DE3800065C2 - Anordnung zum Erstellen eines nach Kundenwunsch zusammengestellten Albums aus zuvor aufgezeichneten Informationspaketen - Google Patents

Anordnung zum Erstellen eines nach Kundenwunsch zusammengestellten Albums aus zuvor aufgezeichneten Informationspaketen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erstellen eines nach Kunden­ wunsch zusammengestellen Albums aus zuvor aufgezeichneten Infor­ mationspaketen.
Zur Vereinfachung der Ausdrucksweise ist vorab festzustellen, daß sich diese Beschreibung auf Musik, Kassetten, Büchereien, Alben und dgl. beziehen mag, obwohl diese und ähnliche Ausdrücke sehr breit zu verstehen sind und insbesondere auch alle vergleichbaren Strukturen abdecken sollen. Dement­ sprechend kann die aufgenommene Information nicht nur Musik sein, sondern auch Fremdsprachenlektionen, Gedichte, Fernunterricht, Klangeffekte und anderes. Die Aufnahmeeinrichtungen können Tonbandkassetten, Schallplatten, Kompaktplat­ ten, optische Filmspulen od. dgl. sein. Die "Biblio­ thek" kann jede geeignete Datenbasis einschließlich Satelliten, Slaves oder anderen verteilten Bibliothe­ ken sein. Beispielsweise kann jede Plattenfirma eine außer Haus befindliche Bibliothek ihrer Musikstücke haben, welche die erfindungsgemäße Aufnahmeanordnung über ein Telekommunikationsnetz erreichen kann. Der Begriff "Album" wird im weiteren in dem Sinn verwen­ det, daß damit eine bestimmte Charge von aufgenommenen Informationsblöcken gemeint ist, ungeachtet dessen, ob es sich hierbei um Musik, Sprachaufzeichnungen oder anderes Material handelt. Langspielplatten und Kassetten sind Beispiele für Alben, jedoch gibt es auch andere Beispiele hierfür.
Ein Beispiel für den erfindungsgemäßen Anwendungsbe­ reich findet sich in der Plattenindustrie, welche "Singles" und "Alben" herausgibt. Wenn Singles ge­ spielt werden, hört der Hörer genau das was er zu hören wünscht, jedoch muß er ständig Platten oder Bänder wechseln, was mühsam ist. Andererseits ist es beim Abspielen eines Albums so, daß der Hörer übli­ cherweise ein oder zwei Titel davon besonders mag und den übrigen indifferent oder sogar abweisend gegen­ übersteht. Die Alternative besteht darin, eine teuere Playback-Ausrüstung zu kaufen, welche ein Stück aus einer Mehrzahl in einem Album herausholen kann. Hier­ durch wird jedoch das Album praktisch auf eine oder zwei Singles reduziert, wobei all die Probleme ent­ stehen, welche sich bei Singles stellen.
Innerhalb einiger Jahre nachdem eine Aufnahme zum ersten Mal gemacht wurde, wird sie aus den Musikkata­ logen, welche die Aufnahmen, welche dem Publikum ange­ boten werden, auflisten, gestrichen. Nach dieser Streichung kann das entsprechende Musikstück zu nie­ drigen Preisen in Alben aufgenommen werden und wird häufig als Spezialausgabe einem ausgewählten Zuhörer­ kreis, wie z. B. den Hörern einer Fernsehstation, ange­ boten. Es bleibt jedoch die Frage des individuellen Geschmacks und nicht alle Aufnahmen sind für jeden er­ baulich. Nach ein paar Jahren wird aufgenommene Musik nicht mehr verfügbar unabhängig vom Preis. Es ist dann für nostalgiebewußte Hörer nicht mehr möglich, eine Aufnahme mit der Musik ihrer Jugend zu hören.
Dementsprechend gibt es zahlreiche Gründe, warum ein Bedarf nach einem System besteht, welches es ermög­ licht, ausschließlich ausgewählte Lieblingsmusik in ein vom Endverbraucher aufgenommenes Album aufzuneh­ men. Dies würde es ermöglichen, jedermann ein indivi­ duell zusammengestelltes Album gemäß seinem Geschmack zur Verfügung zu stellen, welches völlig verschieden sein kann von Alben, die irgend jemand anderer aus­ wählt.
In der US-PS 4 410 917 wird eine Möglichkeit beschrie­ ben, von einem primären Medium auf ein sekundäres Me­ dium zu überspielen. Es ist jedoch keine regellose Auswahlmöglichkeit gegeben, und die Flexibilität ist ebenfalls nicht ausreichend. Bei der vorbekannten An­ ordnung kann die Wiedergabe nicht modifiziert werden ebensowenig wie die abgespeicherten Informationspa­ kete. Es handelt sich hierbei ausschließlich um eine Vervielfältigungsanordnung für aufgenommene Medien.
Ein wünschenswertes Primär-Sekundär-Aufnahmesystem (Master-Slave-System) ist ein solches, welches so all­ gemein einsetzbar ist wie in Plattenläden. Gleichwohl kann das Wachstum einer derartigen Industrie relativ langsam sein. Dementsprechend sollte das System geeig­ net sein, an einem einzigen, zentralen Ort eingesetzt zu werden, wo abnehmerorientierte Alben zur Verteilung über die Post hergestellt werden.
Schaltungsanordnungen der gattungsgemäßen Art sind bekannt aus US 4 528 643. Das Vorsehen einer digitalen Zwischenspeicheranordnung als sol­ cher ist bekannt aus Intel "Component Data Catalog 1980, AFN-01300A-1", S. 8-11 bis 8-17 sowie S.2-22.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Anordnung zum Versand aufgezeichneter Musik zu schaffen. Ins­ besondere soll ein System entwickelt werden, kundenorientiert aufgenom­ mene Alben zu erstellen, welche vom Kunden individuell ausgewählte Auf­ nahmen in beliebiger Reihenfolge enthalten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Anordnung umfas­ send Quellenmediumeinrichtungen zum Erzeugen erster digitaler Signale aus den aufgezeichneten Paketen,
Einrichtungen zum Speichern der gesamten ersten digitalen Signale in einer Hauptbibliothek unter Adressen, welche individuell jedes aufgezeichnete Paket identifizieren,
Einrichtungen zum Auswählen eines oder mehrerer Pakete zur Aufnahme in das kundenwunschorientierte Album,
Einrichtungen zum Erzeugen zweiter digitaler Signale aus der Hauptbiblio­ thek, wobei die zweiten digitalen Signale der Information in den ausgewählten Paketen entspricht,
Zwischenspeichereinrichtungen zum Speichern der zweiten digitalen Signale, und
Einrichtungen zum Aufzeichnen des kundenwunschorientierten Albums durch Erzeugen dritter Signale aus den Zwischenspeichereinrichtungen, wobei die dritten Signale der Information in den ausgewählten Paketen entsprechen, und zum Aufzeichnen der dritten Signale auf einem Bestimmungsmedium, wobei die Einrichtungen zum Aufzeichnen des kundenwunschorientierten Al­ bums aus dem Zwischenspeicher umfassen
Speicheradressengeneratoreinrichtungen, die mit einem Steuerprozessor zum Identifizieren der Information in den ausgewählten Paketen in dem Zwischen­ speicher wirksam verbunden sind,
Bussteuereinrichtungen, die mit den Zwischenspeichereinrichtungen über ei­ nen ersten Bus zum Steuern der Erzeugung digitaler Zwischenspeicheraus­ gangssignale in den Zwischenspeichereinrichtungen wirksam verbunden sind,
Anforderungssteuerlogikeinrichtungen, die mit den Bussteuereinrichtungen zum Steuern der Bussteuereinrichtungen wirksam verbunden sind,
FIRST-IN-FIRST-OUT-(FIFO)-Speichereinrichtungen, die mit den Zwischen­ speichereinrichtungen zum Erzeugen der dritten Signale wirksam verbunden sind, und
Byteumwandlungseinrichtungen, die den Zwischenspeichereinrichtungen und den FIFO-Speichereinrichtungen zum Steuern der Zwischenspeicherausgangs­ signale wirksam zwischengeschaltet sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen geben die Unteransprüche an.
Nachfolgend wird die Erfindung näher erläutert anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung. Dabei zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Anordnung zur Ab­ speicherung aufgenommener Stücke, wie z. B. Musikstücke, in einer Hauptbibliothek,
Fig. 2 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Anord­ nung zum Wiederauffinden aufgenommener Infor­ mationsblöcke aus der Hauptbibliothek,
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Analog/Digital-Moduls zur Umwandlung der analogen Quellenmusik in digitale Daten zur Verarbeitung in der erfindungsgemäßen Anord­ nung,
Fig. 3a ein Blockdiagramm eines Tiefpaß-Filters, wie er in den ANDI- und den DIAN-Modulen verwendet wird,
Fig. 3b ein entsprechend dem Clock-Signal bedingtes Abschneiden in dem oberen Frequenzbereich von Signalen, welche durch den Tiefpaß-Filter gehen,
Fig. 4 eine Timing-Karte für den Betrieb des Analog/Digital-Konverters nach Fig. 3,
Fig. 5 ein Blockdiagramm für einen Steuercomputer zur Verwendung in der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Hauptspeicheranordnung zur Verwendung in der Anordnung nach Fig. 1,
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Hauptspeicher-Steuer­ schaltung für die Anordnung nach Fig. 1,
Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Quellenmediums nach Fig. 1,
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Digital/Analog-Moduls zur Umwandlung der in der erfindungsgemäßen Anordnung verarbeite­ ten digitalen Daten in eine analoge Form zur Aufnahme,
Fig. 10 ein Timing-Diagramm für den Digital/Analog-Konverter nach Fig. 5,
Fig. 11 eine Zielsteuerung zum Leiten von Daten aus der Hauptbibliothek an das Aufnahmemedium im Albenformat,
Fig. 12 ein Blockdiagramm einer Zwischenspeicherschal­ tung zur Pufferspeicherung digitaler Daten betreffend die aufgenommenen Stücke, welche aus der Hauptbibliothek ausgelesen wurden, bevor diese in dem kundenorientierten Album abgespeichert werden,
Fig. 13 ein Blockdiagramm für ein Bestimmungsmedium, auf welchem das Kundenalbum aufgezeichnet werden soll,
Fig. 14 eine grafische Darstellung des jeweils gün­ stigsten und ungünstigsten Falles betreffend den Verlust von Originaltreue bei einer her­ kömmlichen PCM-Aufnahme,
Fig. 15 eine entsprechende Darstellung zur Veranschau­ lichung, wie eine zweite Ausführungsform der Erfindung die Original treue des PCN-Signals verbessert,
Fig. 16 den hochfrequenten Endbereich einer aufgenom­ menen Charakteristikkurve, welche, illustriert, wie die zweite Ausführungsform der Erfindung die aufgenommene Originaltreue verbessert,
Fig. 17 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungs­ form des Analog/Digital-Konverters,
Fig. 18 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungs­ form eines Digital/Analog-Konverters,
Fig. 19 eine Fig. 15 entsprechende grafische Darstel­ lung, welche veranschaulicht, wie die Digital/Analog-Schaltungsanordnung die digitalen Sig­ nale zurück in analoge Signale mit verbesser­ ter Klangtreue verwandelt,
Fig. 20 eine Timing-Karte für den Konverter nach Fig. 18,
Fig. 21 ein Blockdiagramm einer Bestimmungssteuerung zur Verwendung in dem Informations-Wiederauf­ findungssystem nach Fig. 2,
Fig. 22 ein Flußdiagramm für die Schaltung nach Fig. 21, welches den Zustand der Schaltung in Abhängigkeit von einer Anfragesteuerlogik zeigt,
Fig. 23 ein Flußdiagramm für die Schaltung nach Fig. 21, welches den Zustand der Schaltungsan­ ordnung während der Bussteuerung zeigt,
Fig. 24 ein Blockdiagramm einer Hauptspeicher-Steue­ rung zur Verwendung in Verbindung mit der Informations-Wiederauffindungsschaltung nach Fig. 21,
Fig. 25 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Zustandes der Schaltung in Fig. 24 im Zustand einer Steuerungsanforderung,
Fig. 26 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Zustandes der Schaltung nach Fig. 24 während der Bussteuerung,
Fig. 27 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des zwischengeschalteten Pufferspeichers nach Fig. 2, und
Fig. 28 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Steuerung über das Random Access Memory (RAM) nach Fig. 26.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, welche verwendet werden kann, um eine Hauptbibliothek zu speichern bzw. zu schaffen, welche einen Vorrat an aufgenommenen Infor­ mationen, z. B. in Form von Musikstücken, umfaßt. Die Hauptteile dieser Anordnung sind eine zentrale Steuer­ anordnung 40, welche in Abhängigkeit von einem Steuer­ computer 42 arbeitet, ein Hauptspeichermedium 44, ein Quellenmedium 46 und ein Analog/Digital-Umwandler-Mo­ dul 48. Das Hauptspeichermedium 44 kann eine Laser­ platte od. dgl. sein. Jedes beliebige Quellenmedium 46 kann verwendet werden, wie z. B. Platten, Bänder, Kom­ paktschallplatten, optische Spuren und dgl. Üblicher­ weise hat die jeweilige Playback-Vorrichtung 46 einen analogen Ausgang bei 50, dessen analoges Ausgangssig­ nal durch das ANDI-Modul 48 in digitale Daten umgewan­ delt wird. Die digitalen Daten werden dann über einen Datenbus 52 und durch die Speichersteuerung 40 dem Hauptspeichermedium über einen Datenbus 54 zugeführt. Die Speicherung jedes aufgenommenen Informationspa­ ketes oder jeder Auswahl erfolgt unter der jeweiligen individuell identifizierten Adresse in dem Hauptspei­ chermedium 44. Dies alles läuft ab in Abhängigkeit von Steuersignalen, welche von einem Mikroprozessor oder Minicomputer 42 über die Steuerbusse 56 bis 60 gesandt werden.
In Fig. 2 werden die in dem Hauptspeichermedium 44 gespeicherten Stücke zur Zusammenstellung als Album aufgenommen, welches auf einem beliebigen Bestimmungs­ medium 62 aufgenommen wird, wie z. B. auf einer Ton­ bandkassette od. dgl. Im einzelnen werden die digitalen Daten, welche aus dem Hauptspeichermedium 44 abgerufen werden, über den Datenbus 54, durch die Hauptspeichersteuerung 40 und den Bus 65 in eine Zwischenspeicher­ anordnung 64 geschickt. Nachdem Musik im Umfang eines Albums (ungefähr 45 Minuten) in dem Zwischenspeicher 64 zusammengestellt ist, wird dessen Inhalt über einen Datenbus 66 einem Digital/Analog-Konverter-Modul "DIAN" 68 zugeführt, von welchem ein analoges Signal über einen Datenbus 70 abgegeben und auf dem Medium 62 aufgenommen wird.
Die Ausleseschaltung gemäß Fig. 2 wird über eine Be­ stimmungssteuerung 72 gesteuert, welche über einen Mikroprozessor 42 über den Datenbus 56 und eine Haupt­ speichersteuerung 40 betrieben wird. Datenanfragebusse 74 sind mit dem Eingang bzw. Ausgang der Bestimmungs­ steuerung 72 verbunden ebenso wie der Digital/Analog-Steuerbus 76, der Bestimmungsmediums-Steuerbus 78, der Speicher/Wiederauffind-Adressenbus 80 und der Zwi­ schenspeicher-Steuerbus 82.
Im Betrieb speichert die Bedienungsperson einfach irgendeine aufgenommene Information in dem Speicher­ medium 46 (vgl. Fig. 1) ab, indem eine Schallplatte, ein Band od. dgl. abgespielt werden. Beispielsweise kann die Bedienungsperson eine Schallplatte auf einem Plattenspieler abspielen und sie zurückspielen. Der Steuercomputer 42 teilt jedem aufgenommenen Informa­ tionspaket, welches bei 44 abgespielt und gespeichert wird, eine entsprechende Adresse zu. Diese Adressen­ zuteilung kann automatisch erfolgen oder in Abhängig­ keit von Steuersignalen, die von der Bedienungsperson eingegeben werden. Jeder geeignet Drucker 83 kann eine Hauptliste von aufgenommenen Stücken und deren Adres­ sen in dem Hauptspeicher 44 ausdrucken. Eine automa­ tische Adressenzuteilung und ein entsprechender Aus­ druck wird insgesamt in der gleichen Weise bewerkstel­ ligt wie ein Wortprozessor Dokumentennummern zuteilt und Dokumente ausdruckt.
Wenn ein Kunde eine Liste von Stücken zur Aufnahme in ein einziges Album einreicht, konsultiert die Bedie­ nungsperson die Hauptliste und gibt die angezeigten Adressen auf einer Eingabetastatur 85 (Fig. 2) des Steuercomputers 42 ein. In Abhängigkeit hiervon liest die Hauptspeichersteuerung 40 gespeicherte Daten aus der Bücherei oder aus den Büchereien bei dem Haupt­ speicher 44 aus, wo die digitalen Daten unter der ge­ wählten Adresse gespeichert sind. Diese ausgelesenen Daten werden dann in der Zwischenspeicheranordnung 64 unter einer Adresse gespeichert, welche von der Be­ stimmungssteuerung 72 ausgewählt wird. Nachdem all die digitalen Daten aus der Hauptspeicherschaltung 44 aus­ gelesen sind, welche zur Aufnahme eines gesamten Albums erforderlich sind, bewirkt die Bestimmungs­ steuerung 72, welche in Abhängigkeit von einem Com­ puter 42 arbeitet, daß die Zwischenspeicheranordnung 64 das gesamte Album von Daten durch das Digital/Ana­ log-Modul "DIAN" 68 zur Speicherung auf dem Medium 62 überträgt, wobei diese Speicherung in analoger Form erfolgt.
Bei einer alternativen Anordnung kann die Zwischen­ speicheranordnung 64 (Fig. 2) eine viel kleinere Kapazität aufweisen. Das System kann dann auf "Anfor­ derungs- und Hol-Basis" betrieben werden. Dies bedeu­ tet, daß die Hauptspeicheranordnung 44 einen Satz von Daten ausliest, welche in die Zwischenspeicheranord­ nung 64 gespeichert wird. Bei diesem alternativen System werden die hieraus resultierenden abgespeicher­ ten Daten sofort aus dem Zwischenspeicher 64 zur Ab­ speicherung auf dem Bestimmungsmedium 62 ausgelesen. Bei einem derartigen Auslesen der Daten meldet die Zwischenspeicheranordnung 64 wiederholt Bedarf für weitere Daten aus der Hauptspeicheranordnung 44 an. Jeweils wenn eine Anforderung erfolgt, werden weitere Daten aus der Hauptspeicheranordnung 44 geholt, welche dazu benutzt wird, die aus der Zwischenspeicheranord­ nung ausgelesenen und auf dem Bestimmungsmedium aufge­ zeichneten Daten aufzufüllen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten einer ersten Aus­ führungsform des "ANDI"-Analog/Digital-Moduls 48 und der zeitlichen Abfolge des Modulbetriebs. Dieses Modul 48 wandelt die analoge Information, welche von dem Quellenmedium 46 (Fig. 1) kommt, in digitale Informa­ tionen um, welche verarbeitet und in der Hauptspei­ cheranordnung 44 gespeichert werden.
Insbesondere wird das analoge Signal, welches von einem Kassettenrekorder beispielsweise abgenommen wird in das Modul 48 durch den Eingang 84 und den Eingangs­ verstärker 86 eingespeist, welcher ein einheitliches Eingangssignal-LEVEL durch eine entsprechende Verstär­ kung herstellt. Darüber hinaus isoliert der Verstärker 86 den Eingang 84 von der nächsten Stufe 88, welche ein Tiefbaß-Filter ist, welcher die hohen Frequenzen ausfiltert.
Die nächste Station ist der Sample and Hold Verstärker 90, welcher eine Probe des Eingangssignals auf einem konstanten LEVEL hält, während der Analog/Digital-Kon­ verter 94 die Umwandlung vornimmt. Bei 92 wird ein Be­ triebsweisen-Eingangssignal dem Sample and Hold Ver­ stärker 90 zugeführt, um eine Auswahl zwischen der Ab­ tast-Betriebsweise und der Haltebetriebsweise zu tref­ fen. Im Abtast-Betriebszustand liest der Verstärker 90 das Eingangssignal und speichert es im Verstärker 90. Im Halte-Betriebszustand wird die vorher erfaßte Span­ nung auf einem konstanten Niveau gehalten, um auf diese Weise zu verhindern, daß der Analog/Digital-Kon­ verter 94 ein Eingangssignal mit sich änderndem Niveau umwandelt. In diesem speziellen System weist der Sample and Hold Verstärker eine sehr hohe Eingangsim­ pedanz auf. Der Analog/Digital-Konverter 94 weist eine sehr niedrige Eingangsimpedanz auf. Dementsprechend ist zur Kompensation hierfür eine Pufferstufe 96 zwischen diese beiden Anordnungen gekoppelt. Natürlich ist eine solche Pufferstufe nicht erforderlich, wenn die Impedanzen einander entsprechen.
Das Signal, welches den Analog/Digital-Konverter 94 erreicht, wird in digitale Daten umgewandelt, wie z. B. ein 16-bit Digitalwort. Wenn der Analog/Digital-Kon­ verter 94 die Umwandlung beendet hat, wird das digita­ le Wort in einen sogenannten FIRST-IN FIRST-OUT (FIFO-Zwischenspeicher 98) gebracht. Dieser Zwischenspeicher tastet in aneinander anschließenden Reihen ab, welche 1024 "Samples" lang sein können. Dann werden von einem Steuercomputer 42 auf einer FIRST-IN FIRST-OUT-Basis (vgl. Fig. 1, 2) die abgespeicherten Daten Wort für Wort wieder ausgegeben. Die ausgelesenen Daten werden durch den digitalen Zwischenspeicher 100 der Haupt­ speicheranordnung 40 zugeführt. Diese Zwischenspei­ cherung ermöglicht es, die zwei Systeme mit nichtsyn­ chronisierter Geschwindigkeit zu betreiben.
Die Bandbreite wird bei 99 durch Abtast- und Filter-Clock-Teilungssignale ausgewählt, welche über den Datenbus 56 ankommen und in dem ANDI-Modul 48 empfan­ gen werden. Im einzelnen sind zwei der wichtigeren Schaltungsteile im Diagramm von Fig. 3 der Timing-Generator 101 und die Clock-Teilungseinheit 102. Der Timing-Generator 101 setzt den Sample and Hold Verstär­ ker 90 in einen spezifischen Betriebszustand und star­ tet den Analog/Digital-Konverter 94. Der Timing-Gene­ rator 101 und Clock-Teilungseinheit 102 werden über den Bus 56 durch ein Signal gesteuert, welches ent­ sprechend der Steuerung durch den Hauptmikroprozessor 42 abgegeben wird. Bei dieser speziellen Ausführungs­ form ist die Quellen-Clock 104 ein 5.64480 MHz-Kri­ stalloszillator, welcher ein Ausgangssignal aufweist, welches ein exaktes Vielfaches der industriellen Standardabfragerate ist. Andere Frequenzen können bei anderen Systemen benutzt werden. Dementsprechend stellt die Teileinheit 102 eine heruntergeteilte Ab­ fragefrequenz zur Verfügung, welche der industriellen Standardrate entspricht oder ein Vielfaches hiervon ist. Durch den Timing-Generator 101 werden die durch die Schaltung 102 geteilten Clock-Pulse in zeitliche Übereinstimmung gebracht derart, daß schaltungsbe­ dingte Verzögerungen ausgeglichen werden, wie z. B. die endliche Zeit, welche erforderlich ist, bis ein Signal vom Eingang des Verstärkers 86 zum Eingang der Sample and Hold Schaltung 90 gelangt.
Der dividierte Abfrageimpulsstrom wird von der Clock-Teilungseinheit 102 über die Leitung 103 dem Tiefbaß-Filter 88 zugeführt.
Im Betrieb schaltet der auf diese Weise Clock-ge­ steuerte Tiefpaß-Filter 88 (Fig. 3a) einen Kondensator vor und zurück zwischen seinem Eingang und einem Aus­ gang. Dies führt dazu, daß ein Vorgang gestartet wird, wobei das analoge Signal in eine Vielzahl von Pulsen aufgeteilt wird, welche den Informationsgehalt in dem Analogsignal darstellen. Der Tiefpaß-Filter 88 umfaßt dabei ein geschaltetes Kondensatornetzwerk 105, wel­ ches über Clock-Impulse auf der Leitung 103 über die Teilerschaltung 106 und den Clock-Generator 107 ge­ trieben wird. Die Teilerschaltung 106 kann so einge­ stellt werden, daß sie eine Teilung um 1, 2 oder 4 vor­ nimmt. Die Schaltanordnung 105 verbindet abwechselnd einen kleinen Kondensator mit dem Eingang "IN" und dem Ausgang "OUT". Fig. 3b zeigt eine Filtercharakte­ ristik, wobei die Frequenzen, welche durch den Tief­ paß-Filter gehen, scharf nach einer bestimmten Fre­ quenz abfallen, welche vorgegeben ist durch ein Ver­ hältnis der Frequenz des Eingangssignals dividiert durch die Frequenz der Clock-Impulse aus der Clock 107. Dementsprechend kann die Abschneidefrequenz ge­ ändert werden durch eine Änderung des Teilungsfaktors der Teilungseinheit 106.
Vor der Analog/Digital-Umwandlung in dem Konverter 94 wird ein kleiner Teil des analogen Signals einem Sample and Hold Kondensator in der Schaltung 90 zuge­ führt, wo er lange genug gehalten wird, um eine Ladung anzuhäufen, welche der momentanen Amplitude der im wesentlichen analogen Wellenform während dieses Teils entspricht.
Die Timing-Anforderungen für die Ausführungsform des Analog/Digital-Moduls, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, können in den Diagrammen nach Fig. 4 ersehen werden, welche selbsterläuternd sind.
Das Steuercomputermodul 42 (Fig. 5) umfaßt ein kom­ merziell verfügbares Computersystem 110, welches für eine Mehrzahl von Benutzern geeignet sein sollte. Dies bedeutet, daß der Computer in der Lage sein sollte, Daten in eine Mehrzahl unterschiedlicher Kategorien einzuteilen und zu trennen. Jeder aus einer Mehrzahl von Kunden und Copyright-Berechtigten hat ein geson­ dertes Buchhaltungs-Speicherkonto, um eine Gebühren­ berechnung möglich zu machen. Auf diese Weise kann, da jedes aufgenommene Informationspaket aus dem Haupt­ speicher ausgelesen wird, eine Plattenfirma oder eine andere Person, die Inhaberin des Copyright für das speziell ausgewählte Stück ist, eine buchhalterische Gutschrift erhalten. Bei einem verwendeten System war der Steuercomputer ein Maxicom/DL-Computer für vier Benutzer mit einem 85 Megabyte-Festplattenspeicher Diese Einheit weist eine parallele Mehrzweckschnitt­ stelle 112 auf, welche Befehle aussendet und Antworten von Kommandos über die verschiedenen Datenbusse er­ hält. Jede geeignete Schnittstellenschaltung 112 kann verwendet werden, um diesen Computer in andere Systeme zu integrieren. In der Regel entsprechen diese Schnittstellen den SCSI (Kleincomputersystemschnitt­ stellen)-Standards.
Die Hauptspeicheranordnung 44 (Fig. 6) umfaßt eine ge­ eignete Aufnahmeeinrichtung, wie z. B. einen kommer­ ziell verfügbaren Laserschreib-Lesekopf 114 (wie z. B. 12 oder 14 Inch) mit auswechselbarer Platte. Die Daten werden durch die Hauptspeicher­ anordnung 44 auf der Platte gespeichert und von dieser wieder abgerufen in Abhängigkeit von industriellen Standardbefehlen.
Sowohl die Daten als auch die Hauptspeicheranordnung werden über den Datenbus 54 geschickt.
Die Hauptspeichersteuerung 40, (Fig. 7) verwendet Kun­ densoftware mit einem kommerziell verfügbaren 32-bit Hauptprozessor 116. Eine SCSI Schnittstelle 118 und eine Mehr­ zweckschnittstelle 120 verbinden die Steuerung 40 mit anderen Schaltkreisen über Standarddatenbusse.
Das Quellenmedium 46 (Fig. 8) ist irgendein geeigne­ tes, kommerziell verfügbares Gerät in Studioqualität, wie z. B. ein Spule-Spule-Wiedergabegerät, ein Platten­ spieler, ein Kassettenspieler, ein CD-Plattenspieler oder eine andere vergleichbare Vorrichtung 126, welche geeignete AUDIO-Ausgangssignale, üblicherweise Analog­ signale, liefern kann. Wenn das Quellenmedium 46 sei­ nen Startbefehl erhalten hat, sei es "Start", "Stop", "Zurückspulen" usw., und zwar über den Quellenmedium­ steuerbus 58, antwortet es wie angesteuert und sendet analoge Ausgangssignale über den Quellenmediumaus­ gangsbus 50 an die nächste Stufe.
Unter der Steuerung des Steuercomputers 42 wählt die Speichersteuerung 40 die Bandbreite aus. Dann startet die Steuerung 40 das Quellenmedium 46, indem Signale über den Quellenmediumsteuerbus 58 ausgesandt werden. Wenn die Hauptspeichersteuerung 40 das Quellenmedium 46 gestartet hat, erhält sie "Samples", welche von dem ANDI-Modul 48 über den Eingangsdatenbus 52 abgegeben werden. Diese "Samples", d. h. kurzzeitigen Abtastun­ gen, werden über den Bus 52 der Hauptspeicherschaltung 44 über den Datenbus 54 zugeführt.
Wenn der Steuercomputer 42 eine Auslesung befiehlt, wird über die Steuerung 40 die Bestimmungssteuerung 72 (Fig. 2) über den Steuerbus 56 aktiviert. Nach der Initialisierung der Bestimmungssteuerung 72 beginnt ein Suchzyklus, um Daten aus der Hauptspeicheranord­ nung 44 über den Hauptspeicher-Datenbus 54 und die SCSI-Schnittstelle 118 (Fig. 7) auszulesen. Die aus der Hauptspeicherschaltung 64 erhaltene Information wird über den Datenbus 54 zur Zwischenspeicherein­ richtung 64 geschickt, wo sie gespeichert wird.
Fig. 9 und 10 zeigen Details einer ersten Ausfüh­ rungsform des Digital/Analog-Moduls (DIAN) 68 und des zeitlichen Ablaufs der Modul-Operationen. Dieses Modul 68 übersetzt die digitalen Daten, wie sie von der Be­ stimmungssteuerung 72 (Fig. 2) erhalten werden, in eine analoge Information, wie sie für das Bestimmungs­ medium 62 benötigt wird.
Der Digital/Analog-Umwandlungsprozeß beginnt damit, daß die Bestimmungsschaltung 72 eine Clock-Teilerein­ heit 130 in dem Modul nach Fig. 5 in Betrieb setzt, so daß diese mit der gewünschten Abtastrate arbeitet. Die Befehlssignale, welche die Abtastrate festlegen, wer­ den über den Steuerbus 76 übertragen. Nach einer Periode, welche ausreicht, daß die Clock-Frequenz sich stabilisiert, startet die Bestimmungssteuerung 72 (Fig. 2) das Bestimmungsmedium über den Bus 78. Die Zwischenspeicheranordnung 64 sendet kontinuierlich 16-bit "Samples" an die "first-in first-out"-Speicher­ schaltung 132 (Fig. 9), und zwar über den Datenbus 66.
Zwei kritische Schaltungsteile in dem Digital/Analog-Modul (Fig. 9) sind der Timing-Generator 134 und die Clock-Teilungseinheit 130. Der Timing-Generator sorgt für die zeitliche Koordination der heruntergeteilten Clock-Impulse um Schaltungsverzögerungen auszuglei­ chen. Eine derartige schaltungsbedingte Verzögerung entsteht z. B. dadurch, daß ein Signal von dem FIFO-Puffer 132 zu dem Konverter 142 übertragen werden muß, welches durch den Zeitkoordinationsimpuls angepaßt wird.
Die Haupt-Clock 136 weist eine Frequenz von 5.64480 MHz bei diesem Ausführungsbeispiel auf. Diese Frequenz wird durch die Clock-Teilungseinheit 130 herunterge­ teilt. Die Bestimmungssteuerung 72 gibt ein Teilungs­ steuersignal an die Clock-Teilungseinheit 130, welches verwendet wird, um die Impulsfrequenz der Haupt-Clock herunterzuteilen. Gleichermaßen sendet die Bestim­ mungssteuerung ein Teilungssteuersignal über den Steuerbus 76 und die Schaltung 130 an den Tiefbaß-Filter 140, welcher dieses als Filter-Clock-Frequenz verwendet. Das Ausgangssignal des Tiefpaß-Filters 140 geht durch einen Ausgangspuffer 146 und treibt das Bestimmungsmedium 62 über den Bus 70.
Wenn der Abtast-Clock-Impuls-Strom dem Timing-Genera­ tor 134 zugeführt wird, wird ein Leseimpuls erzeugt und ausgesandt an den "first-in first-out"-Puffer 132. Sobald dieser Leseimpuls abgesandt ist, werden die Daten aus dem "first-in first-out"-Puffer 132 in den Digital/Analog-Konverter 142 ausgelesen. Der Konverter 142 erhält dann einen Startbefehl von dem Timing-Gene­ rator 134 über die Leitung 143, woraufhin alle anderen am Eingang anliegenden Daten ignoriert werden und die digitalen Daten bzw. Datenwörter, welche empfangen werden, in analoge Abtastsignale umgewandelt werden. Das analoge Ausgangssignal geht durch eine Pufferstufe 144 und gelangt zum Tiefpaß-Filter 140, welcher das Ausgangsfrequenz-Antwortverhalten des Systems be­ stimmt. Da die Ausgangs-Abtastfrequenz für unter­ schiedliche Bestimmungsgeschwindigkeiten geändert wer­ den kann, kann der Tiefpaß-Filter 140 so programmiert werden, daß er die Abschneidfrequenz ändert, ohne daß eine Änderung der Software erforderlich ist.
Fig. 10 zeigt den Zeitablauf für den Betrieb des Digi­ tal/Analog-Konverters nach Fig. 9. Diese Darstellung kann wohl als für sich selbst sprechend angesehen werden.
Die Details einer Ausführungsform der Bestimmungs­ steuerung 72 sind in Fig. 11 dargestellt. Diese um­ fassen zwei 32-bit Binärzähler 150, 152 und ein Be­ stimmungssteuerungs-Speicher-Flip-Flop 154. Der Be­ stimmungssteuerungsvorgang beginnt bei der Haupt­ speichersteuerung 40 (Fig. 2), welche eine Start­ adresse über den Steuerbus 56 in dem 32-bit Binär­ zähler 150 speichert. Die Bestimmungssteuerung 72 triggert die Digital/Analog-Schaltung 68 über den Bus 76 (Fig. 9). Dann beginnen Datenbytes von der Haupt­ speicherschaltung 44 (Fig. 2) durch die Hauptspeicher­ steuerung 40 zu der Zwischenspeicheranordnung 64 zu fließen.
Die Zwischenspeicheranordnung 64 (Fig. 12) weist ein Modul mit einem Speicher auf, welcher aus einem großen RAM-Feld 156 und einer Speicherkapazität von 96 oder mehr Megabytes besteht. Die Daten kommen herein von der Hauptspeichersteuerung 40 (Fig. 2) über den Daten­ bus 65 (Fig. 12) und werden in der Schaltung 151 mit einer 32-bit Speicheradresse kombiniert, welche über den Speicheradressenbus 80 aus der Bestimmungssteue­ rung 72 ankommen. Diese kombinierten Daten werden dann in dem RAM 156 an der jeweiligen Adresse gespeichert. Die Daten werden aus dem RAM 156 ausgelesen in Abhän­ gigkeit von einer Adresse, welche in der Bestimmungs­ steuerung 72 erzeugt und über den Suchadressenbus 82 gesandt wird. Wenn die Adresse in der Schaltung 160 verriegelt ist, werden die Daten aus dem RAM-Feld 156 ausgelesen und zu dem DIAN-Modul 68 über den Datenbus 66 geschickt.
Jedesmal wenn die Zwischenspeicheranordnung 64 einen Datenbyte erhält, sendet sie auch einen Abtastimpuls über einen Teil des Datenbusses 56 zur Bestimmungs­ steuerung 72 (Fig. 2). Dieser Abtastimpuls erhöht den Zähler 158 jedesmal, wenn ein Datenbyte in der Zwi­ schenspeicheranordnung 64 abgespeichert wird. Gleich­ zeitig wird die neue Adresse erhöht und von der Be­ stimmungssteuerung 72 über den Adressenbus 80 zur Zwischenspeicheranordnung 64 zurückgesandt. Dieser Vorgang setzt sich fort bis die Hauptspeichersteuerung 40 alle Datenbytes zu der Zwischenspeicheranordnung gesandt hat, worauf dann ein Abtastfrequenzteilungs­ signal an das Digital/Analog-Modul 68 (Fig. 2) über den Steuerbus 56 abgegeben wird.
Wenn die Abtastfrequenz in dem Modul 68 (Fig. 9) fest­ gelegt ist, sendet die Bestimmungssteuerung 72 ein Be­ stimmungsmedium-Startsignal über den Bestimmungsme­ dium-Steuerbus 78 (Fig. 11). Unter der Annahme, daß das Bestimmungsmedium ein Kassettenrekorder ist, wird er durch dieses Signal auf den Betriebszustand "Auf­ nahme" geschaltet. Dann wird durch die Bestimmungs­ steuerung 72 die Zwischenspeicheranordnung 64 akti­ viert (Fig. 12), wobei eine Aufsuchadressenroutine über den Steuerbus 82 in Gang gesetzt und das Digi­ tal/Analog-Modul 68 aktiviert wird. Bei Bedarf sendet das Modul 68 ein Datenbyte-Anforderungssignal über den Datenanforderungsbus 74 zu der Zwischenspeicheranord­ nung 64. Die Bestimmungssteuerung 72 (Fig. 11) inkre­ mentiert den Aufsuchtadressen-Binärzähler 152, welcher dann eine erneut inkrementierte Adresse an die Zwi­ schenspeicheranordnung 64 über den Aufsuchadressenbus 80 schickt. Dieser Vorgang setzt sich fort bis alle Daten von der Zwischenspeicheranordnung 64 abgeschickt sind, worauf dann die Hauptspeichersteuerung 40 (Fig. 1) die Digital/Analog-Modul-Abtastfrequenz unterbricht ebenso wie das Bestimmungsmedium 62 (Fig. 2) über den Bestimmungsmedium-Steuerbus 78 angehalten wird. Der Kassettenrekorder oder eine andere Aufnahmeeinrichtung schalten ab.
Wenn die Aufnahme auf dem Bestimmungsmedium 62 voll­ ständig ist, kann die Hauptspeichersteuerung 40 einen "Rückspul-Befehl" oder einen anderen entsprechenden Befehl über den Bestimmungsmedium-Steuerbus 60 senden, um die Aufnahme zu beenden.
Das Bestimmungsmedium 62 (Fig. 2) kann jeden kommer­ ziell verfügbaren Vervielfältiger umfassen, in der Regel jeden geeigneten Kassettenrekorder Das Bestimmungsmedium 62 erhält seine Befehle (ungeachtet dessen ob dies nun "Start"-, "Stop"-, "Rückspul"-Befehle od. dgl. sind) über den Bestimmungsmedium-Steuerbus 78. Sobald ein Befehl empfangen ist, nimmt das Bestimmungsmedium 62 die Audiosignale auf, welches es über den Bestimmungs­ medium-Steuerbus 70 erhält.
Fig. 14 zeigt eine grafische Darstellung, welche ein Problem darstellt, wie es gemäß dem Stand der Technik auftritt, wenn Musik in ein impulscodiertes Modula­ tionssignal ("PCM") umgesetzt wird. In dieser grafi­ schen Darstellung-ist auf der horizontalen Achse die Zeit und die Klangamplitude auf der vertikalen Achse aufgetragen. Ein Musiksignal ist aufgetragen, welches erheblich komplexer ist all ein entsprechendes Stimm­ signal. Diese Komplexität beruht darauf, daß eine An­ häufung musikalischer Instrumente (Trompeten, Violi­ nen, Trommeln, Glocken usw.) vorliegt, welche zusammen eine größere Klangbreite als die menschliche Stimme ausmachen.
Die PCM-Technik entstammt aus der Telefontechnik, wo das höchste Frequenzniveau der übertragenen Stimm-Sig­ nale bei 3500 s-1 liegt. Die Forschungsarbeiten im Telefonbereich zeigen, daß die Abtastrate wenigstens das Doppelte der höchsten Frequenz betragen sollte, welche codiert werden soll (d. h. eine Abtastrate von etwa 7000 s-1 wäre erforderlich).
Es ergeben sich zwei Probleme da die PCM-Abtastrate (d. h. eine Abtastung beim Doppelten der höchsten vor­ kommenden Frequenz) für Musik angewandt wird. Das erste besteht darin, daß eine Sinuswelle in geeigneter Weise ein Stimmsignal annähern kann, welches über eine Telefonleitung übertragen wird, da die Wellenform der niedrigen Frequenzen einer einzigen menschlichen Stimme nicht sehr stark von einer solchen Sinuswelle abweicht. Jedoch stellt eine Sinuswelle keine geeig­ nete Basis für die Untersuchung eines Musiksignals dar, welches den komplexen Klang eines Orchesters um­ faßt. Zweitens ist zu berücksichtigen, daß die Tele­ fontechnik an einer Signalübertragung bei niedrigen Kosten interessiert ist, wobei lediglich eine aus­ reichende Klangtreue zur Erzielung von erstens eines guten Verständnisses des gesprochenen Wortes und zweitens eines nicht zu aufdringlichen Gesamtklangs angestrebt wird. In der Musik reicht ein reines Ver­ ständnis nicht aus. Es besteht die Forderung nach einer vollständigen Klangtreue mit einem Qualitäts­ standard, der viel höher ist als die Qualität, wie sie für einfache Sprache gefordert wird.
Um dies zu illustrieren, weist Fig. 14 eine analoge Wellenform 200 von Musik auf, welche willkürlich ausgewählt wurde, um zu veranschaulichen, daß eine einzelne Sinuswelle nicht mehr als ein Minimum des verfügbaren Informationsgehaltes darstellen kann. Dem­ entsprechend sind telefontechnische Untersuchungen auf der Basis von Sinuswellen nicht geeignet, Hinweise auf die Verarbeitung von Musiksignalen zu geben. Dement­ sprechend ist die übliche Abtastrate entsprechend der doppelten höchsten Frequenz für Musik nicht geeignet.
In Fig. 14 zeigen die Marken 212, 214 die Grenzen eines einzigen aus einer Mehrzahl zyklisch wiederkehrender Zeitfenster, welche die herkömmliche Beziehung haben, und in welchen eine Abtastung mit dem Doppelten der höchsten Frequenz durchgeführt werden muß, welche re­ produziert werden soll. Die Momentanamplituden der Abtastlinie 216 geben eine rohe Annäherung der analo­ gen Welle 200 und der Abtastwellenform 216 innerhalb des Zeitfensters 212, 214. Die Annäherung ist möglich, weil der Volt/Sekunden-Gehalt der Zeitfenster-Impulse, welche die Linien 216, 228 bilden, im wesentlichen zu­ sammenfällt mit den Mittelwerten der analogen Wellen­ form. Allerdings wird auch auf den ersten Blick deut­ lich, daß die analoge Kurve 200 erheblich mehr Infor­ mationsgehalt umfaßt, welcher in der Abtastkurve 216 vollständig verlorengeht.
Nimmt man weiterhin an, daß die analoge Wellenform 200 leicht versetzt ist relativ zum Zeitfenster 212, 214, so daß die Abtastperiode mit Maximalwerten 220, 222 in der analogen Welle 200 anstatt mit mehr am Rande gele­ genen Zwischenpunkten 224, 226 der analogen Welle 200 zusammenfällt, dann ergibt sich die Abtastwellenform 228. Ein optischer Vergleich der Abtastwellenformen 216, 228 zeigt schnell, daß die Abtastwelle 228 eine sehr schlechte Wiedergabe der analogen Kurve 200 dar­ stellt. Für das Folgende soll die Welle 216 als der günstigste Fall und die Welle 228 als der schlechteste Fall bezeichnet werden.
Die Unterschiede zwischen (d. h. die Abstände zwischen) der analogen Wellenform 200 und den Abtastwellenformen 216, 228 werden als Abtastfehler bezeichnet. Es muß von der Annahme ausgegangen werden, daß die Zeitfenster und ein analoges Mittel nicht stets mit einem daraus entstehenden ungünstigsten Abtastfehler zusammenfallen (d. h. der Abtastfehler entspricht dem der Abtastwelle 228 und nicht dem der Abtastwelle 216). Dementspre­ chend sollten Audiosysteme so ausgelegt sein, daß sie die bestmöglichen Ergebnisse mit der ungünstigsten Wellenform 228 liefern.
Aufgrund einiger Überlegungen wird klar, daß der Ab­ tastfehler mit einer Erhöhung der Frequenz des Klangs größer wird, welcher durch das analoge Signal darge­ stellt wird. Entsprechend kann der Abtastfehler da­ durch reduziert werden, daß die analoge Welle 200 durch einen Tiefpaß-Filter geschickt wird. Anders ge­ sagt wird die dem ungünstigsten Fall entsprechende Wellenform 228 sehr ähnlich der günstigsten Wellenform 216, wenn ein Filter die Peaks 220, 222 eliminiert. Allerdings hat dann die analoge Wellenform, welche reproduziert wird, bereits viel von ihrem Charakter aufgrund des Tiefpasses verloren. Diese Ausfilterung der niederen Frequenzen der analogen Wellenform 200 zerstört völlig den Informationsgehalt, wie er durch die Maxima 220, 222 und 223 dargestellt wird. Dieser Verlust wirft eine neue Reihe von Problemen für ein Audiowiedergabesystem auf, welches nach höherer Klang­ treue strebt. Unter diesen Problemen findet sich eine Beschränkung der Bandbreite für das aufgenommene Sig­ nal.
Es wird deutlich, daß wenn eine Abtastung öfters vor­ genommen wird (d. h. wenn die Abtastfrequenz des Zeit­ fensters 212, 214 höher liegt), die Abtastkurve dem analogen Signal näher kommt. Es ist jedoch sehr schwierig für den Konstrukteur, eine annähernd ange­ messene Entscheidung betreffend die Erhöhung der Ab­ tastrate zu treffen, da die industrielle Standard-Frequenz für die Zeitfensterwiederholung zwischenzeit­ lich gut eingeführt ist. Wenn ein Aufnahme-Wiedergabe-System so ausgelegt wird, daß es mit einer neuen und entsprechend höheren Abtastfrequenz arbeitet, kann eine so hergestellte Aufnahme über bestehende Wieder­ gabegeräte nicht abgespielt werden.
Entsprechend der zweiten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform wird ein Abtastsystem mit einer sehr hohen Abtastrate gefahren, um das analoge Signal besser nachzuvollziehen und eine höhere Klangtreue zu erhal­ ten, als sie nach dem industriellen Standard möglich ist. Das Ergebnis dieser hohen Abtastfrequenz wird in einen Computer eingespeist, welcher eine theoretische Wellenform errechnet, welche sich ergeben würde, wenn die Standard-Abtastrate verwendet würde, wenn damit dem Originalanalogsignal mit der günstigsten Wellen­ form nahegekommen wird. Dann werden die PCM-Signale, welche an den Rekorder gegeben werden, auf der Basis einer theoretischen Abtastwellenform erzeugt, welche berechnet wird, und nicht auf der Basis der Abtastun­ gen, welche tatsächlich von dem Analogsignal abgegrif­ fen werden.
In Fig. 15 ist die analoge Wellenform 200 und das Zeitfenster 212, 214 im einzelnen dargestellt, welche den entsprechend numerierten der analogen Wellenform nach Fig. 14 entsprechen. Dementsprechend weist eine Abtastwelle, welche diesem Zeitfenster 212, 214 ent­ spricht, alle Charakteristika einer Standard-Abtast­ welle auf, welche moduliert und später auf herkömm­ lichen Wiedergabegeräten abgespielt wird. Andererseits wird bei dieser Ausführungsform die Abtastschaltung mit einer sehr hohen Frequenz betrieben, wie z. B. 16 mal so hoch wie die Standard-Abtastfrequenz. Dement­ sprechend wird das analoge Signal hinreichend oft ab­ getastet, so daß es sehr genau wiedergegeben werden kann. Dementsprechend wird das analoge Signal erheb­ lich originalgetreuer wiedergegeben. Die Hochfrequenz-Abtastperioden sind durch X-Markierungen dargestellt (wovon eine mit 230 bezeichnet ist), wobei jede Ab­ tastung eine Amplitude aufweist, welche dem Analog­ signal entspricht.
Von diesen Hochgeschwindigkeits-Abtastungen ausgehend berechnet ein Computer den Volt/Sekunden-Gehalt der Impulse, welche die Abtastwellenform 232 oder 234 bilden, welche der Analogwellenform 200 sehr nahe kommen. Die günstigste Abtastwellenform 232 in Fig. 15 läßt sich heranziehen um zu zeigen, daß sie im wesent­ lichen der günstigsten Wellenform 216 in Fig. 14 ent­ spricht. Da es sich hierbei um den günstigsten Fall handelt, wird keine Veränderung gegenüber dem erfin­ dungsgemäßen Vorgehen festgestellt. Jedoch die ungün­ stigste Wellenform 234 gemäß der Erfindung liegt von der besten Wellenform 216 um den gleichen Betrag ent­ fernt als die herkömmliche ungünstigste Wellenform 218 von der besten Wellenform 216 entfernt ist. Durch den Vergleich der Fläche zwischen den beiden herkömmlichen Wellenformen 216, 228 mit der Fläche zwischen den zwei erfindungsgemäß erzielten Wellenformen 232, 234 läßt sich leicht zeigen, daß erfindungsgemäß die Wellenform 234 des ungünstigsten Falls der Wellenform des gün­ stigsten Falls 232 erheblich näher kommt als die Wellenform 228 des ungünstigsten Falls von der Wellen­ form des günstigsten Falls 216 entfernt ist. Dement­ sprechend stellt es kein Problem mehr dar, wenn die Abtastung mit Maxima des Analogsignals zusammenfällt, wie dies bei der Abtastwelle 228 hinsichtlich der Maxima bzw. Minima des Analogsignals 200 der Fall ist.
Fig. 16 ist eine grafische Darstellung, welche die verbesserte Originaltreue des hochfrequenten Endberei­ ches des Spektrums für das erfindungsgemäße Aufnahme­ system im Vergleich zu einem herkömmlichen Aufnahme­ system veranschaulicht, wobei eine Standard-Abtastrate verwendet wird. Die von einer Aufnahme gelieferte Frequenz wird sich bei manchen niedrigen Frequenzen erhöhen, ein flaches Maximum aufweisen und bei gewis­ sen höheren Frequenzen abfallen. Fig. 16 zeigt, daß für Standardsysteme der Abfall abrupt bei 20 K statt­ findet. Bei dem erfindungsgemäßen System ist ein Ver­ lust von etwa 2 dB bei 40 K und ein Verlust von 5 dB bei etwa 60 K festzustellen. Obwohl Menschen solchen hohe Frequenzen nicht hören können, ist doch eine psychologische Reaktion hierauf feststellbar, wodurch der Klang wesentlich gefördert wird, insbesondere im Geräusch-Bereich (d. h. bei lauten Instrumenten wie Trommeln, Glocken usw.).
Fig. 17 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Realisierung dieser Ausführungsform der Erfindung. Im einzelnen ist dort dargestellt ein Abtast-Clock-Ein­ gang 240, welcher Clock-Impulse hinreichend hoher Fre­ quenz erhält, welche ein näheres Verfolgen des Analog­ signals ermöglicht, wie durch die X-Markierungen 230 in Fig. 15 veranschaulicht. Vorzugsweise kann eine Abtastrate verwendet werden, welche 16 mal höher als die übliche Abtastrate ist. Wenn der Abtastaktivie­ rungs-Vorspann 242 betätigt wird, antwortet die Clock-Teilungsschaltung 244 auf die Clock-Impulse und stellt verschiedene Ausgangssignale zur Verfügung.
Das analoge Signal liegt an einem Eingang 246 an und wird der Verstärkungseinstellungsschaltung 248 zuge­ führt, welche alle Eingangssignale auf eine Standard­ amplitude bringt. Danach passieren die Signale einen Pufferverstärker 250, welcher eine Trennung bewerk­ stelligt. Zwei Sample and Hold Schaltungen 252, 254 arbeiten wechselweise, da die erfindungsgemäße Abtast­ rate für eine Reaktion der Komponenten einer einzigen Sample and Hold Schaltung zu hoch ist, wenn mit einem akzeptablen Niveau an Antwortpräzision gearbeitet werden soll. Die Sample and Hold Schaltungen 252, 254 werden alternativ aktiviert entsprechend der Ansteue­ rung durch eine Folge- und Auswahlschaltung, welche von der Clock-Teilungsschaltung 244 getrieben wird.
Die Schaltungen zur jeweiligen Auswahl der Sample and Hold Schaltungen sind durch die Schalter 258, 260, 258′, 260′ veranschaulicht. Die Ausgänge dieser Sample and Hold Schaltungen 252, 254 werden dem Eingang eines Analog/Digital-Konverters 262 zugeführt.
Die Clock-Teilungsschaltung 244 führt Clock-Impulse der Folge- und Auswahlschaltung 256 und dem Konverter 262 mit der hohen Frequenz der Abtast-Clock 240 zu. Die Impulse werden durch die Impulsformungsstufe 264 neu geformt. Die hohe Abtastrate kann 16 mal höher als die Standard-Abtastrate sein.
Die Clock-Teilungsschaltung beaufschlagt einen Timing-Generator 266 um diesen über die Zeitumwandlung auf dem laufenden zu halten und gruppiert die Hochfre­ quenzabtastungen auf die Standardfrequenz um. Bei­ spielsweise wird bei der vorgeschlagenen 16 : 1-Umwand­ lung durch die Clock-Teilerschaltung 244 das "erste" Terminal 268 beim ersten von jedem der 16 aufeinander­ folgenden Clock-Impulse und das "letzte" Terminal 270 beim 16. Puls angesteuert, wobei unmittelbar hierauf auf das Reset-Terminal ein Rücksetz-Impuls 272 gegeben wird. Auf diese Weise wird durch die Schaltung 266 erreicht, daß 16 Hochfrequenzabtastungen zu einer Standard-Abtastung zusammengefaßt werden.
Der Analog/Digital-Konverter 262 wandelt jeden Abtast­ impuls in Abhängigkeit von einem Clock-Impuls um, wel­ cher durch die Impulsformerstufe 264 dem "Go"-Eingang zugeführt wird. Nach jeweils 16 Abtastungen einer Gruppe sendet der Konverter 262 ein Vollzugssignal an den Timing-Generator 266.
Die Clock-Teilungsschaltung 244 sendet eine 4-bit-Zahl an das ROM 274, und zwar für jede der 16 Abtastungen, welche an den Konverter 262 geführt und dort decodiert werden, um auf diese Weise jede der 16 Hochgeschwin­ digkeitsabtastungen hinsichtlich ihrer Gruppenzugehö­ rigkeiten, wie sie dann erhalten wird, zu identifizie­ ren. Diese Nummer führt dazu, daß das ROM 274 einen Koeffizienten zu einem Akkumulator 276 sendet, wo er als Multiplikator verwendet wird. Die Koeffizienten in dem ROM werden dort durch den Programmierer abgelegt, der das ROM erstellt. Beispielsweise ist der Multi­ plikator dann, wenn alle 16 Impulse dasselbe Gewicht haben 1/16 für jeden der Hochgeschwindigkeitsabtast-Impulse. Wenn andererseits die Schaltung 276 eine Tendenz berücksichtigt, können unterschiedliche Koef­ fizienten für jedes Hochgeschwindigkeits-Abtastsignal der Gruppe gewählt werden. Wenn dementsprechend die Abtastung zeigt, daß die 16 Hochgeschwindigkeits-Ab­ tastimpulse eine Einhüllende bilden, welche mehr oder weniger einer Dreiecks-Analog-Kurve folgen, stellen die Koeffizienten eine Dreiecksfläche dar. Andere Koeffizienten werden verwendet, um eine Dreiecksfläche zu erzeugen, wenn die Hochgeschwindigkeits-Abtastungen eine Einhüllende aufweisen, welche innerhalb einer Abtastfläche entsprechend einer Gruppe von 16 Hochge­ schwindigkeits-Abtastungen rechteckig ist.
Die Analog/Digital-Konverterschaltung 262 sendet jeden der digitalcodierten Impulse, welche das analoge Sig­ nal darstellen, zu dem Akkumulator 276. Dort werden sie mit dem aus dem ROM 274 erhaltenen Koeffizienten multipliziert und dann akkumuliert, um die Abtastsig­ nale in Übereinstimmung mit der Standard-Abtastrate zu bringen.
In Fig. 15 ist im einzelnen dargestellt, wo 16 X-Mar­ kierungen 230 auf der analogen Kurve 200 mit der Stan­ dard-Abtastrate 212, 214 eingetragen sind. Der Umwand­ ler 262 (Fig. 17) wandelt jede der Hochgeschwindig­ keits-Abtastungen, welche durch die jeweiligen X-Mar­ kierungen dargestellt sind, in eine Impulscodierung um, welche zu einem Akkumulator 276 gesandt wird. Der Akkumulator speichert die Codes der 16 Abtastungen, welche eine Gruppe entsprechend dem Standard-Zeit­ fenster bilden, und berechnet den Impulscode einer hypothetischen Abtastung, welcher die analoge Kurve während des Standard-Zeitfensters 211, 214 am besten wiedergibt.
Die Datenverriegelungsschaltung 278 wird periodisch aktiviert, um den Impulscode auszuschleusen, der der hypothetischen Abtastung im Standard-Zeitfenster ent­ spricht. Dieser Code kann direkt aufgezeichnet werden oder in Abhängigkeit von den jeweiligen Systemanforde­ rungen an einen FIFO-Speicher übertragen werden, um dort eine Pufferspeicherung zur Wiederausgabe der Codeimpulse vorzunehmen.
Jedesmal wenn eine hypothetische Abtastung entspre­ chend der Standardfrequenz berechnet ist, löst der Timing-Generator einen Abtastimpuls 280 auf, um die übrige Schaltung darüber zu informieren, daß eine Ab­ tastung vollständig erfolgt ist und aufgezeichnet wer­ den soll. Die übrige Schaltung antwortet auf diesen Impuls durch einen Impuls auf den Rückantwortbus 282. Die Schaltung ist nun bereit, die nächste Abtastung zu verarbeiten.
Die zweite Ausführungsform des Digital/Analog-Moduls 68 entspricht im wesentlichen einer Invertierung der in Fig. 17 dargestellt Schaltung. In diesem Modul kann das Koeffizienten-ROM 274 eine wichtigere Rolle spie­ len, da den 16 Hochgeschwindigkeits-Abtastungen unter­ schiedliche Amplituden zugeordnet werden können, um auf diese Weise eine noch bessere Annäherung der ana­ logen Kurve zu erzielen.
Details des Systems zur Wiederdarstellung des analogen Signals sind in den Fig. 18 bis 28 dargestellt, welche sich auf den Aufbau des DIAN-Moduls 68 (Fig. 2), der Bestimmungssteuerung 72 und der Zwischenspeicheranord­ nung 64 beziehen.
Das DIAN-Modul (Fig. 18) stellt eine andere Ausfüh­ rungsform des DIAN-Moduls dar, welches in Fig. 9 dar­ gestellt ist und welches eine noch genauere analoge Kurve errechnen kann. Insbesondere ist die Digital/Analog-Konverterschaltung ("DIAN") nach Fig. 18 im wesentlichen die Umkehrung der Analog/Digital-Schal­ tung ("ANDI") von Fig. 3. Jede von diesen DIAN-Kon­ verter-Schaltungen ist also individuell für sich ver­ wendbar unabhängig von deren Verwendung im erfindungs­ gemäßen System. Beispielsweise könnte die ANDI-Schal­ tung als Teil eines Rekorders und die DIAN-Schaltung in einem Wiedergabesystem verwendet werden. Im vorlie­ genden Fall werden diese Schaltungen jedoch als in einem gemeinsamen System verwendet beschrieben.
Das Ausgangssignal des Digital/Analog-Moduls nach Fig. 18 eliminiert bereits weitgehend den Bedarf an einem Ausgangs-Tiefbaß-Filter, da durch die Überab­ tastung des Ausgangssignals ein Großteil dieser Fil­ terung bereits bewerkstelligt wird, wie in Fig. 3b angedeutet. Die DIAN-Tätigkeit ermöglicht eine sehr hohe Betriebsgeschwindigkeit ohne einen geschalteten Kondensatorfilter erforderlich zu machen. Wenn es er­ forderlich werden sollte, die Ausgangsgeschwindigkeit zu ändern, z. B. von dem 16fachen auf das 32fache, wirkt DIAN so, daß ein Tiefbaß-Filter entbehrlich wird.
In Fig. 19 stellt die Linie A die ursprüngliche ana­ loge Wellenform dar, welche die Basis für die Analoge Digital -Umwandlung gemäß Fig. 3 war. Dementsprechend wird es im Idealfall als wünschenswert angesehen, daß exakt diese Kurve am Ausgang des DIAN-Moduls anliegt. Die Linie B stellt eine gestufte Ausgangskurve dar, wie sie von einem üblichen PCM-Konverter erzeugt würde basierend auf Abtastungen an den Punkten 1, 2, 3, 4 und 5 in Linie A in Fig. 19. Linie C stellt das berechnete analoge Ausgangssignal dar, welches durch das DIAN-Mo­ dul nach Fig. 18 erzeugt wird. Die Linie C wird durch die Auswertung von 16 Abtastungen (jeweils durch einen kurzen Strich veranschaulicht) erhalten, welche je­ weils an Punkten erfolgen, welche gleichmäßig längs Segmenten der Sinuswelle verteilt sind, welche die größte Wahrscheinlichkeit dafür bieten, die Änderungen zwischen den aufeinanderfolgenden Punkten 1 und 5 dar­ zustellen.
Im einzelnen läßt sich sagen, daß das DIAN-Modul (Fig. 18) das digitale oder gestufte, durch die Linie B dargestellte Signal erhält. Jedoch wird deut­ lich, daß das analoge Signal nicht die gestufte Form mit rechteckigen Kanten bei 1, 2, 3, 4 oder 5 aufwies. Demgegenüber zeigt es eine sich zwischen diesen aufeinanderfolgenden Punkten erstreckende relativ glatte Kurve. Wie vorstehend dargelegt wurde, reprä­ sentiert eine einfache Sinuswelle nicht annähernd den kontinuierlichen Fluß eines vollständigen musikali­ schen Klanges in einem analogen Musikstück in dem Sinn, wie sie eine Annäherung der menschlichen Sinne bei Telefonverbindungen ermöglicht. Jedoch ist die Annäherung viel besser als die durch eine Rechtecks­ welle und für die kurze, durch die Punkte 1, 2 . . . .5 dargestellte Zeit wird eine Annäherung an "Musik" erreicht. Dementsprechend ist in den kurzen Abschnit­ ten zwischen den Punkten 1, 2 in Fig. 19 eine Annähe­ rung durch Sinusabschnitte besser verglichen mit einer Annäherung durch Rechteckswellen B.
Dementsprechend zieht die Schaltung gemäß der erfin­ dungsgemäßen Anordnung die Punkte 1, 2 in der Kurve B heran und berechnet 16 Punkte (welche als Striche in der Kurve C dargestellt sind), welche gleichmäßig zwischen den Abtastpunkten 1, 2 verteilt sind. Bei einer alternativen Ausführungsform berechnet der Com­ puter ein Segment einer Sinuswelle, welches am besten übereinstimmt mit der durch die Punkte 1, 2 wiedergege­ benen Änderung. Daraufhin wendet sich die Schaltung der durch die Punkte 2, 3 repräsentierten Änderung zu und berechnet 16 Punkte, welche gleichmäßig in diesem Bereich verteilt sind oder welche einen Sinuswellenab­ schnitt darstellen, der die Änderung in diesem Bereich am besten wiedergibt. Bei einer Ausführungsform ist die berechnete analoge Welle zwischen den Punkten 1, 2; 2, 3 usw. linear. Im anderen Ausführungsbeispiel bilden die Segmente der Sinuswelle, welche für die Änderung zwischen den Punkten 1, 2 berechnet wurde und die näch­ sten Berechnungen für zwei Segmente einer Sinuswelle, welche am wahrscheinlichsten zwischen den Punkten 3, 4 und 4, 5 auftreten, die analoge Kurve. Auf diese Weise zieht der DIAN-Umsetzer bei jeder Ausführungsform unter Berücksichtigung der beiden Ausführungsformen die wahrscheinlichste Kurve, welche die vorderen Kanten der aufeinanderfolgenden Rechteckswellenimpulse inter­ poliert, welche in der Zwischenspeicheranordnung 64 abgespeichert sind.
Durch die Verwendung dieses Verfahrens kann eine Wel­ lenform berechnet werden, welche eine originalge­ treuere Wiedergabe der ursprünglichen Wellenform dar­ stellt. Da die berechnete Wellenform glatter ist als die einer konventionellen Digitalkurve, werden die Anforderungen an den Tiefbaß-Filter reduziert, wodurch sowohl die Leistung verbessert als auch der schal­ tungstechnische Aufwand reduziert wird.
Der Betrieb des DIAN-Moduls nach Fig. 18 wird durch Clock-Signale koordiniert, welche mit 16 multipliziert und über den Timing-Generator 348 angelegt werden. Dieses Clock-System ist ähnlich dem, welches bei 244 in Fig. 17 dargestellt ist.
Im einzelnen ist es so, daß die Abtastdaten erhalten werden aus der Zwischenspeicherschaltungsanordnung 64 (Fig. 2) über den Datenbus 66 (Fig. 18), welcher der­ selbe ist wie der Bus 66, der in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Abtastdaten werden in der Eingangsverriege­ lungsanordnung 352 (Fig. 18) bei dem ersten Abtast-Clock-Impuls verriegelt, der über die Leitung 76 aus der Bestimmungsteuerung 72 (Fig. 2) erhalten wird. Dann subtrahiert die Subtraktionseinheit 356 das Aus­ gangssignal der letzten Abtastverriegelung 354 von dem augenblicklich durch die Eingangsverriegelung 352 ge­ lieferten Signal. Die aus dieser Subtraktion resultie­ rende Differenz ist die Modulationsänderung oder die Signaländerung (Punkte 1, 2 oder 2, 3 . . . in Fig. 19), welche dann am Ausgang der Subtraktionseinheit 356 verriegelt wird. Dieses Differenz- oder Änderungssig­ nal wird durch 16 in der Einheit 357 geteilt und dem Akkumulator 358 zugeführt.
In dem Akkumulator 358 (Fig. 18) wird das Ausgangssig­ nal der Subtraktionseinheit 356 16 mal zu den letzten Abtastdaten addiert. Jede dieser 16 neu berechneten Abtastpunkte wird dem Digital/Analog-Konverter 360 zugeführt, wo ein analoges Informationssignal gebildet wird. Dieses analoge Informationssignal wird dann durch den Tiefbaß-Filter 362 zum Ausgangsspeicher 364 geschickt, welcher das analoge Ausgangssignal produ­ ziert und es über die Leitung 76 der Bestimmungsme­ dium-Schaltung 62 in Fig. 2 zuführt.
Fig. 20 stellt eine für sich selbst sprechende Serie von zeitbezogenen Impulsen dar, welche den Zeitablauf in der Schaltung nach Fig. 18 erläutern.
Die Bestimmungssteuerung 72 (Fig. 21) stellt eine alternative Ausführungsform der Bestimmungssteuerung 72 nach Fig. 2 dar. Die Bestimmungssteuerung 72 (Fig. 21) verwendet einen Steuerprozessor 370, welcher durch einen Mikroprozessor gebildet sein kann, welcher eine Mehrzahl von DIAN-Modulen 68 steuert, von welchen jedes wie in Fig. 2 oder 18 aufgebaut sein kann. Jedes DIAN-Modul weist einen Zugang durch einen ersten first-in first out-Pufferspeicher 368 zu einem Byteum­ setzer 380, welcher den bit-Übertragungsstrom von seriellen in parallele Ströme umsetzt, um Daten aus dem Speicher zu lesen und sie über den Datenbus zu übertragen. Der Steuerprozessor 370 treibt auch die Adressengeneratoren 372 bis 376, welche aufeinander­ folgend inkrementieren, um den Datenvorrat in dem Speicher abzurufen und ihn über die DIAN-Module 68 zu dem nach außen führenden Signalbus zu übertragen.
Unter der Annahme, daß das erfindungsgemäße System zur Aufzeichnung auf einer konvertionellen Audiokassette verwendet wird, gibt es dort A- und B-Aufnahmespuren, jeweils mit einem linken und rechten Kanal zur Stereo­ wiedergabe. In diesem Fall ist das DIAN-Modul mit der Nummer 1 (Fig. 21) für den linken Kanal für die A-Spur zuständig, wie an der linken Außenseite in Fig. 21 durch "AL" an gedeutet. Das DIAN-Modul Nummer 2 sorgt für den rechten Kanal der A-Spur AR. Das DIAN-Modul N stellt den rechten Kanal der B-Spur BR zur Verfügung. Ein weiteres DIAN-Modul (welches nicht dargestellt ist), ist für den linken Kanal auf der B-Spur zustän­ dig. Alle diese Kanäle entsprechen der Leitung 70 in Fig. 2.
Die Eingangssignale erreichen die Zwischenspeicheran­ ordnung 64 über Leitung 65. Auf diese Weise ist der Signalweg durch die Leitung 65, die Zwischenspeicher­ anordnung 64, die Datenverriegelungseinheit 385, die Byteumwandlungseinheit 380, einen FIFO-Speicher, ein DIAN-Modul und die Leitungen 70 vorgegeben.
Im einzelnen ist es so, daß ein Befehl zur Wiedergabe von Aufnahmeinformationen über eine Steuerleitung 56 erhalten wird, welche in Fig. 2 ebenfalls dargestellt ist. Dieser Befehl wird dem Steuerprozessor 370 (Fig. 21) zugeführt, woraufhin der Steuerprozessor 370 die entsprechenden Startadressen für jeden der Adressenge­ neratoren 372 bis 376 setzt, welche mit den DIAN-Modu­ len 68 verbunden sind. Nachdem diese Adressen gesetzt sind, wählt der Prozessor 370 die Richtung aus, in welcher die Adresszählungen in den Adressengeneratoren abnehmen und auf diese Weise die Richtung, in welcher die Bytes ausgelesen werden. Diese Möglichkeit, eine Auswahl unter den bidirektionalen Ausgabemöglichkeiten vorzunehmen, macht es dem System möglich, die aufge­ zeichnete Information sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung wiederzugeben. Dementspre­ chend kann das bespielte Bestimmungsmedium entweder in einer Vorwärts- oder in einer Rückwärtsrichtung be­ spielt werden. Anders gesagt weisen herkömmliche Ton­ bandkassetten Spuren A und B auf, welche abgespielt werden, wobei das Band sich in entgegengesetzte Rich­ tungen bewegt. In diesem Fall lesen die DIAN-Module Nr. und 2 in Vorwärtsrichtung aus, während das DIAN-Modul N und das andere nicht dargestellte Modul in die entgegengesetzte Richtung auslesen. Beim bidirektiona­ len Auslesen von Daten aus dem Speicher wird erfin­ dungsgemäß Spur A vom Anfang bis zum Ende und Spur B vom Ende bis zum Anfang bespielt. Der Abnehmer spielt Seite A ab, wobei das Band sich in eine Richtung be­ wegt, wobei dann die Kassette umgedreht und Seite B gespielt wird, wobei das Band sich in die entgegenge­ setzte Richtung bewegt. Auf diese Weise kann erfin­ dungsgemäß bidirektional der Speicher ausgelesen wer­ den, um beide Spuren in einem Durchgang zu bespielen.
Nachdem die Adressen- und Richtungsauswahl vervoll­ ständigt ist, startet der Steuerprozessor 370 die Be­ wegung des Bestimmungsmediums und ermöglicht den Be­ trieb des entsprechenden DIAN-Moduls 68. Sobald ein DIAN-Modul in Gang gesetzt ist, fordert es Daten aus der Anforderungssteuerlogik 378 an. Die Anforderungs­ steuerlogik 378 bestimmt die Priorität der jeweiligen DIAN-Moduls und wählt zwischen diesen aus. Dann wählt die Logiksteuereinrichtung 378 die Richtung, in wel­ cher die Bytes aus dem Speicher zur den Bytewandler 380 ausgelesen werden sollen und fordert Daten von der Bussteuerlogikschaltung 382 an. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis ein Ausführungssignal durch die Bus­ steuerkontroll-Logik 382 zurückgegeben wird. Das Aus­ führungssignal sagt der Anforderungssteuerlogikschal­ tung 378, daß alle Datenbytes aus einem RAM in die Zwischenspeicheranordnung 64 (Fig. 2) eingelesen sind, wobei die Auslesekontrolle über die Busse 80 und 82 bewerkstelligt wird. Zu diesem Zeitpunkt wartet die Anfordersteuerlogik 378 auf den Befehl von dem Wandler 380, daß die entsprechende Wandlung durchgeführt wor­ den ist.
Byte für Byte schreibt der Wandler 380 die ausgele­ senen Daten über Busse 80 und 82 über einen FIFO-Spei­ cher 368 in das entsprechende DIAN-Modul 68 ein. Wenn alle Bytes seriell umgewandelt sind, gibt der Wandler 380 ein Durchführungssignal an die Anforderungssteuer­ logik 378, wobei eine Durchführung der Auslesung der aufgenommenen Information angezeigt wird. Die Anforde­ rungssteuerlogik 378 zählt dann eine Adresse als aus­ geführt in dem anfordernden DIAN-Modul. Von dieser Adresse ausgehend kann der Adressengenerator entweder nach oben oder unten weiterzählen in Abhängigkeit von der von dem Steuerprozessor 370 ausgewählten und an die Adressengeneratoren 372 bis 376 gegebenen Rich­ tung. Zu diesem Zeitpunkt sendet die Anfordersteuer­ logikschaltung 376 einen Quittungsimpuls an das anfor­ dernde DIAN-Modul, wodurch dann ein Zyklus beendet wird.
Ein solcher Datenauslesezyklus wird kontinuierlich wiederholt bis das Bestimmungsmedium vollständig be­ spielt ist. Dann stoppt der Steuerprozessor 370 das Bestimmungsmedium durch Aussendung eines Impulses über Bus 78 und gleichzeitig werden die DIAN-Module abge­ stellt, welche benutzt worden sind. Dieser vorstehend beschriebene Zeitablauf ist in dem Flußdiagramm gemäß Fig. 22 dargestellt.
Wenn die Bussteuerlogikschaltung 382 eine Anforderung von der Anforderungssteuerlogik 278 erhält, initiiert sie einen Auslesezyklus in Abhängigkeit von Signalen, welche über die Busse 80 und 82 und die Auslese- und Ausgangsaktivierungsleitungen ankommen. Dann steuert die Logikschaltung 382 die Leitung an, was dazu führt, daß die Zwischenspeicherschaltung 64 abgespeicherte Informationen aus dem Speicher ausliest. Dieser Zu­ stand wird aufrechterhalten bis die Zwischenspeicher­ anordnung ihren Auslesezyklus beendet hat, was durch einen Ausführungsimpuls bestätigt wird, der von der Zwischenspeicheranordnung an die Bussteuerlogikschal­ tung 382 gegeben wird. Die Bussteuerlogikschaltung 382 schaltet dann die Lese-, Schreib-, Abruf- und Ausgabe­ leitungen ab. Ein Signal wird an die Anfragesteuerlo­ gik 378 abgegeben um anzuzeigen, daß der Zyklus abge­ schlossen ist, wobei dieses Signal über die Vollzugs­ leitung gegeben wird. Dieser Zustand wird beibehalten bis die Anforderungssteuerlogik 378 über die Anforde­ rungsleitungen den Befehl "REQ" zur Bussteuerlogik abgibt. Die Abfolge dieser Vorgänge nach der Bus­ steuerlogik 382 ist in dem Diagramm nach Fig. 23 dar­ gestellt.
Fig. 24 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Haupt­ speichers, welcher demjenigen mit der Bezeichnung 40 in Fig. 2 entspricht und welcher eine Zwischenspei­ cherschaltung 64 umfaßt.
Die Hauptspeichersteuerung ist ähnlich der Bestim­ mungssteuerung nach Fig. 21 insoweit als sie durch einen Mikroprozessor 370 und die Anforderungssteuer­ logik 378 gesteuert wird. Die Logikschaltung 378 hat Zugang zu einer Mehrzahl von Hauptspeicheranordnungen 386, welche in die Gesamtschaltung bei 44 (Fig. 2) passen. Der Bytewandler 390 wandelt parallele und serielle Datenübertragungen ineinander um, wobei Daten aus dem Speicher genommen und über eine Leitung zu einem Zwischenspeicher übertragen werden. Hierdurch können die Daten entsprechend der Steuerung einer Adressengeneratorschaltung aus dem Speicher ausgelesen werden.
Die aufgezeichnete Information oder Audiosignale wer­ den aus dem Hauptspeicher 386 ausgelesen, z. B. laser­ bespielten Platten. Es können mehrere derartige Haupt­ speicherplatten zur Speicherung von Informationen zur Erhöhung der Kapazität vorgesehen sein. Der Audiosig­ nalweg kann von den Hauptspeichereinrichtungen über den Bytewandler 390, die Datentreiber 391, den Bus 56 und die Zwischenspeicheranordnung 64 zu einem Aus­ gangsbus 66 führen.
Im einzelnen ist es so, daß der Befehl zum Aufsuchen von Daten über den Steuerbus 56 (Fig. 24) erhalten wird und in dem Steuerprozessor 370 gespeichert wird, woraufhin dieser die entsprechenden Startadressen in jedem der Adressengeneratoren 372 bis 378 setzt, wel­ che individuell jeder Hauptspeicheranordnung 386 zuge­ ordnet sind. Die Startadresse hängt ab von der Plazie­ rung des jeweiligen Musikstücks auf dem Bestimmungs­ medium. Der Steuerprozessor 370 setzt dann alle Haupt­ speicher (FIFO) 388 zurück, um sicherzugehen, daß keine Streudaten sich in diesen befinden.
Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, beginnt der Steuerprozessor 370 Suchdatenbefehle an die Haupt­ speichereinheiten 386 zu geben. Wenn eine Hauptspei­ chereinheit beginnt Daten zu lesen, verriegelt sie die Daten Byte für Byte in dem zugehörigen Speicher 388 (FIFO-Speicher). Sobald jeder FIFO-Speicher seinen halbgefüllten Zustand erreicht, meldet er Bedarf bei der Bedarfssteuerlogik 378 an. Die Bedarfssteuerlogik 378 bestimmt die Priorität unter den bedarfsanfor­ dernden FIFO-Speichern. Dann sendet sie eine Iden­ tifizierung des FIFO-Speichers mit der höchsten lau­ fenden Priorität zu dem Bytewandler 390 und darüber hinaus ein Startsignal für die Seriell-Parallel-Um­ wandlung.
Der Bytewandler 390 liest Byte für Byte die Daten aus den FIFO-Speichern 388 aus und verriegelt sie in sei­ nem internen Datenregister. Nachdem alle Bytes in dem Stapelspeicher abgelegt sind, sendet der Bytewandler 390 einen Stapel Speicher-Ausführungssignal zu der Bedarfssteuerlogik 378, um den Abschluß des Auslesens anzuzeigen. Die Bedarfssteuerlogik 378 sendet dann ein Anforderungssignal REQ an die Bussteuerlogik 382. Die­ ser Zustand bleibt bis das Vollzugssignal von der Bus­ steuerlogik 382 zurückkommt und der Bedarfssteuerlogik 378 anzeigt, daß die Datenbytes in ein RAM in der Zwi­ schenspeicheranordnung über die Busse 80 und 82 einge­ schrieben ist.
Dann erhöht die Bedarfssteuerlogik 378 die Speicher­ adresszähler zur Anforderung einer der Hauptspeicher­ anordnungen 386. Dieser Zyklus wird fortgesetzt bis alle erforderlichen Daten aus der Hauptspeicheranord­ nung ausgelesen sind. Der Zeitablauf für Fig. 24 ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 25 niedergelegt.
Eine detaillierte Beschreibung der Zwischenspeicheran­ ordnung 64 findet sich in Fig. 27, welche im wesentli­ chen ein RAM ist mit peripheren Steuerschaltungen. Die aufgezeichnete Information bzw. die Audiosignale tre­ ten bei 65 ein und bei 66 in der oberen linken Ecke der Zeichnung aus. Während der Zeit, in der sich die Signale in der Zwischenspeicheranordnung 64 befinden, werden sie im RAM-Feld 400 gespeichert. Der Rest von Fig. 27 betrifft Steuerschaltungen.
Im einzelnen ist es so, daß wenn die Bussteuerlogik 382 (Fig. 24) eine Anforderung von der Bedarfssteuer­ logik 378 erhält, sie einen Schreib- und Speicherzyk­ lus initiiert, in dem Schreibsignale und Busaktivie­ rungssignale über die Busse 80 und 82 geschickt wer­ den. Dann beaufschlagt die Bussteuerlogik 382 die Aktivierungsleitung in Bus 82, was dazu führt, daß der Zwischenspeicher in den Speicher einschreibt. Dieser Schreibzustand bleibt aufrechterhalten, bis die Zwi­ schenspeicherschaltung ihren Lesezyklus beendet, was durch einen Ausführungsimpuls angezeigt wird, welcher an die Bussteuerlogik 382 abgegeben wird. In Abhängig­ keit hiervon entläßt die Bussteuerlogik die Lese-, Schreib-, Anfrage- und Busaktivierungsleitungen und zeigt der Bedarfssteuerlogik 378 an, daß der Zyklus abgeschlossen ist. Dieser Status wird aufrechterhalten bis die Bedarfssteuerlogik 378 die Bedarfsleitung ab­ stellt. Diese Folge von Ereignissen für die Bussteuer­ logik 382 ist im Flußdiagram nach Fig. 25 dargestellt.
Die Zwischenspeicheranordnung (Fig. 27) umfaßt eine Zustandssteuerschaltung 390, eine Auffrischungssteuer­ schaltung 392, einen Adressendecodierer 394, einen Adressentreiber 396, Daten- und Steuertreiber 398 und ein großes Feld von RAM-Chips 400. Die Zustandssteuer­ logik 390 wartet auf einen Steuerimpuls von der Bus­ steuerlogik 382, welcher über die Datenbusse übertra­ gen wird. Wenn der Steuerimpuls abgegeben wird und ein Speicherbereichs-Auswahlsignal von dem Adressendeco­ dierer 394 erhalten wird, wird ein bestimmter Spei­ cherbereich in dem RAM-Feld 400 aktiviert. Die Zu­ standssteuerlogik 390 prüft dann, ob ein gültiger Lese- oder Schreibimpuls vorliegt. Wenn ein gültiger Leseimpuls vorliegt, werden die aus dem Adressenbus erhaltenen Adressen verriegelt und die Reihenadresse wird an das adressierte RAM im Feld 400 geschickt. Die adressierte Reihe wird über die Adressierleitung RAS, den Steuerdecodierer und die Treiberschaltung 398 aktiviert.
Die Steuertreiberschaltung 398 bestimmt, welche von vier Banken von RAM-Chips durch die Bussteuerlogik 382 abgefragt wird und gibt ein entsprechendes RAS-Signal ab. Danach gibt die Zustandssteuerlogik 390 ein Signal über die MUX-Leitung zur Änderung der Adressleitungs­ treiber für die Spaltenadresse ab. Die ausgewählte Spaltenadressleitung (CAS) wird über die Steuertrei­ berschaltung 398 aktiviert. Der Steuerdecodierer in der Schaltung 398 gibt dann das entsprechende CAS-Signal ab. Nachdem die Zugriffszeit für das entspre­ chende RAM abgelaufen ist, werden die von dem RAM-Feld zurückkommenden Daten in Datenverriegelungsanordnungen 396 verriegelt. Das Vollzugssignal wird an die Bus­ steuerlogik 382 gegeben, welche dann Daten anfordert. Ein Auffrischungszyklus wird dann eingeschoben, um die Daten in den RAM-Chips zu halten. Hierdurch wird auch der Timer 392 zurückgesetzt, um eine schalttafelver­ ursachte Auffrischung zu verhindern. Nach vollständi­ gem Ablauf des Auffrischungszyklus wird der Auffrisch-Timer 394 zurückgesetzt. Die Steuerleitung wird abge­ hängt zusammen mit allen Datenbustreibern. Die Schal­ tung ist nun in ihren "Freilaufzustand" zurückgekehrt.
Wenn über die Datenbusse ein Schreibbefehl erhalten wird, wird eine Adresse in dem Adressendecodierer 394 verriegelt. Die Steuertreiberschaltung 398 sendet Daten und eine Reihenadresse an das RAM-Feld 400 zu­ sammen mit dem Reihenadress-Aktivierungssignal (RAS). Dann sendet die Steuertreiberschaltung 398 die Spal­ tenadressen an das RAM-Feld zusammen mit einem Adres­ senaktivierungssignal (CAS) und wartet eine Zeit ent­ sprechend der Schreibzeit des RAM. Nach Beendigung des Schreibzyklus wird ein Vollzugssignal zur Bedarfs­ steuerlogik gesandt. Ein Auffrischungszyklus wird an­ gefügt um den Speicher aufrechtzuerhalten. Nach Been­ digung des Auffrischungszyklus wird der Auffrischungs-Timer zurückgesetzt und die Steueraktivierungsleitung abgeschaltet zusammen mit allen Datenbustreibern. Die Schaltung kehrt wieder in ihren "Freilaufzustand" zu­ rück.
Der Auffrischungssteuer-Timer 392 wartet eine vorbe­ stimmte Zeit lang nachdem entweder eine Lese- oder Schreibanforderung erhalten wurde. Wenn kein RAM-Zu­ griff vorkommt, fordert der Auffrischungs-Timer 392 die Zustandskontroll-Logik 390 auf, ein neues Auffri­ schungszyklus-Signal abzugeben. Der Auffrischungs-Ti­ mer gewährleistet eine kontinuierliche Abspeicherung der Daten in den RAM-Chips.
Ein geeigneter RAM-Chip zur Verwendung in dieser An­ ordnung ist ein 1 Megabit-Chip Aufgrund der hohen Übertragungsfrequenz, welche mit dieser Form von Mehrfachhauptspeicheranordnungen möglich ist, kann eine RAM-Chip-Zugriffszeit von 100 Nanosekunden oder kürzer erreicht werden.
Fig. 28 zeigt ein Flußdiagramm der Zeitabläufe in der Zwischenspeicheranordnung nach Fig. 27.

Claims (8)

1. Anordnung zum Erstellen eines nach Kundenwunsch zusammengestellten Albums aus zuvor aufgezeichneten Informationspaketen, umfassend
Quellenmediumeinrichtungen zum Erzeugen erster digitaler Signale aus den aufgezeichneten Paketen,
Einrichtungen zum Speichern der gesamten ersten digitalen Signale in einer Hauptbibliothek unter Adressen, welche individuell jedes aufge­ zeichnete Paket identifizieren,
Einrichtungen zum Auswählen eines oder mehrerer Pakete zur Aufnahme in das kundenwunschorientierte Album,
Einrichtungen zum Erzeugen zweiter digitaler Signale aus der Hauptbiblio­ thek, wobei die zweiten digitalen Signale der Information in den ausge­ wählten Paketen entspricht,
Zwischenspeichereinrichtungen zum Speichern der zweiten digitalen Signa­ le, und
Einrichtungen zum Aufzeichnen des kundenwunschorientierten Albums durch Erzeugen dritter Signale aus den Zwischenspeichereinrichtungen, wobei die dritten Signale der Information in den ausgewählten Paketen entsprechen, und zum Aufzeichnen der dritten Signale auf einem Bestimmungsmedium,
wobei die Einrichtungen zum Aufzeichnen des kundenwunschorientierten Albums aus dem Zwischenspeicher umfassen
Speicheradressengeneratoreinrichtungen, die mit einem Steuerprozessor zum Identifizieren der Information in den ausgewählten Paketen in dem Zwi­ schenspeicher wirksam verbunden sind,
Bussteuereinrichtungen, die mit den Zwischenspeichereinrichtungen über einen ersten Bus zum Steuern der Erzeugung digitaler Zwischenspeicher­ ausgangssignale in den Zwischenspeichereinrichtungen wirksam verbunden sind,
Anforderungssteuerlogikeinrichtungen, die mit den Bussteuereinrichtungen zum Steuern der Bussteuereinrichtungen wirksam verbunden sind,
FIRST-IN-FIRST-OUT-(FIFO)-Speichereinrichtungen, die mit den Zwischen­ speichereinrichtungen zum Erzeugen der dritten Signale wirksam verbunden sind, und
Byteumwandlungseinrichtungen, die den Zwischenspeichereinrichtungen und den FIFO-Speichereinrichtungen zum Steuern der Zwischenspeicheraus­ gangssignale wirksam zwischengeschaltet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausge­ wählten Pakete jeweils wenigstens zwei Spuren enthalten, die ein vorbe­ stimmtes Verhältnis zueinander aufweisen,
wobei die FIFO-Speichereinrichtungen einen FIFO-Speicher für jede der Spuren aufweisen,
wobei die FIFO-Speicher gleichzeitig und gesondert die dritten Signale für jede der Spuren in dem vorbestimmten Verhältnis erzeugen,
wobei die Anforderungssteuerlogikeinrichtungen die Zwischenspeicherein­ richtungen veranlassen, Ausgangssignale an die FIFO-Speicher zu erzeu­ gen, die ausreichend sind, um den kontinuierlichen Ausgang der dritten Signale von den FIFO-Speichern aufrechtzuerhalten.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Signale analoge Signale sind, wobei die Anordnung einen Analog/Digital-Konverter umfaßt, der mit jedem der FIFO-Speicher zum Umwandeln der dritten Signale von den FIFO-Speichern in die analogen Signale wirksam verbunden ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Signale digitale Signale sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi­ schenspeichereinrichtungen umfassen:
RAM-Speichereinrichtungen zum elektronischen Speichern und Wiederauf­ finden der ausgewählten Informationspakete,
Datenverriegelungs- und -treibereinrichtungen zum möglichen Wiederauffin­ den der Information in den RAM-Speichereinrichtungen,
Adressendekodiereinrichtungen zum Zugriffnehmen auf die ausgewählten Informationspakete in den RAM-Speichereinrichtungen und
Zustandskontroll-Logik-Einrichtungen zum Steuern der Datenverriegelungs- und -treibereinrichtungen und der RAM-Speichereinrichtungen, so daß die gewünschten Daten in der richtigen Zeitfolge aus den RAM-Speichereinrich­ tungen wiederaufgefunden werden.
6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anforderungssteuerlogikein­ richtungen, die mit den Bussteuereinrichtungen und den FIFO-Speichereinrichtungen verbunden sind, wobei die Anforderungssteuerlogikeinrichtungen die zweiten digitalen Signale steuern, so daß die zweiten digitalen Signale auf einen dritten Bus in ge­ wünschter Weise gesendet und in den Zwischenspeichereinrichtungen an gewünschten Speicheradressen gespeichert werden.
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