DE1499738B2 - Magnetoelektrische detektoranordnung - Google Patents

Description

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nach Maßgabe der verschiedenen Längen der dabei anschlüssen 50 abgetastet und ist bestimmt durch den

auftretenden Magnetisierungsimpulse abzustimmen. Ladestrom, der in die Kapazität 10 fließt. Wenn, wie

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung bekannt, eine Spannung an eine solche Kapazität

näher erläutert. In der Zeichnung zeigt gelangt, entsteht zunächst unverzüglich ein Lade-

Fig. 1 vier verschiedene Impulsdiagramme, und 5 strom einer Maximalamplitude, der dann mit der

zwar unter daraus resultierenden Ladung der Kapazität abfällt.

A) das der Magnetisierungsimpulse, Dieser Ladestrom erzeugt die positiven Impulse aus

B) das der Abtastimpulse, Fig. IB, und zwar auf Grund der breiten sowie auf

C) das der am Ausgang des Detektors auftreten- Grund der schmalen Magnetisierungsimpulse. Auf den Impulse, i° Grund der Zeitkonstante des R-C-Gliedes kann sich

D) das der Abtastimpulse bei umgekehrter Abtast- die Kapazität bei den schmalen Magnetisierungsimrichtung, wobei die Impulsdiagramme unter B) bis pulsen jedoch nicht so weit aufladen, wie bei den brei-D) jeweils dem unter A) zeitlich zugeordnet sind, ten Magnetisierungsimpulsen und demzufolge kann

Fig. 2 nach Art eines Ersatzschaltbildes einen mit der Rückflanke eines schmalen Magnetisierungsmagnetischen Abtastkopf, wie er in Verbindung mit *5 impulses kein nennenswerter Impuls entgegengesetzder Erfindung verwendbar ist, ter Polarität am Ausgangsanschluß 50 auftreten. Bei

Fig. 3 die Schaltung eines ersten Ausführungsbei- langen Magnetisierungsimpulsen dagegen wird die

Spieles einer Detektoranordnung nach der Erfindung Kapazität fast vollständig aufgeladen und mit der

und Rückflanke eines solchen langen Magnetisierungs-

Fig. 4 die Schaltung einer zweitenDetektoranord- «<> impulses entsteht demzufolge ein negativer Ausgangs-

nung nach der Erfindung. impuls. Auch mit der Rückflanke der schmalen

Fig. IA zeigt im Impulsdiagramm die magneti- Magnetisierungsimpulse entsteht gemäß Fig. IB ein

sehe Aufzeichnung binärer Daten, die in breiten und kleiner Impuls umgekelirten Vorzeichens am Ausgang

schmalen Impulsen niedergelegt ist und nach der . und die mit der Vorderflanke der schmalen Magneti-

Erfindung abgetastet und in binäre Daten umgesetzt as sierungsimpulse zusammenfallenden positiven Im-

wird. Die positiven und negativen Richtungen der pulse am Ausgang haben nicht so große Amplitude,

Magnetisierung sind links am Rand in Fig. 1 an- was jedoch mehr eine Folge der Induktivität als der

gedeutet. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Impuls, Kapazität 10 ist.

der einer binären »1« zugeordnet ist, etwa doppelt so F i g. 3 zeigt ein Abtastsystem mit einem Abtastbreit ist wie der einer binären »0« zugeordnete. Die 3<> kopf nach Fig. 2. Der Abtastkopf 20 gemäß Fig. 2 Impulse haben konstante Folgefrequenz. ist in üblicherweise so angeordnet, daß er ein magne-

Eine Impulsperiode, bestehend aus Impuls und tisches Band, das mit Magnetisierungsimpulsen genachfolgender Lücke, wird im folgenden auch Bit- maß Fig. IA beschriftet ist, und das mit gleichförperiode genannt. miger Geschwindigkeit transportiert wird, abtasten

Fig. IB zeigt die Ausgangsspannung eines magne- 35 kann. Der Ausgang des Abtastkopfes 20 wird in tischen Abtastkopfes, der in Pfeilrichtung D die Auf- einem Verstärker 22 eingespeist. Im Anschluß an den zeichnung nach Fig. IA abtastet. Der binären »1«, Verstärker 22 gelangen die so verstärkten Ausgangsdie durch den am weitesten links gelegenen Impuls impulse in einen Detektorkreis 24. Der Detektorkreis aus Fig. 1 repräsentiert wird, entsprechen in 24 separiert die positiven und negativen Impulse und Fig. IB zwei Impulse entgegengesetzter Polarität, 4° invertiert die negativen Impulse. Die positiven Imdie etwa gleiche Amplitude haben. Der erste dieser pulse fallen am Ausgang 26 an, so daß also am AusImpulse entspricht der Vorderflanke der Magnetisie- gang 26 jedesmal ein Impuls vorliegt, wenn ein posirung aus Fig. IA und der zweite beginnt mit der tiver Impuls am Ausgang des Abtastkopfes vorliegt. Rückflanke dieser Magnetisierung. Dem an zweiter Diese Impulse sind in dem Impulsdiagramm gemäß Stelle links gelegenen Impuls aus Fig. IA, der eine 45 Fig. IC ausgezogen aufgezeichnet. In F i g. IC sind binäre »0« repräsentiert, entspricht auf Grund der außerdem gestrichelt die am Ausgangsanschluß 28 Frequenzcharakteristiken des verwendeten magneti- auftretenden positiven Impulse aufgezeichnet, die den sehen Abtastkopfes nur ein einziger positiver Impuls negativen Impulsen am Ausgang des Abtastkopfes 20 in Fig. IB. Die Amplitude dieses positiven Impulses entsprechen.

ist nicht ganz so groß wie die des der binären »1« 5° Der Ausgang des Detektorkreises 24 kann auf verzugeordneten positiven Impulses und es liegt auch schiedene Weisen weiterverarbeitet werden, entweder ein sehr kiemer negativer Impuls vor, der mit der um eine Serie elektrischer Impulse zu erzeugen, die Rückflanke des binären »0«-Impulses der Magneti- der ursprünglichen binären Impulsfolge, aus der die sierung zusammenfällt. Entsprechend sind auch die magnetische Aufzeichnung gemäß Fig. IA abgeleitet den übrigen Magnetisierungsimpulsen zugeordneten 55 wurde, entspricht oder um einen Papierstreifen oder Ausgangsimpulse gemäß Fig. IB. dergleichen nach Maßgabe der magnetischen Auf-

Fig. 2 zeigt das Ersatzschaltbild eines magneti- zeichnung zu lochen oder anderweitig zu markieren,
sehen Abtastkopfes, wie er in Verbindung mit der Gemäß Fig. 3 gelangen die Ausgangsimpulse am Erfindung Verwendung finden kann. Die Induktivität Ausgangsanschluß 26 an denEin-Eingang einer Kippdieses Abtastkopfes ist innerhalb eines gestrichelt 6° schaltung 32 und außerdem an einen Verzögerungsgezeichneten Kastens gezeichnet und hat für den kreis 30. Der Ausgang des Verzögerungskreises 30 Betrieb der erfinderischen Anordnung keine Bedeu- und der Ein-Ausgang der Kippschaltung 32 werden tung, soweit es die durch die Kapazität bedingte Zeit- in einen UND-Kreis 34 eingespeist. Auf dem Auskonstante des Systems angeht. Die Kapazität 10 bildet gang 36 des UND-Kreises 34 liegen dann Ausgangsmit dem Widerstand 12 ein R-C-Glied. Die Abtastung 65 impulse für binäre »0« vor, also dann, wenn am Auserzeugt in der Signalquelle 14 eine Spannung über gang des Abtastkopfes 20 nur positive Impulse vordem R-C-Glied, das dadurch aufgeladen wird. Der liegen. Wenn am Ausgangsanschluß 26 ein positiver Ausgang des Abtastkopfes wird über den Ausgangs- Impuls auftritt, schaltet dieser die Kippschaltung 32

vorwärts und der daraus resultierende Ausgang kontitioniert den UND-Kreis 34. Wenn dieser Impuls über den Verzögerungskreis 30 verzögert an den UND-Kreis 34 gelangt, kann er diesen passieren und es entsteht ein Ausgangsimpuls auf der Ausgangsleitung 36. Wenn dagegen am Ausgangsanschluß 28 ein Impuls auftritt, wird die Kippschaltung 32 auf »0« geschaltet und der Ausgangsimpuls des Verzögerungskreises 30 kann nun nicht den UND-Kreis 34 passieren. Gleichzeitig gelangt der positive Ausgangsimpuls am Ausgangsanschluß 28 an den Ausgangsanschluß 38 und steht dort für eine binäre »1«. Die Verzögerung des Verzögerungskreises 30 ist lang genug, so daß der Impuls am Ausgang 28 diese Sperrfunktion bewirken kann. Diese Verzögerungszeit ergibt sich aus der Tatsache, daß der negative Impuls um zwei Drittel Bitperiode gegenüber dem zugehörigen positiven Impuls versetzt ist und beträgt dementsprechend etwa Dreiviertel Bitperiode. Die Impulse an den Ausgangsanschlüssen 36 und 38 können zur Steuerung elektrischer Signalquellen nach Maßgabe der binären Daten angezogen werden, sie können aber auch zur Betätigung von Druckwerken zum Aufprägen der binären Informationen, einem Papierstreifen oder dergleichen dienen.

Fig. 4 zeigt die Schaltung eines zweiten Ausführungsbeispieles nach der Erfindung, das bis zum Ausgang 26, 28 des Detektorkreises 24 mit dem in Fig. 1 dargestellten übereinstimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schieberegister 40 vorgesehen, bei dem die positiven Impulse am Anschluß 26 als Schiebeimpulse dienen und die positiven Impulse am Anschluß 28 über den Eingang 44 in die erste Registerstufe eingespeist werden. Das Schieberegister wird zunächst in allen Stufen auf »0« geschaltet. Wenn nur ein positiver Impuls entsprechend einer binären »0« am Anschluß 26 auftritt, dann wird demzufolge eine »0« durch das Register geschoben und jedesmal, wenn ein Impuls am Anschluß 28 auftritt, der einer binären »1« entspricht, wird statt dessen eine »1« in dem Register weitergeschoben.

Im praktischen Betrieb wird man bei Beginn alle Stufen des Schieberegisters 40 auf »0« setzen, mit Ausnahme der ersten Stufe, die man auf »1« setzt. Liegt dann in der letzten Registerstufe eine »1« vor, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß das ganze Register durchlaufen ist. Man wird dann das Register zweckmäßig so lang wählen, daß es geeignet ist, ein ganzes Datenwort aufzunehmen. Es können dann automatische Steuermittel vorgesehen sein, die den gesamten Registerinhalt in ein paralleles anderes Register eines Rechners übertragen und das Schieberegister 40 kann dann zur Aufnahme eines neuen Datenwortes durch diese Steuermittel mit Ausnahme der ersten Stufe wieder auf »0« gesetzt werden, womit der Zyklus wieder beginnen kann.

Fig. ID zeigt die Ausgangsimpulse, die am Ausgang eines Abtastkopfes entstehen, wenn die magnetische Aufzeichnung gemäß Fig. 1A in umgekehrter Richtung Pfeil Ό abgetastet wird. Durch Vergleich von Fig. ID und Fig. IB ist ersichtlich, daß das Impulssystem in beiden Fällen ähnlich ist, mit dem einzigen Unterschied, daß die Vorder- und Rückflanken der Magnetisierungsimpulse hinsichtlich der Impulse gemäß Fig. ID ihre Funktion vertauscht haben. Außerdem ist die Impulsfolge gemäß Fig. ID zeitlich verschoben, gegenüber der aus Fig. IB. Während in Fig. IB die positiven Impulse alle im wesentlichen gleichen Abstand haben, ist dies bei Fig. ID nicht der Fall. Die Systeme nach Fig. 3 und 4 sind jedoch selbstsynchronisierend und die

ίο Zeitfolge der positiven und der negativen Bits ist dabei nicht kritisch. Wesentlich ist nur die Aufeinanderfolge dieser Impulse, in der Weise, daß im Falle einer binären »1« auf einen positiven Impuls ein negativer Impuls folgt, während im Falle einer binären »0« auf einen positiven Impuls kein negativer Impuls folgt. Demzufolge sind also die Schaltungen nach F i g. 3 und 4, so wie sie angegeben sind, auch geeignet, eine Abtastung nach Fig. ID, die also in umgekehrter Richtung erfolgt, zu verarbeiten. Natür-

ao Hch treten bei umgekehrter Abtastrichtung die Bits in umgekehrter Reihenfolge auf und dies muß die Bedienungsperson berücksichtigen.

Aus dem vorgesagten ergibt es sich, daß es bei der Detektoranordnung nach der Erfindung nicht auf genaue Zeitkonstanz der Impulse ankommt. Die positiven Impulse, die bei der Abtastung entstehen, können also als Taktimpulse verwendet werden, auch wenn sie, wie im Falle der Fig. ID, nicht mit gleichem zeitlichen Abstand aufeinander folgen.

Aus der vorausgehenden Beschreibung ergibt sich auch, daß die Erfindung in sehr weitem Umfang anwendbar ist. An den Magnetkopf werden keine großen Anforderungen gestellt. Er braucht weder dazu geeignet zu sein, niederfrequente Tonsignale zu übertragen, noch dazu geeignet zu sein, sehr hohe Frequenzen zu übertragen: letzteres ergibt sich aus der Tatsache, daß für die Rückflanke der schmalen Magnetisierungsimpulse nach der Erfindung ein differenzierter Impuls nicht benötigt wird. Es hat sich zum Beispiel gezeigt, daß ein sehr einfacher Magnetkopf, wie er unter der Werksnummer 211 in einem von der Anmelderin unter der Bezeichnung »LB.M EXECUTARY« vertriebenen Diktiergerät Verwendung findet, im Zusammenhang mit der Erfindung geeignet ist. Dieser Magnetkopf hat einen normalen Frequenzbereich von 800 bis 1200 Hertz und kann im Rahmen der Erfindung bei einer Bitfrequenz von 200 Bits pro Sekunde gut verwendet werden. Die Frequenzcharakteristika der hier anzuwendenden Magnetköpfe hängt natürlich von der vorgesehenen Bitfrequenz ab. Wenn die Bitfrequenz größer ist, also die Magnetisierungsimpulse schmäler sind, dann muß der Frequenzbereich des verwendeten Magnetkopfes größer sein, so daß bei der Abtastung die Impulsfolgen gemäß Fig. IB und ID entstehen. Man kann natürlich, statt die Impulsfolgen gemäß Fig. IB und 1D direkt durch entsprechende Wahl des Magnetkopfes zu erzeugen, diese auch in dem Verstärker 22 erzeugen. Die Verwendung eines üblichen Verstärkers in Verbindung mit einem Magnetkopf der beschriebenen Charakteristika entspricht jedoch einer bevorzugten Ausführungsform.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Die Erfindung betrifft eine magnetoelektrische Patentansprüche: Detektoranordnung zur Umsetzung digitaler Impulse, die mit konstanter Amplitude und konstanter Perio-

1. Magnetoelektrische Detektoranordnung zur dizität ihrer Vorderflanke und zwei diskreten Impuls-Umsetzung digitaler Impulse, die mit konstanter 5 längen entsprechend den beiden digitalen Werten Amplitude und konstanter Periodizität ihrer Vor- magnetisch aufgezeichnet sind durch ein die Aufderflanke und zwei diskreten Impulslängen ent- zeichnungsspur abfahrendes magnetisches, im Ersatzsprechend den beiden digitalen Werten magnetisch schaltbild ein differenzierendes R-C-Glied aufweisenaufgezeichnet sind durch ein die Aufzeichnungs- den Abtastkopf und einen diesem nachgeschalteten spur abfahrendes magnetisches, im Ersatzschalt- io Decoder.

bild ein differenzierendes R-C-Glied aufweisen- Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist ein

den Abtastkopf und einen diesem nachgeschalte- mit einem R-C-Glied ausgestatteter Abtastkopf vor-

ten Decoder, dadurch gekennzeichnet, gesehen. Ein solches verzerrendes R-C-Glied ist bei

daß die Zeitkonstante des differenzierenden magnetischen Abtastköpfen wegen seiner Verzerrung

Gliedes (Fi g. 2) so lang bemessen ist, daß die der 15 unerwünscht, aber in der Praxis, wenn überhaupt,

Rückflanke der kurzen Magnetisierungsimpulse dann nur mit erheblichem Aufwand vermeidbar.

entsprechenden Differenzierimpulse gegenüber Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der

denen der anderen. Flanken wesentlich unter- eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der

drückt werden und daß die periodischen der Vor- verzerrende Einfluß des R-C-Gliedes ohne Nachteil

derflanke aller Magnetisierungsimpulse entspre- 20 für die Umsetzung hingenommen werden kann, um

chenden Differenzierimpulse auf Grund ihres auf diese Weise einen einfachen Abtastkopf verwen-

einheitlichen Vorzeichens erster Art zur Deco- den zu können.

dierung gegenüber den bei Rückflanke nur der Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die

langen Magnetiserungsimpulse und mit Vorzei- Zeitkonstante des differenzierenden Gliedes (F i g. 2)

chen zweiter Art auftretender Differenzierungs- 25 so lang bemessen ist, daß die der Rückflanke der

impulse auf Grund des Vorzeichenunterschiedes kurzen Magnetisierungsimpulse entsprechenden Dif-

separiert und dann mit letzteren logisch kombi- ferenzierimpulse gegenüber denen der anderen Flan-

niert werden. ken wesentlich unterdrückt werden und daß die

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeich- periodischen, der Vorderflanke aller Magnetisierungsnet durch einen Umsetzer, dessen erstem Eingang 30 impulse entsprechenden Differenzierimpulse auf die separierten Abtastimpulse des ersten Vorzei- Grund ihres einheitlichen Vorzeichens erster Art zur chens als Taktimpulse und dessen zweitem Ein- Decodierung gegenüber den bei Rückflanke nur der gang die separierten Abtastimpulse des zweiten langen Magnetisierungsimpulse und mit Vorzeichen Vorzeichens invertriert zugeleitet werden und zweiter Art auftretender Differenzierungsimpulse auf dessen erster Eingang an eine um etwa dreiviertel 35 Grund des Vorzeichenunterschiedes separiert und Bitperiode verzögernde Verzögerungsschaltung dann mit letzteren logisch kombiniert werden.

(30) führt, die ausgangsseitig an den einen Ein- Die Erfindung nutzt die Verzerrung des R-C-GHegang einer Und-Schaltung (34) angeschlossen ist des bewußt für die Umsetzung aus, was nach der und der eine Kippschaltung (32) aufweist, die Erfindung ohne besonderen Aufwand möglich ist, eingangsseitig an die beiden Eingänge des Um- 40 weil nur darauf geachtet werden muß, daß der Einsetzers angeschlossen ist und ausgangsseitig an fluß des differenzierenden Gliedes in der die geden anderen Eingang der Und-Schaltung (34) an- wünschte Wirkung bedingenden Größenordnung liegt, geschlossen ist und diesen auf einen Abtastimpuls Für die Unterdrückung der Rückflanke der kurzen am ersten Eingang des Umsetzers bis zum nach- Magnetisierungsimpulse ist die kurze Zeitdauer dieser sten Abtastimpuls.am zweiten Eingang des Um- 45 Magnetisierungsimpulse bei der nach der Erfindung setzers sperrt und dadurch, daß ein Ausgang (36) vorgesehenen unvollständigen Differenzierung maßfür binäre Impulse des ersten digitalen Wertes gebend. Es ist demzufolge für die Unterdrückung der »0« am Ausgang der Und-Schaltung (34) liegt Rückflanke gleichgültig, in welcher Richtung die und daß ein Ausgang (38) für die binären Im- Magnetisierung abgetastet wird. In jedem Fall wird pulse des zweiten Wertes »1« am zweiten Eingang 50 bei gleicher Bemessung die, bezogen auf die Abtastdes Umsetzers liegt. richtung, rückwärts gelegene Flanke der kurzen

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeich- Magnetisierungsimpulse unterdrückt, während dies net durch einen Umsetzer, dessen erstem Eingang bei den langen Magnetisierungsimpulsen nicht der die separierten Abtastimpulse des ersten Vorzei- Fall ist. Abgesehen von einer Zeitverschiebung inchens als Taktimpulse und dessen zweitem Ein- 55 nerhalb der Abtastimpulse und der umgekehrten gang die separierten Abtastimpulse des zweiten Richtung dieser Abtastimpulse ist also die Abtast-Vorzeichens invertiert zugeleitet werden, und der impulsfolge bei rückwärtiger Abtastung die gleiche ein Schieberegister (40) aufweist, dessen weiter- wie bei vorwärtiger Abtastung und die für vorwärtige schaltender Eingang (42) an dem ersten Eingang Abtastung vorgesehenen Schaltungen können auch des Umsetzers liegt und dessen erste Stufe zur 60 für rückwärtige Abtastung verwendet werden. Dies Umschaltung von ihrer Ausgangsstellung, die bedingt einen besonderen mit der Erfindung erzieleinem separierten Abtastimpuls des ersten Vor- baren Vorteil, weil dadurch in vielen Fällen die zeichens entspricht, auf die Stellung, die einem Rückspülung von Magnetbändern für eine erneute Abtastimpuls des zweiten Vorzeichens entspricht, Abtastung überflüssig wird.

an dem zweiten Eingang des Umsetzers ange- 65 Die Erfindung ist auch anwendbar auf sehr hohe

schlossen ist. Impulsfolgefrequenzen der Magnetisierungsimpulse.

Es ist dazu nur erforderlich, die für die unvollständige Differenzierung erforderlichen Zeitkonstanten