorlauf-Rücklauf-Modus, sofern die Zeitcodedifferenz größer als 1 Minute ist (2.880.000 Abtastwerte). Wenn andererseits die Zeitcodedifferenz zwischen 1 Sekunde und 1 Minute (zwischen 48.000 und 2.880.000 Abtastwerten) liegt, transportiert der Slave- Recorder das Band unter Verwendung des Abtastmodus vor bzw. zurück. Diese Werte sind nur beispielhaft angegeben und ändern sich in Abhängigkeit von den genauen Bandtransportverfahren, die verfügbar sind (und den zugehörigen zeitlichen Mehraufwendungen) in dem verwendeten Aufzeichnungssystem.
• Als Beispiel, wie das bevorzugte Ausführungsbeispiel arbeitet, wenn die anfänglich berechnete Zeitcodedifferenz gleich 3.034.000 Abtastwerten wäre, so würde der Slave- Recorder sein Band unter Verwendung des schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus vorrücken, da die Zeitcodedifferenz größer als 2.880.000 Abtastwerte ist. Der Slave-Recorder berechnet den Betrag für das erforderliche schnelle Vorlaufen auf der Grundlage eines von der Versorgungshaspel der Slave-Bandkassette empfangenen Tachoimpulses. Diese Berechnung kompensiert die variierenden Nabendurchmesser infolge der auf der Versorgungshaspel vorhandenen unterschiedlichen Bandmengen. Bei Abschluß des berechneten schnellen Vorlaufens und Wiederaufnahme des Wiedergabemodus liest der Slave- Recorder erneut den aktuellen Master- und den Slave-Zeitcode und vergleicht diese und berechnet eine neue Zeitcodedifferenz.
• An diesem Punkt sollte, wenn die Tachoimpulsberechnung richtig ausgeführt worden ist, die neue Zeitcodedifferenz unter 2.880.000 Abtastwerten liegen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Band erneut im schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus voran oder zurückgespult. Wenn jedoch die Zeitcodedifferenz geringer als 2.880.000 Abtastwerte, aber größer als 48.000 Abtastwerte ist (eine Umdrehung der Trommel), so wird der Slave-Recorder in einer zweiten Stufe betrieben, und das Band wird im Abtastmodus voran- oder zurückgespult. Im Abtastmodus ist der Slave-Recorder in der Lage, mit dem Lesen des Zeitcodes von dem Band fortzufahren, da die Trommel den Kontakt zu dem Band hält. Im Wiedergabemodus tritt jeweils ein linearer 20 ms-Impuls während einer einzelnen Trommelumdrehung auf. Im Abtastmodus treten etwa zehn lineare Impulse während einer einzigen Trommelumdrehung auf. In der zweiten Stufe wird die Zeitcodedifferenz durch die Anzahl der innerhalb einer einzigen Umdrehung auftretenden Abtastwerte (960 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel) dividiert. Das Ergebnis ist gleich der Anzahl von linearen Impulsen (oder äquivalent der Anzahl von Rahmen 203), die der Slave-Recorder vor oder hinter dem Master-Recorder liegt. Während des Abtastens zählt der Slave-Recorder die Anzahl der erfaßten linearen Impulse und Trommelumdrehungen und hält das Abtasten an, sobald das System bestimmt, daß der Master- und der Slave-Recorder sich in dem gleichen Datenrahmen 203 befinden. Unglücklicherweise kann wegen der Motorverzögerungen, der Abtastmodus Ungenauigkeiten, des Mehraufwands bei dem Neueingriff der Bandantriebswelle und wegen des Umstandes, daß das Master-Band während dieses Prozesses fortfährt zu laufen, das Abtasten zu einer präzisen Einzel-Abtastwert-Synchronisation führen, aber diese nicht garantieren.
• Der Slave-Recorder fährt damit fort, das Band unter Verwendung der Transportverfahren der Stufe 1 oder der Stufe 2 vorwärts/rückwärts zu bewegen, bis die Zeitcodedifferenz kleiner als oder gleich einer Sekunde ist. An diesem Punkt verwendet der Slave-Recorder einen "Überspringe-Spur"-Modus. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Werten als einer Sekunde verwendet werden, was von der Transportgenauigkeit und den zugehörigen zeitlichen Mehraufwendungen des verwendeten Aufzeichnungssystems abhängig ist. Bei dem Spur-Überspring-Modus wird die Zeitcodedifferenz durch die Anzahl von Abtastwerten pro Trommelumdrehung (960) dividiert, um die Anzahl der Trommelumdrehungen zu bestimmen, um die sich der Master- und der Slave-Recorder unterscheiden. Da die Zeitcodedifferenz im Spur-Überspring- Modus kleiner als oder gleich einer Sekunde ist, ist die Anzahl von Umdrehungen, um die sich die Recorder unterscheiden, bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kleiner als oder gleich 50. Während einer einzigen Umdrehung des Rotationskopfes werden 960 Abtastwerte als Paar spiralförmiger Spuren auf dem Band aufgezeichnet. Im Spur-Überspring-Modus kann der Unterschied der Recorder durch eine bestimmte Anzahl von Spur-Paaren und Abtastwerten dargestellt werden. Wenn beispielsweise die Zeitcodedifferenz in Stufe 3 gleich 25.567 Abtastwerte ist, stellt dies bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 26 Spuren und 607 Abtastwerte dar (26 · 960 + 607 = 25.567).
• In der dritten Stufe stellt der Slave-Recorder die Bandantriebswellengeschwindigkeit so ein, daß sich der Master- und der Slave-Recorder auf dem gleichen Spur-Paar bzw. auf der gleichen Trommelumdrehung befinden. Um dies auszuführen löst der Slave-Recorder zunächst den normalen Verriegelungsmechanismus, der den linearen 20 ms-Impuls auf dem Band mit dem Trommelpulsgenerator verriegelt. Als nächstes beschleunigt oder verlangsamt der Slave-Recorder seinen Bandan triebsmotor, wobei er die Anzahl der auftretenden linearen Impulse und Trommelimpulse verfolgt, bis der Slave-Recorder sich auf dem richtigen Spurpaar befindet. Bei dem obigen Beispiel würde die Slave-Antriebswelle beschleunigen, bis 26 lineare Impulse mehr als Trommelimpulse auftreten, an welchem Punkt die Bandantriebswelle wiederum verriegelt würde. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Geschwindigkeit der Bandantriebswelle um etwa 25% erhöht oder abgesenkt werden.
• In der vierten Stufe werden der Master- und der Slave- Zeitcode erneut gelesen und verglichen, um eine aktuelle Zeitcodedifferenz zu bestimmen. Idealerweise sollte nach den Stufen 1, 2 und 3 der Slave-Recorder sich auf der gleichen Trommelumdrehung wie der Master-Recorder befinden, aber nicht notwendigerweise auf dem gleichen Audioabtastwert. Mit anderen Worten, der Slave-Recorder ist um eine Anzahl von Abtastwerten, die kleiner als 960 ist, versetzt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Slave-Recorder erneut unter Verwendung des schnellen Vorlauf/Rücklauf-Modus, des Abtastmodus oder der Spur-Überspring-Modus eingestellt, bis sich die Recorder innerhalb der gleichen 960 Abtastwerte befinden. In Stufe 4 tritt der Slave-Recorder in einen "Überspringe-Abtastwerte"-Modus ein. In dem Abtastwert-Überspring-Modus wird der zum Einrasten des Abtast-VCO 138 des Slave-Recorders auf den eingehenden Master-48kHz-Takt 301 verwendete Phasenverriegelungsmechanismus gelöst und der Abtast-VCO wird beschleunigt oder verlangsamt, bis der Slave-Recorder sich auf dem gleichen Abtastwert wie der Master-Recorder befindet, wobei an diesem Punkt dann der Abtast-VCO-Phasenverriegelungsmechanismus erneut eingerastet wird.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird während des "Abtastwert-Überspring"-Betriebs eine Flip-Flop von dem Master-48 kHz-Takt 401 getaktet und der Slave-Abtast-VCO 138 ist mit dem Dateneingang des Flip-Flop verbunden. Nachdem der Abtast-VCO beschleunigt oder verlangsamt worden ist, ändert sich der Flip-Flop-Ausgang jedesmal dann, wenn der Slave-Recorder einen zusätzlichen Abtastwert in bezug auf den Master-Recorder überspringt, von hoch zu niedrig und erneut zu hoch. Das Flip-Flop-Ausgangssignal wird verwendet, um ein Interrupt an den Mikroprozessor zu senden, was den Mikroprozessor anweist, die aktuelle Zeitcodedifferenz um Eins für jedes empfangene Interrupt zu dekrementieren. Wenn die Zeitcodedifferenz gleich einem Abtastwert ist, wird ein Latch gesetzt, das den Slave-Recorder anweist, den Phasenverriegelungsmechanismus für den Abtast-VCO bei dem nächsten Flip-Flop-Übergang erneut einzuschalten.
• Sobald der Abtast-VCO wieder auf den 48 kHz-Takt phasenverriegelt ist, liest und vergleicht der Slave-Recorder den Master- und den Slave-Zeitcode, um festzustellen, ob sie gleich sind. Wenn sie nicht gleich sind, stellt der Slave- Recorder unter Verwendung einer oder mehrere der vier Einstellstufen, sofern erforderlich, neu ein. Wenn die Zeitcodes gleich sind, ist der Slave-Recorder auf den Master- Recorder synchronisiert, und der Slave-Recorder schaltet seine Audio-Schaltung ein.
• Wenn sich die Slave- und die Master-Maschine in Abtastwertverriegelung befinden, können die Bänder beider Einheiten wiedergegeben werden, ohne daß die Synchronisation verlorengeht. Wenn der Master-Recorder ausgeschaltet, pausiert, schnell vorwärts gespult, zurückgespult oder abgetastet wird, wird die Synchronisation bei Wiederaufnahme des Wiedegabebetriebs neu initiiert.
• Die vorliegende Erfindung kann darüber hinaus verwendet werden, um in einem Offset-Synchronisationsmodus wiederzugeben, bei dem die Zeitcodes der Slave-Einheit gegenüber den Zeitcodes der Master-Einheit um eine feste Anzahl von Abtastwerten verschoben sind.
• Obwohl die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, um unter Verwendung eine beliebigen Formats kodierte digitale Daten zu formatieren, kodiert das bevorzugte Ausführungsbeispiel das analoge Signal in digitale Informationen unter Verwendung des Non-Return-To-Zero-Inverted(NRZI)-Kodierschemas. Beim NRZI wird eine digitale "Eins" als ein Übergang von entweder einem hohe logischen Pegel zu einem niedrigen logischen Pegel oder von einem niedrigen logischen Pegel zu einem hohen logischen Pegel kodiert. Eine digitale "Null" wird als Fehlen eines Übergangs kodiert. So wird das Binärwort "1101" als "Übergang-Übergang-kein Übergang-Übergang" kodiert.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält jeder Kanal digitaler Audioinformationen einen Zeitcode. Der Zeitcode wird zusammen mit irgendeinem Synchronisationskopfteil, einem Identifikationswort und einem Fehlererfassungswort, wie beispielsweise einem CRC- Wort, aufgezeichnet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind das Synchronisationswort und Identifikationswort jeweils 8 Bits, während der Zeitcode und das CRC-Wort jeweils 32 Bits sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Master- und der Slave-Recorder unter Verwendung eines 9 Pin-DIN- Verbinders verbunden. Der Master-Recorder übermittelt sein Zeitcodesignal 402 an den Slave-Recorder. Zusätzlich können Instruktionen, die die gegenüber dem Master-Recorder einzuhaltende genaue Beziehung betreffen, über dem MIDI-Ausgabe- Verbinder 403 übermittelt werden. Jeder einzelne Slave- Recorder kann angewiesen werden, den gleichen Zeitcode wie der Master-Recorder zu halten, oder ein genaues zeitliches Offset gegenüber dem Master-Recorder zu halten. Der Slave- Recorder empfängt den Master-Zeitcode und Synchronisationsanweisungen und synchronisiert auf der Grundlage dieser Informationen.
• Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Steuerfluß veranschaulicht, der während der Synchronisation auftritt. Am Schritt 601 beginnt der Synchronisationsprozeß. Im Schritt 602 liest die Slave-Einheit den Zeitcode von dem Magnetband des Slave-Recorders. Im Schritt 603 decodiert die Slave-Einheit das von dem Master-Recorder empfangene Zeitcodewort 311. Im Schritt 604 wird die Zeitcodedifferenz &Delta;TC zwischen der Master- und der Slave-Einheit berechnet. Im Entscheidungsblock 605 wird die Frage gestellt: "Ist die Zeitcodedifferenz < L1 = 1 Minute?" Sofern die Antwort auf diese Frage nein ist, wird im Entscheidungsblock 106 die Frage gestellt: "Liegt Slave zurück?". Wenn die Antwort auf diese Frage ja ist, berechnet der Slave-Mikroprozessor im Schritt 607 den ungefähr erforderlichen schnellen Vorlauf, und das Band wird im Schritt 608 schnell vorlaufen gelassen. Die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück.
• Wenn die Antwort auf die im Entscheidungsblock 606 gestellte Frage nein ist, dann berechnet der Slave-Mikroprozessor im Schritt 609 das etwa erforderliche Rückspulen, und das Band wird im Schritt 610 zurückgespult. Die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück.
• Wenn die Antwort auf die im Entscheidungsblock 605 gestellte Frage ja ist, dann wird im Entscheidungsblock 611 die Frage gestellt: "Ist die Zeitcodedifferenz < L2 = 1 Sekunde?" Sofern die Antwort auf diese Frage nein ist, wird im Schritt 612 die Zeitcodedifferenz durch 960 (der Anzahl der Abtastwerte, die während einer einzigen Trommelumdrehung aufgezeichnet werden) dividiert. Im Entscheidungsblock 613 wird die Frage gestellt: "Liegt Slave zurück?" Wenn die Antwort auf diese Frage ja ist, dann tastet im Schritt 614 die Slave-Einheit die im Schritt 614 berechnete Anzahl von linearen Impulsen vorwärts, und die Steuerung kehrt zum Schritt 602 zurück.
• Wenn die Antwort auf die im Block 611 gestellte Frage ja ist, dann wird im Entscheidungsblock 616 die Frage gestellt: "In der gleichen Umdrehung?" Wenn die Antwort auf diese Frage nein ist, dann wird die Zeitcodedifferenz im Schritt 617 durch 960 dividiert. Im Schritt 618 wird der Bandantriebswellen-Phasenverriegelungsmechanismus gelöst. Im Entscheidungsblock 619 wird die Frage gestellt: "Liegt Slave zurück?" Wenn die Antwort auf diese Frage ja ist, erhöht der Slave-Mikroprozessor im Schritt 620 die Bandantriebswellengeschwindigkeit, schaltet den Bandantriebswellen-Phasenver riegelungsmechanismus im Schritt 621 wieder ein, und die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück.
• Sofern die Antwort auf die im Entscheidungsblock 619 gestellt Frage nein ist, so senkt dann der Slave-Mikroprozessor die Bandantriebswellengeschwindigkeit im Schritt 622, schaltet den Bandantriebswellen-Phasenverriegelungsmechanismus im Schritt 621 wieder ein, und die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück.
• Wenn die Antwort auf die im Entscheidungsblock 616 gestellte Frage ja ist, das heißt, wenn ATC < L3, was einer Umdrehung entspricht, ist, dann wird im Entscheidungsblock 623 die Frage gestellt: "Auf dem gleichen Abtastwert?" Wenn die Antwort auf diese Frage nein ist, wird der Abtast-VCO- Phasenverriegelungsmechanismus im Schritt 624 gelöst. Im Entscheidungsblock 625 wird die Frage gestellt: "Liegt Slave zurück?" Wenn die Antwort auf diese Frage ja ist, wird die Abtast-VCO-Frequenz im Schritt 626 erhöht, der Abtast-VCO- Phasenverriegelungsmechanismus im Schritt 627 erneut eingeschaltet, und die Steuerung kehrt zum Schritt 602 zurück.
• Wenn die Antwort auf die im Entscheidungsblock 625 gestellte Frage nein ist, so wird dann die Abtast-VCO-Frequenz im Schritt 628 abgesenkt, im Schritt 627 der Phasenverriegelungsmechanismus erneut eingeschaltet, und die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück. Wenn die Antwort auf die im Entscheidungsblock 628 gestellte Frage ja ist, dann wird ein Synchronisiert-Flag im Schritt 629 gesetzt, und die Steuerung kehrt dann zum Schritt 602 zurück, um die Synchronisation zu halten.
• Ein Blockschaltbild einer Schaltung, die zum Implementieren des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in Fig. 7 veranschaulicht. Ein Taktsignal 401 ist mit dem Phasenkomparator 701 gekoppelt und wird verwendet, um das Flip-Flop 702, das 32-Bit-Schieberegister 703 und den 16-Bit-Zähler 705 zu takten. Der Slave-48kHz-Takt 725 wird verwendet, um das 32-Bit-Schieberegister 704 und den 16-Bit-Zähler 706 zu takten. Das Zeitcodesignal 402 ist mit dem Dateneingang des Schieberegisters 703 und mit der Synchronisationssteuereinrichtung 707 gekoppelt. Ein Datenseparator 124 übermittelt Zeitcodeinformationen von dem Band des Recorders an den Dateneingang des Schieberegisters 704. Der Rücksetzeingang des Zählers 705 und der des Zählers 706 sind jeweils mit dem DONE-Anschlüssen der Schieberegister 703 und 704 gekoppelt. Wenn sämtliche 32 Bits eines Zeitcodeworts ein Schieberegister gefüllt haben, setzt die DONE-Verbindung dieses Schieberegisters den zugehörigen 16-Bit-Zähler zurück.
• Die Latch-Speicher 721, 722, 723 und 724 sind mit den Ausgängen des Schieberegisters 703 bzw. Zählers 705, des Schieberegisters 704 und des Zählers 706 verbunden. Die Synchronisationssteuereinrichtung 707 übermittelt ein Einfriersignal 708 an die Latch-Speicher 721-724. Die sechs 8-Bit- Bytes der Latch-Speicher 721 und 722 werden miteinander von dem Addierer 709 addiert. Die sechs 8-Bit-Bytes aus den Latch-Speichern 723 und 724 werden miteinander von dem Addierer 710 addiert. Die Ergebnisse aus den Addierern 709 und 710 werden durch den Komparator 711 miteinander verglichen, welcher eine Zeitcodedifferenz oder Offset 712 berechnet. Dieses Offset 712 wird mit der Synchronisationssteuereinrichtung 707 gekoppelt.
• Die Synchronisationssteuereinrichtung empfängt einen Tachoimpuls von dem Tachoimpulsgenerator 713 der Kassettennabe und verwendet diesen Impuls, um die richtige Menge des schnellen Vorlaufens oder Zurückspulens während des Betriebs der Stufe 1 zu berechnen. Die Synchronisationssteuereinrichtung 707 übermittelt Stufe-1- und Stufe-2-Steuersignale an die Transportsteuerung 714. Die Synchronisationssteuereinrichtung 707 übermittelt Stufe-3-Steuersignale an die Bandantriebswellensteuerung 715. Die Bandantriebswellensteuerung 715 ist mit dem linearen Impulsgenerator 716 und dem Trommelimpulsgenerator (drum p. g.) 720 gekoppelt. Die Bandantriebswellensteuerung 715 rastet den linearen Impulsgenerator 716 auf den Trommelimpulsgenerator 720 ein und übermittelt Motorsteuersignale an den Bandantriebswellen- Servo 717.
• Der Abtast-VCO 138 rastet in seiner Phase auf den 48 kHz- Takt 401 unter Verwendung des Phasenkomparators 701 ein. Der Ausgang des Flip-Flops 702 ist mit der Synchronisationssteuereinrichtung 707 gekoppelt und übermittelt während des Stufe-4-Betriebs ein Interrupt. Der Abtast-VCO 138 ist mit der Synchronisationssteuereinrichtung 707, dem Phasenkomparator 701 und der Trommelsteuerung 718 gekoppelt. Die Trommelsteuerung 718 übermittelt Steuersignale an den Trommel- Servo 719 auf der Grundlage der Abtast-VCO-Frequenz, um es dem System zu ermöglichen, während des Stufe-4-Betriebs Abtastwerte zu überspringen.
• Eine Slave-Einheit könnte außerdem so synchronisiert werden, daß sie bei einer fest vorgegebenen Position vor oder hinter der Master-Einheit betrieben wird; und verschiedene Slave-Einheiten könnten bei unterschiedlichen fest vorgegebenen zeitlichen Relationen gegenüber einer einzelnen Master-Einheit synchronisiert werden.
• Somit wurde ein Verfahren zum Synchronisieren von zwei oder mehreren digitalen Audio-Bandrecordern beschrieben.

Claims (12)

1. Ein Verfahren zum synchronen Betreiben eines digitalen Master-Recorders und eines digitalen Slave-Bandrecorders, umfassend die Schritte:

(a) Übermitteln eines Master-Datenabtasttaktsignals (401) des Master-Recorders an den Slave-Recorder;

(b) Einstellen (701) einer Datenabtasttaktrate des Slave-Recorders derart, daß der Datenabtasttakt mit dem Master-Datenabtasttakt phasenverriegelt wird;

(c) Übermitteln eines aktuellen Master-Zeitcodes (402) von dem Master-Recorder an den Slave-Recorder, um eine absolute Abtastzählung TCM zu gewinnen (709);

(d) Vergleichen (711) der aktuellen Master-Abtastzählung TCM mit der aus einem aktuellen Slave-Zeitcode abgeleiteten aktuellen Slave-Abtastzählung TCS, um eine aktuelle Abtastzählungsdifferenz &Delta;TC zu berechnen;

(e) Transportieren (714) des Bandes des Slave-Recorders um eine erste berechnete Strecke in einem ersten Transportmodus, wenn &Delta;TC > L&sub1; ist, wobei L&sub1; gleich einer ersten Grenze ist, und Zurückkehren zum Schritt (c);

(f) Transportieren (714) des Bandes des Slave-Recorders um eine zweite berechnete Strecke in einem zweiten Transportmodus, wenn L&sub2; < &Delta;TC &le; L&sub1;, wobei L&sub2; gleich einer zweiten Grenze ist, und Zurückkehren zum Schritt (c), wobei der zweite Transportmodus langsamer als der erste Transportmodus ist;

(g) Transportieren (715) des Bandes des Slave-Recorders um eine dritte berechnete Strecke in einem dritten Transportmodus, wenn L&sub3; < &Delta;TC &le; L&sub2;, wobei L&sub3; gleich einer dritten Grenze ist, und Zurückkehren zum Schritt (c), wobei der dritte Transportmodus langsamer als der zweite Transportmodus ist;

(h) Entkoppeln der Abtastratenphasenverriegelung des Slave mit dem Master derart, daß die Datenabtastrate des Slave-Recorders nicht mehr mit dem Master-Datenabtasttakt phasenverriegelt ist, wenn 0 < &Delta;TC &le; L3, und Einstellen der Datenabtasttaktrate des Slave-Recorders zum Steuern der Abtastgeschwindigkeit, bis die Anzahl der von dem Slave-Recorder übersprungenen Abtastwerte gleich &Delta;TC ist, und Zurückkehren zum Schritt (a);

(i) Setzen eines Flags, das die Sychronisation zwischen dem Master- und dem Slave-Recorder anzeigt, wenn &Delta;TC = 0 ist.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite berechnete Strecke gleich der Bandmenge des Slave-Recorders ist, die in dem zweiten Transportmodus transportiert werden muß, damit &Delta;TC &ge; L&sub2; wird.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dritte berechnete Strecke gleich der Bandmenge des Slave-Recorders ist, die in dem dritten Transportmodus transportiert werden muß, damit &Delta;TC &le; L&sub3; wird.

4. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Slave-Recorder ein digitaler Audio-Recorder mit einer sich drehenden Kopftrommel ist.

5. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Master-Recorder ein digitaler Audio-Recorder mit einer sich drehenden Kopftrommel ist, wobei vor dem Ausführen des Schrittes (a) ein Slave-Impulssignal beim Slave-Recorder erzeugt wird, dessen Frequenz gleich der Rotationsfrequenz der sich drehenden Kopftrommel des Slave-Recorders ist, und die Geschwindigkeit einer Bandantriebswelle des Slave-Recorders so eingestellt wird, daß das Slave-Impulssignal mit einem auf einem Band des Slave-Recorders aufgezeichneten ersten periodischen Signal phasenverriegelt wird.

6. Das Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erste Transportmodus ein schneller Vorlauf/Rücklauf-Modus mit nicht eingezogenem Band ist.

7. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der zweite Transportmodus ein Vorwärts- oder Rückwärtsabtastmodus mit eingezogenem Band ist.

8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der dritte Transportmodus das Einstellen der Geschwindigkeit des Bandantriebswellenmotors des Slave-Recorders umfaßt.

9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei einem Synchronisations-Offset-Modus die Abtastzählungsdifferenz &Delta;TC einen Synchronisations-Offset-Wert enthält.

10. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Master-Abtastzählung und die Slave-Abtastzählung durch Addieren eines Master-Offset-Wertes bzw. eines Slave- Offset-Wertes gewonnen werden, wobei jeder Offset-Wert durch Zählen der Datenabtasttaktimpulse gewonnen wird, die einem Stop-Bit folgen.

11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der erste Transportmodus ein schneller Vorlauf/Rücklauf-Modus mit nicht eingezogenem Band ist und wobei die erste berechnete Strecke so berechnet wird, daß &Delta;TC &le; L&sub1; eingestellt wird.

12. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die dritte Grenze L&sub3; gleich der Anzahl von digitalen Audio-Abtastwerten ist, die während einer Umdrehung der sich drehenden Kopftrommel des Slave-Recorders aufgezeichnet werden.