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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung zur Aufnahme von Informationen auf einem Aufzeichnungsmedium
mit mehreren Datenspuren zum Speichern dieser Information.
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Bei
einer konventionellen magnetischen Aufnahmevorrichtung, wie z.B.
einem digitalen Videobandgerät
(DVTR) oder einem digitalen Videokassettenbandrecorder (DVCR), wobei
ein Kopfzylinder magnetische Schreibköpfe und magnetische Leseköpfe beinhaltet,
wird ein Aufnahmeband um einen rotierenden Kopfzylinder auf einer
spiralförmigen Bandstrecke
zur Aufnahme und Wiedergabe geführt. Die
Daten werden magnetisch auf dem Aufzeichneband durch Rotation des
Zylinders aufgezeichnet, um aufgezeichnete Spuren mit dem Schreibkopf
abzutasten, der einen vorgegebenen Azimutwinkel aufweist. Der denselben
Azimutwinkel wie der Schreibkopf aufweisende Lesekopf tastet die
aufgezeichneten Spuren ab, die unmittelbar zuvor vom Schreibkopf
abgetastet und aufgezeichnet wurden, um die aufgezeichneten Daten
von den Spuren wiederzugeben. Durch Anordnung eines Paares von Schreib- und
Leseköpfen
mit demselben Azimutwinkel an vorgegebenen Positionen relativ zueinander,
können
die auf dem Aufzeichnemedium aufgezeichneten Daten von dem Aufzeichnemedium
im wesentlichen zur gleichen Zeit wiedergegeben werden, zu der die
Aufzeichnung erfolgte.
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Der
Lese-(Wiedergabe-)Kopf tastet jedoch die Spuren im Rückwärts-Abspielmodus
ab, weil die Ausrichtung der Datenspur gegenüber der Abtastrichtung des
Lese-(Wiedergabe-)Kopfes
verschieden ist. Deshalb werden die bei jeder Abtastung erhaltenen
Daten kollektiv in einem Speicher gespeichert und als ein Videosignal
ausgegeben, sobald die Daten in dem Speicher für ein Vollbild ausreichen.
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Anhand
der 10, 11, 12, 13 und 14 wird folgend ein Beispiel einer bekannten
magnetischen Vorrichtung im Detail beschrieben. Wie schematisch in
der 10 dargestellt,
weist eine bekannte magnetische Vorrichtung CMA hauptsächlich drei
funktionelle Systeme auf, nämlich
ein Aufzeichnesystem, ein Kopfsystem Huc und ein Wiedergabesystem RSc,
die wie folgt aufgebaut sind.
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Im
Aufzeichnungssystem WS wird ein analoges Quellensignal Sv, das durch
einen Eingangsanschluß 101 eingespeist
wird, durch einen Digital-Codierer 102 zu codierten Quellendaten
Svd digitalisiert und dann mit einem Fehlerkorrekturcode mittels
eines ECC-Addierers 103 addiert. Auf diese Weise produziert
ein Aufzeichnungs-Codierer 104,
der durch den Digital-Codierer 102 und den ECC-Addierer 103 gebildet
wird, Aufzeichnungsdaten Sve in einem digitalen Format, das für den Datenaustausch
geeignet ist. Diese digitalisierten Aufzeichnungsdaten Sve werden
dann moduliert (Svm) und verstärkt
(Sva), um den Aufzeichnungsprozess durch die Kopfein heit Huc zu
erleichtern.
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In
der Kopfeinheit Huc sind ein Paar Lese-/Schreibköpfe RPa und RPb und ein Paar
Simultanwiedergabe-(Lese-)Köpfe
Pa und Pb auf einer Umfangsoberfläche derart angeordnet, daß jeder
der gepaarten Köpfe
einander gegenüber
angeordnet ist, wie am besten der 10 entnehmbar
ist. Die Schreib-(Aufzeichnungs-)Kopfe RPa und RPb werden benutzt,
um die Daten Sva von dem Aufzeichnungssystem WS auf ein Aufzeichnungsband
TA zu schreiben, das spiralförmig
um die Umfangsoberfläche
geführt
ist, und um die Daten von dem Band TA zu lesen. Die Simultanwiedergabe-(Lese-)-Köpfe Pa und
Pb werden nur zur Wiedergabe der Daten von dem Band TA benutzt.
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Der
Lese-/Schreibkopf RPa und der Simultanwiedergabekopf Pa sind räumlich zueinander
derart vorgegeben angeordnet, daß der Kopf Pa simultan die
Daten von der Spur wiedergeben kann, auf die der Kopf RPa gerade
die Daten schreibt; sie werden als Simultanwiedergabekopfpaar SHa
bezeichnet. In ähnlicher
Weise wird ein anderes Simultanwiedergabekopfpaar SHb durch die
Köpfe RPb
und Pb gebildet. Die zu demselben Kopfpaar gehörigen Köpfe weisen denselben Azimutwinkel
auf, wobei die Azimutwinkel der Kopfpaare jedoch unterschiedlich sind.
Im Aufzeichnemodus zeigen die Kopfeinheit Huc und das Band TA in
feststehende Richtungen, die durch die Pfeile Dh bzw. Dt gekennzeichnet
sind. Das Band TA kann jedoch in zweierlei Richtungen, in bzw. gegen
die Richtung Dt, geführt
werden.
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Im
Wiedergabesystem RS verstärkt
ein Wiedergabe-Verstärker 112c die
Daten Sv, die vom Band TA von einem der Köpfe RPb, RPb, Pa und Pb gelesen
werden, um verstärkte
Wiedergabedaten SvP zu erzeugen. Ein Wiedergabe-Entzerrer 114c entzerrt die
Daten SvP, um entzerrte Daten EvP zu erzeugen. Eine Wiedergabe-Demodulierer 117c demoduliert die
entzerrten Daten EvP, um demodulierte Wiedergabedaten Smc zu erzeugen.
Ein ECC-Korrigierglied 121c führt eine Fehlerkorrektur, der
demodulierten Wiedergabedaten Smc durch, um fehlerfreie demodulierte
Wiedergabedaten Svd zu erzeugen. Ein Digital-Decodierer 122c decodiert
die Wiedergabedaten Svd, um die Originaldaten Sv wiederzugeben,
die von einem Ausgangsanschluß 124 ausgegeben
werden. Auf diese Weise bilden der Verstärker 112c, der Entzerrer 114c und
der Demodulierer 117c eine Wiedergabeeinheit Rc, welche
die digitalen Daten Smc aufarbeitet, die für den digitalen Decodierprozess mittels
eines Wiedergabe-Decodierers 123c geeignet sind, der durch
das ECC-Korrigierglied 121c und den
Digital-Decodierer 122c gebildet wird.
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In 11 sind vom Kopf gebildete
Kurven auf dem Aufzeichnungsband der konventionellen magnetischen
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung-CMA in einem langsamen
Rückwärts-Abspielmodus
gezeigt, wobei die Daten bei einer verlangsamten Wiedergabegeschwindigkeit
oder bei einer normalen Abspielgeschwindigkeit, jedoch mit umgekehrter
Führrichtung,
wiedergegeben werden. In diesem Fall wird das Band TA in die umgekehrte Abspielrichtung
-Dt geführt,
und der Kopf in die feststehende Richtung Dh rotiert. Mehrere auf
dem Band TA gebildete Spuren sind rechteckförmig dargestellt und erstrecken
sind senkrecht zur Bandführrichtung Dt,
wobei jeder an den nächsten
anschließt.
Der Kürze
wegen sind lediglich 12 Spuren mit Spurnummern TR1 bis TR-10 einzeln
bezeichnet, welche in geordneter Reihenfolge entlang der normalen
Bandführrichtung
Dt angeordnet sind.
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Schräg durchgezogene
Pfeile S1 bis S10, die diagonal nach links aufwärts innerhalb der Spuren TR0
bis TR-7 verlaufen, bezeichnen vom Kopf gebildete Kurven, die während des
Rückwärts-Abspielens
bei halber Geschwindigkeit entstanden sind. Jeder der Spurpfeile
S1 bis S10 entspricht einer alternierenden Abtastung durch die Simultanwiedergabeköpfe Pa und
Pb. Die Zahlen "1.1,
1.5, 1.9" bzw. "-6.9, -6.5, -6.1", die beispielhaft in den Spuren TR1 bzw.
TR-7 gezeigt sind, geben die Position der betreffenden Spuren an.
Z.B, gibt die ganze Zahl "-6" und die gebrochene
Zahl "-0.9" der Zahl "-6.9" in der Spur TR-7
die Spurnummer und die lineare Position in Entfernung vom Spurenstartpunkt
an. In diesem Sinne können
diese Zahlen als "ein
Zwischenspur-Positionsindex" bezeichnet
werden. Genauer ist der Zwischenspur-Positionsindex eine Zahl, die
nicht kleiner als die Spurnummer TRn der betreffenden Spur, jedoch
kleiner als TRn + 1 der nächsten
Spur ist. Die Simultanwiedergabeköpfe weisen eine Spurabtastbreite
auf, die 1,28 mal größer ist
als die der Lese- und Schreibköpfe,
so daß sie
die Daten von der Zielspur wiedergeben können, die sie mindestens auf zwei
Dritteln der Fläche
entlang der Spurbreite abtasten.
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In 12 ist eine Beziehung zwischen
den Spurabtastperioden und den Spuren gezeigt, von denen die Daten
im langsamen Rückwärts-Abspielmodus
mit halber Geschwindigkeit gemäß 11 wiedergegeben werden
können.
Die Zahlen 0 bis 10 an der horizontalen Achse TS bezeichnen jeweils
eine Spurabtastperiode SST, die ein einzelner Kopf zum Abtasten
einer Spur auf dem Band TA im normalen Abspielmodus bei derselben
Abtastgeschwindigkeit wie der des Datenschreibens benötigt. Die
Zahlen -1 bis -5 an der vertikalen Achse bezeichnen jeweils die Spurnummer
von entsprechenden Spuren und sind jeweils an Grenzlinien positioniert,
die die entsprechende Spur von der nächsten Spur abgrenzen. Z.B. liegt
die Spur TR1 zwischen den mit 0 und -1 bezeichneten horizontalen
Achsen.
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Wie
aus den 11 und 12 hervorgeht, können sogar
mit der konventionellen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
CMA der 10 die Daten
vom Band unter Beibehaltung der Kontinuität der Spurnummern im Bereich
der langsamen Rückwärts-Abspielgeschwindigkeit
von 0 bis -0,5 der normalen Abspielgeschwindigkeit wiedergegeben
werden, obwohl es der Kopf manchmal nicht schafft, die Daten von
den von ihm selbst abgetasteten Spuren zu lesen. Mit anderen Worten
können
die Daten von jeder Spur wiedergegeben werden, wodurch ein rauschfreier
langsamer Abspielmodus ermöglicht
wird. Speziell können
die Daten auf der Spur TR-5 vollständig durch die vom Kopf gebildeten
Kurven S8 und S10 wiedergegeben werden, wie in 11 gezeigt. Im rauschfreien langsamen
Abspielmodus können
demnach vollständige
Vollbilder bei einer reduzierten Geschwindigkeit wiedergegeben werden.
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In 13 sind vom Kopf auf dem
Aufzeichneband gebildete Kurven mit der konventionellen magnetischen
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung CMA im langsamen Rückwärts-Abspielmodus
gezeigt, die ähnlich
denen der in 11 gezeigten
sind, wobei jedoch die Datenwiedergabe bei zwei Dritteln der normalen
Abspielgeschwindigkeit erfolgt. In 14 ist
eine Beziehung zwischen den Spurabtastperioden und den Spuren gezeigt,
von denen die Daten im langsamen Rückwärts-Abspielmodus bei halber
Geschwindigkeit gemäß der 13 wiedergegeben werden
können.
Wie aus den 13 und 14 deutlich wird, können die
Daten auf der Spur TR-5 nur diskontinuierlich durch die Kopfkurven
S6 und S8 wiedergegeben werden, wobei das rauschfreie langsame Abspielen
nicht möglich
ist. Demnach ist die Wiedergabegeschwindigkeit, die ein rauschfreies langsames
Abspielen. ermöglicht,
bei der konventionellen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
mit Simultanabtastkopfpaaren beschränkt.
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Aus
der
DE 43 28 265 A1 ist
eine magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung bekannt,
bei welcher mindestens zwei winkel- und höhenversetzte Leseköpfe mindestens
einem Schreibkopf nachgeordnet sind. Die beiden Wiedergabeköpfe sollen
hierbei identische, vom Aufzeichnungskopf vorher aufgezeichnete
Datenspuren lesen. Notwendigerweise müssen deshalb die Wiedergabebedingungen
wie z. B. Vorlaufmodus und Betrag der Wiedergabegeschwindigkeit
mit den Aufzeichnungsbedingungen übereinstimmen. Die von beiden Leseköpfen gelesenen
Daten werden zwischengespeichert und die Daten mit der geringeren
Fehlerrate zur weiteren Verarbeitung ausgewählt. Nachteilig an dieser bekannten
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist, dass eine langsame
oder schnelle Wiedergabe im Rückwärts- oder
Vorwärtsabspielmodus
nicht vorgesehen ist.
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Die
US 4 672 469 A offenbart
eine weitere magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
mit ersten und zweiten Kopfeinrichtungen. Die ersten Kopfeinrichtungen
weisen unterschiedliche Spalten mit unterschiedlichen Spaltwinkeln
auf. Die Kopfeinrichtungen lesen lediglich diejenigen Spuren, die
von Kopfeinrichtungen mit demselben Azimutwinkel aufgezeichnet wurden.
Benachbarte Datenspuren werden von Kopfeinrichtungen mit unterschiedlichen
Azimutwinkeln aufgezeichnet, um zu verhindern, dass angrenzende
Datenspuren beim Lesen fälschlicherweise
wiedergegeben werden. Auf diese Weise wird ein zusammengesetztes
Signal gewonnen, das Informationen repräsentiert, die auf unterschiedlichen
Datenspuren aufgezeichnet worden sind. Dadurch wird das ursprünglich aufgezeichnete Signal
aber bruchstückhaft
wiedergegeben, denn bei der Aufzeichnung werden die Datenspuren
in chronologischer Reihenfolge vollständig beschrieben. Nachteilig
an dieser bekannten magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
ist, dass eine qualitativ hochwertige und vollständige Wiedergabe von auf Datenspuren
aufgezeichneten Informationen bei unterschiedlichen Wiedergabegeschwindigkeiten
nicht möglich
ist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
bereitzustellen, die auf einem Magnetband aufgezeichnete Informationen
mit hoher Qualität
und unterschiedlichen Wiedergabegeschwindigkeiten wiedergeben kann
und insbesondere ein weitgehend rauschfreies Lesen der Information
auf einem Magnetband in einem weiten Bereich von Wiedergabegeschwindigkeiten
im Vorwärts-
und Rückwärtsmodus
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Bereitstellung einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
zur Aufnahme von Information auf einem Aufzeichnungsmedium mit mehreren Datenspuren
zum Speichern der Information, wobei die Vorrichtung enthält eine
erste Kopfeinrichtung zum Schreiben von Information auf die Datenspuren und
zum Lesen von Information von den Datenspuren, um ein erstes Wiedergabesignal
zu erzeugen, eine zweite Kopfeinrichtung, welche neben der ersten
Kopfeinrichtung mit vorgegebenem Intervall angeordnet ist, zum Lesen
von Information von den von der ersten Kopfeinrichtung gelesenen
Datenspuren und/oder anderen Datenspuren zur Erzeugung eines zweiten
Signals, wobei das zweite Signal gegenüber dem ersten Signal um eine
erste Verzögerungszeit, die
dem Intervall entspricht, verzögert
ist, und wobei die Wiedergabegeschwindigkeit von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit
verschieden sein kann, eine erste Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des ersten
Signals um die vorgegebene erste Verzögerungszeit zur Erzeugung eines
ersten verzögerten
Signals, welches dieselbe Zeitbasis wie das zweite Signal besitzt,
und eine Signalauswähleinrichtung
zum Auswählen
von Teilsignalen entweder des ersten oder des zweiten Signals von
mehrfach gelesenen Datenspurabschnitten, je nachdem, welche Signalqualität besser
ist, um ein quasi-kontinuierliches Signal zu erhalten, welches aus
Teilsignalen des ersten und/oder des zweiten Signals von einmalig
gelesenen Datenspurabschnitten sowie aus ausgewählten Teilsignalen des ersten
oder des zweiten Signals von mehrfach gelesenen Datenspurabschnitten
besteht.
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Demnach
umfasst die erfindungsgemäße Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung eine erste und eine zweite Kopfeinrichtung.
Die erste Kopfeinrichtung ist ausgebildet, um Informationen von
den Datenspuren zu lesen.
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Die
zweite Kopfeinrichtung ist ausgebildet, um die Informationen von
den Datenspuren zu lesen, die von der ersten Kopfeinrichtung gelesen
wurden. Die Informationen von den Datenspuren können demnach von der ersten
und von der zweiten Kopfeinrichtung gelesen werden. Ferner weist
die erfindungsgemäße Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung eine Signalauswähleinrichtung zum Auswählen von
Teilsignalen von mehrfach gelesenen Datenspurabschnitten auf, und
zwar je nachdem, welche Signalqualität besser ist. Zumindest Abschnitte
derselben Datenspuren werden mittels zweier Kopfeinrichtungen mehrfach
gelesen. Die Daten werden von den zwei Kopfeinrichtungen zu unterschiedlichen
Zeiten reproduziert, weil sie nebeneinander angeordnet sind. Um
zwei synchronisierte Signale zu erhalten, wird eines der beiden
Signale von einer Verzögerungseinrichtung
phasenverschoben. Die Signalauswähleinrichtung
wählt zwischen
den beiden synchronisierten Signalen diejenigen Signalabschnitte
bzw. Teilsignale aus, die eine bessere Signalqualität besitzen.
Aus diesen Teilsignalen erhält man
ein quasi-kontinuierliches Signal, dessen Qualität insgesamt besser als die
Qualität
der von den Kopfeinrichtungen wiedergegebenen Signale ist.
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Die
Variation der Wiedergabegeschwindigkeit im Vergleich zum Aufzeichnungsmodus
führt dazu,
dass lediglich Abschnitte der Datenspuren sowohl von der ersten
als auch von der zweiten Kopfeinrichtung gelesen werden. Die synchronisierten
Signale überlappen
nur abschnittsweise, wobei die überlappenden
Signalabschnitte dieselben Informationen repräsentieren. Aus diesen Signalabschnitten wählt die
Signalauswähleinrichtung
wiederum diejenigen Teilsignale aus, die eine bessere Qualität besitzen.
Die Qualität
des quasi-kontinuierlichen Signals ist somit auch für den Fall
einer gegenüber
der Aufzeichnungsgeschwindigkeit variierten Wiedergabegeschwindigkeit
verbessert.
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Die
Vorteile der Erfindung bestehen demnach insbesondere darin, dass
je nach Wiedergabegeschwindigkeit die erste Kopfeinrichtung und
die zweite Kopfeinrichtung sowohl verschiedene als auch gemeinsame
Datenspurabschnitte lesen können,
aus denen dann die Informationen der Datenspuren rekonstruierbar
sind. Hierzu wird das von einem Schreib-/Lesekopf der ersten Kopfeinrichtung gelesene
erste Signal mit dem von einem Lesekopf der zweiten Kopfeinrichtung
gelesenen zweiten Signal mit Hilfe der Verzögerungseinrichtung synchronisiert.
Auf diese Weise entsteht das bereits erwähnte quasikontinuierliche Signal,
das aus einem Teilsignal des ersten Signals und einem Teilsignal
des zweiten Signals sowie einem Teilsignal besteht, das dem ersten
Signal und dem zweiten Signal gemeinsam ist. Der Überlappungsgrad
des ersten und des zweiten Signals bestimmt sich hierbei durch die
Abspielrichtung des Magnetbandes und den Betrag der Wiedergabegeschwindigkeit
im Vergleich zum Aufzeichnungsmodus. Von den beiden sich überlappenden Teilsignalen
wählt dann
die Signalauswähleinrichtung
das Teilsignal mit der besseren Qualität zur Wiedergabe aus, während das
qualitätsschlechtere
Teilsignal vernachlässigt
wird. Die beiden zusammenzufügenden
Signale, das erste Signal und das zweite Signal, ergänzen sich
demnach in Abhängigkeit
von den Wiedergabebedingungen. Erfindungsgemäß kann hierdurch die Wiedergabegeschwindigkeit
gegenüber
der Aufzeichnungsgeschwindigkeit in einem weiten Bereich variiert
werden, ohne dass ein signifikanter Datenverlust und damit Rauschen
entstehen würde.
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Vorzugsweise
verzögert
die erste oder eine zweite Verzögerungseinrichtung
das erste verzögerte
Signal um eine zweite Verzögerungszeit
zur Erzeugung eines zweiten verzögerten
Signals weiter, welches gegenüber
dem zweiten Signal verzögert
ist.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer magnetischen Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische graphische Darstellung eines Beispiels von Spuren,
die auf einem Aufzeichneband durch die magnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung der 1 gebildet
sind;
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3 eine
graphische Darstellung zur Verdeutlichung der räumlichen Beziehung zwischen Wiedergabespuren
auf einem Band, eines Lese-/Schreibkopfes und eines Simultanwiedergabekopfes,
betriebsloser Zustand;
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4 ein
Blockdiagramm mit Details der Datenkontrolleinheit der 1;
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5 eine
graphische Darstellung von Spurabtastmustern der R/W-Köpfe RP und
des SR-Kopfes P der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
der 1 in einem langsamen Rückwärts-Abspielmodus bei reduzierter
Geschwindigkeit von zwei Dritteln der normalen Abspielgeschwindigkeit
in Rücklaufrichtung;
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6 eine
graphische Darstellung von Spurenabstastmustern der R/W/-Köpfe RP und
des SR-Kopfes P der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
der 1 in einem ersten Vorwärts-Abspielmodus bei einer
gegenüber
der normalen Abspielgeschwindigkeit verdoppelten Geschwindigkeit;
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7 eine
graphische Darstellung ähnlich der 6 zur
Verdeutlichung des Datenkompensationsverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 eine
graphische Darstellung verschiedener Signale (Daten), die in der
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der 1 während des
Datenkompensationsverfahrens beobachtet werden;
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9 eine
graphische Darstellung von Spurabtastmustern der R/W-Köpfe RP und
des SR-Kopfes P der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
der 5 nach dem Datenkompensationsverfahren;
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10 ein
schematisches Blockdiagramm einer konventionellen magnetischen Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung;
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11 eine
schematische graphische Darstellung einer Kurve eines Simultanwiedergabekopfes
auf einem Aufzeichneband in einem langsamen Wiedergabemodus, wobei
die Wiedergabegeschwindigkeit halb so groß wie eine normale Wiedergabegeschwindigkeit
in der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der 10 ist;
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12 eine
graphische Darstellung zur Verdeutlichung einer Beziehung zwischen
einer Spurabtastperiode durch den Simultanwiedergabekopf und der
entsprechenden Nummer der wiederzugebenden Spur;
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13 eine
graphische Darstellung ähnlich der 11,
aber bei einer Wiedergabegeschwindigkeit von zwei Dritteln der normalen
Wiedergabegeschwindigkeit; und
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14 eine
graphische Darstellung ähnlich der 12,
aber bei einer Wiedergabegeschwindigkeit von zwei Dritteln der normalen
Wiedergabegeschwindigkeit.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in bezug auf eine magnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung eines beispielsweise spiralförmigen Abtasttyps
beschrieben, wobei eine einzelne Einheit eines Videosignals für mehrere
Felder (z.B. zwei Felder = ein Vollbild) über mehrere Spuren (z.B. 10
Spuren) geschrieben wird. Dieses Aufzeichnungsverfahren wird als
Segmentaufzeichnesystem bezeichnet.
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In 1 ist
ein Blockdiagramm einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die magnetische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung PMA umfaßt hauptsächlich drei funktionelle Systeme.
Das erste ist ein Aufzeichnungssystem WS zur Verarbeitung analoger
Quellendaten Sv, um eine digitales Signal zu erzeugen. Das zweite
ist ein Kopfsystem HU zum Schreiben der digitalen Aufzeichnungsdaten Svd
auf ein Aufzeichnungsband TA, das um dieses gewickelt ist, und zum
Lesen der aufgezeichneten Daten Svd von diesem. Das dritte ist ein
Wiedergabesystem RS zur Verarbeitung der Daten Svd, die von dem
Aufzeichnungsband TA gelesen werden, um die Quellendaten Sv wiederzugeben.
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Das
Aufzeichnungssystem WS beinhaltet einen Eingangsanschluß 101 zum
Empfang der Quellendaten Sv von einer externen Datenquelle (nicht dargestellt,
wobei die Quellendaten jede Art von Informationen tragen können, wie
z.B. Video-, Audio-, Computerdaten, usw... Ein Digital-Codierer 102 ist mit
dem Eingangsanschluß 101 verbunden,
um von diesem die Quellendaten Sv zu empfangen. Der Digital-Codierer 102 führt verschiedene
digitale Prozesse durch, wie z.B. digitale Komponentenkonversion, Kompression
und Codierung der Daten Sv, und erzeugt codierte Quellendaten Svd
in einem digitalen Format. Ein ECC-Addierer 103 ist mit
dem Codierer 102 zum Empfang der codierten Quellendaten
Svd verbunden, um einen auf diesen basierenden Fehlerkorrekturcode
ECC zu erzeugen. Der ECC-Addierer 103 addiert
den Fehlerkorrekturcode zu den Daten Svd und erzeugt ein codiertes
Aufnahmesignal Sve. Auf diese Weise bilden der Digital-Codierer 102 und der
ECC-Addierer 103 einen Aufzeichnungs-Codierer 104,
um die codierten Aufzeichnungsdaten Sve auf der Basis der Quellendaten
Sv zu erzeugen.
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Ein
Modulator 105 ist mit dem ECC-Addierer 103 des
Aufzeichnungscodierers 104 verbunden, um von diesem die
codierten Aufzeichnungsdaten Sve zu empfangen. Der Modulierer 105 moduliert
die codierten Aufzeichnungsdaten Sve, um modulierte Aufzeichnungsdaten
Svm mit einem inkorporierten Synchronisationsmuster zu erzeugen,
das für
das Aufzeichnungsverfahren geeignet ist. Eine Aufzeichnungsverstärker 106 ist
mit dem Modulator 105 zum Empfang der modulierten codierten
Aufzeichnungsdaten Svm verbunden, um amplitudenvergrößerte modulierte
Daten Sva zu erzeugen.
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Die
Kopfeinheit HU, deren Aufsicht schematisch in 1 gezeigt
ist, wird von einer zylindrischen Walzenanordnung gebildet. Das
Aufzeichnungsband TA ist spiralförmig
um die Kopfeinheit HU gewickelt. Im Betrieb rotiert die Kopfeinheit
HU in Pfeilrichtung Dh, und das Band wird in der durch einen Pfeil
Dt gekennzeichneten Richtung geführt.
Die Kopfeinheit HU weist erste und zweite Lese- und Schreibköpfe RPa
und RPb auf, die an deren Umfangsoberfläche angeordnet sind. Diese
Köpfe RPa
und RPb sind vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet, um die
Daten Sva auf das Aufzeichnungsband TA zu schreiben bzw. von diesem
zu lesen. Nachfolgend wird ein Lese- und Schreibkopf der Kürze wegen
als "R/W-Kopf" bezeichnet. Sowohl
der erste als auch der zweite R/W-Kopf RPa und RPb sind mit dem
Aufzeichnungs-Verstärker 106 des
Aufzeichnungssystems WS verbunden, um von diesem die amplitudenvergrößerten modulierten
Daten Sva zu empfangen, um mittels ihrer auf das Aufzeichnungsband
TA aufzuzeichnen. In 1 ist der Fall dargestellt,
daß der erste
R/W-Kopf RPa mit dem Verstärker 106 verbunden
ist.
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Die
Kopfeinheit HU weist weiterhin erste und zweite Simultanleseköpfe Pa und
Pb auf, die ebenfalls einander gegenüberliegend auf der Umfangsoberfläche der
Kopfeinheit angeordnet sind, um die Daten Svd vom Aufzeichnungsband
TA zu lesen. Nachfolgend werden die Simultanleseköpfe der
Kürze wegen
als "SR-Kopf" bezeichnet. Zu beachten
ist, daß jeder
SR-Kopf an einer geeigneten Position vorgesehen ist, so daß der SR-Kopf
simultan dieselbe Spur abtasten kann, die von dem R/W-Kopf unmittelbar
vorher abgetastet wurde, um die Daten von dieser Spur zu lesen.
Aus diesem Grunde ist der erste SR-Kopf Pa an einer nachgeordneten
Position (Stromabwärts-Position)
gegenüber
dem ersten R/W-Kopf RPa in bezug auf die Bandabtastreihenfolge angeordnet,
um dieselbe Spur simultan abzutasten, wobei ein vorgegebenes Intervall
Y zwischen beiden besteht.
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Ähnlich ist
der zweite SR-Kopf Pb an einer vorgeordneten Position (Stromaufwärts-Position) gegenüber dem
zweiten R/W-Kopf RPb angeordnet, um dieselbe Spur simultan abzutasten.
Auf diese Weise bilden der erste R/W-Kopf RPa und der SR-Kopf Pa ein erstes
Simultanabtastkopfpaar SHa. Der zweite R/W-Kopf RPb und der zweite
SR-Kopf Pb bilden ein zweites Simultanabtastkopfpaar SHb. Erwähnenswert
ist, daß das
erste und zweite Simultankopfabtastpaar SHa und SHb im wesentlichen
identisch sind. Die simultanen Abtastkopfpaare SHa und SHb werden
beide als Simultanabtastkopfpaar SH bezeichnet.
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Es
ist demnach offensichtlich, daß jeder
der Köpfe
nicht auf einer umfangseitigen Position in demselben Intervall angeordnet
werden sollte, obwohl die vier Köpfe
RPa, RPb, Pa und Pb von den jeweiligen Nachbarn scheinbar gleich
weit entfernt sind bzw. wie in 1 gezeigt,
im wesentlichen 90° auseinanderliegen.
Demnach kann jeder der Köpfe
RPa, RPb, Pa und Pb mit jeweils einem vorgegebenen Intervall (Winkel
in bezug auf die Achse Ax) angeordnet werden. Die Azimutwinkel des
ersten R/W/-Kopfes RPa und des ersten SR-Kopfes Pa sind vorzugsweise
dieselben und stellen einen ersten vorgegebenen Winkel dar. In ähnlicher
Weise sind die Azimutwinkel des zweiten R/W-Kopfes RPb und der zweite
SR-Kopf Pb dieselben und stellen einen zweiten vorgegebenen Winkel
dar, der vom ersten vorgegebenen Winkel zur besseren Spurkontrolle
verschieden ist. Jedoch können
alle Köpfe
auch denselben Azimutwinkel aufweisen.
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In 2 ist
ein Beispiel von Spuren gezeigt, die von der Kopfeinheit HU auf
dem Aufzeichnungsband TA mit einem digitalen Videosystem gebildet wurden.
Jede der Spuren TR umfaßt
hauptsächlich vier
Abschnitte, die gebildet werden von einem ITI Sektor ITS, einem
Audiosektor AS, einem Videosektor VS und einem Untercodesektor SC,
die voneinander durch Lücken
G getrennt sind.
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In 3 ist
gezeigt, wie die auf dem Band gebildeten Spuren, der R/W-Kopf RP
und der Kopf P im betriebslosen Zustand relativ zueinander angeordnet
sind. Wie der 3 entnehmbar ist, weist der SR-Kopf
P eine größere Aufzeichnungbreite
als der RW-Kopf RP auf, und ist weiterhin derart angeordnet, daß er zu
beiden Seiten der Spur TR übersteht,
um die Zielspur TR sogar dann effektiv abzutasten, wenn die Spurkontrolle
die Kopfeinheit HU nicht ganz präzise
führt.
Vorzugsweise ist der SR-Kopf P 1,28 mal breiter als der RW-Kopf
RP. Sowohl der Kopf RP als auch der Kopf P weisen eine derartige
Wiedergabeleistung auf, daß sie
die Daten der Zielspur wiedergeben können, die sie mindestens auf
zwei Dritteln der Fläche
entlang der Spurbreite abtasten können.
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Im
Abspielmodus geben die Köpfe
RPa und Pa (bzw. RAE) des ersten Simultan abtastkopfpaares SHa die
aufgezeichneten Daten Sva von derselben Spur des Aufzeichnungsbandes
TA wieder, um erste Wiedergabesignale sir bzw. zweite Wiedergabesignale
SvP zu erzeugen. In ähnlicher
Weise geben die Köpfe
RPb und Pb des zweiten Simultanabtastkopfpaares SHb die aufgezeichneten
Daten Sva einer anderen Spur wieder, die derjenigen des vom ersten
Simultanabtastkopfpaares SHa unmittelbar zuvor abgetasteten benachbart
ist, und erzeugen die ersten bzw. zweiten Wiedergabedaten sir bzw.
SvP. Da die Wiedergabedaten sir und SvP, die beide von den Kopfpaaren
SHa und SHb wiedergegeben werden, im wesentlichen dieselben in bezug
auf das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung sind, wird ein Präfix "a" bzw. "b" zur
Kennzeichnung des ersten Kopfpaares SHa bzw. SHb an jedes Signal-
oder Datensymbol angehängt,
wenn die Notwendigkeit der Identifikation des betreffenden Kopfpaares
(Kopfes) in der Beschreibung auftaucht. Auf diese Weise werden die
aufgezeichneten Daten Sva sequentiell von den Spuren auf dem Aufzeichnungsband
TA durch das erste und zweite Simultanabtastkopfpaar SHa und SHb
wiedergegeben.
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Das
Wiedergabe-System RS beinhaltet eine erste Wiedergabe-Einheit RR,
der mit jedem der R/W-Köpfe
RPa und RPb der Simultankopfpaare SHa und SHb verbunden ist, um
von diesen die ersten Wiedergabedaten sir (SvRa und SvRb) und SvP zu
empfangen. In 1 ist der Knappheit wegen eine Linie
fortgelassen, die den ersten R/W-Kopf RPa und den Kopf Pa (bzw.
die Einheit RAE) miteinander verbindet. Die erste Wiedergabe-Einheit
RR weist einen ersten Wiedergabe-Verstärker 111, einen ersten
Wiedergabe-Entzerrer 113 und einen ersten Demodulierer 116 auf.
Der erste Wiedergabe-Verstärker 111 ist mit
den R/W-Köpfen
RPa und RPb verbunden, um die von diesen empfangenen Signale der
ersten Wiedergabedaten sir und SvP zu verstärken. Eine Linie, die den ersten
R/W-Kopf RPa und die Einheit RR miteinander verbindet, ist der Knappheit
wegen fortgelassen.
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Der
erste Entzerrer 113 ist mit dem Verstärker 111 zum Empfang
der verstärkten
ersten Wiedergabedaten sir und SvP verbunden, um einen Hüllenwert
zu detektieren und die Systemuhr einzustellen, um einen in der Vorrichtung
PMA eingebauten PLL (nicht dargestellt) daran zu hindern, sich zu
entkoppeln. Daraufhin erzeugt der erste Entzerrer 113 erste entzerrte
Wiedergabedaten EvR (EvRa und EvRb) und daraus ein erstes Hüllensignal
ER (ERa und ERb), basierend auf den Wiedergabedaten sir (SvRa und
SvRb). In ähnlicher
Weise werden zweite entzerrte Wiedergabedaten EvP (EvPa und EvPb)
und daraus ein zweites entzerrtes Signal EP (EPa und EPb) erzeugt,
basierend auf den Wiedergabedaten SvP.
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Der
erste Demodulierer 116 ist mit dem ersten Entzerrer 113 zum
Empfang der ersten entzerrten Wiedergabesignale EvR zum Zwecke der
Demodulierung verbunden, um erste demodulierte Wiedergabesignale
SmR (SmRa und SmRb) zu erzeugen. Der Demodulierer 116 erzeugt
weiterhin ein erstes Synchronisation-Startsignal SsR, welches einen Startpunkt
der Synchronisationsblöcke
im demodulierten Wiedergabesignal SmR anzeigt.
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Das
Wiedergabe-System RS schließt
weiterhin eine zweite Wiedergabe-Einheit RP ähnlich der ersten Wiedergabe-Einheit
RR ein, die mit jedem der SR-Köpfe
Pa und Pb der Simultankopfpaare SHa und SHb zum Empfang der zweiten
Wiedergabedaten SvP (SvPa und SvPb) verbunden ist. Eine Linie, die
den ersten SR-Kopf Pa und die Einheit RP miteinander verbindet,
ist der Knappheit wegen in 1 fortgelassen.
Die zweite Wiedergabe-Einheit RP weist einen zweiten Wiedergabe-Verstärker 112,
einen zweiten Wiedergabe-Verzerrer 114 und einen zweiten
Demodulierer 117 auf, die miteinander verbunden sind, wie
in 1 gezeigt. Im wesentlichen ist die Funktionsweise
wie bei der ersten Wiedergabe-Einheit RR, wobei zweite verstärkte Wiedergabedaten
SvP (SvPa und SvPb) den Daten sir (SvRa und SvRb) entsprechen, zweite
entzerrte Wiedergabedaten EvP (EvPa und EvPb) den Daten EvR (EvRa
und EvRb) entsprechen, ein zweites Hüllensignal EP (EPa und EPb)
dem Signal ER (ERa und ERb) entspricht, zweite demodulierte Wiedergabedaten
SmP (SmPa und SmPb) den Daten SmR (SmRa und SmRb) entsprechen, und
ein zweites Synchronisation-Startsignal SsP (SsPa und SsPb) dem
Signal SsR (SsRa und SsRb) entspricht, basierend auf den zweiten
Wiedergabedaten sir (SvRa und SvRb).
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Das
Wiedergabe-System RS schließt
weiterhin eine Datenkontrolleinheit 130 ein, die mit den
ersten und zweiten Wiedergabe-Einheiten RR und RP verbunden ist,
um von diesen die ersten Signale (Daten) ER, SmR und SsR bzw. die
zweiten Signale (Daten) EP, SmP und SsP zu empfangen. Basierend
auf diesen Signalen detektiert die Datenkontrolleinheit 130 den
Erfassungszustand der beiden demodulierten Wiedergabesignale SmR
und SmP, um zu bestimmen, welcher der beiden Köpfe RPa (RPb) und Pa (Pb) die
Daten vom Band gut lesen kann, und um die von dem ausgewählten Kopf
RPa (RPb) oder Pa (Pb) ausgelesenen Daten Sm zur nächsten Station weiterzuleiten.
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In 4 ist
der detaillierte Aufbau der Datenkontrolleinheit 130 gezeigt.
Die Datenkontrolleinheit 130 weist eine Bestimmungseinheit 115,
eine Verzögerungsschaltung 118,
eine Datenauswähleinheit 119 und
einen Auswahlschalter 120 auf.
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Die
Bestimmungseinheit 115 ist mit dem ersten Entzerrer 113 und
dem ersten Demodulierer 116 der ersten Wiedergabe-Einheit
RR (1) verbunden, um das erste Hüllensignal ER vom Entzerrer 113 und
das erste Synchronisation-Startsignal SsR und die ersten demodulierten
Wiedergabedaten SmR vom Prozessor 116 zu empfangen. Die
Bestimmungseinheit 115 ist weiterhin mit dem zweiten Entzerrer 114 und
dem zweiten Demodulierer 117 der zweiten Wiedergabeeinheit
RP (1) verbunden, um von diesen das zweite Hüllensignal
EP, die zweiten demodulierten Wiedergabedaten SmP und das zweite
Synchronisation-Startsignal SsP zu empfangen.
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Auf
der Basis der Signale (Daten) ER, SmR und SsP von der ersten Wiedergabeeinheit
RR und den Signalen (Daten) EP, SmP und SsR von der zweiten Wiedergabeeinheit
RP detektiert die Bestimmungseinheit 115 den Erfassungszustand
beider demodulierter Wiedergabedaten SmR und SmP. Wenn beispielsweise
beide Synchronisation-Startsignale SsR und SsP detektiert bzw. nicht
detektiert werden, wird bestimmt, daß die Daten, dessen Hüllensignal eine
größere Amplitude
als das andere aufweist, gut erfaßt wurden. Wenn nur einer der
Synchronisation-Startsignale SsR und SsP detektiert wird, wird festgelegt,
daß die
Daten mit dem detektierten Synchronisation-Startsignal gut erfaßt wurden.
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Die
Bestimmungseinheit 115 bestimmt, welche Daten, SmR oder
SmP, besser vom Aufzeichnungsband TA wiedergegeben werden, und erzeugt ein
Bestimmungssignal Sd, welches das Bestimmungsergebnis anzeigt. Speziell
wählt die
Bestimmungseinheit 115 auf der Basis des Datenerfassungspegels
entweder die demodulierten Daten SmR oder die demodulierten Daten
SmP aus, welche beide simultan von derselben Spur durch das Simultanabtastkopfpaar
wiedergegeben werden. Anders ausgedrückt bestimmt die Bestimmungseinheit 115, welcher
der beiden Köpfe
RPa (RPb) und Pa (Pb) des Simultanabtastkopfpaares SHa (SHb) momentan
die Daten der Zielspur besser als der andere wiedergibt. Das Bestimmungssignal
Sd wird vorzugsweise jeweils nach mehreren Vollbildern (nicht in
Echtzeit) während
des normalen Abspielmodus aktualisiert, und nicht während eines
speziellen Abspielmodus, wie z.B. der langsamen oder schnellen Wiedergabe.
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Es
ist ebenfalls effektiv, eine Fehlerrate zu verwenden, die durch
Anwendung einer inneren Fehlerkorrektur auf die demodulierten Daten
Sm in bezug auf das Synchronisation-Startsignal Ss angewendet werden
kann, um die Betriebsgenauigkeit der Vorrichtung PMA zu verbessern.
Aus der inneren Korrektur resultiert eine Fehlerkorrekturrate bezogen
auf jede der wiedergegebenen Daten SmR und SmP.
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Speziell
wird diejenige der wiedergegebenen Daten SmR und SmP als besser
erfaßt
festgelegt, die eine kleinere Fehlerrate aufweist. Diese Verfahren können sowohl
in einem Schritt als auch in einer kombinierten Schrittfolge durchgeführt werden.
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Als
Beispiel wird ein Verfahren zum Kombinieren der inneren Fehlerrate
und der Amplitude des Hüllensignals
beschrieben. Wenn die Fehlerraten der beiden wiedergegebenen Daten
SmR und SmP gut genug sind, um die Fehler vollständig zu korrigieren, werden
diejenigen der wiedergegebenen Daten SmR oder SmP ausgewählt, deren
Hüllensignal
eine größere Amplitude
aufweist. Wenn die Fehlerrate einer der wiedergegebenen Daten (z.B.
RmR) zu schlecht für
eine Fehlerkorrektur ist, werden die anderen Daten (z.B. RmP) ausgewählt. Wenn
jedoch beide Fehlerraten für
einer Fehlerkorrektur zu schlecht sind, werden die von dem R/W-Kopf
RPa (RPb) wiedergegebenen Daten SmR ausgewählt. Die Bestimmungseinheit 115 kann
auf einfache Weise von einem Fachmann aus der obigen Beschreibung
entworfen werden.
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Die
Verzögerungseinheit 118 ist
mit dem ersten Demodulierer 116 verbunden, um die ersten
demodulierten Wiedergabedaten SmR und das erste Synchronisation-Startsignal SsR zu
empfangen. Die Verzögerungseinheit 118 verzögert die
ersten demodulierten Wiedergabedaten SmR und das erste Synchronisation-Startsignal
SsR um eine vorgegebene Zeit Td (t2), um verzögerte erste modulierte Wiedergabedaten
SmRd (SmRda und SmrRdb) und ein verzögertes erstes Synchronisation-Startsignal SsRd zum
Zwecke der Kompensation des Phasenunterschieds "y" zwischen
dem R/W-Kopf RPa (RPb) und dem SR-Kopf Pa (Pb) zu erzeugen.
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Die
Datenauswähleinheit 119 ist
mit der Verzögerungsschaltung 118 verbunden,
um von dieser die verzögerten
Daten SmRd und das verzögerte
Signal SsRd zu empfangen, und ist ebenfalls mit dem zweiten Demodulierer 117 und
der Bestimmungseinheit 115 verbunden, um die demodulierten
Daten SmP und das Synchronisation-Startsignal SsP zu empfangen.
Die Datenauswähleinheit 119 ist
weiterhin mit der Bestimmungseinheit 115 verbunden, um von
diesem das Bestimmungssignal Sd zu empfangen. Auf der Basis dieser
Signale wählt
die Datenauswähleinheit 119 entweder
die Verzogerten ersten demodulierten Wiedergabesignale SmRd oder
die zweiten demodulierten Wiedergabedaten SmP aus und erzeugt ein
Auswahlsignal SL, das die momentan ausgewählten Daten SmR oder SmP angibt.
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Speziell
gibt die Datenauswähleinheit 119 generell
den gut erfaßten
Daten Sm gegenüber
den weniger gut erfaßten
Daten Sm auf der Basis des Bestimmungssignals Sd den Vorzug, was
bedeutet, daß diejenigen
Daten zufriedenstellend ausgewählt
werden, die der Kopf RP bzw. der Kopf P von der Spur zur Wiedergabe
der Daten abtastet. Jedoch kann der derart ausgewählte Kopf
bei der fortgesetzten Datenwiedergabe aufgrund verschiedener Ursachen
scheitern, beispielsweise aufgrund einer Kopfblockierung. In diesem
Fall wählt
die Datenauswähleinheit 119 die Daten
aus, die von dem nicht-ausgewählten
Kopf wiedergegeben werden, anstelle derjenigen Daten, die von dem
ausgewählten
Kopf wiedergegeben werden, vorausgesetzt, daß das Synchronisation-Startsignal
Ss vom nicht-ausgewählten
Kopf der Datenauswähleinheit 119 zugeführt wird.
Diese Kopf-Auswahl durch die Datenauswähleinheit 119 wird
mittels eines Synchronisationsblocks aktualisiert, weil die Bestimmungseinheit 115 das
Bestimmungssignal Sd nicht in Echtzeit aktualisiert. Der Synchronisationsblock
ist eine Basiseinheit zum Schreiben von Daten auf das Aufzeichnungsband
TA.
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Der
Auswahlschalter 120 weist einen ersten Eingangsanschluß Pr, einen
zweiten Eingangsanschluß Pp
und eine Auswähleinheit 120S auf,
die wahlweise mit einem der beiden Eingangsanschlüsse Pr und
Pp verbindbar ist. Der erste Eingangsanschluß ist mit der Verzögerungseinheit 118 verbunden,
um von dieser die verzögerten
ersten demodulierten Wiedergabedaten SmRd und das verzögerte erste
Synchronisation-Startsignal SsRd zu empfangen. Der zweite Eingangsanschluß Pp ist
mit dem zweiten Demodulierer 117 verbunden, um von diesem
die zweiten demodulierten Daten SmP und das Synchronisation-Startsignal
SsP zu empfangen. Die Auswähleinheit 120S ist
mit der Datenauswähleinheit 119 verbunden,
um von dieser das Auswahlsignal Sw zu empfangen. Die Auswähleinheit 120S verbindet wahlweise
einen der beiden Eingangsanschlüsse
Pp und Pr mit einem Ausgangsanschluß des Auswahlschalters 120,
basierend auf dem Auswahlsignal Sw, um die Daten und das Signal
von einer der durch die Auswähleinheit 119 ausgewählten Wiedergabeeinheiten
RR und RP weiterzuleiten.
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Gemäß der 1 ist
das ECC-Korrigierglied 121 mit dem Ausgangsanschluß des Auswahlschalters 120 (4)
der Datenkontrolleinheit verbunden, um von dieser die ausgewählten modulierten
Wiedergabesignale Sm und das Synchronisation-Startsignal Ss zu empfangen. Das ECC-Korrigierglied 121 wendet
eine Fehlerkorrkturoperation auf die modulierten Wiedergabedaten
Sm an, um fehlerfreie Wiedergabedaten Rm zu erzeugen.
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Der
Digital-Decodierer 122 ist mit dem ECC-Korrigierglied 121 verbunden,
um die fehlerkorrigierten modulierten Wiedergabedaten Sm und das Synchronisation-Startsignal Ss zu
empfangen, und decodiert die Daten Sm um die originalen Quellendaten
Sv wiederzugeben. Das ECC-Fehlerkorrigierglied 121 und
der Digital-Decodierer 122 bilden
einen Wiedergabe-Decodierer 123, der die vom Aufzeichnemedium
gelesenen modulierten Daten decodiert, um die originalen Quellendaten
Sv wiederzugeben. Auf diese Weise werden die wiedergegebenen originalen Quellendaten
Sv von der Vorrichtung durch den Ausgangsanschluß 124 ausgegeben.
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Folgend
werden Betriebsarten der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung PMA
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei speziellen Wiedergabemodi beschrieben, wie beispielsweise
schnellem Vorwärtsabspielen,
schnellem Rückwärtsabspielen,
langsamen Vorwärtsabspielen
und langsamen Rückwärtsabspielen
gemäß der 5, 6, 7 und 9.
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Ebenso
werden im speziellen Wiedergabemodus, wobei die Kopfeinheit HU das
Band TA mit einer von der Standardabspielgeschwindigkeit verschiedenen
Relativgeschwindigkeit abtastet, die Daten durch denjenigen Kopf
wiedergegeben, dem Vorrang gegenüber
dem anderen Kopf gegeben wird, wie das Bestimmungssignal Sd anzeigt.
Da jedoch die Abtastmuster des das Band TA abtastenden Kopfes der
Relativgeschwindigkeiten des Bandes und des Kopfes unterworfen sind,
sind die Spurabtastmuster des R/W-Kopfes RP und des SR-Kopfes P
in einem speziellen Abspielmodus nicht identisch.
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In 5 ist
ein Beispiel von Spurabtastmustern der R/W-Köpfe RP und des SR-Kopfes P von Simultanabtastkopfpaaren
SH in einem langsamen Rückwärts-Abspielmodus
gezeigt, wobei die Daten bei reduzierter Geschwindigkeit bzw. bei
zwei Dritteln der Standardabspielgeschwindigkeit in der Rückwärtsrichtung
wiedergegeben werden. Die Zahlen 0 bis 10 an der horizontalen Achse
TS bezeichnen jeweils eine Spurabtastperiode SST, die ein einzelner Kopf
benötigt,
um eine Spur des Bandes TA im normalen Abspielmodus bei derselben
Abtastgeschwindigkeit wie der Datenschreibgeschwindigkeit abzutasten.
Die Zahlen -1 bis -7 entlang der vertikalen Achse geben jeweils
die Spurnummer der betreffenden Spuren an; die Zahlen liegen auf
Grenzlinien, die die entsprechende Spur von der nächsten Spur
abgrenzen. Beispielsweise liegt die Spur TR-1 zwischen den mit 0
und -1 gekennzeichneten horizontalen Achsen.
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Jede
der schrägen
durchgezogenen Linien, die diagonal nach rechts oben verlaufen,
stellt eine Kurve des die Datenspuren abtastenden SR-Kopfes dar
und entspricht den Daten SmP, die von der abgetasteten Spur wiedergegeben
werden. Jede der schrägen
gestrichelten Linien, die im wesentlichen parallel zu den schrägen durchgezogenen
Linien SmR verlaufen, stellt eine Kurve des die Datenspur abtastenden
R/W-Kopfes RP dar. Die schrägen durchgezogenen
Linien SmP und die schrägen
gestrichelten Linien SmR unmittelbar darüber entsprechen der Spurabtastung
durch ein Simultanabtastkopfpaar SH.
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In 6 ist
ein Beispiel von Spurabtastmustern von R/W/-Köpfen RP und SR-Kopf P von Simultanabtastkopfpaaren
SH im schnellen Vorwärts-Abspielmodus
gezeigt, wobei die Daten bei einer gegenüber der Standardabspielgeschwindigkeit
zweifach erhöhten
Geschwindigkeit wiedergegeben werden. Die Zahlen an der horizontalen
Achse TS und der vertikalen Achse TR No. bezeichnen die Spurabtastperiode
SST bzw. die Spurnummer, ähnlich
wie in 5. In ähnlicher
Weise stellen die schrägen
durchgezogenen bzw. gestrichelten Linien Kurven des SR-Kopfes P
(Pa und Pb) bzw. des R/W-Kopfes RP (RPa und RPb) dar.
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Als
Folge der Verwendung eines speziellen Abspielmodus, d.h. der Datenwiedergabe
bei einer von der Aufnahmegeschwindigkeit unterschiedlichen Geschwindigkeit,
tasten der R/W-Kopf RP und der SR-Kopf P desselben Simultanabtastkopfpaares
im wesentlichen verschiedene Bereiche derselben Zielspur ab. Dieses
Prinzip ist beispielhaft der 6 wie folgt
zu entnehmen.
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Während der
ersten Spurabtastperiode tastet der erste R/W-Kopf Ra die obere
Hälfte
der Spur TR0 ab; der erste SR-Kopf Pa tastet die untere Hälfte der
Spur TR0 ab.
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Während der
zweiten Spurabtastperiode tastet der zweite SR-Kopf Pb die obere
Hälfte
der Spur TR3 ab; der erste R/W-Kopf Ra tastet die untere Hälfte der
Spur TR4 ab.
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Während der
dritten Spurabtastperiode tastet der erste R/W-Kopf Ra die obere
Hälfte
der Spur TR4 ab; der erste SR-Kopf Pa tastet die untere Hälfte der
Spur TR4 ab.
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Während der
vierten Spurabtastperiode tastet der zweite R/W-Kopf RPb die untere
Hälfte
der Spur TR7 ab, der erste SR-Kopf Pa tastet die obere Hälfte der
Spur TR6 ab.
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Während der
fünften
Abtastperiode tastet der zweite R/W-Kopf RPb die obere Hälfte der
Spur TR7 ab; der zweite SR-Kopf Pb tastet die untere Hälfte der
Spur PR7 ab.
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Wie
aus dem Vorgehenden deutlich wird, kann der R/W-Kopf RP einen Bereich
der Spur abtasten, bei dem es dem zugeordneten SR-Kopf P nicht gelang,
kontinuierlich abzutasten, so daß die Daten SmR Daten einschließen, die
die Daten SmP für
die nicht-wiedergegebenen Daten in dem von dem SR-Kopf nicht abgetasteten
Spurbereich kompensieren können,
indem die Daten an das Ende der Daten SmP angehängt werden. Folglich beinhalten
die Daten SmR die kompensierenden Informationen für die Daten
SmP und sollten zeitlich den Daten SmP folgen. Die Daten SmP können durch
die kompensierenden Daten SmR kompensiert werden, indem die Auswahl
des Kopfes vom SR-Kopf P zum R/W-Kopf RP auf der Basis des Bestimmungssignal
Sd von der Bestimmungseinheit 115 gewechselt wird, so daß eine verbesserte
Erfassung der Datenwiedergabe resultiert. Ein solcher Wechsel der
Kopf-Auswahl kann bei einer Synchronisationsblock-Einheit durchgeführt werden.
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Da
jedoch der R/W-Kopf RP und der SR-Kopf P in einem vorgegebenen Intervall
Y angeordnet sind, um ein simultanes Abtasten derselben Zielspur
zu ermöglichen,
existiert ein Phasenunterschied "y" zwischen den wiedergegebenen
Daten SmR und SmP. Mit anderen Worten gehen die Daten SmR den Daten
SmP mit dem Phasenunterschied "y" voran. Deshalb werden
sowohl die Daten SmP als auch die Daten SmR von der Spur in demselben
Zeitraum abgelesen, wodurch es nicht möglich ist, daß der kompensierende
Abschnitt der Daten SmR nach den Daten SmP wiedergegeben wird.
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Der
Phasenunterschied "y" wird im allgemeinen
durch folgende Gleichung definiert: y = x / 180 × ST
mit (0 < (x/180) < 2/n), (1)wobei "x" ein Winkel (in Grad) zwischen dem R/W-Kopf
und dem SR-Kopf desselben Simultankopfpaares und "n" die Nummer des R/W-Kopfes auf dem Zylinder
darstellt.
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Um
dieses Problem zu lösen,
werden, gemäß der magnetischen
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung PMA, die Daten SmR in Richtung der
zu kompensierenden Daten SmP um einen Zeitraum verschoben, der dem
Phasenunterschied "y" entspricht. Dieses
Verfahren zur Kompensation der wiedergegebenen Daten durch das Simultanabtastkopfpaar
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden anhand der 7, 8 und 9 beschrieben.
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In 7 ist
das Konzept der Datenkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt. 7 ist im wesentlichen der 6 identisch,
jedoch sind zusätzliche
Linien zum Zwecke der Erklärung eingezeichnet.
Die Daten SmRa, die von der Spur TR4 während der zweiten Abtastperiode
ausgelesen wurden, werden in Richtung der Daten SmPa um einen Zeitraum
verschoben bzw. verzögert,
der dem Phasenunterschied "y" und einem zusätzlichen
Verzögerungsfaktor α entspricht.
Es resultieren verschobene Daten SmRa', die gegenüber den Daten SmPa um den zusätzlichen
Verzögerungsfaktor α zeitlich nach
hinten verschoben sind. Dieser zusätzliche Verzögerungszeitraum α ermöglicht es,
den oberen Endabschnitt Pova der Daten SmPa mit den verschobenen
Daten SmRa' zu überschreiben.
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Auf
diese Weise können
die verschobenen Daten SmRa' in
zwei Teile unterteilt werden, in kompensierende Daten Pcoa und in überschreibende
Daten Pova. Die kompensierenden Daten Pcoa haben keine Daten mit
den Daten SmPa gemeinsam, während
die überschreibenden
Daten Pova Daten mit den Daten SmPa gemeinsam haben. Auf ähnliche Weise
können
Daten SmRb', die
durch Verzögerung der
Daten SmRb erzeugt werden, in kompensierende Daten Pcob und in überschreibende
Daten Povb aufgeteilt werden.
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Wenn
speziell die Wiedergabedaten SmPb und SmRb von der Spur TR7 während der
vierten Abtastperiode gelesen werden, und wenn die Daten SmRb nur
um den Phasenunterschied "y" verzögert werden,
werden beide Daten SmPb und SmRb' auf derselben
dargestellten Zeitachse als lückenlos
ineinander übergehend
angeordnet, mit Ausnahme des Abschnitts der überschreibenden Daten Povb.
In diesem Fall werden die überschreibenden
Daten Povb vorzugsweise vernachlässigt,
so daß die
Bestimmungeinheit 115 der Datenkontrolleinheit 130 vom
SR-Kopf RP zum R/W/-Kopf P wechselt, um die kompensierenden Daten
Pcob mit den Daten SmPb zu verbinden.
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Wenn
die Daten SmRb weiterhin um den zusätzlichen Verzögerungsfaktor α verzögert werden, werden
die Daten um α den
Daten SmRb nachgeordnet. In diesem Fall kann die zusätzliche
Verzögerungszeit α eine Zeitspanne
zur besseren Datenkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung
liefern. Die beiden Daten SmRb' und
SmPb können
dem Wiedergabedecodierer 123 (1) zugeführt werden,
da sie nicht auf derselben darstellenden, oben beschriebenen Zeitbasis
liegen. Folglich kann das ECC-Korrigierglied 121 die kompensierenden
Daten Povb und den oberen Endabschnitt der Daten SmPb entsprechend
der kompensierenden Daten Povb auf der Basis einer Fehlerrate untersuchen,
die durch die innere Fehlerkorrektur (aber nicht beschränkt auf
diese) erhalten wird. Danach wählt
das ECC-Korrigierglied 121 die kompensierenden Daten Povb
oder den entsprechenden Teil von SmPb je nach Erfassungsqualität aus, und
gibt diese zusammen mit den kompensierenden Daten Povb und den kompensierten Daten
SmPb aus. Gleichsam ist das beschriebene Verfahren ebenso anwendbar
auf die Wiedergabedaten SmPa, SmRa, Pcoa und Pova, die von der Spur TR4
während
der dritten Abtastperiode erhalten wurden.
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Dieser
Abschnitt Pova liegt zeitlich vor dem speziellen Abschnitt der Daten
SmP, bei dem die Datenwiedergabe aufgrund des Zeitunterschiedes
zwischen den Daten und dem Datenfehler schwierig ist, und er wird
von den Daten SmRa' von
dem anderen Kopf desselben Kopfpaares überschrieben. Zu beachten ist,
daß der
Datenabschnitt Pova nicht immer überschrieben
wird. Wenn z.B. die Fehlerrate der überschreibenden Daten SmRa' größer ist
als die der zu überschreibenden
Daten Pova (SmPa), wird das Überschreiben
der Daten unterdrückt.
Auf diese Weise kann der überschriebene
Abschnitt Pova die Daten mit der geringeren Fehlerrate benutzen.
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Da
weiterhin der Kopf auf der Basis der Synchronisationsblock-Einheit
gewechselt werden kann, können
die Daten auf sichere Weise gemäß jedem Synchronisationsblock
wiedergegeben werden. Spezieller können die Daten auf dem Abschnitt
der Spur, die von dem SR-Kopf P zur Wiedergabe der Daten abgetastet
werden kann, mit den Daten kompensiert werden, die vom R/W-Kopf
RP wiedergegeben werden. In diesem Fall wird ein Phasenunterschied
zwischen den beiden Daten, den kompensierenden Daten und den zu
kompensierenden Daten, durch die Verzögerungseinheit 118 der
Datenkontrolleinheit 130 (4) eingestellt,
um dem Zeitunterschied α des
Systems Rechnung zu fragen. Als Ergebnis wird die Datenerfassungsrate
verbessert, die Bildaktualisierungsrate pro Vollbild erhöht, und
letztlich kann eine verbesserte Bildqualität erhalten werden.
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Der
zusätzliche
Verzögerungsfaktor α kann generell
durch folgende Gleichung definiert werden: α < t1 oder t2 (je
nachdem, ob f1 oder t2 größer ist), (2)wobei "t1" eine Zeit ist, die
von der elektrischen Schaltung zum Umschalten der Daten benötigt wird, und "t2" die Unterbrechungszeit
ist, die von Lücken im
Muster in bezug auf die Datenspur verursacht wird.
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In 8 ist
ein Zeitverlauf der magnetischen Aufzeichnung- und Wiedergabevorrichtung
PMA dargestellt. In diesem Beispiel ist den von dem R/W-Kopf wiedergegebenen
Daten SmR Priorität
für die
Auswahl durch die Datenkontrolleinheit 130 gegeben. Wie
in 8 gezeigt, nimmt das Signal Sw drei Werte an, "+ 1" zur Angabe des R/W-Kopfes
RP (SmRb), "-1" zur Angabe des SR-Kopfes
P (SmP) und "0" ohne eine Angabe.
In diesem Beispiel hat die Auswahl des R/W-Kopfes Priorität.
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Obwohl
die Daten SmRd vom R/W-Kopf RP hinter den ersten drei Synchronisationsblöcken nicht geliefert
werden, wird die Datenauswähleinheit 119 das
Auswahlsignal Sw (welches kontinuierlich die Priorität des R/W/-Kopfes
anzeigt) für
einen vorgegebenen Zeitraum t2 (Td) nicht aktualisieren, wobei dieser
Zeitraum vom zweiten Synchronisationsblock der Daten SmRd gezählt ist.
Diese Verzögerungszeit
t2 dient zur Verhinderung einer Falsch-Selektion der Daten SmR oder
SmP seitens der Datenkontrolleinheit 130, da verschiedene
Lücken
im Muster bei den auf den Datenspuren aufgenommenen Daten auftreten
können,
und solche Lücken
leicht die zeitweilige Störung
der Datenwiedergabe sogar von vollständig aufgezeichneten Spuren
verursachen: Um eine Falsch-Selektion des Kopfes zu verhindern,
die durch eine derartige zeitweilige Störung verursacht wird, wird
die Wartezeit t2 als Zeitspanne zum Umschalten des Kopfes zur Verfügung gestellt.
Aus diesem Grund aktualisiert die Datenauswähleinheit 119 das
Auswahlsignal Sw von "+
1" über "0" auf "-1",
um den SR-Kopf P für
den Fall zu initiieren, daß kein Synchronisationsblock
der Daten SmRd von dem vorrangigen Kopf RP über mindestens drei Synchronisationsblock-Zeiträume zur
Verfügung
gestellt wurde.
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Die
Daten SmRd von dem vorrangigen R/W-Kopf RP werden jedoch wieder
benutzt, wenn die Datenauswähleinheit 119 das
Auswahlsignal Sw von "-1" über "0" auf "+ 1" bei der nächsten Synchronisationsblock-Zeit
aktualisiert. Das Umschalten von dem vorrangigen Kopf auf den nicht-vorrangigen Kopf
wird zurückhaltend,
das Umschalten in die andere Richtung jedoch schnell durchgeführt. Auf
diese Weise werden hauptsächlich
die Daten des vorrangigen Kopfes in der magnetischen Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung PMA der vorliegenden Erfindung benutzt.
Diese Wartezeit t2 und die Zeitspanne von drei Synchronisationsblöcken kann
unter Berücksichtigung
von verschiedenen Operationsfaktoren bestimmt werden, wie z.B. dem
Aufzeichneformat und der Anordnung der Köpfe.
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Ebenfalls
im langsamen Vorwärts-Abspielmodus
oder im langsamen Rückwärts-Abspielmodus können die
Daten, die der vorrangige Kopf nicht wiedergeben kann, als kompensierende
Daten dienen, die von dem nicht-vorrangigen Kopf in einer Weise wiedergegeben
werden, die ähnlich
derjenigen im oben beschriebenen schnellen Vorwärts-Abspielmodus oder schnellen
Rückwärts-Abspielmodus
ist. Speziell stellt die Verzögerungseinheit 118 den
Phasenunterschied zwischen den zwei Köpfen eines Simultanabtastkopfpaares
ein, so daß die
Daten von dem vorrangigen Kopf durch die Daten des nicht-vorrangigen
Kopfes kompensiert werden können.
Auf diese Weise kann der Bereich der Wiedergabegeschwindigkeit erweitert
werden, wodurch ein rauschfreies Abspielen ermöglicht wird.
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In 9 sind
Spurabtastmuster der R/W-Köpfe
RP und des SR-Kopfes P der magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der 5 nach
der Datenkompensations-Operation gezeigt. Die Spurenmuster beim
langsamen Rückwärtsabspielen
bei einer verlangsamten Geschwindigkeit von zwei Dritteln gegenüber der
normalen Abspielgeschwindigkeit (5) können, wie
in 9 gezeigt, verbessert werden. Demnach können die Daten
unter Beibehaltung der Kontinuität
der Spurnummer wiedergegeben werden.
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Wie
den 11 und 12 entnehmbar
ist, können
sogar bei der konventionellen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
CMA (10) die Daten unter Beibehaltung der Kontinuität der Spurnummern
im Bereich der langsamen Rückwärtsabspiel-Geschwindigkeit
von 0 bis -0,5 der normalen Abspielgeschwindigkeit wiedergegeben werden,
obwohl es der Kopf manchmal nicht schafft, die Daten von den von
ihm selbst abgetasteten Spuren zu lesen. Mit anderen Worten können die
Daten von jeder Spur wiedergegeben werden, so daß ein rauschfreier langsamer
Abspielmodus ermöglicht
ist. Speziell können
die Daten auf der Spur TR-5
vollständig
durch die Kopfspuren S8 und S10 wiedergegeben werden, wie in 11 gezeigt.
Ein rauschfreier langsamer Abspielmodus bedeutet, daß vollständige Vollbilder
bei einer reduzierten Geschwindigkeit wiedergegeben werden können. In 13 sind
Kopfspuren auf dem Aufzeichneband durch die konventionelle magnetische
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung CMA im langsamen Rückwärts-Abspielmodus
gezeigt, ähnlich
zu denen in 11 gezeigten, jedoch ist die
Datenwiedergabe-Geschwindigkeit zwei Drittel der normalen Abspielgeschwindigkeit.
In 14 ist eine Beziehung zwischen den Spurabtastperioden
und den Spuren gezeigt, von denen die Daten im langsamen Abspielmodus
bei halber Geschwindigkeit wiedergegeben werden können. Wie
den 13 und 14 entnehmbar
ist, können die
Daten auf der Spur TR-5 mit Zwischenräumen durch die Kopfspuren S6
und S8 wiedergegeben werden, wodurch ein rauschfreies langsames
Abspielen verhindert wird. Demnach ist die Wiedergabegeschwindigkeit, die
ein rauschfreies langsames Abspielen ermöglicht, in der konventionellen
magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung mit simultanen
Abtastkopfpaaren beschränkt.
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In
dieser Beschreibung ist die vorliegende Erfindung in bezug auf die
Ausführungsform
mit zwei simultanen Abtastköpfen
SHa und SHb beschrieben worden. Jedoch wird aus der obigen Beschreibung deutlich,
daß die
vorliegende Erfindung auch effektiv realisiert werden kann, wenn
nur ein Simultanabtastkopfpaar SHE eingesetzt wird, der durch einen
einzigen R/W-Kopf RP und einen einzigen SR-Kopf P gebildet wird.