DE1562254C - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterdrückung von Störimpulsen bei der Auswertung von bipolaren Impulsen kurzer Dauer, deren Impulsteile erster Polarität zur Darstellung eines Nachrichteninhalts ausgewertet und deren Impulsteile zweiter Polarität unterdrückt werden durch einen Verstärker und eine Schaltung von Richtleitern mit Tunnelcharakteristik, an denen durch Taktimpulse während vorgegebener 'Übertragungszeiten eine Vorspannung zur Einstellung eines Impedanzwertes eingestellt wird.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 096 449),. die Widerstandscharakteristik von Tunneldioden auszuwerten, für die Trennung von Nutz- und Störimpulsen, die z. B. bei der Abfühlung eines Magnetkernspeichers einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Bei einer solchen Einrichtung erhält eine Tunneldiode während einer vorgegebenen Übertragungszeit durch einen Taktimpuls eine Vorspannung, durch welche der Widerstandswert der Tunneldiode an einen vorgegebenen Schwellwert eingestellt wird. Wenn während dieser Übertragungszeit ein Nu.tzimpuls auftritt, so wird die Betriebsspannung der Tunneldiode um einen kleinen Wert erhöht, wodurch der Schwellwert der Widerstandscharakteristik überschritten wird, so daß sich der Widerstand der Tunneldiode sprunghaft erhöht. Diese Erhöhung des Widerstandes ergibt sich dadurch, daß der den Schwellwert des Widerstandes bestimmende Betriebspunkt kurz vor den Bereich des abfallenden Teiles der Charakteristik eingestellt wurde, in dem die Charakteristik keinen stabilen Arbeitspunkt hat. Die durch den Nutzimpuls erreichte, über den Schwellwert der Charakteristik hinausgehende Spannungserhöhung bewirkt eine Betriebsspannung, deren Arbeitspunkt sich in den ansteigenden stabilen Bereich der Tunnelcharakteristik einstellt. Der Widerstand der Tunneldiode wird dadurch wesentlich erhöht, so daß durch eine entsprechend bemessene Schaltung der Nutzimpuls zu einer Ausgangsklemme übertragen werden kann. Störimpulse, deren Amplitudenhöhe den Pegel der Nutzimpulse nicht wesentlich überschreitet, können während der Übertragungszeit den Betriebspunkt der Tunneldiode und damit ihren Widerstandswert nicht ändern, weil für die Rückführung des Ärbeitspunktes an der Tunnelcharakteristik eine höhere Betriebsspannung erforderlich wäre. Schaltungen dieser Art können in bekannter Weise auch so ausgebildet sein, daß am Ende eines Nachrichtenkanals während einer vorgegebenen Übertragungszeit nicht nur die Impulse der einen Polarität eine Sperrung der störenden Impulse bewirken, sondern daß die Sperrung auch herbeigeführt wird durch die Impulse der anderen Polarität, wenn diese zur Auswertung vorgesehen sind. Schaltungen dieser Art bestehen aus einem Paar von Tunneldioden, von denen jeweils die eine oder die andere ihren Widerstand sprunghaft ändert, wenn sie während der Übertragungszeit durch die jeweils zuerst wirksam werdende Polarität des einen oder des anderen Impulses gesteuert wird. Die beiden Dioden sind durch Gegenkopplung so verbunden, daß durch die Widerstandserhöhung der einen Diode die Vorspannung der anderen Diode so geändert wird, daß sie durch den Impuls der anderen Polarität nicht mehr geändert wird.

Einrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß die Widerstandswerte der Dioden auch außerhalb der Übertragungszeiten beeinflußt werden können durch Störimpulse, deren Spannungen wesentlich höher sind als die Spannungen der Nutzimpulse während einer Übertragungszeit.

Es besteht daher die Aufgabe, durch eine geeignete Schaltung derartige Störimpulse wirksam zu unterdrücken.

Die Nachteile bekannter Einrichtungen werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Verstärker mit der Schaltung der Richtleiter und einer

Reflexionsleitung hintereinander angeordnete Teile einer Übertragungsleitung mit einer veränderlichen und einer konstanten Impedanz bilden, und daß die veränderliche Impedanz der Verstärker-Richtleiter-Schaltung außerhalb der Übertragungszeiten an den Wellenwiderstand der konstanten Impedanz der Reflexionsleitung angepaßt und während der Übertragungszeiten fehlangepaßt ist.

Die genannte Maßnahme hat den Vorteil, daß bipolare Impulse kurzer Dauer und kleiner Amplitudenwerte auswertbar sind am Ende eines Übertragungskanals, in dem Störimpulse großer Amplitudenwerte auftreten können. Die Kombination einer Schaltung von Richtleitern, die Tunnelcharakteristik aufweisen, mit einer Reflexionsleitung vorgegebener Dämpfung gewährleistet eine Schaltung mit stabilem Arbeitspunkt und kleinen Erholungszeiten, die geeignet ist für Nutzimpulse kleiner Amplituden und hoher Arbeitsfrequenz.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die Teile eines magnetischen Dünnfilmspeichers mit den zugehörigen Einrichtungen für das Schreiben und Lesen von Informationszeichen. Die Speicherelemente 10, 11, 12 und 13 haben eine Vorzugsachse der remanenten Magnetisierung, deren Polarität entweder in der Richtung des Pfeiles 14 oder in der Richtung des Pfeiles 15 ausgerichtet werden kann. Es sei z. B. angenommen, daß durch die Richtung des Pfeiles 14 die Speicherung einer binären »1« und durch die Richtung des Pfeiles 15 die Speicherung einer binären »0« dargestellt werden. Die remänente Magnetisierung der Elemente hat ihre stabile Lage in der Vorzugsachse. Für das Schreiben und Lesen von Informationszeichen wird die Magnetisierung der Elemente aus der Vorzugsachse ausgelenkt in die instabile sogenannte »harte Richtung«, die senkrecht zur Vorzugsachse angeordnet ist. Die Wort-Leitungen 16 und 18 werden gesteuert durch den Wort-Treiber 20, der dazu dient, entweder durch die Ansteuerung der Leitung 16 oder 18 in den Speicherelementen, die einer Leitung zugeordnet sind, die Magnetisierung aus der Vorzugsachse in die »harte Richtung« auszulenken. Dadurch ergeben sich in den Leitungen 28 und 30 Abfühlsignale, die den Verstärkern 32 und 34 zugeführt werden. Der Bittreiber 26 steuert die Leitungen 22 und 24, deren Signale dazu dienen, den zugeordneten Speicherelementen eine Vormagnetisierung zu erteilen. Diese Vormagnetisierung dient der Speicherung von Informationszeichen. Sie hat eine Richtung entweder in der Richtung des Pfeiles 14 oder des Pfeiles 15. Dadurch wird die Magnetisierung eines Speicherelementes umgeschaltet, wenn durch ein Schreib-Signal des Wort-Treibers 20 die Magnetisierung eines Speicherelementes aus der Vorzugsachse in die »harte Richtung« ausgelenkt wurde.

Es sei nun angenommen, daß die Speicherelemente 11 und 13 eine Informationseinheit speichern, die abgefühlt werden soll. Das Element 11 speichert eine binäre »1«, wodurch seine Magnetisierung in der Richtung des Pfeiles 14 zeigt. Um die Information des Elementes 11 abzufühlen, erhält die Leitung 18 ein Signal, welches die Magnetisierungen der Elemente 11 und 13 in die »harte Richtung« auslenkt. Die F i g. 2 zeigt das an der Leitung 18 auftretende Lesesignal 40. Durch die Auslenkung der Magnetisierung des Elementes 11 entsteht in der Abfühlleitung 28 zunächst die Signalform 42. Wenn das Lesesignal 40 der Leitung 18 verschwindet, wird die Magnetisierung aus der »harten Richtung« in die Vorzugsachse zurückgestellt. Diese Rückstellung induziert in der Leitung 28 das Signal 44. Für den Abfühlverstärker 34 besteht die Aufgabe, nur das Signal 42, das den Informationsinhalt des abgefühlten Speicherelementes 11 darstellt, zu übertragen und das kurz darauffolgende Signal 44 zu unterdrücken. Das in der Leitung 28 auftretende Signal 42 hat etwa eine Amplitude von 1,5 Millivolt

ίο und eine Signaldauer von 8 Nanosekunden.

Die in F i g. 2 dargestellten Signale werden dem Speicher in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen zugeführt. Auf das im Lese-Intervall auftretende Lese-Signal 40 folgt ein im Schreib-Intervall auftretendes Schreib-Signal. Während des Schreib-Intervalls erhält die Bit-Leitung 24 das Speichersignal 46. Da dieses Signal eine positive Polarität aufweist, bewirkt es die Speicherung einer binären »1«. Für die Speicherung einer binären »0« würde das Signal 48 negativer Amplitude zugeführt werden. Die Bit-Leitung 24 ist zu der Abf ühlleitung 28 parallel angeordnet. Die beiden Leitungen sind dadurch magnetisch gekoppelt, so daß in der Abfühlleitung 28 ein Störsignal 50 auftritt. Dieses wird hervorgerufen durch die Vorderflanke des Speichersignals 46. Die Rückflanke des Speichersignals 46 induziert in der Abfühlleitung 28 ein weiteres Störsignal negativer Amplitude. Diese Störsignale können Amplituden von 100 Millivolt und eine Signaldauer von 40 Nanosekunden erreichen.

Der Störeffekt ist um so größer, je mehr Speicherelemente vorhanden sind, in denen die gleiche Information gespeichert ist, und die den Leitungen 24 und 28 gemeinsam zugeordnet sind. Die Störsignale gleicher Polarität werden dadurch zu einem Störsignal größerer Amplitudenhöhe addiert.

Die F i g. 3 zeigt eine Darstellung des Abfühlverstärkers 32. Die in der Abfühlleitung 28 induzierten Signale werden über die Klemme 49 dem Verstärker 50 zugeführt. Der Ausgang des Verstärkers 50 ist über die Reflexionsleitung 52 mit dem Halbleiter-Netzwerk 55 verbunden. Das Netzwerk enthält die beiden Widerstände 56 und 58, die annähernd Widerstandswerte aufweisen, so daß den beiden Tunneldioden 60 und 62 Signale gleicher Amplitude zugeführt werden.

Die Kathode der Tunneldiode 60 und die Anode der Tunneldiode 62 sind an einem gemeinsamen Punkt mit Erde verbunden. Während eines Intervalls der Übertragungszeit werden den Klemmen 63 und 65 Torsignale entgegengesetzter Polarität zugeführt. Außerhalb dieser Übertragungszeiten erhalten die beiden Klemmen 63 und 65 — V und + V. An der Klemme 68 können positive Signale abgeleitet werden, wenn z. B. an einem Speicherelement eine binäre »1« abgefühlt wird, und an der Klemme 70 können negative Signale abgeleitet werden, wenn z. B. an dem Speicherelement eine binäre »0« abgefühlt wird.

Die F i g. 4 zeigt die Strom-Spannungs-Charakteristiken der beiden Tunneldioden 60 und 62. Die Kurve 78, 71 zeigt die Kennlinie der Diode 60 und die Kurve 73, 77 zeigt die Kennlinie der Diode 62. Wenn außerhalb der Übertragungszeit den beiden Klemmen 63 und 65 die Betriebsspannungen — V und + V zugeführt werden, haben die beiden Dioden 60 und 62 einen sehr kleinen Widerstand entsprechend ihren Betriebspunkten in den Teilen 78 und 77 ihrer Kennlinien. Wenn dagegen den Klemmen 63 und 65 Torsignale zugeführt werden, wandern ihre Betriebspunkte in einen Bereich, der durch die Belastungswiderstände

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am Schnittpunkt mit den beiden Geraden 72 und 74 gangsklemmen 68 und 70 übertragen werden können, einen stabilen Arbeitspunkt bildet. Diese Arbeits- Diese Lese- und die Schreib-Intervalle können sehr punkte liegen direkt unterhalb der Maximalpunkte kurzzeitig, d. h. mit einer sehr hohen Frequenz aufder beiden Kennlinien in Bereichen, die noch einen ge- einanderfolgen, ohne daß die Übertragung behindert ringen Diodenwiderstand darstellen. Die Torsignale 5 wird. Dieser Vorteil ergibt sich auf Grund der Arbeitshaben eine bestimmte Zeitdauer, die durch die Tor- weise des Netzwerks 55, das gegenüber Verstärkersignalzeit in F i g. 2 dargestellt ist. einrichtungen bekannter Art eine sehr kurze Erholungs-

Während eines Lese-Intervalls werden die Tor- zeit aufweist.

signale den Klemmen 63 und 65 zugeführt. Das Netz- Die Laufzeit der Reflexionsleitung 52 ist wesentlich werk 55 bildet dadurch während des Lese-Intervalls io kürzer als die Signaldauer der Störimpulse. Es sei aneinen kleinen Widerstand, der an den Wellenwider- genommen, daß die Daten- und Störsignale eine Dauer stand der Refiexionsleitung 52 nicht angepaßt ist. Die von 8 bzw. 40 Nanosekunden aufweisen und daß die Datensignale können somit durch die Reflexions- wirksame Länge der Reflexionsleitung 52 6 Nanoleitung 52 abhängig vom Anpassungszustand des Netz- Sekunden beträgt, d. h., daß ein Signal 6 Nanosekunwerks in veränderlichem Maß reflektiert werden. Wäh- 15 den benötigt zwischen den Zeitpunkten der Eingabe rend der Zeitdauer der Torsignale wird der Klemme 49 und der Ausgabe des Signals am Anfang der Leitung, ein abgefühltes Datensignal zugeführt. Das positive Es sei angenommen, daß der an den Klemmen 51 und Signal 42 durchläuft den Verstärker 50 und die Re- 53 der Refiexionsleitung angelegte äußere Widerfiexionsleitung 52 und wird der Anode der Tunnel- stand eine Fehlanpassung von 10 °/₀ aufweist. Bei diode 60 zugeführt. Diese zusätzliche Signalspannung 20 dieser Fehlanpassung hat der Reflexionsfaktor den an der Anode der Diode 60 bewirkt, daß an der Kenn- folgenden Wert:

linie der Diode 60 ein neuer stabiler Arbeitspunkt ge- _ Ze— Zo _ 0,1 1 bildet wird, der bestimmt ist durch den Schnittpunkt ^r ~ ^_e 4. Zo 2Λ ~ ~20~' der unterbrochenen Strichlinie mit der Diodenkenn- ' linie. Dieser Arbeitspunkt liegt in einem Bereich der 25 Daraus geht hervor, daß nur ein Zwanzigstel der Kennlinie, in welchem die Diode 60 einen großen Signalenergie reflektiert wird, wenn der äußere WiderWiderstand darstellt. Das an der Reflexionsleitung 52 stand um 10 % größer ist als der Wellenwiderstand reflektierte Datensignal wurde auch der Kathode der der Reflexionsleitung.

Tunneldiode 62 zugeführt. Diese zusätzliche Signal- Die Reflexionsleitung 52 bildet für das einfallende Spannung ist nicht ausreichend, um den Arbeitspunkt 3° Datensignal eine Verzögerung von 6 Nanosekunden. der Diode 62 an ihrer Kennlinie 73, 77 wesentlich zu Innerhalb der 6 Nanosekunden hat die eine oder die verändern. Durch den erhöhten Widerstand der Diode andere der beiden Tunneldioden 60 oder 62 ihren 60 wird jedoch im Netzwerk die Stromverteilung so stabilen Arbeitspunkt geändert, so daß die Übergeändert, daß ein größerer Strom von der Klemme 63 tragung in der einen Hälfte des Netzwerks 55 freiüber die Widerstände 56, 58 und 66 zur Klemme 65 35 gegeben und in der anderen Hälfte des Netzwerks gefließt. Die Kennlinie der Diode 62 bildet dadurch sperrt wird. Dieser Zustand bleibt auch für die Dauer einen Arbeitspunkt, der durch den Schnittpunkt der des nachfolgenden Störsignals 44 aufrechterhalten. Geraden 75 mit der Kennlinie 77, 73 bestimmt ist. Die F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel Das Signal 42 wird durch die Erhöhung des Wider- der Erfindung. Dieses enthält nicht nur eine, sondern Standes der Diode 60 zur Ausgangsklemme 68 über- 40 zwei Reflexionsleitungen 84 und 86, die mit den beitragen. Auf das Signal 42 folgt das Störsignal 44 ne- den Begrenzer-Tunneldioden 80 und 82 verbunden gativer Amplitude, dessen Übertragung zur Ausgangs- sind. Beim Auftreten eines positiven Signals an der klemme 70 nicht möglich ist, weil der niedere Wider- Klemme 79 wird der Widerstand der Diode 80 von stand der Diode 62 diese Übertragung sperrt. Die einem niederen Wert auf den stabilen hohen Wert umSperrung wurde bestimmt durch das vorausgehende 45 geschaltet. Die dadurch verursachte Änderung des Datensignal 42, dessen Informationsinhalt in Form Potentials an der Anode der Diode 80 hat keinen Eineiner binären »1« zur Ausgangsklemme 68 übertragen fluß auf den Widerstand der Tunneldiode 82, weil wurde. Wenn an dem Speicherelement 11 eine binäre über die beiden Reflexionsleitungen 84 und 86 keine »0« abgefühlt wird, so erscheint an der Leitung 28 zu- Gleichstromkopplung besteht. Wenn das begrenzte nächst ein Datensignal 42 negativer Polarität und 5° positive Signal an der Anode der Tunneldiode 60 erdaran anschließend ein Störsignal 44 positiver Polari- scheint, so wird an deren stabilen Arbeitspunkt ein tat. In diesem Fall würde das zuerst auftretende nega- hoher Widerstand eingeschaltet. Dadurch ergibt sich tive Datensignal innerhalb des Netzwerks 55 den von dem erhöhten Potential an der Anode der Diode 60 Widerstand der Diode 62 erhöhen und den Wider- über den Widerstand 88 eine Gleichstromkopplung stand der Diode 60 erniedrigen. In entsprechender 55 an die Kathode der Tunneldiode 62, wodurch an Weise, wie das an Hand der Kennlinien der F i g. 4 deren Kennlinie der Arbeitspunkt so weit verschoben für ein Datensignal positiver Polarität bereits erläutert wird, daß durch negative Signale eine Umschaltung wurde. Das negative Datensignal könnte dadurch zur des Widerstandes der Diode 62 auf den hohen stabilen Ausgangsklemme 70 übertragen werden. Während des Wert nicht möglich ist. Wenn dem Netzwerk an der nachfolgenden Schreib-Intervalls werden dem Halb- 60 Klemme 79 ein negatives Signal zugeführt wird, so leiter-Netzwerk keine Torsignale zugeführt. Die Di- wird dieses an der Reflexionsleitung 86 reflektiert und öden 60 und 62 des Netzwerks bilden dadurch sehr durch die Tunneldiode 82 begrenzt. Die Tunneldiode niedere Widerstände, so daß der Gesamtwiderstand 62 wird umgeschaltet auf ihren hohen Arbeitswiderdes Netzwerks etwa an den Wellenwiderstand der Re- stand, und der Arbeitspunkt an der Kennlinie der flexionsleitung 52 angepaßt ist. Das Übertragungs- 65 Tunneldiode 60 wird so weit verschoben, daß die Dimaß des Netzwerks 55 ist dadurch so gering, daß die ode 60 nicht in ihren stabilen hohen Widerstand um-Störsignale 50 beider Polaritäten nicht zu den Aus- geschaltet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Unterdrückung von Störimpulsen bei der Auswertung von bipolaren Impulsen kurzer Dauer, deren Impulsteile erster Polarität zur Darstellung eines Nachrichteninhalts ausgewertet und deren Impulsteile zweiter Polarität unterdrückt werden durch einen Verstärker und eine Schaltung von Richtleitern mit Tunnelcharakteristik, an denen durch Taktimpulse während vorgegebener Übertragungszeiten eine Vorspannung zur Einstellung eines Impedanzwertes eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (50) mit der Schaltung der Richtleiter (55) und einer Reflexionsleitung (52) hintereinander angeordnete Teile einer Übertragungsleitung mit einer veränderlichen und einer konstanten Impedanz bilden, und daß die veränderliche Impedanz der Richtleiterschaltung außerhalb der Übertragungszeiten an den Wellenwiderstand der konstanten Impedanz der Reflexionsleitung angepaßt und während der Übertragungszeiten fehlangepaßt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Laufzeit der Reflexionsleitung kürzer ist als die Dauer eines

. Impulsteiles der einen Polarität eines bipolaren Impulses.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Impedanz (55) aus einer Schaltung besteht, in der eine erste Tunneldiode (60) der einen Durchlaßrichtung mit einem in Reihe geschalteten Widerstand (56) und eine zweite Tunneldiode (62) entgegengesetzter Durchlaßrichtung mit einem in Reihe geschalteten Widerstand (58) parallel angeordnet sind, und daß die Tunneldioden über Widerstände (64, 66) mit Vorspannungen (+ V, — V) verbunden sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunneldioden (60, 62) durch die Vorspannungen {-\-V, —V) außerhalb der Übertragungszeit auf niedrige Durchlaßwiderstände und während der Übertragungszeit an die Schwellwerte zu höheren Durchlaßwiderständen einstellbar sind und daß ein bipolarer Impuls durch den ersten Impulsteil den Durchlaß- widerstand der einen Tunneldiode sprunghaft erhöht und den Schwell wertabstand des Durchlaßwiderstandes der anderen Tunneldiode vergrößert.

5. ^Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit der Schaltung der Richtleiter (60, 62) und einem Paar von Reflexionsleitungen (84, 86) hintereinander angeordnete Teile einer Übertragungsleitung bildet und daß zu jedem der Richtleiter die Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Tunneldiode parallel angeordnet ist.