DE2658530A1

DE2658530A1 - Vorrichtung zur darstellung von auf magnetband gespeicherter signalinformation

Info

Publication number: DE2658530A1
Application number: DE19762658530
Authority: DE
Inventors: Karl Hudek; Kurt Ing Grad Weigert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2658530C3; DE2658530B2

Description

Vorrichtung zur Darstellung von auf Magnetband
gespeicherter Signalinformation Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung von auf Magnetband gespeicherter Signalinformation mit Aufnahmegerät und Wiedergabegerät sowie Auswerteschaltung zur Analyse der Signalinformation.
In der modernen Medizintechnik wird zur Langzeitüberwachung die von einem Patienten abgenommene Signalinformation, wie beispielsweise das EKG, mittels eines Aufnahmegerätes auf Magnetband abgespeichert. Dem Arzt ist dann jederzeit die Möglichkeit gegeben, mittels eines Wiedergabegerätes die gespeicherte Information abzurufen und bezüglich signifikanter Ereignisse auszuwerten. Dafür sind auch spezielle elektronische Vorrichtungen bekannt, die das im wesentlichen periodisch anfallende Signal hinsichtlich Amplitude und Breite charakteristischer Signalteile sowie Signalperiode (Frequenz) analysieren.
Zur Aufnahme finden neuerdings am Körper des Patienten tragbare Aufnahmegeräte Verwendung, die mit Tonband-Normkassetten arbeiten. Derartige, am Körper des Patienten tragbare Aufnahmegeräte haben den Vorteil, daß die Signalabnahme vom Patienten kontinuierlich sowie ortsunabhängig erfolgen und daß der Patient sogar seinem normalen Tagesablauf nachgeben kann. Um eine möglichst lange Aufnahme zeit mit einer Tonbandkassette zu erreichen, ist man nun inzwischen dazu übergegangen, mit sehr geringen Bandaufnahmegeschwindigkeiten zu arbeiten. Die Wiedergabe und Auswertung ist dann wahlweise mit zeitgeraffter oder aufnahmesynchroner Wiedergabegeschwindigkeit möglich.
Speziell für die Möglichkeit der Aufnahme mit sehr geringen Aufnahmegeschwindigkeiten ( Z 3,5 mm/sec) und einer elektronischen Auswertung mit gegenüber der Aufnahme geschwindigkeit sehr viel höheren Wiedergabegeschwindigkeiten wird nun die Forderung erhoben, die gespeicherte Signalinformation kohärent und ohne Verzerrung wiederzugeben. Geringste Zeitfehler bei der Aufnahme machen sich nun bei der Wiedergabe entsprechend bemerkbar und können dann durch Fehler bei der Auswertung, beispielsweise bei der Impulsbreitenvermessung oder -abstandsmessung, zu Fehldiagnosen führen. Derartige Zeitfehler lassen sich allerdings bei den bekannten Aufnahmegeräten nicht vollständig vermeiden.
Sie werden durch die unvermeidbaren Gleichlaufschwankungen ("wowt') des Magnetbandes bei der Aufnahme, die beispielsweise durch Erschütterungen, Temperaturschwankungen, Änderung der Betriebsspannung und weiteren Unzulänglichkeiten der Mechanik hervorgerufen werden, verursacht. Bei einer zeitgerafften Wiedergabe und Auswertung mit gegenüber der Auswertegeschwindigkeit sehr viel höheren Geschwindigkeiten müssen zudem verschiedene elektronische Einheiten auf entsprechend kürzere Zeitkonstanten umgeschaltet und abgeglichen werden, wodurch erfahrungsgemäß weitere Fehler auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Darstellung von auf Magnetband gespeicherter Signalinformation mit Aufnahmegerät und Wiedergabegerät sowie Auswerteschaltung zur Analyse der Signalinformation zu schaffen, bei der die bei der Aufnahme nicht völlig vermeidbaren Zeitfehler durch Gleichlaufschwankungen des Magnetbandes eliminiert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Magnetband im Aufnahmeverfahren des Aufnahmegerätes neben der Signalinformation zusätzlich Normtaktimpulse eines Normtaktimpulsgenerators aufgesprochen werden, die im Wiedergabeverfahren des Wiedergabegerätes zusammen mit der Signalinformation der Auswerte schaltung zugeführt werden und für die Signal analyse ein Zeitnormal definieren.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden also in der Auswerte schaltung die unvermeidbaren Fehler durch Gleichlaufschwankungen des Magnetbandes in der Weise eliminiert, daß die Normtaktimpulse im Aufnahmeverfahren derselben Gleichlaufschwankung wie die Signalinformation unterliegen, wobei in der Auswerteschaltung jederzeit ein entsprechendes Zeitnorm-Referenzsignal vorhanden ist. Durch die direkte Steuerung der Auswerteschaltung mittels der Normtaktimpulse wird weiterhin bei der zeitgerafften Wiedergabe die Umschaltung der Zeitkonstanten verschiedener elektronischer Bauteile überflüssig, da die Frequenz-und Breitenvermessung direkt durch Vergleich mit den Normtaktsignalen erfolgen. Mit derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
ist eine Auswertung alternativ zeitecht oder mit verschiedenen zeitgerafften Wiedergabegeschwindigkeiten (z.B. 30-fach oder 60-fach) möglich. Zusätzliche Abgleichfehler bei der Umschaltung sind dadurch also von vornherein ausgeschlossen. Normtaktimpulse und Signalinformation können wahlweise auf der gleichen Magnetspur oder bei Mehrspurbändern auf verschiedenen Spuren aufgenommen werden. Die Aufzeichnungsart der Signalinformation (beispielsweise direkte (DR), frequenzmodulierte (FM) oder pulscodemodulierte Aufzeichnung (PCM) ist im Rahmen der Erfindung nicht von Bedeutung. Vorzugsweise werden aber die Signalinformation frequenzmoduliert und die Normtaktimpulse direkt aufgezeichnet.
In der Auswerteschaltung werden dann die Normtaktimpulse auf einen FM-Demodulator gegeben und das demodulierte Signal gegenphasig auf die FM-Demodulatoren für die Signalinformation eingespeist. Dadurch wird zusätzlich eine Amplitudenfehler("flutter")-Kompensation bewirkt. Die Normtaktimpulße können auch in an sich bekannter Weise zu weiteren Steuer- und Regelfunktionen des Wiedergabegerätes, wie beispielsweise zur Regelung des Motors für das Bandlaufwerk oder Einschaltung der elektronischen Signalauswerteeinheiten, herangezogen werden.
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.
Es zeigen: Fig. 1 das Prinzip der Erfindung anhand des Blockschaltbildes eines ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels unter Verwendung eines Vier-Spur-Magnetbandes.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Aufnahmegerät bezeichnet, das ein Bandlaufwerk 2 mit Magnetband 3, einen Magnetkopf 4, einen Aufnahmeverstärker 5 und einen Taktimpulsgenerator 6 für die Normtaktimpulse umfaßt. Der Magnetkopf 4 ist als mehrspuriger Aufnahmekopf für das zweispurige Magnetband 3 ausgebildet. Eine von einem Patienten 7 abgenommene Signalinformation wird über den Aufnahmeverstärker 5 als Signal dem Aufnahmekopf 4 und von diesem der ersten Spur des Magnetbandes 3 zugeführt. Gleichzeitig wird auf die zweite Spur das Normtaktsignal des Taktimpulsgenerators 6 aufgesprochen. Das zugehörige Wiedergabegerät ist mit 8 bezeichnet. Dieses umfaßt wiederum ein Laufwerk 9 für ein Magnetband 10 sowie einen entsprechend dem Aufnahmekopf 4 ausgebildeten mehrspurigen Wiedergabekopf 11. Die Signalinformation wird durch den Wiedergabekopf 11 vom Magnetband 10ausgelesen, einer elektronischen Einheit zur Aufbereitung, WLedergabe bzw. Darstellung 12 (beispielsweise einem Oszilloskop) zugeführt und anschließend einer Einheit 13 zur Auswertung der Signalinformation eingespeist.
Gleichzeitig werden vom Wiedergabekopf 11 die Normtaktimpulse ausgelesen und nach Aufbereitung in der Wiedergabeeinheit 14 ebenfalls der Auswerteeinheit 13 eingespeist. In jeder Auswerteperiode steht dann der Auswerteeinheit 13 ein entsprechendes Zeit-Bezugssignal zur Verfügung, das relativ entsprechend den Gleichlaufschwankungen im Aufnahmegerät 1 verändert ist, aber jeweils ein Zeitnormal für die elektronische Auswerteschaltung definiert. Nach Auswertung des Signals bezüglich der signitikanten Größen werden diese einer Anzeigeneinheit 15 angezeigt.
Das in der Fig. 2 dargestellte Aufnahmegerät 16 besteht wiederum aus Bandlaufwerk 17, Magnetband 18 und Aufnahmekopf 19. Magnetband 18 und Aufnahmegerät 19 sind in diesem Ausführungsbeispiel vierspurig ausgebildet. Zwei Spuren dienen zur Aufnahme der Signalinformation, wie zweier EKG's, die wiederum über Signalverstärker 20 und 21 vom schematisch dargestellten Patienten 22 dem Tonkopf 19 zugeführt werden. Die Aufnahme der Signalinformation erfolgt in diesem Fall im Frequenzmodulationsver fahren (FM). Weiterhin weist das Aufnahmegerät einen Quarzgenerator 23 auf, dessen Oszillationsfrequenz (z.B. f z 10kHz) nach entsprechender Teilung in der Einheit 24 als Normtaktimpulse auf der dritten Spur des Magnetbandes 18 dienen. Gleichzeitig wird vom Quarzgenerator 23 ein Uhrzeitgeber 25 angesteuert, der ein Uhrzeit-Code-Signal auf die vierte Spur des Magnetbandes 18 gibt. Der Quarzgenerator 23 hat daher zweckmäßigerweise eine solche Frequenz, die bei binärer Teilung Sekundenpulse ergibt. Die Normtaktimpulse haben dabei zweckmäßigerweise eine Frequenz von 512 Hz. Taktsignale und Uhrzeitcode werden im Direktverfahren auf das Magnetband aufgenommen. Die vom Quarzgenerator 23 zur Erzeugung der Normtaktimpulse in der Einheit 24 heruntergeteilte Frequenz kann über die Einheit 26 über den Schalter 27 auch direkt in die Informationsspuren des Magnetbandes 18 als Eichsignal eingeblendet werden. Das Eichsignal hat für die EKG-Auswertung zweckmäßigerweise eine Frequenz von 46 Hz mit einer Spannungsamplitude von 1mm55. Dabei ist die Eichfrequenz derart gewählt, daß sie die Auswerteschaltung des zugehörigen Wiedergabegerätes 28 nicht beeinflußt und bei zeitgeraffter Wiedergabe auch als akustisches Signal wahrnehmbar ist. Bei einer solchen Frequenz ist die Breite der Ilalbperiode des Eichsignals einerseits schmaler als das zu vermessende Signal, andererseits liegt die Eichfrequenz etwa in der Mitte des Übertragungsbereiches der Signalinformation.
Das Wiedergabegerät 28 enthält wiederum das korrespondierende Bandlaufwerk 29 mit Magnetband 30 und Wiedergabekopf 31. Die modulierte Signalinformation der beiden ersten Bandspuren wird zunächst auf die Demodulatoren 32 bzw. 33 gegeben und dann alternativ über einen Schalter 34 den elektronischen Einheiten zur Verarbeitung und Darstellung der Signalinformation 35 bis 38 zugeführt. Dabei stellt 35 einen Frequenzmesser mit nachgeschaltetem Anzeigegerät 39, 36 eine elektronische Auswerteeinheit zur Signalstrukturanalyse mit nachgeschaltetem Anzeigegerät 40, 37 ein Oszilloskop und 38 einen Registrierer dar. Gleichzeitig wird nun der von der dritten Spur ausgelesene Normtaktimpuls über einen Verstärker 41 auf den Frequenzmesser 35 und die elektronische Auswerteeinheit 36 zur Definition des kontinuierlichen Zeitnorm-Referenzsignals gegeben. Zusätzlich wird der von der vierten Spur abgelesene Uhrzeit code über einen Verstärker 42 auf eine elektronische Uhr 43 mit nachfolgender Anzeige 44 gegeben, in die gleichzeitig auch die Normtaktsignale von der dritten Spur eingespeis-t werden. Weiterhin wird das Taktsignal auf einen #M-Demodulator 45 gegeben, der mit den FM-Demodulatoren 32 und 33 für die Signalinformation verbunden ist. Es wird also von den mit der Gleichlaufschwankung der Bandlaufwerke frequenzmodulierten Normtaktsignalen das demodulierte Signal (Störsignal) abgeleitet, welches gegenphasig in die EM-Demodulatoren 32 und 33 der Signalinformationsleitungen eingespeist wird. Mit dieser Schaltmaßnahme werden gleichzeitig mögliche Amplitudenfehler ("flutter") in der Signalinformation kompensiert.
Neben der Fehlereliminierung durch Steuerung der elektronischen Auswerteeinheiten 35, 36 und der elektronischen Uhr 43 werden nun die Normtaktsignale auch zur Regelung der Bandlaufgeschwindigkeit des Bandlaufwerkes 29 verwendet. Dazu werden die Normtaktsignale in bekannter Weise einer Einheit 46 mit Regelstrecke zugeführt, die den Motor 47 des Bandlaufwerkes 29 ansteuert und diesen auf Sollwert regelt.
Da auch bei nicht bespieltem Magnetband durch Untergrundrauschen die Signalauswerteschaltung aktiviert werden und durch zufällige Ergebnisse Fehldiagnosen bewirken könnte, werden die Normtaktimpulse weiterhin zur Einschaltung der Auswerteeinheiten herangezogen. Der Frequenzmesser 35 und die elektronische Auswerteeinheit 36 weisen daher die steuerbaren Schalter 35a bzw. 36a auf, die von der Normtaktsignalleitung angesteuert werden in dem Sinne, daß nur bei Vorliegen von Normtaktsignalen der Frequenzmesser 35 und die elektronische Auswerteeinheit 36 zur Signalstrukturanalyse eingeschaltet sind.

Claims

Patentansprüche' 1. Vorrichtung zur Darstellung von auf Magnetband gespeicherter Signalinformation mit Aufnahmegerät sowie Wiedergabegerät mit Auswerteschaltung zur Analyse der Signalinformation, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Magnetband (3, 10, 18, 30) Im Aufnahmeverfahren des Aufnahmegerätes (1, 16) neben der Signalinformation zusätzlich Normtaktimpulse eines Normtaktimpulsgenerators (6, 23) aufgesprochen werden, die im Wiedergabeverfahren des Wiedergabegerätes (8, 28) zusammen mit der Signalinformation der Auswerteschaltung (13, 35, 36) zugeführt werden und für die Signalanalyse ein Zei-tnormal definieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Normtaktimpulse auf einer separaten Magnet spur aufgenommen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalinformation im Frequenz-Modulationsverfahren (FM) und die Normtaktimpulse im Direktverfahren (DR) aufgenommen werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Gleichlaufschwankungen der Bandlaufwerke (18, 29) modulierten Normtaktimpulse im Wiedergabegerät (8,28)auf einen FM-Demodulator (45) gegeben werden und von dort das demodulierte Signal gegenphasig in die FM-Demodulatoren (32, 33) für die Signalinformation eingespeist wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wiedergabegerät (8, 28) durch die Normtaktimpulse eine Regeleinrichtung (46) angesteuert wird, die mittels Regelstrecke den Antriebsmotor (47) des Bandlaufwerkes (29) auf Sollwert regelt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Magnetband (18, 30) im Aufnahmeverfahren des Aufnahmegerätes (16) auf einer separaten Magnetspur ein Uhrzeitcode aufgenommen wird, der vom Takt des Normtaktimpulsgenerators (23) abgeleitet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmegerät (16) der Magnetspur für die Signalinformation Eichsignale mit definierter Amplitude, z.B.

1mm55, und Frequenz, z.B. 46 Hz, die aus den Normtaktimpulsen des Normtaktimpulsgenerators (23) abgeleitet sind, aufsprechbar sind, wobei die Frequenz der Eichsignale so bemessen ist, daß die Breite einer Eichsignalhalbperiode einerseits schmaler ist als das zu vermessende Signal, die Frequenz andererseits etwa in der Mit-te des Ubertragungsbereiches der Signalinformation liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne-t, daß die Normtaktimpulse weiterhin zur Betätigung von steuerbaren Schaltern (35a, 36a) zum Einschalten des Frequenzmessers (35) und der elektronischen Auswerteeinheit zur Signalstrukturanalyse (36) herangezogen werden.