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Vorrichtung für die digitale Nachrichtenübertragung,
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insbesondere zur Oberwachung und Fehlererkennung in Digits von Diqitaiwörtern
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Überwachung von aus mehreren Dioits
zusammenqesetzten Digitalwörtern.
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Unter digitaler Nachrichtenübermittlung ist außer der Digitalaufzeichnung
und/oder -wiedergabe die digitale Übertragung zu verstehen, die Information wird
in Form von Worten Ubermittelt, die aus einer Anzahl von Bits, oft vier oder acht,
bestehen. Die Wörter werden in Serie nacheinander übertraaen, und dabei kann es
vorkommen, daß aufgrund von fehlern in der Übertragunq oder beim Empfang ganze Wörter
nicht empfangen werden können. falls die Empfangs- bzw. Wiedergabeapparatur nicht
in der Lage ist, Fehler zu erkennen und keinen Bezugshinweis bekommt, wo zu beginnen
ist, dann kann die Information vollständig sinnentstellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine dieses Problem vermeidendé Vorrichtung
der eingangs genannten Art aufzuzeigen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Speichereinrichtung
zum Speichern der Digits von Digitalwörtern, eine an die Speichereinrichtung angeschlossene
Erkennungseinrichtung zum Erzeugen Eines die Anzahl der gespeicherten korrekten
Diqits angebenden Ausganqssignals, und durch eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen
des Ausgangssignals mit einem Referenzsignal und zum Erzeugen einer Angabe des Verqleichsergebnisses
gelöst.
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Eine Ausführung ist fier die Verwendung bei der Aufzeichnung und Wiedergabe
von Videosignalen vorgesehen und so ausgebildet, daß ein den Beginn jeder Zeile
einer Videoabtastung repräsentierendes Digitalwort identifiziert wird, um die Folgeapparatur
zu synchronisieren. Eine weitere AusfÜhrung ist vorgesehen für die Fehlererkennung
in der gesamten nachfolgenden Information, welche zusätzlich zu der oben erwähnten
Funktion weitere Wörter umfaßt.
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Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung
näher erläutert.Darin zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erkennung
einer bestimmten Sequenz von Digits, und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung
zur Erkennung sowohl einer bestimmten Sequenz von Digits als auch sämtlicher in
einer sich anschließenden Digitalinformation enthaltenen Fehler.
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In Fig. 1 gelangt eine Digitalinformation in Serie in einen Taktgenerator
10, welcher aus der Digitalinformation Taktimpulsinformation gewinnt und Taktimpulse
zum Eintakten der Information in ein Schieberegister 11 erzeugt, dessen
Kapazität
ausreicht, um das den Start einer Zeile einer Videoabtastung identifizierende Wort
zu speichern. Diese Serien-Digital information wird außerdem direkt in das Schieberegister
11 eingespeist, dort gespeichert und in Abhängigkeit von den Taktimpulsen vom Taktgenerator
10 weitergeschoben. Bei der vorliegenden Ausführung besitzt das Schieberegister
11 sechzehn Stellen mit je zwei Ausgängen, von denen einer ein wahrer Ausgang und
der andere ein invertierter Ausgang ist. Die Ausgänge des Schieberegisters 11 erzeugen
ein vorbestimmtes Muster von Digits, wenn das korrekte Wort zusammengesetzt wird,
und von zwei programmierbaren Dauerspeichern (ROM) 12 und 13 wird eine vorbestimmte
Zahl erzeugt, wenn sämtliche sechzehn Stellen korrekt gefüllt sind.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dies durch Weiterleiten
der Ausgänge von den sechzehn Stellen des Schieberegisters 11 über sechzehn Schalter
14 erreicht.
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Die beiden Ausgänge einer Stelle werden den zwei Polen eines Schalters
14 in der Weise zugeführt, daß nur ein Ausgang durch den Schalter zu einem Eingang
der Dauerspeicher 12, 13 übertragen werden kann.
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Die Schalter 14 sind vorzugsweise Digitalschalter in Form von logischen
Gattern, welche eine Folge von logischen Einsen zu den Acht-Bit-Adressen jedes der
Dauerspeicher 12 und 13 erzeugen, wenn das korrekte Sechzehn-Bit-Wort in das Schieberegister
11 eingegeben wird. Für die Schalteranordnung gilt als Startwort: 0001101110010010
Die Dauerspeicher erzeugen je einen Vier-Bit-Ausgang als Anzeige für die Anzahl
von durch die Schalter 14 an ihre Adressen durchgeschleusten korrekten Signalen.
Genauer gesagt, jeder der Dauerspeicher erzeugt einen Binärausgang,
welcher
eine zwischen 0 und 8 liegende Zahl darstellt.
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Die Ausgänge von den Dauerspeichern 12 und 13 werden mittels einer
Addierschaltung 15 addiert und an Eingänge 6A eines Komparators 16 weitergegeben,
wo sie mit einem Referenzwert verglichen werden, welcher dem Komparator über Eingänge
B zugeführt wird. Der Referenzwert dient als Aussage für eine akzeptierbare Grenze
zu der Anzahl von korrekten Bits im Schieberegister 11. Der Referenzwert mag die
untere akzeptierbare Grenze für die Anzahl von korrekten Bits sein, wie in der Zeichnung
dargestellt.
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Falls beispielsweise wie in diesem Falle die Grenze bei 14 liegt,
dann gibt der Komparator 16 einen Ausgang ab, wenn die Summe größer als oder gleich
dem Referenzwert ist. Somit wird ein Maximum von zwei nicht korrekten Bits im Schieberegister
11 einen Ausgang erzeugen. Alternativ dazu kann der Referenzwert für die obere Grenze
der Anzahl von Fehlern, beispielsweise zwei sein; in diesem Falle wird ein Ausgang
erzeugt, wenn die Summe eine Fehleranzahl ergibt, die kleiner als oder gleich dem
Referenzwert ist.
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Der Ausgang von dem Komparator 16 wird durch ein Ausgangs-Latch 17
für die Dauer der Taktimpulse vom Taktgenerator 10 gehalten, und auf diese Weise
erzeugt das Latch 17 an seinem Ausgang einen Erkennungsimpuls.
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In dem bisherigen Beschreibungsumfang wurde angenommen, daß der von
den Dauerspeichern erzeugte Ausgang linear in Bezug auf deren Eingang ist, d.h.
sechs korrekte Eingänge werden den binären Gegenwert der sechs erzeugen. Dies muß
nicht so sein, in manchen Fällen zieht man eine nichtlineare Relation vor. So kann
man beispielsweise festlegen, daß wenn zwei benachbarte Stellen des Schieberegisters
fehlerhafte Ausgänge erzeugen, dies schädlicher ist als wenn zwei voneinander entfernte
fehlerhafte Ausgänge
vorliegen; in diesem Falle können die Dauerspeicher
so programmiert werden, daß sie einen Ausgang erzeugen, der beispielsweise für vier
anstatt sechs repräsentativ ist, wie das sonst der Fall wäre.
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Vorzugsweise wird die oben beschriebene Vorrichtung bis kurz vor dem
Auftreten eines Startwortes gesperrt. Dies geschieht am besten durch Einspeisen
eines Sperrsignals in das Latch 17. Für regelmäßig in Abständen auftretende Startwörter
kann dieses Sperrsignal durch eine Zeitschaltung erzeugt werden, welche dann die
Vorrichtung für einen vorbestimmten Zeitraum nach Erkennen eines Startwortes sperrt.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, dem Startwort eine Einleitung vorangehen zu
lassen, die beispielsweise aus einer wechselnden Folge von Einsen und Nullen bestehen
kann und zur Reaktivierung der zuvor beschriebenen Vorrichtung benutzt werden kann.
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Die Vorrichtung wurde oben so beschrieben, daß sie ein einziqes Startwort
pro Zeile erkennt, aber sie kann auch zur Identifizierung eines weiteren Referenzwortes
oder mehrerer Referenzworte benutzt werden, welche eingeschoben werden können zwischen
Wörter, welche Stellen im Verlauf einer Zeile einer Videoabtastung oder während
der Auslöschung repräsentieren. Auf diese Weise kann man auch eine Zeilenmitte erkennen.
Dies kann erreicht werden durch Verändern der Schalter in der Weise, daß sie ein
anderes Muster repräsentieren, mit dem eine Folge von Einsen erzeugt wird, wenn
die korrekten sechzehn Bits sich im Schieberegister 11 befinden.
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In einer alternativen Ausführungsform braucht nicht in jeder Zeile
ein Startwort vorgesehen zu sein, es ist lediglich erforderlich, daß die Datenblöcke
gelegentlich durch ein Startwort untergliedert werden.
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es ist jedoch zweckmäßig, wenigstens ein Startwort für jede Zeile
zu verwenden.
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Das Blockschaltbild von i Fig. 2 stellt eine Vorrichtung zur Erkennung
von lehlern in Digitalinformation dar, als allgemeiner Zusatz zllr Erkennung einer
bestimmten Sequenz eines oder mehrerer Digitalwörter. Bei dieser Betriebsart ist
ein Startwortdetektor der Vorrichtung ähnlich dem zuvor in Verbindung mit: Fig.
1 beschriebenen. Als Startwortdetektor hält die Vorrichtung Ausschau nach einem
bestimmten
Wort, welches in Serie in ein Schieberegister eingespeist
wird, welches aus Flip-Flops 50 zusammengesetzt ist, um den Zeilenanfang einer Video-Abtastung
zu identifizieren.
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Im vorliegenden Falle hat das Schieb,eregister eine Kapazität von
sechzehn Bits und umfaßt sechzehn Flip-Flops 50.
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Diese Flip-Flops sind in Kombination mit als Digitalschalter dienenden
Logig-Gattern 52 und 53 so angeordnet, daß bei Erkennung des Startwortes die Eingänge
von zwei programmierbaren Dauerspeichern (ROM) 55, 56 alle eine logische 1 aufweisen.
Die Dauerspeicher 55, 56 erzeugen jeder einen Vier-Bit-Ausgang zur Anzeige der Anzahl
von in dem Schieberegister präsenten korrekten Signalen.
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Insbesondere wird jeder der Speicher einen Binär-Ausgang erzeugen,
welcher einer zwischen 0 bis 8 liegenden Zahl entspricht. Mit Hilfe einer Addierschaltung
57 werden die Ausgänge von den Speichern 55, 56 addiert und an Eingänge A eines
Komparators 58 gegeben, wo sie mit einem an Eingängen B eingegebenen binären Referenzwert
verglichen werden, welcher eine Aussage über eine akzeptierbare Grenze der Anzahl
von in dem Schieberegister enthaltenen korrekten Bits gibt. Der Referenzwert mag
die untere akzeptable Grenze für die Anzahl von korrekten Bits sein, wie in der
Zeichnung dargestellt. Wenn beispielsweise wie in diesem halle die Grenze bei 14
liegt, dann wird vom Komparator 58 ein Ausgang erzeugt, wenn die Summe von den Speichern
55, 56 größer oder gleich dem Referenzwert ist. Somit verursachen maximal zwei nicht-korrekte
Bits in dem Schieberegister einen Ausgang. Alternativ dazu mag der Referenzwert
die obere akzeptable Grenze für die Anzahl von Fehlern sein. Nimmt man das gleiche
Beispiel wie oben, dann ist dies zwei, und es wird ein Ausgang erzeugt, wenn die
Summe von den Speichern 55, 56 eine Fehlerzahl erzeugt, die kleiner als oder gleich
dem Referenzwert
ist. In jedem Falle wird der Ausgang von dem Komparator
58 in die sich anschließenden Schaltungsteile weitergegeben und identifiziert den
Beginn einer Zeile.
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Eine in Fig. 2 nicht dargestellte Taktschaltung zum Eintakten der
Digitalinformation in das Schieberegister kann ähnliche wie bei Fig. 1 aus Flip-Flops
50 gebildet sein.
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Die Vorrichtung arbeitet in oben beschriebener Weise als Startwort-Detektor,
wenn auf einer Steuerleitung 59 eine logische Null erscheint. Solange sich die Steuerleitung
59 in einem logischen 7zustand Eins befindet, arbeitet die Vorrichtung als Fehlerdetektor.
Bei dem hier vorhandenen Ausführungsbeispiel ist ~jedes Informationen oder Daten
tragende Wort ein 1n-Bit-wortt man braucht also nur zehn Flip-Flops 50 im Schieberegister.
Die letzten sechs Flip-Flops werden durch Bereitstellung eines Steuersignals für
die NOR-Gatter 52 zurückgeschaltet. Die Fehlererkennung basiert auf der Tatsache,
daß bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Code benutzt wird, so daß jedes
Datenwort eine vorbestimmte Anzahl von Einsen und Nullen enthält, in diesem Falle
sind es fünf Einsen und fünf Nullen. Die Schaltung zählt die Anzahl der in jedem
Wort enthaltenen logischen Einsen. Zu diesem Zwecke müssen die Eingänge der Dauerspeicher
55, 56 so geändert werden, daß die tatsächlichen Binärwerte der Zahlen in dem Schieberegister
festgestellt werden gegenüber einer Serie von logischen Einsen, die durch die Schaltung
in Abhängigkeit zu dem Startwort-Erkennungscode erzeugt werden. Darum werden alle
invertierten Ausgänge o der Flip-Flops 50 über Exklusiv-ODER-Gatter 53 an die Speicher
55, 56 angeschlossen, mit Steuerleitung 59 als Zweiteingang. Befindet sich die Steuerleitung
im logischen Zustand Null in der Startwort-Erkennungsphase, dann übertragen die
Gatter 53 unverändert die logischen Werte, welche an den
invertierten
Ausgängen Q der Flip-Flops 50 anliegen.
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Befindet sich die Steuerleitung im logischen Zustand Eins beim Fehlererkennungsbetrieb,
dann wirken die Gatter 53 als Inverter der invertierten Ausgänge der Flip-Flops
50 und dadurch werden die wahren Werte der Bits in dem Schieberegister den Eingängen
der Speicher 55, 56 präsensiert Der von den Speichern 55, 56 produzierte Ausgang
enthält eine Aussage über die Anzahl der im Schieberegister vorhandenen logischen
Einsen. Die Ausgänge von den Speichern 55, 56 werden durch die Addierschaltung 57
addiert und im Komparator 58 mit einem Referenzwert verglichen, welcher gleich der
Anzahl der in dem Code erwarteten logischen Einsen ist, in diesem Falle sind es
filnf. Sind fünf logische Einsen vorhanden, gibt der Komparator 58 einen Ausgang
ab, sind es mehr oder weniger als fünf, dann gibt es keinen Ausgang. Der erzeugte
Ausgang wird dann invertiert, so daß die Vorrichtung ein Fehlersignal erzeugt, sobald
die Anzahl der im Schieberegister vorhandenen logischen Einsen nicht gleich fünf
ist.
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Es ergibt sich, daß der Eingang B des Komparators 58 mit zwei diskreten
Referenzwerten versorgt werden muß, deren Wert von der jeweiligen Funktion der Vorrichtung
zu dem durch die Steuerleitung 59 definierten Zeitraum abhängig ist. Darum ist die
Steuerleitung 59 mit einem Referenzwert-Generator 60 verbunden, welcher einen der
zwei möglichen Referenzwerte auf Eingänge B des Komparators 58 schaltet, wenn ein
logischer Zustand Eins auf Steuerleitung 59 anliegt.
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Man wählt die Referenzwerte in Abhängigkeit von der Anzahl von Bits
in einem Wort und von der geforderten Genauigkeit.
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So mag bei Betriebsart Startwort-Erkennung der Referenzwert 14, 15
oder 16 sein.
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Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung hat folgenden Gesamt-Betriebsablauf:
Nachdem die Schaltung beispielsweise in der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen
Weise aktiviert worden ist, werden durch die Flip-Flops 50 Bits eingetaktet, bis
die Vorrichtung ein Startwort erkennt oder bis ein vorbestimmter Zeitraum verstrichen
ist.
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Wird ein Startwort nicht erkannt, dann wird die gesamte Information
zwischen dem nicht erkannten Startwort und dem nächsten erkannten Startwort zurückgewiesen,
das kann beispielsweise eine ganze oder eine halbe Zeile oder es können Videosignale
sein. Wird ein Startwort erkannt, dann werden die das Startwort bildenden Bits parallel
von den Flip-Flops 50 entnommen und die nächsten zehn Bits der Information in die
Flip-Flops 50 eingespeist, wobei sich die Vorrichtung nun in Betriebsart Fehlererkennung
befindet. Wenn diese zehn Bits die korrekte Anzahl von Einsen und Nullen aufweisen,
dann erfolgt die Entnahme des Wortes für die weitere Verarbeitung und die Prüfung
der nächsten zehn Bits usw., bis die Schaltung zur Betriebsart Startwort-Erkennung
zurückkehrt.
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Beide Ausführungen sind für breite Anwendung in der digitalen Nachrichtenübermittlung
geeignet, sowohl für Audio- als auch ffir Video-Signale.
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Leerse ite