DE3225406C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzphasensignals für die Steuerung der Drehzahl eines Antriebsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 42 22 079 bekannt. Diese bekannte Schaltungsanordnung umfaßt eine PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, in der Audiosignale eines einzigen Kanals oder mehrerer Kanäle auf mehreren Bandspuren nach Umwandlung in Digitalsignale aufgezeichnet werden und in der durch periodisches Hinzufügen von Synchronisationsmarken für die Datensynchronisation bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Daten als Audiosignale auf den Spuren Rahmen gebildet werden. Die bekannte Schaltungsanordnung umfaßt ferner eine Detektoreinrichtung, um Synchronisationsmarken von mehreren nebeneinander verlaufenden Aufzeichnungs-Spuren festzustellen und es ist schließlich auch eine Referenzphasenreproduktionsschaltung zur Erzeugung eines Referenzphasensignals vorhanden, welches zum Steuern der Drehzahl eines Antriebsmotors für die Bandbewegung verwendet wird. Diese bekannte Schaltungsanordnung dient jedoch lediglich dazu, die aufgrund einer Klebestelle in einem Magnetband auftretende Unregelmäßigkeit für die Wiedergabe von aufgezeichneten digitalen Daten mit Hilfe einer PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung unschädlich zu machen. Aufgrund derartiger Klebestellen ergibt sich eine Phasenverschiebung zwischen den vor der Klebestelle aufgezeichneten Daten und den nach der Klebestelle aufgezeichneten Daten, was zu einer unerwünschten Fehlsynchronisation führen kann, da diese Phasenverschiebungen auch die Synchronisationsmarken betreffen.

Um dieses Problem zu lösen, enthält die bekannte Schaltungsanordnung eine Detektoreinrichtung, um Synchronisationsmarken von mehreren nebeneinander verlaufenden Aufzeichnungs-Spuren festzustellen. Die Synchronisationsmarken sind dabei bereits phasenverschoben zueinander aufgezeichnet.

Die Referenzphasenreproduktionsschaltung der bekannten Schaltungsanordnung ist derart ausgebildet, daß sie ein Zeitfenster erzeugt, welches einer bestimmten Aufzeichnungs-Spur zugeordnet ist. Das Zeitfenster wird dabei so eingestellt, daß die Synchronisationsmarken in der betreffenden Aufzeichnungs-Spur innerhalb des Zeitfensters fallen. Gelangt bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Daten der Wiedergabekopf an eine Klebestelle, so wird mit Hilfe des Zeitfensters eine Synchronisationsmarke auf den nebeneinander verlaufenden Aufzeichnungs-Spuren ausgewählt, die innerhalb des Zeitfensters liegt, so daß dadurch ein Überwechseln von einer Aufzeichnungs-Spur auf eine andere Aufzeichnungs-Spur erfolgen kann, und zwar hinsichtlich der Auswertung der Synchronisationsmarken. Dieses bekannte Prinzip setzt aber voraus, daß die Synchronisationsmarken auf den nebeneinander verlaufenden Spuren bereits zueinander phasenverschoben aufgezeichnet werden.

Aus der DE-OS 30 18 602 ist ein PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät bekannt, in welchem Audiosignale auf mehreren Bandspuren nach Umwandlung in Digitalsignale aufgezeichnet werden und wobei zusätzlich zu den digitalisierten Audiosignalen Synchronisationssignale aufgezeichnet werden, die jedoch den digitalisierten Audiosignalen nicht periodisch hinzugefügt werden, sondern auf einer eigenen Aufzeichnungs-Spur aufgezeichnet werden. Zu diesen Zweck ist ein Codierer zur Codierung eines Steuersignals vorhanden, welches ein Frequenzerkennungssignal zur Identifizierung der ausgewählten Taktfrequenz und ein Synchronisierungssignal enthält. Es ist ferner ein zweiter Aufzeichnungskopf vorhanden, um das Frequenzerkennungssignal und das Synchronisierungssignal auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen. Bei einer Beschädigung von lediglich der Synchronisationsspur ist jedoch eine Synchronisation der detektierten Signale nicht mehr möglich, d. h. eine Steuerung der Drehzahl des betreffenden Antriebsmotors für die Bewegung des Aufzeichnungsträgers ist dann nicht mehr möglich.

Aus der Zeitschrift "Nachrichtenelektronik", Heft 2, 1980, Seiten 48 bis 50 ist ein Digital-Magnetbandgerät bekannt, um eine blocksynchrone Aufzeichnung zeitlich getrennt anfallender Datenflüsse vorzunehmen. Die Synchronisation erfolgt hierbei jedoch mit Hilfe einer sogenannten Nachrichtensinke und es gelangt auch ein Pufferspeicher zur Anwendung, um Bandlaufschwankungen zu kompensieren, wobei der Pufferspeicher mit der schwankenden Datenrate vom Aufzeichnungsband gefüllt und nur mit konstanter Datenrate entleert wird. Eine zweite Möglichkeit zur Kompensation von Bandlaufschwankungen besteht darin, das Nachrichten verarbeitende System durch einen vom Bandgerät selbst reproduzierten Referenztakt zu synchronisieren, so daß also der Referenztakt nicht von einer Aufzeichnung stammt. Dieses bekannte Magnetbandgerät arbeitet mit einer eigenen Taktspur.

Aus der DE-OS 29 06 956 ist eine Anordnung zum Nachstellen eines Magnetkopfes auf abzutastende Informationsspuren eines Aufzeichnungsträgers bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung werden Synchronisationsmarkierungen nicht in die Aufzeichnungs-Spur des Nutzsignals eingebaut, sondern es sind eigene unabhängige Synchronisationsspuren vorhanden. Diese Synchronisationsspuren enthalten fortlaufend Synchronisationsmarken, wobei in zwei übereinanderliegenden Spuren zwei genau übereinanderliegende Synchronisationsmarken jeweils entgegengesetztes Vorzeichen haben. Bei dieser bekannten Anordnung soll erreicht werden, daß eine seitliche Versetzung des Magnetkopfes auf der Grundlage der gewonnenen Synchronisationssignale wieder rückgängig gemacht wird, und zwar mit einer möglichst hohen Einstellgenauigkeit. Zu diesem Zweck wird eine Detektorschaltung vorgesehen, die eine Brückenschaltung aufweist, wobei in die Brückenschaltung die Detektoren eingeschaltet sind, welche die Synchronisationsmarken von den zwei Synchronisationsspuren aufnehmen. Auf der Grundlage dieser bekannten Anordnung wird jedoch eine Positionskorrektur des Magnetkopfes unmöglich, wenn die Synchronisationsmarken auf den zwei Synchronisationsspuren aus irgendwelchen Gründen in Längsrichtung des Aufzeichnungsbandes versetzt werden, beispielsweise aufgrund einer ungleichmäßigen thermischen oder mechanischen Belastung des Aufzeichnungsbandes.

Aus der DE-AS 12 93 855 ist ein Taktimpulsgenerator für Magnetbandspeicher mit Zweikanal-Schwellwertabfühlung bekannt, wobei Synchronisationsmarken in die Aufzeichnungs-Spuren des Magnetbandspeichers jeweils eingebaut werden. Die Auswertung der Synchronisationsmarken erfolgt derart, daß jeweils nur die Synchronisationsmarken von einer einzelnen Aufzeichnungs-Spur ausgewählt werden, um ein Synchronisationssignal zu erzeugen.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Aufzeichnungsformat einer Mehrkanal-PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung. In Fig. 1 kennzeichnen 1 den Magnetkopf; 2-1 bis 2-8 Datenspuren, wo Daten eines Audiokanals aufgezeichnet werden; und 5-1 und 5-2 Zusatzspuren, in denen zusätzliche Signale wie Paritätscodes für Fehlerkorrektur in den Audiodaten der Datenspuren 2 aufgezeichnet werden.

Fig. 2 zeigt eine Methode, wie die zusätzlichen Spuren 5-1 und 5-2 hinzugefügt werden. a₁ bis a₈ bezeichnen Datensignale, die in den Datenspuren 2-1 bis 2-8 aufgezeichnet werden; c₁ und c₂ sind zusätzliche Fehlerkorrektursignale, die in den Zusatzspuren 5-1 und 5-2 aufgezeichnet sind, und b ist die Bitlänge.

Die Zusatzspuren 5-1 und 5-2 sind folgendermaßen gestaltet: die Datensignale a₁ bis a₈ mit jeweils b Bits werden aus ihren einander benachbarten Positionen in Breitenrichtung des Bandes in den oben beschriebenen Datenspuren 2-1 bis 2-8 entnommen. D. h., die Fehlerkorrektursignale c₁ und c₂ werden aus den "vertikalen" Datensignalen von insgesamt 8 b Bits gewonnen und in den Zusatzspuren 5-1 und 5-2 aufgezeichnet.

Fig. 3 zeigt eine Anzahl von Daten, wie sie in der Fig. 2 dargestellt sind, die in Bandlaufrichtung angeordnet sind, und zeigt Zusatzsignale, die auch in Bandlaufrichtung angefügt sind. In Fig. 3 sind mit S Synchronisationsmarken und mit d₁ bis d₁₀ Zusatzsignale bezeichnet, die auf jeweils 7 b Bits in den Datenspuren 2-1 bis 2-8 und den Zusatzspuren 5-1 und 5-2 angefügt sind. Die genannten Zusatzsignale d₁ bis d₁₀ werden gewöhnlich durch einen CRC-Codealgorithmus erzeugt. Der CRC-Code (Datensignal + Zusatzsignal), der so gebildet ist, hat die Synchronisationsmarke S vorangesetzt. Nachfolgend wird ein Datenstreifen, der mit der Synchronisationsmarke S beginnt und mit dem Zusatzsignal d _i endet (worin i = 1 bis 10), als "Rahmen" bezeichnet.

Die Rahmen für zehn Spuren bilden einen Codeblock CB.

Ein Beispiel einer herkömmlichen Mehrspur PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für die Aufzeichnung von Daten mit dem vorstehend beschriebenen Format ist in Fig. 4 dargestellt. Darin kennzeichnen: 1 ein Magnetband, das in Pfeilrichtung D läuft; 7 einen Mehrspurabspielkopf; 101 einen Verstärker für das Verstärken des Ausgangssignals vom Abspielkopf 7; 201 eine Zeitachsenkorrekturschaltung, die vorübergehend das Ausgangssignal des Verstärkers 101 sammelt und es mit Kristalloszillatorgenauigkeit abgibt; 102 eine Fehlerkorrekturschaltung zum Korrigieren des Ausgangssignals der Schaltung 201; 103 einen D/A-Wandler, der das Ausgangssignal der Schaltung 102 einer Digital-Analog-Wandlung unterzieht; 104 einen Audioverstärker, der das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 103 verstärkt. Die vorstehend genannten Schaltkreiselemente 101, 201, 102, 103 und 104 bilden zusammen eine Digitalabspielschaltung 9, die eine Ausgangsklemme 8 hat.

Ferner sind in Fig. 4 gekennzeichnet mit 11 Eingangsklemmen und mit 106 ein Audioverstärker, der das von der Eingangsklemme 11 ankommende Audiosignal verstärkt. Ein A/D-Wandler 107 wandelt das Ausgangssignal des Audioverstärkers 106 von analog auf digital um, wobei die Schaltungselemente 106 und 107 zusammen eine Eingangsdigitalschaltung 10 bilden. Ein Schalter 12 wählt das Ausgangssignal entweder der Fehlerkorrekturschaltung 102 auf der Abspielseite oder der Eingangsschaltung 10 der Aufnahmeseite aus. Eine Verzögerungsschaltung 105 dient zum Kompensieren des Kopfzwischenraums und verzögert ein Eingangssignal vom Schalter 12 um eine bestimmte Zeitspanne. Eine einen Fehlerkorrekturcode addierende Schaltung 108 fügt die Synchronisationsmarke S und den Fehlerkorrekturcode d _i (i = 1 bis 8) dem Ausgangssignal des Verzögerungskreises hinzu. Ein Aufzeichnungsverstärker 109 verstärkt das Ausgangssignal der Fehlerkorrekturcodeaddierschaltung 108, wobei die beiden Schaltkreiselemente 108 und 109 zusammen eine Aufzeichnungsdigitalschaltung 15 bilden. Ein Mehrspuraufzeichnungskopf 6 dient zur Aufzeichnung des Ausgangssignals der Aufzeichnungsschaltung 15 auf dem Magnetband 1.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt Fig. 4 nur die Wiedergabe- und Aufzeichnungsschaltungen für die Datenspuren. Die Anordnung für die Zusatzspuren unterscheidet sich von der der Datenspuren. D. h., die Wiedergabeschaltung enthält nur die Schaltkreiselemente 7, 101, 201 und 102, und ihr Ausgang wird allen Fehlerkorrekturkreisen für die Datenspuren zugeleitet. Die Aufzeichnungssignale für alle Datenspuren werden den Aufzeichnungskreisen für die Zusatzspuren zugeleitet. Außerdem werden während des Übereinanderkopierens (over-dubbing) die Abspielsignale der Datenspuren außer für die Aufzeichnungs-Spuren durch die Schalter 12 der Spuren zu den Aufzeichnungskreisen der Zusatzspuren geführt. Die Wiedergabeschaltungen für die Zusatzspuren unterscheiden sich von denen in Fig. 4. Den Fehlerkorrekturkreisen für jede Spur werden die Wiedergabedaten der übrigen Spuren für die Fehlerkorrektur zugeführt.

Es soll nun die Arbeitsweise der in Fig. 4 dargestellten Schaltung beschrieben werden. Der Ausgang des Wiedergabekopfes 7 wird nach Verstärkung im Wiedergabeverstärker 101 der Zeitachsenkorrekturschaltung 201 zugeführt. Dadurch werden Zeitachsenzitterbewegungen, die durch nicht konstanten Lauf des Magnetbandes od. dgl. hinzugefügt worden sind, aus dem Wiedergabedatensignal entfernt und Codefehler werden im Fehlerkorrekturkreis 102 korrigiert, woraufhin das Signal im D/A-Wandler 103 in ein Analogsignal umgewandet und dann im Audioverstärker 104 verstärkt wird. Das so verarbeitete Datensignal wird schließlich an der Ausgangsklemme 8 abgegeben. Andererseits wird das der Eingangsklemme 11 zugeführte Datensignal vom Audioverstärker 106 verstärkt und dann vom A/D-Wandler 107 in ein PCM-Signal umgewandelt. Der Ausgang des A/D-Wandlers 107 wird über den Schalter 12 dem Verzögerungskreis 105 zugeführt, wo das Signal um eine bestimmte Zeitspanne verzögert wird. Das so verarbeitete Ausgangssignal wird mit einer Synchronisationsmarke S und dem Zusatzsignal d _i (i = 1 bis 8), was in der Fehlerkorrektur- und Codeaddierschaltung 108 erfolgt, dann vom Aufzeichnungsverstärker 109 verstärkt und mit dem Aufzeichnungskopf 6 auf das Band 1 aufgezeichnet.

Schalter 12 und Aufzeichnungsverstärker 109 werden durch äußere (nicht gezeigte) Bedienungsknöpfe gesteuert. Wenn der Schalter 11 mit der Ausgangsseite der Fehlerkorrekturschaltung 102 verbunden ist, arbeitet Verstärker 109 nicht.

Eine herkömmliche Mehrkanal-PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist wie vorstehend beschrieben aufgebaut. Bei einem solchen PCM-Rekorder können während der Wiedergabe aufgrund der Zeitachsenkorrekturschaltung Zitterbewegungen absorbiert werden. Dies ist eines der speziellen Merkmale eines solchen PCM-Rekorders.

Fig. 6 zeigt ein Aufzeichnungsformat für das gesamte Band, wobei mehrere Codeblocks CB, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, dargestellt sind. Mit dem oben beschriebenen Aufzeichnungsformat können Fehler von zwei Spuren bezüglich eines Codeblocks korrigiert werden. Somit können, auch wenn mehrere Codefehler auftreten, weil der aufgezeichnete Zustand irgendeiner der Spuren unbefriedigend ist, die Fehler hinreichend korrigiert werden. Sogar wenn eine Spur völlig ausfällt und in anderen Spuren Fehlerstellen vorhanden sind, kann eine zufriedenstellende Korrektur vorgenommen werden. Somit bleibt der Betrieb des Rekorders befriedigend. Mit anderen Worten, die Stabilität des Rekorders ist bemerkenswert gut.

Eine weitere Mehrspur-PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die ein derartiges Aufzeichnungsformat hat, ist in Fig. 4a gezeigt. Fig. 4a hat folgende Bezeichnungen: 401 Eingangsklemmen; 402 A/D-Wandler zum Umwandeln von Analogsignalen von den Eingangsklemmen 104 in PCM-Signale; 403 eine Fehlerkorrekturcodeaddierschaltung zum Addieren eines Fehlerkorrekturcodes zu den Ausgangssignalen der A/D-Wandler 402; 404 eine Synchronisationsmarkenaddierschaltung, die den Ausgangssignalen der Fehlerkorrekturcodeaddierschaltung 403 Synchronisationsmarken hinzufügt; 405 eine Magnetaufzeichnungsschaltung, die das Ausgangssignal der Synchronisationsmarkenaddierschaltung 404 verstärkt; und 406 Aufzeichnungsköpfe, mit denen die Ausgangssignale der Magnetaufzeichnungsschaltung 405 auf einem Magnetband 1 aufgezeichnet werden. Ferner sind in Fig. 4a bezeichnet mit 408 Wiedergabeköpfe, die Daten vom Magnetband 1 abnehmen; 409 eine Wiedergabeschaltung, die die Ausgangssignale der Wiedergabeköpfe 408 verstärkt; 410 eine Zeitachsenkorrekturschaltung, die die Ausgangssignale der Wiedergabekreise 409 vorübergehend speichert und sie mit der Genauigkeit eines Kristalloszillators abgibt, wobei sie die Synchronisationsmarken feststellt; 411 eine Fehlerkorrekturschaltung, mit der Fehler im Ausgangssignal der Zeitachsenkorrekturschaltung 410 korrigiert werden; 412 D/A-Wandler, die das Ausgangssignal der Fehlerkorrekturschaltung in ein Analogsignal umsetzen, die Anzahl der D/A-Wandler gleich der Anzahl der Kanäle ist; und 413 Ausgangsklemmen der D/A-Wandler 412. Mit 415 ist eine Taktgeneratorschaltung, die eine Referenzphase hervorbringt, bezeichnet; mit 414 ein Phasenkomparator, in dem die Referenzphase der Taktgeneratorschaltung 415 und eine durch Feststellen der Synchronisationsmarken in der Zeitachsenkorrekturschaltung gewonnene Referenzreproduktionsphase einem Vergleich unterzogen werden; und mit 416 ein Bandantriebswellenmotor, der in seiner Drehung durch das Ausgangssignal des Phasenkomparators 414 gesteuert wird.

Die Schaltung der Fig. 4a hat folgende Arbeitsweise. Die den Audioeingangsklemmen 401 zugeführten Analogsignale werden vom A/D-Wandler 402 in PCM-Signale umgesetzt und der Fehlerkorrekturcodeaddierschaltung 403 zugeführt, wo fehlerkorrigierende Zusatzcodes c₁, c₂ und d₁ bis d₁₀ gemäß Fig. 3 den Signalen hinzugefügt werden. Außerdem werden in der Synchronisationsmarkenaddierschaltung 404 Synchronisationsmarken S gemäß Fig. 3 den Signalen hinzugefügt. Die so behandelten Signale werden durch die Magnetaufzeichnungsschaltung 405 zu den Aufzeichnungsköpfen 406 geleitet und dort auf das Magnetband 1 aufgezeichnet.

Aufgezeichnete Daten des Magnetbandes 1 werden andererseits von den Wiedergabeköpfen 408 reproduziert. Die so reproduzierten Daten werden durch die Wiedergabeschaltung 408 der Zeitachsenkorrekturschaltung 410 zugeleitet. In dieser Schaltung werden zeitliche Zitterbewegungen in den Signalen, die durch ungleichen Lauf des Bandes od. dgl. zustande kommen können, absorbiert, so daß die reproduzierten Signale von der Zeitachsenkorrekturschaltung mit Kristalloszillatorgenauigkeit abgegeben werden. Sie werden dann der Fehlerkorrekturschaltung 411 eingegeben, wo eventuelle Fehler korrigiert werden, und dann von den D/A-Wandlern 412 in Analogsignale umgewandelt. Über die Audioausgangsklemmen 413 werden die Analogsignale abgegeben.

Der Bandlauf wird durch ein Phasenkontrollservosystem gesteuert, so daß die Zeitachsenkorrekturschaltung 410 die Daten korrekt verarbeitet. D. h., die mit Zitterbewegungen behaftete Referenzreproduktionsphase wird von der Zeitachsenkorrekturschaltung 410 erzeugt und mit der Referenzphase mit Kristalloszillatorgenauigkeit verglichen, welche von der Taktgeneratorschaltung 415 bereitgestellt wird, wobei der Vergleich im Phasenkomparator 414 vorgenommen wird. Das Detektorausgangssignal des Phasenkomparators 414 wird zur Steuerung des Bandantriebswellenmotors 416 und damit zum Steuern des Bandlaufs verwendet.

Damit die oben beschriebenen Zeitachsenkorrekturschaltungen die Zitterbewegungen vollständig absorbieren können, muß der Bandtransport durch ein Servosystem nach Art der Phasenkontrolle gemäß einem Phasenvergleichssystem gesteuert werden, bei dem die Referenzphase, deren Genauigkeit die Genauigkeit eines Kristalloszillators hat, mit der Referenzreproduktionsphase des Wiedergabedatensignals verglichen wird. Es ist dem Fachmann bekannt, daß die Detektordaten der Synchronisationsmarke irgendeiner in Fig. 3 gezeigten Spur als Referenzreproduktionsphase des reproduzierten Datensignals verwendbar sind. Wenn jedoch dann, wenn das Servosystem, das gesteuert werden soll, die Position der Synchronisationsmarke einer Spur als Referenzreproduktionsphase verwendet, diese Spur aus irgendeinem Grund nicht mehr abgespielt werden kann, dann tritt folgende Schwierigkeit auf. Weil die Synchronisationsmarke fehlt, kann keine Wiedergabe mehr erzeugt werden, so daß das Band dann unregelmäßig läuft und deshalb auch die Wiedergabe unregelmäßig ist.

Eine der Funktionen der Mehrkanal-PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung ist das Übereinanderkopieren. Dieser Begriff bedeutet, daß synchron mit wiedergegebenen Klängen von einer Spur und mit einer bestimmten Zeitverzögerung die Aufzeichnung auf einer weiteren Spur vorgenommen wird. Das Übereinanderkopieren (auch playback oder over-dubbing genannt) bringt folgende Schwierigkeiten mit sich. Es wird dazu Fig. 4 betrachtet. Während des Übereinanderkopierens wird beispielsweise das Audiodatensignal a₂ einer Datenspur 2-2 über eine Eingabeschaltung 10 und einen Schalter 12 der Spur 2-2 den (nicht gezeigten) Aufzeichnungskreisen der Zusatzspuren 5-1 und 5-2 zugeleitet, während die Datensignale a₁ und a₃ bis a₈ der übrigen Datenspuren 2-1 und 2-3 bis 2-8 über die Wiedergabekreise 9 und die Schalter 12 ihrer Spuren ebenfalls zu den Aufzeichnungskreisen (nicht gezeigt) der Zusatzspuren 5-1 und 5-2 geleitet werden, wodurch die Zusatzsignale c₁ und c₂ durch die Aufzeichnungskreise erzeugt werden. Wenn in diesem Fall die Datensignale a₁ und a₃ bis a₈ der Datenspuren 2-1 und 2-3 bis 2-8 erneut aufgezeichnet werden, erhöht sich die Verzerrung aufgrund von Codefehlern. Deshalb sollten nur die Spuren, die während des Übereinanderkopierens aufgezeichnet werden sollen, und die Zusatzspuren 5-1 und 5-2, für die die Zusatzsignale entsprechend der Aufzeichnung geändert werden sollen, der erneuten Aufzeichnung unterworfen werden.

Fig. 5 zeigt die Veränderung der Daten der Spuren aufgrund des Übereinanderkopierens. Die in Fig. 5 schraffierten Bereiche kennzeichnen aufgezeichnete Bereiche, und mit A ist ein Bereich auf dem Band 1 gekennzeichnet. Fig. 6 ist eine Vergrößerung des Bereiches A in Fig. 5.

Beim Überkopieren werden aus den Datensignalen a₁ und a₃ bis a₈ der Reproduktionsrahmen die zusätzlichen Signale c₁ und c₂ gebildet, die mit Hilfe der Wiedergabeköpfe 7 entsprechend dem Datensignal a₂ des zweiten Kanals als zusätzliche Signale c₁ und c₂ aufgezeichnet werden. Die Rahmen, die neu aufgezeichnet werden, müssen dann mit Ausnahme des zweiten Kanals, der nicht aufgezeichnet wird, korrekt so aufgezeichnet werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Folglich ist es nötig, daß das aufzuzeichnende Signal um eine bestimmte Zeitspanne verzögert wird, und die Summe dieser Verzögerungszeit und der Signalverarbeitungszeit muß exakt gleich der Dauer sein, die das Band für den Lauf vom Wiedergabekopf 7 zum Aufzeichnungskopf 6 braucht. Aus diesem Grunde weist die PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung die Verzögerungsschaltungen 105 auf. Diese Verzögerungsschaltungen stellen sicher, daß die zehn Rahmen, die vertikal angeordnet sind, wie Fig. 6 einen Codeblock bilden.

Wenn jedoch die für den Bandlauf vom Wiedergabekopf zum Aufzeichnungskopf benötigte Zeit aufgrund von Zitterbewegungen od. dgl. ungleichmäßig wird, dann ergeben sich im Aufzeichungsbild des Bandes nach dem Überkopieren Positionsverschiebungen Δ₁, Δ₂, -Δ₃, -Δ₄, -Δ₅ und Δ₆, wie in Fig. 7a dargestellt, und die Bezugsreproduktionsphase ist dann irregulär, wie in Fig. 7b dargestellt, was eine korrekte Wiedergabe der Daten unmöglich macht.

Nach der Durchführung des Überkopierens entsprechend Fig. 7a kann bei Einsatz einer Referenzreproduktionsphasenschaltung gemäß Fig. 8 beim Abspielen des Bandes ein Referenzwiedergabephasensignal gewonnen werden, wie in Fig. 7b gezeigt.

In Fig. 8 kennzeichnen die Bezugsziffern 611 bis 618 Synchronisationsmarkendetektorkreise; 621 bis 628 Monovibratoren; 603 ein UND-Gatter, 415 eine Taktgeneratorschaltung; 414 einen Phasenkomparator und 416 den Bandantriebswellenmotor. Das Signal in Teil (b) der Fig. 7 entspricht dem Ausgangssignal des UND-Gatters 603. Die Impulssignale B und C werden aufgrund der Rückflanken der Synchronisationsmarken erzeugt. Genauer gesagt, werden die Impulssignale B entsprechend den Rückflanken der Wiedergabesynchronisationsmarken der zuvor aufgezeichneten Spuren erzeugt, während die Impulssignale C entsprechend den Rückflanken der Wiedergabesynchronisationsmarken der Spuren erzeugt werden, die während des Überkopierens erneut aufgezeichnet wurden.

Die oben beschriebenen Positionsverschiebungen zwischen den Spuren summieren sich auf, wenn häufigeres Überkopieren durchgeführt wird. Wenn das Überkopieren wiederholt wird, ist außerdem die Referenzabspielphase durch Zitterbewegungen od. dgl. nachteilig beeinflußt, und die so beeinflußten Phasendaten werden dem Wiedergabeservosystem eingegeben. Als Folge davon werden der Wiedergabespurrahmen und der Aufzeichnungs-Spurrahmen in ihrer Position unstabil, was eine Rekonstruktion der Codeblocks unmöglich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Referenzphasensignals für die Steuerung der Drehzahl eines Antriebsmotors in einer PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, auch bei stark relativ zueinander verschobenen und auf mehreren nebeneinander verlaufenden Aufzeichnungs-Spuren aufgezeichneten Synchronisationsmarken ein eindeutiges Referenzphasensignal zu erzeugen, um eine exakte Steuerung der Drehzahl auch unter dieser Bedingung durchführen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung werden die relativen Lagen der Synchronisationsmarken in ihren jeweiligen Spuren ausgewertet. Für eine derartige Auswertung sind keineswegs nur zwei Synchronisationsmarken erforderlich, sondern es können alle (z. B. vier) Synchronisationsmarken beteiligt sein, wobei aber immer mindestens zwei Synchronisationsmarken die Impulsdauer des Kombinations-Referenzphasensignals bestimmen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Erläuterungsdiagramm eines Aufzeichnungsformats für eine Mehrspur-PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung,

Fig. 2 ein Erläuterungsdiagramm, das ein Verfahren der Hinzufügung von Zusatzspuren zeigt;

Fig. 3 ein Erläuterungsdiagramm eines Codeblocks;

Fig. 4 und 4a Blockschaltbilder von herkömmlichen Mehrspur-PCM-Aufzeichnungsvorrichtungen;

Fig. 5 ein Erläuterungsdiagramm, das Aufzeichnungs-Spuren zeigt, in denen durch Überkopieren Daten erneut aufgezeichnet sind;

Fig. 6 das diagrammartige Bild eines Bandabschnittes mit einem Aufzeichnungsformat für mehrere Aufzeichnungs-Spuren;

Fig. 7a und 7b Diagramme, die Positionsverschiebungen zwischen den einzelnen Aufzeichnungs-Spuren und die Referenzabspielphase nach dem Überkopieren zeigen;

Fig. 8 das Blockschaltbild einer Referenzphasenreproduktionsschaltung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 der Zeitplan einzelner Signale in der Schaltung der Fig. 8; und

Fig. 10 ein Erläuterungsdiagramm, das die Aufzeichnungs-Spuren auf einem Band zeigt, die durch den Überkopiervorgang in der Schaltung gemäß Fig. 8 aufgezeichnet sind, sowie die Referenzreproduktionsphase.

Das Blockschaltbild der Fig. 8 zeigt eine Referenzreproduktionsschaltung in einer PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit 611 bis 618 sind Synchronisationsmarkendetektorschaltungen in der Zeitachsenkorrekturschaltung 410 (Fig. 4a) oder den Schaltungen 201 (Fig. 4) bezeichnet, wobei die Zahl der Synchronisationsmarkendetektorschaltungen gleich der Zahl von Datenspuren ist. Ferner bedeuten 621 bis 628 Monovibratoren zur Abgabe von "0" Signalen für eine Dauer, die die Hälfte der Wiederholungsperiode der Synchronisationsmarken ist, nachdem die Synchronisationsmarkendetektorschaltungen 611 bis 618 die Synchronisationsmarken festgestellt haben; und 603 ein UND-Gatter, das die Ausgangssignale der Monovibratoren einer logischen Modifikation unterzieht, wobei das UND-Gatter und die Monovibratoren die Referenzphasenreproduktionsschaltung 604 bilden. Eine Takterzeugungsschaltung 415 erzeugt eine Referenzphase, deren Genauigkeit der eines Kristalloszillators entspricht, und ein Phasenkomparator 414 vergleicht die Phase des Ausgangssignals der Taktgeneratorschaltung mit der Phase des Ausgangssignals des UND-Gatters. Der Bandantriebswellenmotor 416 wird vom Ausgangssignal des Phasenkomparators 414 gesteuert. Die Verzögerungszeit T _d wird gemäß der Erfindung für die Verzögerungsschaltung 105 (Fig. 4) folgendermaßen gewählt:

T _d = (d/v - T _p ) + Δ T₁ (1)

worin d [cm] der Kopfzwischenraum, v [cm/s] die durchschnittliche Bandgeschwindigkeit, T _P die durchschnittliche Signalverarbeitungsdauer zwischen Wiedergabekopf 7 und Aufzeichnungskopf 6 mit Ausnahme der Zeit in der Verzögerungsschaltung 105 und Δ T₁ eine bestimmte Zeitspanne ist, die größer als der Maximalwert oder effektive Wert der Schwankungen der Bandlaufzeit d/v ist.

Der Parameter Δ T₁ sollte folgendem Ausdruck genügen:

worin d Δ [cm] der Maximalwert oder effektive Wert der Schwankung oder Verschiebung zwischen den Rahmen beim Überkopieren ist.

Fig. 9 zeigt den zeitlichen Verlauf von Signalen auf den Signalleitungen der Schaltung dieser Ausführungsform. Im einzelnen bedeuten 701 das Format einer Aufzeichnungs-Spur entsprechend einem Signal, das der Synchronisationsmarkendetektorschaltung 611 zugeführt wird; 702 das Ausgangssignal der Synchronisationsmarkendetektorschaltung 611; und 703 bis 710 die Ausgangssignale der Monovibratoren 621 bis 628. Die Kennzeichnung S′ im Formatdiagramm 701 bedeutet ein fehlerhaftes Synchronisationssignal.

Bezugszeichen X im Signal 702 und 703 kennzeichnet die Stellen, an denen kein Synchronisationssignal wegen eines fehlerhaften Synchronisationssignals festgestellt wurde. Die Formate der übrigen Spuren sind nicht gezeigt, um die Darstellung nicht übermäßig zu komplizieren.

Anhand der Fig. 9 soll die Arbeitsweise nun näher beschrieben werden. Für den Fall, daß nur die Wiedergabe vorgenommen wird, erzeugen die Synchronisationsmarkendetektorschaltungen 611 bis 618 Detektorausgänge in Gestalt von Impulsausgangssignalen, nachdem das Ende der jeweiligen Synchronisationsmarken S der entsprechenden Spuren festgestellt worden ist, wie in Fig. 9 gezeigt. Auf einen derartigen Impuls hin erzeugen die Monovibratoren 621 bis 628 während der halben Periodendauer der Synchronisationsmarken S das Ausgangssignal "0". Wird keine Synchronisationsmarke S festgestellt, wird der zugehörige Monovibrator nicht betätigt. Es ergeben sich dadurch Wellenformen 702 und 703 entsprechend dem Format 701, wie bei b und c der Fig. 9 dargestellt. Die Signalwellenformen 704 bis 710 entsprechen den anderen Aufzeichnungs-Spuren gemäß d bis j in Fig. 9, und wo keine Synchronisationsmarken festgestellt werden können, führen diese Signale den Logikwert "1". Da jedoch die Ausgänge der Monovibratoren 621 bis 628 durch das UND-Gatter 603 zusammengefaßt werden, kann auch dann, wenn keine Synchronisationsmarke S bei einer bestimmten Spur festgestellt wird, eine Synchronisationsmarke S von einer anderen Spur ermittelt werden, so daß im Ergebnis das Ausgangssignal vom UND-Gatter 603 eine Rechteckwelle mit regelmäßig mit bestimmter Periode wechselndem Pegel ist.

Es wird nun die Arbeitsweise der Schaltung beim Überkopieren (over-dubbing) beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 105 des konventionellen Schaltkreises, bei dem die Summe aus der Verzögerungszeit des aufzuzeichnenden Signals und der für die Behandlung des Signals erforderlichen Zeit gleich der Bandlaufzeit gemacht ist, etwas länger als durch den Ausdruck (1) angegeben, gewählt. Dadurch kommen beim Überkopieren die Positionen sämtlicher Synchronisationsmarken S der aufgezeichneten Spuren erst nach den Synchronisationsmarken S auf den Wiedergabespuren. Damit ist die Bezugs-Playback-Phase in diesem Falle wie unter (b) der Fig. 10 dargestellt, was denen gleicht, die nur aus den Synchronisationsmarken der abgespielten Spuren erhalten worden sind. Somit kann, sogar wenn das Überkopieren wiederholt durchgeführt wird, die Referenzabspielphase frei von den Auswirkungen durch das Überkopieren gewonnen werden. Damit ist ein stabiles Servosystem geschaffen, und die Codeblocks können korrekt rekonstruiert werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Aufzeichnen mit der Signalaufzeichnungsposition einer Spur vorgenommen, die überkopiert ist und hinter einer Abspielsignalposition einer durch das Aufzeichnen gewonnenen Spur nachhängt. Dieselbe Wirkung kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß das Aufzeichnen mit der Signalaufzeichnungsposition der Spur vorgenommen wird, die nach dem Überkopieren der Abspielsignalposition derjenigen Spur, die aufgezeichnet wurde, vorauseilt.

Wie aus obiger Beschreibung deutlich wird, werden mit dem PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät die Synchronisationsmarken von einer Vielzahl von Spuren ermittelt, und die Bezugsphase wird aus den ermittelten Signalen gewonnen. Somit kann auch dann, wenn von einer bestimmten Spur keine Synchronisationsmarke festgestellt werden kann, eine korrekte Referenzreproduktionsphase erhalten werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden Monovibratoren dazu eingesetzt, die Referenzreproduktionsphase unter Verwendung der Ausgangssignale der Synchronisationsmarkendetektorschaltungen zu gewinnen. Statt dessen können auch andere Schaltungen eingesetzt werden, sofern ihre Funktion derjenigen der Monovibratoren gleicht. Außerdem werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Synchronisationsmarken sämtlicher Aufzeichnungs-Spuren festgestellt, doch kann jede Mehrzahl von Spuren für die Feststellung der Synchronisationsmarken ausgewählt werden. So kann dazu beispielsweise die Hälfte aller zur Verfügung stehenden Aufzeichnungs-Spuren verwendet werden. Die Zahl der Aufzeichnungs-Spuren auf dem Magnetband ist auch nicht auf zehn begrenzt, d. h., die Zahl der Kanäle ist nicht immer gleich der Zahl der Aufzeichnungs-Spuren.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß bei der Erfindung die Referenzphase für den Lauf des Magnetbandes durch Verwendung einer Vielzahl von Ausgangssignalen der Synchronisationsmarkendetektorschaltungen, die für die Aufzeichnungs-Spuren vorgesehen sind, gewonnen wird. Somit kann die Referenzreproduktionsphase dann noch korrekt erhalten werden, wenn eine Synchronisationsmarke fehlerhaft ist. Beim Überkopieren werden die Signale aufgezeichnet, nachdem sie um eine bestimmte Zeitspanne verzögert sind. Somit können, auch wenn die Synchronisationsmarken fehlerhaft sind oder eine Positionsverschiebung zwischen den Spuren durch wiederholtes Überkopieren auftritt, die Daten dennoch mit hoher Genauigkeit wiedergegeben werden.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Referenzphasensignals für die Steuerung der Drehzahl eines Antriebsmotors, mit einer PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, in der Audiosignale eines einzigen Kanals oder mehrerer Kanäle auf mehreren Bandspuren nach Umwandlung in Digitalsignale aufgezeichnet werden und in der durch periodisches Hinzufügen von Synchronisationsmarken für die Datensynchronisation bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Daten als Audiosignale auf den Spuren Rahmen gebildet werden, mit einer Detektoreinrichtung, um Synchronisationsmarken von mehreren nebeneinander verlaufenden Aufzeichnungsspuren festzustellen, und mit einer Referenzphasenreproduktionsschaltung zur Erzeugung eines Referenzphasensignals, welches zum Steuern der Drehzahl eines Antriebsmotors für die Bandbewegung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzphasenreproduktionsschaltung (621-628, 603) zur Auswertung der relativen Lagen der Synchronisationsmarken mehrerer nebeneinander verlaufender Aufzeichnungsspuren zueinander ausgebildet ist, um ein Kombinations-Referenzphasensignal zu erzeugen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzphasenreproduktionsschaltung (621-628, 603) das Voreilen der hinteren Flanke einer Synchronisationsmarke in einer Aufzeichnungsspur gegenüber den hinteren Flanken der Synchronisationsmarken der restlichen Aufzeichnungsspuren zur Bildung des Referenzphasensignals auswertet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Verzögerungsschaltmittel (105), die jeweils dann, wenn Aufzeichnung und Wiedergabe gleichzeitig durchgeführt werden, ein aufzuzeichnendes Signal um eine bestimmte Zeitspanne derart zu verzögern, daß das Signal an einer Position aufgezeichnet wird, die einer Position eines entsprechenden Signals auf einer Wiedergabespur voreilt oder nachhängt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des Referenzphasensignals ein Taktgenerator (415) vorgesehen ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Aufzeichnungsspuren eine Synchronisationsmarkendetektorschaltung (611 bis 618) vorgesehen ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzphasenreproduktionsschaltung (621-628, 603) eine Vielzahl von Monovibratoren (621-628) für die Bildung eines Ausgangssignals aufgrund eines Detektorausgangs eines entsprechenden Synchronisationsmarkendetektors und ein UND-Glied (603) aufweist, das die Ausgangssignale aufnimmt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der die Ausgangssignale abgebenden Monovibratoren diese Ausgangssignale für eine Dauer abgeben, die im wesentlichen der halben Wiederholungsperiode der Synchronisationsmarken entspricht.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitspanne folgenden Wert hat: T _d = T₁ - T _p ± Δ T₁,worin T₁ der Durchschnittswert der für den Bandlauf vom Wiedergabekopf zum Aufzeichnungskopf erforderlichen Zeit, T _p die Signalverarbeitungszeit zwischen Wiedergabekopf und Aufzeichnungskopf und Δ T₁ eine vorbestimmte Zeitspanne sind, die länger als der maximale oder effektive Wert der Schwankung bei der Bandlaufzeit ist.