NL8300792A

NL8300792A - EQUALIZATION CHAIN.

Info

Publication number: NL8300792A
Application number: NL8300792A
Authority: NL
Original assignee: Victor Company Of Japan
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1983-03-03
Publication date: 1983-10-03
Also published as: JPS58151110A; DE3307747A1; DE3307747C2

Description

* *-¾ ' ’·* VO 4639* * -¾ '' * VO 4639

Egalisatieketen.Equalization chain.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor magnetische digitale infonnatieregistratie en -weergave en meer in het bijzonder op een keten voor het egaliseren van de golfvorm van een signaal, dat door een dergelijke inrichting uit een magnetisch registratie-5 medium wordt weergegeven.The invention relates to a device for magnetic digital information recording and reproduction and more particularly to a circuit for equalizing the waveform of a signal which is reproduced by such a device from a magnetic recording medium.

Bij een registratie- en weergeefinrichting van het beschreven type, geeft een magneetkop een binair gecodeerd digitaal signaal uit een magneetband weer en voert het digitale signaal via een versterker toe aan een golfvoxm-egalisatieketen. De egalisatieketen dient 10 om de demping van hoogfrequente componenten van het signaal, welke optreedt tijdens de registratie of weergave, te compenseren. Voor de compensatie verwijdert de egalisatieketen een randgedeelte van de golfvorm van het ingangssignaal, waardoor een zogenaamde "vermagerde" signaalgolf-vorm wordt verkregen.In a recording and reproducing apparatus of the type described, a magnetic head reproduces a binary coded digital signal from a magnetic tape and feeds the digital signal through an amplifier to a waveform equalization circuit. The equalization circuit serves to compensate for the attenuation of high-frequency components of the signal that occurs during recording or reproduction. For compensation, the equalizing circuit removes an edge portion of the waveform from the input signal, resulting in a so-called "emaciated" signal waveform.

15 Het vermageren van een signaalgolfvorm bij de egalisa tieketen dient om interferentie tussen golfvormen te onderdrukken en derhalve de interferentie, welke een gevolg is van een verkleining van het interval tussen opeenvolgende magnetische fluxomkeringen, waarbij de marge, die voor signaaldetectie beschikbaar is, wordt gereduceerd.Slimming a signal waveform at the equalization circuit serves to suppress interference between waveforms and therefore the interference resulting from a reduction in the interval between successive magnetic flux reversals, thereby reducing the margin available for signal detection.

20 Een dergelijke golfvorm-egalisatielnrichting kan even wel niet zodanig worden opgebouwd, dat een signaal voorbij een in het algemeen acceptabele grenswaarde wordt vermagerd. Indien het ingangssignaal tot 60% van de halve energiebreedte van een enkelvoudige golfvorm in een ingangssignaal zou moeten worden vermagerd, zou het piekniveau met 25 bij benadering 40% moeten worden verlaagd. Het vermageren van een ingangssignaal voorbij deze verhouding is lastig en leidt in plaats daarvan tot een onvoldoende werking d.w.z. hij dient slechts om de piekniveaus van enkelvoudige golfvormen te verlagen. Voorts zal de golfvorm in deze situatie in een zo sterke mate worden gecompenseerd, dat ongewenste fou-30 tieve pieken optreden.However, such a waveform equalizing device cannot be constructed in such a way that a signal is lost beyond a generally acceptable limit value. If the input signal were to be reduced to 60% of the half energy width of a single waveform in an input signal, the peak level would have to be reduced by approximately 40%. Slimming an input signal beyond this ratio is troublesome and instead leads to inadequate operation, i.e. it only serves to lower the peak levels of single waveforms. Furthermore, in this situation the waveform will be compensated to such an extent that unwanted false peaks occur.

De uitvinding stelt zich derhalve ten doel te voorzien in een egalisatieketen voor een signaalgolfvorm, weergegeven door een inrichting voor magnetische digitale infonnatieregistratie en -weergave, 8300 79 2 ï * 2 * welke een betrekkelijk eenvoudige constructie heeft doch op een succesvolle wijze een golf vorm onder een gewenste frequentie-fasekarakteristiek egaliseert zonder intercode-interferentie tussen enkelvoudige golfvormen, die -in responsie op magnetische fluxomkeringen optreedt.The object of the invention is therefore to provide an equalization chain for a signal waveform, represented by a magnetic digital information recording and display device, 8300 79 2 * 2 * which has a relatively simple construction but successfully a waveform under equalizes a desired frequency-phase characteristic without intercode interference between single waveforms, which occurs in response to magnetic flux reversals.

5 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een in het algemeen verbeterde egalisatieketen voor een signaalgolf-vorm, weergegeven door een inrichting voor magnetische digitale informa-tieregistratie en -weergave.Another object of the invention is to provide a generally improved signal waveform equalization circuit represented by a magnetic digital information recording and display device.

Een inrichting voor het egaliseren van de golfvorm van 10 een signaal, weergegeven uit een magnetisch registratiemedium, volgens de uitvinding omvat een faseketen, die de fase van een signaal, dat de keten doorloopt, varieert. Een optelketen verwerkt het weergegeven signaal waarvan de golfvorm moet worden, geëgaliseerd. Een eerste integrator-keten integreert het uitgangssignaal van de optelketen en varieert de 15 integratietijdconstante daarvan. Een tweede integratorketen integreert het uitgangssignaal van de eerste integratorketen. Een coëfficientketen stelt het niveau van het uitgangssignaal van de tweede integratorketen in en voert het uitgangssignaal daarvan aan de optelketen toe. De optelketen verwerkt het weergegeven signaal en het uitgangssignaal van de co-20 efficiëntketen.An apparatus for equalizing the waveform of a signal reproduced from a magnetic recording medium according to the invention comprises a phase circuit which varies the phase of a signal passing through the circuit. An addition circuit processes the displayed signal whose waveform is to be equalized. A first integrator circuit integrates the output of the adder circuit and varies its integration time constant. A second integrator circuit integrates the output of the first integrator circuit. A coefficient circuit sets the level of the output signal of the second integrator circuit and applies its output signal to the adder circuit. The addition circuit processes the displayed signal and the output signal of the co-efficiency chain.

Volgens de uitvinding vermagert bij een magnetische digitale informatieregistratie- en weergeefinrichting een golfvormegalisa-tie-inrichting een signaal, dat uit een magnetisch registratiemedium wordt weergegeven, om de golf vorm van het signaal te corrigeren. Zowel 25 de versterking als fase zijn tijdens de registratie en. weergave van het digitale signaal variabel, zodat het weergegeven signaal onder elke gewenste frequentie-fasekarakteristiek kan worden geëgaliseerd zonder intercode-interferentie tussen enkelvoudige golfvormen, die bij magnetische fluxomkeringen optreedt.According to the invention, in a magnetic digital information recording and reproducing device, a waveform equalizer thinens a signal reproduced from a magnetic recording medium to correct the waveform of the signal. Both the amplification and phase are during registration and. the display of the digital signal is variable, so that the displayed signal can be leveled under any desired frequency-phase characteristic without intercode interference between single waveforms, which occurs with magnetic flux reversals.

30 De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een blokschema van een weergeefstelsel van een bekende inrichting voor magnetische digitale informatieregistratie en -weergave; 35 fig. 2 een schema van een bekende golfvorm-egalisatie- keten; 8300792 * ........... ·Λ 3 fig. 3a - 3c diagrammen met golfvormen, die de werking van de in fig. 2 afgebeelde egalisa tie-inrich ting toelichten? fig. 4 een blokschema van een uitvoeringsvorm van een golfvorm-egalisatieketen volgens de uitvinding; 5 fig. 5 een schema van een praktische uitvoeringsvorm van de egalisatieketen volgens fig. 4; fig. 6a - 6d diagrammen ter toelichting van respectievelijk een frequentiekarakteristiek, een fasekarakteristiek en frequentie-karakteristieken van een deel van de egalisatieketen; 10 fig. 7 een diagram van een frequentiekarakteristiek, welke voor een golfvorm-egalisatieketen nodig is; fig. 8-11 blokschema's van verschillende modificaties van de golfvorm-egalisatieketen volgens fig. 4.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a block diagram of a display system of a known device for magnetic digital information recording and display; FIG. 2 is a schematic of a known waveform equalization circuit; 8300792 * ........... · Λ 3 Fig. 3a - 3c Waveform diagrams explaining the operation of the equalizing device shown in Fig. 2? Fig. 4 is a block diagram of an embodiment of a waveform equalization circuit according to the invention; Fig. 5 shows a diagram of a practical embodiment of the equalization chain according to Fig. 4; 6a-6d are diagrams for explaining respectively a frequency characteristic, a phase characteristic and frequency characteristics of a part of the equalization chain; FIG. 7 is a diagram of a frequency characteristic required for a waveform equalization circuit; Figures 8-11 are block diagrams of various modifications of the waveform equalization circuit of Figure 4.

Ofschoon de egalisatieketen voor een signaalgolfvorm, 15 weergegeven door een inrichting voor magnetische digitale informatie-registratie en -weergave volgens· de uitvinding op een groot aantal verschillende wijzen kan worden uitgevoerd, afhankelijk van de omgeving en de gebruikseisen, is een groot aantal van de hier afgébeelde en nog te beschrijven uitvoeringsvormen vervaardigd, beproefd en gebruikt, waar-20 bij deze alle op een bijzonder bevredigende wijze werken.Although the equalization circuit for a signal waveform represented by a magnetic digital information recording and display apparatus according to the invention can be performed in many different ways, depending on the environment and usage requirements, many of the here The embodiments shown and yet to be described have been manufactured, tested and used, all of which work in a particularly satisfactory manner.

Cm een juist begrip van de uitvinding te vereenvoudigen, zal kort worden verwezen naar een bekend type magnetische digitale infor-matieregistratie- en weergeefinrichting, meer in het bijzonder het weergeef stelsel daarvan, weergegeven in fig. 1. Een magneetband 10 voert 25 daarop een binair gecodeerd digitaal signaal, dat kan zijn opgewekt door een modulo-2-sommering (exclusieve-OE-berekening) van digitale informatie in een bit van een gewenste binaire code en digitale informatie in een andere bit, welke twee bits eerder optreedt. Een magneetkop 12 geeft tijdens de weergave het digitale signaal uit de magneetband 10 30 weer. Ten gevolge van de verschilkarakteristiek, verkregen uit de kerak-teristiek van een wikkeling van de kop 12, treedt de weergegeven signaalvorm op als een positieve puls wanneer de magnetische flux van negatief naar positief omkeert, terwijl de golfvorm als een negatieve puls optreedt wanneer een omkering van positief naar negatief plaatsvindt. Een 35 dergelijk signaal wordt door een weergeef versterker 14 versterkt en daarna door een golfvormegalisatieketen 16 verwerkt. De egalisatieketen 16 8300792 I * ► 4 compenseert de demping van hoogfrequente componenten, die tijdens de registratie en weergave optreedt, terwijl het signaal wordt omgezet in een signaal met drie niveaus, gebaseerd op het partiële responsiestelsel.To simplify an understanding of the invention, reference will be made briefly to a known type of magnetic digital information recording and reproducing device, more particularly its display system shown in Fig. 1. A magnetic tape 10 carries a binary thereon. encoded digital signal, which may have been generated by a modulo-2 summing (exclusive-OE calculation) of digital information in one bit of a desired binary code and digital information in another bit, which occurs two bits earlier. A magnetic head 12 reproduces the digital signal from the magnetic tape 10 during playback. Due to the difference characteristic obtained from the characteristic of a winding of the head 12, the displayed signal shape acts as a positive pulse when the magnetic flux reverses from negative to positive, while the waveform acts as a negative pulse when a reversal takes place from positive to negative. Such a signal is amplified by a display amplifier 14 and then processed by a waveform equalization circuit 16. The equalization chain 16 8300792 I * ► 4 compensates for the attenuation of high-frequency components, which occurs during recording and playback, while converting the signal into a three-level signal based on the partial response system.

Met signaalniveaus, overeenkomende met "+1", "0" en 5 "-1", wordt het signaal toegevoerd aan een klokterugwinketen. 18 en een automatische drempelbesturingsketen 20. De klokterugwinketen 18 wekt een kloksignaal CLK in responsie op tempeerinformatie op, welke uit het uitgangssignaal van de egalisatie-inrichting 16 wordt afgenomen. De drempelbesturingsketen 20 dient om het uitgangssignaal van de egalisatie-10 inrichting 16 onder bestuur van het kloksignaal CLK, dat daaraan vanuit de klokterugwinketen 18 wordt toegevoerd, in het oorspronkelijke binair · gecodeerde digitale signaal om te zetten. Voor dit doel transformeert de drempelbesturingsketen 20 het signaal van drie niveaus terug naar een binair signaal door de signaalniveaus 11+1" en "-1" te bepalen als beide 15 "+1" en het signaalniveau "0" gelijk aan "0". Tijdens een dergelijke identificatie van signaalniveaus, wekt de drempelbesturingsketen 20 een stuurspanning opy die een geschikte tijdconstante heeft en een eventuele amplitudefluctuatie in het weergegeven signaal op een juiste wijze volgt, waardoor een optimale drempelwaarde wordt ingesteld waarmede de signaal-20 niveaus worden vergeleken. Het binair gecodeerde digitale uitgangssignaal van de drempelbesturingsketen 20 wordt toegevoerd aan een uitgangsklem 22.With signal levels corresponding to "+1", "0" and 5 "-1", the signal is applied to a clock recovery chain. 18 and an automatic threshold control circuit 20. The clock recovery circuit 18 generates a clock signal CLK in response to timing information which is taken from the output of equalizer 16. The threshold control circuit 20 serves to convert the output of the equalizer 10 under the control of the clock signal CLK, which is applied thereto from the clock recovery circuit 18, into the original binary encoded digital signal. For this purpose, the threshold control circuit 20 transforms the three-level signal back to a binary signal by determining the signal levels 11 + 1 "and" -1 "as both 15" +1 "and the signal level" 0 "equal to" 0 ". During such identification of signal levels, the threshold control circuit 20 generates a driving voltage which has an appropriate time constant and properly tracks any amplitude fluctuation in the reproduced signal, thereby setting an optimum threshold to which the signal 20 levels are compared. encoded digital output from the threshold control circuit 20 is applied to an output terminal 22.

Tot nu toe is de golfvorm-egalisatieketen 16 uitgevoerd als een egalisatieïnrichting van het cosinus-type, zoals die, weergege-25 ven in fig. 2. Het signaal, dat via een ingangsklem 24 van de egalisatie-inrichting binnenkomt, wordt via een aanpassingsweerstand 26 toegevoerd aan een vertragingselement 28 met een vertragingstijd 7 . Tegelijker tijd wordt het ingangssignaal toegevoerd. aan een versterkingsregelaar 30. Het uitgangssignaal van het vertragingselement 28 wordt toegevoerd 30 aan de niet-inverterende ingang van een operationele versterker 32. Wanneer dit in termen van een tijdfunctie f(t) wordt uitgedrukt, kan het ingangssignaal aan de ingangsklem 24 worden voorgesteld door f(t + T ). Omdat de niet-inverterende ingangsklem van deversterker 32 open is, wordt het signaal f(t) door de versterker 32 gereflecteerd om het vertragings-35 element 28 te passeren en als een gereflecteerd signaal f(t - X ) op te treden. Dit signaal f(t - 7 ) wordt bij het ingangssignaal f (t + ΐ ) 8300792 5 opgeteld in het verbindingspunt tussen de aanpassingsweerstand 26 en het vertragingselement 28.Heretofore, the waveform equalizing circuit 16 has been configured as a cosine equalizing device such as that shown in FIG. 2. The signal input through an input terminal 24 of the equalizing device is via an adaptive resistor. 26 applied to a delay element 28 with a delay time 7. The input signal is supplied at the same time. to a gain controller 30. The output of the delay element 28 is applied 30 to the non-inverting input of an operational amplifier 32. When expressed in terms of a time function f (t), the input signal at the input terminal 24 can be represented by f (t + T). Because the non-inverting input terminal of amplifier 32 is open, signal f (t) is reflected by amplifier 32 to pass delay element 28 and act as a reflected signal f (t-X). This signal f (t - 7) is added to the input signal f (t + ΐ) 8300792 5 in the junction between the adaptive resistor 26 and the delay element 28.

Wanneer wordt aangenomen, dat het signaal f(t) een enkelvoudige golfvorm heeft, zoals bijvoorbeeld is aangegeven in fig. 3a, 5 zal het ingangssignaal f (t + T ) een golfvorm hebben, aangegeven door de stippellijn in fig. 3b, terwijl het gereflecteerde signaal f(t - T ) een golfvorm zal hebben, aangegeven door de streep- en stippellijn in dezelfde figuur. De som van de signalen f(t + f ) en f(t - Γ ), welke optreedt in het verbindingspunt tussen de weerstand 26 en het vertragings-10 element 28 d.w.z. fit+'C ) + f(t - tT ), wordt in amplitude met K/2 vermenigvuldigd door de versterkingsregelaar 30 ten einde een golfvorm te verkrijgen, zoals die, aangegeven door de getrokken lijn in fig. 3b.If it is assumed that the signal f (t) has a single waveform, as indicated, for example, in Fig. 3a, 5, the input signal f (t + T) will have a waveform, indicated by the dotted line in Fig. 3b, while the reflected signal f (t - T) will have a waveform, indicated by the dashed and dotted line in the same figure. The sum of the signals f (t + f) and f (t - Γ), which occurs in the junction between the resistor 26 and the delay element 28 ie fit + 'C) + f (t - tT), is given in amplitude by K / 2 multiplied by the gain control 30 to obtain a waveform, such as that indicated by the solid line in Fig. 3b.

Het somsignaal wordt toegevoerd aan de inverterende ingang van de versterker 32. Ten gevolge daarvan levert de versterker 32 een uitgangssignaal 15 f(t) - £ j [f(t + t )] + f(t - T ) ^ , waarvan de golfvorm is weer gegeven in fig. 3c. Zoals uit fig. 3c blijkt, is de golfvorm van het uitgangssignaal van de versterker 32 een zogenaamde vermagerde versie van de ingangsgolfvorm, waaraan het randgedeelte van laatstgenoemde ontbreekt.The sum signal is applied to the inverting input of the amplifier 32. As a result, the amplifier 32 produces an output signal 15 f (t) - £ j [f (t + t)] + f (t - T) ^, the waveform of which is shown in Fig. 3c. As can be seen from Fig. 3c, the waveform of the output signal of amplifier 32 is a so-called slender version of the input waveform, which lacks the edge portion of the latter.

Het uitgangssignaal van de versterker 32 wordt toegevoerd aan een uitgangs— 20 klem 34.The output signal of amplifier 32 is applied to an output terminal 34.

Derhalve wordt door het vermageren van de ingangsgolfvorm met succes interferentie tussen golven onderdrukt, waardoor interferentie, die een gevolg is van een afname in het fluxomkeerinterval, dat de marge voor de signaaldetectie zou verlagen, wordt onderdrukt. De 25 bekende goIf vorm-egalisatieketen is evenwel niet volledig bevredigend ten gevolge van de reeds eerder besproken problemen.Therefore, the slimming of the input waveform successfully suppresses interference between waves, thereby suppressing interference resulting from a decrease in the flux reversal interval, which would lower the signal detection margin. However, the known good shape shape equalization chain is not completely satisfactory due to the problems discussed earlier.

Thans zal worden verwezen naar de fig. 4-7 ten einde gedetailleerd een golfvorm-egalisatieketen volgens de uitvinding te omschrijven, welke een verrassende oplossing voor de betreffende proble-30 men geeft.Reference will now be made to Figs. 4-7 in order to describe in detail a waveform equalization circuit according to the invention, which provides a surprising solution to the problems involved.

In fig. 4 en 5 is de egalisatieketen weergegeven in blokschemavorm en een praktisch voorbeeld daarvan is weergegeven in schemavorm. De egalisatieketen bezit een ingangsklem 40 waaraan een ingangssignaal wordt toegevoerd, dat een signaal kan geven, dat af-35 komstig is door het weergeven van een digitaal signaal uit een magneetband door een magneetkop (niet afgebeeld). Het ingangssignaal V\ wordt 8300792 I " * * 6 toegevoerd aan een primaire faseketen 42 met een overdrachtsfunctie G^(s). Zoals aangegeven in fig. 5, bestaat de primaire faseketen 42 uit een weerstand 420 met een weerstandswaarde R^, een variabele weerstand 422 met een weerstandswaarde VR^, een condensator'424 (capaciteit C^), die 5 met de variabele weerstand 422 als een integratorketen samenwerkt, een operationele versterker 426, en een weerstand 428 met een weerstandswaarde R^/ die tussen de uitgangsklem en de inverterende ingang van de versterker 426 is verbonden. Het signaal V^, dat via de ingangsklem 40 wordt toegevoerd, wordt aan de iiiverterende ingang van de versterker 10 426 via. de weerstand 420 en via een variabele weerstand 422 aan de niet- inverterende ingang van de versterker 426 toegevoerd.In Figs. 4 and 5, the equalization chain is shown in block diagram form and a practical example thereof is shown in schematic form. The equalizing circuit includes an input terminal 40 to which an input signal is applied which can provide a signal derived by reproducing a digital signal from a magnetic tape through a magnetic head (not shown). The input signal V \ 8300792 I "* * 6 is applied to a primary phase circuit 42 with a transfer function G ^ (s). As shown in FIG. 5, the primary phase circuit 42 consists of a resistor 420 with a resistance value R ^, a variable resistor 422 with a resistor value VR ^, a capacitor424 (capacitance C ^), which cooperates with the variable resistor 422 as an integrator circuit, an operational amplifier 426, and a resistor 428 with a resistor value R ^ which is between the output terminal and the inverting input of the amplifier 426 is connected The signal V 1, which is supplied via the input terminal 40, is applied to the inverting input of the amplifier 426 via the resistor 420 and via a variable resistor 422 to the non-inverting input from amplifier 426.

De overdrachtsfunctie G^(s) van de primaire faseketen • 42 wordt derhalve uitgedrukt door: s - 1/T, l5 G1(S) = s + 1/T1 U) waarbij de integratietijdconstante = VR^.C^.The transfer function G ^ (s) of the primary phase chain • 42 is therefore expressed by: s - 1 / T, 15 G1 (S) = s + 1 / T1 U) where the integration time constant = VR ^ .C ^.

Het uitgangssignaal van de operationele versterker 426 in de primaire faseketen 42 wordt toegevoerd aan een integratorketen 44 20 met een overdrachtsfunctie G^Cs) . De integratorketen 44 omvat, als aangegeven in fig. 5, een variabele weerstand 440 met een weerstandswaarde VR£ en een condensator 442, die aan een uiteinde is geaard en aan het andere uiteinde is verbonden met het verbindingspunt tussen de variabele weerstand 440 en de niet-inverterende ingang van de versterker 46.The output of the operational amplifier 426 in the primary phase circuit 42 is applied to an integrator circuit 44 (20 with a transfer function G (Cs)). The integrator circuit 44, as shown in Fig. 5, includes a variable resistor 440 with a resistance value VR £ and a capacitor 442, grounded at one end and connected at the other end to the junction between the variable resistor 440 and the staple -inverting input of the amplifier 46.

25 De condensator 442 heeft een capaciteit De overdrachtsfunctie ^(s) wordt uitgedrukt door: G2(s) = 1 +1ST2 (2) waarbij de integratietijdconstante = VR2.C2-30 De integratorketen 44 levert een ingangssignaal met een zodanige karakteristiek, dat deze in hoofdzaak vlak blijft in het laag-frequentiegebied doch gedempt wordt in het hoogfrequentiegebied boven een bepaalde afknijpfrequentie, welke wordt bepaald door de integratietijdconstante Het uitgangssignaal van de integrator 44 wordt bij 35 de operationele versterker 46, die als een spanningsvolginrichting werkt, onderworpen aan een impedantie-omzetting. Het uitgangssignaal van de 8300792 7 versterker 46 wordt door een optelketen 48 verwerkt ten einde daarvan een uitgangssignaal van een coëfficiëntketen 50 af te trekken. Voorts wordt het uitgangssignaal van de optelketen 48 toegevoerd aan een inte-gratorketen 52 waarvan de overdrachtsfunctie gelijk is aan (s). Het 5 uitgangssignaal van de integrator 52 wordt via een verdere integrator-keten 54 met een overdrachtsfunctie F^(s) toegevoerd aan de coëfficiëntketen 50/ terwijl het signaal als een uitgangssignaal aan een uit-gangsklem 56 wordt toegevoerd.The capacitor 442 has a capacitance The transfer function ^ (s) is expressed by: G2 (s) = 1 + 1ST2 (2) where the integration time constant = VR2.C2-30 The integrator circuit 44 provides an input signal with such a characteristic that it remains substantially flat in the low-frequency range but is damped in the high-frequency range above a certain cut-off frequency, which is determined by the integration time constant The output of the integrator 44 is subjected to an impedance at the operational amplifier 46, which operates as a voltage tracking device conversion. The output of the 8300792 7 amplifier 46 is processed by an adder 48 to subtract an output from a coefficient circuit 50 therefrom. Furthermore, the output signal of the adder circuit 48 is applied to an interface circuit 52 whose transfer function is equal to (s). The output signal of the integrator 52 is supplied to the coefficient circuit 50 via a further integrator circuit 54 with a transfer function F ^ (s), while the signal is supplied as an output signal to an output terminal 56.

Zoals aangegeven in fig. 5/ is de uitgang van de ver-10 sterker 46 verbonden met een weerstand 482 met een weerstandswaarde die op zijn beurt is verbonden met de inverterende ingang van een operationele versterker 480. Een parallelverbinding van een variabele weerstand 484 met een weerstandswaarde VR^ en een condensator 52 met een capaciteit C3 is tussen een uitgang en de inverterende ingang van de ver-15 sterker 480 verbonden. Het blijkt, dat de operationele versterker 480, de weerstand 482 en de parallelle weerstand-condensatorverbinding, welke boven is genoemd, de optelketen 48 en de integratorketen 52 gecombineerd vormen. Derhalve kan de overdrachtsfunctie (s) van de integrator 52 worden uitgedrukt door: 20 ^3 1 G3(s’ = R, 1 ♦ s-T, (3) 3 3 ; waarbij de integratietijdconstante = VR^.C^.As shown in Fig. 5 /, the output of the amplifier 46 is connected to a resistor 482 with a resistance value which in turn is connected to the inverting input of an operational amplifier 480. A parallel connection of a variable resistor 484 to a resistor value VR1 and a capacitor 52 with a capacitance C3 is connected between an output and the inverting input of the amplifier 480. It is found that the operational amplifier 480, the resistor 482 and the parallel resistor capacitor connection mentioned above form the addition circuit 48 and the integrator circuit 52 in combination. Therefore, the transfer function (s) of the integrator 52 can be expressed by: 20 ^ 3 1 G3 (s ’= R, 1 ♦ s-T, (3) 3 3; where the integration time constant = VR ^ .C ^.

Verder is een weerstand 540 tussen de uitgang van de 25 versterker 480 en de niet-inverterende ingang van een operationele versterker 58 verbonden en bezit deze weerstand een weerstandswaarde R4·Furthermore, a resistor 540 is connected between the output of the amplifier 480 and the non-inverting input of an operational amplifier 58 and this resistor has a resistance value R4

Een condensator 542 met een capaciteit C4 is aan een uiteinde geaard en aan het andere uiteinde verbonden met het verbindingspunt tussen de weerstand 540 en de niet-inverterende ingang van de versterker 58. De 30 weerstand 540 en de condensator 542 dienen tezamen als de integratorketen 54. De uitgang van de versterker 58 is verbonden met de niet-inverterende ingang daarvan en met de inverterende ingang van de versterker 480 via een variabele weerstand 500 met een weerstandswaarde VR4· In dit netwerk dient de versterker 58 als een spanningsvolginrichting, terwijl 35 de variabele weerstand 500 in combinatie met de weerstand 482 de coëfficiëntketen 50 vormt. Derhalve kan de overdrachtsfunctie G4(s) van de in- 4Γ 8300792 » w δ tegrator 54 en de overdrachtsfunctie K van de coëfficiëntketen 50 respectievelijk worden aangegeven door de onderstaande vergelijkingen: G4*s) = 1 + s*T4 (4) 5 waarbij de integratietijdconstante = R^.C^, en h3 .A capacitor 542 of capacitance C4 is grounded at one end and connected at the other end to the junction between resistor 540 and the non-inverting input of amplifier 58. Resistor 540 and capacitor 542 serve together as the integrator circuit 54 The output of the amplifier 58 is connected to the non-inverting input thereof and to the inverting input of the amplifier 480 via a variable resistor 500 with a resistance value VR4 · In this network, the amplifier 58 serves as a voltage tracking device, while the variable resistor 500 in combination with resistor 482 forms the coefficient circuit 50. Therefore, the transfer function G4 (s) of the integrator 54 w w δ tegrator 54 and the transfer function K of the coefficient chain 50 can be respectively indicated by the equations below: G4 * s) = 1 + s * T4 (4) 5 where the integration time constant = R ^ .C ^, and h3.

K;j4 151K; j4 151

Uit het bovenstaande volgt, dat de overdrachtsfunctie Gq(s) van de gehele in fig. 4 en 5 afgebeelde egalisatieketen als volgt 10 is: . 1 s-1/T1 1 R3 * 1+sT3 G0(S) = s+1/Ύ~ ‘ 1+sT2 ‘ VR^ ~ Rj" 1+ R3(1+sT3) ' 1+sT4 * VR^ 15 (5) s(a- ^-) * _T1 R3C3_ (s+~) (1+sT2) · (s2+ (S+ R4.Vr4.c3-C4) 20 waarbij G4(s) Si—.From the above, it follows that the transfer function Gq (s) of the entire equalization circuit shown in Figures 4 and 5 is as follows:. 1 s-1 / T1 1 R3 * 1 + sT3 G0 (S) = s + 1 / Ύ ~ '1 + sT2' VR ^ ~ Rj "1+ R3 (1 + sT3) '1 + sT4 * VR ^ 15 ( 5) s (a- ^ -) * _T1 R3C3_ (s + ~) (1 + sT2) · (s2 + (S + R4.Vr4.c3-C4) 20 where G4 (s) Si—.

Vergelijking (6) geeft de centerfrequentie f^, Q en versterking A bij de centerfrequentie f_ als volgt: ' 25 f0 = -;.............(7) 2flVR. *VR. -C^-CA 4 4 3 4 VR, Q = ---- 3 — (8) 30 «4-VE4-C4/C3 VR3 A = R3(l + ST2) 1 8300792 waarbij R ® R .Equation (6) gives the center frequency f ^, Q and gain A at the center frequency f_ as follows: '25 f0 = -; ............. (7) 2flVR. * VR. -C ^ -CA 4 4 3 4 VR, Q = ---- 3 - (8) 30 «4-VE4-C4 / C3 VR3 A = R3 (l + ST2) 1 8300792 where R ® R.

De frequentiekarakteristiek, welke men met deze uitvoe- 9 ringsvorm kan verkrijgen, is weergegeven door de getrokken kromme I in fig. 6a, welke wordt verkregen door de vergelijkingen (7) - (9) . Hier is de halve energiebreedte (j ^ gelijk aan l/iVR^.C^). In fig. 6a stelt f de afknijpfrequentie voor, welke wordt bepaald door de integratie-5 tijdconstante T4 en welke gelijk is aan de afknijpfrequentie van de frequentiekarakteristiek van de integrator 54, weergegeven in fig. 6c.The frequency characteristic obtainable with this embodiment is shown by the solid curve I in Fig. 6a, which is obtained by equations (7) - (9). Here half the energy width (j ^ equals l / iVR ^ .C ^). In Fig. 6a, f represents the cut-off frequency, which is determined by the integration time constant T4 and which is equal to the cut-off frequency of the frequency characteristic of the integrator 54 shown in Fig. 6c.

De frequentiekarakteristiek I bij deze uitvoeringsvorm blijft in hoofdzaak vlak in het laagfrequentiegébied onder het afknijpniveau f en deThe frequency characteristic I in this embodiment remains substantially flat in the low-frequency region below the cut-off level f and the

Xi versterking A' daarvan wordt gegeven door: 10 Vn _ . . K'Xi gain A 'thereof is given by: 10 Vn. . K '

v7" * G1(S)*ST3 + K*.K"'+Tv7 "* G1 (S) * ST3 + K * .K" '+ T

K' = Gt(s)--ψ- (10) k(^S + 1) 15 k waarbij K’ = VR^/Ry, k = K'K + 1 en G^is) = 1. Derhalve geldt a; = fl au 20 Uit vergelijking (9) blijkt, dat de frequentiekarak- teristiek I een progressieve variatie ondergaat naarmate de integratie-tijdconstante groter wordt, als aangegeven door de stippellijn II en een streep-stippellijn III in fig. 6a. De in fig. 6d afgeheelde krommen stellen de progressieve variatie van de karakteristiek van de over-25 drachtsfunctie GQ(s) overeenkomstig de Integratietijdconstante voor.K '= Gt (s) - ψ- (10) k (^ S + 1) 15 k where K' = VR ^ / Ry, k = K'K + 1 and G ^) = 1. Therefore a ; = fl au 20 From equation (9), it appears that the frequency characteristic I undergoes a progressive variation as the integration time constant increases, as indicated by the dotted line II and a dotted line III in Fig. 6a. The curves plotted in Figure 6d represent the progressive variation of the characteristic of the transfer function GQ (s) according to the Integration time constant.

Zoals uit vergelijking (7) blijkt, is de weer standswaarde VR^ van de variabele weerstand 500 instelbaar ten einde de centerfrequentie fg naar wens te variëren ten einde een bepaalde frequentiekarakteristiek voor egalisatiedoeleinden te verkrijgen. Een andere benadering voor een der-30 gelijke variabele centerfrequentie f^ kan worden verkregen met of de weerstand 540 of de condensatoren 486 en 542, een en ander zodanig, dat de weerstandswaarde of de capaciteiten C3 of regelbaar zijn.As can be seen from equation (7), the resistance value VR ^ of the variable resistor 500 is adjustable in order to vary the center frequency fg as desired in order to obtain a certain frequency characteristic for equalization purposes. Another approach to such an equal variable center frequency f ^ can be obtained with either the resistor 540 or the capacitors 486 and 542, such that the resistor value or capacitors C3 or are controllable.

Ofschoon door het variabel maken van de centerfrequentie fp ook Q variabel wordt gemaakt, zoals blijkt uit vergelijking (8), kan 35 Q naar wens worden ingesteld via de weerstand VR^ van de variabele weerstand 484 ten gevolge van de ongewijzigde bandbreedte en door gebruik te 8300792 10 maken van een voorafbepaalde waarde voor de frequentie fg.Although by making the center frequency fp variable also Q is made variable, as can be seen from equation (8), Q can be set as desired via the resistor VR ^ of the variable resistor 484 due to the unchanged bandwidth and by using 8300792 10 making a predetermined value for the frequency fg.

De fasekarakteristiek, welke geldt voor de afgeheelde en beschreven uitvoeringsvorm, vindt men in fig. 6B. Het diagram leert, dat de fasekarakteristiek zodanig kan worden bepaald, dat in een ge-5 wenst frequentiegébied een lineariteit wordt verkregen.The phase characteristic, which applies to the completed and described embodiment, is shown in Fig. 6B. The diagram teaches that the phase characteristic can be determined such that a linearity is obtained in a desired frequency range.

Op deze wijze kunnen de weer standswaarden VR^, VR^, VR^ en VR4 van de variabele weerstanden 422, 440, 484 en 500 worden ingesteld om een gewenste frequentie- en fasekarakteristiek, die voor egalisatie optimaal is, te verkrijgen.In this manner, the resistance values VR ^, VR ^, VR ^ and VR4 of the variable resistors 422, 440, 484 and 500 can be set to obtain a desired frequency and phase characteristic, which is optimal for equalization.

' 10 Wanneer wordt aangenomen, dat de egalisatiekarakteristiéc, welke moeten gecompenseerd en nodig is voor het egaliseren van de golf-vorm van een weergegeven signaal, wordt voorgesteld door G(s), dan wordt deze karakteristiek G(s) uitgedrukt door: 15 G(s) HtST 1121 waarbij R(s) de overdrachtsbandbreedte is, welke nodig is voor het overdragen van een weergegeven signaal zonder intercode-interferentie, en H(s) de karakteristiek van een signaal is, verkregen door registratie en weergave van een digitaal signaal door middel van een magneetkop en een 20 magneetband.When it is assumed that the equalization characteristic, which must be compensated and required to equalize the waveform of a reproduced signal, is represented by G (s), this characteristic G (s) is expressed by: 15 G (s) HtST 1121 where R (s) is the transmission bandwidth required to transmit a reproduced signal without intercode interference, and H (s) is the characteristic of a signal obtained by recording and reproducing a digital signal by means of a magnetic head and a magnetic tape.

In fig. 7 is de relatie, aangegeven door vergelijking (12) grafisch weergegeven. De streep-stippellijn IV in fig. 7 stelt de ideale laagdoorlaatkarakterisiek voor een afknijpfrequentie f^ (hoek-frequentie o> ^ = 2 1Γ f^) voor. De ideale laagdoorlaatkarakteristiek IV . 25 wordt een sinusvormige "rolloff"-karakteristiek als de overdrachtskarakte-ristiek, welke de interferentie in wezen tot nul terugbrengt. Waar wordt verondersteld, dat de verhouding van de hoekfrequentie U> tot de hoek-In Fig. 7, the relationship indicated by equation (12) is graphically depicted. The dashed-dotted line IV in Fig. 7 represents the ideal low-pass characteristic for a cutoff frequency f ^ (angular frequency o> ^ = 2 1Γ f ^). The ideal low-pass characteristic IV. 25 becomes a sinusoidal "rolloff" characteristic as the transfer characteristic, which essentially reduces the interference to zero. Where it is assumed that the ratio of the angular frequency U> to the angular

XX

frequentie Cü ., aangegeven infig. 7, Cd / u)., een constante K. is, wordt een volledige cosinus-"rolloff"-karakteristiek verkregen wanneer 30 = 1; dit wordt op grote schaal toegepast bij basisbandoverdracht. Ten aanzien van de hoekfrequentie u) wordt de transmissiebandbreedte R(s) afgeknepen tot de sinusvormige karakteristiek. Onder voorwaarde, dat ζ 1, kan de bandbreedte R(s) worden versmald ten gevolge van de afname in de hoekfrequentie Cd terwijl de afknipkarakteristiek scherp toe-35 neemt, zodat doorschieten optreedt bij de enkelvoudige golfvorm, die bij een fluxomkering tijdens de weergave optreedt. Desondanks wordt tus- 8300792 11 sen. de verschillende piekniveaus geen intercode-interf eren tie waargenomen. Hierbij is de som van de hoekfrequenties u3 ^ en u) χ gelijk aan · Derhalve wordt de bandbreedte R(s) of coëfficiënt bepaald door de signaalkarakteristiék H(s) en deze bepaalt op zijn 5 beurt de egalisatiekarakteristiek G(s) gebaseerd op vergelijking (12). Dientengevolge kan de egalisatiekarakteristiek worden verkregen door een relatie Gq(s) = G(s) uit vergelijking (6) op te bouwen. De fasekarak-teristiek, verkregen door de relatie, aangegeven in fig. 7, moet vrij van vervorming zijn bij overdracht tot de hoekfrequentie ‘zolang als 10 = 1 en dit kan op een eenvoudige wijze volgens de uitvinding worden verkregen. Dit draagt in sterke mate bij tot de verbetering van de marge, die voor signaaldetectie nodig is.frequency Cü., indicated infig. 7, Cd / h), which is a constant K., a complete cosine "rolloff" characteristic is obtained when 30 = 1; this is widely used in baseband transfer. With respect to the angular frequency u), the transmission bandwidth R (s) is pinched to the sinusoidal characteristic. Provided that ζ 1, the bandwidth R (s) can be narrowed due to the decrease in the angular frequency Cd while the clipping characteristic increases sharply, so that overshoot occurs at the single waveform that occurs with a flux reversal during playback. . Nevertheless, between 8300792 11 sen. no intercode interference was observed at the different peak levels. Here the sum of the angular frequencies u3 ^ and u) χ equals · Hence, the bandwidth R (s) or coefficient is determined by the signal characteristic H (s) and this in turn determines the equalization characteristic G (s) based on equation (12). As a result, the equalization characteristic can be obtained by building a relationship Gq (s) = G (s) from equation (6). The phase characteristic obtained by the relationship shown in FIG. 7 must be free of distortion upon transmission to the angular frequency as long as 10 = 1 and this can be easily obtained according to the invention. This makes a significant contribution to improving the margin required for signal detection.

Resumerende blijkt, dat de uitvinding voorziet in een golf vorm-egalisatieketen, waarin zowel de versterking als de fase instel-15 baar zijn om de gewenste frequentie- en fasekarakteristieken gemakkelijk te verkrijgen, zodat wanneer het ingangssignaal een enkelvoudige golf is, de halve energiebreedte daarvan kan worden vermagerd tot ongeveer 1/3 tot 1/4 zonder dat een aanmerkelijke afname in piekniveau optreedt. Bovendien kan de golfvorm op een optimale wijze worden geëgaliseerd zon-20 der intercode-interferentie tussen enkelvoudige golfvormen ten gevolge van fluxomkeringen zelfs onder de gewenste omstandigheid, dat < 1, ten einde een aanpassing aan weergeefkarakteristieken te verkrijgen. Bovendien kunnen wanneer een magneetkop een aantal sporen heeft en binair gecodeerde digitale signalen spoor voor spoor moeten worden geregistreerd 25 en weergegeven, de verschillende weergeefkarakteristieken van de verschillende sporen op een eenvoudige wijze worden aangepast. Hierdoor wordt op een juiste wijze rekening gehouden met de achteruitgang van de karakteristieken, die een gevolg is van de steeds groter wordende dichtheid van de sporen.In summary, it is found that the invention provides a waveform equalization circuit, in which both the gain and phase are adjustable to easily obtain the desired frequency and phase characteristics, so that when the input signal is a single wave, its half energy width can be reduced to about 1/3 to 1/4 without a significant decrease in peak level. In addition, the waveform can be optimally equalized without intercode interference between single waveforms due to flux reversals even under the desired condition, that <1, in order to achieve adaptation to display characteristics. In addition, when a magnetic head has a plurality of tracks and binary coded digital signals must be recorded and displayed track by track, the different display characteristics of the different tracks can be easily adapted. This takes proper account of the deterioration of the characteristics due to the increasing density of the tracks.

30 Er zijn binnen het kader van de uitvinding verschillende modificaties mogelijk. Zoals bijvoorbeeld is weergegeven in fig. 8, kan de overdrachtsfunctie Gq(s) van vergelijking (6) worden verkregen door de gedeelten van de primaire faseketen 42 en de integratorketen 44, aangegeven in fig. 4 en 5, om te keren. De integratorketen 44 kan zelfs in 35 zijn geheel worden weggelaten, zoals aangegeven in fig. 9. Verder kan, als aangegeven in fig. 10, de ingangsklem 40 direct met de optelketen 48 8300792 a 12.Various modifications are possible within the scope of the invention. For example, as shown in Fig. 8, the transfer function Gq (s) of equation (6) can be obtained by inverting the portions of the primary phase circuit 42 and the integrator circuit 44 shown in Figs. 4 and 5. The integrator circuit 44 can even be omitted in its entirety, as shown in Fig. 9. Furthermore, as shown in Fig. 10, the input terminal 40 can be connected directly to the adder circuit 48 8300792 to 12.

worden verbonden en kan de primaire faseketen 42 tussen de integrator-keten 52 en de uitgangsklem 56 worden verbonden. Voorts kan, als aangegeven in fig. 11, de integratorketen 44 tussen de primaire faseketen 42 en de uitgangskiem 56 in fig. 10 worden verbonden.and the primary phase circuit 42 can be connected between the integrator circuit 52 and the output terminal 56. Furthermore, as shown in Figure 11, the integrator circuit 44 can be connected between the primary phase circuit 42 and the output seed 56 in Figure 10.

5 Omdat het wezen is gelegen in het variëren van de integratietijdconstante en , kunnen de variabele weerstand 422, 440 en 484 worden vervangen door vaste weerstanden indien de condensatoren 424, 442 en 486 variabele capaciteiten hebben.Since the essence lies in varying the integration time constants, the variable resistors 422, 440 and 484 can be replaced by fixed resistors if the capacitors 424, 442 and 486 have variable capacities.

De coëfficiëntketen 50 kan een variabele aftrekinrich-10 ting of een versterker met variabele versterking zijn in plaats van de weerstand 500, ofschoon een vaste weerstand nodig is in plaats van de weerstand 500, die met de rekenketen 48 moet worden verbonden. Voorts kan de coëfficiëntketen 50 een vaste coëfficiënt hebben.The coefficient circuit 50 may be a variable subtractor or a variable gain amplifier in place of the resistor 500, although a fixed resistor is required in place of the resistor 500 to be connected to the computing circuit 48. Furthermore, the coefficient chain 50 can have a fixed coefficient.

83007928300792

Claims

1. Apparatus for equalizing the waveform of a signal, reproduced from a magnetic recording medium, characterized by a phase circuit for varying the phase of a signal passing through the circuit, an adding circuit for processing the reproduced signal, the waveform to be equalized, a first integrator circuit for integrating the output of the adder and varying its integration time constant, a second integrator for integrating the output of the first integrator and a coefficient circuit for setting the 10 level of the output of the second integrator circuit and supplying its output signal to the adder circuit, the adder circuit processing the displayed signal and the output signal of the coefficient circuit.

2. Device according to claim 1, characterized by an input terminal and an output terminal.

Device according to claim 2, characterized in that the input terminal is directly connected to the phase circuit, while the output terminal is connected to the first integrator circuit, the displayed signal being supplied to and processed by passing the phase circuit successively, the addition chain and the first integrator chain.

Device according to claim 2, characterized in that the input terminal is directly connected to the adder circuit, while the output terminal is connected to the phase circuit, the displayed signal being applied to and processed by passing the adder chain successively. first integrator chain and the phase chain.

Device according to claim 1, characterized by a third integrator chain, which is directly connected to the phase chain.

Device according to claim 5, characterized by a -> input terminal and an output terminal.

Device according to claim 6, characterized in that the input terminal is directly connected to the phase circuit, while the output terminal 1 is connected to the first integrator circuit, the displayed signal being applied to and processed by successively passing the phase chain, the third integrator chain, the addition chain 8300792 j J 5 and the first integrator chain. N

8. Device according to claim 6, characterized in that the input terminal is directly connected to the adder circuit, while the output terminal is connected to the third integrator circuit, the displayed signal being applied to and processed by traversing the addition chain, the first integrator chain, the phase chain and the third integrator chain. t Λ 8300792