DE19500242A1

DE19500242A1 - Digitale Dekodierung von Schritt-Spaltungs-Zeichen-kodierten seriellen digitalen Signalen

Info

Publication number: DE19500242A1
Application number: DE19500242A
Authority: DE
Inventors: Joe L Rainbolt
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1995-07-20
Also published as: US5465268A; GB2285728B; GB2285728A; JP3000334B2; GB9500582D0; JPH07273811A; CA2139548C; CA2139548A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Dekodieren serieller digitaler Signale und insbesondere das digitale Dekodieren serieller digitaler Signale, die Schritt-Spaltungs-Zeichen kodiert (biphase-mark encoded) sind.

Eine international anerkannte Norm zur Übertragung eines digi talisierten Audio-Signals ist unter der Bezeichnung AES-3 1992 bekannt. Gemäß dieser Norm wird das digitale Audio-Signal se riell angeordnet und dann kodiert, um ein polaritätsfreies Signal zu erhalten. Bei dieser Kodierung, die als Schritt- Spaltungs-Zeichen-Kode (biphase-mark encoding) bekannt ist, wird das digitale Audio-Signal derart kodiert, daß jedes Bit am Ende eines jeden Bitintervalles einen Übergang zur entge gengesetzten Polarität aufweist. Logische "Einsen" weisen einen zusätzlichen Übergang in der Mitte des Bitintervalles auf. Zur Dekodierung dieses kodierten Audio-Signals ist es erforderlich, ein Taktsignal aus dem kodierten Audio-Signal zu gewinnen und die Sequenz logischer "Einsen" und "Nullen", die den Signalinhalt darstellen, zu extrahieren.

Bei Dekodiergeräten aus dem Stand der Technik, beispielsweise beim CS8411, hergestellt von der Crystal Semiconductor Corporation, Austin, Texas, Vereinigte Staaten von Amerika, kommt eine analoge Dekodiertechnik zum Einsatz. Das serielle digitale Audio-Signal wird hierbei an das Dekodiergerät ge legt, welches eine analoge phasengesperrte Schleife aufweist, um den Takt wiederzugewinnen, der zur Dekodierung des Signals verwendet wird. Derartige Dekodiergeräte sind teuer und jitterempfindlich, so daß sie nicht immer richtig dekodieren, wenn die Übergänge im Signal nicht immer zu der präzise erwar teten Zeit auftreten.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Dekodierung serieller digitaler Signale mit Schritt-Spaltung-Zeichen-Ko dierung zu entwickeln, welches kostensparender und weniger an fällig gegenüber Jitter ist als Dekodiergeräte aus dem Stand der Technik.

Die vorliegende Erfindung stellt ein digitales Dekodiergerät für ein serielles digitales Signal mit Schritt-Spaltungs-Zei chen-Kodierung zur Verfügung, beispielsweise für ein serielles digitales AES-Audio-Signal. Das kodierte Signal wird von einem Abtasttakt abgetastet, um Flanken im Signal zu erfassen, wobei die erfaßten Flanken ein sogenanntes BLIVET-Signal (Signal aus Anschlußflächen) bilden. Das BLIVET-Signal wird als Eingangs signal an ein digitales Ein-Bit Tiefpaßfilter gelegt, um eine Niederfrequenzkomponente als dekodiertes Taktsignal zu erhal ten und um ein Fenstersignal um einen Mittelpunktsbereich in nerhalb eines jeden Bitintervalles zu erzeugen, welches von dem dekodierten Taktsignal definiert wird. Das Fenster- und das BLIVET-Signal werden zur Ableitung eines Übergangstaktsig nals verwendet, und das Übergangs- und das dekodierte Taktsig nal erzeugen ein dekodiertes serielles digitales Signal, indem sie eine logische Eins für jedes Bitintervall, in welchem ein Übergang auftritt, bzw. eine logische Null für jedes andere Bitintervall ausgeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung stellt ein Blockschaltbild eines digitalen Dekodiergerätes für serielle digitale Signale mit Schritt-Spaltungs-Zeichen-Kodierung gemäß vorliegender Er findung dar.

Es wird nunmehr auf diese Figur Bezug genommen. Darin wird ein serielles digitales Signal mit Schritt-Spaltungs-Zeichen-Ko dierung, beispielsweise ein serielles digitales AES-Audio-Sig nal, als Eingangssignal einer Flankenerfassungsschaltung 10 eingegeben. In der Flankenerfassungsschaltung 10 wird das Ein gangssignal von einem ersten Flipflop 12 abgetastet, welches von einem Abtasttakt getaktet wird. Der Abtasttakt steht in keiner Beziehung zu dem Eingangssignal, abgesehen davon, daß er größer ist als das Zweifache der höchstfrequenten Kompo nente des Eingangssignals. Das Eingangssignal und das Aus gangssignal des ersten Flipflops 12 werden als Eingangssignal an ein exklusives ODER-Gatter 14 gelegt. Das Ausgangssignal aus dem exklusiven ODER-Gatter 14 ist ein BLIVET-Signal, wel ches eine Flanke, entweder ansteigend oder abfallend, im Ein gangssignal darstellt.

Das BLIVET-Signal wird als Eingangssignal an ein digitales Ein-Bit-Tiefpaßfilter 16 gelegt, welches so abgestimmt ist, daß es nur eine niederfrequente Komponente des Eingangssignals durchläßt, um ein dekodiertes Taktsignal zu erzeugen. Das di gitale Filter 16 weist eine digitale Verzögerungsleitung 18 mit Abgriffen und einer Vielzahl von Verzögerungs-Flipflops 20 auf, die in Reihe geschaltet sind und von dem Abtasttakt ge taktet werden. Das digitale Filter 16 erzeugt auch ein FENSTER-Signal. Das FENSTER-Signal wird gebildet, indem zwei oder mehr Abgriffe von der digitalen Verzögerungsleitung 18 einem logischen ODER-Gatter 22 eingegeben werden. Die für das FENSTER-Signal ausgewählten Abgriffe werden zum Abstimmen des digitalen Filters 16 verwendet. Das FENSTER-Signal tritt in Intervallen auf, die Flanken umgeben, wie sie durch das BLIVET-Signal angegeben werden, die zwischen diejenigen fallen, die die niederfrequente Komponente des Eingangssignals darstellen. Das FENSTER-Signal wird an einen invertierenden Eingang eines UND-Gatters 24 gelegt, und das BLIVET-Signal wird an einen nicht-invertierenden Eingang des UND-Gatters gelegt. Das UND-Gatter 24 hat die Wirkung, Übergänge des Eingangssignals, die die hochfrequente Komponente darstellen, am Eintritt in die digitale Verzögerungsleitung 18 zu hindern. Eine Flanke des BLIVET-Signals wird von dem UND-Gatter 24 durchgelassen, wenn das FENSTER-Signal tief ist. Die Flanke wird durch die digitale Verzögerungsleitung 18 geleitet, um einen dekodierten Taktpuls zu bilden. Die Abgriffe der Ver zögerungsleitung 18 ergeben das FENSTER-Signal um einen Punkt herum, der sich auf halber Strecke zwischen Flanken nieder frequenter Komponenten des BLIVET-Signals befindet, so daß Übergänge, die zwischen Flanken niederfrequenter Komponenten auftreten, am Eintritt in die Verzögerungsleitung 18 gehindert werden.

Das FENSTER- und das BLIVET-Signal werden auch einer Bitdeko dierschaltung 26 eingegeben, zusammen mit dem dekodierten Taktsignal aus dem digitalen Ein-Bit-Tiefpaßfilter 16. Das FENSTER- und das BLIVET-Signal werden als Eingang an ein Dekodierer-UND-Gatter 28 gelegt, welches Übergänge in der Mitte eines Bitintervalles erfaßt, welches von dem dekodierten Taktsignal definiert wird, wobei diese Übergänge eine logische "1" darstellen. Derartige Übergänge takten ein erstes Deko dier-Flipflop 30, welches eine logische "1" an seinen Ausgang überträgt. Das erste Dekodier-Flipflop 30 wird von dem deko dierten Taktsignal am Ende des Bitintervalles zurückgesetzt. Das dekodierte Taktsignal taktet auch ein zweites Dekodier- Flipflop 32, um das Ausgangssignal des ersten Dekodier-Flip flops 30 als das dekodierte Ausgangssignal mit logischen "1" und "0" an den Ausgang zu übertragen. Wenn innerhalb eines Bitintervalles kein Übergang vorliegt, dann wird das erste Dekodier-Flipflop 30 nicht gesetzt und eine Null wird an den Ausgang übertragen. Kommt innerhalb des Bitintervalles ein Übergang vor, dann wird eine Eins an den Ausgang übertragen.

Somit stellt die vorliegende Erfindung ein digitales Dekodier gerät für ein serielles digitales Signal mit Schritt-Spal tungs-Zeichen-Kodierung zur Verfügung, bei dem Flanken im Signal erfaßt werden, ein dekodiertes Taktsignal aus der nie derfrequenten Komponente der Flanken abgeleitet wird, welches Bitintervalle für das Signal definiert, und das Signal in Abhängigkeit von dem dekodierten Taktsignal und Übergängen in den Bitsignalen dekodiert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum digitalen Dekodieren eines seriellen digitalen Signals mit Schritt-Spaltungs-Zeichen- Kodierung, gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung (10) zum digitalen Erfassen von Flanken in dem kodierten seriellen digitalen Signal, um ein BLIVET-Signal zu erzeugen;
eine Vorrichtung (16) zum digitalen Filtern des BLIVET-Signals, um ein dekodiertes Taktsignal wiederzuge winnen, welches Bitintervalle für das kodierte serielle digitale Signal definiert; und
eine Vorrichtung (26) zum digitalen Dekodieren des kodierten seriellen digitalen Signals in Abhängigkeit von dem BLIVET-Signal und dem dekodierten Taktsignal, je nach Vorhandensein/Abwesenheit eines Überganges in jedem Bitintervall, um ein dekodiertes serielles digitales Signal zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung folgendes umfaßt:
ein Flipflop (12) mit einem Eingangs-, einem Ausgangs- und einem Taktanschluß, wobei das kodierte serielle digitale Signal an den Eingangsanschluß angelegt wird und ein Abtasttaktsignal an den Taktanschluß ange legt wird; und
ein exklusives ODER-Gatter (14), an das als Eingangssignale das kodierte serielle digitale Signal und das Ausgangssignal vom Flipflop angelegt werden, um das BLIVET-Signal an einem Ausgangsanschluß zu erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtervorrichtung folgendes umfaßt:
eine digitale Verzögerungsleitung (18) mit Abgriffen und einem Eingangs- und einem Ausgangsanschluß, wobei das dekodierte Taktsignal von dem Ausgangsanschluß genommen wird; und
eine Vorrichtung (22, 24) zum Durchlassen einer niederfrequenten Komponente des BLIVET-Signals, ent sprechend dem dekodierten Taktsignal, an den Eingangsan schluß der digitalen Verzögerungsleitung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßvorrichtung folgendes umfaßt:
ein UND-Gatter (24) mit einem invertierenden Eingangsanschluß, einem nicht-invertierenden Eingangsan schluß und einem Ausgangsanschluß, wobei das BLIVET-Sig nal an den nicht-invertierenden Eingangsanschluß gelegt wird und der Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß der digitalen Verzögerungsleitung verbunden ist; und
ein ODER-Gatter (22), an das als Eingänge Abgriffe von der digitalen Verzögerungsleitung angelegt werden und dessen Ausgang ein Fenstersignal ist, wobei die Abgriffe derart gewählt sind, daß das Fenstersignal einen Bereich in der Mitte eines jeden Bitintervalles abgrenzt, wobei das Fenstersignal an den invertierenden Eingangsanschluß des UND-Gatters gelegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiervorrichtung folgendes umfaßt:
ein UND-Gatter (28), an dem als Eingänge das BLIVET- Signal und ein Fenstersignal anliegen, welches einen Be reich in der Mitte eines jeden Bitintervalles abgrenzt und ein Übergangstaktsignal an einem Ausgangsanschluß erzeugt; und
eine Vorrichtung (30, 32) zum Regenerieren des dekodierten seriellen digitalen Signals in Abhängigkeit von dem Übergangs- und dem dekodierten Taktsignal.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsvorrichtung folgendes umfaßt:
ein erstes Flipflop (30), welches von dem Über gangstaktsignal getaktet wird und von dem dekodierten Taktsignal zurückgesetzt wird, wobei das erste Flipflop eine logische Eins als Eingangssignal und einen Ausgang hat; und
ein zweites Flipflop (32), das von dem dekodierten Taktsignal getaktet wird und dessen Eingang mit dem Aus gang des ersten Flipflops verbunden ist, um das deko dierte serielle digitale Signal an einem Ausgangsanschluß zu erzeugen.

7. Verfahren zum digitalen Dekodieren eines seriellen digi talen Signals mit Schritt-Spaltungs-Zeichen-Kodierung, mit folgenden Schritten:
Erfassen von Flanken des kodierten seriellen digitalen Signals, um ein BLIVET-Signal zu erzeugen;
digitales Filtern des BLIVET-Signals, um ein dekodiertes Taktsignal wiederzugewinnen, welches Bit intervalle für das kodierte serielle digitale Signal definiert; und
Dekodieren des kodierten seriellen digitalen Signals in Abhängigkeit von dem BLIVET-Signal und dem dekodierten Taktsignal, je nach Vorhandensein/Abwesenheit eines Über ganges in jedem Bitintervall, um ein dekodiertes seriel les digitales Signal zu erzeugen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen folgende Schritte umfaßt:
Abtasten des kodierten seriellen digitalen Signals mit einer Abtastgeschwindigkeit, die größer ist als das Zweifache aber höchstfrequenten Komponente des kodierten seriellen digitalen Signals; und
Vergleichen aufeinanderfolgender Abtastwerte des kodierten seriellen digitalen Signals, um ein BLIVET-Sig nal zu erzeugen, wenn aufeinanderfolgende Abtastwerte entgegengesetzte logische Zustände haben.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterschritt folgende Schritte umfaßt:
Durchlassen einer niederfrequenten Komponente des BLIVET-Signals; und
digitales Verzögern der niederfrequenten Komponente, um das dekodierte Taktsignal zu erzeugen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßschritt folgende Schritte umfaßt:
Erzeugen eines Fenstersignals innerhalb eines jeden Bitintervalles, das eine hochfrequente Komponente des BLIVET-Signals einschließt; und
Verhindern, daß die hochfrequente Komponente durch den Verzögerungsschritt verarbeitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekodierschritt folgende Schritte umfaßt:
Erzeugen eines Übergangstaktsignals aus dem BLIVET- Signal und einem Fenstersignal, welches eine hochfrequen te Komponente des Blivetsignals einschließt; und
Regenerieren des dekodierten seriellen digitalen Signals in Abhängigkeit von dem Übergangstakt- und dem dekodierten Taktsignal.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerationsschritt folgende Schritte umfaßt:
Takten einer logischen Eins an einen Ausgang als das dekodierte serielle digitale Signal als Reaktion auf das dekodierte Taktsignal, wenn das Übergangstaktsignal innerhalb eines Bitintervalles auftritt; und
Takten einer logischen Null an den Ausgang als das dekodierte serielle digitale Signal als Reaktion auf das dekodierte Taktsignal, wenn innerhalb des Bitintervalls kein Übergangstaktsignal vorliegt.