NL8900340A

NL8900340A - Inrichting voor het weergeven van een elektrisch signaal.

Info

Publication number: NL8900340A
Application number: NL8900340A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-09-03
Also published as: KR900013498A; JPH02240816A; KR0161680B1; DE69012849D1; JP2860410B2; DE69012849T2; ATE112407T1; EP0383377A1; US5083227A; EP0383377B1

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Inrichting voor het weergeven van een elektrisch signaal.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het weergeven van een elektrisch signaal, in het bijzonder een digitaal elektrisch signaal, uit een spoor op een registratiedrager, met een leesinrichting voor het uitlezen van het elektrische signaal uit het spoor, welke leesinrichting tenminste één paar leeseenheden bevat en is voorzien van een eerste en een tweede uitgang voor het afgeven van een door de leeseenheden van een paar uit een eerste en een tweede spoor op registratiedrager uitgelezen eerste respektievelijk tweede signaaldeel, - een generatorinrichting, met een eerste en een tweede ingang gekoppeld met de eerste respektievelijk tweede uitgang van de leesinrichting, en een uitgang, welke generatorinrichting is ingericht voor het afleiden van een stuursignaal uit het aan zijn eerste en tweede ingang aangeboden eerste respektievelijk tweede signaaldeel, en voor het toevoeren van het stuursignaal aan zijn uitgang, - positioneringsmiddelen, voor het instellen van de relatieve positie van een paar leeseenheden in een richting dwars ten opzichte van de sporen onder invloed van het stuursignaal, met een ingang gekoppeld met de uitgang van de generatorinrichting, waarbij een paar leeseenheden mechanisch met elkaar is gekoppeld.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een generatorinrichting te gebruiken in de weergeefinrichting. De weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit de publikatie "An experimental digital video recording system" van L.M.H.E. Driessen et al, in IEEE Trans, on CE, Vol. CE-32, No. 3, August 1986, p. 362-70.

Het betreft hier het weergeven van een digitaal videosignaal door middel van een helical scan recorder. De leesinrichting is hier opgebouwd in de vorm van tenminste één paar leeskoppen die op een roteerbare koptrommel zijn aangebracht. Elke leeskop leest een signaal uit uit sporen die schuin ten opzichte van de lengterichting van de registratiedrager, in dit geval een magneetband, over deze registratiedrager verlopen.

(te bij weergave de leeskoppen zo goed mogelijk op de uit te lezen sporen te positioneren wordt er gebruik gemaakt van een dynamisch spoorvolgingssysteem. Een paar leeskoppen is daartoe op een bijbehorende piezo-elektrische aktuator geplaatst. Tijdens de opname worden volgens dit bekend spoorvolgingssysteem, spoorvolgtonen aan de op te tekenen informatie toegevoegd. Bij weergave wordt de positie van een paar leeskoppen ten opzichte van de door deze koppen uit te lezen sporen afgeleid uit de overspraak van de spoorvolgtonen uit naastgelegen sporen. Uit dit overspraaksignaal kan namelijk een stuursignaal worden afgeleid dat een maat is van de positiefout. Door dit stuursignaal terug te koppelen naar de aktuatoren kan de spoorvolgfout worden gereduceerd.

Een anderen mogelijkheid om spoorvolging te realiseren is door het sturen van de capstan door middel van het uit het overspraaksignaal afgeleide stuursignaal. Het paar leeseenheden (leeskoppen) is nu stationair geplaatst en door middel van het regelen van de transportsnelheid van de registratiedrager kan het paar koppen precies ten opzichte van de uit te lezen sporen worden gepositioneerd.

Tijdens de weergave van het digitale elektrische signaal is soms een grote vervormingskomponent aanwezig in het uitgelezen signaal. De uitvinding beoogt nu een inrichting te verschaffen waarmee deze vervormingskomponent tenminste grotendeels onderdrukt kan worden.

De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat de eerste en de tweede ingang van de generatorinrichting zijn gekoppeld met een ingang van een eerste respektievelijk tweede niveaudetektor, dat een uitgang van de eerste niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een eerste en een tweede vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de tweede niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een derde en een vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de eerste ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de eerste en de vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de tweede ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de tweede en de derde vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een eerste signaalkombineereenheid, een uitgang van de derde en de vierde vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een tweede signaalkombineereenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede signaalkombineereenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een derde signaalkombineereenheid, een uitgang waarvan is gekoppeld met de uitgang van de generatorinrichting. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de vervormingskomponent onder andere veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van de spoorvolgsignalen in het uitgelezen signaal. De maatregel volgens de uitvinding maakt het nu mogelijk om een spoorvolgsysteem te realiseren zonder dat spoorvolgtonen in de opgetekende informatie aanwezig zijn. Volgens de uitvinding wordt nu uit de opgetekende informatie zelf een stuursignaal afgeleid waarmee een spoorvolging te realiseren is. Dit is mogelijk aangezien de voor de sporen opgetekende informatie geldt dat er (praktisch) geen korrelatie bestaat tussen de informatie in naburige sporen.

De uitvinding zal in de hierna volgende figuurbeschrijving aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden nader worden uiteengezet. Hierin toont figuur 1 de registratiedrager, met daarop een aantal sporen die door een paar weergeefkoppen worden afgetast, figuur 2 de leesinrichting, in de vorm van een paar weergeefkoppen die op een roteerbare koptrommel zijn aangebracht, figuur 3 de leesinrichting in perspektief, figuur 4 de weergeefinrichting, figuur 5 de generatorinrichting uit de weergeefinrichting van figuur 4, en figuur 6 de leeskoppen enigszins verschoven in een richting dwars ten opzichte van de sporen op de registratiedrager.

Figuur 1 toont een registratiedrager 1 met daarop een aantal sporen T^, T2, T3, ... enz. die in een richting schuin ten opzichte van de lengterichting van de registratiedrager 1 verlopen. De leesinrichting 5, zie figuur 2, is in de vorm van een roteerbare koptrommel 4, die een paar leeseenheden (leeskoppen) en ^ bevat die zijn aangebracht op een positioneringselement 8 in de vorm van een piezo-elektrische aktuator 8, zie figuur 3. De registratiedrager 1 is over een zekere hoek er' rond de koptrommel 4 geslagen. De leeskoppen en K2 zijn mechanisch star met elkaar gekoppeld en lezen min of meer gelijktijdig een paar sporen uit. In figuur 1 zijn dit de sporen τ3 en τ4. De koppen K-, en K2 hebben een onderling verschillende azimuthhoek. Het door de koppen uit de sporen uitgelezen signaal wordt aangeboden aan uitgangen 10 en 11, zie figuur 3. Aan de ingang 12 wordt een stuursignaal toegevoerd. Dit signaal dient ter sturing van de aktuator, zodat spoorvolging mogelijk is.

Figuur 4 toont een inrichting voor het weergeven van een digitaal elektrisch signaal. De leesinrichting 5 met de twee leeskoppen K1 en K2 is via de uitgangen 10 en 11 gekoppeld met ingangen 20 en 21 van een signaalverwerkingseenheid 22. De signaalverwerkingseenheid is ingericht voor het kombineren van de door de twee leeskoppen uit de sporen uitgelezen digitale informatie tot een (digitaal) elektrisch uitgangssignaal, dat aan de uitgang 23 kan worden aangeboden. Deze uitgang 23 is gekoppeld met een uitgangsklem 24. Is het op de registratiedrager 1 opgetekende signaal een digitaal videosignaal dan kan het aan de uitgangsklem 24 afgegeven signaal een analoog videosignaal zijn. Is het op de registratiedrager 1 opgetekende signaal een digitaal audiosignaal, denk bijvoorbeeld aan een digitaal audio signaal volgens de RDAT standaard, dan kan het aan de uitgangsklem 24 afgegeven signaal een analoog audio signaal zijn. Daar de uitvinding niet zit in de preciese uitvoering van de signaalverwerkingseenheid 22, zal deze verwerkingseenheid 22 niet verder worden besproken. Het zij echter vermeld dat de daarin toegepaste signaalverwerkingstechnieken op zich bekend zijn en voor de vakman geen moeilijkheden op hoeven te leveren.

De inrichting is verder voorzien van een generatorinrichting 25, waarvan een eerste en een tweede ingang 26, 27 zijn gekoppeld met de uitgang 10 respektievelijk 11 van de leesinrichting 5. Een uitgang 28 van de inrichting 25 is gekoppeld met de ingang 12 van de positioneringsmiddelen 8, zie figuur 3.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de generatorinrichting 25 is in figuur 5 getoond. De ingang 26 is gekoppeld met een ingang van een niveaudetektor 30. De ingang 27 is gekoppeld met een ingang van een niveaudetektor 31. De niveaudetektors zijn ingericht voor het leveren van een uitgangssignaal dat een eerste respektievelijk tweede waarde heeft afhankelijk van het al dan niet overschrijden van een zekere drempelwaarde door het ingangssignaal. En dergelijke niveaudetektor is goed bruikbaar bijvoorbeeld in geval van "integrated detection". Dit betekent dat de differentiërende werking van de kop wordt opgeheven.

In dat geval zijn in de verbindingen tussen de uitgangen 10 en 11 van de uitleesinrichting 5 en de ingangen 26 en 27 van de generatorinrichting 25 nog integratoren opgenomen. Indien geen integratoren in de voornoemde verbindingen zijn aangebracht kan de niveaudetektor twee drempelwaardes hebben. Het uitgangssignaal van de niveaudetektoren is dan driewaardig. Het spreekt voor zich dat de detektoren 30 en 31 in de generatorinrichting 25 gekombineerd kunnen worden met de datadetektoren in de signaalverwerkingseenheid 22.

De uitgang van de niveaudetektor 30 is gekoppeld met eerste ingangen 32, 33 van een eerste respektievelijk tweede vermenigvuldigingseenheid 34 respektievelijk 35. De uitgang van de niveaudetektor 31 is gekoppeld met eerste ingangen 36, 37 van een derde respektievelijk vierde vermenigvuldigingseenheid 38 respektievelijk 39. De ingang 26 is gekoppeld met tweede ingangen 40, 41 van de vermenigvuldigingseenheden 34 respektievelijk 39. De ingang 27 is gekoppeld met tweede ingangen 43, 44 van de vermenigvuldigingseenheden 38 respektievelijk 35. De uitgangen 46 en 47 van de vermenigvuldigingseenheden 34 en 35 zijn via gemiddelde waardebepalers 48 respektievelijk 49, in de vorm van laagdoorlaatfliters, gekoppeld met ingangen 50 en 51 van een signaalkombineereenheid 52.

Evenzo zijn uitgangen 53 en 54 van de vermenigvuldigingseenheden 38 respektievelijk 39 via gemiddelde waardebepalers 55 respektievelijk 56, eveneens in de vorm van laagdoorlaatfilters, gekoppeld met ingangen 57 en 58 van een signaalkombineereenheid 59. De uitgangen 60 en 61 van de signaalkombineereenheden 52 en 59 zijn gekoppeld met ingangen van een derde signaalkombineereenheid 62, een uitgang waarvan is gekoppeld met de uitgang 28. De signaalkombineereenheden 52 en 59 zijn signaaldelers. Zij delen het signaal aangeboden aan de ingang 51 respektievelijk 58 door het signaal aangeboden aan de ingang 50 respektievelijk 57. De signaalkombineereenheid 62 is een signaalaftrekschakeling. Het signaal aangeboden aan de ene ingang 64 wordt afgetrokken van het signaal toegevoerd aan de andere ingang 63.

De schakeling van figuur 5 werkt als volgt.

Stel dat het koppenpaar K^, K2 van figuur 1 een klein stukje dwars ten opzichte van de sporen is verschoven, en wel over het α-de deel van een spoorbreedte, zie figuur 6. Voor a=0 is het koppenpaar dus precies op de bijbehorende sporen T3 en T4 gepositioneerd. Voor a=0.5 is het koppenpaar precies de helft van de spoorbreedte naar links (of naar rechts) geschoven.

De door de koppen Kt en K2 uit de sporen uitgelezen signalen S1 respektievelijk S2 kunnen als volgt beschreven worden

In deze formules geeft fi de extra verzwakking weer van het door de kop K1 (en K2) uit het spoor T2 (respektievelijk T3) uitgelezen informatie ten gevolge van het feit dat deze kop een spleet heeft met een azimuthhoek die niet overeenstemt met het betreffende spoor. t2 en t4 zijn de signalen die door de kop K2 worden uitgelezen indien deze kop het spoor T2 respektievelijk T4 precies zou volgen. t3 is het signaal (de signaalamplitude) dat door de kop K-j wordt uitgelezen indien deze kop het spoor T3 precies zou volgen.

De signalen S1 en S2 worden aangeboden aan de ingangen 26 en 27 van de generatoreenheid 25. De werking van de niveaudetektoren 30 en 31 is nu zodanig dat, indien het ingangssignaal S1 respektievelijk S2 is, de respektievelijke uitgangssignalen de signalen t3 en t4 zo goed mogelijk benaderen. De uitgangssignalen worden aangeduid met t3g en t4g.

Aan de uitgang 46 van de vermenigvuldiger 34 verschijnt dan het signaal S.|.t3g. Aan de uitgang 47 van de vermenigvuldiger 35 verschijnt het signaal S2-t3g. Aan de uitgang 54 van de vermenigvuldiger 39 ontstaat het signaal Svt4g en aan de uitgang 53 van de vermenigvuldiger 38 het signaal S2.t4g.

De gemiddelde waardebepalers 48, 49, 55 en 56 voeren een laagdoorlaatfiltering uit op de signalen aanwezig aan de uitgangen 46, 47, 53 en 54 van de signaalkombineereenheden 34, 35, 38 en 39. Dit leidt tot signalen die als volgt kunnen worden aangegeven (zie figuur 5):

Het uitgangssignaal van de eenheid S2 is nu gelijk aan

en het uitgangssignaal van de eenheid 59 is dan gelijk aan

Het stuursignaal Cs aan de uitgang 28 van de signaalkombineereenheid 62 wordt dan gelijk aan:

Door invulling van de formules (1) en (2) in formule (5) verkrijgt men de volgende vergelijking

Deze vergelijking kan vereenvoudigd worden tot

Er is hierbij gebruik gemaakt van het feit dat er (praktisch) geen korrelatie bestaat tussen de informatie in naburige sporen. Dit betekent dat. de termen a8t2.t4g, aflt3.t4g, afit2.t3g, at3.t4g en at^.t3g verwaarloosbaar zijn vergeleken met de andere termen.

De vergelijking kan nog verder vereenvoudigd worden en reduceert dan tot Cs=-6a/(1 —er).

Het stuursignaal Cs blijkt dus een maat te zijn voor de afwijking er van het koppenpaar ten opzichte van de uit te lezen sporen. Dit stuursignaal Cs kan dus dienst doen als stuursignaal voor het realiseren van spoorvolging.

Het zij vermeld dat de uitvinding in de figuurbeschrijving is beschreven aan de hand van een inrichting voor het weergeven van een signaal van een magnetische registratiedrager. Het spreekt echter van zelf dat de uitvinding evenzeer van toepassing is op een inrichting waarbij het signaal wordt uitgelezen uit een optische registratiedrager. De leesinrichting bevat in dat geval een paar lichtbundels waarmee de signalen uit twee naburige sporen uitgelezen kunnen worden. Verder zij vermeld dat de generatorinrichting zoals beschreven aan de hand van figuur 5 eventueel geïntegreerd kan worden en bijvoorbeeld in een mikroprocessor kan worden opgenomen. De uitvinding is ook van toepassing bij uitlezing door middel van vaste koppen. Te denken valt daarbij onder andere aan een weergeefinrichting volgens de SDAT standaard.

Er zij hier nog vermeld dat de generatorinrichting signalen uit naast elkaar liggende sporen (min of meer) gelijktijdig dient te verwerken ter verkrijging van een bruikbaar stuursignaal. Dit volgt eigenlijk direkt uit de vergelijkingen (1) en (2). Dit betekent niet automatisch dat ook de twee leeseenheden (weergavekoppen) min of meer gelijktijdig twee nabuursporen moeten uitlezen. Evenzeer is het mogelijk dat de twee weergavekoppen een geheel aantal malen de spoorsteek uit elkaar zijn geplaatst. In één van de twee verbindingen van de uitgangen 10 en 11 van de leesinrichging 5 naar de ingangen 26 respektievelijk 27 van de generatorinrichting 25, zie figuur 4, dient dan wel een vertraging te zijn opgenomen, die een zodanige vertragingstijd bezit dat de signalen die uit twee naburige sporen zijn uitgelezen min of meer tegelijkertijd aan de ingangen 26 en 27 worden aangeboden. Een aanname hierbij is wel dat de spoorvolgfouten min of meer periodiek zijn met de sporen, hetgeen ook inderdaad het geval is m helical scan rekorders.

Claims

1. Inrichting voor het weergeven van een elektrisch signaal, in het bijzonder een digitaal elektrisch signaal, uit een spoor op een registratiedrager, met een leesinrichting voor het uitlezen van het elektrische signaal uit het spoor, welke leesinrichting tenminste één paar leeseenheden bevat en is voorzien van een eerste en een tweede uitgang voor het afgeven van een door de leeseenheden van een paar uit een eerste en een tweede spoor op de registratiedrager uitgelezen eerste respektievelijk tweede signaaldeel, - een generatorinrichting, met een eerste en een tweede ingang gekoppeld met de eerste respektievelijk tweede uitgang van de leesinrichting, en een uitgang, welke generatorinrichting is ingericht voor het afleiden van een stuursignaal uit het aan zijn eerste en tweede ingang aangeboden eerste respektievelijk tweede signaaldeel, en voor het toevoeren van het stuursignaal aan zijn uitgang, - positioneringsmiddelen, voor het instellen van de relatieve positie van een paar leeseenheden in een richting dwars ten opzichte van de sporen onder invloed van het stuursignaal, met een ingang gekoppeld met de uitgang van de generatorinrichting, waarbij een paar leeseenheden mechanisch met elkaar is gekoppeld, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede ingang van de generatorinrichting zijn gekoppeld met een ingang van een eerste respektievelijk tweede niveaudetektor, dat een uitgang van de eerste niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een eerste en een tweede vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de tweede niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een derde en een vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de eerste ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de eerste en de vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de tweede ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de tweede en de derde vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een eerste signaalkombineereenheid, een uitgang van de derde en de vierde vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een tweede signaalkombineereenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede signaalkombineereenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een derde signaalkombineereenheid, een uitgang waarvan is gekoppeld met de uitgang van de generatorinrichting.

2. Inrichting volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat tussen de uitgangen van de eerste en de tweede vermenigvuldigingseenheid en de ingangen van de eerste signaalkombineereenheid gemiddelde waardebepalers zijn geschakeld, en dat eveneens tussen de uitgangen van de derde en de vierde vermenigvuldigingseenheid en de ingangen van de tweede signaalkombineereenheid gemiddelde waardebepalers zijn geschakeld. 3_ Inrichting volgens konklusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede signaalkombineereenheid zijn ingericht voor het delen van het signaal toegevoerd aan de tweede ingang door het signaal toegevoerd aan de eerste ingang.

4 Inrichting volgens konklusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de derde signaalkombineereenheid is ingericht voor het van elkaar aftrekken van de signalen toegevoerd aan zijn eerste en tweede ingang.

5 Generatorinrichting te gebruiken in een inrichting volgens één der voorgaande konklusies, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede ingang van de generatorinrichting zijn gekoppeld met een ingang van een eerste respektievelijk tweede niveaudetektor, dat een uitgang van de eerste niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een eerste en een tweede vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de tweede niveaudetektor is gekoppeld met eerste ingangen van een derde en een vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de eerste ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de eerste en de vierde vermenigvuldigingseenheid, dat de tweede ingang van de generatorinrichting is gekoppeld met tweede ingangen van de tweede en de derde vermenigvuldigingseenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een eerste signaalkombineereenheid, een uitgang van de derde en de vierde vermenigvuldigingseenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een tweede signaalkombineereenheid, dat een uitgang van de eerste en de tweede signaalkombineereenheid is gekoppeld met een eerste respektievelijk tweede ingang van een derde signaalkombineereenheid, een uitgang waarvan is gekoppeld met de uitgang van de generatorinrichting.