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Title:
CIRCUITRY FOR GENERATING BINARY SIGNALS FROM TERNARY SIGNALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/015094
Kind Code:
A1
Abstract:
For reproducing magnetically recorded binary signals, a signal composed of pulses that are alternatively positive and negative with respect to a center line is scanned from the tape. In order to recover the binary signal, level discriminators that are capable of detecting the low level and the high level of the signal are required. Known circuitry require an AGC and are only suitable for direct voltage-free binary signals. The object of the invention is to design circuitry that requires no AGC and that is also suitable for binary signals having a direct voltage component. For that purpose, the signal is applied to two comparators (2, 3), whereas the difference between the applied bias voltages is regulated by the means value of the output voltages (C1, C2) ofthe comparators and the means pulse width of the output voltages is approximately constant. The invention is particularly useful for video recorders with digital signal recording.

Inventors:
SCHOLZ WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/000233
Publication Date:
September 03, 1992
Filing Date:
February 04, 1992
Export Citation:
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Assignee:
THOMSON BRANDT GMBH (DE)
International Classes:
G11B20/10; H03K5/08; H03M5/18; (IPC1-7): G11B20/10; H03K5/08; H03M5/18
Foreign References:
EP0084358A21983-07-27
DE3225946A11983-02-03
GB2217957A1989-11-01
Other References:
Patent Abstracts of Japan, Band 12, Nr 245, P729, Zusammenfassung von JP 63- 37867, publ 1988-02-18
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band. 15, Nr. 12, Mai 1973 H. H. Ottesen et al: "ADAPTIVE DC RESTORATION ",
Attorney, Agent or Firm:
DEUTSCHE THOMSON-BRANDT GMBH (G�ttinger Chaussee 76, Hannover 91, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schaltung zum Erzeugen eines Binärsignals (E, C) aus einem ternären Signal, das durch Übertragunςi eines Bi¬ närsignals über einen Hochpaß oder TiefpaßKanal ent¬ standen ist, insbesondere bei der Abtastung eines Auf zeichnungsträgers mit binäre''" Aufr«ichnπncr, und Iπr !?° enthält,"die bezüglich einer Mitt°linie abwechselnd po¬ sitiv und negativ gerichtet sind, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Signal (AI) an ent ° Λngesetzt σepolte Ein¬ gänge (•. ) von zwei Komparatoren (? 3) anαeleg ist, daß jeweils gleich gepolte Einfän ^ (< bzw. ) der Kor¬ paratoren (2, 3) an eine gemeinsame Vorspannung (T1c. Ul . angeschlossen sind, daß di« Differenz zwischen den beiden Vorspannungen durch den Mi ttelwert der Ausgangs¬ spannungen (Cl, C2) der Komparatoren geregelt und die mittlere Impulsbreite der Auεgangsspannungen etwa kon¬ stant ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse der beiden Komparatoren (2, 3) zur Bildung des Binärsignals (E) an die Eingän¬ gen eines RSFlipFlop (lf, 17) angelegt sind.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse der beiden Komparatoren (2, 3) mit einem Gatter (12) zusammengefaßt sind.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangεi pulse des Gatters (12) an eine Schaltung zur Regenerierung des Bittaktes angelegt, sind.
5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellmöglichkeit (15) für d Impulsbreite vor¬ gesehen ist, und daß die Einstellung auf eine möglichst geringe Bitfehlerrate erfolσt.
Description:
Schaltung zum Erzeugen eines Binärsignals aus einem ternären Signal

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung gemäß dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1.

Bei der Wiedergabe magnetisch aufgezeichneter Digitalsignale wird vom Band ein ternäres Signal mit drei Zuständen abσeta- stet. Aus diesem Signal soll ein binäres Signal mit nur zwei Zuständen erzeugt werden. Für die Auswertung sind Pegelent¬ scheider notwendig, um den Low- und High-Pegel des Signals zu detektieren. Bei bekannten Schaltungen wird als Pegelent¬ scheider im allgemeinen ein Schmitt-Trigger verwendet. Derar¬ tigen Schaltungen benötigen eine automatische Verstärkungsre¬ gelung (AGC = automatic gain control), um die optimalen Trig¬ gerpunkte einzuhalten. Außerdem erfolgt die automatische Sym- etrierung der Triggerpunkte in bekannten Schaltungen nur dann, wenn das binäre Signal gleichspannungsfrei ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Pegelentscheidung zu schaffen, bei <=>v Hi Einhaltung der optimalen Triggerpunkte am ternären Signal weder eine automa¬ tische Verstärkungsregelung (AGC) noch di ° Gleichspannungs¬ freiheit des Binärsignals erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Signal an entgegengesetzt gepolte Eingänge von zwei Kompara¬ toren angelegt ist, daß jeweils gleich gepolte Eingänge der Komparatoren an eine gemeinsame Vorspannung angeschlossen sind, daß die Differenz zwischen den beiden Vorspannungen durch den Mittelwert der Ausgangsspannungen der Komparatoren so geregelt ist, daß die mittlere Impulsbreite der Ausgangs¬ spannungen etwa konstant ist.

Zur Bildung des Binärεignals werden die Ausgangsimpulse der beiden Komparatoren vorzugsweise den beiden Eingängen eines R-S-Flip-Flop zugeführt. Zur Regelεpannungserzeugung werden

die Ausgangsimpulse der beiden Komparatoren mit einem Gatter zusammengefaßt. Vorzugsweise wird der Mittelwert der Aus¬ gangsspannung des Gatters über einen Verstärker gleichen Ein¬ gängen der beiden Komparatoren als Vorspannung zugeführt. Die Ausgangsimpulse des Gatters können einer Schaltung zur Regenerierung des Bittakteε zugeführt werden. Durch eine Ein¬ stellmöglichkeit für die Vorspannun εdifferenz kann die Im¬ pulsbreite verändert werden. Die Einstellung der Vorspan¬ nungsdifferenz und damit die Schwellwertlage erfolgt zweckmä¬ ßigerweise so, daß sich eine möglichst geringe Bitfehlerrate ergibt.

Die bekannte Schaltung und ein Ausführungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Schaltung werden im folgenden anhand der Zeich¬ nung erläutert. Darin zeigen ein Übersichtsschaltbild zur Wiedergewinnung aufgezeichneter Digitalsignale,

Kurven zur Erläuterung der Schaltung nach

Fig. 1, eine bekannte Schaltung zur Pegelentscheidung,

Kurven zur Erläuterung der Schaltung nach

Fig. 3, eine erfindungsgemäß atisgebildete Schaltung und Kurven zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Erzeugimg eines Binärsignals aus einem Signal, das durch Abtastung einer binären Aufzeich¬ nungspur gewonnen ist.

Fig. 2 zeigt die zugehörigen Signalverläufe. Die Magnetspur enthält das Bitmuster in binärer Form, d.h. in Form entgegen¬ gesetzt magnetisierter Bereiche N (Nordpol) und S (Südpol). Im Wiedergabekopf wird durch die Flußänderung zwischen den Bereichen N und S die WiedergabeSpannung induziert. Diese Spannung stellt etwa das differenzierte Bitmuster dar. Die durch die Magnetisierungsänderungen zwischen dem Nordpol N und dem Südpol S erzeugten Impulse werden in der Entzerrungε-

Schaltung E verschmälert und möglichst weitgehend von den Einflüssen der Nachbarimpulse befreit. Da« Ergebn s ist durch das Signal AI dargestellt. Durch Integration des Si¬ gnals AI wird das Signal A2 gewonnen. Um aus A2 das binäre Signal B zu erzeugen, wird als Pegelentscheider PE ein einfa¬ cher Nulldurchgangsdetektor verwendet, der weitgehend pegel¬ unabhängig ist. Sofern das binäre Signal B tieffrequente Spektralanteile und große Runlength-W°rte enthält, ist es günstiger, das ternäre Signal AI direkt mit dem Pegelent¬ scheider auszuwerten. Hierzu kann z.P. ein Schmitt-Trigger verwendet werden, der abwechselnd die positiven und negati¬ ven Impulse erfaßt.

Fig. 3 zeigt eine Schmitt-Triggerschaltung, und Fig. 4 die Arbeitsweise dieser Schaltunα. Die Schaltung ent¬ hält einen Komparator K mit binärem Ausgang. Durch Rückfüh¬ rung des Ausgangssignals auf einen der Eingänge wird eine Hysterese des Triggerpunktes erzeugt und damit der Schwell¬ wert abwechselnd in den Pegelbereich der positiven und nega¬ tiven Impulse gelegt. Mit Hilfe des Potentiometers P können die Triggerpunkte so eingestellt werden, daß sich eine mög¬ lichst geringe Bitfehlerrate ergibt. Der Nachteil dieser Schaltung gegenüber dem Nulldurchgangsd<=tektor besteht in der Pegelabhängigkeit. Um die optimalen Triggerpunkte einzu¬ halten, ist eine automatische Verstärkunσsregelung für das ternäre Signal AI erforderlich. Außerdem erfolgt die automa¬ tische Symmetrierung der Triggerpunkt^ in der Schaltung nach Fig. 3 nur dann, wenn das binäre Signal B gleichspannungs¬ frei ist. Das ternäre Signal AI ist dagegen von Natur aus gleichspannungsfrei .

In Fig. 5 wird das Signal AI der Schaltung über den Emitter- folger 1 zugeführt. Die Schaltung enthält zwei Komparatoren mit 2, 3 mit binärem Ausgang. Die direkten Eingänge (+) der beiden Komparatoren 2, 3 erhalten die Vorspannung Uo über die Widerstände 8, 9. Die invertierenden (-) Eingänge erhal¬ ten die geregelte Vorspannung Ul über die Widerstände 10,11.

Das Signal AI wird dem direkten Eingang des Ko parators 2 über den Kondensator 4 und dem invertierenden Eingang des Komparators 3 über den Kondensator 5 zugeführt. Die anderen beiden Eingänge der Komparatoren 2, 3 sind über die Kondensa¬ toren 6 und 7 wechselstrommäßig an Masse gelegt. Wie Fig. 6 zeigt, erzeugen die negativen Impulse von AI am Ausgang des Komparators 2 die ImpulsSpannung Cl und die positiven Impul¬ se von AI die I pulsεpannun C2 am Ausgang des Komparator s 2. Mit dem Gatter 12 werden die Impulse Cl und C2 zur Impuls¬ spannung C zusammengefaßt. Der Mittelwert der Spannung C ist ein Maß für die Lage des Schwellwertes an den Eingängen der Komparatoren 2 , 3. Da die Impulse des ternären Signals hl eine verhältnismäßig geringe Flankensteilheit aufweisen, •. r¬ den die Impulse der Spannung C um so breiter, je dichter der Schwellwert an der Mittellinie des Signals AI liegt. Über den Tiefpaß 13 wird der Mittelwert der Spannung C dem Ver¬ stärker 14 zugeführt, der die Vorspannung Ul liefert. Wenn die Impulse C breiter werden, sinkt die Spannung Ul. Dadurch wird der Schwellwert so verschoben, daß die Impulse C wieder schmaler werden. Die Regelung bewirkt also die Einhaltung einer bestimmten mittleren Impulsbreit« der Impulse C. Die Einhaltung der Impulsbreite von C ist um so genauer, je grö¬ ßer die Verstärkung des Verstärkers 14 ist. Die Einhaltung der Impulsbreite von C entspricht der Einhaltung eines be¬ stimmten Schwellwertes relativ zui Impulshöhe, ist also unab¬ hängig von der Impulsamplitude. Die Einstellung des optima¬ len Schwellwertes, bei dem sich z.B. die minimale Bitfehler¬ rate ergibt, erfolgt mit dem Potentiometer 15. Die Lage des Schwellwertes ist hier allerdings auch "on der Häufigkeit der Pegelübergänge im Binärsignal abhängig. Diese ist jedoch bei einem festgelegten Aufzeichnungssignal mit Mittel kon¬ stant. Die Zeitkonstante der Regelschlei e wird so gewählt, daß sich ein genügend konstanter Mittelwert einstellt.

Das ursprüngliche Binärsignal, das dem Magnetisierungsmuster der Aufzeichnungspur bzw. dem Aufzeichnungsεtrom entspricht, wird in der Schaltung nach Fig. 5 dadurch gewonnen, daß die

Impulsspannungen Cl und C2 dem aus den Gattern 16 und 1 ge¬ bildeten R-S-Flip-Flop zugeführt werden. Am Ausgang des Flip- Flop entsteht also, wie Fig. 6 zeigt, das Signal B. Mit H l¬ fe dieses Signals kann in einer PLL-Schaltung der Bittakt regeneriert und das Signal B durch Abtastung mit dem Bittakt für die Weiterverarbeitung aufbereitet werden. Für die Rege¬ nerierung des Bittaktes ist auch das Signal C geeignet, das je Pegelübergang des Signals E »inen Impu s enthält.

Es ist auch möglich, daß die beschriebene Schaltung nur das Signal für die Regenerierung des Bittaktes erzeugt. Dabei wird dann der Bittakt verwendet, um da^ ternär° Signal AI mit Hilfe eines A/D-Wandlers abzutasten. Durch eine speziel¬ le Verarbeitung der Abtastwerte kann dann das Binärsignal mit erhöhter Störsicherheit wiedercrewonnen werden.