DE4013087A1 - Verfahren zur pulsbreitenmodulation/demodulation, insbesondere zur aufzeichnung von videosignalen auf magnetische und optische datentraeger (parallelmodulator) - Google Patents

Verfahren zur pulsbreitenmodulation/demodulation, insbesondere zur aufzeichnung von videosignalen auf magnetische und optische datentraeger (parallelmodulator)

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    • H04N5/91—Television signal processing therefor
    • H04N5/92—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H—ELECTRICITY
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pulsbreitenmodulation/ Demodulation, bei dem die gleiche Anordnung für beides geeignet ist. Durch einfache parallele Integration und Entladung der Kondensatorspannungen im Hintergrund wirken sich diese für das demodulierte Videosignal nicht aus, Filter entfallen. Dieses Verfahren soll eine einfache Möglichkeit bieten handelsübliche Speichermedien zur Videoaufzeichnung zu nutzen.
Verfahren hierzu sind bekannt, die Qualität und Bandbreite der Aufzeichnungen sind jedoch bisher nicht befriedigend. Relativ gute Wiedergabequalität liefern bisher nur speziell zur Bildaufzeichnung konstruierte Laufwerke, die jedoch wegen der geringen Stückzahlen sehr teuer und nicht für PAL-Norm geeignet sind.
Der derzeitige Stand der Technik ist in den Offenlegungsschrif­ ten DBP 25 51 785, 25 47 785 und EP 00 96 164 beschrieben. Bei allen mir bekannten Modulationsverfahren wird mindestens Zweifachinte­ gration und bei der Demodulation Tiefpaßfilterung benutzt. Der Hauptnachteil dieser Verfahren liegt bei der Demodulation. Da bei Ausnutzung einer möglichst großen Bandbreite die Modulationsfrequenz nahe der Trägerfrequenz liegt, ist eine aufwendige Filterung erforderlich, wenn die Qualität des Videosignals nicht leiden soll. Filter höherer Ordnung sind teuer und der Abgleich ist aufwendig. Die digitale Auszählung der Impulsbreite liefert wegen der hierfür zu trägen Bauelemente eine zu geringe Auflösung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Modulator/ Demodulator zu entwickeln, dessen Aufbau die Serienfertigung vereinfacht und soll u. a. dazu dienen, Einzelbilder (1 Halbbild/Spur) auf eine Standardharddisk bei guter Wiedergabequalität und schneller Zugriffszeit aufzuzeichnen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, indem die Modulation und Demodulation durch dieselbe Schaltungsanordnung erfolgt und schnelle elektro­ nische Schalter (z. B. HCT-Mos) verwendet werden. Da die Umschal­ tung dieser Feldeffekt-Schalter von einem 1-aus-n-Schieberegister gesteuert wird, treten keine Zeitfehler durch Schaltpegel­ differenzen auf, da nur mit positiven Flanken angesteuert wird.
Der erzielte Vorteil liegt vor allem darin, daß ein Schaltungs­ aufbau nach diesem Verfahren besonders wirtschaftlich ist, da ein Abgleich entfällt. Eine Chipversion würde ohne externe Bauelemente zu realisieren sein.
Beispiel
Fig. 1 und 2 zeigen Zeitdiagramm und Blockschaltbild eines 3-Phasen-Modulators/Demodulators.
Fig. 3 und 4 enthalten ein Schaltungsbeispiel für einen 4-Phasen-Modulator/Demodulator.
Die Wirkungsweise von Fig. 3 und 4 gehen aus Fig. 1 und Fig. 2 sowie der folgenden Beschreibung hervor.
1. Modulator
Das zu modulierende Videosignal wird nach Aufbereitung in einem Klemmverstärker dem Modulator zugeführt (s. Fig. 2). Der Ringzähler (IC2) besteht aus einem Schieberegister, bei dem jeweils nur 1 Bit gesetzt ist (1 aus n). Das aktive Bit steuert jeweils 3 HCT-Mos-Fet-Schalter (S1, S5, S9). Das Videosignal wird über S1 dem Kondensator C1 zugeführt und dort integriert. Überschreitet die Spannung am Spannungsteiler R2, R3 die Spannung an R1, kippt der Komparator IC1 und erzeugt einen Schiebeimpuls für IC2. Der Spannungsteiler R2, R3 verhindert außerdem ein Oszillieren des Komparators IC1, denn bis zum Ansprechen des Schalters S4 und Abfallen von S1, wird C1 weiter geladen. Wird S2 aktiv, schaltet die Kondensatorspannung für Testzwecke an den Videoausgang (Phase 2).
In der Phase 3 wird der Kondensator C1 über den Innenwiderstand von S3 schnell entladen.
Der Ausgang des Komparators (IC1) liefert die pulsbreiten­ modulierten Signale zur Aufzeichnung auf einen Magnetträger (WDAT). Die Arbeitsweise des Modulators/Demodulators erfolgt, indem die 3 Integratoren in unterschiedlichen Phasen parallel arbeiten (s. Fig. 1).
Phasenverlauf für C1:
Phase 1: C1=integrieren, C2=entladen, C3=durchschalten.
Phase 2: C1=durchschalten, C2=integrieren, C3=entladen.
Phase 3: C1=entladen, C2=durchschalten, C3=integrieren usw.
Die Widerstände des Spannungsteilers (R2, R3) für den Vergleich Signal/Kondensatorspannung sind so dimensioniert, daß der annähernd lineare Teil der Kondensatorentladekurve genutzt wird. Eine Fehlerkompensation tritt auch dadurch ein, daß der Kurvenverlauf beim Demodulieren annähernd gleich ist (Version 1).
Für höhere Genauigkeit können die Kondensatoren auch mit einer Konstantstromquelle verbunden werden (Version 2).
Demodulation
Zur Demodulation werden die HCT-Mos-Schalter S10 und S11 umgeschaltet. Das Schieberegister wird mit dem Datensignal (WDAT) vom Datenträger getaktet. Der Integrator wird über eine Spannung, welche über P1 zugeführt wird, aufgeladen. In Phase 2 wird C1 an den hochohmigen Eingang des Ausgangs­ verstärkers durchgeschaltet. Durch eine geringe Abschalt­ verzögerung der Schalter S2, S5 und S8 sowie einer Anschalt­ verzögerung für S3, S6 und S9 (∼ 30 ns) wird eine geringe Überschneidung der Phasen für das Ausgangssignal erreicht, wodurch das Videosignal kontinuierlich entsteht.
Da so ständig ein Kondensator mit dem Ausgang verbunden ist, verbleibt fast kein Trägerfrequenzanteil im Videosignal. Hierdurch entfällt die Tiefpaßfilterung. Das Anschwingen der Schaltung wird mit Hilfe einer monostabilen Kippstufe überwacht. Die Umschaltung modulieren/demodulieren erfolgt über das Signal (R/WRITE). Videoeingang: VIN, Videoausgang: VOUT, Schreibdaten zur HD: WDAT, Lesedaten von der HD: RDAT.
Die Schaltung wurde nur mit preiswerten Standardbauteilen ausgeführt. Durch Fortfall von Induktivitäten ist dieses Verfahren besonders für Integrierte Schaltungen geeignet. In Schaltungen für vorgegebene Frequenzen entfällt ein Abgleich. Die Geschwindigkeit und Reaktionszeit ist nur durch die Trägheit der erhältlichen Bauelemente begrenzt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Pulsbreitenmodulation/Demodulation, insbesondere zur Aufzeichnung von Videosignalen auf magnetische und optische Datenträger (Parallelmodulator).
2. Der Modulator/Demodulator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Integration erfolgt, während n-1 weitere Integratoren parallel im Hintergrund das Ausgangssignal liefern oder entladen werden.
3. Der Modulator/Demodulator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß keine Filterung des demodulierten Videosignals erforderlich ist, da durch Abschaltverzögerung der Ausgabephase ein kontinuierliches Videosignal entsteht und keine Induktivitäten benötigt werden.
4. Der Modulator/Demodulator nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe Verfahren zur Modulation und Demodulation geeignet ist.
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