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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine digitale Datenwiedergabevorrichtung
zum Wiedergeben aufgezeichneter Digitalsignale mit einer Vielzahl
von Kanalraten.
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In
den letzten Jahren wird ein Wiedergabesystem durch Variieren der
Anzahl von Wiedergabekanälen
und Zylinderabwicklungen ziemlich häufig für die Wiedergabe von Aufzeichnungsbändern unterschiedlicher
Formate in einer Wiedergabeeinheit für digital aufgezeichnetes Magnetband
verwendet.
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Als
Bandformat beispielsweise für
Rundfunkaufgaben, mit dem digitale Videosignale aufzeichnet werden,
gibt es DVCPRO und DVCPR050, welches die hochqualitative Bildversion
von DVCPRO ist. Jene Formate haben exakt dieselben Aufzeichnungswellenlänge auf
dem Band, denselben Spurregelabstand, denselben Spurwinkel auf dem
Band und dieselbe Anzahl von Zylinderabwicklungen. Die gesamte Aufzeichnungsdatenrate
pro Einheitsstunde ist bei DVCPR050 doppelt so hoch wie bei DVCPRO.
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Das
Aufzeichnen und Wiedergeben wird folglich mit einem Kanal (2 Köpfen) zu
41,85 Mbps/ch bei DVCPRO aufgeführt,
während
Aufzeichnen und Wiedergeben mit 2 Kanälen (vier Köpfen) bei 41,75 Mbps/ch bei
DVCPR050 ausgeführt
wird. Daten eines Vollbildes aus Bildsignalen werden folglich in
10 Spuren bei DVCPRO aufgezeichnet, während DVCPR050 20 Spuren aufzeichnet.
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Da
Formate zur Bandaufzeichnung für DVCPR050
und DVCPRO im allgemeinen unterschiedlich sind, ist es für die Wiedergabe
dieser erforderlich, entsprechende Bandrecorder zu verwenden.
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Darüber hinaus
versteht es sich, daß wegen des
Bandformats von DVCPR050, das dasselbe wie DVCPRO im Spurwinkel
auf dem Band ist, wenn der Kopf auf der Spur des Bandes von DVCPRO
durch Teilen des Bandes auf die Hälfte der Umdrehungen in der
Hälfte
des Videobandrecorders von DVCPR050 spurt.
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Durch
Teilen der Anzahl von Zylinderumdrehungen und der Bandgeschwindigkeit
des Videobandrecorders von DVCPR050 auf die Hälfte und durch wiedergeben
zweier Kanäle
(vier Köpfe)
mit 20,8575 Mbps/ch kann das DVCPRO-Band in herkömmlicher Weise wiedergeben.
Da zu dieser Zeit die Wiedergabekanaldatenrate 20,8575 Mbps beträgt, welches
die Hälfte
von 41,715 Mbps ist, muß DVCPR050
eine Taktwiedergabeschaltung und eine Wiedergabeentzerrerschaltung
entsprechend den beiden Kanalraten haben.
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Zwei
Arten der Taktwiedergabeschaltungen und der Wiedergabeentzerrerschaltungen
nach dem Stand der Technik werden verwendet, indem Umschalten entsprechend
jener beiden Kanalraten erfolgt. Ein Beispiel einer derartigen herkömmlichen Magnetbandwiedergabeeinheit
ist anhand der Zeichnung nachstehend beschrieben.
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9 zeigt
einen herkömmlichen
Taktgenerator mit mehreren Raten und eine Digitaldatenwiedergabevorrichtung
mit mehreren Raten. In 9 gibt eine Wiedergabeeinrichtung 1 die
digital aufgezeichneten Daten mit der ersten und mit der zweiten Kanalrate
wieder.
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Der
erste Ratenwiedergabeentzerrer 70 korrigiert die Frequenzkennlinien
der Wiedergabesignale, die bei der ersten Kanalrate erzeugt werden,
in gewünschte
Frequenzgänge.
Der Ratensignaldiskriminator 71 findet das Ausgangssignal
des Wiedergabeentzerrers 70 für die erste Rate bei der ersten
Abtastrate heraus, um diese in die Originaldigitaldaten zu decodieren.
Der erste Ratenspannungssteueroszillator 74 erzeugt den
Takt auf der Grundfrequenz bei der ersten Kanalrate, deren Frequenz
aufgrund der Spannung variabel ist. Der erste Ratenphasenfehlerdetektor 72 erfaßt die Phasenverschiebung zwischen dem
Takt, den der erste Ratenspannungssteueroszillator 74 erzeugt,
und dem Wiedergabesignal, das mit der ersten Kanalrate zur Wiedergabe
kommt. Das erste Ratenschleifenfilter 73 entfernt die Hochfrequenzkomponente
des Ausgangssignals vom Phasenfehlerdetektor 72 für die erste
Rate, um so die Schwingungsfrequenz vom ersten Ratenspannungssteueroszillator 74 mit
diesem Ausgangssignal zu steuern. Der Wiedergabeentzerrer 75 für die zweite Rate
korrigiert die Frequenzgänge
der Wiedergabesignale, die mit der zweiten Kanalrate wiedergegeben
werden, in die gewünschten
Frequenzgänge. Der
zweite Ratensignaldiskriminator 76 findet das Ausgangssignal
vom Wiedergabeentzerrer 75 für die zweite Rate heraus, bei
der zweiten Abtastrate, um so in die Originaldigitaldaten decodiert
zu werden. Der Spannungssteueroszillator 79 für die zweite
Rate erzeugt den Takt der Grundfrequenz bei der zweiten Kanalrate,
deren Frequenz aufgrund der Spannung variabel ist. Der Phasenfehlerdetektor 77 für die zweite
Rate stellt die Phasenverschiebung zwischen dem Takt fest, den der
Spannungssteueroszillator 79 für die zweite Rate erzeugt,
und das Wiedergabesignal, das bei der zweiten Kanalrate zur Wiedergabe kommt.
Das Schleifenfilter 78 für die zweite Rate entfernt
die Hochfrequenzkomponente vom Ausgangssignal des Phasenfehlerdetektors 77 für die zweite Rate,
um so die Schwingungsfrequenz des Spannungssteueroszillator 79 für die zweite
Rate mit diesem Ausgangssignal zu steuern.
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Ein
wiedergabedatenschalter 80 gibt ein Eingangssignal vom
Signaldiskriminator 71 für die erste Rate ab, wenn die
Wiedergabe bei der ersten Kanalrate erfolgt, und gibt ein Eingangssignal
aus dem Signaldiskriminator 76 für die zweite Rate ein, wenn
die Wiedergabe mit der zweiten Kanalrate erfolgt. Ein wiedergabetaktumschalter 81 gibt
ein Eingangssignal aus dem Spannungssteueroszillator 74 für die erste
Rate ab, wenn die Wiedergabe bei der ersten Kanalrate erfolgt, und
gibt ein Eingangssignal aus dem Spannungssteueroszillator 79 für die zweite Rate
ab, wenn die Wiedergabe mit der zweiten Kanalrate erfolgt.
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Die
herkömmliche
Magnetbandwiedergabeeinheit, die in der zuvor beschriebenen Weise
aufgebaut ist, erzeugt den Takt gemäß dem Wiedergabesignal der
ersten Kanalrate mit einer PLL-Schaltung (Phasenverriegelungsschleifenschaltung),
die über einen
Phasenfehlerdetektor 72 für die erste Rate verfügt, das
Schleifenfilter 73 für
die erste Rate und den Spannungssteueroszillator 74 für die erste
Rate, wenn die Wiedergabeeinrichtung 1 Daten mit einer ersten
Kanalrate wiedergibt und die aufgezeichneten Originaldigitaldaten
nach dem Wiedergabeentzerrer 70 für die erste Rate wiedergibt,
und der Signaldiskriminator 71 für das erste Ratensignal korrigiert
den Frequenzgang des Wiedergabesignals.
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Wenn
zur selben Zeit die Wiedergabeeinrichtung 1 Daten mit der
zweiten Kanalrate des Takts wiedergibt, wird gemäß dem Wiedergabesignal der zweiten
Kanalrate von einer PLL-Schaltung (phasenverriegelte Schaltung)
mit dem Phasenfehlerdetektor 77 für die zweite Rate erzeugt,
das Schleifenfilter 78 für die zweite Rate und der Spannungssteueroszillator 79 für die zweite
Rate und die Originaldigitaldaten werden mit der zweiten Kanalrate
decodiert, nachdem der Wiedergabeentzerrer 75 für die zweite
Rate und der Signaldiskriminator 76 für die zweite Rate die Frequenzgänge des
Wiedergabesignals korrigiert haben.
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Im
oben beschriebenen Aufbau werden jedoch mehrere Spannungssteueroszillatoren,
Phasenfehlerdetektoren, Schleifenfilter und Wiedergabeentzerrer
erforderlich entsprechend der Vielzahl der wiedergegebenen Kanalraten.
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Abgesehen
davon, ist anzuerkennen, daß das
Dokument JP-A-9 135 240 offenbart hat, daß eine Digital-PLL (Phasensynchronisation),
die den Symboltakt einer Signalempfangsschaltung mit mehreren Raten
erzeugt, eine Datenübertragungsrate
in der Übertragungsmitte
variiert, was zulässig
ist, um Außerphasigkeit
zu beseitigen, die zwischen Symboltakt, erzeugt zur Zeit der Ratenänderung,
und einem Empfangsbasisbandsignal aufkommt.
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Insbesondere
ist ein Addierer zwischen einem N-Bit-Zähler vorgesehen, der das Ausgangssignal
eines Digital-VCO (digitalen spannungsgesteuerten Oszillators) durch
2, 4, ... 2N teilt, gesteuert über die
Steuerspannung eines Schleifenfilters, und N-fach die Frequenzen
abgibt, und ein Wähler,
der ein frequenzgeteiltes Ausgangssignal für einen Symboltakt teilt, entsprechend
der Umschaltratensendung. Eine Ratenänderung des Frequenzteilausgangssignals
zu dieser Zeit, gewonnen durch Eingabe eines Phasenoffsetwerts,
eingestellt entsprechend den mehreren vorhanden Übertragungsraten im voraus über eine
Schalteinrichtung zum Hinzufügen
einer Phasenkorrektur, die dem Wähler
eingegeben wird.
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Weiterhin
lehrt das Dokument JP-A-10 222 936, wie die Einrichtung zum Wiedergeben
digitaler Signale bereitzustellen ist, die das Ausführen von Hochgeschwindigkeitswiedergabe
bei beliebiger Geschwindigkeit ermöglicht, ohne daß über eine
interne Konstante eines Digitalfilters und die Taktfrequenz vom
Abtasttakt gemäß der Wiedergabegeschwindigkeit
umgeschaltet werden muß.
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Zur
Zeit der Hochgeschwindigkeitswiedergabe bei doppelter Geschwindigkeit
wird speziell die Steuerung so, daß die Bandgeschwindigkeit doppelt so
hoch sein kann, wie die zur Zeit üblicher Wiedergabe, und auch,
daß die
Anzahl der Umdrehungen eines Trommelmotors doppelt so hoch sein
können wie
bei üblicher
Wiedergabe. Ein Umdrehungsfeststellimpuls einer Frequenz, die der
Umdrehungszahl vom Trommelmotor proportional ist, wird aus FG abgegriffen.
Ein Impuls einer Frequenz synchron in Phase mit dem Umdrehungsfeststellimpuls
wird in einer PLL-Schaltung erzeugt und als Abtasttakt an einen
A/D-Umsetzer geliefert und an einen Digitalwellenformentzerrer.
Da die Umdrehungszahl des Trommelmotors der Geschwindigkeit bei
Hochgeschwindigkeitswiedergabe entspricht, kann der Abtasttakt gemäß der Wiedergabegeschwindigkeit
aus dem VCO entnommen werden.
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Weiterhin
offenbart das Dokument JP-A-63 272 210, wie man eine klein gebaute
Einrichtung erzielt, um die Zuverlässigkeit zu verbessern und
die Herstellkosten zu senken und die Handwerksleistung unter Verwendung
eines Multiplizierers, der ein Eingangssignal mit einem Amplitudensteuersignal
multipliziert, in einem Digitalwert darstellt, einen Vergleicher,
der eine Ausgangssignalamplitude des Multiplizierers mit einem voreingestellten
Vergleichswert vergleicht, und eine Digitalfilterschaltung.
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Insbesondere
vergleicht ein Vergleicher, ob die Amplitude vom ARF-Signal ein
Ausgangssignal eines Multiplizierers ist, das größer oder kleiner als die Bezugsamplitude
ist. Im Falle, daß die
Amplitude vom ARF-Signal größer als
die Bezugsamplitude ist, weil der Vergleicher einen Abwärtsimpuls
abgibt, wird die Zählung
des Vor-Rückwärts-Zählers dekrementiert.
Der Multiplizierer verringert die Amplitude eines eingegebenen HF-Signals gemäß dem Zählwert. wenn
darüber
hinaus die Amplitude vom ARF-Signal kleiner als die Bezugsamplitude
ist, die in ihrer Abweichung oben beschrieben wurde, erhöht der Multiplizierer
die Amplitude vom Eingangs-HF-Signal. Die Amplitude vom ARF-Signal,
die ein Ausgangssignal des Multiplizierers ist, wird so gesteuert,
daß sie
immer konstante Amplitude hat. Somit ist es nicht erforderlich,
eine vergleichsweise große
Kapazität
einzusetzen, die in separater Weise extern die Größe der Einrichtung
erhöht
und eine hohe Zuverlässigkeit
erzielt, und es werden die Herstellkosten und Arbeitskosten verringert.
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Darüber hinaus
zeigt das Dokument JP-A-8 279 129, wie man die Zeit verkürzt, bis
eine Spur einen Normalzustand einnimmt, durch Feststellen, ob die
Spurfolge verriegelt oder rückwärts verriegelt
ist.
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Ein
Signal, das den Spurfehlerwert aufzeigt, insbesondere festgestellt
durch Magnetköpfe
und einer Signalverarbeitung unterzogen, wird an einen Mikrocomputer über einen
Umschalter geliefert. Ein Digitalsignal, festgestellt bei einer
Spurfolgesteuerungsabtastzeitvorgabe wird an eine Spurfolgesteuerschaltung
geliefert. Nebenbei wird ein anderes Digitalsignal, festgestellt
in einer Verriegelungsfeststellabtastzeitvorgabe, in einer Verriegelungs- und Rückwärtsverriegelungsschaltung über eine
Binärschaltung
herausgefunden. Das heißt,
wenn die Daten nach der Binärumsetzung
mehrere Male fortgesetzt "0" zeigen, wird die
Spurfolge als verriegelt herausgefunden, und wenn die Daten "1" sind, wird die Spurfolge als Hinterverriegelung
erkannt. Wenn die Spurfolge als verriegelt herausgefunden wurde,
sendet die Schaltung ein Verriegelungssignal an jeweilige Schaltungen.
Ist die Spurfolge als rückwärts verriegelt
befunden, dann liefert die Schaltung ein Signal an eine Steuersignalerzeugungsschaltung,
die die Polarität
eines Steuersignals umkehrt, um die Spurfolge auf den normalen Zustand
sofort herzustellen.
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Darüber hinaus
offenbart das Dokument JP-A-10 214 460, wie ein Digitalsignal mit
beliebiger Datenrate durch beliebige Auswahlglieder der Rotationsköpfe aufzuzeichnen
sind, und eine Bandlaufgeschwindigkeit oder dergleichen, um das
Digitalsignal wiederzugeben, indem der Zustand der Einrichtung dieselbe
wie diejenige zur Zeit der Aufzeichnung in einem Satz der Einrichtung
ist.
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Speziell
wird ein Digitalsignal mit vorbestimmter Wellenlänge durch beliebiges Auswählen der
Umdrehungszahl einer Drehtrommel (Drehkopf) aufgezeichnet, eine
Bandlaufgeschwindigkeit, eine Aufzeichnungsrate und die Anzahl verwendeter Drehköpfe und
auch Information, die die Kombination aufzeigt, wird gespeichert
im Untercodebereich derselben Spur als Hauptdaten. Zur Wiedergabezeit werden
die Umdrehungszahl der Drehköpfe,
die Laufgeschwindigkeit eines Magnetbands, die Anzahl von Köpfen, die
Abtasttaktfrequenz des Wellenformentzerrers und die Mittenfrequenz
eines VCO (spannungsgesteuerten Oszillators), der sich in einer
PLL oder dergleichen befindet, auf dieselben Zustände gesteuert,
wie jene zur Zeit der Aufzeichnung, in dem die Information erfaßt wird,
die die Kombination mit einem Modusfeststelldecoder erfaßt, und
durch Erzeugen von Steuersignalen auf der Grundlage der festgestellten
Information.
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Des
weiteren offenbart das Dokument JP-A-04 207 525 eine PLL-Digitalschaltung,
um einen neu erzeugten Takt synchron mit einem Eingangssignal mit
hoher Genauigkeit durch Verwenden eines niederfrequenten Bezugstakts
zu erzielen, indem ein variabler Frequenzteiler, eine Phasendifferenzfeststelleinrichtung,
eine Digitalfiltereinrichtung und eine Frequenzteilverhältnisbefehlssteuereinrichtung
auf der PLL-Schaltung
bereitgestellt wird.
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Eine
Phasendifferenzfeststellschaltung 18 erfaßt speziell
eine Phasendifferenz zwischen einem EFM-Signal (Acht-zu-Vierzehn-Modulationssignal), das
aus einer Platte erzeugt wird, und ein neu erzeugter Takt durch
Phasenvergleich, jedes Mal, wenn "1", "2" des EFM-Signals sich ändert. Das
Phasendifferenzsignal wird von einem Schleifenfilter 20 zur
Durchschnittsbildung bemüht,
die der erzeugte Takt bedient, und wird eingegeben in eine Frequenzteilverhältniserzeugungsschaltung 22,
in der ein Frequenzteilverhältnis
einschließlich
Ziffern hinter einem Dezimalpunkt, erforderlich zur Korrektur des
Phasendifferenzsignals erzielt werden durch jede neu erzeugte Taktperiode,
und eine Integralzahl nahe dem Wert wird angewiesen, als Frequenzteilverhältnis eines
variablen Frequenzteilers 16, und das Verhältnis beim
variablen Frequenzteiler 16 eingestellt. Der erzeugte Takt
nahe dem Eingangssignaltakt wird somit erzielt, und selbst wenn
die Bezugstaktfrequenz niedrig ist, wird der wiedergewonnene Takt
mit geringeren Fehlern erzielt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Taktgenerator
mit mehreren Raten zu schaffen, der es ermöglicht, Takte gemäß einer Vielzahl
von Wiedergabekanalraten durch einen Phasenfehlerdetektor zu erzeugen,
einen spannungsgesteuerten Oszillator und ein Schleifenfilter, dessen Schleifenverzögerung und
Schleifenempfindlichkeit hinsichtlich der Rate konstant sind.
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Weiterhin
ist eine digitale Datenwiedergabevorrichtung mit mehreren Datenraten
vorgesehen, die es ermöglicht,
das Wiedergabesignal zu decodieren in die aufgezeichneten Originaldigitaldaten
gemäß einer
Vielzahl von Wiedergabekanalraten durch einen Wiedergabeentzerrer,
einen Phasenfehlerdetektor, einen Spannungssteueroszillator und
durch ein Schleifenfilter.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst gemäß dem vorgelegten Patentanspruch
1. Vorteilhafte Abwandlungen sind in den anliegenden abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Nach
der vorliegenden Erfindung oder deren Abwandlungen wird ein Wiedergabetakt,
der synchronisiert ist mit einem Wiedergabesignal aus dem Wiedergabesignal
erzielt durch Wiedergeben der aufgezeichneten Digitaldaten bei einer
Vielzahl von Kanaldatenraten, die n/m (n und m sind positive Ganzzahlen)
der Basiskanalrate sind, und der zweite Takt (Wiedergabetakt) wird
erzielt durch n/m-Teilung des ersten Takts, der Einzeltakterzeugungseinrichtung
ist, die auf der Grundfrequenz der Basiskanalrate schwingt. Dann
wird die Verwendung des zweiten Takts vom Wiedergabesignal A/D-umgesetzt,
und eine Phasenverschiebung zwischen den umgesetzten A/D-Digitaldaten
und dem zuvor beschriebenen zweiten Takt wird erfaßt, um ein
Phasenfehlersignal herauszufinden, und die Niederfrequenzkomponente des
Phasenfehlersignals wird vom Digitalfilter herausgenommen, um so
ein Steuersignal der oben beschriebenen Takterzeugungseinrichtung
zu generieren, womit der zweite Takt erzeugt wird, der mit den Wiedergabedaten
synchronisiert ist.
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Ein
Schleifenfilter, das in einer solchen PLL verwendet wird, ist mit
einem Digitalfilter aufgebaut, das als Arbeitstakt den zweiten Takt
(Wiedergabetakt) nutzt, der gewonnen wird durch Teilen von n/m des
ersten Takts, der vom Takterzeugungsmittel kommt, wodurch die Frequenzkennlinien
der Digitalfilter mit dem Teilverhältnis von n/m in gleicher Weise variieren.
Ein Taktgenerator mit mehreren Raten, bei dem die Schleifenverzögerung und
die Schleifenempfindlichkeit der PLL immer konstant sind, selbst wenn
die Kanalrate variiert, läßt sich
realisieren mit nur einem Taktgenerator ohne einen Teiler, ein Phasenfehlerfeststellmittel
und ein Digitalfilter.
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Das
heißt,
die Frequenzgänge
des Digitalfilters variieren in gleicher Weise, in dem das Teilverhältnis vom
n/m-Teiler geändert
wird (von n/m = 1 bis n/m = 1/2), selbst wenn die wiedergegebene
Kanaldatenrate variiert (beispielsweise von n/m = 1 bis n/m = 1/2).
Die PLL mit dem Taktgenerator, dem Teiler, dem Phasenfeststellmittel
und einem Digitalfilter kann realisiert werden mit einem einzigen
Schaltungsaufbau, selbst im Falle, daß die Wiedergabekanalrate variiert,
und ein Taktgenerator mit mehreren Raten kann erzielt werden, wobei
die Schleifenempfindlichkeit und die Schleifenverzögerung für alle Kanalraten
konstant sind.
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Ein
Wiedergabesignal, das mit mehreren Kanaldatenraten variiert, wird
dekodiert, welche n/m der Grundkanalrate sind, in die digitalen
Originalaufzeichnungsdaten, und das Filter, das im Wiedergabeentzerrer
verwendet wird, welches die Frequenzlinien korrigiert, die zum Dekodieren
erforderlich sind, ist mit einem zweiten Digitalfilter aufgebaut,
von dem der Arbeitstakt der zweite Takt ist, der als Wiedegabetakt
verwendet wird und auf n/m geteilt ist. Da durch die Frequenzgänge des
zuvor beschriebenen Wiedergabeentzerrers mit dem n/m-Teilverhältnis in gleicher
Weise variieren, müssen
jeweilige Konstanten zum Bestimmen der Filterkennlinien zurückgesetzt
werden oder neu justiert werden, selbst wenn die Wiedergabekanalrate
variiert, um so automatisch die Kennlinien zu bekommen, die für jede Kanalrate geeignet
sind. Eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren Raten
kann dadurch mit nur einem Wiedergabeentzerrer aufgebaut werden.
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Das
heißt,
die Frequenzgänge
des ersten Digitalfilters und des zweiten Digitalfilters variieren
in gleicher Weise, in dem das Teilverhältnis des n/m-Teilers von n/m
= 1 bis n/m = 1/2 geändert
wird, selbst wenn die Wiedergabekanaldatenrate variiert (beispielsweise
von n/m = 1 bis n/m = 1/2). Die PLL, die über einen Taktgenerator, einen
Teiler, ein Phasenfehlerfeststellmittel und das erste Digitalfilter
sowie den Wiedergabeentzerrer mit dem zweiten Digitalfilter enthält, kann
realisiert werden mit einem einzigen Schaltungsaufbau, selbst im
Falle, daß die Wiedergabekanalrate
variiert, und eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren
Raten wird erzielt, bei der die Schleifenempfindlichkeit und die Schleifenverzögerung für alle Kanalraten
konstant sind.
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Weiterhin
versteht es sich, daß die
Frequenzgänge
des ersten Digitalfilters in gleicher Weise variieren, in dem das
Teilverhältnis
des n/m-Teilers (erste Rate n/m = 1 bis n/m = 1/2) geändert wird, selbst
wenn die wiedergegebene Kanaldatenrate variiert, beispielsweise
von n/m = 1 bis n/m = 1/2. Die PLL mit dem Phasenfehlerfeststellmittel,
dem Schleifenfilter, der Schwingungsfrequenzsteuerung und einem
Taktgenerator kann dadurch realisiert werden mit einem einzigen
Schaltungsaufbau, selbst im Falle, daß die Wiedergabekanalrate variiert,
und eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren Raten wird
erzielt, von der die Schleifenempfindlichkeit und die Schleifenverzögerung für alle Kanalraten konstant
sind.
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Selbst
wenn eine Wiedergabekanalrate des Wiedergabesignals, dessen Amplitude
mit der Schwindungsfrequenz fluktuiert, die ein vorbestimmtes Verhältnis zur
Wiedergabekanalrate hat, variieren darüber hinaus die Frequenzgänge des
Filters in gleicher Weise mit dem Teilverhältnis von n/m unter Verwendung
des zweiten Takts als Wiedergabetakt, der geteilt ist in n/m für den Arbeitstakt,
wodurch das Filter zum Feststellen der oben beschriebenen Amplitudenfluktuationsfrequenz
mit einem zweiten Digitalfilter aufgebaut ist. Selbst wenn die Wiedergabekanalrate
variiert, ist es folglich nicht erforderlich, die jeweiligen Konstanten
zum Bestimmen der Filterkennlinien neu zu justieren, womit es möglich wird,
automatisch die Amplitudenfluktuationsfrequenz zu erfassen, wie
für jede
Kanalrate passend ist. Eine digitale Datenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten, die eine Amplitudenfluktuationskorrekturfunktion
besitzt, kann dadurch mit nur einem Filter realisiert werden.
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Die
Frequenzgänge
vom ersten Digitalfilter variieren in der gleichen Weise, indem
das Teilverhältnis
des n/m-Teilers variiert (erste Rate n/m = 1 bis n/m = 1/2), selbst
wenn die Wiedergabekanaldatenrate variiert (beispielsweise erste
Rate n/m = 1 bis n/m = 1/2). Die PLL mit einem Phasenfehlerfeststellmittel,
einem Schleifenfilter, einer Schwingungsfrequenzsteuerung und einem
Taktgenerator kann dadurch mit einem Einzelschaltungsaufbau realisiert werden,
selbst im Falle, daß die
Wiedergabekanalrate variiert, und eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten läßt sich
erzielen, bei der die Schleifenempfindlichkeit und die Schleifenverzögerung für alle Kanalraten
konstant sind.
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Selbst
wenn die Wiedergabekanalrate des Wiedergabesignal, welches ein Pilotsignal
ist mit der Frequenz, die ein bestimmtes Verhältnis zur Wiedergabekanalrate
hat, in der Frequenz vervielfacht wird, variieren die Frequenzgänge des
Filters in gleicher Weise mit einem Teilverhältnis von n/m durch Aufbauen
des Filters zum Feststellen des oben genannten Pilotsignals mit
dem zweiten Digitalfilter unter Verwendung des zweiten Takts als
Wiedergabetakt, erzielt durch n/m-Teilen des Arbeitstakts. Selbst wenn
die Wiedergabekanalrate variiert, ist es folglich nicht erforderlich,
jeweilige Konstanten neu zu justieren, um die Filterkennlinien zu
bestimmen, womit es möglich
wird, automatisch das Pilotsignal zu erfassen, das für die jeweilige
Kanalrate geeignet ist. Eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit
mehreren Raten mit einer Leistungssignalfeststellfunktion kann dadurch
mit nur einem Filter realisiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Taktgenerators mit mehreren
Raten zeigt, nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das ein konkretes Beispiel eines Digitalschleifenfilters
von 1 zeigt;
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3 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten zeigt, nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das ein konkretes Beispiel eines Wiedergabeentzerrers
von 3 zeigt;
-
5 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten zeigt, nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das ein konkretes Beispiel eines Digitaltiefpaßfilters
gemäß 5 zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehren Raten zeigt, nach dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das ein konkretes Beispiel eines Digitalbandpaßfilters
von 7 zeigt; und
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9 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Taktgenerators mit mehreren
Raten und eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren Raten
zeigt, nach dem Stand der Technik.
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Im
folgenden sind die Ausführungsbeispiele des
Taktgenerators mit mehreren Raten und der Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten nach der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung
beschrieben, wobei ein Beispiel eines schraubenförmig abtastenden Digitalvideobandrecorder
herangezogen wird.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Taktgenerators mit mehreren
Raten zeigt, nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Eine Wiedergabeeinrichtung 1 in 1 verfügt über einen
Rotationszylinder, einen Magnetkopf und einen Wiedergabeverstärker von
einem schraubenförmig
abtastenden Digitalbandvideorecorder, der der Wiedergabeeinrichtung
im Umfang der Patentansprüche
entspricht. Und es ist möglich, mit
der Kanalrate von n/m der Kanalrate wiederzugeben, wenn die auf
einem Magnetband aufgezeichneten Digitaldaten durch Variieren der
Anzahl von Zylinderumdrehungen und der Bandgeschwindigkeit aufgezeichnet
sind.
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Ein
spannungsgesteuerter Oszillator 7 variiert die Schwingungsfrequenz
durch Spannung, die dem Taktgenerator entspricht, um den ersten
Takt im Umfang der Patentansprüche
zu erzeugen. Ein n/m-Teiler 6 teilt das Eingangssignal
in n/m (n und m sind positive Ganzzahlen), die dem n/m-Teiler zur
Abgabe des zweiten Takts im Umfang der Patenansprüche entsprechen.
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Ein
A/D-Umsetzer 2 setzt ein Analogsignal in ein Digitalsignal
um, das dem A/D-Umsetzer im Umfang der Patentansprüche entspricht.
Ein Phasenfehlerdetektor 3 erfaßt die Phasenverschiebung zwischen
zwei Signalen, die dem Phasenfehlerfeststellmittel im Umfang der
Patentansprüche.
Ein Digitalschleifenfilter 4 enthält ein Tiefpaßdigitalfilter,
das dem Digitalfilter im Umfang der Patentansprüche entspricht. Ein D/A-Umsetzer 5 setzt
ein Digitalsignal für jeden
Abtastwert um in ein Analogsignal. Ein Wiedergabetakt 8,
den der n/m-Teiler 6 abgibt, wird ein Wiedergabetakt, der
vom vorliegenden Taktgenerator mit mehreren Raten kommt.
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Der
oben beschriebene Phasenfehlerdetektor 3, das Digitalschleifenfilter 4,
der D/A-Umsetzer 5, der spannungsgesteuerter Oszillator 7 und
der n/m-Teiler 6 bilden eine PLL-Schaltung (die PLL im Umfang
der Patentansprüche).
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2 ist
ein Blockdiagramm, das darüber
hinaus ein Beispiel des konkreten Aufbaus eines Digitalschleifenfilters 4 im
Taktgenerator mit mehreren Raten dieses Ausführungsbeispiels zeigt. In 2 bedeutet
Bezugszeichen 10 einen Eingangsanschluß zur Eingabe des Ausgangssignals
vom Phasenfehlerdetektor 3. Bezugszeichen 17 bedeutet
einen Eingangsanschluß zur
Eingabe des Wiedergabetakts (zweiter Takt) 8. Bezugszeichen 11 und 12 bedeuten
Multiplizierer, die Koeffizienten a beziehungsweise b multiplizieren
mit einem Eingangssignal, das aus dem Eingangsanschluß 10 hinzukommt. Bezugszeichen 13 und 15 bedeuten
Addierer, die zwei abzugebende Eingangssignale addieren. Bezugszeichen 14 bedeutet
ein Taktverzögerungselement
zum Verzögern
der Daten um einen Takt des Wiedergabetakts 8, der vom
Eingangsanschluß 17 kommt.
Bezugszeichen 16 bedeutet einen Eingangsanschluß des Digitalschleifenfilters 4.
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Die
Arbeitsweise des in der zuvor beschriebenen Weise aufgebauten Taktgenerators
mit mehreren Raten wird anhand eines Beispiels beschrieben, wie
bei Wiedergabe eines Aufzeichnungsbands von DVCPR050 und DVCPRO,
welche Digitalvideobandrecorder für Sendeaufgaben sind. Nachstehend
beschrieben ist die Arbeitsweise anhand der 1 und 2.
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Im
Falle dieses Ausführungsbeispiels,
wenn ein Aufzeichnungsband DVCPRO50 wiedergegeben wird, dreht sich
der Zylinder der Wiedergabeeinrichtung 1 mit 9.000 UPM,
während
die Kanalrate der Wiedergabedaten etwa 42 Mbps beträgt. Zu dieser Zeit
schwingt die Mittenfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 7 mit
dem Standardtakt bei 42 MHz, die gleich der Abtastfrequenz der Wiedergabekanaldatenrate
ist. Der n/m-Teiler 6 gibt den Wiedergabetakt 8 mit
42 MHz ab, ohne den oben beschriebenen Standardtakt zu teilen (n/m
= 1).
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Der
A/D-Umsetzer 2 setzt das Wiedergabesignal aus der Wiedergabeeinrichtung 1 um
in ein Digitalsignal durch Abtasten des zuvor beschriebenen Wiedergabetakts 8.
Auf der Grundlage der Ausgangsdaten vom A/D-Umsetzer 2 erfaßt der Phasenfehlerdetektor 3 eine
Phasenverschiebung zwischen den Ausgangsdaten des A/D-Umsetzers 2 und
des Wiedergabetakts 8, um so ein Phasenfehlersignal gemäß dem Betrag
und der Richtung der Phasenverschiebung abzugeben. Das zuvor beschriebene
Phasenfehlersignal wird dem Digitalschleifenfilter 4 eingegeben.
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Das
Digitalschleifenfilter 4 ist ein Tiefpaßdigitalfilter, das aufgebaut
ist aus einer integralen Schaltung mit einem Multiplizierer 12,
einem Addierer 13 und einem Taktverzögerungselement, und eine Ganzbandpaßschaltung
mit einem Verstärkungsfaktor
enthält
einen Multiplizierer 11, wie in 2 gezeigt.
Das heißt,
das eingegebene Phasenfehlersignal wird in der Hochfrequenzkomponente
vom Digitalschleifenfilter 4 entfernt, so daß ein Steuersignal abgegeben
wird, um so die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillator 7 vom
Digitalschleifenfilter 4 zu steuern. Das oben beschriebene
Steuersignal wird umgesetzt aus einem Digitalsignal in ein Analogsignal
mit dem D/A-Umsetzer 5, der vom spannungsgesteuerten Oszillator 7 zu
beliefern ist.
-
Im
Falle, daß ein
Aufzeichnungsband von DVCPRO zur Wiedergabe verwendet wird, dann
ist ein Kopf auf den Rotationszylinder der Wiedergabeeinrichtung 1 auf
der Bandspur vorgesehen, der sich mit 4.500 UPM dreht. Die Kanalrate
der Wiedergabedaten wird etwa 21 Mbps, was die Hälfte des Falles ist, bei dem
das Band von DVCPR050 wiedergibt. Selbst wenn zu dieser Zeit wie
Wiedergabekanalrate auf die Hälfte
umgesetzt ist, schwingt der spannungsgesteuerte Oszillator 7 mit
dem Standardtakt, bei dem die Mittenfrequenz 42 MHz beträgt. Anderenfalls
wird das Teilverhältnis
vom n/m-Teiler 6 1/2 (n = 1, m = 2), so daß der Wiedergabetakt 8 mit
21 MHz abgegeben wird.
-
Der
A/D-Umsetzer 2 setzt das Wiedergabesignal von der Wiedergabeeinrichtung 1 um
in ein Digitalsignal durch Abtasten mit dem obigen Wiedergabetakt 8.
Der Phasenfehlerdetektor 3 erfaßt die Phasenverschiebung zwischen
den abgegebenen Daten des A/D-Umsetzers 2 und dem Wiedergabetakt 8 auf der
Grundlage der Ausgangsdaten vom A/D-Umsetzer 2, um so ein
Phasenfehlersignal gemäß dem Betrag
und der Richtung der Phasenverschiebung abzugeben. Das Phasenfehlersignal
wird an das Digitalschleifenfilter 4 abgegeben.
-
Das
eingegebene Phasenfehlersignal hat die Frequenzkomponenten, die
vom Digitalfilter 4 entfernt worden sind, so daß ein Steuersignal
abgegeben wird, das die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 7 aus
dem Digitalschleifenfilter 4 steuert. Das Steuersignal
wird umgesetzt in ein Analogsignal vom Digitalsignal mit dem D/A-Umsetzer 5,
der vom spannungsgesteuerten Oszillator 7 versorgt wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel,
wie es zuvor beschrieben wurde, variiert dann, wenn die Kanalrate des
Wiedergabesignals aus der Wiedergabeeinrichtung 1 mit n/m
der Kanalaufzeichnungsrate zur Zeit der Aufzeichnung variiert, so
wird es möglich,
das Erzeugen eines Takts gemäß dem Wiedergabesignal zu
realisieren, von dem die Wiedergabekanalrate mit nur einem spannungsgesteuerten
Oszillator 7 variiert, unter Verwendung des Wiedergabetakts 8,
der erzielt wird durch n/m – Teilung
des Ausgangssignals vom spannungsgesteuerten Oszillator 7,
der auf der Grundkanalrate schwingt.
-
Das
Steuersignal, das den spannungsgesteuerten Oszillator 7 steuert,
wird vom Phasenfehlerdetektor 3 und vom Digitalschleifenfilter 4 erzeugt. Da
jene Schaltungen mit Analogschaltungen aufgebaut sind, und zwar
nach dem Stand der Technik, ist es erforderlich geworden, die Frequenzkennlinien durch
Neujustieren der jeweiligen Konstanten und der Schaltungen einzurichten,
wann immer die Wiedergabekanalrate variiert, oder Bereitstellen
von Filterschaltungen in der Anzahl der mehrfach vorhanden Wiedergabekanalraten.
Im Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung gibt es andererseits Variationen durch Aufbauen
dieser Schleifenfilter mit dem Digitalschleifenfilter 8,
das unter Verwendung des durch das n/m-Teilen gewonnenen Wiedergabetakts
verarbeitet, selbst wenn die Wiedergabekanalrate mit einem Verhältnis von
n/m der Frequenzkennlinien variiert, die folglich gleichermaßen variieren. Die
Koeffizienten a, b des Digitalschleifenfilters in 1 sind
zu dieser Zeit konstant, ungeachtet der Rate. Das heißt, ist
einmal der Koeffizient bestimmt gemäß dem System, dann ist das Ändern erforderlich,
selbst wenn die Rate variiert. Ohne Ändern der Koeffizienten a,
b unter Verwendung des erzielten Takts durch das n/m-Teilen als
Arbeitstakt des Digitalschleifenfilters 4 ändern sich
die Frequenzeigenschaften automatisch in derselben Weise entsprechend
der Rate. Die PLL-Schaltung gemäß der Vielzahl
von Wiedergabekanalraten kann folglich aufgebaut werden unter Verwendung
lediglich eines Digitalschleifenfilters 4, so daß ein Taktgenerator
mit mehreren Raten erzielt wird, dessen Schleifenverzögerung und
Schleifenempfindlichkeit konstant sind, ohne daß es der Neujustierung der
Frequenzkennlinien bedarf, ungeachtet hinsichtlich jeweiliger Wiedergabekanalraten.
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Obwohl
oben beschrieben ist, daß die
Koeffizienten a, b Konstante sind, ungeachtet der Rate, kann eine
geringfügige
Abwandlung für
eine Feinjustage der Frequenzkennlinien des Schleifenfilters ausgeführt werden.
In diesem Falle jedoch kann die Breite der modifizierten Koeffizienten
gering sein und nur die unterer Anzahl von Bits in der Koeffizientenbitbreite
kann modifiziert werden, so daß die
Vereinfachung der Schaltung realisierbar ist unter Verwendung der
Struktur von der vorliegenden Erfindung.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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3 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten vom zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, nach
der vorliegenden Erfindung. In 3 verfügt die Wiedergabeeinrichtung 1 über eine
Rotationszylinder, einen Kopf und einen Wiedergabeverstärker eines
schraubenförmig
abtastenden Digitalvideobandrecorders, der in der Lage ist, mit
einer Kanalrate von n/m der Kanalaufzeichnungsrate wiederzugeben,
bei der das auf das Magnetband aufgezeichneten Digitaldaten durch Ändern der
Anzahl von Zylinderumdrehungen und der Bandgeschwindigkeit erfolgte.
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Der
spannungsgesteuerten Oszillator 7 ist in seiner Schwingungsfrequenz
durch die Spannung variabel. Der n/m-Teiler 6 dient der
n/m-Teilung (n, m sind positive Ganzzahlen) vom Eingangssignal.
Der A/D-Umsetzer 2 dient der Analogsignalumsetzung in ein
Digitalsignal. Der Phasenfehlerdetektor 3 dient der Feststellung
der Phasenverschiebung zwischen zwei Signalen. Das Digitalschleifenfilter 4 verfügt über ein
Tiefpaßdigitalfilter,
das dem ersten Digitalfilter im Umfang der Patentansprüche entspricht.
Der D/A-Umsetzer 5 setzt das Digitalsignal für jeden
Abtastwert in ein Analogsignal um. Der Wiedergabetakt 8 aus
dem n/m-Teiler 6 wird als Wiedergabetakt aus dem vorliegenden
Taktgenerator mit mehreren Raten abgegeben.
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Dasselbe
gilt für
den Aufbau von 1 im ersten Ausführungsbeispiel,
und eine detaillierte erneute Beschreibung ist fortgelassen. Ein
Unterschiedspunkt gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
besteht darin, daß der
Wiedergabeentzerrer 20, der dem Wiedergabeentzerrer im
Umfang der Patentansprüche
entspricht, und der Signaldiskriminator 21, der dem Diskriminator
im Umfang der Patentansprüche
entspricht, als neue Teile im Aufbau hinzugekommen sind.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines konkreten Aufbaus vom
Wiedergabeentzerrer 20 in der Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit
mehreren Raten dieses Ausführungsbeispiels zeigt.
In 4 bedeutet Bezugszeichen 23 einen Eingangsanschluß zur Eingabe
eines Ausgangssignals vom A/D-Umsetzer 2. Bezugszeichen 25 bedeutet
einen Eingangsanschluß zur
Eingabe des Wiedergabetakts 8. Bezugszeichen 24A, 24B, 24C,
..., 24N bedeuten Elemente zur 1-Takt-Verzögerung für Verzögerungsdaten
des Wiedergabetakts 8, der aus dem Eingangsanschluß 25 kommt.
Die Bezugszeichen 26, 27, 28, 29 und 30 bedeuten
Multiplizierer, die Koeffizienten a0, a1, a2, a3, ..., aN durch
Ausgangssignale von jeweiligen 1-Takt-Verzögerungselementen 24A, 24B, 24C,
..., 24N multiplizieren. Das Bezugszeichen 31 bedeutet
einen Addierer, der Ausgangssignale der jeweiligen Multiplizierer 26, 27, 28, 29 und 30 abgibt.
Bezugszeichen 32 bedeutet einen Ausgangsanschluß vom Wiedergabeentzerrer 20.
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Nachstehend
beschrieben sind die Arbeitsweisen des Wiedergabeentzerrers 20 und
des Signaldiskriminators 21 anhand der 3 und 4. Der
Wiedergabeentzerrer 20 ist ein Digitalfilter (das zweite
Digitalfilter im Umfang der Patentansprüche) zum Korrigieren der Frequenzkennlinien
vom Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 2 in gewünschte Kennlinien.
Als konkreter Aufbau davon kann ein Transversalfilter mit N Abgriffen
verwendet werden, wie in 4 gezeigt. Da die Arbeitsweise
vom Transversalfilter allgemein bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung
dieses fortgelassen, und die Frequenzkennlinien der Filter werden
bestimmt von den Koeffizienten a0, a1, a2, a3, ..., aN der Multiplizierer 26 bis 30.
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Der
Signaldiskriminator 21 stellt den Pegel des Eingangssignals
fest, das vom Wiedergabeentzerrer 20 kommt, und decodiert
die originalaufgezeichneten Digitaldaten aus dem Feststellergebnis, um
so abgegeben zu werden. Als Beispiel der Verarbeitungsschaltung
kann der Viterbi-Decoder genannt werden.
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Der
oben in diesem Ausführungsbeispiel
beschriebene Aufbau kann folgende Wirkungen erreichen. Wie im ersten
Ausführungsbeispiel
beschrieben, wird die Wiedergabeeinrichtung 1, von der
die Wiedergabekanalrate mit n/m variiert, und ein Beispiel davon
ist, bei dem die Kanalrate sich auf 21 Mbps ändert, welches 1/2 der Basiskanalrate
von 42 Mbps ist. Ein Digitalvideobandrekorder hat Kennlinien, bei
denen die Frequenzläufe
der Wiedergabedaten in gleicher Weise wie die Kanalrate variieren, selbst
wenn die Wiedergabekanalrate bis zu 1/2 variiert.
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In
einer herkömmlichen
Einheit ist jedoch der Wiedergabeentzerrer zum Korrigieren der Frequenzläufe des
Wiedergabesignals mit einem Analogfilter ausgestattet, weswegen
die Wiedergabeentzerrer in ihrer Anzahl entsprechend den Wiedergabekanalraten
sich ändern.
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Um
dieses Problem in diesem Ausführungsbeispiel
zu lösen,
wird die Filterschaltung, verwendet für den Wiedergabeentzerrer 20 andererseits
aufgebaut mit einem Digitalfilter, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß dessen
Betriebstakt verarbeitet wird unter Verwendung des Wiedergabetakts 8,
der durch n/m-Teilung gewonnen wird. Selbst wenn sich dadurch die
Wiedergabekanalrate ändert,
variieren die Frequenzgänge
des Filters automatisch in gleicher Weise entsprechend der Änderung.
Die oben beschriebenen Koeffizienten a0 bis aN sind zu dieser Zeit
konstant, ungeachtet der Rate, die nicht verändert werden muß entsprechend
der einmal gemäß dem System
bestimmten Rate. Eine Digitaldatenwiedergabe mit mehreren Raten
kann folglich bereitgestellt werden, die es ermöglicht, die Wiedergabedaten
unter Verwendung lediglich einer PLL-Schaltung und eines Wiedergabeentzerrers 20 zu
decodieren.
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Obwohl
die obige Beschreibung die Koeffizienten a0 bis aN als konstant
ungeachtet der Rate verwendet, kann eine geringfügige Abwandlung ausgeführt werden
für eine
Feinjustage der Frequenzgänge.
Jedoch in diesem Falle ist die Breite der modifizierten Koeffizienten
gering, und nur die niedrigwertigen Bits der Koeffizientenbitbreite
können
modifiziert werden, um so eine Vereinfachung der Schaltung unter
Verwendung des Aufbaus nach der vorliegenden Erfindung zu realisieren.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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5 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten vom dritten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden
Erfindung. In 5 ist die Wiedergabeeinrichtung 1 ausgestattet
mit einem Rotationszylinder, einem Kopf und einem Wiedergabeverstärker eines
schraubenförmig
abtastenden Digitalvideobandrekorders, der in der Lage ist, mit
einer Kanalrate von n/m der Kanalaufzeichnungsrate wiederzugeben,
bei der die aufgezeichneten Digitaldaten auf dem Magnetband durch Ändern der
Zylinderumdrehungszahl und der Bandgeschwindigkeit erzielt wurde.
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Der
spannungsgesteuerte Oszillator 7 ist in seiner Schwingungsfrequenz
durch die Spannung variabel. Der n/m-Teiler 6 dient der
n/m-Teilung (n, m sind positive Ganzzahlen) vom Eingangssignal.
Der A/D-Umsetzer 2 dient der Umsetzung eines Analogsignals
in ein Digitalsignal. Der Phasenfehlerdetektor 3 dient
der Feststellung einer Phasenverschiebung zwischen zwei Signalen.
Das Digitalschleifenfilter 4 verfügt über ein Tiefpaßdigitalfilter,
das dem ersten Digitalfilter im Umfang der Patentansprüche entspricht.
Der D/A-Umsetzer 5 setzt das Digitalsignal für jeden
Abtastwert in ein Analogsignal um. Der Wiedergabetakt 8 aus
dem n/m-Teiler 6 wird als Wiedergabetakt aus dem vorliegenden
Taktgenerator mit mehreren Raten verwendet. Der Wiedergabeentzerrer 20 ist
ein Digitalfilter zum Korrigieren der Frequenzgänge vom Ausgangssignal des
A/D-Umsetzers 2 in gewünschte
Kennlinien. Der Signaldiskriminator 21 stellt den Pegel
des Signals aus dem Wiedergabeentzerrer 20 fest und decodiert
die ursprünglich
aufgezeichneten Digitaldaten von dem Feststellergebnis, um so abgegeben
zu werden.
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Der
obige Aufbau ist derselbe wie der in 3 vom zweiten
Ausführungsbeispiel,
und eine erneute detaillierte Beschreibung davon ist hier fortgelassen.
Ein Unterschied gegenüber
dem zweiten Ausführungsbeispiel
besteht darin, daß der
Multiplizierer 40, der dem Multiplizierer im Umfang der
Patentansprüche
entspricht, und ein Amplitudenfehlerdetektor 41, der demjenigen
in derselben Weise entspricht, und ein Digitaltiefpaßfilter 42,
das dem zweiten Digitalfilter in derselben Weise entspricht, sind
als neue Teile in den Aufbau hinzugekommen.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel konkreten Aufbaus vom Digitaltiefpaßfilter 42 dieses
Ausführungsbeispiels
zeigt. Bezugszeichen 43 in 6 bedeutet
einen Eingangsanschluß zur Eingabe
des Ausgangssignals vom Amplitudenfehlerdetektor 41. Bezugszeichen 46 bedeutet
einen Eingangsanschluß zur
Eingabe des Wiedergabetakts 8. Bezugszeichen 44 bedeutet
einen Multiplizierer, der das Eingangssignal mit einem Koeffizienten
a multipliziert.
-
Bezugszeichen 47 bedeutet
einen Addierer, der zwei Eingangssignale addiert. Bezugszeichen 48 bedeutet
ein Eins-Takt-Verzögerungselement,
das die Daten um einen Takt des eingegebenen Wiedergabetakts 8 verzögert. Bezugszeichen 45 bedeutet einen
Ausgangsanschluß des
Digitaltiefpaßfilters 42. Nachstehend
beschrieben sind die Arbeitsweisen des Amplitudenfehlerdetektors
und des Digitaltiefpaßfilters 42 anhand
der 5 und 6. Der Amplitudenfehlerdetektor 41 findet
eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 2 und
des gewünschten
Amplitudenpegels heraus, der als Amplitudenfehlersignal abzugeben
ist. Das Digitaltiefpaßfilter 42 beseitigt
die Hochfrequenzkomponenten vom Amplitudenfehlersignal, dessen konkreter
Rufbau in eine integrierte Schaltung verwenden kann mit einem Taktverzögerungselement 48 und
einem Addierer 47, der in 6 gezeigt
ist. Die Arbeitsweise der integrierten Schaltung, deren detaillierte
Beschreibung hier fortgelassen ist, ist allgemein im Stand der Technik
bekannt, und die Frequenzgänge
des Filters werden bestimmt durch die Koeffizienten des Multiplizierers 44.
Gemäß dem Wert
des Amplitudenfehlersignals, der das Digitaltiefpaßfilter 42 durchlaufen
hat, wird dann der Koeffizient a im Multiplizierer 40 multipliziert,
so daß die
Amplitude vom Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 2 den gewünschten
Pegel einnimmt. Der obig beschriebene Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
leistet folgende Wirkungen. Hinsichtlich des Videobandrekorders wird
das Magnetband zurückgewickelt
oder mit hoher Geschwindigkeit vorwärts gewickelt, um den Führungsteil
des Bandmaterials zu finden. Da zu dieser Zeit das Magnetband nicht
auf der Bandspur spurt, fluktuiert die Amplitude des Wiedergabesignals
mit der Schwingungsfrequenz, die durch ein Produkt aus "Anzahl Zylinderumdrehungen
pro Sekunde" und "Multiplikationsfaktor
der Suchgeschwindigkeit" gefunden
wurde.
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Die
Wiedergabeeinrichtung 1 variiert die Umdrehungszahl von
9.000 Upm auf 4.500 Upm, welches eine Hälfte des ersten Werts ist,
wenn die Basiskanalrate von 42 Mbps sich auf die Kanalrate von 21
Mbps ändert,
welches die Hälfte
des früheren Werts
ist, und folglich ist verständlich,
daß die Schwingungszahl
der Amplitude mit der Suchzeit fluktuiert, die N-mal durchgeführt wird,
wobei die Standardgeschwindigkeit von 150 × N bis 75 × N in derselben Weise mit
dem Verhältnis
1/2 variiert.
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In
einer herkömmlichen
Einheit ist jedoch die Filterschaltung zum Feststellen der oben
beschriebenen Schwingungszahl aus dem Amplitudenfehlersignal, welches
die Differenz zwischen der aktuellen Amplitude und der Zielamplitude
ist, aufgebaut mit einem Analogfilter, für das die Filterschaltungen
unterschiedliche Kennlinien haben, von denen die Anzahl dieselbe
wie diejenige der variierenden Wiedergabekanalrate ist, erforderlich
ist.
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Um
andererseits dieses Problem von diesem Ausführungsbeispiel zu lösen, ist
die Filterschaltung aufgebaut mit einem Digitaltiefpaßfilter 42,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß dessen Arbeitstakt verarbeitet
wird mit dem Wiedergabetakt 8, der erzielt wird durch n/m-Teilung.
Selbst wenn dadurch die Wiedergabekanalrate die Frequenzkennlinien
des digitalen Tiefpaßfilters 42 ändert, variiert
automatisch in gleicher Weise das Tiefpaßfilter entsprechend. Zu dieser
Zeit ist der Koeffizient a vom Multiplizierer 44 ungeachtet
der Rate konstant, die gemäß der Rate einmal
zu ändern
ist und bestimmt wird gemäß dem System.
Eine Digitalratenwiedergabeeinrichtung mit Mehrfachrate läßt sich
folglich erreichen, wobei Amplitudenfluktuationen der Wiedergabedaten
nur durch eine Filterschaltung festgestellt werden, die Stabilisierung
des Amplitudenpegels wird realisiert, und es wird möglich, das
Wiedergabesignal mit höherer
Genauigkeit zu decodieren, wenn die Amplitude zur Zeit der Suche
im Videobandrekorder fluktuiert.
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Obwohl
die obige Beschreibung den Koeffizienten a als konstant ungeachtet
der Rate gilt, kann eine geringfügige
Abwandlung ausgeführt
werden für eine
Feinjustage der Frequenzkennlinien. In diesem Falle jedoch kann
die Breite des modifizierten Koeffizienten gering sein, und nur
die niedrigwertigen Bits der Koeffizientenbitbreite werden so abgewandelt, daß die Vereinfachung
der Schaltung realisierbar ist unter Verwendung des Aufbaus nach
der vorliegenden Erfindung.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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7 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Digitaldatenwiedergabeeinrichtung
mit mehreren Raten zeigt vom vierten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden
Erfindung. Die Wiedergabeeinrichtung 1 in 7 ist
ausgestattet mit einem Rotationszylinder, einem Magnetkopf und einem Wiedergabeverstärkers eines
schraubenförmig
abtastenden Digitalvideobandrekorders, der in der Lage ist, mit
der Kanalrate von n/m der Kanalaufzeichnungsrate wiederzugeben,
bei der die auf dem Magnetband aufgezeichneten Digitaldaten durch Ändern der
Zylinderumdrehungszahl und der Bandgeschwindigkeit erfolgte.
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Der
spannungsgesteuerte Oszillator 7 ist über die Spannung schwingungsfrequenzvariabel. Der
n/m-Teiler 6 ist ein solcher zur Teilung von n/m (n, m
sind positive Ganzzahlen vom Eingangssignal). Der A/D-Umsetzer 2 setzt
ein Analogsignal um in ein Digitalsignal. Der Phasenfehlerdetektor 3 stellt
die Phasenverschiebung zwischen zwei Signalen fest. Das Digitalschleifenfilter 4 verfügt über ein
Tiefpaßdigitalfilter,
das dem ersten Digitalfilter entspricht. Der D/A-Umsetzer setzt
ein Digitalsignal um in ein Analogsignal für jeden Abtastwert. Der Wiedergabetakt 8 aus
dem n/m-Teiler 6 wird ein Wiedergabetakt aus dem vorhandenen
Taktgenerator mit mehreren Raten.
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Der
oben beschriebene Aufbau ist derselbe wie in 1 nach dem
ersten Ausführungsbeispiel, von
dem eine erneute detaillierte Beschreibung fortgelassen ist. Der
Unterschied vom ersten Ausführungsbeispiel
besteht darin, daß Digitalbandpaßfilter 50, 51,
die dem zweiten Digitalfilter im Umfang der Patentansprüche entsprechen,
und ein Signaldetektor, der dem Wiedergabebedingungsfeststellmittel
im Umfang der Patentansprüche
entspricht, als neue Teile dieses Aufbaus hinzugekommen sind. Obwohl nicht
in der Figur dargestellt, können
gleiche Aufbauten des Wiedergabeentzerrers 20 und des Signaldiskriminators 21,
wie er in 3 gezeigt ist, der Schaltung
von 7 hinzugefügt
werden, so daß Wiedergabedaten
in derselben Weise wie in 3 gewonnen
werden.
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8 ist
darüber
hinaus ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines konkreten Aufbaus
vom Digitalbandpaßfilter 50 (oder 51)
in der Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren Raten von
diesem Ausführungsbeispiel
zeigt. In 8 bedeutet Bezugszeichen 54 einen
Eingangsanschluß zur
Eingabe des Ausgangssignals vom A/D-Umsetzer 2. Bezugszeichen 60 bedeutet
einen Eingangsanschluß zur
Eingabe des Wiedergabetakts 8. Bezugszeichen 62A, 62B, 62C und 62D bedeuten
Addierer, die zwei Eingangssignale miteinander addieren. Bezugszeichen 55, 56, 57, 58 und 59 bedeuten
Multiplizierer, die das Eingangssignal mit den Koeffizienten a0,
a1, a2, a3 und a4 multiplizieren. Bezugszeichen 63A und 63B bedeuten
einen 1-Takt-Verzögerungselement zum
Verzögern
von Daten um einen Takt vom eingegebenen Wiedergabetakt 8.
Bezugszeichen 61 bedeutet einen Ausgangsanschluß der Digitalbandpaßfilter 50 und 51.
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Nachstehend
anhand der 7 und 8 beschrieben
sind die Arbeitsweisen der Digitalbandpaßfilter 50, 51 und
des Signaldiskriminators 52. Das Digitalbandpaßfilter 50 ist
ein solches, das den Durchgang des Frequenzbandes gestattet, welches 1/90
(entsprechend 1/d im Umfang der Patentansprüche) der Wiedergabekanalrate
(beispielsweise 467 KHz, wenn die Wiedergabekanalrate 42 Mbps beträgt.
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Das
Digitalbandpaßfilter
ist ein solches, das den Frequenzbanddurchgang gestattet, der 1/60 (entsprechend
1/d des Umfangs der Patentansprüche)
von der Wiedergabekanalrate ist (beispielsweise 700 KHz, wenn die
Wiedergabekanalrate 42 Mbps beträgt).
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Als
konkreter Aufbau kann ein IIR-Filter (Infinite Impulse Response
Filter) (zyklisches Filter) mit 1-Takt-Verzögerungselementen 63A, 63B,
Addierern 62A, 62B, 62C, 62D und Multiplizierer 55, 56, 57, 58, 59 verwendet
werden, wie in 8 gezeigt. Obwohl die Arbeitsweise
vom IIR-Filter, dessen Beschreibung hier fortgelassen ist, allgemein
im Stand der Technik bekannt ist, werden die Frequenzgänge der Filter
durch Koeffizienten der Multiplizierer 55 bis 59 bestimmt.
Der Signaldiskriminator 52 gibt das Ergebnis der Selektierbedingung
vom Wiedergabesignal unter Verwendung der Ausgangsergebnisse der
Digitalbandpaßfilter 50 und 51 ab.
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Der
oben beschriebene Aufbau von diesem Ausführungsbeispiel kann folgende
Wirkungen zeitigen. In einem Digitalvideobandrekorder, wie DVCPRO,
wird ein Pilotsignal unter Verwendung von 24/25 Modulationen für jede Spur
des Aufzeichnungssignals hinzugefügt. Als Arten der Spur, der
ein Pilotsignal hinzukommt, gibt es eine f-Spur, bei der ein Signal
mit der Frequenz von 1/90 der Kanalaufzeichnungsrate multipliziert
wird, und eine f2-Spur, bei der ein Signal multipliziert wird mit
der Frequenz von 1/60, und eine f0-Spur, die keiner Multiplikation unterzogen
wird, die aufgezeichnet sind auf dem Band in der Reihenfolge f0,
f1, f0, f2, .... Die detaillierte Beschreibung ist hier fortgelassen,
da diese bereits beschrieben ist in Data Compression and Digital Modulation
(Nikkei Electronics Books, 1993.10.1# S. 137 bis S. 152. Die Spurfolgebedingung
der Kopfwiedergabe zum vorliegenden Zeitpunkt wird festgestellt unter
Verwendung der Betragsfrequenzkomponenten von f1 und f2, die im
Wiedergabesignal enthalten sind, um so zurückgekoppelt zu werden zur Servoschaltung
zum Steuern des Bandlaufs, wodurch eine präzise Spurfolge realisiert ist.
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Wenn
die Wiedergabeeinrichtung 1, wie in diesem Ausführungsbeispiel
dargestellt, in der Kanalwiedergaberate von 21 Mbps, was 1/2 von
42 Mbps der Grundkanalrate ist, versteht es sich, daß die Pilotsignalfrequenz
sich auch auf 1/2 in gleicher Weise ändert.
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In
einer herkömmlichen
Einheit ist jedoch die Bandfilterschaltung zum Feststellen des Pilotsignals mit
einem Analogfilter aufgebaut, folglich sind dieselbe Anzahl von
Filterschaltungen der unterschiedlichen Merkmale als variierende
Wiedergabekanalraten erforderlich.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist dieses Ausführungsbeispiel
andererseits dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung aufgebaut
ist mit Digitalbandpaßfiltern 50, 51,
deren Verarbeitungstakt vom Wiedergabeblock 8 verarbeitet
wird, der durch die n/m-Teilung erzielt wurde. Wenn sich dadurch
die Wiedergabekanalrate ändert,
variieren automatisch die Frequenzgänge des Filters gemäß der Änderung in
gleicher Weise. Zu dieser Zeit sind die Multiplizierer 55 bis 59 konstant,
ungeachtet der Rate, die nicht geändert werden muß, entsprechend
der Rate, die einmal gemäß dem System
bestimmt wurde. Eine Digitaldatenwiedergabeeinrichtung mit mehreren
Raten kann erzielt werden, die in der Lage ist, mit nur einer Filterschaltung
ein gewünschtes
Pilotsignal festzustellen, das in den Wiedergabedaten enthalten
ist.
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Obwohl
oben beschrieben, daß die
Koeffizienten der Multiplizierer 55 bis 59 ungeachtet
der Rate konstant sind, kann eine geringfügige Abwandlung für die Feinjustage
der Frequenzgänge
ausgeführt werden.
Selbst in diesem Falle kann jedoch die Breite der modifizierten
Koeffizienten klein sein, und nur eine geringe Anzahl von niedrigwertigen
Bits der Koeffizientenbitbreite kann geändert werden, um so die Vereinfachung
der Schaltung unter Verwendung des Aufbaus nach der vorliegenden
Erfindung zu realisieren.