DE3038397A1 - Bildplattenspielersystem zur korrelierung der abtaststiftlage mit vorher von der platte abgenommener information - Google Patents
Bildplattenspielersystem zur korrelierung der abtaststiftlage mit vorher von der platte abgenommener informationInfo
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Description
RCA 74,462
RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Bildplattenspielersystem zur Korrelierung der Abtaststiftlage mit vorher von der
Platte abgenommener Information.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bildplattenspieler zur
Korrelierung von einer momentanen Halbbildnummer entsprechenden Daten mit von der Bildplatte abgelesenen Daten bezüglich einer
früheren Halbbildnummer.
Zur Verwirklichung gewisser neuer Eigenschaften bei einem Bildplattenspieler
ist es erwünscht, eine bestimmte Digitalinformation zusammen mit dem Videosignal aufzuzeichnen. Diesbezüglich
sei auf die gleichlaufenden Patentanmeldungen "Track Error Correction, As For Video Disc Player" von J. Rustman und
M. Mindel (Vertr.Az: RCA 73317) sowie "Improved Digital On Video
Recording And Playback System" von C. Dieterich und T. Christopher (Vertr.Az: RCA 74436) verwiesen, die auf dieselbe Anmelderin
wie die vorliegende Anmeldung übertragen worden sind.
Insbesondere ist es wünschenswert, Digitalzahlen aufzuzeichnen, die beispielsweise Halbbildnummern des aufzuzeichnenden Videosignals
darstellen. Diese Nummern werden so aufgezeichnet, daß
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sie den räumlichen Stellen auf der Platte in einer bekannten Reihenfolge entsprechen. Das in der zuerst erwähnten Patentanmeldung
beschriebene Spurfehlerkorrektursystem benutzt die voraufgezeichnete Digitalinformation, um den Abnehmer auf der richtigen
Spur zu halten. Es hat sich als wünschenswert bei Spurfehlerkorrektursystemen erwiesen, zu verhindern, daß gestörte Signale
eine unnötige Bewegung des Abnehmers im Abspielgerät verursachen. Die vorliegende Erfindung erleichtert solche Verbesserungen bei
der Störunempfindlichkeit des Systems, indem sie Mittel zur Identifizierung von unkorrelierten Halbbildnummerdaten vorsieht,
die andernfalls als gültige Daten angesehen würden.
Bei dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Gerät wird nach dem Lesen der ersten gültigen Halbbildnummer von dem Mikroprozessor
gesteuerten Bildplattenspieler die nächste erwartete oder vorhergesagte Halbbildnummer zur Verfügung gestellt. Die vorhergesagte
Halbbildnummer wird periodisch erhöht. Wenn der Abnehmer, etwa ein Abtaststift, auf eine neue Informationsspurstelle springt
und keine neue Halbbildnummer vorliegt, dann hält der Mikroprozessor
die Zeit fest und erhöht die vorhergesagte Halbbildnummer entsprechend.
Wenn der Abnehmer auf einen Fehler in der Plattenaufzeichnung
trifft und eine Anzahl von Windungen überspringt, dann wird sein Bewegungsbereich längs des Radius der Bildplatte begrenzt. Beispielsweise
wird bei Systemen, die einen Abtaststift in einem angetriebenen Wagen benutzen, infolge der räumlichen Begrenzungen
der Stiftbewegung und infolge der begrenzten Ansprechgeschwindigkeit des Wagenservosystems der maximal mögliche räumliche Sprung
des Abtaststiftes unter Berücksichtigung der ungünstigsten Bedingungen in einer Größenordnung von 63 Windungen der spiralförmigen
Informationsspur liegen, wie festgestellt wurde. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird beim Lesen
einer neuen Halbbildnummer diese mit der erwarteten Halbbildnummer
verglichen. Wenn die neue Halbbildnummer einen Sprung von mehr als 63 Windungen anzeigt, wenn also der Unterschied zwischen
der gegenwärtigen Halbbildnummer und der erwarteten Halbbild-
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nummer größer als 504 ist (63 mal beispielsweise 8 Halbbildern pro Umdrehung), dann werden die die gegenwärtige Abtaststiftposition
betreffenden Daten als ungültig angesehen, weil ein so großer Zuwachs normalerweise nicht möglich wäre. Diese Form der
Datenprüfung wird als Bereichsprüfung bezeichnet.
Die Bildplatte enthält eine feste Anzahl von Videohalbbildern in jeder Windung der spiralförmigen Signalspur (beispielsweise
8 Halbbilder). Die Vertikalsynchronimpulse liegen daher in radialer Ausrichtung und unterteilen die Platte in acht kuchenstückförmige
Sektoren. Da die gegenseitige räumliche Lage der Sektoren festliegt, wenn die Platte sich unter dem Abtaststift dreht, dann
folgen die Sektoren einer sich periodisch wiederholenden Reihenfolge, selbst wenn der Abtaststift eine Reihe von Windungen überspringt.
Jede Halbbildnummer enthält daher eine Sektorinformation. Nimmt man beispielsweise an, daß die Halbbildnummern entsprechend einem
Binärcode aufeinanderfolgend numeriert sind, dann entsprechen die letzten drei Bits jeder Halbbildnummer- bei dem erwähnten Beispiel
für acht Sektoren ihrer Sektorlage. Wenn eine neue Halbbildnummer gelesen wird, dann werden ihre letzten drei Bits mit den letzten
drei Bits der erwarteten Halbbildnummer verglichen. Wenn der neue und der erwartete Sektor nicht übereinstimmen, dann werden die
die momentane Abtaststiftposition betreffenden Daten als ungültig angesehen. Die Benutzung der Halbbildnummern für die Sektorprüfung,
gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung, ermöglicht eine Durchführung der Sektorprüfung unter Verwendung von Geräteteilen,
die schon für die Spurfehlerkorrektur vorhanden sind, und erlaubt eine Durchführung der Sektorprüfung, ohne daß die zusammen mit
dem Videosignal aufgezeichnete Digitalinformation vermehrt werden müßte.
Die Halbbildnummern stellen die tatsächliche Abtaststiftposition
auf der Bildplatte beim Abspielen dar. Jede der oben beschriebenen Bereichs- und Sektorprüfungen, welche die augenblickliche
Halbbildnummer mit der vorigen Halbbildnummer "korrelieren, korre-
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lieren auch die augenblickliche Abtaststiftposition mit der vorherigen
Abtaststiftposition aufgrund der bekannten Geometrie der Bildplatte.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist bei einem Bildplattenspieler ein Zähler vorgesehen, welcher die Anzahl der vergangenen Videohalbbilder
zwischen einer zuvor festgestellten Videohalbbildnummer und einer aufeinanderfolgend festgestellten Videohalbbildnummer
vergangen sind, und die in der Aufeinanderfolge festgestellte Halbbildnummer wird mit der zuvor festgestellten Halbbildnummer
verglichen, und es wird hieraus bestimmt, ob die zuvor festgestellte Halbbildnummer plus der Anzahl der vergangenen
Halbbilder mit demselben Sektor der Bildplatte wie die in der Aufeinanderfolge festgestellte Halbbildnummer korrelieren oder
nicht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Speicher vorgesehen, in dem aufeinanderfolgend festgestellte Halbbildnummern
gespeichert werden. Zusätzlich wird ein Zähler verwendet, der eine vorgeschriebene Anzahl vorübergegangener Videohalbbilder
nach der Speicherung je einer der festgestellten Halbbildnummern zählt. Der Zähler enthält einen eine vorbestimmte Halbbildnummer
erzeugenden Generator, wobei diese Halbbildnummer gleich der
zuvor gespeicherten Halbbildnummer plus der vorgeschriebenen Nummer vergangener Videohalbbilder ist. Dann wird eine Vergleichsschaltung
benutzt zum Vergleichen einer in der Aufeinanderfolge festgestellten Halbbildnummer mit der vorhergesagten Halbbildnummer,
um zu bestimmen, ob die festgestellte Halbbildnummer denselben
Rest hat, nachdem sie durch eine feste Zahl (die gleich der Anzahl von auf der Bildplatte pro Spiralwindung aufgezeichneten
Videohalbbildern ist) dividiert worden ist, wie der Rest der vorhergesagten Halbbildnummer nach deren Division durch die
feste Zahl.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in einem Bildplattenspieler
eine Einrichtung vorgesehen, welche die Anzahl vergangener Videohalbbilder zwischen einer zuvor festgestellten
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Videohalbbildnummer und einer in der Aufeinanderfolge festgestellten
Halbbildnummer feststellt und die in der Aufeinanderfolge festgestellte Halbbildnummer mit der zuvor festgestellten
Halbbildnummer vergleicht, um zu bestimmen, ob die zuvor festgestellte
Halbbildnummer plus der Anzahl vergangener Videohalbbilder innerhalb eines vorbestimmten akzeptablen Bereichs von in der
Aufeinanderfolge festgestellter Halbbildnummern liegt oder nicht.
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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 Digitaldatenschemas, wie es bei dem
offenbarten Aufzeichnungsverfahren benutzt ist; Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Bildplattencodierers;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Bildplattenspielers;
Fig. 5 ein Blockschaltbilds 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 ZustandsUbergangsdiagramm 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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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 Vertikalsynchronisierintervall 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 Halbbildnummer 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 Digitalsignalschemas zu zeigen, ist in Fig. 2 der Zeitmaßstab während der Daten enthaltenen Horizontalzeile
(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 Horizontalsynchronimpuls 140 und dem
Farbsynchronsignal 142. Die Frequenz des Farbsynchronsignals 142 beträgt
etwa 1,53 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-Fehlerprüfcode, 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 Vertikal Synchronimpuls. 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 Vertikal Synchronimpulses feststellen
zu müssen. Synchronisierfehler bei einem seriell arbeitenden Digitaldatensystem
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, daß die Flanken der Synchronimpulse 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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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 Haibbildnummer, 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 Fehlerprüfcode C(x) wird aus I(x) im Bildplattenaufzeichnungsgerät berechnet.
Zu diesem Zweck wird I(x) mit einer Konstante H(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 Horizontal zeile des Vertikal austastintervall 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 Digitaldaten und das Videosignal werden in der Addierschaltung 36 miteinander kombiniert. Eine weitere Signal verarbeitungsschal tung
40 bereitet das zusammengesetzte Videosignal für das Aufzeichnungsmedium vor: Diese 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 Abnehmerwandler und einen Abtaststift enthaltenden Abtasteinrichtung 20 abgetastet und mittels einer Videosignal verarbeitungsschal
tung 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 Videosignalverarbeitungsschaltung
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, damit 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 Digital daten aus dem Videosignal extrahiert. Der Puffer
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 Mikroprozessorspeicher 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 Verwendung 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.
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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3039397
Fehlercodes mathematisch behandelt. Eine generelle mathematische Entwicklung
der Ringtheorie und Galois'scher Felder GF(2m), 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.
= χ +x+1.
Wendet man diesen Ausdruck auf den Startcode 1111100110101 an, dann ergibt
sich
B(x) =xl2 +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-Ausdrücken
geschrieben werden können. Eine Kurzschreibweise für den Rest eines Polynoms nach Division durch ein anderes Polynom wird durch Klammern
angegeben. Wenn
P(x) _ n/y\ . r(x)
glüT * Q(x) + gTxT
glüT * Q(x) + gTxT
und der Rest r(x) einen Grad niedriger als der Divisor g(x) ist, dann ist
[P(X)] = r(x).
1 30017/081 2
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)] + M(x), (2)
dann sind H(x) und M(x) konstante Polynome, die so gewählt sind, daß
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 Farbsynchronsignalfehler
in einem Digital system 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 Farbsynchronsignal fehl er von 6 Bite oder weniger korrigieren kann, unter Verwendung eines Generatorpolynoms folgender Art benutzt werden
g(x)» X1VVVV+X6AV+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 10t 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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2\ 3038387
I (x) 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 1111100110101,
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 Obertragungssteuerschaltung 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-SerienzufUhrung 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.
130017/0812
τι
- 3038337
Bei positiver Logikfestlegung sind die entsprechenden Paralleleingänge zum
Schieberegister 47 mit Massepotential verbunden, wenn der Startcode 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 QQ 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 1 ist (Bitpositionen 1, 3 und 8), 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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IM-
je einer für jedes Bit von I(x), ist der Inhalt der Speicher Q0 bis Q12
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 Q 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 Datenregister 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 71 ab. Konditioniert das Zustandssignal
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
Qq1 bis (Lp1 bilden einen Restspeicher. Die Polynom-Division durch g(x)
wird ausgeführt durch Multiplikation aufeinanderfolgender Speicherausgangsausdrücke
von (L2 durch g(x) und durch Subtraktion des Produktes
(über EXKLUSIV-ODER-Tore 100 bis 108) vom Inhalt des Restspeichers. Eine
Rückkopplungsleitung von Q12' (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 weitergeleitet.
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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2>
"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 Informationsbits 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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Mit dem Videosignal wird Digital information, einschließlich Bandnummer 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.
Gewiinschtenfalls 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 Abtaststi'ftes an. Damit
läßt sich aus der ersten gelesenen gültigen Halbbildnummer die tatsächliche Abtaststiftposition immer dann bestimmen, wenn der Abtaststift 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 gi ta Ida tensystems. 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 Betriebsarten.
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 Anlaufzustand
über, 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 Digital Untersystem den Abtaststift ab und sucht
kontinuierlich nach einer Abspielstelle, welche im Aufsetzbetrieb als gültiger
Startcode oder gültiger Fehl erprüfrest 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 Fehl abtastung 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 Datenvoll ständigkeit ist die Bereichsprüfung,
eine Prüfung des maximalen Bereichs der Abtaststiftbewegung längs des
Plattenradius. Es ist zu erwarten, daß im ungünstigsten 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 Fehl ablesung
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 Obergang vom Aufsetz- in den Abspielbetrieb setzt der Mikroprozessor
die Fehlablesungszählung auf 13. Das bedeutet, daß beim Obergang vom Aufsetzbetrieb
in den Abspielbetrieb 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 Pausenverriegelung 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 übergang 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 halt 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 Prellprüfung
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 Prellzählwerte 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 denr neuen Schalterzustand
ausgegangen.
Der erste programmierte Schritt (Fig. 11) nach dem Einschalten 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 Entprell zählwerte 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 154S
und zweitens zu überprüfen, ob das Zeitstauergerät schon dicht am Ende seiner Auszählung ist, Schritt 155, und drittens zu überprüfen„ ob das
Unterbrechungssignal eingestellt ist, Schritt 156.
Wenn das Unterbrechungssignal gesetzt ist3 156s dann erfolgt im Programm
ein Datentransfer 157a aus dem Informationspuffer und ein Einstellen 157b des Zeitsteuergerätes zum Auszählen eines neuen Halbbildintervalleso 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 Wert, 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 wirds dann verzweigt sich das
Programm gegen Ende der Zeitauszählung, 155. Befindet sich das Gerät nicht
im Abspielzustand 159, dann wird der Zeitgeber (Zeitsteuerschaltung) für
die Auszählung eines anderen Halbbildintervalls gesetzt3 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 Daten5 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 Bandnummer wird
für Start (Band 0) und Ende der Abspielung (Band 63) überprüft, und der Fehlabtastungszählwert wird für eine Fehlabtastung erhöht, 160g. Für gültige
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-Wähllogikvorgänge,
152, unmittelbar in die enge Schleife 153 zurück und wartet, bis der Zeitgebertest, 155, oder die Unterbrechungsprüfung9 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 eingestellt durch Addierung des nächsten gewünschten Zeitintervalls zum vorherigen Zeitgeberinhalt und
Speicherung des Ergebnisses im Speicher. Der Speicher wird so jedesmal eingestellt, wenn gültige Daten erhalten werdens 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 1,53 MHz 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 1,53 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-Zählwerte nicht genau ein vertikales Halbbild ergeben, ist der akkumulierte Driftfehler nach 16 aufeinanderfolgenden Halbbildern,
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 gerader 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.
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 Halbbildnummer 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 Halbbildnummer ist, dann ist der Abtaststift vorgesprungen, also in Richtung auf die Plattenmitte. Bei der vorliegenden Erfindung werden
übersprungene Rillen ignoriert; wenn die neue HalbbiTdnummer 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 arbeitende 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 der
US-Patentanmeldung USSN 39,358 von E. Simshauser mit dem Titel "TRACK
SKIPPER APPARATUS FOR VIDEO DISC PLAYER" vom 15. Mai 1979S welche auf
die Anmelderin auch der vorliegenden Anmeldung übertragen ist.
Es sind verschiedene Steuer- oder Regelalgorithmen 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 seins den Abnehmer auf den Punkt
seines Weglaufens zurückzubringen und einen zweiten Ableseversuch zu machen9
anstatt den Abnehmer in die erwartete Spur zurückzubringen. In jedem Fall
zeigt sich5 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 würden.
Bei einem digitalen Spurkorrektursystem ist die Sicherheit gegen unbemerkte
Datenfehler besonders wichtig, um zu verhinderns daß gestörte Signale den
Abnehmer unnötigerweise vorOder zurücksetzen. Das hier beschriebene Datensystem
verringert die Wahrscheinlichkeit eines unentdeckten Ablesefehlers auf vernachlässigbar kleine Werte»
In einer groben Mäherung kann man die Wahrscheinlichkeit abschätzen;, daß
sin zuf-yigss digitalss Eingangssignal von dem Datensystem als gültige
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Nachricht angesehen wird, die eine nicht der Reihenfolge entsprechende
Halbbildnummer enthält, so daß die Anstoßeinrichtung für den Abtaststift
betätigt wird. Die Zufallswahrscheinlichkeit eines guten Startcodes beträgt
13
1 zu 2 . Die Zufallswahrscheinlichkeit eines guten Fehlercodes beträgt 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
1 zu 2 . Die Zufallswahrscheinlichkeit eines guten Fehlercodes beträgt 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
4 O
verändern (_+ 63 Rillen). Daher durchlaufen nur i26 von 2 zufälligen
Halbbildnummern die Sektor- und Bereichsprüfungen. Berücksichtigt man
alle Sicherheitsbetrachtungen, dann beträgt die Wahrscheinlichkeit eines
44
nicht bemerkten Fehlers 126 zu 2 .
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,
v/o irrtümliche Bits nebeneinander liegen, wahrscheinlicher als andere
Störungsarten. Wie bereits erwähnt wurde, stellt der spezielle gewählte Fehlercode alle einzelnen Farbsynchronsignalfehler bis zu 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 Fehlera und Fehlalarmes die andern-
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§03839?
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
Digitaldaten abhängen.
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Claims (8)
1) Bildplattenspieler zum Abspielen einer in Sektoren unterteilten
Bildplatte, auf deren Oberfläche sich eine spiralförmige Informationsspur befindet, welche Elemente enthält, die ein mit
einem Videosignal moduliertes aufgezeichnetes Trägersignal darstellen,
wobei das Videosignal Halbbilder der Videoinformation enthält und jedes dieser Halbbilder ein Informationssignal auf
einer Horizontalzeile enthält, welches eine aufeinanderfolgend angeordnete Digitalhalbbildnummer entsprechend dem das Informationssignal
enthaltenden Videohalbbild darstellt, wobei das'Videosignal
eine feste Anzahl von Videohalbbildern pro Spiralwindung in solcher Anordnung enthält, daß jede der Halbbildnummern in
Beziehung zu einem entsprechenden Sektor der Bildplatte steht, mit einem Abnehmer zum Abfühlen des aufgezeichneten Videosignals
und mit einem Detektor für die Halbbildnummern, sowie mit einer Korrelationsschaltung zur Korrelierung aufeinanderfolgender Werte
der festgestellten Halbbildnummern mit einer zuvor festgestellten
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Halbbildnummer, gekennzeichnet durch einen
Speicher für die aufeinanderfolgende Speicherung aufeinanderfolgender festgestellter Halbbildnummern, durch einen Zähler zur Erhöhung
der gespeicherten Halbbildnummer jedes Videohalbbildes im Sinne der Lieferung einer vorhergesagten Halbbildnummer und durch
eine Vergleichsschaltung zum Vergleichen aufeinanderfolgend festgestellter Halbbildnummern mit der vorhergesagten Halbbildnummer
zur Bestimmung, ob die jeweilige Sektorinformation der festgestellten
Halbbildnummer und der vorausgesagten Halbbildnummer mit demselben Sektor der Bildplatte korrelieren oder nicht.
2) Bildplattenspieler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler eine vorbestimmte Anzahl von Videohalbbildern
zählt, die nach der Speicherung jeweils einer der festgestellten Halbbildnummern vergangen sind, und. daß-der Zähler eine Einrichtung
zur Erzeugung einer vorhergesagten Halbbildnummer aufweist, die gleich der zuvor gespeicherten Halbbildnummer zusätzlich der
vorausgesagten Anzahl der vergangenen Videohalbbilder ist, und daß die Vergleichsschaltung bestimmt, ob die festgestellte Halbbildnummer
nach Division durch eine feste Anzahl von Videohalbbildern pro Spiralwindung denselben Rest ergibt wie die vorhergesagte
Halbbildnummer nach Division durch die feste Anzahl.
3) Bildplattenspieler nach Anspruch 1 oder 2 zur Korrelierung aufeinanderfolgender Werte festgestellter Halbbildnummern mit
einer zuvor festgestellten Halbbildnummer, wobei die Bildplatte
acht Sektoren pro Spiralwindung enthält und die Halbbildnummern in Binärform dargestellt sind, da-d.urch. gekennzeichnet,
daß die Vergleichsschaltung zum Vergleich der aufeinanderfolgend festgestellten Halbbildnummern mit der erwarteten
Halbbildnummer eine Einrichtung zur Lieferung eines Anzeigesignals
enthält, wenn die am wenigsten signifikanten drei
Bits der festgestellten Halbbildnummer gleich den am wenigsten signifikanten drei Bits der vorhergesagten Halbbildnummer sind.
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4) Bildplattenspieler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler eine Zählschaltung zum Abzählen der vorherbestimmten
Anzahl von Videohalbbildern enthält, die nach der Speicherung jeweils einer der festgestellten Halbbildnummern
vergangen sind, sowie einen Generator zur Erzeugung einer vorhergesagten Halbbildnummer, die gleich der zuvor gespeicherten
Halbbildnummer zuzüglich der vorhergesagten Nummer vergangener
Halbbilder ist, daß ein Spurfehlerdetektor vorgesehen ist, der unter Steuerung durch die vom Detektor gelieferten verglichenen
Halbbildnummern eine Spurfehleranzeige liefert, wenn aufeinanderfolgend
decodierte Digitalzahlen von der vorbestimmten Aufeinanderfolge abweichen, und daß die Spurfehler einen festgestellten
Spurfehler angeben, und daß ferner eine unter Steuerung durch die Spurfehleranzeige den Signalabnehmer in eine andere Windung der
Spiralinformationsspur in solcher Richtung versetzende Einrichtung vorgesehen ist, daß der festgestellte Spurfehler verringert
wird.
5) Bildplattenspieler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung für den Vergleich aufeinanderfolgend
festgestellter Halbbildnummern mit der vorhergesagten Halbbildnummer
bestimmt, ob die festgestellte Halbbildnummer innerhalb eines vorhergesagten annehmbaren Bereichs von vorhergesagten
Halbbildnummern liegt oder nicht.
6) Bildplattenspieler zum Abspielen einer in Sektoren unterteilten
Bildplatte, die auf ihrer Oberfläche eine spiralförmige Informationsspur trägt, welche Elemente enthält, die ein mit
einem Videosignal moduliertes aufgezeichnetes Trägersignal darstellen, wobei das Videosignal Halbbilder von Informationen umfaßt,
deren jedes ein Informationssignal in einer Horizontalzeile enthält, das aufeinanderfolgend angeordnete digitale Halbbildnummern
entsprechend dem jeweiligen, das Informationssignal enthaltenden Videohalbbild darstellt, wobei das Videosignal eine
feste Anzahl von Videohalbbildern pro Spiralwindung enthält, mit einem Abnehmer zum Abfühlen des aufgezeichneten Videosignals,
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und mit einem Detektor für die Halbbildnummern sowie mit einer
Korrelationsschaltung zur Korrelierung aufeinanderfolgender Werte der festgestellten Halbbildnummern mit einer zuvor festgestellten
Halbbildnummer, gekennzeichnet durch einen Speicher zur aufeinanderfolgenden Speicherung aufeinanderfolgender
festgestellter Halbbilder, durch einen Zähler zum Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Videohalbbildern, die nach der
Speicherung je einer der festgestellten Halbbildnummern vergangen sind, wobei der Zähler einen Generator für eine vorhergesagte
Halbbildnummer enthält, die gleich der zuvor gespeicherten Halbbildnummer zuzüglich der vorhergesagten Nummer vergangener Videohalbbilder
ist, und durch eine Vergleichsschaltung zum Vergleich einer aufeinanderfolgend festgestellten Halbbildnummer mit der
vorhergesagten Halbbildnummer zur Bestimmung, ob die aufeinanderfolgend festgestellte Halbbildnummer innerhalb eines vorbestimmten
annehmbaren Bereichs der vorhergesagten Halbbildnummer ist oder nicht.
7) Bildplattenspieler zum Abspielen einer in Sektoren unterteilten
Bildplatte, die auf ihrer Oberfläche eine spiralförmige Informationsspur trägt, welche Elemente enthält, die ein mit
einem Videosignal moduliertes aufgezeichnetes Trägersignal darstellen, wobei das Videosignal Halbbilder von Informationen enthält,
deren jedes ein Informationssignal in einer Horizontalzeile enthält und wobei das Informationssignal eine aufeinanderfolgend
angeordnete digitale Halbbildnummer darstellt, welche dem das Informationssignal enthaltenden jeweiligen Videohalbbild
entspricht, und wobei das Videosignal eine feste Anzahl von Videohalbbildern pro Spiralwindung enthält derart, daß jede der Halb-:
bildnummern eine Sektorinformation darstellt, mit einem Abnehmer zum Abfühlen des aufgezeichneten Videosignals und mit einem Detektor
für die Halbbildnümmern, sowie mit einer Einrichtung zur Korrelierung aufeinanderfolgender Werte der festgestellten Halbbildnummern
mit einer zuvor festgestellten Halbbildnummer, gekennzeichnet durch einen Speicher zur aufeinanderfolgenden
Speicherung aufeinanderfolgender festgestellter
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Halbbildnummern, durch einen Zähler zum Zählen einer vorbestimmten
Anzahl von Videohalbbildern, die nach der Speicherung jeweils einer der festgestellten Halbbildnummern vergangen ist, wobei der
Zähler einen Generator für eine vorhergesagte Halbbildnummer enthält,
die gleich der zuvor gespeicherten Halbbildnummer zuzüglich der vorhergesagten Nummer vergangener Videohalbbilder ist, durch
eine erste Vergleichsschaltung zum Vergleichen einer aufeinanderfolgend
festgestellten Halbbildnummer mit der vorhergesagten Halbbildnummer
zur Bestimmung, ob die jeweilige Sektorinforination der festgestellten Halbbildnummer und die vorhergesagte Halbbildnummer
dem selben Sektor der Bildplatte entsprechen oder nicht, und durch eine zweite Vergleichsschaltung zur Bestimmung der Differenz
zwischen einer aufeinanderfolgend festgestellten Halbbildnummer und der vorhergesagten Halbbildnummer und zur Lieferung
einer Anzeige, wenn sich diese Differenz innerhalb eines vorherbestimmten akzeptablen Bereichs befindet.
8) Bildplattenspieler nach Anspruch 7 zur Korrelierung aufeinanderfolgender
Werte festgestellter Halbbildnummern, wobei die Bildplatte acht Sektoren pro Spiralwindung enthält und die
Halbbildnummern in Digitalform dargestellt sind, dadurch
gekennzeichnet , daß die erste Vergleichsschaltung zum Vergleich einer aufeinanderfolgend festgestellten Halbbildnummer
mit einer vorhergesagten Halbbildnummer eine Einrichtung zur Anzeige enthält, wann die am wenigsten signifikanten drei
Bits der festgestellten Halbbildnummer gleich den am wenigsten signifikanten drei Bits der vorhergesagten Halbbildnummer sind.
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