DE3840291A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur wiedergabe von datensignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Speicherung von Daten werden zunehmend Magnetbandgeräte mit rotierender Abtasteinrichtung verwendet. Die üblicherweise mit mehreren rotierenden Magnetköpfen versehene Abtasteinrichtung wird von einem Magnetband wendelförmig umschlungen, so daß schräg zur Bandkante verlaufende Spuren aufgezeichnet werden. Magnetbandgeräte mit rotierender Abtasteinrichtung können Datensignale mit einer Datenrate von über 100 Mbit/s aufzeichnen. Die Wiedergabe der aufgezeichneten Daten ist jedoch problematisch, da neben den elektrischen Eigenschaften des magnetischen Übertragungskanals auch mechanische Unzulänglichkeiten zu berücksichtigen sind. So liegt beispielsweise das Wiedergabesignal aufgrund des Bandpaßcharakters des magnetischen Übertragungskanals nicht mehr in digitaler Form vor. Ferner weist das wiedergebene Datensignal durch unterschiedlichen Kopf-Band-Kontakt über den Umschlingungsweg des Magnetbandes um die rotierende Abtasteinrichtung deterministische Pegelabweichungen auf. Außerdem beeinflußt Abrieb im Bereich des Kopf-Spiegels den Wiedergabepegel des Datensignals. Darüberhinaus führen auch Spurabweichungen des Wiedergabe-Magnetkopfes zu Pegelschwankungen im Wiedergabesignal.

Zur Beseitigung der Pegelschwankungen im wiedergegebenen Datensignal ist aus der Zeitschrift "International Broadcast Engineer", Sept. 1986, Seiten 38 bis 42, bekannt, zunächst das vom Magnetband abgenommene Signal zu verstärken, tiefpaßzufiltern und für hohe Frequenzen zu entzerren. Anschließend wird das aufbereitete Wiedergabesignal einem aus einem Regelverstärker, Pufferverstärker und Spitzendetektor bestehenden rückgekoppelten Regelkreis zugeführt. Dabei wird die Verstärkung des Regelverstärkers in Abhängigkeit von Spitzenwerten im Ausgangssignal des Regelverstärkers beeinflußt. In weiteren Stufen wird das nunmehr in der Amplitude konstante Wiedergabesignal in ein logisches Datensignal umgewandelt. Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß der als Pegelautomatik wirkende Regelkreis kurzzeitige Pegelfehler weder erfaßt noch ausregelt. Ursache dafür ist die kleine Regelgeschwindigkeit eines solchen Regelkreises. Pegelfehler am Spuranfang und am Spurende können daher zu Störungen bei einer Datensynchronisierung führen.

Weiterhin ist aus der EP 02 9 25 A2 ein Wiedergabegerät für aufgezeichnete Daten bekannt, bei welchem in einem Speicher eine Tabelle mit verschiedenen Verstärkungsdaten für einen Regelverstärker abgelegt ist. Die gespeicherten Verstärkungsdaten bestimmen den Verstärkungsgrad des Datensignals durch den Regelverstärker in Abhängigkeit der jeweiligen Zylinderposition des abtastenden Magnetkopfes eines Plattenspeichers. Da jedoch in der Tabelle nur vorbestimmte feste Verstärkungsdaten gespeichert sind, können dynamische Pegeländerungen während des Wiedergabebetriebs nicht erfaßt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß der eingangs genannten Art anzugeben, bei dessen Anwendung die innerhalb einer jeden Schrägspur deterministisch wiederkehrenden Pegelschwankungen im wiedergegebenen Datensignal erfaßt und beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die innerhalb einer Schrägspur vorliegenden deterministischen Pegelschwankungen ohne zeitliche Verzögerung einer bisher üblichen, in Form eines Regelkreises aufgebauten Pegelautomatik ausgeglichen werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß auch solche Pegelschwankungen erfaßt und korrigiert werden können, die durch Abtastfehler mit von der normalen Wiedergabegeschwindigkeit abweichender Geschwindigkeit entstehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 die schematische Darstellung eines auf Magnetband aufgezeichneten Spurbildes.

In der Fig. 1 bezeichnet 1 einen Drehkörper, welcher in Richtung eines Pfeiles 2 rotiert. Am Umfang eines derartigen Drehkörpers 1 sind üblicherweise mehrere Magnetköpfe befestigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur ein einziger Wiedergabe-Magnetkopf 3 dargestellt. Der Drehkörper 1 ist Teil einer trommelförmigen Abtasteinrichtung, die von einem Magnetband 4 wendelförmig umschlungen wird. Die Führung des Magnetbandes 4 in Richtung 5 übernehmen zwei Führungselemente 6 und 7. Die Rotationsgeschwindigkeit des Drehkörpers 1 und die Bandvorschubgeschwindigkeit des Magnetbandes 4 werden in an sich bekannter Weise durch eine Servostufe 8 geregelt.

Durch die wendelförmige Umschlingung des Magnetbandes 4 werden gemäß dem Spurbild der Fig. 2 schräg zur Bandkante verlaufende Spuren T 1, T 2, T 3 und T 4 aufgezeichnet. Im Fall einer Datenaufzeichnung fließt durch Kopfwindungen von (nicht dargestellten) Aufsprech-Magnetköpfen ein den Daten entsprechender Signalstrom, der in Form von Flußwechseln das Magnetband 4 magnetisiert. Im Wiedergabebetrieb wird das auf dem Magnetband 4 gespeicherte Datensignal mit einem Wiedergabe-Magnetkopf 3 abgenommen, der die aufgezeichneten Schrägspuren T 1 bis T 4 abtastet. Wie eingangs erwähnt, weist jedoch das wiedergegebene Datensignal durch elektrisch und mechanische Unzulänglichkeiten des magnetischen Übertragungskanals Pegelschwankungen auf, die zu Fehlern bei der Regenerierung des Datensignals führen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst von dem in einer Stufe 9 vorverstärkten und entzerrten Signal des Wiedergabe-Magnetkopfes 3 die Amplitudenwerte bestimmter Abschnitte einer Spur bestimmt. Aus den erhaltenen Amplitudenwerten wird ein Signal abgeleitet, mit dem das am Ausgang der Stufe 9 abgegebene Signal multipliziert wird. Das abgeleitete Signal wird vorteilhafterweise aus den Spurabschnitten mehrerer parallel benachbarter Schrägspuren durch eine Mittelwertbildung erzeugt. In dem Spurbild der Fig. 2 weisen die Schrägspuren T 1 bis T 4 fünf kleine Spurabschnitte A 1, A 2, A 3, A 4 und A 5 auf, die als Stützwerte zur Ableitung eines Multipliziersignals herangezogen werden. Die Position und die Länge der Spurabschnitte ist beliebig wählbar. Jedoch sollten mindestens am Spuranfang und Spurende sowie in der Spurmitte Spurabschnitte vorgesehen sein, um deterministische Pegelschwankungen im Wiedergabesignal auszugleichen.

Generell ist festzustellen, daß die Position und die Anzahl der als Stützwerte herangezogenen Spurabschnitte in erster Linie von der mechanischen Präzision des verwendeten Laufwerks abhängt. Anhaltspunkt dafür gibt eine Vermessung der Umhüllenden des entzerrten Wiedergabesignals. Wiederkehrende Pegelschwankungen am Spurbeginn und Spurende würden beispielsweise eine entsprechende Auswertung der Amplitudenwerte in Spurabschnitten des Spuranfangs und des Spurendes erfordern.

Gemäß dem Blockschaltbild der Fig. 1 gelangt das vorverstärkte und entzerrte Signal zunächst zu einer Gleichrichterstufe 10. Die Gleichrichterstufe ist so ausgelegt, daß Mittelwerte für die Dauer der einzelnen Spurabschnitte erzeugt werden, die mit einem nachfolgenden A/D-Wandler 11 in entsprechende 8 Bit breite Digitalworte umgewandelt werden. Mit einem digitalen Akkumulator 12 werden mehrere zu bestimmten Spurabschnitten gehörende Amplitudenwerte gemittelt. Weitere gestricht gezeichnete Akkumulatoren sind für andere Spurabschnitte vorgesehen. Ihre Anzahl richtet sich nach der Zahl der gewählten Spurabschnitte pro Schrägspur. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die Akkumulatoren aus einer Addierstufe 13 mit nachgeschaltetem D-Register 14. Der Ausgang des D-Registers 14 koppelt Daten auf einen Eingang der Addierstufe 13 zurück, so daß in Abhängigkeit eines von der Servostufe 8 abgegebenen Signals mehrere der von dem A/D-Wandler 11 abgegebenen Amplitudenwerte, z.B. die Amplitudenwerte der Spurabschnitte A 1 in den Spuren T 1 bis T 4, aufsummiert werden. Diese Werte werden zu einem NUR-Lesespeicher 15 weitergeleitet, in welchem vorberechnete Werte abgelegt sind, die im wesentlichen einer Invertierung und möglicherweise erforderlichen Bewertung der von den Akkumulatoren 12 abgegebenen Amplitudenwerte entsprechen. Die invertierten Amplitudenwerte werden nachfolgend in einen Speicher 16 mit wahlfreiem Zugriff eingeschrieben. Diese Werte werden abhängig von der Drehphase des Drehkörpers 1 durch Steuerung der Servostufe 8 wieder aus dem Speicher 16 gelesen, so daß fortlaufend die den einzelnen Spurabschnitte einer jeden Spur zugeordneten Werte einem A/D-Wandler 17 zugeführt werden können. In einer Multiplizierstufe 18 wird das von der Stufe 9 abgegebene Signal mit dem vom A/D-Wandler 7 abgegebenen Signal multipliziert. Determenistische Pegelschwankungen werden so in Abhängigkeit der an den jeweiligen Spurabschnitten erkannten Pegelwerten beseitigt.

Das in der Amplitude konstant gehaltene Wiedergabe-Signal wird zu einer Stufe 19 weitergeleitet, welche das noch analog vorliegende Signal nunmehr in ein digitales Datensignal zurückwandelt. Eine solche Stufe 19 kann in Form eines Schwellwertschalters aufgebaut sein. Aus dem erhaltenen seriellen digitalen Datensignal gewinnt ein Taktregenerator 20 in an sich bekannter Weise das Taktsignal zurück, das einem digitalen Signalprozessor 21 zugeführt, in welchem das serielle digitale Datensignal in eine Bit-parallele Form umgewandelt und nachfolgend bearbeitet wird. An einem Ausgang 22 des Prozessors 21 steht somit ein digitales Datensignal mit einer Wortbreite von 8-Bit für weitere Signalverarbeitungsschritte zur Verfügung.

Claims (4)

1. Verfahren zur Wiedergabe von Datensignalen,welche mit rotierenden Magnetköpfen auf schräg zur Bandkante eines Magnetbandes verlaufenden Spuren aufgezeichnet und durch Abtastung der Spuren von dem Magnetband wieder abgenommen werden, wobei die abgenommenen Signale nachfolgend entzerrt und von Pegelschwankungen befreit werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der entzerrten Signale mit einem Signal multipliziert wird, welches von Amplitudenwerten des entzerrten Signals an bestimmten Abschnitten der aufgezeichneten Schrägspuren abgeleitet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an bestimmten Spurabschnitten vorliegenden Amplitudenwerte des entzerrten Signals über n Schrägspuren gemittelt und invertiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über n Schrägspuren gemittelten und invertierten Amplitudenwerte gespeichert werden und daß bei einem wiedergabeseitigen Abtasten der bestimmten Spurabschnitte die gespeicherten Amplitudenwerte als Faktor zur Multiplikation für das entzerrte Signal dienen.

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Multiplizierstufe (18), welcher das entzerrte und das abgeleitete Signal zugeführt ist, eine Gleichrichterstufe (10) zur Gleichrichtung des entzerrten Signals, einen A/D-Wandler (11), der eingangsseitig mit der Gleichrichterstufe (10) verbunden ist, mindestens eine Mittlungsstufe (12) zur Mittlung der vom A/D-Wandler (11) abgegebenen Werte an bestimmten Spurabschnitten über n Schrägspuren, einen NUR-Lese-Speicher (15) zur Invertierung der von den Mittlungsstufen (12) erhaltenen Werte, eine Speichereinrichtung (16) zur spurweisen Speicherung der bewerteten und invertierten Werte mehrerer Spurabschnitte, einen D/A-Wandler (17) zur Erzeugung des abgeleiteten Signals in Abhängigkeit der in der Speichereinrichtung gespeicherten Werte und eine Einrichtung (8) zur Steuerung der/die Mittlungsstufe(n) in Abhängigkeit der jeweiligen Position eines die Schrägspur abtastenden Magnetkopfes (3).