DE69322015T2

DE69322015T2 - Automatische Phaseneinstellungsschaltung für ein Taktsignal

Info

Publication number: DE69322015T2
Application number: DE69322015T
Authority: DE
Inventors: Takahito C/O Sony Corporation Tokyo Seki; Haruyuki C/O Sony Corporation Tokyo Yoshioka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: US5615059A; US5615060A; EP0584727B1; US5852525A; JPH06124545A; EP0584727A2; KR940004529A; EP0584727A3; DE69322015D1

Description

Automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung zur Verwendung mit einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung, die ein Codierungsverfahren mit einer partiellen Reaktion der Klasse 4 ausführt, wobei die Schaltung die Phase eines wiedererzeugten Taktsignals automatisch einstellt.

Beschreibung des relevanten Standes der Technik:

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer bekannten digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung, die ein Codierungsverfahren mit einer partiellen Reaktion der Klasse 4 ausführt, wobei der allgemeine Aufbau einer derartigen Vorrichtung zum Beispiel aus der US-A 4 885 646 bekannt ist, und Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, welches den Zeitablauf der Signale oder Daten veranschaulicht, welche bei der Vorrichtung von Fig. 7 verwendet werden. Die Zeitabläufe (a) bis (f2), welche in Fig. 8 gezeigt sind, entsprechen jeweils den Daten oder Signalen "a" bis "f", welche in Fig. 7 enthalten sind.
In Fig. 7 codiert eine Codierungsschaltung, nicht gezeigt, ein analoges Videosignal in codierte Daten "a". Die codierten Daten "a" werden an dem Eingangsanschluß 1 eines Vorcodierers eingegeben, welcher einen Modulo-Zwei-Addierer 2 und 1-Bit- Verzögerungsschaltungen 3 und 4 umfaßt. Der Vorcodierer führt bei den Daten "a" eine Vorcodierungstätigkeit mit einer partiellen Reaktion der Klasse 4 durch, deren Übertragungsfunktion für eine Umsetzung in einen Aufzeichnungskode "b" 1/(1-D²) ist. Der Aufzeichnungskode "b" wird über einen Aufzeichnungsverstärker 5 einem Aufzeichnungskopf 6 zur Aufzeichnung auf einem Magnetband 7 zugeführt.
Der Aufzeichnungskode "b" wird über einen Wiedergabekopf 8 und einen Wiedergabeverstärker 9 wiedergegeben. Der Aufzeichnungskopf 6, das Magnetband 7 und der Wiedergabekopf 8 bilden ein elektromagnetisches Umsetzungssystem, dessen Übertragungsfunktion (1-D) ist.
Von dem Wiedergabeverstärker 9 wird ein Signal über einen Equilizer 10 zu einem Addierer 11 gesendet. Dem Addierer 11 wird außerdem ein Signal "c" von dem Equalizer 10 über eine 1-Bit-Verzögerungsschaltung 12 zugeführt. Der Addierer 11 und die 1-Bit-Verzögerungsschaltung 12 liefern die Codierung der Übertragungsfunktion (1+D). Der Vorcodierer, das elektromagnetische Umsetzungssystem und die Anordnung, bestehend aus dem Addierer 11 und der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 12 wirken zusammen, um die Tätigkeit
1/ (1-D²) · (1-D) · (1+D) = 1
bereitzustellen. Dies bewirkt die Übermittlung der Übertragüngsfunktion = 1 und erzeugt ein ternäres Signal "d" gemäß der partiellen Reaktion der Klasse 4.
Das ternäre Signal "d" wird einer ternären Entscheidungsschaltung 13 zugeführt. Wenn der Signalpegel zwischen L1 (z. B. 0,5) und L2 (z. B. -0,5) liegt, erkennt die ternäre Entscheidungsschaltung 13 eine 0; wenn der Signalpegel höher als L1 und niedriger als L2 ist, erkennt die ternäre Entscheidungsschaltung 13 eine 1. Dies erlaubt es, daß die codierten Daten im wesentlichen vor der Vorcodierung (gekennzeichnet durch "f") wieder hergestellt werden.
Der durch die ternäre Entscheidungsschaltung 13 wiederhergestellte Aufzeichnungscode wird von einem Ausgangsanschluß 14 zu einer Decodierungsschaltung, nicht gezeigt, gesendet. Die Decodierungsschaltung decodiert das, was sie empfangen hat, in ein analoges Videosignal.
Das Ausgangssignal "c" des Equalizers 10 wird außerdem einer PLL-Schaltung 15 zugeführt, wodurch ein Taktsignal wiedergegeben wird. Das wiedergegebene Taktsignal wird zur Phaseneinstellung an eine Phaseneinstellungsschaltung 16 gesendet. Die Phaseneinstellungsschaltung 15 gibt ein Taktsignal "e" aus, dessen Phase justiert ist. Das Taktsignal "e" wird von einem Ausgangsanschluß 17 an verschiedene Schaltungen als deren Betriebstaktsignal ausgegeben.
Es wird angenommen, daß das Taktsignal "e" die Form von (e1), gezeigt in Fig. 8, annimmt. In diesem Fall tastet die ternäre Entscheidungsschaltung 13 die Mitte von jedem Bit in dem ternären Signal "d" ab. Als Ergebnis ist das Ausgangssignal "f" ein Signal, welches die codierten Daten "a" exakt neu bildet, wie in (f1) von Fig. 8 gezeigt ist. Wenn die Phase des Taktsignals zurückbleibt, wie in (e2) von Fig. 8 gezeigt ist, tastet die ternäre Entscheidungsschaltung 13 den peripheren Teil von jedem Bit in dem ternären Signal "d" ab. Dies ergibt ein Ausgangssignal "f", welches einen Fehler enthält, wie in (f2) von Fig. 8 gezeigt ist. (Das 6. Bit von links ist der Fehler in (f2) von Fig. 8.)
Aus diesen Gründen wird das decodierte analoge Videosignal herkömmlich auf einem Monitor, nicht gezeigt, beobachtet. Wenn das Signal angezeigt wird, wird der Betrag der Phasenverschiebung, welcher durch die Phaseneinstellungsschaltung 16 bewirkt worden ist, manuell eingestellt, sodaß die Fehlerrate des Signals minimiert wird.
Die manuelle Einstellung der Taktsignalphase bei einer herkömmlichen digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung hat eine Menge Nachteile zur Folge. Einer dieser Nachteile ist die Notwendigkeit die Phase oft einzustellen, immer wenn die Phase des Taktsignals aufgrund von Temperaturänderungen zurückgeht. Ein anderer Nachteil ist der, daß die Unterschiede in der Charakteristik von Magnetbändern eine verschobene Phase des Taktsignals, welches durch die PLL- Schaltung von unterschiedlichen Magnetbändern wiedergegeben wird, zur Folge haben. Dies erfordert eine manuelle Einstellung der Phase des Taktsignals jedes Mal, wenn ein Magnetband mit einer anderen Charakteristiken wiedergegeben wird.
Aus der US-A 4 885 646 ist bekannt, das wiedergegebene Taktsignal, welches von einer PLL-Schaltung erzeugt wird, einer Synchron-Signalschaltung zuzuführen. Das wiedergegebene digitale Signal der Wiedergabevorrichtung wird einer Zeitbasiskorrekturschaltung zugeführt, welche einen Speicher aufweist und mit der Synchron-Signalschaltung verbunden ist. Folglich werden die Taktsignale der Synchron-Signalschaltung verwendet, wenn das wiedergegebene digitale Signal in den Speicher der Zeitbasiskorrekturschaltung geschrieben wird, um den Schreibtakt der Zeitbasiskorrekturschaltung mit dem wiedergegebenen digitalen Signal zu synchronisieren. Das wiedergegebene digitale Signal der Zeitbasiskorrekturschaltung wird mittels eines Lesetaktes aus einer Referenztaktschaltung gelesen und ein Fehlerkorrekturkodedecodierer korrigiert Fehlersignale des Zeitbereichs der kompensierten wiedergegebenen digitalen Signale, welche von der Zeitbasiskorrekturschaltung erhalten wurden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten und andere Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine automatische Taktsignal- Phaseneinstellungsschaltung zur Verwendung mit einer digitalen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung anzugeben, wobei die Schaltung automatisch das Taktsignal mit einer optimalen Phase einstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mittels einer automatischen Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Modifikationen der vorliegenden Erfindung.
Zur Ausführung der Erfindung und gemäß einem ihrer Aspekte wird eine automatische Taktsignal- Phaseneinstellungsschaltung zur Verwendung mit einer Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung vorgesehen, welche ein Codierungsverfahren mit einer partiellen Reaktion der Klasse 4 ausführt, wobei die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung umfaßt: Musterdetektionsmittel zur Detektion von mindestens einem der Muster "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" eines wiedergegebenen Signals; Pegeldetektionsmittel zur Detektion der Pegel des wiedergegebenen Signals, wenn die Musterdetektionsmittel Nullen detektieren; Taktwiedergabemittel zur Wiedergabe eines Taktsignals von dem wiedergegebenen Signal; und Phaseneinstellungsmittel zur Einstellung der Phase des durch die Taktwiedergabemittel wiedergegebenen Taktsignals auf der Basis des Ausgangssignals von den Pegeldetektionsmitteln.
Bei einem bevorzugten Aufbau gemäß der Erfindung detektieren die Musterdetektionsmittel die Muster 1, 0, -1" und "-1, 0, 1", detektieren die Pegeldetektionsmittel die Pegel des wiedergegebenen Signals, wenn die Musterdetektionsmittel Nullen bei den zwei Mustern detektieren, und stellen die Phaseneinstellungsmittel die Phase des Taktsignals so ein, daß die Pegel der wiedergegebenen Signale gleich werden.
Bei einem anderen bevorzugten Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung weiterhin Haltemittel zum Halten einer Gleichstromkomponente, welche in dem wiedergegebenen Signal enthalten ist, und Subtraktionsmittel zum Subtrahieren der durch die Haltemittel gehaltenen Gleichstromkomponente von irgend einem der zwei Signale: dem wiedergegebenen Signal und einem Eingangssignal für die Phaseneinstellungsmittel.
Bei einem weiteren bevorzugten Aufbau gemäß der Erfindung umfaßt die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung Integriermittel zum Integrieren des Ausgangssignals der Pegeldetektionsmittel und zur Ausgabe des Ergebnisses an die Phaseneinstellungsmittel. Im Betrieb stellen die Phaseneinstellungsmittel die Phase des Taktsignals optimal und automatisch ein. Bei den bevorzugten Aufbauten der Erfindung wird die Phase des Taktsignals optimal gehalten, unabhängig von dem Vorhandensein einer Gleichstrom-Offset-Komponente in dem wiedergegebenen Signal. Darüber hinaus eliminieren die Integriermittel die nachteiligen Wirkungen des Rauschens, welches damit verbunden sein kann. Dies macht es möglich, die Phse des Taktsignals exakt einzustellen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden augenscheinlicher beim Lesen der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 ist Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems zeigt, welches einen Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet und welches eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche, als eine erste Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 2 ist eine Ansicht, welche darstellt, wie die erste Ausführungsform bei der Einstellung der Taktsignal-Phase arbeitet;
Fig. 3 ist ein Satz von Ansichten, welcher darstellt, wie eine zweite Ausführungsform als eine automatische Taktsignal- Phaseneinstellungsschaltung arbeitet;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems darstellt, welches einen Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet und welches die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche als eine zweite Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems darstellt, welches Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet und welches eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche als eine dritte Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems darstellt, welches einen Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet, und welche eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche als eine vierte Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, einer typischen bekannten digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung, welche ein Codierungsverfahren mit einer partiellen Reaktion der Klasse 4 ausführt; und
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, welches die Zeitabläufe der Signale oder Daten darstellt, welche bei der Vorrichtung von Fig. 7 verwendet werden.
Es werden nun die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems darstellen, welches Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet und welche eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche als die erste Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Der Teil, welcher von der gestrichelten Linie in Fig. 1 umgeben ist, ist die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung (die gleiche wird für die beigefügten anderen Blockschaltbilder verwendet). Fig. 2 ist ein Ansicht, welche darstellt, wie die erste Ausführungsform bei der Einstellung der Taktsignal-Phase arbeitet. Die Skizzen (d) - (g) in Fig. 2 entsprechen jeweils den Daten oder Signalen "d" - "g", welche in Fig. 1 gezeigt sind. In den Fig. 1 und 3 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.
Was die erste Ausführungsform von dem Wiedergabesystem der herkömmlichen digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtungen unterscheidet, ist, daß die erstere eine spezielle Musterdetektionsschaltung 18, eine Integrierschaltung 19, eine die Höhe der Verzögerung einstellende Schaltung 20 und eine variable Verzögerungsschaltung 21 umfaßt.
Die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 detektiert einen Anteil mit einem Muster "1, 0, -1" oder "-1, 0, 1" aus einem ternären Signal "d", z. B. aus dem Ausgangssignal eines Addierers 11. Die Integrierschaltung 19 integriert die Werte des ternären Signals "d", wenn Nullen in dem Muster "1, 0, -1" oder "-1, 0, 1" mittels der speziellen Musterdetektionsschaltung 18 detektiert worden sind. Die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 und die Integrierschaltung 19 wirken zusammen, um sowohl den Betrag und die Richtung der Phasenverschiebung in dem Taktsignal "e" zu detektieren. Wie diese zwei Schaltungen arbeiten, wird unten detaillierter beschrieben werden.
Die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 bestimmt den Pegel des ternären Signals "d" entsprechend der Zeitsteuerzng des Taktsignals "e" und detektiert dadurch das Muster "1, 0, -1" oder "-1, 0, 1". Wenn der Pegel des ternären Signals "d" zwischen L1 und L2 liegt, erkennt die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 eine 0; wenn der Pegel größer als L1 ist, erkennt die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 eine 1; wenn der Pegel niedriger als L2 ist, erkennt die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 -1.
Es wird zuerst der Fall der Detektion des Musters "1, 0, -1" betrachtet. In diesem Fall, wenn die Phase des Taktsignals in "e" eine optimal abgetastete Phase ist, wie in (e1) von Fig. 2 gezeigt ist, ist der Pegel des ternären Signals "d" gleich 0, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 0 erkennt und dementsprechend ein Ausgangssignal "g1" erzeugt. Wenn die Phase des Taktsignals "e" zurückbleibt, wie in (e2) von Fig. 2 dargestellt ist, ist der Pegel des Ausgangssignals in "d" gleich "a2" (negativer Wert), wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 0 erkennt und ein Ausgangssignal "g2" erzeugt. Wenn die Phase des Taktsignals "e" voreilt, wie in (e3) von Fig. 2 gezeigt ist, ist der Pegel des Ausgangssignals "d" gleich "a1" (positiver Wert), wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 0 erkennt und ein Ausgangssignal "g3" erzeugt.
Auf ähnliche Weise wird der Fall der Detektion des Musters "-1, 0, 1" betrachtet. Wenn die Phase des Taktsignals "e" zurückbleibt, wie in (e2) von Fig. 2 dargestellt ist, ist der Pegel des ternären Signals "d" gleich "b1" (positiver Wert), wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 0 erkennt und das Ausgangssignal "g2" erzeugt. Wenn die Phase des Taktsignals "e" voreilt, wie in (e3) von Fig. 2 gezeigt ist, ist der Pegel des Ausgangssignals "d" gleich "b2" (negativer Wert), wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 Null erkennt und das Ausgangssignal "g3" erzeugt. Wie beschrieben, sind die Werte, wenn das Muster "-1, 0, 1" detektiert wird, das Gegenteil von jenen, wenn das Muster "1, 0, -1" detektiert wird. Aus diesem Grund ist der Betrag der Phasenverschiebung gegeben durch (abgetasteter Wert) · (-1), wenn das Muster "-1, 0, 1" detektiert wird. Das heißt, der Betrag der Phasenverschiebung ist ein positiver Wert, wenn die Phase voreilt; der Betrag der Phasenverschiebung ist ein negativer Wert, wenn die Phase nacheilt.
Da die abgetasteten Werte aufgrund des Vorhandenseins eines Rauschens nicht immer genau sind, werden diese Werte inte griert, um einen gemittelten Betrag der Phasenverschiebung zu erhalten. Die Integriertätigkeit wird so ausgeführt, daß der in Frage kommende Wert unverändert addiert wird, wenn das Muster "1, 0, -1" ist, und daß der Wert mit -1 multipliziert wird, bevor er addiert wird, wenn das Muster "-1, 0, 1" ist. Die Integrierzeit ist im Voraus in Übereinstimmung mit dem Signal-Rausch-Verhältnis des wiedergegebenen Signals zu bestimmen.
Gemäß dem auf diese Weise erhaltenen Betrag der Phasenverschiebung stellt die Einstellschaltung 20 für den Verzögerungsbetrag den Verzögerungsbetrag der einstellbaren Verzögerungsschaltung 21 ein, um die Phase des Taktsignals einzustellen. Es gibt zwei Wege der Einstellung der Taktsignalphase:
(1) Verwendung von lediglich der Richtung der Phasenverschiebung. Voreilen lassen der Phase in die positive Richtung und Verzögern der Phase in die negative Richtung.
(2) Verwendung von sowohl Richtung als auch Betrag der Phasenverschiebung. Je größer der Betrag der Phasenverschiebung, um so höher ist der Grad der auszuführenden Phasenkompensation.

Zweite Ausführungsform

Es ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung konstruiert worden, bei welcher die Phase des Taktsignals unabhängig von einer Gleichstrom-Offset-Komponente, welche von einer säkularen Änderung oder anderen Störungen in den Signalverarbeitungsschaltungen vor den Equalizer stammen, optimiert wird.
Fig. 3 ist ein Satz von Ansichten, welche darstellen, wie die zweite Ausführungsform als automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung arbeitet. Es wird nun das Arbeitsprinzip der zweiten Ausführungsform mit Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Außerdem wird die Ursache dafür beschrieben, warum die erste Ausführungsform nicht in der Lage ist, die Phase des Taktsignals zu optimieren, wenn eine Gleichstromkomponente in dem Equalizer 10, dem Addierer 11 oder der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 12 auftritt.
Fig. 3a ist eine Ansicht, welche darstellt, wie die Phaseneinstellungstätigkeit stattfindet, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 von Fig. 1 das Muster "1, 0, -1" detektiert. In Fig. 3 (a) steht das Bezugszeichen A für das Muster "1, 0, -1" in der Nähe von 0, welches keine Gleichstrom- Offset-Komponente einschließt. Das Muster wird linear, wenn es ausreichend nahe bei Null liegt. Wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 das Muster "1, 0, -1" empfängt, welches mit keine Gleichstrom-Offset-Komponente umfaßt, bildet die optimale Phase des Taktsignals einen Zeitpunkt T1, wo sich die gerade Linie A auf dem 0-Pegel befindet. Das Bezugszeichen A' bezeichnet das Muster "1, 0, -1" nahe Null, wobei es eine Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV umfaßt. Wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 das Muster "1, 0, -1" empfängt, welches mit der Gleichstrom-Offset-Komponente vermischt ist, bildet die optimale Phase des Taktsignals einen Zeitpunkt T2, bei welcher das Muster A' sich auf dem 0-Pegel befindet. Das heißt, die Taktsignal-Phase wird um
T2 - T1 = Δt&sub1;
verzögert.
Ebenso ist Fig. 3 (b) eine Ansicht, welche zeigt, wie die Phaseneinstelltätigkeit stattfindet, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 von Fig. 1 das Muster "-1, 0, 1" detektiert. In Fig. 3 (b) steht das Bezugszeichen B für das Muster "-1, 0, 1" nahe Null ohne eine Gleichstrom-Offset-Komponente. Wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 das Muster "- 1, 0, 1", das nicht mit einer Gleichstrom-Offset-Komponente vermischt ist, empfängt, bildet die optimale Phase des Taktsignals einen Zeitpunkt T4, in welchem das Muster B sich auf dem 0-Pegel befindet. Das Referenzzeichen B' bezeichnet das Muster "-1, 0, 1" nahe Null, welches mit einer Gleichstrom-Offset- Komponente ΔV umfaßt. Wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 das Muster "-1, 0, 1" empfängt, das mit Gleichstrom-Offset-Komponente vermischt ist, bildet die optimale Phase des Taktsignals einen Zeitpunkt T5, in welcher sich die gerade Linie B' sich auf dem 0-Pegel befindet. Das heißt, die Taktsignalphase eilt um
T4 - T5 = Δt&sub2;
vor.
Wie oben beschrieben worden ist, wird, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 aufgebaut ist, um nur das Muster "1, 0, -1" zur Einstellung der Phase des Taktsignals zu detektieren und wenn keine Gleichstrom-Offset-Komponente eingeschlossen ist, die Taktsignalphase so eingestellt, daß das Taktsignal zum Zeitpunkt T1 auftritt. Für das Muster "-1, 0, 1" fällt die Phase mit dem Zeitpunkt T4 zusammen. Wenn eine Gleichstrom-Offset-Komponente eingeschlossen ist, wird die Taktsignalphase so eingestellt, daß das Taktsignal zum Zeitpunkt T2 auftritt. Für das Muster "-1, 0, 1" stimmt die Phase mit dem Zeitpunkt T6 überein. Dies bedeutet, daß der Pegel des Musters B', abgetastet durch die tenäre Entscheidungsschaltung 13, so signifikant von dem 0-Pegel abweicht, daß er fehlerhaft als 1 beurteilt werden kann.
Ähnlich wird, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 aufgebaut ist, um nur das Muster "-1, 0, 1" zur Einstellung der Phase des Taktsignals zu detektieren, und wenn eine Gleichstrom-Offset-Komponente eingeschlossen ist, wird die Taktsignalphase so eingestellt, daß das Taktsignal zum Zeitpunkt T5 auftritt. Für das Muster "1, 0, -1" stimmt die Phase mit dem Zeitpunkt T3 überein. Das bedeutet, daß der Pegel des Musters A', abgetastet durch die tenäre Entscheidungsschaltung 13, so signifikant von dem 0-Pegel abweicht, daß er fehlerhaft als 1 beurteilt werden kann.
Wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 18 aufgebaut ist, um sowohl das Muster "-1, 0, 1" und das Muster "1, 0, -1" zur Einstellung der Phase des Taktsignals zu detektieren, kann die Taktsignalphase nicht optimiert werden. Dies rührt daher, daß die Richtung der Phasenverschiebung für ein Muster das Gegenteil von der des anderen Musters ist.
Das ist es, warum die zweite Ausführungsform ausgedacht worden ist, bei welcher die Taktsignalphase eingestellt wird, um mit dem Zeitpunkt T1 von Fig. 3 (a) und dem Zeitpunkt T4 von Fig. 3 (b), ungeachtet einer Gleichstrom-Offset-Komponente, welche in dem Ausgangssignal des Addierers 11 enthalten ist, übereinzustimmen.
Es wird nun mit Bezugnahme auf Fig. 3 (c) beschrieben, wie die zweite Ausführungsform arbeitet.
Fig. 3 (c) wird erhalten durch Überlagerung der Muster A und A' in Fig. 3 (a) mit dem Mustern B und B' in Fig. 3 (b). Wie in Fig. 3 (c) gesehen werden kann, ist ein Zeitpunkt T7 der Schnittpunkte zwischen A' und B' der gleiche wie zwischen den Schnittpunkten A und B. Das heißt, die Schnittpunkte zwischen den Mustern "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" mit oder ohne einer Gleichstrom-Offset-Komponente stimmen im wesentlichen mit dem Zeitpunkt eines optimalen Taktsignals überein, wenn keine Gleichstrom-Offset-Komponente eingeschlossen ist. Andererseits, wenn die Phase des Taktsignals zurückbleibt, wie durch T8 angezeigt ist, ist der Pegel, bei welchem das Muster "-1, 0, 1" abgetastet wird, erhöht; wenn die Taktsignal-Phase voreilt, wie durch T9 angezeigt ist, ist der Pegel, zu dem das Muster "1, 0, -1" abgetastet wird, erhöht. In. 3 (c) sind die Muster A und B der Einfachheit wegen dargestellt, daß sie linear sind, wenn sie dicht bei Null liegen. Selbst wenn die Muster nicht linear sind, ist das Ergebnis das gleiche, so lange wie die Muster symmetrisch um die Schnittpunkte im Nullpegel liegen.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches Schlüsselkomponenten eines Wiedergabesystems darstellt, welches einen Teil einer digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung bildet und welches eine automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung enthält, welche als die zweite Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. In Fig. 4 und Fig. 1, wobei die letztere die erste Ausführungsform zeigt, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und wiederholende Beschreibungen werden bei der zweiten Ausführungsform weggelassen.
Was die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheidet ist, daß die erstere eine erste eine spezielle Musterdetektionsschaltung 22 zur Detektion ausschließlich des Musters "1, 0, -1" und eine zweite spezielle Musterdetektionsschaltung 24 zur Detektion ausschließlich des Musters "-1, 0, 1" enthält. Die Schaltungen 22 und 24 sind jeweils mit einer ersten Integrierschaltung 23 und einer zweiten Integrierschaltung 25 verbunden. Die eine spezielle Musterdetektionsschaltung 22 detektiert einen Teil mit dem Muster "1, 0, -1" aus dem ternären Signal in "d", welches das Ausgangssignal des Addierers 11 ist. Die erste Integrierschaltung 23 integriert Werte des ternären Signal in "d" im wesentlichen zu den Zeitpunkten von Nullen in dem Muster "1, 0, -1". Auf ähnliche Weise detektiert die zweite spezielle Musterdetektionsschaltung 24 einen Teil mit dem Muster "-1, 0, 1" des ternären Signals "d". Die zweite Integrierschaltung 25 integriert Werte des ternären Signals "d" im wesentlichen zu den Zeitpunkten von Nullen in dem Muster "-1, 0, 1". Die Einstellungsschaltung 20 für den Verzögerungsbetrag stellt die Verzögerungszeit der variablen Verzögerungsschaltung 21 so ein, daß der Ausgangspegel der ersten Integrierschaltung 23 gleich jener der zweiten Integrierschaltung 25 wird. Es wird nun mit Bezug auf Fig. 3 (c) und Fig. 4 beschrieben, wie die zweite Ausführungsform arbeitet.
Es wird angenommen, daß ein ternäres Signal mit einer Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV, gezeigt in Fig. 3, in die ersten und zweiten speziellen Musterdetektionsschaltungen 22 und 24 zur Abtastung zum Zeitpunkt T9 eingegeben wird. In diesem Fall ist der Wert, welcher in die erste Integrierschaltung 23 eingeben wird ΔV + V0, und der in die zweite Integrierschaltung 25 eingebe Wert ist ΔV - V0, wobei V0 eine Spannung ist, welche erzeugt wird, wenn der Zeitpunkt der Abtastung von dem optimalen Zeitpunkt T7 abweicht.
Wie in Fig. 3 (c) gesehen werden kann, repräsentieren das Vorzeichen und der absolute Wert von V0 die Richtung und den Betrag der Phasenverschiebung gegenüber der optimalen Abtastphase. Bei Verwendung der Richtung und des Betrages der Phasenverschiebung stellt die den Verzögerungswert einstellende Schaltung 20 die Verzögerungszeit der variablen Verzögerungsschaltung 21 so ein, daß der Ausgangspegel der ersten Integrierschaltung 23 gleich jenem der zweiten Integrierschaltung 25 wird. Es ergibt sich
ΔV + V0 = ΔV - V0,
daher ist
V0 = 0.
Die oben genannten Tätigkeiten werden auf diese Weise durchgeführt, so daß die Phase des Taktsignals mit der optimalen Abtastphase übereinstimmt.
Wenn das Taktsignal auf die optimalen Abtastphase eingestellt ist, teilen sich die Muster "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" noch den ΔV-Pegel zum Zeitpunkt Null. Dies könnte die Möglichkeit einer speziellen Musterdetektionsschaltung erhöhen, fehlerhaft eine 1 zu erkennen, wenn der Schwellenwert zur Einstellung zur Beurteilung von ΔV, welcher 0 oder 1 sein soll, überschritten wird. Jedoch macht die Verwendung eines Viterbi-Dekoders als ternäre Entscheidungsschaltung 13 es möglich, den Schwellenwert auf der Basis von vorhergesagten Daten einzurichten, welches die Möglichkeit der fehlerhaften Beurteilung signifikant verringert.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist ausgedacht worden, bei welcher die Gleichstrom-Offset-Komponente gemessen und subtrahiert wird, um die ungünstigen Wirkungen dieser Komponente zu eliminieren. Schlüsselteile der dritten Ausführungsform sind in Fig. 5 umrissen dargestellt. In Fig. 5 und Fig. 1, wobei die letztere die erste Ausführungsform zeigt, kennzeichnen gleiche Bezugszeichen, gleiche oder entsprechende Teile, und wiederholende Beschreibungen der Teile sind bei der dritten Ausführungsform fortgelassen.
Was die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheidet ist, daß die erstere eine Stummschaltung 26 enthält, welche das Ausgangssignal des Wiedergabeverstärkers 9 stumm schaltet, eine Gleichstrompegel-Halteschaltung 27, welche den Pegel des ternären Signals in "d" hält, wenn die Stummschaltung 26 aktiv ist, einen Subtrahierer 28, welcher das Ausgangssignal der Gleichstrom-Pegelhalte-Schaltung 27 von dem Ausgangssignal der Integrierschaltung 17 subtrahiert und einen Subtrahierer 29, welcher das Ausgangssignal der Gleichstrompegel-Halteschaltung 27 von dem ternären Signal in "d" subtrahiert. Es wird nun beschrieben, wie die dritte Ausführungsform arbeitet.
Wenn kein wiedergegebenes Signal von einem Magnetband 7 benötigt wird (z. B. wenn das Band 7 gestoppt ist), ist die Stummschaltung 26 aktiviert, das Ausgangssignal des Wiedergabeverstärkers 9 stumm zu schalten. Zu diesem Zeitpunkt besteht das ternäre Signal in "d" von dem Addierer 11 nur aus der Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV, welche durch den Equalizer 10, den Addierer 11 und der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 12 erzeugt worden ist. Der Pegel des Signals "d" wird durch die Gleich strompegel-Halteschaltung 27 gehalten. Wenn eine Wechselstrom- Komponente, wie z. B. ein Rauschen, dem ternären Signal in "d" überlagert ist, während die Stummschaltung 26 aktiv ist, wird die Gleichstrompegel-Halteschaltung 27 mit einer Filterfunktion ausgestattet, um die Wechselstrom-Komponente zu entfernen.
Bei einer normalen Wiedergabe, bei welcher die Stunimschaltung 26 inaktiv bleibt, ist eine Gleichstrom-Offset-Komponente dem ternären Signal in "d" überlagert. In diesem Fall, wenn die spezielle Musterdetektionsschaltung 23 das Muster "1, 0, -1", bezeichnet durch A' in Fig. 3 (a), empfängt, ist der Wert zum Zeitpunkt 0 in dem Muster "1, 0, -1" die Summe der Gleichstrom-Offset-Komponenten ΔV und der Spannung V0, welche durch eine Phasenverschiebung erzeugt wird. Der Subtrahierer 28 subtrahiert dann die Gleichstrom-Offset-Komponenten ΔV, welche in der Gleichstrom-Pegelhalte-Schaltung 27 gehalten worden ist. Dies verwandelt das Muster "1, 0, -1" wirksam in das Muster A, gezeigt in Fig. 3 (a). Das heißt, der Wert zum Zeitpunkt 0 besteht nur aus der Spannung V0, welche durch die Phasenverschiebung erzeugt worden ist. Die nachteiligen Effekte der Gleichstrom-Offset-Komponente werden auf diese Weise eliminiert.
Darüber subtrahiert bei der dritten Ausführungsform der Subtrahierer 29 die Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV derart von dem ternären Signal "d", daß die Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV nicht zum Zeitpunkt 0 in den Mustern "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" auftritt.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist erdacht worden, bei welcher die Gleichstrom-Offset-Komponente gemessen wird und von dem Ausgangssignal des Addierers 11 subtrahiert wird, wodurch die nachteiligen Wirkungen von dieser Komponente beseitigt werden. Schlüsselteile der vierten Ausführungsform sind in Fig. 6 umrissen dargestellt. In Fig. 6 und Fig. 5, wobei die letztere die dritte Ausführungsform zeigt, bezeich nen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und wiederholende Beschreibungen der Teile werden für die vierte Ausführungsform fortgelassen.
Die vierte Ausführungsform enthält einen Subtrahierer 30, welcher die Gleichstrom-Offset-Komponente ΔV, welche in der Gleichstrom-Pegelhalte-Schaltung 27 gehalten wird, von dem ternären Signal in "d" subtrahiert, welches das Ausgangssignal der Addierers 11 ist. Wenn der Addierer 11 das Muster "1, 0, -1" ausgibt, gekennzeichnet durch A' in Fig. 3 (a), führt der Subtrahierer 30 die Subtraktion der Gleichstrom-Offset- Komponenten ΔV derart durch, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 den gleichen Wert hat, wie das Muster A in Fig. 3 (a). Als Ergebnis empfangen die Signalverarbeitungsschaltungen vor dem Subtrahierer 30 Signale, welche frei von der Gleichstrom-Offset-Komponente sind.
Wie oben im Detail beschrieben worden ist, optimiert die automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung die Phase des Taktsignals automatisch, um die Fehlerrate auf einem Minimum zu halten. Wenn eine Temperaturänderung auftritt oder wenn ein Magnetband von unterschiedlicher Charakteristik wiedergegeben wird, wird die Phase des Taktsignals optimiert aufrechterhalten.
Da die nachteiligen Wirkungen der Gleichstrom-Offset- Komponente oder der Rauschkomponente eliminiert werden, wird die Phase des Taktsignals präzise eingestellt.
Darüber hinaus erlaubt die Erfindung, daß die Phase des Taktsignals uneingestellt bleibt oder lediglich grob eingestellt wird, wenn die digitalen Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtungen Massenprodukte sind. Dies macht es möglich, die Einstellungszeit für das Massenproduktstadium zu verkürzen.
Obwohl die obige Beschreibung viele Besonderheiten enthält, sind diese nicht als Beschränkung des Erfindungsumfangs ausgelegt werden, sondern lediglich Darstellungen von einigen der vorhandenen bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung bereitstellen. Zum Beispiel können anstatt bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsform, bei welchen eine ternäre Entscheidungsschaltung und eine spezielle Musterdetektionsschaltung in separaten Blöcken eingerichtet sind, die zwei Schaltungen alternativ sich die Teile zum Vergleich der Pegel des ternären Signals "d" mit L1 und/oder L2 teilen. Eine andere mögliche Modifikation besteht darin, den integrierten Prozeß voranzustellen. Statt dessen kann das Muster "1, 0, -1" unverändert zu der Einstellungsschaltung 20 für den Verzögerungsbetrag geleitet werden, während das Muster "-1, 0, 1" mit -1 multipliziert werden kann, bevor es zu der Schaltung 20 gesendet wird.
Eine weitere Modifikation besteht darin, einen A-D-Umsetzer unterhalb des Wiedergabeverstärkers einzurichten, wobei dem Umsetzer digitale Bearbeitungsschaltungen folgen. Bei diesem Aufbau können die digitalen Bearbeitungsschaltungen in Hardware oder Software ausgeführt sein.
Eine Alternative zu der dritten Ausführungsform besteht darin, auf die Anordnung des Subtrahierers 29 zum Subtrahieren der Gleichstrom-Offset-Komponente. Statt dessen kann der Schwellenwert für die ternäre Entscheidungsschaltung 13 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Gleichstrompegel- Halteschaltung 27 gesteuert werden.

Claims

1. Automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung zur Verwendung mit einer Magnetaufzeichnungs- und Magnetwiedergabevorrichtung, die ein Codierungsverfahren mit einer partiellen Reaktion der Klasse IV ausführt, umfassend:

(a) Taktwiedergabemittel (15) zur Wiedergabe eines Taktsignals (e) von einem wiedergegebenen Signal; und

(b) Phaseneinstellungsmittel (20, 21) zur Einstellung der Phase des Taktsignals (e),

gekennzeichnet durch

(c) Musterdetektionsmittel (18) zur Detektion der Pegel von mindestens einem der Muster "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" des ternär wiedergegebenen Signals (d) zum Zeitpunkt des Taktsignals

(e) mit eingestellter Phase; und

(c) Pegeldetektionsmittel (18) zur Detektion der Pegel des ternär wiedergegebenen Signals (d), wenn die Musterdetektionsmittel (18) Nullen detektieren, wobei die Phaseneinstellungsmittel (20, 21) die Phase des Taktsignals auf der Basis des Ausgangssignals der Pegeldetektionsmittel (19) einstellen.

2. Automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Musterdetektionsmittel (18) die Muster "1, 0, -1" und "-1, 0, 1" detektieren,

daß die Pegeldetektionsmittel (18) die Pegel des ternär wiedergegebenen Signals (d) detektieren, wenn die Musterdetektionsmittel (18) bei den zwei Mustern Nullen detektieren, und

daß die Phaseneinstellungsmittel (20, 21) die Phase des Taktsignals (e) derart einstellen, daß die Pegel des wiedergegebenen Signals gleich werden.

3. Automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch

Haltemittel (27) zum Halten einer in dem wiedergegebenen Signal enthaltenen Gleichstromkomponente; und

Subtraktionsmittel (28) zum Subtrahieren der durch die Haltemittel (27) gehaltenen Gleichstromkomponente Von irgendeinem der zwei Signale: dem wiedergegebenen Signal und einem Eingangssignal für die Phaseneinstellungsmittel.

4. Automatische Taktsignal-Phaseneinstellungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

gekennzeichnet durch

Integriermittel (19) zum Integrieren des Ausgangssignals der Pegeldetektionsmittel (18) und zur Ausgabe des Ergebnisses an die Phaseneinstellungsmittel (20, 21).