DE3851689T2

DE3851689T2 - Daten-Wiedergabegerät.

Info

Publication number: DE3851689T2
Application number: DE3851689T
Authority: DE
Inventors: Naoki Ejima
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2008-11-26
Also published as: KR890010882A; EP0319218B1; EP0319218A2; US5045956A; EP0319218A3; DE3851689D1; KR920002002B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wiedergabevorrichtung für digitale Daten mit einem Selbsttaktsystem, wie z. B. ein R-DAT (digitales Tonbandgerät mit rotierendem Kopfsystem) oder ein digitales Videobandgerät, und im besonderen ein Datenwiedergabegerät, das bei Veränderungen der Bitrate beim Suchlauf und bei höherer Geschwindigkeit stabil arbeitet.
Das digitale Aufzeichnungsverfahren ist in den letzten Jahren für verschiedene Gebiete, wie Ton- und Bildaufzeichnung, angewandt und Verfahren wie R-DAT und Digital-VTR sind eingeführt worden. Dabei hat das Verfahren des Hochgeschwindigkeits-Suchlaufs, bei dem, während ein Band mit hoher Geschwindigkeit umgespult und bewegt wird, Adreß- und Steuerinformation gelesen wird, zusammen mit dem grundlegenden Aufnahme- und Wiedergabeverfahren an Bedeutung gewonnen.
Der Umriß eines R-DAT wird hier als Hintergrundtechnik beschrieben. Eine mit einem rotierenden Kopf eines R-DAT schräg auf einem Band aufgezeichnete Spur enthält eine Plusazimutspur und eine Minusazimiutspur. Eine Spur besteht aus drei Datenbereichen, einem Unterdatenbereich 1, einem Hauptdatenbereich und einem Unterdatenbereich 2 sowie den ATF-Bereichen 1 und 2, in denen zur Nachlaufregelung verwendete ATF-Signale usw. aufgezeichnet werden. Die Unterdatenbereiche 1 und 2 sind Bereiche, wo die Daten, die hauptsächlich für den Hochgeschwindigkeits-Suchlauf, wie z. B. Zeitcodes, benutzt werden, aufgezeichnet werden, und sind jeweils in 8 Blöcke geteilt, in denen an spezifischen Stellen Blockadressen aufgezeichnet werden. Der Hauptdatenbereich ist ein Bereich, wo hauptsächlich PCM-Audiodaten aufgezeichnet werden, und ist in 128 Blöcke geteilt, in denen an spezifischen Stellen in ähnlicher Weise wie in dem Unterdatenbereich Blockadressen aufgezeichnet werden. In den jeweiligen Datenbereichen werden Blockadressen in gleichen Abständen aufgezeichnet.
Die Daten, die auf einem Bandmedium im Basisband aufgezeichnet werden, werden mit zwei Köpfen, Plusazimut und Minusazimut, die auf einem rotierenden Zylinder gegenüberliegend angeordnet sind, wiedergegeben. Im allgemeinen beträgt der Durchmesser des Zylinders 30 mm, der Umschlingungswinkel 90 Grad und die Drehzahl 2,000 U/min. Das wiedergegebene Signal wird mit einem Kopfverstärker verstärkt, und seine Wellenform wird mit einem Ausgleicher ausgeglichen, um das Extrahieren der Daten zu erleichtern. Um die Daten zu extrahieren, wird ein Takt, der der Bitrate des reproduzierten Signals entspricht, benötigt. Zum diesem Zweck wird eine den Takt reproduzierende Phasenregelschleife verwendet. Die reproduzierten Daten werden einem Modulator/Demodulator zugeführt, der hier eine NRZI-NRZ-Umwandlung, eine 8-10 Rückumwandlung sowie eine Entschachtelung ausführt, und einmal in einem RAM gespeichert. Danach führt ein Codeprozessor die Fehlerkorrektur und Fehlererkennung durch, und die reproduzierten Daten werden über einen PCM-Steuerteil einem D/A-Wandler zugeführt und als Analogsignal ausgegeben.
Bei normaler Wiedergabe wird eine aufgezeichnete Spur verfolgt, während die Bandgeschwindigkeit und die Zylinderdrehzahl konstant gehalten werden, um dadurch einen Takt mit konstanter Bitrate zu reproduzieren, um alle Daten zu extrahieren.
Beim Suchen wird das Band dazu gebracht, einige 100mal schneller zu laufen als bei der normalen Wiedergabe. Wenn die Zylinderdrehzahl ebenfalls einige 100mal erhöht wird, ist es möglich, die Oberseite der aufgezeichneten Spur zu verfolgen, aber die Bitrate nimmt dem obigen Zustand folgend ebenfalls auf das einige 100fache zu. Folglich werden die Grenze zum Erreichen hoher Geschwindigkeit in der Leseschaltung und die Grenze, innerhalb der der Verarbeitungsprozessor die Funktion in einer vorbestimmten Zelt vollenden kann, weit überschritten, und eine Datenwiedergabe kann schließlich nicht ausgeführt werden. Beim Suchen ist es nicht erforderlich, alle Daten zu extrahieren; im allgemeinen müssen nur die Suchsteuerdaten herausgezogen werden. Es ist daher möglich, die auf der Spur schräg aufgezeichneten Daten teilweise zu lesen, ohne die Zylinderdrehzahl von der normalen Wiedergabe stark zu verändern. Auf diese Weise ist ein R-DAT so eingerichtet, daß die Bitrate eines beim Suchen wiedergebenen Signals fast die gleiche ist wie bei normaler Wiedergabe. Das heißt, die Spur wird schräg gekreuzt, aber es wird möglich, durch Regeln der relativen Geschwindigkeit des Kopfes auf einen fast konstanten Wert die Bitrate nahezu konstant zu halten.
Da sich die relative Geschwindigkeit des Kopfes abhängig von der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl ändert, ist es das erste Thema, eine solche Veränderung zu unterdrücken.
Ein Verfahren, um diese Aufgabe zu lösen, ist im Stand der Technik offenbart worden. Als konventionelles Beispiel kann die Japanische Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 62-121951 genommen werden. Eine Aufgabe dieses Verfahrens besteht darin, das Wiedergabelesevermögen beim Hochgeschwindigkeitssuchlauf zu erhöhen. Um eine solche Aufgabe zu erfüllen, wurde eine Regelung der Mechanik, die die Wiedergabebitrate konstant höher macht als eine normale Rate, vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird ein Steuersignal gewonnen, indem der durch F/V- Frequenz/Spannung) Umsetzung erhaltene Takt der Wiedergabephasenregelschaltung mit einer voreingestellten Normalspannung verglichen wird. Durch Rückführung des so erhaltenen Steuersignals an einen Regler der Zylinderdrehzahl soll die Bitrate fast konstant sein. Das Problem dieses Verfahrens liegt in der Methode des Bildens des Steuersignals, die das Steuersignal unzuverlässig macht. Das R-DAT besitzt zwei Köpfe, die auf dem Zylinder gegenüberliegend angeordnet sind, und spult das Band mit einem Umschlingungswinkel von 90 Grad, wodurch sich das Band mit dem Zylinder bewegt. Auch wenn die Signale, die von zwei Köpfen gelesen werden, addiert werden, können folglich nur Intermittierende Daten mit einem Tastverhältnis von 1 : 1 erhalten werden. Daher werden manchmal während der Zeit, wenn keine Daten vorhanden sind, nämlich, wenn das Band und der Kopf keine Berührung miteinander haben, Störsignale eingemischt, und die den Takt reproduzierende Phasenregelschleife verursacht in vielen Fällen unnötiges Ansprechen infolge der Störsignale. Es es nicht vorzuziehen, den Ausgang der den Takt reproduzierenden Phasenregelschleife wegen seiner geringen Zuverlässigkeit als Steuersignal zu benutzen. Bei der Verwendung einer F/V-Umwandlungsschaltung bestehen hinsichtlich der Stabilität Probleme, wie z. B. eine Veränderung mit der Zeit und durch Analogverarbeitung verursachte Ungleichmäßigkeit.
In IEEE Transactions on Consumer Electronics (Aug. 1987, Seiten 275- 284) wird ein R-DAT-Gerät offenbart, bei dem die relative Geschwindigkeit des Bandes in bezug auf die Aufnahmeköpfe, und folglich die Bitrate, geregelt wird, um die Daten auf dem Band stabil lesen zu können, wenn das Band bis zu 200mal schneller läuft als normal. Die Einrichtung hat zum Ziel, die Bitrate innerhalb +/-6% einer normalen Bitrate zu halten, wobei dies im Fangbereich einer normalen Phasenregelschleife liegt.
Um eine Veränderung der Bitrate bis zu einem gewissen Grad zuzulassen und einer solchen Änderung zu folgen, ist das zweite Thema, daß der Fangbereich der Phasenregelschleife breit ist.
Als konventionelles Beispiel ist in der Japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer 61-45451 ein Verfahren offenbart worden, das, wenn die Verriegelung der Phasenregelschleife freigegeben wird, diese Freigabe ermittelt und den Bereich der Phasenregelschleife entsprechend der Versatzgröße verschiebt und dieser Verschiebung folgt.
Dieses Verfahren stellt ein System vor, um bekannte Daten mit einem Wiedergabetakt zu zählen, das imstande ist, Steuersignale gemäß der frei gegebenen Größe nur zu erzeugen, wenn die Verriegelung der Phasenregelschleife freigegeben wird.
Auch die Europäische Patentanmeldung EP-A-286727 (nach Artikel 54 (3) zu berücksichtigen) offenbart eine Schaltung zur Verwendung bei der Wiedergabe von PCM-Signalen, die in einem Aufnahmemedium in der gewöhnlichen Betriebsart und in einer besonderen Betriebsart aufgezeichnet sind, um die Frequenz eines Wiedergabetakts gemäß den Veränderungen in der Frequenz des PCM-Signals zu regeln. Die Geschwindigkeit des Mediums und die Geschwindigkeit des Kopfes, oder die Frequenz eines Einfrequenzsignals in einem auf der Signalaufzeichnungsspur des Mediums aufgezeichneten Spurformat wird ermittelt, um ein Bandsteuersignal gemäß der PCM-Signalfrequenz zu reproduzieren, um das Betriebsband eines spannungsgeregelten Oszillators in der Schaltung zu verschieben und so den Fangbereich einer Phasenregelschleife in der Schaltung zu steuern.
US-Patentanmeldung US-A-4534044 offenbart ein Lesedaten-Rückgewinnungssystem, das einen Takt erzeugt, der mit einem ankommenden Datenstrom verriegelt wird. In einer Phasenregelschleife wird ein von einem Oszillator und Frequenzteilern erzeugtes Signal in der Phase mit einem ankommenden Datenstrom verglichen, um, je nachdem, ob das ankommende Datensignal dem Taktsignal vor- oder nacheilt, ein erstes oder zweites Signal zu erzeugen. Damit das System verschiedene Arten ankommender Signale handhaben kann, werden verschiedene Frequenztellerschaltungen in der Phasenregelschleife für verschiedene ankommende Signale in bezug auf die momentane Betriebsart des Systems ausgewählt.
Das Patent GB-A-1390232 offenbart eine Frequenz-Synthesizereinrichtung, bei der der Fangbereich einer Phasenregelschleife aus einem weitem Bereich gewählt werden kann, indem die an einen spannungsgeregelten Oszillator in der Phasenregelschleife angelegte Spannung gemäß einer benötigten Betriebsfrequenz geregelt wird.
Zurück zu dem Verfahren der Japanischen Patentanmeldung Nr. 61-45451. Das erste Problem dieses Verfahrens besteht darin, daß die Datenwiedergabe unterbrochen wird, bis die Korrektur und das Nachziehen beendet sind, weil die Verschiebung nur eintreten wird, wenn die Verriegelung der den Takt reproduzierenden Phasenregelschleife freigegeben wird. Das zweite Problem dieses Verfahrens ist, daß es, aus dem gleichen Grund wie oben, überhaupt nicht möglich ist, den Spielraum bis zur Grenze innerhalb des Verriegelungsbereichs zu kennen, deshalb, weil es nicht möglich ist, zu verhindern, daß die Verriegelung freigegeben wird. Ferner ist das dritte Problem dieses Verfahrens, daß die Zuverlässigkeit der Detektion ungenügend und ihre Bestätigung unmöglich ist.
Da die Daten während des Suchens intermittierend werden, betrifft das dritte Thema die Bandgeschwindigkeit. Bei dem R-DAT werden Daten zum Suchen, z. B. Programmnummerdaten und Adreßdaten, auf der gleichen Spur wie die Hauptdaten aufgezeichnet. Wie oben beschrieben, wird beim Suchen die Spur schräg durchquert. Die Geschwindigkeit des Durchquerens der Spur (nachfolgend als Quergeschwindigkeit bezeichnet) hängt von der Bandgeschwindigkeit ab und ist dazu im allgemeinen proportional. Bei der Datenwiedergabe werden zu der Zeit des Querens Auf-Spur und Ab-Spur abwechselnd wiederholt. Die lesbaren Daten sind diejenigen, die nur während der Auf-Spurzeit vorhanden sind. Mit anderen Worten, die Datenwiedergabe ist während der Dauer in umgekehrtem Verhältnis zur Quergeschwindigkelt möglich. Es ist wenigstens erforderlich, daß die zum Steuern des Suchen benötigten systemeigenen Daten in einer Gruppe während der Auf-Spurzeit erscheinen.
Um die Grenze der Bandgeschwindigkeit zur Zeit des Suchens anzuheben, wird aus dem Obigen im Prinzip ersichtlich, daß es vorteilhafter ist, die Zeitdichte der Daten zu erhöhen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenwiedergabegerät zur Verfügung zu stellen, das imstande ist, Daten stabil und mit hoher Genauigkeit in jeder Betriebsart oder zu der Zeit des Wechsels der Betriebsart zu lesen.
Erfindungsgemäß wird eine Datenwiedergabevorrichtung zur Verfügung gestellt, die umfaßt:
eine Leseeinrichtung zum Lesen eines Aufzeichnungsmediums, um ein wiedergegebenes Signal zu erhalten;
eine Bitraten-Meßeinrichtung, die eine Bitrate des wiedergegebenen Signals mißt und Daten der gemessenen Bitrate ausgibt;
eine den Takt reproduzierende Phasenregelschleifenschaltung, die einen Takt aus dem wiedergegebenen Signal extrahiert;
eine Bitratensollwert-Einstelleinrichtung, die einen aus einer Mehrzahl von Bitratensollwerten ausgewählten Bitratensollwert einstellt;
eine Betriebsart-Umschalteinrichtung, die ein Signal erzeugt, das als Reaktion auf den Bitratensollwert einer jeweiligen Betriebsart einen Betriebsfrequenzbereich der Phasenregelschleifenschaltung schaltet, und
eine Fangbereich-Steuereinrichtung, die ein Signal erzeugt, um als Reaktion auf eine Differenz zwischen dem Bitratensollwert und der gemessenen Bitrate einen Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung zu steuern;
wobei die Bitraten-Meßeinrichtung eine Beurteilungseinrichtung umfaßt, die die Zuverlässigkeit der gemessenen Bitrate beurteilt und ein Beurteilungssignal erzeugt, und
wobei die Fangbereich-Steuereinrichtung auf das Beurteilungssignal anspricht, um den Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung basierend auf der Differenz zwischen dem Bitratensollwert und einem aktuellen gemessenen Bitratenwert zu steuern, wenn das Beurteilungssignal zeigt, daß die Zuverlässigkeit des gemessenen Bitratenwertes in einen vorbestimmten Bereich fällt, und um die Phasenregelschleifenschaltung basierend auf einer Differenz zwischen dem Bitratensollwert und einem letzten gemessenen Bitratenwert unter gemessenen Bitratenwerten, die zuvor unter der Bedingung erhalten wurden, daß die Zuverlässigkeit der gemessenen Bitratenwerte außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, zu steuern.
Es ist auch vorzuziehen, eine Bitraten-Korrektureinrichtung zur Korrektur der Bitrate bereitzustellen und so aufzubauen, daß die Bitrate korrigiert wird, indem das auf der Differenz zwischen jeweiligen Bitratensollwerten gemäß den Betriebsarten basierende Steuersignal und Ausgangsdaten der Bitraten-Meßeinrichtung auch der Bitraten-Korrektureinrichtung zugeführt werden.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird eine Mehrzahl von Bitratensollwert-Einstellteilen für die Zeit des Suchens und der normalen Wiedergabe, um die Bitrate zum Betrieb anzuheben, und ein Normalwert an einen Steuersignal-Ermittlungsteil oder einen Fangbereich-Steuerteil von den Bitratensollwert-Einstellteilen übergeben, um so Steuersignale basierend auf der Differenz aus der Wiedergabebitrate zu bilden. Außerdem werden Betriebsartbereichschaltdaten von den Bitratensollwert-Einstellteilen der Phasenregelschleifenschaltung zugeführt, um dadurch eine Bereichseinstellung des großen Bereichs auszuführen. Parallel zu dem Obigen wird ein auf der Differenz der Wiedergabebitrate basierendes Steuersignal von dem Fangbereich-Steuerteil an die Phasenregelschleifenschaltung übergeben, um den Fangbereich abweichen zu lassen.
Damit kann der effektive Fangbereich der den Takt reproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung verglichen mit der Abweichungsgröße der Wiedergabebitrate in den jeweiligen Betriebsarten breiter gemacht werden als der Fangbereich einer einzelnen Ausführung der Phasenregelschleifenschaltung. Auch wird ein auf der Differenz aus der Wiedergabebitrate basierendes Steuersignal dem Mechanik-Steuerteil übergeben, um dadurch die Veränderung der Wiedergabebitrate selbst klein zu machen.
Damit ist es in jeder Betriebsart oder zu jeder Zeit der Abweichung möglich, die Veränderung der Bitrate des Wiedergabesignals zu unterdrücken, so daß sie sich im Fangbereich der den Takt reproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung befindet.
Diese zwei Wirkungen stehen miteinander in Wechselwirkung. Mit anderen Worten, das die Rückkopplungsregelschleife bildende Verfahren eines Systems mit der Mechanik und das Verfahren der Vergößerung des Dynamikbereiches eines Steuersignal-Extraktionsteils, der ein Element ist, das das Steuersignal bildet, nämlich ein Abweichungsgrößen-Meßteil der Wiedergabebitrate, arbeiten, um einander auszugleichen. Mit Hilfe einer solchen Wechselwirkung wird es möglich, die Größe der Bitratenabweichung zu messen, während der verriegelte Zustand der den Takt reproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung beibehalten wird, um dadurch die Bitratenabweichung so zu korrigieren, daß sie minimiert wird. Folglich kann eine hervorragende Wirkung in einer Weise erwartet werden, daß, auch wenn die Laständerung der Mechanik groß ist oder bei einem Übergangszustand der Betriebsartabweichung, es möglich ist, das Regelsystem zu stabilisieren, während Daten korrekt wiedergegeben werden.
Da ein Steuersignal gewonnen wird, wird erfindungsgemäß die Periode einer Gruppe von Blöcken der wiedergegebenen Daten mit einem Normaltakt gemessen, um es so möglich zu machen, einen Absolutwert der Abweichung von dem Sollwert zu erhalten. Da wiedergegebene Daten am Beginn der Periode verwendet werden, ist ferner gewährleistet, daß die erhaltenen gemessenen Daten unmißverständlich diejenigen sind, die in der Daten-Vorhanden-Periode vorhanden sind. Außerdem kann die Zuverlässigkeit der gemessenen Daten weiter durch die Tatsache erhöht werden, daß eine Fehlerermittlung durchgeführt wird. Die gemessenen Daten werden als Steuerinformation nur angenommen, wenn die Zuverlässigkeit hoch ist, und zuvor erhaltene Daten können gehalten und verwendet werden, wenn die Zuverlässigkeit niedrig ist. Wenn ein Zustand geringer Zuverlässigkeit für eine lange Zeit andauert, ist es auch möglich, einen voreingestellten Standardwert zum Schutz zu verwenden.
Auf diese Weise kann durch Kennen einer Bitrate eines wiedergegebenen Signals mit hoher Zuverlässigkeit und Gewinnen eines korrekten Steuersignals eine hochgenaue und stabile Steuerung der Daten beim Hochgeschwindigkeitssuchen auch im Fall einer großen Laständerung der Mechanik oder beim Übergangszustand des Betriebsartwechsels durchgeführt werden. Eine Datenwiedergabevorrichtung, die Daten stets stabil liest, kann somit verwirklicht werden.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Hauptteil einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Datenwiedergabevorrichtung zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das einen Hauptteil einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Datenwiedergabevorrichtung zeigt.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Modulations-/Demodulationsteils 600 in Fig. 1 und Fig. 2 zeigt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das den Aufbau der Phasenregelschleifenschaltung 200 In der ersten und zweiten erfindungsgemäßen Ausführung zeigt.
Fig. 5 ist ein Systemblockschaltbild des gesamten R-DAT, das bevorzugt wird, um eine erfindungsgemäße Datenwiedergabevorrichtung zu verwirklichen (Stand der Technik).
Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einem Band und einem Kopf bei einem R-DAT zeigt.
Fig. 7 ist eine Zeichnung, die ein Format der auf einem Band aufgezeichneten Daten zeigt.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, die eine Definition der logischen Struktur eines Blocks gibt.
Fig. 9 zeigt einen Aufzeichnungsteil S-ID auf dem Band und das Timing, mit dem ein Kopf 100a oder ein Kopf 100b dem Aufzeichnungsteil S-ID folgt.
Fig. 10 ist eine Zeichnung, die eine Kopfstelle auf dem Band beim Suchlauf und eine Hüllkurve eines Wiedergabesignals zeigt.
Fig. 11 ist ein Diagramm, das eine relative Bewegungsgeschwindigkeit eines Bandes und eines Zylinders zeigt.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl zeigt, wenn die Bitrate konstant gemacht wird.
Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bitrate, der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl unter den Bedingungen zum sicheren Lesen von S-ID zeigt.
Fig. 14 ist ein Zeitdiagramm, das das SYNC-Ermittlungstiming beim Suchlauf zeigt.
Fig. 15 ist ein konkretes Schaltbild eines Synchronsignal-Intervalldetektors 620.
Fig. 16-a ist ein Diagramm, das die Betriebswellenform des Synchronsignal-Intervalldetektors 620 und das Timing von Daten zeigt.
Fig. 16-b ist ein Diagramm, das eine typische Folge von Operationen bis zur Bitratenmessung und Fangbereichverschiebung zeigt.
Fig. 17 ist eine Umwandlungstabelle eines PWM-Musterumsetzers.
Fig. 18-a ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen PSYIV und PLLPFS zeigt, wenn PLOTR = 200.
Fig. 18-b ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen PSYIV und PLLPFS zeigt, wenn PLOTR = 178.
Fig. 19 ist ein Diagramm, das geregelte Eigenschaften von PLL200 zeigt.
Fig. 20 ist eine Zeichnung, die den Spulradius der Zuführspule und Aufnahmespule zeigt.
Fig. 21 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bandposition und der Bandgeschwindigkeit zeigt, wenn mit konstanter Summe der beiden Spulenumdrehungsperioden geregelt wird.
Fig. 22 Ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf der Bandgeschwindigkeitsregelung vom Beginn des Suchlaufs bis zur Korrektur der Bitrate zeigt.
Fig. 23 ist ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen der Zylinderdrehzahl, der Bandgeschwindigkeit und der Bitrate vom Beginn des Suchlaufs bis zum Erhöhen der Bandgeschwindigkeit zeigt.
Fig. 24 ist ein Diagramm, das die Daten der Bitratenabweichung zur Zeit des Suchens gemäß experimentellen Ergebnissen bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine Datenwiedergabevorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Ausführung davon und mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 5 Ist ein Systemblockschaltbild, das das gesamte R-DAT (Digltaltonbandgerät mit rotierendem Kopfsystem) zeigt, das bevorzugt wird, um eine erfindungsgemäße Datenwiedergabevorrichtung zu verwirklichen. Fig. 6 zeigt Zeichnungen, die die Beziehung zwischen einem Band und einem Kopf des R-DAT zeigen. In Fig. 5 und 6 bezeichnen die Bezugszeichen 100a und 100b Aufnahme/Wiedergabeköpfe mit Azimutwinkeln von +20 Grad bzw. -20 Grad, 101 bezeichnet einen Zylinder, 102 bezeichnet ein Magnetband, 103a und 103b bezeichnen Spulen zum Aufnehmen des Magnetbands 102, 107 bezeichnet eine Bandantriebsrolle, die das Band bei der Wiedergabe mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, 104 bezeichnet eine Kassette, die das Magnetband aufnimmt, 105 bezeichnet einen Kopfverstärker für Aufnahme und Wiedergabe, 106 bezeichnet einen Ausgleicher, der eine Wellenformausgleichung eines Wiedergabesignals durchführt, 200 bezeichnet eine Phasenregelschleifenschaltung (PLL) zum Extrahieren des Wiedergabetaktes PCK, 600 bezeichnet eine Modulations/Demodulationseinheit, die die Demodulation des wiedergegebenen Signals und die Modulation des Aufnahmesignals ausführt, 109 bezeichnet einen Codeprozessor zur Fehlererkennung, Fehlerkorrektur und zum Erzeugen des Fehlerkorrekturcodes, 110 bezeichnet ein RAM, das Modulationsdaten, Demodulationsdaten, PCM-Daten usw. speichert, 111 bezeichnet eine PCM-Verarbeitungseinheit, die einen Interpolationsprozeß usw. der wiedergegebenen PCM-Daten durchführt, 112 bezeichnet einen A/D-Umsetzer, 113 bezeichnet einen D/A-Umsetzer, 114 bezeichnet einen Taktgenerator zum Erzeugen eines Zylinder-Synchronsignals, das an einen Servoblock und verschiedene andere Grundblöcke angelegt wird, und 300 bezeichnet einen Servoblock, der den Zylinder 101, die Spulen 103a und 103b und die Bandantriebsrolle 107 regelt. 400 bezeichnet eine Systemsteuereinheit, die die ganze Funktion, z. B. eine Betriebsart, des Systems steuert.
Nun wird ein Signalfluß und der Umfang der Verarbeitung zum Zeitpunkt der Aufnahme erklärt. Wenn die Systemsteuereinheit 400 eine Aufnahmebetriebsart anzeigt, wird ein Audiosigal AIN in den A/D- Umsetzer 112 eingegeben und in 16 Bit PCM-Daten umgesetzt. Diese PCM-Daten werden in eine Steuereinheit 111 eingegeben, an das RAM 110 als 8 Bit Daten übermittelt und dort gespeichert. Zu dieser Zeit erfolgt die Verschachtelung. Im Codeprozessor 109 wird den im RAM 110 gespeicherten PCM-Daten ein Fehlerkorrekturcode beigefügt, um dadurch Daten vor der Modulation zu bilden, die im RAM 110 gespeichert werden. Danach führt die Modulations/Demodulationseinheit 600 den Modulationsprozeß durch, während Modulationsdaten mit einem vorbestimmten Takt aus dem RAM 110 gelesen werden, und erzeugt ein Aufnahmesignal RFOUT. Das Aufnahmesignal RFOUT wird über den Kopfverstärker 105 an die Köpfe 100a und 100b angelegt. Zum anderen regelt der Servoblock 300 die Umdrehung des Zylinders 101 mit einem von der Takterzeugungsschaltung 114 als Referenz erzeugten Synchronsignal R3CP, um einen Kopfberührungsabschnitt auf die Phase des Aufnahmesignals RFOUT einzustellen. Ebenso erzeugt er ein Signal HSW zur Kopfumschaltung. Die Umschaltung wird durch dieses HSW vorgenommen, so daß der Aufnahmestrom entweder an Plusazimut oder Minusazimut angelegt wird. Auf diese Weise wird ein Signal auf einem Band aufgezeichnet. Fig. 7 zeigt ein Format der aufgezeichneten Daten.
Als nächstes wird ein Signalfluß und der Umfang der Verarbeitung bei der Wiedergabe erklärt. Wenn der Systemprozessor 400 eine Wiedergabefunktion anzeigt, regelt der Servoblock 300 die Drehphase des Zylinders 101, so daß der Kopfberührungsabschnitt und der Demodulationstakt miteinander mit R3CP als Referenz synchronisiert werden. Die Bandgeschwindigkeit wird ebenfalls geregelt, so daß der Kopf der Spur unter Verwendung eines Signal ATF (Automatic Track Finding = automatische Spursuche) folgt, das mit Bereichstellung aufgezeichnet wird. Ein von den Köpfen 100a und 100b wiedergegebenes Kopfsignal RFSG wird über den Kopfverstärker 105 an den Ausgleicher 106 angelegt, um dadurch die Wellenform auszugleichen, und der Modulations/Demodulationseinheit 600 zugeführt. Gleichzeitig wird RFIN an die Phasenregelschleifenschaltung 200 angelegt, die einen Wiedergabetakt PCK extrahiert, und an die Modulations/Demodulationseinheit 600 angelegt. Die Modulations/Demodulationseinheit 600 schreibt demodulierte Daten in das RAM 110. Außerdem liest der Codeprozessor 109 die demodulierten Daten aus dem RAM 110 und führt die Fehlererkennung und Fehlerkorrektur aus. Die PCM-Steuereinheit liest 8 Bit Daten nach der Korrektur aus dem RAM 110 und liefert sie nach Verschachtelung als 16 Bit Daten dem D/A- Umsetzer 113. Ferner wird ein Interpolationsprozeß mit den Daten durchgeführt, die in dem Codeprozessor 109 für nicht korrigierbar befunden wurden. Der D/A-Umsetzer 113 gibt die PCM-Daten nach der Umsetzung in ein Audiosignal Aout aus.
Als letztes wird der Fluß eines Signals und der Umfang der Verarbeitung beim Suchen, das die vorliegende Erfindung besonders betrifft, erklärt. Während des Suchens läßt der Servoblock 300 durch einen Befehl von der Systemsteuereinheit 400 das Band mit einer Geschwindigkeit laufen, die einige hundertmal höher ist als bei der normalen Wiedergabe. Beim Suchen müssen nicht alle Daten extrahiert werden, sondern es genügt, die Suchsteuerdaten in dem Unterdatenbereich zu extrahieren. Die Systemsteuereinheit 400 steuert den Suchsteuerdaten entsprechend die Mechanik und geht zum Wiedergabebetrieb, usw. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Subdatenbereich in einen Subdatenbereich 1 und einen Subdatenbereich 2 geteilt, die je aus 8 Blöcken bestehen. Fig. 8 zeigt ein Format, das die Definition der logischen Struktur eines Blocks darstellt. Bei diesem Format sind die Suchsteuerdaten in den Sub-IDs der Wörter W1 und W2 in geradzahligen Blöcken enthalten. Die S-ID, die ein Steuerdatum zum Starten eines Programms ist, ist in dem Format vorgeschrieben, um eine durchgehende Aufzeichnung für 9 Sekunden bei normaler Aufnahme-Wiedergabe auszuführen. Um die so definierte S-ID sicher zu lesen, müssen zwei unten beschriebene Bedingungen erfüllt werden.
Die erste Bedingung zum sicheren Lesen der S-ID ist, daß, wenn sich das Band innerhalb des durchgehenden Aufnahmeabschnitts für 9 Sekunden befindet, der Kopf 100a oder 100b diesen Abschnitt wenigstens einmal aufspürt. Wie in Fig. 9 gezeigt, werden sowohl der Subdatenbereich 1 (SUB 1) als auch der Subdatenbereich 2 (SUB 2) mit einer halben Umdrehung des Zylinders aufgespürt. Daher muß die Zeit, wenn der aufgezeichnete Teil von S-ID durchgeht, länger sein als die vorerwähnte Zeit. Nimmt man an, daß die Umlaufdauer des Zylinders Trot, die Bandgeschwindigkeit bei normaler Aufnahme-Wiedergabe Vt und die Bandgeschwindindigkeit beim Suchen n·Vt ist, wird der folgende Beziehungsausdruck erhalten.
Trot/2 ≤ 9 · Vt/( n ·Vt)
wenn er umgestellt wird,
n ≤ 18/Trot
Wenn die Zylinderdrehzahl Cys(U/min) ist,
Trot = 60/Cys
Durch Einsetzen des Obigen,
n ≤ 0.3 · Cys (1)
Dies ist die erste Bedingung, um S-ID sicher zu lesen.
Außerdem ist die zweite Bedingung zum sicheren Lesen von S-ID, daß 2 Blöcke oder mehr aus einer Gruppe mit der Blocklänge der Wiedergabedaten sicher gelesen werden müssen. Der Grund, warum 2 Blöcke benötigt werden, besteht darin, daß die S-ID nur in dem geradzahligen Block aufgezeichnet wird. Fig. 10 zeigt die Kopfstelle auf einem Band und eine Hüllkurve eines Wiedergabesignals zur Zeit des Suchens. In dieser Figur besteht der Grund, warum die Amplitude der Hüllkurve kleiner wird darin, daß das Band auf einer Spur des Azimuts umgekehrt zum Azimut des Kopfes läuft. Auch besteht der Grund, warum die Hüllkurve eine sechseckige Form annimmt darin, daß die Kopfbreite verglichen mit der Spur breiter ist. Auf diese Weise wird die Länge, die als eine Gruppe von Blöcken wiedergegeben werden kann, länger im Verhältnis zur Kopfgeschwindigkeit, nämlich der Zylinderdrehzahl, und wird kürzer, wenn die Bandgeschwindigkeit beim Suchen schneller wird. Nimmt man nun an, daß die Bitrate eines wiedergegebenen Signals Brs ist, wird die Länge B1 einer Gruppe von Blöcken wiedergegebener Daten wie folgt ausgedrückt:
B1 = (Brs/360) · α · (Vt · 30/1000)/( n·Vt - Vt )
= Brs · α/( n - 1 · 12000)
Hier zeigt α einen Prozentsatz des Teils, wo effektive Daten unter den Hüllkurven erhalten werden können, und bei einem Versuch wurde ein Wert von α = 0.67 erhalten.
Außerdem wird durch Einsetzen der Bedingung B1 ≥ 2, unter der die Länge B1 einer Gruppe von Blöcken wiedergegebener Daten 2 Böcke oder mehr sind, und Anordnen des Ausdrucks in einer richtigen Form,
n - 1 ≤ 2.8 · 10&supmin;&sup5; · Brs (2)
erhalten.
Der Ausdruck (2) Ist die zweite Bedingung zum sicheren Lesen von S-ID.
Nun wird ein Ausdruck, der die Beziehung zwischen der Bitrate Br des Wiedergabesignals, der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl zeigt, ausgearbeitet. Fig. 11 zeigt die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes und des Zylinders. In Fig. 11:
Vt ist die Bandgeschwindigkeit bei normaler Aufnahme-Wiedergabe;
Vh0 ist die Zylinderdrehzahl bei normaler Aufnahme-Wiedergabe;
Vr1 ist der zusammengesetzte Vektor bei normaler Aufnahme-Wiedergabe;
u0 ist der Neigungswinkel der Zylinderbefestigung (Stillwinkel);
u1 ist ein Winkel eines zusammengesetzten Vektors bei normmaler Aufnahme-Wiedergabe;
nVt ist die Bandgeschwindigkeit beim Suchlauf;
Vh0s ist die Zylinderdrehzahl beim Suchlauf;
Vr1s ist der zusammengesetzte Vektor beim Suchlauf;
u1s ist der Winkel des zusammengesetzten Vektors beim Suchlauf;
Vr2s ist die Spurwinkelkomponente des Vektors Vr1s, und
u2s ist der Differenzwinkel zwischen dem Winkel u1s und dem Spurwinkel u1.
Aus Fig. 11 werden die folgenden Ausdrücke erhalten:
a = nVt - Vt · Vh0s/Vh0
b = a · cos u1
Vr2s = Vr1 · Vh0s/Vh0 - b
Wenn diese Ausdrücke in richtiger Form angeordnet werden, wird der folgende Ausdruck erhalten:
Vr2s = Vr1 · Vh0s/Vh0 - cos u1 · Vt · (n - Vh0s/Vh0)
Nimmt man an, daß die Bitrate und die Zylinderdrehzahl bei normaler Aufnahme-Wiedergabe Br und Cy sind, und daß die Bitrate und die Zylinderdrehzahl bei Suchlauf Brs und Cys sind,
Brs/Br = Vr2s/Vr1
Cys/Cy = Vh0s/Vh0
Durch Einsetzen der obigen Ausdrücke und Umstellen in richtige Form wird somit der folgende Ausdruck erhalten:
Brs/Br = Cys/Cy - cos u1 · Vt · (n - Cys/Cy)/Vr1
= Cys/Cy · (1 + cos u1 · Vt/Vr1) - n · cos u1 · Vt/Vr1
Wenn die allgemeinen Konstanten des R-DAT:
Vt = 8.15 mm/s
Vh0 = 3.133 m/s
Vr1 = 3.125 m/s
u0 = 6.3667 Grad
u1 = 6.3822 Grad
Br = 9.408 MBit/s
Cy = 2000 U/min
eingesetzt werden, wird der folgende Ausdruck erhalten:
Brs/Br = Cys/Cy · 1.00259 - n · 0.00259 (3)
Der Ausdruck (3) zeigt die Beziehung zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl, wenn die Bitrate beim Suchlauf konstant gemacht wird. Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl, wenn die Bitrate beim Suchlauf auf der Basis des Ausdrucks (3) konstant gemacht wird. In Fig. 12 ist die Bandgeschwindigkeit nVt entlang der Ordinate und die Zylinderdrehzahl Cy entlang der Abszisse dargestellt. Hier zeigt die Plusrichtung der Bandgeschwindigkeit nVt die FF (schneller Vorlauf) Betriebsart, und die Minusrichtung der Bandgeschwindigkeit nVt zeigt die REW (Rücklauf) Betriebsart. Aus dieser Darstellung kann eine solche allgemeine Eigenschaft, daß nur die Zylinderdrehzahl erhöht werden muß, wenn die Bandgeschwindigkelt plus ist, nämlich beim schnellen Vorlaufsuchen, und die Zylinderdrehzahl gesenkt werden muß, wenn die Bandgeschwindigkeit minus ist, nämlich beim Rücklaufsuchen, verstanden werden.
Mit Hilfe von zwei Bedingungsausdrücken und dem Ausdruck (3) sind die Bedingungen zum sicheren Lesen von S-ID und die Beziehung zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl alle klargestellt worden. Das Vorangehende kann wie folgt geordnet werden:
n ≤ 0.3 · Cys (1)
n-1 ≤ 2.8 · 10&supmin;&sup5; · Brs (2)
Brs/Br = Cys/Cy · 1.00259 - n · 0.00259 (3)
Fig. 13 veranschaulicht künstlich eine solche Beziehung. In Fig. 13 ist die Bandgeschwindigkeit nVt entlang der Ordinate und die Bitrate Brs entlang der Abszisse dargestellt. Eine strichpunktierte Linie mit einem Punkt A in der Figur ist eine Linie, die die Grenze des Bereichs zeigt, der die Bedingungen des Ausdrucks (1) erfüllt, und eine strichpunktierte Linie mit zwei Punkten B ist eine Linie, die die Grenze des Bereichs zeigt, der die Bedingungen des Ausdrucks (2) erfüllt. Ferner zeigen die Linien C1, C2, C3 und C4 Eigenschaften, wenn die Zylinderdrehzahl Cy bei 1000 U/min, 2000 U/min, 3000 U/min bzw. bei 4000 U/min konstant gemacht wird. Hier sind die Eigenschaften innerhalb der Bereichs, der die Bedingungen der Ausdrücke (1) und (2) erfüllt, mit Vollinien dargestellt, und diejenigen in dem anderen als dem obigen Bereich sind mit unterbrochenen Linien dargestellt. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß insbesondere die Zylinderdrehzahl erhöht werden muß, um die Bitrate beim schnellen Vorlaufsuchen zu erhöhen, und die Zylinderdrehzahl lieber zu senken, um die Bitrate beim Rücklaufsuchen hoch zu halten, um die S-ID sicher zu lesen. Wichtig ist, daß der Grenzwert der Bandgeschwindigkeit von der Bitrate abhängt. Zum Beispiel wird der Bereich der lesbaren Bandgeschwindigkeit auf -350 bis -420 erweitert, wenn die Bitrate auf das 1.5fache oder 14.112 MBit/s erhöht wird, wogegen die Bitrate bei normaler Wiedergabe 9.408 MBit/s und der Bereich der lesbaren Bandgeschwindigkeit -240 bis +280 beträgt.
Folglich ist zu erkennen, daß die marginale Leistung des Lesens ansteigt, wenn die Bitrate beim Suchen erhöht wird. Um dies zu verwirklichen, müssen Einrichtungen zur Verfügung gestellt werden, die die Frequenzeigenschaften des Ausgleichers 106 und der Phasenregelschleifenschaltung 200 gemäß der Bitrate verändern. Es ist jedoch schwer, eine Schaltung zu verwirklichen, die die Wellenform-Ausgleichseigenschaften und den Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung 200 stetig verändert, und eine solche Schaltung wird, selbst wenn verfügbar, teuer sein. Daher ist ein solches Verfahren, bei dem wenigstens zwei oder mehr Bitratensollwerte festgelegt werden und der Frequenzgang des Ausgleichers 106 und der Phasenregelschleifenschaltung 200 im voraus grob umgeschaltet wird, um dadurch in diesen zwei verteilten Bereichen zu arbeiten, praktisch, und dieses Verfahren wird auch in der vorliegenden Ausführung angenommen.
Um genauer zu sein, das erste Verfahren besteht darin, daß eine Bitratensollwert-Einstelleinheit bereitgestellt wird, um die Bitrate beim Suchen höher einzustellen als bei der normalen Aufnahme-Wiedergabe, um die Mechanik zu regeln, so daß die Wiedergabebitrate beim Suchen in die Nähe des Sollwertes fällt. Eine solche Regelung erfolgt durch die Tatsache, daß der Servoblock 300 die Bandgeschwindigkeit und die Zylinderdrehzahl regelt. Außerdem kann dieses Regelsystem entweder eine offene Schleife oder eine lokale Rückkopplungsschleife sein, aber es wird in hohem Maße bevorzugt, eine Rückkopplungsschleife vorzusehen, die die Bitrate ermittelt und einen Fehler von dem Sollwert erhält, um dadurch die Mechanik zu regeln. Damit kann in jeweiligen Bereichen die Veränderung der Bitrate zu einem gewissen Grad kontrolliert werden.
Auch ist es unverzichtbar, den Frequenzgang des Ausgleichers 106 und der Phasenregelschleifenschaltung 200, die mit dem Obigen verbunden ist, umzuschalten, aber es wird bevorzugt, eine Rückkopplungsschleife bereitzustellen, bei der wenigstens die Phasenregelschleifenschaltung 200 von ihnen die Bitrate ermittelt und einen Fehler von dem Sollwert gewinnt, um dadurch den Fangbereich zu steuern. Damit kann der effektive Fangbereich der taktwiedergebenden Phasenregelschleifenschaltung bei der Veränderung der Wiedergabebitrate in den jeweiligen Betriebsarten größer gemacht werden als der Fangbereich einer einzelnen Phasenregelschleifenschaltung. Auf diese Weise wird die Bitratenveränderung der Wiedergabedaten kontrolliert, und der Fangbereich der taktwiedergebenden Phasenregelschleifenschaltung wird wirksam vergrößert, um das Lesen der Daten in jeder Betriebsart und zur Zeit der Betriebsartabweichung zu stabilisieren.
Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf Fig. 1 beschrieben. In Fig. 1 sind Einheiten, die mit Einheiten in Fig. 5 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Folgende Einheiten sind abweichend. Dem Block der Modulations/Demodulationseinheit 600 sind besondere Einrichtungen hinzugefügt. Das Bezugszeichen 620 bezeichnet eine Bitratenermittlungseinheit, 650 bezeichnet eine Fangbereichsteuereinheit und 610 bezeichnet eine Bitratensollwert-Einstelleinheit. Die Phasenregelschleifenschaltung 200 Ist ebenfalls mit einer besonderen Funktion versehen. Das heißt, ein Eingangsanschluß eines externen Steuersignals, um den Fangbereich in einem weiten Bereich zu verschieben, und ein Eingangsanschluß eines externen Steuersignals, um den Fangbereich in einem schmalen Bereich zu verschieben, sind jeweils hinzugefügt. Auch der Block 300 ist ausführlicher dargestellt, und Bezugszeichen 301 bezeichnet eine Bandgeschwindigkeitssteuereinheit, 302 bezeichnet eine Zylinderservo-Steuereinheit. 303 bezeichnet einen Zylindertreiber, 304 bezeichnet eine Spulenservo-Steuereinheit und 305 bezeichnet einen Spulentreiber.
Als nächstes wird der detaillierte Aufbau der Modulations/Demodulationseinheit 600 erklärt. Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der Modulations/Demodulationseinheit 600 zeigt. In Fig. 3 bezeichnet 601 eine NRZI-Rückumsetzungseinheit, die ein Wiedergabesignal RFIN, die NRZI-moduliert ist, in ein NRZ-Signal umsetzt, 607 bezeichnet eine SYNC-Muster-Ermittlungseinheit, die ein Blocksynchronisationssignal SYNC aus dem NRZ-Signal extrahiert, und 604 bezeichnet ein Gatter, das DSYNC ausgibt, das einem Wiedergabetakterzeuger einen Initialisierungstakt übermittelt, und DSYNC auch prüft, wenn ein durch Deformation anderer Signale verursachtes falsches SYNC ermittelt wird. 606 bezeichnet eine Synchronisationsschutzeinheit, die durch Beurteilen des Detektionszustandes von SYNC die Torsteuerung von DSYNC ausführt. Die Synchronisationsschutzeinheit 606 gibt ein SYNC-Andauernd-Flag aus, wenn zwei Blöcke mit wirksamem SYNC in Folge ermittelt werden. 602 bezeichnet eine S/P-Umsetzungseinheit, die eine Serien/Parallel-Umsetzung des NRZ-Signals mit dem von dem Wiedergabetakterzeuger erzeugten Worttakt WDCK durchführt, und 603 ist ein 8-10 Decoder, der 10 Bit Daten, die S/P-umgesetzt sind, in 8 Bit Daten umsetzt und ein RF-Fehlerflag RFF für Daten setzt, die nicht der 8-10 Modulation entsprechen. 605 bezeichnet einen Wiedergabetakterzeuger, der mit dem von den Synchronisationsschutzeinheiten 604 und 606 ausgegebenen Synchronisationsermittlungsflag DSYNC beginnt und einen Demodulationverarbeitungstakt mit dem reproduzierten Takt PCK als Zeitreferenz erzeugt. Ferner erzeugt der Wiedergabetakterzeuger ein Signal TSYNC entsprechend der Periode, in der SYNC ermittelt wird, nämlich die Blockperiode zusätzlich zu dem S/P-Umsetzungstakt WDCK, eine Wiedergabewortadresse, um demodulierte Daten in das RAM 110 zu schreiben, ein RAM-Schreibanforderungssignal WRRAM sowie ein in den Synchronisationsschutzeinheiten 604 und 606 benutztes SYNC-Fenster SMASK. 608 bezeichnet einen Datenspeicher, der 3 dem Block-SYNC folgende Wörter W1, W2 und P speichert. 609 bezeichnet eine Paritätsprüfungseinheit, die eine Paritätsprüfung von W1, W2 und P durchführt und ein Parität-OK-Flag nur setzt, wenn das vom 8-10 Decoder 603 gelieferte RF-Flag RFF 0 ist (kein Fehler) und die Paritätsprüfung OK ist. Die Paritätsprüfungseinheit 609 gibt ein Parität-Andauernd- Flag CPRF aus, das anzeigt, daß das Parität-OK-Flag andauernd in Ordnung ist. 614 bezeichnet einen Quarzoszillator, der der Ursprung des Normaltaktes des Systems ist, und 615 bezeichnet einen Normaltakterzeuger, der den Quarzoszillator 614 zum Schwingen bringt, und erzeugt auch einen Takt FCH entsprechend der Bitrate bei normaler Aufnahme- Wiedergabe sowie verschiedene Taktsignale einschließlich eines Takts HFCH mit der doppelten Dauer davon. 620 bezeichnet eine Taktfrequenz- Meßeinheit, die TSYNC vom Wiedergabetakterzeuger 605 mit dem Normaltakt HFCH des Normaltakterzeugers 615 zählt, und Zähldaten PSYIV ausgibt. 610 bezeichnet eine Sollbitrateneinstelleinheit, die Daten PLOTR von einer Systemsteuereinheit 400 speichert und eine Sollbitrate gemäß den Betriebsartdaten PLLMD einstellt. 651 bezeichnet einen Subtrahierer, der PLOTR von PSYIV subtrahiert. 653 bezeichnet einen PWM- Musterumsetzer, der Ausgangsdaten des Subtrahierers 651 annimmt und sie in ein PWM-Muster umsetzt. 654 bezeichnet einen P/S-Umsetzer, der Paralleldaten des PWM-Musterumsetzers 653 in serielle Daten umsetzt und dieses Signal über eine Ausgangsschnittstelle 696 als PLLOFS ausgibt. 652 bezeichnet einen Tabellenumsetzer, der ein Flag ausgibt, um die Zuverlässigkeit der gemessenen Daten aus dem Bereich der Ausgangsdaten des Subtrahierers 651 zu beurteilen. 655 bezeichnet ein UND-Gatter, das ein Flag VFPLFS ausgibt, das die Wirksamkeit von PLLOFS aus dem Ergebnis des Tabellenumsetzers 652 und Bedingungen von PSYVF anzeigt.
Die Funktion während des Suchlaufs in der so aufgebauten Datenwiedergabevorrichtung wird nachstehend erklärt. Beim Suchen nimmt die Hüllkurve eines Wiedergabesignals eine hexagonale Form an und Rauschbarrieren werden erzeugt, bis die Hüllkurve fast Null wird, wie in Fig. 10 gezeigt. Fig. 14 zeigt einen solchen Zustand. In Fig. 14 ist es möglich, SYNC in einem Bereich zu ermitteln, in dem die Amplitude der Hüllkurve ausreichend ist, aber besonders in den Abschnitten der Rauschbarrieren kann leicht ein Schein-SYNC auftreten, der ein SYNC- Muster ist, das durch Deformation anderer Daten als dem wirksamen SYNC erzeugt wird. Dies wird als falscher SYNC bezeichnet. Da der falsche SYNC torgesteuert und durch SMASK, das in dem Wiedergabetakterzeuger 605 und der Synchronisationsschutzeinheit 606 erzeugt wird, ausgeschlossen wird, wird die Synchronisation nicht gestört werden. Nur der SYNC, der mit einer richtigen Frequenz eingegeben wird, wird herausgenommen, um so eine Wiedergabesynchronisation herzustellen. Zu dieser Zeit gibt der Wiedergabetakterzeuger 605 ein Signal TSYNC aus, das der Periode von SYNC entspricht, und gibt gleichzeitig ein Flag SYCNT aus, das zeigt, daß SYNC aufeinanderfolgend korrekt eingegeben wurde. Diese werden einer Blockperioden-Meßeinheit 620 zugeführt.
Die Blockperioden-Meßeinheit 620 zählt die Periode von TSYNC mit Hilfe von HFCH, das vom Normaltakterzeuger 615 ausgegeben wird. Da PSYIV, welches ein Zählergebnis ist, eine Blockperiode beim Suchen darstellt und der Bitrate umgekehrt proportional ist, kann die Bitrate zur Zeit des Suchens gewonnen werden. PSYIV wird über eine Ausgangsschnittstelle 694 der Systemsteuereinheit 400 zugeleitet. PSYIV wird auch an den positiven Eingang des Subtrahierers 651 angelegt. PLOTR, das von der Systemsteuereinheit 400 eingegeben wird, wird einmal in einer Sollbitraten-Einstelleinheit 610 gespeichert, und PLOTR wird beim Suchen, das gemäß den PLLMD-Daten gewählt wird, an den negativen Eingang des Subtrahierers 651 angelegt. Der Ausgang des Subtrahierers 651 sind Daten die eine Differenz zwischen dem tatsächlich gemessenen PSYIV und dem Sollwert von PLOTR darstellen. Der Ausgang des Subtrahierers 651 wird mit einer Tabelle umgesetzt und mit dem PWM-Musterumsetzer 653 in PWM umgesetzt und an den P/S-Umsetzer 654 angelegt. In dem P/S- Umsetzer 654 werden die Paralleldaten in serielle Daten umgesetzt und über eine Ausgangsschnittstelle 696 als PLLOFS ausgegeben. Ferner beurteilt der Ausgang des Subtrahierers 651 die Gültigkeit des Bereiches bei dem Tabellenumsetzer 652, und ein Flag wird an das UND- Gatter 655 ausgegeben. In dem UND-Gatter 655 wird PSYVF, das von der Blockperioden-Meßeinheit 620 ausgegeben wird, geprüft, und ein Ausgang VFPLFS wird nur ausgegeben, wenn beide Ausgänge die Bedingungen erfüllen. Gleichzeitig wird, wenn die Bedingungen nicht erfüllt werden, durch Steuern einer Ausgangsschnittstelle mit VFPLFS der Ausgang PLLOFS auf hohe Impedanz gebracht. Signale und Daten, die von der Modulations-/Demodulationseinheit 600 zusätzlich zum Zweck der Suchlaufsteuerung ausgegeben werden, sind, wie oben beschrieben, PSYIV, PLLOFS, PSYVF und VFPLFS.
PLLOFS, das von der Modulations-/Demodulationseinheit 600 ausgegeben wird, und PLLMD, das von der Systemsteuereinheit 400 ausgegeben wird, werden der PLL 200 zugeführt. Die PLL 200 besitzt einen Eingang für ein externes Steuersignal, um den Fangbereich in einem weiten Bereich zu verschieben, und einen Eingang für ein externes Steuersignal, um den Fangbereich in einem schmalen Bereich zu verschieben.
Eine konkrete Ausführung der PLL 200 zeigt Fig. 4. In Fig. 4 bezeichnet 201 einen Puffer, 202 und 203 bezeichnen Verzögerungsleitungen, 204 bezeichnet einen Schalter. 205 und 206 bezeichnen EXODER-Gatter (exklusiv ODER), 208 bezeichnet einen Analogschalter, 212 bezeichnet einen Operationsverstärker, 214 bezeichnet einen VCO (spannungsgeregelter Oszillator), 218 bezeichnet einen Trimmerkondensator, 222 bezeichnet eine Varaktordiode, 224 bezeichnet einen Puffer, 207, 211, 213, 215, 216, 221, 223 und 225 bezeichnen Widerstände, und 209, 210 217, 219, 220 und 226 bezeichnen Kondensatoren.
Nachfolgend wird die Funktion der PLL 200 erklärt.
Das Ausgangssignal RFIN des Ausgleichers 106 wird in die Phasenregelschleifenschaltung 200 eingegeben und innen durch den Puffer 201 geführt. Dieses Signal wird wird von den Verzögerungsleitungen 202 und 203 verzögert und an das EXODER 205 angelegt. RFIN wird direkt in einen anderen Eingang des EXODER 205 eingegeben. Das EXODER 205 gibt einen Impuls in einer bestimmten Dauer mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke von RFIN aus. Diese Dauer wird durch die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung bestimmt. Der Schalter 204 schaltet beim Suchen auf die Seite 1 und bei der normalen Wiedergabe auf die Seite 2. Wenn dieser Impuls mit einer bestimmten Dauer und das Ausgangssignal PCK des VCO 214 an das EXODER 206 angelegt werden, gibt das EXODER 206 eine Impulswellenform aus, bei der sich das Tastverhältnis gemäß der Phasendifferenz zwischen RFIN und PCK ändert. Der Analogschalter 208 wird verwendet, um von diesen Impulsen nur den Flankenteil zu übertragen, der als Phasendifferenzsignal wirksam ist, und der andere Teil wird geöffnet gehalten, um die in den Kondensatoren 209 und 210 geladenen elektrischen Ladungen zu halten, um dadurch die Verstärkungseigenschaft zu verbessern und eine stabile Funktion zu erzielen. Der Phasenermittlungsausgang wird über ein Tiefpaßfilter, das aus den Widerständen 207 und 211 und den Kondensatoren 209 und 210 besteht, an den Operationsverstärker 212 angelegt. Der Operationsverstärker 212 arbeitet als Spannungsfolger mit einer hohen Eingangs- Impedanz, um die Halteeigenschaft der elektrischen Ladungen zu verbessern. Dieses Signal wird an einen Frequenzregelanschluß FC des VCO 214 angelegt. Der Ausgang PCK des VCO 214 wird an die Phasenermittlungseinheit EXODER 206 rückgeführt, um die PLL (Phasenregelschleife) zu bilden. Der Fangbereich in der so aufgebauten PLL ist begrenzt. Selbst bei einer willensmäßigen Konstruktion liegt der Fangbereich gewöhnlich zwischen +10% und -10%. Deshalb wird es so eingerichtet, daß der Betriebsbereich des VCO 214 durch andere Einrichtungen verändert wird, um dadurch entsprechend der Betriebsart bei verschiedenen Bitraten zu arbeiten und um eine Verschiebekorrektur des Fangbereiches möglich zu machen. Um konkret zu sein, in dem VCO 214 wird ein spannungsgeregelter Multivibrator (TI Inc. SN74LS624) verwendet. Die Spannung H oder die Spannung L, die dem logischen Pegel von PLLMD entsprechen, das von der Steuereinheit 400 eingegeben wird, wird von den Widerständen 215 und 216 geteilt und an einen Bereichssteueranschlag R des VCO 214 angelegt. Damit wird der Betriebsbereich des VCO 214 erheblich verändert. Als nächstes wird PLLOFS, das von der Modulations-/Demodulationseinheit 600 eingegeben wird, durch den Widerstand 225 und den Kondensator 226 geglättet und über die Widerstände 223 und 221 als Vorspannung an die Varaktordiode 222 angelegt. In der Varaktordiode 22 wird die Sperrschichtkapazität entsprechend dieser Vorspannung verändert. Die Sperrschichtkapazität der Varaktordiode 222 wird mit den Kondensatoren 219 und 220 mit den Anschlüssen CX1 und CX2 des VCO 214 verbunden. Die Schwingfrequenz kann mit der Kapazität der an die Anschlüsse CX1 und CX2 angeschlossenen Kondensatoren geregelt werden. Der Kondensator 217 dient zur Abschwächung des Veränderungsbereiches, und der Trimmkondensator 218 dient ebenfalls zur Einstellung. Folglich ist es möglich, den Betriebsbereich etwas zu ändern, d. h. den Fangbereich zu verschieben. Indem derartige Einrichtungen den Betriebsbereich steuern, wird der Ausgang PCK des VCO 214 über den Puffer 224 ausgegeben.
Als nächstes wird die Blockperioden-Meßeinheit 620 im einzelnen erklärt. Fig. 15 zeigt ein Schaltbild der Blockperioden-Meßeinheit 620. In Fig. 15 bezeichnet 621 einen Binärzähler, 622 bezeichnet ein Flip- Flop, 623 bezeichnet ein D-Flip-Flop, 624 bezeichnet ein UND-Gatter, 625 bezeichnet ein UND-Gatter, 626 bezeichnet ein Schieberegister, 627 bezeichnet ein S/R-Latch, und 628 bezeichnet ein D-Flip-Flop. Fig. 16-a und Fig. 16-b zeigen Betriebswellenformen der so aufgebauten Blockperioden-Meßeinheit 620.
Als erstes wird der Steuerteil der Blockperioden-Meßeinheit 620 beschrieben. TSYNC von dem Wiedergabetakterzeuger 605 wird an einen seriellen Eingang des Schieberegisters 626 angelegt, und HFCH von dem Normaltakterzeuger 615 wird an den Takteingang der Schieberegisters 626 angelegt. Durch das Schieberegister 626 wird TSYNC mit HFCH getaktet und verzögerte Ausgänge QA, QB und QC werden bei jeder Abfallflanke von HFCH ausgegeben, wie in Fig. 16-a gezeigt. Das UND-Gatter 624 erzeugt ein Taktsignal von /CTR aus QB und QC und führt es dem Binärzähler 621 als Löschsignal zu. Der Binärzähler 621 wird mit /CTR rückgesetzt und zählt jede Anstiegsflanke von HFCH und inkrementiert den Ausgang SYIV0. Da der Ausgang PSYEN0 des UND-Gatters 625 die UND- Verknüpfung von SYNCT der Synchronisationsschutzeinheit 606, CPRF von der Paritätsprüfeinheit 609 und QA des Schieberegisters 626 darstellt, wird SYNC ständig ermittelt, und QA wird an den Taktanschluß des D- Flip-Flop 622 nur übertragen, wenn die Parität andauernd in Ordnung ist. Da die Anstiegsflanke von PSYIV0, d. h. der Anstiegszeitpunkt von QA, dem /CTR um einen Takt von HFCH vorangeht, ist es möglich, den gezählten Wert PSYIV1 einen Takt im voraus, der durch /CTR gelöscht wird, in dem D-Flip-Flop 622 zu speichern. Nimmt man an, daß der Bittakt bei der Aufnahme FCH ist und der Takt, der eine durch Frequenzteilung erhaltene doppelte Periode besitzt, HFCH ist, entspricht die Blockperiode 360 Takten für FCH und 180 Takten für HFCH bei der normalen Wiedergabe. Folglich ist der normale Zählwert von PSYIV1 178, daß als Basis genommen wird. HSWEG ist der von HSW, das von dem Servoblock 300 als Basis geliefert wird, entnommene Flankenimpuls. Das S/R-Latch 627 wird mit HSWEG rückgesetzt und mit PSYEN0 gesetzt und gibt PSYEN1 aus. Das heißt, PSYEN1 zeigt ein Flag, das anzeigt, ob eine wirksame Zählung der Blockperiode in einem mit HSWEG geteilten Zeitabschnitt noch einmal vorgenommen worden ist. In den D-Flip-Flops 623 und 628 werden der Blockperiodenzählwert PSYIV1 und die Enddaten in dem mit HSWEG geteilten Zeitabschnitt der Kurve PSYEN1, die die Gültigkeit davon anzeigt, als PSYIV bzw. PSYVF ausgegeben. Wenn überhaupt keine wirksame Zählung der Blockperiode in dem durch HSWEG geteilten Zeitabschnitt durchgeführt wurde, gibt PSYVF einen logischen Pegel L aus, der Ungültigkelt anzeigt, und PSYIV wird bedeutungslos. Auf diese Weise wird in der Blockperioden-Meßeinheit 620 eine sehr zuverlässige Blockperiodenmessung durchgeführt, durch die es möglich wird, die Bitrate mit hoher Zuverlässigkeit zu kennen und auch eine Hinweisinformation auszugeben, die die Zuverlässigkeit anzeigt.
Als nächstes wird wieder mit Verweis auf Fig. 3 eine Schaltung zur Gewinnung des Signals PLLOFS erklärt, das die Phasenregelschleifenschaltung auf der Basis der mit der Blockperioden-Meßeinheit 620 erhaltenen Blockperiodenmeßdaten PSYIV steuert.
610 bezeichnet einen Speicher, der die Daten PLOTR aus der Systemsteuereinheit 400 speichert und die Sollbitrate gemäß den Betriebsartdaten PLLMD einstellt. In der Sollbitraten-Einstelleinheit 610 werden bei der normalen Wiedergabe und bei dem Suchen zwei PLOTR-Daten gespeichert, die nach Auswahl mit PLLMD ausgegeben und dem Subtrahierer 651 zugeführt werden. 651 bezeichnet einen Subtrahierer, der PLOTR von PSYIV subtrahiert. Der Ausgang des Subtrahierers 651 ist die Differenz zwischen PSYIV, gemessen von der Blockperioden-Meßeinheit 620, und dem Sollwert PLOTR der Blockperiode. Diese Differenz wird dem PWM-Musterumsetzer 653 zugeführt. 653 bezeichnet einen PWM- Musterumsetzer, der die Differenz PSYIV-PLOTR empfängt und in ein PWM-Muster umsetzt. Die Umsetzung kann entweder eine Tabellenumsetzung oder eine Umsetzung durch ein Logikgatter sein. Fig. 17 zeigt ein Umsetzungsbeispiel. Der Bereich ist geteilt, wobei der Bereich mit einem Abweichungswert nahe Null die Mitte bildet, und jeder der geteilten Bereiche wird in repräsentative PWM- (Pulsbreitenmodulation) Musterdaten umgesetzt. Wenn PLLMD 0 ist, d. h. bei der normalen Wiedergabe, wird ein festes PWM-Muster ausgegeben, und das Tastverhältnis wird auf 50% gesetzt, was dem Mittenwert entspricht. 654 bezeichnet eine P/S-Umsetzungseinheit, die die parallelen Daten der PWM-Musterumsetzers 653 in serielle Daten umsetzt. Die von dem P/S-Umsetzer 654 umgesetzten seriellen Daten, oder das wahre PWM-Signal, werden über die Ausgangsschnittstelle 696 als PLLOFS ausgegeben. 652 bezeichnet einen Tabellenumsetzer, der ein Flag ausgibt, das die Zuverlässigkeit gemessener Daten aus dem Bereich der Ausgangsdaten des Subtrahierers 651 beurteilt. Wenn die Differenz zwischen PSYIV und PLOTR zu groß ist, werden die gemessenen Daten als falsch betrachtet. Der logische Pegel von VFPLFS wird daher auf Null gebracht, um anzuzeigen, daß diese Daten ungültig sind. Eine solche Beurteilung entspricht dem Fall, wenn die Differenz in Fig. 17 zu groß ist. Außerdem gibt das UND-Gatter 655 ein Flag VFPLFS aus, das die Gültigkeit von PLLOFS aus dem Ergebnis des Tabellenumsetzers 652 und Bedingungen von PSYVF anzeigt. Basierend auf dem Ergebnis wird, wenn die Zuverlässigkeit der gemessenen Daten niedrig ist, die Ausgangsschnittstelle 696 durch Setzen von VFPLFS auf L gesperrt, und der Ausgangsanschluß PLLOFS wird auf hohe Impedanz gesetzt.
Fig. 18-a zeigt die Beziehung zwischen PSYIV und PLLOFS beim Suchen, wenn PLOTR = 120, und Fig. 18-b zeigt die Beziehung zwischen PSYIV PLLOFS beim Suchen, wenn PLOTR = 178. Es ist daher möglich, ein Steuersignal zu erzeugen, das auf der Differenz zwischen der Bitratenmessung beim Suchen und der eingestellten Sollbitrate beruht.
Diese Signale werden der Phasenregelschleifenschaltung 200, wie in Fig. 1 gezeigt, zugeführt. Die Phasenregelschleifenschaltung 200 besitzt, wie bereits erläutert, einen Eingang für ein externes Steuersignal, um den Fangbereich in einem weiten Bereich zu verschieben, und einen Eingang für ein externes Steuersignal, um den Fangbereich in einem schmalen Bereich zu verschieben. Fig. 19 zeigt geregelte Eigenschaften der Phasenregelschleifenschaltung 200. In Fig. 19 stellt die Achse der Abszisse die mittlere Spannung VPLLOFS von PLLOFS dar, und die Achse der Ordinate stellt die Frequenz des Fangbereichs der Phasenregelschleifenschaltung dar. Der Betriebsbereich des VCO 214 wird bei der normalen Wiedergabe und beim Suchen durch eine Spannung H oder eine Spannung L gemäß den logischen Pegeln 1 und 0 von PLLMD, das von der Systemsteuereinheit 400 eingegeben wird, stark verändert. Ferner ist es möglich, den Betriebsbereich des VCO 214 mit PLLOFS, das von der Modulatlons-/Demodulationseinheit 600 eingegeben wird, geringfügig zu verändern.
Das heißt, es ist möglich, den Fangbereich in optimaler Weise bei der normalen Wiedergabe und beim Suchen gemäß dem Steuersignal zu verschieben, das auf der Differenz zwischen der gemessenen Bitrate und der eingestellten Sollbitrate basiert.
Fig. 16-b zeigt eine Reihe solcher Funktionen, die typisch sind. In Fig. 16-b ist PLOTR = 120. Weiter wird angenommen, daß PSYIV von 120 auf 110 und dann auf 105 verändert wird, was Bitratenänderungen von etwa 14 MBit/s auf 15 MBit/s und dann auf 16 MBit/s entspricht. Zu dieser Zeit wird PSYIV-PLOTR ±0, -10 und -15, und das Tastverhältnis des PWM-Musters wird 50%, 75% und 100%. Außerdem entspricht der Abschnitt X z. B. einem Ausfall infolge eines verschmutzten Kopfes. In diesem Fall wird das Flag tief gesetzt, weil die Zuverlässigkeit niedrig ist, und PLLOFS wird auf hohe Impedanz gesetzt. Auf diese Weise wird die Phasenregelschleifenschaltung 200 gespeist, und dieser Teil ist der mit der Phasenregelschleifenschaltung 200 gehaltene vorangegangene Analogwert, um dadurch die gesamte Systemsteuerung auch bei einem unnormalen Eingangssignal ungestört zu halten. Der Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung 200 wird somit gesteuert, und der effektive Fangbereich der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung kann für die Abweichungsgröße der verminderten Bitrate in den jeweiligen Betriebsarten weiter gemacht werden als der Fangbereich der einzelnen Phasenregelschleifenschaltung. Somit wird es möglich, den Fangbereich der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung bei jeder Betriebsart und beim Wechsel der Betriebsart immer in einer optimalen Weise zu verschieben.
Außerdem ist es besser, daß eine Einrichtung zur Korrektur der Bitrate bereitgestellt wird und daß Steuersignale, die auf der Differenz zwischen jeweiligen den Betriebsarten entsprechenden Bitratensollwerten und Ausgangsdaten der Meßeinrichtung der Wiedergabesignalbitrate beruhen, auch der Einrichtung zur Korrektur der Bitrate zugeführt werden, um dadurch die Bitrate zu korrigieren. Die Bitratenkorrektur wird durch Steuern der Mechanik durchgeführt. Aus dem Ausdruck (3) ist zu verstehen, daß es lediglich erforderlich ist, entweder die Zylinderdrehzahl oder die Bandgeschwindigkeit zu justieren. Das Verfahren zur Korrektur der Bitrate durch Regeln der Bandgeschwindigkeit wird in dieser Beschreibung erläutert. Beim Suchen ist es schwierig bei Verwendung einer Bandantriebsrolle wie im Fall der normalen Wiedergabe einen gleichmäßigen Bandlauf durchzuführen. Da das Band von der Bandantriebsrolle gelöst wird und sich unabhängig von der Drehung der Bandantriebsrolle bewegt, wird die Bandgeschwindigkelt von der Drehzahl der Spule bestimmt. Wie Fig. 20 zeigt, ändern sich die Wickelradien der Zuführspule und der Aufnahmespule. Wenn die Bandgeschwindigkeit, oder die Spulendrehzahl, geregelt wird, indem die Summe der jeweiligen Spulenumlaufperioden gewonnen wird, so daß diese Summe der Perioden konstant ist, kann eine fast konstante Bandgeschwindigkeit erzielt werden. Fig. 21 zeigt die Beziehung zwischen der Bandposition und der Bandgeschwindigkeit. (b) in der Figur zeigt die Eigenschaften, wenn die Summe der Perioden durch Festlegen von Koeffizienten auf eine Konstante geregelt wird, so daß die Bandgeschwindigkeit 200 · Vt bei der Bandposition in der Mitte wird, und (c) und (a) zeigen die Eigenschaften, wenn die Koeffizienten mit einem Versatz belegt werden. Eine Feinjustierung der Bandgeschwindigkeit, d. h. Korrektur der Bitrate, erfolgt durch Addieren eines Versatzes zu den Koeffizienten der Regelung der Periodensummen. In Fig. 1 werden Blockperiodendaten PSYIV und PSYVF aus der Modulations-/Demodulationseinheit 600 an die Bandgeschwindigkeit-Regeleinheit 301 angelegt, um einen Versatz zu den Koeffizienten der Periodensummenregelung der Spulenservosteuereinheit 304 zu addieren. Bei dieser Konstruktion wird die Hilfsfunktion z. B. wie folgt ausgeführt. Wenn beim Suchen mit schnellem Vorlauf bei der Bandgeschwindigkeit von 200 · Vt eine Abweichung von der Sollbitrate nach oben eintritt, wird ein Wert von PSYIV gemessen, der kleiner als der Sollwert ist. Die Bandgeschwindigkeit-Regeleinheit 301 steuert daher einen Spulentreiber 305 so, daß die Bandgeschwindigkeit weiter erhöht wird. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, nimmt die Bitrate ab, wenn die Bandgeschwindigkeit zunimmt. Somit wird ein Vorgang ausgeführt, um näher an den Sollwert zu gelangen. Eine Reihe von Funktionen werden durch Rückkopplung wiederholend ausgeführt, bis die Bitrate mit dem Sollwert übereinstimmt. Der Beginn der Suchfunktion wird so ausgeführt, daß die Bandgeschwindigkeit, wie in Fig. 22 gezeigt, allmählich schrittweise erhöht wird. Dies geschieht, um die Übergangsveränderung der Bitrate zu vermindern, wenn die Bandgeschwindigkeit und die Zylinderdrehzahl gleichzeitig umgeschaltet werden. Fig. 23 zeigt die Übergangsgeschwindigkeit zu dieser Zeit. Die Zylinderdrehzahl wird in voraus auf 3000 U/min erhöht, so daß die Suchfunktion beim 1.5fachen der Bitrate oder 14.112 MBit/s der normalen Wiedergabe durchgeführt wird. Danach wird die Bandgeschwindigkelt von 25 Vt auf 50 Vt und dann auf 200 Vt erhöht. Als Folge der Bitratenkorrektur mittels der Feinjustierung der Bandgeschwindigkeit wird es möglich, die Bitrate bei einer bestimmten Abweichung auch bei der Übergangszeit der Bandgeschwindigkeitsänderung oder beim Suchen mit 200facher Geschwindigkeit zu regeln. Fig. 24 zeigt die Daten experimenteller Ergebnisse entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Bitratenabweichung wird im Bereich von +4% bis -3% geregelt, und die Verschiebung des Fangbereiches der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung beträgt höchstens +2% bis -2%. Folglich ist es möglich, die Schritte der Geschwindigkeitserhöhung der Bandgeschwindigkeit grob und schnell zu machen, oder die maximale Bandgeschwindigkelt einfach zu erhöhen, indem die Verschiebung des Fangbereichs der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung wirksam ausgenutzt wird.
Es ist besser, den Aufbau so vorzunehmen, daß die Steuersignale, die auf der Differenz zwischen den jeweiligen Bitratensollwerten und den Ausgangsdaten der Bitratenmeßeinrichtung des Wiedergabesignals der Zylinderservosteuereinheit zugeführt werden, um die Bitrate zu korrigieren. Fig. 2 zeigt eine so aufgebaute zweite Ausführung. Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß PLLOFS, welches der Ausgang der Fangbereichssteuereinheit 650 ist, an die Zylinderservosteuereinheit 302 angelegt wird. Die Regelung der Bandgeschwindigkeit erfolgt In ähnlicher Weise, so daß die Summe beider Spulenumlaufperioden konstant gemacht wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird PLLOFS, welches der Ausgang Fangbereichssteuereinheit 650 ist, an die Zylinderservosteuereinheit 302 angelegt, und die Zylinderdrehzahl wird fein eingestellt, um dadurch die Bitrate zu korrigieren. Der Korrekturvorgang bei einem solchen Aufbau ist wie folgt. Im Fall der Abweichung in die Richtung höher als die Sollbitrate beim Suchen im schnellen Vorlauf mit der Bandgeschwindigkeit von 200 · Vt wird PSYIV kleiner als der Sollwert gemessen, und das Tastverhältnis von PLLOFS, das von der Fangbereichssteuereinheit 650 ausgegeben wird, wird höher als 50%. Dieses PLLOFS wird der Phasenregelschleifenschaltung 200 zugeführt, um den wirksamen Fangbereich zu vergrößern, und an die Zylinderservosteuereinheit 302 angelegt, um den Zylindertreiber 303 zu steuern, um die Zylinderdrehzahl zu vermindern. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, wird, wenn die Zylinderdrehzahl vermindert wird, die Bitrate gesenkt, so daß der Vorgang näher an den Sollwert herankommt. Eine Reihe von Funktionen werden durch Rückkopplung wiederholend ausgeführt, bis die Bitrate mit dem Sollwert übereinstimmt. Der Beginn des Suchvorgangs kann in ähnlicher Weise wie in Fig. 22 gezeigt erfolgen. Der Grund einer solchen Anordnung ist, daß das Regelansprechen des Zylinderservos im allgemeinen schneller ist als das Regelansprechen der Bandgeschwindigkeit. Auch wenn eine Regelverzögerung der Bandgeschwindigkeit besteht, wird die Bitrate, die das endgültige Ziel ist, durch schnell ansprechendes Regeln der Zylinderdrehzahl näher an den Sollwert herangebracht. Die Abweichung der verbundenen Regelung zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Zylinderdrehzahl bei der Übergangszeit ist daher klein. Folglich kann die Abweichung der Bitrate weiter geregelt werden, um die Beschleunigungsschritte der Bandgeschwindigkeit durch wirksames Ausnutzen der Verschiebung des Fangbereiches der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung gröber und schneller zu machen und um die maximale Bandgeschwindigkeit leicht weiter zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Datenwiedergabevorrichtung hat, wie oben beschrieben, die erste Auswirkung, daß der wirksame Fangbereich der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung für die Abweichungsgröße der Wiedergabebitrate in den jeweiligen Betriebsarten der normalen Wiedergabe und des Suchens breiter gemacht wird als der Fangbereich der einzelnen Phasenregelschleifenschaltung, und die zweite Auswirkung, daß die Veränderung der Wiedergabebitrate selbst reduziert werden kann, indem der Mechanikregeleinheit eine Regeleinformation gegeben wird, die auf der Differenz der Wiedergabebitrate beruht. Diese beiden Auswirkungen arbeiten in Beziehung zueinander. Mit anderen Worten, durch die Wechselwirkung, bei der das die Rückkopplungsregelschleife bildende Verfahren des Systems einschließlich der Mechanik und das Verfahren zur Vergößerung des Dynamikbereiches der Steuersignalextraktionseinheit, die ein Teil des Regelsystems ist, nämlich die Abweichungsgrößenmeßeinheit der Wiedergabebitrate einander ersetzen, ist es möglich, die Bitratenabweichungsgröße zu messen, während der verriegelte Zustand der taktreproduzierenden Phasenregelschleifenschaltung beibehalten wird, und zu korrigieren, so daß die Bitratenabweichung minimiert wird. Folglich wird eine hervorragende Wirkung erzeugt, bei der das Regelsystem stabilisiert werden kann, wobei Daten auch bei großer Laständerung der Mechanik oder während des Übergangszustandes des Betriebsartwechsels korrekt wiedergegeben werden.
Erfindungsgemäß ist es außerdem möglich, die Periode einer Gruppe von Blöcken wiedergegebener Daten mit dem Normaltakt zu messen und den Absolutwert der Abweichung von dem Sollwert zu gewinnen, um das Regelsignal zu erhalten. Da Wiedergabedaten zum Herausnehmen der Periode benutzt werden, ist ferner gewährleistet, daß die erhaltenen gemessenen Daten zweifelsfrei diejenigen sind, die in der Daten-Vorhanden- Periode enthalten sind.
Da eine Fehlerermittlung durchgeführt wird, ist es außerdem möglich, die Zuverlässigkeit der gemessenen Daten festzustellen und im Fall hoher Zuverlässigkeit nur die gemessenen Daten anzunehmen und bei niedriger Zuverlässigkeit die zuvor erhaltenen Daten zu behalten und zu verwenden. Auch wenn der Zustand niedriger Zuverlässigkeit eine lange Zeit andauert, kann durch Verwendung eines voreingestellten Vorgabewertes eine Sicherung durchgeführt werden.
Somit ist es möglich, durch Kenntnis der Bitrate des Wiedergabesignals und durch Gewinnung eines genauen Regelsignals eine sehr zuverlässige und stabile Regelung der Daten beim Suchlauf mit hoher Geschwindigkeit auch bei großer Laständerung der Mechanik oder während des Übergangszustandes des Betriebsartwechsels durchzuführen. Die Datenwiedergabevorrichtung, die Daten immer stabil liest, kann daher verwirklicht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur für ein R-DAT anwendbar, sondern auch für Geräte wie digitale Videobandgeräte und CD-Spieler sowie für alle Arten von Vorrichtungen, die digitale Daten wiedergeben, wie z. B. Streamer-Einrichtungen zur Datenspeicherung.

Claims

1. Datenwiedergabevorrichtung, umfassend:

eine Leseeinrichtung (100, 101, 103, 107) zum Lesen eines Aufzeichnungsmediums (102), um ein Wiedergabesignal (RFIN) zu erhalten;

eine Bitraten-Meßeinrichtung (620), die eine Bitrate des Wiedergabesignals mißt und Daten der gemessenen Bitrate (PSYIV) ausgibt;

eine den Takt reproduzierende Phasenregelschleifenschaltung (200), die einen Takt (PCK) aus dem wiedergegebenen Signal extrahiert;

eine Bitratensollwert-Einstelleinrichtung (610), die einen aus einer Mehrzahl von Bitratensollwerten (PLOTR) ausgewählten Bitratensollwert einstellt;

eine Betriebsart-Umschalteinrichtung (400), die ein Signal (PLLMD) erzeugt, das als Reaktion auf den Bitratensollwert einer jeweiligen Betriebsart einen Betriebsfrequenzbereich der Phasenregelschleifenschaltung umschaltet, und

eine Fangbereich-Steuereinrichtung (650), die ein Signal (PLLOFS) erzeugt, um als Reaktion auf eine Differenz zwischen dem Bitratensollwert und den gemessenen Bitratendaten einen Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung (200) zu steuern;

wobei die Bitraten-Meßeinrichtung (620) eine Beurteilungseinrichtung (652) umfaßt, die die Zuverlässigkeit der gemessenen Bitratendaten beurteilt und ein Beurteilungssignal (VFPLFS) erzeugt, und

wobei die Fangbereich-Steuereinrichtung (650) auf das Beurteilungssignal anspricht, um den Fangbereich der Phasenregelschleifenschaltung (200) basierend auf der Differenz zwischen dem Bitratensollwert und einem aktuellen gemessenen Bitratenwert zu steuern, wenn das Beurteilungssignal zeigt, daß die Zuverlässigkeit des gemessenen Bitratenwertes in einen vorbestimmten Bereich fällt, und um die Phasenregelschleifenschaltung (200) basierend auf einer Differenz zwischen dem Bitratensollwert und einem letzten gemessenen Bitratenwert aus gemessenen Bitratenwerten, die zuvor unter der Bedingung erhalten wurden, daß die Zuverlässigkeit der gemessenen Bitratenwerte außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, zu steuern.

2. Datenwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Bitraten-Korrektureinrichtung (300), um die Bitrate des Wiedergabesignals (RFIN) zu korrigieren.

3. Datenwiedergabevorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Aufzeichnungsmedium (102) ein Band ist, und bei der die Leseeinrichtung umfaßt: eine Zuführspule (103a) und eine Aufnahmespule (103b), um das Band darauf zu wickeln; einen Spulentreiber (305), der die Aufnahmespule (103b) antreibt, um das Band zu bewegen; eine Spulenservo-Regeleinrichtung (304), die den Spulentreiber regelt, um eine vorbestimmte Bandgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten; einen Kopf (100), der ein Signal von dem Band liest; einen Zylinder (100), an dem der Kopf angebracht ist; einen Zylindertreiber (303), der den Zylinder in Drehung versetzt; eine Zylinderservo-Regeleinrichtung (302), die den Zylinderservo regelt, um eine vorbestimmte Zylinderdrehzahl aufrechtzuerhalten, sowie eine Mechanikeinrichtung (107), die einen Bandbewegungspfad definiert, so daß das Band auf den Zylinder gewunden wird.

4. Datenwiedergabevorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Bitraten- Korrektureinrichtung eine Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung (301) umfaßt, die der Spulenservo-Regeleinrichtung (304) ein Signal zum Einstellen der Bandgeschwindigkeit liefert, wobei ein Signal eingegeben wird, das durch Umwandlung auf der Basis der gemessenen Bitratendaten von der Bitraten-Meßeinrichtung (620) oder der Differenz zwischen dem Bitratensollwert und den gemessenen Bitratendaten erhalten wird.

5. Datenwiedergabevorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Bitratenkorrektureinrichtung eine Zylinderdrehzahl-Regeleinrichtung (300) umfaßt, die der Zylinderservo-Regeleinrichtung (302) ein Signal zum Einstellen der Zylinderdrehzahl liefert, wobei ein Signal eingegeben wird, das durch Umwandlung auf der Basis der gemessenen Bitratendaten von der Bitraten-Meßeinrichtung (620) oder der Differenz (PLLOFS) zwischen dem Bitratensollwert und den gemessenen Bitratendaten erhalten wird.

6. Datenwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Fangbereich-Steuereinrichtung (650) die Phasenregelschleifenschaltung (200) steuert, um basierend auf einem vorbestimmten Vorgaberegelsignal schnell oder allmählich zu einem geregelten Zustand zu wechseln, wenn der Zustand, daß die Zuverlässigkeit der gemessenen Bitratendaten außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, andauert.

7. Datenwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Bitraten-Meßeinrichtung (620) eine Fehlerermittlungseinrichtung (609) umfaßt, die einen Fehler durch einen in dem Wiedergabesignal enthaltenen Fehlererkennungscode ermittelt, und eine Kontinuität- Ermittlungseinrichtung umfaßt, die ermittelt, ob ein regelmäßiges Muster oder Wort, das in jeder einer spezifischen Datenlänge erscheint, fortdauernd ermittelt wird, und worin die Beurteilungseinrichtung eine Einrichtung (625, 655) umfaßt, um die Zuverlässigkeit basierend auf einem Ausgang der Kontinuität-Ermittlungseinrichtung und einem Ergebnis der Ermittlung eines Fehlers in dem regelmäßigen Muster oder Wort zu beurteilen.

8. Datenwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Bitraten-Meßeinrichtung (620) eine Periode (TSYNC) eines regelmäßigen Musters, das in jeder einer spezifischen Datenlänge erscheint, ermittelt und die ermittelte Periode mit einer bekannten Zeitbasis mißt, um dadurch die gemessenen Bitratendaten zu erhalten.