DE2342359A1

DE2342359A1 - Geraet zum umsetzen eines digitalen eingangssignals

Info

Publication number: DE2342359A1
Application number: DE19732342359
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Independent Broadcasting Authority
Current assignee: Independent Broadcasting Authority
Priority date: 1972-08-24
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1974-02-28
Also published as: JPS5053004A; US3922669A; JPS5749964B2

Description

Gerät zum Umsetzen eines digitalen Eingangssignals

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Umsetzen eines digitalen Eingangssignals oder eines anderen Eingangssignals, das eine begrenzte Anzahl möglicher Werte hat.

Das Umsetzen bzw. kodieren von Informationen in Form digitaler Signale oder anderer Signale mit einer begrenzten Anzahl möglicher Werte - bei binären Signalen sind es zwei Werte ist für viele Zwecke vorteilhaft und wird zunehmend bei der Verarbeitung von Videosignalen interessant.

Nach der Erfindung ist ein Gerät zum Umsetzen eines digitalen Eingangssignals oder eines anderen Eingangssignals, das eine begrenzte Anzahl möglicher Werte hat, gekennzeichnet durch einen Eingang für ein Bezugssignal mit einem Zyklus, in dem sich den möglichen Werten des Eingangssignals entsprechende Werte der Reihe nach wiederholen, und einen Vergleicher, der durch Abgabe eines Ausgangs signals anspricht, wenn der Viert des Bezugssignals dem Wert des Eingangssignals entspricht, so daß Ausgangssignale gebildet werden, deren Beziehung zur Phase des Bezugssignals den Wert des Eingangssignals darstellt. Vorzugsweise ist dafür gesorgt^ daß der Zustand eines binären Ausgangssignals durch die erwähnten Ausgangssignale derart umkehrbar ist, daß die Umkehrzeitpunkte die Größe des Eingangssignals darstellen.

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Ein Gerät zur Wiederherstellung des Eingangssignals aus Ausgangssignalen eines oben erwähnten Geräts weist eine Vorrichtung, die auf die Ausgangssignale oder einen Taktgeber anspricht und das entsprechende Bezugssignal erzeugt, sowie

eine Wiederherstellungsvorrichtung, die derart betreibbar ist, daß sie die Werte des Bezugssignals in durch die Ausgangssignale überwachten Zeitpunkten abtastet, auf.

Die Vorrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals ist vorzugsweise derart betreibbar, daß sie das Bezugssignal mit mindestens einem Wert mehr erzeugt als es der Anzahl der möglichen Werte des Eingangssignals entspricht. Bei binär digitalen Eingangssignalen bildet daher die Bezugssignalerzeugungsvorrichtung vorzugsweise einen Zyklus aus, der drei Werte umfaßt. Einer der Werte des Bezugssignals kann Null sein.

Bei Verwendung eines Bezugssignals mit der gleichen Anzahl von Werten wie der Anzahl möglicher Werte des Eingangssignals kann statistisch gesehen - davon ausgegangen werden, daß während langer Zeiten praktisch überhaupt kein Ausgangssignal auftritt. Dies erfordert spezielle Vorkehrungen zur Synchronisierung, um das Eingangssignal zuverlässig wiederherzustellen, z.B. durch Verwendung eines Taktgebers, der dem Vergleicher und der Einrichtung, durch die das Eingangssignal wiederhergestellt werden soll, gemeinsam ist. Durch Verwendung eines Bezugssignals mit einem oder mehreren Werten mehr als es der möglichen Anzahl von Werten des Eingangssignals entspricht, wird vermieden, daß zu lange überhaupt kein Ausgangssignal auftritt, so daß einfache Synchronisationsanordnungen, die auf die empfangenen Signale selbst ansprechen,* in der Wiederherstellungseinrichtung vorgesehen sein können. Günstige Ergebnisse erhält man, wenn die Ausgangssignale auf einem Band oder einem anderen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sind. Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Verwendung von mehrWerten ergibt, als es der Anzahl der Werte des Bezugssignals entspricht, besteht darin, daß die Mindestzeit zwischen den Ausgangssignalen verlängert wird, so

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daß der sich anschließende Übertragungs- oder Aufzeichnungskanal entsprechend einfach ausgebildet sein kann.

Ferner ist es möglich, wenn das Bezugssignal mehr Werte hat, als es der möglichen Anzahl der Werte des Eingangssignals entspricht, den Kanal dadurch einfach zu halten, daß man bestimmte Ausgangssignale unterdrückt, die vorbestimmten Änderungen des Viertes des Eingangssignals entsprechen, die Abwesenheit von Signalen an dem Wiederherstellungspunkt als Anzeichen für die vorbestimmten Änderungen behandelt und sie örtlich einfügt. Im folgenden wird der einfache Fall näher betrachtet, daß ein Eingangssignal die vier möglichen Werte von Null bis Drei und das Bezugssignal einen Zyklus von fünf Werten aufweist sowie jedes Ausgangssignal unterdrückt bzw. weggelassen wird, wenn das Eingangssignal unmittelbar nach einem Wert von Drei den Wert Null hat.

Der Erfindungsgedanke ist bei analogen Eingangssignalen und einem analogen Bezugssignal mit einer hohen Anstiegsgeschwindigkeit zwischen den möglichen Werten anwendbar. So sind in den beiliegenden Zeichnungen abgestufte analoge Signale zur Vereinfachung der Darstellung gezeigt. Das hauptsächliche Anwendungsgebiet des Erfindungsgedankens sind jedoch digitale Signale. Bei Verwendung binärer Zeichen lassen sich mit Hilfe eines zweistelligen Zeichens (dessen Bits über zwei Drähte geleitet werden können) vier verschiedene Werte durch die Ziffernkombinationen 00, 01, 10 und 11 darstellen. Bei Verwendung von Zeichen mit mehr als·zwei Stellen oder Bits können mehr als vier Werte dargestellt werden. Es ist verhältnismäßig einfach, ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn die numerischen Werte des Eingangssignals und des Bezugssignals einander entsprechen oder sich um einen vorbestimmten Betrag unterscheiden.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist besonders bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen auf Videoband geeignet. Bei· einem 625-Zeilen-Fernsehsignal, daß acht Bits (oder Stellen)

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pro Zeichen (oder Wort) aufweist, liegt die erforderliche Bit-Folgefrequenz bei etwa 106 Mb/sek. Eine derart hohe Bit-Folgefrequenz wäre bei einer Aufzeichnung schwierig zu erreichen, doch ist dies bei Verwendung eines nach der Erfindung ausgebildeten Geräts dennoch möglich.

/Sek.

Eine Datenfolgefrequenz von 106 Md ist zu hoch für eine Aufzeichnung eines 625-Zeilen-Fernsehsignals auf einer einzigen Spur. Es ist daher günstig, die Datenfolgefrequenz auf eine Anzahl von Köpfe aufzuteilen. Eine natürliche Aufteilung wäre die, daß man acht Spuren durch acht Köpfe aufzeichnet, von denen jeder mit einer Bit-Folgefrequenz von 13,3 Mb/sek. arbeitet. Bei Verwendung eines nach der Erfindung ausgebildeten Geräts, das die Signale in solche umsetzt, bei denen die Daten durch die Zeitpunkte dargestellt sind, in denen Vorzeichenänderungen auftreten, kommt man mit nur 4 Spuren aus.

Die Anwendung der Erfindung zur Erzielung einer vorteilhaften binären Kodierung ist in Fig. 1 schematiah dargestellt. Das Eingangssignal (a) ist oben dargestellt. Wenn die Zustände des Eingangssignals (a) und des Bezugssignals (b), das in der nächsten Zeile dargestellt ist, gleich sind, wird ein Impuls (c) erzeugt, der das Vorzeichen des aufgezeichneten Signals (d) umkehrt, wie es in der vierten Zeile dargestellt ist. Das vom Band wiedergegebeite Signal (e) ist in idealisierter Form oben in Fig. 2 dargestellt, die die Verarbeitung bei der Wiedergabe veranschaulicht. Das Signal wird differenziert und zweiweggleichgerichtet, so daß ein Nulldurchgangsimpuls (f) bei jedem Vorzeichenwechsel erzeugt wird. Diese Impulse dienen zur Erregung eines Resonanzkreises mit einem Vielfachen der erforderlichen Taktfrequenz, und diese läßt sich leicht teilen (untersetzen), um das in der vierten Zeile dargestellte Wiedergabe-Bezugssignal (h) zu bilden. Dabei ist noch eine Mehrdeutigkeit zu beseitigen, was dann geschehen kann, wenn ein bekanntes Bit empfangen wird. Die Nulldurchgangssignale werden zur Abtastung des Bezugssignals (h) verwendet, wodurch man das Zwischensignal (j) erhält, das schließlich unmittelbar nach dem Auftrittszeit-

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punkt der negativen Flanke des Bezugssignals (h) abgetastet wird, so daß man das Ausgangssignal (k) erhält, dessen Verlauf dem des Eingangssignals (a) nach Fig. 1 entspricht.

Bei einem 625-Zeilen-Videosignal dauert ein Zeichen (Wort) etwas mehr als 75 Nanosekunden, so daß - unter der Annahme, daß auf jeder Spur ein Bit pro Zeichen aufgezeichnet wird - die in Fig.1 angegebenen Zeiten zutreffend sind. Die Nulldurchgänge des aufgezeichneten Signals liegen entweder 12,5 Nanosekunden vor oder 12,5 Nanosekunden hinter dem (durch gestrichelte Linien dargestellten) mittleren Zeitpunkt. Der maximal zulässige Zeitfehler zwischen den Nulldurchgangsimpulsen und dem Bezugssignal muß daher stets kleiner als 12,5 Nanosekunden gehalten werden. Eine zeitliche Verschiebung der Nulldurchgangsimpulse hat eine Kompensationsverschiebung des Bezugssignals zur Folge, so daß der hauptsächliche Fehler die schnelle Verschiebung (Drift) der Nulldurchgänge ist.

Messungen haben gezeigt, daß derart schnelle zeitliche Verschiebungen maximal 0,5 Nanosekunden betragen. Somit ergibt sich ein Sicherheitsrand (Sicherheitsabstand) von etwa 25:1. Diese Messungen erfolgten bei einer Kopf-zu-Band-Geschwindigkeit von 38,1 m/sek. (1500 Zoll pro Sek.) und einer Bandbreite von 0,254 mm (0,01 Zoll).

Bei dem soweit beschriebenen Beispiel sind die Zeichen zwar in binärer Kodierung in jeder Spur aufgezeichnet, doch können auch quaternäre oder oktale codes verwendet werden.

Die Fig. 3 und 4 stellen quaternär kodierte Signale dar. Die Erläuterung des Beispiels nach den Fig. 1 und 2 gilt auch für diesen Fall. Der einzige wesentliche Unterschied besteht in der Ausnutzung der Redundanz dieses Systems. Diese wird immer dann ausgenutzt, wenn einer Drei unmittelbar eine Null fo]$, jedoch nicht umgekehrt. Wenn dieser Fall auftritt, wird der Nulldurchgangsimpuls (der gestrichelt dargestellte Impuls P) weggelassen«

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Bei der Wiedergabe wird dies anhand des Fehlens eines Nulldurchgangs während eines vollständigen Zyklus des Bezugssignals (h) festgestellt. Die Null wird dann wieder eingefügt. Es wäre kritisch, dieses Verfahren bei allen Nullen oder lauter Nullen anzuwenden, da eine lange Folge von Nullen zur Folge haben kann, daß das Bezugssignal außer Synchronismus gerät (entriegelt, d.h. nicht mehr mitgezogen wird). Unter Ausnutzung dieser Redundanz des Signals kann jedoch die Dauer der kleinsten. Halbwelle des aufgezeichneten Signals um 50% verlängert werden. Dies gestattet die Anwendung einer Kopf-zu-Band-Geschwindigkeit von nur 2/3 der ansonsten erforderlichen Geschwindigkeit.

Bei diesem quaternären System mit der Basis 4 ist eine geringere Zeitverschiebungs- bzw. Synchronisationstoleranz als 7,5 Nanosekunden erforderlich. Wenn die Bandbreite von 0,0254 cm (0,01 Zoll) auf etwa 0,00626 cm (0,0025 Zoll) verringert wird, ist es möglich, daß sich der Zeitfehler verdoppelt, doch wäre dies immer noch geringer als etwa 1 Nanosekunde.

Bei dieser Spurbreite ist es praktisch auch möglich, ein oktales System zu verwenden, d. h. mit der Zahlenbasis 8 zu arbeiten, und dies würde eine höhere Zeitgenauigkeit als 3,125 Iianosekunden erfordern. Selbst diese würde jedoch einen hinreichenden Sicherheit srand von 3:1 gewährleisten.

Es ist zweckmäßig, Schutzmaßnahmen gegen das Ausfallen eines oder mehrerer Impulse oder Bits vorzusehen. Eine wirksame Maßnahme besteht darin, mehrere Paritätsbits einzuschalten, um die Bits der höheren Stellen jedes digitalen Zeichens zu schützen, obwohl es auch wesentlich ist, dafür zu sorgen, daß die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls von Informationen gering ist, z.B. sicherzustellen, daß nicht zwei Köpfe gleichzeitig einen Längskratzer auf dem Band abtasten.

Die folgende Beschreibung eines digitalen Videoaufzeichnungsgeräts, das den Gegenstand der Patentanmeldung P bildet

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(die auf die britische Patentanmeldung Nr. 39605/72 vom

24. August 1972 zurückgeht), dient der Veranschaulichung eines praktischen.AnwendungsfallG der Erfindung.

Bei Aufzeichnung von Zeichen (bzw. Wörtern) mit einer hohen Bit-Folgefrequenz, wie bei Videosignalen, ist es unpraktisch, die Aufzeichnung in solchen Spuren vorzunehmen, die sich in Längsrichtung eines Magnetbandes erstrecken. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, das Gerät derart auszubilden, daß die Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabeköpfe von einer Scheibe oder einem anderen Drehkörper gehalten sind, die bzw. der in bezug auf die Richtung der Längsbewegung des Aufzeichnungsträgers derart drehbar ist, daß die Relativbewegung der Köpfe gegenüber dem Aufzeichnungsträger eine Querkomponente aufweist und die Köpfe in die und aus der Aufzeichnungs- oder Wiedergabe-Beziehung mit dem Aufzeichnungsträger durch die Drehung des Drehkörpers gebracht werden und die Anzahl sowie Lage der Köpfe um den Drehkörper herum größer als die Anzahl der Köpfe in der Gruppe ist und die Köpfe in der erwähnten Gruppe zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem Drehkörper gehaltene Köpfe sind, die sich in Aufzeichnungs- oder Wiedergabe-Beziehung zum Aufzeichnungsträger befinden. Dabei ist es günstig, wenn die Anzahl der auf dem Drehkörper angeordneten Köpfe so gewählt ist, daß die Anzahl der Köpfe, die sich in Aufzeichnungs- oder Wiedergabebeziehung zum Aufzeichnungsträger befinden, zeitweilig größer als die Anzahl der Köpfe in der Gruppe ist. Auf diese Weise wird Zeit für die Synchronisation geschaffen, bevor der zusätzliche Kopf oder die zusätzlichen Köpfe in den Normalbetrieb gebracht wird bzw. werden (an Stelle eines Kopfes, der aus der Aufzeichnungs- oder Wiedergabe-Beziehung mit dem Band gedreht werden muß). Vorzugsweise ist die Anzahl der Köpfe gleich Fünf. Sie liegen dann in einem Abstand von 72° am Umfang des Drehkörpers.

Der bereits von den Köpfen überquerte Teil des Magnetbandes ist in Fig. 5 schraffiert und der noch nicht überquerte Teil unschraffiert dargestellt. Die Pfeile X zeigen die Ebene der

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Köpfe, der Pfeil Y zeigt in Bandvorschubrichtung und der Pfeil Z in die Bewegungsrichtung der Köpfe.

/hand-

Ein typisches Gerät weist ein Bandihabungsgerät mit im wesentlichen an sich bekanntem mechanischem Aufbau auf. Es hat fünf Köpfe A, B, C, D und E, die in Abständen von 72° um eine Trommel herum angeordnet sind, die so ausgebildet ist, daß sie ein 2-Zoll-Video-Aufzeichnungsband aufnehmen kann, das sie über 288° oder mehr berührt, so daß es jederzeit von mindestens vier Köpfen berührt wird. Um Spurgleichlauffehler zu verringern, ist die · Trommel verhältnismäßig klein ausgebildet, zum Beispiel mit einem Umfang von etwa 25 cm (10 Zoll). Die Kopf geschwindigkeit beträgt 3175 cm pro Sekunde (1250 Zoll pro Sekunde) und die Kopf-zu-Band-Geschwindigkeit beträgt 3223 cm/Sek. (1265 Zoll pro Sek.), während die Drehzahl der Trommel bei 125 Umdrehungen pro Sekunde liegt. Bei einer Bandgeschwindigkeit von etwa 38 cm/Sek. (15 Zoll pro Sekunde) liegt der Mittelpunktsabstand der Spuren bei 0,123mm (0,0048 Zoll). Die Spurbreite beträgt 0,0635 mm (0,0025 Zoll), so daß sich eine Sicherheitsbandbreite von 0,0584 mm (0,0023 Zoll) ergibt. Diese Sicherheitsbandbreite ist für ein 2-Zoll-Band mit einer Länge von 20,3 cm (8 Zoll), die mit der Trommel in Berührung steht, ausreichend.

Die relative Lage der Köpfe und des Bandes ist in den Fig. 5 und 12 dargestellt, die weitgehend aus sich heraus klar sind. Es werden Rotoren mit Köpfen so bewegt, daß das Band diagonal abgetastet bzw. bespielt wird. Die vier in Längsrichtung verlaufenden Spuren dienen anderen Zwecken als der Videosignalaufzeichnung, z.B. kann eine Spur als Steuerspur für Synchronisationszwecke benutzt werden.

Zu jeder Zeit befinden sich vier Köpfe in Aufzeichnungs- oder Wiedergabe-Beziehung zum Band. Fünf Köpfe werden so geschaltet, daß sie vier Kanäle 1, 2, 3 und 4 in der Reihenfolge bedienen, die in der in Fig. 5 dargestellten Tabelle "Kopfbenutzung" angegeben ist. Teile der Betriebszyklen der beiden Köpfe A und B sind in einer anderen Tabelle in Fig. 5 dargestellt. Wie man sieht, gibt es bei jedem Kopf Phasen, in denen der Kopf nicht für die eigentliche Wiedergabe (oder Aufzeichnung) in einem Kanal benutzt wird. Teile dieser Phasen werden für Synchronisationszwecke verwendet.

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Fig. 6 zeigt, wie die vier Aufzeichnungskanäle Ch 1 - Ch 4, die jeweils an Eingängen 29, 39, 49 und 59 ankommen, während der Aufzeichnung auf fünf Köpfe A, B, C, D und E geschaltet werden, und zeigt ferner," wie die vom Band abgetasteten Signale über Kopfverstärker und Dekodierer Wiedergabekanalwählern zugeführt werden, die die Signale vom entsprechenden Kopf zu jedem der Wiedergabekanäle leiten. Die Aufzeichnungs- und Wiedergabekanalwähler werden durch nicht dargestellte Vorrichtungen so gesteuert, daß sich die in Fig. 5 dargestellte Kopfbenutzung ergibt. Fig. 6 zeigt zwei mögliche Anordnungen (Positionen) für Pufferspeicher. Bei der unten rechts in .Fig. 6 dargestellten Anordnung, ergibt sich ein geringerer Aufwand gegenüber der links darüber dargestellten Anordnung, bei der fünf Pufferspeicher von jeweils einem Viertel der Größe benötigt werden. Die zuletzt genannte Anordnung gestattet jedoch größere Zeitungenauigkeiten zwischen den Köpfen. Für normale Anwendungsfälle wird die Pufferspeicheranordnung hinter den Wiedergabekanalwählern vorgezogen und weiterhin hier angenommen. »

Fig.7 zeigt wie ein analoges Eingangssignal so verarbeitet wird, daß an vier Aufzeichnungskanalausgängen 29, 39, 49 und 59 Signale erscheinen. Das analoge Videosignal wird im Analog/ Digital-Umsetzer abgetastet und so quantisiert, daß achtstellige Binärzeichen (durch die 256 verschiedene Amplituden darstellbar sind) gebildet werden. Die Bits dieser Zeichen erscheinen gleichzeitig an acht mit 1-8 bezeichneten Ausgängen, von denen der Ausgang 1 der höchsten und der Ausgang 8 der niedrigsten Stelle der achtstelligen Binärzeichen zugeordnet ist. Das analoge Eingangssignal wird auch einem Synchron-

der

signalseparator zugeführt, der einen Impuls erzeugt,7den Farbimpuls 11 auf einen Eingang eines Phasenvergleichers durchschaltet. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers steuert die Frequenz eines spannungssteuerbaren Oszillators VCO, dessen Ausgangssignalfrequenz durch drei dividiert wird,'um das andere Eingangssignal des Phasenvergleichers zu bilden. Auf die- · se Weise wird die Frequenz des Oszillators genau auf dem Dreifachen der Frequenz des eingangsseitigen Hilfsträgers

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gehalten, und jede dritte Periode des Oszillatorausgangssignals hat eine definierte Phasenlage in Bezug auf die des Färbimpulses. Das Ausgangssignal 12 des Oszillators, das Bezugstaktsignal, wird zur Steuerung des Abtastvorgangs im Analog/Digital-Umsetzer und auch als Bezugstaktsignal in einem weiteren Phasenvergleicher verwendet, der einen weiteren spannungssteuerbaren Oszillator steuert, dessen Ausgangssignal 13 hinsichtlich der Frequenz in einem Binärzähler durch η dividiert wird, wobei das Ausgangssignal des Binärzählers dem zweiten Eingang des weiteren Phasenvergleichers zugeführt wird und gleichzeitig für eine Rücksetzung sorgt. In diesem speziellen Falle ist η gleich 12.

Bei einem Aufzeichnungsgerät , das zur Aufnahme eines bereits in digitaler Form vorliegenden Signals geeignet ist, kann es sich bei den Eingangssignalen um die achtstelligen Binärzeichen, die vom A/D-Umsetzer kommend dargestellt sind, und um ein Bezugstaktsignal handeln.

Die eingegebenen digitalen Daten oder die vom A/D-Umsetzer zugeführten werden wie folgt verarbeitet:. Die Eingangsdaten, die den Bits 2 und 3 (den binären Ziffern in den Stellen 2 und 3) entsprechen, werden einem exklusiven ODER-Tor zugeführt, das ein Paritätssignal 1 (P 1) abgibt, das einen niedrigen Wert hat, wenn die Bits 2 und 3 gleich sind, d. h. beide einen niedrigen Wert (eine Null) oder einen hohen Wert (eine Eins) darstellen. Dies kann anhand der Zeilen 2, 3 und P 1 im Signaldiagramm nach Fig. 11 festgestellt werden. Unter normalen Bedingungen werden das Paritätssignal 1 und die den Bits 1 und 5 entsprechenden Daten direkt vom Startreihenfolgeeinfügungsglied unverändert durchgelassen und jeweils einem Eingang von drei weiteren exklusiven ODER-Toren mit den Ausgängen 26, 25 und 24 zugeführt. Die Ausgangssignale 16, 15 und 14 des Binärzählers werden invertiert und den anderen Eingängen dieser exklusiven ODER-Tore zugeführt. Aufgrund dieser Inverter (Umkehrstufen), tritt ein "hohes" Ausgangssignal 26 auf, wenn die Zustände von 16 und P 1 gleich sind. In ähn-

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licher Weise sind die Ausgangssignale 25 und 24 "hoch", wenn 1 mit 15 und 5 mit 14 übereinstimmt. Wenn die Signale 17, 26, 25 und 26 alle "hoch" sind, gibt das UND-Tor ein "hohes" Signal ab, das eine Umkehr des Zustands von 28 bewirkt. Das Signal 17 ist bei 8 aufeinanderfolgenden Zuständen des durch 12 dividierenden Zählers "hoch" und bei den übrigen vier "niedrig". Infolge der Anzahl der Tore, die das Signal durchlaufen hat, wird die Verriegelungsstufe zur Wiederherstellung der zeitlichen Lage der Übergänge des Ausgangssignals 29 verwendet, um Laufzeiteffekte möglichst gering zu halten.

Auf genau die gleiche Art werden die anderen Ausgangssignale 39, 49 und 59 aus entsprechenden Daten abgeleitet.

Die Startreihenfolgeeinfügungsglißder werden zur Bildung einer vorbestimmten Folge von Einsen und Nullen verwendet, die nur dann aufzutreten brauchen, wenn ein Kopf mit der Aufzeichnung einer Spur beginnt, doch kann dies bei Fernsehsignalen häufiger wiederholt werden, z. B. während jeder Zeilenaustastlücke.

Fig. 8 zeigt, wie das von jedem Kopfverstärker kommende wiedergegebene Signal verarbeitet wird. Zuerst durchläuft das Signal einen Zwischensymbolstörungskompensator, bei dem es sich um einen Transversalausgleicher (oder Transversalentzerrer) handeln kann, der so ausgelegt ist, daß er ein Zwisehensymbolnebensprechen auf ein Minimum verringert. Das Ausgangssignal des Korapensators wird dem einen Eingang eines exklusiven ODER-Tors unmittelbar und dem anderen Eingang des gleichen Tors über eine Verzögerungsleitung oder ein Verzögerungsglied zugeführt. Das Ausgangssignal dieses Tors ist ein positiver Impuls, dessen Dauer gleich der Länge bzw. Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung ist und beginnt, wenn ein Übergang bzw. eine Flanke auftritt. Diese Impulse werden einem Phasenvergleicher zugeführt, der die Frequenz eines spannungssteuerbaren Oszillators steuert, dessen Ausgang auf den anderen Eingang des Phasenvergleicher's zurückgekoppelt ist. Die Frequenz des Ausgangssignals 13 des Oszillators wird durch einen ähnlichen Zähler wie dem während

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des Aufzeichnungsbetriebs benutzten untersetzt. In der Nähe des Beginns eines vollständigen Betriebszyklus, der während eines Drittels der Dauer eines Hilfsträgerzyklus andauert, werden die Ausgangssignale 66, 65 und 64 dreier Verriegelungsstufen auf Null gesetzt. Wenn ein Übergang bzw. eine Flanke auftritt, bewirkt der Torausgangsimpuls 62, daß die vier Ausgangszustände des Zählers 17, 16, 15 'und 14 gespeichert werden, so daß sie jeweils als Verriegelungsstufenausgangssignale 67, 66, 65 Und 64 auftreten. Am Ende des Zyklus wird die durch die Ausgangssignale 66, 65 und 64 dargestellte Information zu den Ausgängen dreier weiterer Verriegelungsstufen übertragen, um P 1, 1 und 5 zu bilden.

Hierbei ist angenommen, daß der Zähler richtig weitergeschaltet wird. Eine Start-oder Anfangsreihenfolge mit den folgenden drei Stufen bzw. Phasen, hat zwangsläufig eine Korrektur der Synchronisation des Kanals zur Folge, der P 1, 1 und 5 überträgt.

P 1

hoch	hoch	hoch
hoch	niedrig	niedrig
niedrig*	niedrig	niedrig

1. Stufe

2. Stufe

3. Stufe

Die Anwendung des gleichen Schemas auf P 2, 2 und 6, auf P 3, 3 und 7 sowie auf P 4, 4 und 8 stellt in ähnlicher Weise eine Synchronisation sicher. Das Mittel, um dies zu erreichen, ist die Überwachung des Verriegelungsstufenausgangssignals 67, das bei richtiger Synchronisation stets positiv sein sollte. Wenn es negativ ist, werden die Zähler alle auf Null ( in den niedrigen Zustand) zurückgesetzt. In der dritten Stufe bzw. Phase der Anfangsreihenfolge muß dies ei*ne richtige Synchronisation zur Folge haben. Wenn η kleiner als 12 ist, müssen andere Anfangsreihenfolgen benutzt werden.

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Fig. 9 zeigt die beim Aufzeichnungsbetrieb erforderlichen Abwandlungen, wenn der Übergang von 7 auf 0 einbegriffen sein soll. Wenn die Daten P 1, 1 und 5 während eines Zeichens alle "hoch" sind bzw. 1-Signale darstellen, wird auch das Ausgangssignal des UND-Tores in den "hohen" Zustand bzw. in ein 1-Signal umgeschaltet. Nachdem alle Ausgangssignale 16, 15 und 14 in den niedrigen bzw. O-Zustand umgeschaltet sind, Jedoch vor dem Ende des Zeichens, wird das Ausgangssignal des UND-Tores dem Eingang des NOR-Tores zugeführt. Während des folgenden niedrigen Zustande aller Ausgangssignale 16, .15 und 14 ist das Ausgangssignal des NOR-Tores niedrig, wodurch verhindert wird, daß während dieser Zeit ein übergang auftritt, wie es durch 27a, 28a, 29a im Vergleich zu 27, 28 und 29 dargestellt ist.

Fig.10 zeigt die Zwischenspeicherung, Paritätsprüfung, Fehlerkorrektur und Ausgabeverarbeitung. Die Anfangsreihenfolge kann erweitert werden, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß eine normale Bildinformation die gleiche Reihenfolge hervorruft, auf unbedeutende Teile verringert werden kann. Statt dessen kann auch eine Reihenfolge wie die Reihenfolge 7» 4, 0, - 2, 7f 4, 0 verwendet werden, die praktisch ebenfalls die Wahrscheinlichkeit Null hat. In jedem Falle wird die gewählte Anfangsreihenfolge zur Steuerung der Abspeicherung von P 1, 1 und 5 in einem Viertel des Zwischenspeichers verwendet, während der Wiedergabetaktgeber zur genauen zeitlich?;"- Steuerung verwendet wird. Eine ähnliche Einrichtung wird zur Steuerung der Einspeicherung der anderen Daten in den gleichen Speicher verwendet.

Beim Auslesen der Informationen aus dem Zwischenspeicher erfolgt die zeitliche Steuerung durch das Bezugstaktsignal. Die Parität der Daten 1,*2, 3 und 4 wird dabei erzeugt und mit den Paritätsdaten P1, P 2, P 3 und P 4 verglichen. Normalerweise besteht das Ergebnis der Paritätsprüfung in vier niedrigen Signalen, die dem Festspeicher zugeführt werden. Im Abhängigkeit von der Art der möglichen Datenfehler, kann

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der Festspeicher so programmiert werden, daß er unbedeutendere Fehler, z. B. solche, die durch einen Ausfall in einem Kanal hervorgerufen werden, identifiziert und mit Hilfe der exklusiven ODER-Tore korrigiert, durch die die Bits 1, 2, 3 und 4 geleitet werden. Bei schwerwiegenderen Fehlern, wie dem gleichzeitigen Auftreten eines gleichzeitigen Ausfalls in zwei oder mehreren Kanälen, bewirkt der 1- oder 2-Zeilen-Speicher eine Umlaufspeicherung aller Bits während der Dauer dieses Ereignisses, so daß dieser Fehler weitgehend behoben wird.

Es braucht lediglich die Anfangsreihenfolge ausgeblendet (unterdrückt) und eine Rückumsetzung in analoge Form durch einen Digital/Analog-Umsetzer ausgeführt zu werden, um ein Videoausgangssignal in normaler analoger Form zur Übertragung oder Wiedergabe zu erhalten.

Fig. 11 zeigt den Verlauf von Signalen, die an entsprechend numerierten Stellen in der Einrichtung auftreten.

In Fig. 5 ist das Magnetband von der Mitte der Drehung der Köpfe aus gesehen und die Breite der Spuren und Sicherheitsbänder dazwischen zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Der bereits von den Köpfen überquerte Teil des Magnetbandes ist schraffiert und der noch nicht überquerte Teil unschraffiert dargestellt. Die Pfeile X zeigen die Ebene der Köpfe, der Pfeil Y zeigt die Bandvorschubrichtung und der Pfeil Z zeigt in die Bewegungsrichtung der Köpfe.

Fig.12 stellt ein Beispiel einer für die fünf Köpfe geeigneten :.echanischen Anordnung dar. Die Köpfe A bis E sind um 72° gegeneinander versetzt auf einer rotierenden Kopfscheibe so angeordnet, daß sie gerade durch einen Umfangsschlitz in einer feststehenden zylindrischen Trommel hervorragen. Das Band überquert den größten Teil der äußeren Oberfläche der Trommel, wobei es durch kegelstumpfförmige feststehende Führungsteile so geführt wird, daß es sich auf seiner Umfangsbahn in Richtung der Drehachse der Kopfscheibe bewegt.

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Die Paritätssignale können durch irgendeine herkömmliche logische Verarbeitung der zu überprüfenden Signale gebildet werden. Das Paritatssignal kann irgendeine algebraische oder andere Funktion der Signale sein.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Gerät zum Umsetzen eines digitalen Eingangssignals oder eines anderen Eingangssignals, das eine begrenzte Anzahl möglicher Werte hat, gekennzeichnet durch einen Eingang für ein Bezugssignal mit einem Zyklus, in dem sich den möglichen Werten des Eingangssignals entsprechende Werte der Reihe nach wiederholen, und einen Vergleicher, der durch Abgabe eines Ausgangssignals anspricht, wenn der Wert des Bezugssignals dem Wert des Eingangssignals entspricht, so daß Ausgangssignale gebildet werden, deren Beziehung zur Phase des Bezugssignals den Wert des Eingangssignals darstellt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand eines binären Ausgangssignals durch die erwähnten Ausgangssignale derart umkehrbar ist, daß die Umkehrzeitpunkte die Größe des Eingangssignals darstellen.
3. Gerät nach Anspruch 1 für binäre digitale Eingangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bezugssignal aufweist, dessen Zyklus drei Werte umfaßt.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Bezugssignals derart betreibbar ist, daß sie das Bezugssignal mit mindestens einem Wert mehr erzeugt als es der Anzahl der möglichen Werte des Eingangssignals entspricht.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vorrichtung zum Unterdrücken von AusgangsSignalen aufweist, die vorbestimmten Änderungen des Wertes des Eingangssignals entsprechen.

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6. Gerät zur Wiederherstellung des Eingangssignals aus AusgangsSignalen eines Geräts nach einem der Ansprüche 1-3» gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die Ausgangssignale oder einen Taktgeber anspricht und das entsprechende Bezugssignal erzeugt, sowie durch eine Wiederherstellungsvorrichtung, die derart betreibbar ist, daß sie die Werte des Bezugssignals in durch die Ausgangssignale überwachten Zeitpunkten abtastet.
7· Gerät nach Anspruch 6 zur Wiederherstellung der durch ein Gerät nach Anspruch 5 erzeugten Eingangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Vorrichtung zum Einfügen von Signalen aufweist, die bei Abwesenheit anderer Signale den vorbestimmten Änderungen entsprechen.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß es an eine Aufzeichnungsvorrichtung angeschlossen ist, die die Ausgangssignale derart aufzeichnet, daß die Werte der Eingangssignale durch den Zeitpunkt der Umkehrungen dargestellt sind.

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