DE2804593C2

DE2804593C2 - Verfahren und Anordnung zum Demodulieren eines binär codierten, phasenmodulierten Signals

Info

Publication number: DE2804593C2
Application number: DE19782804593
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Habermann
Original assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Current assignee: Institut fuer Rundfunktechnik GmbH
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1979-09-27
Also published as: DE2804593B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art sowie auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, Ein derartiges Verfahren ist aus der Firmendruckschrift »A frame-adressing scheme for video magnetic tape recorders« der Firma Ampex Corporation bekannt.

Bei der magnetischen Aufzeichnung von Videosignalen ist es üblich, auf einer gesonderten Merkspur einen Zeitcode aufzuzeichnen, welcher das automatische Auffinden gewünschter Bandstellen beispielsweise beim MAZ-Schnitt ermöglicht. Zur Aufzeichnung des Zeitcodes wird beispielsweise bei dem EBU-Zeitcode eine bi-phase-mark-moduliertes Binärsignal verwendet, dessen Binärwerte in den Impulslängen enthalten sind. Beispielsweise ist eine binäre Null vorhanden, wenn die Impulslänge gleich einer ganzen Bitperiode ist, wohingegen eine binäre Eins vorhanden ist, wenn die Impulslänge gleich einer halben Bitperiode ist Eine Folge von Binärwerten ergibt eine Zeitcodeinlormation. Beim Wiederauslesen dieses Zeitcodes werden die

in Abstände zwischen aufeinander-folgenden Nulldurch· gangen des Signals durch eine Zählfolge ermittelt, deren Zählfrequenz wesentlich höher als die Bitfolgefrequenz des Signals ist Hierzu wird beispielsweise bei jedem Nulldurchgang des phasenmodulierten Signals ein A-jfwärtszähler gestartet und beim nächstfolgenden Nulldurchgang des Signals gestoppt der erreichte Zählerstand in einen Vergleicher übertragen sowie der Zähler auf Null zurückgesetzt und wiedergestaltet In dem Vergteicher wird der erreichte Zählerstand mit einem konstanten Referenzsignal verglichen, wobei eine

Überschreitung des Referenzsignals einer binären Null

und eine fehlende Überschreitung des Referenzsignals einer binären Eins entspricht

Es hat sich jedoch gezeigt daß eine derartige

Demodulation eines binär codierten, phasenmodulierten Signals zu falschen Ergebnissen führt, wenn dieses Signal bei variierender Bandgeschwindigkeit abgetastet wird, wie dies in F i g. 10 veranschaulicht ist

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber

darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß auch bei variierender

Bandgeschwindigkeit eines zeitcodierten Videobandes

eine richtige Demodulation gewährleistet ist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchsn.

Der Erfindungsgedanke besteht darin, als Vergleichssignal für den eingangs erwähnten Zählerstand nicht ein konstantes Referenzsignal, sondern ein variables Referenzsignal zu verwenden, welches in Abhängigkeit von dem abgetasteten phasenmodulierten Signal erzeugt

wird. Auf diese Weise beeinflussen Änderungen der Bandgeschwindigkeit gleichermaßen das zu vergleichende Signal und das Referenzsignal, wodurch stets eine richtige Demodulation bzw. Bewertung des phasenmodulierten Signals gewährleistet ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig.2 bis 6 Zeitdiagramme verschiedener, in der Anordnung gemäß F i g. 1 auftretender Binärsignale bei Abtastung eines zeitcodierten Videobandes bei konstanter Bandgeschwindigkeit;

F i g. 7 bis 9 Zeitdiagramme ähnlich wie gemäß F i g. 1 bis 3, jedoch bei Abtastung des Videobandes bei variierender Bandgeschwindigkeit, und

F i g. 10 ein Zeitdiagramm ähnlich wie gemäß F i g. 12, jedoch für eine Anordnung nach dem Stand der Technik. Die in F i g. 1 schematisch veranschaulichte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfalles rens wird von einem Magnetkopf 19, beispielsweise einem Hallkopf, gespeist, der von einem in Pfeilrichtung 18 bewegten Magnetband 11 ein binär codiertes, phasenmoduliertes Signal gemäß Fig.2 oder 10

abtastet Dieses Signal gelangt zunächst in einen Trigger 10, welcher die ansteigenden und abfallenden Planken des vom Magnetkopf 19 kommenden Datensignals gemäß F i g. 2 oder 10 triggert

Das in den F i g. 3 und 8 veranschaulichte getriggerte Datensignal wird parallel in zwei Signalzweige 19 und 20 eingespeist, welche zu den beiden Eingängen eines Vergleichers 15 führen. Der Signalzweig 19 umfaßt einen Aufwärtszähler 13, welcher durch jede Flanke des getriggerten Datensignals ausgelesen, auf null zurückgesetzt und gestartet wird. Die Zählfrequenz des Zählers 13 ist wesentlich höher als die Impulsfolgefrequenz des getriggerten Datensignals am Ausgang des Triggers 10. Der bei jedem Impuls des getriggerten Datensignals ausgelesene Zählerstand wird unmittelbar dem einen Eingang des Vergleichers 15 zugeführt.

Der Signalzweig 20 besteht aus einem Aufwärtszähler 12 mit nachgeschaltetem Pufferspeicher 14, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des Vergleichers 15 verbunden ist Der Zähler 12 arbeitet ähnlich wie der Zähler 13, jedoch mit einer gegenüber dem Zähler 13 höheren Zählfrequenz. Die Zählfrequenzen der Zähler

12 und 13 sind beispielsweise im Verhältnis 6 :4 gewählt Der Speicher 14 speichert den Zählerinhalt jeder vorangegangenen Zählperiode des Zählers 12 und führt den gespeicherten Zählinhalt dem Vergleicher 15 als Referenzsignal für den Vergleich mit dem Inhalt des Zählers 13 zu. Das hieraus resultierende Vergleichssignal wird einer Verarbeitungseinrichtung i6 zur Decodierung der darin enthaltenen Zeitcodeinformation zugeführt Ferner wird das Vergleichssignal des Vergleichers 15 auf einen Steuereingang 17 des Zählers

13 rückgekoppelt, um in Abhängigkeit vom Vergleichssignal die Zählfrequenz des Zählers 13 entweder zu verdoppeln oder die zuvor verdoppelte Zählfrequenz wieder zu halbieren.

Die Funktionsweise der beiden Zähler 12 und 13, des Speichers 14 und des Vergleichers 15 ergibt sich aus den Zeitdiagrammen nach den F i g. 4,5 und 9. In F i g. 4 und 9 ist der Verlauf des Ausgangssignals des Zählers 12 mit 1, der Verlauf des Ausgangssignals des Zählers 13 mit 2 und der Verlauf des Ausgangssignals des Speichers 14 mit 3 bezeichnet sowie mit strichpunktierter (1), gestrichelter (2) bzw. durchgezogener Linie (3) dargestellt Folgt man den dargestellten Signalverläufen von links nach rechts, so arbeitet zunächst der Zähler 13 auf einer Zählfrequenz, die einer Steigung tan« der sägezahnförr.iigen Abschnitte der Kurve 2 entspricht Demgegenüber arbeitet der Zähler 12 mit einer höheren Zählfrequenz, so daß die Steigung der sägezahnförmigen Abschnitte der Kurve 1 größer ist als die zuvor erwähnte Steigung tan«. Jeder Maximalwert eines sägezahnförmigen Abschnitts der Kurve 1 wird in dem Speicher 14 festgehalten und als Referenzsignal entsprechend der Kurve 3 dem Vergleicher 15 zugeführt Solange das Ausgangssignal des Zählers 13 entsprechend der Kurve 2 kleiner als das Referenzsignal entsprechend der Kurve 3 ist, tritt am Ausgang des Vergleichers IS kein Signal auf (F i g. 5). Sobald jedoch infolge eines längeren Impulses des Datensignals gemäß F i g. 2 das Ausgangssignal des Zählers 13 entsprechend der Kurve 2 größer als das Referenzsignal entsprechend der Kurve 3 wird, entsteht am Ausgang des Vergleichers 15 ein Impuls (F i g. 5), der solange dauert, bis durch die rückwärtige Flanke des erwähnten längeren Impulses des Datensignals der Zähler 13 wieder auf Null zurückgesetzt wird. Durch den Impuls am Ausgang des Vergleichers 15 wird nunmehr der Zähler 13 über seinen Steuereingang 17 (Fig, I) bezüglich seiner Zählfrequenz umgeschaltet und zwar so, daß die Zähifrequenz gegenüber der bisherigen Zählfrequenz verdoppelt wird. Diese Frequenzverdopplung entspricht einer

doppelten Steigung 2 tan α des sich nunmehr anschließenden Sägezahnabschnitts der Kurve Z Durch den vorstehend erwähnten längeren Impuls des Datensignals (Fig.2) vergrößert sich auch der maximale Zählerinhalt des Zählers 12 und damit das anschließend

in in dem Speicher 14 gespeicherte Signal entsprechend der Kurve 3. Diese Änderung des Speicherinhalts drückt sich in einer sprunghaften Erhöhung des Referenzsignals entsprechend der Kurve 3 aus. Dieses gegenüber dem bisherigen Referenzsignal erhöhte Referenzsignal

wird wiederum mit dem Ausgangssignal des Zählers 13 verglichen, das, wie schon erwähnt wurde, nunmehr einen sägezahnförmigen Verlauf mit der Steigung tan a besitzt Da auch während dieses Sägezahnabschnittes das Datensignal gemäß Fig.2 einen langen Impuls

aufweist übersteigt das Ausgangssig:,y. des Zählers 13 gemäß Kurve 2 das Referenzsignal gemäfl Kurve 3, so daß am Ausgang des Vergleichers 15 wiederum ein Impuls abgegeben wird. Dieser Impuls bewirkt über den Steuereingang 17, daß die doppelte Zählfrequenz des Zählers 13 beibehalten wird. In der. nunmehr folgenden Zählperiode besitzt das Datensignal gemäß F i g. 2 einen kurzen Impuls, wodurch das Ausgangssignal des Zählers 13 gemäß Kurve 2 das Referenzsignal gemäß Kurve 3 nicht mehr übersteigt Damit tritt am Ausgang des

Vergleichers 15 kein Impuls auf, wodurch der Zähler 13 über den Steuereingang 17 von der doppelten Zählfrequenz auf die einfache Zählfrequenz umgeschaltet wird. Ferner ändert sich der maximale Zählerstand des Zählers 12, welcher in den Speicher 14 eingespei-

j5 chert wird. Das Ausgangssignal des Speichers 14 springt daher entsprechend der Kurve 3 von dem bisherigen höheren Wert auf den früheren niedrigen Wert Da die folgenden drei Impulse des Datensignals gemäß Fig.2 kurz sind, bleibt das mit der Steigung tan « sägezahnförmig ausgebildete Ausgangssignal des Zählers 13 entsprechend der Kurve 2 unterhalb des neuen Referenzwertes entsprechend der Kurve 3. Der letzte dargestellte Impuls des Datensignals gemäß Kurve 2 ist wieder lang, so daß das Ausgangssignal des Zählers 13 entsprechend der Kurve 2 das Referenzsignal entsprechend der Kurve 3 überschreitet wodurch am Ausgang des Vergleichers 15 wieder ein Signal auftritt und eine Umschaltung des Zählers 13 auf die doppelte Zähifrequenz sowie eine sprunghafte Erhöhung des Referenzsignals entsprechend der Kurve 3 zu Folge hat

Der Vorteil der erwähnten Änderung der Zählfrequenz des Zählers 13 in Verbindung mit einer Änderung des Referenzsignals für den Vergleicher 15 wird aus einem Vergleich der F i g. 9 und 10 deutlich, weiche den Fall einer Abtastung und Auswertung des Datensignal bei variierender Bandgeschwindigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (Fig.9) und dem eingangs erwähnten, bekannten Verfahren (Fig. 10) veranschaulichen. Infolge der Bandgeschwindigkeitsvariationen

6ü verändern sich die Bitperioden des Datensignals, wodurch kurze Impulse eine solche Länge erhalten können, daß fälschlicherweise das Ausgangssignal das Zählers den konstanten Referenzwert überschreitet. Diese Überschreitungen sind in Fig. 10 mit der

b'j Bezeichnung »Falscherkennung« markiert. Demgegenüber werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derartige Falscherkennungen vermieden, da bei einer Verlängerung der Bitperioclen des Datensignals infolge

variierender Bandgeschwindigkeit eine Referenzwertumschaltung erfolgt. Man erkennt aus den Signalverläufen gemäß Fig.9 deutlich, daß dort, wo in Fig. 10 Falscherkennungen auftreten, keine Überschreitung des variierenden Referenzsignals durch das Ausgangssignal des Zählers 13 gemäß Kurve 1 auftritt.

Das in Fig.5 veranschaulichte Ausgangssignal des Vergleichers 15 wird in der Verarbeitungseinrichtung 16 in geeigneter Weise decodiert (Fig.6). Der Takt zum Verarbeiten des Vergleicherausgangssignals kann aus dem getriggerten Datensignal gemäß Fig.3 aus dem Vergleicherausgangssignal in nicht näher dargestellter Weise gewonnen werden. Durch die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ergibt sich eine Phasenverschiebung zwischen den Binärzuständen des Datensignals gemäß Fig.2 und den entsprechenden Binärzuständen des demodulierten Datensignals gemäß Fig. 6.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Demodulieren eines binär codierten phasenmodulierten Signals, bei dem zur Bewertung der in der Phasenmodulation der einzelnen Signalbits enthaltenen Binärzustände die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des Signals durch eine Zählfolge mit einer gegenüber der Bitfolgefrequenz des Signals wesentlich höheren Zählfrequenz ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen des Signals ferner durch eine zweite Zählfolge ermittelt werden, deren Zählfrequenz von der Zählfrequenz der ersten Zählfolge verschieden und gegenüber der Bitfolgefrequenz des Signals wesentlich höher ist und daß jeder der durch die zweite Zählfolge ermittelten Abstandsmeßwerte mit dem unmittelbar zuvor durch die erste Zählfolge ermittelten Atwtandsmeßwert verglichen wird, wobei während einer Oberschreibung des zuvor durch die erste Zählfolge ermittelten Abstandsmeßwertes ein bestimmter Signalzustand eines Vergleichssignals erzeugt und die Zählfrequenz der zweiten Zählfolge verdoppelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch), dadurch gekennzeichnet, daß die Zählfrequenzen der beiden Zählfolgen im Verhältnis 6 :4 gewählt sind.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (10) zur Abtastung eines mit variabler Geschwindigkeit bewegten Informationsträgers (11) ausgangsseitig mit einem ersten (12) und einem zweiten (13) Zähler verbuken ist, daß der erste Zähler (12) über eine Speichereinrichtung (14) und der zweite Zähler (13) unmittelbar mit einer Einrichtung (15) verbunden ist, welche den Zählerstand des zweiten Zählers (13) mit dem in der Speichereinrichtung (14) festgehaltenen Zählerstand vergleicht und daß die Vergleichseinrichtung (15) ausgangsseitig mit einer Verarbeitungseinrichtung (16) und mit einem die Zählerfrequenz des zweiten Zählers (13) beeinflussenden Steuereingang (17) des zweiten Zählers verbunden ist

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichereinrichtung (14) ein Pufferspeicher vorgesehen ist, welcher während einer momentanen Zählfolge des ersten Zählers (12) den Endstand der unmittelbar vorangegangenen Zählfolge festhält sowie am Ende der momentanen Zählfolge den bis dahin gespeicherten Zählstand löscht und den neuen Zählstand speichert.