SU972568A1 - Способ цикловой синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике, а именно, к технике записи сигналов звуковой информации в двоичном виде и воспроизведения этой информации, и может быть использовано в цифровых звукопроигрывателях и магнитофонах.

Известны способы непосредственной записи и записи с канальным кодированием.

При непосредственной цифровой за- ι писи случайных аналоговых сигналов производят их преобразование в цифровой сигнал с определенной частотой, называемой цикловой, в результате чего информация выражается п-разряд- ¹ ными двоичными числами (кодовыми словами или циклами). При этом между концом одного и началом следующего циклов (или блоков, состоящим из несколь ких циклов) вводят опознавательные сигналы раздела циклов (синхросигналы) . Информационный поток двоичных символов с введенными синхросигнала2 ми наносят на носитель, т. е. осуществляют непосредственно саму запись.

При воспроизведении записи в цифровом потоке находят синхросигналы, т. е. производят операцию, называемую цик5 ловой синхронизацией, и таким образом разделяют кодовые слова. После этого кодовые слова направляют в декодер, · где восстанавливается исходный случайный аналоговый сигнал.

При записи с канальным кодированием все операции производятся в том же порядке, но после введения синхросигнала дополнительно производят каналь 15 ное кодирование способом МФМ или каким-либо другим, а в процессе воспроизведения до поиска синхросигналов производят обратное декодирование сигнала из канального в цифровой. При ²⁰ этом для обеспечения правильности функционирования устройства, производящего -декодирование, на него-подают тактовую частоту, фазовое положение

972568 символов должно (блочной) · >

с 50% в предыдущем способе синхронизации.

Однако полученная плотность записи является недостаточной для цифровой звукозаписи на магнитной ленте и дисковых носителях.

Кроме того, способ характеризуется сложностью оборудования, реализующего его. Например, в состав устройства, ι предназначенного для обнаружения сосредоточенной синхрогруппы, обязательно входит регистр, сдвига длиной (в тактах), как минимум, равной длине синхрогруппы или длине цифрового i потока, на котором распределена рассосредоточенная синхрогруппа..

Поскольку при записи с канальным кодированием устройство воспроизведения содержит декодер канального сиг, нала, то для обеспечения правильного функционирования декодера на него необходимо подавать сигналы с тактовой частотой, фазовое положение которых относительно границ символов 25 исходного цифрового сигнала строго определено, т.е изведения установки которой относительно границ исходного цифрового сигнала быть строго определенным.

Известен способ цикловой синхронизации при непосредственной записи-воспроизведении цифровой информации, при котором между концом одного и началом следующего цикла (блока) вводят синхросигнал в виде единственного синхроимпульса, физически отличающегося от импульсов цифрового потока полезной информации, например, в виде круглого пятна (при фотографической записи), диаметр которого примерно в два раза больше, чем диаметр пятен, соответствующих единицам полезной информа- , ' ции Г1 ].

Недостатки способа заключаются в том, что плотность записи полезной информации,по сравнению с записью без синхроимпульсов снижается во столько раз, во сколько диаметр синхроимпульса больше диаметра единичного импульса полезной информации (так как дорожки записи в этом случае располагаются соответственно реже).

Кроме того устройство, реализующее способ, достаточно сложно, так как оно включает оптическую схему считыва-₃₀ ния, в состав которой должен входить анализатор диаметра считываемого пятна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ цикловой (блочной) синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации , в котором зводится синхросигнал в виде группы импульсов, называемой синхрогруппой. Синхрогруппа может быть как сосредоточенной, так и рассредоточенной. В первом случае на границе циклов (блоков) информации вводят постоянную кодовую комбинацию, вероятность появления которой в непрерывном цифровом потоке минимальна, Во втором случае на границе циклов (блоков) вводят лишь часть синхрогруппы, следующая часть вводится на следующей границе циклов (блоков) и т. д. С 2 ].

Способ синхронизации обеспечивает более плотную запись информации. Так,· в данном случае синхрогруппы обычно имеют длину 15~40 тактов, что при общей длине цикла (блока) ;3аписи в 128 тактов (наиболее часто используется в системах цифровой звукозаписи) составляет около 10-30% по сравнению, устройство воспродолжно включать устройство фазы;

в случае использования ус35

Однако тановочной группы возникает необходимость выделения ее в непрерывном потоке полезной информации, иными словами , прерывания информационного потока для записи установочной группы и маркирования группы соответствующим образом. А это ведет к значительному усложнению схемы устройства установки фазы синхронизатора.

Целью изобретения является увеличение плотности записи и упрощение устройства для реализации способа цикловой синхронизации при записи и воспроизведении звуковой информации в цифровом виде.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу цикловой синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации, заключающемуся во введении на границах кодовых слов синхрогрупп при канальном кодировании, цикловую синхронизацию осуществляют в процессе преобразования информаци.· онного сигнала в канальный путем введения на границах циклов синхроинтерί валов, длительность которых превышает максимальный интервал канального кода на половину тактового интервала для одного следующего за ним двоичного •55 значения информационного сигнала и на целый тактовый интервал для другого значения, а при воспроизведении выделение синхроинтервалов производят селекцией их по длительности. ₅

На фиг. 1 приведена временная диаграмма в случае введения синхроинтервалое при условии осуществления канального кодирования, например, способом МФМ; на фиг. 2 - блок-схема ю устройства установки фазы синхронизатора при декодировании; на фиг. 3 временные диаграммы его работы.

• Способ осуществляется следующим образом. ,5

Исходный цифровой-сигнал с< (фиг. 1) поступает на кодирующее, устоойство циклами (блоками) длиной, например, 13 тактов. Кроме того, на устройство кодирования поступают синхроимпульсы _Μ δ длительностью три такта, по времени следующие между циклами. В результате преобразования канальный сигнал 8 будет иметь синхроинтервалы, начинающиеся в момент начала синхроимпульса 5, причем длина синхроинтервала равна ЗТ (Т_си = Т_ма_КС+ Т), если первый такт следующего за синхроинтервалом цикла (в данном случае_ .’’К) - единица и 2,5 Т (Т_си = Т_макс+зо + 0,5 Т). Если первый такт следующего за синхроинтервалом''цикла (К + 1)нуль, Т_мс4хс при канальном кодировании способом МФМ равно 2Т.

Таким образом, предлагаемый способ, при котором совмещаются операции введения синхросигнала и канального кодирования, а также операции канального декодирования и цикловой синхронизации, позволяет обеспечить более плотную запись информации. Предлагаемый способ отличается также упрощением блока установки фазы синхронизатора при декодировании канального сигнала.

Устройство установки фазы (фиг. 2) содержит последовательно соединенные блок 1 выделения удвоенной тактовой частоты из канального сигнала, три|— гер-делитель 2 частоты, декодер 3 канального сигнала и блок 4 выделения синхроимпульсов, причем один вход блока 4 выделения синхроимпульсов соединен с входом устройства установки фазы, другой вход блока 4 подключен к выходу блока 1. выделения удвоенной тактовой частоты из канального сигнала, а выход блока 4 соединен с вторым входом триггера 2.

Устройство работает следующим образом.

Канальный сигнал δ , (фиг. 3)> соответствующий исходному цифровому сигналу О , поступает на блок 1 выделения удвоенной частоты В , которая в триггере-делителе 2 делится на два и образует тактовую частоту г. Сигналы δ и г поступают на декодер 3, на выходе которого сигнал д представляет собой восстановленный исходный цифровой сигнал о . До момента выделения синхроимпульса в фаза сигнала г инверсная и не обеспечивает правильного восстановления сигнала д· Верное восстановление обеспечивается с момента прихода синхроимпульса на второй вход триггера 2. Синхроимпульс е на выходе блока 4 появляется при появлении в сигнале б синхроинтервала.

Преимущество предлагаемого способа ίпри использовании описанного устройства по сравнению с известными состоит в следующем.

Не требуется передача специальной группы символов, предназначаемой для выполнения только требуемой операции установки. За счет этого улучшаются эксплуатационные качества устройства (упрощается обслуживание) и упрощается схемное решение декодера, а также увеличивается плотность записи, поскольку отпадает необходимость выделения дополнительного временного интервала и, соответственно, участка дорожки для записи данной установочной группы.

Кроме того, не требуется специальный блок выделения импульса установки, поскольку для этой цели используется цикловый синхроимпульс,' а установка фазы декодера производится импульсом, выделяемым из синхроинтервалов.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к импульсной технике, а именно, к технике записи сигналов звуковой информации в двоичном виде и воспроизведени  этой информации, и может быть использовано в цифровых звукопроигрывател х и магнитофонах. Известны способы непосредственной записи-и записи с канальным кодиро- ванием. При непосредственной цифровой заПИСИ случайных аналоговых-сигналов производ т их преобразование в цифро вой сигнал с определенной частотой, называемой цикловой, в результате чего информаци  выражаетс  п-разр дными двоичными числами (кодовыми сло вами или циклами). При этом между ко цом одного и началом следующего циклов (или блоков, состо щим из нескол ких циклов) ввод т опознавательные сигналы раздела циклов (синхросигна ,лы). Информационный поток двоичных символов с введенными синхросигналами нанос т на носитель, т. е. осуществл ют непосредственно саму запись. При воспроизведении записи в цифровом потоке наход т синхросигналы, т. е. производ т операцию, называемую цикловой синхронизацией, и таким образом раздел ют кодовые слова. После этого кодовые слова направл ют в декодер, где восстанавливаетс  исходный случайный аналоговый сигнал. При записи с канальным кодированием все операции производ тс  в том же пор дке, но после введени  синхросигнала дополнительно производ т каналь ное кодирование способом МФМ или каким-либо другим, а в процессе воспроизведени  до поиска синхросигналов производ т обратное декодирование сигнала из канального в цифровой. При этом дл  обеспечени  правильности функционировани  устройства, производ щего -декодирование, на него-подают тактовую частоту, фазовое положение которой относительно границ символов исходного цифрового сигнала должно быть строго определенным. Известен способ цикловой (бломной) синхронизации при непосредственной записи-воспроизведении цифровой информации , при котором между концом одного и началом следующего цикла (блока) ввод т синхросигнал в виде единственного синхроимпульса, физически отличающегос  от импульсов цифрового потока полезной информации , например, в виде круглого п тна (при фотографической записи), диаметр которого примерно в два раза больше, чем диаметр п тен, соответствующих единицам полезной информа- , ции 1 . Недостатки способа заключаютс  в том, что плотность записи полезной информации,по сравнению с записью без синхроимпульсов снижаетс  во столько раз, во сколько диаметр синхроимпульса больше диаметра единичного импульса полезной информации (так как дорожки записи в этом случае располагаютс  соответственно реже). Кроме того устройство, реализующее способ, достаточно сложно, так как оно включает оптическую схему считыва ни , в состав которой должен.входить анализатор диаметра считываемого п тна . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ цикловой (блочной) синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации , в котором зводитс  синхросигнал в виде группы импульсов, называемой синхрогруппой. Синхрогруппа мо жет быть как сосредоточенной, так и рассредоточенной. В первом случае на границе циклов (блоков) информации ввод т посто нную кодовую комбинацию , веро тность по влени  которой в непрерывном цифровом потоке минимальна . Во втором случае на границе циклов (блоков) ввод т лишь часть синхрогруппы, следующа  часть вводитс  на следующей границе циклов (блоков ) и т. д. С 2 . Способ синхронизации обеспечивает более плотную запись информации. Так в данном случае синхрогруппы обычно имеют длину тактов, что при общей длине цикла (блока).;3аписи в 128 тактов (наиболее часто используетс  в системах цифровой звукозаписи) составл ет около 10-30% по сравнению, 9 84 с 50% в предыдущем способе синхронизации . Однако полученна  плотность записи  вл етс  недостаточной дл  цифровой звукозаписи на магнитной ленте и дисковых носител х. Кроме того, способ характеризуетс  сложностью оборудовани , реализующего его. Например, в состав устройства, предназначенного дл  обнаружени  сосредоточенной синхрогруппы, об зательно входит регистр. сдви1;а длиной (в тактах), как минимум, равной длине синхрогруппы или длине цифрового потока, на котором распределена рассосредоточенна  синхрогруппа.. Поскольку при записи с канальным кодированием устройство воспроизведени  содержит декодер канального сигнала , то дл  обеспечени  правильного функционировани  декодера на него необходимо подавать сигналы с тактовой частотой,,фазовое положение которых относительно границ символов исходного цифрового сигнала строго определено, т.е. устройство воспроизведени  должно включать устройство установки фазы; Однако в случае использовани  установочной группы возникает необходимость выделени  ее в непрерывном потоке полезной информации, иными словами , прерывани  информационного потока дл  записи установочной группы и маркировани  группы соответствующим образом. А это ведет к значительному усложнению схемы устройства установки фазы синхронизатора. Целью изобретени   вл етс  увеличение плотности записи и упрощение устройства дл  реализации способа цикловой синхронизации при записи и воспроизведении звуковой информации в цифровом виде. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу цикловой синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации, заключающемус  во введении на границах кодовых слов синхрогрупп при канальном кодировании, цикловую синхронизацию осуществл ют в процессе преобразовани  информационного сигнала в канальный путем введени  на границах циклов синхроинтервалов , длительность которых превышает максимальный интервал канального кода на половину тактового интервала дл  одного следующего за ним двоичного 59 значени  информационного сигнала и на целый тактовый интервал дл  друго го значени , а при воспроизведении выделение синхроинтервалов производ т селекцией их по длительности. На фиг. 1 приведена временна  диаграмма в случае введени  синхроинтервалов П|эи условии осуществлени  канального кодировани , например, способом МФМ; на фиг. 2 - блок-схема устройства установки фазы синхронизатора при декодировании; на фиг. 3 временные диаграммы его работы. Способ осуществл етс  следующим образом. Исходный цифровой-сигнал с (фиг. поступает на кодирующее, устоойство циклами (блоками) длиной, например, 13 тактов. Кроме того, на устройство кодировани  поступают синхроимпульсы 5 длительностью три такта, по времени следующие между циклами. В резуль тате преобразовани  канальный сигнал 8 будет иметь синхроинтервалы, начинающиес  в момент начала синхроимпульса 5, причем длина синхроинтер + Т), есвала равна ЗТ (Т ли первый такт следующего за синхроинтервалом цикла (в данном случае , К) - единица и 2,5 Т (Т(.и + Oj5 Т). Если первый такт следующего за синхроинтервалом цикла (К + 1) , при канальном кодировании способом МФМ равно 2Т. Таким образом, предлагаемый способ , при котором совмещаютс  операции введени  синхросигнала и канального кодировани , а также операции канального декодировани  и цикловой синхронизации , позвол ет обеспечить более плотную запись информации. Предлагаемый способ отличаетс  также упрощением блока установки фазы синхронизатора при декодировании канального сигнала. Устройство установки фазы (фиг. 2) содержит последовательно соединенные блок 1 выделени  удвоенной тактовой частоты из канального сигнала, три|- гер-делитель 2 частоты, декодер 3 анального сигнала и блок k выделени  синхроимпульсов, причем один вход блока выделени  синхроимпульсов соединен с входом устройства установки фазы, другой вход блока Ц подключен к выходу блока 1. выделени  удвоенной тактовой частоты из канального сигнала, а выход блока k соединен с вторым входом триггера 2. 8 Устройство работает следующим образом . Канальный сигнал 6 , (фиг. З) соответствующий исходному цифровому сигналу d , поступает на блок 1 выделени  удвоенной частоты В , котора  в триггере-делителе 2 делитс  на два и образует тактовую частоту г. Сигналы 5 и г поступают на декодер 3, на выходе которого сигнал d представл ет собой восстановленный исходный цифровой сигнал и . До момента выделени  синхроимпульса е фаза сигнала г инверсна  и не обеспечивает правильного восстановлени  сигнала ЭВерное восстановление обеспечиваетс  с момента прихода синхроимпульса на второй вход триггера
2. 2. Синхроимпульс е на выходе блока Ц по вл етс  при по влении в сигнале б синхроинтервала . Преимущество предлагаемого способа при использовании описанного устройства по сравнению с известными состоит в следующем. Не требуетс  передача специальной группы символов, предназначаемой дл  выполнени  только требуемой операции установки. За счет этого улучшаютс  эксплуатационные качества устройства ( упрощаетс  обслуживание) и упрощаетс  схемное решение декодера, а также увеличиваетс  плотность записи, поскольку отпадает необходимость выделени  дополнительного временного интервала и, соответственно, участка дорожки дл  записи данной установочной группы. Кроме того, не требуетс  специальный блок выделени  импульса установки , поскольку дл  этой цели используетс  цикловый синхроимпульс; а установка фазы декодера производитс  импульсом, выдел емым из синхроинтервалов . Формула изобретени  Способ цикловой синхронизации при записи-воспроизведении цифровой информации , заключающийс  во введении на границах кодовых слов синхрогрупп при канальном кодировании, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  плотности записи, цикловую синхронизацию осуществл ют в про;цессе преобразовани  информационного сигнала в канальный путем введени  на .границах-циклов синхроинтервалов, длительность которых превышает макси79725688

   мальный интервал канального кода наИсточники информации,

   половину тактового интервала дл  од-прин тые во внимание при экспертизе ного следующего за ним двоичного зна- 1. Патент США № 3795902,

   чени  информационного сигнала и на це-кл. 3 0/173, опублик. 19б5. лый тактовый интервал дл  другого зна-5 2. Шлепоберский В,И. Основы техчени , воспроизведении выделе-ники передачи дискретных сообщений,

   ние синхроинтервалов производ т селек-М., Св зь, 1973, с. 296-298 (протоцией их по длительности.тип);

   l t//f/,, а 1

   i J

   Л 7I71g.7|7171ff|7|g 7 7 71 ,o..o

   У . П ГЛ

   CLfHJ(pO f/3Cf/77(p

   /

   /

   c

   f

   г//./ ПГгЛ 1 г фиг. f

   O//€lf, S/fff/Cf/ a S уЩ г j li finiL s ,o..ff.o.

   I I

   /fOf/ff/fO /fO/rff

   f

   m0. ( П ffV ff0WV ffW ff.