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Dokumentenidentifikation DE3850859T2 23.02.1995
EP-Veröffentlichungsnummer 0319216
Titel Kodierungsgerät und dieses Gerät verwendendes magnetisches Aufzeichnungssystem.
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Kobayashi, Masaaki, Kawanishi-shi Hyogo-ken, 666-01, JP;
Nagaoka, Yoshitomi, Neyagawa-shi Osaka-fu, 572, JP;
Shimotashiro, Masafumi, Myoutoku Neyagawa-shi Osaka-fu, 572, JP;
Matsuda, Toyohiko, Neyagawa-shi Osaka-fu, 572, JP
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Meister, W., Dipl.-Ing.; Hilgers, H., Dipl.-Ing.; Meyer-Plath, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Ehnold, A., Dipl.-Ing.; Schuster, T., Dipl.-Phys.; Goldbach, K., Dipl.-Ing.Dr.-Ing.; Aufenanger, M., Dipl.-Ing.; Klitzsch, G., Dipl.-Ing.; Vogelsang-Wenke, H., Dipl.-Chem. Dipl.-Biol.Univ. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 3850859
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 25.11.1988
EP-Aktenzeichen 883112245
EP-Offenlegungsdatum 07.06.1989
EP date of grant 27.07.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.02.1995
IPC-Hauptklasse H03M 5/18
IPC-Nebenklasse G11B 20/14   G11B 20/10   H04L 25/49   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft eine Codierungsvorrichtung zum Codieren digitaler Signale und ein Magnetaufzeichnungssystem, das diese Vorrichtung verwendet.

Als eine Art von Code zum Codieren digitaler Signal steht ein korrelativer Code zur Verfügung. Das System, das diesen Code verwendet, überträgt die Information eines Zeitkanals als ein mehrwertiges Signal, das an eine Mehrzahl von Zeitkanälen verteilt wird. Beispiele dieser Codierungsart umfassen duobinäre und teilweise ansprechende Codierung.

Da die Information als ein mehrwertiges Signal empfangen wird, kann die Übertragung mit einem schmaleren Frequenzband gegenüber Systemen erfolgen, bei denen ein binärer Wert empfangen wird (wie z. B. NRZ). Um bei Verwendung des korrelativen Codes die Information mit einem schmaleren Frequenzband zu übertragen, nimmt jedoch die Zahl der mehrwertigen Pegel unvermeidbar zu, so daß ein Problem darin besteht, daß der Störabstand der Übertragungsleitung verbessert werden muß. Da der vorerwähnte korrelative Code außerdem einen Gleichstromanteil enthält, wenn er mit einem Magnetaufzeichnungssystem aufzuzeichnen ist, tritt ein Problem auf, daß er als Aufzeichnungscode nicht geeignet ist, da das elektromagnetische Wandlersystem des Magnetaufzeichnungssystems Schwierigkeiten bei der Übertragung von Gleichstrom hat.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Codierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die digitale Signale in ternäre Signale codiert, deren Gleichstromanteil null wird, und die dennoch mit einem schmalen Frequenzband übertragen werden können.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Magnetaufzeichnungssystem zur Verfügung zu stellen, das diese Codierungsvorrichtung verwendet.

Erfindungsgemäß wird eine Codierungsvorrichtung zur Verfügung gegestellt, die umfaßt: eine Einrichtung zum Erzeugen duobinärer Signale, die eine Folge zweiwertiger Eingangssignale in eine duobinäre Signalfolge umwandelt; eine Vorzeichenumkehreinrichtung, die wahlweise das Vorzeichen des duobinären Signals umkehrt; sowie eine Steuereinrichtung, die die Funktion der Vorzeichenumkehreinrichtung steuert, um den Mittelwert der von der Umkehreinrichtung ausgegebenen duobinären Signalfolge auf Null zu bringen, wobei die Steuereinrichtung eine Codewert-Speichereinrichtung umfaßt, die den vorhergehenden Wert des duobinären Signalfolgeausgangs jedesmal speichert, wenn sich dieser Signalwert auf Null ändert, eine Erfassungseinrichtung, die jedesmal ein Erfassungssignal erzeugt, wenn sich der Signalfolgeausgang von Null ändert, sowie Koinzidenz-Erfassungseinrichtungen, die nur dann ein Steuersignal für die Vorzeichenumkehreinrichtung erzeugen, wenn sowohl i) der gespeicherte von Null verschieden ist, als auch ii) die Erfassungseinrichtung das Erfassungssignal erzeugt.

Ein erfindungsgemäßes Magnetaufzeichnungssystem ist so aufgebaut, daß ein Ausgangssignal der vorerwähnten Vorzeichenumkehrschaltung über einen Aufnahmeverstärker an einen Aufnahmekopf angelegt wird, um in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeichert zu werden.

Weil es die Vorrichtung dieser Erfindung gestattet, ein Signal zu erhalten, das ein ternäres Signal ähnlich dem duobinären Signal ist und dessen Gleichstromanteil dennoch Null wird, kann die Übertragung mit einem schmaleren Frequenzband als bei Verwendung des duobinären Signals durchgeführt werden. Eine erfindungsgemäße Codierungsvorrichtung kann daher leicht in ein System, wie z. B. ein Bandkopfsystem eines Video-Bandaufnahmegerätes oder ein Plattenkopfsystem eines Floppy- oder Festplatten-Laufwerks, eingebracht werden, bei dem es schwierig ist, ein Gleichstromsignal zu übertragen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Codierungsvorrichtung gemäß einer Ausführung dieser Erfindung zeigt.

Fig. 2(a) bis (d) sind Diagramme von Wellenformen, die Wellenformen an charakteristischen Punkten in Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 4 zeigen.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel der Schaltung zur Erzeugung duobinärer Signale in Fig. 1 zeigt.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das jeweils ein Beispiel der Vorzeichenumkehrschaltung und der Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung in Fig. 1 zeigt.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Magnetaufzeichnungssystems gemäß einer Ausführung dieser Erfindung zeigt.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Codierungsvorrichtung einer Ausführung dieser Erfindung. Fig. 2(a) bis (d) zeigen Signalwellenformen zur Erklärung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Fig. 2 (a) zeigt eine Wellenform eines in einen Eingangsanschluß 1 eingegebenen Signals. Dieses Eingangssignal wird an eine Duobinärsignal-Erzeugungsschaltung 2 angelegt. Die Duobinärsignal-Erzeugungsschaltung 2 ist bekannt und besteht z. B., wie in Fig. 3 gezeigt, aus einem Modulozwei- Addierer 6, den Verzögerungsschaltungen 7 und 8 und einer algebraischen Summierungsschaltung 9. Ferner bilden der Modulozwei-Addierer 6 und die Verzögerungsschaltung 7 einen Vorcodierer. Das Ausgangssignal davon (ein Ausgangssignal des Modulozwei-Addierers 6) ist in Fig. 2 (b) dargestellt. Die Funktion der Duobinärsignal-Erzeugungsschaltung 2 wird z. B. in Sanpo Shuppans's Technology of PCM Communications (von Hisashi Kaneko), S. 79, oder IEEE Transactions on Communication Technology", Feb. 1966, Seiten 67-68, beschrieben. Fig. 2(c) zeigt eine Wellenform eines Ausgangssignals der Duobinärsignal-Erzeugungsschaltung 2. Dies ist das allgemein duobinär genannte Signal. Dieses Signal besitzt im allgemeinen einen Gleichstromanteil, und in solchen Fällen wie z. B. einer Folge von "0" → "1" → > 0" → "1" erscheint ein Wert von "1" wieder anschließend an "1", und ein Wert ungleich Null wird resultieren. Bei einem anderen Fall, wie z. B. eine Folge von "0" → "-1" → "0" → "-1", erscheint ein Wert "-1" wieder anschließend an "-1", und ein Wert ungleich Null wird resultieren. Dieses sind die Gründe für einen Gleichstromanteil. Wenn in dem elektromagnetischen Wandlersystem eines Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerätes, dessen Codeübertragungsleitung aus einem Bandkopf und dergleichen besteht, ein Signal einen Gleichstromanteil besitzt, wird die Wellenform eines Wiedergabesignals eine erhöhte Verzerrung verursachen, die eine Zunahme der Wahrscheinlichkeit von Codefehlern zur Folge hat. Wie unten erläutert, sind die Vorzeichenumkehrschaltung 3 und die Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 der Codierungsvorrichtung dieser Erfindung so aufgebaut, daß, wenn ein Wert "0" erscheint, der einer Folge von "0" → "1" folgt (oder in dem Fall, daß "1" dauernd erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "1"-sen folgt), und dann ein Wert von "-1" daran anschließend erscheint (in dem Fall, daß "0" aufeinderfolgend erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "0"-en folgt), der Eingangswert ausgegeben wird wie er ist, und wenn ein Wert von "1" anstelle von "-1" erscheint, der Eingangswert nach Umkehrung seines Vorzeichens in "-1" ausgegeben wird.

Konkrete Beispiele der Vorzeichenumkehrschaltung 3 und der Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 in Fig. 1 sind in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 umfaßt die Vorzeichenumkehrschaltung 3 einen Eingangsanschluß 10 zum Eingeben eines Duobinärsignals, einen Schalter 13, eine Polarotätsumkehrschaltung 12, eine Flip-Flop-Schaltung 11, einen Ausgangsanschluß 14 und einen Eingangsanschluß 15 zum Eingeben eines Umkehrimpulses. Die Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 umfaßt einen Eingangsanschluß 16, der mit dem oben erwähnten Ausgangsanschluß 14 zu verbinden ist, einen Vergleicher des vorangehenden Werts 17, der eine Änderung eines momentanen Wertes von dem Vorangehenden unterscheidet, eine Nullermittlungsschaltung 24, die ermittelt, daß der vorliegende Wert Null ist, eine UND-Schaltung 25, die ein logisches Produkt des Ausgangs des Vergleichers 17 und des Ausgangs der Nullermittlungsschaltung 24 gewinnt, eine Speicherschaltung 26 zum Speichern des vorgehenden Wertes, wenn sich der vorliegende Wert von dem vorangehenden Wert unterscheidet und der vorliegende Wert weiter "0" ist, eine Koinzidenz-Ermittlungsschaltung 29, die ermittelt, daß der vorliegende Wert eines Eingangssignals ein Wert ungleich Null ist und außerdem mit dem Ausgangssignal des Speicherschaltung 26 übereinstimmt, sowie ein Ausgangsanschluß 38 zur Ausgabe eines Umkehrimpulses (p). Der Vergleicher des vorangehenden Wertes 17 umfaßt z. B. einen Subtrahierer 18, eine Verzögerungsschaltung 19, eine "1"-Ermittlungsschaltung 20, eine "-1"- Ermittlungsschaltung 21 und eine ODER-Schaltung 22. Die Speicherschaltung 26 umfaßt eine Verzögerungsschaltung 27 und eine Abtast- und Halteschaltung 28. Die Koinzidenz-Ermittlungsschaltung 29 umfaßt die "-1"-Ermittlungsschaltungen 34 und 35, die "1"-Ermittlungsschaltungen 30 und 31, die UND-Schaltungen 32, 36, 39 und 40 sowie eine ODER-Schaltung 37. Ferner besteht jede Verzögerungsschaltung 19 und 27 z. B. aus einem D-Flip-Flop und verzögert eine Eingangssignalfolge um einen Zeltkanal. Die "1"-Ermittlungsschaltungen 20, 30 und 31 sind jeweils bekannte Pegelvergleicher. Die "-1"-Ermittlungsschaltungen 21, 34 und 35 und die "0"-Ermittlungsschaltung 24 sind jeweils bekannte Pegelvergleicher.

Durch die wie oben aufgebaute Vorzeichenumkehrschaltung 3 und die Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 wird das an den Eingangsanschluß 14 angelegte duobinäre Signal einer Transformation unterzogen, um eine Ausgangssignalfolge wie in Fig. 2 (d) gezeigt zu ergeben. Die in Fig. 2 (d) gezeigte Ausgangssignalfolge wird in Übereinstimmung mit der oben erwähnten Regel ausgegeben, das heißt, wenn ein Wert "0" erscheint, der einer Folge von "0" → "1" folgt (in dem Fall, daß "1" dauernd erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "1"-sen folgt), und dann ein Wert von "-1" daran anschließend erscheint (in dem Fall, daß "0" aufeinderfolgend erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "0"-en folgt), wird der Eingangswert ausgegeben wie er ist, und wenn ein Wert von "1" anstelle von "-1" erscheint, wird der Eingangswert nach Umkehrung seines Vorzeichens in "1" ausgegeben. Basierend auf der gleichen Regel wie oben wird, wenn ein Wert von "0" erscheint, der einer Folge von "0" → "-1" folgt, und dann daran anschließend "1" erscheint, der Eingangswert ausgegeben wie er ist, und wenn ein Wert von "-1" anstelle von "1" erscheint, wird der Eingangswert nach Umkehrung seines Vorzeichens in "1" ausgegeben. Daher wird der Gleichstromanteil davon ungefähr Null, wenn man ihn als den zeitlichen Mittelwert betrachtet.

Eine Codierungsvorrichtung dieser Erfindung ist auch nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung beschränkt, und das duobinäre Signal kann in der Wellenform so verändert werden, daß, wenn ein Wert von "0" erscheint, der einer "1" folgt (in dem Fall, daß "1" dauernd erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "1"-sen folgend erscheint), und dann ein Wert von "-1" daran anschließend erscheint (in dem Fall, daß "0" dauernd erscheint, wenn er dem Ende der aufeinanderfolgenden "0"-en folgend erscheint), der Eingangswert ausgegeben wird wie er ist, und wenn ein Wert von "1" anstelle von "-1" erscheint, wird der Eingangswert nach Umkehrung seines Vorzeichens in "-1" ausgegeben. Desgleichen, wenn ein Wert von "0" erscheint, der einer "-1" folgt (oder in dem Fall, daß "-1" dauernd erscheint, erscheint er dem Ende der aufeinanderfolgenden "-1"-sen folgend), und dann ein Wert von "-1" daran anschließend erscheint (oder in dem Fall, daß "0" dauernd erscheint, erscheint er dem Ende der aufeinanderfolgenden "0"-en folgend), wird der Eingangswert ausgegeben wie er ist, und wenn ein Wert "-1" anstelle von "1" erscheint, wird der Eingangswert nach Umkehrung seines Vorzeichens in "1" ausgegeben.

Eine andere Ausführung einer Codierungsvorrichtung dieser Erfindung ist z. B. die in Fig. 1, bei der ein Ausgangssignal der Duobinärsignal- Erzeugungsschaltung 2 in die Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 eingegeben und die Vorzeichenumkehrschaltung 3 durch das Ausgangssignal der Vorzeichenumkehr-Steuersignalerzeugungsschaltung 4 gesteuert wird, wodurch das Duobinärsignal gemäß der vorerwähnten Regel transformiert wird.

Ein Magnetaufzeichnungssystem dieser Erfindung ist so aufgebaut, daß eine wie oben dargelegt gewonnene Signalfolge über einen Aufnahmeverstärker 105 an das Bandkopfsystem 100, wie in Fig. 5 gezeigt, angelegt wird. Das Bandkopfsystem 100 umfaßt einen Magnetkopf 101 und ein Magnetband 102. Das Bandkopfsystem 100 kann konkret z. B. ein Helicalscan-Typ sein, der bei Heimvideobandgeräten benutzt wird. Ferner können andere magnetische Aufzeichnungsmedien, wie z. B. eine Magnetplatte, anstelle des Magnetbandes 102 zum Zweck der Aufzeichnung verwendet werden.


Anspruch[de]

1. Kodiervorrichtung, die umfaßt: eine Einrichtung zum Erzeugen eines duobinären Signals, die eine Folge zweiwertiger Eingangssignale in eine duobinäre Signalfolge umwandelt; eine Vorzeichenumkehreinrichtung (3), die wahlweise das Vorzeichen des duobinären Signals umkehrt;

sowie eine Steuereinrichtung (4), die die Funktion der Vorzeichenumkehreinrichtung steuert, um den Mittelwert der von der Umkehreinrichtung (3) ausgegebenen duobinären Signalfolge auf Null zu bringen, wobei die Steuereinrichtung (4) eine Codewert-Speichereinrichtung (26) umfaßt, die den vorhergehenden Wert des duobinären Signalfolgeausgangs jedes Mal speichert, wenn sich dieser Signalwert auf Null ändert, eine Erfassungseinrichtung (30, 34, 39, 40), die jedes Mal ein Erfassungssignal erzeugt, wenn sich der Signalfolgeausgang von Null ändert, sowie Koinzidenzerfassungseinrichtungen (31, 32, 35, 36, 37), die nur dann ein Steuersignal für die Vorzeichenumkehreinrichtung (3) erzeugen, wenn sowohl i) der gespeicherte Wert von Null verschieden ist, als auch ii) die Erfassungseinrichtung (30, 34, 39, 40) das Erfassungssignal erzeugt.

2. Magnetaufzeichnungssystem, das umfaßt:

eine Kodiervorrichtung nach Anspruch 1; und

eine Aufzeichnungseinrichtung (100) zur Aufzeichnung des Ausgangs der Vorzeichenumkehreinrichtung (3) auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium (102).







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