DE69513968T2

DE69513968T2 - Anordnung zur wiedergabe von n digitalen signalen von n benachbarten spuren auf einem aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69513968T2
Application number: DE69513968T
Authority: DE
Inventors: Johannes Kalfs
Original assignee: OnStream Inc
Current assignee: OnStream Inc
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2015-04-11
Also published as: ES2143046T3; WO1995029482A2; WO1995029482A3; EP0756744B1; DE69513968D1; EP0756744A1; CN1063569C; US5786953A; ATE187840T1; JPH09512379A; CN1149350A; HK1013357A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Wiedergabe von n digitalen Signalen von n benachbarten Spuren auf einem Aufzeichnungsträger, wobei n eine ganze Zahl grösser als 1 ist, wobei die Anordnung umfasst:
- eine Leseeinrichtung, die n Leseköpfe umfasst, wobei jeder einen Ausgang aufweist, zum Lesen von n Informationssignalen von den n Spuren und zum Anlegen der Informationssignale an die Ausgänge;
- n Erfassungseinrichtungen mit Eingängen, die mit den Ausgängen der N Leseköpfe gekoppelt sind, und mit Eingängen zum Empfangen von Erfassungsfrequenzsignalen, zum Ableiten der n digitalen Signale aus den n Informationssignalen, die von den Spuren gelesen werden und zum Zuführen der digitalen Signale an Ausgänge;
- n Phasenregelschleifen mit Eingängen, die mit den n Ausgängen der Leseköpfe gekoppelt sind, wobei jede Phasenregelschleife umfasst: einen Phasenvergleicher mit einem ersten Eingang, der mit Eingang der Phasenriegelschleife gekoppelt ist, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang zum Zuführen eines Taktsignals einer gegebenen Frequenz, wobei dieser Ausgang mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator für die n Phasenregelschleifen gemeinsam vorgesehen sind und zum Erzeugen der Erfassungsfrequenzen verwendet wird, und wobei die Anordnung für diesen Zweck eine Signalkombinationseinheit mit n Eingängen, wobei jeder der Eingänge mit einem Ausgang von einem der n Phasenvergleicher gekoppelt ist, und einem Ausgang, der mit einem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, und eine Phasenregelschleife umfasst, die ferner eine Phasenschiebereinheit mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, einem Ausgang, der mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Steuersignaleingang umfasst und eine Steuersignal-Erzeugereinheit mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang der mit dem Steuersignaleingang der Phasenschiebereinheit gekoppelt ist, umfasst, und auf eine Anordnung zum Ableiten von n Taktsignalen von den n Informationssignalen.
Eine Anordnung des in dem einleitenden Absatz definierten Typs ist z. B. aus dem United States Patent 4,470,082 bekannt. Die Anordnung wird auch in der Form einer Magnetbandaufzeichnungseinrichtung des SDAT oder des DCC Typs verwendet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Anordnung des in dem einleitenden Absatz definierten Typs kann magnetische Aufzeichnungsträger lesen, auf denen digitale Information in einer Vielzahl von benachbarten Spuren aufgezeichnet worden ist.
Die bekannte Anordnung weist den Nachteil auf, dass sie für Störungen relativ empfindlich ist, nämlich als Folge davon, dass die Phasenregelschleife aus einem Bereich herausläuft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung mit einer verbesserten Immunität gegenüber Störungen bereitzustellen, so dass die Phasenregelschleife weniger empfindlich dafür ist, dass sie aus einem Bereich herausläuft.
Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignal-Erzeugereinheit ein integrierendes Element ist.
Die Erfindung basiert auf der Erkennung der folgenden Tatsache, dass Störungen in einem der Kanäle dazu führen können, dass die Phasenschiebereinheit aus einem Bereich herausläuft. Durch Mitteln des Ausgangssignals des Phasenvergleichers in einem integrierenden Element und durch Ableiten des Steuersignals für die Phasenschiebereinheit davon ist es möglich, ein Steuersystem zu erhalten, welches für diese Störungen weniger empfindlich ist.
Vorzugsweise weist das integrierende Element eine Zeitkonstante auf, die im Vergleich mit der Bitperiode des digitalen Signals vergleichsweise gross ist. Somit wird erreicht, dass das Ausgangssignal des Phasenvergleichers über eine ausreichend lange Zeit gemittelt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der Anordnung; und
Fig. 2a, 2b, 2c, und 2d einige Signalwellenformen, die in der in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform auftreten.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine Anordnung, die zum Lesen eines digitalen Signals von n Spuren Ta.1 bis Ta.n vorgesehen ist, die nebeneinander und in einer longitudinalen Richtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers 20 in der Form eines Bands aufgezeichnet sind. Nur eine Hälfte des Aufzeichnungsträgers ist gezeigt. Die Anordnung weist eine Leseeinrichtung umfassend n Leseköpfe 14.1 bis 14.n auf, die ein analoges Signal von den n Spuren reproduzieren. Die n analogen Signale werden an einen n-Kanal-Abtaster 11 geführt. Unter dem Einfluss eines Taktsignals mit einer Taktfrequenz fb, das an den Abtaster 11 von einem festen Oszillator 12 angelegt wird, werden die analogen Signale abgetastet und in ein binäres digitales Signal ch 1 bis ch n jeweils umgewandelt. Die Frequenz fb ist wenigstens eine Grössenordnung höher als die Taktfrequenzen cli, auf die nachstehend Bezug genommen werden.
Von jedem der n binären Signale chi wird eine Taktfrequenz cli abgeleitet, die für eine Biterfassung in Bitdetektoren 9.1 bis 9.n verwendet werden, deren Eingänge mit den Ausgängen des Abtasters 11 gekoppelt sind, wobei jeder Bitdetektor 9.1 einen Taktsignaleingang zum Empfangen des Taktsignals cli aufweist. Für diesen Zweck werden die binären Signale, die in dem Abtaster 11 erhalten werden, ch 1 bis ch n an eine jeweilige der n Phasenregelschleifen 13.1 bis 13.n angelegt. Nur die Phasenregelschleife 13.n ist vollständig gezeigt. Die anderen Phasenregelschleifen sind ähnlich. Für jeden Kanal ch i der Kanäle ch 1 bis ch n, d. h. auch für den Kanal n, wird das entsprechende binäre Signal an einen ersten Eingang 13 eines Phasenvergleichers 17 n angelegt. Der Ausgang des Phasenvergleichers 17.n wird an den Steuersignaleingang eines spannungsgesteuerten Oszillators 21 über ein Schleifenfilter 18 gekoppelt. Der Oszillator 21 kann ein zeitdiskreter Oszillator sein. Das Schleifenfilter 18 und der spannungsgesteuerten Oszillators 21 sind für sämtliche n Phasenregelschleifen 13.1 bis 13.n gemeinsam vorgesehen.
Jedoch kann alternativ das Schleifenfilter 18 der Signalkombinationseinheit 19 den jeweiligen Schleifen vorangehen.
Der Ausgang des Oszillators 21 ist mit einem Eingang 27 einer Phasenschiebereinheit 25.n gekoppelt. Der Ausgang 28 der Phasenschiebereinheit 25.n ist mit dem zweiten Eingang 16 des Phasenvergleichers 17.n gekoppelt. Jede Schleife, so wie für die Schleife 13.n gezeigt, umfasst eine Steuersignal- Generatoreinheit 26.n in der Form eines integrierenden Elements, beispielsweise eines Tiefpassfilters, dessen Eingang mit dem Ausgang des Phasenvergleichers 17.n gekoppelt ist und dessen Ausgang mit dem Steuersignaleingang 29 der Schiebereinheit 25.n gekoppelt ist. Das integrierende Element 26.n weist eine Zeitkonstante auf, die im Vergleich mit der Bitperiode Tb in dem digitalen Signal vergleichsweise gross ist. Vorzugsweise ist die Zeitkonstante mehrere hundert mal grösser als die Bitperiode, z. B. einige hunderte male der Bitperiode. Die Schiebereinheit 25.n erzeugt eine gegebene Verzögerung des Signals, das an seinen Eingang 27 angelegt ist, unter dem Einfluss des Signals, das an den Steuersignaleingang 29 angelegt wird.
Da das Tiefpassfilter 18 und der spannungsgesteuerte Oszillator 21 für die Schleifen 13.1 bis 13.n gemeinsam sind, werden die Ausgänge 15 der Phasenvergleicher 17.1 bis 17.n alle an einen Eingang einer Signalkombinationseinheit 19, z. B. in der Form eines Addierers, der einen mit dem Schleifenfilter 18 gekoppelten Ausgang aufweist, gekoppelt.
Somit umfasst jede Schleife einen Block 2.n wie mit gestrichelten Linien angezeigt. Der Ausgang des Oszillators 21 wird mit jeweiligen Eingängen 24.1 bis 24.n von sämtlichen Blöcken 2.1 bis 2.n gekoppelt. Ferner werden die Signale, die an die zweiten Eingänge 16 der Vergleicher 17.1 bis 17.n in den Blöcken angelegt werden, an die Taktsignaleingänge der Bitdetektoren 9.1 bis 9.n als Taktsignale cl&sub1; bis cln angelegt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Grenzfrequenz der Tiefpassfilter 26.n allgemein die gleiche sein wird und kleiner als die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 18 sein wird.
Die Anordnung arbeitet wie folgt. Der VCO 21 kann als ein Akkumulator konstruiert werden. Ein derartiger Akkumulator addiert jedes Mal mit einer gegebenen Wiederholungsrate einen gegebenen konstanten Wert cw zu einem Wert sw, der in dem Akkumulator gespeichert ist, wobei dieser akkumulierte Wert acw danach in dem Akkumulator als der gespeicherte Wert gespeichert wird. Dies bedeutet, dass die Beziehung acw = cw + sw zu jeder Zeit gültig ist. Infolgedessen erscheint ein sägezahnförmiges Signal an dem Ausgang der VCO 21, das sich als ein Sägezahn mit einer gegebenen Frequenz zwischen einem positiven und einem negativen Schwellwert +D und -D verändert. Wenn ein Steuerwert rw an den Eingang des VCO 21 angelegt wird, wird der Akkumulator die folgende Akkumulation ausführen: acw = (cw + rw) + Sw. Dies führt zu einem sägezahnförmigen Signal mit einer anderen Sägezahn-Frequenz, die an dem Ausgang des VCO 21 auftritt. Die Steuer- bzw. Regelschleife steuert die Sägezahnfrequenz in solcher Weise, dass diese Frequenz im wesentlichen gleich zu der Bitfrequenz in den Signalen ist, die gelesen werden, z. B. dem Signal chn. Das sägezahnförmige Signal wird an den Eingang 16 des Phasenvergleichers 17.1 nach einer Phasenverschiebung in dem Phasenschieber 25n angelegt. Der Betrieb des Phasenvergleichers 17.n wird weiter mit Hilfe der in den Fig. 2a, 2b, 2c und 2d gezeigten Signalwellenformen erläutert. Fig. 2a zeigt das sägezahnförmige Signal, das an den Eingang 16 des Phasenvergleichers 17.n angelegt ist, und Fig. 2b zeigt Augenmuster in dem Signal, das an den Eingang 13 des Phasenvergleichers 17.n angelegt ist. Die Fig. 2d zeigt das tatsächliche Signal, das an den Eingang 13 angelegt ist. Das Signal in Fig. 2a wird auch an den Taktsignaleingang des Bitdetektors 9.1 angelegt. In dem Bitdetektor 9.n erzeugen die abfallenden Flanken in dem Signal der Fig. 2a Taktimpulse, die in Fig. 2c gezeigt sind, mit denen das Signal chn in den Mitten der Augenmuster abgetastet wird, wie in Fig. 2b gezeigt, um das digitale Signal zu erhalten. Die Taktfrequenz des Signals in Fig. 2c ist 1/Tb wobei diese Frequenz der Bitfrequenz des Signals in den Fig. 2b und 2d entspricht. Der Wert de sägezahnförmigen Signals in Fig. 2a wird unter dem Einfluss einer ansteigenden oder abfallenden Flanke in dem in Fig. 2d gezeigten Signal abgetastet. Wie sich der Fig. 2a entnehmen lässt, ergibt dies Abtastwerte b&sub1; und b&sub2;, die als Steuerwerte rw dienen können, wie voranstehend beschrieben.
Die Steuerschleife 13.n steuert den Oszillator 21 und somit die Sägezahnfrequenz in solcher Weise, dass die Abtastwerte in den Zeitpunkten t&sub1; und t&sub2;, siehe Fig. 2d, Abtastwerte b&sub1; bzw. b&sub2; ergeben, die im wesentlichen 0 sind, so dass die Erfassungszeitpunkte in dem Bitdetektor 9.n richtig zeitlich eingerichtet sind.
Die Signalkombinationseinheit 19 kann die Form eines Addierers annehmen, wobei danach die Abtastwerte gemittelt werden. Es ist auch möglich, die Signalkombinationseinheit 19 als einen Multiplexer zu konstruieren, wobei die Abtastwerte von den verschiedenen Schleifen mit einer Multiplexierungsfrequenz multiplexiert werden, die wenigstens n-mal die Bitsequenz sein sollte. Das Steuersystem führt somit eine Mittlung über die n Kanäle aus, so dass es nicht einen exakten korrekten Wert für irgendeine der Schleifen erzeugt. Danach ist der Phasenschieber 25n vorgesehen worden, der sicherstellt, dass beginnend mit dem gemittelten Steuerergebnis eine derartige Phasenverschiebung oder Zeitverschiebung erzeugt wird, dass die Taktfrequenz cln exakt die richtige Abtastphase aufweist. Der Phasenschieber 25.n kann die Form eines Modulo-D-Zählers annehmen. Infolgedessen wird eine Phasenverschiebung erhalten, die proportional zu dem Signalwert ist, der an den Steuersignaleingang 29 des Phasenschiebers 25n angelegt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass während einer Einrastung die Bandbreite des Filters 26.n erweitert wird, um die für eine Einrastung benötigte Zeit zu minimieren. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Schaltungsanordnung, die die Phasenregelschleifen zum Ableiten der n-Taktsignale aus den Signalen ch&sub1; bis chn umfasst, in integrierter Form oder, wenn gewünscht, in Software-Form realisiert werden kann.

Claims

1. Anordnung zur Wiedergabe von n digitalen Signalen von n benachbarten Spuren auf einem Aufzeichnungsträger, wobei n eine ganze Zahl größer als 1 ist, wobei die Anordnung umfaßt:

- eine Leseeinrichtung, die n Leseköpfe (14.1-14.n) umfaßt, wobei jeder einen Ausgang aufweist, zum Lesen von n Informationssignalen von den n Spuren und zum Anlegen der Informationssignale an die Ausgänge;

- n Erfassungseinrichtungen (9.1-9.n) mit Eingängen, die mit den Ausgängen der n Leseköpfe gekoppelt sind und mit Eingängen zum Empfangen von Erfassungsfrequenzsignalen, zum Ableiten der n digitalen Signale aus den n Informationssignalen, die von den Spuren gelesen werden, und zum Zuführen der digitalen Signale an Ausgänge;

- n Phasenregelschleifen mit Eingängen, die mit den n Ausgängen der Leseköpfe gekoppelt sind, wobei jede Phasenregelschleife umfaßt: einen Phasenvergleicher (17.1-17.n) mit einem ersten Eingang, der mit dem Eingang der Phasenregelschleife gekoppelt ist, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, einen spannungsgesteuerten Oszillator (21) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang zum Zuführen eines Taktsignals einer gegebenen Frequenz, wobei dieser Ausgang mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, wobei der spannungsgesteuerte Oszillator für die n Phasenregelschleifen gemeinsam vorgesehen und zum Erzeugen der Erfassungsfrequenzen verwendet wird, und wobei die Anordnung für diesen Zweck eine Signalkombinationseinheit mit n Eingängen, wobei jeder der Eingänge mit einem Ausgang von einem der n Phasenvergleicher gekoppelt ist, und einem Ausgang, der mit dem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, und eine Phasenregelschleife umfaßt, die ferner eine Phasenschiebereinheit (25.n) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, einem Ausgang, der mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Steuersignaleingang (25) umfaßt, und eine Steuersignal-Erzeugereinheit mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang, der mit dem Steuersignaleingang der Phasenschiebereinheit gekoppelt ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal-Erzeugereinheit ein integrierendes Element (26.n) ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierende Element eine Zeitkonstante aufweist, die relativ zu der Bitperiode in dem digitalen Signal vergleichsweise groß ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante größer als 100 Mal die Bitperiode ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsgesteuerte Oszillator ein Oszillatorsignal mit einer Frequenz liefert, die im wesentlichen gleich zu der Bitfrequenz in dem digitalen Signal ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das integrierende Element ein Tiefpaßfilter ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Tiefpaßfilter zwischen den Ausgang der Signalkombinationseinheit und den Eingang des spannungsgesteuerte Oszillators gekoppelt ist, daß die Grenzfrequenz des zuerst erwähnten Tiefpaßfilters kleiner als die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpaßfilters ist.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Phasenschiebereinheit in einer Phasenregelschleife mit einer Erfassungseinrichtung gekoppelt ist, um eine Erfassungsfrequenz an die Erfassungseinrichtung zu führen.

8. Anordnung zum Ableiten von n Taktsignalen aus n Informationssignalen, umfassend:

- n Eingänge zum Empfangen der n Informationssignale;

- n Phasenregelschleifen mit Eingängen, die mit den n Eingängen der Anordnung gekoppelt sind, wobei jede Phasenregelschleife umfaßt: einen Phasenvergleicher mit einem ersten Eingang, der mit dem Eingang der Phasenregelschleife gekoppelt ist, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang zum Zuführen eines Taktsignals einer gegebenen Frequenz, wobei dieser Ausgang mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist;

- n Ausgänge zum Zuführen der n Taktsignale,

wobei der spannungsgesteuerte Oszillator gemeinsam für die n Phasenregelschleifen vorgesehen ist und die Anordnung für diesen Zweck eine Signalkombinationseinheit mit n Eingängen, wobei jeder der Eingänge mit einem Ausgang von einem der n Phasenvergleichern gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist und eine Phasenregelschleife umfaßt, die eine Phasenschiebereinheit mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist, einem Ausgang, der mit dem zweiten Eingang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Steuersignaleingang umfaßt, und eine Steuersignal-Erzeugereinheit mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Phasenvergleichers gekoppelt ist, und einem Ausgang, der mit dem Steuersignaleingang der Phasenschiebereinheit gekoppelt ist, umfaßt, und wobei einer der Ausgänge der Anordnung mit dem Ausgang der Phasenschiebereinheit gekoppelt ist, um ein Taktsignal zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal-Erzeugereinheit ein integrierendes Element ist.