DE3120448A1

DE3120448A1 - "verfahren und vorrichtung zur verminderung nichtlinearer verzerrungen bei der aufzeichnung von binaersignalen mit zwei signalpegeln"

Info

Publication number: DE3120448A1
Application number: DE19813120448
Authority: DE
Inventors: Takeo Hadano Kanagawa Eguchi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-05-24
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3120448C2; CA1169549A; FR2483110A1; AU543745B2; JPH0250522B2; NL8102561A; ATA233381A; FR2483110B1; AU7068181A; GB2077077B; JPS56165910A; AT389786B; GB2077077A; US4432024A

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ^; Sony Corp. - S81P80

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Information, die durch ein zwischen zwei Pegeln wechselndes Signal (Zweipegel-Signal) repräsentiert ist derart, daß nichtlineare Verzerrungen insbesondere bei der Signalwiedergabe stark vermindert werden» Dabei ist insbesondere an die Aufzeichnung solcher Zweipegel-Signale gedacht, die in hoher Folgefrequenz oder anders ausgedrückt in hoher Bit-Dichte vorliegen«

Werden Zweipegel-Signale auf einem magnetischen Speichermedium„ beispielsweise einem Magnetband aufgezeichnet , so vermindert sich der Pegel des vom Speichermedium auslesbaren Signals nichtlinear,, wenn die Bit-Dichte plötzlich erhöht wird.Auch unterliegt die Phase des wiedergewonnenen Zweipegel-Signals einer nichtlinearen Verzerrung» Solche nichtlinearen Amplitudenänderungen und Phasenverzerrungen werden auch als "Träger-Ausfall" oder "Übermodulation" bezeichnet„ wenn es sich bei, dem Zweipegel-Signal um einen Pulsträger handelt, dessen Wiederholungsrate oder Frequenz zur Informationsdarstellung moduliert wird., Solche nichtlineare Verzerrungen werden auch als Peak-VerSchiebung bezeichnet, wenn es sich bei dem Zweipegel-Signal um ein Digitalsignal handelt, dessen binäre Siffernfolgen die Information repräsentieren, etwa bei PCM-Signalen oder binär codierten Dezimalsignalen ododglo

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Ein Trägerausfall oder ein Übermodulationseffekt tritt meistens dann auf, wenn die Frequenz des FM-PuIsträgers sich abrupt von einem relativ niedrigen zu einem relativ hohen Frequenzwert ändert. Der Peak-Verschiebeeffekt dagegen wird dann beobachtet, wenn sich der Bit-Inhalt des Digitalsignals ändert, beispielsweise von einer Folge von NULLen (oder einer Folge von EINSen) und zu einer wechselnden Bit-Folge von NULLen und EINSen übergeht. Das heißt, das Peak-VerSchiebephänomen tritt meistens auf, wenn die Bit-Dichte des aufgezeichneten Digitalsignals sich erhöht.

Bei einer abrupten Erhöhung der Frequenz des FM-PuIsträgers bzw. der Bit-Dichte des Digitalsignals haben die nicht-lineare Amplitude und die Phasenverzerrungen ihre

Maximalwerte zu Beginn des Übergangs und nehmen danach laufend ab. Das heißt, wenn die Erhöhung der FM-PuIsträgerfrequenz bzw. der Bit-Dichte bestehenbleibt, nimmt die nichtlineare Verzerrung des Wiedergabesignals laufend ab, so daß nach einer Anzahl von FM-PuIsträgerzyklen oder einer Anzahl von Bit-A'nderungen des Digitalsignals ein Wiedergabesignal ohne solche nicht-lineare Verzerrungen erzielt wird. Wenn die FM- oder Digital-Signale mit relativ großen Strömen aufgezeichnet werden, ist ihre nicht-lineare Verzerrung stärker. Auch neigt das Wiedergabesignal eher zu nicht-linearen Verzerrungen, wenn das Aufzeichnungssignal eine relativ kurze Wellenlänge hat oder wenn der Effektivabstand bzw. Spalt zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem magnetischen Medium relativ groß ist.

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Wenn, der mit nicht-linearen Verzerrungen behaftete FM-Pulsträger z«B. Videoinformation enthält, dann gelangt ein verzerrtes Video-Signal zur Wiedergabe, und folglich erscheint ein gestörtes Fernsehbild. Binäre ElNSen und NULLen werden in Abhängigkeit von einem Null-Linien-Wechsel des wiedergewonnenen Signals erfaßt, und wenn eine nichtlineare Verzerrung vorliegt, die in Form von Peak-Verschiebungen des wiedergewonnenen Digitalsignals auftritt, ergeben sich durch eine stark behinderte Erfassung der NuIl-Linien-Wechsel Schwierigkeiten bei der Wiedergewinnung der Digitalsignale·

Es wurde bereits versucht, nicht-lineare Verzerrungen in dem wiedergewonnenen FM-Pulsträger durch kurzzeitige Aufzeichnungsstromerhöhung sum Übergangszeitpunkt von der niedrigeren zur höheren Frequenz des FM-Pulsträgers zu kompensieren,, Dazu bedarf es einer diesen Frequenz sprung genau erfassenden Abtastschaltung, die kompliziert und entsprechend teuer ist» Doch selbst bei genauer Erfassung des Frequenzübergangs bereitet die Einhaltung eines optimalen Aufzeichnungsstromverlaufs Schwierigkeiten; der Aufzeichnungsstrom kann leicht den Optimalwert überschreiten und verursacht dann seinerseits nicht-lineare Verzerrungen, wie oben erwähnt. Ferner wäre zur notwendigen Regulierung des Aufzeichnungsstrompegels ein Analogverstärker erforderlich, ein relativ einfacher und billigerer Schaltverstärker wäre in diesem Fall nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen_t mit denen FM-Pulsträger und Digitalsignale bei der Aufzeichnung so kompensiert werden können, daß die wiedergegebenen Signale weitgehend frei von nicht-linearen Verzerrungen sind.

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Erfindungsgemäße Lösungen der gestellten Aufgabe sind verfahrensseitig im Patentanspruch 1 bzw. 7, und vorrichtungsseitig im Patentanspruch 10 angegeben.

Wenn bei einem Zweipegel-Signal wie z.B. einem FM-PuIsträger, dessen Frequenz Information bedeutet, oder einem aus EINSen und NULLen gebildeten Digitalsignal die Pegel-Wechselfrequenz bzw. Bit-Dichte abrupt ansteigt, wird erfindungsgemäß eine Vorverzerrung durchgeführt. Diese Vorverzerrung beinhaltet eine Anhebung des Tastverhältnisses des Zweipegel-Signals über das normale Tastverhältnis hinaus über mehrere Zyklen hinweg. Danach erfolgt eine laufende Reduzierung des Tastverhältnisses bis zum Erreichen des normalen Tastverhältnisses, und zwar auch dann, wenn die Pegel-Wechselfrequenz bzw. Anzahl der Signalwechsel bzw. die Bit-Dichte ihren erhöhten Wert beibehält. Das so vorverzerrte Zweipegel-Signal wird aufgezeichnet.

Bei einer' erfindungsgemäßen Ausführungsart erfolgt vor der Vorverzerrung eine Beseitigung von höherfrequenten Komponenten des Zweipegel-Signals. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtungsausführung wird die Vorverzerrung mittels einer Phasenänderungsbzw. Phasenschieberschaltung durchgeführt, die vorzugsweise eine RC-Differenzierschaltung enthält, deren Kapazität ein Zusatzwiderstand parallel^jgeschaltet ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Phasenschieberschaltung ausgangsseitig mit einem Komparator verbunden, welcher das phasenverschobene Zweipegel-Signal mit einem vorbestimmten Pegelschwellwert wie z.B. dem Nullpegel vergleicht und abhängig davon, ob das phasenverschobene Zweipegel-Signal den Pegelschwellwert in positiver oder negativer Richtung überschreitet, ein ins Positive oder Negative gehendes Pulssignal abgibt. Vorzugsweise wird der Ausgang des Komparators durch einen Schaltverstärker verstärkt und so dem Aufzeichnungskopf zugeführt.

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Erfindungsgemäß können so Zweipegel-Signale wie FM-PuIsträgersignale und Digitalsignale mit sehr geringen nichtlinearen Verzerrungen wiedergegeben werden, auch in solchen Fällen, wenn die Pegei-Wechselfrequenz bzw. die Bit-Dichte solcher Zweipegel-Signale sprunghaft ansteigt.

Erfindungsgemäß kann die Vorverzerrung des Zweipegel-Signals im Fall eines abrupten Anstiegs der Frequenz oder Bit-Dichte in Form einer Erhöhung des Tastverhältnisses durchgeführt werden. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die Vorver-"Ό-zerrung des betreffenden Zweipegel-Signals in Abhängigkeit von dem Informationsinhalt (d.h. der Frequenz oder Bit-Dichte) des Zweipegel-Signals durchzuführen.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Äusführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert» Es zeigen?

Fig«, 1 ein schematisches Block- bzw. Schaltbild eines erfindungsgemäßen Vorrichtungs-Ausführungsbeispiels,

Figο 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Funktion der Schaltung von Fig. 1, und

Fig. 3 Spannungswellenzüge zur Erläuterung der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer im Sinne der Erfindung gestalteten Äufzeichnungsschaltung umfaßt eine Pufferschaltung 3, ein Tiefpaßfilter 4, eine Phasenschieberschaltung 6, einen Komparator 7, einen Verstärker 8 und einen Aufzeichnungskopf 9. Die z.B. einen Operationsverstärker oder eine andere übliche schaltung mit relativ hohem Eingangs- und niedrigem Ausgangswiderstand enthaltende Pufferschaltung 3 ist

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mit Eingängen 1 und 2 verbunden und bezieht von ihnen ein Zweipegel-Signal Si, das z.B. ein FM-PuIsträger, dessen Frequenz zur Informationsdarstellung moduliert ist, oder ein aus EINSen oder NÜLLen bestehendes Digitalsignal ist. Ausgangsseitig ist die Pufferschaltung 3 über einen Strombegrenzerwiderstand Ro an das dem Zweipegel-Signal höherfrequente Komponenten entziehende Tiefpaßfilter 4 angeschlossen, welches den scharfen steilen Vorder- und Hinterflanken des Zweipegel-Signals eine abgeschrägt ansteigende bzw. abfallende Form verleiht'. Falls das ankommende Zweipegel-Signal Si bereits flache oder abgerundete Vorder- und Hinterflanken bzw. eine geeignete Flankenneigung hat, kann · auf das Tiefpaßfilter 4 verzichtet werden. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 4 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang einer weiteren Pufferschaltung 5 verbunden, die z.B. ein Operationsverstärker ist, dessen invertierender Eingang (in Fig. 1 mit Kreis) auf den Ausgang dieses Verstärkers rückgekoppelt ist.

Der Ausgang der Pufferschaltung 5 ist über eine Kapazität an die Phasenschieberschaltung 6 in Form eines RC-Differenziergliedes angeschlossen. Sie besteht aus einem in Serie an die Pufferschaltung 5 angeschlossenen Kondensator C₁ mit parallelgeschaltetem veränderbarem Widerstand R₁ und einem an Masse gelegten Äbleitwiderstand R,. Der veränderbare Widerstand R₁ kann spannungsreguliert wie der Kollektor-Emitterwiderstand eines bipolaren Transistors oder der Source-Drainwiderstand eines Feldeffekttransistors o.dgl. sein. Durch diese Phasenschieberschaltung 6 wird die Phase des zugeführten Signals entsprechend seiner Frequenz verändert bzw. verschoben. An die Verknüpfungsstelle zwischen C₁ und R₂ der Phasenschieberschaltung 6 ist der Komparator 7 angeschlossen, um das phasenverschobene Zweipegel-Signal mit einem vorgegebenen Schwell-

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wertpegel zu vergleichen, der im vorliegenden Fall die Null-Linie ist. Der Komparator 7 erfaßt den Null-Linien-Wechsel des ihm zugeführten phasenverschobenen Zweipegel-Signals. Alternativ kann der Komparator 7 das Signal auch mit einem Mittelwert oder einer Bezugswechselspannung vergleichen» Außer dem mit dem Ausgang der Phasenschieberschaltung 6 verbundenen Eingang hat der Komparator 7 einen über einen Widerstand an Masse gelegten zweiten Eingang«.

Der Ausgang des Komparators 7 ist über einen Verstärker 8, der vorzugsweise ein dem Fachmann bekannter sog» Schaltverstärker (Switching Amplifier) ist, mit dem Aufzeichnungskopf 9 verbunden, welcher das verstärkte phasenverschobene Zxtfeipegel-Signal auf ein magnetisches Medium 10 aufzeichnet, beispielsweise ein Magnetband.

Im Betrieb wird der Aufzeichnungsschaltung von Fig. 1 das in Fig» 2A dargestellte Zweipegel-Signal Si zugeführt, ein Digitalsignal, welches wie angenommen vor einem Zeitpunkt T eine Folge binärer NÜLLen hatte und nach T zwischen binären EINSen und NULLen wechselt, d.h. die Bit-Folge 10101010 aufweist.

Statt dessen kann das Signal Si auch ein FM-Pulsträgersignal sein? welches vor T eine relativ niedrige Frequenz und zum Zeitpunkt T zu einer relativ höheren Frequenz übergeht. Bei beiden Signalarten erfolgt zum Zeitpunkt T eine abrupte Erhöhung der Pegel-Wiederholungsrate oder -Wechselfrequenz.

Das Tiefpaßfilter 4 befreit das von der Pufferschaltung 3 kommende Eingangs-Zweipegelsignal Si von höherfrequenten Komponenten und verwandelt es dabei in das in Fig. 2B dargestellte gefilterte Zweipegel-Signal Sa, dessen Vorder- und Hinterflanken im Gegensatz zu dem flankensteilen Signal von Fig, 2A deutlich schräg ansteigen bzw. abfallen. Falls das

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Eingangs-Zweipegelsignal schon eine Form gem. Fig. 2B hat, kann auf ein Tiefpaßfilter 4 verzichtet werden.

Das gefilterte Signal Sa gelangt über die Pufferschaltung 5 in die Phasenschieber.schaltung 6 und wird darin in ein phasenverschobenes Zweipegel-Signal Sb verwandelt, das zwar die Wellenform des Signals Sa beibehält, dessen Pegelmittelwert jedoch im ersten Zyklus nach der Zeit T relativ zur Null-Linie nach oben verschoben ist und danach gleitend wieder auf die normale Null-Linie zurückkehrt. Diese Rückkehr des Pegelmittelwerts im Signal Sb von der höheren. Anfangsamplitude zur Normalamplitude ist durch eine unterbrochene Linie angedeutet. Die Folge dieser Pegelverschiebung in dem phasenverschobenen Zweipegel-Signal Sb ist eine Verschiebung von dessen Null—Linien-Wechselpunkten, die relativ zu den normalen Null-Linien-Wechselpunkten in Fig. 2B beim Positiv-Übergang vorverlegt und beim anschließenden Negativ-Übergang zurückverlegt sind. Diese Verschiebungen werden im zweiten Zyklus geringer als im ersten und sind bereits im dritten Zyklus praktisch verschwunden. Diese in der Schaltung 6 durchgeführten Nulliiiienwechsel-Verzerrungen in dem phasenverschobenen Signal Sb werden als Phasenverzerrung des gefilterten Zweipegel-Signals Sa bezeichnet. Diese Phasenverzerrung ist in dem mit Zeitpunkt T beginnenden ersten Zyklus dm größten, nimmt laufend ab und ist etwa im dritten Zyklus des gefilterten Signals praktisch nicht mehr vorhanden.

Das vom Ausgang der Schaltung 6 abgegebene phasenverschobene Zweipegel-Signal Sb wird in dem Komparator 7 mit dem erwähnten Pegelschwellwert bzw. der Bezugswechselspannung verglichen. Der Komparator 7 arbeitet wie ein Amplitudenbegrenzer und verwandelt das phasenverschobene Signal in das in Fig. 2D dargestellte Rechteckimpulssignal Sc. Das in Fig. 2C dargestellte

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phasenverschobene Signal Sb hat, wenn sich die Wiederholungsfolge des Eingangssignals Si sprunghaft erhöht, infolge der zuvor erläuterten Verschiebung seiner Null-Linien-Wechselpunkte ein höheres Tastverhältnis, welches auch in dem in Fig. 2D dargestellten Rechteckimpulssignal Sc deutlich vorhanden ist. Dieses erhöhte Tastverhältnis beginnt in Fig. 2D an einem Punkt a (s.Pfeil), wird im nächsten Zyklus bereits kleiner und geht schließlich etwa beim dritten Zyklus wieder in das normale Tastverhältnis über. Erhöhtes Tastverhältnis bedeutet, daß beginnend mit dem Punkt a der ins Positive gehende Impuls des Zweipegel-Signals Sc breiter als normal ist und anschlies= send laufend wieder auf die normale Impulsbreite zurückkehrt. Da aber die Wiederholungsfolge des Signals Sc die gleiche wie beim Eingangssignal Si ist, müssen mit erhöhter Positivimpulsbreite die ins negative gehenden Impulse entsprechend schmaler sein.

Das phasenverschobene Signal Sc wird durch den Schaltverstärker 8 verstärkt und über den Magnetkopf 9 aufgezeichnet« Wie eingangs erläutert, ist mit dem sprunghaften Ansteigen der Wiederholungsrate des Signals Sc am Punkt a eine nicht-lineare Verzerrung des wiedergewonnenen Zweipegel-Signals zu erwarten, wie sie in Fig„ 2E durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist, falls ein Eingangs-Zweipegel-Signal gem. Fig« 2A oder 2B aufgezeichnet wird und nicht mittels der Phasenschieberschaltung 6 vorverzerrt worden ist. Die durch die unterbrochene Linie in Fig„ 2E angedeutete nicht-lineare Verzerrung, die mit Punkt a einsetzt wo die Wiederholfrequenz sprunghaft ansteigt, führt zu einer Reduzierung des Wiedergabesignalpegels, die anschließend kleiner wird, bis der Signalpegel wieder dem Aufseichnungssignaipegel entspricht, s. Fig. 2E. Durch die erfinäungsgemäS angewandte Vorverzerrung des Aufzeichnungs-Zweipegelsignals Sc (Fig.2D) in Form einer Erhöhung des Tastverhältnisses im Augenblick eines abrupten Anstiegs der Folge-

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frequenz mit anschließender Angleichung an das normale Tastverhältnis hat den Effekt, daß die Vorverzerrung des Zweipegel-Signals Sc die nicht-lineare Verzerrung bei der Wiedergabe so kompensiert, daß das wiedergewonnene Zweipegel-Signal Sd durchgehend eine normale Amplitude hat, auch in den einer abrupten Folgefrequenz-Erhöhung des aufgezeichneten Zweipegel-Signals folgenden ersten Zyklen. Die sonst zu einer Tastverhältnis-Reduzierung führende nichtlineare Verzerrung des Wiedergabesignals (unterbrochene Linien in Fig. 2E) wird erfindungsgemäß durch eine Vorverzerrung durch Anhebung des Tastverhältnisses beim aufgezeichneten Zweipegel-Signal Sc aufgehoben.

In Fig. 3A sind die Wellenzüge eines nicht vorverzerrten wiedergegebenen Zweipegel-Signals dargestellt, dessen Folgefrequenz zum Zeitpunkt T abrupt auf eine Wellenlänge von etwa 0,9 μ ansteigt. Das Aufzeichnungsmedium ist z.B. ein Co-^-Magnetband. Der durch die unterbrochene Linie angedeutete reduzierte Wiedergabesignalpegel beginnt bei T und steigt danach parabelförmig zum Normalpegel an. Fig. 3B zeigt Wellenzüge eines sonst gleichartigen, aber durch die zuvor erläuterte Phasenverschiebung vorverzerrten Zweipegel-Signals, welches auch bei abruptem Anstieg seiner Folgefrequenz keine nachteilige Signalpegelreduzierung aufweist. Ein Vergleich der Wellenzüge von Fig. 3A und 3B zeigt, daß bei dem Spannungsverlauf von Fig. 3B die Null-Linien-Wechselpunkte viel besser zu erfassen sind als bei Fig. 3A. Wenn daher das Zweipegel-Signal ein Information in Form binärer EINSen und NULLen enthaltendes Digitalsignal ist, genügen zur Wiedergewinnung der Information herkömmliche Null-Linien-Wechsel-Abtasttechniken. Da in Fig. 3 zumindest die ersten Null-Linien-Wechsel im FrequenzÜbergangsbereich schwer erfaßbar sind, kann es in diesem Bereich Schwierigkeiten bei der Informationsrückgewinnung geben.

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Wird das Eingangs-Zweipegelsignal si von einer logische Hochgeschwindigkeitsschaltungen wie emittergekoppelte Logikschaltungen mit sehr kurzen Ansprechzeiten enthaltenden Schaltung erzeugt, dann hat dieses Signal eine sehr große Flankensteilheit/ so daß zur Anhebung seines Tastverhältnisses bei abrupt ansteigender Folgefrequenz eine entsprechend komplizierte Phasenverschiebungsschaltung erforderlich wäre. Darum werden erfindungsgemäß durch das Tiefpaßfilter 4 dem Eingangssignal Si unter Beseitigung seiner höherfrequenten Komponenten flachere Anstiegs- und Abfallflanken verliehen, wie sie das in Fig. 2B dargestellte Zweipegel-Signal Sa hat. Falls dagegen das Eingangssignal schon die Wellenform nach Fig. 2B hat, kann auf ein Tiefpaßfilter verzichtet werden.

Fig. 3A macht deutlich, daß die dem wiedergegebenen Zweipegel-Signal erteilte nicht-lineare Verzerrung von der Signal-Wellenlänge abhängig ist, weil ein abrupter Anstieg bei einem Wiedergabesignal mit relativ kurzer Wellenlänge zu einer relativ stärkten Signalpegelabsenkung durch nicht-lineare 0 Verzerrung führt, die erfindungsgemäß durch entsprechende Vor-Verzerrung des Zweipegel-Signals vor seiner Aufzeichnung kompensiert wird. Da erfindungsgemäß nur die Phase des Zweipegel-Signals verändert wird, kann als Aufnahmeverstärker nicht nur ein Analogverstärker sondern zweckmäßigerweise ein wesentlich einfacherer schaltverstärker verwendet werden.

Die Vorverzerrung durch Änderung des Tastverhältnisses des Zweipegel-Signals vor dessen Aufzeichnung ist eine Funktion des Informationsinhalts dieses Signals. Ob es sich bei dem Zweipegel-Signal um einen FM-Pulsträger, bei dem Frequenz Information bedeutet, oder um ein Digitalsignal aus binären EINSen und NULLen handelt - in jedem Fall wird erfindungsgemäß das Tastverhältnis erhöht, wenn die Frequenz des Trägers bzw. die Bit-Dichte des Digitalsignals abrupt ansteigt.

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Da erfindungsgemäß nicht-lineare Verzerrungen durch Vorverzerrung des Zweipegel-Signals kompensiert werden, kann unabhängig von Phasenverschiebungseigenschaften der Phasenschieberschaltung 6 ein optimaler Signalaufzeichnungs-Strompegel gewählt werden. Die Einstellung des gewünschten AufζeichnungsStrompegels oder der Phasenverschiebungseigenschaften können unabhängig voneinander erfolgen. So können die Signale mit optimalen Pegeln aufgezeichnet und mit sehr geringer nicht-linearer Verzerrung wiedergegeben werden.

Abweichend von dem zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ζar Erzielung einer entsprechenden Änderung des Tastverhältnisses des Zweipegel-Signals bei ansteigender Folgefrequenz auch eine andere gleichwertige Phasenschieberschaltung verwendet werden. Auch der Komparator 7 kann durch eine andere geeigente Schaltung ersetzt werden, welche geeignet ist, das Signal Sb in das flankensteile Pulssignal Sc umzuwandeln. Die Pufferschaltungen 3 und 5 können durch herkömmliche Bauelemente gebildet sein, welche den Zweck erfüllen, eingangsseitig angeschlossene Schaltungen von den ausgangsseitig angeschlossenen Schaltungen zu trennen. Wie erwähnt, kann auf das Tiefpaßfilter 4 verzichtet werden, falls die eingehenden Zweipegel-Signale Si bereits den schrägen Flankenverlauf der in Fig. 2B dargestellten Signale haben.

Claims

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PATENTANWÄLTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europaischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before tha European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european dos brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Maer Dipl.-lng. H. Steinmeister SKSJe i ^MÜUer Artur-Ladebeck-Strasse

D-8OOO MÖNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD

S81P80 22. Mai 1981

Mü/Gdt/vl/Tß

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung nichtlinearer Verzerrungen bei der Aufzeichnung von Binärsignalen mit

zwei Signalpegeln

Priorität: 24. Mai 1980, Japan, Ser.Nr. 69446/80

PATENTANSPRÜCHE

TT) Verfahren zur Aufzeichnung von Binärsignalen mit zwei Signalpegeln (Zwejpegel -Signalen) auf ein magnetisches Speichermedium derart, daß Verzerrungen bei der Signalwiedergabe vermindert werden, gekennzeichnet' durch folgende Verfahrensschritte ι

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- das Zweipegel -Signal wird zur Entfernung höherfrequenter Signalkomponenten tiefpaßgefiltert;

- das so gefilterte Zweipegel-Signal wird durch Änderung seiner Phase vorverzerrt;

- das phasengeänderte Zweipegel-Signal wird verstärkt und

- das so verstärkte phasengeänderte Zweipegel-Signal wird auf dem magnetischen Speichermedium aufgezeichnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß während der Vorverzerrung des Zweipegel-Signals das Tastverhältnis dieses Signals vergrößert wir'd, wenn die Anzahl der Signalwechsel (die Wechselfrequenz) des Signals vom einen zum anderen Pegel sich abrupt erhöht.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis des Zweipegel-Signals während einer Mehrzahl von Zyklen über ein normales Tastverhältnis angehoben wird, wenn sich die Pegel-Wechselfrequenz schlagartig erhöht, und daß das Tastverhältnis anschließend wieder auf das normale Tastverhältnis zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Tastverhältnisses vom erhöhten Tastverhältnis auf normales Tastverhältnis über eine Mehrzahl von Signalzyklen vorgenommen wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1,

d a d u r c h ge ken η ζ eic h η et,' daß das Zweipegel-Signal ein Digitalsignal ist. - >.

6. Verfahren nach Anspruch 1, ■ ·'" ■ " ^:; ' dadurch gekenn ζ eich η e t , daß das Zweipegel-Signal ein Trägersignal ist, dessen Frequenz zur Informationsdarstellung moduliert ist.

7„ Verfahren zur Aufzeichnung von Binärsignalen mit zwei Signalpegeln ^Zweipegel-Signalen) ^auf ^e^-ⁿ magnetisches ^: Speichermedium derart, daß Verzerrungen bei der Signalwiedergabe vermindert werden, g e k e η η ζ e ic h η e t d uVr c h folgende Verfahrensschritte:

- das Zweipegel-Signal wird vorverzerrt, wenn die Wiederholungsrate (Umschaltfrequenz des Zweipegelsignals) heim Wechsel zwischen den zwei Signalpegeln sich abrupt ändertj durch Erhöhung des Tastverhältnisses über ein normales Tastverhältnis hinaus während einer Mehrzahl von Zyklen des mit höherer Wechselfrequenz auftretenden Zweipegel-Sigrials, und " ^:-

^L - Aufzeichnung des so vorverzerrten Zweipegel-Signals auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger. ■

8= Verfahren nach Anspruch 7, " dadurch gekennzeichnet > daß das Tastverhältnis des Zweipegel-Signäls soweit erhöht wird, daß" zu erxirartende nichtlineare Verzerrungen beseitigt sind, denen das wiederzugebende Zweipegel-Signal unterliegt, wenn die Signalfrequenz abrupt erhöht wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis des Zweipegel-Signals mit erhöhter Folgefrequenz anschließend wieder im Verlauf mehrerer Signalzyklen auf normales Tastverhältnis zurückgeführt wird.

10. Vorrichtung zur Aufzeichnung einer durch den Wechsel von zwei unterschiedlichen Signalpegeln (Zweipegel-Signal) repräsentierten Information auf einem Aufzeichnungsmedium derart, daß Signalverzerrungen bei der Wiedergewinnung des Zweipegelsignals vermindert werden, gekennzeichnet durch

- eine Vorver zerrer schaltung {Fig.1), welche das Tastverhältnis des Zweipegel-Signals erhöht, wenn die Wiederholungsfolge (Wechselfrequenz) sich abrupt erhöht, mit der das Zweipegel-Signal zwischen den Signalpegeln hin- und .hergeschaltet wird, und

- eine Vorrichtung zur Aufzeichnung des verzerrten Zweipegel-Signals.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverzerrerschaltung (Fig.1) das Tastverhältnis des Zweipegel-Signals während mehrerer Zyklen über ein normales Tastverhältnis hinaus erhöht, wenn die Wiederholungsrate (bzw. Wechselfrequenz) sprunghaft ansteigt, und anschließend über mehrere Signalzyklen auf das normale Tastverhältnis zurückführt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverserrerschaltung eine Phasenschieberschaltung (6) enthält, um bei einer sprunghaften Erhöhung der Wiederholungsrate des Zweipegel-Signals dessen

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Phase zu ändern bzw. zu verschieben.

13« Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieberschaltung ein RC-Differenzierglied mit einem seinem Kondensator parallel^geschalteten zusätzlichen Widerstand (R₁) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Widerstand ein veränderbarer Widerstand ist.

15 _a Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverzerrerschaltung ein das Zweipegel-Signal filterndes Tiefpaßfilter (4) zum Beseitigen höherfrequenter Komponenten enthält, welche das gefilterte Ztfeipegel-Signal an die Phasenschieberschaltung abgibt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverzerrerschaltung ferner einen mit der Phasenschieberschaltung verbundenen Komparator (7) enthält, der das phasenverschobene Zweipegel-Signal mit einem bestimmten Pegelschwellwert vergleicht und in Abhängigkeit davon, ob das phasenverschobene Zweipegel-Signal den Pegelschwellwert in der Positivoder Negativ-Richtung überschreitet, ein positives oder negatives Impulssignal erzeugt.

ο Vorrichtung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertpegel der Hull-Pegel ist. ^

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18. Vorrichtung nach Anspruch 17,

dadurch' gekennzeichnet, daß die Phasenschieberschaltung die Null-Linie des Zweipegel-Signals verschiebt, wenn dessen Wiederholungsrate sprunghaft ansteigt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungs-Vorrichtung einen Schaltverstärker (8) enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungs-Vorrichtung einen mit dem Schaltverstärker (8) verbundenen und mit dem verzerrten Zweipegel-Signal von dem Schaltverstärker gespeisten Magnetaufzeichnungskopf (9) aufweist.