DE1809940A1 - Verfahren und Vorrichtung zur UEbertragung einer Digital- und/oder Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Di ρ I.-1 η g. H. B ERKEN FE LD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Einsähe vom 19. November 1968 S ch//°™ d· Anm. GENERAL DYNAMICS CORPORATION

Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung einer Digital- und/oder Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung einer Signale darstellenden, digitalen oder digitierten Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium, vorzugsweise ein mehrspuriges Magnetband, zum Zwecke der Erzielung einer hohen Aufzeichnungsdichte.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet für die Verwendung in einem kohärenten Mehrkanal-DatenaufZeichnungssystem, das ein Magnetband als Aufzeichnungsmedium verwendet und das eine sehr hohe Datenspeicherungskapazität besitzt. Die Erfindung findet jedoch auch Anwendung auf andere digitale und Analogübertragungssysteme sowie auf andere Informationsverarbeitungssysteme und -schaltungen.

Es gibt, zahlreiche Anwendungen für phasenkohärente Mehrkanal-Aufzeichnungssysterne von hoher Kapazität, sowohl für digitale als auch Analogsysteme. Im allgemeinen hat jede Anvaadung verschiedene Eingangs/Ausgangserfordernisse, z.B. im Falle der ■ Analoginformation die Anzahl der Analogeingangskanäle und ihre Bandbreite sowie die Anforderungen hinsichtlich der Amplitudenempfindlichkeit und des dynamischen Bereichs. Einige Analogauf Zeichnungssysteme erfordern ferner die Aufzeichnung der Digitalinformation gleichzeitig mit der Analoginformation. Bisher wurde die direkte Analogaufzeichnung, die frequenzmodulierte Mehrfachschaltung und die durch Impulse amplitudenmodifizier-

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te Aufzeichnung mit Mehrfachausnutzung durch Zeitaufteilung verwendet. Diesen bekannten Systemen mangelt jedoch gewöhnlich die Vielseitigkeit, um eine Reihe von Eingangs/Ausgangserfordernissen zu erfüllen, die von jenen verschieden sind, für welche sie besonders ausgebildet sind. Die Informationsspeicherkapazität dieser älteren Systeme ist ebenfalls beschränkt. In manchen dieser Systeme geht Speicherkapazität verloren, um Verzerrung und andere Schaltfehler bei der Aufzeichnung und Wiedergabe der parallelen Spuren zu kompensieren. Viele Aufzeichnungssysteme sind nicht fähig, Signale mit einem großen dynamischen Bereich entsprechend zu verarbeiten» Noch andere Systeme weisen eine schlechte Fehlerprüfung auf« Es ist daher wünschenswert, ein Aufzeichnungssystem von hoher Kapazität zu schaffen, das eine veränderliche Anzahl und Art . von Eingangs/Ausgangskanaälen aufweist und Analogsignale mit ™ einem großen dynamischen Bereich mit dem gewünschten Grad der Genauigkeit, d.h. der Signalauflösung, verarbeiten kann« Dieses Aufzeichnungssystem soll auch fähig sein, eine Digitalinformation allein oder zusammen mit einer Analoginformation zu verarbeiten.

Die Erfindung ist insbesondere bestrebt, das Problem zu lösen, auf welche Weise mehr Information pro Längeneinheit des Aufzeichnungsmediums gespeichert werden kann als in den bekannten Aufzeichnungssystemen» Mit anderen Worten, die Erfindung trachtet, eine höhere Aufzeichnungsdichte von bits oder Impulsen pro Längeneinheit der 3pir zu erzielen, beispielsweise auf t einem Magnetband, als bisher möglich war»

Ein Verfahren zur Übertragung einer Signale darstellenden, digitalen oder digitierten Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium, vorzugsweise ein mehrspuriges Magnetband, das eine bestimmte Frequenzspektrumsübertragungs-Charakteristik aufweist, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignale zwecks Übertragung auf das Aufzeichnungsmedium in eine Reihe von Formatworten verschlüsselt wer den, von denen jedes eine bestimmte Zeitdauer hat und positi-

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ve, negative und Nullniveau-Impulsintervalle aufweist, so daß die Summe oder das durchschnittliche Impulsniveau während der Dauer jedes Formatwortes null beträgt, daß die Spektralfre~ quenzcharakteristik der Formatworte so ausgewählt wird, daß sie der Frequenzspektrumsubertragungscharakteristik des Aufzeichnungsmediums entspricht, und daß gewünschtenfalls bei der Übertragung der verschlüsselten Information vorn Aufzeichnungsmedium diese Formatworte zurück in die digitale oder Analoginformation entschlüsselt werden.

Eine Vorrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe einer Signale darstellenden, digitalen oder digitierten Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium, vorzugsweise ein mehrspuriges Magnetband, das eine bestimmte Frequenzspektrumgsübertragungscharakteristik aufweist, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalumwandler od / «versohlüsseler die InformatinnssignäLe in einen Fluß von Formatworten verschlüsselt, von denen jedes eine Reihe von wenigstens einem positiven Impuls, einem negativen Impuls und einem Mullniveauintervall enthält, deren Amplitudensumme für jedes Formatwort null beträgt, daß der Verschlüsseier die Inforihationssignale derart verschlüsseln kann, daß die Spektralfreauenzcharakteristik der verschlüsselten Information der Freqiienzspektrumsübertragungseharakteristik dos Aufzeichnungsmediums entspricht, daß der Ausgang des Verschlüsselet mit einer Aufzeichnungsvorrichtung verbunden ist und daß gewünschtenfalls für die Wiedergabe ein Formatwortdetektor mit seinen Eingängen mit einer Ablesevorrichtung und mit seinen Ausgängen mit einem Entschlüsseier verbunden ist, welcher die Formatworte mit Nulldurchschnittsamplitude zurück in die ursprüngliche Information umwandelt.

Es ist ein Vorteil der Erfindimg, daß ihre Lehre zum Aufzeichnen von .Signalen geeignet ist, deren Amplitude sich über einen größeren Spannungsbereich verändert, d.h. von Signalen, die einen ausgedehnteren dynamischen Bereich aufweisen, als bei den bekannten Aufzeichnungssystemen möglich war.

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Die Signale, welche auf einer Vielzahl von getrennten Kanälen oder Spuren, die sich längs des Aufzeichnungsmediums nebeneinander erstrecken, aufgezeichnet oder von "denselben abgelesen werden, werden vorzugsweise in Zeitkohärenz oder Synchronismus; gebracht, so daß Verzerrungen und andere Zeitverschiebungen zwischen den Signalen, die auf verschiedenen Spuren einer Vielzahl paralleler Spuren aufgezeichnet sind, leicht eliminiert werden.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist ihre größere Vielseitigkeit hinsichtlich der Pormatgebung und sonstigen Verarbeitung der Signale, um ihre verschiedenen Charakteristiken in Übereinstimmung zu bringen, als es bei den bekannten Aufzeichnungssystemen der Fall ist.

Weitere Vorteile der Erfindung werden darin gesehen, daß sie eine bessere Fehlerprüfung vorsieht als die bekannten Systeme, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird, daß sie die Ablesung in digitaler Form vorsieht, welche von angeschlossenen Datenverarbeitungsvorrichtungen, wie z.B. Computern, direkt verwendet werden kann, sowie daß sie eine höhere Anspreohcharakteristlk für das Signalrauschen und einen höheren Bandbreiten-Rauschabstand aufweist, als bisher möglich war*

Die Erfindung ermöglicht ferner veränderliche Dateneinführungs-und/oder Ablesegeschwindigkeiten.

Kurz zusammengefaßt: ein Mehrkanal~AufZeichnungssystem gemäß der Erfindung enthält vorzugsweise ein mehrspuriges Magnetband« Analogsignale werden in digitale Form umgewandelt mit der erforderlichen Auflösung durch Analog-Digitalumwandler» Die digitalen Signale werden dann in eine Vielzahl von Mehrbitworten verschlüsselt (wobei jedes dieser Worte als ein Formatwort bezeichnet werden kann) für die Aufzeichnung auf jeder der Vielzahl von Spuren. Jedes Formatwort hat, wenn es für die Aufzeichnung in Impulse umgewandelt ist, ein Nulldurchschnittsniveau, so daß beispielsweise das Durchschnittsspannungsniveau für die Formatwortperioden null beträgt. Außerdem wandelt der Ver-

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schlüsselungsvorgang die in den Formatworten enthaltene Information in eine Form um, die eine überflüssige Information enthält, wodurch die Fehlerprüfung des Gesamtsystems verbessert wird. Falls die digitale Information für die Aufzeichnung direkt verfügbar ist, wird die digitale Information in die oben erwähnten Formatworte verschlüsselt. Das System ist daher fähig, sowohl direkte digitale Eingangssignale als auch digitierte Analogsignale gleichzeitig anzunehmen. Aufeinanderfolgende logische Stromkreise können vorgesehen werden, um sowohl das digitierte Analogsignal als auch das digitale Eingangssignal zu vermischen, damit die Information bei der Wiedergabe in ihre ursprüngliche digitale oder Analogform dekommixtiert (zurückverwandelt) oder auf andere Weise hinsichtlich ihres Analogoder Digitalursprungs identifiziert werden kann.

Infolge des Verschlüsselungs- und UmwandlungsVorganges liegt das Informationsspektrum der Formatwortfolgen, welches das auf einer Spur aufgezeichnete Signal enthält, vollständig innerhalb eines Bandes, das zu dem Frequenzbereich des gesamten magnetischen Aufzeichnungssystems in Beziehung steht, was nachstehend als Aufzeichnun®/Wiedergabevorgang bezeichnet wird. Ein Filter kann verwendet werden, um das Signal vor der Aufzeichnung zu behandeln. Dies wird die Verwendung der Leistungsfähigkeit des dynamischen Bereichs des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges erhöhen und gleichzeitig gewährleisten, daß die Spektralcharakteristik des Gesamtsignal3 der Spektralcharakteristik der Aufzeichnungsvorrichtung entgegengesetzt ist, wodurch das Stor/Nutζverhältnis des gesamten Aufzeichnungssystems verbessert wird und nach der Wiedergabe Ausgangssignale erzeugt werden, die zu den EingangsSignalen identisch sind, um die Erkennung des Wortes zu erleichtern. Eine solche Vorverzerrung des Informationsspektrums des Eingangssignals wird ermöglicht, weil die Spektralcharakteristiken des Signals infolge der Nulldurchschnittscharakteristiken der Formatworte der Empfindlichkeit des Aufzeichnungssystems angepaßt sind. Da die Spektralcharakteristik des Systemeinganges der Spektral« charakteristik des Aufzeichnungssystems angepaßt ist und da die Formatworte eine überflüssige Information enthalten, können äußerst hohe Impulspackungsdichten erzielt werden. Wenn

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beispielsweise eine Aufzeichnungsvorrichtung angenommen wird mit einer linearen Geschwindigkeit von 1,5 m/s des Bandes relativ zum Kopf und mit einem Frequenzbereich von 150 kHz bis 1,2 mHz, kann die Information mit einer Geschwindigkeit von 2,4 megabits/s auf einer einzigen Spur aufgezeichnet werden, da die Information, welche das Frequenzspektrum des Eingangssignals trägt, vollständig innerhalb des Drei-Oktaven-Bandes liegt, das sich von 1/16 bis 1/2 der bit-Geschwindigkeit erstreckt. Dies entspricht einer Aufzeichnungsdichte von 16 000 bits pro Zentimeter, was einen wichtigen Vorteil der Erfindung darstellt.

Ein zusätzliches Merkmal der Erfindung begeht darin, daß ein Magnetkopf mit hoher Auflösung leicht verwendet werden kann, der so ausgebildet ist, daß sich sein Frequenzbereich über den W Bereich erstreckt, der mit der bit-Gesehwindigkeit vereinbar ist. Der Kopf braucht daher nicht so viele Windungen auf zu-» weisen oder wird nicht soviel magnetisches Material erfordern, als sonst notwentLg wäre, um die Aufzeichnung einer Niederfrequenzinformation zu bewirken, wie es gewöhnlich bei den digitalen Aufzeichnungsköpfen der Fall ist.

DieWiedergabevorrichtung, welche einen Teil des Aufzeichnungssystems bildet, enthält eine Schaltung, welche auf die Nulldurchschnittscharakteristik der auf dem Band aufgezeichneten Formatwortfolgen anspricht, um Synchronisationssignale zu erhalten. Die Synchronisatinnssignale können auf ein in der Auf-Zeichnungsvorrichtung angeordnetes Steuersystem für die Drehzahl der Bandantriebsachse zwecks Steuerung der Bandgeschwindigkeit zur Einwirkung gebracht werden, ohne daß eine Hilfsspur für die Uhr erforderlich wäre. Veränderliche Verzögerungseinrichtungen in jedem Kanal sprechen ebenfalls auf das Synchronisationssignal an zwecks Steuerung der Schaltung der Datenablesung aus jeder Spur, um für die Ablesung eine Wortsynchronisation zu erzielen, beispielswelsemit Bezug auf eine gemeinsame Standardfrequenz, um die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten und aus jedem Kanal wiedergegebenen Signale wirksam zu entzerren. Da das Synchronisationssignal von jeder Formatwortfolge abgeleitet Sb, wird die Synchronisation trotz

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Zittern des Bandes genau aufrechterhalten. Die Fehlerprüfung des Aufzeichnungssystems wird daher verbessert und es wird eine höhere Aufzeichnungskapazität oder -dichte erzielt.

Die von jeder Wortfolge abgeleiteten oits, die abgelesen werden, werden gemäß der Erfindung auch auf einen mit »naximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Entschlüsseier zur Einwirkung gebracht, der von den statistischen Eigenschaften des NuIldurchschnitts-Mehrbitwortes Gebrauch mache, um den Wert der in jedem Wort aufgezeichneten bits mit der geringsten Wahrscheinlichkeit eines Fehlers anzuzeigen»

Nachstehend wird eine beispielsweise Ausführung3form der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Magnetband-Aui'^eichnungssystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Teils des in Fig. 1 gezeigten Systems, der die Digitalinformation zwecks Aufzeichnung auf dem Magnetband verarbeitet,

Fig. J5 eine Gruppe von Kurven, welche die spektralen Ansprechcharakteristiken verschiedener Signale und des ganzen Aufzeichnungssystems veranschaulicht,

Fig. 4 ein Blockdjqgramm des in EIg. 2 gezeigten Verschlüsselers,

Fig. 5 eine Tabelle, welche die Wirkungsweise des Verschlüsselers gemäß Fig. 4 und des mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Entschlüsselers gemäß Fig. 8 veranschaulicht,

Fig. 6 eine Tabelle der Logik eties Teils des Verschlüsselers,

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Fig» 7 ein Blockdiagramm des Ablese- oder Wiedergabeteils des in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungssystems, der die vom Magnetband abgelesenen Signale verarbeitet, um die aufgezeichnete Information zu entschlüsseln und die Schaltung der Ablesung zu steuern, so daß die von parallelen Spuren erfolgte Ablesung synchronisiert und entzerrt wird.

Die Figuren 8, 8A und 8B zeigen ein genaueres Blockdiagramm des in Fig. 7 gezeigten Systems, welches ein Querdekorrelationsfil» ter, sowie einen mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Detektor und Entschlüsseler veranschaulicht.

Fig» 9 ist ein genaueres Blookdiagramm, welches eine andere Ausführungsform des Ablese- oder Wiedergabeteils des in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungssystems veranschaulicht; die Figur zeigt außerdem genauer den Synchronisationsfehlerdetektor gemäß Fig, 7»

Fig» 10 ist eine graphische Darstellung, welche das Ansprechen der Steuerstromkreise des Synchronisationsfeh« lerdetektors gemäß Fig. 9 veranschaulicht»

Fig. 11 ist ein Blookdiagramm der das Signal kondltion!erenden, digitierenden und mehrfach koppelnden Stromkreise im Eingängs/Ausgangsabsohnitt des in Pig« I gezeigten Systems.

Fig. 12 ist ein Blookdiagramm der entkoppelnden,, umwandelnden und dekommy.tierenden Stromkreise im Eingangs/ Ausgangsabschnitt des in Fig« 1 gezeigten Systems«

In Fig. 1 ist ein Aufzeichnungssystem dargestellt^ das aus zwei Abschnitten besteht, nämlich einem Mehrkanal-Eingangs/ Ausgangsabschnitt 10 und einem Aufzelchnungsabschnitt 12. Der Eingangs/Ausgangsabschnitt 10 enthält einen Aufzeichnungskanal und einen Wiedergabekanal 16, Für den Aufzeiehnungskanal 14 bestimmte Analogeingangssignale werden auf einzelne Eingangsklemmen 18 zur Einwirkung gebracht. Digitale Eingangssignale«

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wie z.B. die bits von binären Daten, die am Ausgang eines Computers oder einer anderen Digitaldatenverarbeitungsvor« richtung erzeugt werden, können anderen Eingangsklemmen 20 zugeführt werden. Die ganze Systemschaltung ist der Steuerung einer genauen Standardfrequenz oder Uhr 11, 13 unterworfen. Die Uhrimpulse, welche auf die einzelnen Elemente des Systems zur Einwirkung gebracht werden, können verschiedene Frequenzen aufweisen, die von der Arbeitsgeschwindigkeit der betreffenden Elemente abhängig sind, Ba alle diese Signale mittels eines Schaltimpulsgenerators (einer Uhr) 13 von der gleichen Standardfrequenz 11 abgeleitet oder zusammengesetzt sind, z.B. durch Frequenzteilungsverfahren, sind alle Vorgänge mit den Signalen von dieser Standardfrequenz kohärent.

Die Analogsignale von der Eingangsklemme 18 werden auf eine Aufzeichnungssignal-Konditioniereinrichtung 22 zur Einwirkung gebracht, welche Verstärker, Filter und andere Stromkreise aufweist, welche die Analogeingangssignale auf die Kommutierung vorbereiten. Die Ausgänge der Konditioniereinrichtung sind mit einem Signalkommufcator 24 verbunden, der unter der Steuerung der Schaltsignale von der Uhr nacheinander jedes der Eingangssignale prüft, Rahmensynchronisationssignale, die von einem ebenfalls durch die Uhr gesteuerten Rahmensynchronisationsgenerator 25 abgeleitet werden, werden auf einen Kommutator 24 zur Einwirkung gebracht, so daß sie an dessen Ausgang erscheinen. Die geprüften Signale werden auf einen Digitierer 26 zur Einwirkung gebracht, der einen Analog-Digifcalumwandler enthalten kann und der digitale Prüfwor«· te in paralleler Form erzeugt» Der Digitierer 26 ist ebenfalls der Steuerung durch die Uhr unterworfen und wird genauer in Verbindung mit Fig» 11 beschrieben.

Der Reihenfluß der vorher parallelen Prüfworte von digitalen Daten, der die Form des Fehlens oder des Vorhandenseins von Spannungsniveaus haben kann, wird auf einen Mehrfachkoppler 28 zur Einwirkung gebracht· Der Mehrfachkoppler trennt die Daten in eine Vielzahl von parallelen Flüssen, jeder längs

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einer getrennten von mehreren Leitungen, deren Zahl der Anzahl der Spuren entspricht, welche auf dem Magnetband aufzuzeichnen sind. Der Mehrfachkoppler 28 ist der Steuerung durch die Uhr unterworfen. Auf den Mehrfachkoppler 28 können auch direkte digitale Eingänge zur Einwirkung gebracht werden» Ein Parallel/Reihenumwandler wandelt den digitalen Eingang in einen Reihenfluß von bits um, der durch den Mehrfachkoppler auf eine einzelne Ausgangsleitung unter den Ausgangsleitungen zur Einwirkung gebracht oder nacheinander unter den verschiedenen Ausgangsleitungen entsprechend einer in den Mehrfachkoppler 28 eingebauten Programmierlogi-k verteilet werden kam«,

Die Ausgangsleitungen des Mehrfachkopplers sind mit dem Auf-. Zeichnungsabschnitt 12 des Systems verbunden. Dieser Aufzeichnungsabschnitt 12 enthält getrennte Verschlüsseier und Auf-

w zeichnungssignalgeneratoren JQ für j-ede Spur» Die Verschlüsseier enthalten eine Schaltung zur Umwandlung der auf jeder Leitung ankommenden bits in ein vorher bestimmtes Format, von denen jedes mehrere bits enthält»Bei der dargestellten Ausfüh» rungsform der Erfindung sind beispielsweise in jedem Format vier bits enthalten» Die bits in jedem Format werden in eine Gruppe von Impulsen umgewandelt, die als ein ternäres Formatwort bezeichnet wird, welches ein Nulldurchschnittsniveau aufweist» Jeder Impuls entspricht einem verschiedenen bit im Format. Die Polarität und das Niveau der Impulse sind derart, daß das ternäre Formatwort ein Nulldurchschnittsniveau aufweist« Die Frequenzspektrumscharakteristiken der Folgen der Formatwor-

^ te sind mit der Übertragungscharakteristik des Magnetkopfes

und~bandes vereinbar, die beim Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang verwendet werden. Dadurch wird eine sehr hohe Aufzeichnungsdichte ermöglicht, wie nachstehend noch genauer erklärt wird«, Im Aufzeichnungssignalgenerator 30 sind auch Meißmacherfilter enthalten, die das Spektrum des Signals vor-verzerren, um die Spektralcharakteristiken des gesamten Aufzeichnungssystems einschließlich des Kopfes und des Bandes zu kompensieren, wodurch das Stör/Nutzverhältnis des Systems verbessert und die Aufzeichnung mit einer sehr hohen Packungsdichte auf dem Band ermöglicht wird·

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Das Spektrum der aufgezeichrBben Signale ist in einem begrenzten Frequenzband enthalten. Der Aufzeichnungskopf und der Wiedergabekopf, die im System verwendet werden, können daher so ausgebildet werden, daß sie die Signale in diesem B'requenzband verarbeiten. Der Frequenzbereich kann sich beispielsweiseVon 150 kHz bis 1,2 mHz erstrecken. Da dieses Frequenzband keine Niederfrequenz« oder Gleichstromkomponenten enthält, kann die Anzahl der Windungen in der Spule jedes Kerns des Kopfes verringert werden. Auch das magnetische Material des Kerns kann dem Frequenz-bereich angepaßt werden, in welchem die Aufzeichnung erfolgt, beispielsweise durch die Verwendung von Ferrit oder anderem magnetischen Hochfrequenzmaterial. Solche Köpfe sind leicht auszubilden mit einem geringen Abstand von Spur zu Spur oder von Kanal zu Kanal. Außerdem wird durch die Verwendung von Kernmaterialien aus Hochfrequenzferrit, die gegen Abnützung widerstandsfähig sind, eine längere Lebensdauer des Kopfes erhalten als es bei Köpfen der Fall ist, dia für die Verarbeitung von Niederfrequenz- oder Gleichstromsignalen ausgebildet sind. Durch Verringerung der Verschiebung zwischen den Kernen (d.h. durch Vergrößerung der Stapeldichte des Kopfes) können auf einem schmäleren Band mehr Spuren aufgezeichnet werden.

Ein getrennter Wiedergabekopf kann verwendet werden, der dem Aufzeichnungskopf ähnlich und mit demselben ausgerichtet ist. Um die Möglichkeit mechanischer Fehler infolge von Versetzungen oder Verzerrungen zwischen der aufgezeichneten Spur und dem Wiedergabekopf zu verringern, kann es wünschenswert sein, für die Aufzeichnung und Wiedergabe einen einzigen Kopf zu verwenden. Die Fördereinheit für das Magnetband enthält auch eine Bandantriebsachse, welche das Band mit konstanter Geschwindigkeit am Kopf vorbei bewegt. Die Bandantriebsachse wird durch einen Motor 52 angetrieben, der ein Geschwindigkeitssteuersystem in Form eines Doppelservosystems 34 aufweist* Sine vorläufige Steuerung wird erzielt durch Vergleich des Signals von einem Tachometer 56 mit einem Signal von der Uhr, um ein Fehlersignal für einen Servover*ärker zu erhalten. Dieser Verstärker kann entweder einen Gleichstrommotor durch

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Stromamplitudensteuerung oder einen Synchronmotor durch einen Steuerfrequenzgenerator steuern. Die Gleichstromsteuerung ist jedoch vorzuziehen, Nachdem die Synchrondrehzahl des Antriebsmotors erreicht ist, schaltet der Servoverstärker um, um von der mittleren Spur des Bandes das Fehlersignal der Bandgeschwindigkeit zu empfangen, das auch als Fehlersynchronisationssignal bezeichnet wLrd, wie später in Verbindung mit Fig. beschrieben wird.

Das Ausgangssignal von jeder Spur wird auf Ablesesteuerstromkreise 38 zur Einwirkung gebracht, die zu den Wiedergabeteilen des Aufzeichnungsabsohnitts 12 gehören,, Diese Ablesesteuerstromkreise enthalten ein Schaltfehleranzeigesystem, um Synchronisationssignale entsprechend der Nulldurchschnlttscharakteristik der ternären Formatworte und auch entsprechend einem anderen Normalton abzuleiten^ der auf jeder Spur aufgezeichnet ist. Die Synchronisationssignale zur Steuerung der Bandantriebsachse werden vorzugsweise von der mittleren Spur abgeleitet» Mittels der Synchronisationssignale wird auch eine Entzerrung ausgeführt. Die Signalej die von den Ablesesteuerstromkreisen 38 abgelesen werden,, enthalten daher die ternären Formatworte von „jeder der Spuren. Diese Worte befinden sieh in "gleicher Zeitfolge und sind mit der Uhr kohärent. Diese Signale befinden sich am Ausgang der Ablesesteuerstromkreise 38 auf einer. Vielzahl von Leitungen, die mit den Entschlüssele» 40 verbunden sind.' Die Entschlüssele? leiten die binären Worte der Information ab, die auf jeder Spur aufgezeichnet sind, und führen diese einzelnen Leitungen"zu₉ welche mit einem Entkoppler 42 verbunden sinde-

Der Entkopple!· 42 leitet die direkt aufgezeichneten digitalen Worte ab und- führt dieselben Ausgangsleitungen ZU₉ welche alt den Ausgangsklemmen 44 verbunden sind. Ein Fluß binärer PrUfworte, weichte "die Analogsignale darstellen., befindet sieh am anderen Ausgang des Entkopßers 4-2, Ein Digital-AnaloguiHwemdier 46 wandelt dieselben in eine Heine ¥on Amplituden-modulierten Impulsen um.· Diese werden in einem Dekommutator 48 dekommu«· tiert, der duroh die Uhr und duroh RahmensynchronisatIonsImpulse gesteuert - wird, weiche von den Sntsohlüsselern 40 abgeleitet

werden. Die Rahmensynchronisationsimpulse treiben einen Rahmensynchronisationsgenerator 47 an, um den Dekommutator zu synchronisieren. An jedem der Ausgänge des Dekammutators 48 befinden sich verschiedene Reihen von amplitudenmodulierten Impulsen. Diese Reihen werden auf getrennte Kanäle einer Wiedergabesignal-Konditioniereinrichtung 50 zur Einwirkung gebracht. Die Wiedergabesignal-Konditioniereinrichtung enthält Haltestromkreise, Wiederaufbaufilter und Leitungsverstärker, um die Analogsignale aus den Reihen der Amplituden-modulierten Impulse wieder aufzubauen. Die gleichen Signale, die aufgezeichnet sind, werden daher mittels des Wiedergabekanals 16 des Eingangs/Ausgangsabschnitts 10 abgeleitet.

Ein wichtiges Merkmal des Eingangs/Ausgangsabschnitts 10 besteht in seiner Fähigkeit, sich leicht an die Verarbeitung eines großen Bereichs von EingangsSignalformaten anzupassen, d.h. von Signalen mit verschiedener Bandbreite, mit verschiedenen dynamischen Bereichen usw., um Eingangssignale aufzunehmen, die verschiedene Bandbreiten oder dynamische Bereiche aufweisen können. Solche Signale erfordern manchmal verschiedene Grade der Auflösung. Durch Austausch oder Einstellung der Filter in den Aufzeichnungs- und Wiedergabesignal-Konditioniereinrichtungen 22 und 50, Umprogrammierung der Prüfgeschwindigkeit in den Kommutatoren 24 und 48 sowie der Anzahl . der bits pro Amplitudeneinheit im Digitierer 26 und Jm Digital-Analogumwandler 46 können verschiedene Bereiche der Signalbandbreiten, des dynamischen Bereichs und der Auflösungsgenauigkeiten aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Mit anderen Worten, der Eingangs/Ausgangsabschnitt 10 des Systems sieht infolge der Leichtigkeit, mit welcher die aufgezeichneten Signale umgeformt werden können, eine wirksame Schaltung der Geschwindigkeit vor, mit welcher die digitalen bits für die Aufzeichnung erzeugt werden. Für manche Zwecke wird es daher möglich sein, Signale zu erzeugen, z.B. am Ausgang des Mehrfachkopplers 28, welche in Aufzeichnungssystemen aufgezeichnet werden können, die eine niedrigere Bandbreitenkapazität des Kanals aufweisen und die Signale mit einer geringeren Geschwindigkeit annehmen können als der Aufzeichnungsabschnitt 12. Wenn andererseits die Auflösung verringert wird, wodurch die Anzahl

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der bits vermindert wird, welche jedes Prüfwort darstellen, das aufgezeichnet wird, können viel mehr Signale (d.h. mit einer höheren Geschwindigkeit) in dem Aufζeichnungsabschnitt 12 des dargestellten Systems aufgezeichnet werden, so daß die Signalverarbeitungskapazität des Systems weiter gesteigert wird.

2 ist ein einziger Kanal der Verschlüsseler und Aufzelchnungssignalgeneratoren 30 dargestellt. Dieser Kanal empfängt binäre Daten aus dem ersten Ausgangskanal des Mehrfachkopplers 28 (Fig. 1). Zusätzliche Karäe des Verschlüsselers und Aufzeichnungssignalgenerators sind vorgesehen, und zwar einer für jeden der Kanäle M. Jeder Kanal nimmt binäre Eingangsdaten aus dem entsprechenden Kanal des Mehrfachkopplers auf. Ein Verschlüsseler 52 wandelt die binären Eingangsdaten in Spannungsniveaus um, welche ternäre Formatworte darstellen. Ein ternäres Formatwort, welches vier bestimmte ternäre Impulse aufweist, ist für jede Folge von vier binären Eingangsbits vorgesehen.

Der Verschlüsseler 52 wird genauer in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Der Fluß der ternären Formatworte wird auf ein Vorverzerrungsnetzwerk 5 4· zur Einwirkung gebracht, um ein Spektrum zu erzeugen, das vorverzerrt ist, um des Aufzeichnungs/Wiedergabesystems zu kompensieren. Ein Antriebsverstärker 56 führt das Signal der Wicklung auf dem Kern eines Mehrkanal-Aufzeichnungskopfes zu, der die erste Spur auf dem Magnetband aufzeichnet. Diese Spur kann beispielsweise an einen Rand des Bandes angrenzen.

+das spektrale Verhalten

Die binären Eingangsdaten vom Mehrfachkoppler 28 können die Form von NRZ (nicht umkehrbar auf null)-Spannungsniveaus aufweisen, welche mit der bit-Eingangsgeschwindigkeit ankommen. Diese Geschwindigkeit wird durch die Uhrimpulse bestimmt* welche den Mehrfachkoppler 28 und die anderen Elemente im Eingangs/Ausgangsabschnitt 10 steuern. Eine solche NRZ-Information wird beispielsweise direkt auf den Aufzeichnungskopf zur Einwirkung gebracht, entsprechend den üblichen NRZ-Äufsei oii.-nungsverfahren. Der Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang hat eine

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bestimmte spektrale Ansprechcharakteristik. Eine typische Charakteristik eines solchen Vorganges für eine hohe Bandgeschwindigkeit von z.B. 1,5 m/s und einen Wiedergabekopfspalt von 0,000625 mm ist in Fig. J5 durch die mit einer vollen Linie angegebene Kurve dargestellt. Das Ansprechen ist keineswegs gleichmäßig und die Kurve weist bei 400 kHz eine Spitze auf. Bei niedrigeren Frequenzen unter etwa 200 kHz werden die Frequenzkomponenten mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 db pro Oktave gedämpft. Eine Null ist bei etwa 2,4 mHz vorhanden, infolge der Spaltwirkung des Aufzeichnungskopfes. Unter einer NRZ (nicht umkehrbar auf null) -Information ist eine Information zu verstehen, deren bits keine Nullimpulswerte enthalten und die ein spektrales Ansprechen aufweist, das jenem ähnlich ist, welches durch die mit langen Strichen angegebene Kurve dargestellt wird. Der größte Teil der Information im NRZ-Format geht daher während des Aufzeichnungsvorganges verloren. Dieser Verlust wird durch eine Begrenzung der Informationsspeicherkapazität oder der Aufzeichnungsdichte auf dem Band dargestellt. Außerdem ist der Informationsgehalt des NRZ-Signals in dem Bereich minimal, in welchem das spektrale Ansprechen des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges am wirksamsten ist. Ein Geräusch in diesem Teil des Spektrums kann daher aufgezeichnet werden, wodurch die Geräuschabstandscharakteristik des Systems vermindert wird, das die NRZ-Aufzeichnung verwendet. Eine solche Verminderung ergiüt auch eine Begrenzung der Informationsspeicherkapazitat des Aufzeichnungssystems, d.h. der Dichte, mit; welcher die bits aufgezeichnet werden können.

Gemäß Fig. 2 wird der Reihenfluß der Eingangsdaten im Verschlüsseier 52 in eine Folge von ternären Formatworten umgewandelt, was ein Signal mit einem Spektrum ergibt, das jenem des Aufzeichnungs/Wledergabevorganges ähnlich ist. Dieses Spektrum wird in Fig· 3 durch die mit einer strichpunktierten Linie angegebene Kurve veranschaulicht. Der Verschlüsseier 52, der solche ternäre Formatworte liefert» ist in Fig. 4 dargestellt. Derselbe besteht aus einem Vierbit-Schieberegister 58, das den binären Reiheneingang aufnimmt. Die bits kommen am Eingang des Schieberegisters mit der bit-Geechwindigkeit des

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Systems an, die (wie oben erwähnt) mit der gemeinsamen Uhr synchron ist. Die Daten werden im Register durch Verschiebeimpulse verschoben, die ebenfalls von der gemeinsamen Uhr in richtiger zeitlicher Folge mit den ankommenden bits abgeleitet werden. Vier solche bits A, B, C, D sind im Register gespeichert. Diese bits werden dem Eingang eines Verschlüsselers 60 zugeführt, der diese bits aus der binären Form in die binär verschlüsselte ternäre Form umwandelt, wie in Fig. 5 in den zweiten und dritten Spalten der Tabelle gezeigt ist. Die erste Spalte der Fig. 5 gibt das Dezimaläquivalent der binären Worte an, die durch die vier binären bits A, B, C, D dargestellt werden können. Jedes der bits des ternären Wortes, das in Gruppen von drei Worten angeordnet ist, wird nachstehend als ein tert bezeichnet (bit entspricht tert) und kann einen von drei Zuständen aufweisen, die als plus, minus und null dargestellt sind. Demgemäß gibt es 91 (oder 3^) eindeutige Worte mit vier terts. Wie erinnerlich, müssen die aufzuzeichnenden ternären Worte eine Nulldurchschnittseigenschaft aufweisen. Von den 91 Worten mit vier terts sind daher nur 19 verwendbar» Das ternäre Wort null-null-null-null vermittelt keine Information und wird daher nicht verwendet. Von den 18 Worten, die verfügbar sind, werden zwei verwendet., um das binäre Wort null-null-null-null darzustellen. Um die bit-Synchronisation während einer langen Reihe von Eingangsnullen zu bewahren, wird das binäre Wort null-null-null-null in asymetrische Forjfcmatworte verschlüsselt, durch welche dasselbe dargestellt werden kann. Ein anderes ternäres Wort wird für die Rahmensynchronisation verwendet. Daraus ergibt sich, daß alle 16 möglichen Kombinationen von binären Worten A₃ B_ß C, D mit vier bits entsprechende ternäre Formatworte besitzen. Jedes tert wird durch eines von drei Spannungsniveaus dargestellt, nämlich ein positives Spannungsniveau, ein negatives Spannungs™ niveau mit dem positiven Spannungsniveau gleicher Amplitude und ein Null- oder Erdspannungsniveau. Jedes dieser Niveaus hat eine Dauer, die gleich dem bit-Intervall ist. Der Informationsgehalt dieser Worte mit vier terts ist ebenfalls überschüssig, wodurch die Genauigkeit und die Fehlerprüfung des Entschlüsselungsvorganges bei der Wiedergabe gesteigert werden.

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Der Verschlüsseier 60 wandelt die binären bits in binär verschlüsselte ternäre bits um, entsprechend der in Fig. 6 gezeigten Tabelle. Für jedes der binär verschlüsselten ternären bits W, X, Y, Z sind daher zwei Ausgangsleitungen vorgesehen. Die binär verschlüsselten ternären bits werden in ein Schieberegister eingeführt, das eine Kapazität von 2x4 bit-Worten aufweist (2x4 bit-Register). Die Einführung erfolgt bei Empfang eines Befehls, das 2x4 bit-Register mit dem vom Verschlüsseier angebotenen Wort zu füllen. Dieser Einführungsbefehl wird von der gemeinsamen Uhr abgeleitet und erfolgt in richtiger Zeitfolge mit dem Verschiebeimpuls und mit der Ankunft der binären Reiheneingangsbits. Ein Generator 64 für das binär verschlüsselte ternäre Rahmenwort führt das Rahmensynchronisationswort dem Schieberegister zu. Dieses Wort wird in das Schieberegister an Stelle eines Datenwortes bei jedem Rahmenzyklus eingeführt. Ein Rahmenzyklus kann als ein vollständiger Kommutatinnszyklus im Kommutator 24 (Fig. 1) definiert werden. Die bits der im Schieberegister gespeicherten binär verschlüsselten ternären Worte werden durch die Verschiebeimpulse aus dem Register in einen Umwandler 66 für das binär verschlüsselte ternäre Wort in ternäre Spannung verschoben. Dieser Umwandler 66 arbeitet entsprechend der in Fig· 6 gezeigten Tabelle, um einen Fluß von terts auf der Ausgangsleitung c aus dem Umwandler zu erzeugen. Dieser Fluß von terts wird auf das Vorverzerrungsnetzwerk 54 (Fig. 2) zur Einwirkung gebracht. Dieser Fluß von terts ist auch ein Signal, das eine Spektralcharakteristik aufweist, die in Fig. 3 durch die mit einer strichpunktierten Linie angegebene Kurve veranschaulicht ist. Wie oben erwähnt, ist das Spektrum dem spektralen Ansprechen des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges angepaßt.

Es kann gezeigt werden, daß der Informationsgehalt des ternären Signals vollständig innerhalb eines Drei-Oktavenbandes liegt, das sich von 1/16 bis 1/2 der bit-Oeschwindigkeit, d.h. der tert-Geschwlndigkeit erstreckt. Bei einer Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Bandgeschwindigkeit von 1,5 m/s und einem Aufzeichnungs/Wiedergabe-Frequenzbereioh, der sich von 150 kHz bis 1,2 mHz erstreckt (ähnlich dem Ansprechen, das durch die mit einer vollen Linie angegebene Kurve, in Fig. 3 gezeigt iat),

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kann daher eine bit-Geschwindigkeit von 2,4 megabits/s verarbeitet werden, solange die Mts in ternäre Worte umgewandelt werden, welche die oben angegebene Mulldurchschnittscharakteristik aufweisen. Eine bit-Geschwindigkeit von 2,4 megabits/s entspricht einer Aufzeichnungsdichte längs jeder Spur • von 16 000 bits pro Zentimeter. Es ist zu bemerken, daß der Standard von I967 für Ferniaeßauf ze ichner, der von der International Range Instrumentation Group des National Bureau of Standards, Washington, D.C. toekanntgemacht wurde, eine Aufzeichnungsdßhte von 600 bits pro Zentimeter der Spur vorsieht. Die Dichte von 16 000 bits pro Zentimter stellt daher einen wichtigen Vorteil der Erfindung dar.

Die Fähigkeit des Aufzeietonungssystems gemäß der Erfindung, die Information mit der vorstehend angegebenen Dichte aufzuzeichnen, wird durch das Yorverzerrungsnetzwerk 5^ (Fig. 2) unterstützt und auch durch das System, das bei der Wiedergabe verwendet wird, um die Information zu filtern, anzuzeigen und zu entschlüsseln. Zu der hohen Packungsdichte wird auch durch das Präzisionssynchronisationssystem beigetragen, das entsprechend der Nulldurciiscianittseigenschaft jedes ternären Wortes arbeitet sowie die Entzerrung zwischen den Kanälen oder von Spur zu Spur erleichtert·

Da die Signalkompaenten unterhalb des Bandes, das den Informationsgehalt enthält, nicht aufgezeichnet werden müssen (d.h. Signale, die unterhalb I50 kHz liegen, für die oben erwähnte Aufzeichnungsvortientung mit einer Bandgeschwindigkeit von 1,5 m/s ), kann ein wirksamer und verkleinerter Magnetkopf verwendet werden, mn die Information auf dem Magnetband aufzuzeichnen und von demselben abzulesen. Dieser Kopf kann ein Mehrkanalkopf sein mit weniger Windungen pro Kern, weniger magnetischem Material pro Kern, weniger Übersprechen und einer höheren Kernstapeldichte als die bekannten Köpfe, die so ausgebildet sind, daß sie Signale aufzeichnen, welche Niederfrequenz-und insbesondere Gleichstromkomponenten aufweisen.

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Das Vorverzerrungsnetzwerk 5^ führt einen Weißmacherfiltervorgang aus und kann aus einem Filter bestehen, dessen Spektralverhalten jenem des Aufzeichnungs/Wiedergabesystems entgegengesetzt ist. Es ist zu bemerken, daß das Ansprechen des Netzwerks 5^ sich nur auf das Informationsband des aufzuzeichnenden Signals erstreckt und jenseits dieser Grenzen rasch abnimmt, um das Aufzeichnen nutzloser Signalkomponenten zu vermeiden. Nach der Behandlung im Netzwerk 5k ist das Spektralverhalten der Signale, die auf den Antriebsverstärker 56 zur Einwirkung kommen, daher so, wie es durch die in Pig. J5 mit einer strichpunktierten Linie angegebene Kurve veranschaulicht wird. Diese Vorverzerrung ergibt die figenden Vorteile der Erfindung:

(a) das Stör/Nutzverhältnis des Systems wird verbessert und zwar um ungefähr 12 db.

(b) die spektralen Komponenten des aufgezeichneten Signals haben die gleiche Amplitude, so daß jede Komponente auf dem ganzen dynamischen Bereich des Aufzeichnungs/WiedergabeVorganges aufgezeichnet wird und umgekehrt die gleiche Verminderung erfährt infolge des Geräusches und anderer Verzerrungswirkungen beim Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang .

(c) die vom Band nach der Wiedergabe abgelesenen Signale sind eine genaue Nachbildung des Signals, das auf den Eingang des Vorverzerrungsnetzwerks zur Einwirkung kommt, wodurch die Notwendigkeit der Signalbehandlung nach der Wiedergabe vermindert wird, mit Ausnahme des Phasenausgleichs und der Geräuschbandbegrenzung. Diese Vorgänge werden im Wiedergabesystem ausgeführt. Es ist zu bemerken, daß die gesamte Vorverzerrung des aufzuzeichnenden Signals infolge der spektralen Charakteristiken des ternären Nulldurchschnittsignals ermöglicht wird. Wenn ein typisches Antriebssignal für eine magnetische Aufzeichnungsvorrichtung, wie z.B. das sich aus NRZ-Verfahren ergebende Signal, einer solchen vollständigen Vorverzerrung zu unterwerfen wäre, würde die Niederfrequenzkomponente des NRZ-Signals eine so hohe relative Amplitude aufweisen, daß der Kopf überlastet, d.h. der dynamische Bereich des Systems

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überschritten wird. In Anbetracht der Tatsache, daß die Vorverzerrung, um sich dem Verhalten des Aufzeichnungs/Wiedergabesystems anzupassen, in der Richtung erfolgt, um das Signal bei höheren Frequenzen zu dämpfen, würde auch der Informationsgehalt der NRZ-Signale, der auf den höheren Frequenzbereich der spektralen Charakteristik beschränkt ist, vermindert und möglicherweise in dem Geräusch verlorengehen, das beim Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang aufgenommen wird. Bei NRZ-Verfahren ist beim WiedergabeVorgang auch eine Nachverzerrung (Integration) erforderlich, um die Dämpfung des Signals von 6 db pro Oktave bei der Wiedergabe zu kompensieren. Eine solche Dämpfung erfolgt in den Niederfrequenzbereichen der Ansprechcharakteristiken. Eine solche Nachverzerrung hat die Neigung, das Geräusch bei Niederfrequenzen zu verstärken, wodurch das Stör/Nutzverhältnis vermindert wird und selbstverständlich auch die Fehlerprüfung von typischen NRZ-Datenaufzeichnungssystemen. Da eine solche Nachverzerrung beim System gemäß der Erfindung nicht erforderlich ist,, werden sowohl das Stör/Nutzverhältnis als auch die Fehlerprüfung des Systems verbessert.

Während gemäß der vorstehenden Beschreibung der Verschlüsseier 52 ternäre Worte mit 4 terts in aufeinander folgenden Reihen (Formatreihen) liefert, können selbstverständlich auch andere Formatreihen mit verschiedenen Zahlen von bits oder terts verwendet werden. Wenn beim Aufzeichnungs/WiedergabeVorgang ein dynamischer Bereich leicht verfügbar ist, kann auch eine größere Zahl von aufgezeichneten Impulsniveaus verwendet werden ■ ■ als die vorstehend beschriebenen gleichen positiven und n^ß.-tiven und Nullniveaus. Das Kriterium muß jedoch erfüllt· sein, dass jedes Formatwort ein Nulldurchschnittsniveau aufweist. Solange eine Vielzahl von bits (d.h. zwei oder mehr) verwendet werden, können die Nulldurohschnittsformatworte für die Aufzeichnung verschlüsselt werden. Ein Formatwort mit vier terts wird Jedoch bevorzugt. Längere. Worte würden die Kompliziertheit des Wiedergabesystems für das Anzeigen und Entschlüsseln der bits beim Ablesen vergrößern und kürzere bit-Worte verringern die Informationskapazität des Systems.

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Es ist wünschenswert, in den Eingang des AntriebsVerstärkers 56 eine Hochfrequenz-Aufzeichnungsvorspannung einzuführen, um den Aufzeichnungsvorgang zu linearisieren. Eine solche Aufzeichnungsvorspannung kann durch einen Hochfrequenzoszillator erzeugt werden, der z.B. eine Frequenz von 10 mHz aufweist. Diese Aufzeichnungsvorspannung wird mit dem aufzuzeichnenden Signal in einem Summierstromkreis am Eingang des Antriebsverstärkers 56 kombiniert.

Ein Normalton mit einer Frequenz f_Q/i6 wird auf den Summierstromkreis am Eingang des Antriebsverstärkers 56 zur Einwirkung gebracht. Für die vorstehend beschriebene Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Bandgeschwindigkeit von 1,5 m/s ist ein Normalton mit einer Frequenz von 150 kHz geeignet. Der Ton hat vorzugsweise eine Frequenz, bei welcher der Informationsgehalt des aufgezeichneten Signals vernachlässigbar ist, d.h. 2,5 bis 5% des oberen Endes des Spektrums des aufzuzeichnenden Signals. Dieser Normalton wird beim Wiedergabevorgang zur Eliminierung von Schaltfehlern beim Ablesen verwendet, d.h. zum Zwecke der Synchronisation und der Entzerrung, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird. f_Q ist die bit-Geschwindigkeit oder gleich 2,4 mHz.

In Fig. 7 ist der Wiedergabeteil des Aufzeichnungsabschnitts 12 des Systems dargestellt. Da alle Kanäle identisch sind, mit Ausnahme des Kanals, der die Information von der mittleren Spur der Spuren M abliest, die auf dem Band aufgezeichnet sind (d.h. von der Spur M/2), ist nur der Kanal zum Ablesen der Information von der ersten Spur (Spur J) und der Kanal zum Ablesen von der mittleren Spur dargestellt.

Die Ablesung des Kopfelements, welches die Spur 1 abtastet, wird auf einen Vorverstärker 90 zur Einwirkung gebracht, welcher das Niveau der von der Spur 1 abgeleiteten Signale für die weitere Verarbeitung in genügendem Maße anhebt, eine Isolation bewirkt und auch die Kopfimpedanz der Impedanz eines Geräuschunterdrückungs-Bandfliters 89 anpaßt. Für ein System mit einer Bandgeschwindigkeit von 1,5 m/s wird ein Frequenzbereich verwendet, der sich von 150 kHz bis 1,2 mHz erstreckt.

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Das Vorver&ärkergeräusch und das Bandgeräusch außerhalb des Informationsbandes werden dadurch eliminiert. Ein Verstärker

91 paßt das Filter einem veränderlichen Verzögerungsstromkreis

92 an. Der Verzögerungsstromkreis kann eine elektronische Verzögerungsleitung sein, die einen Induktivitäts-Kapazitäts-Kettenleiter LC enthält, dessen Kondensatoren zum Teil entweder spannungsveränderliche Kondensatoren (z.B. Kapazitätsdioden) oder Induktoren mit veränderlicher Durchlässigkeit sind. Ein Pehlersignal wird auf die Dioden oder Induktoren zur Einwirkung gebracht zwecks Steuerung der durch den veränderlichen Verzögerungsstromkreis 92 bewirkten Verzögerung, um sowohl statische als auch dynamische Verzerrungen (z.B. Schaltfehler) zu kompensieren, die durch den Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang eingeführt wurden. Die durch den veränderlichen Verzögerungsstromkreis bewirkte Verzögerung wird eingestellt, z.B. durch Abgleichkondensatoren im Kettenleiter, um statische Verzerrungen und andere statische Schaltfehler zu kompensieren. Der veränderliche Verzögerungsstromkreis wird dann durch sein Singangsfehlersignal betätigt, um dynamische Verzerrungen und Zeitbasisfehler zu kompensieren, die durch den Aufzeichnungs/ Wiedergabevorgang eingeführt werden. Die Servoeinrichtung 34 der Bandantriebsachse verringert grobe Schaltfehler und bringt das Band auf die erforderliche Geschwindigkeit. Durch den veränderlichen Verzögerungs- und Entzerrungsstromkreis 92 werden die terts am Ausgang dieses Stromkreises gegen die Uhr gesperrt. Diese Sperrung erfolgt auf allen Kanälen. Demgemäß werden alle Kanalausgänge, die von ihren zugehörigen Verzögerungs- und Entzerrungsstromkreisen 92 erhalten werden, hinsichtlich Phase und Frequenz mit der Uhr synchron und daher mit derselben kohärent sein.

Der Ausgang des veränderlichen Verzögerungsstromkreises 92 wird auf ein Phasenverschiebungs-Ausgleichsnetzwerk 94 zur Einwirkung gebracht, welches die Phasenabhängigkeit des Aufzeichnungs-Wiedergabevorganges und der Filter 54 (Fig. 2) und 89 ausgleicht. Das ausgeglichene Signal geht dann durch einen Stromkreis 96 hindurch, der den Normalton mit der Frequenz f^/16 aussoheidet. Der Normalton wird den Signalen entzogen, die auf einen Formatwortdetektorstromkreis 98 zur Einwirkung gebracht

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werden, der Ausgangs signale liefert, welche die terts des Formatworts darstellen. Ein schmales Sperrfilter 100 ist zwischen das Ausgleichsnetzwerk: 9²J- und den Detektor 98 eingeschaltet. Der Detektor 98 für das ternäre Pormatwort wird genauer in Verbindung mit Pig. 8 beschrieben. Der Detektor ist ein Dekorrelationsfilgter, welches eine Vielzahl von Ausgangssignalen liefert, die durch die tert-Intervalle getrennt sind, und welches diese Ausgangssignale derart kombiniert, daß eine unerwünschte Korrelation zwischen den Signalen, die benachbarten terts entsprechen, verringert wird. Eine solche unerwünschte Korrelation kann beispielsweise zurückzuführen sein auf begrenzte Auflösungscharakteristiken des Wiedergabekopfes oder auf Demagnetisierung in der Längsrichtung oder Magnetisierung in der Querrichtung unter den längs der Spur hintereinander aufgezeichneten terts sowie auf die begrenzte Bandbreite des Geräuschunterdrückungsfilters 89. Der Detektor 98 liefert eine Vielzahl von Ausgangssignalen, von denen jedes dem Spannungsniveau der terts entspricht, welche ein aufgezeichnetes ternäres Pormatwort bilden. Diese Ausgangssignale werden einem Entschlüsseier 102 zugeführt, der ein ternäres Wort in ein binäres Wort entschlüsselt und der ebenfalls in Verbindung mit Fig. 8 genauer beschrieben wird. Der Entschlüsseier 102 enthält einen mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Detektor, der das dem aufgezeichneten ternären Wort entsprechende binäre Wort auf der Basis auswählt, daß dieses binäre Wort statistisch mit größter Wahrscheinlichkeit- durch das aufgezeichnete ternäre Wort dargestellt wird.

Ein Ausgangssignal wird vom Detektor 98 auch auf einen Synchronisationsfehlerdetektor 104 zur Einwirkung gebracht. Dieser arbeitet auf der Basis, daß das ternäre Wort einen Nulldurchschnitt aufweisen wird, wenn die terts, welche dieses Wort bilden, im Detektor 98 richtig angeordnet sind. Da das ternäre Wort mit.der Uhr kohärent ist, wenn Schaltfehler eliminiert sind (d.h. wenn die aufgezeichnete Information entzerrt ist und die terts im Formatwortdetektor richtig angeordnet sind), wird eine Fehlerspannung angezeigt, wenn Schaltfehler vorhaiden sind. Der Normaltonentziehungsstromkreis liefert ebenfalls ein Signal, das im Fehlerdetektor 104 verwaflet wird, um die Synchroni-

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sation aufrecht zu erhalten, trotz des Verlusts an Information am Ausgang des Formatwortdetektors 98, d.h. von Ausfällen auf dem Band, und bei Schaltfehlergeschwindigkeiten von verhältnismäßig niedriger Frequenz (Zittern). Demgemäß führt der Fehlerdetektor 104 den Induktoren oder Kapazitätsdioden im veränderlichen Verzögerungsstromkreis 92 ein Fehlerspannungssignal zu entsprechend der Phasenbeziehung des Nulldurchschnitts, welche die periodische Spannung darstellt, die vom Formatwortdetektor 98 und der Uhr empfangen wird. Infolge der Ableitung und der Einwirkung dieser Fehlerspannung befinden sich die vom Wortdetektor 98 erzeugten Formatworte in bit-Synchronisation mit den am Eingang des Aufzeichnungsabschnitts 12 zur Einwirkung kommenden binären bitsr trotz Verzerrungen und anderen Schaltfehlern, wie z.B. Zittern, beim Aufzeichnungs/WiedergabeVorgang.

Der Kanal, welcher die Signale von der mittleren Spur M/2 des Kopfes abliest, enthält auch Ablesestromkreise und Entschlüsseier 106, ähnlich den vorstehend beschriebenen Ablesestromkreisen und Entschlüsseiern für die erste Spur (Spur 1). Die Ablesestromkreise und Entschlüsseier 106 liefern daher einen Reihenfluß binärer bits von der mittleren Spur und bringen diese bits auf den in Fig. 1 gezeigten Entkoppler zur Einwirkung. Wie aus der Beschreibung der Fig. J5 erinnerlich sein wird, ist auf der mittleren Spur auch das Rahmensynchronisationswort aufgezeichnet. Zur Anzeige dieses Rahmensynchronisationswortes ist der Detektor IO8 vorgesehen, der ein Kippschalter sein kann, welcher mit dem mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Detektor im Entschlüsseier für die mittlere Spur verbunden ist. Der Detektor IO8 liefert bei Anzeige des Rahmensynchronisationswortes einen Rahmensynchronisationsimpuls. Dieser wird auf den Rahmensynchronisationsgenerator 47 (Fig. 1) zur Einwirkung gebracht zwecks Steuerung des Dekommutators 48, um die Rahmensynchronisation aufrecht zu erhalten.

Das Ausgangssignal des Synchronisationsfehlerdetektors der Ablesestromkreise und Entschlüsseier 106 wird auf ein Tiefpaßfilter 228 (Fig. 9) zur Einwirkung gebracht, um eine Feh-

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lerspannung entsprechend dem Normalton mit der Frequenz f /16 zu erhalten, der auf der mittleren Spur zwecks Verwendung in der Servoeinrichtung 54 der Bandantriebsachse aufgezeichnet ist. Die Elemente zur Erzeugung dieser Fehlerspannung werden später beschrieben. Das Te^fpaßfilter 228 verhindert, daß die Servoeinrichtung der Bandantriebsachse durch Hochfrequenzkomponenten betätigt wird, auf welche die Servoeinrichtung wegen der Trägheit der Bandantriebsachse nicht anprechen kann. Die Servoeinrichtung benützt dieses Fehlersignal, um die Bandgeschwindigkeit zu steuern und das Flattern (unterhalb v>n 10 Hz) beim Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang zu verringern. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß nur ein einziger Detektor für das Rahmensynchronisationswort auf dem mittleren Kanal erforderlich ist. Dieses Merkmal ergibt sich aus der Tatsache, daß die Ausgangsbits von jedem Kanal synchron und mit der Uhr kohärent sind.

Gemäß Fig. 8 wird das Informationssignal, demcfer Normalton im Filter 100 (Fig. 7) entzogen wird, auf einen Isolationsverstärker 112 zur Einwirkung gebracht, welcher den Ausgang des Filters dem Eingang eines Dekorrelationsfilters 114 im Formatwortdetektor 98 anpaßt. Das Filter 114 enthält eine Verzögerungsleitung 115 mit 5 Abschnitten TO. In jedem dieser Abschnitte werden die Eingangssignale um eine Periode TO verzögert, die gleich einem bit-Intervall ist (welches auch gleich einem tert-Intervall ist). Zusätzlich zum Eingang und Ausgang der Verzögerungsleitung sind zwischen den Abschnitten derselben vier Anzapfungen vorgesehen. Am Eingang und Ausgang sowie an jeder der Anzapfungen ist daher eine Folge von Signalen P , B₁, P₂* P-* > Ph und Pp- vorgesehen. Diese Ausgangssignale entsprechen den aufeinander folgenden sechs terts, die von der Leitung abgelesen werden, wenn ein ternäres Formatwort in derselben richtig angeordnet ist.

Wie bereits erwähnt, kann jedes tert in Wechselbeziehung gebracht oder herabgesetzt werden durch das tert, das vorangehtk und nachfolgt. Um die^erts in Wechselbeziehung zu bringen, sind Dekorrelationsstromkreise 116 vorgesehen. Der Dekorrelationsstromkreis für jedes der terts enthält drei Bewertungsverstärker.

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Die Bewertungsverstärker 118, 120 und 122 sind für den Ausgang P^ vorgesehen, der dem ersten tert in einem ternären Wort entspricht. Die Bewertungsverstärker 124, 126 und 128 sind für den Ausgang Pp für das zweite tert vorgesehen» Die Bewertungsverstärker 130, 132 und 15% sind für den dritten tert-Ausgang P, vorgesehen. Die Bewertungsverstärker I36, 138 und 14O sind für den vierten tert-Ausgang Pj, "vorgesehen. Der Bewertungsverstärker 120 ist mit dem Eingang P der Verzögerungsleitung 115 verbunden, während der Bewertungs verstärker 14O mit dem Ausgang P,- der Verzögerungsleitung II5 verbunden ist. Von diesen Bewertungsverstärkern für jedes tert ist der erste (118,124,130 und I36) ein Mormalisierungsverstärker, so daß sich eine wirksame Sinne itslbewertung für dieses Signal ergibt. Die zweiten Bewertungsverstärker 120, 126, 132 und 138 liefern eine Bewertung gleich - alpha. Dies kann erreicht werden durch einen Umkehrverstärker mit einem Verstärkungsfaktor alpha. Auf ähnliche Weise liefern die dritten Bewertungsverstärker 122, 128, 1% und 1%O eine Bewertung von -beta. Sie können ebenfalls aus einem Umkehrverstärker mit einem Verstärkungsfaktor beta bestehen, Alpha und beta sind Paktoren kleiner als 1, relativ zu. der durch die \ NormalisierungsveKtärker 118, 124, I30 und I36 bewirkten Ver)-stärkung. Alpha und beta sind deterministische Konstanten, bezogen auf das Gesamtverhalten des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges. Diese Konstanten können berechnet werden auf der Basis der Impulsansprache des Kopfes bei der Aufzeichnung und Wiedergabe des Signals, sowie unter Berücksichtigung des Ansprechens des veränderlichen Verzögerungsstronakreises 92 und der Ausgleichsnetzwerke. Die Irapulsansprache kann theoretisch bestimmt werden, basieret! auf dem spektralen Ansprechen des Kopfes und der Netzwerke. Dann wird das Mindungsintegral dieser Impulsanspräche h (t) bestimmt für drei aufgezeichnie Impulse P , P. und P₂, wobei P-. als das Maximum der Impulsansprache registriert ist. Dann werden die relativen Werte der Windungen P * h(t) und Pp * h (t) bestimmt. Das verhältnis der Windungen P_Q # h (t) zu P₁ X h (t) ist gleich dem Verstärkungsfaktor alpha und das Verhältnis der Windungen P₂ ^ h (t) zu P₁ #" h (t) ist gleich dem Verstärkungsfaktor beta« Die Werte von alpha und beta können dann experimentell mit

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einem Band verglichen werden, das eine bekannte Folge von aufgezeichneten terts aufweist, und zwar derart, daß der Ausgang eines Summierverstärkers 142, der mit den Bewertungsverstärkern 118, 120 und 122 für den ersten Ausgang P- verbunden ist, einen Wert aufweist, der gleich dem Spannungsniveau des terts ist, das an erster Stelle jedes ternären Wortes aufgezeichnet ist. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 142 ist mit V₁ bezeichnet und entspricht dem tert an erster Stelle des Pormatwortes. Der Summierverstärker 142 kann ein Verstärker mit einem Einheits-Verstärkungsfaktor sein und am Eingang ein Widerstandssummiernetzwerk aufweisen. Auf ähnliche Weise liefern die Summierverstärker 144, 146 und 148 Ausgangssignale V₂, v, und Vj,, welche den übrigen drei terts eines Formatwortes entsprechen. Vp entspricht dem in Wechselbeziehung gesetzten Ausgang P₂ und daher dem Niveau des zweiten terts in jedem ternären Wort, v, entspricht dem Niveau des Ausgangs P, aus der Leitung 115 nach der Dekorrelation und daher dem Niveau des dritten terts in jedem ternären Wort. Vj, entspricht dem Niveau des vierten terts oder dem Ausgang P₂I aus der Leitung 115-

Die Äusgangssignäle v.., V₂, v, und V₁, werden auf einen mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Formatwortdetektor 105 (Flg. 8b) zur Einwirkung gebracht, der einen Teil des Formatwortdetektois 98 bildet. In demselben werden die binären Worte entschlüsselt, welche den ternären Worten entsprechen, die durch die Niveaus von V₁, v_g, v, und V₁, dargestellt werden. Der Detektor IO3 arbeitet nach einem der maximalen Wahrscheinlichkeit entsprechenden statistischen Entschlüsselungsprozess, durch vidchen das eine der sechzehn binären Worte und das Rahmensynchronisationswort, das mit größter Wahrscheinlichkeit durch die Niveaus der Signale V₁, Vp, v, und V₄ dargestellt wird, während jedes ternären Wortintervalls angezeigt wird, der ein Intervall 1st, welcher die vier tefcts enthält, die das Wort bilden. Der Detektor besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Bildungsnetzwerk I50, welches 18 Ausgänge S₁ - S^g aufweist, von denen jeder verschiedenen Kombinationen der Niveaus V₁, V₂, v, und Vh entspricht. Der andere Teil des Detektors ist ein Auswählsystem 152 für die maximale

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Amplitude, um anzuzeigen, welcher der 18 Ausgänge S₁ - S-. ο die maximale Amplitude aufweist. Über die Matrize 186 zur Umwandlung des Formatwortes in das binäre Wort und das Schieberegister 187 wird diese Auswahl in eine Reihenfolge von vier binären bits umgewandelt, welche dem binären Wort entsprechen, das mit größter Wahrscheinlichkeit durch das aufgezeichnete ternäre Wort dargestellt wird.

Das Bildungsnetzwerk I50 enthält Bewertungsstromkreise 1-5# und Kombinationsstromkreise I56. Nur der Bewertungsstromkreis für das erste Ausgangssignal ν., ist genauer dargestellt. Die Bewertungsstromkreise für die anderen Ausgangssignale Vg, -v, und v^ sind ähnlich. Das Ausgangssignal ν., wird auf deniSingang des Umkehrverstärkers 158 mit Einheits- Verstärkungsfaktor zur EiR-wirkung gebracht. Der Verstärker I58 liefert ein Ausgangssignal -ν-. Ein Verstärker 16O mit Einheits-Verstärkungsfaktor liefert ein Ausgangssignal +V₁. Es ist wünschenswert, auch ein Ausgangssignal zu erhalten, das gleich dem negativen absoluten Wert von V₁ISt. Zu diesem Zweck sind ein Zweiweggleichrichter und ein Normalisierungsverstärkerstromkreis 162 vorgesehen. Eine ähnliche Reihe von drei Ausgangssignalen wird für die Ausgangssignie. V^, v, und v^ geliefert. Die Kombinationsstromkreise 156 (Fig. 8B) enthalten achtzehn Summier Stromkreise-, von denen jeder eine andere der Summen¹ fS-r"^!"Stfg gemäß Pig. 5 bildet. Der Summierstromkreis 166 für S₁ ist beispielsweise dargestellt und weist vier gleichwertige Widerstände auf, deren Wert mit R bezeichnet ist (R kann etwa 1000 Ohm betragen). In den Summierstromkreisen für die Werte 2V₁, ·2ν₂, 2v,, 2Vh usw beträgt der Wert des entsprechenden Widerstandes R/2. Der

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Summierstromkreis 166 kombiniert die Ausgangssignale +ν..., +V₂, -ν,· und -Vj,, wie in der ersten Reihe der Entschlüsselungsspalte in Pig. 5 gezeigt ist, und liefert das erste Summenausgangssignal S-,.

Die Kombinationen der Ausgangssignale aus den Bildungsstromkreisen 150 werden entsprechend den Eigenschaften der ternären Worte bestimmt, die in der in Pig. 5 mit "Spannung des ternären Wortes" bezeichneben Spalte so dargestellt sind, daß Jede in den Bildungsstromkreisen 15Ο gebildete Summe einen maximalen positiven Wert aufweist relativ zu den anderen Summen, welche das entsprechende ternäre Wort? darstellen. Die relativen Werte aller Kombinationen sind in der Matrize in der mit "EntschlUsseler-Ausgangssignal" bezeichneten Spalte für jedes der achtzehn möglichen Worte angegeben. Es ist zu bemerken, daß nur ein Ausgangssignal einen maximalen positiven relativen Wert von +4V aufweifet, der um wenigstens 2V von dem relativen Wert der nächstilegenden anderen Kombination der achtzehn möglichen Kombinationen abweicht.

Das Bildungsgesetz dieser verschiedenen Kombinationen kann wie folgt angegeben werden: die achtzehn möglichen Kombinationen können hinsichtlich der Spannung der ternären Worte in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die erste Gruppe (Gruppe I) umfaßt Jene Worte, welche in zwei tert-Stellungen zwei NuIlspannungsniveaus aufweisen. Die zweite Gruppe (II) umfaßt jene Worte, weiche keine NullSpannungsniveaus aufweisen. Für die Worte in Gruppe I werden die Kombinationen gebildet: a.) Die Summe, die durch Multiplizieren der Spannung des Ausgangssignals (V₁, v₂ , ν 3 oder v^ ) in der betreffenden

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Stellung mit dem Faktor 2 erhalten wird, wird zu dem tert (W,X,Yoder Z ) addiert, das positiv (+) ist.

b.) Die Summe", die durch" Murtipiazleren der Spannung des Äusgangssignals (v^"·, Vg/ v, oder V₁,)'' in der betreffenden Stellung' mit dem Paktor (-2) erhalten wird, wird zu dem tert (if,X,Y oder Z) addiert, das negativ (-)' 1st.

c.) Die absolute GrÖÖe des Ausgangssignals (v-·-,' Vp» v-, oder Vh) in der betreffenden Stellung wird zu dem tert (W,X,Y oder Z) addiert/ das eine Hullspannung (O) aufweist.

Pur das ternäre Wort/ bei" welchem W, X, Y, Z den Spannungsniveaus +"/ 0, 0/ - entsprechen ist daher die Summe beispielswei

se

. Diese Summe hat einen maximalen

relativen Wert von +4, wenn das ternäre Wort am Ausgang v../ Vp, v~/ V₁, des Querdekorrelätiohsfilters 114 gleich +, 0, 0,^: - ist.

Für die ternären Worte in Gruppe II werden die Kmmbihationen gebildet, indem die zwei Ausgänge v.., Vg, v^ oder v^ in der entsprechehdeh Steilung zu den terts W, X, Y oder Z addiert werden, welche positiv (+) sind und indem die zwei Ausgänge V₁, Vp, v, oder v^ in der ehtsprectiehden Stellung von den terts W, X/ Y oder Z sübtrahieijt werden, die negative (-)-Werte aufweisen. Für das vierte ternäre Wort ist beispielsweise das tert in der Steilung W positiv (+), das tert in der Stellung X negativ (-), das tert in der Stellung Y positiv (+) und das tert in der Stellung Z negativ (-). Die Summe der Kom-

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bination der Ausgänge, welche diesem ternären Wort entsprechen, ist daher +v.., -v,., +v, und -V;,. Diese Summe hat einen relativen Wert von +4, der um wenigstens zwei Einheiten höher ist als der relative Wert irgendeiner der anderen Summen, die in den Summierstromkreisen 156 gebildet werden, wenn die Ausgänge dem vierten ternären Wort entsprechen, das ein Wort mit einem Dezimalwert von 3 ist.

Die Stromkreise 152, welche die Ausgänge S^ - S^g von maximalem Wert anzeigen, können als Entscheidungsstromkreise angesehen werden. Dieselben werden durch die Uhr gesteuert, um eine Entscheidung zu treffen, wenn ein Uhrimpuls anzeigt, daß das ternäre Wort richtig registriert ist. Ein Auswerteimpuls Ts, der durch die Uhr erzeugt wird, ladet ein Flip-Flop-Register 185 im Entsehlüsseler 102 auf, um den Maximalwert der Kombinationen S- - S^o genau in dem Augenblick abzulesen, in dem das Formatwort in der Leitung 115 richtig registriert ist. Die Sntscheidungsstromkreise 152 enthalten Maximalsummen-Anzeigenetzwerke 168. Dieselben umfassen achtzehn getrennte Stromkreise I72, von denen der erste die Summe 3. und der letzte die Summe J..ο behandelt. Jeder dieser Stromkreise 172 enthält einen Transistor 174, dessen Basis mit dem Ausgang eines anderen der Summierstromkreise I66 in den Kombinationsstromkreisen 156 verbunden ist. Die Emitter der Transistoren· .jind mit einer gemeinsamen Stromquelle I76 verbunden, die in Form eines Feldeffekttransistors I78 ausgebildet ist, der eine konstante Gittervorspannung aufweist» welche der Gitterelektrode von einer mit +C bezeichneten Quelle zugeführt -wird, während der Entladeelektrode eine Spannung von einer mit' -B " ■' bezeichneten Quelle zugeführt wird. Die Kollektoren der

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U 180994Q

Transistoren 174 sind über getrennte Widerstände 18O mit einer mit +B bezeichneten Quelle verbunden. Die Widerstände 18O und die Transistoren 174 sind derart ausgewählt, daß für einen maximalen relativen Wert von +4 der durch einen der diesen Maximalwert aufnehmenden Transistoren 174 fließende Strom den gemeinsamen Emitterpunkt genügend anheben wird, um die übrigen Transistoren jedes der verbleibenden Stromkreise 172 in ihren nicht leitenden Zustand zu schalten. Nur an einem der Widerstände 180 tritt daher ein Spannungsabfall auf. Dieser Spannungsabfall wird durch einen Vergleichsverstärker 182 angezeigt, der ein Komparator, Differential-oder Punktionsverstärker sein kann. Nur sechzehn Komparatoren 182 sind für die Ablesung der mittleren Spur erforderlich und fünfzehn für die übrigen Ablesekanäle, da zwei Pormatworte in jeder ihrer Stellungen Nullen aufweisen und da das Rahmensynchronisationswort nur auf der mittleren Spur angezeigt wird. Die direkten und umkehrenden Eingänge zu diesen Komparatoren 182 sind parallel zu den Widerständen 180 geschaltet. Die Ausgänge der Komparatoren kommen zur Einwirkung, um ihre zugehörigen Flip-Flops 184 im Register 18J auszulösen. Zur entsprechenden Auslösezeit liefert nur einer der Komparatoren 182 einen Ausgang, der als eine binäre "1" angesehen werden kann. Die Flip-Flops 184 werden zuerst durch Rückstellimpulse von der Uhr zurückgestellt, die auf ihre Rückstelleingänge zur Einwirkung kommen. Der Auswerteimpuls Ts kommt auf das Gitter oder Auslöseeingänge der Flip-Flops zur Einwirkung. Der Auswerteimpuls Ts folgt kurz nach dem Rückstellimpuls, Dadurch wird ein Ausgang, welcher der in den Stromkreisen getroffenen Entscheidung entspricht, in einem der Flip-Flops eingeführt. Die übrigen sechzehn Flip-Flops 184 bleiben zu-

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rückgestelltο Ein Ausgang von der eingestellten Ausgangsklemme des einen dieser Flip-Flops 184 wird daher eine binäre "1" sein. Eine Matrize 186 zur Umwandlung eines Formatwortes in ein binäres Wort empfängt die Signale von fünfzehn der Flip-Flops 184 im Register I8j5 und wandelt diese Signale in die bits der binären Worte um, welche dem vom Band abgelesenen ternären Wort entsprechen. Die Matrize 186 umfaßt vier χ acht Eingangs- ODER-tore, welche Ausgänge A, B, C und D aufweisen, die den binären bits entsprechen. Die Matrize arbeitet entsprechend der nachstehenden Tabelle, in welcher mit S₂* S-, usw. die Ausgänge der Flip-Flops bezeichnet sind.

A - S₉ + S₁₀ + S₁₁ + S₁₂ + S₁₃ + S₁₄ + S₁₅ + B· - S₅ + S₆ + S_{7 +} S_{8 +} S₁₅ + S₁₄ + S₁₅ + S₁₆ c = S₃ + S₄ + S₇ + S₈ + S₁₁ +S_{12 +} S₁₅ + S₁₆ D = S₂ + S₄ + S₆ + Sg + S₁₀ + S₁₂ + S₁₄ + S₁₆

Die binären Worte werden durch einen Befehl von der Uhr in ein Schieberegister 187 eingeführt. Die bits der binären Worte werden durch Verschiebeimpulse, die ebenfalls von der gemeinsamen Uhr erhalten werden, aus dem Register verschoben. Die Versc-hiebeimpulse erfolgen mit der bit-Geschwindigkeit. Ein Reihenfluß von binären bits mit bit-Geschwindigkeit wird daher aus dem Register I87 abgelesen und auf den Entkoppler 42 (Fig. 1) zur Einwirkung gebracht. Der mit den Entscheidungsstromkreisen 152 für die mittlere Spur M/2 verbundene Flip-Flop 184, der die Summe S₁₇ behandelt, bildet den Rahmensynchronisationswortdetektor I08. Dieser leitet einen Rahmensynchronisationsimpuls ab, der auf den Rahmensynchronisationswortgenera-

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tor zur Einwirkung gebracht wird, welcher die 24 dekommutatierenden Stromkreise 48 im Eingangs/Ausgangsabschnitt 10 (Fig» 1) steuert.

Ein wichtiges Merkmal des Entschlüsselers 102 zur Umwandlung •des ternären Wortes in ein binäres Wort besteht darin, daß der mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitende Entschlüsselungsprozess fähig ist, ein ternäres Formatwort zu erkennen trotz Veränderungen der Dämpfungscharakteristiken, d.h. des Verstärkungsfaktors der Übertragung des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges. Im allgemeinen kann sich der Verstärkungsfaktor der Übertragung des Aufzeichnungs/WiedergabeVorganges über einen großen Bereich verändern, nämlich von -15 bis 18 db während eines Ausfalls. Solche Veränderungen sind jedoch im allgemeinen viel langsamer als die Geschwindigkeit des ternären Wortes. Während jedes ternären Wortes ist somit der Verstärkungsfaktor des Aufzeichnungs/Wiedergabevorganges im wesentlichen konstant. Die relativen Niveaus der Ausgangssignale ν.., Vp, V^, und V^,, auf welchen die mit maximaler Wahrscheinlichkeit erfolgende Entscheidung basiert, sind daher ebenfalls verhältnismäßig konstant.

Der Synchronisationsfehlerdetektor 104 ist genauer in Pig. dargestellt. Dieser ffibektor liefert ein Fehlersignal, das Abweichungen vom Synchronisationswort darstellt, wenn die vom Band abgelesenen Formatworte mit der Uhr nicht kohärent sind. Fig. 9 zeigt auch eine andere Ausführungsform des Detektors 98. Die Ablesung des Kopfelements, das die Spur 1 abtastet, wird auf den Wiedergabekanal für diese Spur zur Einwirkung gebracht, der in Fig. 9 gezeigt ist. Ähnliehe Wiedergabekanäle sind für jede der anderen Spuren M vorgesehen mit geringen Abänderungen der Servosteuerung für die Bandantrlebsachse auf dem Kanal für die mittlere Spur. Die Verstärker und Filter 281, welche den Verstärkern 90, 91 und dem Filter 89 ähnlich sind, vorverstärken und filtern das Ausgangssignal des Kopfes und können auch einen gewissen Phasenabgleich für den Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang bewirken. Der veränderliche Verzögerungsstromkreis 28> kann eine aktive

s ;

leitung sein, ähnlich der Verzögerungsleitung 92, die in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungsstromkreises 2δ3 geht durch einen anderen Verstärker 287 hindurch, der ebenso wie der Verstärker 281 ein Trennverstärker ist. Der Verstärker 287 enthält jedoch auch ein Phasenverschiebungs-Ausgleiehsnetzwerk, um die Phasenverschiebung beim Aufzeichnungs/Wiedergabevorgang zu kompensieren. Der veränderliche Verzögerungsstromkreis kann jedoch eine flache Phasenverschiebungcharakteristik über das Band des vom Kopf abgelesenen Signals aufweisen. Es braucht daher kein zusätzlicher Phasenausgeleieh vorgesehen zu werden, um die Phasenverschiebung des veränderlichen VerzögerungsStromkreises zu kompensieren. Das Ausgangssignal des Verstärkers 287 wird sowohl einem Normaltonentziehungsstrorakrj^es 289 als auch einem Normaltonsperrfilter 291 zugeführt. Wie oben erwähnt, weist der Normalton vorzugsweise eine Frequenz am unteren Ende des Spektrums des aufgezeichneten ternären Wortsignals auf, d.h. in der Nähe von I/I6 der bit-Geschwindigkeit. Da in dem beschriebenen System die bit-Geschwindigkeit gleich 2,4 mHz ist, kann die Normalfreques ungefähr I50 kHz betragen. Wie aus Fig. ersichtlich ist, liegt die Normalfrequenz daher in einem Bereich, in welchem der Informationsgehalt des abgelesenen ternären Signals gering ist. Das Niveau des Bezugssignals ist ebenfalls niedrig relativ zum Niveau des ternären Informationssignals, das auf der Spur aufgezeichnet ist. Die Unterdrückung des Normaltons durch das schmale Sperrfilter 291 wird demgemäß die Information nicht wesentlich vermindern. Zwischen dem Sperrfilter 291 und dem Formatwortdetektor 292 ist ein Verstärker 29Ο angeordnet. Ein ähnlicher Verstärker kann zwischen das Filter 100 und den Detektor 98 (Fig. 7) eingeschaltet werden. Der Verstärker 290 ist ein Trennverstärker, der die erforderliche Impedanzanpassungscharakteristik liefert. Der Detektor 292 enthält ein Querdekorrelationsfliter mit einem Verzögerungsnetzwerk 294. Das Netzwerk weifet zwei Abschnitte TO auf, die LC-Kettenleiter sein können. Jeder derselben bewirkt eine Verzögerung TO (TO ist gleich dem tert-Intervall). Die Ausgangssignale des Filters sind mit P_Q, P. und P₂ bezeichnet, wobei jedes einem anderen der drei aufeinanderfolgenden terts entspricht. Diese Ausgangssignale werden auf

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Bewertungsverstärker 296, 298 und 200 zur Einwirkung gebracht, welche den Bewertungsverstärkern 12O₅ 118 und 122 (Pig. 8) ähnlich sind. Die Bewertungen werden entsprechend den in Verbindung mit Fig. 8 erwähnten Verfahren derart ausgewählt, daß das Ausgangssignal v- eines-Summierverstärkers 202 dem tert W entspricht, dessen Herabminderung durch die unmittelbar vorangehenden und nachfolgenden benachbarten terts eliminiert ist. Eine andere Verzögerungsleitung 204 mit'drei Abschnitten TO₁ von denen jeder eine Verzögerung TO bewirkt, ist mit dem Ausgang des Summierverstärkers 202 verbunden,, Diese Verzögerungsleitung liefert die vier terts, welche ein ternäres Wort bsilden. Diese terts werden durch ihre Niveaus V^, Vg, v-, und v^ dargestellt. Diese können auf die Bildungsnetzwerke des mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Detektors zur Ein-. wirkung gebracht werden und dann auf den Entschlüsseier 102, der das ternäre Wort in ein binäres Wort umwandelt» Der D±ektor 292 enthält Bildungsnetzwerke, die den Netzwerken 154 ähnlich sind, und &ombinationsnetzwerke, die dem Netzwerk 156 mit dem Entscheidungsstromkreis 152 (Fig. 8) ähnlich sind. Da der Detektor 292 jeweils nur ein tert behandelt, ergeben sich für die beschriebene Ausführungsform der Erfindung gemäß Pig» 9 beträchtliche Ersparnisse an Bestandteilen.

Der Synchronisationsfehlerdetektor enthält einen Summierverstärker 206, der die Ausgangs-tert-Niveaus V₁, Vg, v, und v^ kombiniert» Da jedes der ternären Formatworte ein Nulldurchschnittsniveau aufweist, liefert der Summierverstärker 206 ein Ausgangssignal mit einem Nullübergangj, der mit der richtigen Registrierung der ternären Worte in der Verzögerungsleitung 204 während jedes ternären Wort Intervalls zusammenfällt, d.h. mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit, die gleich ist 1/4 der bit-Geschwindigkeit (f /4). Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 206 kann sich aus der positiven oder negativen Richtung Nullrähern. Ein Stromkreis 208 für die absolute Größe, z.B. in Form eines Zweiweggleichrichters und eines Normalisierungsverstärkers, spricht demgemäß auf das Ausgangssignal des SummisverstSrkers 206 an und liefert ein Ausgangssignal, das stets die gleiche Polarität (z₀B„ positiv) aufweist mit Nullpunkten, die sich mit der Wortgeschwindigkeit

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(f /4) wiederholen, tlin Signal von eier Uhr ir;it der gleichen Frequenz, (f /4) wird zusammen mit dem /iusgangGSlgnal leg Stromkreises 208 für die absolute Größe auf eine:?! 3ummxerverstarker 210 zur Einwirkung gebracht₆ Kin Dämpfungsglied. 212 gewährleistet, daß das Uhrsignal eine viel niedrigere Amplitude aufweist, die z.B. urn 20 dfo unterhalb des Niveaus des Ausgangssignals des Stromkreises für die absolute Größe liegt. Die relative Dämpfung des Uhrsignals ist erforderlich, um zu verhindern, daß die Uhr einen Einfluß auf die Erzeugung des Synehronisationsfehlersignals ausübt, wenn der Schalt-fehler im Signal jenseits des Steuerbereichs des einen NuI.!durchschnitt aufweisenden ternär en Wortsignals liegt, da*, ölen aus der Tätigkeit des Summierverstärkers 206 und des Stromkreises 208 für die absolute Größe ergibt. Der Summierverstärker 210 führt ein Ausgangs signal einem Breitband-Selektivfliter 2'i4 zu, das so abgestimmt ist, daß es eine Bandbreite von etwa f_/20 hindurchgehen läßt, die um die ternäre Wortgeschwindigkeit (f_o zentriert ist. Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Bandbreite gewährleistet die Stabilität des Servostromkreises. Der Ausgang des Filters, der ein sinusförmiges Signal ist, wird in einem BegrenzerStromkreis 216 begrenzt« Dieser Begrenzerstromkreis führt eine viereckige Welle mit der ternären Wortgeschwindigkeit (ί"_ο/4) einem Phasendetektor 218 zu. Der Phasendetektor kann ein digitaler Phasendetektor oder ein Analogdetektor sein, der ein Ausgangssignal liefert, das von der Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal vom BegrenzerStrom kreis 216 und dem Uhrsignal abhängig ist, welches ebenfalls auf den Detektor 218 zur Einwirkung gebracht wird.

Das Ausgangssignal des Phasendetektors geht durch ein Bandfilter 221 hindurch. Wie genauer in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben wird, weist dasselbe einen Bandpassmittelpunkt bei ungefähr 300 Hz auf und einen Frequenzgang, der mit 6 db pro Oktave auf jeder Seite dieses Verzweigungspunktes abrollt. Der Phasendetektor 218 liefert jedoch nicht irgendein bezeichnendes Ausgangsniveau für Schaltfehler, die sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb 100 Hz verändern, da der Steuerstromkreis des Normaltons die Steuerung bei niedrigen Frequenzen übernimmt. Die einen Nullduroh3Chnitt aufweisenden ternären

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Wortsignale bewirken daher die Steuerung von Zeitbasisfehlern und dynarais chen Verzerrungen bei Geschwindigkeiten oberhalb 100 Hzο Dynamische Verzerrungen und Fehler oberhalb der Ge= schwindigkeit von 10 kHz nehmen einen unbedeutenden Teil des tert-Intervalls ein und haben daher keine bedeutende Wirkung auf die Anzeige von Formatworten. durch ihre tert-Komponenten = Schaltfehler oberhalb einer Geschwindigkeit von 10 kHz bewirken beispielsweise im schlimmsten Falle eine Verschiebung von + J>0 nanosekunden, was 7*5$ eines tert-Intervalls ausmachte Solche Sohaltfehler können daher im System leicht gedidet werden_o Das Servosystem der Eandantriebsachse der Aufzeichnungsvorrichtung wird durch ein Fehlersignal gesteuert^ das vom Steuer Stromkreis des Normaltons für die mittlere Spur abgeleitet wird und auf Schaltfehler unterhalb 10 Hz anspricht» Das Ser-= vosystem der Bandantriebsachse beseitigt daher solche Schalt« fehler, wobei ein restlicher Schaltfehler verbleibt,, der beispielsweise auf Zittern und auf dynamische Verzerrungen relativ zur mittleren Spur zurückzuführen ist _s die bei Geschwindigkeiten oberhalb 10 Hz auftreten*, Solche Schaltfehler betragen im schlimmsten Falle ungefähr -l· 1^5 mikrosekundeno

Wie bereits erwähnt, hat das einen Nulldurchschnitt aufweisende ternäre Wortsignal eine vorherrschende Frequenzkomponente von f /4 und der Phasendetektor 218 kann daher Äusgangssignale über einen Wirkungsbereich liefern, der einer Periode dieser Geschwindigkeit entsprichtj, wodurch die Schaltfehler kompensiert werden, die ein Fehlerband von 667 nanosekunden einnehmen können«. Da ein Schaltfehler von 600 nanosekunden bei einer Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Bandgeschwindigkeit von 1,5 m/s dem restlichen Zittern und der dynamischen Verzerrung bei Geschwindigkeiten oberhalb 400 Hz entspricht, kompensiert das Ausgangssignal des Phasendetektors 218 solche Hochfrequenzschaltfehler. Der Normalton mit einer Frequenz von f /16 wird verwendet, um Synchronisationsfehler-Steuersignale zu erzeugen, welche die verbleibenden Schaltfehler bei Geschwindigkeiten unterhalb 100 Hz kompensieren. Da ein Zyklus des Normaltons eine Dauer von 6,65 mikrosekunden hat mit einem entsprechenden Auffangintervall, eliminiert der Steuerstromkreis des Normaltons Schaltfehler in dem im schlimmsten Falle auftretenden Bereich,

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nämlich + 1,5 mikrosekunden. Der Normalton wird entzogen durch einen phasenstarren Anzeigestromkreis 289, der ein Selektivfilter 220 aufweist, welches auf die Frequenz (f /16) des Normaltons abgestimmt ist. Die Bandbreite des Filtei's ist vorzugsweise größer als 3 kHz, um die Stabilität des Servosystems zu gewährleisten. Ein ßegrenzerstromkreis 224, der das Ausgangssignal des Selektivfilters 220 aufnimmt, und ein Summierverstärker 222 sind ebenfalls im Normalton-Entziehungsatromkreis 289 angeordnet, der über ein Bandregenerierend ist, das auf die Frequenz (f /16) des Normaltohs zentriert ist. Das Ausgangssignal des Begrenzerstromkreises ist daher für den Normalton gesperrt. Das Stör/Mutzverhältnis des gewünschten Normaltons wird daher durch die PhasensperiwLrkung des Stromkreises 289 erhöht und der Normalton wird auf das für die Phasenanaige in einem Phasendetektor 226 gewünschte Niveau wirksam verstärkt, in welchem derselbe bei einer Frequenz von f /16 mit der Uhr verglichen wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 226 wird in einem Tiefpaßfilter 228 gefiltert, dessen Charakteristik in Fig. 10 durch die Kurve a angegeben ist. Die Kurve a veranschaulicht, daß das Tiefpaßfilter 228 einen Kreuzungspunkt mit dem Frequenzgang des Tiefpaßfilters 221 (Kurve b) bei 100 Hz aufweist und dann mit 6 db pro Oktave absinkt.

Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 228 und das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 221 werden einem Summierverstärker 250 auf allen Kanälen mit Ausnahme der mittleren Spur zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers geht durch einen Steuerverstärker 2j52 hindurch. Das Ausgangssignal des Veriärkers 2^2 ist das Synchronisationsfehlersignal, welches zur Steuerung der Verzögerung des veränderlichen Verzögerungsstromkreises 28^ verwendet wird, um dadurch das vom Kopf abgelesene ternäre Wortsignal zu entzerren und Schaltfehler aus demselben zu entfernen. Die Rückkopplungsschleifenverstärkung wird mittels des Verstärkers 2^2 eingestellt, um die Stabilität zu gewährleisten. Durch Einstellung der Amplitude des vom iintziehungsstromkreis 289 herkommenden Signals, beispielsweise mittels (nicht dargestellter) Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor und Dämpfungsgliedern, ist die Rüekkopplungs-

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schleifenverstärkung der Normaltonschleife Null bei etwa 3 kHz, während die Rückkopplungsschleifenverstärkung der Schleife des einen Nulldurchschnitt aufweisenden ternären Wortsignals bei etwa JO KKz Null ist₀ Diese Rüokkopplungsschleifenverstärkung ist in Bereichen von 100 Hz und darunter ausreichend,, um Synchronisationsfehlersignale zu liefern, die dem vom Band abgelesenen Normaltonsignal entsprechen^ Die Rückkopplungssciileifenverstärkung ist auch wenigstens bis etwa 10 kHz für das einen Mulldurchschnitt aufweisende ternäre Worts ignal ausreichend., um die Fehlersignalkontrolle von 100 He bis ungefähr 10 kHz auszuüben. Wie bereits erwähntj, werden die Schaltfehler oberhalb 10 kHz durch das System leicht geduldet«, Unterhalb 100 Hz wird durch das einen Nulldurchschnitt aufwei»■ sende ternäre Wortsignal keine Kontrolle der Erzeugung des Synchronisationsfehlersignals ausgeübt _s da der Phasendetektor 218 kein nennenswertes Ausgangssignal erzeugt, wenn der Sehaltfehler weniger als ungefähr 600 nanosekunden beträgt (was einer Geschwindigkeit γόη 100 Hz entspricht)» In einem solchen Fall liegt die Amplitude der f_o/4-Koraponente des einen Nulldurchschnitt aufweisenden ternären Signals am Ausgang des Stromkreises 208 für die absolute Größe unterhalb der Amplitude des Uhr signals (f_QA), trotz ihrer Dämpfung im Dämpfungsglied 23. Die Uhrsignale Überholen daher das einen Nulldurehschnitt aufweisende ternäre Wortsignal»·

Das Schleifenfehlersignal des Mormaltons der mittleren Spur wird nicht dem Summierverstärker 2JO zugefflhrt, wie die Signale der anderen Kanäle, sondern gelangt sum Servoantriebsverstärker der Bandantriebsaehse, um die Bandgeschwindigkeit genau zu steuern und Zeitbasisfehler uiterhalb 10 Hz auf dem Signal der mittleren Spur zu beseitigen,,

Es soll beispielsweise ein Analogsignal aufgezeichnet das m@ eine? Szelgerkompoaente und einer ümhtillungskoriipoiient® besteht-, wobei die Bandbreite des Üiiihtilluiigsspetetr-urflS viele Mal© kleiner- ist als die Bandbreite des Träge^spektrurasο Wenn die iteipXiimöe des UmMl lungs signals bei einer Geschwindigkeit gsp:>.--'^jif'G wird., welche selbsfcve^sfeMaölieJh. die Nyquist-Geschwin·=

=40=

!QSS3I/H240

digkeit übersteigt, die auf der Frequenz des Umhüllungssignals basiert, und wenn diese geprüften Signale auf einen logarithmischen Analog-Digitalumwandler zur Einwirkung gebracht werden, wird für jedes Prüfwort ein exponentielles Signalwort erzeugt. Die Trägerkomponenten können geprüft und auf einen üblichen linearen Analog-Digitalumwandler zur Einwirkung gebracht werden. Vor jeder solchen Anwendung werden jedoch die geprüften Trägersignale auf einen durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerten Verstärker zur Einwirkung gebracht. Der Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers wird durch die exponentiellen Signalworte derart eingestellt, daß der Eingang des linearen Analog-Digitalumwandlers stets innerhalb seines dynamischen Bereichs liegt. Dies kann in einer Hinsicht als ein Normalisierungsprozess angesehen werden. Zwei digitierte Signale stellen nunmehr jedes Prüfwort dar, nämlich das Ausgangswortsignal des Analog -Digitalumwandlfers und das exponentiell Wortsignal. Wenn der Analog-Digitalumwandler beispielsweise einen dynamischen Bereich von 60 db verarbeiten kann und das Analogsignal über diesen Bereich hinaus zunimmt, wird das exponentielle Wortsignal den Verstärkungsfaktor des Verstärkers verringern, so daß der Eingang des linearen Analog-Digitalumwandlers wieder innerhalb des Bereiches von 60 db liegt.

Tabelle I zeigt das Format des digitierten Signals, welches ein Prüfwort eines Analogeingangssignals darstellt. Das digitierte Signal besteht aus einem charakteristischen Teil mit m bits und einem exponentiellen oder Mantissenteil mit η bits.

Tabelle I

Signalbit lineares Prüfwort logarithmisches PrUfv (m-1) bits wort (n) bits

charakteristischer Teil exponentieller oder

mit "m" bits Mantissenteil mit

"n" bits.

Die Figuren 11 und 12 zeigen eine beispielsweise Ausführungsform des Eingangs/Ausgangsabschnitts 10. Qemäfl Fig. 11 besteht die 3ignalkonditionierungseinriohtong 22 aus einer Anzahl identischeriätromkreise für Jeden Eingangskanal. Der erste und der

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letzte der Eingangskanäle K sind beispielsweise dargestellt» In der Konditionierungseinrichtung 22 sind zwei Stromkreiswege vorgesehen, um in jedem Kanal das Trägersignal bzw» das Umhüllungssignal abzuleiten. Im Trägersignalweg ist ein Tiefpaßfilter 30"i angeordnet, das eine Absperrung beispielsweise bei 5/2 f_ß aufweist, wobei f die. maximale Trägerfrequenz darstellt. Das Filter läßt das Trägersignal hindurchgehen, bewirkt aber eine rasche Dämpfung oberhalb des oberen Endes der Trägerbandbreite, um Fehler in den Prüfworten zu verhindern, die vom "Kommutator 24 erzeugt werden. Der zweite Weg jedes Kanals enthält einen Stromkreis 302 für die absolute Größe und ein Prüf filter 303«, Der Stromkreis für die absolute Größe kann aus einem Zweiweggleichrichter bestehen.Das Prüffilter glättet das gleichgerichtete Signal, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches der Umhüllung des ankommenden Analogsignale entspricht. Es ist zu bemerken,, daß das Spektrum der Umhüllung in seiner Bandbreite wesentlich schmäler ist als das Spektrum des Trägers am Ausgang des Filters 301. Die Prüfgeschwindigkeit für die Umhüllung braucht daher nicht so groß zu sein als die Prüfgeschwindigkeit für den Träger, um den Informationsgehalt der Umhüllung zu bewahren,, ohne Zweideutigkeiten zu entwickeln.

Der Kommutator 2h ist ein elektronischer Stufenschalter, der zwei Abschnitte 199 und 307 aufweist, die in Fig» 11 schematisch dargestellt sind, um die Darstellung zu vereinfachen, Die Sehalterabschnitte weisen die gleiche Zahl von Eingangsklemmen K auf, und zwar eine für jeden der Eingangskanäle» Die Abschnitte prüfen jedoch ihren Kanal mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Der Abschnitt 199 rückt beispielsweise um eine Stufe vor für jede der Stufen K (für einen Zyklus) des Vorrückens des Abschnitts 307· Die Vorrückimpulse A und B (von denen die er'steren eine Wiederholungsgeschwindigkeit 1/K der -Geschwindigkeit der letzteren aufweisen) werden von einem Schaltgenerator 308 erhalten, der durch die Uhr synchronisiert wird. Diese Impulse werden auf die Stufenlogik ihrer zugehörigen Kommutatorabschnitte zur Einwirkung gebracht, um eine Prüfung des Eingangssignals synchron mit der Uhr zu bewirken. Der Schaltgenerator liefert auch einen Im-

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puls, um ein Rahmensynchronisationswort in den digitalen Mehrfachkoppler 28 einzuführen, wie in Verbindung mit Pig« 1 erklärt wurde. Die Prüfworte des Umhüllungssignals werden in einen Analog-Digitalumwandlor für das logarithm:! aehe Prüfiiort mit "n" bits eingeführt, der beispielsweise eine Auflösung von 6 db aufweist. Der Umwandler j51Q entwickelt das exponentielle Signalwort für jedes Prüfwort und bringt dasselbe auf ein wieder in Umlauf setzendes Schieberegister 3 Ό und auch auf den digitalen Mehrfachkoppler 28 zur Einwirkung.

Das Schieberegister 313 enthält einen Neuv/ortregisterteil sowie Teile zur Speicherung von K-I exponentiellen Signalworten. Ss besitzt daher eine Gesamtspeicherkapazität für K Worte. Diese Worte werden im Register mit der Geschwindigkeit; in Umlauf gesetzt, mit welcher die Trägersignale durch den Schalterabschnitt 307 des Kommutators geprüft werden. Wortverschiebeimpulse werden auf das Register vom Schaltgenerator synchron mit den Vorrückimpulsen B zur Einwirkung gebracht, so daß das exponentielle Signalwort im Neuwortregisterteil von dem gleichen Kanal abgeleitet wird wie das Prüfwort des Trägersignals, welches dann von dem mit hoher Geschwindigkeit sich bewegenden Schalterabschnitt 307 des Kommutators aufgenommen wird» Ein neues exponentielles Signalwort wird in den Neuwortregisterteil bei jedem Zyklus des Schalfcerabschnitts 307 eingeführt, entsprechend einem Einführungsimpuls vom Schaltgenerator 308. Dieses exponentielle Signalwort wird im Register 3^3 in Umlauf gesetzt und erscheint im Neuwortregisterteil bei jeder der K-1 Zyklen während der Periode, in welcher der Kanal, von dem es abgeleitet wurde, von dem mit hoher Geschwindigkeit sich bewegenden Schalterabschnitt 307 des Kommutators geprüft wird. Das Schieberegister 313 steuert den Verstärkungsfaktor eines digital gesteuerten Verstärkers 309,

Der Verstärker 309 kann beispielsweise einen Punklionsverstärker enthalten, der in seinem RUckkopplungsweg eine Vielzahl von Dämpfungsgliedern aufweist, von denen _wiedes einem anderen bit im exponentiellen 3ig;ialwort entspricht. Jeden Dämpfungsglied w^ist einen DärapfuD^swert eoif, 'ier "dt .λer ^-^.'^"ifolee das ansprechenden binären bits in Besiehung steht, ^cnn bei-

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spielsweise der logarithmische Analog-Digitalumwandler j51O einen dynamischen Bereich von yo db aufweist^, dargestellt durch ein exponentielles Signalwort mit vier bits, würden vier Reihendämpfungsglieder Im Htickkopplungsweg des Verstärkers 509 Dämpfungen von 6, 12, 24 und 48 db bewirken. Wenn dem Verstärker 309 das exponentiell© Wortsignal 1-0-1-1 angeboten wird, wird die durch den Verstärker bewirkte relative Dämpfung 66 db betragen. Mittels dieser Anordnung wird eine zunehmende Amplitude des Analogsignals durch den.logarithmischen Analog-Digitalumwandler 510 abgetastet, welcher den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 309 verringern kann, so daß der Eingang eines linearen Analog-Digitalumwandlers 311 innerhalb seines dynamischen Bereichs gehalten wird. Die Ausgangsprttfworte des Umwandlers 5II werden in den Mehrfach-) koppler 28 eingeführt, ebenso wie die entsprechenden expo« nentiellen Signalworte. Diese beiden Signale werden mitein-" ander vermischt, so daß ein digitales Ausgangssignal entwickelt wird, welches auf den mit hoher Dichte aufzeichnenden Abschnitt 12 zur Einwirkung gebracht wird» Die charakteristischen bits werden mit einer höheren Geschwindigkeit zugeführt · als die exponentIeIlen bits, so daß eine niedrigere bit-Geschwindigkelt erzielt wird» Da das Umhüllungssignal gleichgerichtet worden ist, muß der Analog-Digitalumwandler 3I1 einem der bits die Aufgabe übertragen, anzuzeigen, ob ein Analogsignal entweder positiv oder negativ ist. Diese Aufgabe wird vom ersten bit erfüllt.

" Gemäß Pig. 11 besteht das digitierte Ausgangswort des Mehrfaohkopplers aus einem charakteristischen Teil mit "m" bits und einem exponentiellen Teil mit "n" bits«. Der Teil mit "m" bits ist unterteilt in ein Signalbit und in ein Prüfwort mit "m-1" bits, um die Amplitude eines Signals innerhalb eines festgesetzten dynamischen Bereichs darzustellen. Wenn sich das Signal außerhalb dieses Bereichs befindet, wird diese Tatsache durch den exponentiellen oder Mantissenteil mit "n" bits angezeigt. Der dynamische Bereich D des Systems in db kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden?

ks

D = 20 Iog₁₀2⁽-^{m 1}^ + 20 log₁₀ 2^ⁿ"^i; (1)

oder anders ausgedrückt:

D = 6 (2ⁿ + m-2) db (2)

Mittels der Gleichung (1) wurde die nachstehende Tabelle aufgestellt, welche den dynamischen Bereich des Systems in db zeigt unter Verwendung eines exponentiellen bits und charakteristischer bits, um ein Prüfwort darzustellen.

Tabelle II

m
_n\ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0	6	12	18	24	30	^6	42	48	54	60	66
1	12	18	24	30	36	42	48	54	60	66	72
2	24	30	36	42	48	54	60	66	72	78	84
3	48	54	60	66	72	78	84	90	96	102	108
4	96	102	108	114	120	126	132	138	144	150	156
5	192	198	204	210	216	224	228	234	240	246	252

Für ein besonderes Beispiel ist zu bemerken, daß 11 "m" bits für einen dynamischen Bereich von 60 db erforderlich sind, wenn kein exponentielles bit verwendet wird, während nur 4 ⁿm" bits und 3 "n" bits (also insgesamt 7) beim Format gemäß der Erfindung für einen dynamischen Bereich von 60 db benötigt werden..

Die ausgewählten besonderen "mn" bit«Kombinationen werden gewöhnlich bei der Auflösung des Prüfwortes bestimmt, die für den charakteristischen Teil mit "m" bits des Wortformats erforderlich ist. Die Auflösung R des Prüfwortes kann in Prozent des maximalen linearen Bereichs des Analog-Digitalumwandlers 311 entsprechend der folgenden Qleiohung ausgedrückt werden}

R = 100 . 2 <¹'^m> (3)

die der Einfachheit hab^er in der nachstehenden TabeUa III zusammengefaßt wurde.

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Tabelle III

ra 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 R 50 25 12,5 6^25 3*125 . 1,562 0,781 0,591 0,195 0,098 0,

Die tatsächliche Bildung für eine angenommenereihe von Umständen kann leicht bestimmt werden.

Gegeben sinds f = maximale Trägersignalfrequenz

f = maximale UmhüllungsSignalfrequenz

D = gewünschter dynamischer Bereich in db

R = gewünschte Auflösung in Prozent

K = Anzahl der Kanäle

Aus der gewünschten Auflösung kann die Anzahl der bits im charakteristischen.Teil aus Tabelle II oder GleichJSung (2) gefunden werden, wobei "in" eine ganze Zahl ist= Die Anzahl der bits "η" des exponentlellen Teils kann nunmehr aus Tabelle II oder den Gleichungen (1) oder (2) erhalten werden» Auch hier soll für "n" eine ganze Zahl gewählt werden.

Wenn nun das Prüfverhältnis "r" als das Verhältnis f /f

c e

der majfimalen Träger Signalfrequenz zur maximalen Umhüllungs-Signalfrequenz definiert WiPd₅ wird ein Gesamtrahmen F von Daten durch die folgende Gleichung gefunden? P * K (n + mr) (4)

Für ein besonderes Beispiel seien die folgenden Werte angenommen s

f = 20 kHz (maximale Trägersignalfrequenz) f =» 1 kHz (maximale Umhüllungssignalfrequenz) D = 60 db (dynamischer Bereich)
R - 12,5# (Auflösung)
K - 24 (Kanäle)

Die Prüfgeschwindigkeit wird gleich dem Dreifachen der höchsten JPrequenz eines Signals und oberhalb der Nyquist-Ge-

909839/1241 ~⁴⁶"

schwindigkeit gewählt. Die folgenden Gleichungen können dann leicht aufgestellt werden:

bits im charakteristischen Teil aus Tabelle II, m = 4 bits im exponentiellen Teil aus Tabelle II, η = 3 Prüf verhältnis r = f„/fV = 20

bits in einem Rahmen von Daten F = K(n + rm) = 1,992 . Kr bits bit-Geschwindigkeit des Systems S = f. . 3 . F/r = 5,976 .

bits/s

Zusammenfassung:

Der verschlüsselte exponentiell Teil wird mit einer niedrigeren Prüfgeschwindigkeit erzeugt als der charakteristische Teil und für jeden Kanal in einem Schieberegister 313* gespeichert. Ein vollständiger Satz von verschlüsselten exponentiellen Teilen für jeden der aufeinanderfolgenden Eingangskanäle ist in diesem Schieberegister enthalten. Wenn der Kommutator 24 die verschiedenen Eingangssignalkanäle prüft, erscheint das entsprechende exponentiell Signalwort für den durch den Verstärkungsfaktor gesteuerten Verstärker 309 im Neuwortgregisterteil des Schieberegisters 31J5. Der verschlüsselte exponentielle Teil ist daher für den durch den Verstärkungsfaktor gesteuerten Verstärker verfügbar, zusammen mit den Breitbandprüfworten bei der höheren Prüfgeschwindigkeit. Das exponentielle Signalwort ist über den logarithmischen Analog -Digitalumwandl er 310 für den exponentiellen Teil mit "n" bits durch den Neuwortregisterteil mit einer viel niedrigeren Geschwindigkeit auf den neuesten Stand gebracht. Die Daten werden daher im Schieberegister mehrere Male in Umlauf gesetzt, bevor sie durch den logarithmischen Analog-Digital-Umwandler 310 auf den neuesten Stand gebracht werden.

Die Funktion des Wiedergabeteils des Eingangs/Ausgangsabschnitts 1#Lst der in Fig. 11 dargestellten entgegengesetzt und wird daher kurz in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben. Ein Fluß von digitalen Formatworten wird von dem mit großer Dichte aufzeichnenden Teil zuerst auf den digitalen Entkoppler zur Einwirkung gebracht. Die Formatworte werden in ihre charakteristischen und exponentiellen Teile getrennt. Die Schaltimpulse für den Entkoppler werden von einem durch eine Uhr synchronisierten Schaltgenerator 354 erhalten.

§09839/1246 .47.

Auf den Schal tgener at or, folgt der Dekommutator 42,, so daß der

ff) ic

charakteristische Teil'"m^t! bits in einea linearen Digital-Analogumwandlter 351 und der exponentielIe Teil in ein Schieberegister 552 eingeführt wird. Nach einem Betriebszyklus wird ein Yollständlger Satz von exponentie11en Signalen in das Neuwortregiäber eingeführt und dieselben liegen im Schieberegister 352 hintereinander. Der entsprechende exponentielle TeD. für jeden Kanal erscheint im Neuwortregister und. wird als ein Steuersignal ;.in." einen durch den Verstärkungsfaktor gesteuerten digitalen Verstärker 353 eingeführt. Dieser stellt seinen Verstärkungsfaktor ein, so daß das wiederaufgebaute Prüfwort am Ausgang des linearen Digital-Analogumwandlers 351 im dynamischen Bereich dein ursprünglichen Analogprüf wort entspricht, bevor dasselbe dlgitiert wurde.

Eine andere Ausführungsform des Miedergabeteils kann die charakteristischen und exponentiellen bits in einem logischen Netzwerk kombinieren, um ein längeres lineares binäres Wort zu bilden» Es wird ein Digital-Anal ogtimwandler mit einem größeren dynamischen Bereich verwendet, um das längere binäre Wort in ein Analogsignal umzuwandeln^, so daB der durch den Verstärkungsfaktor gesteuerte Verstärker entbehrlich wird»

Das wiederaufgebaute Prüfwort wird dem elektronischen Dekommutator 48 zugeführt, der nur einen Schalterabschnitt 355 enthält, welcher durch einen Impuls B vom Schaltgenerator 35^ vorgerückt wird» Dieser ¥onlickimpuls hat die gleiche Geschwindigkeit wie der Impuls B in Pig. 11« Die Prüfworte werden daher dekommutiert und auf die entsprechenden Haltestromkreise 356 und Tiefpaßfilter 358 zur Einwirkung gebracht, welche in der Wiedergabesignal-Konditioniereinrichtung 50 angeordnet sind. Die Haltestromkreise speichern das Prüfwort für eine Periode und die Tiefpaßfilter bewirken die Filterung, die notwendig ist, um die Hochfrequenztiberspannungen und andere vieldeutige Signalkomponenten zu beseitigen, die am Ausgang nicht gewünscht werden. Am Ausgang jedes Kanals erscheint das wiederhergestellte Analogsignal.

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909839/12 4> S

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß eine verbesserte Aufzeichnungsvorrichtung mit ihren zugehörigen Stromkreisen und Systemen beschrieben wurde. Obwohl eine beispielsweise Ausführungsform eines Aufzeichnungssystems dargestellt ist, werden für den Fachmann verschiedene mögliche Abänderungen erkennbar sein. Die ternären Wortsignale können beispielsweise über ein von einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrlehtung verschiedenes Zwischenglied übertragen und davon abgeleitet werden, solange das Zwischenglied ein spektrales Verhalten aufweist, das den spektralen Charakteristiken der ternären Wortsignale ähnlich ist. Die vorstehende Beschreibung soll daher nur als ärläuternd und in keiner Weise einschränkend angesehen werden.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. 09940

   Patentansprüche

   1. Verfahren zur Übertragung einer Signale darstellenden, digitalen oder digitierten Analoginformation auf ein
   oder von einem Aufzeichnungsmedium, vorzugsweise ein mehrspuriges Magnet band j, das eine bestimmte Frequenzspektrumsübertragungscharakteristik aufweist, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen^, dadurch gekennzeichnet,» daß die Informationssignale zwecks Übertragung auf das Aufzeichnungsmedium
   in eine Reihe von Formatworten verschlüsselt werden, von denen jedes eine bestimmte Zeitdauer hat und positive, negative und Nullniveau-lmpulsintervalle aufweist^, so daß die Summe oder das durchschnittliche Impulsniveau während der Dauer
   jedes Formatwortes null beträgt, daß die spektrale Frequenzcharakteristik der Pormatworte so ausgewählt wird, daß sie
   der Frequenzspektrumsübertragungscharakteristik des Aufzeichnungsmedium^ und dass gewünschtenfalls bei der Übertragung der verschlüsselten Information vom Aufzeichnungsmedium diese Formatworte zurück in die digitale oder Analoginformation entschlüsselt werden,

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale Frequenzcharakteristik jedes Formatwortes so verändert wird, daß sie umgekehrt jener des Aufzeichnungsmediums entspricht.

   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entschlüsseln das Auftreten der Formatworte mit den Uhrimpulsen synchronisiert wird und daß die Wiedergabe der Formatworte entsprechend dieser Synchronisation gesteuert wird.

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   4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3.» dadurch gekennzeichnet., daß eine verschiedenartige Gruppe der positiven und negativen Impulse jedes Formatwort bildet, wobei die Impulse getrennte Werte aufweisen, und daß die Entschlüsselung die Anzeige dieser Werte umfaßt, um dieselben wieder in Gruppen zu vereinigen auf der Basis, daß die vereinigten Werte einer Gruppe den ursprünglichen Impulswerten des betreffenden Formatwortes möglichst nahekommen.

   5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten des Nullintervalls verwendet wird, um die Vereinigung der Impulswerte in einzelne Impulsgruppen zeitlich zu bemessen.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5* dadurch ge-e kennzeichnet, daß jedes Formatwort wenigstens drei Impulsniveaus aufweist, wobei die positiven und negativen Impulsniveaus einander gleich sind sowie daß die drei Impulsniveaus das Nullniveau einschließen und ein tert bilden.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Formatwort vier terts umfaßt und daß jedes tert mit seinen drei Impulsniveaus einem verschiedenen Impulssignal der betreffenden digitierten oder digitalen Information entspricht.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß zu den Impulsniveaus ein Normalton addiert wird und daß der Normalton eine Frequenz aufweist, die an das untere Ende des Frequenzspektrums der Impulsniveaus angrenzt.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Übertragung der Formatworte vom Aufzeichnungsmedium die Entschlüsselung die Speicherung der Formatworte in einer Verzögerungsleitung umfaßt, um das gleichzeitige Herausziehen der Impulse zu ermöglichen, die ein Formatwort bilden, und dann die Formatworte in die ursprüngliche digitale oder digltierte Form durch Identifizierung jedes Formatwortes zurückzuverwandeln.

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   809940

   10« Verfahren nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet,,, daß die Entschlüsselung die veränderliche Verzögerung der Impulse umfaßt, bevor die Impulse auf die Versogerungsleitung zur Einwirkung gebracht werden, welche eine festgesetzte Verzögerung aufweist, die einem- Intervall zwischen benachbarten Pormatworten entspricht.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

   daß die veränderliche Verzögerung verändert" wird entsprechend dem Auftreten des Hullintervalls der Summe der Impulse.* welche ein Formatwort bilden.

   12. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreten der Nullintervalle und der Uhrimpulse miteinander synchronisiert ist.

   13. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Verzögerung durch ein Fehlersignal gesteuert wird, das durch Vergleichen der Uhrimpulse mit der Amplitudensumme der positiven und negativen Impulse der Formatworte erzeugt wird«

   14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Verzögerung durch zwei verschiedene Fehlersignale gesteuert wird, von denen das eine durch Vergleichen der synchronisierten Uhrimpulse mit den Nullniveauintervallen erzeugt wird, während das andere Fehlersignal durch Vergleichen des Normaltons mit den Uhrimpulsen erzeugt wird»

   15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der veränderlichen Verzögerung durch das eine oder das andere Fehlersignal entsprechend der Frequenz dieser Fehlersignale bewirkt wird«

   16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daB die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums beim Vorbeigang, am Wiedergabekopf gesteuert wird, um das andere Fehlersignal zu verringern, während das eine Fehlersignal durch veränderliehe Verzögerung der Formatworte vor der Anzeige der

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   Sb

   Nullniveauintervalle verringert wird.

   17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Information auf einer Vielzahl getrennter Spuren auf dem Band aufgezeichnet wird, wobei das andere Fehiersignal nur von einer mittleren Spur des Bandes abgeleitet, wird, während das eine Fehlersignal von jeder Spur abgeleitat wird,» daß die Pehlersignale von jeder der Spuren miteinander kombiniert werden, daß das andere Fehler.signal von der mittleren 3pnr Abweichungen bei verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten oder Frequenzen entspricht, während die Fehlersxgnale von den. anderen Spuren Abweichungen bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten oder Frequenzen entsprechen, um getrennte zusammengesetzte Fehlersignale für jede der Spuren zu liefern, und daß jedes der von den Spuren abgelesenen Signale entsprechend dem zusammengesetzten Fehlersignal für seine zugehörige Spur getrennt verzögert wird, um Schaltfehler und Verzögerungen relativ zur mittleren Spur in den abgelesenen Signalen zn verringern,

   18. Vorrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe einer Signale darstellenden, digitalen oder digitierten Analoginformation auf ein oder von einem Aufzeichnungsmedium, vor zugsweise ein mehrspuriges Magnetband, das eine bestimmte Frer quenzspektrumsübertragungscharakteristik aufweist, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalumwandler oder -verschlUaseler (30,52,60,62,66) die Informationssignale in einen Fluß von Formatworten verschlüsselt, von denen jedes eine Reihe von wenigstens einem positiven Impuls, einem negativen Impuls und einem Nullniveauintervall enthält, deren Amplitudensumme für jedes Formatwort null beträgt, daß der Verschlüsseier die Informationasignale derart verschlüsseln kann, daß die spektrale Frequenzcharakteristik der verschlüsselten Information der Frequenzspektrumsübertragungscharakteristik des Aufzeiohnungsmediums entspricht, daß der Ausgang des Verschlüsselet mit einer Aufzeichnungsvorrichtung (56) verbunden ist und daß gewUnschtenfalla für die Wiedergabe ein Formatwortdetektor (40) mit seinen Eingängen mit einer Ablesevorrichtung (38) und mit seinen Ausgängen mit einem Ent-

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   1 p. n Q Q L schlüsseler (¹I-O)) verbunden ist., welcher die Pormatworte mit Nulldurchschnlttsamplitude zurück in die ursprüngliche Infor= mation umwandelt»

   19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet^ daß der Versehlüsseler für die Aufzeichnung fähig ist,, die auf= einanderfolgenden binären Worte mit vier bits in die Formatwor= te umzuwandeln,«, wobei jedes Formatwort ein ternäres Wort ist«, das vier terts umfaßt, und x-tfobei jedes tert ein positives, ein negatives und ein Nullimpulsniveau aufweist und jedes binäre bit einem verschiedenen tert entspricht_o

   20_o Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge~ kennzeichnet, daß für die Aufzeichnung von Analoginformationssignalen solche Signal® den Eingängen eines Signalkommutators (24) zugeführt werden,, dessen Eingänge mit einem Uhrsignalgenerator (13) zur Prüfung der Analogsignale verbunden ist, um eine Vielzahl von Prüfsignalen" an den Ausgängen des Kommutators (24) zu liefern, die mit einem Digitierer (26) verbunden sind, welcher auch durch den Uhrsignalgenerator (1j5) gesteuert wirdji daß der Ausgang des Digitierers mit einem digitalen Mehrfaehkoppler (28) verbunden ist, welcher digitale Informationssignale sowie digitierte Analogsignale aufnehmen kann, wobei der digitale Mehrfaehkoppler (28) ebenfalls durch den Uhrimpulsgenerator (1j5) gesteuert wird und jeder seiner Ausgänge mit einem Eingang des Verschlüsselet (30) verbunden ist.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitierer (26) für die Aufzeichnung der Analogsignale einen linearen Analog-Bigitalumwandler mit einem vorherbestimmten dynamischen Bereich und einen logarithmischen Analog-Digi™ talumwandler umfaßt, daß der Eingang des linearen Analog-Digitalumwandlers mit einem PrüfStromkreis verbunden ist, der aus dem Analogsignal Analogsignalprufworte erzeugt, daß der lineare Analog-Digitalumwandler für jedes Analogsignalprüfwort ein verschlüsseltes charakteristisches Signal erzeugt, daß der Eingang des logarithmischen Analog-Bigitalumwandlers mit einem weiteren Prüfstrpmkreis verbunden ist, welcher die Umhüllungskomponente des Analogsignals prüft, um ein verschlüsseltes exponentielles

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   Signal zu erzeugen, das die Umhüllungskomponente darstellt, und daß die Umwandler durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerte Stromkreise enthalten, welche die Analogsignalprüfworte entsprechend dem verschlüsselten exponentiellen Signal einstufen können, so daß sich die Analogsignalprüfworte innerhalb des vorherbestimmten dynamischen Bereichs des linearen Analog-Digitalumwandlers befinden, wodurch die digitierten Analogsignale durch das verschlüsselte clwakteristisehe Signal und das verschlüsselte exponentiell Signal dargestellt werden.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Analog-Digitalumwandler (26) für die Aufzeichnung ein festgesetztes bit-Niveau ¹V aufweist, wodurch wenigstens einem bit die Aufgabe zufällt, die Polarität des Analogsignals zu bestimmen, während m-1 bits verwendet werden, um in Prozenten die Beziehung R zwischen dan Amplituden der Analogsignalkomponenten darzustellen, d.h. R = 100 . 2^ " '.

   2J. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß das exponentielle Signal für die Aufzeichnung "n" bits umfaßt, die so ausgewählt sind, daß der dynamische Bereich D der Vorrichtung durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

   D = 6(2ⁿ + m-2)db

   2h. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerten Stromkreise für die Aufzeichnung eine lineare Charakteristik aufweisen, um Dämpfungswerte zu liefern, welche dem binären Wert des verschlüsselten exponentiellen Signals entsprechen.

   25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21-24, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitierer für die Aufzeichnung einen Kommutator umfaßt zur Prüfung des exponentiellen Signals der Umhüllungskomponente mit einer niedrigeren Wiederholungsgeschwindigkeit als die Analogsignalprüfworte zur Erzeugung des charakteristischen Signals.

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   26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21-25, dadurch gekennzeichnet," daß die durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerten Stromkreise für -die Aufzeichnung mit Signalverzögerungselementen verbunden sind, welche das.verschlüsselte charakteristische Signal sowie das verschlüsselte exponentielle Signal verzögern·

   27« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18-26, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufzeichnung Vorverzerrungsstromkreise vorgesehen sind, welche das ganze Prequenzspektrum der Formatworte vorverzerren so daE dieses Spektrum bei der Wiedergabe im wesentlichen flach Ist.

   28» Vorrichtung nach einem der -Ansprüche 18-27, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (40) für die Wiedergabe eine ortsfeste Verzögerungsleitung (115 oder 287) enthält, die eine Vielzahl von Ausgangsklemmen (P,.-P₂J_-) aufweist, welche voneinander durch ein Zeitintervall getrennt sind, das der Signal» · ausbreitung längs der Verzögerungsleitung entspricht, welche gleich der Dauer der Impulse eines Formatwortes ist, und daß eine Stromkreisanordnung (289) vorgesehen ist, welche mit ihrem Eingang auf die Klemmen der Verzögerungsleitung anspricht und welche die Impulse jedes Formatwortes nacheinander in der Verzögerungsleitung registrieren kann.

   29. Vorriahtung'nach einem der Ansprüche 18 - 28, dadurch gekennzeichnet, daB für die Wiedergabe zwischen den Detektor (40) und den .EntsohlUsseler (46) ein Entkopplungsstromkreis (42) eingeschaltet 1st, der einen Satz von Ausgängen für die digitale Information und einen weiteren Ausgang für die digitlerte Analoginformation aufweist, welche dem Entschlüsseier (46) zugeführt wird_f der als ein'Digital-Analogumwandler wirkt, dessen Ausgang mit einem Dekommutator (48) verbunden ist»

   30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dal die impulspegistrlerungestroaikrelsanordnung (289) für die Wiedergabe eine veränderliche Verzögerungsleitung (283) umfaßt,: deren Ausgang mit des⁵ ortsfesten Verzögerungsleitung verbunden ist.

   31. Vorriohtung naoh Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Registrierungsstromkreisanordnung für die Wiedergabe Stromkreiselemente (114) umfaßt, welche auf eine Vielzahl aufeinanderfolgender Impulse ansprechen, um dieselben entsprechend den Formatworten mit Nulldurchschnittsniveau außer Wechselbeziehung zu bringen.

   32. Vorrichtung nach Anspruch J5O, daduroh kennzeichnet, daß der Pormatwortdetektor für die Wiedergabe einen mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitenden Detektor (IO3) enthält.

   33· Vorrichtung nach Anspruch 32, daduroh gekennzeichnet, daß der mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitende Detektor (103) ein erstes Netzwerk (154) enthält, das eine Vielzahl von Signalkombinationen bildet, wobei jede Kombination der Impulskombination eines verschiedenen Formatwortes entspricht, daß das erste Netzwerk (154) mit einem zweiten Netzwerk (156) verbunden ist, das die Amplitudensumme jeder der Signalkombinationen bildet, und daß das zweite Netzwerk mit einem Entscheidungsstromkreis (172) verbunden ist, der entscheiden kann, . welche Summe die größte Amplitude aufweist«

   34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der mit maximaler Wahrscheinlichkeit arbeitende Detektor (I03) über die Ausgänge seines Entscheidungsstromkreises (172) mit einer Entsohlüsselungsmatrize (186) verbunden ist, welche die Ausgangssignale des Detektors (IO3) in eine Vielzahl binärer bits umwandelt, die dem Informationsgehalt entsprechen, den ein angezeigtes Formatwort darstellt, und daß die Matrize (186) über ein Schieberegister mit Ableseeinrichtungen verbunden ist.

   35· Vorriohtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wiedergabe der Formatworte, welche synchron mit einem gemeinsamen Uhrsignal aufgezeichnet worden sind, der Entschlüsseier eine Vielzahl von Signalspeiohereinriohtungen sowie Auswertestromkreise enthält, welohe zwischen die Ausgänge des Entspheidungsstromkreises und der Speiohereinrihtungen eingeschaltet sind, wobei die AuswerteStromkreise durch

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   das gemeinsame Uhrsignal gesteuert werden, um die an den Ausgängen des Entscheidungsstromkreises erzeugten Signale auszuwerten, welche dem angezeigten Pormatwort entsprechen.

   36, Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wiedergabe von digitierten Analogsignalen, die exponentielle und charakteristische Komponenten aufweisen, der Entschlüsseier einen Dekommutator (48) zur Trennung der exponentiellen Signalkomponenten von den charakteristischen Signalkomponenten umfaßt, daß ein linearer Digital-Analogumwandler auf die charakteristischen Signalkomponenten anspricht, um Analogausgangssignale zu liefern, und daß durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerte Verstärker auf die exponentiellen Signalkomponenten ansprechen, um den dynamischen Bereich der Ausgangssignale zu verändern, die am Ausgang des Umwandlers erzeugt werden.

   37· Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß Signaljikonditioniereinrichtungen (50) vorgesehen sind, welche auf die Ausgangssignale einer Vielzahl von durch einen Verstärkungsfaktor gesteuerten Verstärkern ansprechen, um die Analogsignale wiederherzustellen.

   38. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wiedergabe ein Nullniveausteuerstromkreis und ein Normaltonsteuerstromkreis vorgesehen sind, welche durch Vergleichen eines Nullniveausignals bzw. eines Normaltons mit den gemeinsamen Uhrimpulsen zwei Wiedergabesteuersignale erzeugen.

   39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullniveausteuerstromkreis und der Normaltonsteuerstromkreis für die Wiedergabe entsprechende Bandpaßfilter enthalten, wobei das Bandpaßfilter (221) des Nullniveausteuerstromkreises einen höheren Bandpaß aufweist als das Filter (228) des Normaltonsteuerstromkreises und wobei die Ausgänge der Filter (221,228) mit einer Summiereinrichtung (230) verbunden sind, um ein zusammengesetztes Fehlersignal zu erzeugen.

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   40. Vorrichtung nach Anspruch J58 oder ;59, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromkreise für die Wiedergabe Phasenkomparatoren enthalten, welche den Normalton und das Nullniveausignal mit den gemeinsamen Uhrimpulsen vergleichen.

   41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrspurige magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung vorgesehen ist, welche in ihrem Wiedergabeteil den Entschlüsseier und Steuerstromkreise für jede Spur eines Magnetbandes enthält, mit der Ausnahme, daß die Wiedergabeelemente für eine Spur, auf welcher der Normalton aufgezeichnet ist, vorzugsweise die mittlere Spur des Magnetbandes, einen Steuerstromkreis für die Bandgeschwindigkeit enthalten, welcher den Normalton und die Uhrimpulse vergleicht, um ein Steuersignal für eine Servoeinrichtung zum Antrieb des Bandes zu erzeugen, wobei der Steuerstromkreis für die Bandgeschwindigkeit ein Tiefpaßfilter enthält, dessen Bandpaß dem dynamischen Verhalten der Servoeinrichtung entspricht.

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