DE2446292A1

DE2446292A1 - Niederfrequenzsignal-zeitumsetzer

Info

Publication number: DE2446292A1
Application number: DE19742446292
Authority: DE
Inventors: Takashi Kubota; Toshio Tanizoe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1975-08-14
Also published as: DE2446292B2; US3949175A

Description

81-23.2.44Ρ ■: 27. 9· 1974

HITACHI, LTD., Tokio (Japan)

Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzer

Die Erfindung betrifft einen Niederfrequenzsignaloder Tonfrequenzsignal- oder Sprachsignal-Zeitumsetzer zum Komprimieren bzw. Verdichten und Expandieren bzw. Dehnen des Zeitverlaufs eines Niederfrequenzsignals.

Wenn ein mit Normalgeschwindigkeit z. B. auf einem Magnetband eines Bandaufzeichnungsgerätes aufgezeichnetes Niederfrequenzsignal mit einer höheren Geschwindigkeit als der Norma!geschwindigkeit wiedergegeben wird, wird die Wiedergabezeit verkürzt, während gleichzeitig das Frequenzband des Niederfrequenzsignals entsprechend erhöht wird. Die Wiedergabe des-Signals mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Norma I-

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geschwindigkeit bewirkt andererseits eine Dehnung der Wiedergabezeit, wodurch cUas Frequenzband des Niederfrequenzsignals verringert wird. Um also das Frequenzband des Signals im normalen Niederfrequenzband wieder herzustellen, muß bei einem Sprachsignal die Sprechgeschwindigkeit geändert werden, d. h, das Tempo bzw. Zeitmaß, ohne die Tonhöhe, die Klangfarbe oder die Verständlichkeit der Sprache nachteilig zu beeinflussen.

Eine bereits entwickelte Anordnung zum Umsetzen eines Sprachsignal-Frequenzbandes für ähnliche Zwecke ist in der US-PS 3 621 150 beschrieben; sie besteht aus zv/ei Schieberegistern, in die Eingangs-Niederfrequenzsignale mit einem vorbestimmten Abtastzyklus eingeschrieben werden, während der Inhalt der nichtspeichernden Register mit einem zum Abtastzyklus unterschiedlichen Zyklus ausgelesen wird, so daß eine Expansion und Kompression des Frequenzbendes der Eingangs -Niederfrequenzsignale bewirkt wird. In einer derartigen Anordnung !-/erden zwei Speicher verwendet. Im Gegensatz dazu wird - wie weiter unten näher erläutert wird - in der Erfindung ein Direktzugriffspeicher (RAM) verwendet, in den Niederfrequenzsignale mit einem vorbestimmten Zyklus eingeschrieben v/erden, während er mit einem anderen Zyklus ausgelesen wird.

Um einen Direktzugriffspeicher am besten auszunützen, müssen jedoch mehrere Probleme gelöst werden. Eines der Hauptprobleme besteht darin, daß es unmöglich ist, eine Adresse zum Schreiben und zum Lesen gleichzeitig zu bestimmen. Stattdessen muß entweder der Schreib- oder Leseoperation beijder Adressenbestimmung

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Priorität eingeräumt v/erden. Weiterhin muß diese Bestimmung leicht, genau und relativ durchführbar sein.

Wegen der Tatsache, daß Schreib- und/oder Lesetaktimpulse zum Schreiben und Lesen abhängig von der Wiedergabegeschwindigkeit eines Magnetbandes in ihrer Frequent geändert v/erden, mUsccn auch die relativen Frequenzänderungen der Schreib- und Lesetaktimpulse vorzugsweise leicht durchführbar sein.

Da der Direktzugriffspeieher sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen ein Ausgangssignal erzeugt, enthält ein zum Lesezeitpunkt erzeugtes Lesesignal auch ein Schreibsignal, d. h. unnötige Daten. Diese Daten sollen vorzugsweise ausgetastet werden, wobei die Zeitdauer einstellbar sein soll.

In einer bereits entwickelten Anordi ung wird ein Analog-Digital-Umsetzer, z. B. ein Umsetzer für Pulscodemodulation, verwendet, um üigltalsignale in den DirektzugriffSpeicher einzuschreiben. Statt des teuren und aufwendigen PCM-Umsetzers wird dagegen in der Erfindung - wie weiter unten näher erläutert 7/ird - ein billiger und einfacher Deltamodulator eingesetzt. Ein Digital-Analog-Umsetzer dient zum Umsetzen eines aus dem Direktzugriffspeicher gelesenen Digitalsignals in ein Analogsignal. Ein Vergleich des Eihgangs-Niederfrequenzsignals des DeIta modulators mit dem Ausgangs-Niederfrequenzsignal des Digital-Analog-Umsetzers zeigt, daß sich der Pegel des Ausgangs-Niederfrequenzsignals bezüglich des Eingangs-Niederfrequenz-

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signals abhängig von Schwankungen der Bandgeschwindigkeit ändert. Die Ein- und A us gangs pe gel müssen bei jeder Änderung der Ein- und Ausgangspegel nachgestellt werden. Eine Verringerung des Ausgangs- oder Eingangs pe ge Is stellt kein Problem dar, wenn die Ver- ■ Stärkung eines Verstärkers erhöht wird. Wenn jedoch der Pegel steigt, wird das Signal-Geräusch-Verhältnis des Verstärkers verschlechtert. Deshalb sollten die Pegel der Eingangs- und Ausgangs-Niederfrequenzsignale vorzugsweise im wesentlichen unabhängig von Schwankungen beim Bandantrieb konstant bleiben.

Auch das Signal-Geräusch-Verhältnis des Deltamodulators, dessen Dynamikbereich schmal ist, wird bei einem unpassenden Eingangspegel verschlechtert, so daß der Eingangspegel fast konstantfgehalten werden muß.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen praktischen Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzer anzugeben, der eine Adressenbestirnmung in einem Direktzugriffspeicher gestattet, dessen Schreib- und Lesetaktimpulse bezüglich der Frequenz leicht änderbar sind, der unerwünschte Daten im Ausgangssignal des Direktzugriff-Speichers austastet, dessen Amplitudenpegel des Eingangs -Niederfrequenzsignals eines Deltamodulators und dessen

Pegel des A usgangs-Niederfrequenzsignals eines Digital-Analog-Umsetzers bei Änderungen in der Wiedergabegeschwindigkeit eines Magnetbandes irn wesentliehen konstant bleibt, und dessen Eingangs-Niederfrequenzsignalpegel am Deltamodulator im wesentlichen konstant ist.

Diese Aufgabe wird für einen Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch einen Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen eines Niederfrequenzsignals in ein Digitalsignal,

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einen Direktzugriffspeicher am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers zum Einsehreiben des Ausgangssignals" des Analog-Digital-Umsetzers in einem vorbestimmten Schreibzyklus und- zum Auslesen der eingeschriebenen Daten in einem vom Schreibzykius verschiedenen Zyklus; ■

einen Digital-Analog-Umsetzer am Ausgang des Speichers zum Umsetzen des Speicher-Ausgangs signals in ein Analogsignal;

einen ersten Generator für Schreib- und Lesetaktimpulse zum Steuern des Speichers;

einen Schreibadressenzähler für die Schreibtaktirnpulse zum Bestimmen einer Schreibadresse des Speichers; """.-■

einen Leseadressenzähler für die Lesetaktimpulse zum Bestimmen einer Leseadresse des Speichers;

einen durch die Schreibtaktimpulse gesteuerten Wähler .zum Auswählen-entweder des A us gangs Signa Is des Schreibadressenzählers" oder des Leseadressenzählers zum Bestimmen einer Adresse im Speicher; -und _.-

einen weiteren Generator für zu* den Schreibtakt impulsen gehörende Schreib- oder Leseauswahl-Taktimpulse zum Bestimmen des Schreibens oder Lesens der durch den Wähler bestimmten Speieheradresse.

Durch die Erfindung wird also ein Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzer angegeben, bei dem die Adressenbestimmung in einem DirektzugrifTspeiche^d^ ein Aus- . gangssignal eines Schreibadressenzählers erfolgt, wenn sich der Schreibtaktimpuls auf logisch "1" befindet, ' und durch· ein¹ Ausgangssignar Maines Leseädressenzählers,

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wenn der Schreibtaktimpuls auf logisch- ¹O" ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: ' .

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Niederfrequenzsignal-ZeitUmsetzers;

Fig. 2 eine Schaltung eines tatsächlich aufgebauten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzers; und ·

Fig. ~*> und h Signale zur Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßqn Umsetzers.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzers mit: einem Magnetkopf 1 zur? Wiedergabe eines Niederfrequenz- oder Anai>gsignals von einem Magnetband 2, einem Vorverstärker 3 zum Verstärken des Niederfrequenzsignals vo.:i Magnetkopf 1, einem Verstärker 4 zur Optimierung des Eingangspegels einer Niederfrequenz- bzw. Sprachverarbeitungseinheit, und mit einem automatischen Verstrirkungsregler 5 ^aus einer Diode 6, einem Widerstand 'J, einem Kondensator 8 und einem Transistor 9· Ein Zeitkompander 10 enthält einen aus einem Analog-Digital-Umsetzer bestehenden Deltarnodulator 11, einen Direktzugriffspeicher 12, einen Doppelstufenabtaster 1J5 zur ausgangsseitigen Steuerung des Direktzugriffspeichers 12, einen aus einem Digital-Analog-Umsetzer bestehenden Demodulator lh und ein Steuerglied I5» Das Steuerglied I5 wiederum enthält einen TaktzUhlermultiplexer-Zeitgeber 16 und einen Impulsgenerator und Frequenzteiler I7. Ein Geschv/indijkeitsumschalter 18 dieni: gleichzeitig zn>n Schalten des Dand.-

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antriebs, des Taktimpulsfrequenz-Teilerverhältnisses und der Zeitkonstante eines internen Demodulators des Delta modulators 11. Vielter enthält die Fig. 1 ein Tiefpaßfilter 19, einen Ausgangsregler 20, einen Ausgangsverstärker 21 und einen Lautsprecher 22.

Wenn in dieser Anordnung das Magnetband 2, auf das ein Niederfrequenzsignsl aufgezeichnet ist, .mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als beim Aufzeichnen abgespielt wird, wird die Frequenz des am Magnetkopf 1 wiedergegebenen Niederfrequenzsignals verringert. Dieses Niederfrequenzsignal wird in Verstärkern 3 und ^}l verstärkt und dem Deltamodulator des Zeitkompanders 10 zugeführt, v/o es in ein Digitalsignal umgesetzt wird. Das derart umgesetzte Signal wird trat Hilfe von Takt impulsen, deren Frequenz proportional ist zur Bandantriebsgeschwindigkeit, im Speicher 12 zwischengespeichert und danach mit Hilfe von Lesetaktimpulsen ausgelesen, deren Frequenz unabhängig von der Bandantriebsgeschwindigkeit konstant ist. Dieses Digitalsignal wird in dem -. Demodulator I¹J in ein Analogsignal urngesetzt und über das Tiefpaßfilter 19 und den Verstärker 21 in den . Lautsprecher 22 eingespeist. Das Niederfrequenzsignal des Lautsprechers 22 1st langsamer, hat jedoch dieselbe Frequenz wie zur Zelt der Aufzeichnung. Dieselbe Umsetzung wie bei der verlangsamten Wiedergabe läuft bei einem Bandantriebs-Beschleunigungssignal ab, so daß das wiedergegebene Niederfrequenzsignal schneller ist, jedoch dieselbe Frequenz wie zum Zeitpunkt der Aufzeichnung hat .·"'■■

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Die Schaltung nach Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für einen tatsächlich aufgebauten Niederfrequenzsignal-Zeitumsetzer.

Zunächst sei der Deltamodulator 11 erläutert, der ein Analog-Digital-Umsetzer ist. Der Deltamodulator 11 besteht aus einem Analogsignal-Vergleicher 1101, einem Inverter oder NAND-Gatter 1102, einem Flipflop 1103 und aus einem internen Demodulator integrator 1104. Die Arbeitsweise dieses Deltamodulators 11 ist wie folgt: Ein Analogsignal oder Niederfrequenzsignal wird in einen Eingang des Vergleichers 1101 eingespeist und ein Ausgangssignal des internen Demodulatorintegrators llOh speist den anderen Eingang. Die Signale werden verglichen, und der- Vergleicher 1101 erzeugt ein digitales A usgangssignal "θ" oder "1". Das Ausgangssignal des Vergleichers 1101 wird durch den Irverter 1102 geformt. Da das digitale A usgangssignal des Inverters 1102 einen instabilen Bereich enthält, der von gleichen Unterschieden zwischen den EingangsSignalen herrührt, ist das Flipflop 1103 vorgesehen, um diesen instabilen Bereich durch Abtasten z\a beseitigen. Synchron zur Vorderflanke eines Taktimpulses 0., wird ein Signal abgetastet und am Ausgang D. als Digitalsignal in den Direktzugriffspeicher eingespeist. Gleichzeitig wird ein ähnliches Digitalsignal mit entgegengesetzter Phase in den internen Demodulatorintegrator 1104. eingespeist, wo es in ein Analogsignal ζurUckjverwandelt und in den Vergleicher 1101 zum weiteren Vergleich eingespeist wird.

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Dieses Digitalsignal wird durch den Direkfczugriffspeicher 12 komprimiert und expandiert, so daß eine Kompression und Expansion eines Niederfrequenzsignals entsteht. Der Speicher 12 besteht aus Speichern 1201, 1202, 1203 und 1204, deren jeder mehrere Adressen hat, in die Impulse in der Reihenfolge. "1", "0", "1" und "0" mit der Geschwindigkeit der Schreibtaktimpulse 0, eingeschrieben v/erden. Obwohl die Zeit*· umsetzung nicht durch eine Leseoperation mit derselben Geschwindigkeit wie die Schreiboperation mit Hilfe von Leseimpulsen GL durchführbar ist, ergibt

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eine langsamere Leseoperation eine erfolgreiche Expansion. Andererseits bewirkt, ein Lesen mit höherer Geschwindigkeit entsprechend dem Grundprinzip eine Kompression.

Die Lesetaktimpulse 0 und Schreibtaktimpulse £L v/erden durch den Impulsgenerator 17 erzeugt, der aus einem Hauptoszillator I70I, mehreren Teilern 1702 bis 1706 und aus einem Schalter I707 besteht. Der Haupt oszillator I70I ist ein astabiler Ilult !vibrator, der ein Rechtecksignal mit einer Hauptfrequenz 0_Q von 1,2 MHz erzeugt, so daß die Hauptfrequenz 0„ des Multivibrators I70I mit Hilfe der Teiler I702 bis 1706 in 9 verschiedene Frequenzen

0_Qß, 0_o/5, 0_o/6, 0_o/7, 0_O/S, 0_o/lO, 0_o/12, |2f_o/l4 und geteilt v.'ird. Unter diesen Frequenzen wird 0 /8 als Lesetaktimpuls und eines der 9 verschiedenen Signale als Schreibtaktimpuls durch den Schalter 1707 bestimmt. Es sei angenommen, daß die Frequenz von 0 /8, die gleich dem Lesetaktinipuls ist, als eine Frequenz bestimmt ist, die zur Wiedergabe bei Normalgeschwindigkeit

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verwendet vrird, d. h. die Geschwindigkeit ist dieselbe wie beim Aufzeichnen des Magnetbandes 1 in Fig. 1. Somit betragen die Frequenzen von 0 /7, 0/6, 0/5* 0_Q/^h das 1,14-fache, 1,33-fache, 1,6-fache und 2,0-fache der Frequenz 0 /8 und werden ausgedrückt durch 1,2; 1,4;, 1,6 und 2,0. In ähnlicher V/eise betragen die Frequenzen für 0/1.0, 0_QA2, 0 A ¹^ und 0/16 das 0,8-fache, 0,66-fache, 0,57-fache und 0,5-fache der Frequenz von 0 /8 und werden deshalb ausgedrückt durch 0,8; 0,7;> 0,6 und 0,5- üines dieser Merkmale wird duroli den Schalter I707 ausgewählt, der mit einem Knopf lBol und einem Umschalter 1802 gekuppelt ist. Wenn der Umschalter l802 sich in der Stellung COKPRESS befindet, können die Stellungen 1; 1,2;1,4; 1,6 oder 2,0 durch Drehen des Knopfes I8OI ausgewählt v/erden. Wenn sich der Umschalter 1802 in der Stellung EXPAND befindet, läßt sich durch Drehen des Knopfes 1802 eine der Schaltstellungen 1; 0,8; 0,7; 0,6 oder 0,5 auswählen. Die Wiedergabeg3schwindigkeit des Magnetbandes wird ebenfalls durch die Kennzahlen auf dem Knopf I80I bei dessen Drehung geändert,da eine Kupplung mit dem Umschalter 1802 besteht. Der Schreibtaktimpuls wird durch ein Monoflop 17O6'in den Impuls 0., mit einer logischen "1" von ungefähr 2 /US urngesetzt, wobei die Impulsbreite der logischen "1" durch eine Zeitkonstante aus einem Widerstand R, und einem Kondensator C-, bestimmt ist. Diese Impulsbreite ist also fest. Im Gegensatz dazu wird der Lesetaktimpuls durch ein v/eiteres Monoflop I707¹ in den Impuls 0p urngesetzt, dessen logische "1" etv/a 4 yus dauert.

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Der in der Zeichnung dargestellte Direktzugriff speicher ist vom Typ MK 4OO8P der US-Firma Ilostek Company und enthält einen" Zähler ΙβΟΙ zum Bestimmen einer Adresse im Speicher 12. Der Zähler ΙβΟΙ enthält SchreilDadressenzähler 1601-1, IbOl -2, "1601-5 und Leseadressenzähler 1601-¹V l6Ol-5 und 1601-6. Na.ch Empfang jeder logischen "1" des Impulses 0., beginnen die Zähler 1601-1, 1001-2 und 16-01-3 sequentiell von 1 aus zu zählen; sie kehren nach Beendigung des ZUhle ns auf 1 zurüc;:. Die Zähler 1601-4, 1601-5 und 1601-6 zählen eine logische "1" des Impulses fL jedesmal, v,^Tenn ein Impuls ankommt. Der Direktzugriffspeicher 12 kann eine Adresseribestimmung durch den Schreibadressenzähler und den Leseadressenzähler nicht gleichzeitig durchführen. Deshalb bewirkt eine Multiplexeranordnung l602, daß entv;eder ein Schreib-" oder ein Lesebefehl an den Speicher 12 gelangt; die Multiplexeranordnung besteht aus einer Anzahl von Kultiplexern, deren jeder zv.'ei UlID-Gatter 16021 und 160Γ:? sowie ein NICOT -G lied 16θ23 enthält.

Der Schreibtaktimpuls 0,, und der Le se takt impuls v:erden über ein oder zweiJMAND-Gatter I6ü4l, Ι6θ42, I6o43 und I6o44 in die Multiplexer eingespeist. Es sei nun angenommen,daß eine logische "1" (hoch) des Impulses GL in einen Eingang des UND-Ge.tters l6021 eingespeist v;ird, V7ährend eine logische ¹¹O" (tief) des Impulses 0_V, in einen Eingang des UiO-Gatters l6022 eingespeist v;ird. Dadurch wird nur das Ausgangssignal aus dem Schreibadressenzähler, das in den anderen Eingang des UND-Gatters 16021 eingespeist wird, über das NICHT-Glied 16O2j5 in den Direktzugriff speicher 12 eingespeist. Als nächstes sei angenommen, daß eine logische "0" des Impulses 0^ in einen Eingang des UND-Gatters 16021

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eingespeist wird, während eine logische "1" des Impulses 01, in einen Eingang des UND-Gatters 16022 eingespeist wird, so daß jetzt nur das Ausgangssignal des Leseadressenzählers das in den anderen Eingang des UND-Gatters 16022 eingespeist wird, über das NICHT-Glied l6023 in den Direktzugriff-Speicher 12 eingespeist wird. Auf diese Weise wird eine Adresse im Direktzugriffspeicher bestimmt durch das Ausgangssignal aus dem Schreibadressenzähler zum Zeitpunkt,einer logischen "1" des Impulses 0„, während bei einer logischen "0" des Impulses 0,, die Adressenbestimmung im Direktzugriffspeicher 12 durch das Ausgangssignal aus dem Leseadressenzähler erfolgt. Zusätzlich zur Adressenbestimmung muß das Schreiben oder Lesen bestimmt v/erden. Im betrachteten Ausführungsbeispiel wird der Schreib- oder Leseimpuls durch einen Taktgeber 1603 erzeugt.

Der Taktgeber 16Oj5 besteht aus UND-Gattern I603I, I6032, I6035 und I6038 sowie aus NAND-Gattern 16033, l603^_f I6036, I6037 und I6039. Die Arbeitsweise dieses Gebers ist aus Fig. 3 ersichtlich. Signal A in Fig. 3 zeigt den Schreibtaktimpuls, der derart ausgebildet ist, daß sich ein Eingangsdatt-im Din in den Speicher bei der positiven Flanke des Impulses 0J. ändert, wie durch Signal B gezeigt ist. Der Lesetaktimpuls ßL ist

in C dargestellt. Der Schreibadressenmodus in D ist ,derart bestimmt, daß' er sich bei der negativen Flanke des Schreibtaktimpulses 0/. auf die nächste Adresse ändert. E in Fig. 3 zeigt den Leseadressenmodus, der sich bei der negativen Flanke des Lesetaktimpulses auf die nächste Adresse ändert.

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Der Lesetaktimpuls 0_ an einem Eingang des UND-Gatters I6031 nach Fig.2 wird wegen einer Zeitkonstanten aus einem Widerstand R, und einem Kondensator CL auf der Eingangsseite des UND-Gatters ΙβΟ^Ι um Λ1 in seinem Anstieg verzögert. Da das andere Eingangssignal des UND-Gatters l6032 der Impuls 0D ist, wird vom UND-Gatter I6032 ein in F von Fig. 3 dargestelltes Ausgangssignal erzeugt. Andererseits ist der Eingangsimpuls für das NAND-Gatter 16033 der durch das NAND-Gatter I6o44 gelaufene Impuls 0,., so daß das NAND-Gatter 16033 einen Ausgangs impuls j2L erzeugt. Dieser Impuls J3L wird v/egen einer Zeitkonstanten aus einem Widerstand Rk und einem Kondensator Cu um Δ 2 in seinem Anstieg verzögert und im NAND-Gatter 1603^ in einen in G von Fig.3 dargestellten Impuls invertiert. Ein Teil des Ausgangssignals des NAND-Gatters 1603^ wird erneut durch das NAND-Gatter I6036 invertiert und vielter durch das NAIJD Gatter l6037 *u G aus Fig. umgesetzt, wobei das Aus gangs signal des NA ND-Gatters 16033 mit verviendet wird. Dieser invertierte Impuls G v/ird als Schreib- oder Lesetaktimpuls verwendet. In diesem Signal bedeutet eine logische "1" das"Auslesen" und eine logische- "0" das "Ausschreiben". Der Grund dafür, warum die negative Flanke um ^ 2 verzögert ist, besteht darin, d^pß die Einführung eines Schreibrrodus des im betrachteten Ausführungsbeispiel verwendeten Speichers eine Leseperiode von 0,5/^us oder langer benötigt. Diese Forderung der verzögerten negativen Flanke hängt jedoch vorn""verwendeten Speicher ab. Dadurch wird sowohl die Adressenbestimmung des DirektzugriffSpeichers als auch das "Auslesen"' oder "Ausschreiben" erleichtert.

Die Betrachtung des A usgangsSignaIs des Direktzu- £PiffSpeichers 12 zeigt, daß seine Lesekomponente eine

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Schreibkomponente enthält, wie aus E nach Fig. 3 hervorgeht. Der Grund dafür ist, daß ein Schreibimpuls W, am Ausgang des Speichers 12, z. B. in einer Leseadresse R₁ in E nach Fig. 3 während des Schreibmodus de3 Schreib- und Lesetaktimpulses G vorhanden ist.

Diese unerwünschten Schreibimpulse W,, W₀ usw. werden durch Erzeugen eines weiteren Impulstyps im Taktgeber 1603 beseitigt. Das Signal G nach Fig. wird im Anstieg um /A3 wegen einer durch einen Widerstand R^ und einen Kondensator Cp- gebildeten Zeitkonstante derart verzögert, daß am Ausgang des UND-Gatters 16035 ein Signal H nach,Fig. 3 entsteht. Dieses Signal wird in einen Eingang des UND-Gatters 16038. eingespeist, dessen anderer Eingang mit dem invertierten Impuls des Impulses 0_W beaufschlagt ist, so daß das UND-Gatter I6038 ein Ausgangssignal I nach Fig. erzeugt, mit dem Ergebnis, daß ein Ausgangssignal J nach Fig. 3 über das NAND-Gatter 16039 durch das NAND-Gatter l6o4O erzeugt wird.

Die tatsächliche Beseitigung der unerwünschten Daten W, , W~ usw. wird durch den Doppelstufenabtaster bewirkt, der einen Meßfühlerverstärker I30I zum Umsetzen des niedrigen Ausgangspegels des Speichers in einen hohen Pef.el enthält. Ein NAND-Gatter 1302 verknüpft die beiden Ausgangssignale des Verstärkers I30I. Das IiA!©-Gatter 1302 erzeugt ein in K nach Fig. 3 gezeigtes Ausgangssignal derart, daß die Ausgangssignale K und J in ein D-Flipflop 1303 eingespeist werden. Dieses Flipflop 1303 wird bei R₁ durch die positive Flanke eines während R₁ des Speicherausgangs signals auftretenden Impulses 0_n, invertiert und ge-

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sperrt, während es bei R₂ durch die positive Flanke des nächsten Impulses 0_Qt invertiert und gesperrt wird, .so daß _{in L} nach pig. 3 gezeigte.Daten ohne jedes "Schreiben" in Form eines Ausgangssignals Dg_tl ^am Flipflop I303 erzeugt werden» Die Daten R₁, R₂ usw. haben unterschiedliche Breite, was vorzugsweise ausgeglichen werden soll. Zu diesem Zveck ist ein weiteres D-Flipflop 1JO4 vorgesehen, das mit dem Schreibtaktimpuls 0u derart gespeist wird, daß das Flipflop IJO¹I in H nach Fig. 3 gezeigte Daten erzeugt, die dieselbe Impulsbreite wie der Schreibtaktimpuls ßL haben.

Die als Ausgangssignale des Flipflops lj>04 erzeugten Daten v/erden durch den Digital-Analog-Umsetzer 14, der aus einem Widerstand 14 01- und einem Kondensator 14O2 besteht, in ein Analogsignal umge- ^; setzt.

Es wird nun der Spannungspegel oder die Amplitude der AusgangsSignaIe des Integrators 1104 näher erläutert, der,einen Demodulator für den Deltamodulator darstellt, sowie anhand von Fig. 4 der Pegel des Ausgangssignals des Integrators, der den Demodulator für den Digital-Analog-Umsetzer 14 darstellt.

Der Sehe lter 1107 im Demodulator 1104 (der nachstehend ?!ls Integrator M bezeichnet wird) des Modulators 11 ist auf "1" eingestellt, so daß die Zeitkonstante aus einem 'Widerstand 1105 und einem Kondensator II06I gleich der Zeitkonstanten aus de;n Widerstand 1401 und

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dem Kondensator 14O2 des Demodulators . (nachstehend als Integrator D bezeichnet) im Digital-Analog-Umsetzer 14 ist. In diesem Zustand v/erden die analogen Ausgangssignale betrachtet, die entstehen, wenn der digitale Inipulszug A nach Fig. 4 in die Integratoren M und D eingespeist wird. Falls die Wiedergabegeschwindigkeit der 'Magnetbandes gleich der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Aufzeichnung ist, d. h. T = 1, erzeugen beide Integratoren M und D ein Analogsignal mit einem in B nach Fig. 4 gezeigten Spitzenwert e, wodurch am Eingang und am Ausgang gleiche Signal-Geräusch-Abstände entstehen.

Wenn die Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes gegenüber der Geschwindigkeit beim Aufzeichnen verringert ist, d. h. wenn T kleiner als 1 ist, wird jedoch die Digitalsignalfrequenz um das Reduktionsverhältniia/verringert. Wenn die Verringerung z." B. 0,5 beträgt, ist die Digitalsignalfrequonz des Integrators M um die Hälfte reduziert. Wenn die Digitalsigna !frequenz des Integrators D so groß wie bei T=I gewählt wird, wird am Ausgang des Integrators D das in B nach Fig. 4 gezeigte Ausgangssignal erzeugt, während der Spitzenwert des analogen Aucgangssignals des Integrators M den Wert 2e annimmt, wie in C nach Fig. 4 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß der Ausgangspegel des Demodulators 14 um die Hälfte verringert ist, wenn der Pegel des Eingangs-AnalogsignaIs des Deltamodulators 11 ebensogroß gemacht wird wie bei T =1. Falls die Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit gegenüber dem Aufzeichnen um den Faktor 2 höher ist, d.h. wenn T größer als 1 ist, nimmt andererseits das Aus-

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gangssignal des Integrators M den Wert e/2 an, wie in E nach Fig. 4 gezeigt ist. Wenn also der Eingangsanalogpegel des Deltamodulator's 11 ebensogroß gemacht wird wie bei τ =1, wird der Ausgangspegel des Demodulators 14 verdoppelt.

Angesichts der Tatsache, daß die Eingangs- und Ausgangspegel durch Erhöhen oder Verringern der Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes Schwankungen unterworfen sind, müssen die Pegel des Eingangs- und des Ausgangssignals bei jeder Änderung der Wiedergabe -Bandgeschv/indigkeit eingestellt werden. Eine Absenkung des Pegels stellt kein Problem dar, da der Signal-Geräusch-Abstand des Verstärkers verbessert wird, jedoch verschlechtert ein Anheben des Pegels den Signal-Geräusch-Abstand des Verstärkers. Im Idealfali müssen deshalb die Pegel des Eingangs- und des AusgangssignaIs des Zeitkompanders 10 immer miteinander übereinstimmen. Dies kann durch A'ndern der Zeitkonstante C.. des Integrators M umgekehrt proportional zur Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes erreicht werden. Wenn z. B. die Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes um die Hälfte verringert ist, wird die Zeitkonstante f verdoppelt, so daß es möglich ist, die Übereinstimmung des Eingangspegels mit dem Ausgangspegel beizubehalten, wie in D nach Fig.4 gezeigt ist. Wenn andererseits die Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit verdoppelt wird, werden gleiche Eingangsund Ausgangspegel wie in E,nach Fig. 4 durch Verringerung der Zeitkonstante f., um die Hälfte erreicht. Zu diesem Zweck sind zusätzlich zum Kondensator llOöl des Integrators I! vier Kondensatoren 11062, II063, 11064 und IIO65 mit unterschiedlichen Kapazitäten vorgesehen, wovon einer durch den Schalter 1107 ausgewählt ist,

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Da der Schalter 1107 gekuppelt ist mit dem Geschwindigkeitsumschalter 18, dem Knopf 1801 und dem Umschalteknopf l802, erlaubt die Betätigung der Knöpfe l80l und 1802 eine Auswahl einer Kapazität umgekehrt proportional zur Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit, so daß.die Zeitkonstante des Integrators variabel ist. Wenn sich der Umschalter 1802 in der Stellung COMPRESS und der Knopf 1801 auf "2,0" befinden, beträgt beispielsweise die Kapazität des Kondensators 11062 des Integrators M 0,022 AiF₁ was gleich der Hälfte von 0,0^7 /UF des Kondensators l402 ist. Auf diese Weise wird der Eingangspegel oder die Eingangsamplitude des Analog-Digital-Umsetzers 11 gleich der Ausgangsamplitude oder dem Ausgangspegel des Digital-Analog-Umsetzers 14 gemacht. Im übrigen wird der Kondensator 110ü2 auch für die Stellung "1,6" verwendet, da wegen eines"kleinen Pege!Unterschiedes im wesentlichen kein Problem auftritt.

Wegen des schmälen Dynamikbereiches des Deltamodulators 11 muß .seinem ■ Eingangs pegel ausreichende Aufmerksamkeit geschenkt v/erden, um einen guten Signal-Geräusch-Abstand zu erzielen. Das A usgangssignal des Verstärkers 4 aus Fig. 1 wird deshalb durch die Diode gleichgerichtet, durch den Widerstand 7 und den Kondensator 8 geglättet und in die Basis des Transistors 9 eingespeist. Die resultierende Änderung des Basispotentials bev/irkt eine Änderung der Emitter-Kollektor-Impedanz des Transistors 9> so daß der Eingangspegel des Verstärkers 4 geändert'wird. Mit anderen V/orten: Wenn sich der Ausgangspegel des Verstärkers 4 erhöht, wird die Impedanz zwischen Emitter und Kollektor des Transistors 9 verringert, was bev/irkt, daß sich auch der

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Eingangspegel des Verstärkers 4 verringert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 4 wird somit auf einem effektiven Wert 0,5 V gehalten, bei dem der Signal-Geräusch-Abstand des Deltamodulators 11 optimal oder annähernd optimal ist.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß sich durch die Erfindung eine Adresse im Direktzugriff speicher zweckmäßig bestimmen läßt, und zwar mit einem relativ großen Spielraum für einen höheren praktischen Wert.

Weiterhin gestattet die Tatsache, daß der Sehreibtakt impuls und der Lesetaktimpuls,die die Grundlage für die Adressenbestimmung im Direktzugriffspeicher bilden und darüber bestimmen, ob ein "Lesen"oder ein "Schreiben" durchgeführt wird, durch Teilen der Ausgangsfrequenz des Hauptoszillators erzeugt werden, daß das Verhältnis zwischen den Frequenzen der Schreibtaktimpulse und der Lesetaktimpulse unabhängig von der Schwingfrequenz des Hauptoszillators bestimmbar ist. Außerdem ist keine besonders hohe Genauigkeit der Ausgangsfrequenz des Hauptoszillators erforderlich.

Da das' im'Ausgangslesesignals des Direktzugriffspeichers enthaltene Schreibsignal ausgetastet wird, ist auch der Signal-Geräusch-Abstand besser. Diese Verbesserung im Signal-Geräusch-Abstand wird durch Einstellung der Breite der Ausgangsimpulse noch gesteigert.

Ein v/eiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung

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besteht darin, daß keine Pegeleinstellung erforderlich ist, da ein gleichmäßiger Pegel oder eine gleichmäßige Amplitude unabhängig von der Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes, die von der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit verschieden ist, erhalten wird.

Darüber hinaus wird ein Analogsignal von im wesentlichen konstantem Pegel in den Deltamodulator eingespeist, wodurch ein verbesserter Signal-Gerauscn-Abstand beibehalten werden kann.

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Claims

Pa t e nt a ns pr Uc h e

'71.) Niederfrequenzsignal-Zeiturnsetzer,

"G e k e η η ζ e i c h η e t durch

einen Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen eines Niederfrequenz-Signals in ein Digitalsignal, einen Direktzugriftfspeicher (12) am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers (11) zum Einschreiben des A usgangsSignaIs des Amlog-Digital-Umsetzers in einem vorbestimmten Schreibzyklus und zum Auslesen der eingeschriebenen Daten in ■ einem vom Schreibzyklus verschiedenen Zyklus;

einen Gitital-Analog-Umsetzer (14) am Ausgang des Speichers (12) zum Umsetzen des Speicher-Ausgangssignals in ein Analogsignal;

einen ersten Generator (17) für Schreib- und Lesetaktimpulse zum Steuern des Speichers (12);

einen Schreibadressenz/ihler (I60I-I bis l6Ol-j5)für die Schreibtaktimpulse zum Bestimmen einer Schreibadresse des Speichers;

einen LcseadressenzUhler (1601-4 bis l6()l-6)für die Lesetaktiuipulse zum Bestimmen einer Leseadresse des Speichers;

einen durch die Schreibtaktimpulse gesteuerten Wähler (1βθ2) zum Auswühlen entweder des Ausgangssignals des Schreibadressenzählers oder des Leseadressenzählers für das Bestimmen einer Adresse im Speicher; und

einen weiteren Generator (I603) für zu den Schreibtaktimpulsen gehörende Schreib- oder Leseauswahl-Taktimpulse zum Bestimmen des Schreibens oder Lesens der durch den Wähler bestimmten Speicheradresse (Fig. 2). ■

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2. Zeitumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dai3 der Wähler auswählt das AusgangssiriUi 1 des Schreibadressenzählers bei einer logischen "1" des Schreibtaktimpulses und ä>;s Ausgangssignals des Leseadressenzählers bei einer logischen "θ"; und

daß der weitere Generator die durch den Wähler besti.rnr.-itc Adresse ur.isetzt bei einer logischen. "1" des Gehreibtaktiinpi'.lses i.n einen Jchrejbrnodos und bei einer logischen "ü'^! des Schreibtaktimpulses in einen Leserodus.
3. Zeitunsetzer nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Stellglieder (17'ü^^f, 1707') für die Einstellung der Lfuer der dn^ch den ersten Generator erzeugten uchrcib- und Leset?ktimpulse.
h. Zeitv.T.netzer nach Ansp?'uoh 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der erste Generator enthält, einen ΙΓ-uptoszillator (Ι7ΌΙ) so¹"ic mehrere Frequenzteiler· (I702 bis I706) und einen Schalter (1707)* v;obei die Frequenzteiler die Taktiir.p-ilse des Ilauptoszillators in mehrere Impulse mit unterschiedlichen Frequenzen aufteilen, deren einer Impuls eis Lesetaktinipuls bestimmt ist, und v;obei der Schalter einen der den Lesetaktimpuls enthaltenden Impulse als Schreibtaktimpuls ausv/ählt (Fig. 2).
5. Zeitiunsetzer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

Stellglieder für die Einstellung der Dauer der logischen "1" des Schreib- und des Lesetaktimpulses, wobei die Dauer

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der logischen "1" des Lesetaktimpulses gegenüber derjenigen des Schreibtaktimpulses verlängert ist;

einen Vergleicher für ein zum Schreibtaktimpuls gehörendes Signal und ein zum Lesetaktimpuls gehörendes Signal zum Erzeugen einer logischen "1" während der logischen "1" des zum Schreibtaktimpuls·gehörenden Signa.Is und einer logischen "θ" während der logischen "1" des sum Lesetaktimpuls gehörenden Signals, wenn beide zum Schreib- und Le se takt impuls gehörenden-Signale auf .logisch "1" sind; und

einen dritten Generator für nur zum Lesetaktimpuls gehörende Lesedaten durch Steuern der Ausgangsdaten des Speicheis abhängig vom Ausgangsimpuls des-Vergleichers.
6. Zeitumsetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Analog-Digital-Umsetzer (11) eii DeItamodulator mit einem ersten Integrator (1104) in dessen Rückkopplungskreis ist;

daß der Digital-Analog-Umsetzer (14) ein zweiter Integrator ist, wobei die Integrationszeitkonstante wenigstens des ersten oder des zweiten Integrators bezüglich der Schreib- und Lesezyklen veränderlich ist; und

daß ein Entzerrer die Ausgangspegel des ersten und des zweiten Integrators entzerrt (Fig. 2).
7· Zeitumsetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Integrationszeitkonstante des zweiten Integrators unveränderlich ist, und daß die Integrationszeitkonstante des ersten Integrators proportional zum Lesezyklus veränderlich ist.

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BAD ORIGINAL

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8. Zeitumsetzer nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital-Umsetzer ein Deltamodulator ist, der mit Niederfrequenz-Signalen von im wesentlichen gleichem Pegel durch Wiedergabe von einem Magnetband speisbar ist.

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