专利名称:用于数字设备的同步系统的制作方法
本发明，总的说来，涉及数字信号再现设备用的同步系统，更详细地说，涉及以数字信号处理设备作为主机对数字信号再现设备进行同步化用的系统。
在本专业领域中，这样的一种数字传输装置在，例如，题为“数字信号传输装置”的日本58-210353号专利申请书中有介绍。该数字传输装置用于用多路转换器将多个数字信号再现设备(例如，激光电唱机)的数字输出信号进行时分多路转换，然后传输经过多路转换后的数字输出信号。
在这种情况下，当各数字信号是经过时分多路转换时，需要将各数字信号再现设备的输出信号进行同步化。但在普通的这种装置中，多个数字信号再现设备是各作为对各数字装置进行同步化用的主机，因而在各多路转换器内需要设置一个数模转换器和一个模数转换器，从而使成本提高。
因此本发明的一个主要目的是提供一种能改进上述缺陷的数字信号再现器用的同步系统。
本发明的另一个目的是提供一种在多个数字信号再现器与一个数字信号多路转换器之间设有一个数字接口的数字信号再现器用的同步系统。
本发明一个实施例所提供的和多个数字信号再现器一起使用的同步系统包括a)多个数字信号再现器，各数字信号再现器具有一个数字输入/输出调制器，一个数字输入/输出解调器和一个译码器;
b)一个数字信号多路转换器，用以产生帧同步信号和多路数字信号，多个数字信号再现器的输出信号被加到此数字信号多路转换器上;
数字信号多路转换器包括用于产生时钟信号和字同步信号的装置，一个数字输入/输出调制器和一个数字输入/输出解调器;
c)电路连接装置，用作数字信号多路转换器的数字输入/输出调制器与多个数字信号再现器的各数字输入/输出解调器之间的接口，以便给其各自的译码器提供解调的时钟脉冲和字同步信号;和d)电路连接装置，用作多个数字信号再现器的各数字输入/输出调制器与数字信号多路转换器的输入/输出解调器之间的接口，以便将译码器的译过码的数据传输给数字信号多路转换器。
通过下列参照附图对本发明一些实施例的详细介绍即可了解本发明的其它目的、特点和优点。各附图中各同一编号表示同一元件和部件。
图1A至图1E分别为本发明数字信号多路转换器所产生的数字信号格式的示意图。
图2是本发明实施例的线路布局的线路方块图。
图3至图7为各数字信号格式的详图。
图8和图9是本发明一个实施例线路布局的方框图，该线路将数字信号从中心通过光学线路传输到各终端。
图10是数字声频接口格式的示意图。(分A、B、C三图)现在参照附图介绍本发明的一个实施例。
图1A至图1E分别为传输多个数字数据时数字信号Sd格式的一个例子。
参看图1D。待传输的数字信号是取“0”值或“1”值的二进制信号。168位数字信号定为形成一个帧FR的基本单位。帧FR的一个循环周期定为1/44.1千赫＝22.7秒。
如图1C所示，多帧MF由4个帧FR1至FR4构成，超帧SF则由64个多帧MF1至MF64构成，如图1B所示。此外，多超帧由5个超帧SF1至SF5构成。
各帧FR按这样的顺序由8位同步代码SYNC、4位辅助位SB和156位数据位DATA组成，如图1D所示。
在这种情况下，在帧MF的第一帧FR1与超帧SF之间以不同的位格式形成同步代码SYNC，以便可以将它们区分为两帧MF和SF中的第一个格式。辅助位SB(后面即将详细介绍)具有有关数据位DATA的信息。
数据位DATA的156个位分为4个独立的通道＃1至＃4，各通道具有39个位，如图5所示，且采用这种格式。各通道＃1至＃4都确定了其各自可使用的方式，如图3所示。
该诸方式各有其规定的格式和信号内容，如图4所示。具体地说，一个A方式包括用44.1千赫取样频率取样并按16位脉码调制信号编码的左和右立体声频信号L和R，和一个由，例如，一个加到其上的与二进制兼容的何勒内斯(BCH)码形成的7位误差校正代码ECC，这相当于由激光电唱机再现的数字信号。
一个B方式包括两套用44.1千赫取样频率取样并用8位脉码调制信号编码的立体声频信号L1、R1、和L2、R2，和加到其上的7位误差校正代码ECC。附带说一下，在B方式的一个通道里存储有信号L1-R1，该诸信号的噪声是通过压缩或扩大该信号的方法减低的。
一个C方式包括32位数字数据，例如计算机的各程序和数据、图象数据、从激光唱片只读存储器(CD-ROM)再现的数据等等，和加到其上的一个7位误差校正代码ECC。应该指出，在C方式中，一个多帧MF，即156位(＝39位×4帧)被定为基本单位，该基本单位经过时分处理后按需要由多个在一个位单元待传输的数字数据确定。因此，在C方式下每个通道可以在1位/1多帧的位速率(＝1位/((1/44.1千位/秒)×4帧)＝11.025千位/秒(下传输最多128种数字数据，或者若要传输一种数字数据，则可以128位/1多帧(＝128位/((1/44.1千位/秒)×4帧)＝1.41兆位/秒)的位速率进行传输。
由156位组成的数据位DATA〔如图1E所示，其序列(时间序列)如图5中的箭头所示〕是按这样的方式构成的，使得各数据是一个位一个位地轮流从各通道＃1至＃4取出，然后按串行方式置于帧FR中。
辅助位SB的格式如图6所示确定。具体地说，图6只显示出按次序包含在一个多超帧中的辅助位SB。因此从头开始的1024位数据块分别被指定为超帧SF1至SF5的辅助位SB。各超帧SF1至SF5中辅助位SB的头4位数据SFSY是一个表示各多超帧SF中辅助位SB的起始点的同步代码，该多超帧SF使得一特殊位组合格式确定。详细地说，头一个多超帧SF1的同步代码SFSY表示各多超帧辅助位SB的起始点，从而使其位组合格式与其它超帧SF2至SF5的不同。
跟在同步代码SFSY后面的12位数据PGMM由3位数据划分为4个通道，而各3位数据是一个表示各通道＃1至＃4的方式的方式数据。图7是数据PGMM内容与各方式之间关系的一个实例。
其余的1008位则用16位划分成63个时间段SLOT，各时间段表示通道＃1和＃2上的信息，例如数据位DATA的布局、业务范畴(信号内容)、密码、地址等等。附带说一下，第五个多超帧SF5中的辅助位SB仅使用60个时间段SLOT，其它48位仍留着未使用。
在上述信号格式中，数字信号Sd的传输位速率按下法计算168位×44.1千赫＝7.4兆位/秒然后按下法计算传输数字信号Sd所需用的带宽(等于传输位速率的一半)7.4兆位/秒÷2＝3.7兆赫因此，数字信号Sd可以承载在电视广播基带视频信号的带宽中，即4.5兆赫，因而电视广播的任何通道都可用以传输数字信号Sd。换加话说，如果有可传输视频信号的频带可加以利用的话，则可传输图4中任何A至C方式中的4通道数据。
图8和图9是用上述方法制定格式的数字信号Sd借助光通信的双向电缆电视的一个例子。
图8中，编号100表示电缆电视中心和200表示终端。假设，例如，中心100的工作范围大到一个电话站，终端200系装在各家庭中和办公室中，且中心100和终端200用双向光导纤维线路300彼此连接起来。
在中心100中，编号11至15表示主要以A方式或B方式传输的信号源。更具体地说，编号11表示激光电唱机、12表示激光唱片只读存储器(CD-ROM)唱机(驱动单元)、13表示一个DAT播放机，14表示一个模拟磁带唱机，15则表示一个扩音器。由唱机11至13再现的数字信号，在其包含在各数字信号中的误差经校正之后，加到多路转换器19上。另一方面，来自唱机14和扩音器15的模拟信号加到模数转换器14A和15A，被转换成数字信号，然后也加到多路转换器19上。此外，误差校正代码ECC、同步代码SYNC和辅助位SB先后由发生电路18产生，然后加到多路转换器19上。
编号21至24表示主要以C方式传输的信号的信号源。具体地说，编号21表示录象摄影机，22表示计算机，23表示电传接收设备，24则表示图象扫描机。来自摄影机21的视频信号加到存储器线路21A，在那里视频信号被转换成数字信号，其一个信息组或一个帧部分则存储在存储器线路21A的存储器中。然后，按预定速率读取存储在存储器线路21A中的图象数据作为串行数据。于是从存储器21A中得出表示静止图象作为串行数字信号的视频信号。该串行数字信号下一步就通过一个RS-232C接口21B加到多路转换器29上。
此外，从信号源22至24获得作为串行数字信号的输出信号，分别通过RS-232C接口22至24B加到多路转换器29上。
选择加到多路转换器29的数字信号，然后按时分方式多路转换成C方式信号(这时误差校正代码ECC尚未加到多路转换器29上)。然后将C方式信号加到多路转换器19上。在多路转换器19中选择加到其上的其中一个数字信号，加上发生电路18所产生的误差校正代码ECC以形成A方式、B方式或C方式信号，然后分配到通道＃1至＃4。将各分配的信号与同步代码SYNC及辅助位SB相加以形成按上述方式制定格式且由多路转换器19输出的数字信号Sd。
附带说一下，激光电唱机11由，例如，四个激光电唱机组成。同样，其它信号源和背面各线路分别表示多个相同的设备或线路。
编号90表示包括一个微计算机的主控制器。虽然没有画出，主控制器90是按一定的方式给信号源11至15和21至24、其背面线路14A、15A、21A和21B至24B、多路转换器19和29和发生电路18提供控制信号，使得从信号源11至15和21至24发出的各信号中的一个所希望的信号按时分方式被多路转换成数字信号Sd。
信号Sd加到杂乱电路31中使其杂乱。然后将杂乱信号Sd加到调制器电路41中，使其调制成自由通道的电视信号St，同一个信号St作为普通电视广播视频信号所VSB调制了的信号，加到叠加电路49上去。
编号32至35表示视频信号的信号源。具体地说，编号32和33分别表示接收普通电视广播用的接收机设备和接收其它电缆电视广播用的接收机设备，分别由，例如，一个射频放大器组成。所收到的电视信号(多个通道，其电平已调整但电视信号未经解调，即所接收的信号原封不动)加到叠加电路49上，而无需从一个通道收到的电视信号加以改变。
此外，编号34是用以重放，例如，U标准盒式录象带的插放机，35是一个激光盘播放机。这些播放机所再现的视频信号和声频信号加到调制器电路44和45调制成自由通道的电视信号，然后加到叠加电路49上。附带说一下，播放机34、35和调制器电路44、45也代表多个播放机和电路。
因此，叠加电路49传送由对信号St进行频率多路转换形成的叠加信号Sm和所有由接收机32、33和调制器电路44、45提供的电视信号。
信号Sm加到调谐器电路5A至5N，这些调谐电路对应于各终端200A至200N，各具有从通道选择级(调谐器)至图象检测级的各个级。因此，调谐器电路5A至5N按通道选择输出-信号St或-由基带视频信号和有关通道的声频中频信号组成的组合信号。调谐器电路5A至5N所进行的通道选择视乎其中一个相应于终端200A至200N所传送的选择信号而定。因而不言而喻，叠加电路49和调谐器电路5A至5N，总的说来，是作为一个选择开关工作，用以从信号St和各种视频信号(和声频中频信号)中选择一个信号的。
来自各调谐电路5A至5N的信号St和视频信号加到光电转换器6A至6N，被转换成光信号，再通过光导纤维线路300A至300N传送到各终端200A至200N。
附带说一下，本装置中的光导纤维300只为一个通道传输从基带信号Sd或视频信号转换的光信号，因而可采用廉价的光导纤维。光电转换器6A至6N等同样也可采用价廉的器件。
另一方面，各终端200是按下面参照图9所述进行制造的。
图9中，编号202表示系统控制器，该控制器包括一个计算机，该计算机响应输入键盘203上的输入操作时给各电路提供控制信号以便执行各种后面即将谈到的功能。当终端200接收数字信号Sd时，系统控制器202也相对于包含在数字信号Sd中的辅助位SB发出控制信号。
编号204是一个采用例如红外线的遥控指令器，205是一个接从指令器204发送的指令信号的接收机电路。接收机电路205的输出加到系统控制器202上，从而控制终端200以便由指令器204和输入键盘203执行各种功能。
当用输入键盘203或指令器204在信号Sm中选择一个通道时，系统控制器202发出一个表示所选择的通道的选择信号Ss，并将之加到光电转换器211上来转换成光信号，然后通过光导纤维线路300传送到电缆电视中心100。若光信号是来自例如终端200A，则该信号先通过光导纤维线路300A加到光电转换器6A，然后再次转换成原来的选择电信号Ss。信号Ss最后加到调谐器电路5A，输入键盘203或指令器204所选择的通道即在该调谐器电路5A中加以选择。因此，终端200A上供有从其中一个信号Sd或键盘203或指令器204所选择通道的视频信号转换成的光信号。
当光信号被传送到终端200时，它先是加到光电转换器211，使其恢复到原信号Sd或视频信号(和声频中频信号)。
若选用的是数字信号Sd，则光电转换器的输出信号被加到除混杂电路212，在那里被恢复成原来的数字信息Sd，再加到鉴定电路(ID)201上，其中信号Sd的内容即在该电路中相对于辅助位SB进行鉴定。鉴定结果加到系统控制器202上。
更具体地说，若所选择的是信号Sd的A或B方式立体信号(例如，激光电唱机再现的信号)，则除混杂电路212的输出信号Sd通过开关电路213加到译码器221中，在那里从相应其中一个通道＃1至＃4分离出所希望的信号，并在分离了的数字信号上校正误差和隐蔽误差。
经上述处理过的数字信号Sd通过开关电路222加到数模转换器223，被转换成原模拟立体信号L、R(L1、R1或L2、R2)。各立体信号通过减噪音电路224和开关电路225加到声频再现设备291，从而将立体信号以A或B方式再现。若信号处在B方式则减噪音电路224接通，若信号处在A方式则减噪音电路224断路。
若所选择的是计算机程序或数据的信号Sd中的A方式数字信号(例如，激光电唱机只读存储器12再现的信号)，则除混杂电路212的输出信号Sd通过开关电路213加到译码器241，在那里从相应其中一个通道＃1至＃4分离出所希望的信号，而且只在分离出的数字信号上进行误差校正。经误差校正后的信号通过接口242加到个人计算机243上。
计算机243根据数字信号输出视频信号，通过开关电路244加到监控设备292，监控设备292则显示出计算机的处理结果。
在该操作中，开关电路244的部分数字信号通过接口283加到打印机293上，从而可以硬拷贝出监控设备292荧光屏上的显示内容。
若所选择的是包括图象数据和声频数据的信号Sd中的A方式数字信号，则除混杂电路212的输出信号Sd通过开关电路213加到译码器231上，在那里从相应其中一个通道＃1至＃4中分离出所希望的数字信号，在分离出的数字信号的图象数据上只进行误差隐蔽，且误差校正和误差隐蔽两者都在分离出的数字信号的声频数据上进行的。
然后将译码器231的声频数据通过开关电路222加到数模转换器223上。另一方面，译码器的图象数据则通过接口242加到计算机243上。于是声频再现设备291再现声频数据，监控设备292再现图象数据。
附带说一下，若想获取由播放机12再现的激光电唱机只读存储器的数据，可借助于系统控制器202、键盘203或指令器204将诸如激光电唱机只读存储器的轨道号之类的地址信号和诸如查找信号之类的控制信号从计算机243输入到光电转换器211中作为系统控制器202部分信号Ss转换成光信号，该光信号则通过光导纤维线路300传送到中心100。
假设光信号Ss是从终端200A发送，则信号Ss为光电转换器6A所接收后加到按信号Ss控制着电唱机12的控制器90，以再现计算机243或系统控制器202指定的数据。再现了的数据传送到终端200A。
若所选择的是信号Sd的C方式数字信号(例如，摄影机21再现的视频信号)，则除混杂电路212输出的信号Sd通过开关电路213加到译码器241上，在那里数字信号从相应其中一个通道＃1和＃2中被分离出来，且在分离出的数字信号进行误差校正。经过误差校正之后的数字信号加到接口242上，在那里只从位单元所时分的数字数据DATA中选择所希望的位，然后加到计算机243上。这时，从加到计算机243的数据再现出来的图象就以上面谈过的方式显示在监控设备292的荧光屏上。
此外，若所选择的是输入键盘203或指令器294所输入的其中一个信号源(带声频中频信号的)视频信号，则可从光电转换器211获取有关视频信号并通过声频中频信号收集器251和开关电路244加到监控设备292，监控设备292则藉其荧光屏上的视频信号显示图象。
在上述视频信号的处理过程中，光电转换器211的声频中频信号通过声频中频放大器252加到声频检波电路253进行解调。然后解调了的声频信号通过开关电路225加到声频再现设备291进行再现。
上面谈到的电缆电视系统可以传送各种视频信号、声频信号和数据，用户可从该诸数据中选取所希望的数据。
根据本发明，除图8所示的电缆电视系统之外，多路转换器19还给图2所示的播放机111至114提供时钟信号和同步信号，从而使所有播放机111至114与该时钟信号或同步信号同步运行。
下面参照图2说明本发明的一个同步系统。
图2中，多路转换器19设有一个时钟同步发生器1900，发生器1900能产生时钟信号CLK(位时钟信号)和诸如帧同步信号之类的同步信号SYN。这些信号CLK和SYC加到数字输入/输出调制器电路1901上，在那里组合形成数字输入/输出信号，即具有预定格式的复合数字信号CSYN。信号CSYN则加到激光电唱机111上。
现在参照图10A至10C说明数字声频接口格式的一个实例。L通道数据和R通道数据按时分方式以1/2毫微微秒(11.34微秒)的循环周期交替传输(图10A)。调制好的数据的一个实例具有由部分字同步信号(4位)、声频数据(采用其中的24位、16位)和控制信号(4位)组成的帧，如图10B所示。该字同步信号部分含有特定的模式(11100100)。16位声频数据部分按所谓“双相标志”(biphase mark)方式进行调制，这种方式是将数据用“0”值倒转一次，用“1”值倒转两次，如图10C所示。声频数据作为预定数据发送，在收到数据时作为位时钟(CLK)予以再现。此外，字同步信号也和上述帧同步信号(SYN)一样予以再现。
其次，在播放机111中，加到播放机111的信号CSYN被加到数字解调器电路1111上分离成原时钟信号CLK和同步信号SYN，然后加到播放机111的译码器部分1110，激光唱片的数字数据PBDT(图中未示出)即在该译码器部分1110中与信号CLK及SYN同步再现，同时该译码器部分在再现了的数字信号上进行误差校正和误差隐蔽。
然后往播放机111的数字输入/输出解调器电路加所再现的数据PBDT和解调器电路的信号CLK和SYN，从而将信号PBDT调制到上述具有与信号CLK和SYN同步的预定格式的数字信号PBMD。信号PBMD加到多路转换器19上。
在多路转换器19中，信号PBMD加到数字输入/输出解调器电路1910，在那里原始的再现了的数据PBDT取自信号PBMD，然后加到多路转换器部分190上。
对其它播放机112-114也进行同样的操作，其中，信号PBMD与从多路转换器19提供的信号CSYN分离出来的信号CLK和SYN同步获得，然后加到解调器电路1920至1940，在那里得出再现了的数据PBDT，然后将该数据加到多路转换器部分190上。
在上述操作中，发生器1900给多路转换器部分190提供信号CLK和SYN，使从播放机111至114中再现了的数据PBDT按时分方式多路转换到通道＃1至＃4，与信号CLK及SYN同步，作为数字信号Sd输出。
详细地说，根据本发明，播放机111至114通常由多路转换器19提供从激光唱片再现信号所需用的时钟信号CLK和同步信号SYN，使再现了的数据PBDT都彼此同步。因此可以无需进行数模转换和模数转换而在多路转换器190部分按时分方式对再现了的数据PBDT进行多路转换，从而使终端200从激光唱片收到再现了的数据时，该再现了的数据不变质。
上面介绍的是4个激光电唱机111至114的再现了的数据按时分方式进行多路转换的情况。在其它情况下，例如，当译码器部分1110和激光电唱机的数模转换器系分开装在激光电唱机的不同柜子之类中时，若模拟信号按这样的方式进行再现，使得信号CSYN是从数模转换器发送(即从数据处理部分)到再现部分1110以获得再现了的数据PBDT，数据PBDT又传送到数模转换器转换成相应的模拟信号，则不需要一个PLL(相锁环路)来进行数模转换，因而可以避免再现了的模拟信号因相锁环路不稳定或波动而引起变质。
此外，其它播放的12、13、转换器14A、15A等等也是以普通时钟和同步信号工作，因而可以获得同步化的数据。
还有，开关电路244不仅能够切换加到其上的视频信号，还能混合和叠加信号。
从上述介绍可知，不言而喻，根据本发明，由于播放机111至114通常是由多路转换器19提供时钟信号CLK和同步信号SYN，而该两种信号是用以再生激光唱片的信号，从而获得再生了的数据PBDT，因此再现了的数据PBDT都彼此同步，因而可以无需进行数模转换和模数转换按时分方式对再现了的数据PBDT在多路转换器190中进行多路转换，从而使终端200收到激光唱片的再现数据时，该再现数据不变质。
上面介绍的是本发明的最佳实施例。不言而喻，只要不脱离本发明的精神实质或本发明新设想的范围，熟悉本专业的人士都可以对上述实施例进行种种修改，因而本发明的范围仅仅由所附权利要求
确定。
权利要求
1.一种用于与多个数字信号再现器配用的同步系统，其特征在于，该同步系统包括a)多个数字信号再现器，各数字信号再现器都具有一个数字输入/输出调制器、一个数字输入/输出解调器和一个译码器；b)一个数字信号多路转换器，用以产生帧同步信号和多路数字信号，该数字信号多路转换器由所述多个数字信号再现器提供信号；所述数字信号多路转换器包括产生时钟脉冲和字同步信号的装置、一种数字输入/输出调制器和一个数字输入/输出解调器；c)电路连接装置，用作所述数字信号多路转换器的输入/输出调制器与所述多个数字信号再现器各数字输入/输出解调器之间的接口，从而给其各译码器提供解调时钟脉冲和字同步信号；和d)电路连接装置，用作所述多个数字信号再现器各数字输入/输出调制器与所述数字信号多路转换器的数字输入/输出解调器之间的接口，从而将所述译码器的译码数据传输到所述数字信号多路转换器。
2.根据权利要求
1与多个数字信号再现器配用的同步系统，其特征在于，所述数字信号多路转换器产生按一种帧格式配置的时分多路转换数字信号，该时分多路转换数字信号包括a)字同步信号;b)表示传输方式的辅助位信号;和c)多个数字数据通道;从而所述多个数字再现器的数字信号按所述辅助位信号进行多路转换。
3.根据权利要求
2的同步系统，其特征在于，所述多个数字数据通道中至少有一个包括声频数字信号的L、R通道，且每个都用44.1千赫取样和按16位编码。
4.根据权利要求
2的同步系统，其特征在于，所述多路数字数据中至少有一个包括声频数字信号的L、R通道，个个都用44.1千赫取样，按8位编码。
5.根据权利要求
2的同步系统，其特征在于，所述多个数字数据通道中至少有一个包括计算机程序。
6.根据权利要求
2的同步系统，其特征在于，所述数字信号多路转换器的数字输入/输出调制器产生数字格式信号，该数字格式信号包括所述发生装置的字同步信号、声频数据和控制数据。
7.根据权利要求
6的同步系统，其特征在于，所述声频数据由双相标志调制。
8.根据权利要求
2的同步系统，其特征在于，各数字再现器的所述数字输入/输出解调器解调所述字同步信号和所述声频数据的时钟脉冲信号，从而将它们提供给译码器。
9.根据权利要求
8的同步系统，其特征在于，各数字信号再现器的数字输入/输出调制器产生包括字同步信号、数字声频数据和控制数据的数字格式信号。
10.根据权利要求
9的同步系统，其特征在于，所述数字信号多路转器的数字输入/输出解调器解调所述多个数字信号再现器各数字输入/输出调制器的所述数字声频数据。
专利摘要
一种与多个数字信号再现器配用的同步系统包括多个数字信号再现器和一数字信号多路转换器。前者包括一数字输入/输出调制器、一数字输入/输出解调器和译码器。所述数字信号多路转换器包括一个时钟脉冲发生器、一字同步信号发生器、一数字输入/输出调制器和一数字输入/输出解调器。相应的数字输入/输出调制器与数字输入/输出解调器彼此耦合，从而对所述多个数字信号再现器进行同步化。
文档编号H04L7/04GK87103190SQ87103190
公开日1987年12月2日 申请日期1987年4月10日
发明者仲上太郎, 深海武, 寺内俊郎 申请人:索尼公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan