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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der
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Fehlerrate digital codierter Signale Stand der Tecknik Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Messung der Fehlerrate digital codierter Signale nach
der GattunS des Hauptanspruchs. Die zunehmende Verwendung von digital codierten
Signalen bei der Übertragung von Daten, insbesondere von Video-Information, erfordert
Übertragungskanäle mit extrem hoher Zuverlössigkeit. Es ist zwar grundsatzlich möglich,
die sichtbaren Auswirkungen von Übertragungsfehlern durch Fehlerschutz- oder Fehlerüberdeckungsverfahren
ZU vermindern, aber diese erfordern in den meisten Fällen einen hohen elektronischen
Schaltungsaufwand und beanspruchen zudem auch noch vielfach Sneicherflriche, z.
B. auf einem Magnetband, zur Mitübertragung von Paritätsbits oder
dergleichen.
Zudem setzt die Wirksamkeit der oben angegebenen Verfahren voraus, daß die Fehler
im Datenstrom vollständig erkannt werden. Dies ist nicht in allen Fällen gegeben.
Es besteht daher ei.n Bedürfnis nach einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung
zur Messung der Zuverlässigkeit eines gegebenen Übertragungskanals.
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Aus der Zeitschrift "Journal of the SMPTE, Vol. 70, Febr. 1961, S.
85 bis 89" ist schon eine Einrichtung zur Messung von Magnetband-Parametern bekannt,
mit der unter anderem auch die Anzahl und Eigenschaften von Fehlstellen, sogenannten
Drop-Outs, der magnetischen Beschichtung gemessen werden.
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Die bekannte Einrichtung ist dazu mit Magnetköpfen zur Aufzeichnung
eines unmodllli.erten FM-Trägers und zusätzlichen zur gleichzeitigen Abtastung dieses
aufgezeichneten Trägers ausgerüstet. Drop-Outs werden nach der Demoddlatsion bei
der Wiedergabe des Trägersignals erkannt, wobei eine Begrenzerschaltung Länge und
Amplitudenscharakteristik bestimmt.
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Ein eleit;ronischer Zähler zeigt die Gesamtzahl von Fehlstellen während
einer vorgegebenen Zeitspanne oder Bandlänge an. Die bekannte Einrichtung ist zur
Feststellung und Zählung von Silgnalausfällen einet, sie ist Jedoch nicht in der
Lager fehlerhaft übertragene digital codierte Signale zu erkennen und anzuzeigen.
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Aus der DE-OS 20 36 623 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Prüfen von Magnetaufzeichnungsbändern bekannt, bei dem zur Überprüfung digitale
PrSifsignalc aufgezeichnet und unmittelbar danch abgelesen werden. Ingedein Ausfall
in dem Band wird durch die Ableseköpfe
aufgrund einer Abnahme des
Signalpegels festgestellt und der Bereich dieses Ausfalls registriert.
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Auch dieses bekannte Verfahren ist nicht geeignet, über die Feststellung
von Signalausfällen hinaus weitere Übertragungsfehler eines Übertragungskanals festzustellen
und anzuzeigen.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Ifauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß alle zwischen Aufzeichnung
und Wiedergabe liegenden Fehler in den digital codierten Datensignalen eines Übertragungskanals
erfaßt werden. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Mittelwert der festgestellten
Wortfehlorrate jjber einen bestimmten Zeitraum allf einem numerischen Display dargestellt
wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist, daß fortlaufend eine Mittelwertbildung der Fehlerrate
erfolgt und er Wert auf einer Anzeige-Einrichtung in festgeleiten Taktraten angezeigt
wird. Weiter ist vorteilhaft, daß die Messung der Fehlerrate auf die Länge der aktiven
Zeilen eines Fernsehbildes beschränkt werden kann.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreigung näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 als vereinfachtes Blockschaltbild die wesentlichen
Grundzüge der Erfindung, Fig. 2 in der Darstellung als Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel
einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 3 ebenfalls als Blockschaltbild
ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung .
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Beschreibung der Erfindung Die prinzipielle Wirkungsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der grundsätzliche Aufbau der Schaltungsanordnung zu dessen Durchführung
soll anhand der Fig. 1 erläutert werden. Der mit 2 bezeichnete Bitstrom besteht
aus einer Folge serieller Worte zu je 8 Bit. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sei ein Wortfehler durch "logisch 1" von 8 Bit eines Wortes verabredet worden. Ein
Komparator 3 weist somit 8 Eingänge für die 8 bitparallelen Worte eines digitalen
Videosignals auf und priift auf "logisch 1". Wenn der Komparator 3 von den anliegenden
Werten "logisch 1" erkennt, erzeugt er an seinem Ausgang ein Signal, beispielsweise
auf einem "1"-Pegel, als Kennzeichen für einen Wertfehler. Dieses Signal wird während
der Durchlaßzeit einer Torschaltung 4 auf einen Zähler 5 gefiihrt. Eine Zeitbasissteuerung
6 erzeugt aus einer zugeführten V-Impulsreihe ein Steuersignal, welches beispielsweise
für den Zeitraum von 20 Vertikal-Perioden das Tor 4 über die Steuerleitung 7 öffnet
und auch die Zählperiode des Zählers 5 bestimmt. Gleichzeitig können durch
entsprechende
Gestaltung der Ausgangsimpulse der Zeitbasissteuerung 6 die Horinzontal- und Vertikalsynchronimpulse
ausgetastet werden. Die darin enthaltenen Wortfchler werden daher nicht gezählt.
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Die Schaltung nach Fig. 2 enthält eine Teilerstufe 10, deren Eingang
über eine Leistung 11 Vertikalsynchronimpulse zugeführt werden. Der Ausgang der
Teilerstufe 10 ist mit dem Eingang einer Zählstufe 12 verbunden. Die am Ausgang
der Zählstufe 12 auftretenden impulse werden einer Impulsformerstufe 13 zugeführt,
deren einer Ausgang mit dem Hiicksetzeingang eines BCD-Zählers 14 und deren anderer
Ausgang mit einer Anzeige-Einrichtung 15 verbunden ist. Ein UND-Gatter 16 ist mit
einem Eingang 17 mit einer Wortfehlererkennungsschaltung verbunden, die bei 18 angedeutet
ist, und mit seinem anderen Eingang 19 unter Zwischenschaltung monostabiler Kippstufen
20 und 21 mit einer Quelle 22, welche ein horizontalfrequentes Taktsignal liefert.
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Die Schaltungsanordnung nach der Fig. 3 enthält einen Binärzähler
30, dem iiber die Leitung 7,1 die von der (nicht dargestellten) Wortfehler-Erkennungsschaltung
festgestellten Wortfehler zugeführt: werden. Am AusgIng des Binärzählers 30 steht
als Folge eines j jeden eingehenden Wort;fehlers ein acht Bit breites, serielles,
Signal an, das, wie bei 32 angedeutet, auf 16 Bit Breite gebracht, dem Eingang A
eines digitalen Addierers 33 zugeführt wird. Der Summenausgang des digitlen Addierers
33 ist mit dem Eingang eines Zwischenspeichers 34 verbunden, dessen Ausgang von
16 Bit Breite auf den Eingang B des Addierers 33 rückgeführt inst. Der Speicherinhalt
des Zwischenspeichers 34 wird weiter einem Binär/BCD-Konverter 35 zur Umwandlung
in ein BCD-codiertes Signal zugeleitet. Der Ausgang des
Binär/BCD-Konvertes
ist mit dem Zähleingang eines Displays 36 verbunden. Eine Steuerung 37 erhält an
den beiden Eingängen 38, 39 H- undV-synchrone Impulse und erzeugt daraus Rücksetzimpulse
auf der Leitung 40 für den Binärzäliler 30, auf der Leitung 41 fiir den Zwischenspeicher
34 und Wechselimpulse für die Anzeige-Einrichtung 36.
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Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnungen
ist folgende: In Fig. 2 dient der BCD-Zähler 14 zur fortlaufenden Zählung der bei
18 eingehenden Wortfehler- Zur praxisgerechten Darstellung der während der Dauer
der aktiven Zeile auS-tretenden Fehlerrate werden mittels der Kippstufen 20, 21
Bereiche um die horizontalfrequenten Austastliicken augetastet. Am Ausgang des UND-Gatters
16 erscheint naher nur dann ein Signal, wenn am Eingang 17 ein Wortfehler ansteht
und nm Ausgang 19 ein außerhalb der Austastung aufbretendes Signal erscheint. Nir
solche Wortfehler werden dem BCD-Zähler 14 zugeführt und von diesem registriert.
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Der Zählerinhalt wird fortlaufend der Anzeige-Einrichtung 15 zur Übernahme
angeboten. Damit nun nicht bei jedem auftretendem Wortfehler die Anzeige der Anzeige-Einrichtung
15 wechselt, wird aus den auf der Leitung 11 eingehenden V-Impulsen im Teiler 10
ein 2 V-frequentes Signal gewonnen, das die Ziahlstufe 12 speist. Die Zählstufe
12 ist so eingerichtet, daß an ihrem Ausgang ,jeweils einer vorbestimmten Anzahl
eingehender 2 V-Impulse ein Ausgangssignal erscheint. Beispielsweise ist es denkbar,
nacii jeweils zehn eingehenden 2 V-Impulsen ein Ausgangssignal zu gewinnen. Diese
ausgehenden Signale von der Zählstufe 12 werden einer Impulsformerstufe 13 zugeleitet,
welche in geeigneter Reihenfolge deraus einen Übernahme-Impuls für
den
Zwischenspeicher in der Anzeige-Einrichtung 15 uncl einem Rücksetz-Impuls für den
BCD-Zähler 14 formt. Auf der Anzeige-Einrichtung 15 ist also die Fehlerrate über
jeweils zehn Vollbilder angezeigt.
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Soll die Fehlerrate für endes Vollbild oder auch für beispielsweise
100 Vollbilder dargestellt werden, so genitgt es, die Teilungsverhältnisse der Zähler
entsprechend zu ändern.
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Die Bildung des Mittelwertes der gemessenen Fehlerrate erfolgt in
der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 durch die Anordnung des digitalen Addierers
33 zwischen dem Binärzähler 30 zur Zählung der bei 31 eingehenden Wortfehler und
dem Zwischenspeicher 34. Aus den bei 31 in den Binärzähler 30 eingehenden Wortfehlersignalen
wird ein 8 Bit breites Ausgangssignal gebildet und zum Eingang A des Addierers 33
geführt.
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Zur Ergänzung des 8 Bit breiten Signals auf ein 16 Bit breites Signal
wird dieses durch Hinzufügen eines konstanten, 8 Bit breiten, Signals ergänzt. .
Das 16 Bit breite Signal vom Summenausgang des Addierers 33 gelangt zum Zwischenspeicher
34 und wird von dessen Ausgang zum Eingang B des Addierers 33 rückgeführt.
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Der Inhalt des Zwischenspeichers 34 wird im Binär-BCD-Wandler 7,5
in ein BCD-codiertes Signal umgewandelt und auf der Anzeige-Einrichtung 76 dargestellt.
Aus den bei 8, 39 eingehenden horizontal- und vertikalfreoiienten Signalen wird
in der Steuer-Einrichtung 37 ein 2 V-frequentes Signal auf' der Leitung 41 zur Taktung
des Zwischenspeichers 34 gebildet. Ferner wird über die Leitung 42 die Anzeige-Einrichtung
36 von der Steuerung 37 in einem vorgegebenen Takt, welcher eine ausreichende Lesbarkeit
der wechselnden
Anzeigewerte ermöglicht, angesteuert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft zur Ermittlung
der Fehl errate von auf Magnetband aufgezeichneten digitalen Videosignalen einsetzt
werden. Dabei können zur Fehlerbestimmung Digitalwerte herangezogen werden, die
vereinberungsgemaß in dieser Fort im iibermittelten Videosignal nicht vorgesehen
sind. Beispielsweise kann das obere Ende der Grauskala durch ein digitales Wort
der Form 1111 1111 gekennzeichnet sein.
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Wird nun von der Erkennungschaltung ein digitales Wort der Form 1111
1111 erkannt, so bedeutet dies, daß ein Fehler vorliegt und der Komparator gibt
ein Signal am Ausgang ab, das gezählt wird, wenn es innerhalb der Periode der aktiven
Zeile auftritt.
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L e e r s e i t e