DE1273563B

DE1273563B - Einrichtung zur Synchronisation von zeitlich nacheinander auftretenden Daten- und Taktsignalen

Info

Publication number: DE1273563B
Application number: DEJ29660A
Authority: DE
Inventors: Martin Ora Halfhill; Harold Clark Stephens
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-12-21
Filing date: 1965-12-21
Publication date: 1968-07-25
Also published as: GB1074027A; FR1456318A; US3405391A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H041

Deutsche Kl.: 21 al-13/03

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

P 12 73 563.6-31 (J 29660)

21. Dezember 1965

25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Synchronisation von zeitlich nacheinander auftretenden Daten- und Taktsignalen mit Daten, die innerhalb der Zeitabstände der Taktsignale durch Datensignale und Leerstellen mit einem zulässigen zeitlichen Maximalabstand zwischen einem Takt- und einem darauffolgenden Datensignal und einem zulässigen zeitlichen Minimalabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen dargestellt werden.

Die Übertragung und die Aufzeichnung einer binärcodierten in Serie dargestellten Information erfolgt durch Impulse, die in einem Summenkanal durch zeitlich nacheinander auftretende Daten- und Taktsignale dargestellt werden kann. Diese Art der Darstellung einer Information kann mit besonderem Vorteil angewendet werden für Zwecke der magnetischen Aufzeichnung an Aufzeichnungsträgern, bei denen eine besondere Taktspur für die Erzeugung der Taktsignale nicht zur Verfügung steht, und bei denen die Datensignale in Form einer »Nicht-zurück- ao nach-Nulk-Magnetisierung aufgezeichnet werden. Die Darstellung einer Information ergibt sich bei dieser Aufzeichnung dadurch, daß in bestimmten zeitlichen Abständen in der Aufzeichnungsspur für die Daten des einen Binärwertes Polaritätsänderungen der Magnetisierung und für die Daten des anderen Binärwertes eine gleichbleibende Polarität der Magnetisierung vorgesehen sind. Für die Auswertung eines solchen Magnetisierungsmusters sind Taktsignale erforderlich, durch welche zu bestimmten Taktzeiten festgestellt wird, ob ein Wechsel der Magnetisierung vorhanden ist oder nicht. Die Taktsignale können entweder aus einer besonderen Spur des Aufzeichnungsträgers abgeleitet oder durch einen Generator erzeugt werden. Taktsignale, die auf diese Art erzeugt werden, benötigen jedoch einen bestimmten Aufwand für die Synchronisation, die z. B. bei Aufzeichnungsträgern, die an den Mitteln zur Aufzeichnung/Abfühlung mit Schieflauf transportiert werden, nicht mit der notwendigen Genauigkeit erzielt werden kann.

Für die magnetische Aufzeichnung der genannten Art können die Mittel zur Synchronisation vereinfacht werden, wenn die Daten- und Taktsignale in einer einzigen Aufzeichnungsspur zeitlich aufeinander folgen. Die Darstellung der Information erfolgt in diesem Fall so, daß ein Datensignal des einen Binärwertes vorliegt, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen eine Markierung vorhanden ist, und daß ein Datensignal des anderen Binärwertes vorliegt, wenn zwischen zwei aufeinanderfol· genden Taktsignalen diese Markierung nicht vornan-Einrichtung zur Synchronisation von zeitlich
nacheinander auftretenden Daten- und
Taktsignalen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Busch, Patentanwalt,

7030 Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Martin Ora Half hill,
Harold Clark Stephens,
San Jose, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Dezember 1964
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den ist. Eine fehlerfreie Abfühlung der Aufzeichnung ist jedoch nur dann möglich, wenn die Daten- und Taktmarkierungen in bestimmten Grenzen genau eingehalten werden. Zur Festlegung dieser Grenzen ist es notwendig, die Daten- und Taktsignale nach der Abfühlung bezüglich ihrer Phasenlage zu korrigieren.

In einem Summenkanal zeitlich aufeinanderfolgende Taktsignale und Datensignale werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch synchronisiert, daß der Summenkanal durch Zeitschaltungen in eine Folge von Takt- und eine Folge von Leerstellensignalen getrennt wird, mit einer Erzeugung von Leerstellensignalen, die von den vorhergehenden Taktsignalen zeitliche Abstände aufweisen, die kleiner sind als ein Maximal- und größer sind als ein Minimalabstand, und daß die Leerstellensignale eine Zeitschaltung für die Erzeugung von Taktsignalen vorbereiten.

Die F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Phasenlage von zeitlich aufeinanderfolgenden Takt- und Datensignalen, die der Schaltung als Summenkanal an der Leitung 14 zugeführt werden. Die Schaltung bewirkt eine Trennung des

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der Generator am Ende seiner Schaltperiode selbsttätig umgeschaltet werden. Die Schaltung des Datendetektors 11 ist so ausgebildet, daß bei selbsttätiger Umschaltung des Sägezahngenerators ein sogenann-5 tes »Leerstellensignal« gemäß der Signalform d erzeugt wird. Dieses Leerstellensignal zeigt, daß zwisehen aufeinanderfolgenden Taktsignalen C keine Markierung vorhanden ist, d.h., daß an dieser Stelle das Vorhandensein des einen Binärwertes der Infor-

Summenkanals in einen ersten Kanal, an dessen Ausgangsleitung d Datensignale und in einen zweiten
Kanal, an dessen Ausgangsleitung g Taktsignale erscheinen. Die Trennung erfolgt durch einen Datendetektor 11, eine Verzögerungsschaltung 12 und
einen Taktdetektor 13. Der Datendetektor 11 besteht
aus einer Transistorschaltung, deren Einzelheiten in
F i g. 3 dargestellt sind. Diese Transistorschaltung
bewirkt eine Sägezahnspannung, die durch Fremdsignale steuerbar ist. Die Verzögerungsschaltung 12 io mation angezeigt wird.

bewirkt eine Verzögerung der Impulssignale von Die Signale des Summenkanals b werden auch der

100 Nanosekunden, und der Taktdetektor 13 wirkt Verzögerungsschaltung 12 zugeführt, welche jedes als monostabiler Multivibrator. Signal um 100 Nanosekunden gemäß der Signal-

Die F i g. 2 zeigt die in der Schaltung nach F i g. 1 form e verzögert. Diese verzögerten Signale werden auftretenden Signalformen α bis g. Die Signalform a 15 über die Leitung 15 dem Taktdetektor 13 zugeführt, ist die Darstellung eines aus Taktsignalen C und Dieser ist als monostabiler Multivibrator mit einer Datensignalen D bestehenden Summenkanals, in dem Schaltperiode von 650 Nanosekunden ausgebildet, die Signale in einer Idealform auftreten, d. h., daß Diese Schaltperiode dauert langer als der Maximalsie zeitgerecht in bestimmten Abständen nacheinan- abstand zwischen einem Takt- und einem darauffolder auftreten. In dieser Signalform besteht zwischen 20 genden Datensignal, und sie ist kürzer als der norzwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen C ein Zeit- male Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenabstand von 800 Nanosekunden. Die Datensignale D den Taktsignalen, der 800 Nanosekunden beträgt, treten in der Mitte zwischen diesen beiden Takt- Der monostabile Multivibrator des Taktdetektors ist Signalen C auf, d. h., sie haben von diesen einen zeit- durch die Vorderflanke eines jeden Taktsignals einlichen Abstand von 400 Nanosekunden. Die Roh- 25 geschaltet. Nach dieser Einschaltung beginnt die form der innerhalb des Summenkanals auftretenden Schaltperiode des monostabilen Multivibrators, die Daten- und Taktsignale wird dargestellt durch die durch die Vorderflanke des nachfolgenden Daten-Signalform b. Bei dieser Impulsfolge sind die zeit- signals nicht beeinflußt wird. Der monostabile Multilichen Abstände zwischen den Takt- und Daten- vibrator des Taktdetektors kehrt nach der Periodensignalen nicht mehr gleichförmig. Ein Taktsignal, das 3° zeit von 650 Nanosekunden wieder in seine Ruheeinem Datensignal folgt, dem jedoch seinerseits kein lage zurück. Er kann also erst wieder durch die Vorweiteres Datensignal nachfolgt, kann bezüglich des derflanke des nächsten Taktsignals eingeschaltet wernachfolgenden Taktsignals eine zeitliche Verschie- den. Diese Schaltfolge bewirkt ein Ausblenden der bung aufweisen. Eine solche Verschiebung kann sich Datensignale D gemäß der Signalform /, durch die ergeben, durch Verzerrungen, die an Schaltmitteln 35 das Ein-/Ausschalten des Multivibrators dargestellt der magnetischen Abfühlung oder des Übertragungs- wird.

kanals erzeugt werden. Gemäß der Signalform b sei Das vom Datendetektor 11 abgeleitete Datensignal

angenommen, daß der maximal zulässige zeitliche der Signalform d wird dazu benützt, den monostabi-Abstand zwischen einem Daten- und dem folgenden len Multivibrator des Taktdetektors 13 vor Beendi-Taktsignal 560 Nanosekunden beträgt, während der 40 gung seiner Schaltperiode in die Ruhelage zurückzuminimal zulässige Abstand zwischen zwei aufeinan- führen. Diese Umschaltung wird dargestellt durch derfolgenden Taktsignalen 600 Nanosekunden be- die Signalform./. Bei jeder Rückstellung des monoträgt. stabilen Multivibrators wird durch den Taktdetektor

Die Sägezahnperiode des Datendetektors beträgt 13 ein Taktsignal erzeugt, wie dies durch die Signal-SSO Nanosekunden, d. h., seine Schaltperiode ist 45 form g dargestellt wird. Wie aus den Signalformen e größer als der Maximalabstand zwischen einem Takt- und g hervorgeht, wird also normalerweise in einem und einem Datensignal, und sie ist kleiner als der Zeitabstand von 650 Nanosekunden nach dem Auf-Minimalabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden treten der Vorderflanke eines verzögerten Takt-Taktsignalen. Eine Schaltperiode des Datendetektors signals C oder bei maximal zulässiger Zeitverschie-11 wird eingeleitet durch die Vorderflanke eines im 5" bung der Taktsignale C nach 480 Nanosekunden am Summenkanal der Signalform b auftretenden Signals. Ausgang des Taktdetektors 13 ein Taktsignal er-Die Sägezahnspannung des Datendetektors 11 ist
dargestellt durch die Signalform c. Da der maximale
Zeitabstand zwischen einem Takt- und einem darauffolgenden Datensignal nur 560 Nanosekunden be- 55
trägt, erfolgt eine Umschaltung des Sägezahngenerators durch das Datensignal D, bevor er das Ende
seiner Schaltperiode erreicht hat. Auf Grund dieser

Festlegung des maximalen zulässigen Zeitabstandes pg

von 560 Nanosekunden, kann der Sägezahngenerator ⁶° von —6 Volt gespeist wird. Zwischen dem Kondendas Ende seiner Schaltperiode nicht erreichen, wenn sator und einer Spannung von +3 Volt ist ein auf ein Taktsignal C ein Datensignal D folgt. Das Schalttransistor angeordnet, so daß jedes Signal der Ende dieser Schaltperiode wird jedoch erreicht, wenn Signalform b, der an der Basiselektrode des Tranauf ein Taktsignal C wiederum ein Taktsignal C sistorschalters zugeführt wird, den Transistor durchfolgt. Da dieser minimal zulässige Zeitabstand 65 schaltet, so daß der Punkt X eine Spannung von 600 Nanosekunden beträgt, d. h. also, daß dieser +3 Volt annimmt. Wenn der Transistorschalter Zeitabstand größer ist als die Schaltperiode von durch die Rückflanke des Signals unterbrochen wird, Nanosekunden des Sägezahngenerators, so kann ergibt sich eine Aufladung des Kondensators über

gg g

zeugt. Die zwischen den Takt- und Datensignalen bestehende Verschiebung der Phasenlage wird in dieser Weise korrigiert.

Die in F i g. 3 dargestellte Transistorschaltung enthält einen Schalter, einen Sägezahngenerator und einen Spannungsdetektor. Der Sägezahngenerator besteht aus der Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators, die durch eine Spannung 6 i

den 3 k-Widerstand auf — 6 Volt, so daß eine Sägezahnspannung gemäß der Signalform c erzeugt wird. Wenn am Punkt X die Spannung von 3 Volt erreicht wird, erfolgt die Abschaltung des Spannungsdetektors. Während der Aufladung des Kondensators ist der Spannungsdetektor leitend bei einer Basisspannung, deren Wert nur wenig unter 0 Volt liegt. Durch den geringen Widerstand des Basiswiderstandes wird der Spannungsdetektor dadurch sofort leitend, wodurch eine Rechteckspannung gemäß der Signalform d am Kollektor erzeugt wird.

Die Verzögerungsschaltung 12 hat den Zweck, die Signalabstände der Signalform g möglichst gering zu halten. Diese Maßnahme erlaubt vernünftige im Bereich der Verzögerungszeit liegende Toleranzwerte für den monostabilen Multivibrator des Detektors 13, damit dieser zwischen seiner Einschaltung durch die Taktsignale C der Signalform e und der Ausschaltung durch ein Datensignal der Signalform d stabilisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Synchronisation von zeitlich nacheinander auftretenden Daten- und Takt-Signalen mit Daten, die innerhalb der Zeitabstände der Taktsignale durch Daten- und Leerstellen mit einem zulässigen zeitlichen Maximalabstand zwischen einem Takt- und einem darauffolgenden Datensignal und einem zulässigen zeitliehen Minimalabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen dargestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenkanal (14) durch Zeitschaltungen (11,12, 13) in eine Folge von Takt- und eine Folge von Leerstellensignalen getrennt wird mit einer Erzeugung von Leerstellensignalen, die von den vorhergehenden Taktsignalen zeitliche Abstände aufweisen, die kleiner sind als ein Maximal- und größer sind als ein Minimalabstand, und daß die Leerstellensignale eine Zeitschaltung (13) für die Erzeugung von Taktsignalen vorbereiten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderflanken der Signale des Summenkanals die Taktperiode eines Sägezahngenerators einschalten, dessen Periodendauer (580 ns) größer ist als ein Maximalabstand zwischen einem Leerstellensignal und dem vorhergehenden Taktsignal, und dessen Periodendauer kleiner ist, als der Minimalabstand (600 ns) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen, und daß der Sägezahngenerator bei Vollendung einer Taktperiode ein Leerstellensignal erzeugt.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale des Summenkanals verzögert werden (12) und daß ein monostabiler Multivibrator durch die Vorderflanke eines verzögerten Signals von der stabilen in die instabile Lage und durch die Vorderflanke des Leerstellensignals von der instabilen in die stabile Lage umschaltbar ist (13), und daß bei jeder Umschaltung des monostabilen Multivibrators von der instabilen in die stabile Lage ein Taktsignal erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen