DE2934388A1

DE2934388A1 - Mehrspur-aufzeichnungsgeraet mit ueberlagerung eines echtzeitkodes

Info

Publication number: DE2934388A1
Application number: DE19792934388
Authority: DE
Inventors: Richard D Ebbinga
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1980-03-27
Also published as: FR2436463A1; GB2028559A; GB2028559B; JPS5532299A; US4194222A; JPS6220631B2

Description

H 4132

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint, Paul, Γί,-nnesota, V. St. A.

Hehrspur-Aufzeichnungsgerät mit Überlagerung eines Echtzeitkodes

Die vorliegende Erfindung betrifft Aufnahmegeräte wie bspw. Datenaufzeichnungsgeräte, die Daten gemeinsam mit einem Kode aufzeichnen, der die Zeit angibt, zu der die Daten eintreffen. Insbesondere richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Aufzeichnungsgerät, bei dem ein solcher Zeitkode den Daten multiplexartiq überlagert und mit ihnen aufgezeichnet wird, wobei er von diesen durch die im Kode enthaltenen Frequenz— komponenten unterscheidbar ist.

•Es sind Aufzeichnungsgeräte bekannt, bei denen bestimmte Daten wie bspw. Zeitkodes im Multiplex anderen Daten überlagert werden und das Kombinationssignal auf einen Aufzeichnungsträger

030013/0857

2934381

aufgezeichnet wird. Bereits 1934 lehrte die US-PS 1 96o o94, mehrere magnetische Aufzeichnungen mit jeweils eigener Geschwindigkeit auf ein magnetisches Aufnahmeband zu überspielen und die einzelnen Aufzeichnungen wiederzugewinnen, indem man das Wiedergabesignal durch den gewünschten Wiedergabefrequenzen entsprechende geeignete Filter schickt.

Seit einiger Zeit will man zeitbezogene Informationen zusammen mit anderen Daten und mit einer Frequenz außerhalb deren Frequenzspektrum aufzuzeichnen. Die US-PS 3 188 615 offenbart einen Instrumentationsrekorder, bei dem Daten in einem Querspursystem gemeinsam mit einem Normalfrequenzsignal breitbandig aufgezeichnet werden, das außerhalb des Frequenzspektrums der breitbandigen Daten liegt. In diesem Aufzeichnungsgerät werden die Daten innerhalb eines gewählten Frequenzbereichs frequenzmoduliert; diesem Signal wird das außerhalb dieses Frequenzbereichs liegende Normalfrequenzsignal linear überlagert.

Die US-PS 3 591 731 offenbart ein Aufzeichnungsgerät, bei dem Echtzeitinformationen gleichzeitig mit anderen Informationen aufgezeichnet werden, anstatt daß nur ein Takt- oder Synchronimpulszug mit einem Bezugszeitpunkt am Beginn oder am Ende der Aufnahme dargestellt wird. In dieser Patentschrift wird der Zeitkode von Synchronmotoren erzeugt, die eine 6o-Hz-Ausgangsspannung liefern, die proportional dem Winkel eines Uhrzeigers

030013/0657

ist und außerhalb des Frequenzbereichs der anderen Daten liegt, so daß der Zeitkode mit Hilfe eines Bandpassnetzwerks rekonstruiert v/erden kann. Ein solches Analogsystem kann keinen digitalen Zeitkode liefern und benötigt eine Anzahl von Kanälen für die einzelnen Stellen der Zeitinformationswerte.

Die US-PS 3 732 364 offenbart ein System zum Multiplexen von Video- und Digitalsignalen, bei dem das Digitalsignal- typischerweise zur Darstellung einer Datei- bzw. Speicherblockadresse Impulse (Bursts) eines Sinussignals erzeugt, dessen Grundfrequens außerhalb des Videobereichs liegt. Die modulierte Sinuswelle wird dann dem Zeilensynchronimpuls des Videosignals überlagert. Vorzugsweise v/erden den digitalen H's und L's Bursts unterschiedlicher Sinusfrequenzen zugeordnet.

Die US-PS 3 945. o35 offenbart ein Bandgerät, bei dem eine Vielzahl von Bandköpfen im Tandem in einem Abstand angeordnet sind, der der Periode einer auf dem Band aufgezeichneten gewünschten Frequenz entspricht. Das Signal der gewünschten Frequenz wird gleichzeitig auf alle Köpfe gegeben derart, daß die aufgezeichnete Amplitude der gewünschten Signalkomponente Gegenüber allen anderen Frequenzen hervorgehoben wird. Ein solches System vermeidet die Notwendigkeit eines selektiven Filterns der Signale bei der Wiedergabe zur Rückgewinnung der Zeitinformation aus Frequenzbändern außerhalb dem Informationsfrequenzspektrum.

030013/0657

- Io -

Jedoch machen die vielen Köpfe und die erforderlichen Mittel zur präzisen Abstandseinstellung die Anordnung derart kompliziert, daß sie für Anwendungen unerwünscht ist, in denen es auf extreme Zuverlässigkeit ankommt.

Im Gegensatz zu den Aufzeichnungsgeräten des Standes der Technik, in denen die Zeitinformation mit anderen Informationen multiplexverknüpft wird, richtet die vorliegende Erfindung sich auf ein Aufzeichnungsgerät, in dem ein der Echtzeitinformation entsprechendes Digitalsignal zu einem Wechselsignal mit zwei im wesentlichen sinusförmigen Frequenzkomponenten entsprechend den digitalen H's und L's umgewandelt wird, wobei beide Frequenzen jeweils unter denen der anderen aufzuzeichnenden Datensignalen liegen. Dieses Wechselsignal wird dann mit den anderen Datensignalen auf besondere Weise im Multiplex verknüpft.

Insbesondere richtet die vorliegende Erfindung sich auf ein Mehrkanal-Aufzeichnungsgerät mit einer Vielzahl von Schaltungen, die jeweils Mittel zum Aufnehmen und Verstärken eines aus einer Vielzahl von analogen Datensignalen, Mittel zum Phasenschieben der empfangenen Datensignale in bestimmten der Schaltungen gegenüber anderen sowie Mittel aufweisen, um eine Komponente des die digitalisierte Echtzeitinformation darstellenden Wechselsignals mit dem empfangenen Datensignal in jedem

030013/0657

2934386

Kreis zu mischen, während sie die Komponente des Wechselsignals in jedem Kreis in Phase halten. Die gemischten Signale jedes Kreises werden dann auf jeweils einer Spur eines Mehrspur-Aufseichnungsträgers aufgezeichnet.

Bei der Wiedergabe werden die Aufzeichnungssignale von jeder Spur abgenommen und durch eine Vielzahl von Verstärkern auf herkömmliche Weise zu Ausgangssignalen verstärkt, die den Datensignalen entsprechen. Die von jeder Spur wiedergewonnenen Signale werden dann in einem Zeitkode-Rückgewinnungsnetzwerk algebraisch miteinander addiert, so daß die nicht gleichphasigen Signale sich mindestens teilweise gegenseitig aufheben und die wiedergewonnenen VJechselsignalkomponenten, die gleichphasig sind, einander au einem leicht erfaßbaren Signal verstärken, dessen Pegel den der Datensignale übersteigt.

Vorzugsweise weist das Aufzeichnungsgerät Mittel (bspw. ein Bandpassfilter) auf, das im wesentlichen sämtliche Frequenzen aus den empfangenen Datensignalen ausfiltert, die unterhalb einer vorbestimmten Frequenz liegen, und weiterhin Mittel- wie bspw. einen Oscillator mit gesteuerter Frequenz, der zwei im wesentlichen sinusförmige Frequenzkomponenten mit Frequenzen unterhalb der vorbestimmten Frequenz erzeugt. Mit einer solchen Ausführungsirorm ist es möglich, bei 'Wiedergabe einen frequenzempfindlichen Detektor einzusetzen, um die Rekonstruktion der Echtzeitinformation zu verbessern. Vorzugsweise v/eist ein sol-

030013/CCS?

293438«

eher Detektor ein niederfrequentes Bandpassfilter auf, das im wesentlichen sämtliche Spuren der abgespielten Datensignale ausfiltert. Das gefilterte wiedergewonnene Signal wird dann j auf geeignete Weise zu einem digitalen Ausgangssignal aufbe- |

reitet, das die Echtzeit angibt, zu der die entsprechenden Datensignale aufgezeichnet wurden. ,

Das so beschriebene Aufzeichnungsgerät nach der vorliegenden ;

j Erfindung läßt sich in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen,

bei denen es. erwünscht ist, Echtzeitinformationen gemeinsam j mit anderen Informationen aufzuzeichnen. Es ist besonders geeignet für die Datenmassenaufzeichnung ("data logging") wie bspw. in Einsatzzentralen der Sicherheitsbehörden bei der Noteinsatzleitung, in Flugleiteinrichtungen sowie zur Führung genauer Protokolle von Geschäfts- oder Gerichtsverhandlungen usw. Für diese Anwendungsfalle v/eist das Aufzeichnungsgerät weiterhin vorzugsweise zwei Decks auf, die beide jeweils aufnehmen und wiedergeben können und miteinander so verschaltet sind, daß eine selbsttätig·^ Umschaltung vom einen auf das andere möglich ist. In einer solchen Ausführungsform arbeitet ein Deck unmittelbar, während das zweite in Bereitschaft geschaltet ist und zur Wiedergabe verwendet werden kann, ohne _; den Aufzeichnungsbetrieb des ersten Decks zu stören. Weiterhin sind für derartige Einsätze Netswerke vorgesehen, die eine Sprachschaltautomatik ermöglichen.

030013/0657

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Aufzeichnungsgeräts nach der

vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein kombiniertes Blockdiagramm und Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Zeitkodegenerators in der Ausführungsform der Fig. 1; und

Fig. 3 zeigt eine Anzahl typischer Wellenformen, für einen i bevorzugten Zeitkode, wie er in den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen verarbeitet wird.

i In einer bevorzugten Ausführungsform des Aufzeichnungsgeräts j

nach der vorliegenden Erfindung, wie sie die Fig. 1 zeigt, erfolgt die Aufzeichnung auf vier parallelen Spuren der eingehenden NF-Daten gemeinsam mit einem überlagerten Zeitkode in beiden Decks, die so miteinander verbunden sind, daß selbsttätig von einem auf den anderen umgeschaltet werden kann. Ein solches Aufzeichnungsgerät ist besonders geeignet für Datenlogging-Anwendungen. Die eingehenden NF-Signale für jeden der vier Kanäle gehen an die Eingangsanschlüsse 12, 14, 16, 18 und werden dann über nicht gezeigte Filternetzwerke auf die Transformatoren 2o, 22, 24 bzw. 26 gegeben. Dabei enthält jedes Filternetzwerk wünschenswerterweise ein Hochpassfilter mit einer Grenze frequenz von etwa 3oo Hz. Ein solches Filter kann zweckmäßigerv/eise aus einer Reihe von Resonanzkreisen mit bspw. einem Widerstand von 47o Ohm sowie einem Kondensator von o,18 ,uF bestehen. Die Sekundärwicklungen 3o, 34 der Transformatoren22, 26 sind bezüglich der Sekundärwicklungen 28, 32 gegenphasig geschaltet,

030013/0657

indem die Ausgangsanschlüsse über Kreuz gelegt sind und die danach in den nebeneinanderliegenden Kanälen verarbeiteten NF-I formationen einen Phasenunterschied von 18o° aufweisen. Die

Sekundärwicklungen 28, 3o, 32 und 34 sind jeweils an Verstärker 36, 38, 4o, 42 mit automatischer Verstärkungsregelung, dann an ein Kompensationsnetzwerk 44, 46, 48, 5p und schließlich an eine Kopfwahlschaltung 51 geführt. Die Verstärker 36, 38, 4o,

i 42 enthalten vorzugsweise herkömmliche IC-Verstärker des Typs j

I 741. Eine herkömmliche Rückkoppelschleife in jedem Verstärker, bei der das Ausgangssignal des Verstärkers das Potential an der Basis eines über den Eingang gelegten Transistors steuert, liefert die automatische Verstärkungsregelung. Die Kompensations netzwerke 44 bis 5o sind herkömmliche abgestimmte Kreise und liefern die erwünschte Anhebung hoher Frequenzen, um den geringeren Wirkungsgrad auszugleichen, mit dem diese Frequenzen von herkömmlichen Aufnahme- und Wiedergabeköpfen und Magnetbändern üblicherweise aufgezeichnet und wiedergegeben v/erden. Die Kopfwahlschaltung 51 ist vorzugsweise ein herkömmliches Relais mit mehejsren Umschaltkontakten, so daß die jeweiligen Aufnahme-, Lösch- und Wiedergabeköpfe 52 bzw. 53 des einen oder anderen Decks abwechselnd entweder auf die oben beschriebenen Aufzeichnungsschaltungen oder die im folgenden zu beschreibenden Wiedergabeschaltungen gelegt werden können. In einer Aus— führungsform sind die Aufnahme- und Wiedergabeteile jedes der Decks so miteinander verbunden, daß ein Deck unmittelbar zur Aufnahme, das andere währenddessen in einem Bereitschaftszustand ; zur Wiedergabe eingesetzt werden kann«

030013/0657

"""■"

2334388 !

- 15

Signale aus einem Vormagnetisierungsoszillator 72 gehen auf der Leitung 74 über geeignete Vorwiderstände auf die Knotenpunkte 76, 78, 8o bzw. 82 und von dort über die Kopfwahlschaltung 51 zu den jeweiligen Aufzeichnungsköpfen. Dieser Oszillator 72 ist vorzugsweise herkömmlich ausgeführt und braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden.

Entsprechend werden Signale aus einem Zeitkodegenerator 84 über den Kondensator 86 sowie geeignete Koppelwiderstände (47 kOhm) auf die Knotenpunkte 76, 78, 8o bzw. 82 gegeben derart, daß der Zeitkode den NF-Signalen in jedem Kanal überlagert wird, wobei jedoch alle Zeitkodekomponenten gleichphasig sind. Die Einzelheiten dieses Zeitkodegenerators 84 sind in der i'ig. 2 gezeigt. Er enthält einen freilaufenden Zeitsignalossillator, der ein die Echtzeit angebendes Digitalsignal erzeugt, d.h. ein Signal entsprechend der Minute, Stunde und dem Tag des Datenempfangs. Er liefert ein Ausgangssignal in Form eines V/echselsignals, bei dem das Digitalsignal durch zwei im wesentlichen sinusförmige Frequenzkomponenten dargestellt v/ird, von denen eine den digitalen H's, die andere den digitalen L's entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht den digitalen L's eine 34-Hz—Komponente, den digitalen H's ein 68-Hz-Signal. Ein solches Signal, das als "F/2F-Ton" bezeichnet wird, v/ird dann mit den ankommenden NF-Signalen an den Knotenpunkten 76,78, 8o, 82 gemischt. Die F/2F-Zeitkodesignale gehen weiterhin auf der Leitung 88 zu einem Aufnahme/

030013/0657

Wiedergabe-Wahlschalter 9o und von dort zu einem Zeitkode- j Detektornetzwerk 92, mit dem das Echtzeitsignal einer Zeit- |

anzeige 94 zugeführt werden und damit die Echtzeit während der !

Aufnahme unmittelbar dargestellt werden kann. !

Die Sekundärwicklungen 28, 3o, 32, 34 der Transformatoren 2o, 22, 24 bzw. 26 sind weiterhin an ein Sprachschaltnetzwerk 54 gelegt, das für jeden Kanal geeignete Schwellwert-Einstellschaltungen enthält, so daß zum Betätigen der Aufnahmemechanik ein Eingangssignal mit einem bestimmten Pegel erforderlich ist. Falls erwünscht, kann auf der Leitung 56 ein externes Aufnahme-Startsignal zugeführt werden. Der Schalter 58 erlaubt eine Handwahl zwischen diesem externen Startsignal und den sprachbetätigten Startsignalen.

Das Startsignal vom Schalter 58 geht auf der Leitung 6o zu einem Decksteuer- und Initialisierungsnetzwerk 62, das Ausgangssignale liefert, mit denen jedes Deck selbsttätig in den gewünschten Betriebszustand geschaltet werden kann. Dieses Netzwerk wird weiterhin durch externe Signale auf der Leitung 64 gesteuert, so daß eine Handanwahl eines bestimmten Decks möglich ist. Wie im folgenden ausführlicher erläutert, wird die Funktion jedes Decks wünschenswerterweise von geeigneten Detektoren überwacht. Die Ausgangssignale dieser Monitore gehen auf den Leitungen 66 (in Fig. 1 als einzelne Lei-

030013/0657

tung dargestellt) auf das Decksteuer- und Initialisierungsnetzwerk: 62. Die Aufnahme-, Wiedergabe- und Löschköpfe 52, beider Decks, die mit geeigneten Ein- und Ausgangsleitungen mit der Kopfwahlschaltung 51 verbunden sind, werden so mit Signalen aus dem Netzwerk 62 auf geeignete Weise geschältet. Analog sind die Bandtransportmagnete 68, 7o beider Decks über die Steuerleitungen 146 bzw. 148 an die Ausgänge des Netzwerks 62 gelegt.

Die auf den Leitungen 66 von den Betriebsmonitoren der Decks eingehenden Signale sollten wünschenswerterweise u. a. ein "Vorspann"-Signal, das das Vorliegen des Vorspannbandes am Bandanfang, ein "Bandende"-Signal, das das Nachlaufband am Bandende anzeigt, ein "Ausfall"-Signal, das das Fehlen der Bandbewegung kennzeichnet, sowie ein "Kassettenlade"-Signal sein, das das Fehlen einer Kassette im jeweiligen Deck angibt. Jedes dieser Signale wird auf geeignete Weise vom Steuerlogik- und Initialisierungsnetswerk 62 bearbeitet, um den Funktionszustand eines Decks entsprechend jedem dieser Signale zu bestimmen. Bspw. v/eist das Netzwerk 62 vorzugsweise eine Bereit-Schaltung für jedes der Decks auf, die, wenn aktiviert, dieses Deck in den Bereit-Zustand schaltet, aus dem es in den unmittelbaren ("on-line") Betrieb schaltbar ist. Diese Schaltung wird entweder vom Kassettenlade-Signal oder/fom Ausfall-Signal rückgesetzt, die anaeigen, daß das Deck sich nicht im Bereit-Zustand befindet. Analog muß das Vorspann-Signal eingegangen

030013/0657

sein, bevor das Bereit-Signal abgegeben werden kann. Falls eines der Decks aus dem Bereit- oder dem Betriebszustand herausgeschaltet wird, wird vorzugsweise von einer Warnschaltung in den Logiksteuer— und Initialisierungsnetzwerken ein kurzes akustisches Warnungssignal abgegeben. Sind beide Decks im kassettenlosen oder Ausfall-Zustand, wird das Warnsignal vorzugsweise so aufbereitet, daß ein NF-Dauerton abgegeben wird, bis eines der beiden Decks wieder in den direkten Betrieb geschaltet wird.

Das Logik- und Initialisierungsnetzwerk 62 weist hauptsächlich für jedes der Decks ein Paar zweistelliger Zähler auf; jeder dieser Zähler hat nur vier mögliche Ausgangszustände. Diese Ausgangszustände v/erden von geeigneten Netzwerken dekodiert und die jeweiligen Ausgangssignale auf die Steuermagneten 68, 7o in den Decks gegeben.

I Es v/erden bspw. geeignete Signale abgegeben, um entweder einen Schnellvorlauf- Magneten, einen Rückspulmagneten, einen Wieder- j gabemagneten oder einen Bereit-Magneten in jedem der Decks anzusteuern. Beide Zähler, die die geeigneten Erregungssignale : liefern, v/erden wünschenswerterweise von Hand über geeignete Drucktaster auf einer Steuereinheiivüber die Leitungen 64 oder selbsttätig ansprechend auf die Zustandsmonitore auf den Decks über die Eingangsleitungen 66 gesteuert.

030013/0657

2334388

Die Initialisierungsfunktion wird also automatisch beim Einsetzen einer Kassette in eines der Decks ausgelöst, sofern die Sperrlasche an der Kassette noch vorhanden ist. Setz man eine solche Kassette ein, schließt ein Schutzschalter, der den jeweiligen Zähler in dem Logik- und Initialisierungsnetzwerk 62 in einen Zustand zwingt, in dem der Rückspulmagnet dieses Decks erregt wird. Nach dem Rücklaufvorgang (bspw. durch Erscheinen des Nachlaufbandsignals auf einer der Leitungen 66) v/erden dann geeignete Signale erzeugt, um den jeweiligen SchneiIvorlaufmagnet etwa zwei Sekunden lang zu erregen, so daß der Bandantrieb genug Zeit hat, um das Vorspannband der Kassette bis zum eigentlichen Magnetband durchzuziehen. Nach diesen zwei Sekunden wird die Bereitschaltung aktiviert, so daß das jeweilige Deck in den Berätschaftszustand gerät. Dann kann ein sprachausgelöstes Steuersignal auf der Leitung 6o in Netzwerk 62 dahingehend ausgewertet wetden, daß das jeweilige Deck und sein Aufnahmekopf in den Wiedergabe/Aufnahmezustand geschaltet v/erden. Geht von einem der Decks her das Bandende- oder das Ausfall-Signal ein, wird dieses selbsttätig in den Haltzustand, das andere Deck ebenso selbsttätig in den aktiven Betrieb geschaltet.

Der VJiedergabeteil des Aufzeichnungsgeräts weist die Vorverstärker 95, 96, 97 und 98 für jede der Spuren in jedem Deck auf. Die Vorverstärker sind herkömmlich aufgebaut; es handelt sich dabei typischerweise um zv/eistufige Verstärker v/ie bspw.

030013/0ÖS7

- 2ο -

mit den hintereinander geschalteten Transistoren 2N7566 und 2N3392. Das Ausgangssignal jedes der Vorverstärker geht über einen Kanalwahlschalter loo (Bspw. einen IC-Schalter des Typs CD 4ol6), dessen Ausgangssignal über einen Kanalwahlschalter auf der Leitung Io2 gesteuert wird, so daß Signale von einem der vier Kanäle ausgewählt werden können. Das gewählte Ausgangssignal geht dann auf der Leitung Io4 an einen Trennverstärker (bspw. einen IC-Verstärker des Typs 741), ein H_ochpassfilter Io8 und einen Ausgangsverstärker Ho, der sein NF-Ausgangssignal auf die Leitung 112 gibt. Der Ausgangsverstärker Ho kann typischerweise eine IC-Ausführung wie bspw. des Typs LM 38o sein.

Das Ausgangssignal jedes der Vorverstärker 95, 96, 97 und 98 wird dann auf den Leitungen 114, 116, 118 bzw. 12o auf ein Summiernetzwerk 122 gegeben. Dieses Netzwerk weist eine Gruppe von lo-kOhm-Widerständen und lo-,uF~Kondensatoren in Reihe geschaltet auf. Die Ausgangssignale aus jedem Kanal werden dann in Netzwerk 122 im Knoten 124 summiert und durchlaufen einen Verstärker 126 bspw. des Typs 741. Das Ausgangssignal des Verstärkers 126 läuft durch ein aktives Tiefpaßfilter 128 vorzugsweise aus einem zweistufigenFilter mit zwei Verstärkern !

j !

! des Typs 741 - jeweils mit abgestimmten RC-Netzwerken, die

sämtliche NF-Frequenzen über 8o Hz dämpfen, aber die Zeitkode-

frequenzen 34 Hz und 68 Hz verstärken. Das Ausgangssignal des Filters 128 ist mit der Leitung 13o auf den Aufnahme/Wiedergabe-¹

030013/0657

Steuerschalter gelegt und ermöglicht, entweder den Zeitkode aus dem Tiefpaßfilter 128 oder aus dem Zeitkodegenerator 84 auf der Leitung 88 auf das Zeitkode-Anzeigenetzwerk 92 zu
legen. Wenn sich also ein Deck im On-line-Zustand abspielt, werden die Zeitkodetöne, wie sie vom Filter rekonstruiert
wurden, auf das Netzwerk 92 gegeben. Arbeitet keines der Decks, legt der Wahlschalter 9o den ankommenden Zeitkodeton vom Generator 84 unmittelbar auf den Eingang des Netzwerks 92, so daß die Echtzeit angezeigt wird.

Im Netzwerk 92 wird das gewählte Zeitkodesignal parallel auf einen positiven Spitzendetektor 132 und einen negativen Spitzendetektor 134 gegeben, die jeweils aus einem herkömmlichen transistorisierten Spitzendetektorschaltung bestehen. Die Ausgangssignale der Detektoren werden mit einem Summiernetzwerk 136 summiert - bspw. einem MOFi-Glied, gefolgt von einer Inverterstufe, so daß auch die positiven und die negativen Spitzen
differenziert v/erden.

Das differenzierte Ausgangssignal des Summiernetzwerks 136 wird auf einen F/2F—Dekoder 138 gegeben, der vorzugsweise zwei monostabile Kippstufen bspw. des Typs 74C74 aufweist, die die Komponenten F und 2F voneinander trennen. Diese Komponenten werden gemeinsam mit einem rekonstruierten Taktsignal in ein Schieberegister 14o bspw. des Typs 74C164 mit einer vom rekonstruierten Taktsignal bestimmten Geschwindigkeit eingegeben, ;

030013/0657

2934389

um auf der Leitung 142 ein rekonstruiertes Zeitkodesignal darzustellen. Der rekonstruierte Zeitkode geht dann auf die Zeitanzeige 94 gemeinsam mit dem Taktsignal und einem Auswertesignal ("strobe signal"), das von einem an geeignete Ausgänge des Schieberegisters 14o angeschlossenen NAND-Glied erzeugt wird.

Die Einzelheiten des Zeitkodegenerators 84 der Fig. 1 sind in der Fig. 2 gezeigt. In dieser Figur ist zu ersehen, daß der Zeitkodegenerator auf einem Zeitsignalgenerator wie einer IC-Schaltung des Typs CT 7oo2 basiert, die von der Fa. Fairchild Semiconductor Inc. hergestellt wird. Während auch eine Vielzahl anderer ein Zeitsignal liefernder digitaler IC-Schaltkreise eingesetzt werden kann, ist der Typ CT 7oo2 bevorzugt, weil er ein binär kodiertes dezimales Ausgangssignal mit sowohl den Takt- als auch den Kalenderkomponenten liefert. Demgegenüber liefern die meisten anderen integrierten digitalen Uhr-Schaltkreise im Multiplex ein 7-Segment-Ausgangssignal, das erst zu den gewünschten BCD-Ausgangssignal umgewandelt werden muß. Der Grundzeitgenerator 15o wird von einer Zeit— steuerschaltung 152 gesteuert, die eine Veränderung der Echtzeiteinstellung erlaubt. Diese Schaltungen sind dem Fachmann bekannt und sind in den Datenblättern der gewählten Uhr-IC-Schaltkreise erläutert.

030013/0657

Der Zeitsignalgenerator 15o wird mit einem Quarzoszillator angesteuert, der über einen asynchronen Binärzähler 156 angeschlossen ist. Der Zähler 156 ist vorzugsweise ein IC-Schaltkreis des Typs CD4o6o und zählt die Oszillatorfrequenz abwärts auf 1,91 kHz, um dem Zeitsignalgenerator 15o ein Multiplexsteuersignal sowie ein 6o-Hz-Bezugssignal zu liefern. Das BCD-kodierte Ausgangssignal des Zeitsignalgenerators 15o wird auf den Leitungen 157 auf ein Schieberegister 158 gegeben. Zusätzliche Ausgangssignale des Zeitsignalgenerators 15o gehen auf einen 4-Bit-Binärzähler 16o wie bspw. des IC-Typs 74C93. Dieser Zähler erzeugt gemeinsam mit zugehörigen Verknüpfungsgliedern einen Auswerteimpuls auf der Leitung 162, der das Liniaden der BCD-kodierten Daten aus dem Zeitsignalgenerator 15o in das Schieberegister 158 steuert. Der Zähler 16o führt im wesentlichen eine Teilfunktion im Verhältnis 7:1 duch, die bewirkt, daß das Schieberegister 158 jede siebente Stelle aus dem Zeitsignal abfängt, während dessen das Ausgangssignal im Register 158 multiplexgeschaltet wird.

Ein zweiter 4-Bit-Binärzähler 164 wie bspw. des Typs 74C93 wird einerseits vom ersten Zähler 16o gesteuert und ist mit Verknüpfungsgliedern so verschaltet, daß er ebenfalls im Verhältnis 7:1 teilt. Ein zusätzliches Ausgangssignal aus dem asynchronen Binärzähler 156 geht auf der Leitung 172 auf den zweiten Zähler 164 als 96o-Hz-Signal. Dieses Signal wird mit der 7:1 -Teilfunktion zu einem 137-Hz-Signal verwandelt. Das

030013/06S7

Ausgangssignal des zweiten Zählers 164 geht auf ein Flipflop 166, das durch 2 dividiert, so daß man ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 68,2 Hz erhält, das als Taktsignal auf der Leitung 168 zum Schieberegister 158 geht. Das 68,2-Hz-Signal geht weiterhin auf der Leitung 17o gemeinsam mit einem zusätzlichen 13 7-Hz-Signal aus dem Zähler 164 auf der Leitung 172 auf die NuI!detektorschaltung 174 aus den NOR-Gliedern 176, 178.

Das Ausgangssignal des Schieberegisters 158 auf der Leitung 182 ist also ein serialisiertes Ausgangssignal des vom Zeitsignalgenerator 15o gelieferten BCD-Kodes im sogenannten NRZ-Format ("non-return to ^.ero"); dieses Signal bezeichnet die Echtzeit, zu der Daten vom Aufzeichnungsgerät empfangen werden. Das serialisierte NRZ-Ausgangssignal auf der Leitung 182 geht auf einen Nulldetektor 174, der ansprechend auf dieses Signal sowie das 68-Hz- und das 137-Hz-Signal auf den Leitungen 17o, 172 das NRZ-Signal in einen F/2F-Kode umwandelt. Das Ausgangssignal des Nulldetektors 174 geht auf ein Flipflop 184, das erneut _: durch 2 teilt, so daß man auf der Leitung 186 eine F/2F-Rechteckwelle mit den Grundfrequenzkomponenten 68 Hz bzw. 34 Hz erhält.

Die Fig. 3 zeigt typische Wellenformen eines 6-stelligen Kodes entsprechend einer Zeitangabe von bspw. o7:35. Ein solches 4-stelliges Zeitsignal erlaubt, die fünfte und sechste Stelle

030013/0657

für Synchronisierdaten zu verwenden. Wie dort gezeigt, wird im Zeitsignalgenerator 15o (vgl. Fig. 2) jede der Stellen in einer 4_Bit-Zelle auf herkömmliche Weise zu einem BCD-Kodewert umgewandelt. Das Schieberegister 158 wandelt das Signal zu einem NRZ-Ausgangssignal auf der Leitung 182 um, das bspw. als NRZ-V/ellenform A in Fig. 3 dargestellt ist. Entsprechend erscheint das umgewandelte F/2F-Rechtecksignal aus dem Flipflop 184 auf der Leitung 186 als Ausgangswellenzug B. Die beiden Signale A und B gehen auf einen 4-Kanal-Multiplexer 188 wie bspw. des IC-Typs CD4o52, der als Stromschalter wirkt, indem das Vorliegen einer ersten Frequenzkomponente in der F/2F-Rechteckwelle einen Ausgangsstrom aus dem Multiplexer 188 über die S8-k0hm-3trombegrenzerv/iderstände 19o bzw. 192 bewirkt. Alternativ ergibt das Vorliegen der zweiten Frequenzkomponente im F/2F-Eingangssignal einen Strom durch die SokOhm-Strombegrenzeruiderstünde 194 bzw. 196. Diese Werte werden wünschenswerterweise so gewählt, daß sie die Flankensteilheit des Ausgangssignals hinter dem Multiplexer 188 auf der Leitung'198 zum Integrator 2oo bestimmen.

Der Integrator 2oo enthält vorzugsweise einen herkömmlichen Operationsverstärker bspw. des Typs 741, der als Integrator mit einem Kondensator vom o,22 ,uF und zu diesem parallelen einem widerstand von 2oo kOhm verschaltet ist und folglich die F/2F-Rechteckwelle zu einer Dreieckswelle wandelt, v/ie sie als Wellenform C in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Dreieckswelle

030013/0657

wird mit einem Sinustongenerator 2o2 weiterverarbeitet, der einen v/eiteren Operationsverstärker sowie bspw. des Typs 741 mit einem parallel geschalteten Widerstandsdiodennetzwerk 2o4 enthält. Die Bauteilewerte des Netzwerks 2o4 sind so gewählt, daß sich bei verschiedenen relativen Amplituden der Dreieckswelle am Ausgang des Integrators 2oo eine Begrenzerfunktion 2oo ergibt. Mit dieser Begrenzer f unk tiorywerden die verschiedenen Amplitudenwerte der Dreieckswelle dann so geformt, daß sich auf der Ausgangsleitung 2o6 eine im wesentlichen sinusförmige Ausgangsspannung ergibt. Dieses Ausgangssignal geht über eine Trennstufe 2o8, die auf der Leitung 88 ein im wesentlichen stufenförmiges Sinussignal mit zwei Frequenzen legt, das der Echtzeitinformation entspricht. Diese Sinuswellen sind als Wellenform D in Fig. 3 gezeigt. Wie weiterhin der Fig. 1 gezeigt, geht das Ausgangssignal auf der Leitung 88 auf den NF-Aufzeichnungsteil und auf den Aufnahme/Wiedergabe-Wahlschalter 9o, um den Zeitkode auf den Dekoder zu legen.

Die v/eiteren in der Fig. 3 gezeigten Wellenformen lassen sich am besten unter Bezug auf die Fig. 1 erläutern. Die Wellenform E ist das Ausgangssignal des Spitzendetektors hinter dem Sum— miernetzwerk 136 auf der Leitung 212. Dieses Ausgangssignal wandelt der F/2F-Dekoder 138 in ein Monovibrator-Ausgangssignal, v/ie es mit dem Wellenzug F in der Fig. 3 gezeigt ist. Das Schieberegister 14o verarbeitet das Signal zu einem digitalen

030013/0657

H-Dekodiersignal, das die Wellenform G der Fig. 3 zeigt. Das Multivibrator- und das H-Dekodiersignal (Wellenformen F und G) verknüpft das Schieberegister 14o zu einem Ausgangssignal auf der Leitung 142, das aus den vollständig rekonstruierten NKZ-Daten besteht, wie sie mit der Wellenform H der Fig. 3 dargestellt sind. Dieses Signal geht dann auf eine geeignete Zeitanzeige 94.

Während für die bevorzugte Ausführungsform zum Kodieren der Zeitinformation die Frequenzen 34 Hz und 68 Hz angegeben sind, lassen sich auch andere Frequenzkombinationen einsetzen. Bspw. ist sizar für die vorliegende Erfindung bevorzugt, daß die Frequenzen unter denen anderer aufzuzeichnender Daten liegen. Die vorliegende Erfindung arbeitet aber auch, wenn die zur Darstellung des Zeitkodes eingesetzten Frequenzen innerhalb des gleichen Frequenzbereichs wie die anderen Aufzeichnungsdaten liegen. Werden diese Informationen multiplexartig miteinander verknüpft, wie oben beschrieben, läßt der Zeitkode sich dennoch erfassen, da die anderen Aufzeichnungsdaten innerhalb des gleichen Frequenzbereichs infolge der ungleichphasigen Verarbeitung der Daten mindestens teilweise aufgehoben werden. Demgegenüber v/erden die gleichen Frequenzanteile, wenn sie der Zeitkodeinformation entsprechen, gleichphasig aufgezeichnet und folglich bei der Wiedergabe einander verstärken, so daß sich ein stärkeres Signal ergibt, das sich leicht erfassen läßt*·

030013/0657

üie in der oben erläuterten bevorzugten Ausführungsform diskutierten speziellen Schaltungen und Netzwerke sind herkömmlich und dem Fachmann bekannt. Während die oben erwähnten speziellen IC-Schaltkreise handelsüblich und für die oben erläuterten Schaltungen besonders erwünscht sind, lassen sich auch andere Schaltungen, die mit diskreten Bauteilen, elektromechanischen Analoga usw. aufgebaut sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwenden, sofern sie die erforderlichen Funktionen ausüben können.

030013/0657

Claims

1BERLIN33 8MUNCHEN80

Dr. RUSCHKE & PARTNER PATENTANWÄLTE

T.I. (030)8283896/8264481 BERLIN -MÜNCHEN Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin Quadratur München

TELEX: 183786 TELEX: 522767

M 4132 Patentansprüche

j/Mehrkanal-Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen von Echtzeitinformationen zusammen mit anderen Informationen mit (a) einer Vielzahl von Schaltungen, die jeweils eines aus einer Vielzahl von analogen Datensignalen empfangen und verstärken, (b) einer Einrichtung (84), die ein Signal erzeugt, das die Echtzeit angibt, zu der die Datensignale empfangen werden, (c) einer jeder der Schaltungen zugeordneten Einrichtung (76, 78, 8o, 82), in der eine Komponente des die Echtzeit angebenden Signals mit dem Datensignal gemischt wird, und (d) einer Einrichtung (52, 53), die die gemischten Daten- und Wechselsignale auf eine der Spuren eines Mehrspur-Aufzeichnungsträgers aufspielen, dadurch gekennzeichnet, daß (e) eine Einrichtung (2o, 22, 24, 26) vorgesehen ist, die die empfangenen Datensignale in bestimmten der Schaltungen gegeneinander phasenverschiebt, daß die signalerzeugende Einrichtung (84) (i) Mittel zum Erzeugen eines dem Echtzeitsignal entsprechenden Digitalsignals mit zv/ei unterschiedlich breiten Impulsen zum Darstellen der digitalen H¹S und L's, sowie (ii) Mittel (188, 2oo) aufv/eist, um die Impulse der ersten und zweiten Breite zu einem Wechselsignal umzuwandeln, das zwei im wesentlichen sinusförmige Komponenten unterschiedlicher Frequenz enthält, wobei eine Frequenz den Impulsen der

030013/0657

ORIGINAL INSPECTED

ersten Breite und die andere Frequenz den Impulsen der zweiten Breite entspricht, und daß weiterhin die Mischeinrichtung jeder der Schaltungen zugeordnete Mittel zum Mischen einer Komponente des Wechselsignals mit den Datensignalen der Schaltung aufweist, während die Wechselsignalsignalkomponenten in jeder Schaltung in Phase miteinander gehalten v/erden, wobei die Zeitkodeinformation sich rekonstruieren läßt, indem man von den Spuren abgespielte Signale miteinander addiert, so daß die nicht gleichphasigen Datensignale einander mindestens teilweise aufheben, während die abgespielten Wechselsignalkomponenten, die allesamt gleichphasig sind, einander zu einem leicht erfaßbaren Signal i verstärken, dessen Pegel den der Datensignale übersteigt.

2. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, um im wesentlichen sämtliche Frequenzen aus den empfangenen Datensignalen mit Ausnahme einer vorbestimmten Frequenz zu entfernen, und durch Mittel, die die erste und die zweite Frequenz- ; komponente in einem Frequenzbereich unterhalb der vorbestimmten Frequenz erzeugen, so daß ein frequenzempfindlicher Detektor bei der Wiedergabe eingesetzt werden kann, um die Rekonstruktion

der Echtzeitinformation zu verbessern.

3. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gradzahlige Vielzahl der Schaltungen und durch Einrichtungen, um die in jeweils einem Paar der Schaltungen empfangenen Datensig-

030013/0657

nale gegeneinander in der Phase zu verschieben, so daß die Zeitkodeinformation bei der Wiedergabe rekonstruiert werden kann, indem man die Signale von Spurpaaren entsprechend dem jeweiligen Schaltungspaar addiert.

4. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens vier Verstärkerschaltungen, die jeweils ein NF-Datensignal aufnehmen können, mit einer Einrichtung (2o, 22), um die Signale in einem ersten Paar der vier Schaltungen in der Phase gegeneinander zu verschieben, und mit einer Einrichtung (24, 26), um die Signale in einem zweiten Paar in der Phase gegeneinander zu verschieben.

5. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Mittel, um die Datensignale in jedem Schaltungspaar um 18o° gegeneinander zu verschieben.

6. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (84) Mittel aufweist, um die unterschiedlich breiten Impulse zu erzeugen, wobei ein Impuls im wesentlichen die doppelte Breite des anderen hat und Mittel (188, 2oo) die Impulse zu zwei Frequenzkomponenten umwandeln, von denen die eine im wesentlichen die doppelte Frequenz der anderen hat.

030013/0657

7. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das digitale Signal erzeugende Einrichtung einen Zeitsignalgenerator 15o, der ein der Echtzeit darstellendes digitales Ausgangssignal abgibt, ein an den Grundzeitgenerator angeschlossenes Schieberegister (158), das ein serialisiertes F/2F impulskodemoduliertes Signal erzeugt, und eine an das Schieberegister angeschlossene Einrichtung (188) autweist, die das
F/2F-impulskodemodulierte Signal in die Sinuswellen umwandelt.

0. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, die der Mischeinrichtung die Datensignale im wesentlichen konstantem Aufzeichnungspegel und die Sinuswellen mit einem Signalpegel von mindestens 2odB unter dem Aufzeichnungspegel zuführt.

9. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung Mittel (2oo) zum Integrieren
der Impulse sowie Mittel (2o2) zum weiteren Formen der integrierten Impulse zu den Sinuswellen aufweist.

10. Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Wiedergabeteil mit Einrichtungen (52, 53) zum Erzeugen von Wiedergabesignalen von jeder der Spuren,
Verstärkern (95, 96, 97, 98) zum Verstärken der Wiedergabesignale, eine an die Verstärkereinrichtungen angeschlossene Ein-

030013/0657

richtung (122), die sämtliche Signale aus den Verstärkern summiert, so daß die ungleichphasigen Datensignale einander mindestens tellv/eise aufheben, während die gleichphasigen Frequenzkomponenten der Sinusi/ellen sich zu einem verstärkten Signal addieren, und durch eine an die Summiereinrichtung angeschlossene Dekoderschaltung (92), die ζ v/i sehen den verstärkten gleichphasigen Signalen und den teilweise aufgehobenen ungleichphasigen Signalen unterscheidet und ein regeneriertes Digitalsignal liefert, das die Zeit angibt, zu der die Datensignale aufgezeichnet wurden.

11. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Summiereinrichtung ein Tiefpaßfilter (128) mit einer Grenzfrequenz unter loo Hz enthält, um die gleichphasigen weiter von den ungleichphasigen Signalen zu unterscheiden.

12. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiereinrichtung Mittel (132) enthält, um Signale zu erfassen, deren Spitzenamplituden einen vorbestimmten Pegel übers teigen.

13. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 zur Sprachaufzeichnung, gekennzeichnet durch eine auf das Vorliegen von Datensignalen ansprechende Einrichtung (54), die ein Aufnahmestart-Signal abgibt, sowie eine auf das Aufnahmestart-Signal ansprechende Steuereinrichtung (62), die die Aufnahmeeinrichtung in Betrieb setzt, . . . ..

030013/0657

14. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch mindestens zwei Bandantriebsdecks mit Mitteln zur Aufnahme gemischter Daten- und l/echselsignalkomponenten auf einer vorgegebenen Spur eines eingelegten mehrspurigen Aufzeichnungsträgers, durch Einrichtungen (68, 7o), die auf die Steuereinrichtung (62) ansprechend eines der Decks in Betrieb setzen, durch eine auf den jeweiligen Arbeitszustand jedes der Decks ansprechende Einrichtung, die ein Aufnahmesperrsignal abgibt, sowie eine Einrichtung innerhalb der Steuereinrichtung, die auf das Aufnahmesperrsignal ansprechend ein bestimmtes der Decks sperrt und die Aufnahmeeinrichtung eines anderen Decks einschaltet.

030013/0657