DE2944403A1

DE2944403A1 - Verbessertes signalformat fuer digitale aufzeichnungsgeraete

Info

Publication number: DE2944403A1
Application number: DE19792944403
Authority: DE
Inventors: Michael J Kelly; Robert J Youngquist
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1980-05-29
Also published as: ATA704079A; AU5234979A; FR2441216B1; US4292684A; CA1134942A; AT370897B; AU524676B2; DE2944403C2; GB2037036A; GB2037036B; NL7907910A; IT1162686B; SE7908908L; IT7950724A0; FR2441216A1

Description

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s -

M 4168

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

Verbessertes Signalformat für digitale Aufzeichnungsg2rate

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Geräte zur Verarbeitung von Signalen und insbesondere Analogsignalen wie bspw. im NF- bzw. Ton- und im Videobereich zu entsprechenden Diqitalsignalen, die sich auf einem Aufzeichnungsträger wie einem Magnetband aufzeichnen lassen. Insbesondere betrifft die Anmeldung Systeme zur Korrektur der Fehler bei der Wiedergabe solcher digitalisierter Signale und bei der wahlweisen Rückwandlung zu Analog—Ausgangssignalen.

Die Herstellung kommerzieller NF- bzw. Ton- und Videobänder beginnt im allgemeinen, indem man eine Anzahl von Spuren- bspw.

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4, 8 oder 16 Spuren - analoger NF-Signale auf ein Haupteband überspielt, das Hauptbandaufnahme mit anderen Hauptbandaufnahmen mischt und dann diese Mischaufnahmen weiter zu Bandaufnahmen in einer einzigen Monospur, zwei Stereospuren oder vier Quadrophoniespuren montiert; diese Subbänder dienen dann als Basis für die Herstellung sowohl von Schallplatten als auch von bespielten Tonbändern. Enthalten die Analogsignale Fehler oder Mängel, werden diese auf die nachfolgenden hergestellten Haupt- und Subbänder übertragen und werden Teil der dann hergestellten Kopien. Um diese Mängel erheblich zu reduzieren, wenn nicht zu beseitigen, besteht derzeit bei den kommerziellen Bandherstellern die Tendenz, die derzeit auf den Gebieten der Instrumentation und der Computerdatenbearbeitung vielfach eingesetzten digitalen Aufzeichnungsgeräte auch für Ton- und Videoaufzeichnungen :;u verwenden. Bei solchen Aufzeichnungsgeräten, wie sie bspw. die US-PS 3 786 2ol lehrt, werden die Analogsignale periodisch abgetastet und ein jedem Abtastwert entsprechendes digitales Wort erzeugt. Da die Signal/Band-Schnittfläche nur das feinstrukturierte digitalisierte Signal, nicht aber den numerischen Gehalt an sich beeinträchtigen kann, bleibt das digitalisierte Tonsignal gesamtheitlich erhalten und der aufgezeichnete Ton erfährt keine Beeinträchtigung seiner Qualität, auch wenn das Tonsignal wiederholt über- und umgespielt, gemischt oder sonstwie behandelt wird. Die übliche Abnahme der Amplituden und Verlängerung der Impulsanstiegszeiten usw. der Binärimpulse lassen sich nach herkömmlichen Verfahren der Signalaufbereitung korri-

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gieren.

Obgleich derartige digitale Ton- und Videoaufzeichnungsgeräte wünschenswert sind, haben sie sich in der professionellen Aulzeichnungsindustrie noch nicht durchgesetzt. Ein Grund hierrür ist wahrscheinlich die Häufigkeit von Fehlern im digitalisierten Signal, die infolge von Defekten des Aufzeichnungsträgers wie bpsw. von Aussetzern im Magnetband auftreten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aufzeichnungsgeräten geht dann nicht nur das Signal kurzzeitig verloren; wenn ein binäres Bit zur falschen ?Jeit verloren geht, kann der Synchronanteil des Signals verschwinden, so daß alle nachfolgenden Signalteile sinnlos werden. Um diesen Totalverlust zu vermeiden, gruppiert man herkömmlicherweise die digitalisierten Datenwörter aus jeweils einer Anzahl von Bits zu Blöcken, von denen jeder mit einem Synchronwort indiziert wird. Auch derartige Systeme können den Verlust von Daten in einem gegebenen Block nicht verhindern; der Verlust ergibt eine unerwünschte Verschiebung des Ausgangspegels oder andere elektrische Störkomponenten sowie den Verlust der Informationssignale.

Um den Verlust von Rechner- oder anderen Datenverarbeitungsinformationen zu verhindern, hat man Systeme zur Fehlererkennung in einem Wiedergabesignal und zur Korrektur der so erkannten Fehler entwickelt. Typischerweise erfolgt bei solchen Datenverarbeitungsgeräten die Fehlerkorrektur durch redundante

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Information, die rückgewonnen und abgespielt werden kann, wenn in einer Hauptspur ein Fehler erfaßt wird. Im einfachsten Fall weisen derartige Systeme zwei oder mehr vollständig redundante Datenspuren auf, auf die die gleiche Information augespielt wird. Insbesondere kann man die Daten auf den zv/ei Spuren räumlich entlang des Bandes gegeneinander versetzten, so daß ein einzelner Fehler, der sich üoer beide Spuren erstreckt, nicht zu einem Verlust des gleichen Signalteils führt. Während derartige vollständig redundante Systeme technisch machbar sind, erfordern sie offensichtlich doppelt so viel Aufzeichnungsraum auf dem Aufzeichnungsträger, wie ansonsten erforderlich wäre. Man hat verfeinerte Auf Zeichnungsgeräte entv/ickelt, bei denen Fehlererkennungskodes erzeugt und mit den digitalen Daten gemeinsam aufgezeichnet werden. Wird dann ein Fehler erfaßt, dekodiert man die Korrekturkodes, um einen den Fehlerdaten entsprechenden korrigierten Datenabschnitt herzustellen. Bei derartigen Systemen setzt man im allgemeinen ebenfalls mehrere Spuren ein, wobei eine oder mehrere Spuren ausschließlich der Aufzeichnung des Fehlerkorrekturkodes (ECC) zugeteilt ist bzw. sind. - vergl. die US-PS 3 745 528. Bei dieser Patentschrift werden zur Fehlerkorektur Fehlermarken erzeugt, die einen fehlerhaften Datenblock bezeichnen und erzeugt werden, indem man die Qualität des Wiedergabesignals - d.h. die Gesamt-Wellenformen usw. - analysiert.

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i^s sind jedoch nicht alle Daten- bzw. Aufzeichnungssysteme tür eine Mehrspuraufzeichnung einrichtbar. Um insbesondere eine K_nrnpatibili t;at mit vorhandenen Aufzeichnungssystemen für Ton- und Videoaufzeichnungen herzustellen, ist ein Einspur-Digitalaurzeichnungsgerüt erwünscht, bei dem ebenfalls eine Fehlerkorrektur stattfindet. Die US-PS 3 913 068 offenbart ein Einspurcerüt, dessen Datenformat Fehlerprüi!codes am Ende eines Datenblocks enthält; dabei werden externe Indikatoren erfaßt, um die Notwendigkeit einer Fehlerkorrektur anzuzeigen.

Verbesserung geqenüoer den oben erläuterten Sysstemen sind die US-PS 4 145 683 so^ie die mit dieser zusammenhängende US-Patentanmeldung Ο21.177 auf eine Schaltung zum Verarbeiten zu digitalisierender und auf eine einzige Spur eines geeigneten Aufzeichnungsträgers aufzuzeichnender Signale gerichtet. Die Schaltung aus der Patentanmeldung ermöglicht eine Eehlerkorrektur, mit der korrigierte Daten in einem Block anstelle der Fehlerdaten rekonstruiert werden können, ohne daß man extern erzeugte Fehlerindikatoren verwenden muß. Diese Schaltung ist besonders geeignet für die Verwendung mit einem Digüalaufzeichnungsgerät, das sowohl einen Aufnahme- als auch einen Wiedergabeteil enthält. Die Schaltung weist Mittel v/ie bspw. einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) auf, mit denen ein analoges Toneingangssignal zu einem entsprechenden Binärsignal digitalisiert wird. Eine Kodierschaltung teilt das digitalisierte Signal zu einem serialisierten Signal aus aufeinander-

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folgenden Blöcken auf, die sich auf dem Aufzeichnungsträger aufzeichnen lassen. Jeder der Blöcke enthülc eine vorgewählte Anzahl von Datenwörtern, eine vorgewählte Anzahl von Paritätswörtern, ein dem Block entsprechendes Fehlerprüfwort sowie ein den Ort des Blocks anzeigendes Synchronwort. Die Kodiereinrichtung weist Mittel auf, die die Paritätswörter jedes Blocks aus einer Exclusiv-ODER-Verknüpfung der DaLenwörter aus mindestens zwei anderen Blöcken erzeugen, die nrch der Beziehung

P^N = D^N+n 0 D^N+m

κ K+i κ+κ

vorgewählt werden, wobei P ein gegebenes Paritätswort im Abschnitt K des Blocks N, D ^+r.' ein gegebenes Datenwort im Abschnitt K+j des Blocks N+n und D , ein gegebenes Datenwort im Abschnitt K+k des Blocks N+m sind, in diesen Ausdrücken sind K, j, k, m und η durchweg ganzzahlig und m und η sind ungleich und ungleich null. Mit den so kodierten Paritätswörtern läßt sich jeder Block ermitteln, der fehlerhaft wiedergegeben wird. Weiterhin ermöglicht die Schaltung, aus den Datenwörtern mindestens eines der anderen vorgewählten Blöcke in Verknüpfung mit den aus den Datenwörtorn des fehlerhaften Blocks ursprünglich erzeugten Paritätsv/örtern korrigierte Uatenwörter in einem fehlerhaften Block zu rekonstruieren und die korrigierten Datenwörter in ein serialisiertes Wiedergabesignal anstelle der Datenwörter des fehlerhaft wiedergegebenen Blocks einzufügen.

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Vorzugsweise werden die vor;;e^c./ühl cen Blöcke ihrerseits so gewählt, daß sie aus üatenwörtern bestehen, die räumlich in unterschiedlichen vorgewählten Zei Liri tervallen gegenüber den Datenwörtern des ciegeoenen Blocks liegen, so daß die Zeitintervalle lang genug sind, um den gegebenen Block in einem solchen Abstand von den vorgewählten Blöcken zu halten, daß die Vjahrscheinlichkeit äußerst gering wird, das ein einzelner Defekt im Aufzeichnungsträger, auf dem das Binärsignal aufgezeichnet werden soll, den Verlust sowohl des dem gegebenen Block als auch des den vorgewählten Blöcken entsprechendes Signals verursacht.

Analog weist die Schaltung wünschenswerterweise auch einen Wiedergabeteil mit i-iitteln, die ein digitales W.iederciabesignal entsprechend den auf einem Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten abgibt, weiterhin Mitteln, um das digitale 'ijiedergabesignal so zu verarbeiten, daß man das Vorliegen eines fehlerhaften Blocks erkennen kann, Mitteln, mit denen korrigierte Daten in einem Block erzeugt und anstelle der fehlerhaften Daten eingefügt werden, und schließlich Mitteln auf, die das aufbereitete und korrigierte digitale Wiedergauesignal zu einem entsprechenden analogen Ausgangssignal umwandeln. Die Linrichtung zum Auffinden fehlerhafter Daten weist Mittel zu Erzeugen eines Fehlerprüfkodeworts entsprechend einem empfangenen Bloc!: sowie Mittel auf, die das re-

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j NACHGr.r\tlCHT

generierte Fehlerprüf wort mit einem anpfanqenen Fehlerprüfwort dieses Blocks vergleichen, um ein Blockfehlersignal zu erzeugen, daß bei fehlender Übereinstimmung den fehlerhaften Signalblock bezeichnet. Die Blockrekonstruktionsschaltung v;eist Mittel auf, um jedem Block entsprechende Wiedergabesignale zeitweilig zu speichern, bis Signale empfangen werden, die den vorgewählten Blöcken entsprechen, die die zum Rekonstruieren der Datenwörter des fehlerhaften Blocks erforderlichen Paritäts- und Datenwörter enthalten. Liegt ein Blockfehlersignal vor, werden aus den empfangenen Paritäts- und Datenwörter innerhalb der vorgewählten Blöcke korrigierte Datenwörter rekonstruiert und die rekonstruierten korrigierten Datenwörter an der richtigen Stelle in das aufbereitete digitale Wiedergabesignal eingefügt.

Der in dieser Patentanmeldung beschriebene Einspurrecorder mit Fehlerkorrektur ist besonders wünschenswert, da er den Aufwand für die Aufnahme- und Wiedergabeköpfe minimal zu halten erlaubt und der Aufzeichnungsträger entsprechend schmaler sein kann, so daß seine Handhabung einfacher wird. In einer bevorzugten Ausführungsform hat sich ein Tonaufzeichnungsgerät mit einem ein Zoll breiten Band, das mit 114,3 cm/s (45 ips) läuft, als geeignet zur Aufnahme von 32 parallelen Spuren erwiesen; dabei sind die Daten in jeder Spur durch die Fehlerkorrekturmaßnahmen geschützt. Ein derartiges System

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ist besondere gut brauchbar rür professionelle Tonaufzeichnunqsanlagen mit Iiehrspurauf nähme - und -mischung. Cs hat sich jedoch aber auch herausgestellt, daß die Konfiguration, in der die Datenwörter, aus denen die Paritätswörter erzeugt werden, seitlich und räumlich vor den faritätswörtern selbst liegen, unter bestimmten Bedingungen die Kekonstruktion von Datenwörtern nicht erlaubt; man erhält dann bei der Rekonstruktion fehlerhafte Dateru/örter, lalis eine Bandschnittstelle oder eine überspielung ( "overrecording" ) aui tritt.

Im Gegensatz zu dem in des erwähnten Patentanmeldung eingesetzten i'orniat richtet die vorliegende Erfindung sich auf eine Signalauf ocreitungsschaltung, die im wesentlichen der dort offenbarten entspricht, wobei jedoch die Kodiereinrichtung zum Erzeugen der I'ari tätswörter eines gegebenen Blocks Datenwörter mindestens zwei anderer Blöcke exclusiv-ODER-verknüpft, von denen eines zeitlich vor dem gegebenen Block liegt und auf dem Aufzeichnungsträger räumlich vor diesem aufgezeichnet ist und von denen das andere zeitlich auf den gegebenen Block folgt und räumlich nach diesem aufgezeichnet ist. Die Paritätswörter jedes 31ocks N werden also entsprechend der Beziehung

p;,^J = D^ © _Dl ^N+,ⁿ

Κ K-i-j K+k

formatiert, in denen die einzelnen Ausdrücke die bereits oben erläuterten Bedeutungen haben.

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Eine solche Änderung, bei der bspw. gleich sind und die Paritätswörter des Blocks N aus bspw. dem Block N+lb vor und N-15 hinter dem Block N erzeugt werden, erbringt nun zwei wesentliche Vorteile. Tritt erstens im Aufzeichnungsträger ein Fehler von weniger als m oder η auf, lassen die Daten sich loo%ig rekonstruieren. Ist der Defekt größer als der jeweils kleinere
Wert von m oder n, und kleiner als diis Summe m+n, lassen sich όο'.Ό der Daten rekonstruieren. Auch bei einem Defekt, der langer als m+n ist, kann man 5o % der Daten innerhalb des Abstands
π oder η von den Fehlergrenzen rekonstruieren. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber dem in den angegeoenen Patentanmeldung oifenbarten System dar, bei dem über einen Fehlerabschnitt
mit einer Länge des jeweils kleineren Werts von η oder m die
rekonstruierbaren Daten vollständig verloren gehen.

Dieser Vorteil ergibt sich daraus, daß nun die Paritätswörter eines gegebenen Blocks N zwischen den Datenwörtern der Blöcke M+n und N-m liegen. Da das Paritätswort eines gegebenen Abschnitts K eines Blocks N aus dem ersten bzw. gradzahligen
Datenwort 2K des Blocks N-m mit einer öclusiv-GDER-VerKnüpfung mit dem zweiten bzw. ungradzahligen Datenwort 2Κ+Ί des Blocks il+n erzeugt wird, werden die Daten, die zur Rekonstruktion
des ersten bzw. der gradzahiigen Datenwörter des Blocks H
dienen sollen, diesem um den zeitlichen Abs band n+m nachlaufen, r.ntsprechend laufen die Daten zur Rekonstruktion des zweiten

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bzw. der ungradzahligen Datenwörter des Blocks N um die Distanz η+pi vor. obgleich also einDefekt mit der Länge von maximal n+m vor oder hinter dem Block N vorliegen kann, läßt die grad- oder die ungradzahlige Hälfte des Blocks N sich rekonstruieren aus den Daten, die dann hinter bzw. vor dem Block N liegen.

Der zweite Vorteil des Datenformats nach der vorliegenden Erfindung betrifft die Notwendigkeit, Bandy schnitte sowie Über—

spielungen ζ lassen zu müssen. Bei dem bekannten Verfahren wurden Schnittstellen oder überspielungen ("punch-in") als Defekt bewertet; die bekannte Schaltung versucht, den scheinbaren J)Gf el: t :;u korrigieren und rekonstruiert dabei die Hälfte der Daten ±ehlerhart. oa bei dem vorliegend vorgeschlagenen System die halbe :;uni ;;ü!:ohs truieron eines gegebenen Blocks mit einem tatsächlichen oder scheinbaren Fehler erforderliche Information entweder vor oder hinter dem Defekt liegt, liegen (A'.y.x rekonstruierten Daten ;:u :jo ,j die vor der Fehlerstelle, zu den anderen 5o _/O die Daten innerhalb der Fehlerstelle zugrunde, so daß insgesamt die rekonstruierten Daten vollständig korrigiert werden, da es sich um eine Verschmelzung sowohl der ur.sprüncjlichen als auch der Datenteile handelt, die sich in der Fehlerstelle befinden.

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In einer bevorzuqten Ausführungsforr;i ist erwünscht, daß die Kodiereinrichtung der Schaltung Mittel enthält, um ein gegebenes Datenwort zeitweilig zu speichern und dieses !,ort mit anderen, später auftretenden Datenwörtern zu Blöcken zusammenzusetzen, innerhalb daren räumlich nebeneinanderliegende Datenwörter zeitlich versetzten üatenwörtern entsprechen. Folglich läßt sich ein allmählicnes Vermischen der ursprünglichen und der Fehlerteile über eine längere Dauer erreichen, '..enn man weiterhin die räumlich nebeneinanderliegenden Teile auf dem Aufzeichnungsträger abwechselnd aus den gradzahl igen und den unqradzahligen Teilen des jeweiligen Blockabschnitts K wählt, treten im ubergangsbereich die alten und die neuen Daten mit der haluen Abtastgeschwindigkeit auf. Auf diese Weise erhält man im unerganqsbereich aufeinanderfolgende Datenwörter, die abwechselnd von ursprünglichen und von i'ehlerteilen stammen derart, daß der übergang noch gleichmäßiger erfolgt.

Weiterhin weist die Schaltung wünschenswerterweise einen Schaltungsteil zur Wiedergabe aufgezeichneter Signale auf. Dieser Schaltungsteil enthält Mittel zur Abgabe eines digitalen Wiedergabesignals entsprechend den auf einem Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten, Mittel zur Bearbeitung des digitalen 'Wiedergabesignals, um das Vorliegen fehlerhafter Signale in einem Block zu bestimmen, sowie Mittel auf, um Daten innerhalb eines Blocks zu rekonstruieren und die korrigierten

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anstelle der fehlerhaften Daten einzufügen. Dieses aufbereitete und korrigierte digitale wiedergabesignal kann dann erwünschtenfalls zu einem entsprechenden Analog-Ausgangssignal umgewandelt werden. Die Einrichtung zum Ermitteln des Vorlieqens fehlerharter Daten weist Mittel auf, um ein Fehlerprüfkodewort entsprechend einem empfangenen Block zu regenerieren sowie Mittel, um das regenerierte Fehlerprüfwort mit dem empfangenen Fehlerprüfwort dieses Blocks zu vergleichen und ein das Vorliegen fehlerhafter Signale, d.h. den fehlerhaften Block anzeigendes Blockfehlersignal abzuoeben, falls die beiden nicht übereinstimmen. Die Blockrekonstruktionsschaltung weist Mittel zum zeitweiliqen Abspeichern der iedem Block entsprechenden Wiedergabesignale auf, bis den vorgewählten Blöcken entsprechende Signale empfangen werden, die die Paritätswörter und die Datenwörter enthalten, die zur Rekonstruktion der Datenwörter des fehlerhaften Blocks erforderlich sind, wird ein Blockfehlersignal empfangen, werden aus den empfangenen Paritäts- und Datenwörtern innerhalb der vorgewählten Blöcke korrigierte Datenwörter rekonstruiert und in das aufbereitete digitale Wiedergabesignal an der richtigen Stelle wieder eingefügt.

Vorzugsweise weist die Kodiereinrichtung des Aufnahmeteils Mittel auf, die eine Aufeinanderfolge von Blöcken erzeugen, in der jeder Block eine gewählte Anzahl von Datenwörtern

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und Paritätswörtern enthält. V/ünschenswerterweise ist jedes Paritätswort zu zwei Teilen aufgeteilt, die jeweils in einem gegebenen Block unmittelbar hinter einem üatenwort erscheinen, weiterhin weist die das Paritätswort erzeugende Einrichtung vorzugsweise Mitten auf, um die Paritätswörter eines gegebenen Blocks aus den Datenwörtern an mindestens zwei vorbestimmten Orten innerhalb unterschiedlicher vorgewählter Blöcke zu erzeugen, die jeweils ein Mehrfaches von N Blöcke vom gegebenen Block entfernt liegen.

Bspw. kann jeder Block wünschenswerterweise sechzehn Datenwörter aus jeweils sechzehn Bits sowie acht l'aritätsuör Ler aus jeweils sechzehn Bits, ein 4-Bit-Synchronwort sowie ein 12-Bit-Fehlerprüfwort enthalten, so daß man insgesamt 4oo Bits pro Block erhält. Jedes 16-Bit-Datenwort kann bspw. die Amplitude eines entsprechenden analogen Toneingangssicinals während eines Abtastintervalls bezeichnen, das kürzer ist als der Periode der höchsten aufzuzeichnenden Frequenz entspricht. Bei diesem Beispiel wäre diese obere Grenzfrequenz 2o kHz mit einer Periode von 5o ,us; man wählt also eine Abtastperiode von 2o ,us. Jedes 16-Bit-Paritätswort wird zu zwei B-Bit-Teilen aufgeteilt, deren jeder nach einem der Datenwörter eingefügt wird.

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In einer Ausführunqsform, in der Videosignale erwünschterweise in digitaler Form aufbereitet und in einem zur Fehlerkorrektur nach der vorliegenden Erfindung geeigneten Format aufgezeichnet werden, können die Daten zu 8- oder 9—Bit— Wörtern dargestellt v/erden, wobei eine vorbestimmte Anzahl solcher .jörter zu Blöcken organisiert wird; diese Wörter erhält man durch Abtasten des Videosignals mit der vierfachen FarbhiIfsträgerfrequenz.

Analog icann man, wo man mit hoher Dichte vorliegende Digitaldaten aufbereiten und seriell auf zeichinen will, wie bspw. bei Datenkassettengeräten und in einer Form, die zur Fehlerkorrektur nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist, die Daten erwünschterweise zu Blöcken formatieren, die jeweils eine vorgewählte Bitzahl enthalten - bspw. 21Go Bits, und zwar 2o96 Datenbits, ein 4U-Bit-Jynchronwort und ein 16-Biti/ehlor; >rii i'- wor t.

m sämtlichen Fällen werden die Paritätswörter vorzugsweise aus Datenwörtern aus zwei unterschiedlichen Blöcken erzeucjt. Bspw. kann in einer für digitalisierte Tonsignale besonders geeigneten Ausführungsforrn ein Block 15 Blöcke vor und der andere l·) Blöcke hinter dem gerade formatierten Block liegen. Weiterhin erzeugt man in dieser nusführungsform das spezielle Paritätswort innerhalb einer aus IG Datenwörtern und 8 Par i tätswörtern bestehenden Folge -jedes Blocks vorzugsweise

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Π τ]

-τ]

aus dem Datenwort, das im (N+lj)ten Block in der gleichen relativen Stelle innerhalb desselben (d.h. j = 0) steht, sowie aus dem Datenwort im (N-15)ten Block in der nachfolgenden Kelativstelle (d.h. k = 1). Generell enthält die Kodiereinrichtung eine K_ombination aus Schieberegistern und/oder Schrein/ Lese-Speichern (RAMs) nur zeitweiligen Aufnahme der empfangenen Daten, um die Paritätswörter aus den nacheinander empfanaenen Datenwörtern rekonstruieren zu können. Die Kodiereinrichtung enthält weiterhin Mittel zum Erzeugen der Fehlerprüf- und Synchronwörter sowie Mittel, um die jeweiligen Wörter zu vollständigen Blöcken zusammenzusetzen.

Analog enthält die Schaltung erwünschterweise auch einen Wiedergabeteil mit einer Einrichtung, die ein den auf einem Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten entsprechendes digitales Wiedergabesignal liefert, einer Einrichtung zum aufbereiten des digitalen Wiedergabesignals, um das Vorliegen eines fehlerhaften Blocks zu ermitteln, einer Einrichtung, die ein korrigiertes Datenwort in einem Block rekonstruiert und das korrigierte Datenwort an die Stelle des fehlerhaften Datenworts setzt, sowie eine Einrichtung, die das aufbereitete und korrigierte digitale Wiedergabesignal in ein entsprechendes analoges Ausgangssignal umwandelt. Die Einrichtung, die das Vorliegen eines fehlerhaften Blocks bestimmt, weist Mittel wie u. a. Schieberegister und Verknüpfungs-

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schaltungen auf, die auf ein empfangenes l.iedergaoesignal ansprechend ein Fehlerprüfkodewort entsprechend einem empfanqenen Block erzeugen und das regenerierte Fehlerprüfwort mit dem am Ende dieses Blocks empfangenen Fehlerprüfwort vergleichen, um ein Blockfehlersignal abzugeben, das bei fehlender Übereinstimmung den fehlerhaften Block bezeichnet. Die Blockrekonstruktionseinrichtung weist Mittel auf, um jedem Block entsprechende Wiedergabesignale zeitweilig zu speichern, bis Signale empfangen v/erden, die die vorgewählten Blöcke mit den ziur Rekonstruktion der Datenwörter der fehlerhaften Blöcke erforderlichen Paritäts- und Datenwörter enthalten. Wird ein Blockfehlersignal empfangen, werden korrigierte Datenwörter aus den empfangenen Paritäts- und Datenwörtern innerhalb der vorgewählten Blöcke rekonstruiert und dann die rekonstruierten korrigierten Datenwörter an der richtigen stelle wieder in das aufbereitete digitale Wiedergabcsignal eingefügt.

Weiterhin sind wünschenswerterweise auch Mittel einschließlich eines FIFü-Speichers ("first in ferst out memory") sowie der zugehörigen Schieberegister vorgesehen, um Gleichlaufschwankungen und andere zeitbasisbedingte Unregelmäigkeiten des empfangenen Wiedergabesignals zu korrigieren. Diese Zeitbasis-Korrektureinrichtung kann auf ein festes Taktimpulssignal aus einem Wiedergabesteuer- und Zeittaktgeneratornetzwerk ansprechend die empfangenen Signale starr mit deren Frequenz

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verknüpfen und einen Regelkreis enthalten, der den Antrieb für den Aufzeichnungsträger enthält, urn zu gewährleisten, daß die durchschnittliche Periodizität der Synchronwörter der der festen Taktimpulssignale entspricht. Weiterhin weis': die Fehlerkorrektureinrichtung vorzugsweise Schieberegister und/oder Schreib/Lese-Speicher sowie die zugehörigen Verknüpfungsglieder und dergl. auf, die von Zeitsteuersignalen aus dem Wiedergabesteuer- und Zeitsignalgeneratornetzwerlc gesteuert werden. Auf diese Weise können aufeinanderfolgende Datenwörter empfangen und blockweise im Schreib/Lese-Speicher abgelegt werden, so daß, wenn ein Blockfehlersignal eingeht, ein Datenzwischenspeicher aktiviert wird. Datenwörter aus geeigneten aufeinanderfolgenden Blöcken werden dann mit geeigneten Paritätswörtern in einem Datenrekonstruktionsnetzwerk wie einer Anordnung von Exclusiv-ODER-Gliedern verknüpft. Die rekonstruierten Datenwörter werden dann in den Schreib/Lese-Speicher an die gleiche relative Stelle im Datenstrom wie die ursprünglichen defekten Datenwörter rückgespeichert, und die wie erforderlich korrigierten Datenwörter dann bspw. mit einem Parallel-Serienwandler und ggf. über einen Digital/Analog-Wandler ausgekoppelt.

Der Einspurrecorder mit Fehlerkorrektur, wie oben beschrieben, ist besonders wünschenswert, da er den Aufwand für die Aufnahme- und Wiedergabeköpfe minimal zu halten gestattet

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und der Aufzeichnungsträger entsprechend schmaler sein kann und sich daher leichter handhaben läßt. In einer bevorzugten Ausführunqsform für digitalisierte Tonaufnahmen hat sich ein Recorder mit einem 2J,4 mm (I Zoll) breiten Band bei einer Laufgeschwindigkeit von 114,3 cm/s (4j ips) als geeignet zur Aufnahme in 32 parallelen Spuren erwiesen, wobei die Daten in jeder Spur durch die r'ehlerkorrektur geschützt sind. Ein derartiges System ist besonders brauchoar für proressionel Ie Tonaufzeichnungsgeräte, für die die Möglichkeit einer Mehrspuraufzeichnung und -mischung wünschens were sind.

±ρ einer 3ItOrIIaCiVeH /vusrührungsform, die zur Aufnahme digitalisierter Videoinformatbn geeignet ist, kann ein wendelförmiges Aufzeichnungsformat erwünscht sein. In einer solchen Ausführungsform wird die Information zu 8- oder 'J-iJi t-üatenwürtern formatiert, wünschenswerterweise in diagonal lieqende Spuren aur das ßand derart aufgezeichnet, daß die die Fehlerkorrektur ermöglichenden Datenkomponenten räumlich sowohl entlang des Bands als auch über seine Breite bcabstandet liegen. Dann kann ein einziger Aussetzer im Band immer nur einen einzigen Block beeinträchtigen.

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Die Fie;. 1 ist ein Gesamtblockdiagramm des Digitalrecorders nach der vorliegenden Erfindung speziell ^ur Verarbeitung analoger Tonsignaie;

Fig. 2 zeigt das Format der nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung formatierten Daten, wie sie auf ein Magnetband aufgezeichnet werden;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Aufnahmekodierer im Aufnahmeteil einer Ausführungsform eines Recorders nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Fehlererkennungs- und Zeitbasiskorrekturschaltung im Wiedergabeteil eines Recorders nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Fehlerkorrekturschaltung in einem Wiedergabeteil.

Die pig. 1 zeigt zunächst als Blockdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines digitalen Tonaufzeichnungsgeräts mit Fehlerkorrektur. Wie dort dargestellt, enthält der Recorder Io einen Aufnahmeteil 12 und einen Wiedergabeteil 14. Das analoge Toneingangssignal an den Anschlüssen 16 geht über einen Tiefpaß 18, der sämtliche Frequenzen oberhalb denen aussiebt, die im Recorder verarbeitet werden sollen; zweckmäßigerweise beträgt die obere Grenzfrequenz 2o kHz.

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Die gefilterten analogsignale aus dem Tiefpaß 18 gehen sodann au! einen Analog/Digitai-l-andler 2o, der das Analogsignal zu einem entsprechenden seriellen Digicalsignal umwandelt. Derartige A/D-Wandler sind bekannt und können zweckmäßigerweise uspw. als Modell MP 00I6 der Ka. Analogie Comp, bezogen bzw. nach IVunsch so modifiziert werden, daß man eine dem gewünschten Dynamikbereich entsprechende Bitanzahl erhält.

Das serialisierte digitale Siqnal aus dem Wandler Zo geht aur einen Aufnahmekodierer 22. Der Kodierer 22 wird ausführlich an der Fig. 3 beschrieben; er verarbeitet die seriellen Digitals.ignale so, daß er die seriellen Bits zu einer Folge von Blöcken aufteilt, die jeweils eine Vielzahl von Datenwörtern, Paritätswörtern, ein Fehlerkorrekturwort sowie ein Synchronwort enthalten. Dabei wird das serielle Eingangssignal zu einem Paralleleingangssignal umgewandelt, das dann zeitweilig abgespeichert wird, damit aus später empfangenen Datenwörtern diesen entsprechende Paritätswörter abgeleitet werden können. Die so erzeugten Paritätswörter werden dann mit den abgespeicherten Datenwörtern zu einem gegebenen Block formatiert.

Die Aufnahmesteuerung und Zeitsignalgeneratoreinheit 24 arbeitet auf sowohl den A/D-Wandler 2o als auch den Aufnahmekodierer 22, um die Abtastzeitpunkte zu steuern, an denen der A/D-Wandler 2o digitale Bits entsprechend einem gegebenen Abtastzeitpunkt im Wandler 2o erzeugt. Um zu gewährleisten, daß auch die

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höchste im Analogsignal vorliegende Frequenz noch wiedergegeben wird, d.h. Frequenzen bis zu 2o kHz, muß die Abtastperiode kürzer als die dieser Frequenz entsprechende Periode sein. Da ein 2o kHz-Signal eine Periode von 5o ,us hat, hat dasAbtastsignal zweckmäßigerweise eine Periode von 2o ,us. Weiterhin arbeitet die Aufnahmesteuerung und Zeitsignaleinheit 24 auf den Aufnahmekodierer 22 und liefert diesem die erforderlichen Zeitsignale, mit denen die Länge der jeweiligen Daten-, Paritäts-, Fehlerkorrektur- und Synchronwörter im formatierten Digitalsignal festgelegt werden kann. Vorzugsweise werden die erzeugten Daten- und Paritätswörter parallel verarbeitet. Nachdem die Verarbeitung zur Erzeugung der Paritätswörter abgeschlossen ist, werden die Paritäts- und Datenwörter über Parallel/Serienwandler wie bspw. herkömmliche Schieberegister wieder serialisiert. Die seriellen Ausgangssignale entsprechend den Daten- und Paritätswörtern sowie den seriell formatierten Fehlerkode- und Synchronwörtern und gehen dann durch einen Ausgangsschalter, der die Datenwörter in der richtigen Reihenfolge durchschaltet. Die so formatierten Blöcke werden vorzugsweise durch einen Verzögerungsmodulator gegeben, dessen Impulsausgangssignal bei minimalen Bandbreiteanforderungen zur Aufzeichnung auf ein geeigneten Aufzeichnungsträger geeignet ist. Ein derartiges Ausgangssignal wird dann auf einen geeigneten Aufnahmewandler wie den Aufnahme-Magnetkopf 25 gegeben.

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NAC OV. -'OH

Der Wiedergabeteil 14 des Recorders Io nimmt die auf einem Aufzeichnungsträger wie dem Aufzeichnungsband 23 aufgezeichneten Signale von diesem ab, wobei er Fehler im Wiedergabesignal ermittelt und die Signale entsprechend korrigiert. Der Wiedergabeteil 14 weist also einen Wiedergabewandler 26 wie bspw. einen herkömmlichen Wiedergabe-Magnetkopf auf, dessen Ausgangssignal auf eine Vorverstärker- und Entzerrungsschaltung 28 geht. Dieses Netzwerk enthält wünschenswerterweise herkömmliche Schaltungen, mit denen ein herkömmlicher Wiedergabe-Magnetkopf an die nachfolgenden Verstärker- und Signalverarbeitungsschaltungen angeschlossen werden kann. Die Schaltung 28 enthält eine zusätzliche Verstärkerstufe für das vom Wiedergabekopf 26 kommende Empfangssignal und entzerrt dieses hinsichtlich seiner Amplituden- und Phasennichtiinearitäten. Weiterhin enthält die Schaltung 28 einen Begrenzer, der die vorn Kopf erfaßten Flußübergänge zu einem digitalen verzögerungsinodulierten Signal umwandelt, das allgemein dem auf dem Aufzeichnungsträger 23 aufgenommenen Signal entspricht. Die Verstärker- und üntzerrungsschalter 28 kann vorzugsweise einen Anpassungstranseformator enthalten, der den Wiedergabekopf 2G mit einem Verstärker wie dem IC-Baustein CA 3o9j der Fa. ilCA Company koppelt. Das Ausgangssignal des IC- Verstärkers kann auf einen Begrenzer wie bspw. einen iMulldurchyangsdetektor gehen, der das verstärkte quasidiqitale Siqnal zu einem leichter verarbeitbaten standadisierten verzögerungsmodulierten Digi talsignal umwandelt*·

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¹C-HT

Das standardisierte Signal wira auf einen Bitsynchrongenerator 3o gegeben, der ein Taktsignal entsprechend der Datenwiedergaber ate bei einer Nennfrequenz von 1,25 MHz sowie ein Blocksynchronsignal mit einer Nennfrequenz von 3,12b kHz erzeugt; diese Signale werden später zur Steuerung der Datenverarbeitung benötigt. VJeiterhin wird dort das verzögerungsmodulierte Digitalsignal durch herkömmliche üekodierschaltungen geschickt, die auf der Leitung 31 ein NRZ-formatiertes ("non-return to zero") Signal augeben.

Das NRZ-Signal geht auf der Leitung 3i auf den Fehlererkennungs- und Zeitbasiskorrekturschaltung 32, die ansprechend auf Steuersignale aus dem Generator 3o das Blockfehlersignal abgibt, wenn ein fehlerhafter Block erfaßt worden ist. Die Korrekturschaltung 32 ist ausführlicher in dem Blockdiagramrn der Fig. 4 erläutert. Sie läßt sich anhand ihrer zwei grundsätzlichen Besonderheiten erläutern: bei der einen handelt es sich um die Fehlererkennung, bei der anderen um die Zeitbasiskorrektur. Die Fehlererkennung erfolgt mit Hilfe einer Schaltung zur ftüfung eines zyklischen Redundanzkodes (CRC-Kode). Diese CRC-Prüfschaltung erzeugt ein CRC-Prüfwort aus den wiedergegebenen Signalen und liefert bei fehlender Übereinstimmung zwischen dem erzeugten CRC-Prüfwort und dem am Ende jedes Blocks empfangenen CRC-Kodeworts ein Blockfehlersignal. Der Zeitbasiskorrekturteil der Schaltung 32 enthält Ein- und Ausgangszeitsteuernetzwerke, die auf Signale aus dem Synchron-

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generator und aur feste Taktsignale aus der Wiedergabesteuerung 36 ansprechen. Abweichungen zwischen den Signalen aus dem Synchrongenerator 3o und den festen Taktsignalen werden selbsttätig korrigiert; Aoweichungen, wie sie bspw. bei Gleichlaufschwankunqen der ßandmechan iic auftreten, werden selbsttätig ausgeglichen.

Das Ausgangssignal der Fehlererkennungs- und Zeitbasiskorrekturschaltung 32 gehen auf die Fehlerkorrekturschaltung 34, die ausführlicher im Blockdiagramm der Fig. b gezeigt ist. Diese Korrekturschaltung 34 spricht auf ein Blockfehlersignal an und leitet eine Fehlerkorrektur ein. Die aus der Zeitbasiskorrekturschaltung 32 empfangenen Daten- und Paritätswörter werden in der Fehlerkorrekturschaltung 34 von der restlichen Information des Blocks abgetrennt und zeitweilig in einem zyklisch angesteuerten Datenwortspeicher abgelegt. Beim Vorliegen geeigneter Befehele aus der Fehlerkorrekturschaltung 32 und der Steuerung 36, die das Vorliegen von fehlerhaften Wörtern innerhalb eines gegebenen Blocks anzeigen, werden geeignete zuvor empfangene Datenwörter mit geeigneten Paritätswörtern verknüpft, um korrigierte Datenwörter zu rekonstruieren. Die rekonstruierten und korrigierten Datenwörter werden dann wieder in den Datenwortspeicher eingeschrieben.

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¹ NAC-C ti. ΉΤΙ

Die die ggf. korrigierten Datenwörter enthaltenden aufeinanderfolgenden Blöcke werden mit geeigneten Schieberegistern zu einem seriellen Ausgangssignal umgeformt. Dieses serielle Ausgangssignal wird auf einen Digital/Analog-Wandler 38 wie den Typ DAC 169-16 der Fa. Datei Systems, Inc. gegeben, dessen analoges Ausgangssignal mit einem Tiefpaß 4o gefiltert wird, um hochfrequente Störanteile zu entfernen, die infolge der Digitalverarbeitung noch im Signal vorhanden sein können. Das so aufbereitete analoge Wiedergabe tonsignal wird dann an den Ausgangsanschluß 42 geführt.

Die Fig. 2 zeigt ein Aufnahmeformat für die Toninformation in digitaler Form gemeinsam mit den geeigneten Kodes, die die Fehlerkorrektur nach der vorliegenden Erfindung ermöglichen. Wie ersichtlich, werden die Daten innerhalb eines gegebenen Blocks (N) wünschenswerten/eise zu einer Folge von acht Abschnitten (K) formatiert, die von O bis 7 reichen; diese Abschnitte K weisen jeweils ein erstes und ein zweites bzw. ein gradzahliges und ungradzahliges Datenwort Do bis D_{1 s} sowie ein Paritätswort auf, das jeweils in einen höherwertigen Teil P und einen niederwertigen Teil P„_T aufgeteilt ist.

l\i I KL·

Vorzugsweise werden die gradzahligen Datenwörter D , D.., D₄, .., im Speicher für eine vorgewählte Zeitspanne festgehalten, d.h. für die der Dauer von 3o Blöcken entsprechenden Zeit, und dann im Block N mit den ungradzahligen Datenwörtern D₁, D.,, Dl₃, ... zusammengesetzt. Jeder Block wird durch ein Fehler-

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prüiv/ort (bspw. ein CRC-Prüfwort) und ein Synchroncodewort vervollständigt. Die Datenwörter ü bis D stellen jeweils den 16-stelligen Binärwert der Amplitude eines Abtastwerts des analogen tiingangssignals dar. Die aus jeweils 16 Bits bestehenden digitalen Abtasliwerte werden in 2o .us-Intervallen wiederholt, so daß man einen Bitzug mit einer Dauer von jeweils 1,25 .us erhält. Innerhalb des Aufnahmekodier— netzv;erks 22 werden die digitalisierten Datenwörter zu einem Block komprimiert, in dem jedes Bit eine Dauer von o,8 .us hat, so daß man in jedem Block Zeit für die zugehörigen Paritätswörter sowie das Fehlerprür- und das Synchronwort erhalt, ohne die zum hui zeichnen eines gegeuenen Blocks erforderliche /.eil verlängern au müssen. In der aufgezeichneten Form hat also jedes der Ib Datenwörter D bis D, -

ο Io

mi I jeweils 16 Bits eine üauer von 12,8 .us. Die Paritätswortteile P,. und P.. bis P-; und Pr-, mit: je 8 Bits von je o,8 .us dauern also 6,4 .us. Schließlich wird das Fehlerprüfwort in Form eines CRC-Worts auf beiden Seiten der vorqenenden 16 Datenwörter und alternierenden Paritätswortteile erzeugt und hat 12 Bits, d.h. es dauert 9,6 .us. Den Block schließt dann das Synchronisierungswort ab, das aus einem 4-Bit-Signal besteht, d.h. 3,2 us dauert. Der gesamte Block (iO hat also eine üauer von 32o ,us, und wird in Echtzeit syn chron mit den 16 Datenwort-Abtastwerten im Block aufgezeichnet, die jeweils 2o ,us für eine gesamte Abtastdauer von 32o ,us anhalten.

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V.'ie die Fig. 2 weiterhin ::eiqt, werden die Paritätswörter P.

und P. . . P7,- und P7. innerlialb eines Bbcks N erzeugt aus

O Jjis M-i 'L ^J

den Datenwörtern in Blöcken, die weit genug beiderseits des Blocks N liegen, daß ein einzelner Defekt im Aurseichnungsträger nicht zu einem Verlust sowohl des Blocks N als auch derjenigen Blöcke führen kann, aus denen die Paritätswörter des Blocks N erzeugt werden. Bs werden also in der bevorzugten Ausführungsforrn die Paritätswörter P_K bzw. P für jeden Abschnitt K innerhalb des Blocks N aus den Datenwörtern Dq_m bzw. D des Blocks N-15 durch Exclusiv-ODÜR-Ver-

L
knüpfung (symbolisch mit © bezeichnet) mit den zweiten bzw.

ungradzahligen Datenwörtern oder einem gleichen Abschnitt, d.h. Di-. bzw. D_1t des Blocks N+15 hergestellt. Dies läßt sich mit der folgenden verallgemeinerten Beziehung ausdrücken:

N _ N-m N+n

^FK,- . * ^U2K ^w ^2K₊IK₁ . H , L h , L M , L

in der P₁, ein Paritätswort an der Stelle K im Block N, Pk,, die Paritätswörter aus der höherwertigen Hälfte der entsprechenden Datenwörter D->,. und D,,,., .» und P«_T die Paritäts-Wörter aus der niederwertigen Hälfte der Datenwörter D_01x und ^d(2k+1) bezeichnen und η der Versatz zwischen den

Li

Blöcken ist, aus denen die Paritätswörter des Blocks N erzeugt werden.

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Insbesondere sind die Ausdrücke für die Paritätswörter P.,., und P,, , entsprechend dem höher- bzw. dem niederwertiqen

Teil der Datenwörter D₀₁. und D₀ _Λ , aus denen die Paritäts-Wörter erzeugt werden, wie folgt:

_P;;^J = D^-^m φ ^₊₁₎ sowie

ρN _ _DN-m N+n

^FK_T ~ 2K_T ^{W U}(2K

i_r i-f

In einer bevorzugten Ausführuncpiorm sind η und m zu 15 gewählt derart, daß für einen gegebenen Abschnitt K=O des Blocks N die Paritätswörter sich wie folgt ergeben:

- D^-¹⁵ φ D^ ^{+ 15} und P^ = D^-^lb 3 J M M ¹M LL ¹L

Entsprechend gilt für K = 1 im Block N:

N _nN-15 _ _nN+lb , _n n^{N + 15} r> n ₁ = Dp © D, und P₁ = D₉ ö D^

M M M L L L

Für K=2 im Block N gilt dann:

P" » D^N-'¹⁵ ο D^ ^{+ 15} und t»5| = D^-¹⁵ Φ ^ M ¹M ^JH ^L ⁴L ^bL

17ie also zu ersehen ist, erhält man in der bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung eine verbesserte

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Fehlerkorrektur, wie sie oben beschrieben ist.

In einer weiteren Ausführungsform zur Aufzeichnung digitaler Informationen mit hoher Dichte verlangt der Umstand, daß die Digitaldaten diskreter Natur sind, die Daten zu unterschiedlich langen Blockgruppen ("records") zu gruppieren, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Datenwörtern enthalten. Da später ein Ersetzen bzw. Neulesen einer gegebenen Blockgruppe erforderlich ist, müssen am Anfang einer solchen Gruppe permanente gespeicherte Marken sowie eine Lücke ("inter record gap", IkG) erzeugt werden. Bei einer solchen Ausführunqsform werden ein Synchronkode und ein CRC-Prüfkode in jedem Block so benutzt wie in der Ausführungsform für Tonaufzeichnungen. Man muß jedoch, da die Digitaldaten diskret sind, ein anderes Synchronwort verwenden. Weiterhin ist auch ein längeres CRC-Prüfwort für längere Blöcke erwünscht, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Man kann also eine Synchronisierung mit einer kurzen unbespielten Lücke von 16 Bits Länge, gefolgt von 47 L-Bits und einem H-Bit erreichen. Jeder Block hat wünschenswerterweise 2o96 Bits und das CRC-Wort ist 16 Bits lang, so daß man auch für längere Datenblöcke eine angemessene Fehlererkennung erreicht.

Die Paritätswörter einer solchen Ausführungsform werden nach dem Ausdruck

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-3G-

pN _ _DN+m N+m
¹K " K+i ^W K+k

erzeugt, wobei P,,' ein gegebenes Paritätswort im Abschnitt K

des Blocks N, D.^N+r? ein aegebenes Datenwort im Abschnitt K + j κ + j

des Blocks N+n und D¹J⁺!" ein gegebenes Datenwort im Abschnitt K+k des Blocks N+m sind.

In diesen Ausdrucken sind K, j. k, m und η durchweg ganzzahlig und m und η sind ungleich und ungleich null. Insbesondere sind in einem bevorzugten Fall N = 5 oder 6 (jede Blockqruppe enthält also 5 oder 6 Blöcke und jede Gruppe ist durch eine Anfangsmarke und ein Ende-IRG-Signal bezeichnet), K=I bis 262, pi = -2, η = -4, k = O und j = O. Bspw. sind die baten- und Paritätswörter jeweils 8 Bits lang.

Bei einer solchen Ausführungsform sind die Paritätswörter zu paritätshaltigen Blöcken gruppiert, die an beliebiger Stelle relativ "u den datenhaltigen Blöcken der Blockgruppe liegen können. Bspw. kann man wünschenswerterweise die
Blöcke 3 und 4 einer Blockgruppe mit 6 Blöcken als paritätshaltige Blöcke bezeichnen und die Paritätswörter des Blocks 3 durch Exclusiv-ODER-Verknüpfung der Datenwörter der Blöcke 1 und 5 erzeugen, während man die Paritätswörter des Blocks 4 aus den Datenwörtern der Blöcke 2 und 6 erzeugt, wobei jeder Block in dieser Ausführungsform lang

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genug ist, daß man die erforderliche räumliche Trennung erhält. Es ist also das erste Paritätswort des Blocks N =3 die Exclusiv-ODER-Verknüpfung des ersten Datenworts des Blocks N=I mit dem ersten Datenwort des Blocks N=5, d.h.

und P4 -ο« ·

Bei einer solchen Ausführungsform sind bei einer Bandgeschwindigkeit von 152 cm/s die Datenwörter und ihre zugehörigen
Blöcke räumlich um 5,5 mm getrennt; bei dem Tonaufzeichnungsbeispiel beträgt die Trennung 5,1 mm. Dieser Abstand ist unbedingt erforderlich, um Fehler infolge von Bandaussetzern abzuschwächen. Der optimale Abstand sowie die optimale Blockgröße lassen sich aus der Breite der Wiedergabespur, den physikalischen Eigenschaften des Bandes, d.h. der Aussetzer-Teilchengröße, und der Aufzeichnungsdichte ermitteln. Die
gewählten Werte für K und N verändern sich entsprechend.

Das Blockdiagramm der Fig. 3 zeigt Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform des Aufnahmekodierers 22 nach Fig. 1.
Wie ersichtlich, gehen die auf der Leitung 5o empfangenen serialisierten Digitaldaten aus dem A/D-Wandler 2o auf ein 8-Bit Schieberegister 52 bspw. des IC-Typs 74LS164 der Fa. Texas
Instruments, Inc. Das Schieberegister 52 wandelt die serielle Eingangsinformation zu einem Parallel-Ausgangssignal, wie mit

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- 4ο -

L.

der Leitung 54 gezeigt; dieses Parallel-Ausgangssignal geht danryfeiuf einen Schreib/Lese-Speicher (RAlO 56 aus bpsw. acht IC-RAM-Speicherbausteinen des Typs 21o2 der Fa. NEC, der die Datenwörter aufeinanderfolgender Blöcke aufnimmt, damit aus dem jeweils (N-15)ten und (n-i-15 ) ten Block die Paritätswörter erzeugt werden können. Der RAH-Speicher 56 hat eine Speicherkapazität von Io25 Bits pro Element, so daß man 3o Blöcke mit p^eils 256 Bits, speichern kann und die erforderliche Kapazität 96o Bits pro Register beträgt. Die Plätze im Speicher 56, an denen die einzelnen Parallelsignale gespeichert werden, bestimmt das Ausgangssignal der Aufnahmesteuerung 24 auf der Leitung 58. Die Steuerung 24 liefert also Ausgangssignale, die jeder Adresse im Speicher 56 entsprechen, an der das jeweilige Ausgangssignal des Schieberegisters 52 untergebracht werden soil. Weiterhin wird das Schieberegister 52 gesteuert mit einem Signal auf der Leitung 64 aus der Steuerung 24, das die parallele Übergabe der auf der Leitung 5o eingegebenen seriellen Datenwörter auf der Leitung 54 bestimmt. Um die Paritätswörter zu erzeugen, werden die Ausgangssignale des RAM-Speichers 56 auf die Paritätsregister 66, 68 gegeben, bei denen es sich vorzugsweise um IC-Schaltkreise des Typs L3165 der Fa. Texas Instrument, Inc. handelt. Das erste der Paritätstegister 66 wird mit Signalen aus dei^ufnahmesteuerung 24 auf der Leitung 7o gesteuert, um ein Paritätswort aus den FJ-15 Blöcke früher aufgetretenen Datenwörtern herzustellen.

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j ΝίΛι" - .·; .· ·: I:-!

Es v/erden also 15 mal 256 Bits bzv/. 334o Bits hinter einem gegebenen Datenwort liegende Datenwörter unter Steuerung durch ein geeignetes Befehlssignal aus der Steuerung 24 in das Register 66 eingeschoben.

Entsprechend wird das Paritätsregister 68 durch Zeitsteuersignale auf der Leitung aus der Aufnahmesteuerung 24 gesteuert und erzeugt ein Paritätswort aus den üatenwörtern aus einer nachfolgenden Stelle innerhalb des (H+15)ten Blocks Unter Steuerung durch die Aufnahmesteuerung 24 werden also Datenwörter in das Schieberegister 68 eingeschoben, die 15 χ 272 (d.h. ein Block von 256 Bits plus ein zusätzliches 16-Bit-Datenwort) bzw. 4o8o Bits nach einem gegebenen Datenwort liegen. Sodann werden die Ausgangssignale der Paritätsregister 66, 68 unter Steuerung durch ein gerneinsames Taktsignal auf der Leitung 74 seriell wieder herausgeschoben und im Exclusiv-ODEU-Glied 76 verknüpft, um die Paritätswörter herzustellen. Die gradzahligen Datenwörter werden im Speicher 56 um 3o Blöcke verzögert und dann parallel auf den Leitungen 78 auf die Schieberegister So, 82 unter Steuerung durch Signale aus der Aufnahmesteuerung 24 auf den Leitungen 84, 86 gelegt. Demgegenüber werden die ungradzahligen Datenwörter im Speicher 56 jedoch unverzögert ausgegeben. Sodann werden der höherwertiqe und der niederwertige Teil eines gegebenen Datenworts aus dem Schieberegister 8o, 82 herausgeschoben und im Serienschalter 88 mit den entsprechenden

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ΝΑ·"· ■-Γ.'-.ν.χτ!

Paritätswörtern aus dem Exclusiv-ODER-Glied 76 vereint. Weiterhin werden auf den Schalter 88 die Synchronsignale aus der Steuerung 24 auf der Leitung 9o sowie ein CRC-Kodewort aus dem CRC-Kodegenerator 92 gegeben, der es ansprechend auf Ansteuersignale aus dem Register 82 und dem Glied 76 erzeugt. Der CRC-Generator 92 ist vorzugsweise ein IC-Baustein bspw. des Typs 94ol der Fa. Fairchild Semiconductor Corp. Die vier Eingangssignale des Schalters 88 werden unter der Steuerung durch Signale auf der Leitung 94 aus der Aufnahmesteuerung 24 in der erforderlichen Reihenfolge durchgeschaltet. Der Serienschalter 88 liefert also auf seiner Ausgangsleitung 96 ein vollständig formatiertes serielles Digitalsignal mit den entsprechend angeordneten Daten- und Paritätswörtern in einem gegebenen Bloc!:, qefolgt vom CrtC-Prüfwort und dem Synchronwort. Das serielle Signal auf der Leitung 96 wird an den Verzögerungsmodulator 97 gemeinsam mit Zeitsteuersignalen auf der Leitung 98 aus der Aufnahmesteuerung 24 gelegt, bei denen es sich um die Grundtaktfrequenz (F ) von 1,25 MHz, eine Taktfrequenz von 2.F₀ sowie ein Steuersignal für fehlende übergänge handelt. Das Ausgangssignal des Modulators 97 in der verzögerungsmodulierten Form geht auf der Leitung 99 an den Kopftreiber loo, der das Digitalsignal verstärkt und auf den Aufnahmekopf 25 gibt derart, daß das so aufbereitete und verzogerungsmodulierte Signal auf einen geeigneten Aufzeichnungsträger wie bspw. ein herkömmliches Magnetband auigespielt wird.

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Die Einzelheiten der Signalverarbeitung bei der Wiedergabe mit dem Ziel der Erkennung fehlerhafter Daten und der Korrektur der Zeitbasis der rückgewonnenen Signale ergeben sich aus dem Blockdiaqramm der Fehlererkennungs- und Zeitbasiskorrekturanordnung der Fig.4.

Die Einzelheiten der Fehlerkorrekturschaltung 34 sind im Blockdiagramm der Fig. 5 gezeigt. In dieser Figur sind die acht parallelen Ausgangssignale des FIFO-Speichers 128 der Fehlererkennungs- und Zeitbasiskorrekturschaltung auf der Leitung 138 an einen Datenwort-Wählschalter 18o und einen Parität/Daten-Zwischenspeicher 182 gelegt. Der Schalter wird von einem Zeitsteuersignal auf der Leitung 184 aus der Vj'iedergabesteuerung 36 gesteuert. Dieses Signal arbeitet auf den Schalter 18o derart, daß die Datenwörter auf den Eingangsleitungen 138 in einem zyklisch angesteuerten Datenwortspeicher 186 abgelegt v/erden. Der Speicher 186 besteht vorzugsweise aus IC-RAM-Speicherbausteinen bspw. des Typs 21o2 der Fa. NEC. Der Speicher 186 wird gesteuert mit einem Schreib/Lese-Steuersignal auf der Leitung 188, das mit dem UND- und dem ODER-Glied 19o bzw. 192 ansprechend auf Schreibkorrektur- und Datenschreib-Signale auf den Leitungen 194, 196 erzeugt wird, die die V.iedergabesteuerung 36 liefert.

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Γ" ——

Das Blockfehlersignal auf der Leitung 174, das den Fehlerkorrelcturvorgang insgesamt steuert, geht auf einen Blockstatuswahlschalter aus den Verknüpfungsgliedern 198, 2oo. Dieser Schalter liefert ein signal auf der Leitung 2o2 an den Gut/Schlecht-Speicher 2o4. Das Ausgangssignal des Speicners 2o4 geht auf ein Blockstetus-Zwischenspeicher 2o6, der auf der Leitung 2o8 ein Schreib/Lese-Signal für den RAM-Speicher abgibt. Das Signal auf der Leitung 2o8 wird zurück sum Eingang des UND-Gliedes 2oo geführt, um weiterhin den Blockstatusschalter zu steuern, und auch auf das UND-Glied 19o gelegt, um die Erzeugung des Schreib/Lese-Korrektursignals auf der Leitung 188 zu steuern. In ciieser Anordnung wird der Datenwortspeicher 186 zyklisch durch Steuersignale aus der Wiedergabesceuerung über die Leitungen 2Io angesteuert derart, daß die Datenwörter aufeinanderfolgender Blöcke nacheinander und entsprechend ihrer Echtzeit-Zuordnung in den Speicher eingeschrieben werden. Diese Steuersignale bewirken weiterhin, daß die Datenwörter aufeinanderfolgender Blöcke nacheinander aus dem Speicher 186 ausgelesen v/erden, während die Datenwörter eines um M+3o Blöcke später .liegenden Blocks nacheinander einlaufen. Die Ausgangssignale des Speichers 186 gehen auf die Schieberegister 212, 214, die die Paralleldaten zu seriellen Daten umformen; hierbei handelt es sich vorzugsweise um IC-Bausteine des Typs LS 165. Das serielle Ausgangssignal geht auf die Ausgangsleitung 218, von wocäs

Signal auf den Analogwandler 38 aelegt wird,wie die Fig. 1 zeigt.

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; TrrF

Das Ausgangssignal des Datenwortspeichers 186 gelangt weiterhin zu einem Zwischenspeicher 22o, der unter Steuerung durch ein Speichersignal aus der Viiedergabesteuerung 36 auf der Leitung 222 die Datenwörter , die dann am Datenwortspeicher 186 anstehen, auf eine Anordnung von Exclusiv-ODER-Gliedern 224 schaltet. Der Paritäts/Daten-Zwischenspeicher 182 wird ebenfalls mit Signalen aus der Wiedergabesteuerung 36 auf der Leitung 226 gesteuert. Wie im folgenden ausführlicher beschrieben, ermöglicht der bisher beschriebene Teil der Fehlerkorrekturschaltung die Korrektur fehlerhafter Datenwörter innerhalb eines vorgegebenen Blocks.

Zusätzlich zu dieser Korrektur schaltet die Fehlerkorrekturschaltung 34 die Ausgänge still, falls eine Korrektur nicht möglich ist. Dieser Schaltungsteil enthält eine Stummschaltung 228, die aus dem Gut/Schlecht-Speicher 2o4 und mit Eingangssignalen auf der Leitung 23o aus der Wiedergabesteuerung 36 angesteuert wird. Das Ausgangssignal der Stummschaltungsstufe 228 geht auf der Leitung 232 auf das UND-Glied 216, wo es mit dem Ausgangssignal der Schieberegister 212, 214 verknüpft wird. Weiterhin steuert das Ausgangssignal der StummschaltstuJre 228 das Einladen nicht korrigierbarer Datenwörter aus dem RAM-Speicher 18G über das UND-Glied 236 in das Schieberegister 212 und über das UND-Glied 238 in das Schieberegister 214, indem mit ihm die Ladeimpulse aus der

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'iiedergabezeitsteuerung auf den Leitungen 24ο, 242 gesperrt v/erden. Wird ein einseines nicht korrigiertes Datenwort ermittelt, verhindert das Signal auf der Leitung 232, daß neue Daten e.ingpladen werden, indem es die Ladeimpulse auf den Leitunqen 24o, 242 für die UND-Glieder 236 bzw. 238 sperrt. Iis wird also das vorherige korrigierte Datenwort wiederholt. Gleichzeitig wird ein Rücklauf des vorherigen Worts in die Schieberegister 212, 214 verhindert, so daß, wenn zwei nicht korrigierbare Wörter aufeinanderfolgen, aufeinanderfolgende L-Bits eingefügt werden, um den Ausgang während des folgenden Zyklus stummzuschalten.

Die Funktionsweise der Fehlerkorrektureinheit 34 läßt sich allgemein wie folgt beschreiben. Man nehme als willkürlichen Ausgangspunkt an, daß ein geqeoener vorheriger Block (N + l) gerade verarbeitet worden ist und das erste qradzahlige Datenwort eines neuen Blocks N in die Fehlerkorrekturschal— cung einläuft; währenddessen sind die Datenwörter des Blocks (N-Ib) bereits in den Speicher 186 eingeschrieben worden. Trifft nun der niederwerticje Teil des ersten qradzahligen Datenv/orts des Blocks N ein, wird es im Speicher 186 in eine Leerzelle eingeschrieben, die um einen Block entfernt liegt von dem entsprechenden unqradzahliqen Wort dieses Blocks, das N + 3o Blöcke früher eingeltsen worden war, und v/ird auch in den Zwischenspeicher 182 geladen.

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Das Paritätswort, das den Datenwörtern des eben empfangenen Blocks N entspricht, ist bereits (d.h. 15 Blöcke früher) in den Speicher 186 eingeschrieben worden. Dieses Wort wird nun zur Zeit (N+15) in den Zwischenspeicher 22o umgeschrieben. Der Datenwortwählschalter 18 wird von einem Signal auf der Steuerleitung 184 so gesetzt, daß die Ausgangssignale der acht Exclusiv-ODER-Glieder 224 auf die Eingänge des Datenwortspeichers 186 gehen.

bis wird dann der Gut/Schlecht-Zustand des Blocks N + 3o aus dem Speicher 2o4 ausgelesen und in den Blockzustandszwischenspeicher 2o6 eingeschrieben. Ist der Block N + 3o fehlerhart, schaltet das Gatter 19o den Schreiuimpuls von der Leitung 194 auf der Leitung 188 an den Datenwortspeicher und überschreibt damit die niederwertigen Teile der fehlerhaften ungradzahligen Datenwörter im Block N+3o mit dem rekonstruierten Datenwort, das am Ausgang des Datenwortwahlschalters 18o wartet.

Auf gleiche Weise wird der höherwertige Teil des ersten gradzahligen Worts empfangen und verarbeitet. Dann wird der höherwertige Teil des ersten Paritätsworts P₀ des Abschnitts K=O des Blocks N empfangen und auf den Datenwortspeicher 186 und den Speicher 182 gegeben; er wird im Datenwortspeicher in den höherwertigen Teil der ersten gradzahligen Speicherwortzelle des Blocks N eingeschrieben. Das ungradzahlige

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Datenwort an aar jtelie U+ 16 '.;ird dann aus dem Speicher in ("■on Zwischenspeicher: 22o urrn;;cschrieben . Die Exclusiv-ODER-Giieder 224 bilden sodann eine mögliche Rekonstruktion des qradi:ahligen Datenworts IJh-Ij, die unter der Steuerung durch ύα-j. jCiirciüsigial aur der Leitung 196 in den Speicher an die .> LcIIc: des i'ar 1 ta tsv:orts eingeschrieben wird, das gerade für die rekonstruktion benutzt wurde. Der Datenwort-l.ahlschalter Ii..ο w:i rd mit dem Steuersignal auf der Leitung 184 so gesetzt, daß die Ausgangssignale der Exclusiv-ODER-Glieder 224 an den tv ngang des Datenwortspeichers gelangen.

Die nächsten eintreffenden Daten sind der niederv/ertige Teil des ersten ungradzahligen Worts des Abschnitts K=O des Blocks Ii. Ansprechend au: einen Schreibimpuls auf der Leitung 196 werden diese baLcn im Speicher 1ö6 in den niederwertigen Teil der ungradzahligen ',Vortsteile des Abschnitts K=O des Blocks N eingeschrieben, dann der Speicher 186 weitergeschaltet und die nächste B-Bit-Gruppe, die aus dem höherwertigen Teil des ungradzahligen Datenworts besteht, in den verbleibenden Teil des Speicherraums des Abschnitts K=O eingeschrieben. Dann trifft das niederwertige Paritätswort ein und die gleiche folge von Funktionsschritten findet statt, aber natürlich nur mit den entsprechenden niederwertigen Datenteilen. Die nacheinander empfangenen Daten der nachfolgenden Blockabschnitte werden dann unter Wiederholung des oben beschriebenen Zyklus entsprechend bearbeitet.

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Nachdem die rekonstruierten Daten nun vorliegen, werden in der folgenden Sequenz die Daten aus dem Speicher 186 in die Schieberegister 212, 214 umgeschrieben.

Für ein gradzahliges VJort wird der erste Versuch, das 15 Blöcke früher rekonstruierte und an den gradzahligen Plätzen des Blocks N + 3o gespeicherte gradzahlige Wort auszulesen, mit dein Signal auf der Steuerleitung 2'Io eingeleitet. Gleichzeitig wird der Gut/Schlecht-Zustand der Parität im Block rj+lj und die ungradzahligen Daten, im Block N + 3o, die bei der Rekonstruktion benutzt wurden, in die Ausgangsstummschaltung 22S eingegeben.

Ist der Zustand beider Blöcke N+ 1:5 und N + 3o "gut", wird der höherwertige Teil des rekonstruierten gradzahligen Worts in das Schieberegister 212 und der niederwertige Teil in das Register 214 eingeschrieben und dann versucht, das im Speicher 186 am Speicherplatz N+31 vorliegende aktuelle gradzahlige Datenwort in die Schieberegister unter Steuerung durch das Blockstatussignal einzuschreiben, das zuvor in die Ausgangssturnmschaltung 228 eingeschrieben worden war. Falls es sich als "gut" erweist, kann es das rekonstruierte gradzahlige Wort überlagern, das vorsorglich in das Register eingeschrieben worden war. Wird das Laden weder des rekonstruierten noch des aktuellen gradzahligen Worts erlaubt, ist die im Schiebe-

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- bo -

NACI-K V

register 216 verbleioende information die, die vom Ausgang des Verknüpfungsglieds 216 stammt, d.h. entweder eine Reine von L-Bi ts oder das vorhergehende Datenwort, und zv;ar abhängig davon, ob dieses vorhergehende Datenwort korrekt war oder nicht,

Das unqradi:ahliqe Wort des Abschnitts K=C ist im Speicher Ic36 bereits korrigiert worden, soiern diese Korrektur nötig und möglich war, wie oben beschrieben. Der Gut/Schlecht-Zustand derjenigen ",locke, die bei dem Korrekturversuch im Speicher benutzt wurden, d.h. das Paritätnwort im Block N + 15 und das gradzahl ige Datenwort Im Block N, werden In die 3 tummschal tuna 22CJ eingeben. Ist der Status beider Wörter "gut", erlaubt das Ausgangssignal der S tummschal Lung 22Ll das Einlesen der höherwertioen Hälfte des ungradzahligen Datenworts in das Register 212 und der niederwertigen Hälfte in das Register 214. Dann wird der Gu t/Schlecht-Blocks fet us des aktuellen V/orts - im Gegensatz; 2um rekonstruierten Wort - in die Stummschaltunq 228 eingeJesen und es wird erneut versucht, die Hälften des Datenworts in die jeweiligen Schieberegister einzulesen. Sind beide Gruppen von Gut/Schlecht-Blockzuständen "schlecht", so daß kein Einlesen in die Schieberegister stattfand, werden sämtliche L-Bi ts (Stummschal tuncj) oder das vorhergehende Wort ausgegeben, wie oben erläutert, um das vollständige Ausgeben des ersten Abschnitts K=O des Blocks N zu beenden. Die nachfolgenden Blockabschnitte werden dann entsprechend behandelt.

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— 'S) X —

Diese Vorgänge wiedernolen sich für alle 16 Datenwörter eines gegebenen Blocks. Am Blockende trifft schließlich auch das Gut/Schlecht-Zustandssignal des Blocks ein, in dem die Paritätswörter verwendet werden können, so daß diese Information dann da?:u dienen kann "^u oestimmen, ob die in den Speicher IbG eingeschriebene Information tatsächlich eine gültige bzw. gute Korrektur darstellt. Dieses Gut/Schlecht-Blockzustandssignal wird im Speicner 2o4 an einem Platz abgelegt, der den Daten dieses Blocks, wie im Datenwort^speicher 186 gespeichert, entspricht.

In der ooen oeschrieoenen bevorzugten Ausführungsform ist die Bedingung für die Datenkorrektur, daß nur .iwei der drei verwendeten Blöcke einwandfrei sind, so daß, wenn die Blöcke, aus denen die Parität abgeleitet wurde, und auch der jev/eils andere Block N + 'lb oder N + 3o einwandfrei sind, ein korrigiertes Datenwort sich rekonstruieren und in den Speicher 186 an die jeweilige Stelle des Blocks N+15 oder N + 3o schreiben läßt.. Analog lassen sich andere Systeme aufbauen, in denen drei aus vier oder vier aus fünf Rekonstruktionstechniken benutzt werden.

Die in der VJiedergabesteuerung verwendeten speziellen Schaltungen sind bekannt und sind einfach die, die erforderlich sind, um den anderen Teilen des Wiedergabeteils 14 die erforderlichen Steuersignale zuzuführen, wie beschrieben. Die

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Steuerung 3υ weist axso einen quar^:;eG tcuerten Taktgenerator, :er einen resten Taktimpuls liefere, sowie geeignete Zähler C¹Hj wie bspw. einen 4oo-ßi t-Lähier, uei dem es sich vorzugsweise ein IC-Baustein wie nspw. des Typs 74LJ3'J»3 handeln !::nn. ,widere oChaltunqcn -um £r;:eu';en geeigneter Befehls-.'j'.gnaie in anderen Intervallen innrtterhaib einer gegebenen 'iiock.'-olge sine c^erifaiic aus herkömmlichen Zählern, Registern unci Verknüpf un>;i.'jgliederii aurgeaauc.

'.L'.nrend weiLeriiir. ouen spezielle .Schaltungen angegeben sind, -ν, λ einen Digi tal-Tonrecorder nach der vorliegenden Erfindung nu-zubauen, 1uCgc:i sich war /ui./enduny auf Digital-Videosignalc i'ccinnece spe::ielie öchaltungen uni.ii Lceibar dem 3cand der i'eciiiiii: entnehmen entsprechend den allgemeinen Jignalverarwc -^; tuncjs forwa l. , wie es oben offenbart ist. .So lassen sich bsp./. spezielle Jcwaltungen vorsehen, die Digitaldaten hoher D^:cn te - mit entsprechend längeren Blöcken - verarbeiten können.

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Claims

Paten tansprüche

1. Schaltung zum Verarbeiten üigitaler Signale, die in eine einzige Spur eines geeigneten Aufzeichnungsträgers aurgezeichnet werden sollen, mit einer Einrichtung, die das digitalisierte Signal zu einem seriellen Signal umwandelt, das auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden kann und eine r'oiqe von Blöcken mit jeweils einer vorgewählten .nnzahl von Datenwörtern, einer vorgewählten Anzahl von Parilätswörtern, einem dem Block entsprechenden Fehlerprüfkodewort sowie einem den Blockort bezeichnendes Synchronwort enthält, wobei die Kod lereinrichtung Einrichtungen zum Erzeugen der Paritätswörter jedes Blocks durch Exclusiv-ODER-Verknüpfung von Datenwörtern aus mindestens zwei anderen vorgewählten Blöcken nach der Beziehung

(N+n)

P,, = D„ . K K+j

(M+m)
K+k

N
v/obei P ein gegebenes Paritätswort im Abschnitt K des Blocks N, ein gegebenes Datenwort im Abschnitt K+j eines weiteren vorgewählten Blocks N+n, der vom Block N urn n Blöcke entfernt liegt,

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IJp⁺IJ¹ ein gegebenes Datenwort im Abschnitt K+k eines dritten

vorgewählten Blocks M+m ist, der m Blöcke N entfernt liegt, K,i, k, m und η ganzza.,1 i<j sind und rn und η ungleich und ungleich null sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichlung Mittel enthält, um die Paritätswörter P durch die Kxclusiv-ÜDüK-Verknüpfung der Oatenwörter aus mindestens zwei weiteren vorgewählten Blöcken nach der Beziehung

K K + j K +k

zu erzeugen, in der der 31ock (N+n) um η Blöcke vor dem Block N und der Block (N-m) urn πι Blöcke hinter dem Block N liegen, wobei jeder fehlerhaft wiecergegeLene Block ermittelt und fehlerfreie Datenwörter dieses Blocks aus den Datenwörtern mindestens eines der anderen vorgewählten Blöcke (N+n) vor dem Block N in Verknüpfung mit den aus den Datenwörtern dieses Blocks erzeugten Paritätswörtern P rexonstruiert werden können, wobei diese Datenwörter derart hinter dem Block N liegen, daß die Anordnung der Pari tatswörter P zwischen den Datenwörtern D^{1 +n}

und D die Verfügbarkeit korrigierbarer Daten an jedem gegebenen Ort entlang des Aufzeichnungsträgers innerhalb der Grenzen W—iTi bis N+n gewährleistet, und daß die korrigierten Datenwörter in ein serialisiertes Wiedergabesignal anstelle der Datenwörter des fehlerhaft wiedergegeoenen Blocks eingefügt werden.

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Γ' ..(-.YCiCHT

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung M.ttel enthält, um jedes Paritätswort P„ aus der Exclusiv-ODER-Verknüpfung der Datenwörter D' ⁺.ⁿ und D_2k . derart zu erzeugen, daß η und m ganzzahliq und so groß sind, daß die Blöcke N+n und N-m jeweils vom Block N zeitlich weit genug beabstandet sind und die Möglichkeit minimal wird, daß ein einzelner Defekt im Aufzeichnungsträger, auf dem die kodierten Signale aufgezeichnet sind, bei der Wiedergabe einen Signalverlust sowohl aus dem Block N als auch entweder dem Block N+n oder dem Block N+m verursacht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Bearbeiten der Datenwörter D und D mit m = η derart, daß die die Paritätswörter erzeugende Einrichtung die Paritätswörter des Blocks N aus η und -n Blöcke vom Block IJ entfernt liegenden Blöcken erzeugt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Paritätswörter erzeugende Einrichtung Mj.ttel aufweist, um die Paritätswörter in jedem räumlichen Abschnitt K des Blocks N aus den Datenwörtern in einem vorbestimmten Abschnitt 2K des Blocks N+15 und aus den Datenwörtern in einem vorbestimmten räumlichen Abschnitt 2K+1 aus dem Block N-15 zu erzeugen.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung weiterhin Mittel aufweist, um ein

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gegebenes Datenwort zeitweilig zu speichern und es mit einem später vorliegenden weiteren Datenwort zusammenzusetzen, um Blöcke ^u bilden, in denen räumlich nebeneinanderliegende Datenwörter zeitlich versetzten Datenwörtern entsprechen.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet weiterhin durch

einen Wiedergabeteil mit (a) einer einrichtung, die ein den auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Daten entsprechendes digitales Wiedergabesignal liefert, (b) einer Einrichtung, die das digitale Wiedergabesignal verarbeitet, um das Vorliegen fehlerhafter Signale innerhalb eines Blocks zu bestimmen, und Mittel, um das einem empfangenen rilock entsprechende Fehlerprüfwort zu recenerieren, sowie Mittel aufweist, um das regenerierte Fehlerprüfwort mit einem empfangenen Fehlerprüfwort dieses Blocks zu vergleichen und bei fehlender Übereinstimmung zwischen beiden ein Blockfehlersignal abzugeben, das anzeigt, daß fehlerhafte Signale vorliegen, und (c) einer auf ein Blockfehlersignal ansprechenden Einrichtung, die ein korrigiertes Datenwort rekonstruiert, und die korrigierten Datenwörter anstelle der fehlerhaften Signale einfügt, und Mittel, um jedem Block entsprechende Wiedergabesignale zeitweilig zu speichern, bis Signale empfangen werden, die den vorgewählten, zur Rekonstruktion der Datenwörter des fehlerhaften Blocks erforderlichen Paritäts- und Datenwörter enthaltenden Blöcken entsprechen, Mittel zum Rekonstruieren korrigierter Datenwörter aus den empfangenen Paritäts- und Datenwörter

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-ίοητΙ

in den vorgewählten Blöcken sowie Mittel enthält, um die rekonstruierten korrigierten Datenwörter am richtigen räumlichen Ort innerhalD des verarbeiteten digitalen »iedergabesignals einzufügen.

7. Schaltungsanordnung nach Anspriicn G, dadurch gekennzeichnet, daß die BlockrekonstruiereinrLchtung des Ijiedergaoeteils einen mit der Wiedergaber.teuerung und dem Zeitsteuersignalgenerator synchronisierten Speicher enthält, der ansprechend auf die Daten- und Paritätswörter jedes Blocks und auf die Blockiehlersignale aus der Verarbeitungseinrichtung die Daten- und Paritätswörter und die Blockfehlersignale zyklisch speichert, wobei die Korrektureinrichtung ein Paar Zwischenspeicher für Daten- bzw. Paritätswörter sowie eine tSxclusiv—ODER-Schaltung aufweist, die auf den Zustand des Zwischenspeichers ansprechend korrigierte Datenwörter regeneriert, wenn ein Blockfehlersignal vorliegt, wobei die korrigierten Datenwörter durch die Exclusiv-ODEK-Schaltung hindurch anstelle der vorher gespeicherten Datenwörter der als fehlerhaft anerkannten Blöcke in den Speicher eingeschrieben werden.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der zu digitalisierende und seriell aufzuzeichnende analoge NF- bzw. Tonsignale verarbeitet werden können, und durch Mittel, um ein analoges Toneingangssignal

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zu einem entsprechenden digitalisierten Tonsignal zur nachfolgenden Kodierung als digitales Eingangssignal umzuwandeln.

9. Schaltungsanordnung nacn Anspruch i, gekennzeichnet durch i'iittel ζ urn Verarbeiten von zu digitalisierenden und seriell aufzuzeichnenden Videosignalen so.vie hixicel zum Umwandeln eines analogen Eingangsvideosiqnals zu einem entsprechenden digitalisierten Videosignal, das spater zu einem digitalisierten Einaanq.ssignal kodiert wird.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verarbeiten digitaler Daten hoher Dichte, durch Mittel in der Kodiereinrichtung, um eine gegebene Blockqruppe digitaler Daten zu einem Impulszug zu formatieren, der aus einer Vielzahl von Blöcken besteht, wooei jeder Block eine vorgewählte Anzahl von Datenwörtern enthält, der Anfang jeder Blockgruppe durch eine Initialisierungsmarke oezeichnet ist und dem Ende der Blockgruppe jeweils eine Signallücke zur Anzeige des Zwischenraums zwischen einzelnen Blockgruppen zugeordnet ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung Mittel enthält, um Blöcke zu formatieren, bei denen K=I bis 262, m=+2, n=-2, k=0 und j = sind.

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I ly.A. >· ■·■···

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der VJiedergabeteil weiterhin Mittel aufweist, um das bearbeitete und korrigierte digitale Vjiedergabesignal zu einem entsprechenden analogen Ausgangssignal umzuwandeln.

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