DE69423841T2

DE69423841T2 - Verfahren zur Kodierung und Dekodierung und magnetischer Aufnahmeapparat

Info

Publication number: DE69423841T2
Application number: DE69423841T
Authority: DE
Inventors: Yoshihide Shimpuku
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2014-09-21
Also published as: EP0650263B1; JP3528929B2; KR100299722B1; EP0650263A1; DE69423841D1; US5699061A; JPH0793906A; KR950009538A

Description

Codierverfahren und Decodierverfahren und magnetisches Aufzeichnungsgerät Diese Erfindung betrifft ein Codierverfahren und ein Decodierverfahren sowie ein magnetisches Aufzeichnungsgerät, die zur Verwendung bei der Aufzeichnung von Informationen auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise einem Magnetband, einer Magnetdisk oder einer magneto-optischen Disk, geeignet sind.
Zum Beispiel in DAT (digitale Audiorecorder) oder ähnlichen Geräten werden Daten auf einem Magnetband aufgezeichnet, nachdem sie einer Block-Codierung unterzogen wurden. Das heißt, Daten sind beispielsweise Daten in 8-Bit-Einheiten und werden dann in Codes in 10-Bit-Einheiten umgesetzt (nachfolgend als "8-10-Umsetzung" bezeichnet). Die Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten werden einer NRZI-Modulation (non-return to zero inverted) unterzogen und dann auf dem Magnetband aufgezeichnet. Ferner werden in diesem Fall die Daten mit einer solchen linearen Aufzeichnungsdichte aufgezeichnet, daß keine Intersymbolinterferenz (bzw. Intersymbolstörung oder Zwischenzeicheninterferenz) bei der Wiedergabe der digitalen Daten auftritt oder die Intersymbolinterferenz beseitigt werden kann, falls sie auftritt.
Das heißt, wie in Fig. 9 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, wenn die NRZImodulierten Umsetzungscodes "10110100..." sind (Fig. 9(a)), ist das minimale Intervall der Magnetisierungsumkehr (durch Pfeile in Fig. 9(b) angezeigt) auf dem Magnetband auf ein solches Intervall eingestellt, daß keine Intersymbolinterferenz während der Wiedergabe verursacht wird.
Als Ergebnis nimmt das Wiedergabesignal im Wiedergabebetrieb ein Signal an, wie man es durch Differenzieren der NRZI-modulierten Umsetzungsdaten erhält (siehe Fig. 9(c)). Das heißt, das Wiedergabesignal ist derart, daß der Absolutwert eines Pegels (die Amplitude), der einer Stelle einer Magnetisierungsumkehr auf dem Magnetband (d. h. einer Stelle, an der die NRZI-modulierten Umsetzungsdaten den Wert "1" annehmen) entspricht, ungefähr einen vorgeschriebenen Pegel LA (> 0) hat, und derjenige einer Stelle, die nicht einer Magnetisierungsumkehr entspricht (d. h. einer Stelle, an der die NRZI-modulierten Umsetzungsdaten den Wert "0" annehmen), ungefähr einen 0-Pegel hat.
Deshalb können die ursprünglichen NRZI-modulierten Umsetzungscodes durch Integrieren des Wiedergabesignals wiederhergestellt werden, und es kann dann beurteilt werden, ob das integrierte Signal auf dem H-Pegel oder dem L-Pegel ist (oder als auf dem jeweiligen Pegel angesehen wird), d. h. eine binäre Pegelbeurteilung durchgeführt werden.
Jedoch wird in dem DAT, der wie oben beschrieben die Intersymbolinterferenz nicht verwendet, ein großes Wiedergabesignal in einem Hochfrequenzband benötigt, und das minimale Intervall der Magnetisierungsumkehr auf dem Magnetband sollte ausreichend lang sein. Deshalb kann die lineare Aufzeichnungsdichte nicht weiter erhöht werden.
In Anbetracht der obigen Situation wurden zur Verbesserung der Aufzeichnungsdichte in den vergangenen Jahren Methoden zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe vorgeschlagen, die die Intersymbolinterferenz positiv nutzen. Zum Beispiel werden, wie in Fig. 10 gezeigt, bei der Aufzeichnung eines Eingangssignals, wie beispielsweise von digitalen Daten oder eines AV-Signals, an dem Eingangssignal in einem Codiermodulator und einem NRZI-Modulator Codierfunktionen und Modulationsfunktionen, die eine im Wiedergabebetrieb auftretende Intersymbolinterferenz berücksichtigen, durchgeführt, und das so verarbeitete Eingangssignal wird durch einen Aufzeichnungsverstärker verstärkt und durch einen Aufzeichnungskopf auf einem Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise einem Magnetband, aufgezeichnet.
Andererseits wird im Wiedergabebetrieb durch einen Wiedergabekopf ein Wiedergabesignal von dem Magnetband erhalten und durch einen Wiedergabeverstärker verstärkt. Das verstärkte Wiedergabesignal wird in eine Signalforminterferenzvorrichtung als eine Ersatzschaltung für die oben genannte Intersymbolinterferenz eingegeben und dann anschließend einem Decodierdemodulator und einem NRZI-Demodulator eingegeben, wo es Decodierfunktionen und Demodulationsfunktionen unterzogen wird.
Ein Beispiel der in dem obigen Typ einer Aufzeichnungs- und Wiedergabemethode benutzten Intersymbolinterferenz ist die Partial-Response. Von den verschiedenen Arten von Partial-Responses werden Pr(1, 1) (Klasse I), Pr(1, -1), Pr(1, 0, -1) (Klasse IV) häufig benutzt.
Fig. 11 zeigt eine Frequenzcharakteristik von Pr(1, 1) (eine der oben genannten Arten), die beispielsweise eine positive Interferenz zwischen benachbarten Codes ist. Man kann aus Fig. 11 erkennen, daß in einem Hochfrequenzband Pr(1, 1) kein großes Wiedergabesignal, sondern ein Wiedergabesignal von ungefähr dem halben Pegel, der bei der Einzelflußcodiening benötigt wird, die nicht die Intersymbolinterferenz benutzt (durch die gestrichelte Linie in Fig. 11 dargestellt).
Zum Beispiel werden NRZI-modulierte Codes (Codewörter) "1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, ...", wie in Fig. 12(b) gezeigt, aufgezeichnet und auf die folgende Art und Weise mittels Verwendung von Pr(1, 1) wiedergegeben. Zuerst wird im Aufzeichnungsbetrieb das Magnetband durch einen Fluß eines Aufzeichnungsstromes (Modulationsschwingung; siehe Fig. 12(c)) magnetisiert, dessen Richtung umgekehrt wird, wenn der Code "1" ist.
In Fig. 12(c) ist die Flußrichtung des Aufzeichnungsstromes durch 1 und 0 angezeigt, wobei angenommen wird, daß die Anfangsrichtung 1 entspricht.
Im Wiedergabebetrieb wird ein NRZ-dargestellter Wert (der unter dem Aufzeichnungsstrom in Fig. 12(c) angezeigt ist und 1 und 0 annimmt, wenn der Aufzeichnungsstrom in die Richtung 1 bzw. 0 fließt) des Aufzeichnungsstromes einem angrenzenden Wert hinzu addiert, und das Additionsergebnis wird das Wiedergabesignal (Wiedergabewelle; siehe Fig. 12(d)).
Das heißt, wie in Fig. 12(c) gezeigt, wenn eine NRZ-Darstellung des Aufzeichnungsstromes "1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, ..." ist, ist der erste Wert eines Signals (nachfolgend auch Wiedergabesignal genannt), den man durch Integrieren des Wiedergabesignals erhält, eine Summe des ersten Wertes "1" der NRZ-Darstellung des Aufzeichnungsstromes und beispielsweise eines Wertes "0", der rechts daran angrenzt, d. h. "1 (= 1 + 0)". Und der zweite Wert ist eine Summe des zweiten Wertes "0" der NRZ-Darstellung des Aufzeichnungsstromes und beispielsweise eines Wertes "0", der rechts daran angrenzt, d. h. "0 (= 0 + 0)".
Weiter ist der dritte Wert des Wiedergabesignals eine Summe des dritten Wertes "0" der NRZ-Darstellung des Aufzeichnungsstromes und eines Wertes "1", der rechts daran angrenzt, d. h. "1 (= 0 + 1)". Und der vierte Wert ist eine Summe des vierten Wertes "1" der NRZ-Darstellung des Aufzeichnungsstromes und zum Beispiel eines Wertes "1", der rechts daran angrenzt, d. h. "2 (= 1 + 1)".
Durch Wiederholen des obigen Vorgangs erhält man das Wiedergabesignal "1, 0, 1, 2, 2, 1, 0, 1, 2, 1, 1, 2, ..." (siehe Fig. 12(d)).
In Fig. 12(d) ist das Wiedergabesignal durch die Werte "1", "0" und "-1" ausgedrückt, die man jeweils durch einen Offset von -1 aus den Werten "2", "1" und "0" erhält.
Deshalb wird bei Verwendung von Pr(1, 1) das Wiedergabesignal einer ternären Pegelbeurteilung unterzogen, und die ursprünglichen Daten werden aus den Ergebnissen der Beurteilung wiederhergestellt.
Übrigens wird, wenn die NRZI-modulierten Codes auf das Magnetband usw. aufgezeichnet werden, der Aufzeichnungsstrom nicht umgekehrt, solange der Code auf dem Wert "0" bleibt. Das heißt, das, was Tmax/Tmin ((maximales Umkehrintervall)/ (minimales Umkehrintervall)) genannt wird, kann größer als ein vorgeschriebener Wert (beispielsweise 4) sein, und in diesem Fall hat ein Wiedergabesignal eine niedrige Frequenz, um eine instabile Wiedergabe zu bewirken.
Um dieses Problem zu lösen, wird nun der folgende Vorgang angewandt. Das heißt, um zu vermeiden, daß viele Nullen hintereinander erscheinen, werden aufzuzeichnende Daten zu Daten in einer Einheit aus einer willkürlichen Anzahl an Bits gemacht, die dann in Codes in einer Einheit aus einer größeren Anzahl an Bits umgesetzt werden.
Zum Beispiel wird im Fall des oben beschriebenen DAT der Fall überlegt, daß die aufzuzeichnenden Daten zu Daten in 8-Bit-Einheiten gemacht werden, die dann in Codes in 10-Bit-Einheiten umgesetzt werden. Um Tmax/Tmin nicht größer als 4 werden zu lassen, söllte die Anzahl der fortlaufenden Nullen höchstens 3 in der NRZI-Darstellung sein (in der NRZ-Darstellung sollte die Anzahl der fortlaufenden gleichen Codes (Nullen oder Einsen) höchstens 4 sein).
Dagegen wird bei der Durchführung einer Aufzeichnung durch Zuordnen aller 256 Arten von 8-Bit-Daten zu einer von willkürlich ausgewählten 256 Arten von 10-Bit- Codes, wenn die Codes eine DC-Komponente enthalten, ein Wiedergabesignal um einen Betrag versetzt, der der DC-Komponente entspricht, um ein Zeitachsen-variiertes Signal zu werden.
Deshalb müssen alle 8-Bit-Daten einem 10-Bit-Code zugeordnet werden, in dem die Anzahl der fortlaufenden Nullen höchstens 3 und eine DC-Komponente 0 ist. Jedoch gibt es nur 193 Arten von derartigen 10-Bit-Codes.
In Anbetracht der obigen Situation wurde eine Methode zur Informationsumsetzung entwickelt, wie es beispielsweise in der am 13. November 1984 veröffentlichten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. Sho. 59-200562 (entspricht dem am O1. Juli 1986 erteilten US-Patent Nr. 4,598,267) offenbart ist. Diese Methode benutzt zusätzlich zu den obigen 193 Arten (eine erste Kombination) eine zweite Kombination aus 10-Bit-Codes, die einer Bedingung genügen, daß die Anzahl der fortlaufenden Nullen im Umsetzungscode höchstens 3 in der NRZI-Darstellung ist, und in dem eine DC-Komponente -2 (oder +2) ist.
In dieser Methode zur Informationsumsetzung kann, wenn 10-Bit-Daten der zweiten Kombination benutzt werden, nachdem 10-Bit-Daten der zweiten Kombination zur Umsetzung von 8-Bit-Daten benutzt wurden, eine DC-Komponente von -2 (oder +2) der zuvor benutzten 10-Bit-Daten der zweiten Kombination durch Invertieren des Anfangsbits (Wechseln des Anfangsbits auf 0, wenn es 1 ist, und umgekehrt) aufgehoben werden.
Ein Beispiel einer Umsetzungstabelle für eine 8-10-Umsetzung, die der obigen Methode zur Informationsumsetzung entspricht, ist unten in den Tabellen 1 bis 6 gezeigt.

Tabelle 1

Datenwort: 8 Bits Daten
Codewort: dem NRZI-Modulator zugeführter codierter Code, der durch Q'
(Q' = Informationen aus dem vorherigen Code) ausgewählt wurde
Codierungsrichtung: von links nach rechts (von MSB nach LSB)
Q': DC = Informationen des vorherigen Codes
Q: DC-Informationen des Codes Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6
In der obigen Tabelle sind 256 Arten von 8-Bit-Daten (0 bis 255) sowohl in Hexadezimal- als auch in Binär-Darstellung angegeben. Zehn-Bit-Umsetzungscodes (Codewörter) werden in einer binären NRZI-Darstellung angegeben. In der Tabelle bedeutet DC eine DC-Komponente eines 10-Bit-Umsetzungscodes, wenn das letzte Bit eines links angrenzenden 10-Bit-Umsetzungscodes auf dem L-Pegel (0) ist. Weiter sind im unteren Teil von Tabelle 6 10-Bit-Synchronisiermuster, die an einer vorbestimmten Position (Timing), wie beispielsweise der Anfangsposition eines Vollbildes, eingesetzt werden sollen, wobei diese Muster keinen 8-Bit-Daten zugeordnet sind.
In der obigen Umsetzungstabelle haben die NRZI-dargestellten 10-Bit-Umsetzungsdaten (Codewörter) eine minimale Anzahl an fortlaufenden Nullen (kürzeste Serie) von 0 und eine maximale Anzahl an fortlaufenden Nullen (längste Serie) von 3. Ein 8-Bit- Datensatz wird zwei 10-Bit-Umsetzungscodes zugeordnet, die durch Verwendung einer Variablen Q' klassifiziert sind, welche man durch Verzögern um einen Takt aus einer 1-Bit-Variablen Q erhält, die Informationen auf der DC-Komponente darstellt.
Die die obige Umsetzungstabelle verwendende 8-10-Umsetzung wird durchgeführt, wie in Fig. 13 gezeigt. Das heißt, nicht nur die 8-Bit-Daten (Datenwörter), sondern auch Q' werden einem Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 eingegeben, in dem die Umsetzungstabelle gespeichert wird. Der Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 gibt den einen der zwei den 8-Bit-Daten zugeordneten 10-Bit-Umsetzungscodes (Codewörter) aus, der der Eingabe Q' entspricht. Der Speicherabschnitt 41 gibt auch Q aus, die Informationen auf der DC-Komponente des obigen 10-Bit-Umsetzungscodes darstellt.
Q wird durch einen D-Flip-Flop (DFF) 42 um einen Takt verzögert und dann als Q' dem Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 zur gleichen Zeit, wie die nächsten 8-Bit- Daten dem Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 zugeführt werden, eingegeben.
Der obige Vorgang wird wiederholt durchgeführt.
Die obige 8-10-Umsetzungsverarbeitung wird weiter im Detail unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 14 beschrieben. Es wird angenommen, daß ein Synchronisierungsmuster, "11111111 (FFH)" und "11111111 (FFH)" nacheinander eingegeben werden (siehe Fig. 14(a)), und daß Q mit einem Wert von -1 (siehe Fig. 14(b)) aus dem Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 unmittelbar vor der Eingabe des Synchronisierungsmusters ausgegeben wurde.
Q wird durch den DFF 42 verzögert und dann als Q' (= -1) dem Umsetzungstabellen- Speicherabschnitt 41 zusammen mit dem Synchronisieningsmuster eingegeben. Der Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 gibt den Code "0100010001" (siehe Tabelle 6 und Fig. 14(c)) entsprechend Q' = -1 aus, der einer der zwei dem Synchronisierungsmuster zugeordneten 10-Bit-Umsetzungscodes ist (siehe Tabelle 6). Der Speicherabschnitt 41 gibt auch ein Q mit einem Wert 1 (siehe Fig. 14(b)) aus, das Informationen auf der DC-Komponente des obigen 10-Bit-Umsetzungscodes darstellt.
Das so ausgegebene Q wird durch den DFF 42 verzögert und dann als Q' (= 1) dem Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 zusammen mit den 8-Bit-Daten "11111111 (FFH)" im Anschluß an das Synchronisierungsmuster eingegeben. Der Umsetzungstabellen-Speicherabschnitt 41 gibt den Code "0111101010" (siehe Fig. 14(c)) entsprechend Q' = 1 aus, der einer der zwei "11111111" zugeordneten 10-Bit- Umsetzungscodes ist (siehe Tabelle 6). Der Speicherabschnitt 41 gibt auch ein Q mit einem Wert -1 aus (siehe Fig. 14(b)), das Informationen auf der DC-Komponente des obigen 10-Bit-Umsetzungscodes darstellt.
Auf ähnliche Weise werden die nächsten Daten "11111111 (FFH)" (siehe Fig. 14(a)) in "1111101010" umgesetzt (siehe Fig. 14(c)).
Fig. 14(d) zeigt einen Aufzeichnungsstrom, der verwendet wird, wenn die durch die obige Umsetzung erhaltenen Codes in 10-Bit-Einheiten NRZI-moduliert und dann zum Beispiel auf einem Magnetband aufgezeichnet werden. Während die DC-Komponente der 10-Bit-Daten "0111101010", die durch Umsetzen der 8-Bit-Daten "11111111 (FFH)" im Anschluß an das Synchronisierungsmuster erhalten wurden, 2 ist, ist die der 10-Bit-Daten " 1111101010", die durch Umsetzen der nächsten 8-Bit-Daten "11111111 (FFH)" erhalten wurden, -2. Deshalb heben sich die DC-Komponenten gegenseitig auf, um die DC-Komponente des gesamten Aufzeichnungsstromes zu 0 zu machen. Als Ergebnis hat auch das Wiedergabesignal eine DC-Komponente von 0.
Übrigens ist, wenn die Codes, die der obigen 8-10-Umsetzung und der NRZI- Modulation unterzogen worden sind, auf einem Magnetband usw. durch Verwenden der Intersymbolinterferenz, wie beispielsweise der oben beschriebenen Pr(1, 1), aufgezeichnet werden, um die lineare Aufzeichnungsdichte zu verbessern, die Anzahl der fortlaufenden Nullen im Code in 10-Bit-Einheiten, wie er durch die obige 8-10- Umsetzung unter Verwendung der Tabellen 1-6 erzeugt wurde, auf höchstens 3 in der NRZI-Darstellung begrenzt. Deshalb ist die Anzahl der fortlaufenden gleichen Codes, d. h. der fortlaufenden Einsen oder Nullen im in Fig. 12(c) gezeigten NRZ-dargestellten Aufzeichnungsstrom auf höchstens 4 begrenzt.
Deshalb ist die Anzahl an fortlaufenden 1 oder -1 im in Fig. 12(d) gezeigten Wiedergabesignal auf höchstens 3 (3 Takte oder kürzer) begrenzt.
Da jedoch keine Begrenzung bezüglich der Anzahl an fortlaufenden Einsen im Code in 10-Bit-Einheiten, wie er durch die 8-10-Umsetzung erhalten wird, auferlegt ist, ist die Anzahl an fortlaufend erscheinenden "1, 0"-Sätzen oder "0, 1"-Sätzen (beispielsweise ein durch R in Fig. 12(c) angezeigter Abschnitt) im in Fig. 12(c) gezeigten NRZdargestellten Aufzeichnungsstrom nicht begrenzt.
Da zum Beispiel die 8-Bit-Daten "11101011 (EBH)" in den 10-Bit-Code "1111111111" umgesetzt werden (siehe Tabelle 6), wenn die 8-Bit-Daten "11101011 (EBH)" hintereinander eingegeben werden, ist der NRZ-dargestellte Aufzeichnungsstrom eine Serie aus "1, 0"-Sätzen oder "0, 1"-Sätzen.
Wie oben in Verbindung mit Fig. 12(d) beschrieben, ergibt ein "1, 0"-Satz oder ein "0, 1"-Satz in dem NRZ-dargestellten Aufzeichnungssignal von Fig. 12(c) ein Wiedergabesignal eines Wertes "0".
Deshalb bewirken fortlaufende Einsen im durch die 8-10-Umsetzung erzeugten Code in 10-Bit-Einheiten fortlaufende Nullen (unter den ternären Pegeln) im in einem Wiedergabebetrieb erhaltenen Wiedergabesignal.
Wenn das Wiedergabesignal für eine Lange Zeitdauer "0" bleibt, kann eine PLL- Entriegelung auftreten, die eine korrekte Takterzeugung verhindert und eine Fehlerrate der wiedergegebenen Daten erhöht. Im schlimmsten Fall kann die Datenwiedergabe selbst nicht durchgeführt werden.
Ein nachfolgend beschriebenes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Umstände entwickelt, und es soll die Datenaufzeichnungsdichte erhöhen und gleichzeitig eine korrekte Datenwiedergabe ermöglichen.
Ein erster, zweiter und dritter Aspekt der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 7 bzw. 11 angegeben.
Erfindungsgemäß sind ein Codierverfahren, ein Decodierverfahren und ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät dadurch gekennzeichnet, daß die Beziehung zwischen den 8-Bit-Datenwörtern und den 10-Bit-Umsetzungscodes in den hierin offenbarten Tabellen 1 bis 6 dargelegt ist, außer für jene elf der 256 möglichen Datenwörter, die in der hierin offenbarten Tabelle 7 dargelegt sind, für die die Beziehung stattdessen in der hierin offenbarten Tabelle 8 dargelegt ist.
Weiter kann das obige magnetische Aufzeichnungsgerät derart sein, daß die Intersymbolinterferenz diejenige von Pr(1, 1) ist.
In dem Gerät mit dem obigen Aufbau werden Daten in 8-Bit-Einheiten in einen Code in 10-Bit-Einheiten umgesetzt, und der umgesetzte Code wird mittels NRZI-Codes auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet, wobei die Intersymbolinterferenz verwendet wird. Die Anzahl der fortlaufenden Einsen in einer NRZI- Darstellung des umgesetzten Codes wird nicht größer als 9 gemacht. Als Ergebnis wird die Anzahl der Takte, die mit fortlaufenden 0-Pegeln in einem von dem Magnetband erhaltenen Wiedergabesignal in Verbindung stehen, nicht größer als 9, und deshalb kann verhindert werden, daß ein großer Fehler in Takten auftritt, die aus dem Wiedergabesignal in einem Wiedergabebetrieb erzeugt werden.
Die Erfindung wird nun weiter anhand eines veranschaulichenden und nichtbeschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Recorders, bei dem ein magnetisches Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;
Fig. 2 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Modulators 13 im Ausführungsbeispiel von Fig. 1;
Fig. 3 auf einem Magnetband 1 ausgebildete Spuren im Ausführungsbeispiel von Fig. 1;
Fig. 4 eine Azimutaufzeichnung;
Fig. 5 ein detaillierteres Blockschaltbild eines Demodulators 9 im Ausführungsbeispiel von Fig. 1;
Fig. 6 eine Graphik einer Beziehung zwischen dem Nebensprechpegel und der Größe Aufzeichnungswellenlänge/Spurweite;
Fig. 7 eine Beziehung zwischen der Fehlerrate und der linearen Aufzeichnungsdichte;
Fig. 8(a) - 8(c) Augendiagramme:
Fig. 9 eine magnetische Aufzeichnung ohne Intersymbolinterferenz;
Fig. 10 eine Methode einer magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe unter Verwendung der Intersymbolinterferenz;
Fig. 11 eine Graphik einer Frequenzcharakteristik von Pr(1, 1);
Fig. 12 eine magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe mit Pr(1, 1);
Fig. 13 ein 8-10-Umsetzungsverfahren; und
Fig. 14 ein Zeit(ablauf)diagramm zur Veranschaulichung der 8-10-Umsetzung.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild und zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Recorders, bei dem ein magnetisches Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist. Ein Magnetband 1 ist durch Führungsrollen 3A und 3B um ein Trommel 2 von etwa 30 mm Durchmesser über einen Bereich von etwa 90º gewickelt. In einem Aufzeichnungs- oder Wiedergabebetrieb läuft das Magnetband 1 durch eine durch einen nicht gezeigten Capstanmotor angetriebene Capstanwelle 4 oder dergleichen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die durch den Pfeil angezeigte Richtung.
Der Capstanmotor treibt die Capstanwelle 4 basierend auf einem von einer Capstanservoschaltung 17 zugeführten Servosignal an. Die Capstanservoschaltung 17 wird durch eine ATF-Schaltung (Automatic Track Finding) 16 gesteuert. Die ATF- Schaltung 16 erzeugt ein ATF-Signal zur Spursteuerung basierend auf von einem Signalform-Equalizer 8 und einer Signalverarbeitungsschaltung 10 ausgesandten Signalen und führt das erzeugte ATF-Signal der Capstanservoschaltung 17 zu.
Magnet(dreh)köpfe 5A und 5B sind an der Innenwand der Trommel 2 derart vorgesehen, daß sie sich mit dem Drehzentrum der Trommel zwischen ihnen einander gegenüber stehen. Wenn die Trommel 2 durch einen Motor 6 gedreht wird, folgen die Magnetköpfe 5A und 5B abwechselnd den Spuren auf dem Magnetband 1 (wie später beschrieben).
Der Motor 6 dreht die Trommel 2 basierend auf einem von einer Trommelservoschaltung 14 zugeführten Servosignal. Die Trommelservoschaltung 14 beinhaltet eine Fehlerkorrekturschaltung (ECC), und sie wird durch die Signalverarbeitungsschaltung 10 gesteuert, welche die vorgeschriebene Signalverarbeitung durchführt.
Die Aufzeichnung auf ein und die Wiedergabe von einem Magnetband 1, sowie sein schneller Vorlauf, Rückspulen, Stoppen, usw. werden bewirkt, wenn Bedientasten 18 betätigt werden. Das heißt, wenn eine der Bedientasten betätigt wird, steuert eine Systemsteuerung 15 die entsprechenden Blöcke des Geräts, so daß eine Funktion entsprechend der Bedienung bewirkt wird. Der Funktionszustand (bei Wiedergabe, beim Zurückspulen, usw.) und andere Informationen (aktuelle Zeit, verbleibender Rest des Bandes 1, usw.) werden mittels Steuerung durch die Systemsteuerung 15 auf einem Anzeigeabschnitt 19 angezeigt.
Im Aufzeichnungsbetrieb werden aufzuzeichnende Daten, zum Beispiel ein analoges Signal, wie beispielsweise ein Videosignal oder ein Audiosignal, durch einen Eingangsanschluß Tin einem A/D-Umsetzer 12 eingegeben, in dem es in ein digitales Signal umgesetzt wird. Das digitale Signal wird der Signalverarbeitungsschaltung 10 eingegeben, in der es in Daten mit einem für das Gerät geeigneten Format umgesetzt wird.
Falls die aufzuzeichnenden ursprünglichen Daten ein digitales Signal sind, können sie direkt der Signalverarbeitungsschaltung 10 eingegeben werden.
Die Daten, die durch die Signalverarbeitungsschaltung 10 in das vorgeschriebene Format aufbereitet wurden, werden in Form von 8-Bit-Einheiten einem Modulator 13 eingegeben. Konstruiert, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt, moduliert der Modulator 13 die empfangenen Daten in 8-Bit-Einheiten.
Insbesondere werden in dem Modulator 13 Daten DIN in 8-Bit-Einheiten, die von der Signalverarbeitungsschaltung 10 geschickt wurden, durch eine Signalspeicherschaltung 21 gespeichert und dann einem 8→10 - Modulator 22 eingegeben, der aus einem ROM aufgebaut ist. Mittels einer gespeicherten Umsetzungstabelle (später beschrieben) gibt der 8→10 - Modulator 22 als einen Modulationscode 10-Bit-Daten, die an einer Adresse gespeichert sind, die durch die empfangenen 8-Bit-Daten bestimmt ist, an einen Multiplexer (MUX) 24 aus. Die 8-10-Umsetzung im 8→10 - Modulator 22 wird wie oben in Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben durchgeführt.
Zusätzlich zu den vom 8→10 - Modulator 22 ausgesandten Modulationscodes wird dem Multiplexer 24 in einem vorbestimmten Takt ein durch einen Synchronisierungsmuster- Generator erzeugtes 10-Bit-Synchronisierungsmuster zugeführt. Der Multiplexer 24 gibt das Synchronisierungsmuster im Takt des Empfangs des Synchronisieningsmusters aus, und gibt die Modulationscodes in anderen Takten aus.
Die 10-Bit-Parallelmodulationscodes (der Begriff "Modulationscode" schließt nachfolgend das Synchronisierungsmuster ein), wie sie aus dem MUX 24 ausgegeben werden, werden einem Parallel-Seriell-Umsetzer (P→S) 25 eingegeben, in dem sie in serielle Daten umgesetzt werden. Die seriellen Daten werden einem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker 7 (siehe Fig. 1) als Aufzeichnungsdaten DREC eingegeben.
Der Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker 7 (siehe Fig. 1) verstärkt die vom Modulator 13 (genauer dem P→S - Umsetzer 25) übermittelten Aufzeichnungsdaten DREC und führt die verstärkten Daten den Magnetköpfen 5A und 5B als Aufzeichnungsstrom zu. Ein dem Aufzeichnungsstrom entsprechendes Magnetfeld wird in einer Kopfspalte jedes Magnetkopfes 5A und 5B erzeugt, und das Magnetband wird entsprechend magnetisiert.
In der obigen Art und Weise wird die Datenaufzeichnung derart durchgeführt, daß sie im Wiedergabebetrieb eine oben in Zusammenhang mit Fig. 12 beschriebene Intersymbolinterferenz von Pr(1, 1) bewirkt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, hat das Magnetband 1 eine Breite von etwa 3,81 mm, und die Spuren sind derart auf dem Magnetband 1 ausgebildet, daß sie bezüglich der Längsrichtung (Laufrichtung) um einen vorbestimmten Spurwinkel (zum Beispiel etwa 6º) schräg verlaufen. Spuren TA werden durch den Magnetkopf 5A abgefahren, und Spuren TB, die abwechselnd mit den Spuren TA angeordnet sind, werden durch den Magnetkopf 5B abgefahren. Das heißt, jeder der Magnetköpfe 5A und 5B fährt jede zweite Spur ab.
Um die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, wird die Datenaufzeichnung auf dem Magnetband 1 durch die Methode der Azimutaufzeichnung durchgeführt. Das heißt, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Spurweite Tp wird kleiner als die Breite des Kopfes 5A (oder des Kopfes 5B) gemacht, so daß der Kopf 5A auf beiden Seiten um Wc übersteht, was zu einer Erhöhung der Spurdichte beiträgt. Weiter magnetisiert der Kopf 5A die Spur TA in einer Richtung A, die von der Spurrichtung X der Spur TA um einen vorbestimmten Azimutwinkel θ (beispielsweise etwa 20º) schräg verläuft.
Der Kopf 5B (nicht in Fig. 4 gezeigt) magnetisiert die Spur TB, die neben der Spur TA liegt, welche durch den Kopf 5A abgefahren wird, in einer Richtung A', die bezüglich der Spurrichtung X der Spur TB um einen vorbestimmten Azimutwinkel -θ schräg verläuft.
Das heißt, die Spur TA (oder TB) wird durch den Kopf 5A (oder 5B) magnetisiert, der breiter als die Spurweite Tp in der Richtung ist, die um 2θ aus der Richtung ausgelenkt ist, in der die angrenzende Spur TB (oder TA) magnetisiert wird. Dies bewirkt einen Azimuteffekt, so daß Nebensprechen verringert wird und man ein Wiedergabesignal von ausreichender Größe erhalten kann, auch wenn kleine Abweichungen in der Spurnachführung auftreten.
Zurück zu Fig. 1, wird im Wiedergabebetrieb das Magnetband 1 durch die Magnetköpfe 5A und 5B abgefahren, und ein Wiedergabesignal (-strom) einschließlich einer Intersymbolinterferenz von Pr(1, 1) wird dem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker 7 eingegeben. Der Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker 7 verstärkt das Wiedergabesignal und führt das verstärkte Signal dem Signalform-Equalizer 8_ Beispielsweise aus einem Integrator und einem Filter (LPF) (beide nicht gezeigt) bestehend, integriert der Signalform-Equalizer 8 das Wiedergabesignal mit den Merkmalen eines differenzierten Signals, gleicht seine Signalform ab und führt das sich ergebende Signal einem Demodulator 9 zu. Somit empfängt der Demodulator 9 ein Wiedergabesignal aus Ternärwerten einschließlich einer Intersymbolinterferenz von Pr(1, 1) (siehe Fig. 12(d)).
Konstruiert, wie zum Beispiel in Fig. 5 gezeigt, demoduliert der Demodulator 9 das Wiedergabesignal (die Wiedergabedaten DPB), wie sie aus dem Signalform-Equalizer 8 ausgegeben wurden. Insbesondere wird das Wiedergabesignal im Demodulator 9 einem Komparator 32 sowie einer PLL-Schaltung 31 zugeführt. Die PLL-Schaltung 31 erzeugt Takte, deren Frequenz derart gesteuert worden ist, daß ein Phasenfehler aus dem Wiedergabesignal eliminiert wird, und führt die Takte dem Komparator 32 zu.
Der Komparator 32 vergleicht das Wiedergabesignal mit drei Pegeln "1", "0" und "-1" zu Zeitpunkten der von der PLL-Schaltung 31 übermittelten Takte und führt die Ergebnisse des Vergleichs ("1", "0" oder "-1") einem Synchronisierungsdetektor 33 zu.
Der Synchronisierungsdetektor 33 entnimmt aus einer Datensequenz (d. h. aus dem Wiedergabesignal bestehend aus drei Werten "1", "0" und "-1"), wie es aus dem Komparator 32 ausgegeben wurde, ein Synchronisierungsmuster. Der Synchronisierungsdetektor 33 führt das entnommene Synchronisierungsmuster einer (nicht gezeigten) Verarbeitungsschaltung und die verbleibende Datensequenz (das Wiedergabesignal) einem Ternär-Binär-Umsetzer 34 zu.
In dem Ternär-Binär-Umsetzer 34 wird das ternäre Wiedergabesignal entsprechend einem Algorithmus, der dem oben beschriebenen Algorithmus zum Erhalten des Wiedergabesignals von Fig. 12(d) aus dem NRZ-dargestellten Aufzeichnungsstrom von Fig. 12(c) gegensinnig ist, in ein binäres Signal umgesetzt. Weiter wird das so erhaltene binäre Signal dann gemäß einem Algorithmus, der dem Algorithmus zum Erhalten des NRZ-dargestellten Aufzeichnungsstromes von Fig. 12(c) aus den NRZI-modulierten Daten von Fig. 12(b) gegensinnig ist, in 8-10-umgesetzte, NRZI-dargestellte Daten umgesetzt.
Die daraus resultierenden Daten werden in Form von 10-Bit-Einheiten einem zum Beispiel aus einem ROM bestehenden 10→8 - Demodulator 35 eingegeben.
Der 10→8 - Demodulator 35 hat eine darin abgespeicherte Umsetzungstabelle, die für eine Umsetzung, die der 8-10-Umsetzung unter Verwendung der in dem 8→10 - Demodulator 22 des in Fig. 2 gezeigten Demodulators 13 gespeicherten Umsetzungstabelle gegensinnig ist, benutzt werden soll. Und der 10→8 - Demodulator 35 führt als demodulierte Daten 8-Bit-Daten, die an einer Adresse, die durch den empfangenen 10- Bit-Code bestimmt ist, gespeichert sind, einer Signalspeicherschaltung 36 zu. Die Signalspeicherschaltung 36 speichert die vom 10→8 - Demodulator 35 übermittelten Demodulationsdaten in 8-Bit-Einheiten und führt sie dann der Signalverarbeitungsschaltung 10 (siehe Fig. 1) zu.
Die Signalverarbeitungsschaltung 10 (siehe Fig. 1) führt eine Fehlererfassungs- und Fehlerkorrekturverarbeitung und andere vorbestimmte Verarbeitungen an den vom Demodulator 9 übermittelten demodulierten Daten durch und führt die verarbeiteten Daten einem D/A-Umsetzer 11 zu. Der D/A-Umsetzer 11 setzt die demodulierten Daten von digital in analog um und führt die daraus resultierenden Daten der (nicht gezeigten) nachfolgenden Schaltung als ein Ausgangssignal TOUT zu.
Als nächstes folgt eine detaillierte Beschreibung der im 8→10 - Modulator 22 des Modulators 13 (siehe Fig. 2) gespeicherten Umsetzungstabelle, wobei diese Tabelle das wesentliche Merkmal der Erfindung ist. Falls, wie oben beschrieben, die Codes, die unter Verwendung der Intersymbolinterferenz von beispielsweise Pr(1, 1) 8-10- umgesetzt und NRZI-moduliert worden sind, aufgezeichnet werden, kann, wenn es keine Begrenzung der Anzahl an fortlaufenden Einsen in jenen Codes gibt, eine unbegrenzte Anzahl an Nullen im Wiedergabesignal erscheinen, was wahrscheinlich zu einer Entriegelung in der PLL-Schaltung 31 (siehe Fig. 5) führt und dadurch die Stabilität des Geräts verringert.
Um das obige Problem zu lösen, genügen die 10-Bit-Codes in der im 8→10 - Modulator 22 gespeicherten Umsetzungstabelle den Bedingungen der herkömmlichen Umsetzungstabelle (nachfolgend als "herkömmliche Bedingungen" bezeichnet), und zusätzlich weist jeder NRZI-dargestellte 10-Bit-Code wenigstens eine "0" auf.
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß der 10-Bit-Code in der NRZI- Darstellung vorliegt, solange nichts anderes angegeben ist.
Insbesondere werden in der im 8→10 - Modulator 22 gespeicherten Umsetzungstabelle die 8-Bit-Daten "11101011 (EBH)" (siehe Tabelle 6), die herkömmlicherweise in den in der Umsetzungstabelle der Tabellen 1-6 enthaltenen 10-Bit-Code "1111111111" umgesetzt werden, nicht in "1111111111", sondern in einen der 1.024 Arten von 10- Bit-Codes umgesetzt, der keinen der anderen 8-Bit-Daten zugeordnet ist, den herkömmlichen Bedingungen genügt und wenigstens eine "0" enthält (zum Beispiel "0111001011").
In diesem Fall tritt in den vom Modulator 13 (siehe Fig. 1) ausgegebenen Codes die größte Anzahl an fortlaufenden Einsen auf, wenn die zwei 10-Bit-Codes "0111111111" und " 1111111110" nacheinander kommen. (Falls die Daten in m-Bit-Einheiten in Codes in n-Bit = Einheiten umgesetzt werden (n > m), tritt die größte Anzahl an fortlaufenden Einsen auf, wenn nacheinander ein Code mit einem Anfangsbit 0 und anschließend n-1 fortlaufenden Einsen und ein Code mit n-1 fortlaufenden Einsen am Anfang und einem letzten Bit 0 auftreten.) Deshalb erscheinen auch im schlimmsten Fall die Nullen im Wiedergabesignal nicht fortlaufend für eine Zeitdauer, die 18 (= 2 · 10-2) Takte übersteigt (2n-2 Takte für den Fall, daß der Code in m-Bit-Einheiten in die Daten in n-Bit-Einheiten umgesetzt wird (n > m)).
Deshalb kann verhindert werden, daß die PLL-Schaltung 31 (siehe Fig. 5) für eine lange Zeitdauer entriegelt ist.
Übrigens hat, wie oben beschrieben, für den Fall, daß die Umsetzungstabelle benutzt wird, in der "1111111111" durch einen 10-Bit-Code mit wenigstens einer "0" ersetzt ist, ein Wiedergabesignal entsprechend dem 8-10-umgesetzten 10-Bit-Code schlimmstenfalls ("01111111111" oder "1111111110") fortlaufende Nullen von 9 Takten.
In Anbetracht der obigen Ausführungen folgt nun eine Beschreibung des Aufbaus einer Umsetzungstabelle, mit der Nullen fortlaufend im Wiedergabesignal, das dem 8-10- umgesetzten 10-Bit-Code entspricht, nur für eine Zeitdauer kürzer als 9 Takte erscheinen.
Ein Wiedergabesignal entsprechend dem 8-10-umgesetzten 10-Bit-Code mit zwei oder mehr Nullen besitzt Nullen von weniger als 9 Takten. In der Umsetzungstabelle der Tabellen 1-6 ist die Anzahl der 10-Bit-Codes (ein Teil der 1.024 Arten von 10-Bit- Daten; nachfolgend als "Ersatzcodes" bezeichnet), die keinen 8-Bit-Daten zugeordnet sind, den herkömmlichen Bedingungen genügen und zwei oder mehr Nullen enthalten, 15, wie in den NRZI-dargestellten Codewörtern in Tabelle 8 (wird später beschrieben) aufgelistet.
Andererseits gehört in der in den Tabellen 1-6 gezeigten Umsetzungstabelle für den Fall, daß die NRZI-dargestellten Codes in Ausdrücken der Anzahl der enthaltenen Nullen klassifiziert sind, nur ein Code zu einem Satz von 10-Bit-Codes ohne "0", und elf Codes gehören zu einem Satz von 10-Bit-Codes mit einer oder keiner "0". Ferner ist die Anzahl der Codes, die zu einem Satz von 10-Bit-Codes mit zwei oder weniger Nullen gehören, größer als 15, also größer als die Anzahl der Ersatzcodes.
Deshalb kann unter den Sätzen, die man durch die Einteilung in Ausdrücken der Anzahl der enthaltenen Nullen erhält, sowohl der Satz der 10-Bit-Codes ohne "0" als auch der Satz der 10-Bit-Codes mit einer oder keiner "0" vollständig durch die oben beschriebenen Ersatzcodes ersetzt werden. Aber der Satz von 10-Bit-Codes mit zwei oder weniger Nullen kann nicht vollständig durch die Ersatzcodes ersetzt werden.
Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen werden elf Codes, die zu dem Satz von 10-Bit-Codes mit einer oder keiner "0" gehören, durch die Ersatzcodes ersetzt, um eine Umsetzungstabelle zu erzeugen, die aus 10-Bit-Codes mit zwei oder mehr Nullen, d. h. mit nicht mehr als acht Einsen, besteht.
Dies bedeutet, wie in Tabelle 7 gezeigt, daß die herkömmliche Umsetzungstabelle der Tabellen 1-6 elf 10-Bit-Codes (Codewörter) aufweist, in denen die Anzahl der Nullen 1 oder 0 ist. Tabelle 7
Eine Umsetzungstabelle für die 8-10-Umsetzung wird durch Ersetzen der obigen elf 10- Bit-Codes durch eine bestimmte Kombination von elf Codes der existierenden fünfzehn 10-Bit-Codes mit nicht mehr als acht Einsen gebildet, wie in Tabelle 8 gezeigt. (In Tabelle 8 werden die oberen elf Codes der existierenden fünfzehn 10-Bit-Codes mit nicht mehr als acht Einsen verwendet.) Tabelle 8
Durch den Aufbau der Umsetzungstabelle in der obigen Art und Weise enthält das Wiedergabesignal, das den 8-10-umgesetzten 10-Bit-Codes entspricht, auch im schlechtesten Fall keine fortlaufenden Nullen von 9 Takten, d. h. es enthält schlimmstenfalls fortlaufende Nullen von 8 Takten. Deshalb kann der Fehler in den von der PLL-Schaltung 31 (siehe Fig. 5) ausgegebenen Takten verringert werden, um die Stabilität der Vorrichtung weiter zu verbessern.
Tabelle 9 zeigt ein Beispiel einer Einstellung von verschiedenen Parametern für den Fall, daß die wie oben aufgebaute Umsetzungstabelle verwendet wird. Tabelle 9
T: Zeitintervall eines Datenbits; 0,8 T ist gleich Tw
Tmin: kürzestes Zeitintervall zwischen Übertragungen
Tmax: längstes Zeitintervall zwischen Übertragungen
Tw: Erfassungsfenster
λmin: minimale Wellenlänge (in um)
λmax: maximale Wellenlänge (in um)
Im obigen Beispiel soll die Bereichs- (lineare) Aufzeichnungsdichte erhöht werden, wobei ein Gleichgewicht mit zum Beispiel einer Variation der in dem Wiedergabesignal enthaltenen DC-Komponente durch Einstellen des Verhältnisses Tmax/Tmin, d. h. λmax/λmin ((maximale Aufzeichnungswellenlänge) / (minimale Aufzeichnungswellenlänge)) auf ungefähr 4 berücksichtigt wird. Ferner wird eine DC-Freiheit realisiert, wobei ein Gleichgewicht mit zum Beispiel dem Fehler im Wiedergabesignal durch Einstellen einer Fensterbreite (Erkennungsfensterbreite) Tw auf einen relativen großen Wert berücksichtigt wird.
Fig. 6 zeigt eine Beziehung zwischen einem Nebensprechpegel und λ/Tp (Aufzeichnungswellenlänge / Spurweite) für Fälle, in denen der Azimutwinkel θ der Magnetköpfe 5A und 5B des in Fig. 1 gezeigten Recorders ±10º, ±15º, ±20º und ±25º beträgt. In Fig. 6 stellen die senkrechte und die waagerechte Achse den Nebensprechpegel bzw. λ/Tp dar.
Es werden nun Überlegungen bezüglich der Unterschiede zwischen Fällen, in denen zum Beispiel für den Azimutwinkel θ von ±20º die Intersymbolinterferenz verwendet wurde und nicht verwendet wurde.
Zuerst wird, falls die Intersymbolinterferenz nicht verwendet wird (der Fall der herkömmlichen Aufzeichnung), wenn die Spurweite Tp vom herkömmlichen Wert von 13,6 um auf den halben Wert von 6,8 um reduziert wird, der Nebensprechpegel, der geringer als -20 dB sein sollte, schlimmstenfalls -16 dB, und in diesem Fall übersteigt die Erkennungsfehlerrate aufgrund des Nebensprechens einen erlaubten Bereich. Das heißt, falls die Azimutaufzeichnung ohne Verwendung der Intersymbolinterferenz durchgeführt wird, wird der Azimuteffekt für kleinere Wellenlängen geringer, so daß das Nebensprechen möglicherweise den erlaubten Bereich verlässt. Deshalb kann die Spurweite Tp nicht verringert werden.
Falls dagegen die Intersymbolinterferenz wie im Fall der Erfindung (der Fall der Verwendung der Intersymbolinterferenz) verwendet wird, existiert der Nebensprechpegel in einem Bereich von etwa -30 bis -23 dB, auch wenn die Spurweite Tp vom herkömmlichen Wert von 13,6 um auf den halben Wert von 6,8 um verringert wird. Es ist offensichtlich, daß die Aufzeichnungsdichte erhöht werden kann, während der Nebensprechpegel in einem ausreichend praktikablen Bereich bleibt.
Fig. 7 zeigt eine Beziehung zwischen der linearen Aufzeichnungsdichte und der Datenfehlerrate. In Fig. 7 stellen die senkrechte und die waagerechte Achse die Fehlerrate bzw. die lineare Aufzeichnungsdichte dar.
Es ist aus Fig. 7 offensichtlich, daß im Fall der Verwendung der Intersymbolinterferenz (der Fall der 8-10-Umsetzung plus Intersymbolinterferenz; angezeigt durch die Markierungen in Fig. 7) wie im Fall dieses Ausführungsbeispieles eine hohe lineare Aufzeichnungsdichte, die nahe an der doppelten linearen Aufzeichnungsdichte des Falls ohne Verwendung der Intersymbolinterferenz (der Fall der herkömmlichen Aufzeichnungsmethode; angezeigt durch die Markierungen O in Fig. 7) ist, erzielt werden kann, wobei die gleiche Fehlerrate beibehalten wird. Dies erlaubt, daß die Datenrate im Aufzeichnungsbetrieb ungefähr doppelt so groß wie die der herkömmlichen Aufzeichnungsmethode gemacht wird.
Wie oben beschrieben, ist das Hochfrequenzband des Aufzeichnungsstromes und des Wiedergabesignals durch Verwendung der Intersymbolinterferenz beschränkt, und das Niederfrequenzband ist durch die Umsetzung der Daten in 8-Bit-Einheiten in die Codes in 10-Bit-Einheiten, in denen keine DC-Komponente vorhanden ist oder sich die DC- Komponenten gegenseitig aufheben, beschränkt. Das heißt, im Aufzeichnungsbetrieb wird die Aufzeichnung bei kleinen Wellenlängen durchgeführt. Im Wiedergabebetrieb wird ein Wellenlängenbereich des Wiedergabesignals, in dem der Ausgangspegel aufgrund der Aufzeichnung bei kleinen Wellenlängen reduziert ist, durch die Intersymbolinterferenz zu einem Bereich größerer Wellenlängen verschoben, und die Mehrfachwert-, d. h. die ternäre Erkennung wird durchgeführt. Deshalb kann, falls die Azimutaufzeichnung durchgeführt wird, die Aufzeichnungsdichte ohne Verschlechterung der Datenfehlerrate aufgrund des Nebensprechens erhöht.
Da weiter die 8-Bit-Daten in einen 10-Bit-Code umgesetzt werden, in dem in der NRZI- Darstellung die kleinste Anzahl an fortlaufenden Nullen 0 ist, die größte Anzahl an fortlaufenden Nullen 3 ist und nicht mehr als acht Einsen enthalten sind, können stabile Takte erzielt werden.
Obwohl die obige Beschreibung auf den Fall gerichtet ist, in dem das magnetische Aufzeichnungsgerät der Erfindung auf den Recorder angewandt wird, kann die Erfindung auch auf andere magnetische Informationsaufzeichnungsgeräte als den Recorder angewendet werden, wie beispielsweise ein Gerät für magneto-optische Disks. Obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel die Intersymbolinterferenz von Pr(1, 1), mit der die Wiedergabe durch die ternäre Erkennung durchgeführt wird, eingesetzt wird, ist die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt. Zum Beispiel können auch andere Typen der Intersymbolinterferenz benutzt werden, wie beispielsweise Pr(1, 0, -1), mit der die Wiedergabe durch eine 5-Wert-Erkennung durchgeführt wird.
Wenn jedoch Pr(1, 0, -1) eingesetzt wird, muß das Wiedergabesignal einen großen Ausgangswert in einem Hochfrequenzband haben, wie im Fall des Nichtbenutzens der Intersymbolinterferenz. Weiter hat Pr(1, 0, -1) ein Augenmuster, wie in Fig. 8(c) gezeigt, in dem das Erkennungsfenster eine kleinere Breite als die eines in Fig. 8(a) gezeigten Augenmusters des Falls der Nichtbenutzung der Intersymbolinterferenz hat. Insbesondere beträgt, wenn die Erkennungsfensterbreite des Augenmusters von Pr(1, 0, -1) und die des Falls der Nichtbenutzung der Intersymbolinterferenz durch t&sub3; bzw. t&sub1; bezeichnet werden, t&sub3; etwa das 0,7-fache von t&sub1;.
Dagegen genügt es, wie oben beschrieben, im Fall des Einsatzes von Pr(1, 1), daß das Wiedergabesignal einen Ausgangspegel aufweist, der etwa halb so groß wie der des Falls der Nichtbenutzung der Intersymbolinterferenz ist. Ferner hat ein Augenmuster von Pr(1, 1), das in Fig. 8(b) gezeigt ist, eine Erkennungsfenster, dessen Breite so groß wie im Fall der Nichtbenutzung der Intersymbolinterferenz (siehe Fig. 8(a)) ist. Das heißt, wenn die Erkennungsfensterbreite des Augenmusters von Pr(1, 1) mit t&sub2; bezeichnet wird, ist t&sub2; ungefähr gleich t&sub1;.
Deshalb muß im Fall der Anwendung von Pr(1, 0, -1) nicht nur das Wiedergabesignal einen größeren Ausgangspegel in einem Hochfrequenzband haben als im Fall der Anwendung von Pr(1, 1), sondern es ist auch die Erkennungsfensterbreite t&sub3; kleiner, d. h. ungefähr das 0,7-fache Maß der Erkennungsfensterbreite t&sub2; von Pr(1, 1), was die Datenerfassungsfehler im Wiedergabebetrieb erhöht.
Die obige Diskussion führt zu dem Schluß, daß Pr(1, 1) der Pr(1, 0, -1) vorzuziehen ist.
Obwohl im obigen Ausführungsbeispiel ferner die Decodierung durch Durchführen einer Pegelerfassung an dem Wiedergabesignal erfolgt, kann die Datendecodierung eine Maximum-Likelihood-Decodierung, wie beispielsweise eine Viterbi-Decodierung, sein. Falls die Anzahl der Takte von fortlaufenden Nullen im den 10-Bit-Codes entsprechenden Wiedergabesignal kleiner als 8 gemacht wird, wie oben beschrieben, und eine Viterbi-Decodierung durchgeführt wird, kann die Datenbestimmung innerhalb der ursprünglichen Datenlänge, d. h. von 8 Bits, gewährleistet werden.
In dem oben beschriebenen, die Erfindung verwirklichenden magnetischen Aufzeichnungsgerät werden Daten in 8-Bit-Einheiten in einen Code in 10-Bit-Einheiten umgesetzt, und der umgesetzte Code wird mittels NRZI-Codes auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet, wobei die Intersymbolinterferenz eingesetzt wird. Die Anzahl der fortlaufenden Einsen in einer NRZI-Darstellung des umgesetzten Codes ist nicht größer als 9 eingestellt. Als Ergebnis wird die Anzahl der Takte, die zu den fortlaufenden Null-Pegeln in einem vom Aufzeichnungsträger erhaltenen Wiedergabesignal gehören, nicht größer als 9, und deshalb kann verhindert werden, daß ein großer Fehler in vom Wiedergabesignal im Wiedergabebetrieb erzeugten Takten auftritt.

Claims

1. Codierverfahren zum Einteilen von digitalen Eingangsdaten in Datenwörter in 8- Bit-Einheiten und zum Umsetzen der Daten in 8-Bit-Einheiten in Umsetzungscodes mit einer Codelänge von 10 Bits entsprechend einer Umsetzungstabelle, wobei die Umsetzungscodes so beschaffen sind, daß eine kürzeste Serie und eine längste Serie von Nullen in der NRZI-Darstellung 0 bzw. 3 ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Beziehung zwischen den 8-Bit-Datenwörtern und den 10-Bit-Umsetzungscodes in den hierin offenbarten Tabellen 1 bis 6 dargelegt ist, außer für jene elf der 256 möglichen Datenwörter, die in der hierin offenbarten Tabelle 7 dargelegt sind, für die die Beziehung stattdessen in der hierin offenbarten Tabelle 8 dargelegt ist.

2. Codierverfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die digitalen Eingangsdaten Daten sind, die durch einen Partial-Response-Code moduliert sind.

3. Codierverfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die digitalen Eingangsdaten Daten sind, die durch einen Partial-Response-Code von Pr(1, 1) moduliert sind.

4. Codierverfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine DC-Komponente der Umsetzungscodes ±2 oder 0 ist.

5. Codierverfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Weite eines Erkennungsfensters der Umsetzungscodes 0,8 T ist, wobei T ein Datentaktintervall ist.

6. Decodierverfahren zum Einteilen einer von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgelesenen Codesequenz in Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten und zum Rück-Umsetzen der Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten in Datenwörter mit einer Codelänge von 8 Bits entsprechend einer Rück-Umsetzungstabelle, wobei die Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten so beschaffen sind, daß eine kürzeste Serie und eine längste Serie von Nullen in der NRZI-Darstellung 0 bzw. 3 ist,

dadurch gekennzeichnet,

7. Codierverfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine DC-Komponente der Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten ±2 oder 0 ist.

8. Codierverfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Erfassungs-Fensterweite der Umsetzungscodes 0,8 T ist, wobei T ein Datentaktintervall ist.

9. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Aufzeichnung von Daten auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und zur Wiedergabe der auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Daten, mit

einer Signalverarbeitungsvorrichtung zum Hinzufügen eines Fehlerkorrekturcodes zu den Eingangsdaten;

einer Umsetzungsvorrichtung zum Einteilen von Ausgangsdaten der Signalverarbeitungsvorrichtung in Datenwörter in 8-Bit-Einheiten und zum Umsetzen der Datenwörter in 8-Bit-Einheiten in Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten entsprechend einer Umsetzungstabelle, welche im voraus vorbereitet ist;

einer magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen der Umsetzungscodes auf das magnetische Aufzeichnungsmedium;

einer magnetischen Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe von auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Daten;

einer Rück-Umsetzungsvorrichtung zum Einteilen der durch die magnetische Wiedergabevorrichtung wiedergegebenen Daten in Umsetzungscodes in 10-Bit- Einheiten und zum Rück-Umsetzen der Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten in Datenwörter in 8-Bit-Einheiten entsprechend einer Rück-Umsetzungstabelle, welche im voraus vorbereitet ist; und

einer Vorrichtung zur Durchführung einer Fehlerkorrekturfunktion an einer durch die Rück-Umsetzungsvorrichtung erhaltenen Datensequenz,

wobei die Umsetzungscodes in 10-Bit-Einheiten in der Umsetzungsvorrichtung und in der Rück-Umsetzungsvorrichtung so beschaffen sind, daß eine kürzeste Serie und eine längste Serie von Nullen in der NRZI-Darstellung 0 bzw. 3 ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Beziehung zwischen den 8-Bit-Datenwörtern und den 10-Bit- Umsetzungscodes in den hierin offenbarten Tabellen 1 bis 6 dargelegt ist, außer für jene elf der 256 möglichen Datenwörter, die in der hierin offenbarten Tabelle 7 dargelegt sind, für die die Beziehung stattdessen in der hierin offenbarten Tabelle 8 dargelegt ist.

10. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eingangsdaten Daten sind, die durch einen Partial-Response-Code moduliert sind.

11. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eingangsdaten Daten sind, die durch einen Partial-Response-Code von Pr(1, 1) moduliert sind.

12. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß eine DC-Komponente der Umsetzungscodes ±2 oder 0 ist.

13. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,