DE1449426A1 - Lesekreis - Google Patents

Description

1U9426

Sperry Rand Corporation 315 Park Avenue South New York 10, New York USA

.Lesekreis

Die Erfindung bezieht sich auf einen zum Herauslesen bestimmten Kreis in einem magnetischen Aufzeichnungssystem und insbesondere auf einen Kreis zur Anzeige von Null-Kreuzungen der elektrischen Eingangsignale von geringer Meßhöhe,

In einem magnetischen Aufzeichnungssystem werden die Signale, die von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, ζ. Β. Magnetband, in der Form von Sinuskurven ausgebildet. Die Richtung der Sinuskurven gibt zu einer bestimmten Zeit eine "0"- oder "1"-bit-Information an. Ein derartiges System ist ein Phasen-Modulations-rSystem, das vor anderen Systemen mit zwischen der Information auftretenden Zeitintervallen mehrere Vorzüge bietet.

Da die von dem Magnetband gelesenen Sinuskurvensignale im allgemeinen an bistabile Kreise gegeben werden, die üblicherweise als Schmitt-Trigger bezeichnet sind, wodurch im wesentlichen elektrische Signale mit Rechteckform erzeugt werden. Derartige Signale erzeugen'wiederum Impulssignale für Jede Richtungsänderung der Rechtecksignale. Diese Impulssignale stellen "1" und "0" bit-Information dar.

9 0 9 B 2 3 / 0 8 5 2 ~²~

Weiterhin können die Impulse unwesentliche oder unechte Signale darstellen, die im allgemeinen ausgeschalt·t werden, bevor die Impulssignale an die nachfolgenden Verarbeitungskreise gegeben werden. ;

Im allgemeinen müssen die Schmitt-Trifcger-Kreise Eingangssignale aufweisen, die eine gegebene Amplitude übersteigen, um den jeweiligen Betriebszustand zu verändern. Diese Eingangssignale können als "Einstell"-Signale betrachtet werden. Um vorzusehen, daß der Schmitt-Trigger-Kreis nach dem Einstellen in den ursprünglichen Betriebszustand zurückschaltet, muß das aufgebrachte "Abstell"-Signal eine größere Amplitude aufweisen als das "Einstell"-Signal. Die Differenz zwischen den "Einstell"- und "Abstell"-Potentialen ist der bekannte Hysteresiseffekt. /

In einem magnetischen Aufzeichnungssystem können die Signale, wenn Signale von sehr geringer Größe an den Eingangskreis eines Schmitt-Triggers gegeben werden, eine ausreichende Amplitude aufweisen, um zwecks Umschalten des Schmitt-Triggers von einem ersten in einen zweiten Betriebszustand als Einschaltesignal zu dienen, während jedoch dieselbe Meßh&he nicht die ausreichende Amplitude aufweist, ua als Abs-jjihalte-Signal zu dienen, um den Schmitt-Trigger-Kreis in den ursprünglichen Zustand zurückzuschalten. Demzufolge wird bei Systemen mit Signalen von geringer Größe der Hysteresiseffekt, der in Schmitt-Trigger-Kreisen auftritt, zu einem ernsten Problem.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein zum Herauslesen bestimmter Kreis für ein magnetisches Aufzeichnungssystem, in dem der Hysteresiseffekt in einem bistabilen Kreis auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.

Weiterhin ist ein Gegenstand der Erfindung ein verbesserter «um Herauslesen bestimmter Kreis, der auf Informationssignale von geringer Größe anspricht.

Nach der Erfindung ist ein in einem magnetischen Aufzeichnungssystem verwendbarer Herauslesekreis, in dem zwei

909823/08 5 2 -³~

verschiedene Eingaiigssignale abwechselnd jeweils an einen ersten und an einen zweiten bistabilen Kreis gegeben werden, wobei ein Eingangssignal dazu dient, den ersten bistabilen Kreis von seinem ersten Betriebszustand in den zweiten Zustand umzuschalten, wenn eine ausreichende Meßhöhe vorhanden ist, den zweiten bistabilen Kreis vom zweiten Betriebszustand wieder in den ersten zu schalten und umgekehrt alt den anderen Eingangssignalen zu verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite kreuzgekoppelte Kreis· (26, 28) vorgesehen sind, deren Eingänge an dem Ausgang eines verschiedenen bistabilen Kreises liegen und jeder dieser Ausgänge an den Eingang der anderen bistabilen Kreise angeschlossen ist, wobei jeder der kreuzgekoppelten Kreise auf eine Betriebszustandveränderung eines bistabilen Kreise8 ein Signal erzeugt, nachdem der bistabile Kreis ein entsprechendes Eingangssignal empfangen hat, das den anderen bistabilen Kreis wiedereinstellt, wodurch die bistabilen Kreise in den gegebenen Wiedereinstellzustand gebracht werden, gleichgültig, ob die Eingangesignale die ausreichende Größe besitzen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeisplel der Erfindung wird hiernach im einzelnen beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen verwiesen wird. In diesen ist:

Figur 1 ein Blockdiagramm eines Herauslesekreiseβ nach der Erfindung;

Figur 2 eine Darstellung der in der Figur 1 verwendeten Schaltanordnung, und die

Figur 3A, JB und 3C stellt die jeweilige Schwingungeform dar, die der Erläuterung der Erfindung dient.

In der Figur 1 werden die Eingangs signale von dem Aufzeichnungskopf (nicht gezeigt) von einem Leseverstärker 1o über einen Umformer 12 an zwei Schmitt-Üirigger-Kreise 14- und 16 gegeben«- Diese Eingangssignale sind durch die Sinuskurven 18 und 2o dargestellt.

909323/0852 ~*~

DIt durch dit Schmitt-Iriggtr-Xreise 14 und 16 trstugttn Bechtecksignale sind durch die Sehwingungskurvtn 22 bsw. 24 wiedergegeben. Die impulsförmigen Ausgangaeignale werden an di· quergekoppelten Kreise 26 bzw. 28 gegeben. Ss ist zu bemerken, daß der Auegangskreis eiaes Schaitt-Triggtr-Ireises an den Eingangskreis dee anderen Schmitt-Trigger-Kreises und umgekehrt gegeben wird.

Der Schaitt-Irigger-Kreis 14 liegt auch an der Ausgangekleaae 3o, an der ein negatives Iapulssigmal 32 erseugt wird· Ähnlich liegt der Schaltt-Trigger 16 an der Ausgangskleaae 34, an dem ein negatives Impulssignal 36 erseugt wird.

Die negativen Iapulssignals 32 und 36 werden jedesmal treeugt, wenn die Signale 22 und 24 ihre Richtung Indern. Diese Iapulssignale 32 und 36 stellen in Wirklichkeit Inforaation dar, können aber auch unechte Impulaaignale sein. Die Signale werden dann an einen Verarbeitungskreis, z. B. tinea Drei-Viertel-Verzögerer-Flop, gegeben, der in Anwendung gebracht werden kann, um die unechten Iapulssignale auszuschalten, bevor die Informationssignale an die nachfolgenden Kreise gegeben worden sind. Ein Beispiel eines derartigen Verarbeitungskreises, an den die Ausgangsklemmen 3o oder 34 gelegt sein können, wurde in der schwebenden Anaeldung von Frazer Welsh unter der Bezeichnung "Herausleseojetea mit Phasenmodulation" beschrieben, die aa 29* Kovem-, ber 1961 unter der Nummer 576 893 eingereicht wurde und die die Anaelderin der vorliegenden Erfindung vertritt·

Äe ist zu bemerken, daß die Eingangssignale 18 und 2o zueinander eine Phasenverschiebung von 18o° aufweisen. Auf ähnliche Weise sind die Signale 22 und 24 ua 18o° verschoben. Die Ausgangssignale 22 und 24, die durch die Schmitt- !Prigger-Kreise erzeugt werden, werden auf nachfolgend noch zu beschreibende Weise in Impulseignale umgeformt· Diese Iapttlsvlgnale werden dazu verwendet, daß die Eingaagasigna-Ie 18 und 2o den Hysteresieeffekt auf ein Mindestmaß herabsetzen.

,' I ^N 9 0 9 8 2 3/0852 ^⁰ <W'GiNAL -5-

H49426

Di· Kreise Im Schmitt-Trigger-Kreii ,i|4 und Im kreuigtkoppelten Kreis 26 sind im wesentlichen den Xm Schaltt-Trigger$ 16 und ia kreuzgekoppelten Kreis 28 verwendeten Kreisen ähnlich« Daher wird in Verbindung Bit der Figur 2 nur ein Kreis beschrieben. Es ist somit selbstverständlich, daß der Kreis in Figur 2 zur Herstellung des in Figur 1 gezeigten Systems vervielfältigt werden müßte.

In der Figur 2 weist rin dem üblichen Schmitt-Trigger-Kreis Ityolicher Kreis zwei Transistoren 38 und 4o auf. Während des normalen Betriebsablaufs, wenn also der Traneietor leitend ist, ist der Transistor 4o nichtleitend und umgekehrt. Es werden Informationssignale an die Eingangeklemme 39 gegeben, wobei die zurückgeführten Signale an die Eingangskletsme 41 gegeben wird. Beide Signale werden an die Basis des Transistors 38 gegeben.

•Venn der Transistor 38 leitend ist, wird seine Saltteripannung durch ein Vorspannungsnetz bestimmt, daB die Dioden 42, 44 und 46 mit den Widerständen 48 und 5o aufweist. Der Widerstand 5o ist regelbar, um den Zeitpunkt beetiaaen tu können, bei dem der Transistor 38 anfängt abzuschalten.

Der vordere Abfall über der Diode 52 steuert die Spannung am Emitter des Transistors 38» wenn der Transistor 38 abgestellt ist und der Transistor 4o eingestellt ist. Deshalb steuert die Diode 52 den Punkt, bei dem der Translator eingestellt wird. Die Differenz der "Einschalt"- und "Abschält "-Potentiale stellt den bekannten Hyateresiseffekt dar, der bereits eingehend erwähnt worden iet.

Die Dioden 54 und 65 koppeln das Eingangssignal von der Basis des Transistors 38 kraftschlüssig ab, um große positive und negative Spannungsausschweifungen zulassen au können. Die Dioden 58 und Go begrenzen die Vorspannung der. Umkebrbasis, Die Diode 62 vermindert die Verzögerung ia Eingangskreis, indem sie den Transistor 38 durch nichtlineare Rückkopplung an der Sättigungsgrenze hält.

»Vie bereits erwähnt, können die Transistoren 38 und 4o einen ia allgemeinen üblichen Schmitt-Trigger-Kreie ausmachen,

909823/0852 BAD ORIG'NAL -6-

1-4Λ9Λ26

in de» Signale ait rechteckiger Schwingungsfor» erseugt werden. Die Diode 62 stellt eine Rückkopplungebahn το» Kollektor but Basis des Transistors 38 dar, u» durch eine Wiederherstellwirkung ein plötzliches Umschalten de· Traneiatora von eine» Betriebszustand in den ander·» m bewirken· Sa der Transistor mit seiner Basis aa Kollekter de« Transistor· 38 liegt, schaltet er immer seinen Betriebszustand u», wenn der Transistor 38 seinen Betriebszustand verändert. Die, verschiedenen Elektroden der Transistoren 38 und 4o sink so gekoppelt, daß sie eine regenerative Rückkopplung gewährleisten und daß sich beide Transistoren i» entgegengesetzten Betriebszustand befinden. Das durch die transistoren 38 und 4o erzeugte Rechtecksignal wird dann an einen iapulserseugenden Auegangekreis gegeben.

I»puls-Erzeuger-Ausgang*kreia verwendet den Sachverhalt, daß die Eingangsklemme einer offenen Verzögerungsleitung wie ein Widerstand von einem einer charakteristischen Xapedanz entsprechenden Wert wirkt, der die elektrische Ll»ge der auf den Stufeneingang folgenden Leitung darstellt.

Wenn der Transistor 38 abgeschaltet ist, wird der Transietor 4-0 zur Sättigung gebracht, wodurch ein positiver Spannungssprung am Kollektor des Transistors 4o verursacht wird, der als Eingang zur Verzögererleitung 64 dient, die auch noch eine Induktionsspule 65 aufweist. Dieser positiv· Bprung leitet den Strom an die Basis eines Transistors 66.

Da der Traneistor 66 bis zur Sättigung mit Vorspannung belegt ist, wird der positive Stromsprung den Transistor 66 vpn weiterer Versorgung abschneiden und ein negatives Ausgange signal an seinem Kollektor erzeugen. Wenn der Transistor 4o abgestellt ist, wird der negative Sprung einen größeren Basisstrom im Transistor 66 verursachen, wodurch der Betriebsablauf des Transistors 66 nicht beeinflußt wird.

Die Resistoren 68, 7o und 72 bilden das Ende der Verzögerungsleitung, um Sekundärablenkuri£en zu vermeiden. Die Widerstände ?4 und 76 steuern die Stromvorspannung auf dem Transistor 66. Durch Regeln des Transistors 66 kann eine

909823/0852 -7-

' BAD ORIGlNAt

U49426

auroh die VertiJgerungsleitung 64 erseugte Impulsbreite gegebenenfa Ils variiert «erden. Die Diode 78 wird verwendet, nm eine niedrige Impedanz an der Basle dee transistor« 66 iu halten, wenn dieser Traneistor abgestellt ist«

I» 4er figur 2 empfangen genau wie ta der Figur 1 die Behnitt-fcrigger-Xreise 14 und 16 Eingangssignal·, die su elmander eine Phasenverschiebung von 18o° aufweisen. Jede ßeite «ieht ejlneit Auggangsimpula vor, wenn 4er Eingang in positiver Hioihtung verlauft. Es wird ein negativer Impuls für jeden Hull-Xreus-Punkt des Rechtecksignale entweder in petitiver »der negativer Richtung erseugt. Dieser Sachvermalt wird in der Erfindung verwendet, um Sigmale «it sehr miedrlfer Amplitude antu«β^gen.

j.'" ^; I .-■■■·., ^ ■■' . ■ ^:

Bas Ausgangssi.gnal eines Bchnitt-Trigger-Kreiaes wird an 4aa Bittgang eines anderen Sohmitt-Trigger-Kreises und umgekehrt geführt. Diese eurtickgeführten Signale werden als Wiedereinstellaignale verwendet, wodurch vermieden wird, daß man «um Wiedereinstellen von Eingangesignalen, s. B. von den Signalen 18 und 2o, abhängt.

Zum Zeitpunkt t^ (siehe Singangesignal 18 in der Figur 1) gelangt der Schmitt-Trigger-Kreie 16 zur Auslösung. Das Auegangesignal wird an die Basis des Transistors 38 (Figur 2) surüekgeführt, wodurch er eingestellt wird. Zum Zeitpunkt tg (siehe Eingangssignal 2o in der Figur 1) kann der ßchmitt-Trigger-Kreis 14 wiederum abschalten.

Die in der Figur 2 gezeigte kreuz~gekoppelte Schaltung weist eine Diode 78, eine Diode 8o, einen Widerstand 82 und einen Widerstand 84 auf. Wenn der Transistor 66 abschaltet, ist die Diode 78 im wesentlichen mit Gegenspannung belegt und die Diode 8o bestimmt die Spannung am Punkt 86 mit minus 3,3 Volt. Wenn es manchmal wünschenswert ist, das Signal der kreuzgekoppelten Schaltung zu eliminieren und den Schmitt-Trigger-Kreis im normalen Betrieb zu halten, kann der Punkt 86 wiederum an Erde gelegt werden.

Ton den Figuren 3a, 3b und 3« stellt die Figur 3* eine

909823/0852 _Äl -8-

ORIGINAL

Hystereeisschleife dar, die normalerweise den Schultt-Trigger-Kreisen 14 oder 16 zugeordnet werden würde· Wenn eich der normale Betriebspunkt hei Null befindet, können die Auelösepunkte des Schmitt-Trigger-Kreises ale bei den Punkten a und b liegend betrachtet werden. Wenn «in positives Eingangssignal von verhältnismäßig niedriger Amplitude aufgebracht wird, wird die Aufgangsspannung auf einen Hoch-EUstand umschalten, sobald der Funkt a überschritten 1st. Dies kann als Ein-Zustand angesehen werden, Ua jedoch den Schmitt-Trigger-Kreis abzuschalten, muß daß Eingangssignal' jetzt auf den Punkt b abfallen. Es 1st somit ersichtlich, daß das zum Wiedereinstellen des Schmitt-Trigger-Kreiees benötigte Signal größer 1st als das Signal, das sun Eineteilen des Schmitt-Trigger-Kreises benötigt wird.

In der Figur 3b wird das Eingangssignal zum ßchaitt-Trigger-Kreis 14 dargestellt. Wenn das Eingangssignal «Ine verhältnismäßig niedrige Amplitude besitzt, wird es den Punkt B nicht erreichen. Ba jedoch das an den Schmitt-Trlgger-Kreis 14 gegeben· ßignal negativ wird, wird ein Signal, s· B* 9o, vom Ausgang des Schmitt-Trigger-Kreises 16 her an dta Eingang des Schmitt-Trigger-Kreiees 14 gegeben. Daraus erhellt, daß'das Signal 9o eine verhältnismäßig große Amplitude besitzen und ausreichen muß, den Eingangskreis des Schmitt-Trigger-Kreises 14 unterhalb des Punktes b zu bringen, wodurch er trotz des verhältnismäßig niedrigen Eingangssignal s in den Wiedereinstellzustand gebracht werden kann.

Ähnlich verhält sich der Sachverhalt in Verbindung mit dem sich auf Figur 3c beziehenden Schmitt-Trigger-Kreis 16. In diesem Fall wird ein Signal 92 an den Schmitt-Trigger-Kreis 16 von dem Ausgangskreis des Schmitt-Trigger-Kreises 14 gegeben, so daß er sich trotz des niedrigen negativen Eingangssignal einstellen kann.

Durch Verwenden eines Eückkopplungssignals von einem Schmitt-Trigger-Kreis an den anderen, um ein normales Eingangssignal von geringer negativer Größe entstehen zu lassen, wird der Hysteresiseffekt auf ein Mindestmaß beschränkt. Dadurch

9098 23/08-5 2 ~⁹~

BAD

1U9426

kann der Lesekreis die eine verhältnismäßig geringe Größe aufweisenden Signale von einem Magnet-Speicher-Medium verwerten.

Bs sind verschiedene Widerstände, z. B. 94, 96, 98, 1oo, 1o2, 1o4 und 1o6, vorgesehen, zu denen nicht im einzelnen Stellung genommen wurde, die jedoch nur zur Gewährleistung der'geeigneten Betriebs- und Vorspannungspotentiale für den !Transistor 38 dienen. Die Kondensatoren 1o8, 1o9 und 11o dienen als Nebenschluß. Die V/iderstände 112, 114 und 116 dienen der Herstellung geeigneter Betriebsbedingungen für die (Transistoren 4o und 61.

In der Erfindung in bezug auf die beiden bistabilen Kreise kann es wünschenswert sein, ein "Start"-Signal vor dem Aufbringen der Informationssignale an die Anordnung zu geben. Dadurch werden die geeigneten Betriebszustände der beiden bistabilen Kreise gewährleistet, d. h. daß sie sich keim Aufbringen der Information in entgegengesetztem Zustand befinden.

Obwohl selbstverständlich Spannungs-, Widerstands-, Kondensatoren-, Transistorenwerte etc. in Übereinstimmung mit den gewünschten Betriebsbedingungen variiert werden können, dienen die nachfolgend angeführten JVerte der Wiedergabe eines nach der Erfindung ausprobierten Beispiels.

E₁ = -11ν

E₂ = -3.5v

E, = +12v

E₄ = -3.5v

R 1o4 und R 1o2 - 1o.1K Ohm

R 98 und R I00 =24_O4K Ohm

R I06 - 2 K Ohm

R 7o = 1.5K Ohm

R 114 = .499 K Ohm

R 112 » 1o.K Ohm

R 94 und 96 - 1»76 K Ohm

R 72» .681 K Ohm

909823/0R52 "^1o~

BAD

- 1ο -

1U 9-4 2

R 68 « 1 K Ohm E 74 * 6.81 E Ohm R 76 - 2.21 K Ohm R 116 - .75 K Ohm R 84 » 1.78 Ohm R 82 » 1.5 K Ohm R 48 ? .576 K Ohm R 5o - O bis 5 K Ohm R der Spule 65 » 1,5 K Ohm.

Alle Dioden außer Diode 46 entsprechen XR 25«

Die Diode 46 ist eine EM 99- ·

Alle Transistoren entsprechen der OJype 2N5o1.

909823/0 8

Claims (1)

Patentanspruch«

1. Lesekreis für ein MagnetspelchersTstem, in dem swel verschiedene Kingangssignale (18, 2o) abwechselnd an einen ersten baw. an einen zweiten bistabilen Kreis (14, 16) geführt werden, wobei ein Eingangssignal dazu dient, den ersten bistabilen Kreiß von dem ersten Zustand in den «weiten ttostand und bei genügender Größe den zweiten bistabilen Kreis; wieder von dem zweiten in den ersten Zustand au bringet, und mit den anderen Eingänge Signalen umgekehrt verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und

!Weiter <iuergekoppelter Kreis (26, 28) vorgesehen Sind, WOV^ 4eder eingang an einem verschiedenen Ausgang \ (| 4er frlrbablien Kreise und jeder iusgang am Äingang des

der bistabilen Kreise lügt, wobei jeder dir quer-JCreise ein Ausgangssignal auf eine austandaeineβ bistabilen Kreises erzeugtι naokden dl·· •er ireis das entsprechende Eingangssignal empfangen hat, wofe«i das Ausgangsslgnal den anderen bistabilen Kreis in te» tiederelnstellsuBtand bringt, wodurch die bietabllen Kreise betrlebsgemäfl wieder «ing·schultet werden, gleichgültig, ob die EingangsBignale die ausreichende GrÖfle S-Ufweiaen oder nioht.

£· I#sekreis nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignal ein gegebenes Phasenverhältnis zueinander aufweisen und die bistabilen Kreise Auegangesignale mit Bechteckschwingung in demselben Phasenverhältnis erzeugen. ■

909823/08 5 2