DE1499743B2 - Leseschaltung fuer magnetisch in richtungs-taktschrift gespeicherte binaer verschluesselte daten zur umwandlung in eine einfach-impulsschrift - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leseschaltung für magnetisch in Richtungs-Taktschrift gespeicherte binär verschlüsselte Daten zur Umwandlung in eine Einfach-Impulsschrift und zum Erzeugen der für die Weiterverarbeitung erforderlichen Taktimpulse aus den gelesenen Daten.

Beim magnetischen Speichern von binär verschlüsselten Daten in Richtungs-Taktschrift wird in der Mitte jeder dem Speichern einer Binärziffer dienenden Speicherzelle ein Magnetisierungswechsel erzeugt. Die Richtung des Magnetisierungswechsels stellt den Wert der Binärziffer dar. Eine binäre Eins kann beispielsweise durch einen Magnetisierungswechsel von Plus nach Minus in der Mitte der Speicherstelle dargestellt werden und eine binäre Null durch einen Magnetisierungswechsel von Minus nach Plus. Wenn ein elektrisches Signal erzeugt wird, das eine direkte Übereinstimmung mit dem aufgezeichneten oder empfangenen Datenmuster aufweist, und wenn dieses elektrische Signal, mit einem Bezugssignal verglichen wird, ist das elektrische Signal, das die binäre Information darstellt, je nach der dargestellten binären Information in Phase oder nicht in Phase mit dem Bezugssignal.

Ein sehr erwünschtes Merkmal, das eine magnetisch in Richtungs-Taktschrift gespeicherte binäre Information besitzt, besteht darin, daß ein Selbsttaktieren der binären Information erreicht werden kann. Da jede Speicherzelle einen Magnetisierungswechsel in ihrer Mitte aufweist, können die Magnetisierungswechsel mit der gleichen Frequenz festgestellt werden, mit der die binäre Information ursprünglich aufgezeichnet wurde.

In bekannten Leseschaltungen für magnetisch gespeicherte binäre Information wurde ein elektrischer Impuls als Ergebnis eines Magnetisierungswechsels in der Mitte jeder Speicherzelle erzeugt. Dieser Impuls wird dazu benutzt, um einen elektrisehen Kurvenverlauf zu erzeugen, dessen Frequenz und Phase durch die binären Daten beeinflußt werden. Die so erzeugte Bezugsphase wird anschließend benutzt, um die Phase des elektrischen Signals, das von der empfangenen oder aufgezeichneten Information abgeleitet wurde, zu bestimemn.

Bei magnetischer Aufzeichnung mit hohen Aufzeichnungsdichten sind mechanische Toleranzen so kritisch, daß geringe Veränderungen in der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers starke Ver-Schiebungen bezüglich des zeitlichen Auftretens der wiedergewonnenen elektrischen Signale verursachen, so daß das Abfühlen der Polarität ein fehlerhaftes Signal ergeben kann. Bekannte Systeme, die für das Lesen von Daten Taktimpulse erzeugen, deren Frequenz sich mit der Frequenz der Daten ändert, werden kostspielig, wenn in dem System große Geschwindigkeitsänderungen auftreten.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine einfachere Leseschaltung für magnetisch in Richtungs-Taktschrift gespeicherte binär verschlüsselte Daten zur Umwandlung in eine Einfach-Impulsschrift und zum Erzeugen der für die Weiterverarbeitung erforderlichen Taktimpulse aus den gelesenen Daten zu schaffen, die in der Lage ist, auch bei größeren Änderungen der Bitfrequenz einwandfrei zu arbeiten. Das gesteckte Ziel wird dadurch erreicht, daß an den Leseverstärker ein Impulsgenerator mit zwei Ausgängen angeschlossen ist, deren erster, an dem bei jedem Wechsel der Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger in der einen Richtung ein Impuls erscheint, über eine UND-Schaltung und einen Inverter mit dem ersten Eingang einer ODER-Schaltung für negative Signale, und deren zweiter Ausgang, an dem bei jedem Wechsel der Magnetisierrung in die andere Richtung ein Impuls erscheint, über eine UND-Schaltung und einen Inverter mit dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung verbunden ist, an deren Ausgang ein Integrierglied ange-

schlossen ist, das zwischen zwei ihm zugeführten Impulsen eine sägezahn rörmige Spannung an seinem Ausgang liefert, der mit einem Schmitt-Trigger und mit einem Filter verbunden ist, durch dessen Ausgangsspannung die Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers den durch Geschwindigkeitsschwankungen des Aufzeichnungsträgers verursachten Änderungen der Bitfrequenz angepaßt wird, und daß der Ausgang des Schmitt-Triggers über eine ODER-Schaltung sowohl mit den zweiten Eingängen der dem Impulsgenerator nachfolgenden UND-Schaltungen als auch mit einer UND-Schaltung verbunden ist, an deren Ausgang die Taktimpulse erscheinen und deren zweiter Eingang mit dem EINS-Ausgang eines Flipfiops verbunden ist, das durch den ersten Ausgangsimpuls der am zweiten Ausgang des Impulsgenerators liegenden UND-Schaltung in den EINS-Zustand gebracht wird, und daß am Ausgang dieser UND-Schaltung die Daten in Einfachimpulsschrift abgenommen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es folgt eine Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen, von denen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zum Demodulieren von phasenmodulierten binären Daten gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Detailschaltbild des durch die gestrichelte Linie umrahmten Teiles des Blockschaltbildes nach Fig. 1,

Fig. 3 die zeitlichen Spannungsverläufe an den angezeigten Punkten in der Schaltung nach Fig. 1 und

Fig. 4 einige der in Fig. 3 dargestellten zeitlichen Spannungsverläufe in einem vergrößerten Maßstab.

Die Wirkungsweise der Schaltung wird zunächst an Hand der Fig. 1 und 3 erläutert. Ein Magnetkopf mit zugehörigem Verstärker 10 erzeugt phasenmodulierte Daten (Fig. 3). Aus Gründen der Klarheit sind die Daten in der Form dargestellt, die sie nach dem Durchlaufen eines Begrenzers haben. Wie durch die Pfeile angezeigt wird, wird eine binäre Null durch einen Wechsel von einem positiven zu einem negativen Pegel und eine binäre Eins durch einen Wechsel von einem negativen zu einem positiven Pegel dargestellt, wobei der Wechsel zu der Datenzeit in einer Bitperiode stattfindet. Das Potential auf der Leitung 12 ist zu Beginn eines Zyklus positiv, um für das Synchronisieren der Demodulationsschaltung zu sorgen. Ein Impulsgenerator 14 erzeugt bei dem Wechseln vom positiven zum negativen Pegel Impulse auf der Leitung 16 und bei dem Wechseln vom negativen zum positiven Pegel Impulse auf der Leitung 18. Das Potential auf der Leitung 12 wird der ODER-Schaltung 20 zugeführt, deren Ausgang mit einem Eingang der UND-Schaltung 22 verbunden ist, so daß die Impulse auf der Leitung 16 die UND-Schaltung 22 durchlaufen. Anschließend durchlaufen die Impulse den Inverter 50 und die ODER-Schaltung 26 für negative Signale und erscheinen auf der Ausgangsleitung 28 der ODER-Schaltung 26. Die Impulse auf der Leitung 28 werden einem Integrierglied 30 zugeleitet, das in dem Zeitraum zwischen zwei auf der Leitung 28 erscheinenden negativen Impulsen eine sägezahnförmige Ausgangsspannung erzeugt. Der Sägezahngenerator, den das Integrierglied 30 darstellt, wird durch jeden auf der Leitung 28 erscheinenden Impuls selbsttätig rückgestellt. Die sägezahnförmige Ausgangsspannung des Integriergliedes 30 wird dem Eingang eines Schmitt-Triggers 32 zugeführt, dessen Schwellwert so gewählt wurde, daß er nach Ablauf von drei Vierteln der Datenperiode durch die Eingangsspannung überschritten wird. Das Filter 34 erzeugt auf der Leitung 36 einen Bezugsspannungspegel, durch den die Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers 32 beeinflußt wird. Die Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers 32, die auf der Ausgangsleitung 38 erscheint, wird der ODER-Schaltung 20 zugeführt. Die UND-Schaltung 40 liefert auf ihrer Ausgangsleitung 42 Taktimpulse.

Während einer Folge von binären Nullen (F i g. 3) der aufgezeichneten Daten sorgt das Potential auf der Leitung 12 dafür, daß die Impulse, die durch Wechsel vom positiven zum negativen Pegel erzeugt werden, die UND-Schaltung 22 und den Inverter 50 durchlaufen und der ODER-Schaltung 26, welcher diese Signale zugeleitet werden. Aus der Ausgangsspannung des Integriergliedes 30 wird mittels des Filters 34 die notwendige Information für das Beeinflussen der Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers 32 gewonnen. Wenn ein genügendes Zeitintervall dafür verstrichen ist, verschwindet das Potential auf der Leitung 12, und es erscheint dafür ein Potential auf der Leitung 8. Auf das Ende der Folge von binären Nullen folgt eine einzige binäre Eins. Dieses binäre 1-Bit dient dazu, anzuzeigen, daß die Folge von binären Nullen zu Ende ist und daß jetzt die Dateninformation beginnt. Durch dieses binäre 1-Bit wird das Flipflop 44 eingeschaltet, dessen Ausgangsspannung über die Leitung 45 der UND-Schaltung 40 zugeleitet wird, auf deren Ausgangsleitung 42 die Taktimpulse erscheinen. Die auf das 1-Bit folgende Dateninformation besteht aus binären 1- und O-Bits.

Die Impulse auf der Ausgangsleitung 18 des Impulsgenerators 14 sind, wie bereits erwähnt, durch einen Wechsel vom negativen zum positiven Pegel bedingt, während die Impulse auf der Ausgangsleitung 16 durch einen Wechsel vom positiven zum negativen Pegel verursacht werden. Dadurch, daß die Impulse auf den Ausgangsleitungen 16 und 18 des Impulsgenerators 14 den UND-Schaltungen 22 und 23, den Invertern 50 und 52 und der ODER-Schaltung 26 für negative Signale zugeführt werden, wird sichergestellt, daß nur solche Impulse, die während einer Datenzeit auftreten, auf die Ausgangsleitung 28 der ODER-Schaltung 26 gelangen.

Der sägezahnförmige Spannungsverlauf auf der Leitung 31 wird durch das Integrierglied 30 erzeugt, dessen Ausgang mit dem Eingang des Schmitt-Triggers 32 verbunden ist. Der Schmitt-Trigger 32 wird durch die sägezahnförmige Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 30, die auf der Leitung 31 erscheint, von seinem einen Zustand in den anderen Zustand umgeschaltet, und die Schwellwertspannung wird durch die Ausgangsspannung des Filters 34, die dem Schmitt-Trigger 32 über die Leitung 36 zugeführt wird, beeinflußt.

Für den Nennwert der Bitfrequenz ist die Schwellwertspannung so eingestellt, daß die sägezahnförmige Ausgangsspannung des Integriergliedes 30 den Schmitt-Trigger 32 in dem Augenblick umschaltet, an dem drei Viertel der Bitperiode verstrichen ist.

Wenn sich die Bitfrequenz so ändert, daß der zeitliche Abstand zwischen den Datenzeiten größer wird, erzeugt das Integrierglied 30 eine stärker negative Spannung. Dadurch wird die Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers 32 entsprechend verändert. Der Schmitt-Trigger 32 schaltet daher zu einem späteren Zeitpunkt in dem Datenzyklus um. Wenn die Zeit zwischen zwei Datenperioden sich verringert, ist das Gegenteil der Fall.

Der Teil des Blockschaltbildes, der in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie umrahmt ist, wird nun genauer in Verbindung mit der Fig. 2 und den Zeitdiagrammen nach Fig. 4 beschrieben. Den Eingangsklemmen 46 und 48 der ODER-Schaltung 26 für negative Signale werden die negativen Ausgangsimpulse der in F i g. 1 dargestellten Inverter 50 und 52 zugeführt. Die Ausgangsimpulse der ODER-Schaltung 26 sind in dem oberen Diagramm der Fig. 4 dargestellt. Der Transistor T2 und der Kondensator C bilden ein Integrierglied, das aus einer Konstantstromquelle gespeist wird und entsprechend den vom Transistor Tl abgeleiteten Impulsen einen linear ansteigenden Spannungsverlauf erzeugt. Die Transistoren T 3 und T 4 bilden ein Filter, dessen Ausgang mit der Basis des Transistors Γ 6 verbunden ist. Die Transistoren Γ 5 und T 6 bilden einen Schmitt-Trigger, dessen Eingangstransistor T 5 die Ausgangsspannung des Integriergliedes 30 und dessen anderen Transistor Γ 6 die Ausgangsspannung des Filters 34 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung des Filters 34 beeinflußt die Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers. Ein Potentiometer, das in dem Emitterkreis des Transistors T 4 angeordnet ist, erlaubt das Einstellen der Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers. Ein Transistor T 7 verstärkt das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers und führt der in Fig. 1 dargestellten ODER-Schaltung 20 ein positives Signal zu. In Fig. 4 ist im oberen Diagramm der Spannungsverlauf auf der Ausgangsleitung 28 der ODER-Schaltung 26 für die Fälle dargestellt, daß die Bitfrequenz geringer als, gleich dem und größer als der Nennwert ist. Wenn die Bitfrequenz geringer als der Nennwert ist, ist der zeitliche Abstand zwischen den Impulsen größer als im Normalfall, und wenn die Bitfrequenz größer als normal ist, ist der zeitliche Abstand der Impulse geringer als im Normalfall. Wenn die Impulse auf der Leitung 28 einen größeren zeitlichen Abstand als im Normalfall aufweisen, erzeugt das Integrierglied 30 eine stärker negative Spannung, was zur Folge hat, daß

ίο das Filter 36 ebenfalls eine stärker negative Bezugsspannung dem Schmitt-Trigger 32 zuführt. Wenn die Impulse einen geringeren zeitlichen Abstand aufweisen, wird die Ausgangsspannung des Integriergliedes 30 nicht so stark negativ, und dementsprechend steigt der Pegel der Bezugsspannung für den Schmitt-Trigger an. Das bedeutet, daß die Frequenz der Ausgangsimpulse des Schmitt-Triggers 32 mehr oder weniger von der Schwellwertspannung des Schmitt-Triggers abhängt, aber daß das Verhältnis zwischen der Einschalt- und Ausschaltzeit des Schmitt-Triggers das gleiche ist wie im Normalfall. Das Filter stellt sicher, daß die Schaltung Geschwindigkeitsänderungen sehr rasch folgt, aber die Ansprechzeit ist so gewählt, daß phasenverschobene Daten nicht merklich die Erzeugung des Ausgangsimpulses beeinflussen.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf phasenverschlüsselte Daten beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in jedem Aufzeichnungs- oder Übertragungssystem angewendet werden, das mit regelmäßig auftretenden Taktimpulsen arbeitet. Darin sind Systeme einbegriffen, in denen das Aufzeichnen mit doppelter Frequenz erfolgt, in dem die Daten durch das Vorhandensein oder das Fehlen von Impulsen, die zwischen regelmäßig auftretenden Taktimpulsen eingefügt werden, dargestellt werden. In einem solchen System kann die Schaltung leicht so abgewandelt werden, daß die Kombination aus dem Integrierglied und dem Schmitt-Trigger die Taktimpulse synchronisiert, nachdem diese Impulse von den Datenimpulsen getrennt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leseschaltung für magnetisch in Richtungs-Taktschrift gespeicherte binär verschlüsselte Daten zur Umwandlung in eine Einfach-Impulsschrift und zum Erzeugen der für die Weiterverarbeitung erforderlichen Taktimpulse aus den gelesenen Daten, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leseverstärker (10) ein Impulsgenerator (14) mit zwei Ausgängen angeschlossen ist, deren erster, an dem bei jedem Wechsel der Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger in der einen Richtung ein Impuls erscheint, über eine UND-Schaltung (22) und einen Inverter (50) mit dem ersten Eingang einer ODER-Schaltung (26) für negative Signale, und deren zweiter Ausgang, an dem bei jedem Wechsel der Magnetisierung in die andere Richtung ein Impuls erscheint, über eine UND-Schaltung (23) und einen Inverter (52) mit dem zweiten Eingang der ODER-Schaltung (26) verbunden ist, an deren Ausgang ein Integrierglied (30) angeschlossen ist, das zwischen zwei ihm zugeführten Impulsen eine sägezahnförmige Spannung an seinem Ausgang liefert, der mit einem Schmitt-Trigger (32) und mit einem Filter (34) verbunden ist, durch dessen Ausgangsspannung die Schwell wertspannung des Schmitt-Triggers den durch Geschwindigkeitsschwankungen des Aufzeichnungsträgers verursachten Änderungen der Bitfrequenz angepaßt wird, und daß der Ausgang (38) des Schmitt-Triggers über eine ODER-Schaltung (20), sowohl mit den zweiten Eingängen der dem Impulsgenerator nachfolgenden UND-Schaltung (22, 23) als auch mit einer UND-Schaltung (40) verbunden ist, an deren Ausgang die Taktimpulse erscheinen und deren zweiter Eingang mit dem EINS-Ausgang eines Flipflops (44) verbunden ist, das durch den ersten Ausgangsimpuls der am zweiten Ausgang des Impulsgenerators liegenden UND-Schaltung (23) in den EINS-Zustand gebracht wird, und daß am Ausgang (48) dieser UND-Schaltung (23) die Daten in Einfachimpulsschrift abgenommen werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierschaltung aus einem Kondensator besteht, dem von einem ersten Transistor (T 2, Fig. 2) ein konstanter Strom zum Erzeugen der sägezahnförmigen Spannung zugeleitet wird, und der über einen zweiten Transistor (Tl), dem die Ausgangsimpulse der ODER-Schaltung für negative Signale zugeführt werden, entladen wird.