DE3140431C2

DE3140431C2 - Demodulatorschaltung zum Demodulieren eines modulierten Digitalsignals

Info

Publication number: DE3140431C2
Application number: DE3140431A
Authority: DE
Inventors: Yasunori Ibaraki Kanazawa; Hiroyuki Yokohama Kimura; Keizo Nishimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4472686A; DE3140431A1

Abstract

Eine Schaltung zum Wiedergeben und Demodulieren eines modulierten Digitalsignals, das in einem vorgegebenen Modulationssystem, wie MFM, EFM od.dgl., moduliert ist, wird angegeben. Eine Phase eines Taktsignals mit einer Frequenz, die ein Mehrfaches der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals ist, wird eingeschränkt oder gesteuert durch ein Signal, das zeigt, daß ein vorgegebenes Muster des modulierten Digitalsignals aufgetreten ist. Das modulierte Digitalsignal wird durch das so eingeschränkte Taktsignal demoduliert zum Erzeugen von Digitalinformationen "0 und "1. Ein Haupt erfordernis zum Erfassen des vorgegebenen Musters des modulierten Digitalsignals ist, daß ein wiedergegebenes moduliertes Digitalsignal zuverlässig ist. Zum Kompensieren von Ausfällen des modulierten Digitalsignals ist die Demodulationsschaltung mit einer Wiedergabeschaltung des modulierten Digitalsignals zum Komplementieren oder Ergänzen eines vorgegebenen Signalmusters versehen, wenn der Ausfall aufgetreten ist.

Description

einem Taktgenerator (3), der ein Taktsignal mit einer Frequenz erzeugt, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals ist,

mindestens einem Musterdetektor (10, ti, 18, 23, 24), der das modulierte Digitalsignal empfängt, um darin ein vorgegebenes Muster in den genannten Zeitintervallen des modulierten Digitalsignals erfaßt,

einem Demodulations-Taktgenerator (12, 13, 14,15,19,20,25,26,27), der mit dem Musterdetektor verbunden ist und ein Demodulationstaktsignal erzeugt, indem er die Phase des vom Taktgenerator (3) erzeugten Taktsignals in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Musterdetektors einstellt, und
einem Demodulator (16,17), der das modulierte Digitalsignal demoduliert und Digitalinformation »0« und »1« in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Demodulationssignal erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Musterdetektor (23, 24, 28, 29) erfaßt, ob das modulierte Digitalsignal zum Zeitpunkt des Auftretens des vorgegebenen Musters korrekt nach Maßgabe der Modulationsregel invertiert ist und nur dann das Ausgangssignal (g) erzeugt.

2. Demodulatorschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Musterdetektor ein Schieberegister (10, 23, 28) aufweist, dessen Stufenzahl nicht kleiner ist als die Taktimpulszahl, die sich durch das ganzzahlige Vervielfachen der im vorgegebenen Muster nach Maßgabe der Modulationsregel enthaltenen Bitzahl ergibt.

3. Demodulatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulatoreinrichtung (16, 17) das modulierte Digitialsignal demoduliert und durch Vergleichen von Ausgangssignalen an bestimmten zwei der Ausgangsstufen des Schieberegisters (IC, 23, 28) an den durch das Demodulationstaktsignal gegebenen Zeiten Digitalinformationen »0« und »1« erzeugt.

4. Demodulatorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator aufweist:

ein Schieberegister (28). daß das modulierte Digitalsignal durch einen Bezugstakt mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals ist, schiebt,

einen Detektor (29), der ein vorgegebenes Muster von Ausgangssignalen an jeder der Ausgangsstufen des Schieberegisters (23) erfaßt, und

einen Frequenzteiler (31), der das Bezugstaktsignal abhängig von einem Ausgangssignal des Detektors (29) teilt und ein Ausgangstaktsignal, das ein Taktsignal des Taktsignalgenerators dient, erzeugt.

5. Demodulatorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Wiedergabeschaltung des modulierten Digitalsignals, die aufweist:

einen Signalausfalldetektor, der Signalausfälle in dem modulierten Digitalsignal erfaßt,
einen Inversionsdetektor, der Inversionspunkte des modulierten Digitalsignals erfaßt,
einen Signalausfalldauerdetektor (77), der die Dauer des Signalausfalls auf der Grundlage der Ausgangssignali, von dem Signalausfalldetektor und dem Inversionsdetektor erfaßt,
eine Logikschaltung, die nur ein Flankensignal des modulierten Digitalsignals, das als erstes nach der Beendigung der Signalausfalldauer auftritt, erzeugt,

einen Signalzustandsdiskriminator (60), der den Zustand des modulierten Digitalsignals unmittelbar vor und nach dem Signalausfall erzeugt,
einen Speicher (61), der ein Komplementierungsdigitalsignalmuster, abhängig von einem Ausfalldauererfassungssignal, das durch den Signalausfalldauerdetektor erzeugt ist, und einem Ausgangssignal, das von dem Signalzustandsdiskriminator erzeugt ist, ausgibt, und
eine Schalteinrichtung (65 bis 68), die durch das Flankensignal, das die Logikschaltung erzeugt, ausgelöst wird und dadurch das Komplementierungsdigitalsignal, wenn der Ausfall aufgetreten ist, ausgibt.

6. Demodulatorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeschaltung einen Fehlerdetektor (85) enthält, der erfaßt, ob das Komplementierungsdigitalsignal richtig ist oder nicht.

7. Demodulatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeschaltung mehrere Speicher und eine entsprechende Anzahl von Fehlerdetektoren (65 bis 87) enthält.

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Wiedergeben und Demodulieren eines modulierten Digitalsignals, das mittels eines bestimmten Modulationssystems moduliert ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Schaltung kann beispielsweise zur Demodulation von mit MFM-(Modulated Frequency Modulation; modulierte Frequenzmodulation), EFM-(Eight-to-Fourteen Modulation, 8/14-Modulation) und 3PM-(Three Position Modulation; Dreistellungsmodulation)-Impulssignal modulierten Digitalsignalen in ein ursprüngliches zeitserielles Impulssignal mit bestimmter Genauigkeit verwendet werden.

Es wurde bereits eine Demodulatorschaltung zum Demodulieren des MFM-Signals angegeben (JP-PS 884/79). Ein bei der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des MFM-Impulses erzeugter Flankenimpuls, und ein Taktimpuls mit einer Periode 772 (wobei Tdie

kürzeste Impulsbreite T des MFM-Impulssignals ist), der mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des MFM-impulssignals phasensynchronisiert ist, werden dieser herkömmlichen Demodulatorschaltung eingegeben. Der Flankenimpuls wird zum Rücksetzen oder Initialisieren eines Zählers verwendet, der dann in einen Bereitschaftszustand zum Zählen der Taktimpulse gesetzt wird. Wenn 4 Taktimpulse gezählt sind, wird ein Rücksetzimpuls erzeugt Das MFM-Impulssignal ist aus drei Impulstypen mit den Impulsdauern T, 1,5 Tbzv.2 T zusammengesetzt, wobei die maximale Impulsdauer 2 T in Übereinstimmung mit einem Bitmuster »101« der ursprünglichen Digitalinformation auftritt. Folglich wird der am Ausgang des Zählers auftretende Rücksetzimpuls nur abhängig von dem Bitmuster»101« erzeugt.

Zusätzlich wird der Flankenimpuls auch einem monostabilen Multivibrator zugeführt, der durch die Abfallflanke des Flankenimpulses getriggert ist, wodurch Impulse mit jeweils einer Impulsbreite von 772 erzeugt werden. Das Taktimpulssignal der Period«; T/2 wird in einem Frequenzteiler, der so ausgebildet ist, daß er durch den von dem Zähler zugeführten Rücksetzimpuls rückgesetzt wird, durch den Faktor 2 geteilt. Dadurch wird ein Demodulierungstaktimpulssignal ausgegeben. Ein D-Flipflop wird mit dem von dem monostabilen Multivibrator ausgegebenen Impulssignal und dem Demodulierungstaktsignai vom Frequenzteiler versorgt und verriegelt dadurch das vom monostabilen Multivibrator augegebene Impulssignal abhängig von der Anstiegsflanke des Demodulierungstaktsignals. Das Ausgangssignal vom D-Flipflop bildet daher ein demoduliertes Ausgangssignal in NRZ-Form (NRZ: ohne Rückkehr zu Null), das synchron zum Demodulierungstaktsignal ist, und das an einem Demodulationssignalausgangsanschluß für externe Verwendung auftritt.

Die aus der JP 38 884/79 bekannte MFM-Impulssignaldemodulatorschaltung hat den Nachteil, daß Fehler oder temperaturabhängige Schwankungen in den Werten von RC-Elementen, die die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators bestimmen, als Schwankungen oder Änderungen in der Impulsbreite des Ausgangsimpulssignals oder als Verringerung in der Grenze oder der Toleranz der Zeitsteuerung der Demodulation auftreten, weil das von dem monostabilen Multivibrator erzeugte Ausgangsimpulssignal durch das Demodulierungstaktsignal verriegelt ist. Wenn die Zeitsteuergrenze so groß wie möglich zu wählen ist, ist eine nachteilige Einstellung der Zeitkonstante erforderlich. Weiter besitzt die herkömmliche MFM-Impulssignaldemodulatorschaltung den Nachteil, daß Anschlußstifte zum An-Schluß extern angeordneter Kondensatoren bei einer Ausführung als LSI-Schaltung vorgesehen werden müssen.

Weiter besitzt die herkömmliche MFM-Signaldemodulatorschaltung den Nachteil, daß Codefehlcr in dem demodulierten MFM-Signal erzeugt werden, wenn die Phase des MFM-Signals währen eines Zeitintervalls invertiert wird, in dem das zu modulierende MFM-Signal ausfällt.

Aus der DE-OS 24 59 885 ist eine Demodulatorschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. In dieser Demodulatorschaltung wird ein Impulssignal, dessen Frequenz gegenüber der Taktfrequenz verdoppelt ist, aufgrund des dynamisch modulierten Signals (DM-Signal) erzeugt. Aufgrund dieses in seiner Frequenz verdoppelten Impulssignals werden zwei Impulssignale Φ\ und Φ2, deren Frequenzen mit der Frequenz des Takimpulses übereinstimmen, deren Phasen sich jedoch um 180° C unterscheiden, erzeugt.

Das DM-Signal wird in ein NRZ-Signal (non-returnto-zero-Signal) entsprechend den von irgendeinem der Impulssignale Φ\ und Φ2 gegebenen Bitzellen in der Weise geändert, daß eine Entscheidung getroffen wird, welche Phase genau mit dem DM-Signal zwischen den Phasen der Bitstellen in den Impulssignalen Φ\ und Φ2 übereinstimmt, wodurch das DM-Signal in das NRZ-Signal unter Verwendung des genauen Impulssignals zwischen Φ\ und Φ2 umgesetzt werden kann.

Während der Entscheidung, ob die Bitzelle richtig ist oder nicht, wird, wenn der für die Bitzelle verwendete Taktimpuls richtig ist, am Ausgang 0 der Phasenfehler-Korrekturschaltung ein »1 «-Signal ausgegeben, wie F i g. 3 (0) der genannten OS zeigt. Wenn keine korrekte Übereinstimmung vorhanden ist, wird ein »O«-Signal als Diskriminiersignal ausgegeben, wie Fig.4(0) darstellt. Dann wird ein so erzeugtes Diskriminiersignal der Flip-Flop-Schaltung 22 angelegt und schaltet zur Erzeugung eines richtigen Taktimpulses zwischen den Impulssignalen Φ\ und Φ₂ um. Das Zeitdiagramm der F i g. 4 (0) zeigt, daß das Diskriminiersignal als Rücksetzimpuls dient, dessen Vorderflanke zum Zeitpunkt der letzten »1« eines »101«-Musters des DM-Signals gemäß Fig. (a) auftritt. Das heißt, daß bei der genannten DE-OS die Phase des Taktimpulses durch ein »101«-Muster des DM-Signals gesteuert wird.

Die aus der DE-OS 24 59 885 bekannte Demodulatorschaltung weist einen Taktgenerator, der ein Taktsignal mit einer Frequenz, die sich durch Multiplikation der Bitfrequenz des modulierten Digitalsignals mit einer ganzen Zahl ergibt, erzeugt, mindestens einen Musterdetektor, der ein vorgegebenes Muster des modulierten Digitalsignals erfaßt, einen Demodulationstaktgenerator, der ein Demodulationstaktsignal, das durch Beschränken einer Phase des Taktsignals abhängig von einem Ausgangssignal des Musterdetektors erhalten ist, erzeugt und einen Demodulator auf, der das modulierte Digitalsignal zum Erzeugen von Digitalinformationen »0« und »1« zu den durch das Demodulationstaktsignal gegebenen Zeiten demoduliert.

Bei dieser aus der DE-OS 24 59 885 bekannten Schaltung sind keine Gegenmaßnahmen für den Fall getroffen, daß die Flankenposition des DM-Signals von der richtigen Position aufgrund von Rauschen oder Stöiungen, die bei der Wiedergabe der Aufzeichnung erzeugt werden, abweicht. Falls beispielsweise die Vorderflanke des »101«-Musters mit einer Phasenabweichung von 90° in Richtung der folgenden »0« wiedergegeben wird, weicht das Diskriminiersignal in Fig.4(0) ab. Aus diesem Grund wird das Diskriminiersignal mit seiner Rückflanke zum Zeitpunkt der abweichenden Vorderflanke des »101«-Musters erzeugt und die in Fig. 2 gezeigte Füp-Flop-Schaltung 22 durch dieses abweichende Diskriminiersignal zurückgesetzt und damit der Taktimpuls mit invertierten Phase verriegelt. Auf diese Weise wird durch den falschen Taktimpuls eine falsche Signalsetzung vom DM-Signal zum NRZ-Signal ausgeführt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung einen gegenüber der DE-OS 24 59 885 verbesserten Demodulator für ein gemäß einer bestimmten Modulationsart moduliertes Digitalsignal anzugeben, der in stabiler Weise ohne Notwendigkeit einer Einstellung betreibbar ist und Gegenmaßnahmen für den Fall, daß die Flankenposition eines dynamisch modulierten Signals von der richtigen Stellung aufgrund von Rauschen oder sonstigen Störungen abweicht, enthält.

Im allgemeinen ist das MFM-Impulssignal so modu-

liert, daß dessen Polarität an einem Mittelpunkt eines Impulses entsprechend einem Bit »1« der ursprünglichen Digitalinformation und zusätzlich an der Grenze zweier aufeinander folgender Bits »00« der Digitalinformation invertiert wird. Folglich nimmt, wenn berücksichtigt wird, daß jedes der Digitalbits in zwei Teile, nämlich in eine Vorderhälfte und eine Rückhälfte geteilt ist, das MFM-Impulssignal, das der Digitalinformation »1« entspricht, eine Logikkombination von entweder »01« oder »10« ein, während das MFM-Impulssignal ein Bitmuster von entweder »00« oder »11« einnimmt, wenn das entsprechende Bit der Digitalinformation die logische »0« ist.

Die obige Aufgabe wird bei einer Demodulatorschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindur.gsgemäß durch die in seinem Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Die Patentansprüche 2 bis 7 enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der in Anspruch 1 gekennzeichneten Demodulatorschaltung.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Demodulators für ein moduliertes Digitalsignal gemäß der Erfindung,

F i g. 2 Signalverläufe und deren Zusammenhänge zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß Fig. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels des Demodulators gemäß der Erfindung,

F i g. 4 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß Fig. 3,

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels des Demodulators gemäß der Erfindung,

F i g. 6 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Demodulators gemäß F i g. 5,

F i g. 7 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Taktgenerators, der in dem Demodulator gemäß der Erfindung verwendbar ist,

F i g. 8 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes des Taktsignalgenerators gernäß F i g. 7,

F i g. 9 eine beispielhafte Darstellung der verschiedenen MFM-Signalmuster, die während des Ausfallens des MFM-Signals komplementierbar sind,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Wiedergabeschaltung eines modulierten Digitalsignals gemäß der Erfindung,

F i g. 11 Signalverläufe und deren Beziehungen zur Erläuterung des Betriebes der Wiedergabeschaltung gemäß F ig. 10.

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Wiedergabeschaltung gemäß der Erfindung.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild der allgemeinen Anordnung eines MFM-Signalmodulators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei F i g. 2 Signalverläufe von Signalen zeigt, die an verschiedenen Schaltungspunkten des Demodulators gemäß F i g. 1 erzeugt werden.

Ein digitales MFM-Signal a, das an einem MFM-Signaleingangsanschluß 1 empfangen ist und einen Signalverlauf gemäß F i g. 2a besitzt, wird einem Taktgenerator 3 und einem Schieberegister 10 zugeführt Der Taktgenerator 3 ist so ausgebildet, daß er Taktimpulse b gemäß Fig. 2b erzeugt, die in Phase mit den Anstiegsund Abfallflanken der MFM-Impulse a sind, mit einer Taktperiode, die 772 entspricht, wobei Γ die kürzeste Impulsdauer des MFM-Impulses a wiedergibt. Das Schieberegister 10 ist vier Bit lang und so ausgebildet, daß es die Impulse von dem MFM-Signalseingangsanschluß 1 abhängig von der Anstiegsflanke des von dem Taktgenerator 3 erzeugten Taktimpulses b verschiebt. Für das MFM-Eingangssignal mit dem Signalverlauf gemäß F i g. 2a besitzen die Ausgangssignale der einzelnen Stufen Qa. Qb, Qc und Qd des Schieberegisters 10 die Signalverläufe, wie sie in F i g. 2c, F i g. 2d, F i g. 2e bzw. F i g. 2f dargestellt sind. Die Ausgangssignale der Registerstufen Qa, Qb, Qc und Qd sind mit einer Koinzidenzoder Vergleicherschaltung 11 gekoppelt, die so ausgebildet ist, daß sie ein Kcinzidcnzsigna! g mit »1« wie gemäß F i g. 2g erzeugt, wenn die vier Eingangsbit (c, d, e, f), die vom Schieberegister 10 zugeführt sind, simultan alle auf »0« oder auf »1« sind, d. h., wenn die ursprüngliche Digitalinformation »101« beträgt.

Andererseits wird das Taktsignal b, das vom Taktgenerator 3 abgegeben wird, in seiner Frequenz durch 2 in einem Frequenzteiler 14 geteilt, wodurch ein Taktsignal mit der Periode Γerzeugt wird. Das geteilte Taktsignal mit der Periode T, wird einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Glieds 15 (EOR) zugeführt, wodurch der Taktimpuls zu einem Demodulationstaktausgangsanschluß 6 übertragen wird, nachdem es mit der Voraussetzung, daß das andere Eingangssignal des EOR-Glieds 15 eine logische »1« ist, phaseninvertiert ist. Wenn jedoch das andere Eingangssignal des EOR-Glieds 15 eine logische »0« ist, wird der zum Demodulationstaktausgangsanschluß 6 übertragene Taktimpuls nicht phaseninvertiert. Zusätzlich wird das Ausgangstaktsignal vom EOR-Glied 15 einem Taktanschluß CK eines D-Flipflops 12 zugeführt, das einen Datenanschluß D besitzt, der mit dem Ausgangsanschluß g des Koinzidenzdetektors 11 verbunden ist, so daß die Eingangsdaten durch das D-Flipflop 12 abhängig von der Anstiegsflanke des dem Taktanschluß CK zugeführten Taktimpulses verriegelt werden. Folglich bleibt, wenn das dem Taktanschluß CK zugeführte Taktimpulssignal eine solche Phase besitzt, wie das in F i g. 2h dargestellt ist, das am Anschluß C?des Flipflops 12 erzeugte Ausgangssignal auf der logischen »0«. Wenn jedoch das dem TakianschJuß CK zugeführte Taktsignal gegenphasig zu dem gemäß F i g. 2h ist, wird das Ausgangssignal, das von dem Koinzidenzdetektor 11 erzeugt ist und das den Signalverlauf gemäß F i g. 2g besitzt, durch das D-Flipflop 12 verriegelt, und das am Anschluß Q erzeugte Ausgangssignal hat den Signal verlauf gemäß F i g. 2j. Das Ausgangssignal j am Anschluß Q des D-Flipflops 12 ist zum Eingang eines T-Flipflops 13 gekoppelt, dessen Ausgangssignal abhängig von der Anstiegsflanke seines Eingangssignals invertiert ist.

Folglich bleibt, wenn das Ausgangstaktsignal von dem EOR-Glied 15, die in Fig.2h dargestellte Phase besitzt, das Ausgangssignal vom 7"-Flipflop 13, das zum anderen Eingang des EOR-Glieds 15 gekoppelt wird, unverändert. Deshalb bleibt die Phase des Ausgangstaktimpulses von dem EOR-Glied 15 nicht invertiert. Wenn jedoch das Ausgangstaktsignal von dem EOR-Glied 15 zu dem gemäß F i g. 2h gegenphasig ist, wird das Ausgangssignal von dem T- Flipflop 13 abhängig von der Anstiegsflanke des Impulses gemäß Fi g. 2j invertiert (d. h., abhängig von dem Bitmuster »101«), woraufhin die Phase des vom EOR-Glied 15 erzeugten Taktimpulssignals invertiert wird wie gemäß F i g. 2i, derart, daß es anschließend mit dem Taktsignal h in

Phase ist.

Die letzten beiden Ausgangsbits Cc und (Jodes Schieberegisters 10 werden jeweils den beiden Eingängen eines weiteren EOR-Gliedes 16 zugeführt. Das von dem EOR-Glied 16 erzeugte Ausgangssignal mit einem Signalverlauf gemäß Fig. 2k wird einem Dateneingangsanschluß D eines D-Flipflops 17 zugeführt, an dessen Takteingang CK das Ausgangssignal vom EOR-Glied 15 anliegt, so daß die dem Anschluß D zugeführten Eingangsdaten abhängig von der Anstiegsflanke des Ausgangstaktsignals vom EOR-Glied 15 verriegelt werden. Der Signalverlauf des am Ausgangsanschluß Q des D-Flip-Flops 17 erzeugten Ausgangssignals, wenn das vom EOR-Glied 15 zugeführte Taktsignal die Phase in F i g. 2h besitzt, ist in Vollinien in F i g. 21 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird das MFM-Impulssignal a richtig in NRZ-Form demoduliert (NRZ: ohne Rückkehr auf Null) und tritt an dem Ausgangsanschluß 9 als demoduliertes Signal auf.

Wenn zu Beginn des Demodulationsbetriebs die Phase des Taktsignals invertiert ist (d. h., gegenphasig zum Taktsignal h), d. h„ wenn der Signalverlauf des demodulierten MFM-Signals derart ist, wie er in Strichlinien in F i g. 21 dargestellt ist, bedeutet dies, daß das eingangsseitige MFM-Signal nicht richtig demoduliert ist. Da jedoch die richtige Phase des Taktsignals bei dem Bitmuster mit »101« in der erläuterten Weise wiederhergestellt ist, wird das folgende eingangsseitige MFM-Impulssignal anschließend richtig in NRZ-Form demoduliert.

F i g. 3 zeigt einen MFM-Signaldemodulator, der ein Signal, das nicht mit den Gesetzmäßigkeiten des MFM-Signals übereinstimmt, erfassen kann, während F i g. 4 Signalverläufe von Signalen zeigt, die an verschiedenen Schaltungspunkten des Demodulators gemäß F i g. 3 erzeugt werden.

Gemäß Fig.3 wird ein digitales MFM-Signal, das einen Fehler M enthält und daher nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt, am MFM-Signaleingangsanschluß 1 empfangen (Fig.4a) und einem Taktgenerator 3 sowie einem Schieberegister 10 zugeführt, die beide in gleicher Weise ausgebildet sein können, wie bei dem Schaltungsaufbau gemäß 1. Das Ausgangssignal des Taktsignalgenerators 3 sowie die Ausgangssignale von den Schieberegisterstufen Qa. Ob, Qc und Od des Schieberegisters 10 sind so, wie das in den F i g. 4b, 4c, 4d, 4e bzw. 4f dargestellt ist. Die Ausgangssignale der einzelnen Stufen Q_A, Q₈, Q_c und Q_D des Schieberegisters 10 sind mit einem Koinzidenzdetektor 11 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er ein Koinzidenzsignal »1« wie gemäß F i g. 4g bei Übereinstimmung aller vier Eingangssignale erzeugt, d. h., abhängig von dem Bitmuster »101« der ursprünglichen Digitalinformation. Zusätzlich sind die Ausgänge der Stufen Qa, Qb, Cc und Qd des Schieberegisters 10 mit einem Musterdetektor 18 verbunden, der so ausgebildet ist, daß er ein Ausgangssignal mit einem Signalverlauf gemäß F i g. 4m erzeugt. Wie sich ergibt, ist das Ausgangssignal des Musterdetektors 18 eine logische »0«, wenn die parallelen Bitausgangssignale von den Registerstufen Ct, Ca Cc und Cd entweder »0111« oder »1000« sind.

Das von dem Taktgenerator 3 erzeugte Taktimpulssignal b unterliegt einer Teilung durch 2 in einem Frequenzteiler 19. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 19 wird einem Datenanschluß D eines D-FIipflops 20 zugeführt, das ein Taktanschluß CK zum Empfangen des Ausgangssignals g gemäß F i g. 4g vom Koinzidenzdetektor 11 besitzt. Abhängig von der Anstiegsflanke des dem Anschluß CK zugeführten Taktimpulses verriegelt das D-Flipflop 20 die seinem D-Anschluß zugeführten Eingangsdaten. Weiter ist das D-Flipflop 20 so ausgebildet, daß es abhängig von dem logischen »0«-Pegel des Ausgangssignals m gemäß F i g. 4m vom Musterdetektor 18 gesetzt wird. Wenn folglich das Ausgangsimpulssignal vom Frequcn teiler 19 die Phase besitzt, wie das in Vollinien in Fig.4i dargestellt ist, wird das Ausgangssignal vom Ausgangsanschluß C des D-Flipflops

ίο 20 auf dem »1«-Pegel gehalten. Wenn andererseits das Ausgangsimpulssignal vom Frequenzteiler 19 eine solche Phase besitzt, wie das in der Strichlinie in Fig.4i dargestellt ist, ist das Ausgangssignal j, das am Anschluß C des D-Flipflops 20 auftritt, auf dem »O«-Pegel entsprechend dem Bitmuster »101«. Da der Ausgeingsanschluß C des D-Flipflops 20 mit dem Löschanschluß (clear) des Frequenzteilers 19 verbunden ist, wird letzterer zu diesem Zeitpunkt rückgesetzt, wodurch das C-Ausgangsimpulssignal vom Frequenzteiler 19 anschließend eine solche Phase besitzt, wie das in Vollinien in Fig.4i dargestellt ist. Das C-Ausgangssignal des Frequenzteilers 19 wird am Demodulationstaktausgangsanschluß 6 erzeugt und gleichzeitig dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 17 zugeführt, das einen Anschluß D besitzt, dem das Ausgangssignal k gemäß F i g. 4k von einem EOR-Glied 16 zugeführt wird. Das EOR-Glied 16 besitzt Eingänge, die mit den Registerausgängen Cc bzw. Co verbunden sind, in gleicher Weise wie bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1. Unter diesen Bedingungen gibt das Signal, das vom Anschluß C des D-Flipflops 17 abgegeben wird, ein richtiges demoduliertes Signa! /in NRZ-Form wieder, wie das in Fig.41 dargestellt ist.

Weiter ist ein Fehlermusterdetektor 21 vorgesehen, dessen Biteingänge mit den Ausgängen Qa, Qb, Qc bzw. Qd des Schieberegisters 10 verbunden sind. Wenn das Eingangssignal zum Fehlermusterdetektor 21 ein Bitmuster gemäß »0100«, »0010«, »0101«, »1010«, »1011« oder »1101« besitzt, erzeugt der Fehlermusterdetektor 21 einen logischen »1«-Pegel. Dieses Fehlererfassungssignal mit einem Signalverlauf gemäß F i g. 4n zeigt an einem Fehlererfassungsausgangsanschluß 22 an, daß ein Fehler in dem MFM-Signal a enthalten ist, so daß dieses nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Register mit einer Kapazität mit mindestens sechs Bit verwendet wird, kann zusätzlich ein Zeitsteuerfehler, der durch Ausfall eines oder mehrerer Informationsbit während der Übertragung auftreten kann, vermieden werden. Insbesondere wird das MEM-Eingangssignal einem 6-Bit-Schieberegister zugeführt, das so ausgebildet ist, daß es die Eingangsbit mit einer Taktperiode von 772 verschiebt, wobei T die Bitperiode des MFM-Eingangssignals ist. Wenn die Inhalte des 6-Bit-Schieberegisters »011110« oder »100001« werden, wird ein Zeitsteuerimpuls zum Einstellen der Phase des Demodulierungstaktsignals erzeugt, derart, daß »0« oder »1« der ursprünglichen Information »101« wiederhergestellt werden kann. Auf diese Weise kann, selbst wenn das Eingangssignal fehlerhaft »111110«, »100000«, oder dergleichen aufgrund eines Ausfalls von mindestens einem Bit ist, verhindert werden, daß der Zeitsteuerimpuls zum falschen Zeitpunkt erzeugt wird. Eine solche vorteilhafte Wirkung wird mit steigender Bitkapazität des verwendeten Schieberegisters erhöht. Wenn beispielsweise ein 8-Bit-Schieberegister verwendet wird und der Zeitsteuerimpuls für das Bitmuster von »00111100« oder »11000011«

erzeugt werden soll, kann eine fehlerhafte Zeitsteuerung für Signale mit falschen Bitmustern, wie »10111100«, »01000010« usw. wirkungsvoll unterdrückt werden.

Eine MFM-Impulsdemodulatorschaltung, die die Erzeugung fehlerhafter Zeitsteuersignale gemäß den vorhergehenden Ausführungen vermeidet, wird nun ausführlich mit Bezug auf F i g. 5 erläutert, die ein Blockschaltbild eines MFM-Impulsdemodulators zeigt, bei dem ein 6-Bit-Schieberegister verwendet ist. Dazu zeigt F i g. 6 Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes der Schaltung gemäß F i g. 5.

Ein digitales MFM-Signal a mit dem Signalverlauf gemäß F i g. 6a wird einem MFM-Signaleingangsanschluß 1 zugeführt und dann einem Taktgenerator 3 und einem 6-Bit-Schieberegister 23 zugeführt. Der Taktsignalgcncrator 3 ist so ausgebildet, daß er Taktimpulse b gemäß F i g. 6b erzeugt, die in Phase mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke des eingangsseitigen MFM-Impulssignals a mit einer Periode von 772 erzeugt sind, wobei Γ die Bitperiode des eingangsseitigen digitalen MFM-Signals ist. Das 6-Bit-Schieberegister 23 verschiebt das eingangsseitige MFM-Signal a abhängig von der Anstiegsflanke des Taktsignals b. Für das Eingangssignal mit dem Signalverlauf gemäß F i g. 6a besitzen die Ausgangssignale von den einzelnen Stufen Qa, Qb, Qc, Qd, Qe und Qf des Schieberegisters 23 Signalverläufe, wie das in den F i g. 6c, 6d, 6e, 6f bzw. 6p dargestellt ist. Die Ausgangssignale der Stufen Qa, Qb, Qc, Qa Qe und Qf sind zu den jeweiligen Eingängen eines Musterdetektors 24 geführt, der einen Zeitsteuerimpuls mit der logischen »1« wie gemäß Fig.6g in dem Augenblick erzeugt, in dem die Bitinhalte des Schieberegisters 23, die dem Musterdetektor 24 zugeführt sind, zu »011110« oder »1000001« werden, d.h., wenn die ursprüngliche Digitalinformation ein Bitmuster »101« besitzt. Selbst dann, wenn die ursprüngliche Digitalinformation das Bitmuster »101« enthält, wie das in Strichlinien in F i g. 6a dargestellt ist, kann es vorkommen, daß ein eingangsseitiges MFM-Signal durch Ausfall ein Bit nicht enthält, wie das in Vollinien in F i g. 6a dargestellt ist. In einem solchen Fall wird verhindert, daß der Musterdetektor 24 einen falschen Zeitsteuerimpuls erzeugt, weil die Inhalte des Schieberegisters 23 niemals ein Muster wie »011110« oder »1000001« ergeben.

Das Taktimpuissignal b wird durch 2 mittels eines Frequenzteilers 26 geteilt, der einen (p-Ausgang und einen dazu komplementären Q-Ausgang, besitzt, an denen Taktsignale mit jeweils einer Periode Γ mit entgegengesetzter Phase erzeugt werden. Diese werden einer Logikeinrichtung 27 zugeführt, die weitere Eingänge besitzt, die Steuersignale von Ausgangsanschlüssen Q und Q eines Γ-Flipflops 25 erhalten. Wenn das Ausgangssignal ζ) des T-Flipflops 25 »1« ist, wobei dessen (^-Ausgang »0« ist, erzeugt die Logikeinrichtung 27 das ausgangsseitige Taktsignal Q des Frequenzteilers 26 am Ausgangsanschluß 6. Wenn andererseits der Q-Ausgang des 7-Flipflops 25 »0« ist, wobei der Q-Ausgang auf»!« ist, überträgt die Logikeinrichtung 27 das Taktsignal am Ausgangsanschluß Q des Frequenzteilers 26 zum Ausgangsanschluß 6. Das Ausgangssignal der Logikeinrichtung 27 wird dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 12 zugeführt, dessen Datenanschluß D das Ausgangssignal g gemäß F i g. 6g vom Musterdetektor 24 erhält. Daher verriegelt das D-Flipfiop 12 zu dem Zeitsteuerimpuls, der beim Bitmuster »101« abhängig von der Anstiegsflanke des durch die Logikeinrichtung 27 erzeugten Steuerimpulses erzeugt ist, wenn das Ausgangstaktsignal von der Schalteinrichtung 27 eine solche Phase besitzt, wie das in Strichlinien in Fig.6i dargestellt ist, und erzeugt den Ausgangsimpuls j gemäß F i g. 6j. Dieser Ausgangsimpuls y wird dem T-Flipflop 25 zugeführt, woraufhin sich dessen Q-Ausgangssignal zu »0« von »1« und dessen Q-Ausgangssignal von »1« auf »0« ändert. Folglich nimmt das Ausgangssignal der Logikeinrichtung 27 nach dem Auftreten des Zeitsteuerimpulses g gemäß F i g. 6g eine Phase an, wie sie in Vollinien in Fig. 6i dargestellt ist. Unter Umständen ist das dem D-Flipflop 12 zugeführte Taktsignal gegenüber dem Zeitsteuerimpuls g außer Phase. Daher wird letzterer nicht durch das D-Flipflop 12 verriegelt, wodurch das Q-Ausgangssignal j vom D-Flipflop 12 nicht erzeugt wird. Folglich werden weder das <J-Ausgangssignal, noch das Q-Ausgangssignal des Γ-Flipflops invertiert, wodurch das Ausgangstaktsigna! von der Schalteinrichtung 27 die durch die Vollinien in Fig.6i dargestellte Phase beibehält.

Die beiden Ausgangssignale Qb und Qc des Schieberegisters 23 werden jeweiligen Eingängen eines EOR-Gliedes 16 zugeführt, dessen Ausgangssignal dann den Signalverlauf gemäß F i g. 6k besitzt. Das Ausgangssignal k des EOR-Glieds 16 wird dem Datenanschluß D des demodulierenden D-Flipflops 17 zugeführt, während der Ausgangsanschluß der Logikeinrichtung 27 zusätzlich mit dem Taktausgangsanschluß 6 und gleichzeitig mit dem Taktanschluß CK des D-Flipflops 17 verbunden ist. Daher gibt das Q-Ausgangssignal des D-Flipflops 17 das richtig demodulierte Signal in NRZ-Form gemäß F i g. 61 wieder, wenn das zugeführte Taktsignal die Phase besitzt, wie sie durch die Vollinie in F i g. 6i wiedergegeben ist.

Wenn das eingangsseitige MFM-Signal ein längeres Intervall als Folge von »0«-en oder »l«-en aufgrund eines Ausfalles oder dergleichen trotz der ursprünglichen Digitalinformation mit »101« aufweist, oder wenn ein Intervall, das langer ist als das richtige Intervall von »101« eine Folge von »0«-en oder »l«-en an Stellen außerhalb des »101«-Intervalls aufgrund von Ausfall oder dergleichen erzeugt, kann trotzdem keine fehlerhafte Demodulation auftreten. Dabei tritt, weil der Musterdetektor 24 keine Zeitsteuerimpulse erzeugt, keine Änderung in der Phase des von der Schalteinrichtung 27 erzeugten ausgangsseitigen Taktsignales auf.

Der anhand der Ausführungsbeispiele beschriebene MFM-Signaldemodulator ist ohne Zeitkonstantenelemente, wie RC-Elemente eines monostabilen Multivibrators stabil betreibbar, erfordert deshalb keine Einstellung und kann als LSI-Schaltung realisiert werden. Weiter kann der beschriebene MFM-Signaldemodulator ein Signal, das nicht mit den MFM-Gesetzmäßigkeiten übereinstimmt, erfassen. Darüber hinaus können fehlerhafte Zeitsteuerimpulse aufgrund eines von den MFM-Gesetzmäßigkeiten abweichenden Signals wirksam unterdrückt werden. Daher ist ein sehr zuverlässiger MFM-Signaldemodulator erreicht, der keine fehlerhaften Codes erzeugt.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen erzeugte der Taktsignalgenerator 3 Taktimpulse in Phase mit den Anstiegs- und Abfallflanken des digitalen MFM-Signals. Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel des Taktsignalgenerators erläutert, der noch stabiler arbeitet

Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Taktsignalgenerators, und F i g. 8 zeigt Signalverläufe zur Erläuterung des Betriebes. F i g. 7 zeigt einen MFM-Signaleingangsanschluß 1, ein Schieberegister 28, einen Muster-

detektor 29, einen Bezugstaktsignalgenerator 30, einen Frequenzteiler 31, einen Ausgangsanschluß 32 für ein frequenzgeteiltes Taktsignal, ein EOR-Glied 33 und ein D-Flipflop 34.

Das MFM-Digitalsignal gemäß Fig.8a, das zum MFM-Signaleingangsanschluß 1 eingegeben wird, tritt zum Schieberegister 28, das 18 Stufen enthält. Das Schieberegister 28 verschiebt das Digitalsignal bei aufeinanderfolgenden Anstiegsflanken des Taktsignals wie gemäß F i g. 8q des Bezugstaktsignalgenerators 30. Das Taktsignal des Bezugstaktsignalgenerators 30 ist ein fertes Taktsignal mit einer 1/8-Periode der minimalen Impulsbreite Tdes MFM-Signals a.das keine Phasenbeziehung mit Anstiegs- und Abfallflanke des MFM-Signals besitzt. Ausgangssignale Qa bis Qr des Schieberegisters 28 werden in den Musterdetektor 29 eingegeben, wobei das Ausgangssignal Qa wie gemäß F i g. 8r, die Ausgangssignale Qb bis Qq um eine entsprechende Anzahl von Taktimpulsen jeweils verzögert 'ind das Ausgangssignal Qr wie gemäß F i g. 8s erhalten werden. Der Musterdetektor 29 ist so ausgebildet, daß er einen Erfassungsimpuls gemäß F i g. 8t erzeugt, wenn die Ausgangssignale bei Qa bis Qr irgendeine der folgenden acht Formen von Mustern einnehmen, nämlich

»011111111111111110«,

»100000000000000001«,

»011111111000000001«,

»100000000111111110«,

»011111111000000000«,

»100000000111111111«,

»011111111111100000«,

und

»100000000000011111«

in dieser Reihenfolge. Diese acht Arten von Mustern entsprechen Mustern, die von dem Schieberegister einzunehmen sind, wenn die Anstiegs- oder Abfallflanke eines Impulses, der richtig mit den MFM-Signalgesetzmäßigkeiten übereinstimmt, an der ersten Stufe des Schieberegisters ankommt. Der Frequenzteiler 31 teilt die Frequenz des Bezugstaktsignals durch 4 und wird bei der Erfassung des Impulses .'des Musterdetektors 29 rückgesetzt. Deshalb wird das geteilte Ausgangssignal mit der Periode 772 in Phase mit den Flanken des eingangsseitigen MFM-Signals des Frequenzteilers 31 gemäß F i g. 8t ausgegeben. Wenn der Freuquenzteiler 31 durch die Flanken des eingangsseitigen MFM-Signals ohne Verwendung des Musterdetektors 29 rückgesetzt würde, würde, wenn das eingangsseitige MFM-Signal aus der richtigen MFM-Signalgesetzmäßigkeit herausrutscht, d. h., wenn ein Fehler im eingangsseitigen MFM-Signal auftritt, wie das durch die Strichlinie in F i g. 8a dargestellt ist, der Frequenzteiler plötzlich durch einen Impuls gemäß Fi g. 8u rückgesetzt. Das geteilte Taktsignal geriete dann außer Phase, und es ergäbe sich eine falsche Anzahl an geteilten Taktimpulsen. Jedoch erzeugt gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in diesem Fall der Musterdetektor 29 keinen Rücksetzimpuls für den Frequenzteiler 31 und verhindert damit den Einfluß des geteilten Taktsignals.

Wie erläutert, wird ein stabiler Betrieb des Taktsignalgenerators erhalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Periode des Bezugstaktsignals 1/8 der minimalen Phasenbreite Γ des MFM-Signals, wobei eine gewisse Differenz zwischen der Phase des geteilten Taktsignals und den Flanken des MFM-Signals auftritt. Jedoch stellt eine derartige Differenz kein Problem dar, und es kann hohe Genauigkeit erhalten werden, wenn die Frequenz des Bezugstaktsignals hoch ist. Zusätzlich fällt eine Phasendifferenz, die bei diesem Ausführungsbeispiel auftritt, nicht ins Gewicht.

Das Verfahren bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist nicht nur bei dem M FM-Signaldemodulator anwendbar, sondern auch bei einer Schaltung, die Taktsignale in Phase mit Flanken irgendeines Eingangssignals erzeugt, das eine gewisse Gesetzmäßigkeit in den Abständen

ίο zwischen benachbarten Flanken aufweist. D. h., das obige Ausführungsbeispiel ist auch anwendbar bei einem Demodulator, bei dem beispielsweise ein 3PM- oder EFM-Eingangssignal demoduliert wird, das einer NRZI-Modulation unterworfen worden ist, bei der ein Signalpegel abhängig von einer Digitalinformation »1« invertiert und eine bestimmte Gesetzmäßigkeit in der Dauer bzw. im Abstand zwischen benachbarten Digitalinformations-»l« besteht. In diesem Fall können, wenn die Periode des Bezugstaktsignals auf 1/4 der Periode der Bitperiode eingestellt ist und wenn eine EOR-Verknüpfung des Ausgangssignals Qm und des Ausgangssignals Qq am Schieberegister 28 mittels eines EOR-Glieds 33 durchgeführt wird, derart, daß die Anstiegsflanke des unterteilten Taktsignals des Frequenzteilers 31 zum Markieren (strobe) eines Ausgangssignals des EOR-Glieds 33 am D-Flipflop 34 verwendet wird, die Digitalinformation »0« und »1« richtig am C?-Ausgang des D-Flipflops 34 demoduliert werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeschaltung, die ein Signal komplementieren, d. h. ergänzen kann, wenn ein Ausfall des wiedergegebenen Signals aufgetreten ist, wird im folgenden anhand eines Beispiels des MFM-Signals näher erläutert. Fig. 9 zeigt zusammenfassend die Komplementierungs-MFM-Signalmuster, mit denen das MFM-Signal während des Signalsausfallintervalls oder der -periode ergänzt werden kann. Wie sich das aus der Darstellung ergibt, kann, wenn die Signalsausfallsdauer gleich T, 1,5 7"oder 2,0 7"ist, das zum Komplementieren des Signalausfalls erforderliche Signalmuster in bestimmter Weise auf der Grundlinie der Pegel oder Zustände bestimmt werden, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor und nach dem Signalausfallsintervail eingenommen sind. Wenn die Dauer des Signalsausfallsintervalls länger wird, sind zwei oder mehr Signalmuster zur befriedigenden Komplettierung erforderlich, was durch entsprechendes Wählen der richtigen Mustersignale in Übereinstimmung mit einem anderen Merkmal der Erfindung erreicht werden kann.

Auf diese Weise ist gemäß der Erfindung eine richtige Wiedergabe, selbst wenn das MFM-Signal einen Signalausfall hat (d. h. ein zum Teil verlogengegangenes MFM-Signal), durch Erfassen der Dauer des Signalausfallintervalls sowie der Zustände oder Pegel, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor und nach dem Signalausfallintervall eingenommen sind.

F i g. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung einer MFM-Signalwiedergabeschaltung. Fig. 10 zeigt einen Umsetzer 40, monostabile Multivibratoren 41 und 42 (MM), ein ODER-Glied 43, einen Phasenvergleicher 45, ein Tiefpaßfilter 46 (TPF), einen spannungsgesteuerten Oszillator 47 (VCO), Schieberegister 60, 62 und 63, einen Festwertspeicher 61 (ROM), Multiplexer 64 und 65, ein SR-Flipflop 66 (Setz/Rücksetz-Flipflop), Zähler 67, 68 und 74, einen Pufferverstärker 70, einen Hüllkurvendetektor 71, einen Vergleicher 72, einen monostabilen Multivibrator 73 (MM), ein D-Flipflop 75 (D-FF), eine Verzögerungsschaltung 76 und UND-Glieder 77 und 78.

BeiderSchaltunesanordnuneeemäß Fi ν ir)prfa«pn

die monostabilen Multivibratoren 41 und 42 und das ODER-Glied 43 die Inversionspunkte des MFM-Signals, während der Phasenregelkreis (PLL), der durch den Phasenvergleicher ·?5, das Tiefpaßfilter 46 und den spannungsgesteuerten Oszillator 47 gebildet ein Taktsignal, das synchron zu den Inversionspunkten des MFM-Signals ist, wiedergibt Weiter bilden der monostabile Multivibrator 73. das D-Flipflop 75 und das UND-Glied 78 eine Logikschaltung, die ein erstes MFM-Flankensignal erzeugt, das lediglich die erste, nach dem Intervall, in dem das Signal ausgefallen ist, auftretende Flanke des MFM-Signals wiedergibt Das Schieberegister 63 verzögert das MFM-Signal.

Jm folgenden wird der Betrieb der obigen MFM-Signalwiedergabeschaltung mit Bezug auf die Signalverläufe in Fig. 11 näher erläutert Signalverlauf 110 stellt ein MFM-Signal ohne Signalausfall, Ul das MFM-Signal mit Signalausfällen a und b, 112 ein Signalausfallserfassungssignal, 113 ein Ausfallsintervallendsignal und 114 ein MFM-Flankensignal dar.

Das MFM-Signal HO oder 111, das von einem nicht dargestellten Aufzeichnungsmedium abgenommen wird, wird zunächst dem Pufferverstärker 70 zugeführt, dessen Ausgangssignal dann durch den Umsetzer 40 geformt wird. Das vom Umsetzer 40 geformte MFM-Signal wird einer durch die monostabilen Multivibratoren 41 und 42 und das OFER-Glied 43 gebildeten Logikschaltung zugeführt, die die Polaritätsinversionspunkte des MFM-Signal wie im Fall der bekannten MFM-Signalwiedergabeschaltung, die weiter oben erläutert ist, erfassen. Das Signal, das die Polaritätsinversionspunkte wiedergibt, wird einem Phasenregelkreis (PLL) zugeführt, so daß Taktsignal 35 (2b) bei dem spannungsgesteuerten Oszillator 47 synchron zu dem MFM-Signal erzeugt wird.

Das über den Pufferverstärker 70 übertragene MFM-Signal wird auch dem Hüllkurvendetektor 71 zugeführt, der den Signalausfall, wenn der Pegel des Hüllkurvensignals abfällt, erfaßt. Das so erfaßte Ausfallssignal für den Ausfall des MFM-Signals wird durch den Vergleicher 72 geformt. Im Fall des MFM-Signals 111, in dem Ausfälle a und b vorliegen, entspricht das Ausgangssignal, das vom Vergleicher 72 erzeugt wird, dem Signalausfallerfassungssignal 112 gemäß F i g. 11.

Der Zähler 74 besitzt einen Zähleingang (CK), der mit dem Taktsignal 35 versorgt ist, das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 47 erzeugt wird, und einen Rücksetzeingang (RESET), dem ein Rücksetzsignal zugeführt ist. Das Rücksetzsignal wird durch das MFM-Flankensignal 114 gebildet, das von dem UND-Glied 77 erzeugt ist Daher wird der Zähler 74 bei jedem Signalinvcrsionspunkt des MFM-Signals rückgesetzt. Da der Rücksetzanschluß des Zählers 74 normalerweise mit dem bei Inversion oder Übergang des MFM-Signals erzeugten Ausgangsimpuls des ODER-Glieds 43 angesteuert ist, führt der Zähler 74 normalerweise der. Zählbetrieb zur Bestimmung der Impulsbreite oder -dauer des MFM-Signalimpulses durch. Jedoch wird beim Auftreten des Signalausfalls das UND-Glied 77 blockiert. Als Folge wird kein Rücksetzsignal dem Rücksetzanschluß des Zählers 74 während des Intervalls mit Signalausfall zugeführt. Eine solche Lage ergibt sich aus dem Signalverlauf des M FM-Signals 114. Auf diese Weise ist der Zähler 74 so ausgebildet, daß er das Zwischenimpulsintervall des MFM-Flankensignals 114 bestimmt, daß das Signalausfallintervall enthält bzw. überdeckt.

Das Schieberegister 70 besitzt einen Taktanschluß CLK, der mit dem MFM-Flankensignal 114 versorgt ist und einen Datenanschluß D, der mit dem MFM-Signal versorgt ist das mittels der Verzögerungsschaltung 76 verzögert worden ist. Daher speichert das Schieberegister 60 während des Signalausfallintervalls und unmittelbar nach dem Signalausfall die »1«- oder »0«-Zustände, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor dem Auftreten des Signalausfalls eingenommen sind. Das Schieberegister 60 erzeugt ^-Ausgänge, die Pegelsignale, die die Pegel oder Zustände des MFM-Signals unmittelbar vor und nach dem Auftreten des Signalausfalls wiedergeben. Der Zähler 74 erzeugt ein Ausgangssignal, daß das Zwischenimpulsintervall des MFM-Flankensignals einschließlich des Signalausfallintervalls darstellt Diese beiden Ausgangssignale werden einem Festwertspeieher ROM 61 zugeführt, der zuvor mit dem Komplementiemngs-MFM-Signalmustern geladen ist, wie sie in F i g. 9 dargestellt sind. Dadurch werden im Signalausfallintervall die entsprechenden Signalläufe ergänzt Ein Komplementierungs-MFM-Signalmuster wird abhängig von beiden Eingangssignalen, die vom Schieberegister 60 und vom Zähler 74 zugeführt sind, gewählt und vom ROM 61 ausgegeben. Das gewählte Komplementierungs-MFM-Signalmuster wird in das Schieberegister 62 unter Zeitsteuerung durch das Ausgangssignal vom U N D-Glied 78 geladen (load).

Im Fall der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10 und Fig. 11 ist angenommen, daß das MFM-Signal 111 au! hohem oder »1«-Pegel unmittelbar vor dem Auftreten des Signalsausfalls a und auf niedrigem oder »0«- Pegel unmittelbar nach dem Signalausfall a ist, während das Signalsaufallintervall eine Dauer von 2,5 T besitzt. Andererseits ist das MFM-Signal 111 auf dem »1«-Pegel unmittelbar vor und nach dem Signalausfall b mit einem Signalausfallintervall von 2 T.

Der monostabile Multivibrator 73 erzeugt das Signalausfallintervallendesignal 113, daß das Ende des Signalausfallerfassungssignals 112 wiedergibt. Das Signal 113 bewirkt das Setzen des D-Flipflops 75, wodurch sich ergibt, daß das Ausgangssignal mit »1 «-Pegel vom D-Flipflop 75 erzeugt und einem Eingang des UND-Gliedes 78 zugeführt wird. Es sei nun angenommen, daC eines von den MFM-Flankensignalen 114a oder 114£ gemäß Fig. 11 dem anderen Eingang des UND-Glieds 78 zugeführt, das MFM-Flankensignal 114a oder 114i durch das UND-Glied 78 verknüpft und als Eingangssignal der folgenden Stufe zugeführt wird. Gleichzeitig wird durch das MFM-Flankensignal 114a oder 114ftda: D-Flipflop 75 zurückgesetzt. Als Folge wird das UND-Glied 78 blockiert und sperrt den folgenden Durchtriti des MFM-Flankensignals 114. Auf diese Weise wird nur das erste MFM-Flankensignal, das nach der Beendigung des Signalausfallintervalls auftritt, als Ausgangssigna erzeugt.

Das MFM-Signal wird normalerweise Multiplexer 64 und 65 nach Verzögerung durch das Schieberegistei 63 zugeführt. Jedoch wird bei Auftreten des MFM-Si gnalausfalls der Zustand des Multiplexers 64 umgeschal tet und sperrt das MFM-Signal. Gleichzeitig wird da: inhärente MFM-Signal durch das Komplementierungs MFM-Signalmuster über den Multiplexer 65 ersetzt. Ei ne derartige Umschaltung wird durch Triggern des SR Flipflops 66 von den Ausgangssignalen der Zähler 6i und 68 bewirkt. Diese sind mit dem Wert geladen (load) der dem Ausfallintervall nach den ersten, nach Beendi gung des Signalausfallintervalls auftretenden MFM Flankensignale 114a und 114/j entspricht. Folglich wire das komplementierte MFM-Signal am (?-Ausgangsan Schluß des Multiplexers 65 erhalten. Dann wird da:

15 16

komplementierte MFM-Signal dem Eingangsanschluß 1 ren 85,86 bzw. 87 zugeführt

in den F i g. 1,3 bzw. 5 zugeführt Jeder der Fehlerdetektoren 85,86 und 87 prüft ob der ^

Es ist somit eine richtige Wiedergabe des wegen eines MFM-Signalausfall mit dem richtigen Komplementie- Q

Ausfalls als inhärent fehlerhaft angesehenen Signals rungs-MFM-Muster komplementiert ist und erzeugt ein

durch Komplementieren des ausgefallenen Intervalls 5 Ausgangssignal mit beispielsweise Pegel»!«, wenn fest-

mit dem entsprechenden MFM-Signalmuster, das in gestellt ist, daß der Ausfall des MFM-Signals richtig

dem ROM gespeichert ist möglich. Bei längerem Si- komplementiert ist Abhängig von dem »1 «-Pegel-Aus-

gnalausfallintervall nimmt die Anzahl der wählbaren gangssignal von den Fehlerprüfschaltungen bzw. Schie-

Komplementierungs-MFM-Muster entsprechend zu, beregistern 88, 89 bzw. 90 werden die zugeordneten

wodurch sich die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß das 10 UND-Glieder 91,92 oder 93 freigegeben, wodurch das

Ausfallintervall durch unrichtige oder ungeeignete richtig komplementierte MFM-Signal über das ODER-

Komplementierungs-MFM-Signalmuster ergänzt bzw. Glied 94 ausgegeben wird. Der Prüfbetrieb, der durch

ersetzt wird. den Fehlerdetektor durchgeführt wird, kann mit Hilfe

Fig. 12 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der eines Fehlererfassungssignals erreicht werden, das dem Wiedergabeschaltung gemäß der Erfindung. In Fig. 12 15 ankommenden MFM-Signal zugefügt ist. Andererseits besitzen diejenigen Elemente, die das gleiche Bezugs- kann die Fehlererfassungsschaltung durch ein Schiebezeichnen wie solche in Fig. 10 besitzen, die gleichen register und einen Musterdetektor gebildet sein, der ein oder äquvialenten Funktionen. Fig. 12 zeigt weiter ei- bestimmtes Bitmuster erfaßt

nen Phasenregelkreis 80 (PLL), einen Fehlerlängende- Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt ermög-

tektor 81, MFM-Signalkomplementierschaltungen 82, 20 licht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12, daß das

83, 84, Fehlerdetektoren 85, 86, 87, Schieberegister 88, MFM-Signal zur richtigen Demodulation wiedergege-

89,90, UND-Glieder 91,92,93 und ein ODER-Glied 94. ben wird, selbst wenn das Signalausfallintervall des an-

Der Phasenregelkreis 80 ist durch den Phasenverglei- kommenden MFM-Signals relativ länger ist, derart, daß

eher 45, das Tiefpaßfilter 46 und den spannungsgesteu- die Anzahl der einzufügenden Komplementierungs-

erten Oszillator 47 in der gleichen Weise wie in F i g. 10 25 MFM-Signalmuster entsprechend erhöht ist Dies des-

dargestellt gebildet, derart, daß die gleiche Funktion halb, weil mindestens eine der M FM-Signalkomplemen-

erreicht ist Weiter ist jede der MFM-Signalkomple- tierungsschaltungen sicher den Signalausfall mit einem

mentierschaltungen 82,83 und 84 durch einen ROM 61, richtigen der MFM-Muster komplementiert, die von

Multiplexer 64 und 65, ein S/?-Flipflop 66, Zähler 67 und dem Speicher ausgelesen sind.

68, Schieberegister 60,62,63 gebildet, wie das in F i g. 10 30 Bei der vorstehenden Beschreibung des Ausführungs-

erläutert ist, und ergänzt Ausfallintervalle des MFM-Si- beispiels gemäß Fig. 12 war angenommen, daß drei

gnals mit den entsprechenden im ROM 61 gespeicher- Fehlerdetektoren in Kombination mit drei Schieberegi-

ten Bitmustern. stern 88, 89 und 90 verwendet sind. Jedoch ergibt sich,

Wenn ein Signalausfallintervall langer wird, sind meh- daß die Erfindung darauf nicht eingeschränkt ist.

rere MFM-Signalmuster zum Komplementieren des 35 Es zeigt sich, daß die Erfindung eine MFM-Signalwie-

Ausfallintervalls erforderlich. Im Fall des Ausführungs- dergabevorrichtung angibt, die ein richtiges MFM-Si-

beispiels gemäß Fi g. 10 wird jedoch nur eine Art eines gnal unabhängig von Ausfällen im MFM-Signal erzeugt,

Komplementierungs-Signalmusters aus dem Speicher weil diese Signalausfälle durch entsprechende MFM-Si-

ausgelesen und in die Ausfallperiode eingefügt Als FoI- gnalmuster ergänzt werden, die zuvor in einem Speicher

ge kann der Fall auftreten, in dem einige der einzufügen- 40 gespeichert sind. Die Erfindung ist selbstverständlich

den komplementierenden Signalmuster fehlerhaft sind, nicht auf die MFM-Signalwiedergabe beschränkt, son-

wodurch eine richtige Wiedergabe des durch Ergän- dem kann auch auf eine MFM-, 3PM-, EFM-oder der-

zung des Signalausfallintervalls erhaltenen MFM-Si- gleichen Signalwiedergabe angewendet werden,

gnals schwierig ist.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 12 wird 45 Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

das M FM-Signal, dessen Ausfälle mittels der drei MFM-

Signalkomplementierungsschaltungen 82, 83 und 84
komplementiert werden, mit Hilfe der Fehlerdetektoren
85, 86 und 87 geprüft, so daß nur das richtig komplementiert*; MFM-Signal als Ausgangssignal zur Wieder- 50
gäbe erzeugt werden kann.

Wenn ein Signalausfall durch den Hüllkurvendetektor 71 erfaßt ist, wird die Länge des Ausfallintervalls
mittels des Fehlerlängerdetektors 81 bestimmt. Das

Ausgangssignal vom Fehlerlängendetektor 81 wird den 55
Eingängen der MFM-Signalkomplementierungsschaltungen 82, 83 bzw. 84 zusammen mit dem MFM-Signal
und dem Taktsignal vom Phasenregelkreis 80 zugeführt.
In jeder der MFM-Signalkomplementierungsschaltun-

gen 82, 83 und 84 wird ein Komplementierungs-MFM- 60
Signalmuster abhängig von den Zuständen oder Pegeln
bestimmt, die von dem MFM-Signal unmittelbar vor
und nach dem Signalausfall eingenommen sind, und aus
dem zugeordneten ROM ausgelesen. Bis zu dieser Stufe

wird in der gleichen Weise wie im Fall des Ausführungs- 65
beispiels gemäß Fig. 10 ergänzt. Die MFM-Signale, in
die jeweils komplementierende MFM-Signalmuster eingefügt sind, werden dann den jeweiligen Fehlerdetekto-

Claims

Patentansprüche:

1. Demodulatorschaltung zum Demodulieren eines modulierten Digitalsignals, das gemäß einem bestimmten Modulationssystem (auch z. B. MFM, EFM, 3PM) moduliert wird, bei dem der Binärzustand des Digitalsignals in vorgegebenen Zeitintervallen nach Maßgabe der Modulationsregel des Modulationssystems abhängig von aufeinanderfolgenden Werten der zu modulierenden Daten invertiert wird mit: