DE19515074A1 - Helical track magnetic tape recording and playback system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Schrägspuraufnahme-/ und Wiedergabegerät für digitale Daten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a helical recording and / Playback device for digital data according to the preamble of Claim 1.
Es ist bekannt, bei digitalen Schrägspuraufnahme-/ und Wiedergabegeräten für Audio-, Video-, und allgemeine aufzuzeichnende Daten zur Spurhaltung Pilottöne in den Datenspuren einzuschachteln. Die Einschachtelung kann zeitsimultan mit den Daten durch Frequenzentkopplung (a) oder durch Überlagerung (b) durchgeführt werden.It is known in digital helical recording and / Playback devices for audio, video, and general data to be recorded for tracking pilot tones in the Nest data tracks. The nesting can simultaneous with the data by frequency decoupling (a) or can be carried out by superposition (b).
In solchen Fällen steht vorteilhafterweise die Gesamtspurlänge zur Auswertung zur Verfügung. Nachteil ist im Falle (a) die notwendige Einschränkung der Datenkanalbandbreite und die genaue Einhaltung der Pilotträgeramplituden zur Vermeidung von Störungen durch Oberwellen. Nachteilig ist im Falle (b) die geringe Amplitude, da von einem Verfahren der digitalen Summenvariation im Takte der Pilotträgerfrequenz Gebrauch gemacht wird, das nur geringe Pilotträgerenergie zuläßt. Die Einschachtelung der Pilottöne kann im Zeitmultiplex (Burst ATF) erfolgen. Da zeitgleich keine Daten übertragen werden, ist die Energie der Pilotfrequenzen sehr hoch. Nachteilig ist die auf die notwendige Einschwingzeit der Auswertefilter reduzierte Zeitdauer der Pilottoneintastung.In such cases, the total track length is advantageous available for evaluation. The disadvantage in case (a) is necessary limitation of the data channel bandwidth and the exact Compliance with the pilot carrier amplitudes to avoid Harmonic interference. The disadvantage in case (b) low amplitude because of a process of digital Sum variation in the clock of the pilot carrier frequency use is made that allows only low pilot carrier energy. The pilot tones can be interleaved in time division multiplex (burst ATF). Since no data is being transferred at the same time the energy of the pilot frequencies is very high. The disadvantage is that reduced to the necessary settling time of the evaluation filter Duration of the pilot tone keying.
Die Systeme nach (a) bzw. (b) sind Stand der Technik und hinlänglich bekannt. Im Falle von Burst ATF in Kombination mit einem digitalen Servosystem auf Microkontrollerbasis sind Lösungen mit separaten IC′s bei Digital Audio Tape DAT bekannt. In diesen IC′s wird das Pilotträgersignal gefiltert und gleichgerichtet, aus den Übersprechsignalen ein Spurfehlersignal erzeugt. Dieses wird dem vom Servosystem bereitgestellten Regelsignal für den Bandvorschub als Phasenkorrektursignal zuaddiert. Eine solche Lösung ist teuer und extrem unflexibel, wenn z. B. verschiedene Bandvorschubbetriebsarten gewünscht werden, die alle nach verschiedenen Regeln phasensynchronisiert erfolgen sollen.The systems according to (a) and (b) are state of the art and well known. In the case of burst ATF in combination with a digital servo system based on microcontrollers Solutions with separate IC's known at Digital Audio Tape DAT. In these IC's, the pilot carrier signal is filtered and rectified, a tracking error signal from the crosstalk signals generated. This is provided by the servo system Control signal for the tape feed as a phase correction signal added. Such a solution is expensive and extremely inflexible, if e.g. B. different tape feed modes are desired are all phase-synchronized according to different rules should take place.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrägspuraufnahme und Wiedergabesystem zu schaffen, welches auf einfache Weise eine Spurführung vornimmt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche angegeben.The invention has for its object a helical track recording and to create playback system which is simple makes a guidance. This task is carried out by the im Features specified in claim 1 of the invention solved. Advantageous further developments are through the subclaims specified.
Bei der erfindungsgemäße Lösung wird die Verarbeitung der ATF Information (inclusive Burst ATF) für das DVC (Digital Video Cassette) Format in ein Mikrocontrollersystem eingebunden, so daß alle Korrektursignale von diesem bearbeitet und die entsprechenden Motorsteuersignale abhängig von den Betriebsarten bereitgestellt werden. Der Bereich des embedded ATF wird dabei zur Spurhaltung im Normalwiedergabebetrieb genutzt, während der burst ATF Bereich beim Überschreibbetrieb und bei der Suchlaufwiedergabe von aufgezeichneten MPEG Daten zum Auffinden vorbestimmter Spuranteile genutzt wird.In the solution according to the invention, the processing of the ATF Information (including burst ATF) for the DVC (digital video Cassette) format integrated in a microcontroller system, see above that all correction signals processed by this and the corresponding engine control signals depending on the operating modes to be provided. The area of the embedded ATF will be there used for tracking in normal playback mode during the burst ATF area when overwriting and when Search playback of recorded MPEG data for locating predetermined track shares is used.
Erfindungsgemäß wird das ATF Signal in einem Filterbaustein gewonnen, der auch die Gleichrichtung der ausgefilterten Pilottöne vornimmt. Die beiden Gleichspannungswerte werden im Servo Mikrocontroller mit A/D Wandlern abgefragt und verarbeitet. Gekoppelt an die Umdrehung der Kopftrommel werden Pulse vom Servosystem erzeugt, die die ATF-Aufbereitung zwischen Direktbetrieb und Haltebetrieb umschalten, so daß eine Auswertung während der schnellen ATF Burstphase vom Mikrocontroller erreicht wird.According to the ATF signal is in a filter module won, which also rectifies the filtered out Pilot tones. The two DC voltage values are in the Servo microcontroller queried with A / D converters and processed. Be coupled to the rotation of the head drum Pulse generated by the servo system that the ATF preparation between Switch direct mode and hold mode so that a Evaluation during the fast ATF burst phase from Microcontroller is reached.
Erfindungsgemäß ist das digitale Magnetbandaufzeichnungsgerät für Spurhaltesignale mit partiell kurzer Dauer bestückt, mit einer Kopftrommel, einem Bandantriebsmechanismus, einem Kopfverstärker, einem Servoregelsystem und einer Spurhaltesignalverarbeitung mit Filterstufen und Gleichrichtern. According to the invention, the digital magnetic tape recorder is for lane-keeping signals with partially short duration, with a head drum, a tape drive mechanism, a Head amplifier, a servo control system and one Lane keeping signal processing with filter stages and Rectifiers.
Die Spurhaltesignalverarbeitung wird während, von der Betriebsart abhängiger Zeitabschnitte, für die Dauer eines vom Servoregelsystem ausgegebenen Halteimpulses den vorherigen Wert beibehalten. Der Halteimpuls wird von der Kopftrommelumdrehung abgeleitet. Der Haltezustand wird zur Ausblendung von Störungen benutzt und zur Auswertung von Signalen kurzer Zeitdauer, bezogen auf die Gesamtauswertedauer.The lane keeping signal processing is carried out during Operating mode dependent periods, for the duration of one of Servo control system output hold pulse the previous value maintained. The stop pulse is from the head drum revolution derived. The hold state is used to hide faults used and for the evaluation of signals of short duration, based on the total evaluation time.
Die Position und Länge des Halteimpulses ist abhängig vom Betriebszustand und wird ermittelt aus der Kopftrommelposition und verändert vom Servo und Mikrocontroller. Die Übersprechanteile werden im Normalbetrieb und im Überschreibbetrieb als Kriterium zur Spurhaltung ausgewertet. Die Lage der Spurhaltesignale mit partiell kurzer Dauer wird bei Suchlaufwiedergabe relativ zur Kopftrommelrotation zur Spurhaltung ausgewertet. Hierfür wird statt der Übersprechanteile das direkt aus der Spur gelesene Pilotsignal ausgewertet.The position and length of the hold pulse depends on Operating state and is determined from the head drum position and changed by the servo and microcontroller. The Crosstalk shares are in normal operation and in Overwrite operation evaluated as a criterion for tracking. The position of the lane keeping signals with a partially short duration is at Search playback relative to head drum rotation Tracking evaluated. Instead of the Crosstalk shares the pilot signal read directly from the track evaluated.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:The invention is described below with reference to the drawings explained. In it show:
Fig. 1 das Signal am Filterausgang dar, Fig. 1, the signal at the filter output represents
Fig. 2 ein DVC Spurbild, Fig. 2 is a DVC track image,
Fig. 3 einen DVC Aufzeichnungsbereich, Fig. 3 is a DVC recording area,
Fig. 4 ein Blockdiagram mit der Erfindungsgemäßen Lösung, Fig. 4 is a block diagram with the inventive solution,
Fig. 5a eine Kopftrommel, FIG. 5a is a head drum,
Fig. 5b ein Pilotschema, Fig. 5b, a pilot scheme,
Fig. 6 ein Blockdiagram von dem ATF Prozeß, Fig. 6 is a block diagram of the ATF process,
Fig. 7 Oszillographenbild der Auswertespannungen und Fig. 7 oscillograph image of the evaluation voltages and
Fig. 8 Oszillographenbild der Filterausgänge. Fig. 8 oscillograph image of the filter outputs.
Das DVC System beruht auf Schrägspuraufzeichnung. Fig. 5a zeigt die notwendige Kopftrommel T, die Schreib-/Leseköpfe 1/2 sind ebenfalls dargestellt. Sie tauchen im dargestellten Fall nacheinander in das Band B ein. The DVC system is based on inclined track recording. Fig. 5a shows the necessary head drum T, the read / write heads 1/2 are also shown. In the case shown, you dip one after the other into band B.
Das Schema der Spurhaltefrequenzen und der resultierenden Spuren ist in Fig. 5b vereinfacht dargestellt. Die Köpfe 1/2 weisen hierbei unterschiedliche Azimutwinkel auf, wobei die Übersprechsignalunterdrückung bei tiefen Frequenzen gering ist. Die tieffrequenten Spurhaltefrequenzen F1, F2 werden bei der Aufzeichnung für einen Kopf von Umdrehung zu Umdrehung verändert, für den anderen Kopf wird ein F0 Signal erzeugt, das im Video-, Audio- und allgemein aufzuzeichnende Datensignal enthaltene Anteile von F1 und F2 unterdrückt. Die F0 Spuren sind also pilotträgerfrei. Bei der Wiedergabe wird bei dem dargestellten Beispiel der Kopf 2 zur Auswertung herangezogen. Es gilt: Der Kopf 2 (und wegen der festen geometrischen Kopplung auf der Kopftrommel auch Kopf 1) folgt dann optimal der Spur, wenn die Übersprechanteile F1/F2 aus den Nachbarspuren gleiche Amplitude aufweisen.The schematic of the tracking frequencies and the resulting tracks is shown in simplified form in FIG. 5b. The heads 1/2 have different azimuth angles, the crosstalk signal suppression being low at low frequencies. The low-frequency tracking frequencies F1, F2 are changed during the recording for one head from revolution to revolution, for the other head an F0 signal is generated, which suppresses portions of F1 and F2 contained in the video, audio and generally recordable data signal. The F0 tracks are therefore free of pilot carriers. During playback, the head 2 is used for evaluation in the example shown. The following applies: The head 2 (and because of the fixed geometric coupling on the head drum also head 1 ) optimally follows the track if the crosstalk components F1 / F2 from the neighboring tracks have the same amplitude.
Die zur Spurhaltung genutzten und auf dem Band aufgezeichneten Spurhaltesignale sind in Fig. 2 im unteren Bildbereich zu erkennen. Ein mit Bitter-Flüssigkeit bestrichenes, magnetisiertes Bandstück einer DVC Aufnahme reflektiert das Licht entsprechend der Bandmagnetisierung. Dargestellt sind Spuranfangsbereiche, in denen die niederfrequenten ATF Strukturen F0, F1, F2 durch die hochenergetische Burstaufzeichnung besonders gut sichtbar ist. Im oberen Bildbereich sind Datenbereiche außerhalb des Burst ATF Abschnittes zu erkennen.The lane keeping signals used for tracking and recorded on the tape can be seen in FIG. 2 in the lower image area. A magnetized piece of tape of a DVC recording coated with bitter liquid reflects the light in accordance with the tape magnetization. The beginning of the track is shown in which the low-frequency ATF structures F0, F1, F2 are particularly well visible due to the high-energy burst recording. Data areas outside the burst ATF section can be seen in the upper image area.
Fig. 1 stellt das am Filterausgang der Selektionsstufe für Pilotton F1 abgetrennte Signal dar, das vom Kopf 2 nach entsprechender Verstärkung gelesen wurde. Deutlich ist die höhere Burst ATF Amplitude zu erkennen, jedoch auch der kurze Zeitabschnitt, in dem die Auswertung erfolgen muß. Fig. 1 shows the signal separated at the filter output of the selection stage for pilot tone F1, which was read by the head 2 after appropriate amplification. The higher burst ATF amplitude can be clearly seen, but also the short time period in which the evaluation must take place.
Fig. 3 stellt die im DVC Standard definierten Bereiche im Spurformat dar, wobei innerhalb eines aktiven Schreibbereiches einer Spur Burst ATF und embedded ATF abwechseln. Ein bereits geschriebener Burst ATF Bereich wird nicht mehr gelöscht, neue Abschnitte (inserts) nur dahinter eingefügt. Fig. 3 illustrates as defined in the DVC standard areas in the track format, said alternate within an active area of a track write burst ATF and ATF embedded. A burst ATF area that has already been written is no longer deleted, new sections (inserts) are only inserted after it.
Der ITI-Bereich (Insert und Track Information) beinhaltet den Burst ATF Abschnitt und wichtige Informationen für die nachfolgende Spurorganisation. Der Bereich 2 (margin) enthält keine relevanten Daten und stellt einen Sicherheitsbereich dar. Der Bereich 3 (post-amble) kennzeichnet das Ende des genutzten Aufzeichnungsabschnittes. Der Bereich 4 (G1 = Gap1) ist eine Editierlücke. Beim Überschreiben wird in diesem Abschnitt der Schreibverstärker eingeschaltet (Servotoleranzausgleich). Die post-amble (Bereich 5) kennzeichnet das Ende des ITI-Bereiches, die pre-amble (Bereich 8) kündigt ihn an. Der Bereich 6 (TIA=Track Information Area) beinhaltet Spurnummern und nachfolgende Spurorganisation sowie die Information der Aufzeichnungsbandvorschubgeschwindigkeit. Der Bereich 7 (SSA=Start-Synchblock-Area) dient zum Auffinden der Spurposition, dem Synchronisieren der Kanalelektronik und der Vorbereitung für den TIA Abschnitt.The ITI area (Insert and Track Information) contains the burst ATF section and important information for the subsequent track organization. Area 2 (margin) contains no relevant data and represents a security area. Area 3 (post-amble) marks the end of the recording section used. Area 4 (G1 = Gap1) is an editing gap. When overwriting, the write amplifier is switched on in this section (servo tolerance compensation). The post-amble (area 5 ) marks the end of the ITI area, the pre-amble (area 8 ) announces it. Area 6 (TIA = Track Information Area) contains track numbers and subsequent track organization as well as information on the tape feed speed. Area 7 (SSA = start synchblock area) is used to find the track position, synchronize the channel electronics and prepare for the TIA section.
Fig. 4 stellt das Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems dar. Die Kopftrommel T mit den Köpfen 1 und 2 wird angesteuert vom scanner Treiber 10, der seine Eingangsinformation vom Servo Mikrocontroller 11 über sc-control 12 erhält. Information über Drehzahl und Phase des Motors werden auf einer kombinierten Signalleitung sc-FG/PG am Mikrocontroller angelegt. Fig. 4 shows the block diagram of the system of the invention. The head drum T with the heads 1 and 2 is controlled by the scanner driver 10, which receives its input from the servo microcontroller 11 via sc-Control 12. Information about the speed and phase of the motor is created on a combined signal line sc-FG / PG on the microcontroller.
Der Bandvortrieb erfolgt über den Capstan 13, dessen Ansteuerung vom Capstan Treiber 14, vorgenommen wird, der wiederum seine Eingangsinformation vom Servo Mikrocontroller 11 durch den Ausgang C-Control 19 erhält. Die Information über die momentane Bandvorschubgeschwindigkeitkeit wird direkt am Umfang des Motors über einen Magnettacho gewonnen, dessen Aufnehmerspule 20 oberhalb des dreisträngigen Motorspulenpaketes dargestellt ist, und mit dem Servo Mikrocontroller 11 über die Leitung c-FG verbunden ist.The belt propulsion takes place via the capstan 13 , which is controlled by the capstan driver 14 , which in turn receives its input information from the servo microcontroller 11 through the output C-control 19 . The information about the current tape feed speed is obtained directly on the circumference of the motor via a magnetic speedometer, the pickup coil 20 of which is shown above the three-strand motor coil package, and is connected to the servo microcontroller 11 via the line c-FG.
Das ATF Signal zur Phasenregelung des Bandvorschubes wird aus dem Wiedergabesignal gewonnen, das mit dem Kopf vom Band gelesen und verstärkt wird. Die ATF Verarbeitung 12 stellt die Pilottonsignale ATF+/- an Analog-/Digitalwandlereingängen des Servo Mikrocontrollers zur Verfügung. Über die Leitung DMA1 wird der ATF Haltezustand ausgelöst, die Signale DMA steuern die Umschaltvorgänge an den Kopfverstärkern.The ATF signal for phase control of the tape feed is obtained from the playback signal, which is read from the tape with the head and amplified. The ATF processing 12 makes the pilot tone signals ATF +/- available at analog / digital converter inputs of the servo microcontroller. The ATF hold state is triggered via the line DMA1, the signals DMA control the switching processes at the head amplifiers.
Position und Länge der DMA/DMA1 Signale werden abhängig vom Betriebszustand aus der Kopftrommelposition vom Servo Mikrocontroller ermittelt und verändert. Weiterhin sind dargestellt der Wiedergabekopf 15, der Wiedergabekopfverstärker 16, die Einheit Equalizer, PLL und Detektion 17 mit den Ausgängen Clock und Data.The position and length of the DMA / DMA1 signals are determined and changed depending on the operating state from the head drum position by the servo microcontroller. Also shown are the playback head 15 , the playback head amplifier 16 , the unit equalizer, PLL and detection 17 with the outputs clock and data.
Fig. 6 zeigt die relevanten Baugruppen für die Bandvorschub geschwindigkeitsregelung mit ATF. Die ATF Signalverarbeitung 18 weist die Filter für die Pilottöne auf, wobei die Nominalfrequenzwerte angegeben sind, die jedoch bei Sonderbetriebsarten variieren können. Am Ausgang der Filter ist ein Signal gemäß Fig. 1 meßbar. An die Ausgänge der Gleichrichterstufen G schließen sich "Sample and Hold" S/H Stufen an, deren Ausgangssignale vom Servo Mikrocontroller 11 direkt als Spurlageinformation zur Phasensteuerung des Bandvorschubes verarbeitet werden. Weiterhin sind die in Fig. 4 dargestellten Baugruppen dargestellt. Fig. 6 shows the relevant assemblies for tape feed speed control with ATF. The ATF signal processor 18 has the filters for the pilot tones, the nominal frequency values being indicated, which, however, can vary in special operating modes. A signal according to FIG. 1 can be measured at the output of the filter. The outputs of the rectifier stages G are followed by "sample and hold" S / H stages, the output signals of which are processed directly by the servo microcontroller 11 as tracking information for phase control of the tape feed. Furthermore, the assemblies shown in Fig. 4 are shown.
In Fig. 7 ist für den Wiedergabezustand die Auswertespannung eines Pilottonfilters dargestellt. Die dargestellten Signale sind das Wiedergabeverstärkerssignal Pbs, das ausgefilterte Signal fil, bei 697,5 kHz und aufbereitete Signal aft. Deutlich ist die Amplitudenerhöhung während der Burst ATF-Phase A zu erkennen. Wahlweise kann in dieser Betriebsart embedded ATF B oder Burst ATF A ausgewertet werden, wobei das Übersprechen der Nachbarspuren genutzt wird.In Fig. 7, the evaluation voltage is shown a Pilottonfilters for the reproduction state. The signals shown are the playback amplifier signal Pbs, the filtered signal fil, at 697.5 kHz and the processed signal aft. The increase in amplitude during the burst ATF phase A can be clearly seen. In this operating mode, embedded ATF B or burst ATF A can be evaluated, whereby the crosstalk of the neighboring tracks is used.
Fig. 8 stellt die Signale an den Filterausgängen für Suchlaufgeschwindigkeit dar. Die dargestellten Signale sind der Filterausgang FA1 bei 465 kHz, der Kopfverstärkerausgang HA und der Filterausgang FA2 bei 697,5 kHz. In dieser Betriebsart wird nur der Burst ATF Puls aus der Hauptspur ausgewertet. Fig. 8 illustrates the signals are at the filter outputs for search speed. The signals illustrated are the filter output FA1 at 465 kHz, the head HA amplifier output and the filter output FA2 at 697.5 kHz. In this operating mode, only the burst ATF pulse from the main track is evaluated.
Claims (7)
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