DE3038359A1 - Spurfehlerkorrektursystem, beispielsweise fuer einen videoplattenspieler - Google Patents

Description

RCA 73317/Sch/Ro.
US-Ser.No. 084,386
AT: 12. Oktober 1979

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Spurfehlerkorrektursystem, beispielsweise für einen Videoplattenspieler.

Die Erfindung betrifft Systeme zur Feststellung von Spurfehlern bei einem Bildplattenspieler.

Eine Bildplatte besteht aus einem flachen Körper, der auf seiner Oberfläche eine Signalspur trägt. Die Signalspuren sind häufig sehr dünn, damit die Platte Programmaterial in ausreichender Länge enthalten kann und genügend Bandbreite für ein Videosignal bietet. Bei den meisten Bildplattensystenien weist die Bildplatte im allgemeinen eine gewisse Struktur zwischen den Signalspuren auf, welche bei der Drehung der Platte einen Abnehmer der Informationsspur folgen läßt. Bei einem riTlenlosen kapazitiven Abnehmersystem werden zwischen benachbarten Signalspuren Rechts- und Linksmarkierungssignale aufgezeichnet, um das Abnehmerservosystem entlang der Signalspurmitte zu führen. Bei einigen optischen Abnehmersystemen.wird der freie Platz zwischen spiralförmigen Signalspuren von dem optischen Servosystem zur Spurnachführung herangezogen. Bei einigen Rillenplattensystemen liefern die erhöhten Seitenwände der Rille auf der Platte mechanische Kräfte zur Führung des Abnehmerstiftes bei der Wiedergabe.

Bei jeder Art von Bildplatten und dem jeweiligen Servosystem gibt es eine Klasse von Plattenfehlern und Verunreinigungen, welche ein überspringen einer oder mehrerer Signalspuren durch den Abnehmer bewirken, was zu einem Spurfehler führt. Bei dem hier besprochenen Rillensystem benutzt man eine Umhüllung zum Schutz der Platte gegen Verunreinigungen und mechanische

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Beschädigung. Im Gebrauch ist es dennoch immer möglich, daß Verunreinigungen in die Schutzhülle gelangen und an der Platte anhaften und Spurfehler verursachen.

Spurfehler können in jeder Richtung im Programmaterial auftreten. Ein Zurückspringen des Abnehmers führt zu einem wiederholten Durchlaufen einer oder mehrerer bereits zuvor durchlaufener Windungen einer spiralförmigen Signalspur. Ein solcher Zustand wird hier als Rillenfesthängen bezeichnet. Selbst wenn der Abnehmer zufällig aus der blockierten Rille herausspringt, ergibt sich eine erhebliche Programmunterbrechung. Ein. Vorspringen braucht zwar bei einigen Videoprogrammen .nicht zu beanstanden zu sein, stellt jedoch bei bestimmten Arten von auf einer Bildplatte aufgezeichneten Programmaterial ein ernsthaftes Problem dar. Es ist daher sehr wichtig, Spurfehler sowohl infolge von Vorspringen wie auch Zurückspringen zu vermeiden. Es wurde bereits gesagt, daß Spurfehler von bei der.Herste!lung entstehenden Plattendeffekten wie auch von Verunreinigungen herrühren können, wie Staubpartikeln oder Fingerabdrücken, die beim normalen Gebrauch an der Oberfläche der Platte auftreten. Die Signalspurdichte auf Langspiel videoplatten ist im allgemeinen sehr hoch, nämlich fast 400 Rillen pro Millimeter (10 000 Rillen pro Zoll) in einigen Fällen, und daher ist es schwierig, Herstellungstechniken zu entwickeln, bei welchen alle Fehler ausgeschaltet sind. Selbst wenn man nach der Herstellung eine Schutzumhüllung benutzt, ist ein vollständiger Schutz der Platte gegen Umwelteinflüsse schwierig zu erreichen.

Diese Tatsachen führen zu der Forderung, daß ein System zur Feststellung und Korrektur von Spurfehlern zu entwickeln ist. Ein solches System erlaubt die Verwendung von Bildplatten, die einige auf die Herstellung zurückzuführende Unvollkommenheiten enthalten. Beispielsweise könnte eine Bildplatte mit einem kleinen Rillenfestfahrfehler, der andernfalls zu einer Programmunterbrechung führen könnte, bei Anwendung der Erfindung noch befriedigend abgespielt werden. Weiterhin würde die ausnutzbare Lebensdauer einer Bildplatte die im Gebrauch infolge von Verunreinigungen, wie Staubpartikel an mehreren Rillen festhängt, entsprechend verlängert werden können.

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Ein bekanntes Prinzip zur Feststellung von .Spurfehlern auf einer Rillenbildplatte besteht in der Aufzeichnung eines Tonsignals, beispielsweise von 18 kHz, auf der Bildplatte. Ein Spurfehler wird dann als Phasenverschiebung dieses Tones festgestellt. Die Richtung der Phasenverschiebung, ob Vor- oder Nacheilung, gibt die Polarität des Spurfehlers an. Ein Problem hierbei besteht jedoch in dem begrenzten Bereich, bei dem also eine Phasenvoreilung von 18C oder mehr nicht mehr von einer Phasennacheilung unterschieden werden kann. Ein anderes Problem besteht darin, daß Kreuzmodulationsprodukte mit anderen aufgezeichneten Signalen, etwa der 15 kHz-Zeilenfrequenz, zur Erzeugung hörbarer Schwebungsfrequenzen führen können.

Ein Weg, die 15 kHz-Zeilenfrequenz selbst zur Feststellung von Spurfehlern · heranzuziehen, findet sich in der US-PS 3 963 860 mit dem Titel "LOCKED GROOVE DETECTION AND CORRECTION IN VIDEO DISK PLAYBACK APPARATUS" vom 15. Juni 1976 (Erfinder: T.W. Burrus). Gemäß dieser Patentschrift enthält jede Windung der Spiralsignalspur eine feste Anzahl von Horizontalzeilen zuzüglich eines Bruchteils, etwa 0,1, einer Horizontalzeile. Die Horizontalsynchron Impulse liegen daher auf einer Spirallinie anstatt auf einem Radius. Ein Spurfehler wird festgestellt durch das Vorhandensein einer entsprechenden Phasenverschiebung der Horizontalsynchronimpulse. Auch dieses Verfahren leidet unter dem Nachteil eines begrenzten Bereiches, weil ein Vorwärtssprung von 5 Rillen (also eine Phasenverschiebung von 5 mal 0,1 gleich einer halben Zeile im obigen Beispiel) nicht von einem Zurückspringen um 5 Rillen unterschieden werden kann. Die Spurfehlerfeststellung durch Ermittlung, einer Phasenverschiebung wird auch kompliziert, wenn Übergangseffekte beim Absenken des Abtaststiftes in Betracht zu ziehen sind. Weiterhin muß der Detektor Unterschiede zu Rauscheffekten machen, um nicht fälschlich ein Rillenfesthängen anzuzeigen, was zu einem unnötigen Vorsetzen des Abtaststiftes führen würde.

Bei der vorliegenden Erfindung werden Spurfehler entdeckt durch Abtastung · von Digitalzahlen, die auf der Bildplatte in einer vorgeschriebenen Folge voraufgezeichnet sind, wobei beispielsweise jede Digitalzahl gegenüber der

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vorangehenden um einen Zuwachs vergrößert ist und ein Spurfehler ermittelt wird durch Feststellung der Abweichung zweier aufeinanderfolgend abgefühlter Digitalzahlen von der richtigen Reihenfolge. Da die Richtung und Große des Spurfehlers aus dem Unterschied zwischen zwei abgefühlten Digital zahl en hervorgeht, kann eine Verschiebungseinrichtung in einer solchen Richtung und einem solchen geeigneten Steueralgorithmus betätigt werden, daß der Abtaststift in die gewünschte Spur zurückgefahren wird. In der gleichlaufenden Patentanmeldung von Charles Dieterich mit dem Titel "VIDEO DISC SYSTEM"*) der gleichen Anmelderin ist ein Digitaldatensystem zur Verwendung für die vorliegende Erfindung beschrieben.

Wenn erst einmal ein Spurfehler festgestellt ist, dann kann das normale Abnehnierservosystem aktiviert werden, um den Abnehmer in die richtige Spur zu setzen. Das übliche Servoabnehmersystem eignet sich zwar für die Spurführung des Abtaststiftes entlang dem allmählichen Vorschub in der Spiral signalspur, jedoch hat es nicht die notwendigen Hochfrequenzeigenschaften, um einen Spurfehler zu korrigieren. Es ist deshalb eine getrennte Verschiebeeinrichtung vorgesehen, um örtliche schnelle Bewegungen des Abtaststiftes in benachbarte Spuren zu bewirken. Solche Verschiebeeinrichtungen können elektromagnetische oder piezoelektrische oder jegeliche Einrichtungen sein, die eine entsprechende mechanische Bewegung des Abnehmers hervorrufen können.

*) US-Ser.No. 084 386 (RCA 73 317)

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In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung eines Fernsehsignals mit dem Vertikalaustastintervall zwischen ungeraden und geraden Halbbildern;

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Digital datenschemas, wie es bei dem offenbarten Aufzeichnungsverfahren benutzt ist; Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Bildplattencodierers; Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Bildplattenspielers;

Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches den Digitaldatengenerator des Bildplattencodierers gemäß Fig. 3 in mehr Einzelheiten zeigt;

Fig. 6 ein Blockschaltbild, welches mehr Einzelheiten des Informationspuffers für den Bildplattenspieler gemäß Fig. 4 zeigt;

Fig. 7 ein Schaltbild einer Einrichtung zur Erzeugung eines Fehl erprüfcodes von den Informationsbits für den Bildplattencodierer gemäß Fig. 5;

Fig. 8 ein teilweise in Blockdarstellung ausgeführtes Schaltbild des Informationspuffers für den Bildplattenspieler gemäß Fig. 4;

Fig. 9 eine Ausführungsform eines Empfangssteuerzählers für den in Fig. 8 gezeigten Informationspuffer;

Fig. 10 ein Zustandsübergangsdiagramm für die Mikroprozessor-Steuerschaltung gemäß Fig. 4 und

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Programmalgorithmus für die Mikroprozessor-Steuerschaltung gemäß Fig. 4.

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Signal schema

Fig. 1 zeigt besondere Einzelheiten eines NTSC-Fernsehsignals im Schema gemäß der verdeckten Farbträgertechnik, wie sie in der US-PS 3 872 498 von D. Pritchard mit dem Titel "Color information translating systems" beschrieben ist. Die miteinander verschachtelten ungraden und geraden Halbbilder sind durch ein Vertikalaustastintervall voneinander getrennt. Der Fernsehfachmann erkennt leicht das übliche Vertikalaustastintervall, das ein erstes Austastimpulsintervall, ein Vertikai Synchronisierintervall und ein zweites Ausgleichsimpulsintervall, dem eine Anzahl von Horizontalzeilenintervallen zum Beginn jedes neuen Halbbildes folgen, enthält. Wie Fig. 1 zeigt, beginnt die Videosignal information in der Zeile 22' des Halbbildes 1 und in der Zeile 284' des Halbbildes 2.

Die der HaibbiIdnummer entsprechende Digital information erscheint in der Zeile 17' des Halbbildes 1 und in der Zeile 280' des Halbbildes 2. Digitalinformation könnte genauso gut in andere Zeilen des Vertikalaustastintervalls eingefügt werden. Um Einzelheiten des Digital signal Schemas zu zeigen, ist in Fig. 2 der Zeitmaßstab während der Daten enthaltenen HorizontalzeiIe (Zeile 17' oder Zeile 280') gedehnt.

Daten werden als Leuchtdichtepegel dargestellt: 100 IRE-Einheiten bedeuten eine logische EINS und 0 IRE-Einheiten (Austastpegel) eine logische NULL. Das erste Datenbit folgt dem üblichen Horizontal synchron impuls 140 und dem Farbsynchronsignal 142. Die Frequenz des Farbsynchronsignals 142 beträgt etwa 1₃53 MHz, also die Frequenz,des verdeckten Farbträgers. Jedes Datenbit wird synchron mit dem verdeckten Farbträgersignal von 1,53 MHz übertragen. Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt jede Digitalnachricht einen 13-Bit-Startcode, der mit B(x) bezeichnet ist, einen 13-Bit-Redundanz-FehlerprUfcode, der mit C(x) bezeichnet ist, und 51 Informationsbit, die mit I(x) bezeichnet sind. Der Beginn der nächsten Horizontalzeile ist gekennzeichnet durch den nächsten Horizontalzeilensynchronimpuls 140a und das Farbsynchronsignal 142a. Somit sind die einzelnen Datenbits synchron mit dem Farbträger und die gesamte

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digitale Nachricht ist synchron mit dem Vertikalsynchronimpuls. Die Datenfrequenz kann ein Vielfaches oder ein (ganzzahliger) Bruchteil einer geeigneten Farbträgerfrequenz sein. Natürlich können auch andere Leuchtdichtewerte den Logikwerten EINS und NULL zugeordnet werden, oder ein gegebener Leuchtdichtepegel kann durch mehr als ein Bit bezeichnet werden.

Bei dem hier beschriebenen System wird zur Synchronisierung des Datensystems mit der Digitalnachricht ein Startcode benutzt, und damit vermeidet man die Notwendigkeit, die Flanke des Horizontal- oder Vertikalsynchronimpulses feststellen zu müssen. Synchronisierfehler bei einem seriell arbeitenden Digital datensystem führen zu (Voll-)Bildfehlern, wo also die empfangenen Daten um ein oder mehr Bits aus ihrer richtigen Lage verschoben sind. Bisher'bekannte Systeme zur Aufzeichnung von Digitaldaten in einer für Bildplatten codierten Form haben gezeigt, da3 die Flanken der Synchron impulse als Zeitbezug nicht zuverlässig sind und zu Fehlern des Vollbildes führen. Startcodes haben sich als zuverlässiger erwiesen.

Der speziell gewählte Startcode 1111100110101 ist einer der in der Radar- und Sonartechnik bekannten Barker-Codes, wie sie beispielsweise in dem Buch "Group Synchronization of Binary Digital Systems" von R. H. Barker, 1953 bei Academic Press, New York, beschrieben sind. Barker-Codes sind so gewählt, daß die Autokorrelationsfunktion eines einen Barker-Code enthaltenden und gegenüber sich selbst verschobenen Signals bei Koinzidenz maximal, andernfalls dagegen minimal ist. Das bedeutet, daß bei Zuordnung eines Wertes von +1 oder -1 zu jedem Bit im Startcode und Berechnung der Summe der jeweiligen Bitprodukte für jede Verschiebungsposition des Startcodes gegenüber sich selbst eine solche Autokorrelationsfunktion ein scharfes Maximum im Koinzidenzfalle ergibt. Insbesondere ergibt ein Barker-Code bei Verschiebung um irgendeine ungerade Anzahl von Stellen gegenüber sich selbst eine Autokorrelation von 0. Eine Verschiebung eines Barker-Codes um irgendeine gerade Anzahl von Stellen gegenüber sich selbst ergibt eine Autokorrelation von -1. Wenn jedoch Koinzidenz herrscht, ergibt die Autokorrelation den Wert N, wobei N die Anzahl von Bits im Barker-Code ist. Wenn also mit anderen Worten

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.- 12 -

ein Barker-Code um irgendeine Anzahl von Stellen gegenüber sich selbst verschoben wird, dann unterscheidet er sich um eine maximale Anzahl von Bitpositionen. Beim Vorhandensein von Rauschen verringert diese Eigenschaft die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Startcodeermittlung im Vergleich zu einem willkürlich gewählten Startcode.

Die Informationsbits I(x) enthalten eine Halbbildnummer, eine Bandnummer und einen Raum für Informationsbits für spätere Erweiterung. Die Halbbildnummern kennzeichnen jedes Halbbild des Videosignals durch eine individuelle 18-Bit-Binärzahl. Am Beginn der Bildplatte ist das erste Halbbild des Videoprogramms das Halbbild "null". Danach wird jedes Halbbild aufeinanderfolgend in ansteigendem Sinne numeriert. Die Bandnummern beziehen sich auf das aufgezeichnete Videosignal in einer Gruppe benachbarter Windungen der Spiralrille, die eine bandförmige Gestalt bilden. Das gesamte Material in einem solchen Rillenband wird durch eine gemeinsame Bandnummer identifiziert. Als ein Beispiel für die Bandnummernanwendung sei erwähnt, daß das Videosignal, nachdem das Ende des Videoprogrammaterials aufgezeichnet ist, die Bandnummer "dreiundsechzig" hat. Der Bildplattenspieler fühlt das Band dreiundsechzig als Ende des Programms und reagiert darauf durch Abheben des Abtasters von der Platte.·

Der Fehl erprüfcode C(x) wird aus I(x) im Bildplattenaufzeichnungsgerät berechnet. Zu diesem Zweck wird I(x) mit einer Konstante «(x) multipliziert. Das erhaltene Produkt wird durch' eine andere Konstante g(x) dividiert, und nach dieser Division wird der Rest (der Quotient wird nicht benutzt) zu einer dritten Konstanten M(x) addiert und man erhält C(x).

Im Bildplattenspieler wird die abgenommene Information auf Fehler geprüft, in dem man die gesamte Information einschließlich des Startcodes durch die erwähnte Konstante g(x) dividiert. Wenn der Rest gleich dem Startcode B(x) ist, dann wird die Information als fehlerfrei angesehen. Die Konstanten H(x) und M(x) werden so gewählt, daß der Rest der gesamten Information den Startcode ergibt. Die Konstante g(x), die sowohl bei der Bildplattenaufzeichnungsapparatur wie auch beim Bildplattenspieler benutzt wird, wird als das Generatorpolynom des Codes bezeichnet. Es wird ein spezifischer Wert g(x)

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gewählt, der zu einem Code führt, mit Hilfe dessen sich Fehler feststellen lassen, was besonders vorteilhaft bei Verwendung bei einem Bildplattenmedium ist. In dem hier beschriebenen System werden die oben angeführten Addition-, Multiplikations- und Divisionsvorgänge entsprechend speziellen Regeln durchgeführt, die auf die Geräte zugeschnitten sind, mit denen sie ausgeführt werden sollen. Die Fehlercodierung wird in größeren Einzelheiten später noch im Zusammenhang mit den Geräten für Codierung und Decodierung erläutert werden.

Ein Blockschaltbild eines Videoplattencodierers ist in Fig. 3 gezeigt. Ein Bildsignalgemisch von einer Quelle 30 wird in einer Addierschaltung 36 mit einem von einem Digitaldatengenerator 38 über eine Leitung 37 zugeführten, Digitaldaten darstellenden Bitstrom linear kombiniert. Eine Synchronisierschaltung 32 liefert einen Farbträger und Synchronisierimpulse, so daß die von dem Digitaldatengenerator 38 erzeugten Datenbits synchron mit dem am Anschluß 31a vorhandenen Farbträger sind und die Digital information in der richtigen Horizontalzeile des Vertikalaustastintervalls codiert wird. Auf der Datenleitung 39 auftretende und die Halbbildnummer sowie die Bandnummer darstellende Informationsdaten werden von einer Einrichtung 34 geliefert. Die Verwendung der Information über die Halbbildnummer und die Bandnummer wird im Zusammenhang mit dem Mikroprozessorprogramm (Fig. 10 und 11) erläutert werden. Die Digital daten und das Videosignal werden in der Addierschaltung 36 miteinander kombiniert. Eine weitere Signal verarbeitungsschal tung 40 bereitet das zusammengesetzte Videosignal für das Aufzeichnungsmedium vor: Dieses zusammengesetzte Bildsignal ist vom Typ mit verdecktem Farbträger und wird unter Benutzung von Frequenzmodulationstechniken aufgezeichnet.

Bei dem Bildplattenspieler gemäß Fig. 4 wird das Frequenzmodulationssignal mit Hilfe einer einen Abnehmerwahdler und einen Abtaststift enthaltenden Abtasteinrichtung 20 abgetastet und mittels einer Videosignalverarbeitungsschaltung 18 in ein normgerechtes Fernsehsignal zur Wiedergabe mit einem üblichen Fernsehempfänger umgewandelt. Die Videosignal verarbeitungsschaltung 18 enthält eine Schaltung, die unter Steuerung durch das Farbsynchronsignal

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einen 1,53 MHz-Oszillator mit dem Farbträger phasensynchronisiert. Der Farboszillator wird zusätzlich zu seiner üblichen Verwendung für die Demodulierung der verdeckten Farbträgerschwingung zur Lieferung eines digitalen Taktsignals herangezogen, das auf der Leitung 72 erscheint. Die Videosignal Verarbeitungsschaltung 18 enthält ferner Einrichtungen zur Demodulierung des Videoträgers und Kammfilterung des demodulierten Videosignals. Ein Kammfilter 19 subtrahiert zwei aufeinanderfolgende Halbbildzeilen, und das Subtraktionsergebnis erscheint auf der Leitung 70 als verarbeitetes Videosignal. Da die Zeile 16', in welcher der Schwarzpegel herrscht, von der Zeile 17' subtrahiert wird, die mit Digitaldaten moduliert ist, sind die verarbeiteten Videosignale auf der Leitung 70 die wiedergewonnenen Digitaldaten. Natürlich kann die Zeile 16' irgendeinen konstanten Leuchtdichtepegel beinhalten. Wenn die der Datenzeile 17' nachfolgende Zeile 18' eine Zeile konstanter Leuchtdichte (einschließlich schwarz) ist, dann stellt das folgende Ausgangssignal des Kammfilters während der Zeile 18' wiederum wiedergewonnene Digitaldaten, jedoch invertiert, dar. Durch Subtraktion einer.Zeile von einer benachbarten Zeile konstanter Leuchtdichte wird das wiedergewonnene Digitalsignal auf sich selbst bezogen, und Datenfehler infolge von Verschiebungen des Gleichspannungspegels im Videosignal werden eliminiert. Wenn es erwünscht ist, Daten in aufeinanderfolgenden Zeilen unterzubringen anstatt Daten neben Zeilen konstanter Leuchtdichte zu haben, dann wären Einrichtungen erforderlich,, welche das Videosignal auf einen vorbestimmten Leuchtdichtepegel oder einen· Gleichspannungsbezugspegel beziehen, ^amit sich der Digitaldatenfluß von dem Videosignal trennen läßt.

Aus Fig. 4 kann man sehen, daß der Informationspuffer 16 bei Zuführung des verarbeiteten Videosignals auf der Leitung 70 und des 1,53 MHz-Taktsignals auf der Leitung 72 Digitaldaten aus dem Videosignal extrahiert. Der Puffer 16 wird gesteuert durch ein vom Mikroprozessor 10 über die Leitung 71 zugeführtes digitales Binärsteuersignal. Ein Binärzustand des Steuersignals auf der Leitung 71'läßt den Informationspuffer 16 Daten aufnehmen. Beim anderen Binärzustand konditioniert das Steuersignal auf der Leitung 71 den Informationspuffer 16 für die übertragung der empfangenen Daten zum Mikroprozessor 10. Wenn das Steuersignal auf der Leitung 71 einen hohen Pegel hat, dann öffnet sich der Informationspuffer 16 für die Abfühlung ankommender Daten auf der das verarbeitete Videosignal führenden Leitung 70 unter Verwendung

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des 1,53 MHz-Signals auf der Leitung 72 als Taktsignal. Nach Aufnahme einer vollständigen Information oder Nachricht liefert das Zustandssignal auf der Leitung 75 eine Anzeige darüber, daß die Information vollständig ist. Zur übertragung der Information zum Mikroproz.essorspeicher wird das Steuersignal auf der Leitung 71 auf einen niedrigen Pegel gebracht. Dadurch wird der Informationspuffer 16 gesperrt und die internen Steuerschaltungen zurückgesetzt, und die Ergebnisse der Informationsfehlercodeprüfung auf die Zustandsleitung 75 geschaltet. Wenn das Zustandssignal anzeigt, daß die Information gültig ist (wenn also die Fehlercodeprüfung eine Gültigkeit ergibt), dann wird der Mikroprozessor 10 für die übertragung von Daten im Informationspuffer 16 zum Mikroprozessor 10 programmiert. Der Mikroprozessor liefert ein externes Taktsignal auf der Leitung 73 für den Datentransfer vom Informationspuffer 16. Bei jedem Taktimpuls wird ein Bit der Daten auf der Leitung 74 aus den Informationspuffer heraus-und in den Mikroprozessor 10 hineingeschoben. Wenn sämtliche Daten in den Mikroprozessor 10 überführt sind, dann ist das Programm fertig für eine weitere digitale Information bzw. Nachricht, auf der Steuerleitung 71 erscheint wieder ein hoher Pegel und der Vorgang wiederholt sich. ' -

Der Mikroprozessor 10 steuert über den Informationspuffer 16 die Austastung der Zeile 17' (oder Zeile 280') aus dem Videosignal. Die erste digitale Information wird erhalten durch ständiges Absuchen des Videosignals nach einem Startcode. Danach wird der Informationspuffer 16 gesperrt. Dann wird der Informationspuffer, gesteuert durch das zeitliche Auftreten der ersten digitalen Nachricht, für etwa sechs Zeilen geöffnet, ehe die nächste digitale Nachricht erwartet wird. Wenn keine gültige Nachricht gefunden wird, dann wird der Informationspuffer 16 etwa sechs Zeilen nach dieser erwarteten Zeit des Auftretens gesperrt. Wird dagegen eine gültige Digitalnachricht gefunden, dann wird der Informationspuffer 16 gesperrt, und aufgrund des Zeitpunkts des Auftretens der derzeitigen Digitalnachricht wird die neue Zeit für das Auftreten der nächsten Digitalnachricht errechnet. Auf diese Weise öffnet der Mikroprozessor 10 ein Tor oder Datenfenster von etwa zwölf Zeilen Breite, welches zentrisch um die erwarteten Daten herum liegt.

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Das Zeitintervall von der Mitte des einen Datenfensters zum nächsten ist etwa das Zeitintervall eines Videohalbbildes. Die Breite des Datenfensters wird so gewählt, daß für den Fall der ungünstigsten zeitlichen Verhältnisse die erwarteten Daten in das Datenfenster fallen. Quellen von Zeitfehlern, wie sie noch erläutert werden, sind: Das begrenzte Auflösungsvermögen des Digitalzeitgebers, die Driftrate des Zeitgebers, Programmunsicherheiten bei der Bestimmung des Zeitpunkts des Auftretens der derzeitigen Daten, Zeitdifferenzen zwischen ungraden und geraden verschachtelten Halbbildern. Anpassungen für die Verwendung anderer Mikroprozessoren und/oder Zeitgeber können durchgeführt werden durch entsprechende Justierung der Breite des Datenfensters. Das Mikroprozessorprogramm, welches die Logik für das Suchen von Daten und die Zentrierung des Datenfensters steuert, wird anschließend im Zusammenhang mit den Fig. 10 und 11 beschrieben.

Der Mikroprozessor 10 reagiert auch auf die Einsteller 14 am Bedienungsfeld des Plattenspielers (Auflegen, Pause und Abtasten) zur Betätigung des Spielermechanismus 12 und Ansteuerung des Anzeigefeldes 22 des Spielers entsprechend einem vorbestimmten Programm, wie ebenfalls noch erörtert werden wird. Der Spielermechanismus ist weiterhin mit mindestens einer Verschiebeeinrichtung für den Abtaststift versehen, die durch den Mikroprozessor 10 betätigt wird. Eine solche Verschiebebeeinrichtung arbeitet piezoelektrisch, elektromagnetisch oder in anderer Weise und versetzt den Signal abnehmer in benachbarte Rillen oder Signalspuren der Bildplatte. Die Verwendui.., einer solchen Verschiebe- oder Umspringeinrichtung für das Verlassen blockierter Rillen wird anschließend ebenfalls in Verbindung mit den in den Fig. 10 und 11 gezeigten Flußdiagrammen beschrieben.

Fehlercode

Wie bereits gesagt wurde, benutzt ein Bildplattenaufzeichnungsgerät die Informationsbits I(x) zur Berechnung von C(x). Wegen der großen Anzahl von Potential kombinationen - I(x) und C(x) sind zusammen 64 Bits lang - und wegen des Wunsches die Fehlerfeststellungs- und Korrektureigenschaften eines gegebenen Codes ohne Zuhilfenahme einer Aufzählung zu bestimmen, werden

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Fehlercodes mathematisch behandelt. Eine generelle mathematische Entwicklung der Ringtheorie und Galois'scher Felder GF(2^m), die generell für Fehlercodes anwendbar sind, findet sich in der Veröffentlichung "Error Correcting Codes" von W. Wesley Peterson in der MIT Press, Cambridge, Mass. Für die hier vorliegenden Zwecke läßt sich die Fehlercodierung in der Bildplatte am besten anhand einiger einfacher Definitionen verstehen.

Eine digitale Nachricht, die EINSen und NULLen enthält, kann betrachtet werden als Darstellung eines algebraischen Polynoms, welches Potenzen von χ enthält. Die Koeffizienten der jeweiligen Potenzen von χ sind die einzelnen Bits der Nachricht. Beispielsweise kann die 4-Bit-Nachricht 1011 dargestellt werden durch das Polynom P(x) der Form

P(x) = 1·χ³+0·χ²+1·χ+1·χ°
= χ +x+1.

Wendet man diesen Ausdruck auf den Startcode 1111100110101 an, dann ergibt sich

B(x) =x¹² ₊x¹¹ ₊x¹⁰ ₊x⁹ ₊x⁸ ₊x⁵ ₊x⁴ ₊x² ₊ ¹.

Die höchste Potenz von χ wird der Grad des Polynoms genannt. Im obigen Beispiel ist B(x) ein Polynom zwölften Grades.

Polynome können addiert, subtrahiert, multipliziert und dividiert werden nach den üblichen Regeln der Algebra, außer daß Koeffizienten in Modulo-2-Äusdrücken geschrieben werden können. Eine Kurzschreibweise für den Rest eines Polynoms nach Division.durch ein anderes Polynom wird durch Klammern angegeben. Wenn

P(x) _ n_(v) . Hx)
gi*I-^Q(x)+gW

und der Rest r(x) einen Grad niedriger als der Divisor g(x) ist, dann ist [P(X)] = Hx).

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Bei der Bildplattenaufzeichnungsvorrichtung wird die gesamte auf der Bildplatte aufgezeichnete Nachricht oder Information ausgedrückt durch ein Polynom T(x). Aus Fig. 2 ergibt sich

. . T(x) =B(x)x⁶⁴+C(x)x⁵¹+I(x). (1)

Der Term χ verschiebt B(x) um 64 Bits, weil B(x) am Anfang des Datenschemas liegt. Entsprechend verschiebt der Term χ C(x) um 51 Bits, um darzustellen, daß C(x) vor I(x) aufgezeichnet ist. Gemäß der beschriebenen Anlage berechnet die Aufzeichnungseinrichtung einen Wert für C(x) so, daß die gesamte Nachricht T(x) einen Rest gleich B(x) ist,nachdem sie durch g(x) geteilt ist. Nimmt man C(x) von der Form an

C(x) = [Kx)-H(X)J + M(x), (2)

dann sind H(x) und M(x) konstante Polynome, die so gewählt sind, daß

• [T(X)] = B(x). (3)

Es läßt sich zeigen, daß die Gleichungen (1), (2) und (3) nach Lösung für die·konstanten Polynome H(x) und M(x) ergeben

H(X) - [x¹²⁷]

M(x) = [B(x)x¹³+B(x)x¹²⁷].

Fig. 7 enthält eine Tabelle, in der gewählte Werte für B(x) und g(x) ebenso wie die abgeleiteten Werte für H(x) und M(x) aufgeführt sind. Die Bits höherer Ordnung sind in Fig. 7 rechts dargestellt, so daß dieselbe Reihenfolge haben, in der die Flipflop-Speicherelemente in dem logischen Diagramm derselben Figur erscheinen.

Im Bildplattenspieler wird die aufgezeichnete Digital information von den elektronischen Schaltungen des Spielers gelesen. Die auf der Bildplatte aufgezeichneten Daten sind T(x). Die vom Plattenspieler gelesenen Daten sind R(x). Wenn zwischen Aufnahme und Wiedergabe keine Fehler auftreten, dann ist T(x) = R(x). Die erhaltene Nachricht R(x) wird auf Fehler geprüft, indem R(x) durch g(x) dividiert wird. Ist der Rest gleich B(x),

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dem Startcode, dann wird die Information als fehlerfrei angesehen. Wenn andererseits der Rest nicht gleich B(x) ist, dann bedeutet dies einen Fehler.

Die Eigenschaften des in der obengenannten Weise erzeugten Codes hängen von der Wahl von g(x), dem sogenannten Generatorpolynom, ab. Das im Einzelfall für die Bildplatte gewählte Polynom g(x) ist einer von dem Computer berechneten Codes, die Tadao Kasami in seiner Veröffentlichung "Optimum Shortened Cyclic Codes for Burst Error Correction" in den IEEE Transations on Information Theory 1963 beschrieben hat. Ein Farbsynchronsignal fehl er in einem Digitalsystem stellt eine Fehlerart dar, bei welcher benachbarte Bits in einer Digitalnachricht verloren sind. Farbsynchronsignalfehler bilden einen wahrscheinlichen Typ von Übertragungsfehlern bei Bildplatten. Wie Kasami in der erwähnten Literaturstelle zeigt, kann ein Code, der einzelne Farbsynchronsignalfehler von 6 Bits oder weniger korrigieren Kann, unter Verwendung eines Generatorpolynoms folgender Art benutzt werden

g(x)« X¹VVVV₊X⁶^₊XV₊I.

Weiter läßt sich zeigen, daß für dieses Polynom g(x) alle einzelnen Farbsynchronsignalfehler von 13 Bits oder weniger festgestellt werden und mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,988% aller einzelnen Farbsynchronsignalfehler, die langer als 13 Bits sind, ebenfalls festgestellt werden. Der hier beschriebene Bildplattenspieler benutzt nur die Fehlerfeststelleigenschaften des gewählten Codes.

Als ein besonderes Beispiel der Fehlercodeerzeugung sei der Fall angenommen, bei dem die Halbbildnummer 25 000 ist, die Bandnummer 17 und die Zahl der Reservebits 0 ist. Weil 25 000 in Binärdarstellung 000 110 000 101 000 ist und 17 in Binärdarstellung 010 001 ist (Bits höherer Ordnung stehen links), sind die 51 Informationsbits 000 000 000 000 000 000 000 000 000 110 000 110 101 000 010 001. Die Reihenfolge der übertragung geschieht folgendermaßen: Zuerst die Reservebits, dann folgt die Halbbildnummer und dann die Bandnummer, wobei die höchststelligen Bits zuerst übertragen werden. Der Fehlercode für den obengenannten speziellen Ausdruck

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I(χ-) wird als Rest von I(x) mal H(x) plus M(x) berechnet und dargestellt durch 0111100100010. Das nächste Videohalbbild ist 25 001 oder in Binärdarstellung 000 110 000 110 101 001. Für entsprechende Informationsbits 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 110 000 110 101 001 010 001 ist der richtige Fehlercode 1000101101110. Die vollständige Digital information für das Halbbild 25 001 einschließlich des Startcodes ist damit 1111100110101 1000101101110 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 110 000 110 101 001 010 001, dargestellt in der Reihenfolge der übertragung. Der Startcode ist in den ersten 13 Bits enthalten, der Fehlercode in den nächsten 13 Bits und die 51 Informationsbits sind die letzten. Bei dem Bildplattenspieler wird die oben angegebene Digital information auf Fehler geprüft, in dem die erhaltene Information durch g(x) geteilt wird. Werden keine Fehler festgestellt, dann ergibt sich der Rest zu 111110011.0101, welcher genau der Startcode ist.

Geräte

Ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Erzeugung der Funktion T(x) ist in Fig. 5 gezeigt. Unter Steuerung durch die Übertragungssteuerschaltung 50 werden 24 Informationsbits über die Datenleitung 39 und 27 Reserveinformationsbits über die Datenleitung 39a in ein 51-Bit-Schieberegister

44 eingespeichert. Dann wird I(x), das 51 Bits umfaßt, in ein anderes 51-Bit-Schieberegister 52 verschoben.

Zur gleichen Zeit, während der 51 Verschiebeimpulse, berechnet ein Codierer

45 C(x) auf folgende Weise. Die Polynon-Divisions- und -Multiplikationsschaltung 46 berechnet bei der 51-Bit-Serienzuführung von I(x) den Rest von I(x) mal H(x) geteilt durch g(x). Dann wird M(x) in der Polynom-Addierschaltung 48 parallel addiert. Der resultierende Code C(x) wird in ein 13-Bit-Schieberegister 54 eingegeben, und B(x), der Startcode, wird über die Datenleitung 49 in ein anderes 13-Bit-Schieberegister 47 eingegeben. Da der Startcode ein konstanter Digitalwert ist, erfolgt diese Eingabe vorzugsweise über feste Verbindungen mit den parallelen Eingangsleitungen des Schieberegisters 47, im Gegensatz zu einer Programmrealisierung.

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Bei positiver Logikfestlegung sind die entsprechenden Paralleleingänge zum Schieberegister 47 mit Massepotential verbunden, wenn der Starteöde eine NULL hat, und mit positivem Potential, wenn der Startcode eine EINS hat. Die Übertragungssteuerschaltung 50 steuert das serielle Herausschieben der gesamten Information T(x), welche in den drei Schieberegistern 52, 54 und 57 enthalten ist, im Synchronismus mit dem Farbträger auf der Leitung 31a. Ein auf der Leitung 33 zugeführter Videosynchronimpuls versorgt die Übertragungssteuerschaltung 50 mit einem Zeitbezugssignal, so daß die digitale Information zum richtigen Zeitpunkt bezüglich des Videosignals übertragen wird.

Eine spezielle Ausführungsform eines Codierers (welche in Fig. 5 mit 45 bezeichnet ist) ist in Fig. 7 gezeigt. Taktgesteuerte Flipflops mit Ausgangsanschlüssen Q₀ bis Q₁₂ bilden einen Restspeicher. Multiplikation durch H(x) und.Division durch g(x) werden gleichzeitig bitseriell durchgeführt. Danach wird der Rest an den Ausgängen Q₀ bis Q₁₂ des Restspeichers festgehalten (siehe hierzu Kapitel 7, Seiten 107-114 des bereits erwähnten Buches von Peterson, wo solche Schaltungen generell abgehandelt sind). Um zu erkennen, wie einfach die Schaltung gemäß Fig. 7 Polynome multipliziert und dividiert, sei erwähnt, daß sowohl die Addition wie auch die Subtraktion (der Koeffizienten der Glieder gleicher Potenzen) durch ein EXKLUSIV-ODER-Tor durchgeführt wird. Die Multiplikation von I(x) mit H(x) erfolgt durch entsprechende Verbindungen mit einem oder mehreren EXKLUSIV-ODER-Toren 80 bis 91. Wenn ein Koeffizient H(x), nicht aber g(x), gleich ist (Bitpositionen 1, 3 und 8)₅ dann ist der Eingang I(x) mit einem Eingang eines der ODER-Tore 80, 82 bzw. 87 verbunden. Die Division von I(x) durch g(x) erfolgt durch Multiplikation des Ausgangssignals von Q₁₂ durch g(x) und Subtraktion des resultierenden Produktes vom Inhalt der Speicher Q₀ bis Q₁₂. Wenn ein Koeffizient von g(x), nicht aber H(x), gleich 1 ist (Bitpositionen 4, 7 und 11), dann wird der Ausgang von Q₁₂ mit einem Eingang eines der EXKLUSIV-ODER-Tore 83, 86 bzw. 89 verbunden. Wenn H(x) und g(x) beide gleich 1 sind (Bitpositionen 0,.2, 5, 6, 10 und 12) dann wird der Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Tores 91 mit einem Eingang eines der EXKLUSIV-ODER-Tore 81, 84, 85, 88 bzw. 90 verbunden. Nach 51 Taktimpulsen,

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je einer für jedes Bit von I(x), ist der Inhalt der Speicher Q₀ bis gleich dem Rest von Ι(χ)·Η(χ) nach Division durch g(x).

Es sei darauf hingewiesen, wie M(x) zum Inhalt des Restspeichers hinzuaddiert wird. Die Addition der Koeffizienten erfolgt in Modulo-2-Arithmetik, die durch die EXKLUSIV-ODER-Funktion durchgeführt wird. Wenn M(x) Koeffizienten von +1 hat, dann wird der komplementäre Ausgang 0 des entsprechenden Flipflops benutzt. Hat M(x) Koeffizienten 0, dann wird der nicht.komplementäre Ausgang Q benutzt.

Ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Decodierung der erhaltenen Information R(x) ist in Fig. 6 gezeigt, welches eine Ausführung des Informationspuffers 16 gemäß Fig. 4 darstellt. Ein Steuersignal auf der einen Eingang bildenden Leitung 71 konditioniert den Empfangsdecoder gemäß Fig. 6 entweder für die Zuführung von Daten vom Videosignal oder zur übertragung von Daten zum Mikroprozessor.

Im Empfangszustand wird jedes Bit gleichzeitig in zwei getrennte Register eingeschoben. Ein solches Register 60 ist für Daten und ein anderes Register 62 für die Fehlerprüfung bestimmt. Das Fehl erprüfregister 62 ist eine Polynom-Divisionsschaltung. Wenn jedoch neue Daten aufgenommen werden, dann wird die Teilerrückführung gesperrt, so daß sich ein. Durchlaufschieberegister ergibt. Die Betriebsweise des Teilerregisters 62 wird nachfolgend in Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 8 erläutert. Für den Augenblick genügt die Feststellung, daß das Register 62 unter Steuerung durch die Empfangssteuerschaltung 64 entweder aufeinanderfolgende Bits von R(x) einschiebt oder aufeinanderfolgende Bits R(x) durch g(x) teilt. In beiden Fällen steht der Inhalt des Registers 62 auf der Datenleitung 78 zur Verfügung und wird dem Startcode- und Datengültigkeitsdetektor 66 zugeführt.

Der Empfangsbetrieb beginnt mit der Konditionierung des Registers 62 für einen Schieberegisterbetrieb. Nachdem B(x) vom Detektor 66 festgestellt

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worden ist, konditioniert die Steuerschaltung 64 das Register 62 für den Betrieb als Polynom-Divisionsschaltung. Somit beginnt die Polynom-Division durch g(x) mit dem Vorhandensein von B(x) im Teilerregister 62. Die Empfangssteuerschaltung 64 reagiert ferner auf das Feststellen von B(x) mit dem Auszählen eines Zeitraums, der gleich den übrigen Nachrichtenbits (64 Taktimpulse) ist. Nach diesem Zeitraum enthält der Teiler 62 den Rest von R(x) modulo g(x), und das Ergebnis sollte B(x) sein, wenn die Information gültig ist. Während des Fehlerprüfens hat das Datenregister 60 Datenbits eingeschoben. Am Ende des erwähnten Zeitraums speichert das Datenregis'ter 60 nur die letzten 24 Bits. Da jedoch die 24 Informationsbits am Ende der Nachricht stehen, enthält das Register 60 die zugeordneten Informationsbits. Sollen die Reserveinformationsbits benutzt werden, dann können zusätzliche Schieberegisterstufen hinzugefügt werden.

Die Interpretation der Ausgangszustandssignale auf der Leitung 75 hängt vom Zustand des Steuersignals auf der Leitung 7] ab„ Konditioniert das Zustandssign?! auf der Leitung 71 den Empfänger für die Datenaufnahme (Aufnahmezustand) dann ist das Zustandssignal auf der Leitung 75 definiert als "Nachricht empfangen". Wenn das Steuersignal auf der Leitung 71 den Empfänger für den Datentransfer konditioniert (Transferzustand), dann bedeutet das Zustandssignal auf der Leitung 75 "Daten gültig". Das Steuersignal auf der Leitung 71 setzt auch die Empfängersteuerschaltung 64 zurück und läßt die Ergebnisse der Restprüfung auf das Statussignal auf die Leitung 75 gelangen.

Die erhaltene Information wird unter Steuerung durch vom Mikroprozessor auf der Leitung 73 zugeführte externe Taktimpulse aus dem Schieberegister 60 herausgeholt. Nach dem Ausschieben der Daten kann das Steuersignal auf der Leitung 71 seinen vorherigen Zustand wieder annehmen und konditioniert erneut den Empfängerdecoder um kontinuierlich einen weiteren Startcode zu suchen.

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Fig. 8 zeigt, teilweise als Blockschaltbild, eine Logikschaltung des Empfängerdecoders aus Fig. 6. Die Flipflops mit den Ausgangsanschlüssen Qq' bis (Lp' bilden einen Restspeicher. Die Polynom-Division durch g(x) wird ausgeführt durch Multiplikation aufeinanderfolgender Speicherausgangsausdrücke von (Lp' durch g(x) und durch Subtraktion des Produktes (über EXKLUSIV-ODER-Tore 100 bis 108) vom Inhalt des Restspeichers. Eine Rückkopplungsleitung von Q₁₂ ¹ (über das NOR-Tor 109) führt zu einem EXKLUSIV-ODER-Tor, wenn g(x) Koeffizienten von 1 hat, mit Ausnahme für Da die Koeffizienten g(x) für die Bitpositionen 0, 2, 4, 5., 6, 7 10, 11 und 12 eins sind, ist ein EXKLUSIV-ODER-Tor am Dateneingang jedes entsprechenden Flipflops des Restspeichers angeordnet, wie die Figur zeigt. Ein NAND-Tor 118 stellt B(x) fest, welches sowohl der Startcode als auch der gültige Fehl erprüfcode ist. Der Empfangssteuerzähler 117 beginnt auf ein Startsignal vom UND-Tor 120 hin zu zählen und zählt 23 Taktperioden und liefert dann ein Stop-Signal, welches mit Hilfe eines NAND-Tores 111 die Taktzuführung zu allen Decoder-Flipflops unterbricht. Eine der Veranschaulichung dienende Ausführungsform des Empfangssteuerzählers 117 ist in Fig. 9 mit sieben Flipflops 130 bis 136 gezeigt.

Der Betriebsablauf beim Datenempfang geht folgendermaßen vor sich. Wenn das Steuersignal auf der Leitung 71 einen hohen Wert hat, dann werden Daten durch ein UND-Tor 110 zur Divisionsschaltung 62 >^taitergeleitet. Das Flipflop 119 ist zuvor eingestellt worden und sperrt die Rückkopplungssignale in der Divisionsschaltung 62 durch Blockierung des NOR-Tores 109. Das Register 62 arbeitet nun als Schieberegister. Beim Feststellen von B(x) geht das Ausgangssignal des NAND-Tores 118 auf einen niedrigen Wert über, und das Q-Ausgangssignal des Flipflops 119 geht um eine Taktperiode später auf einen niedrigen Wert über. Daher wird die Rückkopplung für die Polynom-Division durch das Ausgangssignal des UND-Tores 120 über das NOR-Tor 109 wieder hergestellt, wenn B(x) im Restspeicher festgestellt wird. Nach 63 Taktperioden bleibt der Empfangssteuerzähler 117 stehen, und das Zustandssignal auf der Leitung 75 nimmt einen hohen Wert an, was bedeutet

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"Information empfangen". Das Schieberegister 60 hält die letzten 24 Bits von I(x) fest. Zur Datenübertragung wird das Steuersignal auf der Leitung 71 auf einen niedrigen Wert gebracht. Das invertierte Ausgangssignal des NAND-Tores 118, welches einen niedrigen Wert hat, falls der Rest nach der Division B(x) ist, wird zum Zustandssignal auf der Leitung 75 geschaltet. Externe Taktimpulse auf der Leitung 73 bewirken sukzessive Datenverschiebungen im Speicher 60 zum Ausgangs-Datensignal auf der Leitung 74. Die externen Taktimpulse machen auch den Restspeicher durch Einschieben von Nullen leer.

Die oben beschriebene Anordnung beschreibt einen Restspeicher, der mit derselben Nicht-Null-Konstante beginnt und endet. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Anordnungen möglich sind, wenn man einen Cosetcode benutzt. Beispielsweise kann der Restspeicher nach dem Feststellen von B(x) auf eine erste willkürliche Konstante gesetzt werden. Nach der Division wird dann der Restspeicher auf eine richtige zweite Konstante hin überprüft. Die erste oder die zweite Konstante kann Null sein, beide Konstanten jedoch nicht.

Es sei die vereinfachte Apparatur betrachtet, die sich aus dem hier beschriebenen Fehlercodeschema ergibt. Weil mit dem Startcode B(x) als gültigen Rest aufgehört wird, dient der Startcode-Detektor (NAND-Tor 118) auch als Detektor für einen gültigen Code. Weil die Division mit dem Startcode in der Divisionsschaltung beginnt, entfällt ein Steuerschritt, in dem der Restspeicher nicht leer gemacht werden muß.

Typischerweise ordnet man Fehlercodes am Ende einer Nachricht an. Durch Anordnung des Fehlercodes vor den Informatiohsbits vereinfacht sieht jedoch die Steuerschaltung weiter, weil sie nicht Informationsbits von Fehlerbits hinsichtlich des Datenspeicherregisters 60 unterscheiden muß. Außerdem ist die Empfangssteuerschaltung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, ein einfacher Zähler 117 mit einem Startanschluß und einem Stopanschluß, der nur ein einziges Zeitintervall auszählen muß.

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Realisierung des Mikroprozessors

Mit dem Videosignal wird Digital information, einschließlich Bandnuminer und Halbbildnummer aufgezeichnet und vom Plattenspieler zur Durchführung einer Anzahl von Maßnahmen benutzt. So benutzt der Plattenspieler die Bandnummerinformation, um das Ende der Platte festzustellen (Band 63). Die Information der Halbbildnummern in ansteigender Reihenfolge wird benutzt zur Berechnung und Anzeige der Programmspielzeit auf einer Leuchtdiodenanzeigeeinheit 22 gemäß Fig. 1. Kennt man die Länge des Programmaterials, dann kann die Information über die Halbbildnummer zur Berechnung der restlichen Programmspieldauer heranziehen. Für NTSC-Signale läßt sich die abgelaufene Programmzeit in Minuten aus der Halbbildnummer dividiert durch 3600 ausrechnen. Gewünschtenfalls kann die verbleibende Programmzeit aus der vorherigen Berechnung ermittelt werden. Dieses Merkmal ist nützlich für den Zuschauer, wenn er eine gewünschte Stelle im Programm sucht. Ein besonders zweckmäßiges Merkmal, das aus der Information über die Halbbildnummer abgeleitet werden kann, ist die Korrektur einer Festfahrrille, was anschließend in Verbindung mit dem allgemeineren Fall der Spurfehlerkorrektur erläutert werden.wird.

Halbbildnummern geben die tatsächliche Position des Abtaststiftes an. Damit läßt sich aus der ersten gelesenen gültigen Halbbildnummer die tatsächliche Abtaststiftposition immer dann bestimmen, wenn der Abxotstift erneut in eine Rille eintritt, ob er nun Spuren übersprungen hat oder ob der Abfühlmechanismus betätigt worden ist. Sowohl das Spurfehlerkorrektursystem als auch die Anzeigeeinrichtung für die Programmspielzeit benutzen Daten über die Halbbildnummer und teilen sich daher in den Decoderteil des Bildplatten-Di gitaldatensystems. Die spezielle Ausführung des hier noch beschriebenen Spurfehlerkorrektursystems benutzt Daten über die Halbbildnummer (Abtaststiftposition), um den Abtaststift bei oder vor seiner zu erwartenden Position zu halten, eine vorbestimmte Relativgeschwindigkeit zwischen Abtaststift und Aufzeichnung vorausgesetzt. Die Programmspielzeit-Anzeige benutzt die Daten über die Halbbildnummer für eine Anzeige der Spielzeit, die tatsächlich eine andere Darstellung der Abtaststiftposition ist.

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Die Mikroporzessorsteuerschaltung arbeitet mit mehreren internen Betriebs- ' arten. Fig. 10 zeigt ein Zustandswechseldiagramm zur Veranschaulichung der durch das Mikroporzessorprogramm ausgeführten Betriebsartlogik. Jeder der Kreise stellt eine Maschinenbetriebsart dar: Einlegen, Anlaufen, Aufsetzen, Spielen, Pause, Pausenverriegelung und Ende. Für jede Betriebsart ist die Position des Abtaststiftes und der Zustand der Anzeigeeinheit im jeweiligen Kreis eingetragen. Die Pfeile zwischen den Betriebsarten zeigen die logische Kombination der Signale,, die von den Einstellen) des Bedienungsfeldes gegeben werden (Einlegen, Pause, Abtasten), welche einen Wechsel von einem Betriebszustand in einen anderen veranlassen. Das Einlegesignal zeigt an, daß der Abspielmechanismus bereit ist, eine Bildplatte aufzunehmen. Das Pausesignal wird von einem zugehörigen Schalter des Steuerbedienfeldes gegeben, und das Abtastsignal zeigt den Betrieb des Abtastmechanismus an.

Nach dem Einschalten des Stromes geht das System in den Einlegezustand über, in welchem eine Bildplatte auf dem Plattenteller aufgelegt werden kann. Nach dem Auflegen geht der Plattenspieler für mehrere Sekunden in einen Anlaufzustanr* jber, in welchem der Plattenteller auf die volle Drehzahl von 450 Umdrehungen pro Minute gebracht wird. Am Ende dieses Anlaufzustandes geht der Plattenspieler in den Aufsetzzustand über.

Im Aufsetzzustand senkt das Digitaluntersystem den Abtaststift ab und sucht kontinuierlich nach einer Abspielstelle, welche im Aufsetzbetrieb als gültiger Startcode oder gültiger Fehlerprüfrest definiert ist. Nach dem Finden einer Abspielstelle geht das System in den Abspielbetrieb über.

Im Abspielbetrieb stellt der Mikroprozessor im Speicher eine erwartete oder vorhergesagte Halbbildnummer ein. Die vorhergesagte Halbbildnummer wird für jedes Halbbild erhöht oder erneuert. Für alle aufeinanderfolgenden Ablesungen benutzt der Mikroprozessor die vorhergesagte Halbbildnummer für die Durchführung zweier zusätzlicher Prüfungen zur weiteren Verbesserung der Vollständigkeit (Integrität) der Daten.

Die erste zusätzliche Prüfung ist eine Sektorprüfung. Die hier betrachtete Bildplatte enthält acht Halbbilder pro Umdrehung, wodurch die Platte in acht

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Sektoren unterteilt wird. Da die gegenseitige räumliche Lage der Sektoren festliegt, folgen die Sektoren bei der'Plattendrehung einer periodisch wiederkehrenden Reihenfolge, selbst wenn der Abtaststift eine Anzahl von Rillen überspringt. Obgleich die Digital information von einem oder mehreren Halbbildern (Sektoren) nicht abgelesen werden kann, wenn der Abtaststift in eine neue Rille hineinspringt, merkt sich der Mikroprozessor die Zeit und erhöht die vorhergesagte Halbbildnummer entsprechend. Wenn der Abtaststift in einer neuen Rille sitzt und eine neue digitale Nachricht aufnimmt, dann wird die neue Halbbildnummer durch Vergleich mit der vorausgesagten Halbbildnummer überprüft. Ist der Sektor falsch, dann werden die Daten als Fehlabtastung angesehen.

Die Halbbildnummer wird durch eine Binärzahl von 18 Bit dargestellt. Aus der Halbbildnummer läßt sich die Sektorinformation als Rest nach Division der Halbbildnummer durch acht finden. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die drei niedrigststelligen Bits einer Binärzahl eine Modulo-8-Zahl darstellen. Daher müssen die drei niedrigststelligen Bits jeder neuen Halbbildnummer gleich den niedrigststelligsten drei Bits der vorausgesagten Halbbildnummer sein, um die Sektorprüfung zu durchlaufen.

Eine zweite Prüfung für die Datenvollständigkeit ist die Bereichsprüfung, eine Prüfung des maximalen Bereichs der Abtaststiftbewegung längs des Plattenradius. Es ist zu erwarten,·daß im ungünstigste» Falle in jeder Betriebsart nicht mehr als 63 Rillen übersprungen werden. Die Rillennummern werden durch die 15 höchstwertigen Bits jeder Halbbildnummer dargestellt. Der Mikroprozessor subtrahiert die momentane Rillennummer von der vorausgesagten Rillennummer. Wenn die Differenz größer als der akzeptable Bereich von 63 Rillen ist, dann werden die gegenwärtigen Daten als Fehlablesung angesehen. Alle anderen Ablesungen werden als richtige Ablesungen betrachtet und zur Erneuerung der vorhergesagten Halbbildnummer benutzt. Nach 15 aufeinanderfolgenden Fehlablesungen geht das System wieder in den Aufsetzbetrieb über. Auch das Vorhandensein eines Abtastsignales bewirkt bei bestimmten Betriebsarten einen Wechsel in dem Aufsetzbetrieb, wie Fig. 10 zeigt.

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Beim übergang vom Aufsetz- in den Abspielbetrieb setzt der Mikroprozessor die Fehlablesungszählung auf 13. Das bedeutet, daß beim Obergang vom Aufsetzbetrieb in den Abspie'ibetrieb eines der nächsten beiden Halbbilder eine gute Ablesung ergeben muß, andernfalls erreicht der Zählerstand für schlechte Ablesungen den Wert 15 und bewirkt eine Rückkehr in den Aufsetzbetrieb.

Wird die Pausetaste während des Abspielbetriebes gedrückt, dann geht das System in den Betriebszustand Pause über, in welchem der Abtaststift von der Platte abgehoben wird und über diese in der jeweiligen radialen Position gehalten wird. Läßt man die Pausentaste los, dann geht der Plattenspieler in die Betriebsart PausenverriegeTung über und verbleibt dort. Beim erneuten Drücken der Pausentaste wird die Betriebsart Pausenverriegelung verlassen,, und es erfolgt ein Wechsel zum Aufsetzbetrieb. Wenn die Bandnummer 63 festgestellt ist, dann erfolgt der Obergang vom Betriebszustand Spielen in den Betriebszustand Ende.

Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm des vom Mikroprozessor ausgeführten Programms. Der Mikroprozessor als Gerät enthält eine Unterbrechungsleitung und ein programmierbares Zeitsteuergerät. Ein handelsüblich erhältlicher Mikroprozessor, der sich für das hier beschriebene System eignet, ist das Fairchild Semiconductor Modell F8.

Der Mikroprozessor benutzt das Zeitsteuergerät zur Steuerung des Zeitfensters, in welchem der Informationspuffer nach Daten sucht. Dieses Datenfenster ist etwa zwölf Horizontal zeilen breit und liegt zentrisch um die erwarteten Daten. Werden keine Daten gefunden, dann hält das Zeitsteuergerät die interne Programmsynchronisierung auf ein Halbbild-Zeitintervall aufrecht.

Die Mikroprozessor-Unterbrecherleitung wird an das auf der Leitung 75 (Fig. 4) vorhandene Zustandssignal gekoppelt. Die Unterbrechungsleitungen werden nur im Aufsetzbetrieb aktiviert, wenn das System kontinuierlich nach Daten sucht. Das Programm wird unterbrochen, wenn eine Digitalnachricht auftritt. Wenn die Fehlercodeprüfung eine Gültigkeit ergibt, dann setzt

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die nicht dargestellte Unterbrechungsschaltung (interrupt service routine) ein Unterbrechungszeichen. Danach wird das programmierbare Steuergerät im Abspielbetrieb benutzt, um die geschätzte Zeit des Auftretens der nächsten Digitalnachricht anzugeben.

Die von den Schaltern kommenden Eingangssignale (für Einlegen, Abtasten und Pause) weisen, einen solchen Zustand auf, daß Schalterprellungen keine unerwünschten Reaktionen des Plattenspielers zur Folge haben. Das Mikroprozessorprogramm enthält einen speziellen Logikteil, mit Hilfe dessen die Eingangssignale von den Schaltern prellfrei gemacht werden. Die Werte der prellfreien Schaltersignale werden im Speicher gespeichert. Für jeden Schalter wird eine getrennte Entprell zählung festgehalten. Für die Prell prüfung 154 werden die Schalter abgetastet, und es erfolgt ein Vergleich mit dem gespeicherten Schalterwert. Wenn der abgetastete und der gespeicherte Zustand übereinstimmen, dann wird der Prellwert für den betreffenden Schalter auf Null gestellt. Die Schalterzustände werden sooft wie möglich abgetastet. Für jedes Halbbild (nach der NTSC-Norm alle 16 Millisekunden) werden alle Prell zählwerte unbedingt erhöht. Wenn der resultierende Prellwert gleich oder größer als 2 ist, dann werden die gespeicherten Daten auf den neuen (entprellten) Wert gebracht. Dann wird von dem neuen Schalterzustand ausgegangen.

Der erste programmierte Schritt (Fig. 11) nach dem Ei. ehalten des Stromes, ist die Ersteinstellung 150 aller Programmparameter. Das Zeitsteuergerät wird so eingestellt, daß es ein Videohalbbild auszählt. Die Betriebsart wird auf Einlegen eingestellt.

Der nächste Schritt 152 ist ein Programm zur Durchführung der Zustandswechsel-Logikvorgänge, wie sie Fig. 10 zeigt. Die Entprellzähl werte werden zu diesem Zeitpunkt normalerweise erhöht und überprüft, um festzustellen, ob ein neuer Schalterzustand völlig prellfrei ist.

Nach den Logikvorgängen 152 für die Betriebsartauswahl tritt das Programm in eine enge Schleife 153 ein, um erstens die Entprellzählwerte für die

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Schaltereinstellungen auf Null zu tasten, falls nötig dem Schritt 154₅ und zweitens zu überprüfen, ob das Zeitsteuergerät schon dicht am Ende seiner Auszählung ist, Schritt 155, und drittens zu überprüfen, ob das Unterbrechungssignal eingestellt ist, Schritt 156.

Wenn das Unterbrechungssignal gesetzt ist, 156_a dann erfolgt im Programm ein Datentransfer 157a aus dem Informationspuffer und ein Einstellen 157b des Zeitsteuergerätes zum Auszählen eines neuen Halbbildintervalles. Wenn die Unterbrecherschaltung das Unterbrechungssignal setzt, dann wird der Inhalt des Zeitsteuergerätes im Speicher aufgehoben. Das Programm verwendet nun den zuvor gespeicherten Zeitsteuergerätinhalt zur Einstellung des Zeitsteuergerätes, 157b, mit einem korrigierten Wert₉ der die etwaige Zeit des Auftretens der nächsten Digitalnachricht vorhersagt. Selbst wenn die Daten im Aufsetzzustand die erste gute Abtastung darstellen, dann wird der Fehlabtastungszähler auf 13 gestellt, 157c.

Wenn das Unterbrechungssignal nicht gesetzt wird, dann verzweigt sich das Prograiwii gegen Ende der Zeitauszählung, 155« Befindet sich das Gerät nicht im Abspielzustand 159, dann wird der Zeitgeber (Zeitsteuerschaltung) für die Auszählung eines anderen Halbbildintervalls gesetzt, 158. Befindet sich das Gerät im Abspielzustand 159, dann ist eine Anzahl hinsichtlich der Zeit kritischer Aufgaben durchzuführen, 160. Das Datenfenster wird geöffnet, 160a (durch Einstellen des Steuersignals auf Leitung 71 in den Fig. 1 bis 8 auf eine logische EINS), und zwar für sechs Horizontal zeilen vor den erwarteten Daten. Die aufgenommenen Daten werden gelesen und geprüft, wie bereits erwähnt. Nach dem Aufnehmen der Daten, oder wenn keine Daten aufgenommen wurden, wird das Datenfenster wieder geschlossen. Der Inhalt des Zeitgebers, welcher die tatsächliche Zeit des Auftretens der Digitalnachricht darstellt, wird als ein Korrekturfaktor benutzt, um den Zeitgeber erneut einzustellen, 160b. Der Zeitgeber wird daher so eingestellt, daß das nächste Datenfenster über der vorausbestimmten Zeit des Auftretens der nächsten Digitalnachricht liegt, und zwar auf Grundlage der tatsächlichen Zeit des Auftretens der augenblicklichen Digitalnachricht.

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Die erwartete Halbbildnummer wird neu eingestellt, 16Oc, die Bai.dnummer wird für Start (Band 0) und Ende der Abspielung (Band 63) überprüft, und der Fehlabtastungszählwert wird für eine Fehlabtastung erhöht, 150g. Für qültige Halbbilddaten im Programmbetrachtungsmaterial wird die Zeit berechnet und angezeigt, 16Of. Wenn gültige Halbbilddaten anzeigen, daß der Abtaststift zurückgesprungen ist, dann wird die Stiftverschiebungs- oder Anstoßeinrichtung betätigt, 16Oe und der Aufsetzbetrieb beginnt. Wenn der Fehlabtastungszählwert 15 erreicht, wird ebenfalls der Aufsetzbetrieb unmittelbar begonnen. Während der für kritische Aufgaben benutzten Zeit 160 wird die Schalterprell Überprüfung periodisch fortgesetzt, so daß die Schalter sooft wie möglich überprüft werden. Das Programm kehrt durch die Betriebsart-Wahl logikvorgänge, 152, unmittelbar in die enge Schleife 153 zurück und wartet, bis der Zeitgebertest, 155, oder die Unterbrechungsprüfung, 156, das Auftreten der nächsten Digitalnachricht anzeigt.

Der Zeitgeber kann eingestellt werden durch eine Eingabe in ihn unmittelbar über programmierte Befehle. Anstatt eine Folge von Befehlen zu benutzen, ist es jedoch am besten, den Zeitgeber einzustellen durch Einrichtung eines Platzes im Speicher (einer Markierung), welche dem ausgezählten Zustand des Zeitgebers entspricht. Der Zeitgeber läuft dann frei. Der abgelaufene Zeitgeber oder das Ende seines Ablaufs wird festgestellt durch Vergleichen des Inhalts des Zeitgebers mit der im Speicher eingestellten Markierung. Der nächste gewünschte Auszählungszustand wird eingesl^lt durch Addierung des nächsten gewünschten Zeitintervall zum vorherigen Zeitgeberinhalt und Speicherung des Ergebnisses im Speicher. Der Speicher wird so jedesmal eingestellt, wenn gültige Daten erhalten werden, oder wenn keine Daten innerhalb des Datenfensters auftreten, indem eine neue Markierung im Speicher eingestellt wird entsprechend dem nächsten Auszählungszustand.

Der im Mikroprozessor bei der hier beschriebenen Anordnung benutzte programmierbare Zeitgeber wird durch das Programm veranlaßt, Zyklen des Eingangstaktes von 1,53MHz durch einen Faktor von 200 zu dividieren. Der Zähler zählt somit für jeweils 200 Zyklen des 1,53 MHz-Taktes einmal.

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Ein Vertikalhalbbild (bei NTSC eine sechzigste! Sekunde) dauert dann etwa 128 Zählungen des Zeitgebers. Man kann alternativ einen Zeitgeber benutzen, welcher ein anderes Vielfaches des 1_S53 MHz-Taktes zählt, oder einen, welcher eine vom Videosignal unabhängige Zeitquelle benutzt.Das Datenfenster wird breit genug gemacht, um mehrere Zeitfehlerquellen zu erfassen. Die Zeitunsicherheit infolge des begrenzten Auflösungsvermögens des Zeitgebers ist gleich dem geringstwertigen Bit, das zwei Horizontal zeilen entspricht. Weil 128 Zeitgeber-Zahlwerte nicht genau ein vertikales Halbbild ergeben, ist der akkumulierte Driftfehler nach 16 aufeinanderfolgenden Halbbildern_s in denen keine gültige Nachricht angetroffen worden ist., etwas kleiner als eine Zeile. Da der Farbträgertakt von 1,53 MHz ein ungrades Vielfaches der halben Zeilenfrequenz ist, würde ein Zeitgeber, der ein entsprechendes Vielfaches des Farbträgertaktes zählt, eine Driftrate von Null haben. Bei der hier beschriebenen speziellen Anordnung beträgt die Programmunsicherheit bei der Bestimmung der Auftrittszeit von Daten etwa 97 Mikrosekunden, oder etwa 1,5 Zeilen. Weil abwechselnde Halbbilder ineinander verschachtelt sind, dauert schließlich die Zeit von einer digitalen Nachricht zur nächsten entweder 262 oder 263 Zeilen je nachdem, ob das augenblickliche Halbbild ungrade oder gerade ist. Obgleich das Programm Spuren ungrader und geräder Halbbilder halten könnte, ist es einfacher, nur das Datenfenster um eine zusätzliche Zeile zu vergrößern. Faßt man die. obigen Faktoren zusammen, dann läßt sich zeigen, daß ein Datenfenster, das sich über drei Zeitgeberzählungen (etwa sechs Zeilen) sowohl vor als auch nach dem Start der erwarteten Daten erstreckt, auch für die ungünstigsten zeitlichen Zustände ausreichend ist.

Spurfehlerkorrektur

Wie bereits erwähnt wurde, kann die Information über die Halbbildnummer zum Feststellen blockierter Rillen führen. Wenn die neue Halbbildnummer (nach der Sektor- und Bereichsprüfung) kleiner als die erwartete Halbbildnununer ist, dann ist der Abtaststift zurückgesprungen und wiederholt die Spurabtastung einer oder mehrerer bereits vorher abgespielter Rillen, also

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ist eine blockierte Rille aufgetreten. Wenn die neue Halbbildnummer größer als die erwartete Halbbildnunimer ist, dann ist der Abtaststift vorgesprungen, also in Richtung auf die Plattenmitte. Bei der vorliegenden Erfindung werden übersprungene Rillen ignoriert; wenn die neue Halbbildnummer größer ist (aber noch die Sektor- und Bereichsprüfung erfüllt), dann wird das erwartete Halbbildung auf das neue Halbbild umnumeriert (daß es also diesem als neuen Stand entspricht). In bestimmten anderen Anwendungsfällen, etwa solchen, wo die Bildplatte benutzt wird, um Digital information auf vielen Horizontalzeilen aufzuzeichnen, kann es notwendig sein, die übersprungenen Rillen festzustellen und zu korrigieren. Für die hier betrachtete Videoanwendung erfolgt eine Korrektur der blockierten Rille durch Betätigung einer Verschiebungs- oder Anstoßeinrichtung für den Abtaststift, bis dieser in die erwartete Spur zurückgekehrt ist. Dabei wird der Abtaststift über die fehlerhafte Rille hinweggehoben.

Im allgemeineren Sinne stellt die erfindungsgemäße Verwendung der HaIbbildnummerinformation ein genaues Mittel dar, um allgemeine Spurfehler festzustellen. In jedem Bildplattensystem mit spiralförmigen oder kreisförmigen Spuren, einschließlich optischer und rillenloser Systeme, sind immer Spurfehler infolge von Defekten oder Verunreinigungen möglich. Das hier beschriebene System bietet die Möglichkeit, solche Spurfehler bei einem Bildplattenspieler festzustellen und zu korrigieren. Für eine positive Spurverfolgung ist eine in beiden Richtungen arbeiten^. Anstoß- oder Verschiebeeinrichtung vorgesehen, welche den Abnehmer im Programmaterial vorwärts oder rückwärts bewegen kann. Wenn somit ein Spurfehler ermittelt worden ist, sei es eine übersprungene oder eine blockierte Spur, dann wird der Abnehmer in einer solchen Richtung bewegt, daß der Spurfehler korrigiert wird. Wenn man auch die normale Abnehmerservoeinrichtung für Zwecke der Spurfehlerkorrektur heranziehen könnte, so ist doch eine getrennte Anstoßeinrichtung oder Repositionierungseinrichtung für den Abnehmer vorzuziehen. Die normale Servoeinrichtung ist im allgemeinen geeignet für eine stabile Spurverfolgung einer spiralförmigen Signalspur und kann nicht die richtigen Eigenschaften für die Reaktion auf plötzliche Spurfehler aufweisen.

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Andererseits kann eine separate Anstoßeinrichtung speziell dafür.gebaut werden, daß sie so schnell anspricht, wie es für die Korrektur von Spurfehlern notwendig ist. Ein besonderes Beispiel einer Anstoßeinrichtung zur Verwendung bei dem hier beschriebenen System findet sich in aer US-Patentanmeldung USSN 39,358 von E. Simshauser mit dem Titel "TRACK SKIPPER APPARATUS FOR VIDEO DISC PLAYER" vom 15. Mai 1979, welche auf die Anmelderin auch der vorliegenden Anmeldung übertragen ist.

Es sind verschiedene Steuer- oder Regel algorithmen möglich. Der Abnehmer kann direkt zurückgeführt werden, um die Spur durch Hervorrufung einer Abtaststiftbewegung zu korrigieren, die proportional der Größe des festgestellten Spurfehlers ist. Die Anstoßeinrichtung kann aber auch durch eine Reihe von Impulsen betätigt werden, wobei die Anzahl der Impulse proportional der Größe des festgestellten Spurfehlers ist. Der Abnehmer wird um eine vorgegebene Anzahl von Spuren durch Impulse bewegt, bis der Abtaststift in die erwartete Spur zurückgekehrt ist. Bei bestimmten Anwendungen (beispielsweise bei der Wiedergewinnung digitaler Daten, die auf einer Bildplatte gespeichert sind) kann es erwünscht sein, den Abnehmer auf den Punkt seines Weglaufens zurückzubringen und einen zweiten Ableseversuch zu machen, anstatt den Abnehmer in die erwartete Spur zurückzubringen. In jedem Fall zeigt sich, daß man durch Verwendung einer Anstoßeinrichtung und einer geeigneten Steuerlogik eine erfolgreiche Spurabtastung erhalten kann, selbst wenn die Bildplatte Defekte oder Verschmutzungen aufweist, die andernfalls zu nichtakzeptierbaren Spurfehlern führen wurden.

Bei einem digitalen Spurkorrektursystem ist die Sicherheit gegen unbemerkte Datenfehler besonders wichtig, um zu verhindern, daß gestörte Signale den Abnehmer unnötigerweise vor-oder zurücksetzen. Das hier beschriebene Datensystem verringert die Wahrscheinlichkeit eines unentdeckten Ablesefehlers auf vernachlässigbar kleine Werte.

In einer groben Näherung kann man die Wahrscheinlichkeit abschätzen, daß ein zufälliges digitales Eingangssignal von dem Datensystem als gültige

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Nachricht angesehen wird, die eine nicht der Reihenfolge entsprechende Halbbildnummer enthält, so daß die Anstoße'inrichtung für den Abtaststift betätigt wird. Die Zufallswahrscheinlichkeit eines guten Startcodes beträgt

13
1 zu 2 . Die Zufallswahrscheinlichkeit eines guten Fehlercodes beträgt

13
ebenfalls 1 zu 2, . Die Zufallswahrscheinlichkeit einer guten Halbbildnummer wird folgendermaßen berechnet. Die Halbbildnummern enthalten 18 Bits. Weil bei dem betrachteten System eine Platte acht Sektoren hat, bezeichnen die am wenigsten signifikanten 3 Bits jeder Halbbildnummer die Sektornummer, welche zu der erwarteten Sektornummer passen muß. Die verbleibenden 15 Bits, welche die Rillennummer bezeichnen, können sich in einem zulässigen Bereich

18 verändern (+ 63 Rillen). Daher durchlaufen nur 126 von 2 zufälligen Halbbildnummern die Sektor- und Bereichsprüfungen. Berücksichtigt man alle Sicherheitsbetrachtungen, dann beträgt die Wahrscheinlichkeit eines nicht bemerkten Fehlers 126 zu 2 .

Die obige Abschätzung beruht auf der Annahme rein zufälliger Eingangssignale ohne Berücksichtigung verschiedener Faktoren, welche die Wahrscheinlichkeit eines unentdeckten Fehlers noch weiter verringern.

Beispielsweise sind bei einer Bildplattenspur Farbsynchronsignal störungen, wo irrtümliche Bits nebeneinander liegen, wahrscheinlicher als andere Störungsarten. Wie bereits erwähnt wurde, stellt der spezielle gewählte Fehlercode alle einzelnen Farbsynchronsignalfehl er bis -j 13 Bits fest und ebenso einen höheren Prozentsatz aller längerer Farbsynchronsignale. Wie ebenfalls bereits erläutert wurde, reduziert die Wahl eines Nicht-Null -Restes für den Fehl erprüfcode (ein Cosetcode) weiterhin die Wahrscheinlichkeit unentdeckter Fehler. Auch der speziell gewählte Startcode, ein Barker-Code, verringert die Wahrscheinlichkeit, daß Störungen zu einer fälschlichen Startcodefeststellung führen.

Das auf Bildplattensysteme angewandte hier beschriebene Datensystem ergibt eine relativ niedrige Rate unentdeckter Fehler, und Fehlalarme, die andern-

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falls zu unnötigen Abtaststiftbewegungen führen wurden, sind erheblich reduziert. Die von dem beschriebenen System gegebene Datensicherheit verbessert die Stabilität vieler Plattenspielerfunktionen, wie die Anzeige der Programmspielzeit, die für die richtige Betriebsweise von den aufgezeichneten Digital daten abhängen.

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Claims (9)

PATENTANWÄLTE-- -. " . DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 3038359 DIPL. ING.-WOLFGANG HEUSLER MARIA-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 OS 60 D-8OOO MUENCHEN 86 ZUGELASSEN BEIM SUROPAISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTOFSNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEENS TELEFON Ο89/4 70 60 0Λ TELEX 522 638 TELEGRAMM SOMBEZ RCA 73317/Sch/Ro. US-Ser.No. 084,386 AT: 12. Oktober 1979 RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.) Spurfehlerkorrektursystem, beispielsweise für einen VideoplattenspieTer. Patentansprüche

1) Bildplattenspieler zum Abspielen einer Bildplatte mit Signalspuren, welche einen mit einem Videosignal modulierten Träger enthalten, wobei das Videosignal Signale enthält, die eine Mehrzahl von in einer vorbestimmten Reihenfolge codierter Digitalzahlen enthalten, mit einem Signalabnehmer zum Abfühlen des aufgezeichneten Videosignals und mit einer Einrichtung zur Reduzierung von Spurfehlern, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Signal abnehmer ein Detektor (16) zur Decodierung der aufgezeichneten Digitalzahlen gekoppelt ist, daß ein Rechner (10) vorgesehen ist, der bei Zuführung der von dem Detektor decodierten Digitalzahlen ein Fehleranzeigesignal liefert, wenn aufeinanderfolgende decodi.erte Digitalzahlen von der vorbestimmten Reihenfolge abweichen, wobei das Fehleranzeigesignal einen festgestellten Spurfehler anzeigt, und daß eine Umsetzeinrichtung (12) unter Steuerung durch das Fehleranzeigesignal den Signalabnehmer in einer solchen Richtung auf andere Videosignalaufzeichnungsspuren versetzt, daß der festgestellte Spurfehler reduziert wird.

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2) Bildplattenspieler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (10) ein Fehleranzeigesignal liefert, wehn mindestens zwei aufeinanderfolgend decodierte Digitalzahlen in der der vorbestimmten •Reihenfolge entgegengesetzten Reihenfolge auftreten, und daß das Fehleranzeigesignal einen Blockierspurfehler anzeigt, und daß die aufgrund des Fehleranzeigesignals den Signalabnehmer versetzende Umsetzeinrichtung (12) auf auf der Bildplatte weiter vorn liegende Signalspuren umsetzt, um den festgestellten Blockierspurfehler zu korrigieren.

3) Bildplattenspieler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Signalabnehmer versetzende Umsetzeinrichtung (12) eine Anstoßeinrichtung enthält, welche dem Aufnehmer so zugeordnet ist, daß sie ihm bei jedem Fehleranzeigesignal eine im wesentlichen rechtwinklig zu den Signalspuren verlaufende Bewegung erteilt.

4) Bildplattenspieler nach Anspruch 1 zum Abspielen einer Bildplatte, auf deren Oberfläche sich eine spiralförmige Rille befindet, welche die Signalspuren enthält, und mit einem Abnehmer, der mit seinem Stift in eine Rille eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Fehlersignal ansprechende Umsetzeinrichtung eine Anstoßeinrichtung zum Umsetzen des Abnehmerabtaststiftes in eine andere Windungsrille der Bildplatte ist, die unter Steuerung durch das Fehleranzeigesignal den Abtaststift über eine Anzahl von Rillenwindungen verschiebt, welche durc! die Größe des ermittelten Spurfehlers bestimmt ist und in einer Richtung zur Reduzierung des ermittelten Spurfehlers erfolgt.

5) Bildplattenspieler nach Anspruch 1, 2 oder 4, bei welchem die Digitalzahlen aufeinanderfolgende Werte haben und der Reihe nach an aufeinanderfolgenden Stellen auf der Bildplatte aufgezeichnet sind, gekennzeichnet durch einen durch den Detektor gesteuerten Computer zur Berechnung der Programmspielze.it, und durch eine von der vom Computer berechneten Programmspielzeit gesteuerte Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Programmspielzeit.

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6) Bildplattenspieler nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß der Rechner eine Einrichtung zur Bestimmung der Größe des festgestellten Spurfehlers enthält, die ihrerseits eine Einrichtung zur Lieferung des Fehleranzeigesignals mit einer der Größe des festgestellten Spurfehlers proportionalen Größe enthält.

7) Bildplattenspieler nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner eine Einrichtung zur Bestimmung der Größe des ermittelten Spurfehlers enthält, die ihrerseits eine Einrichtung zur Lieferung des Fehleranzeigesignals als Reihe von Signal impulsen enthält, wobei die Anzahl der Signal impulse direkt proportional der Größe des festgestellten Spurfehlers ist, und daß die Anstoßeinrichtung unter Steuerung durch die Reihe der Signalimpulse den Abtaststift um ein Stück weiterbewegt, das für jeden der Signal impulse einem Abstand zu einer benachbarten Rillenwindung entspricht und so gerichtet ist, daß der ermittelte Spurfehler reduziert wird.

8) Bildplattenspieler zum Abspielen einer Bildplatte mit Signalspuren, in denen ein mit einem Videosignal modulierter Träger aufgezeichnet ist, wobei das Videosignal ein Signal enthält, das eine Mehrzahl von in einer vorbestimmten Reihenfolge codierter Digitalzahlen darstellt, wobei die Digitalzahlen aufeinanderfolgende Werte haben und der Reihe nach an aufeinanderfolgenden Stellen auf der Bildplatte aufgezeichnet sind, mit einem Abnehmer zum Abfühlen des aufgezeichneten Videosignals und mit einer Anzeigeeinrichtung für die Programmposition, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Abnehmer zur Decodierung der aufgezeichneten Digital zahl en ein Detektor gekoppelt ist, daß von dem Detektor ein Computer zur Berechnung der Programmspielzeit gesteuert wird, und daß unter Steuerung durch die vom Computer berechnete Programmspielzeit eine Anzeigeeinrichtung diese Programmspielzeit anzeigt.

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9) Bildplattenspieler nach Anspruch 8, bei dem das Videosignal ajf einer Horizontalzeile jedes seiner Videohalbbilder ein Digitalsignal enthält, das eine digitale Halbbildnummer entsprechend dem jeweiligen, das Digitalsignal enthaltenden Videohalbbild darstellt, wobei die digitalen Halbbildnummern in aufeinanderfolgenden Videohalbbildern des Bildplattenaufzeichnungssignals fortlaufend ansteigende Werte haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer eine Einrichtung zum Dividieren jeder digitalen Halbbildnummer durch eine Konstante enthält, die gleich der Nummer von Halbbildern pro Einheit der Spielzeit ist.

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