DE1499738C3 - Magnetoelektrische Detektoranordnung - Google Patents

Description

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 umgekehrten 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 *5 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 F i g. 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 posirang 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 ⁴S Fig. 1C ausgezogen aufgezeichnet. In Fig. 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 F i g. 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 kleiner 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 6o 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 D 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-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 »I.B.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 1D 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)

Patentansprüche:

1. Magnetoelektrische Detektoranordnung zur Umsetzung digitaler Impulse, die mit konstanter Amplitude und konstanter Periodizität ihrer Vorderflanke und zwei diskreten Impulslängen entsprechend den beiden digitalen Werten magnetisch aufgezeichnet sind durch ein die Aufzeichnungsspur abfahrendes magnetisches, im Ersatzschaltbild ein differenzierendes R-C-Glied aufweisenden Abtastkopf und einen diesem nachgeschalteten Decoder, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des differenzierenden Gliedes (Fi g. 2) so lang bemessen ist, daß die der Rückflanke der kurzen Magnetisierungsimpulse entsprechenden Differenzierimpulse gegenüber denen der anderen Flanken wesentlich unterdrückt werden und daß die periodischen der Vorderflanke aller Magnetisierungsimpulse entsprechenden Differenzierimpulse auf Grund' ihres einheitlichen Vorzeichens erster ■ Art zur Decodierung gegenüber den bei Rückflanke nur der langen Magnetiserungsimpulse und mit Vorzeichen zweiter Art auftretender Differenzierungsimpulse auf Grund des Vorzeichenunterschiedes separiert und dann mit letzteren logisch kombiniert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Umsetzer, dessen erstem Eingang die separierten Abtastimpulse des ersten Vorzeichens als Taktimpulse und dessen zweitem Eingang die separierten Abtastimpulse des zweiten Vorzeichens invertriert zugeleitet werden und dessen erster Eingang an eine um etwa dreiviertel Bitperiode verzögernde Verzögerungsschaltung (30) führt, die ausgangsseitig an den einen Eingang einer Und-Schaltung (34) angeschlossen ist' und der eine Kippschaltung (32) aufweist, die eingangsseitig an die beiden Eingänge des Umsetzers, angeschlossen ist und ausgangsseitig an den anderen Eingang der Und-Schaltung (34) angeschlossen ist und diesen auf einen Abtastimpuls am ersten Eingang des Umsetzers bis zum nächsten Abtastimpuls am zweiten Eingang des Umsetzers sperrt und dadurch, daß ein Ausgang (36) für binäre Impulse des ersten digitalen Wertes »0« am Ausgang der Und-Schaltung (34) liegt und daß ein Ausgang (38) für die binären Impulse des zweiten Wertes »1« am zweiten Eingang des Umsetzers liegt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Umsetzer, dessen erstem Eingang die separierten Abtastimpulse des ersten Vorzeichens als Taktimpulse und dessen zweitem Eingang die separierten Abtastimpulse des zweiten Vorzeichens invertiert zugeleitet werden, und der ein Schieberegister (40) aufweist, dessen weiterschaltender Eingang (42) an dem ersten Eingang des Umsetzers liegt und dessen erste Stufe zur Umschaltung von ihrer Ausgangsstellung, die einem separierten Abtastimpuls des ersten Vorzeichens entspricht, auf die Stellung, die einem Abtastimpuls des zweiten Vorzeichens entspricht, an dem zweiten Eingang des Umsetzers angeschlossen ist.

Die Erfindung betrifft eine magnetoelektrische Detektoranordnung zur Umsetzung digitaler Impulse, die mit konstanter Amplitude und konstanter Periodizität ihrer Vorderflanke und zwei diskreten Impulslängen entsprechend den beiden digitalen Werten magnetisch aufgezeichnet sind durch ein die Auf-· zeichnungsspur abfahrendes magnetisches, im Ersatzschaltbild ein differenzierendes R-C-Glied aufweisenden Abtastkopf und einen diesem nachgeschalteten

ίο Decoder.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist ein mit einem R-C-Glied ausgestatteter Abtastkopf vorgesehen. Ein solches verzerrendes R-C-Glied ist bei magnetischen Abtastköpfen wegen seiner Verzerrung unerwünscht, aber in der Praxis, wenn überhaupt, dann nur mit erheblichem Aufwand vermeidbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der verzerrende Einfluß des R-C-Gliedes ohne Nachteil für die Umsetzung hingenommen werden kann, um auf diese Weise einen einfachen Abtastkopf verwenden zu können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des differenzierenden Gliedes (Fig. 2) so lang bemessen ist, daß die der Rückflanke der kurzen Magnetisierungsimpulse entsprechenden Differenzierimpulse gegenüber denen der anderen Flanken wesentlich unterdrückt werden und daß die periodischen, derVorderflanke aller Magnetisierungsimpulse entsprechenden Differenzierimpulse auf Grund ihres einheitlichen Vorzeichens erster Art zur Decodierung gegenüber den bei Rückflanke nur der langen Magnetisierungsimpulse und mit Vorzeichen zweiter Art auftretender Differenzierungsimpulse auf Grund des Vorzeichenunterschiedes separiert und dann mit letzteren logisch kombiniert werden.

Die Erfindung nutzt die Verzerrung des R-C-Gliedes bewußt für die Umsetzung aus, was nach der Erfindung ohne besonderen Aufwand möglich ist, weil nur darauf geachtet werden muß, daß der Einfluß des differenzierenden Gliedes in der die gewünschte Wirkung bedingenden Größenordnung liegt. Für die Unterdrückung der Rückflanke der kurzen Magnetisierungsimpulse ist die kurze Zeitdauer dieser Magnetisierungsimpulse bei der nach der Erfindung vorgesehenen unvollständigen Differenzierung maßgebend. Es ist demzufolge für die Unterdrückung der Rückflänke gleichgültig, in welcher Richtung die Magnetisierung abgetastet wird. In jedem Fall wird bei gleicher Bemessung die, bezogen auf die Abtastrichtung, rückwärts gelegene Flanke der· kurzen Magnetisierungsimpulse unterdrückt, während dies bei den langen Magnetisierungsimpulsen nicht der Fall ist. Abgesehen von einer Zeitverschiebung innerhalb der Abtastimpulse und der umgekehrten Richtung dieser Abtastimpulse ist also die Abtastimpulsfolge bei rückwärtiger Abtastung die gleiche wie bei vorwärtiger Abtastung und die für vorwärtige Abtastung vorgesehenen Schaltungen können auch für rückwärtige Abtastung verwendet werden. Dies bedingt einen besonderen mit der Erfindung erzielbaren Vorteil, weil dadurch in vielen Fällen die Rückspülung von Magnetbändern für eine erneute Abtastung überflüssig wird.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf sehr hohe Impulsfolgefrequenzen der Magnetisierungsimpulse. Es ist dazu nur erforderlich, die für die unvollständige Differenzierung erforderlichen Zeitkonstanten