NL8102251A - Systeem voor het overdragen van een audiosignaal via een transmissiekanaal. - Google Patents

Description

PHN 10.042 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

; Systeem voor het overdragen van een audiosignaal via een transmissie-kanaal.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het omzetten van een analoog audiosignaal in een binair signaal en omgekeerd in het bijzonder ten behoeve van een overdrachtstelsel voor het optekenen en weergeven van dit audiosignaal op een registratiedrager, waarbij de om-5 zetting van het analoge audiosignaal in een binair signaal omvat een ana-loog-digitaal-omzetting waarbij bemonsteringen van het analoge audiosignaal worden omgezet in digitale datawoorden van elk M databits en een modulatie voor het omzetten van deze datawoorden in een binair signaal, welke modulatie zodanig is dat databits van een eerste soort in dit binaire 10 signaal worden gerepresenteerd door een niveauovergang en databits van een tweede soort door het ontbreken van een dergelijke niveauovergang, en waarbij de terugomzetting van het binaire signaal in het analoge audiosignaal omvat een demodulatie waarbij het binaire signaal wordt gedemodu-leerd en omgezet in digitale datawoorden van elk M databits en een digitaal-15 analoog-omzetting, waarbij deze datawoorden worden omgezet in analoge bemonster ingswaarden van het audiosignaal.

Vooral op het gebied van de registratie op en/öf weergave van aüdiosignalen van een registratiedrager bestaat momenteel een sterke belangstelling voor digitale kodeertechnieken. Deze belangstelling komt voort 20 uit het streven een registratie/weergave-systeem te ontwikkelen waarbij een zeer hoge kwaliteit van het audiosignaal gewaarborgd is. Een hiervoor bij uitstek geschikt systeem maakt gebruik van een schijf vormige registratiedrager waarin de audio-informatie wordt opgetekend in de vorm van een optisch détekteerbare reliëfstruktuur, die met behulp van een op deze 25 registratiedrager gefokusseerde stralenbundel kan worden uitgelezen. Het op de registratiedrager opgetekendë signaal is daarbij digitaal gekodeerd waardoor een zeer groot dynamisch bereik en een zeer grote signaal-ruis-afstand bereikbaar wordt. Ook bij magnetische registratie bestaat een grote belangstelling voor digitale optekening.

30 Wil men echter een optimaal gebruik maken van de door de digi tale kodeertechnieken geboden mogelijkheden dan zal het digitale kodeer-systeesm aan een aantal specifieke eisen moeten voldoen.

Als belangrijkste eis geldt dat de bandbreedte van het digitaal 8102251 PHN 10.042 2 gekodeerde signaal beperkt dient te zijn. Bij het overzenden van dit signaal Via een transmissiekanaal moet de bandbreedte van het signaal uiteraard passen binnen de beschikbare bandbreedte van het transmissiekanaal. Hetzelfde geldt uiteraard ook bij optekening van dit digitaal gekodeerde 5 signaal op een registratiedrager. Daar komt nog bij dat in dit laatste geval deze bandbreedte van het digitaal gekodeerde signaal direkte consequenties heeft voor de bereikbare speelduur van de registratiedrager.

Een tweede belangrijke eis is dat het kodeersysteem zelfklokkend is met andere woorden dat uit het digitaal gekodeerde signaal een klok-10 signaal kan worden gegenereerd, welk kloksignaal nodig is bij de dekodering van dit digitale signaal. Dit is echter alleen mogelijk indien gegarandeerd is dat op gezette tijden een signaalovergang optreedt in het digitale signaal met andere woorden indien dë afstand tussen öpeenvolgende signaal-overgangen niet te groot wordt.

15 De uitvinding beoogt een overdrachtssysteem te verschaffen dat in hoge mate aan bovengenoemde eisen tegemoet komt. Het overdrachtssysteem volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat de analoog-digitaal-omzetting is ingericht voor het leveren van datawoorden met M-1 anplitudebits, die tezamen binair gekodeerd de grootte van de bemonstering 20 respresenteren en één tekenbit, dat de polariteit van de bemonstering aangeeft en waarbij deze analoog-digitaal-omzetting zodanig is dat een bemonstering met een waarde nul resulteert in M-1 anplitudebits van de eerste soort en dat voorafgaande aan de modulatie elk datawoord' wordt onderverdeeld in N subwoorden, waarbij de databits van het datawoord zo-25 danig over de subwoorden worden gerangschikt dat elk subwoord één der N meest-signifikante anplitudebits van het datawoord bevat, terwijl de terugomzetting van het binaire signaal in het analoge audiosignaal na demodulatie van het binaire signaal steeds de databits van de N subwoorden worden geherrangschikt tot datawoorden met M databits en de digitaal-30 analoog-omzetting is ingericht voor het omzetten van deze datawoorden met M-1 anplitudebits en één tekenbit in een analoge bemonsteringswaarde.

Doordat bij het overdrachtssysteem volgens de uitvinding voor het ontzetten van de digitale datawoorden in een binair signaal een modulatietechhiek wordt gebruikt waarbij alleen bij het optreden van een 35 databit van de eerste soort ("1") een niveauovergang in het overdrachts-signaal wordt geïntroduceerd, welke modulatietechniek bekend staat onder de aanduiding NRZ-M (Non Return to Zero Mark), wordt bereikt dat het overdrachtssignaal een relatief geringe bandbreedte bezit. Deze band- 8102251 PHN 10-042 3 breedte wordt Immers bepaald door de kortste afstand tussen opeenvolgende signaalovergangen in het overdrachtssignaal dat bij deze NRZ-M modulatie êên bitcel bedraagt.

Bij gebruik van deze modulatietechniek kan echter de afstand 5 tussen twee opeenvolgende niveauovergangen in het overdrachtssignaal relatief groot worden, hetgeen betekent dat het overdrachtssysteem slecht zelfklokkend is. Door de maatregel volgens de uitvinding wordt dit bezwaar van de NRZ-M-modulatie in hoge mate ondervangen zonder dat afbreuk wordt gedaan aan de voordelen daarvan. De uitvinding maakt hierbij op een bij-10 zonder effektieve wijze gebruik van de eigenschappen van een audiosignaal en kan in een drietal stappen worden verdeeld.

1. Bij de analoog-digitaal-omzetting worden datawoorden van M databits gevormd waarvan (M-1) databits de grootte van de signaalbemon-' : stering representeren en één databit de polariteit van de bemonstering.

15 Hierdoor is bereikt dat in de datawoorden de databits welke bij het optreden van een sterk audiosignaal een logische "1" vormen een vaste voorspelbare positie innemen aangezien deze databits immers de meest-signifikante bits (MSB) van de M-1 amplitudebits vormen.

2. Bij de analoog-digitaal-omzetting vindt een inversie van 20 de databits plaats met andere woorden een databit die normaliter een logische "1" zou zijn wordt een logische "0" en omgekeerd. Zo wordt een bemonstering met een amplitude nul niet omgezet in een datawoord/met (M-1) databits met een logische "0", maar juist in (M-1) databits met een logische "1". Door deze maatregel wordt bereikt dat met zeer grote waar-25 schijnlijkheid de meest-signifikante amplitudebits van een datawoord een logische "1" zijn. Harde passages in een geluidssignaal, met andere woorden bemonsteringen met een zeer grote amplitude, komen slechts zeer zelden voor, zodat de meest-signifikante amplitudebits als gevolg van de genoemde inversie in het overgrote deel van de datawoorden de logische 30 waarde "1" zullen bezitten. Aangezién.deze lógische waarde "1" via' de NRZ-M-modulatie een niveauovergang in het overdrachtssignaal bewerkstelligt betékent dit dat de meest-signifikanté .amplitudebits met vrij grote zekerheid desbetreffende niveauovergangen in het binaire signaal bewerkstelligen.

35 3. Elk datawoord i wordt .onderverdeeld in N subwoorden en de (M-1) databits worden zodanig over deze subwoorden verdeeld, dat elk subwoord êên der N ^meest-signifikante amplitudebits bevat. Daardoor wordt bereikt, dat in elk subwoord althans êên der databits met grote ; 8102251 PHN 10.042 4 ’waarschijnlijkheid een niveauovergang in het binaire signaal bewerkstelligt. Dit betekent dat de afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen met grote waarschijnlijkheid steeds kleiner zal zijn dan M/N databits, wanneer de meest-signifikante amplitudebits deze onderlinge afstand bezitten.

5 Op deze wij ze is.bereikt dat zonder afbreuk te doen aan de voordelen van de NRZ-M-modulatie de klokopwekking voor de dekodering aanzienlijk verbeterd is.

Een voorkeursuitvoering van het systeem volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de anplitudebits zodanig in de N subwoorden worden 10 gerangschikt dat elk subwoord êên der N minste-signifikante anplitudebits bevat. Hierbij is weer bij voorkeur de afstand tussen deze minst-signifi-kante anplitudebits (LSB)' in opeenvolgende subgroepen gelijk aan M/N bitcellen.

Deze voorkeursuitvoering opent de mogelijkheid om in die gevallen 15 dat de afstand tussen opeenvolgende niveauovergangen toch te groot dreigt te worden een korrektie uit te voeren. Daartoe kan volgens een verder kenmerk van de uitvinding bij de modulatie een extra niveauovergang worden gegenereerd ter plaatse van de minst-signifikante amplitudebit . van een subwoord in geval binnen een tijdsvenster, dat deze minst-signifikante 20 amplitudebit omvat en dat een tijdsduur bezit overeenkomend met M/N databits ha de standaardmodulatie geen niveauovergang is opgetreden. Door deze introduktie van een extra signaalovergang ter plaatse van de minst-signifikante amplitudebit wordt uiteraard een fout in het audiosignaal geïntroduceerd. Deze situatie treedt echter alleen op indien de meest-signifi-25 kante amplitudebit van het betreffende datawoord "0" is, dat wil zeggen bij een harde passage van het audiosignaal. Dit houdt in dat de door de wijziging van êên der minst-signifikante amplitudebits geïntroduceerde fout in het audiosignaal nauwelijks hoorbaar is.

De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand 30 van de tekening, waarin fig. 1 schematisch het systeem volgens de uitvinding weergeeft, fig. 2 signaalvormen ter nadere verklaring van de door de uitvinding bereikte voordelen, 35 fig. 3 een tweetal datawoorden ter nadere verklaring van een voorkeursuitvoering van het systeem volgens de uitvinding en fig. 4 en 5 blokschema's van de bij het: systeem’, volgens de uitvinding toegepaste schakelingen.

81 0 2 2 5 1 PHN 10.042 5

Fig. 1 toont schematisch de wijze waarop in het systeem volgens de uitvinding het analoge audiosignaal wordt omgezet in een binair signaal, waarbij in de linker helft van de figuur schematisch de uitgevoerde stappen zijn aangegeven en in de rechter helft van de figuur de daaruit resulterende 5 signalen voor een viertal signaalwaarden.van het audiosignaal. Zoals in het kader rechtsboven in de figuur is aangegeven zijn als signaalwaarden gekozen A=0, A=0,01 Amax' A==0,25 A^^ en A=0,8 A^^, waarbij A^^ de maximale grootte van het audiosignaal is.

Het analoge audiosignaal wordt op bekende wijze bemonsterd, 10 bijvoorbeeld met een bemonsteringsfrekwentie van 44 KHz, waarna deze bemonsteringen met behulp van een analoog-digitaal-omzetter A/D worden omgezet in datawoorden D. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is aangenomen dat de A/D-omzetter datawoorden D van 14 databits levert, waarbij de data-bits met rangnummer 1-13 (in het navolgende amplitudebits genoemd) de 15 grootte van de bemonstering representeren en de veertiende databit S (in het navolgende tekenbit genoemd) de polariteit van de betreffende bemonstering.

De door de A/D-omzetter geleverde datawoorden D worden aan een inverter I toegevoerd, die de databits inverteert (OtM en 1-»0), resul-20 terend in datawoorden D'. Daarna worden de datawoorden D' toegevoerd aan een inrichting BS, die de volgorde van de databits binnen elk datawoord D' wijzigt. In het bijzonder worden de databits van elk datawoord D' zodanig over een aantal (N) subgroepen verdeeld, dat elke subgroep één der (N) meest-signifikante amplitudebits van het datawoord bevat. In het 25 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is aangenomen dat elk datawoord D' wordt omgezet in een datawoord D'' dat twee subgroepen d^ en d2 bevat, dus N=2.

Elk der subgroepen, ieder bestaande uit 7 databits, bevat één der twee meest-signifikante amplitudebits. Zo bevat het subwoord d^ de amplitude-bit met rangnummer 13 en het sutwoord d2 de amplitudebit met rangnummer 12, 30 terwijl tevens te zien is dat deze beide twee meest-signifikante arnpli-tudebits 12 én 13 zodanig binnen de subgroepen gepositioneerd zijn dat hun onderlinge afstand steeds 7 bitcellen bedraagt. Verder is uit de figuur te zien dat bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld de databits zodanig zijn gerangschikt, dat de subgroep d^ de amplitudebits met on-35 even rangnummers (1,3 ...13) bevat en de subgroep d2 de amplitudebits met even rangnummers (2,4 ...12) plus het tekenbit (S).

De op deze wijze verkregen datawoorden D'1 worden nu toegevoerd aan een NRZ-M-modulator die het gewenste binaire signaal levert. Deze 8102251 PHN 10.042 6 NRZ-M-modulator heeft als eigenschap dat een databit met een logische waarde "1" in het binaire signaal wordt gekarakteriseerd door een niveau-overgang, terwijl een databit met een logische waarde "0" wordt gekarakteriseerd door het ontbreken van een dergelijke niveauovergang. Voor de 5 aangenomen bemonsteringswaarden resultèert dit uiteindelijk in de met aangeduide binaire signalen.

In het navolgende zullen de door de diverse stappen bereikte resultaten nader worden uiteengezet. Ter illustratie van deze resultaten zijn in figuur 2 onder de aanduiding B2 de binaire signalen aangegeven, 10 die zouden zijn opgetreden indien de door de A/D-omzetter geleverde data-woorden (D^ ...D^) rechtstreeks aan de NRZ-M-modulator zouden zijn toegevoerd, terwijl onder de aanduiding B^ de binaire signalen zijn aangegeven, die door de NRZ-M-modulator zouden zijn geleverd indien de door de inverter I geleverde datawoorden (DJj ...Dp rechtstreeks aan deze modulator zouden 15 zijn toegevoerd.

Door gebruikmaking van de inverter I wordt allereerst bereikt dat kleine bemonsteringswaarden van het audiosignaal resulteren in een binair signaal met relatief veel niveauovergangen. Dit is bijzonder duidelijk te zien door vergelijking van de binaire signalen D^ en D.j (B^) die dê 20 bemonsteringswaarde nul representeren zonder respektievelijk met gebruikmaking van de inverter, terwijl vergelijking van de binaire signalen £>2^2* en Dl(B-j) toont dat ook voor een bemonster ingswaarde A=0,01 A door toe-passing van de inverter een aanzienlijke toename van het aantal niveauovergangen te bespeuren valt.

25 Dit aantal niveauovergangen per datawoord, beter gezegd de maximale afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen, is van groot belang voor de klokopwekking nodig voor de dekodering van het binaire , signaal. Deze klokopwekking kan alleen maar betrouwbaar plaats vinden indien het binaire signaal voldoende niveauovergangen bevat.

30 Door toepassing van de inverter is bereikt dat voor kleine bemonsteringswaarden van het audiosignaal met zekerheid aan deze voorwaarde voldaan wordt. Deze maatregel is ingegeven door het feit dat statistische metingen hebben aangetoond dat in een audiosignaal kléine signaal-waarden relatief sterk vertegenwoordigd zijn, zodat door toepassing van de 35 inverter voor een relatief groot gedeelte van de uit een audiosignaal resulterende datawoorden reeds aan de eis ten aanzien van de mogelijkheid tot betrouwbare klokopwekking wordt voldaan.

Toepassing van de inverter heeft echter wel tot gevolg dat 8102251 PHN 10.042 7 bepaalde, relatief grote bemonsteringswaarden, resulteren in een binair signaal met een grote afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen.

Ter illustratie zij verwezen naar het binaire signaal (B^), overeenkomend met een bemonsteringswaarde A=0,25 waar een afstand tussen 5 twee opeenvolgende niveauovergangen van groter dan 12 bitcellen optreedt. Alhoewel deze bemonsteringswaarden relatief zelden voorkomen kan hierdoor de klokopwekking verstoord‘worden.

Door herrangschikking van de databits met behulp van de inrichting BS wordt hieraan tegemoet gekomen.- Zoals'uit het binaire 10 signaal D'^(B^) blijkt wordt door deze herrangschikking bereikt dat de afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen gereduceerd wordt. In het bijzonder wordt bereikt dat voor alle bemonsteringswaarden welke resulteren in datawoorden waarvan de twee meest-signifikante amplitude-bits "0" zijn, door bemonsteringswaarden kleiner dan A=0,25 Απβχ, de 15 afstand tussen twee opeenvolgende niveauovergangen maximaal 7 bitcellen bédraagt.

De kans dat opeenvolgende signaalovergangen een afstand groter dan 7 bitcellen vertonen ontstaat pas weer bij bemonsteringswaarden waarvoor êên van deze twee meest-signifikante amplitudebits "1” is en 20 tevens meer'dan zes ter weerszijde van deze meest signifikante amplitude-bit gepositioneerde amplitudebits eveneens "1" zijn, hetgeen overeenkomt met een zeer grote, dus zeer zelden voorkomende, bemonsteringswaarde.

Om zelfs bij deze slechts zelden voorkomende bemonsteringswaarden een betrouwbare klokopwekking te garanderen kan het systeem 25 volgens de uitvinding gemodificeerd worden op een wijze zoals schematisch is aangegeven in fig. 3. Bij deze modifikatie wordt kontinu nagegaan.of in de stroom databits aan de uitgang van. de inrichting BS zeven opeenvolgende databits allen "0" zijn. Treedt in een van de net a^ t/m a_, aangegeven tijdvensters deze situatie op dan wordt de binnen al deze vensters 30 gelegen minst-signifikante anplitudebit (bit met rangnummer 2 van data-woord D-j) gewijzigd. Op analoge wijze wordt de binnen de vensters b^ t/m b^ gelegen minst-signifikante anplitudebit (bit met rangnummer 1 van datawoord D2) gewijzigd indien binnen een van deze tijdvensters b^ t/m b_, alleen maar bits met de binaire waarde "0" optreden. Door deze maatregel 35 wordt bereikt dat de afstand tussen opeenvolgende niveauovergangen in het na de NRZ-M-modulatie verkregen signaal met zekerheid maximaal 7 bitcellen bedraagt. Uiteraard wordt er door het wijzigen van de minst-signifikante anplitudebit een fout in de bemonsteringswaarde geïntroduceerd. Aangezien 8102251 PHN 10.042 8 deze modifikatie echter optreedt bij relatief grote bemonsteringswaarden is de met deze wijziging van een der twee minst-signifikante amplitude-bits gepaard gaande afwijking zeer klein ten opzichte van deze bemenste-' ringswaarde en dientengevolge niet hoorbaar.

5 Ten aanzien van deze modifikatie zijn, indien gewenst, nog een aantal verfijningen mogelijk. Zo kan men indien volgens het gehanteerde kriterium de amplitudebit met rangnummer 2 wordt gewijzigd (0-> 1), hetgeen resulteert in een afname van de bemonsteringswaarde, nagaan of het mogelijk is tegelijkertijd de amplitudebit met rangnummer 1 van het betreffende 10 datawoord te wijzigen van "1" naar "0", Indien dit mogelijk is, wordt de door de modifikatie veroorzaakte afwijking in de bemonsteringswaarde gehalveerd.

De kans dat binnen één datawoord beide minst-signifikante ampli-tudebits gewijzigd moeten worden naar aanleiding van bovenstaand kriterium 15 is zeer gering. Deze noodzaak treedt immers alleen op indien alle overige databits "0" zijn, dus een zeer grote bemonsteringswaarde, in het weerge- 0-1 oo

geven voorbeeld van 13 amplitudebits een waarde groter dan 0·„ ·%· A

8191 max.

Door de maximale uitsturing van het audiosignaal te beperken ten opzichte van deze amplitude, hetgeen een te verwaarlozen beperking is, is men er 20 zeker van dat de noodzaak voor het wijzigen van de beide minst-signifikante bits van een datawoord niet kan optreden als gevolg van dit datawoord.

Fig. 4 toont ter verduidelijking een blokschema van de bij het systeem volgens de uitvinding te gebruiken kodeer- en dékodeerinrichting.

De kodeerinrichting bevat allereerste een A/D-omzetter 1 voor het omzetten 25 van het analoge audiosignaal in digitale datawoorden, waarbij deze data-woorden bestaan uit een tekenbit en een aantal amplitudebits. Vervolgens bevat de kodeerinrichting een inverter 2 voor het inverteren van de databits. Deze inverter kan natuurlijk deel uitmaken van de A/D-omzetter.

Verder dient opgemerkt te worden dat de enige funktie van de inverter 2 30 is ervoor te zorgen dat bij de NRZHyi-modulatie een databit "0" resulteert in een niveauovergang ën een databit "1" geen niveauovergang tot gevolg heeft. Dit betekent dat de genoemde inversie ook deel kan uitmaken van de NRZ-M-modulator indien deze, in tegenstelling tot het gebruikelijke niet een databit "1" maar een databit "0" transformeert tot een niveau-35 overgang.

In de inrichting 3 wordt de rangschikking van de databits van elk datawoord gewijzigd teneinde de sufcwoorden te vormen. Hierbij kan men het aantal sufcwoorden (N) nog Vrij kiezen aan de hand van het aantal 8102251 PHN 10.042 9 databits per datawoord. Zo kan men de in het voorgaande aangenomen datawoorden van 14 bits ook verdelen over 3 subgroepen met respektievelijk 5,5 en 4 databits, waarbij dan elk der subgroepen één der 3 meest-signifi-kante amplitudebits bevat. In het algemeen zal men daarbij de amplitude-5 bits zodanig over de subgroepen verdelen dat een zo gelijkmatig mogelijke opbouw van deze subgroepen wordt verkregen. Verder zullen de meest-signi-fikante amplitudebits zodanig binnen deze subgroepen gepositioneerd worden dat de afstanden tussen deze meest-signifikante amplitudebits zo gelijkmatig mogelijk is. Bij de verdeling van de 14 databits over 3 sub-10 groepen zou dit een afstand van respektievelijk 5,5 en 4 hi teel 1 en betekenen.

De op deze wijze verkregen binaire datastroom wordt toegevoerd aèfi een schuifregister 4. Weer uitgaande van over twee subgroepen verdeelde datawoorden van 14 databits, worden 7 aftakpunten van dit schuif register 15 verbonden met een OF-poort 5. Het uitgangssignaal van deze OF-poort 5 is dan steeds een indikatie of binnen een tijdvenster van 7 bitcellen geen databit met de logische waarde "1" aanwezig is. Deze uitgang van de OF-poort 5 bestuurt een modifikatie-eenheid 6, die tevens met de uitgang van het schuifregister is gekoppeld en bij het ontbreken van een "1” binnen 20 genoemd tijdvenster de hierbinnen gelegen minst-signifikante bit inverteert. Uiteraard zal deze modifikatie-eenheid synchroon moeten werken met betrekking tot de aangeboden datawoorden respektievelijk subwoorden.

Het gemodificeerde binaire signaal aan de uitgang van de modifikatie-eenheid 6 wordt daarna toegevoerd aan de NRZ-M-modulator 7 die 25 hieruit het gewenste tweewaardige overdrachtssignaal voor het overdrachts-kanaal (T volgens stippellijn) afleidt.

Met het blók 8 is schematisch de mogelijkheid aangegeven het door de NRZ-M-modulator geleverde signaal nog verder te modificeren teneinde het overdrachtssignaal optimaal aan te passen aan de eigenschappen 30 van het transmissiekanaal. Zo is het bij digitale signaaloverdracht gebruikelijk aan elk datawoord een aantal pariteitsbits toe te voegen teneinde bij de dekodering foutendetektie en -korrektie te kunnen verwezenlijken. Verder is het gebruikelijk speciale synchronisatiewoorden toe te voegen teneinde de bij dekodering noodzakelijke woordsynchronisatie te kunnen 35 bewerkstelligen. Tenslotte is het natuurlijk mogelijk additionele modi-fikaties en/of transformaties op het binaire signaal uit te voeren, bijvoorbeeld on de DC-komponent in het binaire signaal te onderdrukken, waarvoor uit de techniek een groot aantal mogelijkheden bekend zijn.

8102251 PHN 10.042 10

Aangezien voornoemde modifikaties voor de essentie van de onderhavige uitvinding niet van belang zijn, behoeft hierop niet nader te. worden ingegaan.

De dekodeerinrichting bevat allereerst een demodulator 9, 5 die is ingericht om het aangeboden tweewaardige transmissiekanaal weer on te zetten'in binaire datawoorden. Daartoe bevat deze inrichting naast de specifieke demodulatiecircuits synchronisatieschakelingen voor het tot stand brengen van de woord- en bitsynchronisatie. Juist bij deze bitsynchronisatie (klokopwekking) is de aanwezigheid van voldoende niveau-10 overgangen van groot belang. De door deze demodulator 9 geleverde datawoorden worden toegevoerd aan een inrichting 10, die de databits van elk datawoord weer rangschikt volgens het gebruikelijke patroon. Door inversie (inverter 11) en D/A-omzetting (omzetter 12) wordt hieruit dan weer het analoge audiosignaal afgeleid.

15 Het zal zonder meer duidelijk zijn dat de opbouw van de kodeer- en dekodeerschakeling grotendeels met bestaande eenheden en logische schakelingen kan worden ogebouwd. Alleen de inrichting 3 en 10 voor het wijzigen van de rangschikking van de databits is minder gebruikelijk.

Deze inrichting kan echter zeer eenvoudig worden verwezenlijkt door de 20 databits van elk datawoord parallel aan te bieden aan een schakelinrich-’ ting, die de databits in de gewenste volgorde doorschakelt naar een enkele uitgang. Een zeer eenvoudige uitvoering ontstaat door de databits in parallel aan te bieden aan een schuif register, waaruit deze databits dan in serie worden uitgelezen.

25 Fig. 5 toont tenslotte nadèr uitgewerkt een uitvoeringsvorm van een gedeelte van de kodeerinrichting. De inrichting bevat een schuif-register 22 met 14 parallel-ingangèn waaraan de datawoorden D" worden aangeboden. Via een aan een stuuringang 20 aangeboden stuursignaal wordt telkens een datawoord D'1 in het schuifregister 20 ingeschreven waarna 30 onder besturing van een aan de ingang 21 aangeboden bit-kloksignaal de databits in serie worden uitgelezen.

Deze databits worden dan toegevoerd aan het reeds in fig. 4 aangegeven schuifregister 4, waarbij via de OF-poort 5 wordt gedetekteerd of er binnen een tijdvenster van 7 databits al dan niet een logische "1" 35 aanwezig is. De uitgang van de OF-poort 5 is verbonden met een flipflop 27 waarvan de uitgang "1" wordt zodra binnen een tijdvenster van 7 databits geen "1" aanwezig is. Deze flipflop wordt steeds teruggezet na elke serie tijdvensters, dus na a^ respektievelijk b^ (fig. 3), waartoe 81 0 2 2 5 1 PHN 10.042 , 11

J

van de Ingang 20 een geschikt stuursignaal kan worden afgeleid (niet aangegeven).

Een schuifregister 23 ontvangtaan zijn 14 parallel-ingangen een vast datapatroon, waarbij alleen de ingangen die overeenkomen met 5 de twee minst-signifikante bits een logische "1" ontvangen. De uitgang van dit schuifregister 23 is via een schuifregister 24 dat dezelfde vertraging introduceert als het schuifregister 4 verbonden met een EN-poort 28. Deze EN-poort 28 is tevens verbonden met de flipflop 27, zodat de uitgang van deze EN-poort 28 "1" wordt bij het optreden van een der 10 twee minst-signifikante databits onder de voorwaarde dat de uitgang van de flipflop 27 dan "1" is. De uitgang van de EN-poort 28 is verbonden met een ingang van de OF-poort 29, waarvan een tweede ingang is verbonden met de uitgang van het schuifregister 4, waardoor de logische "0" van een der minst-signifikante databits wordt gewijzigd in een logische "1".

15 Tussen de schuifregisters 4 respektievelijk 24 en de poorten 29 respek-tievelijk 28 kunnen nog extra vertragingselementen 25 respektievelijk 26 zijn geschakeld on de juiste tijdsynchronisatie tussen de diverse kanalen te verschaffen.

20 25 30 35 8102251

Claims (8)

1. Systeem voor het omzetten van een analoog audiosignaal in een binair signaal en omgekeerd in het bijzonder ten behoeve van een overdrachtstelsel voor het optékenen en weergeven van dit audiosignaal op een registratiedrager, waarbij de omzetting van het analoge 5 audiosignaal in een binair signaal omvat een analoog-digitaal-omzetting waarbij bemonsteringen van het analoge audiosignaal worden omgezet in digitale datawoorden van elk M databits en een modulatie voor het omzetten van deze datawoorden in een binair signaal, welke modulatie zodanig is dat databits van een eerste soort in dit binaire signaal worden gerepre-10 senteerd door een niveauovergang en databits van een tweede soort door het ontbreken van een dergelijke niveauovergang, en waarbij de terugom-zetting van het binaire signaal in het analoge audiosignaal omvat een demodulatie waarbij het binaire signaal wordt gedemoduleerd en omgezet in digitale datawoorden van elk M databits en een digitaal-analoog-omzetting, waarbij deze datawoorden worden omgezet in analoge bemonste-ringswaarden van het audiosignaal, met het kenmerk, dat de analoog-digitaal-omzetting is ingericht voor het leveren van datawoorden met M-1 anplitudebits, die tezamen binair gekodeerd de grootte van de bemonstering representeren en één tekenbit, dat de polariteit van de 20 bemonstering aangeeft en waarbij deze analoog-digitaal-omzetting zodanig is dat een bemonstering met een waarde nul resulteert in M-1 anplitudebits van de eerste soort en dat voorafgaande aan de modulatie elk data-woord wordt ónderverdeeld in N subwoorden, waarbij de databits van het datawoord zodanig over de sutwoorden worden gerangschikt dat elk sub-25 woord één derNmeest-signifikante anplitudebits van het datawoord bevat, terwijl bij de terugomzetting van het binaire signaal in het analoge audiosignaal na demodulatie van het binaire signaal steeds de databits van N subwoorden worden geherrangschikt tot datawoorden met M databits en de digitaal-analoog-omzetting is ingericht voor het omzetten van deze 30 datawoorden met M-1 anplitudebits en één tekenbit in een analoge bemonster ingswaarde.

2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat M en N zodanig gekozen is dat M/N een geheel getal is en dat de N meest-signi-fikante anplitudebits zodanig in de N subwoorden worden gerangschikt 35 dat hun onderlinge afstand steeds gelijk is aan M/N bitcellen.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de anplitudebits zodanig in de sutwoorden warden gerangschikt dat elk subwoord één der N minst-signifikante anplitudebits bevat. 8102251 PHN 10.042 13

4. Systeem volgens conclusie 2 en 3, met het kenmerk, dat de N minst-signifikante amplitudebits zodanig binnen de subwoorden zijn gerangschikt dat hun onderlinge afstand steeds M/N bitcellen bedraagt.

4 PHN 10.042 12

5. Systeem volgens oönclusie 4, met het kenmerk, dat in geval 5 binnen een tijdvenster overeenkomend met M/N bitcellen en omvattende êên der N minst-signifikante amplitudebits geen databit van de eerste soort voorkomt de betreffende minst-signifikante amplitudebit wordt geïnverteerd.

6. Kodeerinrichting voor toepassing in een systeem volgens conclusie 1 of 2 bevattende een analoog-digitaal-omzetter voor het omzetten 10 van bemonsteringen van het analoge audiosignaal in datawoorden van M data-bits en een NRZ-M-modulator voor het omzetten van datawoorden in een binair signaal, met het kenmerk, dat de kodeerinrichting verder bevat een aan de NRZ-M-modulator voorafgaande rangschikinrichting voor het rangschikken van de M-ndatabits van een datawoord in N subwoorden, waarbij elk 15 sufcwoord êên der méest-signifikante amplitudebits van het datawoord bevat en dat de analoog-digitaal-omzetter in samenhang met de NRZ-M-modulator zodanig is ingericht dat een bemonsteringswaarde nul resulteert in uitsluitend signaalövergangen overeenkomend met de amplitudebits in het binaire signaal.

7. Kodeerinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de rangschikinrichting zodanig is ingericht dat elk der subgroepen êên der N'minst-signifikante amplitudebits bevat welke op onderling equidistante afstanden zijn gelegen en de kodeerinrichting verder een detéktor bevat voor het detekteren van de databits binnen een tijdvenster 25 overeenkomend met IV^/N databits en het leveren van een detektiesignaal indien binnen dit tijdvenster geen databits van de eerste soort aanwezig is, en een modifikatie-inrichting voor het in responsie op dit detektiesignaal wijzigen van de logische waarde van de zich binnen het betreffende tijdvenster bevindende minst-signifikante amplitudebit.

8. Dekodeerinrichting voor toepassing in een systeem volgens êên der conclusies 1 t/m 5,' bevattende een NRZ-M demodulator· voor het omzetten van het binaire signaal in digitale datawoorden en een digitaal-analoog-omzetter voor het omzetten van digitale datawoorden in analoge bemonsteringen van het audiosignaal, met het kenmerk, dat de dekodeer- 35 inrichting is voorzien van een herrangschik-inrichting voor het weer rangschikken van de databits van N subgroepen in êên datawoord en dat de digitaal-analoog-omzetter is ingericht voor het verwerken van datawoorden met M-1 amplitudebits en een tekenbit. 8102251