DE1449313C - Schräglaufkorrektur-Schaltungsanordnung für Magnetbandgeräte zur Datenaufzeichnung- und -wiedergabe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schräglaufkorrektur bei paralleler magnetischer Aufzeichnung auf bandförmigen Aufzeichnungsträgern bzw. zur Korrektur und gleichzeitiger Wiedergabe paralleler, magnetisch aufgezeichneter Zeichen (Daten). ' ·

Bei digitalen Datenverarbeitungsvorrichtungen ist es oft notwendig, spezielle Schritte zu unternehmen, um die Datenbits auszurichten. Ein übliches Beispiel dafür bietet die Ablesung paralleler binärer Zeichen von einem Magnetband. Bei den modernen, mit hoher Dichte und großer Geschwindigkeit arbeitenden digitalen Aufzeichnungsverfahren werden aufeinanderfolgende Gruppen, von. denen jede aus einer Anzahl von Aufzeichnungen paralleler binärer Zeichen besteht (Charaktere), mit hohen Wiederholungsgeschwindigkeiten von einer vielköpfigen Wiedergabe vorrichtung abgenommen. Bei dicht gepackten

Charakteren werden jedoch spezielle Verfahren und eine Kompensation notwendig, um statischen Effekten, wie dem Fluchtungsfehler der scheinbar parallelen Köpfe, und dynamischen Effekten, wie dem Schiefziehen des Bandes während der Aufzeichnung und der Wiedergabe, Rechnung zu tragen.

Gewöhnlich werden die parallelen Datenbits in eine Mehrzahl individueller Speicher eingespeist, ein Auswert-Impuls wird dann dazu benutzt, den Zu-

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Eine auf die vom Aufzeichnungsträger wiedergegebenen Binärdatensignale ansprechende und rechteckförmige Taktimpulse liefernde monostabile Multivibratorschaltungsanordnung, eine an die monostabile Multivibratorschaltungsanordnung angekoppelte, die Taktimpulse aufnehmende passive Verzögerungs

stand dieser Speicher abzulesen und danach werden io schaltung mit vorgegebener Verzögerungszeit, eine die Speicher wieder für die folgende Gruppe der par- die Taktsignale von der monostabilen Multivibrator-

schaltung unverzögert und die verzögerten Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung aufnehmende Torschaltung zur Erzeugung von Auswerteimpulsen,

allelen Datenbits rückgestellt. Bei hohen Wiederholungsgeschwindigkeiten ist es notwendig, daß der
Auswertimpuls von sehr kurzer Dauer ist und es ist
wichtig, daß er mit großer Genauigkeit erzeugt wird. 15 eine die wiedergegebenen Binärdatensignale aufneh-Weiter ist es sehr erwünscht, daß die Speicher nach mende, rückstellbare Datenregistereinrichtung, an die

Datenregistereinrichtung angekoppelte, durch die Auswerteimpulse angesteuerte Lesetorkreise und einen an die Verzögerungsschaltung angekoppelten ao Impulsgenerator, dessen Ausgang zur Einspeisung von Rückstellimpulsen an die Datenregistereinrichtung angekoppelt ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindyng dient die nun folgende Beschreibung an Hand der Zeichnung, ren Probleme auf. Bei Systemen hoher Dichte jedoch as deren einzige Figur ein Blockschema eines Systems muß sowohl der Auswertimpuls als auch das darauf- zur erfindunjsgemäßen zeitlichen Steuerung darfolgende Rückstellintervall in sehr kurzer Zeit abgewickelt werden, etwa im Bruchteil einer Mikrosekunde. Für diese Betriebsbedingungen hat es sich bis-

dem Auswertimpuls sehr rasch wieder rückgestellt werden, um für die Aufnahme des ersten ankommenden Bits des nächstfolgenden Charakters bereit zu sein.

Für Systeme niederiger Geschwindigkeit können Geradeaus-Impulsgeneratoren und Gatter verwendet werden, um die Funktionen des Auswertens und Zurücksteilens auszuüben; dabei treten keine besonde-

stellt.

Es wird angenommen, daß die Schaltungsanordnung zur Schräglaufkorrektur in Verbindung mit

her als notwendig erwiesen, komplizierte und teure 30 einem typischen Magnetbandspeicher und einem digi

talen Datenverarbeitungsgerät arbeitet; die Einzelheiten beider Vorrichtungen mögen die übliche Form haben und sind zur Vereinfachung weggelassen. Für den vorliegenden Zweck genügt es, das digitale Band-

Vorrichtungen zu verwenden, um die erforderliche Geschwindigkeit aufzubringen. Trotzdem war es meist erforderlich,· einen wesentlichen Teil der Dauer eines Charakters für das Auswerten zu verwenden,

und die Sicherheit der Durchführung der nachfolgen- 35 transportsystem 10 miteinzubeziehen, von dem angeden Rückstellfunktion war keineswegs befriedi- nommen wird, daß es Daten mit zwei verschiedenen

gend. · Bitdichten liefert, d. h. 79 und 220 Bits/cm (200 Bits

Wenn man mit derartig hohen Geschwindigkeiten pro Zoll und 556 Bits pro Zoll). Bei siebenbitigen arbeitet, wird es auch extrem schwierig, die Vorrich- Charakteren (hier der Einfachheit halber angenomtung so anzuordnen, daß die Auswert- und Rückstell- 40 men, obwohl ebenso gut andere Codes verwendet funktion für unterschiedliche Bitdichten zufrieden- werden können) werden die sieben Bits jedes Charakstellend arbeitet. Den Datenverarbeitungsgeräten sind ters von den Rückspielköpfen 11 parallel abgelesen, gewisse Standard-Bitdichten zugeordnet worden, die Wegen der oben erwähnten Effekte des Schiefziehens (200 und 556 Bits pro Zoll) 79 und 220 Bits/cm und der Ausfluchtungsfehler der Köpfe ist es notwenumfassen. Es ist selbstverständlich wünschenswert, 45 dig, die individuellen binären Zeichen jedes Charakdie geforderten Funktionen, wenn immer dies mög- ters in. einen exakten zeitlichen Gleichgang auszurichlich, trotz Änderungen der Bitdichte mit gemeinsa- ten. Nach dem Vorverstärker 13 werden die Signale men Schaltungen vorzunehmen zu können. der parallelen Datenbits durch Spitzendetektoren 17

Es sind bereits Schaltungsanordnungen der hier in zu einem Satz von Einbit-Datenspeichern 14 ge-Rede stehenden Art bekanntgeworden, mit denen 50 schickt, die einzeln die verschiedenen Lesegatter 15 nichtparallele zusammengehörende Bitsignale korn- einer Gruppe steuern.

pensiert werden können. Diese bekannten Schal- Wenn in die Datenspeicher 14 eine Gruppe von

tungsanordnungen arbeiten jedoch mit äußeren Syn- Datenimpulsen eingegeben ist, beeinflussen sie die chronimpulsen, welche entweder auf dem gleichen zugehörigen Lesegatter 15 derart, daß, wenn danach Band aufgezeichnet sind, von dem die Information 55 ein Auswertimpuls an die Lesegatter 15 angelegt abgenommen wird, oder von einer äußeren Schaltung wird, derselbe Charakter mit allen Bits in paralleler erzeugt und als unabhängige Signale eingeführt wer-.
den. Bei derartigen Schaltungsanordnungen ergibt
sich generell der Nachteil, daß die die Dateninformation tragenden Bänder nur relativ langsam laufen 60 hen muß, damit die Datenspeicher 14 wieder rückgedürfen und daher digitale Aufzeichnungen mit hoher stellt werden können und im Bruchteil einer Mikrose-Informationsdichte und hoher Geschwindigkeit nicht künde für die Aufnahme der Datenimpulse des nächdurchführbar sind, sten Charakters bereit sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber Zu diesem Zweck nimmt die erfindungsgemäße

Schräglaufkorrektur- 65 Schaltungsanordnung

Ausrichtung abgelesen wird. Klarzustellen ist, daß bei Aufzeichnungen hoher Dichte die Auswertaktion in einem kleinen Teil der Charakterperiode vor sich ge-

die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile bekannter Schaltungsanordnungen vermeidet.

den anführenden Bitimpuls eines Charakters wahr, indem sie eine Gruppe von Spitzendetektoren 17 benutzt, die eine siebenspurige erste »Oder«-Schaltung 18 speisen. Die Spitzendetek-

toren 17 können von dem Typ sein-, der auf eine Spitze der einen oder der anderen Polarität in der binärwertigen Signalfolge (in Abhängigkeit von der verwendeten Aufzeichnungstechnik) anspricht und eine Spannungsspitze von ausgewählter Polarität am 5 Steigungsminimum, das die positive oder negative Spitze markiert, erzeugt Die erste »Oder«-Schaltung. 18 spricht auf die erste dieser Spannungsspitzen in irgendeinem der Kanäle an und liefert ein entsprechendes Anregungssignal zu zwei»Und«-Gatter20,21. Das erste dieser »Und«-Gatter 20 steuert Eingangssignale für eine erste monostabile Kippstufe 23, während das zweite »Und«-Gatter 21 unabhängig eine zweite monostabile Kippstufe 24 steuert. Die beiden »Und«- Gatter 20, 21 werden getrennt und zu sich gegenseitig ausschließenden Zeiten von einem Betriebsart-Wähler 26 betätigt, der aus einer geeigneten, an diejenigen Relais gekoppelten Schaltung bestehen kann, die zur / Auswahl der Bitdichten in der Bandtransporteinheit dienen.

Die von den monostabilen Kippstufen 23, 24 erzeugten Impulse stehen im richtigen Verhältnis zu den Wiederholungsgeschwindigkeiten, die sich für Dichten von 79 bzw. 220 Bits/cm (556 bzw. 200 Btis pro Zoll) ergeben, und werden im allgemeinen von as der Größenordnung einiger Mikrosekunden sein. Je höher die Wiederholungsgeschwindigkeit, desto kürzer muß natürlich diese Zeitspanne sein.

Die von der ersten und der zweiten monostabilen Kippstufe 23 und 24 stammenden Ausgangssignale werden zusammen an eine zweite »Oder«-Schaltung 27 angekoppelt und dann durch eine Impuls-Gatter- und eine Impuls-Generator-Anordnung geleitet. Diese Anordnung verwendet einen passiven Verzögerungskreis 30 und einen Inverterkreis 31, die beide zum Empfang der Ausgangssignale yon der zweiten »Oder«-Schaltung 27 angeschlossen sind. Zur besseren Verdeutlichung sind die dem Ausgang jeder Schaltungseinheit zugehörigen Wellenformen, mit dem Zusatz »α« versehen, dargestellt. Demzufolge liefern die monostabilen Kippstufen 23, 24 positive Impulse 23 a, 24 a, wenn sie angeregt werden, und die zweite »Oder«-Schaltung 27 funktioniert zusätzlich als Inverter um negativ verlaufende, rechteckige Impulse Πα von gleicher Dauer wie der einzelne verwendete Eingangsimpuls zu erzeugen. Der größte negative Wert des Signals wird verwendet, um ein nachfolgendes »Und«-Gatter zu betätigen. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 30 ist ein Abbild des Eingangssignals, aber um 0,5 Mikrosekunden verzögert. Das Ausgangssignal 31 α yon dem Inverterkreis 31 stellt ein unverzögertes Spiegelbild dar.

Die Signale von beiden Schaltungen, der Verzögerungsschaltung 30 und der Inverterschaltung 31, werden an ein drittes »Und«-Gatter 33 angelegt, das den Auswertimpuls erzeugt. Nur das Ausgangssignal von der Verzögerungsschaltung 30 wird einem Impulsgenerator 35 zugeführt, der die Rückstellsignale für das System liefert. Der Impulsgenerator 35 kann eine Differentiationsschaltung und einen monostabilen Multivibrator enthalten, um einen Impuls mit einer Vorderkante zu erzeugen, die mit der Hinterkante des Impulses von der Verzögerungsschaltung 30 zusammenfällt.

Dieses System arbeitet unter allen Betriebsbedingungen derart, daß nur 0,5 Mikrosekunden der Bil· dauer für das Auswerten der Daten in der Charakterperiode verwendet werden und auch "der Rückstellimpuls mit einer minimalen Verzögerung auf den Auswertimpuls folgt.

Wenn die Datenbits eines Charakters von den Leseköpfen 11 abgenommen und in die Datenspeicher 14 über die Vorverstärker 13 eingespeist sind, wird von der zugehörigen Schaltung ein Impuls erzeugt, der für den anführenden Datenbit der scheinbar parallelen Gruppe repräsentativ ist. Die Verwendung der Spitzendetektoren 17 trägt dazu bei, das Amplitudenmaximum des Signalpegels jedes Datenbits genau zu lokalisieren. Gleichzeitig wird eine unzweideutige Anzeige der Anwesenheit des Datenbits und seiner zeitlichen Beziehung zu den anderen Datenbits gegeben. Der zeitlich erste dieser Impulse betätigt dann das erste oder zweite »Und«-Gatter 20 oder 21, je nachdem welches von beiden von dem Betriebsart-Wähler 26 bereitgestellt ist.

Bei diesen Systemen hoher Dichte, die mit Datenwiederholungsgeschwindigkeiten von 50 oder 100 kHz arbeiten, steht nur eine sehr kurze Zeitspanne nach der Auffindung des Datenbit in dem nominalen Mittelpunkt einer Charakterperiode für die Ausübung der Auswert- und Rückstellfunktionen zur Verfügung. Der Ausrichtungsfehler der„ Köpfe, das Schiefziehen des Bandes und andere Faktoren können ein Vorauseilen oder Nachschleppen der Datenimpulse innerhalb einer Charakterperiode verursachen. Die Voreilung oder das Nachhinken können einen beträchtlichen Teil der Charakterperiode ausmachen. Wenn man eine maximale Addierung von Toleranzen für das Schiefziehen des Bandes zuläßt, dürfen sich die Datenbits zweier Charakterperioden nicht überschneiden, sondern es muß trotzdem noch ein sehr kurzer Zwischenraum zwischen dem nachhinkenden Impuls des einen Charakters und dem anführenden Impuls des nächsten vorhanden sein. Bisher bekannte Auswert- und Rückstelltechniken erforderten eine relativ lange Zeit, etwa 25 °/o einer Cha- ■ rakterperiode, allein für das Auswerten. Außerdem waren eine zusätzliche relativ lange Zeitspanne vor dem Einsetzen der Speicherrückstellung und gewisse zeitliche Schwankungen für die Dauer der Speicherrückstellung typisch.

Auswertimpulse von kurzer, aber genau bestimmter Dauer (gleich dem Verzögerungsbetrag der Verzögerungsschaltung 30) werden durch Betätigung des dritten »Und«-Gatters 33 von den Impulsen, die von der Verzögerungsschaltung 30 und dem Inverterkreis 31 stammen, abgeleitet. Das dritte »Und«-Gatter 33 wird von dem negativsten Wert der Wellenformen 30 α, 31 α betätigt. Das heißt, die negativ verlaufenden Impulse der Wellenform 30 α von der Verzögerungsschaltung 30 und die Grundlinie der Wellenform 31 α von dem Inverterkreis 31 betätigen, wenn sie zusammengeführt sind, das dritte »Und«- Gatter 33. Wie an Hand der gestrichelt gezeichneten Wellenform 30'α gezeigt, die die verzögerte Version des negativen Impulses von dem zweiten »Oder«- Kreis27 darstellt, sind diese Signale derart ausgebildet, daß sie nur 0,5 Mikrosekunden dem Ende des verzögerten Impulses vorauseilen. Der Auswertimpuls 33 α betätigt also die Lesegatter 15 um den Charakter an den Datcnverarbeiter zu liefern. Die Auswertzeit, die auf die Wahrnehmung der ersten Spitze eines Datenimpulses in dem Charakter folgt, wird durch die monostabile Kippstufe 23 oder 24, der gerade verwendet wird, bestimmt. Die aktive Periode

dieser Multivibratoren wird von dem erwarteten Betrag des Fluchtungsfehlers der Datenimpulse bestimmt und von der Wiederhojungsgeschwindigkeit, und stellt sicher, daß alle Datenspeicher eingestellt sind, bevor die Lesegatter 15 ausgewertet werden. ;v Wenn die Auswertung fertig ist, kann die Rückstellung praktisch unmittelbar erfolgen und zu diesem Zweck wird dieselbe nachlaufende Kante des verzögerten Impulses, die den Auswertimpuls beendet, dazu benutzt, das Rückstellsignal anzuregen. Der von dem Impulsgenerator 35 erzeugte Impuls mit der Wellenform 35 α wird daher ohne wesentliche Verzögerung eingeleitet, aber in konstanter und feststehender zeitlicher Beziehung zu der Hinterkante des Aus- _:

wertimpulses, weil die Einwirkung in jedem Fall gleichförmig ist. Auf diese Weise kann der Datenspeicher 14 sehr rasch für die Eingabe der Datenimpulse des nachfolgenden Charakters rückgestellt werden.

Es wurde eine Schaltungsanordnung in einem Datenverarbeitungssystem beschrieben, die parallele, binäre Zeichen verwenden. So kann beispielsweise statt eines siebenbitigen Charaktersystems auch ein sogenanntes »clock-track«-System verwendet werden, bei dem zusätzlich die Taktimpulse nacheinander auf longitudinalen Spuren aufgezeichnet werden. Allgemein kann jede parallele Bitanordnung im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 652/126

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Schräglaufkorrektur bei paralleler magnetischer Aufzeichnung auf Band-Aufzeichnungsträgern, bzw. zur Korrektur und gleichzeitigen Wiedergabe paralleler, magnetisch aufgezeichneter Zeichen (Daten), gekennzeichnet durch eine auf die vom Aufzeichnungsträger wiedergegebenen Binärdatensignale ansprechende und rechteckförmige Taktimpulse liefernde monostabile Multivibratorschaltung (23, 24), eine an die monostabile Multivibratorschaltung (23, 24) angekoppelte, die Taktimpulse aufnehmende passive Verzögerungsschaltung (30) mit vorgegebener Verzögerungszeit, eine die Taktimpulse von der monostabilen Multivibratorschaltung (23, 24) unverzögert und die verzögerten Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung (30) aufnehmende Torschaltung (33) zur Erzeugung von Auswertimpulsen, eine die wiedergegebenen Binärdatensignale aufnehmende Rückstell-Datenregistereinrichtung (14), an die Datenregistereinrichtung (14) angekoppelte, durch die Auswerteimpulse angesteuerte Lesetorkreise (15) und durch einen an die Verzögerungsschaltung (30) angekoppelten Impulsgenerator (35), dessen Ausgang zur Einspeisung von Rückstellimpulsen an die Datenregistereinrichtung (14) angekoppelt ist. ,

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- ■ durch gekennzeichnet, daß ein Satz von einbitigen, rückstellbaren Datenregistern (14) vorgesehen ist, die jeweils eine Gruppe von im wesentlichen parallelen Datensignalen aufnehmen und nach deren Auswertung von dem Rückstellimpuls zurückgestellt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Satz von Lesetorkreisen (15), die einzeln auf je eines der Datenregister (14) ansprechen und von den Auswerteimpulsen gesteuert werden, um die Datensignale an ein Datenverarbeitungsgerät weiterzugeben.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Schaltungselemente (17, 18), die auf jede Gruppe von binären Signalen derart ansprechen, daß sie ein gemeinsames Signal erzeugen, das von einem ausgewählten Charakteristikum des ausgewählten binären Bits eines parallelen Zeichens, Vorzugsweise von der Vorderflanke der eine Gruppe anführenden Bitsignals eingeleitet wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabilen Kippstufen (23, 24) über zwei Schaltzweige an die Torschaltung (33) angekoppelt ist, von denen der eine die Verzögerungsschaltung (30) und der zweite einen Inverterkreis (31) enthält, und daß die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung (30) so gewählt ist, daß nur ein kleiner, auf die Hinterflanke der unverzögerten Taktimpulse (31 a) am Ausgang des Inverterkreises (31) folgender Anteil der verzögerten Taktimpulse (30 a) am Ausgang der Verzögerungsschaltung (30) am Eingang der Torschaltung (33) wirksam ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche T bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippstufe (23, 24) zur Aufnahme des sie ansteuernden Signals an die auf die Binärsignalgruppe ansprechenden Schaltungselemente (17,18) angekoppelt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der monostabilen Kippstufe (23, 24) erzeugten Taktimpulse eine kleinere, vorzugsweise halb so große' Breite wie die Breite der Periode der binären Datenbits besitzt.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (35) zur Erzeugung der Rückstellimpulse für die Dafenregistereinrichtung (14) auf die Rückflanke der verzögerten Taktimpulse anspricht.

9. Schaltungsanordnung nach einem' der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (35) als Differenzierglied ausgebildet ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für zwei wählbare Bitdichten, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippstufe zwei Multivibratorstufen (23, 24) aufweist, welche über jeweils einen gesonderten Torkreis (20, 21) für jeweils eine Bitdichte wirksam schaltbar sind und gemeinsam an die beiden, die Verzögerungsschaltung (30) bzw. den Inverterkreis (31) enthaltenden Schaltzweige angekoppelt sind.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Signalweg der vom Aufzeichnungsträger wiedergegebenen Signale vor der Datenregistereinrichtung (14) und vor der monostabilen Kippstufe (23, 24) eine Spitzendetektorstufe (17) eingeschaltet ist.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenfolgefrequenz im wesentlichen zehn Zeichen pro Sekunde überschreitet und daß die passive Verzögerungsschaltung · (30) eine Verzögerung in der Größenordnung Von einer Mikrosekunde und weniger besitzt.