DE1762681B2 - Diskriminator schaltung fuer in unterschiedlichen zeitlichen abstaenden auftretende impulssignale - Google Patents

Description

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hoher Speicherdichten in Datenspeichern aus magne- (3) und zwischen den Impulsen (3) und (4) größer als

tischen Oberflächen, insbesondere von Daten, die als /wischen den Impulsen (4) bis (8), da das Signiil ge-

NRZ-Impulsc gespeichert werden. geniiber dem Rauschen dominiert. In der Wellenform

Zur Rückgewinnung von NRZ-Impulsen wird der (/I) haben aufeinanderfolgende Impulse cntgegcnge-Schwcllpegc! normalerweise auf das hohe Niveau ge- 5 setzte Polarität, dies ist eine charakteristische, sysetzt. Nachdem mit dem hohen Schwellpegel ein Da- stembcdingtc Eigenschaft des NRZ-Codc. Die Einzeltcnimpuls erfaßt worden ist, erfolgt der Übergang auf impulse (2) und (3) neigen dazu, sich unter Bildung den niedrigen Schwellpegel. Der niedrige Schwe'llpe- der Schleppen (9) und (10) auszubreiten. Diese gel wird beibelnlten, bis in einer Binär-Zelle kein Schleppen addieren sich zu dem Rauschen und verImpuls erfaßt wird, dann wird der hohe Schwellpegel io großem damit die effektive Rausch-Amplitude, so wieder eingesetzt. daß sie den Schwellpegel übersteigt.

Eine weitere Eigenschaft dei Erfindung gestattet Der Verstärker (1) erzeugt an seinen Differcntial-

die zusätzliche Discrimination von Rauschen gegen- ausgängen Signale, die einander entgegengesetzt sind,

iber NRZ-Impulsen. Nach dem Einsetzen des niedri- Der Amplituden-Diskriminator (17), der mit hohem

gen Schwcllpegels müssen zu seiner Aufrechterhai- 15 Schwellpegel arbeitet, und der Amplituden-Diskrimi-

tung die Impulse in aufeinanderfolgenden Binär-Zel- tator (18), der mit niedrigem Schwellpegel arbeitet,

len entgegengesetzte Polarität haben. Das hat zum verbinden alternierend den Ausgang des Verstärkers

Ergebnis, daß der Einfluß des Rauschens, das sich (1) mit der Nutzschaltung 16. Gesteuert von dem

der Schleppe eines Einzelimpulses oder des letzten Halteglied (19) schalten die UND-Glieder (20) und

Impulses in einer Serie überlagert, nicht beachtet 20 (22) den Amplituden-Diskriminator (17) und die

wird. UND-Glieder (21) und (23) den Amplituden-Diskri-

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in den minator (18) auf die Nutzschaltung (16). Der Ampli-

Zeichnungen gezeigten, spezifischen Ausführungsbei- tuden-Diskriminator (17) besteht aus dem Hoch-Pe-

spiele näher erläutert. gei-Basis-Clipper (25) in Serie mit dem Spitzen-De-

Es zeigt 25 tektor (26) und dem Hoch-Pegel-Basis-Clipper (27)

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemä- in Serie mit dem Spitzen-Detektor (28). Der Ausgang

ßcn Impiils-Dis'kriminatorschaltung, des Spitzen-Detektors (26) ist mit dem Eingang (S)

Fig. 2 die Wellcnformen. die an verschiedenen und der Spitzendetektor (28) ist mit dem Eingang

Punkten der Schaltung nach Fig. 1 auftreten, (R) des Flip-Flop-Gliedes (29) verbunden. In glei-

Fig. 3 das Blockschaltbild einer alternativen 30 eher Weise enthält der Amplituden-Diskriminator

Schaltung zur Steuerung der wirksamen Schwellpegel (18) den Niedrig-Pegel-Basis-Clipper (36) in Serie

in der Schaltung nach Fig. 1, mit dem Spitzen-Detektor (37) und den Niedrig-Pe-

Fig. 4 Wellenformen, die an verschiedenen Punk- gel-Basis-Clippcr (38) in Serie mit dem Spitzen-De-

ten der Schaltung nach F i g. 3 auftreten, tektor (39). Der Ausgang des Spitzen-Detektors (37)

F12. 5 das Blockschaltbild einer weiteren erfin- 35 ist mit dem Eingang (S) und der Ausgang des Spitdungsgemäßen Impuls-Diskriminatorschaltung. zen-Detektors (39) ist mit dem Eingang (R) des Flip-Die Schaltung der F i g. 1 dient zur Rückgewin- Flop-Gliedes (40) verbunden. Einer der Ausgänge nuns von NRZ-Impulsen. die auf magnetischen des Verstärkers (1) ist mit den Eingängen der Basis-Oberflächen z.B. von Bändern, Platten. Trommeln Clipper (25) und (25) und der andere Ausgang ist od. dgl. gespeichert sind. Die Daten können in kon- 40 mit den Eingängen der Basis-Clipper (27) und (38) ventioneTler NRZ-Form gespeichert sein, bei der eine verbunden. Die Basis-Clipper (25) und (27) übei-Binär-Ziffer durch die Orientierung des magneti- tragen nur Signal-Amplituden, die den vornerbeschcn Flusses der Oberfläche einer Binär-Zelle in die stimmten hohen positiven Schwellpegel überschreieine Richtung und die andere Binär-Ziffer durch die ten. Die Basis-Clipper (36) und (38) übertragen nur Orientierung des magnetischen Flusses der Oberflä- 45 Signal-Amplituden, die den vorhcrbcstimiten niedriche einer Binär-Zelle in die andere Richtung darge- gen positiven Schwellpegel überschreiten. Dadurch stellt wird. Die Daten können auch in der modifizier- reagieren die Basis-Clipper (25) und (36) auf clic po ten NRZ-Form gespeichert sein, bei der eine Fluß- sitivpolarisierten Impulse des Lesekopfsigmls und umkehr in eine der beiden Richtungen in einer Bi- die Basis-Clipper (27) und (33) auf die negativpolarinär-Zelle die eine Binär-Ziffer und das Nichtvorhan- 50 sierten Impulse des Lesekopfsignals. Vorzugsweise densein einer Flußumkehr in einer Binär-Zelle die liegt der Schwellpegel der Basis-Clipper (26) unc andere Binär-Ziffer darstellt. In beiden Fällen er- (27) über der größten Rausch-Amplitude, die mii zeust der magnetische Lesekopf bei jeder Flußum- dem Lesekopfsignal verbunden ist, und der Schwell· kehr ein elektisches Impuls-Signal. Das Lesekopfsi- pegel der Basis-Clipper (36) und (38) unter dei gnal. das in den Differential-Verstärker (1) in Fi g. 1 55 kleinsten Amplituden-Spitze der Datenimpulse de; gespeist wird, ist in Fi g. 2 als Wellenform (A) darge- Lesekopfsignals. Jeder der Spitzen-Detektoren (26 stellt. 28, 37 und" 39) erzeugt Auslöse-Impulse. wenn ihn

Die Binär-Zellen sind in der Wellenfom (A) der Eingänge die Spitzen der Daten-Impulse empfangen

F i g. 2 als vertikale, gestrichelte Linie dargestellt. deren Basis abgeschnitten wurde. Jedes der Flip

Die Impulse (D und (3) in der Wellenform (A) sind 60 Flop-Glieder (29) und (40) hat die komplementärei

Einzelimpulse. Die Impulse (4,5,6,7 und 8) der Ausgänge »1« und »0«, die entweder positives ode

Wellenform (A) treten in Serie in aufeinanderfolgen- Masse-Niveau annehmen können,
den Binär-Zellen auf. Die Einzelimpulse (2) und (3) Empfängt der Eingang (S) einen Auslöseimpuls

und der Serien-Impuls (4) haben größere Amplitu- wenn der »0«-Ausgang auf positivem Niveau ist

denhöhe als die zwischenliegenden Impulse (5,6.7 65 wird das Flip-Flop-Glied aktiviert, d.h., der »0;<

und 8). Die augenblickliche, mit dem Lesekopfsignal Ausgang erhält Masse-Niveau und der »1 «-Ausgan

verbundene Rauschamplitude (in Wellenform A positives Niveau. Empfängt dagegen der Eingang (R

nicht dargestellt) ist zwischen den Impulsen (2) und einen Auslöseimpals, wenn der »!«-Ausgang auf po

(ο

litivem Niveau ist, wird das Flip-Flop-Glied gelöscht.

$. h.. der »1 «-Ausgang erhält Masse-Niveau, und der K)«-Ausgang erhält positives Niveau. Wird von dem

Eingang (.V) ein Auslöseimpiils empfangen, wenn der Il «-Ausgang auf positivem Niveau ist, oder von dem

tingang (R). wenn der »O«-Ausgang noch auf posititem Niveau ist, dann ändert sich der Zustand des -lip-Flop-Ciüedes nicht. Die Ausgänge der UND-jlieder (20) und (21) sind durch das ODER-Glied

42) und die Ausgänge der UND-Glieder (22) und

23) sind durch das ODER-Glied (43) mit der Nutzlchaltung (16) verbunden. Der Ausgang des ODER-

tjliedes (42) ist mit dem Impulsformer (63) und der Ausgang des ODER-Gliedes (43) ist mit Impulsforist, erzeugt der Aniplituden-Diskriminator (18) arr »I «-Ausgang des Flip-F"lop-Gliedes (40) ein Binär-Signal, das die Änderungen (44, 45, 46. 47. 48, 49 um 50) hei den Impulsen (Z. 3, 4, 5, 6, 7 und 8) hat. Zu

5 sätzlich zu der Reaktion auf die Datcnimpulse de; Lesekopfsignals kann der Amplituden-Diskriminatoi (18) infolge seines niedrigen Schwellpegels au Rausch-Amplituden in den Lücken zwischen der Einzelimpulsen reagieren. Diese Falsch-Informatio

'.o nen des Amplituden-Diskriminators (18) werden je doch nicht an die Nutzschaltung (16) übermittelt, df zu dieser Zeit der Amplituden-Diskriminator (17' auf die Nutzschaltung (16) geschaltet ist. Das UND-Glied (20) ist mit den »!«-Ausgängen des Halteglie-

Iner (62) verbunden. Die Impulsformer (62) und (63) 15 des (19) und des Füp-FIop-Gliedes (29) verbunden lönnen Differentialglieder sein, die Auslöseimpulse das UND-Glied (22) ist mit dem »1 «-Ausgang defrei jeder Änderung ihres Eingangs von Masse- auf Haltegliedes (19) und dem »(!«-Ausgang des Flip

|x)sitives Niveau erzeugen. Das Halte-Glied (19) be- Flop-Gliedes (29) verbunden. Das UND-Glied (21;

litzt einen Eingang (R), einen »!«-Ausgang, der nor- ist mit dem »O«-Ausgang des Haltegliedes (19) unc

Inalerweise positives Niveau hat. und einen »O«-Aus- 20 dem »1 «-Ausgang des Flip-FIop-GIiedes (40) ver

|ang, der normalerweise Masse-Niveau hat. Die Aus- bunden: das; UND-Glied (23) ist mit dem »O«-Aus-

iänge der Impulsformer (62) und (63) sind durch das gang des Haltegliedes (19) und dem »O«-Ausganj; »DER-Glied (64) mit dem Eingang (R) des Halte- des Flip-Flop-Gliedes (40) verbunden. Das Haltelliedes (19) verbunden. Jedesmal, wenn das Signal glied (19) ist normalerweise gelöscht, d.h., sein »1« Im Ausgang der ODER-Glieder (42) oder (43) eine 25 Ausgang, dessen Signal in der Wellenform (D) dei Änderung von Masse- auf positives Niveau durch- F i g. 2 dargestellt ist, ist normalerweise auf positiven· läuft, wird das Halteglied (19) gelöscht. Dies hat zum Niveau, so daß die UND-Glieder (20) und (22) die fergebnis. daß der »!«-Ausgang des Haltegliedes (19) Ausgänge des Flip-Flop-Gliedes (29) mit der Nutz-Klasse-Niveau erhält, bis er nach Ablauf einer vorge- schaltung (16) verbinden. In diesem Fall wird da;

tebenen Verzögerungszeit wieder positives Niveau er- 30 Lesekopf sign al mit dem hohen Schwellpegel diskri-

alt. Erfahren die Ausgangssignale der ODER-Glie- miniert. Tritt am Ausgang des ODER-Gliedes (42'

<er (42) oder (43) eine weitere Änderung von Masse- oder (43) eine Änderung dieses Signals von Masse-

tuf positives Niveau, während die Verzögerungszeit auf positives Niveau auf, die ein Kriterium für da«

Im Halteglied (19) abläuft, beginnt die Verzöge- Erkennen eines Impulses mit Hilfe des hoher

tungszeit jeweils mit der letzten dieser Änderungen 35 Schwellpegels ist. wird das Halteglied (19) gelöscht

ton vorn an abzulaufen. Dadurch bleibt das Halte- d. h.. sein »0«-Ausgang wird auf positives Niveau ge-

tlied (19) solange gelöscht, d.h., sein »1«-Ausgang setzt. Dadurch verbinden die UND-Glieder (21) und

leibt auf Masse-Niveau, solange das Ausgangssignal (23) die Ausgänge des Flip-Flop-Gliedes (40) mit dei

#er ODER-Glieder (42) oder (43) Änderungen von Nutzschaltung (16). In diesem Fall wird das Lese-

!►fasse- auf positives Niveau erfährt, deren Zeitinter- 40 kopfsignal mit dem niedrigen Schwellpegel diskrimi-

talle kleiner sind als die Verzögerungszeit des Halte- niert.

|liedes (19). Die Verzögerungszeit entspricht vor- Wird ein Einzelimpuls übermittelt, d. h., folgt ihm iugsweise dem 1.3- bis l,5fachen der nominalen Bi- kein weiterer Impuls in der nächsten Binär-ZeHe. wie iär-Zellen-Periode. Das Halteglied (19) könnte in es z. B. bei den Impulsen (2) und (3) in der Wellender Schaltung des USA.-Patentes 2132 261 vom 45 form (A) der Fig. 2 der Fall ist, so läuft die voraus- t. Mai 1964 ausgeführt sein. bestimmte Verzögerungszeit des Haltegliedes (19) bis Die Verzögerungszeit des Haltegliedes (19) kann zum Ende ab. Dadurch wird das Halteglied (19) wiedurch Aktivierung einer der 3 Verbindungen Z₂ Z₃ der aktiviert, wie aus den Änderungen (50) und (51] oder Z₄ auf die erforderlichen Verzögerungszeiten der Wellenform (D) der Fig. 2 zu ersehen ist und geändert werden, wenn z. B. Daten, die auf einer Ma- 50 bleibt aktiviert bis zu einem erneuten Auftreten eine: gnetplatte in verschiedenen Zonen mit verschiedenen Änderung des Ausgangs-Signals des ODER-Gliedes Speicherdichten gespeichert sind, gelesen werden sol- (42) oder (43) von Masse- auf positives Niveau, wolen. Eine entsprechende Schaltung ist in der USA.- durch es wieder gelöscht wird.

Patentanmeldung 584 049, Fig. 3 vom 29. Septem- Bei einer Impuls-Serie in aufeinanderfolgenden Biber 1966, beschrieben, in der die Ladespannung des 55 när-Zellen, z. B. die Impulse (4, 5, 6, 7 und 8) in zeitmessenden Kondensators entsprechend geändert Wellenform (A) der Fig. 2, beginnt die Verzögewird. Die Amplituden-Diskriminatoren (17) und (18) rungszeit des Haltegliedes (19) bei dem Auftreten jediskriminieren das Lesekopfsigrial kontinuierlich. des Impulses erneut abzulaufen, bis der letzte Impuls Aus F i g. 2 Wellenform (B) ist zu ersehen, daß der der Serie aufgetreten ist und das Ende der Verzöge-Amplituden-Diskriminator (17) am »1 «-Ausgang des 60 rungszeit erreicht ist. Dies ist bei der Änderung (52) Flip-Flop-Gliedes (29) ein Binär-Signal erzeugt, das der*Wellenform (D) in F" i g. 2 der Fall,
die Änderungen (30, 31 und 32) bei den Impuls-Spit- Als Ergebnis erzeugt 3er Ausgang des ODER-zen (2, 3 und 4) hat, deren Amplitudenhöhe ausrei- Gliedes (42) ein Binär-Signal, wie aus Wellenform chend weit über dem hohen Schwellpegel liegt. Die (E) der F i g. 2 zu ersehen ist, das die Änderungen Amplitudenhöhe der Impulse (5, 6, 7 und 8) liegt un- 65 (53, 54, 55, 56, 57, 58 und 59) hat, die den Impulsen terhalb des hohen Schwellpegels. Daher reagiert der (2, 3. 4, 5, 6, 7 und 8) entsprechen. Die Änderungen Amplituden-Diskriminator (17) nicht auf diese Im- (53, 54 und 55) werden durch die Amplituden-Disoulse. Wie aus Wellenform (C) der F i g. 2 zu ersehen krimination des Lesekopfsignals mit dem hohen

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Schwellpegel und die Änderungen (56, 57, 58 und aktiviert, bis das Ende der Serie auftritt, wodurch dei

59) durch die Amplituden Diskrimination des Lese- Zeitimpuls von dem UND-Glied (75) durchgelassen

kopfsignals mit dem niedrigen Schwellpegel gebildet. wird und das Flip-Flop-Glied (73) löscht. Jedesmal

Der Zustand des Ausgangs des ODER-Gliedes (42) wenn der magnetische Lesekopf das Ende einer Im-

und du· Zustand des komplementären Ausgangs des 5 puls-Serie feststellt, werden die Flip-Flop-Glieder

ODER-Gliedes (43) repräsentieren die durch Ampli- (73) und (74) wieder gelöscht.

tudeii-Diskrimination mit unterschiedlichem Schwell- Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Impuls-Diskri-

pegel gewonnenen Daten-Impulse des Lesekopfsi- minator-Schaltung, die besonders für die Anwendung

gnals. Der jeweilig anzuwendende Schwellpegel wird in einem Eigen-Zeit-System geeignet ist. Unter dem

dabei durch das Impuls-Muster bestimmt. io Eigen-Zeit-System ist ein System zu verstehen, in

Der Zustand der Flip-Flop-Glieder (29) und (40) dem die Zeit-Impulse im Gegensatz zu den Zeitim-

kann nur dadurch geändert werden, daß der Auslö- pulsen, die von einer speziellen Zeitspur de«

seimpuls auf denjenigen Eingang (S oder R) einwirkt, Speichermediums erzeugt werden, aus den rückge-

auf den der vorangegangene Auslöseimpuls nicht ge- wonnenen Daten-Impulsen abgeleitet werden. Wie

wirkt hat. Daher können die Flip-Flop-Glieder (29) 15 bei der Impuls-Diskriminator-Schaltung der Fig. 1

und (40) nur auf aufeinanderfolgende Impulse entge- wirkt das Lesekopfsignal auf den Differential-Ver-

gengesetzter Polarität reagieren. Das verhindert die stärker (1). Der Hochpegel-Impuls-Diskriminatoi

Falsch-Information von Daten-Impulsen beim Arbei- (17), der die Basis-Clipper (25) und (27) und die

ten mit dem niedrigen Schwellpegel durch die Addi- Spitzen Detektoren (26) und (28) enthält, und dei

tion des Rausches zu den Schleppen von Einzel-Da- 20 Niedrig-Pegel-Impuls-Diskriminator (18), der die

ten-Impulsen, z.B. (9) und (10) der Wellenform (A) Basis-Clipper (36) und (38) und die Spitzen-Detekto-

in Fig. 2, dadurch wird die Rausch-Immunität der ren (37) und (39) enthält, arbeiten alternierend, ge-

Schaltung stark erhöht. steuert von dem Flip-Flop-Glied (92). Einer det

Das Halteglied (19) in F i g. I steuert den Schwell- Differentialausgänge des Verstärkers (1) ist mit dem pegel asynchron. F i g. 3 zeigt eine Schaltung zur 25 Hoch-Pegel-Basis-Clipper (25) in Serie mit dem Spit-Synchronensteuerung des Schwellpegels durch Zeit- zen-Detektor (26) und mit dem Niedrig-Pegel-Basisimpulse, die mit der Frequenz der Binär-Daten auf- Clipper (36) in Serie mit dem Spitzen-Detektor (37; treten. Diese Zeitimpulse messen die vorbestimmte verbunden. Der andere Differentialausgang des VerZeit entsprechend der Verzögerungszeit des Halte- stärkers (1) ist mit dem Hoch-Pegel-Basis-Clippei gliedes (19) der Fi g. 1. 30 (27) in Serie mit dem Spitzen-Detektor (28) und dem

Die Schaltung der F i g. 3 ersetzt das Halteglied Niedrig-Pegel-Basis-Clipper (38) in Serie mit dem (19) in Fig. 1. Der Ausgang des ODER-Gliedes (64) Spitzen-Detektor (39) verbunden. Die Spitzen-Dein Fig. 1 ist mit dem Eingang (S) des Flip-Flop- tektoren (26) und (37) sind durch die UND-Gliedei Gliedes (74) verbunden. Der »1 «-Ausgang des Flip- (81) und (82) und das ODER-Glied (83) mit dem Flop-Gliedes (73) ist mit den UND-Gliedern (21) 35 Eingang (S) des Flip-Flop-Gliedes (87) verbunden, und (23) in Fig. 1 und der »O«-Ausgang des Flip- Auf die gleiche Weise sind die Spitzen-Detektoren Flop-Gliedes (73) ist mit dem UND-Glied (20) und (28) und (39) durch die UND-Glieder (84) und (85] (22) in F i g. 1 verbunden. Wellenform (D) in F i g. 4 und durch die ODER-Glieder (86) mit dem Eingang zeigt das Signal, das von dem »0«-Ausgang des Flip- (R) des Flip-Flop-Gliedes (87) verbunden. Die Aus-Flop-Gliedes (73) erzeugt wird. Die Zeitimpulse, die 4° gänge der ODER-Glieder (83) und (86) übermitteln in Wellenform (F) in F i g. 4 gezeigt sind, wirken auf die amplitudendiskriminierten Daten-Impulse an die einen Eingang des UND-Gliedes (75) und direkt auf Nutzschaltung (16). Das Flip-Flop-Glied (87) stellt den Eingang (R) des Flip-Flop-Gliedes (74). Der sicher, daß aufeinanderfolgende Impulse des Lese- »0«-Ausgang des Flip-Flop-Gliedes (74), dessen Si- kopfsignals, die von den Ampliruden-Diskriminatognal die Wellenform (G) der Fig. 4 zeigt, ist mit 45 ren (17) und (18) an die Nutzschaltung (16) übermitdem anderen Eingang des UND-Gliedes (75) verbun- telt werden, entgegengesetzt polarisiert sind. Dadurch den. Wie aus den Wellenformen (C, D und G) der wird die Rausch-Immunität vergrößert. Wirkt eir F i g. 4 zu ersehen ist. werden jedesmal, wenn ein Le- Impuls auf den Eingang (R) des Flip-Flop-Gliedes sekopfimpuls festgestellt wird, die Flip-Flop-Glieder (87), der einen negativpolarisierten Lesekopf-Impuls (73) und (74) aktiviert und jedesmal, wenn ein Zeit- 50 darstellt, wird der »0«-Ausgang des Flip-Flop-GHeimpuls auftritt, wird das Flip-Flop-Glied (74) ge- des (87), der mit den Eingängen der UND-Gliedei löscht. Die Zeitimpulse, die von einer Zeitspur des (81) und (82) verbunden ist, aktiviert. Dadurch sine Speichermediums gewonnen werden können, sind ge- die UND-Glieder (81) und (82) darauf vorbereitet genüber den Daten-Impulsen um eine halbe Periode einen positiven polarisierten Impuls des Lesekopfsider Binär-Zellen phasenverschoben. Bei jedem Auf- 55 gnals zu übertragen. Wirkt ein Impuls auf den Eintreten eines Einzel-Datenimpulses werden die Flip- gang (S) des Flip-Flop-Gliedes (87), dann wird dei Flop-Glieder (73) und (74) aktiviert, und der erste, »1 «-Ausgang des Flip-Flop-Gliedes (87). der mit der dem Einzelimpuls folgende Zeitimpuls löscht das Eingängen der UND-Glieder (84) und (85) verbun-Flip-Flop-Glied (74). wodurch das UND-Glied (75) den ist aktiviert. Dadurch sind die UND-Gliedei wirksam gemacht wird. Der zweite, dem Einzelim- 60 (84) und (85) darauf vorbereitet, einen negativpolaripuls folgende Zeitimpuls wird dam von dem UND- sierten Impuls des Lesekopfsignals zu übertragen.
Glied (75) übermittelt und löscht das Flip-Flop- Das Flip-Flop-Glied (92) steuert den alternieren-Glied (73), wodurch der hohe Schwellpegel wieder den Betrieb der Amplituden-Diskriminatoren (IT eingesetzt wird. Beim Auftreten von Serienimpulsen und (18). Wenn der »0«-Ausgang aktiviert ist, ist da: aktiviert der erste Impuls der Serie die Flip-Flop- 65 UND-Glied (82) oder (85) wirksam (abhängig vor Glieder (73) und (74). Danach wird das Flip-Flop- dem Zustand des Flip-Rrp-Gliedes [87]) und dei Glied (74) abwechselnd durch den Zeitimpuls ge- Amplituden-Diskriminator (18) arbeitet. Wenn dei löscht und durch den folgenden Daten-Impuls wieder »!«-Ausgang aktiviert ist, ist das UND-Glied (81'

oder (84) wirksam (abhängig von dem Zustand des Flip-Flop-Gliedes [87]) und der Amplituden-Diskriminator (17) arbeitet.

Die Ausgänge der ODER-Glieder (83) und (86) sind mit dem ODER-Glied (88) und von da aus direkt mit dem UND-Glied (89) und über den Inverter (91) mit dem UND-Glied (90) verbunden. Zeitimpulse, vorzugsweise aus den Daten-Impulsen durch die bekannten Eigenzeit-Techniken erzeugt, wirken auf die anderen Eingänge der UND-Glieder (89) und (90). Die Ausgänge der UND-Glieder (89) und (90) sind mit den Eingängen (R) bzw. (S) des Flip-Flop-Gliedes (92) verbunden. Immer wenn aus einer Bi-

när-Zelle ein Datenimpuls an die Nutzschaltung (16) übermittelt wird, gelangt ein Zeitimpuls durch das UND-Glied (89) zu dem Eingang (7?) des Flip-Flop-Gliedes (92). Dadurch wird der »O«-Ausgang des Flip-Flop-Gliedes (92) aktiviert, und der Arnplituden-Diskriminator (18) arbeitet. Immer, wenn während des Abtastens einer Binär-Zelle kein Impuls an die Nutz-Schaltung (16) übertragen wird, gelangt ein Zeitimpuls durch das UND-Glied (90) zu dem Ein-1.0 gang (S) des Flip-Flop-Gliedes (92). In diesem Fall wird der »1 «-Ausgang des Flip-Flop-Giiedes (92) aktiviert, und der Amplituden-Diskriminator (17) arbeitel:.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Diskriminator-Schaltung für in unterschiedlichen zeitlichen Abständen auftretende Impulssignale, bei der die Amplitude der Impulssignale gegen einen Schwellpegel diskriminiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminierung bei einem ersten Schwellpegel erfolgt, wenn der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Impulssignale einen vorgegebenen Wert überschreitet, und daß die Diskriminierung bei einem zweiten Schwellpegel durchgeführt wird, wenn der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Impulssignale nicht größer ist als der vorgegebene Wert.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminierung auf den zweiten Schwellpegel umgeschaltet wird, wenn ein den ersten Schwellpegel übersteigendes Impulssignal auftritt, und daß die Diskriminierung vom zweiten auf den ersten Schwellpegel umgeschaltet wird, wenn innerhalb des vorgegebenen zeitlichen Abstandes kein den zweiten Schwellpegcl übersteigendes Impulssignal auftritt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der erste Schwellpegel größer als der zweite Schwellpegc' ist.

4. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche für Impulssignale, die 1 if einen Magnetspeicher aufgezeichneten digitalen Daten entspredien, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Wert des zeitlichen Abstandes etwa dem 1,0- bis l,5fachen der Bit-Periode der aufgezeichneten Daten entspricht.

5. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüchc für Impulssignale mit Amplituden wechselnden Vorzeichens, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminierung auf den zweiten Schwclipegel unabhängig von dem Vorzeichen der Amplitude des Impulssignals und vom zweiten auf den ersten Schwcllpcgcl umgeschaltet wird, wenn innerhalb des vorgegebenen zeitlichen Abstands kein den zweiten Schwcllpegcl übersteigendes Impulssignal mit einer Amplitude auftritt, deren Vorzeichen entgegengesetzt zu dem vorhergehenden Impulssignal ist.

6. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Impulsquellc, die die lmpulssignale liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsi]iicl1e an den Hingängen sowohl eines erstcn, auf dem hohen Schwellpegel arbeitenden Amplitiulen-Diskriminators (17) als auch eines zweiten, mit dem niedrigen Schwellpcgel arbeilenden Aniplitiiden-Diskriminators (IR) liegt und daß eine Steuerschaltung (19) in Abhängigkeit \0111 zeitlichen Auftreten der Impulssignale einen (Ilt beiden Diskriminntoraiistiänge weiterleitet.

7. Schaltung nach Anspruch f>, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Amplituden-Diskriminator (17) normalerweise wirksam ist, d'.iß der fin /weite Ampliluden-Diskriminator (18) jedesmal wirksam wird, wenn der eiste Amplituden -Diskriminator (17) ein Impulssienal feststellt, und daß der eiste Amplitudcn-Diskrimiiialor (17) wieder vsirksam wird, wenn tier zweit·· Amplituden-Di' ^r<;> kriminalnr (18) innerhalb der vorüOüebenen /i.'iispanne nach seinem Wirksamwculcn kein Imniilssii'iial feststellt.

8. Schaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Amplituden-Diskriminator (17) ein Flip-Flop-Glied (29) enthält, das nur aktiviert wird (Zeitpunkte 30 und 32 in Fig. 2), wenn Impuls-Amplituden (2, <) einer Polarität den hohen Schwellpegel überschreiten, und nur gelöscht wird (Zeitpunkt 31 in Fig. 2), wenn Impuls-Amplituden (3) der entgegengesetzten Polarität den hohen Schwellpegel überschreiten, und daß der zweite Amplituden-Diskriminator (18) ein Flip-Flop-Glied (40) enthält, das nur aktiviert wird (Zeitpunkt 44, 46, 48, 50), wenn Tmpuls-Amplituden (2, 4, 6, 8) einer Polarität den niedrigen Schwellpegel überschreiten, und nur gelöscht wird (Zeitpunkt 45, 47, 49), wenn Impuls-Amplituden (3. 5. 7) der entgegengesetzten Polarität den zweiten Schwellpegel überschreiten.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlsteuerung des Ausgangs eines der beiden Amplituden-DiskrimiEitoren (17, 18) durch eine Binär-Schaltung (19; 73, 74, 75) mit komplementären, an einem ersten Gatter (20, 22) bzw. an einem zweiten Gatter (21, 23) liegenden Ausgängen erfolgt, wobei die Gatterausgänge (42, 43) verbunden sind und der Ausgang des ersten Flip-Flop-Gliedes (29) durch das erste Gatter (20, 22) gelangt, wenn die Binär-Schaltung sich in einem ersten Zustand befindet, während der Ausgang des zweiten Flip-Flop-Gliedes (40) durch das zweite Gatter (Zl, 22) gelangt, wenn die Binär-Schaltung sich in einem zweiten Zustand befindet, und daß Mittel (62, 63, C1} zum Umschalten der Binär-Schaltung in den zweiten Zustand für den Fall einer Zustandsänderung des ersten FHp-Flop-Glicdes (29) sowie zum Umschalten der Binär-Schaltung in den ersten Zustand für den Fall, daß das zweite Flip-Flop-Glicd (40) innerhalb de; vorgegebenen Zeitintervall nach dem Umschalten der Binär-Schaltung in den zweiten Zustand keine Zustandsänderung erfährt, vorgesehen sind.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

9. dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudcn-Diskrimination von Daten-Signalen, die durch das Vorhandensein oder Nichtvoihandensein von Impulsen in Bhür-Zcllcn verschlüsselt sind, mit dem hohen Schwcllpcgcl durchgeführt wird, wenn das Nichtvorhandcnscin eines Inipulssignals in einer Binär-Zellc festgestellt wird, und mit dem niedrigen Schwcllpegcl erfolgt, wenn das Vorhandensein eines Impulssignals in einer Binär-Zellc festgestellt wird.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche I bis

10. dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsquel-Ic solche Impulssignale liefert, deren NRZ-Spcicher-Code in einer Richtungsumkehr der NIagnetflußoricntierung auf einer magnetischen Speicheroberflache bestellt.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

11. dadurch gekennzeichnet, daß bei der Amplituden-Diskriminierung von solchen Impulssignalen, die in Abhängigkeit vom Dateninhalt als Kinzel- und Serien-Impulssiunale auftreten, die Diskriminierung der I•!inzel-Iinpiilssignale und des ersten Impulssienais jeder Serie mit dem hohen Schwellpegcl und d'e Diskriminierung aller ancle-

ren Serien-Impulssignale mit dem niedrigen Schwellpegel erfolgt.

Die Erfindung betrifft eine Diskriminator-Schal- |ung für in unterschiedlichen zeitlichen Abständen tuftretende Impulssignale, bei der die Amplitude der Impulssignale gegen einen Schwellpegel diskriminiert Wird.

Stand der Technik ist, den Einfluß des Rauschens liuf Datenimpulse durch Amplituden-Diskriminierung zu reduzieren. Zur Amplituden-Diskriminierung werden im allgemeinen Basis-Clipper und Schwellpejel-Detektoren verwendet. Ein Basis-Clipper übermittelt nur denjenigen Teil eines Impulssignals, der einen Schwellpegel übersteigt, sonst übermittelt er einen niedrigen Bezugspegel. Der Schwellpegel-Detektor erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend der einen Binär-Ziffer, wenn das Impulssignal unter dem Schwellpegel liegt, und ein Ausgangssignal entsprechend der anderen Binär-ZifTer, wenn das Tmpulssignal über dem Schwellpegel liegt. Im Idealfall wird der Schwellpegel beider Geräte so gewählt, daß er über der größten augenblicklichen Amplitude des System-Rauschens und unterhalb der kleinsten Amplituden-Spitze der Datenimpulse liegt. Diese idealen Bedingungen sind in der Praxis schwer zu erfüllen. Wird der Schwellpegel zu niedrig gewählt, wird übermäßiges Rauschen zusammen mit den Datenimpulsen übertragen, d. h., die Amplituden-Diskriminierung wird mit schlechtem Wirkungsgrad durchgeführt, und Rausch-Amplituden können als Datenimpulsc in Binär-Zellen erscheinen, in denen in Wirklichkeit keine Datenimpulse vorhanden sind Wird der Schwellpegcl zu hoch grwähit, gehen einige Daten, deren unzureichende Amplituden den Schwellpegel nicht überschreiten, verloren.

Bei hoher Speicherdichte kann das Muster der gespeicherten Datenfolge, d. h. das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Impulsen in den Binär-Zellen. die augenblickliche Rausch-Amplitude und die Amplituden-Höhe der Datenimpulse beeinflussen. Dies tritt z. B. ein bei der Rückgewinnung von Binär-Daler.. die auf einer magnetischen Oberfläche wie 7.. B. einem Band, einer Platte, einer Trommel od. dgl. in der Form von NRZ-Impulscn (mnr..tnrnlo-zero --- kcinc-Rückkchr-atif-Null) gespeichert

sind. Besteht das Impulsmuslcr vor. NRZ-Impulsen, die von einer magnetischen Oberfläche gelesen werden, aus einer Folge von Ein/climpulscn. die durch eine oder mehrere Binär-Zcllcn voneinander getrennt sind, sei ist die Amplituden-Höhe der Impulse relativ hoch. Besteht das Impulsmuster aus Sericnimpulscn in aufeinanderfolgenden Binär-Zcllcn, so haben einige in der Mitte liegende Impulse relativ niedrige Amplituden-Höhe, obwohl der erste Impuls in der Serie eine relativ große Amplituden-Höhe hat. Im Gegensatz clnzii ist der Hinfluß der augenblicklichen Rausch-Amplitude in Lücken zwischen den Impulsen, d.h. in leeren Binär-Zcllcn, relativ groß und in Impiilssencn. die in aufeinanderfolgenden Binär-Zellen gespeichert sind, relativ klein. Die System-Parameter müssen, damit eine befriedigende Diskriminierung /"wischen Datenimpulsen und Rauschen erfolgen kann, so gewählt werden, daß die größte augenblickliche· Rausch-Amplitude unterhalb der kleinsten Aniplituden-Hölie der Datenimpulse bleibt. Diese Forderung beschränkt die Speicherdichte von Daten auf der magnetischen Spcicheroberfläche.

Seit langem ist bekannt, Triggerschultungen als Amplituden-Diskriminatoren zu verwenden (Elektronik, 1958, S. 180), deren Diskriminierung von einem einstellbaren Schwellpegel abhängt. Diese Einstellung war jedoch grundsätzlich nicht signalabhängig, sondern wurde durch entsprechende Justierung von Potentiometem (USA.-Patentschrift 2 970 261) realisiert. Derartig träge Einstelleinrichtungen vermögen nicht dem schnellen Wechsel der Rauschamplitude zu folgen, die durch die unterschiedliche Dichte aufeinanderfolgender, zu diskriminierender Impulssigna-Ie bedingt ist.

Einen anderen Weg schlagen die in den deutschen Patentschriften 1 10:. ^;il4 und 1231291 beschriebenen Diskriminator-Scha'tungen ein, bei denen das unerwünschte Rauschen durch entsprechende Wahl eines Schwellpegels unterdrückt wird. Um bei schwankenden Signalamplituden gegenüber dem Rauschen trotzdem eine gleichbleibende Amplitude der diskriminierten Signale für die Auswertung zur Verfügung zu haben, werden dort die festgestellten Signale in Abhängigkeit von einem Begrenzerpegel verstärkt, wobei die Größe des Begrenzerpegels die Höhe der benachbarten Signale gegenüber dem Rauschpegel berücksichtigt und den festen Schwellpegel nicht unterschreitet.

Diese Einrichtungen sind in mehrfacher Hinsicht nachteilig. So hat die Berücksichtigung benachbarter Signalamplituden eine komplizierte Ableitung des Begrenzerpegels zur Folge, die aufwendige Verzögerungsleitungen und Summier-Netzwerke nötig macht.

Außerdem gehen in die Größe des Begrenzerpegels nicht nur die benachbarten Signalamplituden, sondern auch das unerwünschte Hintergrundrauschen ein. Da bei Abwesenheit von zu diskriminierenden Signalen die Rauschamplitudo. größer ist als bei mehre-

ren hintereinander auftretenden Signalen, ergibt sich zudem eine Verfälschung des Begrenzerpegels.

Demgegenüber soll die Erfindung eine Diskriminator-Schaltung schaffen, die mit geringem schaltungstechnischem Aufwand ein zuvjrlässiges Diskriminie-

4.5 ren von Impulssignalen gegenüber veränderlichen Rauschamplituden ermöglicht.

Bei einer Diskriminator-Schaltung der eingang«, erwähnten Art gelingt die Lösung dieser Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Diskriminierung bei ein^rn ersten Schwellpegil erfolgt, wenn der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Impulssignale einen vorgegebenen Wert überschreitet, und daß die Diskriminierung bei einem zweiten Schwellpegel durchgeführt wird, wenn der zeitliche Abstand aufcinandcrfolgcndcr Impulssignale nicht größer ist als der vorgegebene Wert.

Erfinclungsgcmäß wird die Amplitudcn-Diskriminiilion mit zwei Schwellpcgcln durchgeführt, die cntspi sehend dem Muster der zu diskriminierenden Impulssignale wählbar sind. Vorzugsweise wird der hohe Schwellpegcl durch die größte Rausch-Amplitude und der niedrige Schwellpegcl durch die kleinste Impuls-Amplitudenhöhe festgelegt. Dadurch ist es nicht immer erforderlich, daß die größte augenblickliehe Rausch-Amplitude kleiner als die- kleinste Impuls-Amnlitudcn-Spitzc ist. vorausgesetzt sie treten in verschiedenen Impuls-Mustern auf. Die Befreiung von dieser Beschränkung gestattet diu Anwendung