DE2726842C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fehlererkennung und -kompensation zur Vermeidung starker Diskontinuitäten auf­ grund fehlerhafter Digitalwerte bei der Wiedergabe von auf­ einanderfolgenden, periodischen Abtastwerten eines digitali­ sierten analogen Audiosignals in einer Videorekordereinheit, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Toningenieure haben seit langem erkannt, daß herkömmliche analoge Aufzeichnungstechniken sich rasch ihrem theoretischen Betriebsgrenzwert nähern, so daß kaum noch Raum für weitere bedeutende Verbesserungen von hoch-qualitativer Tonwieder­ gabe durch diese Verfahren besteht. Andererseits wurden Vorschläge zum Gebrauch von Techniken gemacht, die die Signale auf digitalem Weg handhaben. Solche Methoden ver­ sprechen günstige Alternativen, da sie grundlegende theo­ retische Vorteile besitzen. Zum einen bleibt das Signal-/ Rauschverhältnis für digitale Signale fast vollständig von der Genauigkeit der anfänglichen Umwandlung abhängig.

Deshalb sind digitale Signale, im Gegensatz zu analogen Signalen, zum großen Teil unbeeinflußt vom Umfang der Weiter­ verarbeitung. Darüber hinaus ist der Ausgangssignalpegel nicht abhängig von der Stabilität der Verstärkung der ver­ schiedenen Schaltkreise und Kanäle. Probleme der frequenz­ abhängigen Phasenverschiebung oder anderer Nichtlinearitäten treten bei der Übertragung nicht auf. Digitale Signale können auch verzögert und auf magnetischen Medien über jede beliebige Zeitspanne ohne Verschlechterung der Aufzeichnung, etwa durch Überkopieren zwischen benachbarten Lagen des Bandes oder Demagnetisierung, gespeichert werden. Darüber hinaus tritt keine Verschlechterung des Signal-/ Rauschverhältnisses beim Kopieren oder aufgrund von Prob­ lemen des Übersprechens zwischen Kanälen auf. Bandbewegungs­ probleme einschließlich langsamer und schneller Bandge­ schwindigkeitsschwankungen können mit einfachen digitalen Puffern ausgeschaltet werden.

Jedoch ergaben sich schwerwiegende Probleme bei der prak­ tischen Anwendung von digitalen Techniken auf Tonsignale. Als erstes würden schlechte Übertragungsbedingungen, die normalerweise ein analoges Signal nur verschlechtern würden, sein digitales Äquivalent vällig zerstören. Sogar eine kleine Diskontinuität kann eine sehr unangenehme Tonstörung hervor­ rufen. Sogar ein Fehler eines einzelnen Bits, wenn er an der Stelle des Bits mit der größten Wertigkeit auftritt, kann einen plötzlichen heftigen Wechsel im Pegel des Ausgangs­ signals bis zum halben Wert des Aussteuerungsbereichs er­ reichen, wodurch ein sehr lauter und unangenehmer knackender Ton entsteht.

Um diese Wirkungen von Datenfehlern zu verringern, wurden große Anstrengungen beim Einwurf und bei der Prüfung ver­ schiedener komplexer Datenaufzeichnungs- und Übertragungs­ formate aufgenommen. Hochleistungs-Datenverarbeitungsein­ richtungen und -Verfahren hierzu sind zwar derzeit ver­ fügbar, jedoch viel zu aufwendig für kommerzielle Audio­ systeme, und es haben sich verschiedene Schwierigkeiten bei der Erzielung der geforderten Zuverlässigkeit ergeben, wenn man innerhalb der Möglichkeiten und des Preisbe­ reiches von bestehenden professionellen Audio-Bandtrans­ portsystemen bleiben sollte. Die hauptsächliche Beschrän­ kung liegt in den hohen Packungsdichten der Datenbits, die notwendig sind, um die benötigten Abtastfrequenzen in der Größenordnung von 40 kHz zu erhalten, wenn man eine aus­ reichende Zahl quantisierender Bits vorsieht, um zu be­ trächtlich verbesserten Signal-/Rauschverhältnissen bei herkömmlichen Audiobandgeschwindigkeiten zu kommen. Der gewöhnliche Behelf der Verwendung paralleler Spuraufzeich­ nung zur Erzielung größerer Bitpackungsdichten führt nur zu einem komplizierten Aufbau, der sich aufgrund der Band­ schrägstellung und der Datensynchronisation ergibt. Mehr­ fach vorhandene Audiokanäle komplizieren außerdem die Situation.

Eine Zusammenfassung der jüngsten Entwicklungen und Trends bei der Mechanisierung von digitalen Audiosystemen kann in dem Aufsatz von J. Dwyer "Digital Techniques in Recording and Broadcasting", erschienen in der Juni-Ausgabe 1975 von Wireless-World, gefunden werden. Die darin genannte Lösung bedingt den Gebrauch einer Quantisierungsskala von logarithmischer Art mit einer Aufzeichnung von ineinander­ geschachtelten vielfachen Spuren für die Datenworte, die Paritätsbits zur Aufdeckung von Datenfehlern in den höherwertigen Bits enthalten. Wenn ein Datenfehler entdeckt ist, wird das Ausgangssignal einfach auf seinem vorhergehenden richtigen Pegel gehalten, um die hörbare Diskontinuität auf ein geringstmögliches Maß zu bringen. Jedoch bestehen bei dieser Lösung schwerwiegende Einschränkungen, wenn der tatsächliche Signalverlust oder der fortdauernde Fehler sich über mehr als nur ein paar Abtastintervalle erstreckt. In diesem Fall würde die hörbare Diskontinuität ziemlich bemerkbar werden und das laute knackende Geräusch würde ziemlich hervortreten, wenn während des dazwischenliegenden Intervalls der Pegel sich bedeutend ändern würde.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung kann aus der Veröffentlichung "Journal of the Audio Engineering Society", Sep. 1973, Vol. 21, Nr. 7, S. 542 bis 547, ent­ nommen werden. Bei der Fehlerkorrektur, wie sie in dieser Veröffentlichung beschrieben ist, wird anstelle der über mehr als nur ein paar Abtastintervalle hinweg als fehler­ haft oder fehlend erkannten Signale nur ein einziger Sig­ nalwert eingesetzt. Dies bedeutet, daß als analoges Ausgangs­ signal ein konstanter Wert, nämlich ein Gleichstromsignal während des Fehlerintervalls abgegeben wird. Es wird also während des Fehlerintervalls kein Wechselstromsignal als Analogsignal abgegeben, das nach Frequenz und Klangfarbe in den Verlauf des zeitlich veränderlichen Analogsignals eingepaßt ist. Dies gilt unabhängig davon, ob nun allein das letzte gespeicherte Digitalsignal verwendet wird oder aber der Mittelwert von mehreren gespeicherten Digital­ wörtern, wie alternativ in dieser Veröffentlichung ange­ geben. In der Praxis bedeutet dies, daß ausgedehnte Fehler­ intervalle auch zu ausgedehnten hörbaren Unterbrechungen des analogen Audiosignals führen und stark störend hervortreten. Es genügt nicht, nur den Amplitudenpegel konstant während des Fehlerintervalls zu simulieren, denn ein der­ artiger konstanter Amplitudenpegel führt zu einer Unter­ brechung des analogen Audio-Ausgangssignals, da er als Gleichstromwert nicht hörbar ist.

Nach Erkenntnissen des Erfinders hat sich in der Praxis als höchst wichtig herausgestellt, Diskontinuitäten des analogen Ausgangssignals aufgrund von fehlerhaften oder fehlenden Digitalwörtern in ihrer Qualität sorgfältig wie folgt zu unterscheiden:

• a) Diskontinuitäten der Frequenz und des Tones (Klangfarbe) des Ausgangssignals sind auffällig gut hörbar und äußerst störend. Es ist daher von primärer Wichtigkeit, derartige Diskontinuitäten zu vermindern.
• b) Diskontinuitäten des Pegels des Ausgangssignals hingegen sind weit weniger störend hörbar, auch wenn sie verhältnis­ mäßig stark ausfallen. Gewisse Pegelsprünge oder Schwan­ kungen können daher in der Praxis ohne weiteres hinge­ nommen werden.

In der Veröffentlichung "Wireless World", September 1972, S. 432-435, ist ferner im Abschnitt "Error concealment" be­ ginnend in der rechten Spalte unten auf Seite 434 ein Ver­ fahren zur Fehlerkorrektur erläutert. Wenn bei diesem Ver­ fahren ein Datenfehler entdeckt wird, wird das Ausgangs­ signal einfach auf seinem vorhergehenden richtigen Pegel gehalten, um die hörbare Diskontinuität des analogen Aus­ gangssignals möglichst klein zu halten. Wenn dabei jedoch der Verlust oder die Störung der Digitalsignale sich über mehr als nur ein paar Abtastintervalle erstreckt, zeigt sich in der Praxis, daß dennoch eine hörbare Diskontinuität des Ausgangssignals auftreten kann, die sich als knackendes Ge­ räusch ändert. Dieses Problem ist bereits bei dem in dieser Veröffentlichung gewürdigten Stand der Technik erkannt worden und auch ausführlich erläutert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, mit der Diskontinuitäten wenigstens der Frequenz und der Klangfarbe des analogen Aus­ gangssignals auch bei Störungen vermindert werden, die sich über mehr als nur ein paar Abtastintervalle erstrecken.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist dazu vorgesehen, daß eine ganze Reihe von Digitalwörtern abgespeichert wird und im Störfall in umgekehrter Reihenfolge der Abspeicherung zur Auffüllung des Störungsintervalls wieder ausgelesen wird. Auf diese Weise werden die zuletzt aufgetretenen Frequenz- und Toncharakteristiken der Musik während der ausgedehnten Störungsintervalle optimal imitiert. Durch Auslesen der vor­ her eingespeicherten Abtastwerte in umgekehrter Reihenfolge erzeugt die Einrichtung nämlich ähnliche Frequenzen und Klangcharakteristiken, wobei insbesondere zu Beginn des Stö­ rungsintervalls auch praktisch keine nennenswerten Pegelsprünge auftreten. In den wenigen Fällen, in denen dennoch Pegel­ sprünge auftreten, treten diese kaum hörbar in Erscheinung, da ja Grundfrequenz und Klangfarbe gewahrt bleiben. Die Praxis zeigt, daß die Wahrung von Grundfrequenz und Klangfarbe we­ sentlich höher zu bewerten ist, als gelegentlich auftretende Pegelsprünge.

Derartige Pegelsprünge erweisen sich als so wenig störend, daß sie bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung grundsätzlich hingenommen werden können. Nur für äußerst hohe Ansprüche kann es sich wahlweise als zweckmäßig erweisen, auch noch gegen derartige Pegelsprünge Maßnahmen zu ergreifen, wie sie im Unteranspruch 3 angegeben sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein aufgezeichnetes Pulscodeformat.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Die Fig. 1 zeigt das auf einer herkömmlichen Videorekordereinheit aufzu­ zeichnende Pulscodeformat. Die von mehreren Audiokanälen verschlüsselt auf­ bereiteten Daten erscheinen in wiederholter Satzgruppierung, die jeweils aus einer vorbestimmten Anzahl von binären Datenworten mit mehreren Bits be­ stehen, die voneinander durch Wort-Synchronisierimpulse 30 getrennt sind. Diese Impulse liegen bei einem positiven Größtwert der Spannung über die Zeitspanne eines Bits. Jede Satzgruppierung bei der tatsächlichen Ausführung hatte ein Format mit vierzehn aufeinanderfolgenden Datenworten mit einem Satz-Synchronisierimpuls 32 an jedem Ende, wbei über die gesamte Zeitspanne von zwei Wortintervallen ein geringstmöglicher Amplitudenpegel eingehalten ist. Die Zeitdauer betrug im spezifischen Teil 7,94 Mikrosekunden, womit die herkömmliche Zeitspanne für den horizontalen Rücklauf und die Austa­ stung bei Standard-Video-TV-Signalen erreicht wird.

Wie genauer in der Wellenform eines einzelnen Wortes in der unteren Hälfte der Fig. 1 zu sehen ist, besteht jedes Datenwort aus zwölf einzelnen binären Bits, wovon jedes eine binäre Eins oder eine binäre Null repräsentiert. Es wird ein Codiersystem verwendet, bei dem keine Rückkehr zum Nullwert statt­ findet, ein sogenanntes Non-return-to-zero-System (NRZ), das zwischen hohen und niedrigen Amplitudenpegeln hin- und hergeschaltet wird. Die zwölf binären Datenbits die einen abgetasteten Amplitudenwert repräsentieren, werden in vorbestimmter Folge erzeugt, vorzugsweise mit dem höchstwertigen Bit als erstem. Dieses Pulscodeformat wird, wie üblich, frequenzmoduliert durch die Videorekordereinheit auf einen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet.

In der Einrichtung gemäß Fig. 2 wird das demodulierte Datensignal aus dem Videoausgang des Bandsystems in geeigneter Weise gefiltert, normiert und in seiner Amplitude stabilisiert, und zwar durch die üblichen Signal­ aufbereitungsschaltkreise 54. Das aufbereitete Datensignal wird dann einem Entschlüssler 56 zugeleitet, der entsprechende Pegelschaltkreise verwendet, um die Ausgangsdatenbits wiederzugeben, die an einen Seriell-Parallelwand­ ler 66 gelegt werden sollen. Die Satz- und Wortsynchronisationsimpulse werden in ähnlicher Weise einem Satzsynchronisationsdetektor 58 und einem Wortsynchonisationsdetektor 60 zugeführt, die Phasensteuersignale zur periodischen Rücksetzung des entsprechenden Zählerstands eines Sychroni­ sationsgenerators 62, der als Frequenzteiler arbeitet, erzeugen. Der Fre­ quenzteiler empfängt 3,2768 MHz-Synchronisierimpulse, die von einem phasen­ starr angekoppelten Oszillator 64 erzeugt werden, der mit den ankommenden Datensignalen bezüglich der Frequenz synchronisiert ist. Der Synchronisa­ tionsgenerator 62 wiederum erzeugt einen Satzimpuls, der mit dem Empfang jedes Satzsynchronisiersignals zusammenfällt, das den Signalaufbereitungsschalt­ kreisen 54 zum Klemmen des wechselstromgekoppelten Eingangs an einen sta­ bilen Gleichspannungsbezugspunkt dient.

Vom Entschlüssler 56 abgeleitete binäre Datenbits werden dann seriell in die Stufen des Schieberegisters eines Seriell-Parallel-Wandlers 66 unter der Kontrolle der Synchronisationsimpulse eingegeben, die mit der Oszilla­ torfrequenz vom Synchronisationsgenerator 62 erzeugt werden. Wenn alle zwölf Registerstufen mit den Datenbits eines ganzen Wortes gefüllt sind, werden alle zwölf binären Bits parallel auf entsprechenden Biteingangslei­ tungen einem Speicher 68 mit wahlweisem Zugriff zugeführt, also einem RAM, in dem sie in einer ausgewählten Wortadresse gespeichert werden, die durch das bestehende Adressensignal aus einer Steuereinheit 70 für Speicher­ adressen und Lese-Schreib-Steuerung bestimmt ist. Die Steuereinheit 70 für Speicheradressen kann typischerweise aus einem dualen Zähler bestehen, dem eine geeignete Adressencodiermatrix zugeordnet ist, die die angegebenen Wortadressen auswählt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel benutzt eine duale Zähleranordnung einen binären Hauptzähler, dessen Zählerstand fort­ während durch jeden Wortsychronisationsimpuls vom Synchronisationsgenera­ tor 62 erhöht wird. Jede Zählerstufe im Hauptzähler ist parallel mit der entsprechenden Stufe eines umkehrbaren Speicheradressenzählers gekoppelt, so daß der im Hauptzähler vorhandene Zählerstand auf Befehl übertragen werden kann, um in den umkehrbaren Adressenzähler eingegeben zu werden, wenn das Datensignal nach einem zeitweisen Ausfall wieder vorhanden ist.

Um eine schnellere Ausfallerkennung zu sichern als die, die aufgrund einer normalen Videobandeinheit gegeben ist, verwendet ein Ausfalldetektor 72 einen sehr schnellen zweipoligen Vergleicher zum Feststellen eines aus­ reichenden Signalpegels in der Schaltung zur FM-Entschlüsselung. Um dies zu erreichen, werden zwei Schmitt-Trigger mit zwei geeigneten positiven und negativen Spannungseinstellungen voreingestellt, die den ausgewählten Mindest-Spannungspegeln im wiedergegebenen FM-Signal entsprechen. Beide dieser Schmitt-Trigger sind so angeschlossen, daß sie einen monostabilen Multivibrator für ein volles Bitintervall betätigen. Die Schmitt-Trigger- Ausgänge werden dann einem Fehlerdetektor zugeführt, der unmittelbar an­ spricht, wenn kein Schmitt-Triggerimpuls vorhanden ist, um ein Datenfehler­ signal an die Steuertorschaltung für den umkehrbaren Zähler in der Steuer­ einheit 70 für Speicheradressen und Lese-Schreib-Steuerung abzugeben. Der Zählstand im umkehrbaren Zähler wird dann durch den nächsten und jeden fol­ genden Wortzählimpuls herabgesetzt, der vom Synchronisiergenerator 62 empfangen ist, während das Datenausfallfehlersignal vorhanden ist. Dagegen wird der Zählerstand im Hauptzähler fortwährend anwachsen, um sicherzu­ stellen, daß die passende Adressenstelle gefunden wird, wenn der Ausfall stattfindet. Das Datenfehlersignal vom Fehlerdetektor 74 blockt in gleicher Weise den Eingang von möglicherweise fehlerhaften Datenworten vom Seriell- Parallel-Wandler 66 in den Speicher 68 mit wahlweisem Zugriff ab, während Datenworte, die vorher eingegeben worden waren, von jedem vorhergehenden Speicheradressenplatz in umgekehrter Folge ausgelesen werden, wenn der Zählstand im umkehrbaren Zähler abnimmt.

Die zwölf Datenbitausgänge jedes Speicherwortplatzes werden parallel einem entsprechenden Digital-Analog-Wandler 76 eingegeben, der auch die Bitaus­ gänge von jedem der anderen Wortplätze erhält, die einem bestimmten Audio- oder Steuerkanal zugeordnet sind. Zum Beispiel ergibt beim bevorzugten Ausführungs­ beispiel eine Speichereinheit für wahlweisen Zugriff mit einer Speicher­ kapazität von 3072 Bit 256 Wortadressenpositionen zu je zwölf Bit. Mit dem bestehenden Datenformat, das zwei Abtastwerte für jeden der vier Audio­ kanäle während jeweils 16 Wortsatzintervallen enthält, ergibt der Speicher 32 Wortadressenplätze, die jedem Audiokanal zugeordnet sind, von denen jeder parallel mit entsprechenden Bitpositionseingängen eines ausgewählten Digital-Analog-Wandlers 76 verbunden wird. Wenn die Speicherplätze für die Steuersignalkanäle und die Satzsynchronisationsintervalle nicht gebraucht werden, kann die Anzahl der Wortpositionen für jeden der vier Audiokanäle bei gegebener Speicherkapazität verdoppelt werden, wodurch eine Gesamtzahl von 64 Wortpositionsausgängen geschaffen wird, die parallel auf jeden von vier Digital-Analog-Wandlern 76 mit der vorhin angegebenen Speicherkapazi­ tät übertragen werden.

Wenn kein Ausfall festgestellt wird, können die parallelen Bitausgänge vom Seriell-Parallel-Wandler 66 direkt durch den Speicher 68 mit dem wahl­ weisen Zugriff an den passenden Digital-Analog-Wandler 76 für jeden Kanal gegeben werden. Natürlich wird, wenn ein Datenausfall festgestellt wird, dieser direkte Weg unterbrochen, so daß nur die Daten, die von vorher­ gehenden Speicheradressenplätzen in umgekehrter Ordnung ausgelesen werden, durch den entsprechenden Wandler 76 aufgenommen werden.

An dieser Stelle sollte festgestellt werden, daß die verschiedenen Toran­ ordnungen und gegenseitigen Verbindungen zwischen dem Seriell-Parallel- Wandler 66 und dem Ausgangs-Digital-Analog-Wandler 76, wie auch die Reali­ sierung des Speichers 68 mit wahlweisem Zugriff und seiner Speicheradressen- und Lese-Schreib-Steuereinheit 70 in vielerei Arten abgewandelt werden kann. Zum Beispiel könnte es bei Abwesenheit einer Datenausfallerkennung vorzuzie­ hen sein, die Übertragung des Datenausgangs vom Seriell-Parallel-Wandler 66 auf den entsprechenden Digital-Analog-Wandler 76 für eine Zeit von einem oder mehreren Wortintervallen zu verzögern, wodurch die Daten zuerst in einen Speicherwortplatz gegeben würden und dann ausgelesen würden, wenn ein nachfolgendes Wort eingegeben wird, um eine Zeitverzögerungsspeicher­ funktion zu schaffen. Auch könnte es in einigen Fällen vorzuziehen sein, einen einzelnen Digital-Analog-Wandler 76 vorzusehen, der die digitalen Worte vom Lesespeicher 68 erhält, und dabei eine geeignete Anordnung eines Demultiplexers und einer Abtast- und Halteanordnung zur Abgabe der aufein­ anderfolgenden analogen Ausgänge an jeden Ausgangskanal vorzusehen.

Schließlich wird der analoge Ausgang aus jedem Digital-Analog-Wandler 76 auf ein spannungsgesteuertes Tiefpaßfilter 78 gegeben, das die Signalampli­ tudenübergänge von einem Abtastintervall zum nächsten ausglättet. Für die Audiokanäle werden die spannungsgesteuerten Tiefpaßfilter 78 mit einer maximalen Grenzfrequenz betrieben, die den oberen Grenzen der Audioband­ weitenmöglichkeiten des Systems entspricht. Bei der tatsächlichen Ausfüh­ rung würde letztere ungefähr 14 kHz betragen. Mit der abweichend hiervon bevorzugten Form zur größtmöglichen Ausweitung des Audiobereichs würde die Grenzfrequenz 20 kHz sein. Für die anderen Informationskanäle könnte eine unterschiedliche maximale Grenzfrequenz je nach Abtastfrequenz verwendet werden. Das aktive variable Bauteil in den spannungsgesteuerten Tiefpaß­ filtern 78, typischerweise ein herkömmlicher analoger Multiplizierschalt­ kreis, erhält sein Steuersignal von einer Filtersteuerschaltung 80. Im all­ gemeinen wird eine Steuersignalspannung in Übereinstimmung mit der Ladung erzeugt, die sich an einem integrierenden Kondensator aufbaut, der mit einem vorbestimmten Betrag während jedes Wortintervalls ge- oder entladen wird, je nachdem ob ein Datenausfall festgestellt wird. Insbesondere lie­ fern bei Abwesenheit einer Ausfallerkennung positive Zählimpulse von der Steuereinheit 70 für Speicheradressen und Lese-Schreib-Steuerung während jedes Wortintervalls eine Ladung an den integrierenden Kondensator, welcher sonst eine langsame allmähliche Entladung erfährt in ausreichender Höhe, um den Ladungspegel an sein vorhergehendes Maximum zu bringen, wodurch die maximale Grenzfrequenz im spannungsgesteuerten Tiefpaßfilter 78 erhalten wird. Jedoch wird bei einer Ausfallerkennung die Zufuhr von Ladeimpulsen unterbrochen, so daß der integrierende Kondensator seine allmähliche Ent­ ladung fortsetzt und immer mehr die Grenzfrequenz des spannungsgesteuerten Tiefpaßfilters 78 herabsetzt. Abweichend hiervon könnte die Feststellung eines Ausfalls dazu benutzt werden, während jedes Wortintervalls eine ge­ naue Pulsentladung auszulösen, die einer gewählten Ladezeitkonstanten ent­ spricht, oder, falls erwünscht, einem Ladeimpuls entspricht, der während jedes Wortintervalls in Abwesenheit eines Ausfalls abgegeben wird. Die genauen Zeitkonstanten bei Lade- und Entladeintervallen für die Filter­ steuerung 80 werden natürlich in Übereinstimmung mit den geforderten Mög­ lichkeiten des Audiosystems und der Speicherkapazität gewählt.

Im Betrieb ist die insgesamt erzielte Wirkung die, daß die obere Grenzfre­ quenz des spannungsgesteuerten Tiefpaßfilters 78 während eines Ausfalls allmählich herabgesetzt wird, so daß irgendein plötzlicher Sprung im ana­ logen Ausgangspegel ausgeglättet wird, der sich aufgrund der Wiederaufnahme von Daten ergibt. Dadurch wird eine hörbare Diskontinuität vermieden. Da die Größe der möglichen Amplitudenungleichheiten zwischen dem übermittelten Audiosignal und dem vom Speicher 68 während eines Ausfalls wiedergegeben Signals um so mehr anwächst, je länger der Ausfall besteht, wird die band­ breite des spannungsgesteuerten Tiefpaßfilters 78 dementsprechend herabge­ setzt, um seine Glättungsmöglichkeit zu verbessern. Auf diese Weise wird die Möglichkeit zur Ausfilterung hörbarer Diskontinuitäten im Ausgang auto­ matisch in direktem Verhältnis zur erwarteten Größe der Signaldiskontinui­ tät erhöht.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Spannungssteuersignal für die Filter 78 nach einem erkannten Signalausfall zunächst verhältnismäßig rasch während der ersten paar Wortintervalle entladen, indem man eine ver­ hältnismäßig kurze Entladezeitkonstante verwendet. Jedoch erfolgt die Herab­ setzung danach mit einer mäßigen Geschwindigkeit. Andererseits ist nach der Wiederaufnahme von Daten die Wiederladung aus jedem Wortintervallimpuls beträchtlich geringer, als die anfängliche Entladungsgeschwindigkeit, so daß die verstärkte Tiefpaßfilterwirkung über ein Zeitintervall beibehalten wird, das über den erkannten Ausfall hinausgeht, wodurch ein Schutz gegen vorübergehende Datenwiederaufnahme und erneuten Ausfall geschaffen wird. Typischerweise kann die Zeit, die erforderlich ist, um den maximalen Steuer­ pegel in der Filtersteuerung 80 wieder herzustellen, fünf mal größer als die Zeit des Datenausfalls sein. Typischerweise beträgt die Zeit, die er­ forderlich ist, die maximale Grenzfrequenz von ihrem herabgesetzten Wert auf ihren Höchstwert zu bringen, einem Wert in der Größenordnung von 2 oder 3 Millisekunden.

Die Wiederholung der vorhergehend wiedergegebenen Abtastwerte in der ver­ kehrten Reihenfolge während eines Ausfalls sichert so eine symmetrische akustische Wellenform, die die Symmetrie der meisten musikalischen Signale nachahmt. Dementsprechend erzeugt selbst ein verhältnismäßig schwerwiegender Ausfall über mehrere Abtastintervalle keine hörbare Diskordanz, selbst bei Datenwiederaufnahme nicht. In den meisten Fällen ist die Wirkung für den gewöhn­ lichen Hörer nicht einmal feststellbar und auf alle Fälle weniger bemerkbar als eine ähnliche Verschlechterung einer analogen Übertragung.

Während die spannungsgesteuerten Filterelemente vom analogen Typ in den meisten Fällen geeignet sind, könnten sich Probleme wegen der Tendenz solcher Schaltkreise ergeben, kapazitive Ladungspegel beizubehalten, die unter bestimmten Umständen eine getreue Wiedergabe der vorhergehend ge­ speicherten Abtastwerte und eine schnelle Wiederaufnahme des genauen Audio­ signals nach Datenwiederaufnahme verhindern würde. Aus diesem Grund könnte auch eine aus vielen möglichen digitalen Filtertechniken verwendet werden, um die gewünschte analoge Arbeitsweise zu simulieren oder das Frequenzver­ halten sogar zu verbessern, indem die gespeicherten Abtastwerte in abgeän­ derter Form zur Nachahmung anderer Signalcharakteristiken wiedergegeben werden. Zum Beispiel könnten unter Benutzung bestehender digigaler Filtertechniken mit zusätzlicher Rechen- und Speichermöglichkeit die vorhergehend gespei­ cherten digitalen Werte während des Ausfallzeitintervalls als Änderungen von vorbestimmten Anfangspegeln aus wiedergegeben werden. Solche Anfangs­ pegel könnten als Flankenfunktion hergestellt werden, wobei die Flanken­ steilheit der mittleren Amplitudenvariation in der unmittelbar vorhergehen­ den Reihe von gespeicherten Datenwerten entsprechen würde, wodurch Ampli­ tudenvariationen niedrigerer Frequenz während des Ausfalls fortgesetzt würden. Hiernach könnte, bei Wiederaufnahme der Daten, die Amplitudendif­ ferenz zwischen dem vom Speicher zuletzt wiedergegebenen Wert und dem tat­ sächlichen Abtastwert, der wieder empfangen wird, allmählich überbrückt werden, indem von jedem darauffolgenden tatsächlichen Abtastwert ein zuneh­ mender Anteil der augenblicklichen Differenz zwischen dem gefilterten Aus­ gangswert und dem vorhergehenden Abtastwert abgezogen wird. Wie diese können auch andere spezifische digitale Filterwirkungen gewählt werden, um dem besonderen Ausfall- und Wiederaufnahmefall, der gewünscht wird, ge­ recht zu werden.

Es ist ersichtlich, daß diese Einrichtung zur Ausschaltung oder zumindest Geringsthaltung von Diskontinuitäten aufgrund eines Datenausfalls zwar be­ sonders wertvoll bei der Handhabung der Wiedergabe von Audiosignalen auf vielen Kanälen ist, jedoch auch sehr wirksam bei der digitalen Übertragung von anderen Analogsignalen ist. Zum Beispiel könnte die automatische Ausschaltung von Diskontinuitäten aufgrund eines Datenausfalls die mechanische oder elek­ trische Überlastung eines Servomechanismus bei ferngesteuerten Positionier­ systemen vermeiden.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Fehlererkennung und -kompensation zur Vermeidung starker Diskontinuitäten aufgrund fehlerhafter Digitalwerte bei der Wiedergabe von aufeinanderfolgenden, periodischen Abtastwerten eines digitalisierten analogen Audiosignals in einer Videorekordereinheit mit einem Digital-Analogwandler (76) zur Umwandlung der von der Videorekordereinheit wiedergegebenen Digitalwerte in aufeinanderfolgende Analogwerte zur Wiederherstellung des analogen Audiosignals, mit einem digitalen Speicher (68) zur Speicherung einer ausgewählten Zahl wiedergegebener Digitalwörter, mit einer Fehlererkennungsschaltung (74) zur Anzeige der fehlerhaften Wiedergabe oder des Verlustes wiedergegebener Digitalwörter aus der Videorekorderein­ heit (34), und mit einer auf das Signal aus der Fehlerer­ kennungsschaltung (74) ansprechenden Speichersteuerschaltung (70) zur Steuerung der Auslesung wenigstens eines der zuletzt gespeicherten Digitalwörter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Speichersteuerschaltung (70) im Fehlerfall die Speicheradressenfolge umkehrt und von dem Speicher (68) die eingespeicherten Digitalwörter in umgekehrter Folge an den Digital-Analogwandler (76) abge­ geben werden, um das ursprüngliche Audiosignal zu simulieren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fehlererkennungsschaltung (74) in Abhängigkeit von einem durch einen Frequenz­ modulationsdetektor (72) erzeugten Verlustfehlersignal ein Ausgangssignal abgibt, um die Speicheradressenfolge der Speichersteuerschaltung (70) umzukehren, und zwar immer dann, wenn der Frequenzmodulationspegel des von der Videorekordereinheit wiedergegebenen Signals kleiner ist als ein gewählter Minimalpegel.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch einen spannungsgesteuerten Tiefpaßfilter (78), der derart geschaltet ist, daß er die reproduzierten Analogwerte mit einer veränderbaren Grenzfrequenz filtert, die während der Erzeugung des Verlustfehlersignals all­ mählich vermindert wird.