DE69228638T2

DE69228638T2 - Taktwiedergewinnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69228638T2
Application number: DE1992628638
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Hashimoto; Koichi Hayashi; Yoshio Higashida; Masafumi Shimotashiro
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: EP0530776A3; EP0530776A2; DE69228638D1; EP0530776B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Taktwiedergewinnungsvorrichtung zur Wiedergewinnung eines Takts bzw. eines Zeitverlaufs eines empfangenen Datensignals und insbesondere eine bei einer digitalen magnetischen Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe eines Videosignals und eines Tonsignals verwendete Taktwiedergewinnungsvorrichtung.
Es ist eine bei einer digitalen magnetischen Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe eines Video- oder eines Tonsignals verwendete Taktwiedergewinnungsvorrichtung zur Wiederherstellung eines Takts bzw. eines Zeitverlaufs eines empfangenen Datensignals nach einer A/D (Analog/Digital)-Umwandlung bekannt. Eine derartige Taktwiedergewinnungsvorrichtung wird zur Wiedergewinnung eines Takts bzw. eines Zeitverlaufs eines mit einer I- NRZI (interleaved nonreturn to zero inversion bzw. verschachtelte ohne Rückkehr zu Null Inversion) kodierten digitalen Datensignals verwendet. Bei der Taktwiedergewinnungsvorrichtung wird das wiedergegebene oder übertragene verschachtelt NRZI kodierte digitalen Datensignal einer Abgleichschaltung zur Frequenzkompensation zugeführt, um ein Datensignal mit einem Teilantwort-Signalverlauf zu erzeugen, der im folgendem als PR (1, 0, -1) bezeichnet wird. Das abgeglichene Datensignal weist ein dreiwertiges Augenmuster auf, d. h. es weist drei Pegel (1, 0, -1) auf, d. h. es wird durch eine dreiwertige Schreibweise dargestellt. Das abgeglichene Datensignal wird mit zwei verschiedenen Referenzpegeln durch Vergleichseinrichtungen verglichen. Eine Logikschaltung erfaßt Veränderungen bzgl. des Logikpegels von Ausgängen der Vergleichseinrichtungen, und eine Taktsignalerzeugungsschaltung erzeugt ein wiedergegebenes Taktsignal, wobei der Zeitverlauf bzw. der Takt des empfangenen Datensignals wiedergewonnen ist.
Eine automatische Scheibenvorrichtung zur Erfassung des Datensignals durch Vergleich des Datensignals mit in Übereinstimmung mit einer Größenordnung der Ausgabe der Abgleicheinrichtung gesteuerten Referenzpegeln ist bekannt. Die Scheibenvorrichtung wird in einer digitalen magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung und einer digitalen magnetischen Wiedergabevorrichtung verwendet. Um einen genauen Vergleich zu bewirken, erfaßt eine derartige automatische Scheibenvorrichtung das empfangene digitale Datensignal durch Vergleich derart, daß der Referenzpegel bis zum Mittelpegel des Augenmusters des empfangenen Datensignals gesteuert wird. Ein derartiger Vergleich verringert die Schwankungen der Amplitude des empfangenen digitalen Datensignals. Derartige Schwankungen können bei einem magnetischen Kopf zum Lesen eines aufgezeichneten Datensignals erzeugt werden. Eine derartige automatische Scheibenvorrichtung kann in Verbindung mit der vorstehend genannten Taktwiedergewinnungsschaltung verwendet werden. In diesem Fall erzeugt die automatische Scheibenschaltung zwei verschiedene Referenzpegel, um das einen Teilantwort-Signalverlauf aufweisende abgeglichene Datensignal zu vergleichen.
Fig. 6 stellt ein Blockschaltbild einer Taktwiedergewinnungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit einer automatischen Scheibenschaltung gemäß dem Stand der Technik dar. Die Fig. 7A bis 7F zeigen Signalverläufe zur Erläuterung einer Taktwiedergewinnungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Ein von einem magnetischen Aufzeichnungsträger 31 durch einen magnetischen Kopf 32 wiedergegebenes digitales Datensignal wird einer Abgleichschaltung 33 (EQ) zur Frequenzkompensation des empfangenen Datensignals zugeführt, um ein Datensignal mit einem Teilantwort- Signalverlauf (PR-Signalverlauf) zu erzeugen. Das abgeglichene Datensignal weist ein dreiwertiges Augenmuster auf. Das abgeglichene Datensignal wird durch Vergleichsschaltungen 34 und 35 (COMP) verglichen. Die Vergleichsschaltungen 34 und 35 weisen gemäß Fig. 7A unterschiedliche Referenzpegel C1 und C2 auf, um das abgeglichene Datensignal in drei Pegelbereiche mit binären Ausgangssignalen zu unterscheiden. Die Vergleichsschaltung 35 mit dem Referenzpegel C2 gibt ein invertiertes Ausgangssignal derart aus, daß ein Pegel von -1 als 1 ausgegeben wird. Die binären Ausgänge der Vergleichseinrichtungen 34 und 35 werden in eine Exklusiv-ODER Schaltung 36 (EX) zur Ausführung der Exklusiv-ODER-Verknüpfung eingegeben.
Eine Taktsignalerzeugungsschaltung 37 (CLK SIG GEN) zur Erfassung einer Bitphase weist eine Speicherschaltung 38 (TANK CKT), eine Multipliziereinrichtung 39, ein Tiefpaßfilter 40 (LPF) und einen spannungsgesteuerten Oszillator 41 (VCO) auf. Als Reaktion auf die Flankenbereiche der binären Ausgänge der Exklusiv-ODER Schaltung 36 erzeugt die Speicherschaltung 38 ein Taktsignal, wobei dessen Frequenz dem wiedergegebenen Taktsignal der Taktwiedergewinnungsschaltung entspricht. Das Ausgangssignal der Speicherschaltung 38 wird einer Phasenregelschaltung (PLL) mit der Multipliziereinrichtung 39, dem Tiefpaßfilter 40 und dem spannungsgesteuerten Oszillator 41 zugeführt. Daher gibt die Phasenregelschaltung das Taktsignal mit einem aus dem empfangenen digitalen Datensignal wiedergegebenen Zeitverlauf bzw. Takt aus.
Bei dieser Taktwiedergewinnungsschaltung gemäß dem Stand der Technik kann sich eine Phase des Ausgangssignals der Speicherschaltung 38 in Übereinstimmung mit Datenmustern verändern. Fig. 7A zeigt ein Augenmuster des Ausgangssignal der Abgleicheinrichtung 33, wobei das Augenmuster bzgl. dreier Werte zu unterscheiden ist. In Fig. 7A wird das Ausgangssignal der Abgleicheinrichtung 33 üblicherweise in Zeitverläufe A0, B0, C0 und D0 mit im wesentlichen derselben Wahrscheinlichkeit unterschieden, so daß die Speicherschaltung 38 ein Sinussignal gemäß Fig. 7B mit Phasen jeweiliger Wellen des gemittelten Sinussignal (ω&sub0;t) erzeugt.
Wenn das Datensignal, das ein bestimmtes Datenmuster anzeigt, d. h. einen durch eine dreiwertige Schreibweise dargestellten Signalverlauf W1 (1, 0, -1, 0, 1), jedoch wiederholt in die Taktwiedergewinnungsschaltung gemäß dem Stand der Technik eingegeben wird, gibt der Ausgang der Exklusiv-ODER Schaltung 36 ein Signal gemäß Fig. 7E aus, da der Ausgang der Vergleichsschaltung 34 (COMP) einen Signalverlauf gemäß Fig. 7C und der Ausgang der Vergleichschaltung 35 einen Signalverlauf gemäß Fig. 7D aufweist.
Dementsprechend würde die Speicherschaltung (38) ein durch einen Signalverlauf W5 dargestelltes Signal als Reaktion auf fallende Flanken des Ausgangs der Exklusiv- ODER Schaltung 36 ausgeben. Andererseits würde die Speicherschaltung 38 ein durch einen Signalverlauf W6 dargestelltes Signal als Reaktion auf steigende Flanken des Ausgangs der Exklusiv-ODER Schaltung 36 ausgeben. Aufgrund einer Mittelung gibt die Speicherschaltung 38 ein Signal aus, das durch den Signalverlauf W4, d. h. ein Signal mit sin (ω&sub0;T + π/2), dargestellt wird. Dieses durch den Signalverlauf W4 dargestellte Signal ist um π/2 gegenüber dem Signalverlauf gemäß Fig. 7B phasenverschoben, so daß Bitschlupf auftritt. Eine Abweichung eines Datenmusters bewirkt eine Phasenverschiebung des wiederhergestellten bzw. wiedergegebenen Taktsignals, wodurch das Problem entsteht, daß eine Bitsynchronisierung durch die Taktwiedergewinnungsschaltung gemäß dem Stand der Technik nicht genau erhalten werden kann.
Gemäß Fig. 6 steuert eine automatische Scheibenschaltung 42 einen Referenzpegel für die Vergleichsschaltungen 34 und 35 in Übereinstimmung mit einer erfaßten Amplitude des Ausgangssignals der Abgleicheinrichtung 33. Das Ausgangssignal der Abgleicheinrichtung 33 wird an eine Quadrierschaltung 43 (SQR) zur Erfassung einer absoluten Amplitude des Ausgangssignal der Abgleicheinrichtung 33 angelegt, die einem Tiefpaßfilter 44 (LPF) zur Entfernung hochfrequenter Komponenten zugeführt wird, um ein Referenzpegel zu erzeugen. Der Referenzpegel wird einer Referenzsignalerzeugungsschaltung 28 (REF GEN) zur Erzeugung der Referenzpegel C1 und C2 für die Vergleichsschaltungen 34 und 35 (COMP) zugeführt. Die Vergleichsschaltungen unterscheiden das empfangene Datensignal in eine dreiwertige Schreibweise anhand des Referenzpegels.
Diese automatische Scheibenschaltung 42 bewirkt, daß die Vergleichsschaltungen 34 und 35 das empfangene Datensignal in eine dreiwertige Schreibwiese mit durch den magnetischen Kopf 32 verursachten Schwankungen in der Amplitude des Ausganges der Abgleicheinrichtung 33 unterscheiden.
Da der Durchlaßbereich des empfangenen Datensignals begrenzt ist, um eine Teilantwort (1, 0, -1) in diesem System zu erhalten, verursacht jedoch ein Abweichen eines Datenmusters Schwankungen der Amplitude an dem Ausgang der Abgleicheinrichtung 33. Beispielsweise weist ein Datenmuster, das durch einen durch eine dreiwertige Schreibweise (1, 1, -1, -1) angezeigten Signalverlauf W2 gemäß Fig. 7A dargestellt ist, derartige Schwankungen auf.
Daher besteht ein Problem, daß der Referenzpegel zum Vergleich aufgrund des Abweichens eines Datenmusters des empfangenen Datensignals in dieser automatischen Scheibenschaltung 42 nach dem Stand der Technik ungenau ist. Ferner besteht ein weiteres Problem, daß eine derartige automatischen Scheibenschaltung 42 gemäß dem Stand der Technik nachteilig von externem Rauschen beeinflußt wird, da eine derartige automatischen Scheibenschaltung gemäß dem Stand der Technik einen offenen Wirkungskreisaufbau oder einen Vorwärtsregelungsaufbau aufweist.
Ferner offenbart die Druckschrift EP-A-0 365 257 eine Phasenkorrekturtaktsignalschaltung zur genauen Wiedergewinnung binärer Daten. Um genau zu sein wird bei diesem Aufbau gemäß dem Stand der Technik ein analoges Signal, das von einer magnetischen Spur gelesen, abgeglichenen und verstärkungsgesteuert wurde, an eine Schwellwerterfassungseinrichtung angelegt. Dann werden die von der Schwellwerterfassungseinrichtung ausgegebenen Signale jeweils an Kantenerfassungseinrichtungen zugeführt, wobei ein Impuls ausgegeben wird, wenn das zugeführte Signal einen Kantenübergang vollzieht. Als Nächstes werden die Implussignale jeweils an Phasenerfassungseinrichtungen angelegt, um einen Phasenfehler zu erfassen. Dieser Phasenfehler wird an eine Stromquelleladungspumpeinrichtung zur Ausbildung von Ausgangsströmen zugeführt, die eine Funktion der Größenordnung der jeweiligen von den Phasenerfassungseinrichtungen ausgegebenen Phasenfehler darstellen. Das von der Stromquelleladungspumpeinrichtung ausgegebe Phasenfehlerstromsignal wird an eine Schleifenfiltereinrichtung zur Mittelung oder zur Integration der Phasenfehlerinformationen über einen signifikanten Zeitraum angelegt.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend beschriebenen der konventionellen Taktwiedergewinnungsvorrichtung innewohnenden Nachteile zu beseitigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine in Anspruch 1 definierte Taktwiedergewinnungsvorrichtung gelöst.
Die Aufgabe und die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung verdeutlicht.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erläuternden Beispiels der Erfindung einer Taktwiedergewinnungsschaltung,
Fig. 2A bis 2F Signalverläufe an jeweiligen Punkten der in Fig. 1 gezeigten Taktwiedergewinnungsschaltung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer automatischen Scheibenschaltung,
Fig. 5A bis 5F Signalverläufe von Ausgaben an jeweiligen in Fig. 4 gezeigten Punkten,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Taktwiedergewinnungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit einer automatischen Scheibenschaltung gemäß dem Stand der Technik, und
Fig. 7A bis 7F Signalverläufe zur Erläuterung einer Taktwiedergewinnungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Dieselben oder jeweiligen Elemente oder Teile werden in der Zeichnung durchgehend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Nachstehend wird ein erläuterndes Beispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild eines erläuternden Beispiels der Erfindung der Taktwiedergewinnungsschaltung dar. Fig. 2A bis 2F zeigen Signalverläufe an jeweiligen Punkten der in Fig. 1 gezeigten Taktwiedergewinnungsschaltung. Ein Videosignal und ein Tonsignal werden nach einer A/D-Umwandlung (Analog/Digital-Umwandlung) und einer I-NRZ Inversion (interleaved nonreturn to zero bzw. verschachtelte ohne Rückkehr zu Null Inversion) auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger 1 aufgezeichnet. Ein von dem magnetischen Aufzeichnungsträger 1 durch einen magnetischen Kopf 2 wiedergegebenes Datensignal wird an eine Abgleichschaltung 3 angelegt, die eine AGC-Schaltung 4 (Automatische Verstärkungssteuerungsschaltung) und eine Abgleicheinrichtung 5 aufweist. Das wiedergegebene Datensignal wird in die AGC-Schaltung 4 zur Verstärkung des wiedergegebenen Datensignals mit einer automatisch gesteuerten Verstärkung eingegeben. Ein Ausgangssignal der AGC-Schaltung 4 wird der Abgleicheinrichtung 5 zur Frequenzkompensation des empfangenen Datensignals zugeführt, um ein Datensignal mit einem Teilantwortsignalverlauf PR (1, 0, -1) herzustellen. Das abgeglichene Datensignal weist ein dreiwertiges Augenmuster gemäß Fig. 2A auf.
Das abgeglichene Datensignal wird durch Vergleichseinrichtungen 6 und 7 verglichen. Die Vergleichseinrichtungen 6 und 7 werden jeweils mit verschiedenen Referenzpegel C1 und C2 gemäß Fig. 2A versorgt, um das abgeglichene Datensignal in drei Pegelbereiche mit ihren zwei binären Ausgaben einzuteilen bzw. zu unterscheiden. Die mit dem Referenzpegel C2 versorgte Vergleichseinrichtung 7 gibt einen invertiertes Ausgangssignal derart aus, daß ein Pegel von -1 als 1 ausgegeben, wird. Das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung (6) (COMP) wird in eine Taktsignalformschaltung 9 (CLK SHAPING CKT) einer Taktsignalerzeugungsschaltung 8a (CLK SIG GEN CKT) eingegeben. Das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 7 (COMP) wird in eine Taktsignalformschaltung 10 (CLK SHAPING CKT) eingegeben. Die Taktsignalformschaltung 9 umfaßt eine auf die binäre Ausgabe der Vergleichseinrichtung 6 (COMP) ansprechende Exklusiv-ODER-Schaltung 12 (EX OR) und eine Verzögerungsschaltung 11 (DL) zur Verzögerung des binären Ausgangssignals um die Hälfte einer Periode T des Taktsignals, d. h. um T/2, um das verzögerte binäre Signal an den anderen Eingang der Exklusiv-ODER-Schaltung 12 anzulegen.
Die Taktsignalformschaltung 10 weist den gleichen Aufbau wie die Taktsignalformschaltung 9 auf. D. h., die Taktsignalformschaltung 10 umfaßt eine auf die binäre Ausgabe der Vergleichseinrichtung 7 ansprechende Exklusiv-ODER-Schaltung 14 (EX OR) und eine Verzögerungsschaltung 13 (DL) zur Verzögerung des binären Ausganges um die Hälfte einer Periode T des Taktsignals, d. h. um T/2, um das verzögerte binäre Signal an den anderen Eingang der Exklusiv-ODER-Schaltung 14 anzulegen. Die Exklusiv-ODER-Schaltung 12 führt die Exklusiv-ODER- Verknüpfung zwischen dem binären Ausgang der Vergleichseinrichtung 6 und dem verzögerten binären Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 11 durch, um die binären Ausgangssignalen zur Ermöglichung eines Phasenvergleiches durch die PLL-Schaltung (Phase Locked Loop bzw. Phasenregelschaltung) der nächsten Stufe zu formen. In ähnlicher Weise führt die Exklusiv-ODER- Schaltung 14 die Exklusiv-ODER-Verknüpfung zwischen den binären Ausgangssignalen der Vergleichseinrichtung 7 und den verzögerten binären Ausgangssignalen der Verzögerungsschaltung 13 durch.
Ein Ausgangssignal der Taktsignalformschaltung 9 wird an eine Phasenvergleichseinrichtung 15 (PC) zum Vergleich des Ausgangssignals der Taktsignalformschaltung 9 mit dem Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 19, d. h. dem wiedergegebenen Taktsignal, angelegt. Ein Ausgangssignal der Taktsignalformschaltung 10 wird an eine Phasenvergleichseinrichtung 16 (PC) zum Vergleich des Ausgangssignals der Taktsignalformschaltung 10 mit dem wiedergegebenen Taktsignals angelegt. Ein Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung 15 wird durch eine Addiereinrichtung 17 (ADD) zum Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung 16 hinzu addiert. Ein Ausgangssignal der Addiereinrichtung wird an den spannungsgesteuerten Oszillator 19 (VCO) durch ein Tiefpaßfilter mit entfernten Hochfrequenzkomponenten zugeführt. D. h. die Phasenvergleichseinrichtungen 15 und 16, die Addiereinrichtung 17, das Tiefpaßfilter 18 und der spannungsgesteuerte Oszillator 19 bilden eine Phasenregelschaltung, die auf binäre Ausgangssignale der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 anspricht, um ein Taktsignal mit wiedergewonnem Takt zu erzeugen.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Taktwiedergewinnungsschaltung dieses erläuternden Beispiels unter Bezug auf die Fig. 2A bis 2F beschrieben.
Fig. 2A zeigt Signalverläufe der Ausgangssignale der Abgleichschaltung 3 in Form eines Augenmusters, wobei die Signalverläufe in eine dreiwertige Schreibweise einzuteilen bzw. zu unterscheiden sind, wobei "1" und "- 1" Amplituden bei synchronisierten Taktsignalzeitverläufen bezeichnen, und wobei Referenzen C1 und C2 jeweils die Referenzpegel der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 bezeichnen. Die Fig. 2B bis 2F zeigen Signalverläufe von Ausgangssignalen an jeweiligen Punkten in der Taktsignalerzeugungsschaltung 8, wenn das empfangene Datensignal ein durch Signalverlauf W3, der eine dreiwertige Schreibweise (1, 1, -1, 0) dargestellt, gezeigtes Datenmuster aufweist. Daher zeigt das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 6 einen Signalverlauf gemäß Fig. 2C, und das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 7 zeigt einen Signalverlauf gemäß Fig. 2D, wobei die mit dem Referenzpegel C2 versorgte Vergleichseinrichtung 7 ein invertiertes Ausgangssignal derart ausgibt, daß ein Pegel von -1 als 1 ausgegeben wird. Das binären Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 werden jeweils durch die Taktsignalformschaltungen 9 und 10 geformt. Daher zeigt das Ausgangssignal der Taktsignalformschaltung 9 einen Signalverlauf gemäß Fig. 2E und das Ausgangssignal der Taktsignalformschaltung 10 zeigt einen Signalverlaufgemäß Fig. 2F. Es besteht eine Beziehung zwischen dem von dem spannungsgesteuerten Oszillator 19 ausgegebenen Taktsignal und den binären Ausgangssignalen der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 derart, daß eine Flanke der binären Signale der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 einer Periode des Taktsignals gemäß Fig. 2B entspricht. Folglich kann eine PLL-Steuerung an dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 19 erhalten werden. Die Phasenvergleichseinrichtungen 15 und 16 weisen Exklusiv-ODER Schaltungen auf. Die Addiereinrichtung 17 addiert das Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung 15 zu dem Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung 16 mittels analoger Verarbeitung. Das addierte Phasensignal von der Addiereinrichtung 17 wird durch ein Tiefpaßfilter 18 (LPF) gefiltert. Der spannungsgesteuerte Oszillator 19 oszilliert in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Tiepaßfilters 18 und gibt das Taktsignal mit einem Zeitverlauf bzw. Takt des empfangenen wiedergewonnen Datensignals aus.
Da die Abgleichschaltung 3 die Frequenzkompensation ausführt, um eine Teilantwort (1, 0, -1) zu erhalten, existieren in jedem Datenmuster des empfangenen Datensignals immer beide Schnittpunkte A0 und D0 oder beide Schnittpunkte B0 und C0 in dem dreiwertigen Augenmuster sowie eine Phasendifferenz zwischen diesen Schnittpunkten. Ferner ist das Taktsignal das gleiche und, falls einer der Schnittpunkte eines Schnittpunktpaares A0 und D0 oder B0 und C0 voreilt, weist der andere Schnittpunkt des Paares eine Nacheilung gleichen Betrages auf. Deshalb wird diese Phasenbeziehung durch Summierung der Ausgangssignale der Phasenvergleichseinrichtungen 15 und 16 unter Verwendung der Addiereinrichtung 17 gemittelt.
Genauer gesagt stimmen beim Vergleich der Signalverläufe aus Fig. 2B mit denen aus den Fig. 2E und 2F Phasendifferenzen zwischen steigenden Flanken in Fig. 2B und steigenden Flanken in Fig. 2E mit denen zwischen steigenden Flanken in Fig. 2B und steigenden Flanken in Fig. 2F überein, aber die Polaritäten dieser Phasendifferenzen weisen eine invertierte bzw. umgekehrte Beziehung auf. Daher sieht die Mittelung dieser Phasendifferenzen eine genaue Phasensteuerung der Phasenregelschaltung vor, so daß der spannungsgesteuerte Oszillator 19 das Taktsignal genau erzeugt.
Wenn das wiedergegebene Datensignal von dem magnetischen Kopf 2 sich ferner in der Größe verändert, weichen die Schnittpunkte A0 und D0 oder die Schnittpunkte B0 und C0 ab, weil die Referenzpegel C1 und C2 in dieser Taktwiedergewinnungsschaltung konstant sind. Die Beziehungen zwischen den Schnittpunkten A0 und D0 oder B0 und C0 sind jedoch konstant, so daß die Mittelung von durch die Phasenvergleichseinrichtungen 15 und 16 erfaßten Phasendifferenzen die Schwankungen der Größe des wiedergegebenen Datensignals entfernt.
Fig. 3 stellt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dar. In den Taktsignalformschaltungen 9 und 10 des Ausführungsbeispiels werden das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen 6 und 7 durch die Exklusiv-ODER- Schaltungen 12 und 14 geformt. In diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel wird die Formung durch analoge Multipliziereinrichtungen 61 und 62 von Taktsignalformschaltungen 9' und 10' in einer Taktsignalerzeugungsschaltung 8b ausgeführt. Das Ausgangssignal der analogen Multipliziereinrichtung 61 wird zu dem Ausgangssignal der analogen Multipliziereinrichtung 62 durch die Addiereinrichtung 17 linear dazu addiert. Eine Rückkopplung einer Phasenregelschaltung 64 wird durch eine analoge Multipliziereinrichtung 63 zur Multiplikation des Ausgangssignals der Addiereinrichtung 17 mit dem Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 19 ausgeführt, um eine Phasenregelschaltung zu bilden. Dieser Aufbau stellt weiterhin dieselbe Funktion wie die des erläuternden Beispieles bereit.
Nachstehend ist ein automatisches Scheibenvorrichtung unter Bezug auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 4 stellt ein Blockschaltbild des Beispieles einer automatischen Scheibenschaltung dar, wobei dieselben Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet werden.
Ein Videosignal und ein Tonsignal werden nach einer A/D Umwandlung und einer I-NRZ Inversion auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger 1 aufgezeichnet. Ein von dem magnetischen Aufzeichnungsträger 1 durch einen magnetischen Kopf 2 wiedergegebenes Datensignal wird an die Abgleichschaltung 3 angelegt, die eine AGC-Schaltung 34 (AGC) und eine Abgleicheinrichtung 5 aufweist. Das wiedergegebene Datensignal wird in die AGC-Schaltung 34 zur Verstärkung des wiedergegebenen Datensignals mit einer automatisch gesteuerten Verstärkung eingegeben. Ein Ausgangssignal der AGC-Schaltung 34 wird der Abgleicheinrichtung 5 zur Frequenzkompensation des empfangenen Datensignals zugeführt, um ein Datensignal mit einem Teilantwort-Signalverlauf PR (1, 0, -1) herzustellen. Das abgeglichene Datensignal weist ein dreiwertiges Augenmuster auf.
Das abgeglichene Datensignal wird durch Vergleichseinrichtungen 26 und 27 (COMP) verglichen. Die Vergleichseinrichtungen 26 und 27 teilen das abgeglichene Datensignale in drei Pegelbereich mit ihren zwei binären Ausgaben ein. Die Vergleichseinrichtung 7 gibt ein invertiertes Ausgangssignal derart aus, daß ein Pegel von -1 als 1 ausgegeben wird. Das binäre Ausgangssignal der Vergleichsschaltungen 6 und 7 werden in eine Taktsignalerzeugungsschaltung 8 eingegeben, die der in dem erläuternden Beispiel beschriebenen Taktsignalerzeugungsschaltungen 8a oder 8b entsprecht oder gleicht. Die Taktsignalerzeugungsschaltung 8 gibt ein Taktsignal mit einem wiedergewonnen Zeitverlauf bzw. Takt der empfangenen Daten aus.
Eine Datenabtastschaltung 20 (SAMPL) tastet das binäre Signal von der Vergleichseinrichtung 26 in Reaktion auf das Taktsignal von der Taktsignalerzeugungsschaltung 8 ab. Eine Datenabtastschaltung 21 (SAMPL) tastet das binäre Signal von der Vergleichseinrichtung 7 in Reaktion auf das Taktsignal der Taktsignalerzeugungsschaltung 8 ab. Die Fig. 5A bis 5F zeigen Signalverläufe von Ausgangssignalen an jeweiligen Punkten dieses Ausführungsbeispiels, wenn das empfangene Datensignal ein Datenmuster aufweist, das einen durch eine dreiwertige Schreibweise (1, 1, -1, 0) dargestellten Signalverlauf W3 aufweist. Daher weist das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 26 einen Signalverlauf gemäß Fig. 5C auf, wenn die Vergleichseinrichtung 26 das Ausgangssignal der Abgleichschaltung 3 mit dem Referenzpegel C3 vergleicht. Das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 27 weist einen Signalverlauf gemäß Fig. 5D auf, wenn der Vergleichsschaltung 27 der Referenzpegel C4 zugeführt wird. Die Vergleichseinrichtung 27 gibt ein invertiertes Ausgangssignal derart aus, daß ein Pegel -1 als 1 ausgegeben wird. Die Datenabtastschaltungen 20 und 21 tasten das binäre Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen 26 und 27 bei steigenden Flanken des Taktsignals gemäß Fig. 5B ab, so daß sie Signale mit den jeweiligen Signalverläufe gemäß Fig. 2E und 2F ausgeben. Ausgangssignale der Datenabtastschaltungen 20 und 21 werden einer Subtrahiereinrichtung 22 (SUB) zur Subtraktion des Ausgangssignals der Datenabtastschaltung 20 von dem Ausgangssignal der Datenabtastschaltung 21 gemäß Fig. 5 G zugeführt. Einen Signalverlauf gemäß Fig. 5 G stellt beides dar, den Bit-Synchronisationszeitverlauf und die Polarität des in Fig. 2A gezeigten dreiwertigen Datensignals.
Ein Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung 22 wird an eine Multipliziereinrichtung 23 zugeführt. Die Multipliziereinrichtung 23 multipliziert das Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung 22 mit dem Ausgangssignal der Abgleichschaltung 3. Daher erfaßt die Multipliziereinrichtung 23 den Pegel des wiedergegebenen Datensignals bei dem Bit-Synchronisationszeitverlauf bzw. Takt. Dies bedeutet, daß der Pegel des wiedergegebenen Datensignals ungeachtet des Datenmusters des wiedergegebenen Datensignals konstant ist, da das Ausgangssignal der Abgleichschaltung eine Teilantwort (1, 0, -1) aufweist, mit der Ausnahme, daß der Pegel des wiedergegebenen Datensignals sich verändert. Mit anderen Worten kann die Multipliziereinrichtung 23 Schwankungen der Amplitude des wiedergegebenen Datensignal genau erfassen.
Ein Tiefpaßfilter 24 entnimmt Amplitudenschwankungskomponenten aus dem Ausgangssignal der Multipliziereinrichtung 23. Ein Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 24 wird der AGC-Schaltung 34 zugeführt, um die Amplitude des empfangenen Datensignals durch eine Rückkopplungssteuerung auszugleichen. Daher wird die Schwankung des wiedergegebenen Datensignals größtenteils ausgeglichen, und eine verbleibende Schwankung wird durch die Tiefpaßfilter 24 und 25 erfaßt. Daher erfaßt das Tiefpaßfilter 25 die verbleibenden Schwankungen. Die erfaßte Schwankung wird einer Referenzsignalerzeugungsschaltung 29 zur Erzeugung der Referenzpegel C3 und C4 in Übereinstimmung mit der erfaßten Schwankung, d. h. der Ausgabe des Tiefpaßfilters 25, zugeführt. Die durch die erfaßte Schwankung gesteuerten Referenzpegel C3 und C4 werden jeweils den Vergleichseinrichtungen 26 und 27 zugeführt. Die Vergleichseinrichtung 26 vergleicht die Ausgabe der Abgleichschaltung 3 mit dem Referenzpegel C3. Die Vergleichseinrichtung 27 vergleicht die Ausgabe der Abgleichschaltung 3 mit dem Referenzpegel C4. Dieser Ausgleich der Schwankungen des Datensignals stellt eine Vorwärtsregelung dar.
Deshalb kann diese Steuerung auf Schwankungen schnell reagieren, so daß die verbleibende Schwankung der Amplitude des Datensignals erheblich ausgeglichen werden kann.
Außerdem wird ein großer Teil der Schwankung der Amplitude des Datensignals von der ACG-Schaltung 34 ausgeglichen, so daß es nicht erforderlich ist, den Referenzpegeln C3 und C4 der Vergleichseinrichtungen 26 und 27 einen großen dynamischen Bereich zuzuweisen, was bewirkt, daß die Vergleichseinrichtungen 26 und 27 gegenüber externem Rauschen widerstandsfähig sind.
Die Taktsignalerzeugungsschaltung 8 kann ferner das eine Bit-Synchronisation anzeigende Taktsignal erzeugen, ohne die Schwankung der Amplitude des Datensignals zu beeinflussen. Daher können die Taktsignalerzeugungsschaltung 8 und die automatische Scheibenschaltung als unabhängige Schleife behandelt werden.
In Fig. 4 werden ferner die Tiefpaßfilter 24 und 25 getrennt bereitgestellt. Jedoch kann auch ein einziger Tiefpaßfilter die Erfassung der Schwankung der Amplitude des Datensignals bereitstellen.
Eine Taktwiedergewinnungsvorrichtung umfaßt eine Abgleicheinrichtung zum Abgleich eines einer verschachtelten NRZ Inversion unterzogenen digitalen Datensignals derart, daß das digitale Datensignal eine Teilantwort (1, 0, -1) aufweist, zwei Vergleichseinrichtungen zum Vergleich des abgeglichenen Datensignals mit zwei verschiedenen Referenzpegeln, zwei Phasenvergleichsabschnitte zur getrennten Erfassung einer Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen der Vergleichseinrichtungen und einem wiedergegebenen Taktsignal, eine Addiereinrichtung zur Summierung der Ausgangssignalen der Phasenvergleichseinrichtungen und einen spannungsgesteuerten Oszillator zur Erzeugung des wiedergegebenen Taktsignals in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Addiereinrichtung. Diese Taktwiedergewinnungsvorrichtung führt einen Phasenvergleich mit zwei verschiedenen Phasenvergleichseinrichtungen durch und eine Phasenregelschaltungssteuerung wird bezüglich der Summe der Ausgangssignalen der beiden verschiedenen Phasenvergleichseinrichtungen durchgeführt, so daß das Taktsignal nicht durch ein Datenmuster des Datensignals beeinflußt wird. Eine automatische Scheibenvorrichtung umfaßt die Abgleicheinrichtung zum Abgleich eines einer verschachtelten NRZ Inversion unterzogenen digitalen Datensignals und zwei mit Referenzpegeln versorgte Vergleichseinrichtungen, und ferner erfaßt die Taktwiedergewinnungsvorrichtung die Amplitude des Ausgangssignals der Abgleicheinrichtung in Reaktion auf das wiedergegebene Taktsignal, um die Referenzpegel auszugleichen.

Claims

1. Taktwiedergewinnungsvorrichtung mit

einer Abgleicheinrichtung (5) zum Abgleich eines digitalen Datensignals derart, daß das digitale Datensignal eine Teilantwort (1, 0, -1) aufweist,

einer ersten und zweiten Vergleichseinrichtung (6, 7) zum jeweiligen Vergleich einer Ausgabe der Abgleicheinrichtung (5) mit einem ersten und zweiten Referenzpegel, wobei der erste und zweite Referenzpegel voneinander verschieden sind,

einer Tiefpaßfiltereinrichtung (18) und

einer Oszillationseinrichtung (19) zur Erzeugung eines wiederhergestellten Taktsignals, wobei dessen Frequenz in Übereinstimmung mit einer Ausgabe der Tiefpaßfiltereinrichtung (18) gesteuert wird,

gekennzeichnet durch

eine erste und zweite Taktsignalformeinrichtung (9' 10') zur Formung jeweiliger Ausgaben der ersten und zweiten Vergleichseinrichtung (6, 7),

eine Addiereinrichtung (17) zur linearen Addition einer Ausgabe der ersten Taktsignalformeinrichtung (9') mit einer Ausgabe der zweiten Taktsignalformeinrichtung (10'), und

eine Phasenvergleichseinrichtung (63) mit einer analogen Multipliziereinrichtung zur Erfassung einer Phasendifferenz zwischen dem wiederhergestelltem Taktsignal und einer Ausgabe der Addiereinrichtung (17), wobei eine Ausgabe der Phasenvergleichseinrichtung (63) durch die Tiefpaßfiltereinrichtung (18) gefiltert wird.

2. Taktwiedergewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Taktsignalformeinrichtung (9') eine Verzögerungseinrichtung (11) zur Verzögerung der Ausgabe der ersten Vergleichseinrichtung (6) um eine halbe Periode eines Taktsignals des wiederherzustellenden Datensignals und eine analoge Multipliziereinrichtung (61) zur Multiplikation der Ausgabe der ersten Vergleichseinrichtung (6) mit einer Ausgabe der Verzögerungseinrichtung (11) aufweist.

3. Taktwiedergewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Taktsignalformeinrichtung (10') eine Verzögerungseinrichtung (13) zur Verzögerung der Ausgabe der zweiten Vergleichseinrichtung (7) um eine halbe Periode eines Taktsignals des wiederherzustellenden Datensignals und eine analoge Multipliziereinrichtung (62) zur Multiplikation der Ausgabe der zweiten Vergleichseinrichtung (7) mit einer Ausgabe der Verzögerungseinrichtung (13) aufweist.

4. Taktwiedergewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste Taktsignalformeinrichtung (9') eine Verzögerungseinrichtung (11) zur Verzögerung der Ausgabe der ersten Vergleichseinrichtung (6) um eine halbe Periode eines Taktsignals des wiederherzustellenden Datensignals und eine Exklusiv-ODER-Verknüpfungseinrichtung (12) zur Exklusiv-ODER-Verknüpfung der Ausgabe der ersten Vergleichseinrichtung (6) und einer Ausgabe der Verzögerungseinrichtung (11) aufweist.

5. Taktwiedergewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Taktsignalformeinrichtung (10') eine Verzögerungseinrichtung (13) zur Verzögerung der Ausgabe der zweiten Vergleichseinrichtung (7) um eine halbe Periode eines Taktsignals des wiederherzustellenden Datensignals und eine Exklusiv-ODER-Verknüpfungseinrichtung (14) zur Exklusiv-ODER-Verknüpfung zwischen der Ausgabe der zweiten Vergleichseinrichtung (7) und einer Ausgabe der Verzögerungseinrichtung (13) aufweist.