DE3688693T2

DE3688693T2 - PCM-Aufnahme- und -Wiedergabegerät.

Info

Publication number: DE3688693T2
Application number: DE86307872T
Authority: DE
Inventors: Ken C O Mitsubishi Denk Onishi; Kazuhiro Mitsubishi D Sugiyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1986-10-10
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2006-10-11
Also published as: EP0395125A3; DE3688693D1; EP0220033A3; DE3650476D1; EP0220033B1; EP0220033A2; US4882638A; EP0395125B1; EP0395125A2; DE3650476T2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungen von impulscodemodulierten (PCM-) Daten und ein für das Aufzeichnen und/oder Wiedergeben der PCM-Daten geeignetes Gerät.
Bei der PCM-Tonaufzeichnung werden analoge Audiosignale abgetastet und in digitale Form umgewandelt. Die erzeugten digitalen Daten werden zum Bilden von Fehlerprüfungs- und Korrekturdaten verarbeitet und zusammen mit diesen Fehlerdaten sowie auch mit Bits für Steuerdaten und anderen Daten zum Bilden eines Datenblocks zusammengefaßt. Daten aus jedem zusammengefaßtem Block werden auf eine Anzahl von Aufzeichnungsspuren aufgeteilt, um Aufzeichnungsdatenblöcke zu erzeugen. Bei der Umkehrung dieses Prozesses, nämlich bei der PCM-Tonreproduktion werden digitale Daten aus jedem Block herausgegriffen, zum Bestimmen und Korrigieren von Fehlern verarbeitet und zum Erzeugen eines analogen Audiosignals zurückgewandelt. Die Verarbeitungsschritte des Abtastens, der Analog/Digital-Datenumsetzung, der Blockbildung und der Aufzeichnungsblockbildung werden unter Verwendung von durch eine Taktschaltung jeweils erzeugten Frequenzsignalen gesteuert. Gleichermaßen werden die Schritte zum Reproduzieren und Herausgreifen von Blockdaten und zur Digital/Analog-Datenumsetzung gleichfalls unter Anwendung jeweiliger Frequenzsignale gesteuert.
Jeder digitale Datenabtastwert ist durch eine festgelegte Anzahl von Datenbits gebildet. Diese Anzahl von Datenbits, die als Quantisierungs-Bitanzahl bezeichnet wird, kann für unterschiedliche Aufzeichnungen unterschiedlich sein. Zur Anpassung an eine Vielzahl oder einen Bereich von durch unterschiedliche Quantisierung charakterisierten Aufzeichnungen ist es erforderlich, eine Taktschaltung zu bilden, die die unterschiedlichen Sätze von jeweiligen Frequenzsignalen erzeugt, welche für die jeweilige unterschiedliche Quantisierungs-Bitanzahl erforderlich sind, an die anzupassen ist. Bisher wurde für das Erzeugen eines jeden Satzes der jeweiligen Frequenzsignale ein anderes Haupttaktsignal vorgesehen. Im allgemeinen war es nicht möglich, für das Erzeugen aller Sätze der jeweiligen Frequenzsignale ein gemeinsames Haupttaktsignal zu bilden, da das kleinste gemeinsame Vielfache aller Frequenzsignale gewöhnlich außerordentlich hoch ist, nämlich zu hoch für die praktische und kostengünstige Ausführung.
Als Hintergrund wird nun auf die folgende technische Veröffentlichung mit dem Titel "Improved Two Channel PCT Tape Recorder for Professional Use" von Tanaka, K. und anderen Bezug genommen, die bei der 64-ten "Convention of the Audio Engineering Society" im November 1979, New York City vorgestellt wurde. Relevante Einzelheiten werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen hiervon erläutert.
Die Fig. 1 zeigt (a) die Datenblock- und (b) die Aufzeichnungsblock-Datenzusammensetzung, die bei dem vorstehend genannten PCM-Aufzeichnungsgerät angewandt werden. Jeder einzelne Datenblock enthält insgesamt 252 Bits aus 14 Abfragewerten von jeweils zu 16 Bits quantisierten PCM-Daten, 10 Synchronisierbits, 2 Steuerbits und 16 Fehlerbits von C1-Prüfdaten zur Fehlererfassung und Korrektur. Bei der Aufzeichnungsblockzusammenstellung werden die zu einem Block zusammengefaßten Daten verteilt und auf insgesamt acht Spuren aufgezeichnet, von denen sechs Spuren die PCM-Daten aufnehmen und zwei Spuren die Fehlerdaten aufnehmen. Das Datenblockformat nach Fig. 1 ist auf folgende Weise festgelegt:
Es sei angenommen, daß N die Anzahl der Analogsignalkanäle ist, S die Anzahl der Abtastungen je Datenblock ist und Tr die Anzahl von Spuren für das Aufzeichnen der PCM-Daten ist. Die Datenblock- und Aufzeichnungsblockfrequenz FB steht mit der Abtastfrequenz Fs nach folgender Gleichung in Beziehung:
FB = (Fs·n)/(S·Tr) (3)
Nimmt man ferner an, daß TS die Gesamtanzahl der Bits je Datenblock ist, dann ergibt sich TS folgendermaßen:
TS = B·S + m (4)
wobei B die Quantisierungsbitanzahl eines Abtastwertes ist und m die Anzahl von zusätzlichen Bits einschließlich Synchronisierbits usw. ist. Die Übertragungsfrequenz FC für das Übertragen der Bits in dem Datenblock ist dann durch die folgende Gleichung dargestellt:
FC = FB·TS (5)
Falls dann das Verhältnis von FC zu FS·N eine einfache ganze Zahl ist, können FC und FS·N aus einem einzigen Taktsignal hergeleitet werden. S und m werden dementsprechend gewählt. Im Falle der Fig. 1 gilt N=2, S=14 und Tr=6 und die Blockfrequenz FB ergibt sich zu:
FB = (48·2)/(14·6) = 1.143 kHz
wobei FS 48 kHz ist. Da 10 Synchronisierbits, 2 Steuerbits und 16 C1-Prüfungsdatenbits vorliegen, ergibt sich m = 10 + 2 + 16 = 28. Außerdem ist B = 16 und somit nach der Gleichung (4) TS = 16·14 + 28 = 252 Bits.
Dementsprechend ergibt die Gleichung (5): FC = 252·1.143 kHz = 288 kHz und das Verhältnis von FC·N zu FS·N wird eine einfache ganze Zahl, d. h., 288 : 48·2 = 3 : 1. Ein solches Taktsignal kann von dem Taktgenerator nach Fig. 2 erzeugt werden.
Der Haupttaktoszillator 1 ist in Fig. 2 gezeigt. Diese enthält einen 1 : 6-Frequenzteiler 2, einen 1 : 42 Frequenzteiler 3 und einen 252-Zähler 4. Mit 5, 6, 7 und 8 sind Ausgangsanschlüsse bezeichnet. Von dem Haupttaktoszillator 1 wird ein Signal mit 288 kHz erzeugt und dieses Signal wird dem 1 : 6-Frequenzteiler 2, dem 252- Zähler 4 und dem Ausgangsanschluß 6 zugeführt. Das Ausgangssignal des 1 : 6-Frequenzteilers 2 ist ein Signal mit der Frequenz 48 kHz und dieses- wird dem 1 : 42-Frequenzteiler 3 und dem Ausgangsanschluß 8 zugeführt. Der 252-Zähler 4 gibt an dem Ausgangsanschluß 5 Taktsignale ab, die für das Erzeugen der Synchronisier- und Steuerdaten erforderlich sind. Der 1 : 42-Frequenzteiler 3 gibt an dem Ausgangsanschluß 8 Taktsignale mit der Blockfrequenz FB ab.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines PCM-Tonbandgeräts. An einem Anschluß 9 dieses Geräts werden analoge Signale von zwei Kanälen eingegeben. Der Aufzeichnungsteil dieses Tonbandgeräts enthält einen A/D-Umsetzer 10, eine Codierschaltung 11, eine Spuraufteilungsschaltung 12, Modulatorschaltungen 13, 14 und 15, Aufzeichnungsverstärker 16, 17 und 18 und Aufzeichnungsköpfe 19, 20 und 21. Der Wiedergabeteil dieses Tonbandgeräts enthält Wiedergabeköpfe 22, 23 und 24, Wiedergabeverstärker 25, 26 und 27, Demodulatorschaltungen 28, 29 und 30, Zeitachsen- Korrekturschaltungen 31, 32 und 33 (die nachstehend als TBC- Schaltungen bezeichnet werden), eine Decodierschaltung 34, einen D/A-Umsetzer 35 und Analogsignalkanal- Ausgangsanschlüsse 36. Für die beiden Teile des Tonbandgeräts ist ein gemeinsamer Taktgenerator 37 vorgesehen.
Dieses Tonbandgerät arbeitet folgendermaßen:
Zuerst wird in dem Aufzeichnungsteil des Geräts ein an dem Eingangsanschluß 9 eingegebenes analoges Signal durch den D/A-Umsetzer 10 in PCM-Daten mit einer Quantisierungsbitanzahl B=16 umgesetzt und es werden durch die Codierschaltung 11 zwei Fehlerkorrektur-Erfassungscodes, d. h., C2-Prüfdaten und C1-Prüfdaten hinzugefügt. Dies dient dazu, das Erfassen und Korrigieren von Fehlern zu - ermöglichen, die infolge von Materialfehlern des Aufzeichnungsträgers entstehen könnten. Dem codierten Signal wird durch die Spuraufteilungsschaltung 12 ein Steuersignal hinzugefügt und es wird auf acht Spuren zum Zuführen zu den Modulatorschaltungen 13, 14 und 15 aufgeteilt. Diese Signale werden durch die Modulatorschaltungen 13, 14 und 15 moduliert und es wird ein Synchronisationssignal hinzugefügt. Das Aufzeichnen erfolgt mittels der Aufzeichnungsverstärker 16, 17 und 18 und der Aufzeichnungsköpfe 19, 20 und 21. In dem Wiedergabeteil des Tonbandgeräts werden Signale durch die Wiedergabeköpfe 22, 23 und 24 reproduziert und durch die Wiedergabeverstärker 25, 26 und 27 verstärkt. Durch die Demodulatorschaltungen 28, 29 und 30 werden die Synchronisationssignale erfaßt und die Taktsignale reproduziert und diese Taktsignale und die Daten, aus denen die Synchronisationssignale ausgeschieden sind, werden den TBC-Schaltungen 31, 32 und 33 zugeführt. In den TBC-Schaltungen 31, 32 und 33 werden aus den reproduzierten Daten Synchronisationsstörungen und Gleichlaufschwankungen beseitigt und die Daten werden dann der Decodierschaltung 34 zugeführt. In der Decodierschaltung 34 wird mittels der C1-Prüfdaten und der C2-Prüfdaten an den Daten die Fehlererfassung und Fehlerkorrektur vorgenommen und die Daten werden durch den D/A-Umsetzer 35 in das ursprüngliche analoge Signal umgesetzt, das aus dem Ausgangsanschluß 36 abgegeben wird. Das Steuersignal wird zum Steuern des Geräts herangezogen, wie zum Steuern der Anhebung oder zum Wählen der Abtastfrequenz FS. Der Taktgenerator 37 ist auf typische Weise gemäß der Darstellung in Fig. 2 zusammengesetzt. Dem A/D-Umsetzer 10 und dem D/A-Umsetzer 35 wird ein Taktsignal mit der Frequenz FS zugeführt und der Spuraufteilungsschaltung 12, den Modulatorschaltungen 13, 14 und 15 und den TBC-Schaltungen 31, 32 und 33 werden Taktsignale mit den Frequenzen FC und FB und das Ausgangssignal aus dem Ausgangsanschluß 5 zugeführt.
In einem solchen Tonbandgerät kann das Datenblock/ Aufzeichnungsblock-Format nach Fig. 4 angewandt werden, bei dem eine zweite Quantisierungsbitanzahl B&sub2;=20 untergebracht ist. Da im Vergleich zu Fig. 1 nur ein Unterschied hinsichtlich der Quantisierungsbitanzahl vorliegt, wird nach Gleichung (4) TS zu 20·14 + 28 = 308 und nach Gleichung (5) FC zu 1.143 kHz·308 = 352 kHz. In diesem Fall ist die Anzahl der Bits je Datenblock in Abhängigkeit von der Quantisierungsbitanzahl verschieden. Sie ist 252 für die Quantisierungsbitanzahl 16, wogegen sie 308 für die Quantisierungsbitanzahl 20 ist. Der Hauptteil eines Taktgenerators, der diesen beiden Quantisierungsbitanzahlen entspricht, ist in Fig. 5 gezeigt. Dieser enthält einen Haupttaktoszillator 38 mit einer Frequenz von 3,168 MHz, einen 1 : 11-Frequenzteiler 39, einen 1 : 66-Frequenzteiler 40, einen 1 : 9-Frequenzteiler 41, einen 252-Zähler 42, einen 1 : 42-Frequenzteiler 43, einen 308-Zähler 44 und Anschlüsse 45, 46, 47, 48, 49 und 50. Wenn die Quantisierungsbitanzahl 16 ist, werden als Ausgangssignale die Signale an den Ausgangsanschlüssen 45, 46, 47 und 48 benutzt, und wenn die Quantisierungsbitanzahl 20 ist, werden als Ausgangssignale die Signale an den Ausgangsanschlüssen 47, 48, 49 und 50 benutzt.
Das Datenblockformat des PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts hat die folgenden Nachteile:
Als erstes wird, wie es aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich ist, die Frequenz des Haupttaktsignals von 288 kHz auf 3,168 MHz elfmal so hoch, um das Gerät an die beiden Quantisierungsbitanzahlen anzupassen, und dies verringert auf nachteilige Weise den Freiraum hinsichtlich der Wahl von Taktsignalen in einem PCM-Aufzeichnungsgerät, welches verschiedenerlei Taktsignale für das Codieren anwendet. Ferner werden die Signale an den Ausgangsanschlüssen 45 bis 50 der Spuraufteilungsschaltung 12 und den TBC-Schaltungen 31, 32 und 33 zugeführt und es wird dann, wenn die Bitanzahl je Datenblock geändert wird, die Steuerung kompliziert, da diese Schaltungen gewöhnlich Speicher benutzen. Weiterhin arbeitet dann, wenn sich die Bitanzahl je Datenblock ändert, die Synchronisationssignal-Sicherungsschaltung in den Decodierschaltungen 28, 29 und 30 nicht zufriedenstellend und die den TBC-Schaltungen 31, 32 und 33 zuzuführenden Taktsignale müßten für eine jede Spur geschaltet werden, was die benötigte Schaltungsausstattung kompliziert und schwierig ausführbar macht.
Ein Gerät, das an unterschiedliche Quantisierungen anzupassen ist, kann vereinfacht werden, wenn für jede unterschiedliche Quantisierung ein gemeinsames Datenblockformat angewandt wird. In diesem gemeinsamen Datenblockformat sind in jedem jeweiligen Fall die Gesamtanzahl von Bits und die Anzahl von hinzugesetzten Bits die gleichen. Die Gesamtanzahl von Abtastdatenbits je Datenblock wird ebenfalls die gleiche, obwohl die Anzahl von Abtastwerten je Datenblock entsprechend den unterschiedlichen Anzahlen von untergebrachten Quantisierungsbits verschieden wird. Eine solche Gerätevereinfachung ist bekannt und beispielsweise in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen EP-A-0129224 und 0137855 und in der JP-OS JP-A-58125209 beschrieben.
Gemäß der EP-A-0129-224 ist die Haupttakt-Schaltungsanordnung zum Erzeugen von jeweils einem anderen Abtastfrequenzsignal für jede unterschiedliche Quantisierung gestaltet und jedes dieser Signale wird aus einem anderen Haupttaktsignal gebildet. Das analoge Signal ist ein Einkanalsignal. Es sind Beispiele für das Aufzeichnen auf einer einzigen Spur mit einem umlaufenden Kopf und für das Aufzeichnen auf mehreren Spuren mit einem feststehenden Kopf angegeben. Die Frequenzen der diskreten Haupttaktsignale sind allgemein ziemlich hoch, jedoch wäre es nicht praktikabel, die Haupttaktsignale unter Anwendung eines gemeinsamen Haupttaktsignals zu erzeugen.
Gemäß der EP-A-0137855 werden im gleichen Signalformat Signale aufgezeichnet, die sich hinsichtlich der Abtastfrequenz und der Anzahl unterscheiden. In jeden Block eines Aufzeichnungssignals sind ein Codesignal, welches anzeigt, daß entweder digitale Zweikanal-Tonsignale oder digitale Daten aufgezeichnet wurden, und Steuerdaten eingefügt, die die lineare Geschwindigkeit einer Digitalplatte während der Wiedergabe angeben. Aus einer vorbestimmten Datenmenge wird ein Block von digitalen Daten gebildet und in jedem Block werden mindestens zweimal die gleichen Steuerdaten wie die zum Steuern der digitalen Verarbeitung verwendeten aufgezeichnet. Während der Wiedergabe wird die Digitalplatte zum Erzielen einer den Steuerdaten entsprechenden konstanten Lineargeschwindigkeit gedreht und einer Wiedergabeschaltung wird ein Taktsignal mit einer Frequenz zugeführt, die der Transfergeschwindigkeit der reproduzierten Daten entspricht. Die reproduzierten digitalen Tonsignaldaten raus der Wiedergabeschaltung werden in analoge Daten umgesetzt und das Durchlaßband eines mit dem reproduzierten analogen Tonsignal gespeisten Tiefpaßfilters kann mit dem Band des reproduzierten analogen Tonsignals in Übereinstimmung gebracht werden.
Gemäß der JP-A-58125209 werden die Vorgänge zur PCM- Aufzeichnung und -Wiedergabe für unterschiedliche Abtastfrequenzen und unterschiedliche Quantisierungsbitanzahlen ausgeführt. Die Blocklänge wird auf eine Bitanzahl festgelegt, die gleich der Summe aus einem ganzzahligen Vielfachen des kleinsten gemeinsamen Vielfachen der verschiedenen Quantisierungsbitanzahlen und der Bitanzahl einer redundanten Komponente ist.
Die Erfindung soll Abhilfe schaffen. Es wurde nun herausgefunden, daß es durch Angabe einer geeigneten Wahl eines gemeinsamen Blockformats und von geeigneten Formatparametern möglich ist, den Geräteaufbau zu vereinfachen und insbesondere die Taktschaltungsauslegung zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird ein Gerät zum Aufzeichnen von impulscodemodulierten (PCM-)Daten geschaffen, in dem Abtastdaten mit unterschiedlicher Quantisierungszahl (Bi; i=1 bis k; k > 1) zu repräsentativen PCM-Daten für das Aufzeichnen derselben in einem gemeinsamen Blockformat verarbeitet werden können, mit
einer Analog/Digital-Umsetzeinrichtung zum Erzeugen der Abtastdaten,
einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Abtastdaten für das Erzeugen der repräsentativen Daten im gemeinsamen Blockformat für die Aufzeichnung und
einer Haupttaktschaltungseinrichtung zum Erzeugen von Signalen mit einer Abtastfrequenz und einer Blockfrequenz für das Steuern der Analog/Digital-Umsetzeinrichtung bzw. der Datenverarbeitungseinrichtung,
wobei in dem Gerät
die Analog/Digital-Umsetzeinrichtung auf ein Signal mit einer gemeinsamen Abtastfrequenz durch Umsetzen von an jeweils einen einer Anzahl (N > 1) von Eingangskanälen derselben angelegten analogen Signalen zu Abtastdaten mit jeweils unterschiedlicher wählbarer Quantisierung anspricht, die Datenverarbeitungseinrichtung zum Zusammenstellen eines Aufzeichnungsblockes aus den PCM-Daten und zum Aufzeichnen desselben auf eine Anzahl (Tr > 1) von Datenaufzeichnungsspuren eines Aufzeichnungsträgers betreibbar ist, wobei das gemeinsame Blockformat derart gebildet ist, daß für mindestens eine (Bj) der Quantisierungszahlen (Bi; i=1 bis k) das Verhältnis (TA:TB) der gemeinsamen Blockbitlänge (TA) desselben, die als Summe aus einem gemeinsamen Vielfachen der Quantisierungszahlen (Bi; i=1 bis k) und einer die hinzugefügten Blockbits angebenden Konstante (m) definiert ist, zu der Anzahl von Datenabtastwerten je Kanal und je Aufzeichnungsblock [TB = (1/N)·Sj·Tr] ein ganzzahliger Wert ist, wobei Sj die der Quantisierungszahl Bj entsprechende Anzahl der Datenabtastwerte je Block ist, und
die Haupttaktschaltungseinrichtung zum Erzeugen eines gemeinsamen Haupttaktsignals und zum Ableiten des gemeinsamen Abtastfrequenzsignals und der Blockfrequenzsignale aus diesem gestaltet ist.
Es ist anzumerken, daß in der EP-A-0129224 ein Beispiel angegeben ist, bei dem für Einkanal-Einspur-Betriebsvorgänge und 16-Bit-Quantisierung die Übertragungsgeschwindigkeiten 1,176 MBit/s und 1,28 MBit/s sind, die Abtastfrequenzen 44,1 kHz und 48 kHz sind und die Haupttaktfrequenzen jeweils 14,112 MHz und 15,36 MHz sind. Bei diesem gleichen Beispiel sind für die 12-Bit-Quantisierung die Übertragungsgeschwindigkeit 0, 64 MBit/s, die Abtastfrequenz 32 kHz und die Haupttaktfrequenz 7,68 MHz. Für diese letzten angegebenen Werte kann das Verhältnis TA/TB als 20 : 1, d. h., als Verhältnis mit ganzzahligem Wert errechnet werden. Die Abtastfrequenzen sind voneinander verschieden und es ist kein gemeinsames einziges Haupttaktsignal vorgesehen.
In den anliegenden Zeichnungen sind:
Fig. 1 eine Darstellung, die eine Datenblock- Aufzeichnungsblock-Zusammenstellung in einem herkömmlichen PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät in einem Fall zeigt, bei dem die Quantisierungsbitanzahl 16 ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Taktgenerators des herkömmlichen Gerätes,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Mehrspuren-PCM- Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes,
Fig. 4 eine Darstellung, die eine Datenblock/ Aufzeichnungsblock-Zusammenstellung in einem PCM- Aufzeichnungs- und -Wiedergabegerät in einem Fall zeigt, bei dem die Quantisierungsbitanzahl 20 ist,
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Taktgenerators für das Realisieren der beiden Datenblock/Aufzeichnungsblock-Zusammenstellungen nach Fig. 1 und Fig. 4,
Fig. 6 eine Darstellung, die eine Datenblock/ Aufzeichnungsblock-Zusammenstellung eines Aufzeichnungsgeräts als Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Taktgenerators des PCM-Aufzeichnungsgerätes.
Zur ausführlichen Erläuterung der Erfindung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben und es wird auf die Fig. 6 und 7 der Zeichnungen Bezug genommen. Die folgende Beschreibung ist nur beispielsweise abgefaßt.
Die Fig. 6(a) und (b) zeigen jeweils die Zusammensetzung eines Datenblocks und die Zusammensetzung eines Aufzeichnungsblocks, die für ein PCM-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts eingeführt sind, bei dem die Erfindung angewandt ist. Der zusammengesetzte Datenblock weist insgesamt 63 Bits auf, welche 16 Synchronisationsbits, 8 Steuerbits, 320 Bits von PCM-Abtastdaten oder C2-Prtifdaten und 16 Bits von C1-Prüfdaten enthalten. Dieses Datenblockformat ist folgendermaßen bestimmt:
Wenn vorausgesetzt wird, daß die Anzahl N von Kanälen 2 ist, die Anzahl Tr von den PCM-Daten zugeordneten Spuren 6 ist und die Quantisierungsbitanzahlen B&sub1; = 16 und B&sub2; = 20 sind, dann ist das durch die Gleichung (1) dargestellte kleinste gemeinsame Vielfache (LCM) von B&sub1; und B&sub2; gleich 80. Der Quotient dieses kleinsten gemeinsamen Vielfachen 80 durch die Bitanzahl 16 für ein Wort ist 5, aber dieser sollte im Falle von zwei Kanälen vorzugsweise eine gerade Zahl sein.
Tabelle 1 und Tabelle 2 zeigen die Ergebnisse, die durch Berechnen von Gleichungen (1) und (2) unter Ansetzen von 80· 2 = 160 Bits anstelle von 80 erhalten werden. Es sind Fälle hervorgehoben, bei denen das Verhältnis von TA zu TB eine einfache ganze Zahl ist. Die Tabelle 1 zeigt typische Formatsfrequenzparameter für die Quantisierungsbitanzahl B&sub1; = 16 und die Tabelle 2 zeigt diejenige für die Quantisierungsbitanzahl B&sub2; = 20. TABELLE 1 (B&sub1; = 16) TABELLE 2 (B&sub2; = 20)
Hierbei stellt P:Q das Verhältnis von TA zu TB dar und diejenige Verhältnisse mit einem kleinen Q sind in diesen Tabellen aufgeführt. FM ist eine Haupttaktfrequenz. Als m ist eine gerade Zahl von 24 bis 48 Bits eingesetzt. Diese enthält die Synchronisationsbits, die Steuerbits und die Bits der C1-Prüdaten. Das Datenblock/Aufzeichnungsblock- Format nach Fig. 6 mit TA = 360 Bits wird dadurch erhalten, daß in den beiden Tabellen 1 und 2 diejenigen Zeilen gewählt werden, in denen TA die gleiche Bitanzahl 360 hat.
Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die mit 288 kHz angegebene Haupttaktfrequenz - FM bemerkenswert weitaus niedriger ist als die anderen in dieser Tabelle angegebenen Haupttaktfrequenzen. Weiterhin ist diese Frequenz ein ganzzahliger Teil der in der Tabelle 2 angegebenen entsprechenden Frequenz FM 1,44 MHz. Infolgedessen kann die Auslegung der Taktschaltungsanordnung stark vereinfacht werden. Einzelheiten hiervon werden nachfolgend angegeben.
Aus der Tabelle 2 ist feiner ersichtlich, daß die mit 384 kHz, 672 kHz und 672 kHz angegebenen Haupttaktfrequenzen für die jeweiligen gemeinsamen Datenblock-Bitlängen TA von 192, 504 und 672 jeweils auch beträchtlich niedriger als die übrigen Angaben in dieser Tabelle sind. Diese sind gleichfalls ganzzahlige Bruchteile der in der Tabelle 1 angegebenen entsprechenden Haupttaktfrequenzen 1,536 MHz, 1,344 MHz und 1,344 MHz. Die Anwendung dieser Formate ermöglicht auf gleiche Weise das Vereinfachen der Auslegung der Taktschaltungsanordnung.
Es ist zu erkennen, daß jedes dieser vier Beispiele einem Verhältnis TA:TB = P:Q entspricht, welches für mindestens eine der beiden Tabellen 1 und 2 ein ganzzahliger Wert ist. Dieses gemeinsame Merkmal wird als Grundlage der Erfindung herangezogen.
Es wird nun ausführlich das Beispiel betrachtet, bei dem die Datenblock-Bitlänge 360 beträgt.
In Fig. 7 ist der Hauptteil eines Taktgenerators für das Realisieren eines solchen Datenblock/Aufzeichnungsblock- Formates gezeigt. Dieser enthält einen Haupttaktoszillator 51, einen 1 : 5-Frequenzteiler 52, einen 1 : 30-Frequenzteiler 53, einen 1 : 4-Frequenzteiler 54, einen 1 : 60-Frequenzteiler 55, einen 1 : 48-Frequenzteiler 56, einen Schalter 57, einen 360-Zähler 58 und Ausgangsanschlüsse 59 bis 64.
Wie es aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, erzeugt der Haupttaktoszillator 51 ein Taktsignal mit 1,44 MHz, das dem 1 : 5-Frequenzteiler 52, dem 1 : 30-Frequenzteiler 53 und dem 1 : 4-Frequenzteiler 54 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des 1 : 5-Frequenzteilers 52 ergibt eine Bitfrequenz FC1 = 288 kHz, das der Quantisierungsbitanzahl B&sub1; = 16 entspricht. Dieses wird dem Ausgangsanschluß 59 zugeführt. Das Ausgangssignal des 1 : 4-Frequenzteilers 54 ergibt eine Bitfrequenz FC2 = 360 kHz, die der Quantisierungsbitanzahl B&sub2; = 20 entspricht. Dieses wird dem Ausgangsanschluß 63 zugeführt. Das Ausgangssignal des 1 : 30-Frequenzteilers 53 ergibt eine Frequenz FS = 48 kHz und wird dem 1 : 60- Frequenzteiler 55, dem 1 : 48-Frequenzteiler 56 und dem Ausgangsanschluß 61 zugeführt. Das Ausgangssignal des 1 : 60- Frequenzteilers 55 mit der Frequenz FB1 = 0,8 kHz und das Ausgangssignal des 1 : 48-Frequenzteilers 56 mit der Frequenz FB2 = 1 kHz werden jeweils den Ausgangsanschlüssen 60 und 62 zugeführt. Der Schalter 57 bewirkt das Wählen des Ausgangssignals des 1 : 5-Frequenzteilers 52, wenn die Quantisierungsbitanzahl B&sub1; = 16 ist, bzw. das Wählen des Ausgangssignals des 1 : 4-Frequenzteilers 54, wenn die Quantisierungsbitanzahl B&sub2; = 20 ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird für jede der beiden Quantisierungsbitanzahlen die gleiche Datenblock-Bitlänge TA angewandt, wodurch eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaus des Aufzeichnungsteils und des Wiedergabeteils des Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes ermöglicht ist. Gemäß der Beschreibung ist auch eine Verringerung der Frequenz des gemeinsamen Haupttaktsignals ermöglicht.
Obgleich Einzelheften nur für ein Zweikanalgerät (N=2) und für das Aufzeichnen und Wiedergeben von Daten auf sechs von acht Spuren (Tr=6) angegeben wurden, ist es ersichtlich, daß die Erfindung bei Gestaltungen und Formaten anwendbar ist, bei denen eine andere Anzahl von Kanälen und eine andere Anzahl von Spuren verwendet werden.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwar nur zwei verschiedene Quantisierungsbitanzahlen (B&sub1; = 16 und B&sub2; = 20) angenommen, es ist aber offensichtlich, daß das Prinzip dieser Erfindung zur Vereinfachung der Taktschaltungsauslegung angewandt werden kann, wenn mehr als zwei voneinander verschiedene Quantisierungsbitanzahlen vorgesehen werden müssen.
Obgleich nur eine parallele mehrspurige Aufzeichnung und Wiedergabe beschrieben wurden, ist es ersichtlich, daß die Erfindung auch bei einem seriellen Aufzeichnen und Wiedergeben in zyklischer Aufeinanderfolge, beispielsweise in der Aufeinanderfolge Spur 1, Spur 2, . . . Spur 6, Spur 7, Spur 8, Spur 1, . . . anwendbar ist.

Claims

1. Gerät zum Aufzeichnen von impulscodemodulierten (PCM-) Daten, in dem Abtastdaten mit unterschiedlicher Quantisierungszahl (Bi; i=1 bis k; k > 1) zu repräsentativen PCM- Daten für das Aufzeichnen derselben in einem gemeinsamen Blockformat verarbeitet werden können, mit

einer Analog/Digital-Umsetzeinrichtung zum Erzeugen der Abtastdaten,

einer Datenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Abtastdaten für das Erzeugen der repräsentativen Daten im gemeinsamen Blockformat für die Aufzeichnung und

einer Haupttaktschaltungseinrichtung zum Erzeugen von Signalen mit einer Abtastfrequenz und einer Blockfrequenz für das Steuern der Analog/Digital-Umsetzeinrichtung bzw. der Datenverarbeitungseinrichtung,

wobei in dem Gerät

die Analog/Digital-Umsetzeinrichtung auf ein Signal mit einer gemeinsamen Abtastfrequenz durch Umsetzen von an jeweils einen einer Anzahl (N > 1) von Eingangskanälen derselben angelegten analogen Signalen zu Abtastdaten mit jeweils unterschiedlicher wählbarer Quantisierung anspricht,

die Datenverarbeitungseinrichtung zum Zusammenstellen eines Aufzeichnungsblockes aus den PCM-Daten und zum Aufzeichnen desselben auf eine Anzahl (Tr > 1) von Datenaufzeichnungsspuren eines Aufzeichnungsträgers betreibbar ist, wobei das gemeinsame Blockformat derart gebildet ist, daß für mindestens eine (Bj) der Quantisierungszahlen (Bi; i=1 bis k) das Verhältnis (TA:TB) der gemeinsamen Blockbitlänge (TA) desselben, die als Summe aus einem gemeinsamen Vielfachen der Quantisierungszahlen (Bi; i=1 bis k) und einer die hinzugefügten Blockbits angebunden Konstante (m) definiert ist, zu der Anzahl von Datenabtastwerten je Kanal und je Aufzeichnungsblock [TB = (1/N)·Sj·Tr] ein ganzzahliger Wert ist, wobei Sj die der Quantisierungszahl Bj entsprechende Anzahl der Datenabtastwerte je Block ist, und

die Haupttaktschaltungseinrichtung zum Erzeugen eines gemeinsamen Haupttaktsignals und zum Ableiten des gemeinsamen Abtastfrequenzsignals und der Blockfrequenzsignale aus diesem gestaltet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Eingangskanäle eine Mehrzahl ist (N > 1).

3. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem die Anzahl der Datenspuren eine Mehrzahl (Tr > 1) ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, in dem für das gemeinsame Blockformat vorgesehen ist: N = 2; Tr = 6; k = 2; B1 = 16; 32 = 20; m = 40 und TA = 360.

5. Gerät nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche zum Verarbeiten von Abtastdaten mit zwei verschiedenen Quantisierungszahlen (Bi; i = 1, 2), in dem die Haupttaktschaltungseinrichtung (Fig. 7) zum Erzeugen eines gemeinsamen Haupttaktsignals und zum Ableiten des gemeinsamen Abtastfrequenzsignals und eines unterschiedlichen Blockfrequenzsignals (FC1, FC2) für die Blockbildung aus den Abtastdaten mit der jeweils entsprechenden Quantisierungszahl (B1, B2) gestaltet ist, wobei die Frequenz (FC1) eines der beiden Blockfrequenzsignale (FC1 & FC2) weder ein ganzzahliges Vielfaches noch ein ganzzahliger Teil der anderen (FC2) ist.

6. Gerät zum Aufzeichnen und Wiedergeben von impulscodemodulierten Daten, das die betriebliche Kombination aus dem Aufzeichnungsgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5 und einem Wiedergabegerät umfaßt, welches

eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Herausgreifen der PCM- Daten aus einer durch das Aufzeichnungsgerät erzeugten PCM- Datenaufzeichnung und zum Verarbeiten derselben zu Abtastdaten,

eine Digital/Analog-Einrichtung zum Umsetzen der Abtastdaten in ein analoges Signal und

eine Haupttaktschaltungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines gemeinsamen Haupttaktsignals und einer Einrichtung aufweist, die für das Betreiben der Digital/Analog- Einrichtung bzw. der Datenverarbeitungseinrichtung aus dem gemeinsamen Haupttaktsignal ein gemeinsames Abtastfrequenzsignal und einem Vielzahl von Blockfrequenzsignalen für jeweils eine unterschiedliche Abtastquantisierungszahl ableitet.

7. Gerät zum Aufzeichnen und Wiedergeben von impulscodemodulierten Daten gemäß Anspruch 6, in dem die Haupttaktschaltungseinrichtung für das Aufzeichnungsgerät und das Wiedergabegerät gemeinschaftlich vorgesehen ist, um die Analog/Digital-Einrichtung, die Digital/Analog-Einrichtung und die beiden Datenverarbeitungseinrichtungen zu betreiben.