DE2531983C2 - Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen als Frequenzmultiplex in die Rille eines scheibenförmig ausgebildeten Aufzeichnungsträgers und Verfahren zu deren Wiedergabe. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen auf einem scheibenförmig ausgebildeten Aufzeichnungsträger in Rillenschrift, bei dem die Signale jeweils einer Trägerfrequenz überlagert und mehrere Trägerfrequenzen innerhalb des Aufzeichnungsfrequenzbereichs des Aufzeichnungsträgers als Frequenzmultiplex in die Rille eingeschnitten werden. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 20 55 080 vorbekannt

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale.

Die Verwendung eines schallplattenähnlichen Signalspeichers als Aufzeichnungsträger für Daten verschiedenster Art ist insbesondere dem Umstand zu verdanken, daß sich ein derartiger Aufzeichnungsträger besonders einfach und schnell vervielfältigen läßt Auf Grund der Rillenschrift ergeben sich andererseits aber auch gewisse Schwierigkeiten in bezug auf die verfügbare Speicherkapazität sowie hinsichtlich möglicher Rausch- und Signalverzerrungen. Diesem Problem wird z. B. bei dem aus der DE-OS 19 64 536 bekannten Verfahren zur Speicherung von Digitaldaten in Rillenschrift dadurch begegnet, daß die zu speichernden Daten in eine Serie von überlagerten bandbegrenzten Wellenzügen umgewandelt und zusammen mit einem Taktsignal eingespeichert werden.

Die Kapazität eines Digitalspeichers in der Form einer SO-cm-StereoschallpIatte in der heute technisch üblichen Ausführung errechnet sich nach Shannon nach folgender Formel

C = ß-lg₂(/+S//V)bit/sec-2 = 72 · 10³bit/sec

wobei eine Frequenzbandbreite B von 12 kHz und ein Störabstand S/N von etwa 17 dB vorausgesetzt wird.

Dieser Wert ist jedoch nur als theoretisches Maximum zu betrachten, welches in der technisch-praktischen

Ausführung von Übertragungs- und Speichersystemen meist nur in wesentlich geringerem Umfang nutzbar gemacht werden kann.

Es ist technisch möglich, für die Aufzeichnung eines digitalen Informationsbits einen sog. »Fleischerhaken«- Impuls in einer Form gemäß F i g. 1 zu verwenden, der vom nächsten durch eine Pause entsprechend der Impulsdauer getrennt ist. Mit Rücksicht auf Aussteuerung (Impulspegel) und Einschwingzeit sollte die Impulsdauer bei 0,2 msec (mit 0,2 msec Pause) liegen, entsprechend einem Wellenzug von 5 kHz. Die

Einschwingzeit T bestimmt sich anhand der zur Verfügung stehenden symmetrischen Frequenzbandbreite B (d. h. die Hauptintensität des Impulsspektrums liegt in der Mitte des Übertragungsbereiches) zu

T = -j- = 0,1 msec
B

ist also ausreichend kurz gegenüber der Impulsdauer. Die Kanalkapazität bestimmt sich auf diese Weise, mit einer Zeit von 0,4 msec/bit, bei Stereoübertragung zu

C=5000bit/sec.

Für die Erzeugung derartiger »Fleischerhaken«-Impulse verwende* man gedämpfte Schwingkreise, die durch Impulse angestoßen werden. Die Wiedergewinnung der aufgezeichneten Impulse nach der Plattenabtastung erfolgt über eine" Doppelweggleichrichtung. Die Tmpulsabtastung ist sehr störungsanfällig, insbesondere können Platten-Knacker und -Knistern zu einer Verfälschung der ausgelesenen Impulse führen. Abhilfe ist nur durch Verwendung von gesicherten, eventuell korrigierbaren Codes für die aufzeichnende Information möglich.

Analog zur direkten Impulsaufzeichnung auf Magnetband (ohne Vormagnetisierung) besteht hier auch die Möglichkeit, die Impulssignale mit noch höherer Tastfrequenz, als oben angegeben, auf die Platte zu schneiden, wobei jedoch damit zu rechnen ist, daß diese Impulse dann zwar nicht mehr formgetreu abgetastet werden, aber auf der Wiedergabeseite zumindest noch ein eindeutig auswertbares Signal ergeben. Dieses Signal wird zur Auslösung von ideal geformten Impulsen auf der Wiedergabeseite benutzt.

Da eine solche Aufzeichnung entscheidend von der mechanischen Rillenabtastung auf der Wiedergabeseite beeinflußt wird, muß ein gewisser Veränderungsspielraum für die Impulsform der Wiedergabeseite toleriert werden, was jedoch eine unerwünschte Verringerung des Störabstandes zur Folge hat. Auf der anderen Seite wird auch die Anfälligkeit gegen Plattenstörungen größer, so daß eventuell die effektive Kanalkapazität aufgrund höheren Aufwandes für die Codesicherung nicht wesentlich steigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen in Rillenschrift in der Weise zu verbessern, daß bei ausreichender Signalverzerrungsfreiheit ein Höchstmaß an Speicherkap azität gewährleistet ist.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Signale digitale Signale sind, die durch eine Reihe sinusartiger Ganzwellenimpulse mit je einer bestimmten Trägerfrequenz gebildet werden, die durch Impulspausen entsprechend der Impulsdauer voneinander getrennt sind und daß der Quotient aus Trägerfrequenz und Tastfrequenz in dem Frequenzmultiplex konstant ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen des Anmeldungsgegenstandes.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Wellenzug bestehend aus einer Sinuswelle einer getasteten Trägerfrequenz,

Fig.2 die Anordnung mehrerer Trägerfrequenzen für ein digitales Aufzeichnungsverfahren gemäß der Erfindung,

Fig.3 das Frequerizspektrura für zwei Trägerfrequenzen,

Fig.4 ein System mit acht in zwei Untergruppen aufgeteilte Trägerfrequenzen,

Fig.5 ein System mit sechs, ebenfalls in zwei Untergruppen aufgeteilte Trägerfrequenzen,

Fig.6 ein System mit insgesamt neuen Trägerfrequenzen, die in drei Dreier-Untergruppen aufgeteilt sind,

Fig.7 ein System für zwei verschieden große Impulsamplituden,

Fig.8 ein System mit drei verschieden großen Impulsamplituden.

Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren ist die Darstellung einzelner Informationsbits durch getastete Wellenzüge (siehe Fig. 1) je einer bestimmten Trägerfrequenz, wobei jeder Wellenzug aus einer oder aus mehreren zusammenhängenden Sinuswellen bestehen kann. Diese Trägerfrequenzen werden innerhalb des für eine Schallplatte verfügbaren Übertragungsfrequenzbereichs als Frequenzmultiplex angeordnet Ein Beispiel für eine vorteilhafte Anordnung von insgesamt 11 Trägerfrequenzen ist in F i g. 2 in logarithmischer Skala dargestellt, wobei die einzelnen Trägerfrequenzen im Abstand von je zwei Terzen voneinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die störenden Klirrprodukte der Trägerfrequenzen stets in die Mitte zwischen den Trägerfrequenzen fallen und dort au.sgefiltert werden können.

Die auf den einzelnen Trägerfrequenzen maximal möglichen Tastgeschwindigkeiten sind aufgrund der unterschiedlichen Frequenzbandbreiten und derdementsprechend unterschiedlichen Steigzeiten begrenzt und nicht untereinander gleich. Die maximale Tastgeschwindigkeit jeder Trägerfrequenz ist dabei zweckmäßig auf einen Wert entsprechend der vierfachen Steigzeit festgelegt. Die für jede Trägerfrequenz maßgeblichen Werte für die Steigzeit T_Sl, für die Bandbreite B sowie für die Tastfrequenz /7·, sind in F i g. 2 eingetragen. Aus der Summe der einzelnen Kanalkapazitäten ergibt sich die gesamte Kanalkapazität der Platte, die sich aufgrund der zweikanaligen Rillenschrift zu C= 5400 bit/sec verdoppelt.

Die Aufzeichnung erfolgt mit Hilfe einer Serie von Generatoren für die einzelnen Trägerfrequenzen, die mit jeweils optimaler Geschwindigkeit getastet werden. Auf der Aufzeichnungsseite dürfen keine Bandfilter für die Vortrennung der einzelnen Trägerfrequenzkanäle verwandt werden, da diese eine Verlangsamung des Impulsanstieges und ein Nachschwingen des Impulses schon im aufzuzeichnenden Signal herbeiführen. Diese Effekte würden sich zu denen addieren, die durch die auf der Wiedergabeseite zur Kanaltrennung notwendigen Bandfilter unausweichlich entstehen, womit sich im schlimmsten Fall eine Verdopplung der Steigzeit ergeben würde mit der Folge, daß die Tastgeschwindigkeit halbiert werden müßte und damit die Kanalkapazität der Platte auf die Hälfte absinken würde

Um trotzdem die Störung benachbarter Trägerfrequenzkanäle möglichst gering zu halten, muß dafür gesorgt werden, daß die Tastung der einzelnen Trägerfrequenzen exakt im Nulldurchgang der Trägerfrequenzspannung erfolgt und das Verhältnis von Impuls- zu Pausendauer möglichst genau bei 1,0 gehalten wird. Diese letztere Bedingung ist dadurch zu erfüllen, daß man die Trägerfrequenz als ganzzahiiges Vielfaches der halben Tastfrequenz wählt, vorzugsweise sogar ein geradzahliges Vielfaches. Die geforderte

Tastung im Nulldurchgang wird technisch durch die Verwendung von Start-Stop-Oszillatoren beherrscht, wobei man durch entsprechende Bemessung der Tastdauer die Abschaltung im Nulldurchgang sicherstellen muß. Ein anderer Weg kann über eine Ableitung der Trägerfrequenzen aus der jeweiligen Tastfrequenz durch Vervielfachung (oder umgekehrt) gesucht werden, oder auch über eine Phasensynchronisierung der Trägerfrequenzen mit der jeweiligen Tastfrequenz mit Hilfe von Schwungradschaltungen; in beiden Fällen kann eine phasengenaue Tastung der Trägerfrequenz erzwungen werden.

Vor der Wiedergabe der digitalen Signale müssen die einzelnen Trägerfrequenzen normalerweise durch eine Serie von Bandfiltern getrennt werden. Will man jedoch jeweils nur eine Trägerfrequenz auswerten, so genügt ein einziges Bandfilter und ein geschwindigkeitsveränderliches Laufwerk. Mit Hilfe einer Veränderung der Plattendrehzahi kann jede auf der Platte aufgezeichnete Trägerfrequenz in den Durchlaßbereich des Auswerte-Bandfilters gebracht werden. Dieses Bandfilter wird deshalb ausschließlich für eine Trägerfrequenz ausgelegt, deren Tastfrequenz unter Berücksichtigung ihrer durch die Veränderung der Plattendrehzahi bedingten Transponierung die bei der Wiedergabe gewünschte Zeichengeschwindigkeit ergibt. Diese Zeichengeschwindigkeit ist bei sequentieller Auslesung der einzelnen Trägerfrequenzen, also bei Verwendung nur eines einzigen Bandfilters bei der Wiedergabe, unabhängig von der Plattendrehzahi, da mit einer durch die Veränderung der Plattendrehzahi bedingten Transponierung der Trägerfrequenz auch eine proportionale Transponierung der die Zeichengeschwindigkeit bestimmenden Impulsdauer und Impulspause verbunden ist

Ein Frequenzmultiplex läßt sich auch in der Weise aufbauen, daß mehrere Trägerfrequenzen zu einer Gruppe zusammengefaßt werden, wobei jeder zu dieser Gruppe gehörenden Trägerfrequenz ein bit eines aus mehreren bits bestehenden Zeichens zugeordnet ist und daß alle Trägerfrequenzen einer Gruppe synchron getastet werden. Die Steigzeit und damit die höchstmögliche Tastgeschwindigkeit bei einer bestimmten Trägerfrequenz hängen dabei allein von der jeweils gebotenen Bandbreite ab. Ferner gilt die Bedingung, daß wegen der synchronen Tastung für alle Trägerfrequenzen einer Gruppe jeweils gleiche Bandbreiten auftreten. Wie die F i g. 3 zeigt, baut sich bei gleichbleibender Tastgeschwindigkeit in der Nachbarschaft der Trägerfrequenz ein Linienspektrum auf, dessen einzelne Linien einen Frequenzabstand gleich der Tastfrequenz /V₃ aufweisea Es ist bekannt daß das einer Trägerfrequenz aufgeprägte, periodisch getastete Signal nicht sonderlich gestört wiri wenn in den leeren Bereichen zwischen zwei »Spektrallinien« andere Linien auftauchen, die zu benachbarten Trägerfrequenzen gehören — solange der benachbarte Träger selbst nicht mit erscheint Diese Verschachtelungsbedingung läßt sich dadurch erfüllen, daß die benachbarten Träger in einem Frequenzabstand entsprechend einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Tastfrequenz liegen. Für das hier betrachtete Problem folgert man daraus, daß innerhalb einer synchron getasteten Frequenzgruppe die Übertragungsfrequenzbänder der einzelnen Trägerfrequenzen sich überlappen können — mit entsprechendem Gewinn an Tastgeschwindigkeit bzw. Einsparung in Frequenzbandbreite.

Auf dieser Basis lassen sich viele Systeme konzipieren, von denen im folgenden drei Ausführungsbeispiele dargestellt werden sollen:

Für das erste Beispiel wird ein System mit einem 8er-Code zugrunde gelegt, d. h. jedes Zeichen besteht aus acht Bit-Stellen. Der Frequenzbereich der Schallplatte zwischen 50 Hz und 16 kHz wird gemäß F i g. 4 mit einer Übergangsfrequenz bei 900 Hz in zwei Unterbereiche aufgeteilt. In jedem Unterbereich wird ein Frequenzmultiplex aus vier Trägerfrequenzen (Trägerabstand = 7/2 Tastfrequenz) mit untereinander gleichen Übertragungszeiten aufgebaut. Unter Berücksichtigung einer Stereoübertragung lassen sich daraus acht Kanäle zur Übertragung der acht Codestellen gewinnen, die gleichzeitig ausgelesen werden müssen.

Anhand der in Fig.4 gegebenen Daten bestimmt sich die Kanalkapazität der Platte zu

C=44ööbit/sec.

Der gegenüber dem erstgenannten Verfahren niedrigere Wert erklärt sich aus der nicht vollständigen Ausnutzung des Übertragungsbereiches.

Die Impulsaufzeichnung erfolgt wieder mit Hilfe einer Serie von getasteten Oszillatoren, wobei die Tastsignale evtl. von Lochstreifengebern geliefert werden können. Ebenso erfolgt die Auswertung über eine Serie von jeweils einer Trägerfrequenz zugeordneten Bandfiltern, wobei wegen der schmalbandigen Filter kaum Plattenstörungen in Erscheinung treten.

Durch das dekadische Verhältnis der Zeichenfrequenz in den beiden Unterbereichen werden dekadische Tabellierungen erleichtert in der Art daß im tieffrequenzten Unterbereich Tabellendaten in Zehnerschritten gespeichert werden, denen im hochfrequenten Bereich zugehörige Daten in Einerschritten zugeordnet werden.

Aufgrund der Proportionalität zwischen den beiden Unterbereichen ist es auch hier möglich, mit Hilfe eines geschwindigkeitsveränderlichen Laufwerkes beide Unterbereiche über den gleichen Bandfiltersatz mit gleicher Zeichengeschwindigkeit nacheinander auszulesen.

Für die Aufzeichnung eines 7er-Codes wird zweck-TTiäßägerA'eise das gleiche Modulationssystem verwendet, wobei ein Kanal unmoduliert bleibt Es besteht auch die Möglichkeit, an den übertragungstechnisch benachteiligten Grenzen des Übertragungsbereiches auf Mono-Aufzeichnung überzugehen.

Ähnliche Systeme lassen sich für die Verwendung mit einem 6er-Code konzipieren (6 bit=1 Zeichen). Man

so kommt in diesem Falle für die Übertragung des Codes mit jeweils drei Trägerfrequenzen (Trägerabstand=7/2 Tastfrequenz) pro Stereospur aus. Ein System mit einer wie beim 8er-Code vorgesehenen Aufteilung des Gesamtfrequenzbereiches in zwei Unterbereiche und

dekadischer Stufung ist in F i g. 5 mit allen charakteristischen Werten dargestellt Man erreicht hier eine, Kanalkapazität von

C=4620bit/sec.

Auch bei diesem Verfahren kann man alle Vorteile des dekadischen Verhältnisse zwischen den beiden Bereichen ausnutzen. — Das Verfahren ist in gleicher Ausführung auch für einen 5er-Code verwendbar.

Ebenfalls für einen 6er-Code_ist das System gemäß

Fig.6 konzipiert Hier ist der Übertragungsbereich in drei Unterbereiche (Trägerabstand=7/2 Tastfrequenz) aufgeteilt, die jetzt nicht mehr proportional zueinander sind, so daß die Anwendung geschwindigkeitsveränder-

lieber Laufwerke ausgeschlossen ist. Aufgrund der besseren Ausnutzung des Übertragungsfrequenzbereiches erreicht man eine Kanalkapazität von

C = 5550 bit/sec.

In allen vorher beschriebenen Systemen ist vorausgesetzt, daß nur mit einer einzigen Impulsamplitude getastet wird, die lediglich durch die Aussteuerbarkeit der Platte bestimmt und nicht in allen Frequenzbereichen gleich ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß nicht nur der Freiheitsgrad der Frequenz, sondern zusätzlich auch noch der Freiheitsgrad der Amplitude ausgenutzt wird. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß verschiedene Amplitudenstufen der gleichen Frequenz nicht zur gleichen Zeit geboten werden können, so daß für jede Amplitudenstufe auch mit einem gewissen Zeitbedarf zu rechnen ist. Dies läßt sich jedoch zum Teil dadurch kompensieren, daß man Impulse verschiedener Amplituden ohne Pause aneinander hängt. Man erhält auf diese Weise Impulsprogramme, wie sie in F i g. 7 für zwei Amplitudenstufen und in Fig.8 für drei Amplitudenstufen dargestellt sind. Die Erzeugung derartiger Impulsprogramme kann über getastete Dämpfungsglieder oder durch Gegeneinanderschaltung von Impulsen verschiedener Amplitude erfolgen. Der Amplitudensprung sollte ebenso wie die Auftastung wieder stets im Nulldurchgang der Trägerfrequenz erfolgen. Die Auswertung erfolgt über ausreichend bemessene Amplitudensiebe.

In das Übertragungsverfahren kann ggf. eine zusätzliche Sicherung eingebaut werden aufgrund des Umstandes daß die Amplitudenstufen in festgelegter Reihenfolge erscheinen (Zeitmultiplex): Auf der Wiedergabeseite werden die einzelnen Amplitudensiebe durch mitlaufende Generatoren nur zu den Zeiten geöffnet, zu denen die ihnen zugeordneten Impulsamplituden erscheinen können.

Bei der Dimensionierung der Amplitudenstufen sind die Störpegel aus Klirrprodukten, Übersprechen und Störgeräusch von etwa 15 dB unter Vollaussteuerung, entsprechend ca. 18% der Impulsamplitude, sowie ein Überschwingen von max. 20% der jeweiligen Sprungamplitude (abhängig von der Steilheit der Bandbegrenzung) zu berücksichtigen. Danach ergeben sich für die einzelnen Amplitudenstufen folgende praktikable Pegelvverte:

2 Stufen:	0	dB = 100%
Stufe 1	-4,5	dB = 60%
Stufe 2	- 15	dB = 18%
Stufe 0
3 Stufen:	0	dB = 100%
Stufe 1	- 3	dB = 70%
Stufe 2	-7,5	dB = 42%
Smfe3	- 15	dB = 18%
Stufe 0

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Bei Anwendung von mehr als zwei Amplitudenstufen trifft man die zeitliche Reihenfolge zweckmäßigerweise so, daß sich über der Zeitachse eine »Orgelpfeifen«-Anordnung der verschiedenen Impulsstufen ergibt, derart, daß in der Mitte des Zeitrahmens der Impuls höchster Amplitude getastet wird, dem zu beiden Seiten auf der Zeitachse in gleichmäßig absteigender Folge die übrigen Amplitudenstufen beigeordnet werden. In Fig.8 ist für drei Amplitudenstufen eine derartige Anordnung dargestellt.

65 Durch Auswertung einer Anzahl η von Amplitudenstufen erhöht sich die Kanalkapazität auf das 0,5 (l+n}-['ache des Wertes mit einer Amplitudenstufe — insbesondere erhält man bei drei Amplitudenstufen den doppelten Wert der Kanalkapazität. Gleichzeitig erniedrigt sich aber die Wiederholungsfrequenz der Impulsgruppen, so daß letztlich der mögliche Gewinn an Kanalkapazität aus der Auswertung von Amplitudenstufen auf das etwa l,5fache anwachsen dürfte.

Durch die Ausnutzung mehrerer Amplitudenstufen bei den in der F i g. 2,4,5 und 6 beschriebenen Systemen ergeben sich in vorteilhafter Weise vielfältige Kombinationsmöglichkeiten. So entsteht z. B. bei zweikanaliger Aufzeichnung unter Ausnutzung von drei Amplitudenstufen, ein System, bei dem auf jeder Trägerfrequenz ein 6er-Code untergebracht werden kann. Dagegen läßt sich ein 8er-Code beispielsweise mit gepaarten, synchron getasteten Trägerfrequenzen und zwei Amplitudenstufen erzeugen.

Für die Bestimmung der unter praktischen Bedingungen maximal auf einer 30-cm-(Schall-)Platte speicherbaren Datenmenge kann man von einer Kanalkapazität von ca. 6500 bis 8000 bit/sec ausgehen, was je nach angewandten Code etwa 800 bis 1600 Zeichen/sec entspricht. Mit diesen Kanalkapazitäten liegt man in der Größenordnung von Lochstreifenleser^ welche üblicherweise für Lesegeschwindigkeiten von 400 bzw. 100 Zeichen/sec gebaut werden. Rechnet man mit ca. 20 min Spielzeit pro Plattenseite bei Normalgeschwindigkeit (33 Upm) bzw. 40 min Spielzeit für die gesamte Platte, so läßt sich auf einer Platte eine Datenmenge von 14 bis 19 ■ 106 bit bzw. (je nach Code) 1,9 bis 3,8 · 10" Zeichen speichern.

Als Vergleich der Größenordnung mögen folgende Angaben dienen:

Eine Tafel der 5stelligen Mantissen von dekadischen Logarithmen einschl. der vollausgeschriebenen 10 000 Numeri umfaßt etwa 150 · 10³ Zeichen. Eine Lochstreifenrolle enthält etwa 125 ■ 10³ Zeichen, während eine Buch-Druckseite mit 50 Druckzeilen in üblicher typographischer Anordnung etwa 4000 Zeichen enthält. Auf einer Platte würde man demnach den Inhalt von etwa 450 bis 900 Druckseiten speichern können. Vom Prinzip her ist es selbstverständlich möglich, zusammen mit Texten oder Zahlentabellen auch Diagramme und (gerasterte) Bilder zu speichern.

Anhand dieser Vergleichsdaten zeigt sich, daß auf diese Weise erhebliche Informationsmengen in elektronisch verarbeitbarer Form auf kleinem Raum gespeichert werden können. Der Vorteil dieser Speicherart in Bezug auf geringen räumlichen Umfang gegenüber den originalen Unterlagen in gedruckter Form, auch in Form von Lochkarten und Lochstreifen ist augenscheinlich.

Speicher von derartiger Kapazität und systembedingt unveränderlichem Inhalt lassen sich vorzugsweise anwenden für die Speicherung von Informationen, die üblicherweise in Nachschlagwerken enthalten sind. In diesem Zusammenhang seien nur beispielsweise erwähnt:

Funktionstabellen für wissenschaftliche Berechnungen (z. B. trigonometrische und hyperbolische Winkelfunktionen, tabellierte nichtelementare Integrale), Wertetabellen für technische Berechnungen, Steuertabellen od-dgL, Bibliographien, Sammlungen der Ergebnisse statistischer Erhebungen und volkswirtschaftlicher Daten (z. B. »Statistisches Jahrbuch«), Lexika für Sprachübersetzung, Normblätter, Gerichtsurteile und

Gesetzestexte zum Gebrauch in der juristischen Praxis.

Im praktischen Betrieb besteht die Möglichkeit, diesen Plattenspeicher ähnlich wie Lochstreifen oder Lochkarten anzuwenden. Im allgemeinen Fall kann man z. B. die gesamte auf der Platte gespeicherte Informationsmenge auf Magnetband oder Magnetplatten übernehmen und von dort zur Weiterverarbeitung mit kürzester Zugriffszeit die benötigten Daten auslesen.

Für die Umspielung einer Platte auf Magnetband hat man normalerweise mit einem Zeitaufwand von 40 min zu rechnen. Die Frequenzmultiplex-Aufzeichnung ermöglicht aber in speziellen Fällen, in denen nur einzelne Teile des Platteninhaltes benötigt werden oder in denen bestimmte Teile des Platteninhalts gesucht werden müssen, relativ kurze Zugriffszeiten, wenn man die Signalspeicherung in der Weise vornimmt, daß dem tieffrequenten Übertragungsbereich aufgrund seiner begrenzten Informationskapazität vorzugsweise Ordnungskriterien für die im hochfrequenten Bereich gespeicherten Einzeldaten zugeordnet werden. Während des Suchvorgangs kann nämlich der tieffrequente Bereich z.B. mit 1Ofacher Geschwindigkeit (bei dekadischem Verhältnis zwischen beiden Bereichen) abgetastet werden, so daß eine Plattenseite in längstens 2 min nach dem gesuchten Ordnungsbegriff abgefragt werden kann. Nach Auffinden des Ordnungsbegriffes wird die Platte innerhalb festgelegter Zeit auf No.-malgeschwindigkeit gebremst, damit dann die zugehörige Einzelinformation aus dem hochfrequenten Übertragungsbereich ausgelesen werden kann. Setzt man für diesen Vorgang nochmals max. '/2 min an, gelangt man auf eine max. Zugriffszeit von 2>/2 min.

Für dieses Verfahren ist allerdings ein definierter räumlicher Versatz zwischen den Ordnungsinformationen des tieffrequenten Bereiches und den Einzelinformationen des hochfrequenten Bereiches erforderlich, der aber ohne weiters realisiert werden kann. Bei einer Normalabtastung des gesamten Platteninhalts müßte über eine Zwischenspeicherung des Ordnungsbegriffes dessen Zuordnung zu den Einzeldaten wieder richtiggestellt werden. — Man kann aber auch die (normalerweise tieffrequenten) Ordnungskriterien im hochfrequenten Bereich wiederholen, so daß der iieffrequentc Bereich nur für den Suchvorgang ausgenutzt wird. Man verliert bei dekadischem Verhältnis 10% der Informationskapazität der Platte (zugunsten der kürzeren Zugriffszeit).

Eine Verkürzung der Zugriffszeit läßt sich aber auch dadurch erreichen, daß man den bespielbaren Bereich der Platte in mehrere Bereiche (Kreisringe), vorzugsweise gleicher Breite, aufteilt und jedem dieser Kxeisringe einen eigenen Abtaster zuordnet.

Für die Abtastung von Platten mit einem mehrfachen der Normalgeschwindigkeit ist natürlich erforderlich, daß das Rillensystem exakt zentrisch zum Mittelloch liegt, und daß die Platte exakt plan ist. Die Anforderungen sind höher als die, die üblicherweise an Ton-Schallplatten gestellt werden, müßten sich aber durch entsprechende Präzision der Fertigung und entsprechende Form des Plattenquerschnittes beherrschen lassen; ggf. kann man daran denken, in die (Schall-)Platte eine verwindungssteife Trägerplatte aus Metall oder ähnliches einzupressen.

Bei normalen Schallplattenabtastern kann oberhalb etwa 12 bis 14 kHz nicht mehr mit exakter Reproduktion des Stereoeffektes gerechnet werden, herrührend insbesondere von unkontrollierbaren mechanischen Resonanzen des Nadelträgers mit entsprechenden Diskrepanzen zwischen den Bewegungen des Abtastsaphirs und des mechanisch/elektrischen Wandlersystems. Aus diesem Grunde erstrecken sich die Trägerfrequenzspektren gemäß Fig.2 bis 6 auch nur bis ca. 1OkHz. Eine Ausweitung des Frequenzbereiches nach oben erscheint jedoch dann möglich, wenn man auf höchste Amplituden im tieffrequenten Bereich verzichtet und außerdem besondere Abtaster verwendet, deren Eigenresonanz erst im Bereich oberhalb 20 kHz liegt. Damit wäre die Möglichkeit gegeben, den hochfrequenten Bereich mit doppelter Geschwindigkeit abzuspielen und auszulesen, womit sich die Kanalkapazität auf das Doppelte erhöht.

Falls man den tieffrequenten Bereich der Platte ausschließlich mit erhöhter Geschwindigkeit abtastet, besteht außerdem die Möglichkeit, den auf die Normalgeschwindigkeit bezogenen Frequenzbereich bis weit unter die übliche Grenze von 30 Hz auszudehnen. Bei Abtastung mit 1Ofacher Geschwindigkeit würden dann 10 Hz zu 100 Hz.

Hierzu 3 Blatt Zeichiiuiisen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen auf einem scheibenförmig ausgebildeten Aufzeichnungsträger in Rillenschrift, bei dem die Signale jeweils einer Trägerfrequenz überlagert und mehrere Trägerfrequenzen innerhalb des Aufzeichnungsfrequenzbereichs des Aufzeichnungsträgers als Frequenzmultiplex in die Rille eingeschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale digitale Signale sind, die durch eine Reihe sinusartiger Ganzwellenimpulse durch Tastung je einer bestimmten Trägerfrequenz gebildet werden, die durch Impulspausen entsprechend der Impulsdauer voneinander getrennt sind und daß der Quotient aus Trägerfrequenz und Tastfrequenz in dem Frequenzmultiplex konstant ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz im Abstand von je zwei Terzen angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trägerfrequenzen zu einer Gruppe zusammengefaßt werden und daß den einzelnen Trägerfrequenzen jeweils bestimmte Bitstellen eines n-Bitcodierten Signalzeichens zugeordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzmultiplex in wenigstens zwei Untergruppen aufgeteilt wird, daß die jeweils einer Gruppe zugeordneten Trägerfrequenzen synchron getastet werden können und daß die jeweils einer Gruppe zugeordneten Trägerfrequenzen untereinander gleiche Übertragungsbandbreiten aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trägerfrequenzen der einen Untergruppe und den Trägerfrequenzen der anderen Untergruppe ein dekadischer Abstand besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz als ganzzahliges, vorzugsweise geradzahliges Vielfaches der halben Tastfrequenz gewählt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastung der einzelnen Trägerfrequenzen im Nulldurchgang der Trägerfrequenzspannung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzabstand benachbarter Trägerfrequenzen eines Frequenzmultiplex bzw. einer Untergruppe vorzugsweise als ungeradzahliges Vielfaches der halben Tastfrequenz gewählt ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse der einzelnen Trägerfrequenzen mit wenigstens zwei unterschiedlich hohen Amplitudenstufen aufgezeichnet werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale als Frequenzmultiplex in einer zweikanaligen Rillenschrift aufgezeichnet werden und daß in beiden Rillenflanken das gleiche Frequenzmultiplex verwendet wird.

11. Verfahren zur Wiedergabe von Signalen, die gemäß dem Aufzeichnungsverfahren nach einem der

Ansprüche 1 bis 9 eingespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Trägerfrequenz ein Bandfilter zugeordnet ist und daß die einzelnen . Trägerfrequenzen durch die Bandfilter voneinander getrennt werden.

12. Verfahren zur Wiedergabe von Signalen, die gemäß dem Aufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 eingespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei sequentieller Auslesung der einzelnen Trägerfrequenzen ein einziges Bandfilter verwendet wird und daß durch Änderung der Drehzahl des rotierenden Aufzeichnungsträgers eine entsprechende Transponierung jeder einzelnen Trägerfrequenz in den Durchlaßbereich des Bandfilters erzielt wird.