NL8003476A

NL8003476A - Werkwijze voor het coderen van databits op een regis- tratiedrager, inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, registratiedrager voorzien van een infor- matiestructuur en inrichting voor het decoderen van het van de registratiedrager uitgelezen signaal.

Info

Publication number: NL8003476A
Application number: NL8003476A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1982-01-18
Also published as: DE3122764A1; US4414659A; GB2078061A; FR2484738A1; JPS5727412A

Description

f / i t PHN 9776 1 N„V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Werkwijze voor het coderen van databits op een registratiedrager, inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, registratiedrager voorzien van een informatiestructuur en inrichting voor het decoderen van het van de registratiedrager uitgelezen signaal."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het coderen van een stroon van databits in op elkaar volgende bitcellen in een overdrachtsstelsel voor het optekenen en weergeven van een registratiesignaal op een registratiedrager, waarbij de bits troon wordt 5 beschouwd te zijn opgebouwd uit aaneengesloten woorden van een eerste en een tweede type en de databits van een eerste of een tweede soort zijn en waarbij het tweede type woord tenminste een opeenvolging bevat van één databit van de tweede soort gevolgd door m (m^O) databits van de eerste soort, waarbij databits van de eerste soort normaliter worden 10 gecodeerd door een niveauovergang in het midden van de betreffende bit-cel en databits van de tweede soort normaliter worden gecodeerd door een. overgang aan het begin van de betreffende bitcel, terwijl elke over-gang aan het begin van een bitcel volgend op een overgang in het midden van de onmiddellijk eraan voorafgaande bitcel wordt onderdrukt en waar-15 bij van de woorden van het tweede type met even m overgangen van databits van de eerste soort worden gemodificeerd voor het reduceren van de gelijkstroomcornconent in het binaire signaal.

Een dergelijke werkwijze is b&end uit het Amerikaanse octrooischrift 3 810 111.

20 Data in tweetallige vorm is samengesteld uit databits, welke de informatie bevatten in de vorm van de ene of de andere van twee soorten. De ene soort wordt ook wel gerepresenteerd als "logische één", als "waar", als "ja" of als "+" en de andere soort wordt ook wel gerepresenteerd als "logische nul", als "onwaar", als "nee" of als 25 Teneinde deze databits over te dragen via een overdrachtskanaal of te registreren op magnetische band of optische plaat worden de databits veelal gemodificeerd - een bewerking welke bekend staat als kanaalcode-ring. Het doel van deze kanaalcodering is bijvoorbeeld een zo hoog mogelijke informatiedichtheid te verkrijgen op de registratiedrager of 30 de gelijkstroaninhoud van het gecodeerde signaal nul te maken zonder de benodigde bandbreedte te vergroten.

De gecodeerde databits worden elk ondergebracht in een interval, bitcel genoemd. Deze bitcel kan een interval in de tijd zijn (bij 800 3476 t 4 \ PHN 9776 2 overdracht via een informatiekanaal) of een interval in de ruimte (bij registratie op band of plaat).

Een békende wijze van kanaalcodering is de zgn. Miller-modulatie. De code regels ervan zijn: een data één wordt gecodeerd als 5 een niveauovergang in het midden van een bitcel, en een data nul geeft een overgang aan het begin van de bitcel, behalve voor een geval waarin een logische nul volgt op een logische één. De Miller-code, ook bekend onder de Angelsaksische naam "delay modulation" is derhalve een binaire code waarin de plaats van de overgangen tussen twee niveau’s de beteke-10 nis vastlegt van de binaire informatie.

Voor de uitvinding maakt het geen verschil uit welke overgang met een "logische één" en welke overgang met een "logische nul” wordt geassocieerd. Verder is het niet van belang waar de overgangen precies zijn gelegen in de bitcel, mits één overgang betrekkelijk vroeg en één 13 overgang betrékkelijk laat in de bitcel is gelegen en duidelijk van elkaar te onderscheiden zijn. Ter vereenvoudiging wordt voor al deze mogelijkheden de notatie "midden in de bitcel" en "aan het begin van de bitcel" aangehouden.

De genoemde Miller-^modulatie heeft als nadeel dat het ver-kregen signaal niet vrij is van gelijkstroom componenten. Cm dit bezwaar te ondervangen is in het genoemde Amerikaanse octrooischrift voorgesteld de Miller-modulatie te modificeren. Daartoe wordt de stroom van databits beschouwd als te zijn opgebouwd uit opeenvolgingen van woorden van twee types nl. een type (a) 011 ... 110 (één nul, n enen en één 25 nul, met n^O) en een type (b) 111 ... 111 (m enen). De woorden van het type (b) en de woorden van het type (a) met oneven n geven geen bijdrage tot een gelijkstroom component en worden dan ook op de gebruikelijke Miller-wijze gecodeerd. Alleen de woorden van het type (a) met even n geven aanleiding tot een gelijkstroom component en worden aan een 30 gemodificeerde codering onderworpen. Volgens het in genoemd Amerikaans octrooischrift bestaat de modificatie hierin dat de enen van een dergelijk type-(a)-woord in paren worden verdeeld en voor elk paar een overgang aan het begin en einde van dit paar wordt geïntroduceerd. Hiermede wordt bereikt dat ook een qp deze wijze gecodeerd type-(a)-woord 35 geen gelijkstroomcomponent meer bevat.

//

De aldus gewijzigde Miller-code bezit een frequentiespectrum dat gelijkstroanvrij is en waarvan de zeer lage frequenties in zekere mate onderdrukt zijn ten opzichte van het frequentiespectrum 800 3 4 76

' > I

PHN 9776 3 van de Miller-code.

Bij gebruik van een optische registratiedrager als registratiedrager, bijvoorbeeld een optisch uitleesbare audioplaat, is deze onderdrukking van de laagfrequent ccrrponenten van biezonder belang 5 Als optische registratiedrager wordt hierbij beschouwd een registratiedrager, plaat, tape e.d., waarbij de informatie op optisch uitleesbare wijze in een informatiespoor is opgetekend. Dit informatie-spoor kan daarbij o.a. een hoog-laag structuur bezitten of een zwart-wit structuur. In het navolgende zal voor beide mogelijke structuren steeds 10 gesproken worden van twee mogelijke niveaus on aan te geven dat de structuur hoog of laag respectievelijk zwart of wit is.

Enerzijds kunnen ten gevolge van het hanteren van een dergelijke registratiedrager bijvoorbeeld krassen in het oppervlak geraken, die tijdens het afspelen van de registratiedrager aanleiding kunnen 10 geven tot ongewenste laag-frequente stoor signalen in het uitgelezen signaal. Zijn in het registratiesignaal de laagfrequente signalen sterk onderdrukt dan kan men via filtering de eventuele stoorsignalen van het inforsiatiesignaal afzonderen. Anderzijds worden bij het uitlezen van een optische plaat servosystemen gebruikt die er o.a. voor moeten zorgen dat de optische aftastvlek pp het informatievlak gefocusseerd blijft en deze aftastvlek het informatiespoor volgt. Deze servosystemen maken gebruik van regelsignalen die worden afgeleid van via de aftastvlek verkregen signalen. Deze regelsignalen bezitten een frequentie die is gelegen in een frequentieband die samenvalt met het laagfrequente deel van het fre-25 quentiespectrum van het registratiesignaal, zodat sterke signaalcomponen-ten in dit frequentiegebeid aanleiding tot stoorsignalen in de regelsignalen kunnen geven.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het coderen van databits op een registratiedrager te verschaffen waarmede een gelijk-30 strocmvrij registratiesignaal wordt verkregen met sterk onderdrukte laagfrequent componenten.

Tevens beoogt de uitvinding een werkwijze voor het coderen databits op een registratiedrager te verschaffen waarmede een registratiedrager wordt verkregen met een informatiesignaal dat bij uitlezing op 35 zeer eenvoudige wijze gedecodeerd kan worden.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat van woorden van het tweede type met even m de overgang in het midden van de bitcel overeenkomend met de eerste en tweede databit van de eerste 800 3 4 76 f f PHN 9776 4 soort wordt onderdrukt en eai overgang wordt aangebracht aan het begin van het tweede databit.

Een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de woorden van het eerste type bestaan uit 3 een opeenvolging van n (n>1) databits van de tweede soort en dat bij de woorden van het tweede type m >,1 is.

Door de maatregelen volgens de uitvinding wordt allereerst bereikt dat met een zeer eenvoudige decodeer inrichting bij het uitlezen van een registratiedrager met een op deze wijze gecodeerd informatie-signaal kan worden volstaan, terwijl tevens het informatiesignaal voor de lagere frequenties over een relatief brede band een zeer hoge onderdrukking vertoont.

De uitvinding heeft verder betrekking qp een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, welke inrichting is gekenmerkt door-13 dat de inrichting is voorzien van - een eerste ingang voor het opnemen van de binaire databits - een tweede ingang voor het opnemen van een kloksignaal dat synchroon is met de databits - een uitgang voor het leveren van het gecodeerde signaal i0 aan een optekeninrichting voor een registratiedrager - iriidchlen voor het opwekken van een signaalovergang in het midden van een klokinterval bij een databit van de eerste soort - middelen voor het opwekken van een signaalovergang aan het begin van een klokinterval bij een databit van de tweede soort - middelen voor het onderdrukken van een overgang aan het begin van. een klokinterval volgend qp een overgang in het midden van het onmiddellijk ervan voorafgaande klokinterval - middelen voor het detecteren van een woord van het tweede type met m even 30 - middelen voor het onderdrukken van de overgangen in het midden van het klokinterval overeenkomend met genoemde eerste en tweede bit van de eerste soort in een woord van dat tweede type met n even - en middelen voor het opwekken van een overgang aan het begin van het klokinterval overeenkomend net genoemde tweede bit van de 35 eerste soort in een voord van het tweede type met m even.

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een registratiedrager voorzien van een informatiestructuur bestaande uit opeenvolgingen van bitcellen, welke bitcellen elk een informatiebit bevatten waarvan 800 3 4 76 PHN 9776 5 de informatieinhoud gerepresenteerd wordt door al dan niet een niveau-overgang in het midden dan wel aan het begin van de bitcel. De registra-tiedrager volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen gelijk is aan de lengte van 5 één bitcel, dat de maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van drie bitcellen, dat een overgang In het midden van een bitcel een "logische één" representeert en een overgang aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" tenzij over twee opeenvolgende bitcellen eenzelfde niveau aanwezig is, in welk geval de tweede der genoemde opeenvolgende bitcellen en de daaraan voorafgaande bitcel elk een "logische één" representeren en dat de lopende integraal van de informatiestructuur ten hoogste een waarde 2T bereikt, waarbij T. de lengte van de bitcellen is en dat niveau-overgangen welke door een maximale afstand van drie bitcellen van elkaar worden gescheiden !a het begin van de bitcel markeren.

Tenslotte heeft de uitvinding eveneens betrekking op een inrichting voor het uitlezen van een dergelijke registratiedrager. Deze inrichting heeft als kenmerk, dat de inrichting is voorzien van - detectiemiddelen voor het detecteren van de paren gemodi-L ficeerde bitcellen en het omzetten van deze twee bitcellen in twee data- bits met een logische waarde één en - middelen voor het omzetten van de overige bitcellen in databits volgens de normale Miller-decoderingsregels.

Een voorkeursuitvoering van deze inrichting, waarmede de 25 decodering op zeer eenvoudige wijze tot stand gebracht wordt is gekenmerkt doordat de inrichting is voorzien van - middelen voor het omzetten van een bitcel met een overgang midden in de bitcel in een databit met logische waarde "één" - middelen voor het omzetten van een bitcel met een over- on , gang aan het eind in een databit met een logische waarde invers aan die van de gedecodeerde voorafgaande databit ingeval de voorafgaande bitcel geen overgang in het midden, en geen overgang aan het eind vertoont en in een databit met een logische waarde "nul" indien de voorafgaande bitcel wel een van genoemde overgangen vertoont qe - en middelen voor het omzetten van een bitcel zonder overgang in het midden en op het eind in een databit met een [logische waarde gelijk aan die van de gedecodeerde voorafgaande databit ingeval de voorafgaande bitcel een overgang op het eind vertoont en in een data- 000 34 76 < * PHN 9776 6 bit net logische waarde "nul" indien deze voorafgaande bitcel deze overgang op het eind niet vertoont.

De uitvinding zal nader warden toegelicht aan de hand van de tekening waarbij ff fig. 1 een aantal signaalvormen toont fig. 2 het frequentiespectrum van twee informatiesignalen fig. 3 een uitvoeringsvoorfceeld van een codeerinrichting volgens de uitvinding en fig. 4 een uitvoeringsvoorbeeld van de bij deze codeer-inrichting toegepaste detector.

Pig. 5 toont ter illustratie een uitvoeringsvorm van een registratiedrager volgens de uitvinding en fig. 6 een doorsnede van deze registratiedrager

Fig. 7 toont een uitvoeringsvorm van de decodeer Inrichting ::i volgens de uitvinding en fig. 8 een daarbij behorend beslissingsdiagram.

In fig. 1a is een aantal opeenvolgende bitcellen 1, 2, 3 ...

15 weergegeven waarin binaire informatiesignalen konen worden opgeslagen en wel één bit per bitcel. Ter illustratie is een opeenvolging van "0" en "1" bits aangegeven.

Fig. 1b geeft ter illustratie het informatiesignaal aan zoals dit onstaat indien de binaire- reeks van fig. 1a volgens de Miller-code wordt gecodeerd. Daarbij wordt een informatiebit met een logische inhoud "1" gecodeerd als een signaalovergang in het midden van de nc betreffende bitcel en een informatiebit met een logische inhoud "0" als een niveauovergang aan het begin van de bitcel, behalve in het geval dat deze "0"-bit onmiddellijk volgt op een "1"-bit.

Deze in fig. 1b geïllustreerde Miller-codering is niet gelijkstrocravrij, dat wil zeggen kan een gelijkstroom component bevatten. 30 In fig. 1c is de zogenaamde d.s.v. (digitale som variatie) van het signaal volgens fig. 1b weergegeven dat wil zeggen de lopende integraal van de oppervlakte onder de gecodeerde data, waarbij de binaire niveaus +1 respectievelijk -1 zijn verondersteld. De lengte van elke bitcel is gelijk aan T. Uit de figuur is eenvoudig te zien dat er bij de aangegeven 35 bitreeks een zékere aangroeiende gelijkstroomcomponent ontstaat.

Teneinde deze gelijkstroom component te elimineren is in het Amerikaanse octrooischrift 3 810 111 een modificatie op de Miller-codering voorgesteld. Daarbij wordt een stroom van databits beschouwd 800 34 76 1 * PHN 9776 7 te zijn opgebouwd uit aaneengesloten woorden van een type (a) en een type (b). Een type (a)-woord bestaat uit n enen aan bei* zijden begrensd door een 0, derhalve 011... 110 (n>/0) en een type (b)-woord bestaat uit een aantal enen, dus 11...11 (n>,1). Zowel de woorden van het type (a) 3 met noiB/aials de woorden van het type (b) leveren geen bijdrage tot de gelijkstroom component en worden derhalve volgens de normale Miller-code gecodeerd. Alleen woorden van het type (a) met n even veroorzaken een gelijkstroomcomponent. Cm deze gelijkstrooncorponent te elimineren wordt voor dit type woord een modificatie op de Miller-code ingevoerd.

In het biezonder wordt de reeks van enen in dit type wooidin opeenvolgende paren onderverdeeld en wordt door elk paar een overgang aan het begin en einde geïntroduceerd. Voor de bitreeks volgens fig. 1a geldt de vol-gende woordverdeling: (a)-type n = 0 (bits 1 + 2); type (a) n = 4 (bits 3 - 8) ? type (b) n = 4 (bits 9 - 12); type (a) n = 1 (bits 13 - 15).

:0 Deze verdeling resulteert in een informatiesignaal volgens fig. Td, waarbij het woord dat de bits 3-8 omvat op de aangegeven wijze gemodificeerd is. Zoals uit de in fig. 1e aangegeven d.s.v. van dit infor-matiesignaal blijkt bevat dit informatiesignaal geen gelijkstrocmcompo-nent.

i0 Naast het ontbreken van een gelijkstroomcomponent in het op een registratiedrager opgetekende informatiesignaal spelen nog andere factoren een belangrijke rol ten aanzien van de toegepaste codering. Zo is het vooral bij consumenten toepassingen gewenst dat de codering zodanig is dat in de uitleesinrichting waarmede de registratie-25 drager wordt uitgelezen met een zo eenvoudig mogelijke decodeerschakeling volstaan kan worden. Verder speelt in het biezonder bij optische regis-tratiedragers niet alleen de gelijkstroomcomponent als zodanig een rol, maar is het in verband met over spraak tussen het informatiesignaal en de relatief laagfrequente servosignalen voor de diverse bij de optische 30 uitlezing gebruikelijke servosystemen en de invloed van beschadigingen van het plaatoppervlak op de kwaliteit van het uitgelezen informatiesignaal van belang dat dit informatiesignaal binnen een relatief brede band in het laagfreguentiegebied sterk onderdrukt is.

Volgens de uitvinding wordt daartoe een afwijkende modifi-35 catie op de Miller-code voorgesteld. Fig. 1f en 1h tonen een tweetal informatiesignalen zoals die verkregen worden volgens twee mogelijkheden volgens de Miller-code-modificatie volgens de uitvinding.

Het informatiesignaal volgeosfig. 1h is verkregen door 800 34 76 V # PHN 9776 8 exact dezelfde onderverdeling van de bitreeks toe te passen als het geval is bij de bekende vuiler-modificatie volgens het genoende Amerikaanse octrooischrift. Een type (a)-woord met even n (bits 3-8) wordt echter afwijkend gemodificeerd. In het biezonder worden aan een derge-5 lijk woord alleen de twee eerste T'-bits (bits 4 en 5) gemodificeerd en wel worden deze twee bits gecodeerd met één overgang op de scheiding van de twee bits. De resterende 'T'-bits (bits 6 en 7) van dit type (a) woord worden in tegenstelling tot de bekende modificatie volgens de normale Miller-code gecodeerd. Uit de in fig. 1g getoonde d.s.v.

10 van dit informatiesignaal volgens fig. 1f blijkt dat de gelijkstroorr component nul is.

Bij het in fig. 1h geïllustreerde informatiesignaal is bij de codering naast de afwijteide modificatie ook een afwijkende indeling van de bitreeks in woord-typen toegepast. Bij de woord-indeling wordt in i2 wezen slechts één specifiek woordtype gedetékteerd namelijk een woord bestaande uit één nul/ gevolgd door een even aantal (n) enen, dus 011.. 11 (n even). Elk woord van dit type wordt gemodificeerd ongeacht de positie van dit woord binnen de bitreeks. In de als voorbeeld aangenomen bitreeks volgens fig. 1a betekent dit dat zowel het woord dat de iC bitcellen 3-7 omvat als het woord dat de bitcellen 8-12 omvat gemodificeerd wordt, dit laatste in tegenstelling tot de code-modificaties -volgens fig. 1d en 1f. De modificatie als zodanig is weer identiek aan die toegepast in het informatiesignaal volgens fig. 1f, dat wil zeggen de eerste twee T'-bits (bits 4 en 5 respectievelijk 9 en 10) worden 25 gemodificeerd. Uit fig. 1i blijkt dat ook voor het op deze wijze gemodificeerde signaal de gelijkstroomcomponent nul is. In tegenstelling tot de bekende code-modificatie wordt hierbij echter de d.s.v. niet per woord naar nul gebracht, maar wordt gezorgd dat de d.s.v. gemiddeld nul blijft.

De code-modificatie volgens de uitvinding heeft allereerst 30 tot gevolg dat de decodering in de uitleesinrichting op zeer eenvoudige wijze kan plaatsvinden. In het biezonder blijkt het mogelijk een eenduidige decodering te bewerkstelligen waarbij slechts de informatie-inhoud van twee opeenvolgende bits behoeft te worden gedetecteerd, hetgeen later nog zal worden uiteengezet.

35 Bovendien blijkt het via de code-modificatie volgens de uitvinding verkregen informatiesignaal een zeer goede onderdrukking van de relatief lage frequenties over een brede band te vertonen.

In het biezonder blijkt het frequentiespectrum van het informatiesignaal 800 3476 Ή λ · ΡΗΝ 9776 9 vanaf de frequentie Ο tot ongeveer 100 kHz slechts zeer langzaam op te lopen. Ter illustratie is in fig. 2 het bij een bitfrequentie van 2 Mbit/sec gemeten spectrum van de normale Miller-codering (M) en het spectrum verkregen met de codering volgens de uitvinding (M ) uitgezet, 5 waaruit de verschillen duidelijk worden.

Fig. 3 toont bij wijze van voorbeeld een blokschema van een codeerinrichting voor het verkrijgen van een informatiesignaal volgens fig. 1h. Hierbij behoeft bij de woordindeling alleen een detectie voor het optreden van een woord-type 011... 11 (met even aantal enen) plaats 10 te vinden.

De inrichting bevat een ingaigsklem 1 waaraan de te coderen binaire bitreeks wordt toegevoerd. Deze bitreeks wordt allereerst toegevoerd aan een. codeerinrichting 2 dLe is ingericht on de aangeboden bitreeks volgens de normale Miller-code te coderen.

13 Deze inrichting 2 ontvangt via een ingang 12 een klok- signaal CL met bitfrequentie voor het bitsgewijs door schuiven en coderen van de aangeboden bitreeks.

Voor de opbouw van een dergelijke codeerinrichting kan uiteraard elke bekende Miller-codeerschakeling worden gebruikt. Ter 20 illustratie zij slechts verwezen naar het Amerikaanse octrooischrift 3 108 261 waarin deze Miller-codering en een daarvoor geschets codeerinrichting is aangegeven.

Alhoewel niet essentieel is bij de codeerinrichting volgens fig. 3 aangenomen dat de inrichting 2 nog niet rechtstreeks een volgens 25 de Miller-code gecodeerd informatiesignaal levert maar een informatiesignaal dat pas na bewerking door een NRZ-(non return to zero) codeerinrichting 3 dit Miller-gecodeerde informatiesignaal oplevert. De inrichting 2 levert daartoe een signaal M' geïllustreerd in fig. 3a waarbij elke bit is opgedeeld in twee bithelften en de logische waarde in elke bit-j0 helft indicatief is voor het feit of via de Miller-codering een overgang in het informatiesignaal moet bestaan aan het begin van de betreffende bithelft. Een 1-bit resulteert dus altijd in een 01-niveau opbouw van de betreffende bitcel, een "0"-bit normalieter is een 10-niveau opbouw behalve indien deze "0"-bit onmiddellijk wordt voorafgegaan door een 35 »1»-bit in welk geval een "00"-niveau opbouw van de beide bithelften ontstaat. Zoals uit fig. 3a blijkt ontstaat na een NRZ-bewerking op dit signaal M' een signaal M dat volgens de Miller-code gecodeerd is.

800 34 76 PHN 9776 10

Qn de modificatie volgens de uitvinding te kunnen uitvoeren bevat de inrichting volgens fig. 3 een detector 4, die het begin detecteert van een woord 011... 11 met even aantal enen. Voor de practische uitvoering van een dergelijke detector zijn uiteraard vele mogelijk-5 heden. Een dezer mogelijkheden zal later aan de hand van fig. 4 worden uiteengezet.

De detector 4 levert met één bittijd vertraagd na detectie van het betreffende woordtype, dus aan het begin van de eerste "1 "-bit van dit woordtype een stuursignaal M aan de schakelaar 5, waardoor 10 deze schakelaar voor een tijdsduur overeenkomend met twee bitperioden wordt omgeschakeld van de uitgang van de codeer inrichting 2 naarde uitgang van de signaalgenerator 6. Deze signaalgenerator wordt gelijktijdig met het cmschakelen van de schakelaar 5 geaktiveerd door de detector 4 en levert dan binnen de tijdsperiode van twee bits een signaal M

cl 15 zoals geïllustreerd in fig. 3b. Gedurende de eerste twee "V'-bits van het te modificeren woordtype ontvangt dientengevolge de NRZ-codeerinrichting 3 dit signaal M , resulterend in de in fig. 3b aangegeven gewenste modificatie op de Miller-codering. Na deze twee bit-periode wordt de schakelaar 5 weer teruggezet en vindt de bewerking van het 20 aangeboden signaal weer volgens de normale Miller-codering plaats.

Het uiteindelijk op deze wijze verkregen informatiesignaal M wordt toegevoerd aan een optekeninrichting7, die dit signaal op een geschikte wijze op een registratiedrager R, bijvoorbeeld een magneetband, magneet-schijf op optische plaat, registreert.

25 Fig. 4 toont bij wijze van voorbeeld een uitvoeringsvorm van de detector 4 in de codeerinrichting volgens fig. 3. De detector bevat een ingangsklem 11 waaraan de binaire bitreeks wordt toegevoerd. Verder bevat de inrichting een aantal flipflops 13-20, die in serie zijn geschakeld en geklokt worden door een kloksignaal CL (ingang 12) met 30 een frequentie overeenkomend met de gewenste bitfrequentie. De flipflops 13-20 bevattend dientengevolge de signaalinhoud van acht opeenvolgende bits en fungeren als cellen van een schuifregister.

De getekende acht flipflops 13-20 maken in wezen deel uit van een groter aantal in serie geschakelde flipflops. Wil men immers 35 elk type (a)-woord met even aantal enen kunnen detecteren dan heeft men in wezen een oneindig lang schuif register nodig, dus oneindig veel flipflops. In de practijk is de benodigde lengte van het schuifregister echter aanzienlijk geringer. Zo wordt veelal op equidistante posities 800 3 4 76 PHN 9776 11 in de bitreeks van het informatiesignaal een synchronisatiewoord ingevoegd. Bezit dit, bekende synchronisatiewoord een "0"-bit dan betekent dit dat de reeks opeenvolgende "1 "-bits nooit langer kan zijn dan het aantal bits tossen deze "0"-bits van twee opeenvolgende synchronisatie-5 woorden. Verder is de kans op een relatief grote serie van opeenvolgende "1"-bits afhankelijk van het type informatiesignaal zeer .'klein, bijvoorbeeld bij een audiosignaal. Dit houdt in dat mem · bewast de lengte van het schuifregister, het aantal flipflops, kan beperken met inkoopname van het risico dat bij zeer lange woorden van het type (a) een incorrecte 10 modificatie kan plaatsvinden. Wil men met een relatief kort schuifregister kunnen volstaan dan kan men natuurlijk ook dummy "0"-bits op equidistante afstanden in de binaire bitreeks invoegen.

Qm de figuur eenvoudig te houden zijn slechts acht flipflops van de totale rij aangegeven. De uitgangen van deze flipflops 15 representeren de niveaus van acht opeenvolgende bitcellen, aangegeven door de uitgangen dQ - dy. Qm het optreden van een type (a)-woord met even aantal enen te detecteren bevat de detector een aantal logische poorten die op de uitgangen van de flipflops zijn aangesloten. De uitgangen d- en d2 van de flipflops 14 en 15 zijn verbonden met een EN-poort 21, waarvan de uitgang aan een drietal verdere EN-poorten 22, 23 en 24 is gekoppeld. De EN-poort 22 is verder gekoppeld met de inverse uitgang d^ van de flipflop 16, de EN-poort 23 met de uitgang d4 van de flipflop 17 en de inverse uitgang d^ van de flipflop 18 en de EN-poort 24 is verder gekoppefi met de uitgangen d^ van de flipflop 17 25 en dg van de flipflop 19 en de inverse uitgang dy van de flipflop 20.

De uitgangen van de EN-poorten 22, 23 en 24 zijn verbonden met een 0F-poort 25, waarvan de uitgang, is verbonden met een EN-poort 26, die verder is gekoppeld met de inverse uitgang dQ van de flipflop 13. De uitgang van de EN-poort 26 stuurt een flipflop 27 aan, die aan zijn uitgang 28 30 het stuursignaal Mc levert.

Zoals uit de figuur eenvoudig is te zien is het uitgangssignaal van de EN-poort 22 indicatief voor de bitreeks 3-1¾¾ = 110. Tezamen met de EN-funktie van de poort 26 levert dit een fcgische "1" voor de flipflop 27 op bij het optreden van de bitreeks dgd^dg = 0110, 35 die gemodificeerd dient te worden. Cp dezelfde wijze levert de EN-poort 26 in kombinatie met het uitgangssignaal van de EN-poort 23 een logisch signaal "1" op bij het optreden van de bitreeks dQ - d5 = 011110 800 3 4 76 PHN 9776 12 en in kombinatie met het uitgangssignaal van de EN-poort 24 bij het optreden van de bitreeks 01111110.

De flipflop 27 is ingericht cm bij het innemen van een logisch niveau "1" van zijn ingangssignaal over één bitperiode vertraagd, 5 dus samenvallend met het begin van de eerste ’T'-bit van het type (a) woord met even aantal enen, een blokvormig stuursignaal M met een tijds-duur gelijk aan twee bitperioden te leveren voor het omzetten van de schakelaar 5 in fig. 1 en het activeren van de rmödif icatie-generator 6 in fig. 1.

10 Het zal duidelijk zijn dat ingeval detektie (¾) langere woorden van het type (a) gepleegd dient te worden het aantal flipflops 13-20 uitgebreid dient, · te worden en het aantal EN-poorten 22 - 24, waarbij de aankoppeling van de additionele EN-poorten op de flipflops van het schuifregister voortgezet dient te worden volgens hetzelfde 15 patroon als dat van de EN-poorten 22 - 24. Zoals uit de figuur eenvoudig te zien is realiseren de EN-poorten 22 - 24 de logische functies d1 d2 ^3 resPectieveli3k di d2 d4 ^5 respectievelijk d2 dg d^.

De eerstvolgende toegevoegde EN-poorten dienen dus de logische functies di d2 d^ dg dg d^; d^ d2 d^ dg dg d^ d^ enz. te realiseren.

20

De codering volgens de uitvinding is geenszins beperkt tot toepassing van de codeerinrichting zoals getoond in de figuren 3 en 4. Uitgaande van de in de codering vastgestelde codeerregels zijn er uiteraard een veelheid van logische schakelingen te realiseren die uitgaaande van een aangeboden bitreeks uiteindelijk het op de gewenste 25 wijze gecodeerde informatiesignaal opleveren. Zo zal men veelal de Miller-codeerinrichting 2 en de modificatie generator 6 volgens fig. 1 niet volledig gescheiden uitvoeren maar daarentegen de logische schakelingen voor beide inrichtingen op geschikte wijze kcmbinerea.:., eventueel tezamen met de detector 4.

30 Zoals aan de hand van fig. 3 reeds is vermeld wordt het uiteindelijk v verkregen gecodeerde signaal qp een registratiedrager opgetekend. Ter illustratie toont fig. 5 het bovenaanzicht van een met een dergelijk signaal voorziene optische plaat in fig. 6 een doorsnede van de informatiestructuur van een dergelijke plaat.

ge

De in fig. 5 getoonde plaat 21, in het centrum waarvan een gat 22 is aangebracht, bevat een aantal concentrische sporen of een spiraalvormig spoor 23. In fig. 5 is slechts één cirkelvormig spoor 800 3 4 76 PHN 9776 13 aangegeven waarbij -nietop schaal - een aantal onderverdelingsstreepjes zijn weergegeven ter aanduiding van de bitcellen. Waar deze bitcellen in het informatiesignaal een onderverdeling in de tijd vormen, vormen zij op de plaat een ruimtelijke structuur. De structuur als zodanig is 5 afhankelijk van de bij de registratiedrager toegepaste modulatie. Een sterk in de belangstelling staande optische audioplaat gébruikt een informatiestructuur bestaande uit een opeenvolging van putten en tussen-gelegen gebieden, zoals in fig. 6 is aangegeven, waarbij de putten 24 bijvoorbeeld het logische "1"-niveau en de tussengelegen gebieden het 10 logische "o"-niveau van het gecodeerde informatiesignaal representeren.

De put/tussengebiedstructuur representeert dus rechtstreeks het informatiesignaal. Een dergelijke registratiedrager leent zich biezonder goed voor venrenigvuldiging en kan eenvoudig optisch worden uitgelezen waarbij de optimale putdiepte afhankelijk is van het uitleesproces 13 (uitlezen in reflectie; 'in doorzicht; enkel spot uitlezing; gedeelde spot uitlezing).

Onafhankelijk van de inhoud van de informatiesignalen kunnen aan de registratiedrager een aantal bijzonderheden warden onderkend.

Deze bijzonderheden worden h.ieonder nader uiteengezet aan de hand van een 2Π registratiedrager welke is voorzien van een informatiestruciniunr welke volgens codering volgens de uitvinding is gecodeerd. Zo is de minimale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen van put/niet-put tot niet-put/put gelijk aan één bitcel (zie in Fig. 1h bitcel 2 en 6/7). ·

De maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen is gelijk aan 25 drie bitcellen. Verder komen afstanden voor, die tussen deze beide uitersten zijn gëLejen en wel afstanden van 1-i, 2 en 2½ maal de lengte van één bitcel. Doordat de maximale afstand relatief kort is zijn steeds voldoende overgangen in het van de drager uitgelezen signaal aanwezig waardoor de codering als zelfklokkend is aan te merken. Doordat, anderzijds 3° de minimale afstand niet minder is dan de lengte van één bitcel, is een behoorlijke informatiedichtheid op de drager te verwezenlijken. Een andere kaïakterbtiek van de patronen welke op de registratiedrager aanwezig zijn is dat de overgang welke het begin van de maximale afstand van drie bitcellen markeert steeds gelegen is aan het begin 35 van een bitcel. Datzelfde geldt ook voor de overgang welke het einde van de maximale afstand markeert. Op deze wijze is eenduidig op de drager vast te stellen welke overgangen in het midden van een bitcel 800 34 76 PBN 9776 14 v# V.

geacht raceten worden te liggen en welke aan het begin van een bitcel. Essentieel is verder dat de modificatie die is aangebracht ten einde een gelijkstroamvrije en laagfrequentarme codering te verkrijgen eenduidig gedecodeerd kunnen worden. Dit is evenwel, gebruikmakend van alléén 5 op de drager aanwezige overgang/niet-overgangpatronen, eenduidig vast te stellen. Wordt namelijk bij decodering als volgens Miller een "ónmogelijke" bitwaarde aangetroffen dan dient die bit een waarde "één" te krijgen en eveneens de daaropvolgende bit. Een ander is geïllustreerd in fig. 1j. De in fig. 1h weergegeven golfvorm wordt gedecodeerd volgens 10 e de bekende Miller-wijze en levert dan voor de bitcellen 1 tot en net 3 het resultaat 000 op en in bitcel 4 een 0 die evenwel geen nul kan zijn omdat volgens de Miller codering een nul die volgt op een nul een over-gang aan het begin van de bitcel dient te bezitten, een overgang, die hier dus ontbreekt. Het decoderingsresultaat van bitcel 4 is in fig. 1j 15 roet een F weergegeven. Door substitutie van een "één" voor de met F aangeduide bitcel en een "één" voor de onmiddellijk eropvolcpnde bitcels, zoals in fig. 1 j is aangeduid wordt het gedecodeerde datasignaal inden-tiek met het gecodeerde datasignaal.

Fig. 6 toont een doorsnede loodrecht op de drager als on bijvoorbeeld in fig. 5 is weergegeven welke doorsnede de richting van een spoor volgt. In het informatievlak van de drager 21 zijn een aantal putten 24 aangebracht en het aldus gevormde patroon van put (24)/niet-put (25) representeert de binaire informatie welke in dit spoor is geregistreerd.

25

Zoals hierboven reeds is aangegeven bestaat een mogelijke decodeerwijze hierin dat volgens de normale Miller regels gedecodeerd wordt en dat bij een "onmogelijke" bit deze bit en de daaropvolgende bit als "1" geïnterpreteerd wordt.

De codering volgens de uitvinding maakt het echter mogelijk 30 een zeer eenvoudige decodering toe te passen. Een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het uitvoeren van deze decodering is weergegeven in fig.

7.

De inrichting volgens fig. 7 bevat allereerste een schuif-register 32 met 5 registercellen, waaraan via een ingangsklem 31 het uit- qe gelezen informatiesignaal wordt toegevoerd. Het schuifregister is ingericht om de signaalinhoud van 2½ bitcel op te nemen, waarbij elke bitcel 32-1 tot en met 32-5 het signaalniveau van één bitcel-helft bevat. Het 80 0 3 4 76 PHN 9776 15 schuifregister wordt zodanig door een kloksignaal gestuurd dat de registercellen 32-1 en 32-2 de niveaus van de beide bit-helften van een eerste bit (T_^) bevat, de registercellen 32-3 en 32-4 de niveaus van de beide bithelften van de volgende bitcel (Tg) en de registercel 32-5 5 het niveau van de eerste bithelft van een daaropvolgende bitcel (T^).

De registercellen 32-1 tot en met 32-5 zijn verbonden net een detectieinrichting 34. Deze detectieinrichting 34 bevat een eerste beslissingsschakeling 35 die met de registercellen 32-1 tot en met 32-3 is verbonden en een tweede beslissingsschakeling 36 die net de register-10 cellen 32-3 tot en met 32-5 is verbonden. Elk der beslissingsschakelingen 35 en 36 is ingericht cm - te detecteren of en zo ja waar in de betreffende bitcel T_-j respectievelijk TQ een overgang plaatsvindt. Daartoe worden de signaalniveaus van de betreffende registercellen met elkaar vergeleken. Zijn de signaalniveaus van de registercellen 32-3 en 32-4 ongelijk aan - 13 elkaar dan betekent dit dat de databit Tg een overgang in het midden van de bitcel vertoont. De beslissingsschakeling 36 levert dan aan zijn uitgang bQ een logische "1". Zijn de signaalniveaus in de registercellen 32-4 ei 32-5 ongelijk dan betekent dit dat de databit Tg een overgang aan het einde van de bitcel vertoont. De beslissingsschakeling 20 36 levert dan een logische "1" aan zijn uitgang Cg. Zijn tenslotte de signaalniveaus van de registercellen 32-3, 32-4 en 32-5 allen gelijk dan betekent dit dat de databit Tg geen overgang bevat. De beslissingsschakeling 36 levert dan een logische "1" aan zijn uitgang ag. De beslissingsschakeling 36 werkt op identieke wijze voor de 25 registercellen 32-1 tot en met 32-3, dus ten aanzien van de databit T-1 met dien verstande dat deze beslissingsschakeling geen uitgang behoeft te bezitten.

Decodering van het datasignaal vindt plaats aan de hand van de signalen aan de uitgangen van deze beslissingsschakelingen 30 35 en 36. Daartoe bevat de decodeer inrichting een EN-poort 37 waarvan twee ingangen zijn verbonden met de uitgang C_^ van de beslissingsschakeling 35 en de uitgang ag van de beslissingsschakeling 36. Een tweede EN-poort is met twee ingangen verbonden met de uitgangen respectievelijk Cg van de beslissingsschakelingen 35 respectievelijk 35 36. De uitgangen van deze EN-poorten 37 en 38 zijn verbonden met twee ingangen van een OF-poort 39, waarvan een derde ingang is verbonden met de uitgang bg van de beslissingsschakeling 36. De uitgang van deze OF-poort 39 is verbonden met een flipflop, die geklokt wordt door het 800 3 4 76 EHN 9776 16 kloksignaal van de ingang 33 en waarvan het uitgangssignaal Q derhalve overeenkomt met zijn ingangssignaal tijdens de voorafgaande databit.

Deze uitgang Q is enerzijds verbonden met een ingang van de EN-poort 37, anderzijds met een uitgangsklem 41. De inverse uitgang Q van de flipflop 5 40 is verbonden met een ingang van de EN-poort 38.

De in fig. 7 getoonde inrichting realiseert de decodering van de aangeboden databits volgens het schema getoond in fig. 8. Levert de beslissingsschakeling 36 voor de databit TQ een uitgangssignaal b = 1 dan levert de OF-poort 39 altijd, ongeacht de uitgangen van de 1 o ^ # beslissingsschakeling 35 een logisch niveau 1, dat wil zeggen een gedecodeerde bit "1". Levert de beslissingsschakeling 36 een uitgangssignaal aQ = 1 dan hangt het uitgangssignaal van de OF-poort 39 nog af van de voorafgaande bit in het biezander van de uitgang C_^. Is voor deze bit T_^ de uitgang C_^ nul dan is ook het uitgangssignaal van de OF-poort 15 nul. Is de uitgang C_1 gelijk aan één dan wordt het uitgangssignaal van de OF-poort 39 gelijk aan dat tijdens de voorafgaande bit. De gedecodeerde bit wordt dus gelijk aan de voorafgaande gedecodeerde bit. Is de uitgang cQ van de beslissingsschakeling 36 gelijk aan "1" dan is de uitgang van de OF-poort 39 "nul" indien a-i = 0 en gelijk aan Q -, 20 ~ dus gelijk aan het inverse logische niveau van de voorafgaande bit T_^, indien a_^= 1.

Zoals aan de hand van een willeteirig bitpatroon kan worden nagegaan is op deze wijze een eenduidige en zeer eenvoudige decodering van het volgens de uitvMing gecodeerde informatiesignaal verkregen, 25 waarbij met een minimum aan logische schakelingen zowel de op normale Miller-wijze gecodeerde databits als de gemodificeerde databits correct worden gedecodeerd.

30 35 800 3 4 76

Claims

1. Werkwijze voor het coderen van een stroom van databits in qp elkaar volgende bitcellen In een overdrachtsstelsel voor het optekenen en weergeven van een registratiesignaal op een registratie-drager, waarbij de bitstrocm wordt beschouwd te zijn opgebouwd uit 5 aaneengesloten woorden van een eerste en een tweede type en de databits van een eerste of een tweede soort zijn en waarbij het tweede type woord tenminste een opeenvolging bevat van één databit van de tweede soort gevolgd door m (m>,0) databits van de eerste soort, waarbij databits van de eerste soort normaliter worden gecodeerd door een niveauovergang in W het midden van de betreffende bitcel en databits van de tweede soort normaliter worden gecodeerd door overgangen aan het begin van de betreffende bitcel, terwijl elke overgang aan het begin van een bitcel volgend op een overgang in het midden van de onmiddellijk eraan voorafgaande bitcel wordt onderdrukt en waarbij van de woorden van het twee-'5 de type met even m overgangen van databits van de eerste soort worden gemodificeerd voor het reduceren van de gelij ks troomcornponent in het binaire signaal met het kenmerk, dat van woorden van het tweede type met even m de overgang in het midden van de bitcel overeenkomend met de eerste en tweede databit van de eerste soort wordt onderdrukt en 20 een overgang wordt aangebracht aan het begin van het tweede databit.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de woorden van het eerste type bestaan uit een opeenvolging van n (n^1) databits van de tweede soort en dat bij de woorden van het tweede type m^/1 is.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de inrichting is voorzien van - een eerste ingang voor het opnemen van de binaire databits - een tweede ingang voor het opnemen van een kloksignaal 30 dat synchroon is net de databits - een uitgang voor het leveren van het gecodeerde signaal ' aan een optekeninrichting voor een registratiedrager - middelen voor het opwekken van een s ignaalovergang in het midden van een klokinterval bij een databit van de eerste soort 35. middelen voor het opwekken van een signaalovergang aan het begin van een klokinterval bij een databit van de tweede soort - middelen voor het onderdrukken van een overgang aan het begin van een klokinterval volgend op een overgang in het midden 800 3476 PHN 9776 18 van het onmiddellijk eraan voorafgaande klokinterval. - middelen voor het detecteren van een woord van het tweede type met m even • - middelen voor het onderdrukken van de overgangen in 5 het midden van het klokinterval overeenkomend met genoemde eerste en tweede bit van de eerste soort in een woord van dit tweede type met m even - en middelen voor het opwekken van een overgang aan het begin van het klokinterval overeenkomend met genoemde tweede bit 10 van de eerste soort in een woord van het tweede type met m even.

4. Registratiedrager voorzien van een informatiestructuur bestaande uit opeenvolgingen van bitcellen, welke bitcellen elk een informatiebit bevatten waarvan de informatie-inhoud gerepresenteerd wordt door al dan niet een niveauovergang in het midden dan wel aan 15 het begin van de bitcel met het kenmerk, dat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen gelijk is aan de lengte van êên bitcel, dat de maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van drie bitcellen, dat een overgang in het midden van een bitcel een "logische één" representeert en een overgang 20 aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" tenzij over twee opeenvolgende bitcellen eenzelfde niveau aanwezig is, in welk geval de tweede der genoemde opeenvolgende bitcellen en de daaraan voorafgaande bitcel elk een "logische één" representeren en dat de lopende integraal van de informatiestructuur ten hoogste een waarde dat 25 2T bereikt, waarbij T de lengte van de bitcellen is en / niveau-over-gangen welke door een maximale afstand van drie bitcellen van elkaar worden gescheiden het begin van de bitcel markeren. «t^

5. Inrichting voor het uitlezen en decoderen van een registratiedrager volgens conclusie 4 met het kenmerk dat de inrichting 30 is voorzien van - detectiemiddelen voor het detecteren van de paren gemodificeerde bitcellen en het cmzetten van deze twee bitcellen in twee databits met een logische waarde êên en - middelen voor het cmzetten van de overige bitcellen 35 in data bit volgens de normale Miller-decoderingsregels.

6. Inrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een detector bevatten voor het detecteren van bitcellen, die in combinatie met de voorafgaande bitcel, niet aan de 800 34 76 PHN 9776 19 normale Miller-codering voldoen.

7. Inrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van • - middelen voor het omzetten van een bitcel met een 5 overgang midden in de bitcel in een databit met logische waarde "êên" - middelen voor het omzetten van een bitcel met een overgang aan het eind in een databit met een logische waarde invers aan die van de gedecodeerde voorafgaande databit in geval de voorafgaande bitcel geen overgang in het midden, en geen overgang aan het eind ver- 10 toont en in een databit met een logische waarde "nul" indien de voorafgaande bitcellen wel een van genoemde overgangen vertoont - en middelen voor het onzetten van een bitcel zonder overgang in het midden en op het eind in een databit met een logische waarde gelijk aan die van de gedecodeerde voorafgaande databit in geval 15 de voorafgaande bitcel een overgang op het eind vertoont en in een databit met logische waarde "nul" indien deze voorafgaande bitcel deze overgang op het eind niet vertoont.

8. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van 20. een geheugeninrichting voor het opnemsn van althans twee opeenvolgende bitcellen - een eerste detector voor het detecteren van het aanwezig zijn van een overgang in een eerste bitcel en de positie van deze overgang en het leveren van een daarvoor representatief eerste 25 logisch uitgangssignaal - een tweede detector voor het detecteren van het aanwezig -zijn van een overgang in een onmiddellijk op de eerste volgende bitcel en de positie van deze overgang en het leveren van een daarvoor representatief tweede logisch uitgangssignaal 30. en een logische schakeling voor het uit het eerste en tweede logische uitgangssignaal van de eerste en tweede detector afleiden van het gedecodeerde datasignaal. 35 800 34 76