DE1026788B

DE1026788B - Anordnung zur Herstellung phasengesteuerter Zeitimpulse

Info

Publication number: DE1026788B
Application number: DEI12250A
Authority: DE
Inventors: Leonard Delore Seader
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-09-28
Filing date: 1956-09-27
Publication date: 1958-03-27
Also published as: NL124572C; US2864078A; GB837560A; FR1172035A

Description

Auf dem Gebiet magnetischer Aufzeichnungen, ist es bekannt, verschlüsselte magnetische Impulsdarstellungen von Angaben auf einem bewegten Aufzeichnungsmittel, z. B. einer rotierenden Trommel oder einer rotierenden Scheibe, aufzuzeichnen;. Normalerweise werden in der Praxis, insbesondere bei Rechenmaschinen, wahlweise Angabenimpulse (d. s. wertdarstellende Impulse zum Unterschied von Zeitimpulsen) oder Bits (binäre Nachrichtenelemente) in zeitlich gesteuerter Folge auf einer fortlaufenden Spur der erwähnten Trommel oder Scheibe unter Verwendung einer Zeitspur aufgezeichnet, durch welche die Intervalle der Impulse oder Bits bestimmt sind, Zeitspuren haben jedoch Grenzen hinsichtlich dter Genauigkeit der von ihnen abgeleiteten Impulse und der Abweichung beim Aufzeichnen nach solchen Impulsen, insbesondere bei Verwendung von. mehr als einem zyklischen Aufzeichnungsträger mit einer gemeinsamen Zeitspur, bei Bewegung des Übertragers zu und von der Aufzeichnungsspur und bei Benutzung von mehr als einer AbfühWAufzeichnungs-Station für eine gemeinsame Aufzeichnungsspur. Außerdem erfordert die Verwendung einer Zeitspur zusätzliche Übertrager- und Verstärkerbauteile und. -Stromkreise für die Reproduktion von Angabenimpulsen, wodurch die Kosten und die Kompliziertheit der Aufzeichnungsapparatur erhöht werden.

Unter Vermeidung einer besonderen Zeitspur verwendet die erfindungsgemäße Anordnung zur Herstellung von Zeitimpulsen, für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Angabenimpuilsen bei Aufzeichnungsträgern einen Zeitimpulsgeber, dessen Phasenlage durch jeden auftretenden Angabenimpuls berichtigt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den. Zeichnungen. Die Erfindung sei nachstehendi an Hand der Zeichnungen für einige beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Erfindung, die in einer Magnettrommel- oder -Scheibenaufzeichnungsvorrichtung verkörpert ist;

Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführung auf der Grundlage der in Fig. 1 dargestellten Anordnung;

Fig. 3 ist ein Schaltschema der hauptsächlichen elektronischen Bestandteile des Impulsgenerators;

Fig. 4 enthält ein Zeitdiagramm für die aus der Schaltung nach Fig. 3 gewonnenen Wellenformen.

Auf der in Fig. 1 schematisch dargestellten Scheibe D ist eine Magnetspur vorgesehen. In dieser können Angaben, z. B. in dien Gebieten C, aufgezeichnet und reproduziert werden. Jedes Gebiet enthält eine

Anordnung zur Herstellung
phasengesteuerter Zeitimpulse

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. September 1965

Leonard DeLore Seader, Cupertino, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Reihe von Schlüsselsymbolen (Bits), die für das darzustellende Zeichen charakteristisch, sind. Im Beispiel sind sieben Angabenbits und ein Kontrollbit pro Gebiet vorgesehen; die ersteren sind mit der willkürlich gewählten Bezeichnung 1, 2, 4, 8, X₁ Y und $:, das letztere mit einem Haken markiert. Die Wahl des Schlüssels ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Wie bereits erwähnt, wird bei der magnetischen Aufzeichnung auf einem zyklisch bewegten Aufzeichnungsträger normalerweise eine Zeitspur verwendet, wodurch die Angabenbits in zeitlicher Beziehung auf einer Spur des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet werden. Bei der Erfindung wird keine; Zeitspür benutzt, es werden jedoch bestimmte, bistabilen Multivibratoren oder Triggern eigene Merkmale zur Steuerung von Schwingungserzeugern, ausgenutzt, um eine Folge gleich weit voneinander entfernter Impulse zu gewinnen. Die Anordnung nach. Fig. 1 enthält fernerhin einen Übertrager (Abtastkopf) T, der mit der magnetischen Aufzeichnungsspur der Trommel D zusammenwirkt. Jedes Angabenbit (s. die kleinen radial nach außen weisenden, Pfeile in der Aufzeichnungsspur), welches an, dem Übertrager T vorbeiläuft, bewirkt die Erzeugung eines Spannungsimpulses. Der Ausgang des Übertragers T ist auf einen Vakuum röhren, verstärker A und dessen Ausgang wiederum auf einen bistabilen Multivibrator MV — nachstehend auch als Trigger bezeichnet — geschaltet. Der Verstärker Ä

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schaltet den Trigger MV in einen seiner zwei stabilen Zustände j edesmal dann uim, wenn der Übertrager T einen Impuls aufnimmt. In dem einen stabilen Zustand bewirkt der Trigger MV die Einschaltung eines Oszillators I, und in dem anderen stabilen Zustand schaltet der Trigger MV den Oszillator II ein. Der Oszillator I wird stets bei Einschaltung des Oszillators II ausgeschaltet, und umgekehrt. Die Ausgänge dieser Oszillatoren führen zu eimern Mischkreis MIX₁

eines Aiigabenbits sehr genau. In der gezeigten Anordnung ist z. B. die, von einem Oszillator gesteuerte Iiöchstzahl von Bitabständen vierzehn. Diese Zahl entsteht durch die übliche Anordnung, in der jede 5 Zeichenposition C mindestens ein aufgezeichnetes Angabenbit enthalten muß, während, beim Fehlen aller Angabenbits ein Bit »Kontrolle« aufgezeichnet wird. Infolgedessen wird also>, wenn, in der ersten Zeichenposition ein Angabenbit 1 aufgezeichnet ist und keine

werden umgeformt und als Impulse weitergeleitet io bedeutsamen Angaben in der nächsten Zeichen-

(s. auch die nähere Beschreibung weiter unten).
Die Ausgangsfrequenz jedes Oszillators (I und II)

ist so· bemessen, daß die Dauer jedes Impulses der Dauer eines Zeichenbits in der Magnetspur der

Trommel D bei deren Drehung (s. Pfeil) mit be- 15 Wie man sieht, ist die Anordnung nach der Erfindung

stimmter Geschwindigkeit entspricht. sehr wirksam bei der Überwindung von Verschie

bungen, die bei großer Anzahl von Bits in einer einzigen fortlaufenden Spur (große Bitdichte) ent-

position, C aufgezeichnet sind, in letzterer ein Bit »Kontrolle« aufgezeichnet, so· daß dazwischen vierzehn Impulsabstände von dem Oszillator geliefert werden müssen, der gerade Impulse zum Mischkreis sendet.

stehen können, und zwar insbesondere dann, wenn die

Es sei nun angenommen, daß die Trommel D umläuft und daß der Oszillator I Impulse über den
Mischkreis MIX abgibt und der Oszillator I dabei
— wie oben erwähnt — von dem Trigger MV gesteuert 20 Zeitspur sich auf einem anderen zyklischen Träger wird. Wie Fig. 1 zeigt, ist in der ersten Zeichen- befindet, welcher mechanisch mit dem die Angaben position C eine »2« aufgezeichnet, und in der folgenden enthaltenden Aufzeichnungsträger verbunden ist. Zeichenposition C ist eine »1«, eine »4« und eine Ebenso* dürfte es, klar sein, daß die Phasensteuerung »Kontrolle« aufgezeichnet. Dies sind die Angabenbits, der Zeitimpulse, nach denen die Zwischenräume der die von dem Übertrager T abgefühlt werden. Beim 25 Angabenbits gemessen werden, ausschließlich durch Umlaufen der Trommel D ist das erste Angabenbit, den Übertrager bestimmt wird, der die Angabenauf das der Übertrager T trifft, das Bit 2 in der impulse abfühlt. Wenn daher zwei oder mehr Überobenerwähnten ersten, Zeichenposition. Wenn der trager auf einen einzigen Aufzeichnungspfad einÜbertrager T dieses Angabenbit abfühlt, wird ein wirken, gibt es keine Schwierigkeiten in bezug auf die Impuls über den Verstärker A auf den Trigger MV 3° Synchronisation der verschiedenen Übertrager, so gegeben, wodurch der Oszillator I aus- und der daß man eine genaue Bitaufzeichnung und -reproduk-Oszillator II eingeschaltet wird, so daß die von tion erlangen kann. Die Vorteile dieser Art der dem Mischkreis abgegebenem Impulse jetzt die des Zeitsteuerung werden noch vergrößert, wenn die Bit-Oszillators II anstatt — wie oben angenommen — der dichte der Aufzeichnung erhöht wird und dann, wenn des Oszillators I sind. Nach Abfühlung des Angaben- 35 die Übertrager bei der Aufzeichnung und der bits (entsprechend dem Angabenbit 2 der ersten Reproduktion zu und von dem Aufzeichnungsträger Zeichenpoeition C) erzeugt nun, der Oszillator II einen. bewegt werden.

Impuls für jedes folgende Bit der ersten Zeichen,- Fig. 2 zeigt schematisch die Schaltung einer ein-

position C₁ nämlich an den Bitpositionen 4, 8, X, Y₁ $: f aehen Anordnung, in der die Angaben von einem und »Kontrolle« der ersten Zeichenposition; C. Der 40 zyklischen Aufzeichnungsträger, z. B. einer Trommel Oszillator II sietzt auch die Erzeugung von Impulsen oder Scheibe, unter Verwendung der oben beschriebeüber den Mischkreis fort, bis ein neuer Angaben- nen Zeitsteueranordnung abgeleitet werden können, impuls von dem Übertrager T abgefühlt wird. Dies Da sowohl Angabenimpulse als auch Zeitimpulse verist der Fall in der ersten Angabenbitposition der fügbar sind, ist es ziemlich einfach, einen Ringzähler zweiten Zeichenposition C (der Bitposition 1). Jetzt 45 vorzusehen, in dem z. B. sieben; aufeinanderfolgende liefert der Übertrager wieder einen Impuls an. den Impulse bei aufeinanderfolgender Einführung geVerstärker A₁ welcher seinerseits einen Impuls sendet, speichert werden, während! bei Empfang des achten um den Trigger MZ^ in seinen, anderen stabilen Zustand Impulses der Ringzähler gelöscht wird. Ein Zähler umzuschalten, wodurch der Oszillator II aus- und; der dieser Art ist vorgesehen!, um zeitlich gesteuerte Oszillator I eingeschaltet wird:, um weiterhin Impulse 5° Impulse aus dem Mischkreis, nach Fig. 1 zu empfangen·, über den Mischkreis abzugeben. In diesem Falle Von den sieben Positionen des Ringzählers gehen liefert jedoch, der Oszillator I danach: nur noch einen Verbindungen aus, zu einem mehrfachen· UND-Kreis, Impuls an, der Bitposition, 2_J da bei Abfühlung· der der durch Angabenimpulse aus dem Verstärker A von nächsten Bitposition der zweiten Zeichenposition C Fig. 1 gesteuert wird. Der UND-Kreis leitet also (der Bitposition 4) der Übertrager T wieder ein An- 55 jedesmal dann, wenn eine Koinzidenz zwischen einem gabenbit abfühlt und — wie oben,beschrieben — wieder Angabenimpuls und einem Zeitimpuls eintritt, den den Betriebszustand des Triggers MV umschaltet und entsprechenden Angabenimpuls weiter in eine in Fig. 2 dadurch die Quelle der gesendeten Impulse des Misch- dargestellte Speichervorrichtung. Die Speichervorkreises vom Oszillator I auf den Oszillator II steuert. richtung an sich kann von, der üblichen Ausführungs-Der Oszillator II liefert nun. Impulse an den Bitposi- 60 form sein. Zum Beispiel würde bei der Abfühlung der tionen 8, X₁ Y und ^t. Danach erfolgt, da der Über- zweiten Zeichenposition C (Fig: 1) folgendes getrager T das Angabenbit »Kontrolle« abfühlt, wieder schehen: Wenn der Oszillator I gerade Zeitimpulse die oben beschriebene Operation, und der Trigger MV auf den Ringzähler gibt, wird ein Angabenimpuls an wird umgeschaltet, woraufhin, sich die Oszillatoren; I der¹ Bitposition 1 empfangen, woraufhin der Trigger und II bei Anlegung von Impulsen an den Mischkreis 65 MV umgeschaltet wird, so daß der Oszillator aufhört ablösen. und der Oszillator II beginnt, Impulse an den Misch-

Die Vorteile dieser Anordnung dürften offensichtlich kreis zu geben. Der Ringzähler empfängt also> einen sein; da. jeder Oszillator immer in einer vorher- Impuls vom Oszillator II, und gleichzeitig empfängt bestimmten Phase einsetzt, ist die Zeitsteuerung der der UND-Kreis einen Angabenimpuls, so daß ein folgenden Angabenbitzwischenräume nach Abfühlung 70 »!«-Bit in den Speicher gelangt. Nun empfängt der

Ringzähler dem nächsten Impuls vom Oszillator II, aber es wird kein. Angabenimpuls an der Bitposition 2 abgefüfolt. An der Bitposition. 4 wird wieder ein Anga,ben.impuls vom Übertrager T aufgenommen, wodurch die Impulserzeugung vom Oszillator II auf den Oszillator I übergeht. Gleichzeitig empfängt der Ringzähler einen Zeitimpuls vom Oszillator I und der UND-Kreis einen Angabenimpuls, so' daß ein »4«-Bit gespeichert wird. Danach empfängt, der Ringzähler Zeitimpulse an den; Bitpositionen 8, X, Y und #, und wieder wird an, der Bitposition »Kontrolle« (der achten. Position) der Ringzähler gelöscht, dieses Mal jedoch durch- d.en. Oszillator II, der bei Empfang eines »Kontrolle«-Bitimpulses am Übertrager T auf die Erzeugung der phasengesteuierten Zeitimpulse zum Mischkreis umgeschaltet wird. Natürlich könnten mit gleicher Wirkung auch andere bekannte Anordnungen verwendet werden;.

Fig. 3 ist ein Schaltschema der oben, besprochenen elektronischen Systeme zusammen, mit bestimmten zusätzlichen. Merkmalen, die zur Erzeugung genau phasengesteuerter Zeitimpulse für notwendig gehalten, werden. Der Übertrager T ist an einen üblichen Verstärker angeschlossen, dessen Ausgang in eine durch die Vakuumröhre Vl und ihre zugeordnete Schaltung dargestellte Umkehrstufe führt. Der Ausgang der Umkehrstufe führt zu einem diodengekoppelten Trigger, der aus der Röhre VI und der zugeordneten Schaltung (bistabiler Multivibrator MV) bestellt und dessen Ausgang einem Kathodenverstärker F"4 und seinen zugeordneten Dioden D1 und D 2 zugeführt wird. Die Dioden Dl und D 2 sollen ein Positivwerden des Gitters von Vi verhindern. Der Kathodenverstärker V4k hat zwei Ausgänge, von denen je einer jeder der Stufen des Triggers VZ entspricht und die jeder zu den Oszillatoren I bzw. II führen. Diese Oszillatoren, können in der üblichen Weise eingerichtet sein (vgl. z. B. S. 142, Bd. 19, der M. I. T. Radiation Laboratory Series). Die Rückkopplungswiderstände Rl und R2 der Oszillatoren I bzw. II haben einen etwas kritischen Wert und müssen klein, genug sein, damit die Oszillatoren, zu arbeiten, beginnen, ohne durch Impulse EIN-geschaltet worden zu sein, aber trotzdem groß genug, damit keine übermäßige Begrenzung der Einleitung erzeugter Impulse eintritt. Der richtige Wert von Rl und R2 kann dadurch bestimmt werden, daß der Trigger MV (dargestellt durch die Vakuumröhre V2 und die zugeordnete Schaltung) in den. einen stabilen Zustand gebracht und. der Wert des Oszillatorwiderstandes R1 oder R 2 in dem gerade EIN-geschalteten Oszillator erhöht werden, bis die Impulserzeugung dieses Oszillators aufhört. Nun. wird der Widerstandswert verringert, bis der Oszillator wieder Impulse mit der vorherbestimmten Frequenz erzeugt. Dies ist der Maximalwert für Rl bzw. R2. Der optimale Wert von Rl oder R2 muß etwas unter dem Maximalwert liegen, und man kann überschlägig sagen, daß er der Wert ist, der eine Verringerung in der Oszillatorfrequenz um 0,2% bewirkt. Die Justierung von Rl bzw. R2 muß vorgenommen werden, während der Oszillator mit der gewünschten Frequenz arbeitet, die dem für den Betrieb nötigen Zeitimpuilsintervall entspricht.

Die Ausgänge der Oszillatoren I und II werden einem aus. der Vakuumröhre VS und der zugeordneten Schaltung bestehenden Kathodenf olger zugeleitet, von wo- aus die Impulse jedes Oszillators einem aus der Vakuumröhre V6 bestehenden Mischer und Begrenzer zugeführt werden. Dem Ausgang des Mischkreises V6 ist ein Kondensator CK parallel geschaltet, um Spitzen in den Wellenformen des Ausgangs zu vermeiden,, wenn die Frequenz des Angabenbits etwas niedriger als die des Ausgangs desjenigen Oszillators ist, der gerade die Zeitimpulsie liefert. Der Ausgang des Mischkreises wird durch eine Umkehrstufe Vl und eine Doppelumkehrstufe VS zu einem Endkathodenverstärker V9 geleitet, dessen. Ausgang (s. Ausgangspfeil in Fig. 3) die phasengesteuerten Zeitimpulse liefert, welche für die Zeitsteuerung der Angabenbits verwendet werden.

Fig. 4 zeigt die Wellenformen in, den verschiedenen Teilen der Schaltung in Fig. 3. Die Angabenbitimpulse sind oben in. der Figur dargestellt, und die ihnen entsprechenden Multivibrator- (Trigger-) Impulse sind in bezug auf Oszillator I veranschaulicht. Einen ähnlichen. Satz von Wellenfoirnen erhält man (nicht gezeigt), wenn der andere stabile Zustand des Triggers MV Angabenbitimpulse empfängt und den Oszillator II veranlaßt, phasengesteuerte Zeitimpulse zu erzeugen. Die Ausgänge der beiden Oszillatoren I und II werden gemischt, so daß der Ausgang des Zeitimpulsgenerators als eine fortlaufende Impulskette erscheint. Dies ist im zweitletzten Wellenschema in Fig. 4 gezeigt. Da die Oszillatoren immer mit einer vorherbestimmten Phase beginnen, ist die Phasenkorrektur abhängig von der Schaltung des Triggers MV. Anfangs kann die Frequenz der beiden. Oszillatoren so justiert werden, daß die nötige Lückenbildung (etwa 4 °/o) in der beschriebenen Magnetspur entsteht. Es wird jeweils nur ein Oszillator beim Aufzeichnen auf der Magnetspur verwendet. Dies wird erreicht durch den die Röhre V3 enthaltenden »Nur-schreiben«- Teil der Anordnung nach Fig. 3, der nur in Verbindung mit dem Betriebszustand des Oszillators I dargestellt ist. Normalerweise hält, wenn das Schreibtor der magnetischen Aufzeichnungsvorrichtung positiv wird, die Vakuumröhre V3 den. Trigger MV (über seine Verbindung mit einem der Gitter der Vakuumröhre V2) in einer Lage fest, so' daß nur einer der Oszillatoren. Impulse erzeugen kann. Auf diese Weise geschieht die gesamte Aufzeichnung auf dem Magnetaufzeichnungsträger unter der Steuerung eines Oszillators. Es ist ohne Bedeutung, welcher Oszillator so gesteuert wird. Die Schaltung nach Fig. 3 hat eine geringe Zeitverzögerung, wodurch die phasengesteuerten Zeitimpulse etwa ein paar Mikrosekunden hinter den, Angabenbitimpulsen zurückbleiben, aber da diese Verzögerung konstant ist, bringt sie wenig oder keine Schwierigkeiten mit sich. Die Wirkung des Kondensators CK, der den Ausgang des Mischkreises nebenschließt, zeigt sich in der Wellenform der kombinierten Oszillatoren, I und, II in Fig. 4, wo· die Neigung des ansteigenden Impulses kleiner als die des fallenden ist. An Stalle der Oszillatoren I und II können Multivibratoren benutzt werden, jedoch erhält man eine bessere Frequenzstabilität bei Verwendungder in Fig. 3 gezeigten Art der Impulserzeugung, dL h. bei Verwendung eines, LC-Oszillators.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Herstellung von. Zeitimpulsen für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Angabenimpulsen, bei Aufzeichnungsträgern, gekennzeichnet durch einen selbstschwingenden Zeitimpulsgeber, dessen Phasenlage durch jeden auftretenden Angabenimpuls berichtigt wird,

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das Abfühlorgan eine bistabile Schaltung speist, die wiederum zwei Schwingungserzeuger steuert, von denen, je einer für jeden

stabilen Betriebszustand der bistabilen Schaltung eingeschaltet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Oszillator zur Erzeugung von Zeitimpulsen gleicher Abstände dient, welche den Angabenpositionen, des Aufzeichnungsträgers entsprechen.

4. Anordnung nach den Ansprüchen. 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der beiden. Oszillatoren auf einen Mischkreis geschaltet sind, dessen Ausgang die endgültigen Zeitimpulse liefert.

5. Anordnung nach den Ansprächen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden. Oszillatoren Impulse abgibt, die in Phase mit den. Aiigabenpositionen des Aufzeichnungsträgers liegen.

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeuger Sinusschwingungen, erzeugen.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeuger Multivibratoren sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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