NL8003474A - Werkwijze voor het coderen van databits op een regis- tratiedrager, inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze en registratiedrager voorzien van een informatiestructuur. - Google Patents

Description

^ Tf ’ ' t

1 I

PHN £767 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Werkwijze voor het coderen van databits op een registratiedrager, inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze en registratiedrager voorzien van een informatiestructuur.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het coderen van een stroom van databits in op elkaar volgende bitcellen van een registratiedrager, waarbij de bitstroom wordt beschouwd te zijn opgebouwd uit aaneengesloten woorden van een eerste type en een tweede 5 type en de databits van een eerste of een tweede soort zijn en waarbij het tweede type woord ten minste een opeenvolging bevat van: êên databit van de tweede soort gevolgd door m, (m> 0) databits van de eerste soort, waarbij databits van de eerste soort normaliter worden gecodeerd door niveauovergangen in het midden van de betreffende bit™ 10 cel en databits van de tweede soort normaliter worden gecodeerd door overgangen aan het begin der betreffende bitcel, terwijl de overgang aan het begin van een bitcel volgend op een overgang in het midden van de onmiddelijk eraan voorafgaande bitcel wordt onderdrukt en waarbij van de woorden van het tweede type met even m, de overgangen ge-f5 introduceerd door het laatste en het voorlaatste databit van de eerste soort worden gemodificeerd teneinde elke gelijkstrocmccmpanent te verwijderen.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het artikel getiteld: "Optimal codes for digital magnetic recording" van J.C.

20 Mallinson en J.W. Miller dat werd gepubliceerd in: "The Radio and Electronic Engineer", Vol. 47, No. 4, pp. 172-176, .April 1977.

Data in tweetallige vorm is samengesteld uit databits, welke de informatie bevatten in de vorm van de ene of de andere van twee soorten. De ene soort wordt ook wel gerepresenteerd als "logische 25 één", als "waar", als "ja" of als "+" en de andere soort wordt ook wel gerepresenteerd als "logische nul", als "onwaar", als "nee" of als Ten einde deze databits over te dragen via een overdrachtskanaal of te registreren op magnetische band of optische plaat worden de databits veelal gemodificeerd - een bewerking welke bekend staat als kanaal-30 codering. Het doel van deze kanaalcodering is bijvoorbeeld een zo hoog mogelijke informatiedichtheid te verkrijgen op de registratiedrager of de gelijkstroominhoud van het gecodeerde signaal nul te maken zonder de benodigde bandbreedte te vergroten.

800 3474 X t PHN 9767 2

De gecodeerde databits worden elk ondergebracht in een interval, bitcel genoemd. Deze bitcel kan een interval in de tijd zijn (bij overdracht via een informatiekanaal) of een interval in de ruimte (bij registratie op band of plaat).

5 Een bekende wijze van kanaalcodering is de zogenaamde

Miller modulatie. De code regels ervan zijn: een data één wordt gecodeerd als een niveauovergang in het midden van een bitcel, en een data nul geeft een overgang aan het begin van de bitcel, behalve voor het geval waarin een logische nul volgt op een logische één. De Miller-code, ook 10 bekend onder de Angelsaksische naam "delay modulation" is derhalve een binaire code waarin de plaats van de overgangen tussen twee niveau's de betekenis vastlegt van de binaire informatie.

Voor de uitvinding maakt het geen verschil uit welke overgang met een "logische êên" en welke overgang met een "logische nul" 13 wordt geassocieerd. Verder is het niet van belang waar de overgangen precies zijn gelegen in de bitcel: êên overgang betrekkelijk vroeg en één overgang betrekkelijk laat in de bitcel - mits duidelijk van elkaar te onderscheiden - is een ander bruikbaar alternatief.

De Miller modulatie brengt evenwel met zich mee dat een 20 gelijkstroom wordt opgewekt in het informatiekanaal of op de registratie-drager. Cm dit te vermijden is voorgesteld (in par. 4.7 van genoemd artikel) de stroom van databits te beschouwen als opgebouwd uit opeenvolgingen van databits van twee types nl. (a) 011 ......110 (êên nul, n enen en êên nul, met n^O), (b) 111 ......111; m enen.

25 Omdat alleen de woorden van het type (a) met n is even bijdragen tot een gelijkstrocmccmponent warden deze woorden dusdanig gewijzigd dat de gelijkstroombijdrage ge-elimineerd wordt. Alle andere woorden zijn gelijks troomvr ij en worden op de gebruikelijke Miller-wijze gecodeerd.

2

De aldus gewijzigde Miller-code, verder kortweg aangeduid als M , heeft 3Q een spectrum dat d.c.-vrij is en waarvan de zeer lage frequenties in zekere mate onderdrukt zijn ten opzichte van het spectrum van de Miller-code. Bij het gebruik van deze codering voor het registreren van informatie op een optische plaat treedt een bijzonder probleem op. Ten gevolge van het hanteren van deze plaat kunnen bijvoorbeeld krassen in 35 het oppervlak van de plaat geraken of vingerafdrukken op het oppervlak achterblijven. Bij het af spelen van de registratiedrager worden de genoemde oppervlakte beschadigingen omgezet in laag-frequente stoorsignalen op het informatiekanaal. Deze stoor signalen worden weliswaar ten ________J.

800 3 4 74 V'------ w > t EHN 9676 3 gevolge van de hierboven aangegeven laagfrequent spectrumeigenschappen enigszinds onderdrukt maar in de praktijk is gebleken dat de frequentie-band welke onderdrukt wordt te smal is en de onderdrukking in die band te gering is.

5 De uitvinding stelt zich ten doel een werkwijze voor het coderen van databits qp een registratiedrager te verschaffen waarmee een gelijkstroomvrije, zelfklokkende codering wordt verkregen. De werkwijze voor het cederen van databits op een registratiedrager overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de overgang in het midden 10 van de bitcel overeenkomend met zowel het laatste als het voorlaatste databit van de eerste soort van het woord van het tweede type net even m worden onderdrukt en dat een overgang wordt aangebracht op de scheiding van het genoemde voorlaatste en laatste databit.

De uitvinding stelt zich verder ten doel een werkwijze 15 voor het coderen van databits op een registratiedrager te verschaffen waarmee de code een spectrum voor de lagere frequenties verkrijgt dat over een relatief brede band een hogere onderdrukking biedt en dat de genoemde nadelen derhalve in geringere mate vertoont. Een voorkeursuit-voeringsvoorbeeld van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding heeft 20 het kenmerk, dat de woorden van het eerste type bestaan uit een opeenvolging van n(n^. 1) databits van de tweede soort en dat bij de woorden van het tweede type m^1 is.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van het voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van de werk-25 wijze voor het coderen van een stroom van binaire databits in op elkaar volgende bitcellen van een registratiedrager overeenkomstig de uitvinding, waarbij de inrichting is voorzien van een eerste ingang voor het toevoeren van de binaire databits, een tweede ingang voor het toevoeren van kloksignalen welke synchroon met de databits zijn en een uitgang be-30 vat voor het af nemen van de gecodeerde signalen ten behoeve van de stuurinrichting voor het cmzetten van s ignaalovergangen In overgangen in de registratiedrager en waarbij de inrichting verder is voorzien van: middelen voor het opwekken van een signaalovergang in het midden van een klokinterval bij een databit van de eerste soort 35 middelen voor het opwekken van een signaalovergang aan het begin van een klokinterval bij een databit van de tweede soort middelen voor het onderdrukken van een overgang aan het 80034 74 PHN 9676 4 ♦ begin van een klokinterval volgend op een overgang in het midden van het onmiddelijk eraan voorafgaande klokinterval.

De uitvinding stelt zich verder ten doel een inrichting te verschaffen waarmee qp eenvoudige wijze het voorkeursuitvoeringsvoor-5 beeld van de werkwijze volgens de uitvinding wordt geïmplementeerd. De inrichting overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe het kenmerk/ dat de inrichting is voorzien van middelen voor het detecteren van een woord van het tweede type met m even in de stroon van databits; TG middelen voor het indiceren van het voorlaatste en het laatste databit van de eerste soort in een woord van het tweede type met m even; middelen voor het onderdrukken van de overgangen in het midden van het klokinterval overeenkomende met genoemde voorlaatste 15 en laatste bit van de eerste soort in een woord van het tweede type met m even; middelen voor het opwekken van een overgang tussen het genoemde voorlaatste en laatste kloksignaal.

De uitvinding heeft verder betrekking op een registratie-20 drager voorzien van een informatiestructuur. De registratiedrager volgens de uitvinding voorzien van een informatiestructuur heeft het kenmerk, dat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de. lengte van één bitcel, dat de maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van drie bitcellen, 25 dat een overgang in het midden van de bitcel een "logische één" representeert en dat een overgang aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" representeert tenzij over twae opeenvolgende bitcellen éénzelfde niveau aanwezig is, in welk geval de eerste der genoemde twee opeenvolgende bitcellen en de daaraan voorafgaande bitcel 30 elk een "logische één" representeren, dat de niveauovergangen tussen een eerste en een tweede niveau plaatsvinden waarbij het eerste niveau ten opzichte van een referentieniveau evenveel positief is dan het tweede niveau negatief is en dat de lopende intergraal van de informatiestructuur langs het referentieniveau ten hoogste een waarde van 3/2 35 T bereikt waarbij T de lengte van een bitcel is en dat de niveauovergangen welke door de maximale afstand van drie bitcellen van elkaar worden gescheiden, het begin van de bitcel markeren.

800 3 4 74 PHN 9676 5

De uitvinding en haar voordelen zullen verder worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarbij toont:

Figuur 1 een aantal tweetallige s ignaalgolfvonten welke bekende coderingen en de codering volgens de uitvinding illustreren; 5 Figuur 2 een aantal golf vormen welke de integraal van de signaalgolfvormen wélke in figuur 1 zijn weergegeven representeren;

Figuur 3 het laag-frequente deel van het spectrum van de 2 3

Miller codering, de M -codering en de M -codering volgens de uitvinding;

Figuur 4 de signaalgolfvormen welke verkregen worden IQ door omzetting van een niet d.c.-vrij Miller gecodeerd woord (011) dat deel uitmaakt van de binaire informatiestroom in een d.c.-vrij woord volgens de uitvinding volgens respectievelijk M3, MZM1 en MZM2;

Figuur 5 een bovenaanzicht van een registratiedrager voorzien van informatiesporen; 13 Figuur 6 een doorsnede van de registratiedrager in de richting van een informatiespoor voorzien van putten waarbij de over-gangen tussen putten en niet-putten relevant zijn voor de gecodeerde informatie volgens de uitvinding;

Figuur 7 een uitvoer ingsvoorbeeld van een inrichting voor 2Q het coderen van informatiesignalen volgens de M3-codering overeenkomstig de uitvinding;

Figuur 8 enkele tijddiagrammen van signalen welke optreden in de inrichting volgens figuur 7.

Overeenkomstige elementen zijn in de figuren met dezelfde 25 verwijzingssymbolen aangeduid.

In figuur 1a en figuur 2a zijn een aantal opeenvolgende aaneengesloten bitcellen 1,2,3,.....13 weergegeven in welke binaire informatiesignalen kunnen .worden opgeslagen en wel per bitcel één bit. Een bit informatie kan qp verschillende wijzen worden gerepresenteerd.

30 Zo zal door de bekende Miller-codering een data informatiebit met een logische inhoud "1" worden gecodeerd als een niveauovergang in het midden van een bitcel en zal een informatiebit met een logische inhoud "0" worden gecodeerd als een overgang aan het begin van een bitcel terwijl elke overgang aan het begin van een bitcel volgend op een overgang 35 in het midden van de onmiddelijk eraan voorafgaande bitcel wordt onderdrukt. In figuur 1b is weergegeven hoe de binaire reeks, welke in figuur 1a als voorbeeld is gepresenteerd, na Miller-codering er uit ziet.

800 3 4 74 EHN 9676 6 * >f

Zoals bekend zijn registratieapparaten (magnetisch, optisch) in het algemeen niet in staat cm zeer laagfrequente signalen of zelfs gelijkstrocmsignalen te reproduceren. Het is derhalve wenselijk over een codering te beschikken die de binaire informatiesignalen 5 dusdanig modificeert dat de beperkingen van het registratieapparaat zo weinig mogelijk afbreuk doen aan de kwantiteit en de kwaliteit van de te registreren signalen. De hierboven geïntroduceerde Miller-codering is niet gelijkstroonvrij zoals is aangegeven in figuur 2b. In figuur 2b is de zogenaamde d.s.v. (digitale son variatie) weergegeven d.w.z. de 10 lopende integraal van de oppervlakte onder de gecodeerde data, waarbij de binaire niveaux +1 resp. -1 zijn verondersteld. De lengte van elke bitcel is gelijk aan T. Opgemerkt kan worden dat de integraal aan het einde van de tweede bitcel naar nul ierugkeert. Daarna blijft de integraal negatief en wordt zelfs meer en meer negatief. Dit illustreert de 15 introductie van een gelijkstroamccmponent.

Ten einde een gelijkstroamvri.je codering te verkrijgen is door J.C. Mallinson en J.w. Miller voorgesteld, in het artikel "Optimal codes for digital magnetic recording" dat is verschenen in het tijdschrift "The Radio and Electronic Engineer" Vol 47, No. 4, April 1977, 20 pp. 172-176, cm de Miller-codering als volgt te wijzigen. De stroom van databixs in op elkaar volgende bitcellen wordt beschouwd te zijn opgebouwd ure aaneengesloten woorden van een eerste type en een tweede type.

Het eerste type woord bestaat uit een opeenvolging van n databits elk van een eerste soort, derhalve 11 .....111; n enen, n)>. 1. Het tweede 25 type woord bestaat uit m enen aan beide zijden begrensd door een 0, derhalve 011 .... 110; m enen, m> 0. De woorden van het eerste type bestaan uit bits die elk, na op Miller-wijze gecodeerd te zijn, geen netto bijdrage tot de d.s.v. leveren en deze woorden worden dan ook volgens de Miller-wijze gecodeerd. Evenzo leveren de woorden van het 30 tweede type met m=oneven, na op Miller-wijze gecodeerd te zijn;geen netto bijdrage tot de d.s.v. en ook deze categorie woorden van het tweede type wordt verder ongemoeid, gelaten. Echter, de woorden van het tweede type met m=even leveren indien pp Miller-wijze gecodeerd een netto bijdrage ongelijk nul tot de d.s.v.. In het voorbeeld van figuur 35 1 bevatten de bitcellen 3 t/m 8 een dergelijk woord van het tweede type met nreven (nl. 011110). De vier enen van dit woord geven zoals reeds werd aangeduid geen bijdrage, echter de nul die aan de een voorafgaat heeft dezelfde polariteit als de nul die op de enen volgt en 800 3 4 74 w •r i PHN 9676 7- deze leveren tezamen een netto bijdrage tot de d.s.v. Indien het aantal enen tassen de beide nullen oneven is dan is de polariteit van de nul welk aan de enen voorafgaat tegengesteld aan de polariteit van de nul welke op het oneven aantal enen volgt en is de bijdrage tot de d.s.v. 0.

5 In het genoemde artikel wordt voorgesteld cm in de woorden van het tweede type met ro=even êén overgang te onderdrukken en wel de overgang in hetmdden van de bitcel welke overeenkomt met de laatste 1. De aldus . 2 gewijzigde Miller-codering, verder M genaamd, is gelijkstroaravrij zoals ook blijkt uit figuur 2c. In figuur 1c is de binaire informatie weerge- 10 geven gecodeerd overeenkomstig M : de overgang die bij Miller codering in het midden van bitcel 7 (en 10) optreedc is bij M2 onderdrukt.

Bij registratie van informatiesignalen op een optische drager, bijvoorbeeld een plaat, treedt een bijzonder probleem qp. Door het gebruik van een dergelijke drager treden een aantal beschadigingen van de oppervlakte van de plaat op. Zo komen er meer en minder diepe krassen op de plaat of stofdeeltjes en raakt het plaatoppervlak beduimeld. Deze beschadigingen worden omgezet in laag-frequent stoorsignalen bij het uitlezen van.de plaat (De grootte van deze stoorsignalen wordt echter al beperkt doordat een vrij dikke beschermlaag op de plaat is aangebracht 20 waardoor de beschadigingen zich veelal buiten het diepte-scherpte gebied 2 van de lens bevinden). De hierboven aangegeven M codering heeft een spectrum dat d.c.-vrij is en waarvan de zeer lage frequenties in zekere mate zijn onderdrukt ten opzichte van het spectrum van de Miller-codering.

In figuur 3a is het spectrum van een pseudo-randcm bitreeks welke ge- 25 codeerd is volgens Miller (als M1 aangegeven in figuur 3a) of volgens 2 2 M (als M aangegeven in figuur 3a). De Miller-codering is niet gelijk- stroomvrij zoals uit de bijdrage bij frequentie nul blijkt.

In de praktijk is gebleken dat de onderdrukking van stoor-2 signalen welke de M -codering biedt buiten de frequentie 0 te gering 30 is en tot een te geringe frequentieband beperkt is. Het is van bijzonder groot voordeel gebleken de Miller-codering op een andere wijze 2 te modificeren waardoor deze - evenals M -codering - gelij kstroomvrij wordt maar bovendien over een bredere frequentieband een betere onderdrukking van de stoorsignalen levert. Deze codering, verder M3 genaamd, 35 is in figuur 1d nader weergegeven. De code-regels zijn als volgt. De stroom van databits in op elkaar volgende bitcellen wordt beschouwd te zijn opgebouwd uit aaneengesloten woorden van een eerste type en een tweede type. Het eerste type woord bestaat uit een opeenvolging van n 800 3 4 74 FHN 9676 8 * > databits elk van een tweede soort, derhalve 000 ... 00; n nullen, n>1. Het tweede type woord bestaat uit m databits van een eerste soort, derhalve 011 ... 11, m enen, m^1. De woorden van het eerste type warden volgens Miller gecodeerd evenals de woorden van het tweede type net 5 m=oneven. Opeenvolgingen van woorden van deze typen geven geen netto bijdrage tot de d.s.v. en zullen derhalve ook geen gelijks troamcorponent introduceren. De woorden van het tweede type met ro=even zouden daarentegen zulk een gelijkstroarrcanponent introduceren en worden derhalve gemodificeerd. Dit gebeurt door de overgangen die in het midden van 10 de laatste en de voorlaatste databit zouden voorkomen indien volgens Miller werd gecodeerd, worden onderdrukt en dat een overgang wordt geïntroduceerd aan het begin van de laatste bitcel. Per saldo karrt dus in een dergelijk woord één overgang minder voor dan bij Miller-codering dat het geval zou zijn. De polariteit van de aan de m enen (m=even) 15 voorafgaande nul is hierdoor tegengesteld aan de polariteit van de nul welke op de m enen volgt, welke nul overigens deel uit maakt van het volgende woord van hetzij het eerste hetzij het tweede type. In figuur 1d is te zien dat de overgangen in het midden van bitcel 6 en 7 (de laatste bits van het woord van het tweede type 01111 met m=even = 4) zijn 20 onderdrukt en dat een overgang is geïntroduceerd aan het begin van bitcel 7. Hetzelfde geldt voor het woord van het tweede type (011) dat in bitcel 8, 9, 10 is weergegeven. In figuur 2d is het verloop van d.s.v. weergegeven voor de M3-codering. De d.s.v. keert steeds weer naar de waarde nul terug en de maximale afwijking is + 3/2 T waarbij T de duur 25 van een tijdinterval is en een datanul, -1, en een dataeen, +1 wordt verondersteld.

In figuur 3a is eveneens het spectrum van de M3-codering weergegeven (aangeduid met M3). Het is duidelijk dat M3 in het laag-frequente gebied zeer goede eigenschappen bezit ten aanzien van de 30 onderdrukking van strocmcamponenten van lage frequentie omdat de responsie vanaf frequentie 0 slechts langzaam toeneemt. In figuur 3b is het spectrum van Miller-codering, M2 en M3 tot 100 kHz in groter detail weergegeven (De spectra volgens figuur 3a en 3b zijn beiden gemeten bij een bitsnelheid van 2 Mbit/sec.).

35 Behalve zoals in het hierboven weergegeven voorkeursuit- voeringsvoorbeeld wordt eveneens een d.c.-vrije, zelfklokkende codering verkregen, op de wijze die is weergegeven in Fig. 4b, c. De in Fig. 4b en Fig. 4c weergegeven coderingen, verder net MZM1 resp. MZM2 (Modified 800 3474 PHN 9676 9 r-

Zero Modulation) aangeduid, voorzien in het opdelen van de binaire informatie-strocm in woorden van een eerste type en een tweede type.

Het eerste type woord bestaat uit een opeenvolging van n databits elk van een eerste soort derhalve 111 ... 11, n enen, n^-1. Het tweede type 5 woord bestaat uit een opeenvolging van m databits van de eerste soort voorafgegaan en gevolgd door een databit van de tweede soort, derhalve 011 ... 110 (0, m enen, 0 met iu^.0). De woorden van het eerste type en de woorden van het tweede type met m oneven zijn ö.c.-vrij en worden qp Miller-wijze gecodeerd. De woorden van het tweede type met 10 m even zijn niet d.c.-vrij echter worden gemodificeerd op een wijze zoals hierboven bij M3 reeds werd beschreven en in Figuur 1a nogmaals is weergegeven namelijk door de overgang in het midden van de bitcel welke correspondeert met het laatste en voorlaatste databit van de eerste soort van dat woord te onderdrukken en een overgang te introduin ceren tussen de genoemde laatste en voorlaatste bitcel. Bij de in Figuur 4b weergegeven MZM1 codering wordt bovendien een overgang geïntroduceerd aan het begin van de eerste bitcel volgend op het gemodificeerde woord van het tweede type met m even, indien deze bitcel een logische 0 dient te representeren. Geen overgang aan het begin maar 20 een overgang in het midden van de eerste bitcel wordt aangebracht indien deze bitcel een logische 1 dient te representeren, zoals overigens bij Miller-codering gebruikelijk is.

De codering welke verkregen wordt door de binaire bit-stroon volgens Figuur 1a overeenkomstig de MZM1 code cm te zetten, is 25 weergegeven in Figuur 1g. Het verloop van de d.s.v. van de MZM1 -reeks » van Figuur 1g is weergegeven in Figuur 2c.

Bij de MZM2 codering welke in Figuur 4c is weergegeven wordt geen overgang geïntroduceerd aan het begin van de eerste bitcel volgend op het woord van het tweede type met m even.

30 De codering welke verkregen wordt door de binaire bit- strocm volgens Figuur 1a overeenkomstig de MZM2 code cm te zetten is weergegeven in Figuur 1h. Het verloop van de d.s.v. van de MZM2-reeks van Figuur 1h is weergegeven in Figuur 2f.

De stroom van databits wordt door een nog te beschrijven 35 inrichting gecodeerd, bijvoorbeeld volgens de hierboven beschreven M3-codering en vervolgens geregistreerd qp bijvoorbeeld een optische drager. Daarbij wordt qp bekende wijze een één bijvoorbeeld door een 800 3 4 74 % ψ ΡΗΝ 9767 10 putje of een gat in de drager gerepresenteerd en een nul door het ontbreken van een dergelijk putje c.q. gat. In figuur 5 is een bovenaanzicht van een cirkelvormige optische plaat 14 weergegeven, in het midden waarvan een gat 15 is aangebracht. Op de plaat zijn cirkel- of 5 spiraalvormige sporen 16 aangebracht welke sporen worden gevormd door gat/niet-gat of putje/niet-putje opeenvolgingen. In Figuur 5 is één cirkelvormig spoor aangegeven waarbij - niet op schaal - een aantal onderverdelingsstreepjes zijn weergegeven ter aanduiding van de bit-cellen. Deze bitcellen vormen op de plaat een ruimtelijke structuur 10 waar zij in het informauiesignaai een onderverdeling in de tijd vormen.

Onafhankelijk van de inhoud van de informatie-signalen kunnen aan de registratiedrager een aantal bijzonderheden worden onderkend. Deze bijzonderheden worden hieronder nader uiteengezet aan de hand van een registratiedrager welke is voorzien van een informatie-15 structuur welke volgens M3 is gecodeerd. Waar een registratiedrager volgens MZM1 of MZM2 gecodeerd afwijkt wordt dit tussen haakjes gesignaleerd. Zo is de minimale afstand tussen twee opeenvolgende over-gangen van put/niet-put tot niet-put/put gelijk aan één bitcel (zie in Figuur 1d-bitcel 2 en 4). De maximale afstand tussen twee opeenvol-20 gende overgangen is gelijk aan drie (MZM1:2^ bitcellen (zie bij Figuur 1d de bitcellen 7, 8 en 9). Verder kanen afstanden voor, die tussen deze beide uitersten zijn gelegen en wel afstanden van 1½, 2 en 2¾ maal de lengte van één bitcel (MZM1:^ en 2) . Doordat de maximale afstand relatief kort is zijn steeds voldoende overgangen in het van de drager uit 25 te lezen signaal aanwezig waardoor de codering als zelfklokkend is aan te merken. Doordat anderzijds de minimale afstand niet minder is dan de lengte van één bitcel, is een behoorlijke informatiedichtheid op de drager te verwezenlijken. Een andere karakteristiek van de patronen welke op de registratiedrager aanwezig zijn is dat de overgang 30 welke het begin van de maximale afstand van drie bitcellen markeert steeds gelegen is aan het begin van een bitcel. Datzelfde geldt (behalve voor MZM1) ook voor de overgang welke het einde van de maximale afstand markeert. Op deze wijze is eenduidig op de drager vast te stellen welke overgangen in het midden van een bitcel geacht moeten warden te 35 liggen en welke aan het begin van een bitcel. Essentiëel is verder dat de modificatie die is aangebracht ten einde een gelijkstrocmvrije en laagfrequentarme codering te verkrijgen eenduidig gedecodeerd kunnen worden.Immers door de modificatie worden de beide laatste enen 800 3 4 74 PHN 9767 11 r* ΐ > van een woord van het type 011 ... 11; m enen net m=even weergegeven als ware het nullen. Dit is evenwel, gebruik makend van alléén qp de drager aanwezige overgang/niet-overgangpatronen, eenduidig vast te stellen. Wordt namelijk bij decodering als volgens Miller een "onmoge-5 lijke" bitwaarde aangetroffen dan dient dit bit een waarde "nul" te krijgen en dienen de beide voorafgaande -als "nul" aangemerkte bits- de waarde "één" te krijgen. Een ander is geïllustreerd in Figuur 1e.

De in Figuur 1d weergegeven golf vorm wordt gedecodeerd volgens de bekende Miller-wijze en levert dan voor de bitcellen 1 t/m 7 het resultaat 10 0001100 op en in bitcel 8 een 0 die evenwel geen nul kan zijn omdat vol gens de Miller codering een nul die volgt op een nul een overgang aan het begin van de bitcel dient te bezitten, een overgang, die hier dus ontbreekt. Het decoderingsresultaat van bitcel 8 is in Figuur 1e met een F weergegeven. Door substitutie van een nul voor de met F aangeduide :5 bitcel en een "één" voor de beide onmiddelijk eraan voorafgaande bitcellen zoals in Figuur 1f is aangeduid wordt het gedecodeerde datasignaal identiek met het gecodeerde datasignaal.

Een andere bijzonderheid die belichaamd is in de regis-tratiedrager is, mede aan de hand van Figuur 6, als volgt te omschrijven.

20 Figuur 6 toont een doorsnede loodrecht op de drager, als bijvoorbeeld in Figuur 5 is weeergegeven. welke doorsnede de richting van een spoor volgt. Door de bovenzijde 17 van de drager 14 zijn een aantal putten 19 aangebracht en het aldus gevormde patroon van put/niet-put. representeert de binaire informatie welke in dit spoor is geregistreerd.· De bodem 25 van de putten 19 raakt in het weergegeven voorbeeld niet de onderzijde 18 van de drager alhoewel dit ook alleszinds mogelijk is. De diepte der putten is gelijk aan d. De streep-stippellijn in Figuur 6 bevindt zich op een afstand d/2 ten opzichte van de bovenzijde 17 van de drager. Voor in M3-codering op de drager weergegeven informatie geldt dat het opper-30 vlak van het "niet-put"-deel boven de streep-stippellijn gemiddeld gelijk is aan het oppervlak van het "put"-deel beneden de streep-stippellijn. Verder geldt dat het oppervlak van het "niet-put"-deel boven de streep-stippellijn ten hoogste + 3/2 T.d/2 (MZM1 en MZM2:+Td) afwijkt van het oppervlak van het oppervlak van het "put"-deel beneden de 35 streep-stippellijn, waarbij T de lengte van een bitcel op de drager is. Beide eigenschappen zijn zoals reeds opgemerkt, onafhankelijk van de informatie welke betrekking heeft op het betreffende (deel van een) spoor of de betreffende sporen. Wel is aangenomen dat het oppervlak van 800 34 74 EHN 9767 12 een "niet-put" boven de streep-stippellijn in Figuur 6 ter lengte van één bitcel gelijk is aan het oppervlak onder de streep-stippellijn van een "put" ter lengte van één bitcel.

Het zal duidelijk zijn dat het voor de doeleinden van de 5 uitvinding geen verschil uitmaakt welke van de beide toestanden "1" genoemd wordt en welke "0". Zo kan een overgang in het midden van de bitcel in tegenstelling tot de in het voorgaande gehanteerde terminologie, een "0" worden genoemd en een overgang aan het begin van de bitcellen een "1" worden genoemd. Evenzeer is het denkbaar dat een logische "1" io wordt voorgesteld door een overgang relatief laat in de bitcel en een logische "0" wordt gerepresenteerd door èen overgang betrékkelijk vroeg in de bitcel of omgekeerd. Ook is het voor de uitvinding niet van belang of een "1" dan wel een "0" met een put dan wel een niet-put in de regis-tratiedrager wordt geassocieerd.

•5 Een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van een inrichting voor het coderen van binaire informaties ignalen in de hierboven beschreven M3-codering is weergegeven in Figuur 7. In Figuur 8 zijn enkele tijd-diagrammen weergegeven van de signalen die op de aangeduide plaatsen in de inrichting volgens Figuur 7 optreden. De inrichting bevat drie in 20 cascade geschakelde D-type trekkerschakelingen 20, 21 en 22. De ingangs-klem 23 voor het toevoeren van de binaire informatie-signalen is verbonden met de D-klem van trekkerschakeling 20. De Q-klem van trekker-schakeling 20 is verbonden met de D-klem van trekkerschakeling 21 en de Q-klem van trekkerschakeling 21 is verbonden met de D-klem van trekker-25 schakeling 22. De inrichting is verder voorzien van een ingangsklem 24 voor het toevoeren van kloks ignalen Cl welke worden opgewekt door een niet nader aangeduide, bekende klokopwekkingsinrichting en welke zijn weergegeven in Figuur 8b. De ingangsklem 24 is verbonden met de klok-klerttnen T van de trekkerschakelingen 20, 21 en 22. De cascadeschakeling 30 van de trekkerschakelingen 20, 21 en 22 fungeert als vertragingslijn waarbij door elke trekkerschakeling het aan de desbetreffende D-klem toegevoerde datasignaal één klokperiode wordt vertraagd. Het aan de ingangsklem 22 toegevoerde binaire informatiesignaal A(Q) bestaande uit bijvoorbeeld 100001110011110110 zoals ook in Figuur 8a is weerge-35 geven is derhalve aan de Q-klem van trekkerschakeling 20 één klokperiode vertraagd A(-1) als weergegeven in Figuur 8c, is aan de Q-klem van trekkerschakeling 21 twéé klokpericden vertraagd, A(-2), als is weergegeven in Figuur 8g en is aan de Q-klem van trekkerschakeling 22 800 3 4 74 PHN 9767 13 r -: / drie klokperioden vertraagd, A(-3), zoals is weergegeven In Figuur 8j.

De Q-klem van trelckerschakeling 20 en de ingangskleru 24 zijn elk verbonden roet een ingang van een EN-schakeling 25. Aan de uitgang van de EN-schakeling 25 is signaal R beschikbaar (Figuur 8d), 5 een signaal derhalve dat overeenkomt roet het kloksignaal Cl op die plaatsen waar het datasignaal A(-1) gelijk aan 1 is. De Q-klem van trekkerschakeling 20 is verder via een vertragingselement 26 roet een ingang van een EN-schakeling 27 verbonden. De andere ingang van EN-schakeling 27 is roet de Q-klem van trekkerschakeling 20 verbonden. Aan de 10 uitgang van EN-schakeling 27 is een signaal S beschikbaar (Figuur 8c) dat ter plaatse van de negatief-gaande flanken van het datasignaal A(-1) naaldvormige Impulsen bezit (Figuur 8e). De uitgang van EN-schakeling 25 is roet de T-klem van een verdere D-type trekkerschakeling 28 verbonden en de uitgang van EN-schakeling 27 is net de R-klem van trekkerschakeling •5 28 verbonden. De Q-klem van trekkerschakeling 28 is teruggekoppeld naar de D-klem. De trekkerschakeling 28 is derhalve als 2-deler geschakeld en levert aan de Q-klem een signaal P dat is weergeven in Figuur 1f.

De Q-klem van trekkerschakeling 28 is verder verbonden met de D-klem van een D-type trekkerschakeling 29,. waarvan de T-klem is 20 verbonden met de uitgang van EN-schakeling 27. De reset klem R van trekkerschakeling 29 is aangesloten op de uitgang van eenUOF-schakeling 30 de ingangen waarvan zijn verbonden roet de Q-klem van trekkerschakeling 21 resp. de klokingang 24. Het uitgangssignaal T van de NOF-schakeling 30 is gelijk aan de inverse van het kloksignaal op die plaatsen waar het 25 datasignaal A(-2) gelijk aan nul is. Het uitgangssignaal M van trekkerschakeling 29 is weergegeven in Figuur 7i.Het uitgangssignaal M is zodanig van aard dat het signaal nul is op die plaatsen waar het te coderen signaal volgens de Miller-codering dient te worden gecodeerd en het signaal één is op die plaatsen waar het signaal volgens M3 ge-30 codeerd dient te worden.

De Q-klem van trekkerschakeling 29 is evenals de ingangsklem 24 verbonden met een EXCLUSIEF-OF schakeling 31. Het uitgangssignaal van de EXCLUSIEF-OF schakeling 31 wordt, evenals het signaal A(-3) (Figuur 8j) toegevoerd aan een EN-schakeling 32. Het uitgangssignaal U van de EN-35 schakeling 32 is weergegeven in Figuur 8k. Het signaal U bevat klok-pulsen op die plaatsen waar het (vertraagde) datasignaal A(-3) de waarde één heeft echter met dien verstande dat op de plaatsen waar bovendien het signaal M de waarde één heeft de klokpulsen geïnverteerd zijn.

800 3 4 74 1 if PHN 9767 14

De Q-klem van trekkerschakeling 22 is verder met een ingang van een NQF-schakeling 33 verbanden. Een verdere ingang is verbonden met de klokingang 24. Het uitgangssignaal V (Figuur 81) van de NOF-schakeling 33 wordt samen met het Q-signaal van trekkerschakeling 21 toe-5 gevoerd aan EN-schakeling 34. Aan de uitgang van de EN-schakeling 34 is een signaal w overeenkomstig Figuur 8m beschikbaar. De uitgangen van EN-schakeling 32 en 34 zijn elk verbonden met een ingang van een NOF-schakeling 35 aan de uitgang waarvan een signaal Y beschikbaar is (figuur 8n). De signaal Y wordt tenslotte toegevoerd aan de T-klem van een 10 D-type trekkerschakeling 36. De Q-klem van deze trekkerschakeling is verbonden met de D-klem ervan. De trekkerschakeling 36 is derhalve als twee-deler geschakeld. Aan een uitgangsklem 37 welke verbonden is met de Q-klem van trekkerschakeling 36 is het uitgangssignaal Z beschikbaar dat in Figuur 7o nader is weergegeven en dat de over drie bitintervallen 15 verschoven M3 gecodeerde versie is van het aan de ingangsklem 22 aangeboden dataingangssignaal A(o). Het uitgangssignaal Z wordt benut bijvoorbeeld als stuursignaal voor een laser welke in een registratie-drager putjes of gaatjes brandt.

Welke van de beschreven coderingsmethoden, namelijk M3, 20 MZM1 of MZM2 de voorkeur verdient is het resultaat van een afwegingsproces waar bijvoorbeeld de aard van het syteem (optisch, magnetisch), de maximale lengte zonder overgangen welke acceptabel wcardt geacht in de gecodeerde bitstroom, en de gewenste onderdrukking voor lage frequenties een rol bij spelen.

25 30 35 800 34 74 r PHN 9767 15

Conclusies: 1. Werkwijze voor het coderen van een stroom van binaire databits in op elkaar volgende bitcellen van een registratiedrager waarbij de bitstrocm wordt beschouwd te zijn opgebouwd uit aaneengesloten woorden van een eerste type en een tweede type en de databits 5 van een eerste of een tweede soort zijn en waarbij het tweede type woord ten minste een opeenvolging bevat van: één databit van de tweede soort gevolgd door m, (m^O) databits van de eerste soort, waarbij databits van de eerste soort normaliter worden gecodeerd door niveauovergangen in het midden van de betreffende bitcel en databits van de tweede 10 soort normaliter worden gecodeerd door overgangen aan het begin der betreffende bitcel, terwijl elke overgang aan het begin van een bitcel volgend op een overgang in het midden van de onmiddelijk eraan voorafgaande bitcel wordt onderdrukt en waarbij van de woorden van het tweede type met even m de overgangen geïntroduceerd door het laatste en het voorlaatste databit van de eerste soort worden gemodificeerd teneinde elke gelijkstroomccrnponent te verwijderen met het kenmerk, dat de overgang in het midden van de bitcel overeenkomend net zowel het laatste als het voorlaatste databit van de eerste soort van het woord van het tweede type met even m worden onderdrukt en dat een overgang wordt aan-20 gebracht op de scheiding van het genoemde voorlaatste en laatste databit.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de woorden van het eerste type bestaan uit een opeenvolging van n (n^. 1) databits van de tweede soort en dat bij de woorden van het tweede type m>1 is.

25 3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de woorden van het > eerste type bestaan uit een opeenvolging van n(n^O) databits van de eerste soort en de genoemde woorden van het tweede type verder allen een databit van de tweede soort bevatten welk databit volgt op de m aanwezige databits van de eerste soort met het kenmerk, dat bij woorden 30 van het tweede type met m is even de overgang wordt onderdrukt aan het begin van de bitcel corresponderend net het laatste databit van dit woord van het tweede type.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een overgang wordt aangebracht aan het begin van de eerste bitcel van het 25 woord van het eerste type welk woord onmiddelijk volgt op een woord van het tweede type met m is even en dat de overgang wordt onderdrukt aan het begin van de eerste bitcel van het woord van het tweede type welk woord onmiddelijk volgt opeen.woord van het tweede type net m is even.

800 3 4 74

Claims (5)

1. 5. Werkwijze volgens conclusie 3, roet het kenmerk, dat de overgang aan het begin van de bitcel volgend op een woord van het tweede type met m is even wordt onderdrukt.
2. 6. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze voor het 5 coderen van een .stroom van binaire databits in op elkaar volgende bit- cellen van een registratiedrager volgens conclusie 2 waarbij de inrichting is voorzien van een eerste ingang voor het toevoeren van de binaire databits, een tweede ingang voor het toevoeren van kloksignalen welke synchroon met de databits zijn en een uitgang bevat voor het afnaren IQ van de gecodeerde signalen ten behoeve van de stuurinrichting voor het onzetten van s ignaalovergangen in overgangen in de registratiedrager en waarbij de inrichting verder is voorzien van: middelen voor het opwekken van een s ignaalover gang in het midden van een klokinterval bij een databit van de eerste soort 15 middelen voor het opwekken van een signaalovergang aan het begin van een klokinterval bij een databit van de tweede soort middelen voor het onderdrukken van een overgang aan het begin van een klokinterval volgend qp een overgang in het midden van het onmiddelijk eraan voorafgaande klokinterval 20 met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van: middelen voor het detecteren van een woord van het tweede type met m even in de stroom van databits? middelen voor het indiceren van het voorlaatste en het laatste databit van de eerste soort in een woord van het tweede type 25 met m even? middelen voor het onderdrukken van de overgangen in het midden van het klokinterval overeenkomende met genoemde voorlaatste en laatste bit van de eerste soort in een woord van het tweede type met m even? 30 middelen voor het opwekken van een overgang tussen het genoemde voorlaatste en laatste klokinterval.
3. 7. Registratiedrager voorzien van een informatiestructuur bestaande uit opeenvolgingen van bitcellen, welke bitcellen elk een informatiebit bevatten dat gerepresenteerd wordt door al dan niet een 35 niveauovergang in het midden dan wel aan het begin van de bitcel met het kenmerk, dat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van êén bitcel, dat de maximale afstand 800 34 74 PHN 9676 17 r . tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van drie bitcellen, dat een overgang in het midden van de bitcel een "logische één" representeert en dat een overgang aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" representeert tenzij over twee opeenvol-5 gende bitcellen éénzelfde niveau aanwezig is, in welk geval de eerste der genoemde twee opeenvolgende bitcellen en de daaraan voorafgaande bitcel elk een "logische één" representeren, dat de niveauovergangen tussen een eerste en een tweede niveau plaatsvinden waarbij het eerste niveau ten opzichte van een referentieniveau evenveel positief is dan 10 het tweede niveau negatief is en dat de lopende intergraal van de informatiestructuur langs het referentieniveau ten hoogste een waarde van 3/2 T bereikt waarbij T de lengte van een bitcel is en dat de niveauovergangen welke door de maximale af stand van drie bitcellen van elkaar worden gescheiden, het begin van de bitcel markeren.
4. 8. Registratiedrager voorzien van een informatiestructuur bestaande uit opeenvolgingen van bitcellen, welke bitcellen elk een informatiebit bevatten dat gerepresenteerd wordt door al dan niet een niveauovergang in het midden dan wel aan het begin van de bitcel roet het kenmerk, dat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen 20 gelijk is aan de lengte van één bitcel, dat de maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van 2h bitcel, dat een overgang in het midden van de bitcel een "logische één" representeert en dat een overgang aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" representeert tenzij over twee opeenvolgende bitcellen 25 eenzelfde niveau aanwezig is in welk.geval de eerste der genoemde twee opeenvolgende bitcellen en de daaraan voorafgaande bitcel elk een "logische één" representeren, dat de niveauovergangen tussen een eerste en een tweede niveau plaatsvinden, waarbij het eerste niveau ten opzichte van een referentieniveau evenveel positief is dan het tweede niveau 30 negatief is en dat de lopende integraal van de informatiestructuur langs het referentieniveau ten hoogste een waarde van 2Γ bereikt waarbij T de lengte van één bitcel is en dat de eerste niveauovergang van de niveauovergangen welke door de maximale afstand van 2½ bitcel van elkaar worden gescheiden, het begin van de bitcel markeert.
5. 9. Registratiedrager voorzien van een informatiestructuur bestaande uit opeenvolgingen van bitcellen welke bitcellen elk een informatiebit bevatten dat gerepresenteerd wordt door al dan niet 8G0 34 74 PHN 9676 18 een niveauovergang in het midden dan wel aan het begin van de bitcel met het kenmerk, dat de minimale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte van één bitcel, dat de maximale afstand tussen twee opeenvolgende overgangen gelijk is aan de lengte 5 van drie bitcellen, dat een over gang in het midden van de bitcel een "logische één" representeert en dat een overgang aan het begin van een bitcel normaliter een "logische nul" representeert tenzij over twee opeenvolgende bitcellen éénzelfde niveau aanwezig is in welk geval, de eerste der genoemde twee opeenvolgende bitcellen en de daaraan 10 voorafgaande bitcel elk een "logische één" representeren, dat de niveau-overgangen tussen een eerste en een tweede niveau plaatsvinden,waarbij het eerste niveau ten opzichte van een referentieniveau evenveel positief is dan het tweede niveau negatief is en dat de lopende integraal van de informatiestructuur langs het referentieniveau ten hoogste een 15 waarde van 2T bereikt waarbij T de lengte van een bitcel is en dat de niveauovergangan welke door de maximale afstand van drie bitcellen van elkaar worden gescheiden het begin van de bitcel markeren. 20 25 * 30 35 800 3 4 74