DE69212027T2

DE69212027T2 - Verfahren und Vorrichtung zur digitalen Modulation

Info

Publication number: DE69212027T2
Application number: DE69212027T
Authority: DE
Inventors: Ichirou Konno
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2012-03-28
Also published as: ES2089394T3; EP0506446B1; DE69212027D1; EP0506446A1; CN1066337A; JPH04302224A; JP2741112B2; KR920019077A; US5304997A; KR960003091B1; CN1025253C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur digitalen Modulation sowie Vorrichtungen zur digitalen Modulation unter Verwendung solcher Verfahren, und insbesondere betrifft sie ein Codierungsverfahren beim digitalen Aufzeichnen.

Beschreibung der hintergrundbildenden Technik

Das Codieren in einer digitalen Aufzeichnungseinrichtung dient dazu, eine Datenwortfolge mit Bitintervallen Tb in eine Codewortfolge mit Bitintervallen Ts gemäß einer bestimmten Regel (Codierungsregel) umzusetzen. Ein Codiervorgang, bei dem eine Datenwortfolge für jede Information von m Bits (m ≥ 2) unterteilt wird und sequentiell in ein Codewort von n Bits (n ≥ m) umgesetzt wird, wird als Blockcodierung bezeichnet. Die umgesetzte Codewortfolge wird ferner weiter in eine Aufzeichnungsmusterfolge (Aufzeichnungsstromverlauf) gemäß der NRZL-Regel oder der NRZI-Regel umgesetzt (moduliert).
Nun wird der Codiervorgang gemäß der NRZL-Regel beschrieben. Bei der NRZL-Regel entspricht ein Bit "0" einem bestimmten Pegel (z.B. einem niedrigen Pegel) und ein Bit "1" entspricht einem anderen Pegel (z.B. einem hohen Pegel) innerhalb einer Codewortfolge. Wenn der Minimalwert der Anzahl aufeinanderfolgender Bits derselben Art in einer Codewortfolge als Parameter d ausgedrückt wird (entsprechend einer minimalen Lauflänge) und der zugehörige Maximalwert als Parameter k (entsprechend einer maximalen Lauflänge) ausgedrückt wird, werden die Minimallänge Tmin zwischen Übergängen und die Maximallänge Tmax zwischen übergängen jeweils durch die folgenden Ausdrücke wiedergegeben:
Tmin = (m/n) d Tb (1)
Tmax = (m/n) k Tb (2)
Das Verhältnis Tmin/Tb aus der Minimallänge Tmin zwischen übergängen und dem Bitintervall Tb einer Datenwortfolge wird als Dichteverhältnis DR bezeichnet, das durch den folgenden Ausdruck wiedergegeben ist:
DR = (m/n) d (3)
Bei digitaler Modulation ist es bevorzugt, daß die Minimallänge Tmin zwischen Übergängen lang ist und die Maximallänge Tmax zwischen übergängen kurz ist. Auch ist beim Aufzeichnen mit hoher Dichte ein größeres Dichteverhältnis DR vorteilhafter. Die Beziehung zwischen einer Datenwortfolge, einer Codewortfolge und einer Aufzeichnungsmusterfolge in Fig. 15 dargestellt.
Einsummenladungswert, der dadurch erhalten wird, daß dem hohen Pegel einer Aufzeichnungsmusterfolge die Ladung +1 zugeordnet wird und einem niedrigen Pegel die Ladung -1 zugeordnet wird, und Ladungen ab dem Beginn der Aufzeichnungsmusterfolge der Reihe nach addiert werden, wird als DSV (Digital Sum Variation = digitale Summenänderung) bezeichnet. D.h., daß der Wert DSV die Differenz zwischen den Anzahlen von Bits "1" und Bits "0" ab dem Beginn bis zu einem bestimmten Bit in einer Aufzeichnungsmusterfolge angibt. Bei Blockcodierung wird die Ladungsgesamtsumme in einem Codewort als CDS (Code-word Digital Sum = Codewort-Digitalsumme) bezeichnet. D.h., daß der Wert CDS die Differenz zwischen den Anzahlen von Bits "1" und Bits "0" in einem Codewort angibt.
Verfahren zur digitalen Modulation gemäß dem Blockcodierverfahren umfassen das 8-10-Modulationsverfahren, bei dem ein 8-Bit-Datenwort in ein 10-Bit-Codewort umgesetzt wird und dann NRZ- oder NRZI-moduliert und aufgezeichnet wird, das 8- 14-Modulationsverfahren, bei dem ein 8-Bit-Datenwort in ein 14-Bit-Codewort umgesetzt wird, NRZ oder NRZ-moduliert wird und aufgezeichnet wird, usw.
Um Aufzeichnungsspuren bei der Wiedergabe genau zu folgen, wird eine Spurregelung wie ATF (Automatic Track Finding automatisches Spurauff inden), DTF (Dynamic Track Following = dynamisches Spurnachfahren) usw. ausgeführt. Es ist erforderlich, zur Spurregelung in jeder Spur eines Aufzeichnungs- mediums ein Leitsignal aufzuzeichnen. Als Verfahren zum Aufzeichnen eines derartigen Leitsignals existiert ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem ein Leitsignal digital modulierten Daten überlagert wird. Bei diesem Verfahren bestehen jedoch Probleme, z.B. dahingehend, daß die Wahrscheinlichkeit besteht, daß ein abgespieltes Signal aufgrund des Leitsignals bei der Wiedergabe eine Übersprechstörung erfährt.
Demgemäßwurden das 8-10-Modulationsverfahren, das 12-15-Modulationsverfahren usw. vorgeschlagen, bei denen die Regelung so ausgeführt wird, daß sich der Wert DSV bei der digitalen Modulation periodisch ändert, wobei diese periodische Änderung des Werts DSV als Leitsignal verwendet wird. Ein derartiges 8-10-Modulationsverfahren und ein 12-15-Modulationsverfahren sind in "An Experimental Digital VCR with 40 mm Drum, Single Actuator and DCT-based Bit-rate Reduction" von 5. M. C. Borgers et al., IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol 34, No. 3, August 1988, S. 597 - 605 bzw. in "A Study on the Servo Method for Home Use Digital VTR" von M. Nagasawa et al., Institute of Television Engineers of Japan (ITEJ) Technical Report Vol 14, No. 41, VIR '90-43, Aug. 1990, S. 1 - 6 beschrieben. Bei diesen Modulationsverfahren wird Spurregelung durch Änderungsperioden des Werts DSV ermöglicht, die für jede Spur verschieden sind. Gemäß derartigen Modulationsverfahren wird verhindert, daß ein wiedergegebenes Signal aufgrund eines Leitsignals eine Übersprechstörung erfährt.
Beim oben angegebenen 8-10-Modulationsverfahren und beim 10- 15-Modulationsverfahren beträgt die Minimallänge Tmin zwischen Übergängen 0,8 Tb und das Dichteverhältnis DR beträgt 0,8. Demgemäß ist es, da das Dichteverhältnis DR kleiner als 1 ist, für Aufzeichnen mit hoher Dichte nachteilig.
Das Dokument EP-A-0 104 700 offenbart ein digitales Modulationsverfahren zum Umsetzen einer 8-Bit-Datenwortfolge in eine 16-Bit-Codewortfolge, deren Gleichpegelanteil mit niedriger Frequenz schwankt, um für aktive Spurregelung zu sorgen. Das Verfahren sorgt für eine Minimallänge Tmin zwischen übergängen von 1 Tb und eine Aufzeichnungsdichte DR von 1.
Das Dokument EP-A-0 319 101 offenbart ein digitales Modulationsverfahren zum Umsetzen eines Informationssignals in eine Mehrbit-Codewortfolge. In jedem Codewort entspricht die Anzahl aufeinanderfolgender Bits von einem ersten logischen Wert ("1") mindestens P und Gruppen von mindestens P Bits des ersten logischen Werts sind durch mindestens Q aufeinanderfolgende Bits eines zweiten logischen Werts ("0") voneinander getrennt, wobei P eine ganze Zahl vom Wert 1 oder größer ist und Q eine ganze Zahl größer als P ist. Die Anzahl von Bits des ersten logischen Werts ist Codewort-abhängig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur digitalen Modulation mit kleinerer Übersprechstörung durch ein Leitsignal zu schaffen, wie für Aufzeichnungsvorgänge mit hoher Dichte von Vorteil.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur digitalen Modulation ist durch Anspruch 1 definiert. Die Unteransprüche 2 bis 8 sind auf Ausführungsformen des Verfahrens gerichtet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur digitalen Modulation gilt, da die Anzahl identischer Bits, die in einer 15-Bit- Codewortfolge aufeinanderfolgen, nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist, in den Ausdrücken (1) und (2) n = 15, m = 8, d = 2 und k = 8. Demgemäß ergibt sich aus dem Ausdruck "1" für die Minimallänge Tmin zwischen Übergängen der Wert 1,07 Tb und für die Maximallänge Tmax zwischen Übergängen der Wert 4,27 Tb. Auch ergibt sich aus dem Ausdruck (3) das Dichteverhältnis DR als 1,07. Wie oben angegeben, ist das Dichteverhältnis DR größer als 1.
Auch kann, da eines von mehreren 15-Bit-Codewörtern, wie jeweils einem 8-Bit-Datenwort zugeordnet, so ausgewählt wird, daß sich der Wert DSV am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts periodisch ändert, die periodische Änderung des Werts DSV als Leitsignal verwendet werden. Ein derartiges Leitsignal führt bei der Wiedergabe zu keiner Übersprechstörung im wiedergegebenen Signal.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur digitalen Modulation ist durch Anspruch 9 definiert. Die Unteransprüche 10 bis 13 sind auf Ausführungsformen der Vorrichtung gerichtet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur digitalen Modulation wird eine 8-Bit-Datenwortfolge so in eine 15-Bit-Codewortfolge umgesetzt, daß das Dichteverhältnis DR größer als 1 ist und daß sich der Wert DSV am letzten Bit jedes 15-Bit- Codeworts periodisch ändert. Demgemäß ist Aufzeichnen mit hoher Dichte möglich und es kann auch eine Übersprechstörung aufgrund eines Leitsignals verhindert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Tabelle von Codewörtern zeigt, die auf Grundlage der zwei Anfangsbits und des Werts CDS sortiert sind.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zugeordneter, sortierter Codewörter zu 8-Bit-Datenwörtern von 0 bis 255 veranschaulicht.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem vier Codewörter jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind.
Fig. 11 ist ein Diagramm, das ein Modulationsbeispiel unter Verwendung eines Verfahrens zur digitalen Modulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Auswahl von Codewörtern auf Grundlage von Steuerbedingungen veranschaulicht.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer Modulationsschaltung unter Verwendung des Verfahrens zur digitalen Modulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig.14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Spurregelung mit Leitsignalen von vier Frequenzen veranschaulicht.
Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Datenwort, einem Codewort und einem Aufzeichnungsmuster veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 12 wird nun ein Verfahren zur digitalen Modulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Beim Verfahren zur digitalen Modulation gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein 15-Bit-Codewort, wie es jeweils einem 8-Bit-Datenwort entspricht, gemäß den folgenden Abläufen so bestimmt, daß sich der Wert DSV am abschließenden Bit jedes Codeworts periodisch ändert und daß auch vorgegebene Bedingungen erfüllt sind.
Als erstes werden Codes, die den folgenden Bedingungen (1) bis (4) genügen, als Kandidaten von Codewörtern in 2¹&sup5; 15- Bit-Codewörtern (nachfolgend einfach als Codewort bezeichnet) ausgewählt:
(1) Die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits im Anfangsabschnitt eines Codeworts ist 7 oder kleiner.
(2) Die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits im Endabschnitt eines Codeworts ist 7 oder kleiner.
(3) Die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits ist nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8, ausgehend vom zweiten Bit bis zum vierzehnten Bit in einem Codewort.
(4) Der Absolutwert des Werts CDS eines Codeworts ist nicht größer als 3.
Durch die Bedingungen (1) bis (3) kann die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in einer Codewortfolge nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 sein. Da die Anzahl aufeinanderfolgender gleicher Bits in einer Codewortfolge 2 oder größer ist, gilt d = 2 im Ausdruck (1). Demgemäß hat die Minimallänge Tmin zwischen Übergängen den Wert 1,07 Tb. Auch gilt, da die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in einer Codewortfolge 8 oder kleiner ist, k = 8 im Ausdruck (2). Demgemäß hat die Maximallänge Tmax zwischen übergängen den Wert 4,27 Tb. Auch ergibt sich aus der Gleichung (3), daß das Dichteverhältnis DR 1,07 ist. Obwohl eine kürzere Maximallänge Tmax zwischen Übergängen bevorzugter wäre, ist der Maximalwert der Anzahl identischer Bits, die in einer Codewortfolge aufeinanderfolgen, auf 8 festgesetzt, um die Erzeugung von 256 Arten von Codewörtern zu erleichtern, die 256 verschiedenen 8-Bit-Datenwörtern entsprechen.
Anschließend werden die Kandidaten von Codewörtern jeweils in Gruppen von Codewörtern sortiert, die mit "00", "01", "10" und "11" beginnen, und jede Gruppe von Codewörtern wird weiter in Codewörter sortiert, deren Wert CDS +3, +1, -1 bzw. -3 entspricht. Die Anzahlen derartig codierter Codewörter sind in Fig. 1 dargestellt.
Z.B. sind bei mit "00" beginnenden Codewörtern die Anzahlen derselben mit Werten CDS von +3, +1, -1, -3 54, 95, 120 bzw. 115.
Ferner werden hinsichtlich Codewörtern, die jeweils mit "00", "01", "10" bzw. "11" beginnen, erste Codepaare (+3, -1) erzeugt, die Codewörtern mit dem Wert CDS von +3 und Codewörter mit dem Wert CDS von -1 enthalten, und es werden zweite Codepaare (+1, -3) erzeugt, die Codewörter mit dem Wert CDS von +1 und Codewörter mit dem Wert CDS von -3 enthalten.
Eines der mehreren ersten Codepaare (+3, -1) und eines der zweiten Codepaare (+1, -3) werden jedem der zwischen 0 und 255 liegenden 8-Bit-Datenwörter zugeordnet. Wie oben beschrieben, sind jedem der 8-Bit-Datenwörter vier Codewörter zugeordnet. Die Anzahl von Codepaaren, die auf Grundlage der zwei Anfangsbits sortiert sind, und die Anzahl von Codewortpaaren, die 8-Bit-Datenwörtern zugeordnet sind, sind in Fig. 2 dargestellt.
Z.B. beträgt die Anzahl erster Codepaare (+3, -1) mit mit "00" beginnenden Codewörtern 54, und 53 dieser ersten Codepaare (+3, -1) werden den 8-Bit-Datenwörtern von 0 bis 52 zugeordnet. In den Fig. 3 bis 10 ist ein Beispiel für die Zuordnung von vier Codewörtern zu jeweils 8-Bit-Datenwörtern dargestellt.
Nun werden Kombinierbedingungen zwischen Codewörtern beschrieben. Wenn Codewörter entsprechend den unten angegebenen Kombinierbedingungen (A) bis (D) ausgewählt werden, kann die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in den Kombinierabschnitten zwischen Codewörtern nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 sein.
(A) Wenn mindestens 2 Bits des vorangehenden Codeworts "00" sind, wird ein mit "11" oder "01" beginnendes Codewort ausgewählt.
(B) Wenn mindestens 2 Bits des vorangehenden Codeworts "00" sind, wird ein mit "11" oder "10" beginnendes Codewort ausgewählt.
(C) Wenn mindestens 2 Bits des vorangehenden Codeworts "00" sind, wird ein mit "00" oder "01" beginnendes Codewort ausgewählt.
(D)Wenn mindestens 2 Bits des vorangehenden Codeworts "00" sind, wird ein mit "00" oder "10" beginnendes Codewort ausgewählt.
Wie es aus Fig. 2 erkennbar ist, kann unabhängig vom vorangehenden Codewort, ein Codewortpaar für jedes 8-Bit-Datenwort erzeugt werden, das den oben angegebenen Kombinierbedingungen (A) bis (D) entspricht.
Als Beispiel sei die Auswahl von Codewörtern für 8-Bit-Datenwörter von 0 bis 52 betrachtet. Wenn die letzten zwei Bits des vorangehenden Codeworts "00" oder "01" sind, kann ein zweites Codepaar (+1, -3) mit mit "11" beginnenden Codewörtern ausgewählt werden. Dies erfüllt die Kombinierbedingungen (A) und (B). Wenn die zwei Endbits des vorangehenden Codeworts "10" oder "11" sind, kann ein erstes Codepaar (+3, -1) mit mit "00" beginnenden Codewörtern ausgewählt werden. Dies erfüllt die Kombinierbedingungen (C) und (D).
Gemäß den folgenden Steuerbedingungen (a), (b) werden ein Steuerwert CD für den Wert DSV am letzten Bit jedes Codeworts sowie ein reeller Wert RD des Werts DSV am letzten Bit jedes Codeworts bestimmt. Der Steuerwert des Werts DSV am letzten Bit jedes Codeworts wird als Steuerwert des Werts DSV bezeichnet, und der reelle Wert des Werts DSV am letzten Bit jedes Codeworts wird nachfolgend als reeller Wert des Werts DSV bezeichnet. Ein Steuerwert CD des Werts DSV bedeutet einen Sollwert für den Wert DSV, der sich periodisch ändert.
(a) Die Differenz zwischen dem aktuellen Steuerwert CDn des Werts DSV und dem nächsten Steuerwert CDn+1 des Werts DSV wird auf einen der Werte -1, 0, +1 eingestellt.
Wenn CDn - CDn+1 auf -1 eingestellt ist, ändert sich der Steuerwert CD des Werts DSV in positiver Richtung, und wenn er auf +1 eingestellt wird, ändert sich der Steuerwert CD des Werts DSV in negativer Richtung, und wenn er auf 0 eingestellt ist, bleibt der Steuerwert CD des Werts DSV auf einem konstanten Wert. Aus der Steuerbedingung (a) ergibt sich, daß der folgende Ausdruck gilt:
-1 ≤ CDn - DCn+1 ≤ 1 (4)
Steuerwerte CD für den Wert DSV sind z.B. so festgesetzt, wie es in Fig. 11 dargestellt ist.
(b) Die Differenz zwischen einem aktuellen reellen Wert RDn des Werts DSV und einem aktuellen Steuerwert CDn des Werts DSV wird auf einen Wert nicht kleiner als -1 und nicht größer als +2 eingestellt. Demgemäß gilt der folgende Ausdruck:
-1 ≤ RDn - CDn ≤ 2 (5)
Auf Grundlage der Steuerbedingungen (a) und (b) wird, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, eines der Codewörter im ersten Codepaar (+3, -1) oder eines der Codewörter im zweiten Codepaar (+1, -3) als nächster reeller Wert RDn+1 des Werts DSV auf eineindeutige Weise aüsgewählt. Dies wird nachfolgend beschrieben:
A = CDn - CDn+1 (6)
B = RDn - CDn (7)
Dann gilt der folgende Ausdruck:
A + B = RDn - CDn+1 (8)
Aus dem Ausdruck (5) ergibt sich der folgende Ausdruck:
-1 ≤ RDn+1 - CDn+1 ≤ 2 (9)
Aus den Ausdrücken (8) und (9) ergibt sich der folgende Ausdruck:
-1 - (A + B) ≤ RDn+1 - RDn ≤ 2 - (A + B) (10)
Der Wert RDn+1 - RDn entspricht dem Wert CDS des nächsten Codeworts.
Andererseitsergibt sich aus den Ausdrücken (4) und (5) der folgende Ausdruck:
-2 ≤ A + B (= RDn - CDn+1) ≤ 3 (11)
Demgemäß nimmt A + B einen der Werte zwischen 3 und -2 ein.
Wenn A + B = 3 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) -4 ≤ CDS ≤ -1. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend -1 oder -3 ausgewählt.
Wenn A + B = 2 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) -3 ≤ CDS ≤ 0. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend -1 oder -3 ausgewählt.
Wenn A + B = 1 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) -2 ≤ CDS ≤ 1. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +1 oder -1 ausgewählt.
Wenn A + B = 0 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) -1 CDS ≤ 2. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +1 oder -1 ausgewählt.
Wenn A + B = -1 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) 0 ≤ CDS ≤ 3. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +1 oder +3 ausgewählt.
Wenn A + B = -2 gilt, ergibt sich aus dem Ausdruck (10) 1 ≤ CDS ≤ 4. Demgemäß wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +3 oder +1 ausgewählt.
Zusammengefaßt gesagt, wird, wenn A + B den Wert 3 oder 2 hat, ein Codewort mit dem Wert CDS von -1 oder -3 ausgewählt. Wenn A + B den Wert 1 oder 0 hat, wird ein Codewort mit dem Wert CDS entsprechend +1 oder -1 ausgewählt. Wenn A + B den Wert -1 oder -2 hat, wird ein Codewort mit dem Wert CDS entsprechend +3 oder +1 ausgewählt.
Wie oben beschrieben, schwankt der reelle Wert RD des Werts DSV innerhalb einer Zone, die sich periodisch so ändert, wie es durch eine gestrichelte Linie in Fig. 11 dargestellt ist.
Demgemäß kann eine Spurregelung unter Verwendung des Werts DSV als Leitsignal ausgeführt werden.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer 8-15-Modulationsschaltung unter Verwendung des digitalen Modulationsverfahrens dieses Ausführungsbeispiels.
Eine DSV-Steuerwert-Ausgabeeinheit 1 steuert die Amplitude und Frequenz eines Leitsignals durch Einstellung des Werts DSV. Die DSV-Steuerwert-Ausgabeeinheit 1 erzeugt ein Vektorsignal (CDn - CDn+1) zur DSV-Einstellung als Ausgangssignal. Das Vektorsignal zeigt durch die DSV-Einstellbedingung (a) einen der Werte "-1", "0", "+1" an. Wenn das Vektorsignal "-1" anzeigt, ändert sich ein DSV-Steuerwert CD in positiver Richtung, wenn es "+1" anzeigt, ändert er sich in negativer Richtung, und wenn es "0" anzeigt, behält er einen konstanten Wert (siehe Fig. 11).
Ein Addierer 2 erzielt die Summe von Werten, die an drei Eingangsanschlüssen a, b, c angelegt werden, und er liefert die Summe als Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß. Die Differenz zwischen dem aktuellen reellen Wert RDn des Werts DSV und dem aktuellen Steuerwert CDn des Werts DSV, (RDn - CDn) wird an den Eingangsanschluß a gegeben, und ein Vektorsignal (CDn - CDn+1) für DSV-Steuerung wird an den Eingangsanschluß b gegeben. Der Wert (RDn-1 - RDn) des Werts CDS eines durch eine 8-15-Umsetzeinheit 6, die später beschrieben wird, ausgewählten Codeworts, wird an den Eingangsanschluß c gegeben. Demgemäß wird die zugehörige Summe (RDn+1 - CDn+1) als Ausgangssignal am Ausgangsanschluß des Addierers 2 geliefert. Die Summe erzielt Werte "-1" bis "+2" (siehe den Ausdruck (9)). Das Ausgangssignal des Addierers 2 wird in einer Latchschaltung 3 zwischengespeichert. Das Ausgangssignal der Latchschaltung 3 kennzeichnet die Differenz (RDn - CDn) zwischen dem aktuellen reellen Wert RDn des Werts DSV und dem aktuellen Steuerwert CDn des Werts DSV.
Die Summe von an zwei Eingangsanschlüsse a, b gelieferten Werten wird durch einen Addierer 4 ermittelt, und sie wird an einem Ausgangsanschluß ausgegeben. An den Eingangsanschluß a wird ein Vektorsignal (CDn - CDn+1) für DSV-Steuerung gegeben, und an den Eingangsanschluß b wird das Ausgangssignal (RDn - CDn) der Latchschaltung 3 gegeben. Demgemäß wird die Summe (RDn - CDn+1) dieser Werte vom Ausgangsanschluß des Addierers 4 ausgegeben. Die Summe hat entsprechend 4en Einstellbedingungen für den Wert DSV (siehe den Ausdruck (11)) einen der Werte "-2" bis "+3".
Ein Komparator 5 liefert ein Steuersignal a an die 8-15-Umsetzeinheit 6, wenn das Ausgangssignal des Addierers 4 einen der Werte "+3" oder "+2" hat, er liefert ein Steuersignal b an die 8-15-Umsetzeinheit 6, wenn das Ausgangssignal desselben "+1" oder "0" ist, und er liefert ein Steuersignal c an die 8-15-Umsetzeinheit 6, wenn das Ausgangssignal desselben "-1" oder "-2" ist. Die Latchschaltung 7 nimmt eine Zwischenspeicherung der letzten zwei Bits eines Codeworts vor.
Die 8-15-Umsetzeinheit 6 empfängt ein 8-Bit-Datenwort, und sie liefert ein Codewort als Ausgangssignal. Das heißt, daß die 8-15-Umsetzeinheit 6 eines von mehreren Codewörtern auf Grundlage eines eingegebenen 8-Bit-Datenworts, eines Steuersignals vom Komparator 5 und mindestens zweier Bits des vorigen Codeworts, wie in der Latchschaltung 7 eingespeichert, auswählt und dieses als Ausgangssignal bereitstellt. Die 8-15-Umsetzeinheit 16 wählt ein Codewort mit einem Wert CDS von -1 oder -3 aus, wenn das Steuersignal "a" ist, sie wählt ein Codewort mit einem Wert CDS von +1 oder -1 aus, wenn das Steuersignal "b" ist, und sie wählt ein Codewort mit einem Wert CDS von +3 oder +1 aus, wenn das Steuersignal "c" ist. Gleichzeitig gibt die 8-15-Umsetzeinheit die letzten zwei Bits eines Codeworts an die Latchschaltung 7, und sie liefert auch einen Wert (RDn+&sub1; - RDn) für den Wert CDS für dieses Codewort an den Addierer 2.
Ein von der 8-15-Umsetzeinheit 6 ausgegebenes Codewort (parallele Daten) wird durch eine P-S(Parallel-Seriell)-Umsetzeinheit 8 in einen seriellen 15-Bit-Datenwert umgesetzt (serielles, moduliertes 15-Bit-Signal).
Z.B. gilt in Fig. 11 A + B = RDn - CDn+1 = -1, wenn RDn - CDn = 0, CDn - CDn+1 = -1 gelten. Demgemäß ist das Steuersignal "c". Daher wird ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +3 oder +1 ausgewählt. Wenn ein erstes Codepaar (+3, -1) ausgewählt wird, wird ein Codewort mit einem Wert CDS von +3 ausgewählt, und wenn ein zweites Codepaar (+1, -3) ausgewählt wird, wird ein Codewort mit dem Wert CDS von +1 ausgewählt. Wie beim in Fig. 11 dargestellten Beispiel, wird, wenn ein erstes Codepaar (+3, -1) auf Grundlage eines eingegebenen 8-Bit-Datenworts und der letzten zwei Bits des vorangehenden Codeworts ausgewählt wird, ein Codewort mit einem Wert CDS entsprechend +3 ausgewählt. Demgemäß gilt RDn+1 - RDn = +3. Im Ergebnis gilt RDn+1 - CDn+1 = +2.
Wie vorstehend beschrieben, wird ein für das ATF-Verfahren oder das DTF-Verfahren erforderliches Leitsignal erhalten.
Nachfolgend wird ein Beispiel für eine Spurregelung unter Verwendung des digitalen Modulationsverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Z.B. sei die Aufzeichnungsrate 30 Mbps (Bits pro Sekunde). Bei diesem digitalen Modulationsverfahren wird eine DSV- Steuerung in Einheiten von 8 Bits ausgeführt, so daß die Bezugsfrequenz fword 30 MHz / 8 = 3,75 MHz ist. Die Bezugsfrequenz fword wird wie nachfolgend beschrieben frequenzmäßig unterteilt:
f&sub1; = fword / 28 = 133,9 KHz
f&sub2; = fword / 32 = 117,2 KHz
f&sub3; = fword / 46 = 81,5 KHz
f&sub4; = fword / 38 = 98,7 KHz
Codewörter werden so bestimmt, daß sich die Werte DSV in jeweils letzten Bits von Codewörtern mit diesen Frequenzten f&sub1; - f&sub4; ändern. Die Werte DSV, die sich mit den Frequenzen f&sub1; - f&sub4; ändern, werden als Leitsignale von vier Frequenzen verwendet. Das heißt, daß eine Periode bei einem Leitsignal der Frequenz f&sub1; 28 Codewörter enthält, eine Periode in einem Leitsignal der Frequenz f&sub2; 32 Codewörter enthält, eine Periode in einem Leitsignal der Frequenz f&sub3; 46 Codewörter enthält und eine Periode in einem Leitsignal der Frequenz f&sub4; 38 Codewörter enthält.
Steuerwerte CD zum Wert DSV werden von der DSV-Steuerwert- Ausgabeeinheit 1 in Fig. 13 der Reihe nach als Ausgangssignale geliefert, so daß sich die Frequenzen der Leitsignale für jede Spur unterscheiden. Serielle 15-Bit-Daten, wie sie von der P-S-Umsetzeinheit 8 ausgegeben werden, werden in Spuren T1 - T4 aufgezeichnet, wie in Fig. 14 dargestellt. So werden Leitsignale aufgezeichnet, die für jede Spur eine andere Frequenz aufweist.
Bei der Wiedergabe wird das in jeder jeweiligen Spur T&sub1; - T4 aufgezeichnete Leitsignal abgespielt und es werden die Frequenz dieses Leitsignals und ein Bezugssignal mit derselben Frequenz multipliziert. Wenn die Frequenz des Leitsignals vqn der Frequenz des Bezugssignals verschieden ist, tritt eine der Frequenzdifferenz entsprechende Schwebung auf. Die Differenzfrequenz wird durch ein Bandpaßfilter oder dergleichen entnommen und es wird Spurführungsinformation erhalten.
Das digitale Modulationsverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann auch auf Spurregelungsverfahren mit Leitsignalen einer Frequenz, von zwei Frequenzen oder einer anderen Anzahl von Frequenzen angewendet werden, wie auch auf Leitsignale von vier Frequenzen.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der Erfindung die Anzahl identischer Bits, die in einer 15-Bit-Codewortfolge aufeinanderfolgen, nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 und der Wert DSV am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts ändert sich periodisch. Demgemäß nimmt das Dichteverhältnis zu und die periodische Änderung des Werts DSV kann als Leitsignal verwendet werden. Im Ergebnis ist Aufzeichnen mit hoher Dichte möglich und es ist auch Spurregelung möglich, bei der ein wiedergegebenes Signal nicht unter Übersprechstörung aufgrund eines Leitsignals leidet.
Obwohl die Erfindung im einzelnen beschrieben und veranschaulicht wurde, ist deutlich zu beachten, daß dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel erfolgte und nicht zur Beschränkung zu verwenden ist, da der Schutzumfang der Erfindung durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Verfahren zur digitalen Modulation zum Umsetzen einer 8-Bit-Datenwortfolge in eine 15-Bit-Codewortfolge, mit den folgenden Schritten:

- Zuordnen mehrerer 15-Bit-Codewörter zu jedem 8-Bit-Datenwort in solcher Weise, daß die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in der 15-Bit-Codewortfolge nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist; und

- Auswählen eines der mehreren jedem 8-Bit-Datenwort zugeordneten 15-Bit-Codewörter in solcher Weise, daß sich der Wert der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15- Bit-Codeworts periodisch ändert, wobei:

- der Zuordnungsschritt folgendes umfaßt: Erzeugen mehrerer erster Codepaare, von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme +3 und ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme -1 enthält, und mehrerer zweiter Codepaare, von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme +1 und ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme -3 enthält, Zuordnen eines der mehreren ersten Codepaare und eines der mehreren zweiten Codepaare zu jedem 8-Bit-Datenwort, und Auswählen des ersten 04er zweiten Codepaars, wie sie jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind, in solcher Weise, daß die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits innerhalb der 15-Bit-Codewortfolge nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist; und

- der Auswahlschritt das Auswählen eines von zwei 15-Bit- Codewörtern umfaßt, die im ausgewählten Codepaar enthalten sind, in solcher Weise, daß sich der Wert der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts periodisch ändert.

2. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 1, bei dem der Erzeugungsschritt folgendes umfaßt:

- Auswählen von 15-Bit-Codewörtern als Kandidaten aus 15- Bit-Codewörtern, die die folgenden Bedingungen erfüllen: (1) die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits ist im Anfangsabschnitt eines 15-Bit-Codeworts nicht größer als 7, (2) die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits ist im Endabschnitt eines 15-Bit-Codeworts nicht größer als 7, (3) die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits ist ab dem zweiten Bit bis zum vierzehnten Bit eines 15-Bit-Codeworts nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 und (4) der Absolutwert der Codewort-Digitalsumme eines 15-Bit-Codeworts ist nicht größer als 3;

- Sortieren der ausgewählten 15-Bit-Codewörter als Kandidaten in eine Gruppe von mit 00 beginnenden 15-Bit-Codewörtern; eine Gruppe von mit 01 beginnenden 15-Bit-Codewörtern, eine Gruppe von mit 10 beginnenden 15-Bit-Codewörtern und eine Gruppe von mit 11 beginnenden Codewörtern;

- Sortieren der 15-Bit-Codewörter in jeder Gruppe in 15-Bit- Codewörter mit der Codewort-Digitalsumme +3, 15-Bit-Codewörter mit der Codewort-Digitalsumme +1, 15-Bit-Codewörter mit der Codewort-Digitalsumme -1 und 15-Bit-Codewörter mit der Codewort-Digitalsumme -3; und

- Erzeugen erster Codepaare, von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit der Codewort-Digitalsumme +3 und ein 15-Bit-Codewort mit der Codewort-Digitalsumme -1 enthält, und Erzeugen zweiter Codepaare, von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit der Codewort-Digitalsumme +1 und ein 15-Bit-Codewort mit der Codewort-Digitalsumme -3 enthält, und zwar in jeder der fol genden Gruppen: der Gruppe von mit 00 beginnenden 15-Bit-Codewörtern, der Gruppe von mit 01 beginnenden 15-Bit-Codewörtern, der Gruppe von mit 10 beginnenden 15-Bit-Codewörtern und der Gruppe von mit 11 beginnenden 15-Bit-Codewörtern.

3. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Auswählens des ersten oder zweiten Codepaars folgendes umfaßt: (A) Auswählen eines mit 11 oder 01 beginnenden 15-Bit-Codeworts, wenn die letzten zwei Bits des vorangehenden 15-Bit-Codeworts 00 sind, (B) Auswählen eines mit 11 oder 10 beginnenden 15-Bit-Codeworts, wenn die letzten zwei Bits des vorangehenden 15-Bit-Codeworts 01 sind, (C) Auswählen eines mit 00 oder 01 beginnenden 15-Bit-Codeworts, wenn die letzten zwei Bits des vorangehenden 15-Bit- Codeworts 10 sind, und (D) Auswählen eines mit 00 oder 10 beginnenden 15-Bit-Codeworts, wenn die letzten zwei Bits des vorangehenden 15-Bit-Codeworts 11 sind,

4. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Auswählens eines der zwei 15-Bit-Codewörter folgendes umfaßt:

- Bestimmen eines Steuerwerts zum Wert der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts sowie eines reellen Werts des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts, und Auswählen eines der zwei 15-Bit-Codewörter im ausgewählten Codepaar auf Grundlage des bestimmten Steuerwerts für den Wert der digitalen Summenänderung und des reellen Werts des Werts der digitalen Summenänderung;

- wobei der Steuerwert für den Wert der digitalen Summenänderung einen Sollwert für die digitale Summenänderung repräsentiert, der sich periodisch ändert.

5. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 4, bei dem der Bestimmungsschritt folgendes umfaßt: Einstellen der Differenz zwischen dem Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit eines aktuellen 15-Bit-Codeworts und des Steuerwerts des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des nächsten 15-Bit-Codeworts auf einen von mehreren vorgegebenen Werten, und Einstellen der Differenz zwischen dem reellen Wert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts und dem Steuerwert am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts in einem vorbestimmten Bereich.

6. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Auswählens eines der zwei 15-Bit-Codewörter folgendes umfaßt: Auswählen eines der zwei 15-Bit-Codewörter in solcher Weise, daß die Differenz zwischen dem reellen Wert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts und dem Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des nächsten 15-Bit-Codeworts in einem vorbestimmten Bereich liegt.

7. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 5, bei dem der vorbestimmte Wert -1, 0 und +1 umfaßt und der vorbestimmte Bereich nicht kleiner als -1 und nicht größer als 2 ist.

8. Verfahren zur digitalen Modulation nach Anspruch 6, bei dem der vorgegebene Bereich nicht kleiner als -2 und nicht größer als +3 ist.

9., Vorrichtung zur digitalen Modulation zum Umsetzen einer 8-Bit-Datenwortfolge in eine 15-Bit-Codewortfolge, mit:

- einer Steuereinrichtung (1) zum Erzeugen eines Steuersignals zum periodischen Ändern des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15-Bit-Codeworts; und

- einer Umsetzeinrichtung (2 - 7) zum sequentiellen Umsetzen, auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung (1) hin, jedes 8-Bit-Datenworts in solcher Weise in ein 15-Bit-Codewort, daß die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in einer 15-Bit-Codewortfolge nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist;

- wobei die Umsetzeinrichtung (2 - 7) mehrere erste Codepaare&sub1; von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort- Digitalsumme +3 und ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort- Digitalsumme -1 enthält, und mehrere zweite Codepaare, von denen jedes ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme +1 und ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme -3 enthält, erzeugt, sie eines der mehreren ersten Codepaare und eines der mehreren zweiten Codepaare jedem 8- Bit-Datenwort zuordnet, sie vom ersten und zweiten Codepaar, wie sie jedem 8-Bit-Datenwort zugeordnet sind, eines so auswählt, daß die Anzahl aufeinanderfolgender identischer Bits in einer 15-Bit-Codewortfolge nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist, und sie eines der im ausgewählten Codepaar enthaltenen zwei 15-Bit-Codewörter so auswählt, daß sich der Wert der digitalen Summenänderung am letzten Bit jedes 15- Bit-Codeworts periodisch ändert.

10. Vorrichtung zur digitalen Modulation nach Anspruch 9, bei der:

- das Steuersignal die Differenz zwischen dem Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts und dem Steuerwort des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des nächsten 15-Bit- Codeworts repräsentiert, und der Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung den Sollwert der digitalen Summenänderung repräsentiert, der sich periodisch ändert; und

- die Umsetzeinrichtung (2 - 7) jedes 8-Bit-Datenworts auf Grundlage der Differenz zwischen dem Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts und dem Steuerwert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des 15-Bit-Codeworts und dem reellen Wert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts in ein 15-Bit-Codewort umsetzt.

11. Vorrichtung zur digitalen Modulation nach Anspruch 10, bei dem die Umsetzeinrichtung folgendes aufweist:

- eine erste Addiereinrichtung (2);

- eine erste Speichereinrichtung (3) zum Zwischenspeichern des Ausgangssignals der ersten Addiereinrichtung (2);

- eine zweite Addiereinrichtung (4);

- eine Signalerzeugungseinrichtung (5) zum Erzeugen eines Auswahlsignals auf das Ausgangssignal der zweiten Addiereinrichtung (4) hin;

- eine 8-15-Umsetzeinrichtung (6);

- eine Ausgabeeinrichtung (6) zum Ausgeben der Differenz zwischen dem reellen Wert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des nächsten 15-Bit-Codeworts und dem reellen Wert des Werts der digitalen Summenänderung am letzten Bit des aktuellen 15-Bit-Codeworts; und

- eine zweite Speichereinrichtung (7) zum Zwischenspeichern der letzten zwei Bits eines 15-Bit-Codeworts; wobei:

- die erste Addiereinrichtung (2) das Ausgangssignal der Steuereinrichtung (1), das Ausgangssignal der ersten Speichereinrichtung (3) und das Ausgangssignal der Ausgabeeinrichtung (6) addiert;

- die zweite Addiereinrichtung (4) das Ausgangssignal der Steuereinrichtung (1) und das Ausgangssignal der ersten Speichereinrichtung (3) addiert; und

- die 8-15-Umsetzeinrichtung (6) eines der 15-Bit-Codewörter auf Grundlage des eingegebenen 8-Bit-Datenworts, des Auswahlsignals und des Ausgangssignal der zweiten Speichereinrichtung (7) auswählt und ausgibt.

12. Vorrichtung zur digitalen Modulation nach Anspruch 11, bei der:

- die Signalerzeugungseinrichtung (5) ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal der zweiten Addiereinrichtung (4) einen ersten Wert hat, sie ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal der zweiten Addiereinrichtung (4) einen zweiten Wert hat, und sie ein drittes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal der zweiten Addiereinrichtung (4) einen dritten Wert hat; und

- die 8-15-Umsetzeinrichtung (6) auf das erste Auswahlsignal hin ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme von -1 oder -3 auswählt, sie auf das zweite Steuersignal ein 15- Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme von +1 oder -1 auswählt, und sie auf das dritte Steuersignal ein 15-Bit-Codewort mit einer Codewort-Digitalsumme von +3 oder +1 auswählt.

13. Vorrichtung zur digitalen Modulation nach Anspruch 11, ferner mit einer Paralleliseriell-Umsetzeinrichtung (8) zum Umsetzen eines von der 8-15-Umsetzeinrichtung (6) ausgegebenen 15-Bit-Codeworts in ein seriellesw moduliertes 15-Bit- Signal.