NL8601603A

NL8601603A - Kanaalcoderingsinrichting.

Info

Publication number: NL8601603A
Application number: NL8601603A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-01-18
Also published as: EP0250049A1; KR880001116A; JP2809306B2; KR950013804B1; EP0250049B1; US4779072A; JPS634721A; ATE76530T1; DE3779186D1

Description

J? i • * PHN 11.790 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Kanaalcoderingsinrichting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een kanaalcoderingsinrichting voor het op zodanige wijze coderen van een n-bits informatiestroom, dat, onder gebruikmaking van een daartoe aanwezige geheugenschakeling, een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije code 5 wordt verkregen, waarbij m > n.

Kanaalcodes worden op grote schaal toegepast in digitale magnetische opname- en weergave apparatuur en wel om de informatiestroom aan te passen aan de karakteristieken van de informatietransmissie kanalen. In deze apparatuur wordt de flux door de leeskop naar de tijd 10 gedifferentieerd. Deze flux heeft, afgezien van enige hoogfrequent verliezen dezelfde vorm als de aan de schrijfkop toegevoerde schrijfstroom. Het door de leeskop afgegeven uitgangssignaal bestaat dan uit positieve en negatieve pulsen op de plaatsen waar overgangen in de schrijfstroom optreden. Ten einde aan de weergavekant in de genoemde 15 apparatuur een replica van de schrijfstroom te verkrijgen, kunnen, naast de detectie door zogenaamde "schrijfstroomherstelling”, dat wil zeggen door integratie van het door de leeskop afgegeven uitgangssignaal, ook zogenaamde "pulsamplitude" detectiemethoden worden toegepast. Bij laatstgenoemde methoden worden de pulsen in het door de leeskop 20 afgegeven uitgangssignaal gedetecteerd. Hoewel door het differentiëren het weergegeven signaal altijd DC-vrij is, is het gewenst, dat bij deze laatstgenoemde detectiemethoden ook de schrijfstroom in hoofdzaak DC-vrij is, omdat anders problemen zouden kunnen ontstaan wanneer tussen de schrijfversterker en de schrijfkop nog (roterende) transformatoren 25 worden geplaatst of wanneer bij lage frequenties nog andere signalen (tracking tonen) moeten worden opgenomen.

Een methode om een n-bits informatiestroom door kanaalcodering om te zetten in een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije code, waarbij m > n, is bijvoorbeeld bekend uit het Europees octrooischrift 30 nr. 0 123 563. Bij deze bekende methode wordt gebruik gemaakt van een geheugenschakeling, waarin een coderingstabel is opgenomen om uit de n-bits informatiestroom een (m-D-bits code af te leiden, terwijl met ·;; $ π 1 ;> ·η. n iü w - O lij ΡΗΝ 11.790 2 ; ΐ * t behulp van een aparte detectieschakeling en op grond van de resultaten van de laatst plaats gevonden hebbende kanaalcodering het m-de bit wordt vastgesteld. Een volgens deze methode werkzame kanaalcoderingsinrichting vereist een relatief omvangrijk geheugen, alhoewel daardoor een in 5 verregaande mate DC-vrije en "Run Length Limited (RLL)1' m-bits code wordt verkregen. Behalve dat bij deze methode het geheugen relatief groot is, dient bovendien nog eens een dergelijk omvangrijk geheugen aanwezig te zijn aan de weergavekant van de desbetreffende apparatuur om de m-bits code weer te decoderen.

10 Het doel van de uitvinding is allereerst een kanaalcoderingsinrichting te verschaffen, waarbij een n-bits informatiestroom wordt omgezet in een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije code, waarbij m > n, zonder dat van een dergelijk groot geheugen gebruik wordt gemaakt.

15 Overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe de in de aanhef omschreven kanaalcoderingsinrichting het kenmerk, dat een teller aanwezig is voor het vaststellen van de digitale somvariatie (DSV-teller) van de telkenmale tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom en dat de geheugenschakeling, na toevoer van de n-bits informatiestroom en 20 van de digitale somvariatie (DSV) van de gecodeerde bitstroom, een (m-n)-bits coderingssignaal afgeeft, dat tezamen met de n-bits informatiestroom de genoemde m-bits code vormt. Op deze wijze wordt een m-bits code verkregen door (m-n) bits toe te voegen aan de n-bits informatiestroom; aan de weergavekant is nu geen decodeur meer nodig, 25 maar wordt de n-bits informatiestroom terug verkregen door enkel weglaten van de desbetreffende (m-n) bits. Een dergelijke kanaalcoderingsinrichting is relatief eenvoudig qua opbouw en levert een in voldoende mate DC-vrije code.

Zoals reeds vermeld, worden bij pulsamplitude 30 detectiemethoden de overgangen in de schrijfstroom gedetecteerd. Worden bij deze detectie overgangen gemist of is de beginwaarde fout, hetgeen gemakkelijk kan voorkomen als ergens de polariteit van de aansluitingen bij de schrijf- en leeskop is verwisseld, dan treedt een zogenaamde "foutenpropagatie" op. Een verder doel van de uitvinding is de 35 kanaalcoderingsinrichting zodanig uit te voeren, dat foutenpropagatie in de detectie van het, van de leeskop afkomstige signaal wordt vermeden.

Overeenkomstig de uitvinding bezit de Ö s 01 603 » * PHN 11.790 3 kanaalcoderingsinrichting in een voorkeursuitvoering een precodeur, waaraan de n-bits informatiestroom tezamen met het (m-n)-bits coderingssignaal in serie wordt toegevoerd, welke precodeur daarop een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije en "Run Length Limited (RLL},‘ code af geeft, 5 die tevens het ingangssignaal vormt voor de DSV-teller, terwijl het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen (m-n)-bits coderingssignaal verder wordt bepaald door de laatste bit of laatste bits van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code.

In het bijzondere geval, dat m-n = 1, wordt een precodeur -1 10 gebruikt met een overdrachtsfunctie (1 + D) , waarbij D de vertragingsoperator voorstelt, terwijl van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code alleen het laatste bit wordt gebruikt voor het bepalen van het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen 1-bit coderingssignaal. In dit bijzondere geval kan de geheugenschakeling zijn 15 voorzien van een geheugen, waarin de digitale somwaarden (DS) zijn opgeslagen van de m-bits woorden, die samengesteld zijn verondersteld door aan de n-bits informatiestroom telkenmale een 1-bit coderingssignaal met een vaste waarde toegevoegd te denken en de alsdan verkregen veronderstelde combinatie door de precodeur gepasseerd te 20 denken, waarbij dan aan de precodeur een laatste bit met een vaste waarde van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code wordt verondersteld te zijn toegevoerd. Aan de n-bits informatiestroom kan bijvoorbeeld het coderingssignaal *0" worden toegevoegd gedacht, terwijl aan de precodeur als laatste bit van de door deze afgegeven laatste m-25 bits code eveneens een "0“ verondersteld wordt te zijn toegevoegd. Met deze beide veronderstellingen worden de DS-waarden in het geheugen vastgesteld, waarbij dan de eerste veronderstelling zonodig wordt gecorrigeerd door de terugkoppeling via de DSV-teller, terwijl de tweede veronderstelling zonodig wordt gecorrigeerd door de terugkoppeling van 30 het laatste bit van de door de precodeur werkelijk laatst afgegeven Dibits code. Het geheugen wordt derhalve te voren op zodanig wijze gevuld, dat, als de inrichting in bedrijf is, aan de uitgang van de kanaalcoderingsinrichting zoveel mogelijk een DC-vrije m-bits code wordt afgegeven, waarbij twee correctiemogelijkheden aanwezig zijn, één 35 voor elke veronderstelling in de bepaling van de DS-waarden.

Als m-n = 2, dan wordt een precodeur gebruikt met een ? -1 overdrachtsfunctie (1 + D ) , terwijl van de door de precodeur - .i λ ; 9 Λ * -Jf «* «y 'w v> ί * ΡΗΝ 11.790 4 laatst afgegeven m-bits code alleen de laatste twee bits worden gebruikt voor het bepalen van het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen 2-bits coderingssignaal. Ook in dit geval is de geheugenschakeling voorzien van een geheugen, waarin digitale somwaarden (DS) zijn 5 opgenomen, welke zijn vastgesteld door rekening te houden met veronderstellingen, analoog aan die, welke zijn gehanteerd in het voornoemde geval dat m-n = 1.

Met behulp van dergelijke precodeurs kan een kanaalcoderingsinrichting worden verkregen, die een in hoofdzaak DC-10 vrije en RLL code afgeeft, waarbij foutenpropagatie wordt voorkomen, het uitgangssignaal van de desbetreffende apparatuur onafhankelijk kan worden gemaakt van de polariteit van de aansluitingen bij de schrijf-en/of leeskop, en waarbij een beperkte bandbreedte kan worden gerealiseerd waardoor slechts weinig ruis optreedt. Verdere details van 15 de kanaalcoderingsinrichting overeenkomstig de uitvinding zijn aangegeven in desbetreffende volgconclusies.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden, ter illustratie waarvan de bijgaande tekeningen dienen. In deze tekeningen toont: 20 figuur 1 een blokschema van het, voor de beschrijving van een kanaalcoderingsinrichting van belang zijnde gedeelte van een digitaal magnetisch opname-en weergave apparaat; figuur 2 een aantal diagrammen ten behoeve van de beschrijving van de werking van de in figuur 1 afgeheelde schakeling; 25 figuur 3 een drietal schematisch weergegeven, vereenvoudigde schakelingen ter toelichting van het gebruik van een precodeur in een kanaalcoderingsinrichting; figuur 4 een uitvoeringsvorm van een kanaalcoderingsinrichting overeenkomstig de uitvinding; 30 figuur 5 een tweede uitvoeringsvorm van een kanaalcoderingsinrichting overeenkomstig de uitvinding; en figuren 6a en 6b tabellen voor de geheugenschakeling in de tweede uitvoeringsvorm van de kanaalcoderingsinrichting.

Figuur 1 toont een blokschema van het, voor de .

35 beschrijving van de kanaalcoderingsinrichting van belang zijnde gedeelte van een digitaal magnetisch opname- en weergave apparaat. In figuur 1 is de kanaalcoderingsinrichting aangegeven door 1; in deze inrichting

Sou 3 ΌΌΟ PHN 11.790 5 wordt een n-faits informatiestroom op zodanige wijze gecodeerd, dat een m-bits in hoofdzaak DC-vrije en bij voorkeur "Run Length Limited (RLL)" code wordt verkregen, waarbij m > n. Het DC-niveau in de gecodeerde bitstroom wordt bepaald door het verschil tussen het aantal "enen11 en 5 "nullen" in deze bitstroom; de "Run-Lengte" wordt bepaald door de afstand tussen de overgangen in de gecodeerde bitstroom. De gecodeerde bitstroom, dit is de schrijfstroom, wordt via een niet afgeheelde schrijfversterker en een eventuele, eveneens niet afgebeelde (roterende) transformator toegevoerd aan de schrijfkop 2, ten einde de 10 gecodeerde bitstroom op een medium vast te leggen. Bij weergave wordt deze bitstroom uitgelezen met behulp van de leeskop 3; hierbij wordt het op het medium vastgelegde signaal in de tijd gedifferentieerd. Dit gedifferentieerde signaal wordt toegevoerd aan een filtereenheid 4, waarin afgezien van hoogfrequentverliezen een min of meer vlakke 15 frequentiekarakteristiek wordt verkregen, resulterende in δ-pulsvormige signalen bij de overgangen in het uitgelezen signaal, waarna door middel van een "Nyquist pulse shaping" filter een zodanig uitgangssignaal wordt afgegeven, dat bij de detectie in de detectie-eenheid 5 een signaal wordt verkregen, dat overeenkomt met de gedifferentieerde 20 schrijfstroom. Uit dit signaal wordt in de detector verder een herstelde bitstroom afgeleid. Deze bitstroom dient vervolgens weer te worden gedecodeerd, hetgeen plaatsvindt in de decodeur 6, waarna de n-bits informatiestroom weer terug is verkregen.

In figuur 2 toont A de aan de schrijfkop toe te voeren 25 schrijfstroom, B de in de filtereenheid 4 verkregen δ-pulsvormige signalen, C het na "Nyquist pulse shaping" verkregen en door de filtereenheid 4 afgegeven signaal, D het gedetecteerde en met de gedifferentieerde schrijfstroom overeenkomende uitgangssignaal en E de herstelde gecodeerde bitstroom.

30 Digitaal en tijddiscreet kan de hier beschreven schakeling, voor zover van belang, worden vereenvoudigd tot de in figuur 3a afgebeelde schakeling. Bij weergeven vindt differentiatie van de bitstroom plaats, hetgeen een vermenigvuldiging met (1 + D) inhoudt, waarbij D de vertragingsoperator voorstelt; deze bewerking wordt 35 aangegeven door het functionele netwerk 7. In de detector vindt het herstel van de gecodeerde bitstroom plaats, hetgeen een -1 vermenigvuldiging met (1 + D) inhoudt? deze bewerking wordt ·-'* a % -λ λ · · μ * O' V i - i ' PHN 11.790 6 aangegeven door het functionele netwerk 8. Wordt tijdens de weergave in de detector een overgang gemist of worden de schrijf- en/of leeskop met de verkeerde polariteit aangesloten, dan ontstaat foutenpropagatie. Door aan de opnamekant, waar nog geen fouten zijn opgetreden, de gecodeerde -1 5 bitstroom te vermenigvuldigen met (1 + D) m plaats van m de detector aan de weergavekant, wordt door de detector in plaats van het, met de gedifferentieerde schrijfstroom overeenkomende signaal direct de oorspronkelijke gecodeerde bitstroom verkregen. Deze situatie is aangegeven in figuur 3b. In deze figuur is het functionele netwerk 8 in 10 het opname-transmissiekanaal geplaatst. Dit functionele netwerk 8 vormt in deze configuratie een zogenaamde precodeur, welke direct op de kanaalcoderingsinrichting 1 is aangesloten of in deze is geïntegreerd. In figuren 3a en 3b zijn de functionele netwerken 7 en 8 elk opgebouwd uit een vertragingselement 9, respectievelijk 10, en een 15 EXCLUSIEF-OF poort 11, respectievelijk 12. De vertragingstijd T correspondeert met één bitcel uit de bitstroom. In de configuratie van figuur 3b leidt het missen van een overgang niet tot foutenpropagatie, terwijl de polariteit van het gelezen signaal ten opzichte van de schrijfstroom niet meer van belang is. Dit zal nu worden 20 toegelicht aan de hand van een voorbeeld.

Wordt aan het netwerk 8 in figuur 3b bijvoorbeeld de bitreeks 001100101 toegevoerd, dan zal, als het vertragingselement 10 in aanvang de bitwaarde 0 afgeeft, de schrijfstroom worden gevormd door de bitreeks 001000110 en, als het vertragingselement 10 in aanvang de 25 bitwaarde 1 afgeeft, de schrijfstroom worden gevormd door de bitreeks 110111001. Bij differentiatie in het netwerk 7 worden de beide eikaars geïnverteerde zijnde bitreeksen, de bitreeks 001000110 met daaraan voorafgaande de bitwaarde 0 en de bitreeks 110111001 met daaraan voorafgaande de bitwaarde 1, omgezet in dezelfde bitreeks 001100101. Met 30 andere woorden de polariteit van de uitgelezen bitstroom ten opzichte van de schrijfstroom is niet meer van belang. Wordt bij detectie van het in de leeskop gedifferentieerde signaal een overgang gemist, dan leidt dit niet meer tot foutenpropagatie.

In figuur 3c is een. schakeling afgebeeld, welke analoog 35 is aan die in figuur 3b. Het functionele netwerk 13, bestaande uit twee vertragingselementen 14 en 15 en een EXCLUSIEF-OF poort 16, fungeert hier als precodeur, terwijl het functionele netwerk 17, opgebouwd uit ·* y*· Λ Λ “7 & ö V 2 Ö U 0 * i PHN 11.790 7 twee vertragingselementen 18 en 19 en een EXCLUSIEF-OF poort 20 de in het weergavekanaal plaatsvindende differentiatie aangeeft. De . . . o -1 schrx^fstroom wordt hier vermenigvuldigd met (1 + D*) *, terwijl m het weergavekanaal een vermenigvuldiging met (1 + D ) plaatsvindt.

5 Wordt aan het netwerk 13 in figuur 3c bijvoorbeeld de bitreeks 001100101 toegevoerd, dan zal, als de vertragingselementen 14, 15 in aanvang de bitwaarden 00 afgeven, de schrijfstroom worden gevormd door de bitreeks 001111011, als de vertragingselementen 14, 15 in aanvang de bitwaarden 10 afgeven, de schrijfstroom worden gevormd door 10 de bitreeks 011010001, als de vertragingselementen 14, 15 in aanvang de bitwaarden 01 afgeven, de schrijfstroom worden gevormd door de bitreeks 100101110, en als de vertragingselementen 14, 15 in aanvang de bitwaarden 11 afgeven, de schrijfstroom worden gevormd door de bitreeks 110000100. Deze bitreeksen zijn twee aan twee eikaars geïnverteerden.

15 Bij differentiatie in het netwerk 17 worden alle vier de bitreeksen, elk met de bijbehorende daaraan voorafgaande twee bitwaarden, omgezet in dezelfde bitreeks 001100101. De in figuur 3c afgebeelde schakeling heeft behalve dezelfde gunstige eigenschappen als de in figuur 3b afgebeelde schakeling het verdere voordeeld van een kleinere bandbreedte en 20 daarmede een geringere ruis.

Figuur 4 toont een eerste uitvoeringsvorm van een kanaalcoderingsinrichting overeenkomstig de uitvinding. De opbouw en werking van deze kanaalcoderingsinrichting zullen bij wijze van voorbeeld worden toegelicht aan de hand van een 8 —> 9 25 kanaalcoderingsinrichting, dat wil zeggen, een 8-bits informatiestroom

wordt omgezet in een 9-bits in hoofdzaak DC-vrije en bij voorkeur RLL

code. Deze uitvoering is echter in principe geschikt voor elke n —> n+1 kanaalcoderingsinrichting.

De 8-bits informatiestroom, welke moet worden gecodeerd, 30 wordt ingeschreven in een register 21. Vanuit dit register worden deze 8 bits parallel toegevoerd naar zowel een register annex parallel-serie omzetter 22, alswel een geheugenschakeling 23. In de onderhavige uitvoering omvat deze geheugenschakeling een 8 —> 1 PR0M 24, waarin de digitale somwaarden DS zijn opgeslagen van de 9-bits woorden, die 35 samengesteld zijn verondersteld door aan de 8-bits informatiestroom telkenmale een 1-bit coderingssignaal met een vaste waarde, hier bijvoorbeeld 0, toegevoegd te denken en de alsdan verkregen ·«* Λ - · *%.

PHN 11.790 8 veronderstelde combinatie via het register annex parallel-serie omzetter 22 de daarop aangesloten precodeur 8 gepasseerd te denken, waarbij dan aan de precodeur 8 een laatste bit met een vaste waarde, hier bijvoorbeeld 0, van de door de precodeur 8 laatst afgegeven 9-bits code 5 wordt verondersteld te zijn toegevoerd. Wordt bijvoorbeeld het 8-bits woord 01100101 aan de PR0M 24 toegevoerd, dan wordt daardoor een DS-waarde -3 in dit geheugen geadresseerd. Deze waarde is te voren als volgt bepaald: een 9-bits woord wordt verondersteld door het 1-bit coderingssignaal 0 toegevoegd te denken, dat wil zeggen 001100101; wordt 10 dit 9-bits woord door de precodeur 8 geleid gedacht, waarbij zij verondersteld, dat het vertragingselement 10 in aanvang de bitwaarde 0 afgeeft, dan zou de precodeur het 9-bits woord 001000110 afgeven, en daar onder de digitale somwaarde DS van een woord wordt verstaan het verschil tussen het aantal "enen" en het aantal "nullen" van dit woord, 15 geldt hier een waarde DS = -3. In de PR0M 24 is zo voor elke mogelijke 8-bits informatiestroom een DS-waarde aanwezig. Voor het door de PR0M 24 af te geven signaal x1 geldt: x^ = 0 als DS > 0 en x1 = 1 als DS < 0. De veronderstellingen, die in het signaal x^ zijn ingebouwd, kunnen echter correctie behoeven. Hiertoe omvat de geheugenschakeling 23 20 verder een tweetal EXCLUSIEF-OF poorten 25 en 26. De EXCLÜSIEF-OF poort 25 reageert behalve op het signaal x^ van de 8 —> 1 PR0M 24 ook op het signaal dit is de laatste bit van de laatste 9-bits code, die door de precodeur 8 is afgegeven. De EXCLÜSIEF-OF poort 26 reageert behalve op het uitgangssignaal van de EXCLÜSIEF-OF poort 25 ook op het 25 uitgangssignaal x-j van een DSV-teller 27; dit is de teller, waarin de digitale somvariatie DSV van de telkenmale tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom wordt vastgesteld. De DSV-teller 27 krijgt hiertoe telkenmale de 9-bits code van de precodeur 8 toegevoerd. Het uitgangssignaal van de DSV-teller 27 x^ = 1 als de digitale 30 somvariatie DSV groter is dan of gelijk is aan 0, terwijl X3 = 0 als DSV kleiner is dan 0. De overdrachtsfunctie van de door de beide EXCLÜSIEF-OF poorten 25 en 26 gevormde logische schakeling kan in ?- A J? 1 ft Λ *3 PHN 11.790 9

Booleaanse vorm worden weergegeven door: y = XjX2x3 + X1X2X3 + X1X2X3 + xlx2x3 en bepaalt het bit, dat wordt toegevoegd aan de 8-bits informatiestroom 5 om een 9-bits gecodeerd signaal te verkrijgen.

De in figuur 4 afgebeelde uitvoeringsvorm omvat nog een verdere logische schakeling 28 en een OF poort 29. Aan de logische schakeling 28 wordt de 8-bits informatiestroom toegevoerd; deze logische schakeling levert daarop een nul-detectiesignaal “1* als de 8-bits 10 informatiestroom enkel uit "nullen* bestaat. Aan de OF poort 29 wordt zowel dit nul-detectiesignaal, alswel het voornoemde signaal y toegevoerd. Het uitgangssignaal van de OF poort vormt het aan de 8-bits informatiestroom toe te voegen 1-bit coderingssignaal. Op deze wijze wordt een te lange run-lengte voorkomen. Aan een 8-bits woord, dat enkel 15 uit "nullen" bestaat, wordt onafhankelijk van de DC-afwijking van de tot dan verkregen gecodeerde bitstroom een 1 toegevoegd, zodat minimaal één overgang per 9-bits woord in de gecodeerde bitstroom optreedt.

Zij bij wijze van voorbeeld verondersteld, dat als 8-bits informatiestroom het woord 01100101 wordt toegevoerd. Voor dit woord 20 geldt, zoals hiervoor reeds is aangetoond, dat DS = -3, zodat = 1.

Er doen zich nu vier gevallen voor: - Voor de DSV van de tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom geldt, dat DSV < 0, dus x^ = 0, terwijl het laatst door de precodeur afgegeven bit x2 = 0. Dan geldt y = 1. Het 9-bitssignaal, dat aan de 25 precodeur wordt toegevoerd is nu 101100101. De precodeur levert daarop het signaal 110111001. Dit signaal levert bij differentiatie tijdens de weergave de bitreeks 101100101, terwijl door weglating van het tijdens de opname toegevoegde bit het oorspronkelijke signaal 01100101 wordt verkregen. De waarde van DSV, welke negatief was, wordt nu verhoogd met 30 de digitale somwaarde van de door de precodeur geleverde 9 bits, in dit voorbeeld +3.

- Voor de DSV van de tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom geldt, dat DSV < 0, dus x^ = 0, terwijl het laatst door de precodeur afgegeven bit x2 = 1. Dan geldt y = 0. Het 9-bitssignaal, dat aan de 35 precodeur wordt toegevoerd is nu 001100101. De precodeur levert daarop het signaal 110111001. Dit signaal levert bij differentiatie tijdens de weergave de bitreeks 001100101, terwijl door weglating van het tijdens s s o i s :·: „ % PHN 11.790 10 de opname toegevoegde bit het oorspronkelijke signaal 01100101 wordt verkregen. De waarde van DSV, welke negatief was, wordt weer verhoogd met +3.

- Voor het DSV van de tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom geldt, 5 dat DSV > 0, dus x3 = 1, terwijl het laatst door de precodeur afgegeven bit X2 = 0. Dan geldt y = 0. Het 9-bitssignaal, dat aan de precodeur wordt toegevoerd is nu 001100101. De precodeur levert daarop het signaal 001000110. Dit signaal levert bij differentiatie de bitreeks 001100101, terwijl door weglating van het eerder toegevoegde bit het 10 oorspronkelijke signaal terug wordt verkregen. De DSV wordt verhoogd met -3.

- Voor de DSV van de tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom geldt, dat DSV > 0, dus x3 = 1, terwijl het laatst door de precodeur afgegeven bit X2 = 1. Dan geldt y = 1. Het 9-bitssignaal, dat aan de 15 precodeur wordt toegevoerd is nu 101100101. De precodeur 8 levert daarop het signaal 001000110. Dit signaal levert bij differentiatie de bitreeks 101100101, terwijl door weglating van het eerder toegevoegde bit het oorspronkelijke signaal terug wordt verkregen. De DSV wordt weer verhoogd met -3.

20 De DSV zal bij toevoer van een reeks 8-bits woorden aan de kanaalcoderingsinrichting zo veel mogelijk rond 0 blijven schommelen, ten einde een in hoofdzaak DC-vrije code te verkrijgen.

Zij nu verondersteld, dat uitgaande van de beginsituatie DSV = 0, dus x3 = 1, en X2 = 0 achtereenvolgens worden toegevoerd de 25 8-bits woorden 11110000, 00000000, 00011111, 01100101. Als aan het tweede en derde woord een 0 zou worden toegevoegd, dan zouden 17 "nullen" achter elkaar volgen en daarmede een te lange run-lengte ontstaan. De weergegeven schakeling voorkomt deze situatie dan ook. Na toevoer van het eerste woord aan de PR0M 24, waarvoor geldt DS = -5, 30 wordt het signaal x^ = 1 afgegeven. Met X2, x3 = 0, 1 levert dit y = 0. Aan de precodeur wordt toegevoerd 011110000. De precodeur levert daarop de bitreeks 010100000, zodat DSV de waarde -5 aanneemt en x3 = 0 wordt; voor X2 blijft gelden, dat X2 = 0. Voor het tweede woord geeft de schakeling 28 het nul-detectiesignaal 1 af, zodat het 9-35 bitssignaal, dat aan de precodeur wordt toegevoerd, gelijk wordt aan 100000000. De precodeur levert daarop het signaal 111111111, zodat DSV wordt verhoogd met +9 en de waarde +4 aanneemt. Verder wordt X2, λ λ $ '0 ‘ v v PHN 11.790 11 x3 = 1, 1. Voor het derde woord geldt, dat DS = -3, zodat = 1. Nu wordt y = 1; tussen het tweede en derde woord wordt derhalve een 1 toegevoegd, waardoor de run-lengte hier beperkt blijft tot 9. Na toevoer van de bitreeks 100011111 aan de precodeur, levert deze het signaal 5 000010101, zodat DSV wordt verhoogd met -3 en de waarde +1 aanneemt. Na het derde woord is x2, X3 = 1, 1. Na toevoer van het vierde woord, waarvoor geldt DS = -3 en dus = 1, zal y = 1 worden en de bitreeks 101100101 aan de precodeur worden toegevoerd; deze levert daarop het signaal 001000110, zodat DSV van +1 naar -2 gaat.

10 Figuur 5 toont een tweede uitvoeringsvorm van een kanaalcoderingsinrichting overeenkomstig de uitvinding. De opbouw en werking van deze kanaalcoderingsinrichting zullen bij wijze van voorbeeld worden toegelicht aan de hand van een 8 —> 10 kanaalcoderingsinrichting, dat wil zeggen een 8-bits informatiestroom 15 wordt omgezet in een 10-bits, in hoofdzaak DC-vrije en RLL code. Deze uitvoering is echter in principe ook geschikt voor elke n —> n+2 kanaalcoderingsinrichting.

De 8-bits informatiestroom, welke moet worden gecodeerd,, wordt ingeschreven in een register 30. Vanuit dit register worden deze 8 20 bits parallel toegevoerd aan zowel een register annex parallel-serie omzetter 31, alswel een geheugenschakeling 32. In deze geheugenschakeling is een PROM aanwezig om op grond van de toegevoerde 8-bits informatie en het, in deze uitvoering in 3 bits gecodeerde DSV-uitgangssignaal een tweetal bits xa, x^ af te geven. Aldus kan 25 gebruik worden gemaakt van een 11 —> 2 PROM. In de onderhavige uitvoering wordt echter om geheugenruimte te besparen gebruik gemaakt van een eerste deelgeheugen 33, dat reagerend op de even bits van de 8-bits informatiestroom een 2-bits partiële.digitale somwaarde DSa afgeeft, en een tweede deelgeheugen 34, dat reagerend op de oneven bits 30 van de 8-bits informatiestroom een 2-bits partiële digitale somwaarde DSjj afgeeft, terwijl een derde deelgeheugen 35 aanwezig is, waarin uit de partiële digitale somwaarden DSa en DSb en uit de 3-bits DSV-waarde de genoemde bits xa, x^ worden verkregen. In deze uitvoering wordt dan ook gebruik gemaakt van twee 4 —>2 PROM's en één 35 7 —>2 PROM. De partiële digitale somwaarden DSa en DSb zijn hier op dezelfde wijze bepaald als de digitale somwaarden DS in de eerste uitvoeringsvorm. Dat wil zeggen in de deelgeheugens 33 en 34 zijn de !»> ** Λ '3 " • * PHN 11.790 12 digitale somwaarden DSa, respectievelijk DS^ opgeslagen van de, in de onderhavige uitvoering 5-bits woorden, die samengesteld zijn verondersteld door aan de 4-bits woorden, die aan de deelgeheugens 33 en 34 worden toegevoerd, een bit = 0, respectievelijk x£ = 0 5 toegevoegd te denken en de alsdan verkregen veronderstelde combinatie door de precodeur 13 gepasseerd te denken, waarbij dan aan de precodeur de laatste bits xffl_^ = 0, respectievelijk xm = 0 van de door de precodeur laatst afgegeven 10-bits code wordt verondersteld te zijn toegevoegd. Wordt bijvoorbeeld de 8-bits informatiestroom 01100101 door 10 het register 30 afgegeven, dan wordt aan het deelgeheugen 33 het deelwoord 0100 toegevoerd; hierdoor wordt een digitale somwaarde DSa = +1 geadresseerd, welke te voren als volgt is bepaald; toegevoegd wordt gedacht de bit x^ = 0, zodat aan de precodeur wordt verondersteld zijn toegevoerd het woord 00100; met xm = 0 zou deze dan 15 het woord 00111 afgeven, welk woord een digitale somwaarde DSa = +1 heeft. Aan het deelgeheugen 34 wordt het deelwoord 1011 toegevoerd; hierdoor wordt een digitale somwaarde DSb = +1 geadresseerd, welke te voren als volgt is bepaald: toegevoegd wordt gedacht de bit = 0, zodat aan de precodeur wordt verondersteld te zijn 20 toegevoerd het woord 01011; met xm_^ = 0 zou deze dan het woord 01101 af geven, welk woord een digitale somwaarde DS^ = +1 heeft. In de hier beschreven uitvoeringsvorm is n even, waardoor de deelgeheugens 33 en 34 dezelfde omvang bezitten; als n oneven is, is dit uiteraard niet het geval.

25 De geheugenschakeling 32 omvat verder een tweetal EXCLÜSIEF-OF poorten 36 en 37, welke reagerend op de signalen x3, respectievelijk x^, en op de van de precodeur 13 afkomstige signalen xm-1' resPectievelijk xffl, de toe te voegen bits x^, respectievelijk x^, afgeven, zodat vanuit het register annex 30 parallel-serie omzetter 31 een 10-bits signaal aan de precodeur 13 wordt toegevoerd. De hier te gebruiken precodeur is van het type zoals afgeheeld in figuur 3c. De bits xm en xm_1 vormen telkenmale de laatste twee bits van het laatste woord, dat door deze precodeur wordt afgegeven. De 10-bits code van de precodeur wordt voorts toegevoerd aan 35 de DSV-teller 38, welke de DSV-waarde in 3 bits gecodeerd toevoert aan de geheugenschakeling 32. Ook voor deze uitvoering geldt, dat de geheugenschakeling zodanig is opgebouwd en dat de PROM's zodanig zijn O 0 U i PHN 11.790 13 gevuld, dat de gecodeerde bitstroom een minimale DSV en een beperkte run-lengte bezit.

In figuur 6a is een voorbeeld gegeven van een in de PROM's 33 en 34 opgenomen tabel. Voor het 4-bits ingangssignaal van 5 deze PROM's gelden bij de oplopende decimale waarden 0, 1,2, ... 15 de DS-waarden -5, -3, ... -1. Deze DS-waarden zijn bepaald op de hiervoor aangegeven wijze. Voor het afgegeven 2-bitssignaal DSa (of DSjj) geldt, dat DSa (of DSb) = 1,1 als DS = +3; DSa (of DSb) = 1,0 als DS = +1; DSa (of DSb) = 0,1 als DS = -1 en DSa 10 (of DSb) = 0,0 als DS = -3 of -5.

In figuur 6b is een voorbeeld gegeven van een in de PROM 35 opgenomen tabel. Aan dit geheugen worden de 2-bitssignalen DSa en DSb toegevoerd, alsmede de 3-bits DSV-waarden. De DSV-teller 38 levert voor 10-bits woorden een uitgangssignaal 111 als DSV > +6, 110 als 15 DSV = +4, 101 als DSV = +2, 100 als DSV = 0, 001 als DSV = -2, 010 als DSV = -4 en 011 als DSV <, -6; de waarde 000 wordt hier niet gebruikt.

In de onderhavige uitvoering blijft de DSV binnen de grenzen [4, -4], zodat in de tabel van figuur 6b alleen de bits xa, xb worden gegeven voor de DSV-waarden +4, +2, 0, -2, -4 en de DSa en DSb waarden 00, 20 01, 10 en 11.

Zij nu verondersteld, dat uitgaande van de beginsituatie DSV = 0 en xm, xm_.j = 0, 0 weer achtereenvolgens worden toegevoerd de 8-bits woorden 11110000, 00000000, 00011111 en 00100101. Aan de PROM

33 worden dan de bitgroepen 1100, 0000, 0011 en 0100 toegevoerd, zodat 25 DS_ achtereenvolgens de waarden 00, 00, 00 en 10 aanneemt. Aan de PROM

CL

34 worden de bitgroepen 1100, 0000, 0111 en 0011 toegevoerd, zodat DSb achtereenvolgens de waarden 00, 00, 01 en 00 aanneemt.

Wordt het eerste 8-bits woord toegevoerd, dan is DSV = 0, zodat xa, xb = 1, 0 en x^, xb = 1, 0. Aan de precodeur 30 wordt dan de bitreeks 1011110000 toegevoerd; deze levert daarop het signaal 1001101010, zodat xffl, x^,^ = 0, 1 wordt en DSV = 0 blijft.

Na toevoer van het tweede 8-bits woord blijft xa, xb = 1, 0 en wordt xa' xè = 1- Aan de Precodeur wordt dan de bitreeks 1100000000 toegevoerd; deze levert daarop het signaal 0101010101, zodat 35 nu xffl, xm_.j = 1, 0 en DSV = 0 blijft. Na toevoer van het derde 8-bits woord blijft xa, xb = 1, 0 en wordt x^, x£ = 0, O.

Aan de precodeur wordt dan de bitreeks 0000011111 toegevoerd; deze O >; Ï ;

Si· 'J

PHN 11.790 14 levert daarop het signaal 0101001100, zodat nu xm, xm_^ = 0, 0 wordt, terwijl DSV wordt veranderd van 0 naar -2. Na toevoer van het vierde 8-bits woord, wordt xa, x^ = 0, 1 en x^, x£ = 0, 1. Aan de precodeur wordt dan de bitreeks 0100100101 5 toegevoerd; deze levert daarop het signaal 0101111011, zodat xm, xm-1 = 1' 1 wordt, terwijl DSV wordt veranderd van -2 naar +2. Uit dit voorbeeld moge blijken, dat DSV tussen de grenzen [+4, -4] blijft en daarmede de DC-waarde minimaal, terwijl tussen het eerste en tweede woord de bits 11 worden toegevoegd, waardoor de run-lengte beperkt 10 blijft. Bij het bepalen van de inhoud van de deelgeheugens is rekening gehouden zowel met het criterium, dat de DSV minimaal moet worden gehouden, alswel met het criterium, dat de run-lengte beperkt dient te worden gehouden. Wanneer de DSV te veel van 0 afwijkt, zal het eerste criterium de doorslag geven; wordt de run-lengte te groot, dan zal het 15 tweede criterium de doorslag geven.

In de tweede uitvoeringsvorm, waarbij een precodeur met overdrachtsfunctie (1 + D ) 1 wérd gebruikt, werden 2 bits toegevoegd aan de n-bits informatiestroom. Bij een 8 --> 10 omzetting betekent dit een toename van 25% aan kanaalbits. Dient deze toename te 20 worden beperkt, dan kan worden overgegaan op een 8 —> 9 omzetting; is het echter gewenst om toch de eigenschappen van de in de tweede uitvoeringsvorm gebruikte precodeur te behouden, dan kan wel een precodeur met overdrachtsfunctie (1 + D)-^ worden gebruikt, doch onder toepassing van "interleaving" met een interleavefactor 2.

25 ïn de hier beschreven uitvoeringsvormen van de kanaalcoderingsinrichting volgens de uitvinding wordt de digitale somvariatie van de gecodeerde bitstroom nagestuurd op 0 ten einde een zo veel mogelijk DC-vrij signaal te verkrijgen. Het kan echter gewenst zijn om zogenaamde "tracking frequenties" in de gecodeerde bitstroom aan te 30 brengen. Dit kan worden gerealiseerd door de digitale somvariatie van de gecodeerde bitstroom na te sturen op afwisselend een positieve en negatieve waarde, in plaats van op 0. Hiervoor kan bijvoorbeeld de geheugenschakeling dubbel worden uitgevoerd, waarbij dan met de-gewenste, in de gecodeerde bitstroom op te nemen frequentie kan worden 35 geschakeld tussen deze beide geheugenschakelingen. De PROM's van de desbetreffende geheugenschakelingen zijn zodanig gevuld, dat toe te voegen bits worden verkregen, die de gecodeerde bitstroom nasturen op * » ,1 Λ fi “?

ÖOv ί ÜUO

PHN 11.790 15 de gewenste positieven, respectievelijk negatieve waarde. Ook kan de telkenmale gevonden digitale somvariatie periodiek worden gecorrigeerd.

8 6 0 1 S 0 3

Claims

1. Kanaalcoderingsinrichting voor het op zodanige wijze coderen van een n-bits informatiestroom, dat, onder gebruikmaking van een daartoe aanwezige geheugenschakeling, een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije code wordt verkregen, waarbij m>n, met het kenmerk, dat een teller 5 aanwezig is voor het vaststellen van de digitale somvariatie (DSV- teller) van de telkenmale tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom en dat de geheugenschakeling, na toevoer van de n-bits informatiestroom en van de digitale somvariatie (DSV) van de gecodeerde bitstroom, een (m-n)-bits coderingssignaal afgeeft, dat tezamen met de n-bits 10 informatiestroom de genoemde m-bits code vormt.

2. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een precodeur aanwezig is, waaraan de n-bits coderingssignaal in serie wordt toegevoerd, welke precodeur daarop een m-bits, in hoofdzaak DC-vrije en 'Run Length Limited (RLL)' code afgeeft, 15 die tevens het ingangssignaal vormt voor de DSV-teller, terwijl het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen (m-n)-bits coderingssignaal verder wordt bepaald door de laatste bit of laatste bits van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code.

3. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 2, met het 20 kenmerk, dat m-n = 1 en dat de precodeur een overdrachtsfunctie bezit -1 . . van (1 + D) , waarbij D de vertragingsoperator voorstelt, terwijl van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code alleen het laatste bit wordt gebruikt voor het bepalen van het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen 1-bit coderingssignaal.

4. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de geheugenschakeling is voorzien van een geheugen, waarin de digitale somwaarden (DS) zijn opgeslagen van de m-bits woorden, die samengesteld zijn verondersteld door aan de n-bits informatiestroom telkenmale een 1-bit coderingssignaal met een vaste waarde toegevoegd te 30 denken en de alsdan verkregen veronderstelde combinatie door de precodeur gepasseerd te denken, waarbij dan aan de precodeur een laatste bit met een vaste waarde van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code verondersteld wordt te zijn toegevoegd. -· .« *♦ 3 .¾ Λ «y : ' 2 v ü O PHN 11.790 17

5. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de geheugenschakeling verder is voorzien van een logische schakeling met overdrachtsfunctie y = + xjx2xj + xix2x3 + X1X2X3 waarbij x1 een norm voor de desbetreffende digitale somwaarde (DS) voorstelt, x2 het genoemde door de precodeur geleverde laatste bit, en X3 een norm voor de digitale somvariatie (DSV) van de tot dan toe verkregen gecodeerde bitstroom, terwijl y de waarde van het aan de n-10 bits informatiestroom toe te voegen bit bepaalt.

6. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een verdere logische schakeling aanwezig is, waaraan de n-bits informatiestroom wordt toegevoerd en welke een nul-detectiesignaal afgeeft als de n-bits informatiestroom enkel uit 15 'nullen' bestaat, terwijl verder een OF-poort aanwezig is, waaraan zowel het nul-detectiesignaal, alswel het voornoemde signaal y wordt toegevoerd en waarvan het uitgangssignaal het aan de n-bits informatiestrom toe te voegen bit vormt.

7. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 2, met het 20 kenmerk, dat m-n = 2 en dat de precodeur en overdrachtsfunctie bezit van (1 + D*) , waarbij D de vertragmgsoperator voorstelt, terwijl van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code alleen de laatste twee bits (xm, Xju-·]) worden gebruikt voor het bepalen van het aan de n-bits informatiestroom toe te voegen 2-bits coderingssignaal.

8. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat in de geheugenschakeling, na toevoer van de n-bits informatiestroom en het uitgangssignaal van de DSV-teller, een 2-bitssignaal (xa, x^) wordt verkregen, en dat de geheugenschakeling is voorzien van een tweetal EXCLUSÏEF-OF poorten, die reagerend op de 30 bits xa, respectievelijk xb en op de bits xffl_.j, respectievelijk x_ de aan de n-bits informatiestroom toe te voegen bits x' en fil d. x£ afgeven.

9. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de geheugenschakeling is voorzien van een eerste 35 deelgeheugen, dat reagerend op de even bits van de n-bits informatiestroom een eerste partiele digitale somwaarde (DS,) bepaalt, een tweede deelgeheugen, dat reagerend op de oneven bits van de n-bits -> Λ i λ - -y r\ Λ » ; .' ‘ i Λ V V W : - - --——--- PHN 11.790 18 informatiestroom een tweede partiele digitale somwaarde (DSb) bepaalt, en een derde deelgeheugen, dat uit de eerste en tweede partiele digitale somwaarde (DSa, DS^) en uit het uitgangssignaal van de DSV-teller het genoemde 2-bitssignaal (xa, x£) verschaft.

10. Kanaalcoderingsinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat in het eerste tweede deelgeheugen digitale somwaarden (DSa, DSjj) zijn opgeslagen van de woorden, die zijn samengesteld verondersteld door aan de genoemde even, respectievelijk oneven bits telkenmale het 1-bitssignaal x^, respectievelijk x£, met een 10 vaste waarde toegevoegd te denken en de alsdan verkregen veronderstelde combinatie door de precodeur gepasseerd te denken, waarbij dan aan de precodeur de laatste twee bits met een vaste waarde van de door de precodeur laatst afgegeven m-bits code wordt verondersteld te zijn toegevoerd. Vj;· 0 y ί ύ'0 £