DE2661093C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe eines binär aufgezeichneten Eingangssignals nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

In dem Journal of the Audio Engineering Society, September 1973, Vol. 21, Nr. 7, Seite 535 bis 548, ist eine Vorrichtung beschrieben, mittels der PCM-digitalisierte Audiosignale intermittierend auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeich­ net werden.

Als Eingangssignal liegt nach AD-Wandlern ein kontinuier­ licher Strom digitaler Informationen einer vorgegebenen Bit- Rate vor, da die Audiosignale in Echtzeit verarbeitet werden. Dieser kontinuierliche Strom digitaler Informatio­ nen wird in Abschnitte mit Lücken aufgeteilt. Da in den Lücken zwischen den Abschnitten keine Informationen auf­ gezeichnet werden, die Verarbeitung der digitalisierten Audiosignale jedoch in Echtzeit erfolgen muß, sind die Abschnitte zu komprimieren. Dies geschieht dadurch, daß die digitalen Informationen aus einem Speicher mit einer ver­ größerten, vorgegebenen Bit-Rate ausgelesen werden, wie dies aus der US-PS 37 89 137 und der US-PS 38 60 760 prinzi­ piell bekannt ist. Auf der Wiedergabeseite wird dann in umgekehrter Reihenfolge das komprimiert aufgezeichnete Signal zur Wiedergewinnung eines kontinuierlichen Ausgangs­ audiosignals expandiert.

In der US-PS 37 63 328 ist eine Vorrichtung beschrieben, die Lücken in einer abgetasteten Aufzeichnung unter Ver­ wendung der Prinzipien der Zeitkompression und Zeitexpan­ sion schließt. Bei dieser Vorrichtung teilt ein Schalter einen kontinuierlichen Datenstrom in zwei voneinander ge­ trennte Kanäle auf. Die beiden Kanäle erhalten wechselnd jeweils einen Abschnitt des Datenstroms. In jedem Kanal befindet sich eine Verzögerungsleitung, die jedem durch sie hindurchgehenden Abschnitt eine Verzögerung erteilt.

Die Verzögerung eines jeden Abschnitts des Datenstroms ändert sich über seine Länge, wodurch sich eine ungleich­ mäßige Kompression der Abschnitte ergibt: Die Verzögerung eines jeden Abschnitts nimmt von seinem Anfang zu seinem Ende ab. Die Kompression ist also am Beginn am größten und wird dann weniger, so daß schließlich am Ende eines jeden Abschnitts keine Kompression mehr erfolgt. Die aus den Ver­ zögerungsleitungen austretenden komprimierten Abschnitte werden in einem Addierer vereint, so daß eine Folge kompri­ mierter Abschnitte entsteht. Die Abschnitte sind durch Lücken voneinander getrennt und werden in Spuren eines Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet.

Beim Ablesen der aufgezeichneten komprimierten Abschnit­ te werden die abgelesenen Informationen aufgeteilt und zwei Kanälen über einen Schalter zugeführt, so daß jeder Kanal im Wechsel einen Abschnitt des abgelesenen Daten­ stroms erhält. Diese beiden Kanäle sind mit Verzögerungs­ leitungen versehen, die die Abschnitte auf ihre ursprüng­ liche Länge sinngemäß umgekehrt wie vor der Aufzeichnung expandieren, so daß die Lücken in dem Datenstrom geschlos­ sen werden. Die expandierten Abschnitte werden dann in einem Addierer zur Bildung eines kontinuierlichen Daten­ stroms vereinigt.

In der US-PS 37 89 137 ist eine Vorrichtung zur Zeit­ kompression von Audio-Signalen beschrieben. Diese Vorrich­ tung enthält ein Tiefpaßfilter, dem ein Audio-Signal zu­ geführt wird. Das gefilterte Signal gelangt in einen Analog-Digital-Wandler. Das digitalisierte Signal wird einem Schieberegister mit einer ersten Taktrate zugeführt und aus dem Schieberegister mit einer zweiten Taktrate zur Kompression der digitalisierten Signale abgelesen. Das komprimierte digitale Signal wird dann in ein Audio-Signal mittels eines Digital-Analog-Wandlers umgewandelt. Das analoge Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers gelangt durch ein Tiefpaßfilter zu einem FM-Oszillator. Das modulierte Analogsignal wird in komprimierter Form auf ein Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet.

Wenn die aufgezeichneten Informationen von dem Aufzeich­ nungsmedium abgelesen werden sollen, geschieht dies in ähnlicher Weise wie bei der Aufzeichnung. Das von dem Auf­ zeichnungsmedium abgelesene Analogsignal gelangt über ein Tiefpaßfilter in einen Analog-Digital-Wandler. Die ersten von dem Aufzeichnungsmedium abgelesenen, umge­ wandelten Digitalinformationen gelangen in ein Schiebe­ register und werden dort gespeichert. Das Aufzeichnungs­ medium wird bewegt, bevor eine dann folgende Digital­ information dem Schieberegister zugeführt wird. Dadurch ent­ stehen Lücken in den Digitalinformationen. Die Digital­ informationen mit den sie in Abschnitte unterteilenden Lücken werden über einen Digital-Analog-Wandler und ein Tiefpaßfilter ausgegeben.

Die Lücken zwischen den Abschnitten haben eine Zeitdauer, die ein Aufzeichnungs- bzw. Ablesekopf benötigt, um in die richtige Aufzeichnungs- bzw. Ablesestellung zur Auf­ zeichnung bzw. Ablesung eines nächsten Datenabschnitts zu gelangen. Die Vorrichtung nach der US-PS 37 89 137 führt also planmäßig Lücken in die abgelesenen Informatio­ nen ein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die in einfacher Weise ein Einschreiben und Auslesen des Speichers gestat­ tet, ohne daß der Speicher überfüllt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbei­ spiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung zur binären Aufzeichnung von Eingangssignalen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale,

Fig. 3 ein Diagramm eines typischen Verlaufs der aufge­ zeichneten Signale,

Fig. 4 eine Aufsicht auf ein Aufzeichnungsmedium mit aufgezeichneten Signalen.

In den Fig. 1 und 2 sind Blockschaltbilder elektronischer Schaltungen dargestellt, die eine kontinuierliche Folge binärer Eingangssignale aufnehmen, diese Folge in Segmente aufteilen und die Segmente zeitlich komprimiert in Spuren auf ein Aufzeichnungsmedium schreiben, wobei kleine Austastlücken zwischen den Segmenten verbleiben. Die Aus­ tastlücken entstehen durch die zeitliche Kompression der Segmente. Bei der Auslesung der Segmente erfolgt eine zeit­ liche Dehnung der Segmente, so daß die Austastlücken ver­ schwinden.

In Fig. 3 ist ein zeitlicher Verlauf von Fernsehsignalen dargestellt, wobei eine vollständige Horizontalzeile 264 ein Segment und einen Horizontal-Austastimpuls 266 auf­ weist. Zwischen Folgen von Horizontalzeilen 64 befinden sich Abtastlücken 268, die Vertikal-Austastimpulse bilden können.

In einer gegebenen Spur 284 auf dem Band 14 in Fig. 4 kann eine Vielzahl von Horizontalzeilen 264 aufgezeichnet sein. Das Band 14 ist, abgesehen von den in den Spuren 284 auf­ zeichneten Signalen, transparent. Die aufgezeichneten Signa­ le können in Form von digitalen Punkten vorliegen, deren Abstand in einer Zeile 264 sehr eng ist. Die Spuren 284 haben einen sehr geringen Abstand voneinander. Die Spuren 284 verlaufen diagonal über das Band 14 und können durch Linsen sukzessive rasterförmig abgetastet werden, während das Band 14 in seiner Längsrichtung bewegt wird. Der Be­ ginn einer jeden Spur 284 liegt deshalb nahezu auf gleicher Höhe wie das Ende der dieser unmittelbar vorhergehenden Spur 284. Die Abtastlücken 268 entsprechen den kurzen Zeiten zwischen dem Ende einer Spur 284 und dem Beginn der nächsten Spur 284.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 werden binäre Eingangssignale und ein Eingabetakt U in einen Schreib-Lese-Speicher 234 eingespeist. Der Speicher 234 wird von einem UND-Gatter 238 zurückgestellt, wenn dieses Gatter 238 einen Horizon­ tal-Synchronimpuls, einen Vertikal-Synchronimpuls sowie ein Abtaststartanzeige-Signal von einer Steuerstufe er­ hält, wodurch angezeigt wird, daß sich ein Abtaststrahl am Beginn einer abzutastenden Zeile 264 befindet und wodurch ein Aufwärts-Abwärts-Zähler 236 zurückgestellt wird. Dann werden die Signale einer Zeile 264 mit einer durch den Eingabetakt U festgelegten Folgefrequenz in den Spei­ cher 234 eingespeist. Gleichzeitig zählt der Aufwärts- Abwärts-Zähler 236, der von dem Eingabetakt U und einem Ausgabetakt D gesteuert ist, aufwärts. Es werden jedoch so lange keine Signale aus dem Speicher 234 ausgelesen, bis eine Voll-Bedingung des Speichers 234 erfüllt ist. Ist dies der Fall, so triggert der Zähler 236 ein Flip-Flop 240 derart, daß es ein UND-Gatter 244 wirksam schaltet.

Der dann von einem Taktgenerator 242 über das Gatter 244 in den Speicher 234 eingespeiste Ausgabetakt D bewirkt das Auslesen der Signale aus dem Speicher 234 zur Aufzeich­ nung auf dem Band 14. Die Drehzahl eines Aufzeichnungs­ Rotations-Kopfes wird dabei so gesteuert, daß ein Auf­ zeichnungsstrahl aus einer Linsenanordnung die Spuren 284 auf dem Band 14 erzeugt. Das Abtaststartanzeige-Signal für das Gatter 238 wird zweckmäßigerweise von einem Detek­ tor gewonnen, der auf Marken an dem Kopf anspricht, um das Gatter 238 zum Beginn einer Spur 284 anzusteuern, wenn sich der Abtaststrahl in einer Lage befindet, in der die Signale ohne zeitliche Kompression beginnen würden. Diese Lage entspricht dem Ende jeder Spur 284. Die Drehzahl des Kopfes legt den Eingabetakt U fest.

Während der Aufzeichnung der Signale in einer Spur 284 wird der Ausgabetakt D des Taktgenerators 242 über das Gatter 244 auch in den Aufwärts-Abwärts-Zähler 236 einge­ speist, wodurch dieser so lange abwärts zählt, bis eine Leerbedingung des Speichers 234 erfüllt ist. Ist dies der Fall, wird das Flip-Flop 240 umgeschaltet und dadurch das Gatter 244 gesperrt. Es tritt nunmehr eine neue Ab­ tastlücke 268 auf. Der Ausgabetakt D des Taktgenerators 242 wird weiterhin über ein Gatter 248 in einen durch einen Faktor N teilenden Zähler 250 gespeist. Dabei ist N gleich der Anzahl der Taktbits pro Spur 284. N ist also auch gleich der Anzahl von Bits in einer durch Abtastlücken 268 begrenzten Folge von Zeilen 264. Der Zähler 250 lie­ fert am Ende einer Spur 284 ein Ausgangssignal an einen Phasendetektor 246 und schaltet seinen eigenen Eingang über einen Sperreingang des Gatters 248 ab. Gleichzeitig liefert der Aufwärts-Abwärts-Zähler 236 auch ein Leer­ signal an den Phasendetektor 246 am Ende einer Spur 284. Wenn die Impulsflanken der von den beiden Zählern 236, 250 an den Phasendetektor 246 gegebenen Eingangssignale nicht zusammenfallen, liefert der Phasendetektor 246 ein Analogsignal zur Justierung des Taktgenerators 242 auf die richtige Frequenz, so daß am Ende jeder Spur 284 die rich­ tige Phase eingestellt wird, wodurch eine gewünschte Ab­ tastlücke 268 und ein gewünschter Datenfluß sicherge­ stellt werden. Der Zähler 250 wird durch ein "Voll"-Aus­ gangssignal des Aufwärts-Abwärts-Zählers 236, das den Be­ ginn einer Spur 284 anzeigt, rückgestellt.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung zur Erzeugung eines kontinuierlichen Ausgangs­ signals aus den in den Spuren 284 aufgezeichneten Signalen, wie dies beispielsweise für Ton- und Videozwecke erforder­ lich ist. Die Signale werden dabei als Eingangsdaten beispielsweise von einem Wiedergabedetektor geliefert und mit einem Eingabetakt U eines Taktgenerators 272 syn­ chronisiert. Ein Ausgabetakt D, der in einen Speicher 252 und in einen Aufwärts-Abwärts-Zähler 280 eingespeist wird, wird zweckmäßigerweise aus einem Bezugsnormal, bei­ spielsweise aus dem Farbbezugsnormal eines Farbfernseh­ empfängers, gewonnen.

Der Speicher 252 ist zweckmäßigerweise ein Schreib-Lese- Speicher entsprechend dem Speicher 234 in Fig. 1. Die vom Wiedergabedetektor kommenden Eingangsdaten werden in den Speicher 252 und in einen Datenstartdetektor einge­ speist. Der Datenstartdetektor ist durch eine an einen über ein integrierendes Parallel-RC-Glied aus einer Kapa­ zität 256 und einem Widerstand 258 an Masse liegenden Eingang eines Verstärkers 262 gekoppelte Diode 254 ge­ bildet. Ein zweiter Eingang des Verstärkers 262 ist mit einem Abgriff eines Potentiometers 260 verbunden, dessen Endklemmen an Spannungen liegen, die zur Justierung eines Schwellwertes geeignet sind. Die Kathode der Diode 254 liegt am Verstärker 262 und liefert an den Verstärker 262 ein positives Signal am Ende einer jeden Abtastlücke 268, das ein Flip-Flop 270 zurückstellt. Der Eingang und der Ausgang des Verstärkers 262 bleiben für die Dauer der Abtastung einer Spur 284 "hoch", bis die nächste Abtast­ lücke 268 festgestellt wird, worauf der Verstärker 362 dann gemäß der Einstellung des Potentiometers 260 zurückgestellt wird. Die Ladung auf der Kapazität 256 wird über den Widerstand 258 entladen, wonach der Daten­ startdetektor zur Erzeugung des nächsten positiven Signals am Ende einer Abtastlücke 268 bereit ist.

Am Beginn der Eingangsdaten stellt das Ausgangssignal des Verstärkers 262 den Speicher 252, einen durch den Faktor N teilenden Zähler 278, den Zähler 280 und das Flip-Flop 270 zurück. Das Flip-Flop 270 schaltet daraufhin ein UND- Gatter 274 wirksam, das dann den Eingabetakt U vom Takt­ generator 272 in den Speicher 252 eingibt, so daß die Eingangsdaten in dem Speicher 252 gespeichert werden. Während des Abtastens einer Spur 284 werden Signale schnel­ ler in den Speicher 252 eingegeben als ausgelesen. Mittels des Zählers 280, der den Eingabetakt U und den Ausgabe­ takt D für den Speicher 252 aufnimmt, wird festgestellt, wann der Speicher 252 voll ist. Ist dies der Fall, wird ein Ausgangssignal in einen Komparator 282 eingespeist. Während des Abtastens der Spuren 284 zählt der Zähler 278, der über ein Gatter 276 Signale vom Taktgenerator 272 er­ hält, die Anzahl von Taktbits pro Spur 284 und liefert am Ende jeder Spur 284 ein Ausgangssignal an den Komparator 282, das auch seinen eigenen Eingang über einen Sperr­ eingang des Gatters 276 sperrt. Wenn die Impulsflanken der Ausgangssignale der beiden den Komparator 282 speisenden Zähler 278, 280 nicht zusammenfallen, liefert der Kompa­ rator 282 eine analoge Spannung zur Einstellung der Dreh­ zahl eines Abtastrotationskopfes einer Wiedergabevorrich­ tung, so daß ein kontinuierliches Ausgangssignal erzeugt wird.

Die Dauer einer Abtastlücke 268 kann so gewählt werden, daß am Rande des Bandes 14 Indizierungsmarken angebracht werden können, welche durch einen Detektor abgetastet wer­ den. Sollen derartige Indizierungsmarken von einem Licht­ strahl abgetastet werden, so enthält der Detektor eine Lichtquelle, beispielsweise einen Laser, sowie einen Fotodetektor.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Wiedergabe eines binär aufgezeichneten Eingangssignals, das in Segmenten (265) auf Spuren (284) eines Aufzeichnungsmediums (14) komprimiert mit einer ersten Bit-Rate aufgezeichnet ist und als ein kontinu­ ierliches, binäres Ausgangssignal mit einer zweiten Bit-Rate, die kleiner als die erste Bit-Rate ist, ge­ dehnt wiedergegeben wird, mit einem Speicher (252), in den gesteuert durch einen Eingabetakt (U) die mit der ersten Bit-Rate aufgezeichneten, binären Eingangssignale eingeschrieben werden und aus dem gesteuert durch einen Ausgabetakt (D) das Ausgangssignal mit der zweiten Bit- Rate ausgelesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (282) die Anzahl der in den Speicher (252) in einer vorgegebenen Zeitperiode eingeschriebenen Bits entsprechend der Anzahl Takte des Eingabetakts (U) mit der Anzahl der aus dem Speicher (252) in der gleichen Zeitperiode ausgelesenen Bits entsprechend der Anzahl Takte des Ausgabetakts (D) in der gleichen Zeitperiode auf eine vorgegebene Beziehung miteinander vergleicht und die Geschwindigkeit einer Antriebsvorrichtung einer Wiedergabevorrichtung entsprechend dem Resultat des Vergleichs steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (282) die Bits seit Beginn der je­ weiligen Segmente (265) vergleicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie einen mit dem Eingabetakt (U) und dem Ausgabetakt (U, D) gesteuerten Zähler (280) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Komparator (282) die Diffe­ renz aus den eingeschriebenen Bits und den ausgelesenen Bits ermittelt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Komparator (282) über einen Servomechanismus einen Motor steuert, der die Ge­ schwindigkeit der Antriebsvorrichtung der Wiedergabe­ vorrichtung bestimmt.