DE1449366A1

DE1449366A1 - Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zeichen

Info

Publication number: DE1449366A1
Application number: DE19631449366
Authority: DE
Inventors: Tate Lawrence Allan; David Chang; Newman Ernest George
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-05-31
Filing date: 1963-05-31
Publication date: 1969-04-30
Also published as: US3219644A; GB996757A; DE1449366B2; DE1449366C3

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Geielltchaft mbH

Böblingen, 7. August 1968 mö-sr

Anmelderin:

Amtliches Aktenzeichen:

Aktenz. der Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504 P 14 49 366.4 (J 23 800 IXc/21al, 37/08) Docket 7572

Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zeichen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zeichen, deren jedes in Form von Bits in magnetischer Wechselschrift (NRZ) in mehreren parallelen Spuren eines Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet is.t,~ der durch Start-Stopp-Bewegungen an die parallel angeordneten Mittel zur Abtastung eines Zeichens schrittweise einstellbar ist, mit Einrichtungen zur Darstellung der abgetasteten Bits als Wechselspannungen mit jeweils einer von zwei entgegengesetzten Phasenlagen und mit einer Einrichtung zur Korrektur von Zeichenfehlern, die bei einem Einstellschritt durch Schiefstellung oder durch Pendelbewegung des Aufzeichnungsträgers an den Mitteln zur Abtastung feststellbar sind.

Es ist bekannt (DAS 1 125 698}> Informationszeichen an einem Magnetband in der Weise aufzuzeichnen, daß die einzelnen Bits eines Informations ζ eich ens in mehreren Aufzeichnungsspuren des Magnetbandes nebeneinanderliegend angeordnet sind. Informationszeichen dieser Art werden abgefühlt, indem das Magnetband mit konstanter Geschwindigkeit an Magnetköpfen transportiert wird, die über den Spuren des Magnetbandes nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Magnetköpfe haben die Aufgabe, die parallel angeordneten Bits eines Informations zeichens gleichzei-.tig abzufühlen und einer Auswerteeinrichtung zuzuführen. Soll an Magnetbändern eine hohe Aufzeichnungsdichte erreicht werden, so besteht der Nachteil, daß bei der Abftihlung der Zeichen die einzelnen Bits, die einem Zeichen zugeordnet sind,

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Neue Anmeldungsunterlogen

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nicht immer gleichzeitig abgefühlt.werden köaaaea» Diese Uiigleichzeitigkeit der Abfühlung ergibt sich entweder durch den sogenannten Schieflauf des Magnetbandes oder durch die Lage der Magnetköpfe., wenn diese nicht genau parallel ausgerich- " tet sindo

Zur Vermeidung der genannten Schv/ierigksitesi. viar es bereits bekannt, die abgetasteten Bits der Informations zeichen über Torschaltungen Zwischenspeichern zuzuführen., und diese Speicherung solange aufrechtzuerhalten., bis durch eine logische Schaltung die Koinzidenz aller Bits eines isiformationszeichens festgestellt wurde. Schaltungen zur Durchführung der genannten. Methode erfordern einen hohen Aufwand. Ferner besteht der Nachteil,, daß eine solche Schaltung nur anwendbar ist, wenn die Abtastung der aufgezeichneten Informationen durchgeführt wird durch eine zwischen dem Magnetband und den Magnetköpfen bestehende gleichbleibende Transportgeschwindigkeit.

Es sind ferner auch Einrichtungen bekannt, durch welche die Abfühlung magnetischer Aufzeichnungen erfolgen kann, ohne daß zwischen dem Aufzeichnungsträger und den Magnetköpfen eine Relativ geschwindigkeit besteht. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (franz. Patentschrift 1 283 746) werden Informations zeichen abgefühlt durch einen sogenannten "flußgesteuerten" Magnetkopf. Ein solcher Magnetkopf besteht aus einem e-förmigen Magnetkern, in dessen Mittelschenkel zwei Bohrungen angeordnet sind. Diese Bohrungen dienen zur Aufnahme einer Erregerwicklung, die durch eine Wechselspannung gespeist wird. Die Erregung dieser Wicklung ist so bemessen, daß das magnetische Material des Mittelschenkels periodisch gesättigt und entsättigt wird. Daraus ergibt sich eine periodische Änderung des magnetischen Widerstandes des Kernes. Die beiden äußeren Schenkel bilden mit dem Mittelschenkel den Kern eines Magnetkopfes mit zwei Luftspalten. Befinden sich diese beiden Luftspalte über einer magnetischen Markierung, so bewirkt diese in dem Kern des Magnetkopfes einen wechselnden Magnetfluß. Dieser induziert in einer Wicklung des Magnetkopfes eine Ausgangsspannung. Die Phasenlage dieser Aus gangs spannung ist abhängig davon, in welcher Polarität der magnetische Fluß der Markierung den Luftspalten des Magnetkopfes zugeführt wurde.

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Die Phasenlage der Ausgangsspannung kann daher dazu benützt werden, den Binärwert einer magnetischen Aufzeichnung darzustellen. Die beiden möglichen Binärwerte unterscheiden sich durch eine Phasendifferenz der Ausgangs spannung von 180 . Bei dieser Art der magnetischen Abfühlung ist eine Transportbewegung des Aufzeichnungsträgers nicht erforderlich. Die Abfühlung erfolgt in der Ruhestellung einer magnetischen Markierung durch einen fest angeordneten Magnetkopf. Ein solches System der Abfuhlung kann auch dazu benützt werden, Informationszeichen abzufühlen, deren einzelne Bits in mehreren Spuren eines Magnetbandes nebeneinander angeordnet sind. Beliebige Informationszeichen können durch Start/Stopp-Bewegungen des Magnetbandes wahlweise an die abfühlenden Magnetköpfe herangeführt werden. Eine Einrichtung dieser Art ist besonders nützlich für die Auswertung von Informationszeichen durch Geräte, deren Aufnahmegeschwindigkeiten verschieden sind von den Abfühlgeschwindigkeiten normaler Magnetbandaufzeichnungen.

Es sei angenommen, daß die abzufühlenden Zeichen in Form von Bits in mehreren parallelen Spuren eines Magnetbandes aufgezeichnet seien. Das Magnetband werde durch Start/Stopp-Bewegungen an die parallel angeordneten Mittel zur Abtastung eines Zeichens schrittweise eingestellt. Eine abgetastete Binärinformation soll dargestellt werden als eine Wechselspannung vorgegebener Phasenlage. Zeichenfehler, die bei einem Einstellschritt des Magnetbandes durch dessen Schiefstellung oder durch eine Pendelbewegung des Bandes nach dem Stoppen entstehen können, wodurch die Möglichkeit besteht, daß ein Bit des Informations zeichens mehrfach abgefühlt wird, sollen korrigiert werden.

Bei einer Einrichtung der genannten Art wird eine Korrektur der abgefühlten Informationszeichen dadurch erzielt, daß ein abgetastetes Bit eines Zeichens darstellbar ist durch den Zustand einer bistabilen Kippschaltung, die bei einer Änderung der Phase der Wechselspannung eines abgetasteten Bits gegenüber der Phase der Wechselspannung des vorher abgetasteten Bits eingestellt wird und die rückgestellt wird durch eine vorgegebene Amplitude der Wechselspannung des abgetasteten Informationsbits und daß die Auswertung vorgegebener Amplituden der Wechselspannungen abgetasteter Bits durch die Wirkung der zugehörigen bistabilen Kippschaltung und durch die Wirkung der Phasenlage der Wechselspannung eines abgetasteten Informationsbits" abschaltbar ist (Fig. 4).

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Die Fig. 1 zeigt die Darstellung eines "flußgesteuerten" Magnetkopfes. Ferner enthält die Fig. 1 die Darstellung einer-Binärinformation, die lach dem NRZ-Verfahren aufgezeichnet wurde. Die 1-Bits werden dargestellt durch die Flanken der Magnetisierungen, während die O-Bits dargestellt werden durch das Fehlen einer Magnetisierungsflanke während sines bestimmten Zeitintervalls. Dieser Binärinformation entsprechen iie an dem Magnetband 10 angeordneten magnetischen Markierungen vorgegebener Polarität. Der Magnetkopf besteht aus einem Kern mit den oeiden äußeren Schenkeln 11 und 12 und einem Mittelsteg 15· Der Mittelsteg enthält zwei Bohrungen, in denen die Erregerwindung 14 ange-Drdnet ist. Diese Windung wird duroh eine nicht dargestellte Wechselspannung gespeist. An dem Mittelsteg des Magnetkernes ist ferner eine Wicklung 15 angeordnet, an welcher die Ausgangssignale entnommen werden. Die Fig. 1 zeigt den Magnetkopf in zwei Stelen bezüglich der Markierungen auf dem Magnetband 10.Die NRZ-Markierungen sind in einer Spur des Magnetbandes in der Weise angeordnet, daß Jeweils zwei benachbarte Markierungen an ihrer Verbindungsstelle gleichnamige Polung aufweisen. Magnetische Flüsse bestehen jeweils vom Nordpol zum Südpol einer nagnetischen Markierung wie das durch die Pfeile beiderseits einer Markierung angedeutet ist. Der im linken Teil der Fig. 1 dargestellte Magretkopf zeigt die Abfühlung von zwei benachbarten Markierungen, leweils eine der Markierungen bewirkt vom Nordpol durch einen äußeren Schenkel und durch den Mittelsteg einen Magnetfluß zum Südpol der Markierung. Der Verlauf der beiden Magnetflüsse ist dargestellt durch unterbrochene Striohlinien. Der im rechten Te.il der Fig. 1 dargestellte Magnetkopf zeigt die Abfühlung von zwei magnetischen Markierungen, deren Verbindungsstellen als Nordpole magnetisiert sind. Die entsprechenden Magnetflüsse verlaufen von den Nordpolen durch ien Mittelsteg und die äußeren Schenkel des Kernes des Magnetkopfes su den Südpolen der magnetischen Markierungen, wie dies durch die jmterbrochenen Strichlinien dargestellt ist. Aus dieser Darstellung seht hervor, daß bei Abfühlung von zwei benachbarten Südpolen der Magnetfluß im Mittelsteg in der einen Richtung und bei der Abfühlung iron'zwei benachbarten Nordpolen der Magnetfluß im Mittelsteg die entgegengesetzte Richtung aufweist. Der Magnetfluß im Mittelsteg ies Kernes erreicht sein Maximum, entweder in der ei-nen oder in der anderen Richtung, wenn der Mittelsteg des Magnetkopfes an die Berührungsstelle zweier benachbarter Markierungen eingestellt ist.

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Wenn der Mittelsteg des Magnetkopfkernes in die Mitte zwischen dem Nord- und dem Südpol einer magnetischen Markierung eingestellt wird, so verläuft der Magnetfluß von dem Nordpol durch die beiden äußeren Sohenkel des Kernes zum Südpol der Markierung. Die beiden Luftspalten des Magnetkopfes haben etwa den gleichen Abstand wie die beiden Polenden einer Markierung. Der Magnetfluß im Mittelsteg des Kernes erreicht daher sein Minimum, wenn dieser genau in die Mitte zwischen dem Nord- und dem Südpol einer Markierung eingestellt wird.

Wenn die Windung 14 durch eine Wechselspannung erre^gt wird, entsteht im Umkreis der beiden Bohrungen des Mittelsteges eine periodische magnetische Sättigung. Diese bewirkt im Mittelsteg eine periodische Änderung des magnetischen Widerstandes, so daß der von den Markierungen ausgehende gleichförmige magnetische Fluß moduliert wird. Die periodische Änderung dos magnetischen Plussas induziert in der Wicklung 15 eine Ausgangsspannung. Die Phasenlage dieser Ausgangsspannung ist abhängig von der ursprünglichen Richtung des Magnetflusses im Mittelsteg d. h. abhängig davon, ob Südpole oder Nordpole auf den Mittelsteg eingestellt waren. Gemäß der ursprünglichen Annahme, daß Jede Magnetisierungsflanke ein 1-3it darstellen soll, ergibt jedes Spannungsmaximum in der Ausgangswicklung 15 ein 1-Bit unabhängig von der Phasenlage der Ausgangsspannung. Die der Wicklung 14 zugeführte Wechselspannung hat jeweils zwei Amplituden je Periode, so daß in jeder Periode der magnetische Fluß durch (Jen Mittelsteg zweimal freigegeben und zweimal gesperrt wird. Dieser Wechsel bewirkt in der Ausgangswicklung 15 eine Spannung, deren Frequenz; doppelt so hooh ist wio die Spannung an der Windung 14.

Die Fig. 2 zeigt einen Bereich des Magnetbandes 10, an dessen Oberfläche NRZ-Markierungen aufgezeichnet sind. Die Signale 16 sind Ausgangsspannungen der in Fig. 1 dargestellten Ausgangswindung

15. Diese Darstellung aaigt, daß bei Abfühlung einer Markierung in der Mitte zwischen einem Nord- und einem Südpol die Ausgangs spannung der Wicklung 15 einerseits ein Minimum erreicht, und daß andererseits die Phasenlage der Ausjangsspannung 18O° gedreht wird. Das Signal 17 ist ein Bezugssignal, dessen Frequenz doppelt so groß ist, wie die

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Frequenz der Spannung, die der Windung 14 zugeführt wird. Die in der Fig. 2 dargestellte Hüllkurve 18 wird abgeleitet aus dem Signal 16 der Ausgangswicklung 15« Die drei Signale 16, 17 und 18 bilden die Grundlage eines Systems zur Korrektur der abgefühlten Zeichen. Dieses System besteht im wesentlichen darin, die Phase der/Signale 16 mit der Phase des Signals 17 zu vergleichen. Ferner erfolgt eine Auswertung der Amplituden dej/Signale 18.

Die Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Bewegung eines Magnetkopfes bezüglich einer Reihe von abzufühlenden Markierungen. Entlang der Ordinate des Schaubildes ist der Längenbereich einer Aufzeichnungsspur und entlang der Abszisse des Schaubildes ist die Zeit aufgetragen. Die von der Zeit abhängige örtliche Lage des Magnetkopfes wird bestimmt durch die Linie 21. Eine ideale Bewegung des Bandes wäre gegeben, wenn z.B. der Punkt 22 de3 Bandes in direkter Linie zum Punkt 2,2 bewegt würde, ohne diesen Punkt zu überlaufen. Die tatsächliche Bewegung des Bandes ist jedoch so, daß es vom Punkt 22 über den Punkt zum Punkt 24 bewegt wird. Dieser Abschnitt bezeichnet einen Transportschritt des Magnetbandes. Djss bedeutet, daß das Band bei dem Punkt 22 gestartet und bei dem Punkt 25 gestoppt wird. Nach dem Stoppen ergibt sich ein Rücklauf des Bandes bis zum Punkt 24. Die Länge des Pfeiles 26 bezeichnet den Transportweg des Bandes vom Zeitpunkt des Starts bis zum Zeitpunkt des Stillstandes. Dieser Transportschritt entspricht dem Abstand von zwei benachbarten Informationszeichen. Der Pfeil 27 bezeichnet die Länge des Transportweges, um welche&er Punkt 25 nach dem Stoppen des Bandes Überlaufen wird.

Neben der Ordinate, welche die Spurlänge darstellt sind eine Reihe von NRZ-Signalen aufgezeichnet. Neben diesen Signalen ist eine Kurve 20 aufgetragen. Diese bestimmt die maximalen und die minimalen Werte der magnetischen Flüsse, die in vertikaler Richtung zur Aufzeichnungsspur von den magnetischen Markierungen ausgehen. Die einzelnen Bits werden ferner bezeichnet durch die römischen Ziffern I bis V. Unterhalb der Abszisse sind die Kurven 18 der Spannungssignale aufgezeichnet, deren Bedeutung anhand der Fig. 2 bereits näher erläutert wurde. Die Plus- und Minuszeichen bezeichnen die beiden Phasenlagen der Signale 16, die ebenfalls in Fig. 2 bereits erwähnt wurden. Die in Fig. j5 mit EIN und AUS bezeichneten gestrichelten

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H49366 - γ - ρ u 49 3gg.4

Linien beziehen sich auf vorbestirarate Amplitudenwerte der Kurve Diese sind dazu bestimmt die beiden stabilen Zustände eines sogenannten "Schmitt-Triggers" herzustellen. Ein solcher Trigger erreicht seinen ersten Zustand wenn das steuernde Signal einen ersten Amplitudenwert vorgegebener Größe erreicht. Er bleibt in diesem Zustand bis das steiernde Signal einen zweiten Amplitudenwert einer niedrigeren vorgegebenen Größe erreicht. Die Ausgangsspannung des "Schmitt-Triggers" ist dargestellt durch das Signal 28.

Anhand der Fig. 3 können verschiedene Bedingungen näher erläutert werden, wenn das Magnetband in Richtung der Spuren schrittweise transportiert wird. Während eines Schrittes von Punkt 30 bis J1 bewirkt der Magnetkopf eine Abfühlung mit einem Ausgangssignal 18, welches die Bits I und II feststellt. Das Bit II wird abgefühlt durch einen Vorgang des Überlaufene. Die +-Phase des Bits I und die -Phase des Bits II bezeichnen einen Wechsel der Phase zwfejhen zwei aufeinanderfolgenden Bits. Dieser Phasenwechsel wird durch eine logische Schaltung ausgewertet, um das Bit II als Teil eines Informationszeichens festzustellen. Beim Rücklaufen des Bandes zum Punkt 31 wird das Bit I ein zweites Mal abgefühlt. Die Ausgangsspannung dieser Abfühlung erreicht Jedoch nicht den Einschaltwert des "Schmitt-Triggers", so daß an diesem keine Aus gangespannung entsteht.

Während der Schrittbewegung des Bandes von Punkt 31 zu Punkt 32, hat der Magnetkopf eine solche Ausgangsspannung, daß die Kurve des Bits I ein Minimum erreicht und Bit II ein zweites Mal gelesen wird, und daß Bit III durch das Überlaufen des Bandes abgefühlt wird und daß ein Teil des Bits II beim Rücklaufen ein zweites Mal abgefühlt wird. Die in Fig. h dargestellte logische Schaltung ist in der Lage festzustellen, daß bei einer Schrittbewegung des Bandes vom Punkt zum Punkt 32 die Ausgangsspannung des "Schmitt-Trfeers" durch eine zweite Abfühlung des Bits II herbeigeführt wurde. Eine Auswertung des Bits II wird verhindert, weil es die gleiche -Phase aufweist, wie das 3it, das der Ausv.srte-einrichtuns zuletzt zugeführt wurde. Während der genannten Schrittbev/egun^ des Bandes von Punkt 3²zu Punkt 32 wird jedoch das Bit III ausgewertet, da bezüglich des vorhergehenden Bits II ein Phasenwechsel aufgetreten war. Während des nächsten

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Transportschrittes des Magnetbandes von Punkt J52 zu Punkt 22 wird das Bit III wiederum abgefühlt, und außerdem ergibt sich eine Abfühlung des Bits IV. Während dieser Schrittbewegung wird das Bit III. nicht ausgewertet und das Bit IV wird ausgewertet.

Eine weitere Schwierigkeit in der AbfÜhlung richtiger Zeichen besteht darin, daß bei der Abfühlung eines Zeichens das Band bezüglich der abf üüilenden Magnetkopf e eine. Schief stellung aufweist. Im oberen Teil der Fig. 5 sind zwei Aufzeiehnungsspuren des Magnet- \ bandes nämlich die Spur 1 und die Spur 2 dargestellt. Diese beiden Spuren enthalten jeweils zwei Bits der Informationszeichen A, B, C, D, E und F. Die Magnetisierungsflanken der magnetischen Aufzeichnung sind jeweils dargestellt durch die Rechtecke 35. Die ausgezogenen Linien 36 an beiden Seiten der Rechtecke 25 bezeichnen die Punkte einer Spur an denen die -abggfühlte Signalspannung eine Amplitude erreicht, die ausreichend ist um einen "Schmitt-Trigger" umzuschalten. Wenn das Magnetband keine Schiefstellung aufweist hat Jedes Informationszeichen die Signaldauer eines Informationsbits, welche der Einschaltdauer eines "Schmitt-Triggers" entspricht, die in den Spuren durch die beiden Linien 36 beiderseits eines Rechtecks 35 markiert ist. Wenn dagegen das Magnetband an den Magnetköpfen eine. Schiefstellung aufweist, wird die Schaltdauer des "Schmitt-Triggers" ausgedehnt, und zwar auf eine Zeit, die in den Spuren 1 und 2 durch die beiden gestrichelten Linien 37 beiderseits eines Rechtecks 35 markiert ist._t Die Linie 38 zeigt die Bewegungen des Magnetbandes bezüglich der abfühlenden Magnetköpfe während einer Reihe von aufeinanderfolgenden Einstellschritten des Bandes. Die Darstellung läßt erkennen, daß das Band an den Stellen, an denen es gestoppt wird, ,Jewdls eine Strecke zurückläuft. Die in den Spuren 1 und 2 dargestellten Bits der Informationszeichen A bis F haben die folgende Bezeichnungt A-. und Α« sind die zwei dargestellten Bits des Informationszeichens A. Ebenso sind die beiden Bits.IL. und B₂ Teile des Informationszeichens B. Die Ziffern 1, 2, 3, ^ und 5 bezeichnen die aufeinanderfolgenden Schrittstellungen des Magnetbandes.

Während des Einstellschrittes 1 des Mignetbandes werden sowohl das. Bit Α.. als auch das Bit A₂ abgefühlt. Die Pendelbewegung des Magnetits 18/08 U

bandes "am Ende des Einstellschrittes bewirkt keine Abfühlung von Aufzeichnungen. Während des Einstellschrittes 2 werden sowohl die ν Bits B₁ als auch B« vollständig abgefühlt, aber aufgrund der Pendelbewegung am Endesdes Einstellschrittes wird auch das Bit C. abgefühlt. Es soll festgestellt werden, daß das Bit Cg während des Einstellschrittes abgefühlt wurde.

Während des Einstellschrittes 3 wird das Bit C. zum zweiten Mal und das Bit C₂ zum ersten Mal abgefühlt, so daß das Informationszeichen C vollständig ist. Auch während des Einstellschrittes 3 bewegt sich das Magnetband vollständig durch den Bereich des Informationszeichtfns D. Dieses Zeichen enthält lediglich das Bit D₂, das durch den Magnetkopf abgefühlt wird. Die Pendelbewegung des Bandes am Ende des Einstellschrittes bewirkt ein nochmaliges Abkühlen des Bits D₂- Dieses Bit soll daher bei der zweiten Abfühlunc nicht ausgewertet werden.

Während der Einstellschritte 4 und 5 läuft das Band durch die Bereicheder Informationszeichen E und F, ohne daß durch die Pendelbewegungen am Ende der Einstellsahritte Schwierigkeiten verursacht werden.

Die Fig. 4 zeigt eine logische Schaltung zur Korrektur von Zeichenfehlern, die entweder durch die Schiefstellung des Bandes bei der Abfühlung oder duroh Pendelbewegungen de3 Bandes am Ende der Einstellsohritte verursacht werden können. Die Teile der logischen Schaltung beziehen sich&uf eine Reihe von parallel angeordneten Spuren eines Magnetbandes, denen jeweils die Magnetköpfe 42 zugeordnet sind. Die Wirkung einer solchen Schaltung ist nur gezeigt für die beiden äußersten Spuren des Magnetbandes deren AbfÜhlköpfe 42 mit den Verstärkern 43 verbunden sind. Die AbfÜhlköpfe der übrigen Spuren des Bandes sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der unterhalb der gestrichelten Linie 40 angeordnete Teil der Schaltung bezecht sich auf diejenigen Teile der Einrichtung, die allen Spuren des Magnet-.bandes gemeinsam zugeordnet sind.

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ORIGINAL

Den in Pig. 1 dargestellten Erregerwicklungen 14 der Magnetköpfe wird aus dem gemeinsamen Generator 41 eine Wechselspannung zugeführt. Die datirch bewirkte Abfühlung von magnetischen Markierungen bewirkt an den Magnetköpfen 42 Ausgangsspannungen., welche den Verstärkern 43 zugeführt werden. In dieser Weise wird jedem der Verstärker 4j5 ein Signal 16 zugeführt, entsprechend der Darstellung nach Pig. 2. Die Ausgangsspannungen 44 der beiden Verstärker haben daher jeweils eine Phasenlage, die abhängig ist von der Polarität der abgefühlten Magnetisierung. Jeder der Verstärker 43 hat eine weitere Ausgangsspannung 45. Diese Spannung besteht aus den Signalen 18 entsprechend der Darstellung nach Pig. 2. Die Amplitude dieser Signale erreicht bei der Abfühlung ein Maximum jeweils an den Grenzlinien von zwei aufeinanderfolgenden magnetischen Markierungen* während das Minimum dieser Spannung auftritt in der Mitte einer magnetischen Markierung.

Die Wechselspannung des Generators 41 wird einem Frequunzverdoppeler 46 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Frequenzverdopplers entspricht dem in Pig. 2 dargestellten Signal 17» Der Frequenz/erdoppler hat zwei Ausgangsspannungen verschiedener Phasenlage. Diese beiden Spannungen werden entsprechenden Paaren der Phasendetektoren 47 und 48 zugeführt. Der Phasendetektor 47 oder 48 erzeugt eine Ausgangsspannung, welche anzeigt, daß die Phase des Signals, das durch den Magnetkopf abgefühlt wurde mit der Pius- oder Minusphasenlage des Bezugssignals des Frequenzverdopplers 46 identisch ist.

Jeder der Spuren ist verbunden mit einer bistabilen Kippschaltung 50, welche jeder einzelnen Spur zugeordnet ist, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen. Die Kippschaltung 50 wird eingeschaltet, wenn ein Signal abgefühlt wurde, das bezüglich des vorhergehenden Signals eine entgegengesetzte Phasenlage aufweist. Die Kippschaltung 50 wird wieder zurückgeschaltet, wenn ein vollständiges Informationszeichen abgefühlt wurde.· Immer wenn die Kippschaltung 50 von dem Zustandder Rückstellung in den Zustand der Einstellung übergeht, wird an der Leitung 51 ein Signal abgeleitet, das die Abfühlung eines Bits anzeigt,

In der Abfühlschaltung einer jeden Spur ist eine Phasenanzeige 52 angeordnet. Diese besteht aus dner bistabilen Kippschaltung, welche

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abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird> jedesmal wenn die zugeordnete Kippschaltung 50 eingeschaltet wird. Die Phasenanzeige 52 zeigt i'ür jede Spur an, welche Phasenlage dasjenige Signal aufweist, welches die Kippschaltung 50 von der Rückstellung in die Einstellung gebracht hat. Die Kippschaltung zur Phasunanzeige 52 bewirkt in der Ruhestellung durch die Steuerung nicht dargestellter Schaltmittel die Anzeige einer Minusphase. Alle Bits des ersten Informationszeichens in einer Reihe von Informationszeichen sind dazu vorgesehen, Abfühlsignale mit positiver Phasenlage zu erzeugen. In dieser Weise wird für die Erkennung der Phasenlage von weiteren abgefühlten Bits die richtige Auegangslage gegeben.

Die Erkennung einer Phasenänderung (NEU) oder die Aufrechterhaltung einer Phasenlage, durch welche die Kippschaltung 50 (ALT) durch das vorhergehende Bit bereits eingestellt wurde, wird vervollständigt durch die UND-Schaltungen 53 bis 56 und die ODER-Schaltungen 57 und 58. Das Signal welches eine positive Phasenlage bezeichnet, wird von dem Phasendetektor 47 den beiden UND-Schaltungen 55 und 5^ zugeführt. Das Signal, das eine negative Phasenlage bezeichnet, wird vom Phasondetektor 48 den UND-Schaltungen 55 und 56 zugeführt. Die Ausgangsspannung der Kippschaltung für die Phasenanzeige 52, welche anzeigt, daß die Kippschaltung 50 zuletzt durch ein positives Phasensignal eingestellt wurde, wird den UND-Schaltungen 54 und 56 zugeführt. Die AusgangsSpannung der Kippschaltung 52, welche anzeigt, daß die Kippschaltung 50 zuletzt durch ein negatives Phasensignale eingestellt wurde, wird den UND-Schaltungen 53 und 55 zugeführt.

Ein erstes Signal, das eine Änderung der Phasenlage (NEU) anzeigt, wird von der ODER-Schaltung 58 abgeleitet. Ein zweites Signal, welches die Fortdauer der Phasenlage anzeigt (ALT), die die Kippschaltung 50 zuletzt eingestellt hatte, wird an der ODER-Schaltong 57 abgeleitet» Immer wenn die Kippschaltung 50 sich im Zustand der Rückstellung befindet urwj an der ODER-Schaltung 58 ein Signal abgeleitet wird, das eine neue Phasenlage anzeigt, wird die Kippschaltung 50 eingeschaltet durch die Spannung, die an der ODER-Schaltung 58 abgeleitet wird.

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Derjenige Teil der Schaltung, der allen Spuren gemeinsam zugeordnet ist, enthält eine ODER-Schaltung βθ und einen "Schmitt-Tr:feer^M 61. Der "Schmitt-Trigger" 61 erzeugt die in der Fig. 3 dargestellten j Törimpulse 28. Der "Schmitt-Trigger" wird gesteuert über die ODER-' Schaltung 60 durch die in Fig. 2 dargestellten Signale 18. Dieses amplltudenmodulierte Signal wurde an der in Fig. 1 dargestellten Wicklung 15 eines der Magnetköpfe abgeleitet. Der "Schmitt-Trigger" 61 wird in den zweiten stabilen Zustand geschaltet immer wenn an irgend einer der Eingangsleitungen der ODER-Schaltung 60 eh Signal erscheint. Der "Schmitt-Trigger" 61 wird in diesem Zustand gehalten, solange als an irgendeiner der Leitungen 45 ein Signal vorgegebener Amplitude erscheint. Liegt das Eingangesignal unterhalb dieser Amplitude so wird der "Schmitt-Trigger" zurückgeschaltet. Die Amplitude zur Einschaltung des "Schmitt-Triggers" hat den in Fig. 3 dargestellten Spannungswert "EIN" und das Signal zur Rückschaltung des "Schmitt-Triggers" hat den niedrigeren Spannungewert "AUS". Der "Schmitt-Trigger" 61 erzeugt in dieser Weise ein Ausgangssignal, dessen Vorderflanke dem genannten Wert "EIN" und dessen Rückflanke dem genannten Wert "AUS" entsprechen.

Normalerweise wird am Steuertrigger 62 ein Steuerimpuls erzeugt. Die Vorderflanke des Torimpulses des'Schmitt-Triggers"61 bewirkt normalerweise des Steuertriggers 62, und die Vorderflanke, des Torimpulses des "Schmitt-Triggers" 61 wird durch die Wirkung eines * monostabilen Multivibrators 63 verzögert. Dieser mit M bezeichnete Multivibrator bewirkt die Einschaltung des Triggers 62. Jedesmal wenn der Steuertrigger 62 von dem Zustand der Rückstellung in den Zustand der Einstellung geschaltet wird, bewirkt die Ausgangsspannung des Steuertriggers 62, daß die Kippschaltungen 50 aller Spuren zurückgeschaltet werden.

Die soeben beschriebene Arbeitswelse der Schaltung ist ausreichend, um festzustellen, daß ein vollständiges Informatlonszeichen abgefühlt, wurtie. Es ist jedoch nicht möglich, durch die bereits beschriebenen Mittel diejenigen Fehler zu korrigieren, welche bei den in der Fig. 5 dargestellten Einstellschritte 2 und 3 auftreten. Während des

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Einstellachrittes 2 würde durch den. "Schmitt-Trigger" 61 für das jlnformationszeiehen B ein Signal erzeugt. Anschließend würde er tin seinen Normalzustand zurückkehren. Ära Ende des Einstellschrittes 2 entsteht je.doch eine Pendelbewegung dee Magnetbandes, so daß das Bit C₁ ein Signal erzeugt wird, das den "Schmitt-Trigger" 61 umschaltet. Wgim das Band in die Einstell/age zurückkehrt verschwindet der Torimpuls. Beim dritten Einstellschritt wird der "S„hmitt-Trigger^w 61 wiederum, durch die Abfühlung des Bits C₁ umgeschaltet. Die Tatsache, daß es sich hierbei um die zweite Abfühlung des Bits C₁ handelt und daß das Bit C₂ nochtnicht abgefühlt wurde, wird dazu ausgewertet, um die normale Betätigung des S-fceuertriggers 62 zu verhindern. Die Rückstellung der Kippschaltung 50 wird dadurch verhindert bis das Bit C₂ tatsächlich in die zugeordnete Kippschaltung 50 eingeführt wurde.

Um den erwähnten Zustand festzustellen, ist jeder Aufzeichnungs3pur eine UND-Schaltung 64· zugeordnet. Die Jeder Spur zugeordnete UND-Schaltung stellt fest wenn die Kippschaltung 50 umgeschaltet wurde um ein Bit zugeführt wurde und daß die gleiche Phasenlage, welche die Kippschaltung einschaltete immer noch, vorhanden ist für die zugeordnete Spur als ein Ergebnis der Ausgangsspannung, die von der ODER-Schaltung 57 abgeleitet wurde. Die Ausgangsspannungen der UND-Schaltung 64 aller Spuren werden bei der ODER-Schaltung 65 kombiniert. Die Au3gangsspannung der ODER-Schaltung 65 wird dem Steuertrigger 62 zugeführt, um die Rüokschaltung des Steuerträgers 62 durch die Vorderflanke des Torimpulses vom "Schmitt-Trigger" 61 zu verhindern. Dias hat die Wirkung, festzustellen, daß die Ausgangsspannung des "Schmitt-Triggers" 61 ein Torfcnpuls ist, der von einem Bit abgeleitet wurde das bereits abgefühlt wurde. Dadurch wird auch festgestellt, daß zusätzliche Bits abgefühlt werden müssen um das Informationszeichen zu vervollständigen.

Bezüglich des in der Fig. 5 dargestellten Einstellsohrittes 3 wird der Torimpuls der durch das Bit C₁ zum zweiten Mal erzeugt wird, festgestellt als ein Bit das bereits einmal aufgetreten war. Die normale Rückstellung des Steuertriggers 62 wird dadurch verhindert. •Sobald das Bit C_g der zugeordneten Kippschaltung 50 zugeführt wurde

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verschwindet der Torinipuls, der vom "Schmitt-Trigger" 61 abgeleitet wurde. Er entsteht wieder bei der vorgegebenen Amplitude eines Signals, das durch das Bit D„ erzeugt wurde» Dadurch wird die normale Einstellung, des Steuerträgers 62 herbeigeführt, und die Kippschaltungen 50 aller Spuren werden zurückgestellt um die Bits des Informationszelchens D anzunehmen. An dieser Stelle sollte bemerkt werden, daß die Phaseniestütellung empfindlicher sein muß als die Einstellung des "Schmitt-Triggers" 61. Die Tatsache daß ein bereits abgefühltes Bit vorhanden ist oder daß eine bestehende Phasenlage aufrechterhalten wird muß festgestellt werden bevor der "Schmitt-Trigger" 61 einen Torimpüls erzeugt, damit die ODER-Schaltungen 65 gesteuert werden um die Rückstellung des Steuertriggers 62 zu verhindern.

Eine ODER-Schaltung 66, die allen Spuren gemeinsam zugeordnet ist, wird gesteuab durch eine UND-Schaltung 67, die Jeder einzelnen Spur augeordnet ist. Eine UND-Schaltung 67 spricht an immer wenn die Aufrechterhaltung einer Phasenlage durch die ODER-Schaltung 57 festgestellt wird, und wenn gleichzeitig die Kippschaltung 50 zurüekgesdaltet ist. In dieser Weise erzeugt die ODER-Sohaltung 66 ein Fehlersignal, welches anzeigt, daß in einer besonderen Spur ein Bit nicht abgefühlt wurde. Wenn die neue Phasenlage einer Kagrtetisierungsflanke nicht festgestellt wurde und daher eine Umschaltung der Kippschaltung 50 nicht erfolgen konnte, so wird die Einstellung des Triggers 52 zur Anzeige der Phasenlage, nicht geändert. Die bei der nächsten Magnetisierungsflanke festgestellte Phasenlage wird daher die gleiche Süin entsprechend der Anzeige der Kippschaltung Bei der NRZ-Aufzeichnung haben die Bits, die innerhalb einer Aufzeichnün^- 3pur aufeinanderfolgen Magnetisierungen entgegengesetzter Polarität. Der erwähnte Zustand ist daher eine Bedingung für das Vorhandensein eines Fehlers, welcher durch die Schaltung festgestellt v/erden kann, um entweder den Vorgang einer Abfühlung zu unterbrechen, oder um eine Korrektur durchzuführen.

Die in Fig. 5 dargestellten Signale beschreiben die Wirkung von einigen der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsteile für verschiedene Schrittstellungen. Während des Einstellschrittes 1 wird durch den "Schmitt-Trigger" 61 ein Torimpuls erzeugt. Dieser hat eine Dauer

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entsprechend der Zeit, die benötigt wird, um das Band vollständig durch den Bereich des Informatfonszeichens A zu transportieren. Die Vorderflanke des Torimpulses des "Schmitt-Triggers" 61 wird verzögert ■ durch den Qonostabilen Multivibrator 6>. Die Vorderflanke des Torimpulses bewirkt die Rückstellung des Steuertriggers 62, und sie bewirkt die Einstellung des Steuertriggers nachdem die Vorderflanke des Torimpulses durch den monostabilen Multivibrator 63 verzögert wurde. Durch die Einstellung des Steuertriggers 62 werden die Kippschaltungen 15 der beiden Spuren 1 und 2 zurückgestellt. Wenn die neue Phase für jedes Bit des Informationszeichens A festgestellt wurde, werden die Kippschaltungen 50 entsprechende Stellungen einnehmen*

Am Anfang des Einstellschrittes 2 erzeugt der "Schmitt-Trigger" 6\ ein Torimpuls, der die Einstellung und die Rückstellung des Steuertriggers 62 in normaler Art durchführt. Gleichzeitig mit der Einstellung des Steuertriggers werden die Kippschaltungen 50 aller Spuren zurückgestellt, um für die Eingabe der Bits des Informationszeichens B vorbereitet zu sein. Am Ende des Einstellschrittes 2 wird durch eine Pendelbewegung des Bandes ein Torirapuls mit der Bezeichnung 2* erzeugt durch die Abfühlung des Bits Cj. Die Vorderflanke dieses Impulses wird' dazu benützt, um den Steuertrigger 62 zurückzustellen und einzustellen, um die Kippschaltungen 50 aller Spuren zurückzustellen. Dieser Vorgang macht die Kippschaltungen frei von den Bits des Informationszeichens B und bewirkt die Einführung des Bits C₁ in die zugeordnete Kippschaltung 50.

Bei Beginn des Schaltschrittes 3 -wird die in der Fig. 3 dargestellte UND-Schaltung 64 der Spur 1 gesteuert. Obwohl der Torimpuls des "Schmitt-TrigGers" 61 bei Beginn des Schaltschrittes 3 erzeugt wird, kann die Vorderflanke des Torimpulses nicht wirksam werden, um den Steuerträger 62 zurückzustellen. Dieser Vorgang beruht darauf, daß an der 0D£R-Schaltung 65 ein Signal wirksam wird um die Rückschaltung des Steuerträgers 62 zu verändern. Das Ergebnis besteht darin, daß die Information die der Kippschaltune 50 der Spur 1 am Ende des zweiton Einstelischrittes zugeführt vmrde, die Kippschaltung nicht zurückstellt. Das Bit C₀ bewirkt die Einstellung der zugeoidieten Kippschaltuns >0. Während der zweiten Hälfte des Einstellsehrlttea

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wird der Torimpuls wieder durch den "Schmitt-Trigger" 61 erzeugt als ein Ergebnis der Abfühlung der vorgegebenen Amplitude des Bits-Dp. Die Vorderflanke dieses Torimpulses Wird wirksam, um den Steuertrigger 62 einzustellen und zurückzustellen, da die UND-Schaltung 64 für keine der Spuren erregt wird. Am Ende des Einstellschrittes wird die Ausgangsspannung des "Schmitt-Triggers" 6i verschwinden, jedoch wird sie wiederum die Vorderflanke eines Signals erzeugen, dadurch, daß das Band bis zu dem Bit Dp zurückläuft. Dadurch erzeugt dieses Bit einen Torimpuls. Obwohl der raonostabile Multivibrator veranlaßt wird in seine Ausgangslage zurückzukehren, wird die Kippschaltung 50 duroh das Bit D₂ eingeschaltet, und die gleiche Phase wird festgestellt, um die UND-Schaltung 64 für das Bit D₂ wirksam zu machen. Dieses will die Rückstellung des Steuertriggers 62 verhindern, so daß in dieser Weise die Rückstellung aller Kippschaltungen 50 verhindert wird.

weil das Bit D. nicht vorhanden 1st erhält die Kippschaltung 50 der Spur 1 kein Signal zur Kennzdchnung einer neuen Phasenlage. Die Kippschaltung 50 wird daher nicht eingestellt und will für die Dauer des Informationszeichens D zurückgestellt bleiben.

Während des Einstellschrittes 4 wird der Torirapuls des"Schmitt-Triggers" 61 verschwinden und wiederentstehen, wenn das Bit E. festgestellt wird. Die Entstehung des Torimpulses für den Einstellschritt 4 bewirkt die normale Arbeitsweise, bei welcher der Steuertrigger 62 zurückgestellt und eingestellt wird, um aHß Kippschaltungen 50 zu veranlassen, daß sie einen Rückstellimpuls erhalten, um frei zu werden von den Bits des Informationszeichens D.

Aus der Flg. 5 geht hervor, daß die Kombination bestehend aus dem "Schmitt-Trigger" 61, dem monostabilen Multivibrator 65 und dem Steuertrigger 62 die Abfühlung eines vollständigen Informationszeichens bestimmt. Die letzte Anzeige dieser Einrichtung entsteht dann, wenn der Steuertrigger 62 zuerst zurückgestellt und dann eingestellt wird.

Sin anderes Problem kann näher erläutert werden anhand des Einstellschrittes 2, der in Pig. 5 dargestellt ist. Während des Einstellschrittes 2 müssen die Bits B₁ und C₁ die Kippschaltung 50 der Spur

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einstellen. Wie bereits früher erwähnt wurde, entsteht bei Jeder Einstellung der Kippschaltung 50 an der Leitung 51 ein Ausgangssignal. Der Ausgangsleitung einer Kippschaltung 50 kann ein Zwischenspeicher 'zugeordnet sein um jeweils 3 Informationszeionen zu speichern. Diesem nioht dargestellten Zwischenspeicher kann ferner ein Eingangszähler zugeordnet sein. Der Eingangszähler wird weitergeschaltet, um der nächsten Speicherstelle des Zwischenspeichers anzuzeigen, daß ein Ini'ormationszichen aufgenommen werden kann. Die Weiterschaltung des Eingangszählers wird herbeigeführt durch die Erzeugung eines Steuerimpulses durch den Steuertrigger 62, wenn dieser anzeigt daß ein vollständiges Informationszeichen abgefühlt wurde ₃ und daß ein neues Informationszeichen zugeführt werden kann. Der Zwischenspeicher und die schrittweise Einstellung des Bandes müssen in der Weise zusammenwirken, daß mindestens zwei aufeinanderfolgende Speioherstellen de.s Zwischenspeichers frei sind, damit zwei aufeinanderfolgende Informationszeichen in den Zwischenspeicher während eines Einstellschrittes eingeführt werden können. Im Zwischenspeicher kann ferner ein Ausgangszähler zugeordnet sein, der dazu bestimmt 1st die Informationszeichen aus dem Zwischenspeicher zu entnehmen und einer Einrichtung zuzuführen, welche die Inforraatlonszeichen auswertet. Ein Vez&elch der Stellungen des Eingangszählers und des Ausgangszählers kann dazu dienen, eine Anzeige herbeizuführen, abhängig davon ob zwei aufeinanderfolgende Speicherstellen des Zwischenspeicher frei sind.

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Claims

- 18 - Docket 7572

P 14 49 366.4 7o August 1968 mo-si*

Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zsich"en_a deren jedes in Form von Bits in magnetischer Wechselschrift (NRZ) in mehreren parallelen Spuren eines Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet ist;, der durch Start-Stopp-Be- wegungen an die parallel angeordneten Mittel zur Abtastung eines Zeichens" schrittweise einstellbar ist, mit Einrichtungen zur Darstellung der abgetasteten Bits als Weehselspannungen mit jeweils einer von zwei entgegengesetzten Phasenlagen und mit einer Einrichtung zur Korrektur von Zeichenfehlern, die bei einem Einstellschritt durch Schiefstellung oder durch Pendelbewegung des Auf zeichnungsträge rs an den Mitteln zur Abtastung feststellbar sind* dadurch gekennzeichnet, daß ein abgetastetes Bit eines Zeichens darstellbar ist durch den Zustand einer bistabilen Kipp schaltung {50) _ä die bei einer Änderung der Phase der Wechselspannung eines abgetasteten Bits gegenüber der Phase der Wechselspannung des vorher abge tasteten Bits (58) eingestellt wird und die rückgestellt \*/ird durch eine vorgegebene Amplitude der Wechselspannung des abgetasteten Informations bits (62) und daß die Auswertung vorgegebener Amplituden der Wechselspannungen abgetasteter Bits durch die Wirkung der zugehörigen bistabilen Kippschaltung (50) und durch die Wirkung der Phasenlage der Wechselspannung eines abgetasteten Informationsbits (57) abschaltbar (64, 65) ist (Fig. 4).

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Unterlagen (Art. 7 ä I Abs.
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