CH659926A5

CH659926A5 - Schaltung zur umwandlung eines informationssignals in ein rechteckfoermiges signal.

Info

Publication number: CH659926A5
Application number: CH6479/82A
Authority: CH
Inventors: Immink Kornelis Ant Schouhamer; Ronaldus Maria Aarts
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1987-02-27
Also published as: CA1188798A; FR2516323B1; GB2109187A; ES8308187A1; KR840002546A; GB2109187B; US4499570A; SE8206312L; FR2516323A1; DE3240853A1; JPS5891514A; SE8206312D0; AU552685B2; BE894961A; JPH0516103B2; DE3240853C2; SE452936B; NL8105095A; ES517188A0; AU9027782A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Umwandlung eines von einem Aufzeichnungsträger ausgelesenen Informationssignals in ein rechteckförmiges Signal, die enthält:

eine Schwellwertschaltung mit einem ersten Eingang zum Empfangen des Informationssignals, einem zweiten Eingang zum Empfangen eines Bezugssignals und einem Ausgang, wobei diese Schwellwertschaltung zur Lieferung eines rechteckförmi-gen Ausgangs signais an ihrem Ausgang eingerichtet ist, dessen Flanken den Zeitpunkten entsprechen, zu denen das Informationssignal den Wert des Bezugssignals passiert, und

— eine Steuervorrichtung zum Erzeugen des Bezugssignals für die Schwellwertschaltung in Abhängigkeit von dem ausgelesenen Informationssignal.

Eine derartige Schaltung ist aus der niederländischen Patentanmeldung Nr. 77.07852 bekannt, die sich im wesentlichen bezieht auf eine optische Auslesevorrichtung für einen Aufzeichnungsträger mit einer optisch detektierbaren Informationsstruktur. Beispiele derartiger Aufzeichnungsträger sind die Videoplatten (VLP), in denen ein Videosignal in Form eines Grubenmusters aufgezeichnet ist, das z.B. eine Kombination einer in der Frequenz und in der Impulsbreite modulierten Trägerwel-le darstellt, und digitale Audioplatten (DAD), in denen in Form eines Grubenmusters ein digital kodiertes Audiosignal aufgezeichnet ist.

Die Auslesung eines derartigen Aufzeichnungsträgers erfolgt mit Hilfe eines Strahlungsbündels, wobei grundsäzlich zwei in der genannten niederländischen Patentanmeldung beschriebene Ausleseverfahren angewandt werden können, und zwar:

1) ein Ausleseverfahren, bei dem zwei in der Spurrichtung gegeneinander verschobene Auslesedetektoren verwendet werden, deren Ausgangssignale einem Differenzverstärker zugeführt werden. Bei diesem sogenannten differentiellen Ausleseverfahren wird ein Signal erhalten, das grundsätzlich keine Gleichstromkomponente enthält, sondern nur ein Wechselstromsignal ist, das die Information darstellt.

2) Ein Ausleseverfahren, bei dem nur ein einziger Auslesedetektor verwendet wird. Bei diesem sogenannten zentralen Ausleseverfahren wird ein Signal erhalten, das neben einer die Information darstellenden Wechselstromkomponente eine Gleichstromkomponente enthält.

Beide Ausleseverfahren ergeben eine Wechselstromkomponente (das Informationssignal) mit endlich steilen Flanken wegen der beschränkten Bandbreite des Ausleseverfahrens. Zur Umwandlung dieses erhaltenen informationssignals in ein rechteckförmiges Signal wird eine Schwellwertschaltung verwendet, in der das Infomationssignal mit einem Bezugssignal verglichen wird und die ein binäres Signal liefert, dessen Wert durch die Tatsache bestimmt wird, ob das Informationssignal grösser oder kleiner als das Bezugssignal ist.

Weiter wird in der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung angegeben, dass es wünschenswert ist, das Bezugssignal automatisch in Abhängigkeit von dem umgewandelten Informationssignal, insbesondere der Gleichstromkomponente in diesem umgewandelten Informationssignal, anzupassen. Dieser Wunsch ist darauf zurückzuführen, dass infolge von Streuung in dem Ausleseverfahren und/oder Einstellstreuungen in den elektronischen Schaltungen zwischen einem eingestellten Bezugswert und dem Mittelwert des ausgelesenen Informationssignals ein gewisser Unterschied entstehen kann, was zur Folge hat, dass das umgewandelte Informationssignal eine Störkomponente in Form einer unerwünschten Impulsbreitenmodulation enthält. Indem die mittlere Gleichstromkomponente des umgewandelten Informationssignals ermittelt und damit der Wert des Bezugssignals nachgeregelt wird, kann diese Störkomponente herabgesetzt werden.

Bei dem sogenannten zentralen Ausleseverfahren soll dieses Bezugssignal gleich der mittleren Gleichstromkomponente in dem ausgelesenen Informationssignal sein. Da diese mittlere Gleichstromkomponente infolge sich ändernder Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers, z.B. Änderungen in dem Reflexionskoeffizienten bei Auslesung in Reflexion und Änderungen in der Stärke des Strahlungsbündels, variieren kann, ist bei dieser Auslesung aus diesem Grunde stets eine Nachsteuerung des Bezugssignals erwünscht.

Es hat sich aber herausgestellt, dass bei Anwendung dieser Schaltung Aussetzer im ausgelesenen Informationssignal, z.B. infolge von Beschädigungen des Aufzeichnungsträgers, auf das umgewandelte Signal einen sehr störenden Einfluss ausüben.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, den störenden Einfluss dieser Aussetzer auf einfache Weise herabzusetzen, und ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung weiter versehen ist mit

— einem Aussetzerdetektor zum Detektieren von Aussetzern im ausgelesenen Informationssignal, und einer mit diesem Aussetzerdetektor gekoppelten Schaltvorrichtung, mit deren Hilfe während des Aussetzers das der Schwellwertschaltung zugeführte Bezugssignal auf wenigstens nahezu dem Wert gehalten wird, den dieses Bezugssignal am Anfang des Aussetzers aufwies.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Auftreten eines Aussetzers das Informationssignal, also auch die Gleichstromkomponente desselben, erheblich gestört werden kann, insbesondere beim Gebrauch des sogenannten zentralen Ausleseverfahrens. Dadurch wird über die automatische Steuerung des Bezugssignals dieses Bezugssignal am Ende eines Aussetzers einen falschen Wert aufweisen. Dadurch, dass weiter die Zeitkonstante dieser automatischen Steuerung ziemlich gross ist, weil diese Steuerung nicht auf die in dem Informationssignal absichtlich vorhandene Impulsbreitenmodulation ansprechen soll, wird es ziemlich lange dauern, bevor das Bezugssignal

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wieder den genannten Wert aufweist. Dies bedeutet, dass die Umwandlung des Informationssignals über eine erheblich längere Zeit als die Dauer des eigentlichen Aussetzers gestört sein kann.

Indem während des Aussetzers die Nachsteuerung des Bezugssignals unwirksam gemacht wird, wird nach der Erfindung erreicht, dass sofort nach dem Ende des Aussetzers dieses Bezugssignal wieder etwa den gewünschten Wert aufweist und die Umwandlung wieder richtig ist.

Als Aussetzerdetektor kann dabei jeder bekannte Detektor verwendet werden. Es sind z.B. Aussetzerdetektoren bekannt, die auf Amplitudenänderungen im Informationssignal, das Auftreten normalerweise nicht vorkommender Frequenzkomponenten, u.dgl. ansprechen. Die Art des gewählten Detektors hängt naturgemäss von dem Signalformat, d.h. von den beim Informationssignal angewandten Modulationstechniken und dem Ausleseverfahren, ab.

Wenn das Informationssignal ein digital kodiertes Signal ist, ist, abhängig von der angewandten Kodiertechnik, meistens der grösst-mögliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Flanken bekannt. In diesem Falle ist die Schaltung nach der Erfindung vorzugsweise gekennzeichnet, dass der Aussetzerdetektor einen wiederkippbaren monostabilen Multivibrator enthält, der mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung gekoppelt ist. Dadurch, dass die Rücksetzzeit dieses monostabilen Multivibrators etwas grösser als der genannte maximale Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Flanken gewählt wird, ist eine sehr einfache und für den beabsichtigten Zweck doch genügend genaue Aussetzerdetektion erhalten.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen Integrator enthält, der mit dem Ausgang der Schwellenwertschaltung gekoppelt ist, und dass die Schaltvorrichtung zur Entkopplung des Eingangs dieses Integrators während des Auftretens eines Aussetzers eingerichtet ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Anzahl zusätzlich benötigter Einzelteile sehr beschränkt ist. Der Integrator kann nämlich eine doppelte Funktion erfüllen, und zwar als Detektor des mittleren Gleichstrompegels des umgewandelten Informationssignals und zugleich als Halteschaltung zum Festhalten des Wertes des Bezugssignals während eines Aussetzers dienen.

Einige Ausführungs formen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die bekannte Schaltung,

Figuren 2 und 3 zwei Ausführungsformen der Schaltung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3, und

Fig. 5 die zu den unterschiedlichen Schaltungen gehörigen Signale.

Die bekannte Schaltung nach Fig. 1 enthält eine Eingangsklemme 1, der das ausgelesene Signal Vi zugeführt wird. Dieses Signal Vj ist in Fig. 5a dargestellt und enthält in diesem Falle eine Gleichstromkomponente DC, der eine Wechselstromkomponente AC überlastet ist, die das eigentliche Informationssignal darstellt. Ein derartiges Informationssignal wird u.a. beim Auslesen eines optischen Aufzeichnungsträgers erhalten, in dem die Information in einem Grubenmuster aufgezeichnet ist und bei dem das sogenannte zentrale Ausleseverfahren angewandt wird.

Zur Umwandlung des Informationssignals in ein rechteck-förmiges Signal enthält die Schaltung eine Schwellwertschaltung 2 mit einem Eingang 2a, der mit der Eingangs klemme 1 verbunden ist, einem Eingang 2b, der ein Bezugssignal VR empfängt, und einem Ausgang 2c, der mit der Ausgangsklemme 3 der Schaltung verbunden ist. Diese Schwellwertschaltung 2 vergleicht das Informationssignal V, an ihrem Eingang 2a mit dem Wert des Bezugssignals Vr an ihrem Eingang 2b und liefert ein rechteckförmiges Ausgangssignal V0, das von dem Ergebnis dieses Vergleichs abhängig ist. Eine sehr einfache Ausführungsform dieser Schwellwertschaltung besteht aus einem Differenzverstärker mit einer derart grossen Verstärkung, dass die Ausgangsspannung entweder den Wert der positiven oder den Wert der negativen Speisespannung annimmt, abhängig von der Polarität des Eingangsdifferenzsignals.

Das Bezugssignal Vr wird mit Hilfe eines Detektors 4 erzeugt, der den mittleren Gleichstrompegel des erhaltenen recht-eckförmigen Ausgangssignals V0 misst. Wenn von einem Informationssignal ausgegangen wird, das durchschnittlich keine Gleichstromkomponente enthält, was meistens der Fall ist, wird auch das erhaltene rechteckförmige Ausgangssignal V0 durchschnittlich keine Gleichstromkomponente enthalten dürfen. Dadurch, dass eine etwaige Gleichstromkomponente in diesem Ausgangssignal V0 gemessen und damit das Bezugssignal nachgeregelt wird, wird dieses Bezugssignal VR automatisch auf dem richtigen Wert gehalten. In dem in Fig. 5 angegebenen Beispiel wird der Wert des Bezugssignals VR (in Fig. 5b angegeben) gleich dem Wert der Gleichstromkomponente DC im ausgelesenen Signal sein. Langsame Änderungen in dieser Gleichstromkomponente werden durch Anpassung des Bezugssignals automatisch beseitigt.

Wenn bei der bekannten Schaltung ein Aussetzer im ausgelesenen Signal auftritt, wie in Fig. 5a im Zeitintervall to-ti angegeben ist, wird die Umwandlung erheblich gestört. Während dieses Aussetzers wird das Ausgangssignal V0 nicht rechteckför-mig sein, sondern kontinuierlich einen der beiden möglichen Signalwerte aufweisen. Da der Detektor 4 dies als das Vorhandensein einer Gleichstromkomponente im Ausgangssignal Vn anzeigt, wird dieser Detektor das Bezugssignal VR ändern.

Die Geschwindigkeit, mit der diese Änderung des Bezugssignals vor sich geht, wird durch die Zeitkonstante des Detektors bestimmt. Im allgemeinen wird eine verhältnismässig grosse Zeitkonstante gewählt, um zu sichern, dass die Regelung des Bezugssignals von Niederfrequenzkomponenten im Informationssignal unabhängig ist. Trotzdem wird bei einem verhältnismässig grossen Aussetzer das Bezugssignal bereits eine erhebliche Abweichung in bezug auf den gewünschten Wert DC am Ende (ti) des Aussetzers aufweisen können. Dies bedeutet, dass nach dem Ende des Aussetzers noch immer kein rechteckförmiges Ausgangssignal entsteht. Dieses Bezugssignal wird sich zwar wiederherstellen, aber dies erfolgt auch nur mit der genannten verhältnismässig grossen Zeitkonstante, so dass erst nach dem Zeitpunkt t2 das Informationssignal V, und das Bezugssignal VR zu den richtigen Zeitpunkten Schnittpunkte aufweisen. Dies bedeutet, dass infolge eines Aussetzers einer bestimmten Zeitdauer (to-ti) das Ausgangssignal sogar über eine erheblich längere Zeitdauer (to-t2) gestört ist. Um diesem Nachteil zu begegnen, könnte in Erwägung gezogen werden, den möglichen Hub des Bezugssignals zu beschränken. Bei dem zentralen Auslesever-fahren bereitet dies aber Schwierigkeiten, weil die Änderung dieses Bezugssignals doch wenigstens gleich gross wie die mögliche Verschiebung des Gleichstrompegels DC im Informationssignal sein muss.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung, mit der auf sehr einfache Weise dem vorgenannten Nachteil entgegengekommen wird. Entsprechende Elemente in dieser Figur sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet.

Die Schaltung nach Fig. 2 enthält als Zusatz zu der Schaltung nach Fig. 1 zunächst einen Aussetzerdetektor 5. Dieser Aussetzerdetektor hat als einzige Funktion, ein Detektionssi-gnal während des Auftretens eines Aussetzers zu liefern, und kann dazu auf jede bekannte Weise, an die Art des Informationssignals angepasst, aufgebaut sein. So sind Aussetzerdetek5

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toren bekannt, die auf die Amplitude des Signals, oder die auf das Auftreten normalerweise nicht vorkommender Frequenzkomponenten, u. dgl. ansprechen. Die Weise, in der Aussetzer detektiert werden, ist für die vorliegende Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung. So kann z.B. statt des Ausgangssignals V0 auch das Informationssignal Vi selber dem Aussetzerdetektor 5 zugeführt werden, wobei die Aussetzerdetektion durch Amplitudendetektion stattfinden kann.

Das vom Aussetzerdetektor gelieferte Detektionssignal wird einer Halteschaltung 6 zugeführt, die einerseits mit dem Ausgang des Detektors 4 und andererseits mit dem Eingang 2b der Schwellwertschaltung 2 verbunden ist. Von dieser Halteschaltung 6 wird während eines Aussetzers das Bezugssignal Vr auf einem Wert gehalten, den dieses Signal am Anfang des Aussetzers aufwies (siehe die strichpunktierte Linie in Fig. 5b). Dadurch weist das Bezugssignal am Ende des Aussetzers (Zeitpunkt ti) wieder sofort den richtigen Wert auf, so dass vom Zeitpunkt ti an wieder sofort eine richtige Umwandlung stattfindet (siehe Fig. 5d). Der störende Einfluss von Aussetzern auf diese Umwandlung ist damit auf sehr einfache Weise erheblich herabgesetzt.

Fig. 3 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung.

Der Detektor 4 besteht auf sehr einfache Weise aus einem Integrator, der durch ein RC-Netzwerk gebildet wird. Statt einer Halteschaltung am Ausgang des Detektors 4 enthält die Schaltung einen als Schalter wirkenden Transistor 7 zwischen dem Ausgang der Schwellwertschaltung 2 und dem Eingang des Detektors 4. Während eines Aussetzers wird der Transistor 7 vom Aussetzerdetektor 5 gesperrt, wodurch der Eingang des Detektors 4 entkoppelt wird. Dadurch, dass der Eingang 2b des Differenzverstärkers 2 im allgemein hochohmig ist, wirkt die

Kapazität c des Integrators dann während des Aussetzers als eine Halteschaltung.

Zur Illustrierung ist in Fig. 3 noch angegeben, dass der Aussetzerdetektor aus einem wiederkippbaren monostabilen Multi-5 vibrator bestehen kann. Diese sehr einfache Ausführung des Aussetzerdetektors ist möglich, wenn bekannt ist, welcher der grösstmögliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flanken des Informationssignals ist. Bei digitalen Informationssignalen ist dies bestimmt der Fall, weil dann durch die Wahl io des Kodier- und Modulationssystems u.a. dieser Grösse Beschränkungen auferlegt werden. Wenn nun die Rücksetzzeit des monostabilen Multivibrators etwas grösser als dieser Höchstwert gewählt wird, wirkt dieser monostabile Multivibrator automatisch als ein Aussetzerdetektor.

15 Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Aussetzerdetektors nach Fig. 3. Neben dem monostabilen Multivibrator 5 enthält der Detektor einen zweiten wiederkippbaren monostabilen Multivibrator 8, der aber eine erheblich längere Rücksetzzeit besitzt. Der Ausgang des Multivibrators 8 ist unmittelbar und der des 20 Multivibrators 5 über einen Inverter 9 mit einem NAND-Gatter 10 verbunden, dessen Ausgang den Schalttransistor 7 (Fig. 3) steuert.

Durch diese Schaltung wird erreicht, dass falls ein sehr langer Aussetzer auftritt, nach einem durch die Rücksetzzeit des 25 Multivibrators 8 bestimmten Zeitintervall der Schalttransistor 7 den Integrator 4 (Fig. 3) doch wieder ankoppelt. Dadurch wird vermieden, dass eine schroffe und dauernde Änderung des DC-Pegels sich nach wie vor als Aussetzer bemerkbar macht, wodurch die Umwandlung gestört bleibt. Durch die Schaltung 30 nach Fig. 4 wird nach einiger Zeit doch wieder mit der Detek-tion angefangen, um zu versuchen, eine Anpassung an die gegebenenfalls geänderten Bedingungen zu erzielen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Schaltung zur Umwandlung eines von einem Aufzeichnungsträger ausgelesenen Informationssignals in ein rechteck-förmiges Signal, die enthält:

— eine Schwellwertschaltung mit einem ersten Eingang zum Empfangen des Informationssignals, einem zweiten Eingang zum Empfangen eines Bezugssignals und einem Ausgang, wobei diese Schwellwertschaltung zur Lieferung eines rechteckförmi-gen Ausgangssignals an ihrem Ausgang eingerichtet ist, dessen Flanken den Zeitpunkten entsprechen, zu denen das Informationssignal den Wert des Bezugssignals passiert, und

— eine Steuervorrichtung zum Erzeugen des Bezugssignals für die Schwellwertschaltung in Abhängkeit von dem ausgelesenen Informationssignal,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung weiter versehen ist mit

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussetzerdetektor einen wiederkippbaren monostabilen Multivibrator enthält, der mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung gekoppelt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen Integrator enthält, der mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung gekoppelt ist, und dass die Schaltvorrichtung zur Entkopplung des Eingangs dieses Integrators während des Auftretens eines Aussetzers eingerichtet ist.