专利名称：用于记录和重放磁条上信息的方法和相关的读出/记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于记录和再现磁条上的声音信息，以及也可能是视频和其它信息的方法，以及相关的读出/写入装置。
磁条上音频信息的读/写通常由使用一个支撑磁条并绕在卷轴上的磁带和作为读/写装置位置靠近在其下由适宜的电机装置拖动以匀速移动的磁带的磁头进行的，该电机装置确保磁头下磁带的对准和相对移动的均匀性。
移动的均匀性是一个基本要求，并且是一个关键因素。
如果不这样，音频重放就以一种显著的扰乱方式失真，而相反，记录和读取期间磁头相对于磁轨的空气隙的角度定向中的对准误差和变化很少引起人们的注意，在重放过程中转换成读出信号的衰减(该信号可以用自动增益系统补偿，例如控制音量)和频率响应的限制，只有最灵敏的耳朵才能感觉到。仅由最精确的耳朵才能察觉出。
根据本发明的方法使磁条能够使用一个形状如象钢笔那样的适当仪器读/写磁条，该仪器的尺寸可用一只手握持，提供有数字或模拟内部信号存储器，该仪器在大约20-30cm的限定长度并固定在一个例如象一张纸之类的适当承载物的磁条上以很难保持均匀的速度手动通过对磁条进行读/写，而不需要机电仪器来移动该磁条。
为此，在把代表语音信息的信号记录在磁条上期间，信号本身被送到记录头，最好接着按系数n压缩，与一系列定义预定时长T的时间间隔的时间标记脉冲混合或换句话说相联系。
被记录的信号源可能是与用于读出和重视相同的装置，或可能是一个不同的装置，并且该时间标记脉冲可能是与信号混合的脉冲，如将在之后可以看到的，记录在平行于信号记录轨迹的时间轨迹上的脉冲、或是排列在平行于(或甚至重叠在)信号记录磁道的预记录磁条上的光学可读周期标记，如在后面看到的。
在读出期间，来自读出头的输出信号被以适当频率采样，该频率的决定将在以后解释，并且各个采样被存在一个读/写存储器中(如果该存储器是数字型的，接下来就数字化)。
根据把时间标记脉冲与信号相关的类型和方法，该标记脉冲通过读出该信号(混合脉冲)的同一个磁头，通过一个另外的磁读出头，或通过一个2磁道的磁读出头的一部分(记录在一个定时磁道的脉冲)，或通过一个光学传感器(预先记录在一个光学轨迹上的脉冲)被读出。
同样可能构成一个系统，在其中定期的时间标记是“虚拟的”，并且相应的标记脉冲是由一个取代光学传感器的编码器所产生的，该编码器是通过读/写装置和记录承载物之间的相对移动来起作用。
如以后将要解释的那样，该标记脉冲用于决定在读出期间的采样频率，或者如果该采样频率是固定的和预置的，该标记脉冲用于决定在一个标记脉冲和下一个脉冲之间的采样数Ns，这串采样从现在起被称为“内部一标记采样序列”。
在该第二种情况中，同样有助于存储的与连续的内部一标记采样序列相关的数Ns用于决定该采样频率，即从存储器读出的频率，该读出频率可在序列之间变化，供播放使用。
如果以数字形式存储的各个采样，则通过以适当的读出频率和与它们存在存储器中相同次序从该存储器中提出以数字形式编码的相关的值，并将这些值发送到一个数字到模拟的转换器来重新构造各个采样。
最后，经过一个低通滤波器，通过传送前述重新构造的采样，或从存储器读出的模拟采样，来重新构造该信号，以便于通过一个微型扬声器装置使该原始的解压缩信号可用于转换成一个声信号。
本发明的其它实例将在后面的权利要求中表述。
本发明的特征和优点从下面说明以及作为非限制性例子给出的实施例附图中变得更清晰，其中
—
图1是代表一个磁条和叠置的写入头的示意图；—图2是表示未与标记脉冲混合，施加到写入头的输入端的音频信号的时序图；—图3是表示该标记脉冲的时序图；—图4是表示输入到写入头的混合信号的时序图；—图5表示记录之后磁条上磁化作用中的空间变化；—图6是用于在磁条上记录的电路的第一实施例的方框图；—图7是用于读出磁条的电路第一实施例的方框图；—图8是用于读出磁条的电路第二实施例的方框图；—图9是记录和重放电路的第二实施例的方框图，该电路使用了一个从用于记录磁迹中分离出来的预录时序磁迹；和—图10是用于图9电路的采样频率发生器的变型的方框图。
最佳实施例的详细说明可能有不同的实施例该装置可以包括用于向磁条写入并与读出装置分离的电路，和可以例如象笔一样构成，由发行者提供的仅用于读取预记录磁迹的读出装置，以及一个相关的承载物。
或者，该装置可以包括用于在由发行者在一个相关支撑物上例如以无记录状态提供的或由使用者以注解形式施加到一个承载物上(为此提供有粘附性表面)的磁条上写入和读出的电路。
所述方法和装置的典型应用是在多媒体作品的制造上，例如，用于学习语言，其中信息或语音信息与印刷课本联系在一起，使声音表达的记录和重放成为可能，并且该典型应用还可在于印刷课本和文件的多媒体个人化，用户可以将语音注解加到印刷课本和文件上。
因此，它有利于单独检验涉及记录磁条的方面，和那些涉及读出磁条的方面。所述记录电路的第一例子参考图1，根据本发明的记录系统提供了将信号记录在一个磁条1上，该磁条1位于一个适宜的承载物上，例如，一张纸，一个卡或其它纸，并且利用一个磁记录磁头2在该磁条上从一头通过到另一头而进行记录。
例如，该磁头可能设置于一个可由用户握持的笔型仪器的末端。
用这种类型的仪器不可能确保磁头以一种恒定相对的速度在磁条上扫过，而且也不能确保在连续的写入和读出操作中的可重复性。
但是，磁头在记录磁迹上的调准和方向性不太关键并且如果需要，通过一个调准尺和/或通过使该仪器的末端相对于其握持具有一个特别的形状，或通过将该条设置在其承载物的一边或靠近一边，以便于该条或其承载物的边缘构成一个用于调准位于磁条上磁头的引导物，如同通常在信用卡标记或类似物品所见的那样来帮助磁头的调准和方向性。
在滑动过程中，将要记录的并与以一个值为T的恒定的时间间隔生的时间标记脉冲混合的信号被发送到该磁头的输入电路，其中T例如，等于0.2秒。
图2是作为一个例子表示一部人未混合的电声信号的时序图，图3表示该标记脉冲，图4示出了混合后的信号。
在信号记录在磁条上之后，如果记录磁头以均匀的速度穿过磁条，(如同用一机械移动磁头的情况)，则沿着磁条自身的磁化图形在空间表示成如图4中的那样。
但是，如果在滑动过程中前述磁头的速度发生变化，如同由用户手动移动位于适当仪器(在下面同样被描述为一支“钢笔”)末端的磁头的情况，那么该图形会例如如图5所示在空间变形。
上述记录系统的好处在于这样记录的磁条(后面将看到其它可能的实施例)适合于通过手动滑动手动仪器的读磁头(可能是同一个写入仪器)读取，而不用考虑滑动的速度。
该仪器具有普通尖头钢笔的尺寸，其中，在电声转换器和电子元件的制造中达到的小型化程度使得允许把用于出记录在磁条上的信号，对其进行处理，暂时存储并且重放该信号所需的所有元件结合在笔中。
这样实际上可以预先假设输入该钢笔的信号的信息内容，使得该信号不超出读仪器(可能同样用于记录)中存储器的存储容量。
同样可能在前述钢笔的元件中增加用于接收一个语音信号，并处理，暂时存储并且转播该信号使其记录在磁条上所需的元件。
用于在一支钢笔上存储信号并随后写入一个磁条的电路。
这个电路的一个实例在图6中示出。
不同方框中的含义如下所示3检测转换器(例如，一个麦克风)；4带有一个可能的模数(A/D)变换器5的采样器；6带有一个可能的数模(D/A)变换器7的存储器；8低通滤波器；9混频器；10写磁头；11微处理器处理单元；12标记脉冲发生器；以及24时钟脉冲发生器。
在所述钢笔记录信号的过程中(记录过程可能是自动的或是受由用户给出的一个适当命令的影响)，这个电路的操作过程将如下所述。
实时输入到传感器3的声音信号转换成一个电信号输出，该输出信号被发送到采样电路4，该电路4在处理单元的控制下，在一个由时钟脉冲发生器24定时的预置采样频率fc实施对其采样。
来自采样电路4的采样被送到模数变换器5，该变换器5将单独的信号采样转换成数字形式的编码数值。
这些编码值然后存入由微处理器11管理的存储器6。
在带有如在通用的电话应答机中所使用的模拟存储的永久电子存储器的市场利用率表明A/D变换器5(以及D/A变换器7)是多余的，并且仅在如果希望数字存储时才需要。
存储在存储器6中的信号传送到写磁头10的过程将如下所述以数字或模拟形式存储在存储器6中的该信号的采样是在处理单元11的控制下按照它们存储在存储器中的相同顺序被提取出来的，并且以一个传输频率，被发送到D/A转换器7，便于清楚讨论，该传输频率等于采样频率fc(为了清楚起见尽管在实际中，它是压缩系数n的数倍)，该D/A转换器7将重建原始信号的样本。
这些信号样本从D/A转换器7的输出端(如果它是模拟类型的就直接从存储器输出)送到低通滤波器8重量现该原始信号。
来自滤波器的输出信号被送到混频器9，在混频器9中，一旦该信号与由发生器12产生的标记脉冲(频率1/T)混频，则将混频信号发送到读/记录磁头10。
如图4所示，标记脉冲的幅度比电声信号的最大幅度大以便有助于允许能够在读过程中在混合信号的2个分量之间进行识别。
上述操作应用于记录信号的持续时间与用户将钢笔在磁条上从一头穿过另一头的时间长度相当时的理论情况下。
例如，如果假设在磁条的记录过程中，用户观察到一个最大的磁头滑动速度以便于确定穿过整个磁条的时间接近1秒，那么与该记录信号的持续时间相当的理论情况也不多于1秒。
实际上，在钢笔中的预记录信号通常将持续得较长，因而能达到例如一个超过15秒的值。
考虑到这种可能性，处理单元11可能以这种方式编程，以便于将整个信号的持续时间存储入存储器6中并且连续改变所述样本从存储器6中提取出来时的频率和将信号写入磁条时标记脉冲发生器的频率。
如果假设存入存储器6的语音信号整个持续时间为s秒，并且记录在磁条RT的时间通常为1秒，那么该处理单元11将以读频率fCR等于fc*S/RT＝S*fc、从存储器6中取出该采样，并且将以相同比率将时间标记信号发生器的频率值fM从值1/T改变为值S/T*RT＝S/T。
这样，例如，如果时间S是15秒，T是0.2秒以及音频信号采样频率fc为7000采样/秒，那么将存在一个新的标记信号频率为15/0.2＝75脉冲/秒的值，和一个从存储器抽取出样本时的频率fCR等于7000*15＝105000采样/秒的值。
这样，在这个给出的例子中，一个15秒的信号持续时间压缩为1秒记录在磁条上的时间，以便于排除信号自身部分损失的可能性。
在空间上，该记录过程沿着磁条的整个长度延伸，而与音频信号的持续时间无关。
更简单地，忽略音频信号的持续时间，如例子中给出的，假设该音频信号的持续时间由于存储器6的容量而被限制最大为15秒，并且通过提供的基本上为1秒的记录时间，该压缩系数n可能为一常数并等于15，即，fCR＝15*fc，并且标记脉冲频率可能也为常数并等于15/T脉冲/秒。
前述的例子涉及用于在磁条上录制的电路，其中时间标记脉冲与电声信号混频并且同时记录在一个单独的磁迹上。
但是，不能阻止该时间标记脉冲被录制在一个分离的时间磁迹上(对其幅度没有任何限制)，这是通过利用一个通用立体声的磁头类型的双录制磁头实现的，磁头的一部分用来记录电声信号，另一部分用来记录定时脉冲，在这种情况中，该定时脉冲同样包括一个具有相对高频率的周期信号，该频率等于或与信号样本从存储器读出并记录在磁条上的频率fRC＝S*fc相关。
如随后将要看到的那样，通过已知的锁相系统，允许以与记录操作相同的方式安排读取阶段的读取操作的定时。
因此，除写磁头10之外，如图6中的虚线所示，也可以出现第二个磁头25(实际上，是双磁迹型的磁头10的一部分)，该磁头在其输入端接收来自发生器12的定时信号。
尽管与本发明不相关，但还是要指出与写磁头相关的一个消磁头不需要靠近该写磁头排列(例如，如果该仪器是笔型的，则位于仪器的相对端设置写磁头)，这个消磁磁头或者为一个永久消磁或者为预消磁磁体。
后面将描述一个作为可能变化的实施例，其中，该定时轨迹不是一个磁迹，而是一个预录光学轨迹或甚至是一个虚拟的轨迹。
总的来说，记录信号的处理过程发生在2个阶段第一阶段在一个预置频率fc实时地将信号采样并将样本存在一个存储器中。信号持续时间的测量是可选择的。
第二阶段按频率fCR＝fc*m从存储器中读出该样本，通过时间压缩和一个固定的或预置的(例如n＝15)压缩系数n或S的函数(例如n＝S)记录在磁条上，并通过一个滤波器在写磁头上将它们表示出来。
同时，以频率n/T传播的一个周期标记信号是与记录过程相关的，并且该信号的周期表示一个时间间隔T。
所以，很清楚，包括在时间标记信号一个周期内的记录块或记录段代表持续时间为T的一个音频信号块或段，而与它在记录轨迹上的长度无关。读电路的第一个实例图7示出了用于读出磁条的电路。
在图7中不同的部分表示如下13读磁头；14带有可能的A/D变换器15的采样器；16带有可能的D/A变换器17的存储器；18低通滤波器；19重放转换器(微型扬声器)；20门限电路；21计数器；22计数存储器；23处理单元；26时钟脉冲发生器。该电路的工作情况解释如下为了读出，用户(使用一个适当的命令启动读取，该命令也激发了该电路本身)将钢笔的读取头13从预录磁条上面经过。
这样，在读取头13处产生一个既被发送到采样电路14又到门限电路20的输出信号。
接收第一标记脉冲(或跟随一个可替换的初始化命令)的该门限电路20发送一个复位/起动信号给计数器21，该计数器21用一个与采样器14的采样频率相关的计数速度(等于或是其倍数)开始计数，该采样器14可具有一个随机值，但是更好地，具有一个等于存储容量的值，该值表示为由待重放信号的最大预计实时时间(如15秒)除以可存储的采样的数目。
这个计数过程持续到另一个标记脉冲到达。接收到该另一个脉冲，另一个复位/启动脉冲被送往计数器21，脉冲到达之后，该计数器21将第一计数结果转存入计数存储器22，之后，计数器21复位并开始一个新的计数。
这个过程重复直到接收到最后一个标记脉冲。
在上述的同一时间，输入到采样吕14的输入信号和从采样器本身输出的样本被送往变换器15，变换器15将它们转换成数字值然后被送往存储它们的存储器16。
这样，对于在一个标记脉冲和其下一个脉冲之间提取的每个采样序列(“内部标记采样序列”)来讲，取得的相对的采样数被存储在存储器22中。
一旦记录在磁条上的信号被读出，该信号采样的数字值(或是模拟值，如果存储器16是模拟型)继续存储在存储器16中直到它们被新的记录所替代(或由一个适当命令复位)。
当用户决定重放所读出的信息时，将一个重放命令送往图7中的电路。
接收到这个命令，处理单元23读出存储在存储器22中的第一个数N1(第一内部标记采样序列的采样数)，并且导致从存储器16中按照与它们存储在其中的相同顺序来取出该编码值，并以一个等于N/T的传输频率将它们传送到变换器17，从而确保整个序列的传输时间等于T。
当第一序列的最后一个编码采样值被送出后，处理单元23读出存储在存储器22中的第二个数N2(第二内部标记采样序列的采样数)，并且导致从存储器16中按照与它们存储在其中的相同顺序取出第二序列的编码值，并以一个等于M2/T的传输频率将它们传送到变换器17，并确保第二序列的整个传输时间同样等于T。
这个过程继续到存储器16中所有的编码值都已被读出。
在从存储器16读出采样期间，存储器的电路下行工作如下所述。
每个电转换器17接收到的采样被转换成一个模拟信号并传到低通滤波器18。
来自这个滤波器的输出信号是原始信号的重组信号，并且被送往在笔中的转换器19，该转换器19使得该信号本身被重放。
当时间标记脉冲被记录在一个从信号轨迹上分离出来的时间轨迹时，读取电路的运行和结构是很相似的。
在这种情况中，图7中的门限鉴别器电路20是多余的，并且在图7中虚线表示的并标为27的第二读磁头给计数器21提供所述标记脉冲。
在上述两种情况中，磁记录的读取和它在存储器中的暂时存储通过以一个任意频率采样而产生由于由标记脉冲提供的时间信息，而在接下来的播放阶段出现时间校正，该标记脉冲本身必须存在存储器22中(图7)以便于在重放期间连续使用。
但是，如果在空间上与信号记录相关的该时间标记信号是一个周期性空间信号，并且该周期性空间信号表示一个周期等于采样周期1/fc或是采样周期1/fc的预定倍数(预先记录的存储阶段使用)，该信号实际上用与用于记录语音信号的相同压缩系数来记录，则可以设想用一个偶数采样读电路。
最好是相应于一个1-2HZ频率的1/fc的近4-8倍，以便于确保即使出现磁迹的相对于读取头的定向错误，该信号也能被辩认出。
在如图8所示的情况中，在图8中标为13至19，23，26的元件相应于图7中的用相同数字标记的元件，读取头28读出该周期性定时信号并将它施加到一个倍频器电路29，例如，可以是一个锁相环PLL，该电路输出一个表示一个频率的周期性脉冲信号，该频率是定时信号频率的预置数倍且等于采样频率fc。
来自PLL29的输出信号以相同的频率直接地，或通过处理器23，控制采样电路14和将信号写入存储器16。
在这种情况中，代替在连续重放阶段修正存储在存储器16的信号，这个用于读取磁记录的信号在一个适宜的周期被采样以便于修正在记录阶段和连续读出阶段期间出现的磁条磁头之间相对速度的差异，对于磁条的每个空间位置，该误差可忽略。
如果由磁头28本身输出的定时信号表示采样周期1/fc，则该锁相电路是不必要的。
总之，在给出的不同例子中，与记录过程相同，重放记录在磁条上的信号的处理在2个阶段进行第一，读取磁条记录，以一个合适的频率将它采样并将样本存储在一个存储器中。
第二，在一个合适的频率连续地读取所述存储器，并且以相同的频率显示读出的信息，如果需要将读出的信息转换成模拟形式，并滤波，然后传送到转换器(扬声器)。
两个阶段之一的采样频率由与在第一阶段被读出的磁记录相关的时间标记来确定，该磁记录可能同样被存储以确定在整个时间可能变化的，在第二阶段使用的所述采样频率。音频记录和重放电路的第2个例子就结构细节(同样还有商业可用性)而言，一旦确定了问题和其解决方案，替代详述图6，7，8中所示各种构成方框的电路图对本领域技术人员来讲是很明显的，它适用于描述根据本发明系统的一个实施例，该实施例使用与记录音频信号分离的预录定时轨迹来同步记录和重放操作之间的关系。
仅进行一次的该预录可能是磁化型的并且可由一个磁头读出，但是，为了避免不希望的删除或在连续记录操作过程中因记录磁头的未对准而导致的修改的风险，预录最好是光学的并且包含一组连续的等矩的平行轨迹，这些轨迹是印刷的或沿着平行于(或重叠在其上)磁记录轨迹的光学可读轨迹而构成。
在2个连续区之间的空间间隔确定了磁条的一个记录区域，在该磁条上设置了一个用于电声信号的预定时间间隔，在记录和重放期间，不用考虑该磁条和磁头之间相对移动速度。
在记录期间，该光学轨迹被读出并且向记录装置提供带有一个频率fo的周期信号，该周期性信号的频率按相对运动速度的函数变化。
该信号被记录装置用来控制从存储器中提取存储在存储器中的音频信号的不同采样并在记录磁头出现的频率。
在这种方式中，预定的并且恒定的持续时间的一块或一段音频信号被记录在磁条的每个空间间隔或区域中。
通过读出预录磁迹而获得与可变频率fo相同的周期信号被所述装置用来控制当读取磁条时采样和存贮该读信号的频率。
通过读存储器和以预定和恒定频率提取该采样，而进行重放，该恒定频率等于由用于存储所述音频信号的记录装置所使用的频率。
换句话说，依靠音频信号的预备存贮，在记录期间，这是通过校正相对运动速度中可能的变化的空间标尺的规范化进行的，当读出该记录时，通过校正相对于记录操作的相对运动速度中可能的差别和变化的时间标尺的规范化进行存储，以便于通过以一个恒定频率从存储器中提取存储的信号采样来实现连续的重放。
图9是表示一个音频记录和重放系统的简略方框图，该系统使用很少的元件来实现前述的概念。
该系统包括
—麦克风(MIC)30；—磁读取头(READ HEAD)31；—磁写入头(WRITE HEAD)32；—传感器33，最好是光学的(MARK DETECT)，用于读取与记录条43相关的时间轨迹34；—相位锁定倍频器电路(PLL)35；—微型扬声器36；—第一双稳态按钮(AUDIO/TAPE)37，用于驱动2个开关38，39和一双孔开关40；—第二双稳态按钮(PLAY/REC)41，用于驱动一开关42；—第三按钮(START/STOP)44，用于驱动一开关45；以及—由ISD公司出售的编号为ISD25XX型的集成电路46，有助于修改执行采样，存储和重放一个音频信号所有这些功能。
不需要了解集成电路46那些对于理解本发明不重要的详细的结构和功能，并且那些细节可参考制造者的详细技术说明即可获得(ISD2500系列单芯片声音记录/重放器件-45-60-75和90秒期间一初始数据单，1993)，要注意的仅是提供有+5V电压的电路提供了下列输入/输出和控制端，以下在电路中使用的数字是由制造者提供；—管脚17输入通常由麦克风(或电话线)提供的被存储的信号；—管脚14，15将存储的信号输出到一外部扬声器；—管脚27可选择地与地连接或与一正电压相连。一正电压施加到管脚27，使电路处于重现(PLAY)的工作方式。当管脚27接地时，该电路处于记录工作方式，或准确地说是存储，而不致于与在磁带上记录这种操作相混淆。
—管脚26(XCLK)输入一个外部定时信号。如果不用它必须接地。
—管脚23(CE)有选择地与地或一正电压相连。当管脚23接地时，该集成电路能工作。当管脚23与一正电压相连，该电路不能工作。
集成电路46包括一内部时钟发生器，用于模拟采样的非易失性内部存储器，一带有自动增益控制的输入放大器，一输出放大器，用于输入/输出存储器的采样和保持电路，有源输入和输出滤波器，和逻辑控制电路。
由管脚23和27控制的该集成电路能存储从一麦克风(或电话线)接收到的一信号并且以后使用一扬声器将它重放。
所以，该集成电路能以公知方式执行电话应答机和电子笔记本的功能，该集成电路根据其型号和所使用的采样频率具有可达到120秒的存储容量。
这种可买到的集成电路以由内部时钟信号发生器或一个施加到管脚26(XCLK)的外部时钟信号强加的一个预置的音频信号采样频率工作。
这是因为对于一个预置的运行频率，该内部滤波器是最好的，并且由制造者预见的这种应用不需要在不同频率工作。
但是，没有任何事能阻止改变滤波器的特性使该电路能工作在一个在宽限度之间变化的频率，而没有“假频”问题，并使它使用在体现本发明主题的这个系统中达到最佳。
如图9所示，定时轨迹的传感器/读出器与PLL35相连，以便于给它提供一个周期性时间标记信号，该信号具有一个其变化是相对速度变化的函数的频率fo，并且该信号从读取定时标记产生。
PLL35产生一个具有一可变频率fn＝K*fo的信号，fn是频率fo的一预置系数K倍。
当双稳态按钮37置于TAPE位置时，该信号通过开关39施加到电路46的端子26。
当按钮37处于这种位置时，读取头31的输出与电路46的输入17相连；并且写入头32的输入与电路46的输出14，15相连。
当按钮37处于AUDIO位置时，麦克风30与输入17相连而读取头31断开，PLL35从接地的输入XCLK26断开，并且电路46的输出14，15与扬声器36相连，同时读取头32断开。
按下钮44(START/STOP)使通常处于正电压的控制端23接地，并且启动该集成电路46。
当双稳态钮41(PLAY/REC)处于PLAY位置，端子27与控制集成电路46的重放方式的正电压+V相连，并且当它处于REC位置时，端子27接地，使存储器处于存储运行方式。
图9所示的系统的运行立刻得到理解。第一，为了将一音频信号存入电路46，将钮37按到AUDIO位置，将钮41按到REC位置，并且在整个音频信号的存储期间(不超过最大可存储时间)按下钮44。
该音频信号以频率fc被采样，该频率fc是由集成电路46的内部时钟信号施加的，并且将所述采样存在存储器中。
即使扬声器36与输出14，15相连，如不对它供电驱动，读取头31和写入头32以及PLL35都与集成电路断开。
第二，为了将存储在集成电路46上的信号记录到磁带上，将钮37按到TAPE位置并将钮41接到PLAY位置。
写入磁头32与输出14，15相连，而PLL的输出与输入26相连。
所述读取磁头31同样与输入17相连，但没有影响。
按下钮44驱动集成电路46并且，在同一时间，磁头32和传感器33可手动分别穿过磁带43和相关的时间轨迹。
由传感器33接收到一短的时间脉冲序列之后，PLL相位锁住接收到的信号并开始发出频率为fn＝K*fo的信号，该频率与磁头32和传感器33的速度成正比。
电路46以频率fn从存储器读出存储的信号采样，并将它作为输入传到写入磁头32。
系数K可选择以便于将单一过程的一信号时间间隔压缩到预置长度L例如为2cm(希望在近0.1秒的短时间间隔运行的长度)的磁带的轨迹上，这样使用公式K＝fc*P/L容易确定。
实际上，由传感器33测到的速度是通过V＝T*fo给定，穿过间隔L所需的时间t由t＝/L/V给定，并且在时间t内压缩fc采样的采样频率由fn＝fc/t给出，从其得出自fn＝fc/t＝fc*V/t＝fc*P*fo/L。
所以，如果vc＝8KHz(为了获得一扩展近3KHz的频响)，P＝0.2mm(通用印刷技术的下限)，并且L＝2cm，K将等于80，并且，例如，对于一近10cm/sec的手动移动速度来说，fo＝500Hz以及fn＝40KHz。
第三，为了读出已录制的磁带，将钮37按到TAPE位置把读取磁头31和PLL35与集成电路相连，并且将钮41按到REC位置以便于在记录过程中控制电开关45的闭合所驱动的电路46。
通过使磁头31在磁带上和传感器33在定时轨迹上通过，PLL35相位锁定由传感器33传出的频率为fo的信号，并且控制由读取头以频率fn＝Kfo下传出信号的采样和存储。
第4，为了重放存储在集成电路46中的记录，将钮37按到AUDIO位置并且将钮41按到PLAY位置即可满足。
这样使PLL35从电路46中断开并与扬声器相连。
通过钮44闭合开关45从而启动电路46，使它的存储器以由内部时钟信号施加的读取频率fc被读出，并且准确地重所存储的信息。
很清楚，图9的系统是一个完整的记录和重放系统如果希望制造重放事先录制的磁带的装置，那么麦克风30和相关开关38就是多余的，如同读取头和相关开关40。
然而，当它提供记录的可能性以及使用该装置作为一个常规电子笔记本时，图9所示的这个完整形状是很好的。
同样清楚的是可能有多种变化。
特别是，为了清楚而将它们分开示出，而实际最好是分开的所述读取磁头和记录磁头(以便于在记录和读取2个阶段中写入轨迹要比读取轨迹宽从而允许相对于磁头侧向移动)同样可以包括一个单个的磁头，该磁头可替换地充当写磁头或读取磁头的角色，并且为此，该单个磁头可替换地与集成电路46的输出14，15及集成电路46的输入17相连。
带有负反馈的PLL倍频器35同样可被一种不同类型的可变频率发生器所替代。
例如，如图10所示，该定时标记检测器33在辩别每个标记时发出一个复位开始信号给一个数字计数器47，该计数器在接收到由具有预置和恒定频率振荡器48产生的每个时钟脉冲时增1。
在接收到连续的复位/开始脉冲时，计数器47给一输出寄存器49充电，该寄存器维持所述计数值直到计数器的下一个复位/开始操作。
存储在寄存器49中的信息由一D/A变换器50变换为一输入到一电压控制振荡器51中的模拟电压信号，通常缩写为VCO的电压控制振荡器51输出一具有一周期与输入电压成正比并因此与2个连续标记脉冲之间的周期成正比的定时信号。
所述信号在记录期间用于控制频率，该频率是从存储器提取采样并通过一滤波器将它们呈现在写入磁头时的频率。
在记录的读出期间，该信号用于控制读出采样频率和存储器写入频率。
通过这样类型的一个电路，一内部标记间隔的持续时间决定了在连续的内部标记间隔中的频率，并且清楚地表明不能决定在同一间隔内的采样频率。然而，如实际中所看到的，如果在一内部标记间隔和下一个之间移动的相对速度的变化是适度的(并且，为此，内部标记的间隔尽可能小是很合适的)，那么出现的误差是可忽略的。
作为更进一步的变型，这里能提供能读出具有“虚拟”标记的一定时轨迹的重放和/或记录装置在图9和图10中所示的代替光学传感器的标记传感器33可以是一个编码器，该编码器是由一个穿过记录轨迹的滚筒启动，编码器自身产生与沿着轨迹预置的空间间隔相关的标记脉冲。但是，光学方法由于它的低成本和尺寸小是很好。
很清楚，可以在记录和/或重放仪器中加入其它功能。
例如，音频信号可以以加密形式被记录，通过以一种预置的循环顺序或以与存储公式不同的“密钥”来提取存储在存储器中的采样很容易获得这种方式，借助于已记录信号的采样的初步存储从而正确地发生重放过程，该已记录信号是以与记录过程和随后的存储器读出以及与用于加密过程中相反的循环顺序在重放设备上显示的相同的顺序被读出来播放的。
如果用户拥有循环密钥，那么记录的信息仅能被正确地重现。前述的说明是关于记录和重放音频信号。
但是，很清楚上述的概念同样适用于记录和重放视频信号，视频信号表示动态而不是静态图像，尽管已给出商业上可利用技术的目前状态，但用于存储和记录在仅数10厘米的磁带或磁条上的容量是有限的。
这里还可加入其他功能，例如，该装置可提供一用于读取印刷图像的磁头，类似于一常规扫描仪，该印刷图像存储在所述内部存储器中并且记录在磁条上。以便以后通过该装置与诸如打印机或监视器之类的外部设备的可能连接作为图象再现。
权利要求
1.一种用于重放一个以记录在位于一个承载物上的磁条(1，43)的形式的音频和/或视频信号的装置，一系列沿着所述与该记录相关的条间隔排列的定时标记，定时标记确定在连续的标记和用于重放每个所述块的一预置时间间隔T之间的记录块，该装置包括一读取装置(13，20，27，28，31，33)，该装置相对于所述磁条(1，43)手动地移动，用于读出所述记录和所述的一系列定时标记并产生一所述记录的第一读取信号和所述系列标记的第二周期读取信号；一被周期性地控制写入的存储器(16，46)，用于存储所述第一信号的一个有序的连续采样，以及被周期性地控制读取的存储器，用于以一个与写入过程相关顺序读出所述存储采样；一与所述存储器相连的重现装置(19，36)，用于接收从所述存储器中读出的所述信号采样并将它们转换为一个声音和/或视频信号；和一定时和控制装置(21，22，23，26，29，35，46)，与所述读取装置相连，用于接收所述第二读取信号，并且与所述存储器相连，用于及时可变控制，并以下列2个频率之一作为所述第二周期信号的函数；A)所述周期性写入存储器的频率；B)所述周期性读出存储器的频率以这种方式，即在A)中，在所述第二信号的周期期间，存储代表一记录块的多个采样并且，在B)中，在所述预置时间间隔T期间，读出代表一记录块的许多信号。
2.如权利要求1的重放装置，也用于将一音频和/或视频信号记录在磁条上，进一步包括一转换器(3，30)，用于将声音和/或图像转换为一电信号；一由所述定时和控制装置控制的采样装置(4，46)，与所述转换器和所述存储器相连，用于以一控制频率fc将所述电信号的一有序的连续采样输入和写入所述存储器；一磁性写入头(10，32)，它相对于所述磁条手动移动，并且与所述存储器相连，通过一个滤波器从被所述定时和控制装置周期性地控制下进行读取的所述存储器接收一个由所述电子信号采样所构成的一记录信号，并使它们的记录实施在所述磁条上，和一装置(9，12，33)，用于将所述连续的定时标记与所述记录相关。
3.如权利要求1或2的重放装置，其中所述定时标记与在所述磁条上的所述记录混合，并且所述读取装置包括一用于读出所述记录的磁头(13)，和用于识别所述定时标记的装置(20)。
4.如权利要求1或2的重放装置，其中所述的定时标记被记录在从所述记录分离出的一磁性定时磁迹上，并且所述读取装置包括用于读出所述记录的第一磁头(13)和用于读出所述定时磁迹的第二磁头(27，28)。
5.如权利要求1或2的重放装置，其中所述定时标记排列在与所述磁条相关的一光学轨迹(34)上，并且所述读取装置包括一用于读出所述记录的磁头(31)和用于读出所述光学轨迹的一光传感器(33)。
6.如权利要求1或2的重放装置，其中所述定时标记是与在所述承载物上所述磁条相关的一虚拟定时轨迹的虚拟标记，并且所述的读取装置包括用于读出所述记录的一磁头(31)，和一偏码器(33)，该编码器通过在所述承载物上移过所述虚拟定时轨迹产生定时脉冲。
7.如权利要求1的重放装置，其中所述装置是笔型的。
8.如权利要求1的重放装置，其中所述定时和控制装置包括与所述读取装置相连的一倍频器电路(29)，用于接收所述第二周期性读出信号并用于产生一带有一频率的定时信号，该频率是所述标记的所述第二周期性读出信号频率的预置倍数。
9.一种用于在一写入磁头和所述磁条之间以一非均匀的相对速度重放记录在磁条上的一音频和/或视频信号的方法，包括下列步骤存储所述信号的一有序的连续采样，该信号以一预置恒定频率fc被采样，以一种与存储顺序相关的顺序读出所述采样，并且通过一滤波器将它们输入到所述写入磁头，以便于将所述信号记录在所述磁条上，和将一系列定时标记与所述记录相联系，该定时标记沿着所述磁条间隔排列，并且确定在连续的标记和用于重放每个所述块的一预置时间间隔T之间的记录块。
10.一种用于重放记录在磁条上的一音频和/或视频信号的方法，沿着所述磁条间隔排列的一系列定时标记与所述记录相联系，其中定时标记确定记录块和用于重放每个所述块的一预置时间间隔T，该方法包括下列步骤同步读出所述磁条和所述连续的定时标记，分别获得一读出信号和一周期定时信号，在第一存取频率下，以一种有序的形式，将所述读出信号的连续采样周期性地写入一读/写存储器，所述读出信号在所述第一频率下实施，然后在第二存取频率下，以一种与写入顺序相关的顺序，周期性地从所述存储器中读出所述存储采样，并且通过一滤波器将所述读出的采样送到一转换器，该存取频率被预置在所述2个周期性存储器存取步骤即写入和读出之一，在所述2个步骤中另一个中的该存取频率是基于所述的周期性信号，以便于在所述预置重放时间间隔T内读出和重放表示一个记录块的每个连续的采样。
全文摘要
一种用于记录和重放一音频和/或视频信号的方法和相关的记录和重放装置,包括:A)将一音频和/或视频信号转换为一第一采样序列,写入一读/写存储器(46),B)从存储器(46)读出该采样,从而构成在与一系列定时标记(34)相关的磁条(43)的记录,C)通过读出该记录和相关的连续的定时标记,获得一按顺序写入所述存储器的第二采样序列和一定时信号,D)从所述存储器读出的所述第二采样序列通过一滤波器施加到一转换器,记录或采样频率由定时信号确定。
文档编号G11B20/08GK1207820SQ96199739
公开日1999年2月10日 申请日期1996年10月25日 优先权日1996年2月16日
发明者贾恩卡洛·扎内蒂 申请人:贾恩卡洛·扎内蒂