DE1774835A1

DE1774835A1 - Verfahren und Anordnung zur getrennten UEbertragung von Signalen in einer Datenverarbeitungsanlage

Info

Publication number: DE1774835A1
Application number: DE19681774835
Authority: DE
Inventors: Coon Jun Lewis Buel; Bickel Charles Emil; Behr Michael Isaac
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1967-09-18
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1972-03-23
Also published as: NL6813349A; BE720994A; NL157125B; DE1774835C3; DE1774835B2; US3581297A; GB1242724A; FR1582706A

Description

Burroughs Corporation, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Michigan, Detroit, Staat Michigan (V.St.A.)

Verfahren und Anordnung zur getrennten übertragung von Signalen in einer Datenverarbeitungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur getrennten Übertragung der von einem Speicher einer Datenverarbeitungsanlage ausgegebenen, unterschiedlich kodierten, binaren Daten entsprechenden Signale .

Bei der Ausgabe von Daten, die auf einem Band phasenkodiert aufgezeichnet sind, ist das von dem magnetischen Lesekopf erzeugte Signal von schwingungsförmiger, fast sinusförmiger Gestalt· Normalerweise zeigt eine positive Spitze in dem Lesekopfsignal in der Mitte einer Bitzelle einen binären Wert und eine negative Spitze im Lesekopf-

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signal in der Mitte einer Bitselle den anderen binären Wert an. Jedesmal, wenn der binare Wert der aufgezeichneten Daten sich in aufeinanderfolgenden BitzeIlen ändert, liefert das Lesekopfsignal an den Zellgrenzen einen Zwischenimpuls. Der Spitzenwert der Amplitude des Lesekopfsignals schwankt wesentlich, wenn die Struktur der durch die Impulse dargestellten Information sich ändert. So ist z.B. die größte Amplitude des Lesekopfsignales gewöhnlich kleiner in einer Bitzelle, in der der binäre Wert aus der vorhergehenden Bitzelle wiederholt wird· Welter hat das Lesekopfsignal die Tendenz, sich nicht unwesentlich zu verlagern, d.h., seine positiven und negativen Spitzen bleiben nicht symmetrisch zu einem Bezugspegel. Diese Eigenschaften machen die Verarbeitung phasenkodierter Lesekopfsignale recht schwierig, besonders in bezug auf die Diskriminierung der Spitzenamplitude.

Im allgemeinen hat das bei der Ausgabe von gewöhnlich kodierten binären Daten erzeugte Lesekopfsignal Eigenschaften, die sich von dem bei der Ausgabe phasenkodierter Daten erzeugten Lesekopfsignal unterscheiden. Ein Beispiel gewöhnlich kodierter binärer Daten sind die sog. modifizierten non-retum-tof-zero-Daten (NRZ-Daten), bei denen ein binärer Wert durch eine Flußumkehr In einer Bitselle und der andere binäre Wert durch das Fehlen einer Flußumkehr in einer Bitzelle repräsentiert ist. Pur die Ver-

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arbeitung phasenkodierter Daten und konventionell kodierter Daten wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedliche Verfahren entwickelt. Einige mit Bändern arbeitende Anordnungen können sich sowohl den phasenkodierten Daten wie den gewöhnlich kodierten Daten anpassen. Da jeweils verschiedene Verfahren zur Verarbeitung von LesekopfSignalen der beiden Kodierungsarten benutzt wurden, sind bislang gewöhnlich wesentlich verschiedene elektronische Ausgabeschaltungen für phasenkodierte Daten und konventionell kodierte Daten benutzt worden.

Es ergibt sich daher die Aufgabe, ein für beide Kodierarten gemeinsames Verfahren und eine zugehörige Anordnung zu entwickeln, die sowohl für phasenkodierte Lesekopfsignale wie auch für gewöhnlich kodierte Lesekopfsignale geeignet sind und eine nach der Art der Kodierung getrennte Übertragung ermöglichen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren, indem aus den von dem Lesekopf ausgegebenen Signalen erste Impulse erzeugt werden, die das Auftreten von Scheitelwerten dieser Signale anzeigen und indem aus den ausgegebenen Signalen zweite Impulse erzeugt werden, die das Überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die ausgegebenen Signale oder durch von ihnen abgeleitete Hilfsslgnale anzeigen, und indem schließlich durch die ersten

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und zweiten Impulse neue, den ausgegebenen Signalen entsprechende Impulse getrennt nach der jeweiligen Kodierung Übertragen werden. Sind die Daten konventionell kodiert, zeigen die zweiten Impulse das Überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die ausgegebenen Signale an; sind die Daten phasenkodiert aufgezeichnet, dann zeigen die zweiten Impulse das Überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die abgeleiteten Hilfssignale an. Die abgeleiteten Hilfssignale geben vorzugsweise die Spitze-Spitze-Amplitude der ausgegebenen Signale wieder, die in mindestens einer Polarität auftreten· In der erfindungsgemäßen Anordnung ist an die Signalausgabe eingangssei tig ein bipolarer Spitzendetektor zur Erzeugung der ersten Impulse, eine erste Schwellendetektor-Schaltung und eine Reihenschaltung aus einer Spitze-Spitze-Araplituden-Detektorschaltung und einer zweiten Schwellendetektor-} schaltung zur Erzeugung der zweiten Impulse angeschlossen und eine Steuerschaltung für die getrennte übertragung ist ausgabeseitig mit den Schwellendetektorschaltungen und Impulsgeneratoren zur Erzeugung der neuen Impulse verbunden· Beide Schwellendetektorschaltungen enthalten vorzugsweise je einen Plus-Schwellendetektor, die auf das überschreiten positiver Schwellpegel ansprechen und je einen Minus-Schwellendetektor, die auf das überschreiten negativer Schwellpegel ansprechen· PQr die Schwellendetektoren werden besondere Schmidt-Triggerschaltungen alt v*rn«ch«

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lässigbarer Hysterese bevorzugt. Der bipolare Spitzendetektor spricht bei einen höheren positiven bzw. höheren negativen Schwellpegel als die für die Schwellendetektoren geeigneten Pegel an; auch er besteht vorzugsweise aus einer Schmidt-Triggerschaltung mit einer Hysterese, die der Amplitude zwischen dem höheren positiven Schwellpegel und dem höheren negativen Schwellpegel entspricht· Die Spitze-Spitze-Amplituden—Detektorschaltung, die das abgeleitete Milfssignal erzeugt, enthält einen Differenzlerer, der eingangseitig mit der Signalausgabe und ausgangsseitig mit einem ersten Integrierer und einem dazu parallel liegenden zweiten Integrierer verbunden ist, so daß der erste Integrierer Über die Halbwellen einer ersten Polarität und der zweite Integrierer über die Halbwellen einer zweiten Polarität des Differenzierer-Ausgangssignals integriert und beide Integrierer nach jeder empfangenen Halbwelle gelöscht werden. Schließlich ist ein Ober schwel lendetek tor eingangsseitie mit der Signalausgabe verbunden und eine Schreibfehleranzeige ist eingangsseitig Über eine To rschaltung an den Ausgängen des OberSchwellendetektors, der ersten Schwellendetektorschaltung und des bipolaren Spitzendetektors angeschlossen·

Ein erfindungsgemäßes Merkaal besteht darin, daß phasenkodierte Daten und gewöhnlich kodierte Daten, besonders Modifizierte NRZ-Daten, so verarbeitet werden, daß ein 209813/U01

beträchtlicher Anteil der Ausgabeschaltung für eine gemeinsame Behandlung beider Kodierarten benutzt werden kann. Im einzelnen wird ein Plus-Schwellendetektor, ein Minus-Schwellendetektor und ein bipolarer Spitzendetektor für die Ausgabe der modifizierten NRZ-Daten und eines Teiles des Vorwortes der phasenkodierten Daten benutzt· Das Lesekopfsignal wird auf den Plus-Schwellendetektor, den Minus-Schwellendetektor und den bipolaren Spitzendetektor gegeben. Der Ausgang des bipolaren Spitzendetektors wird in einer UND-Schaltung mit dem Ausgang des Plus-Schwellendetektors und in einer anderen UND-Schaltung mit dem Ausgang des Minus-Schwellendetektors kombiniert.

Der bipolaren Spitzendetektor wird auch für die Ausgabe der phasenkodierten Daten benutzt. Dazu ist der Ausgang des bipolaren Spitzendetektors in einer anderen UND-Schaltung mit einem Signal kombiniert, das die Amplitude des in's Positive gehenden Anteiles des phasenkodierten Lesekopf signales repräsentiert, und in einer anderen UND-Schaltung mit einem Signal kombiniert, das die Amplitude des in*s Negative gehende Anteiles des phasenkodierten Lesekopf signales repräsentiert.

Entsprechend einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal wird die : Spitze-Spitze-Amplitude des Lesekopfsignales bei der Ausgabe der phasenkodierten Daten abgetastet. Durch die Messung der Spitze-Spitze-Amplitude des Lesekopfsignales

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wird eine Darstellung der phasenkodierten Daten erhalten, die gegenüber Veränderungen in der Spitzenamplitude und gegenüber Verlagerungen des Lesekopfsignales weniger empfindlich ist. Im einzelnen wird das Lesekopfsignal zuerst differenziert und dann integriert, und zwar getrennt für die Halbwellen des differenzierten Signals· Die integrierten Signale werden auf Schwellendetektoren gegeben, deren Ausgänge mit dem Ausgang des bipolaren Spitzendetektors in UND-Schaltungen kombiniert werden-Entgegengesetzt gepolte Dioden verbinden den Ausgang des Differenzierers mit den Eingängen der beiden Integrierer· Jede dieser Dioden leitet während einer halben Welle des differenzierten Signals und steuert dadurch die Integrationsintervalle· Von außen kommendes hochfrequentes Rauschen wird durch eine Begrenzung der Amplitude des differenzierten Signals auf eine Amplitude unterdrückt, die die Schwellendetektoren bei der kleinsten noch annehmbaren Amplitude der Komponente mit höchster Frequenz in dem Lesekopfsignal triggert.

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Die erfindungsgemäßen. Merkmale werden für eine besondere Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, Ea zeigen:

Fig_c 1 ein schematisches Blockschaltbild der

Aus gäbe schaltung für die Verarbeitung phasenkodierter und modifizierter NRZ-Daten;

Pig» 2 die Impulsformen als Zeitfunktionen an verschiedenen Funkten der Schaltung aus Fig. 1, wenn modifizierte KHZ-Daten verarbeitet werden; und

Fig. 3 die Impuls-und Wellenforraen als .Zeitfunktionen an verschiedenen Punkten der Schal» tung nach Fig. 1, wenn phasenkodierte Baten verarbeitet werden.

Die Stellen der Fig« 1, an denen die in den Fig_e 2 und 3 wiedergegebenen Impuls- und Wellenformen auftreten, sind mit Großbuchstaben bezeichnet, die sich an den linken Rändern der zugehörigen Kurven in den Fig„ 2 und 3 wieder« finden* In Figo 1 wird ein Magnetband 1 mit nicht dargestellten üblichen Hilfsmitteln an dem Lesekopf 2 vorübergeführt. Auf Flußänderungen in dem Band 1 hin erzeugt der Lesekopf 2 elektrische Signale, die auf einen Verstärker 3 gegeben werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung nach Figo 1 wird zunächst

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für die Verarbeitung der modifizierten NRZ-Daten in Verbindung mit den in üg_t 2 dargestellten Kurvenformen be« schrieben« BIe Orientierung des magnetischen Flusses auf der Oberfläche des Bandes 1 innerhalb von sechs Bitzellen ergibt die Kurve A in FIg₀ 2 wieder . Die Grenzen der Bitzellen sind durch die vertikalen gestrichelten Linien 4,5,6»?»8*9»10 und 11 markiert» Die auf dem Band 1 aufgezeichneten Daten bestehen aus den binären Werten 1101111_o Der binäre \7ert "1" ist als Umkehrung der Orientierung des magnetischen Plussee in der Mitte einer Bitselle aufgezeichnet und der binäre Wert "O" 1st als Fehlen einer Umkehr der Orientierung des aagnetiechen Flusses in der Mitte einer Bitzelle aufgezeichnet. Das verstärkte Lesekopfsignal, das einen Impuls für jede Umkehr der Orientierung des magnetischen Flusses auf dem Band 1 zeigt« stellt die Kurve B In 71g· 2 dar. Der Auegang des Verstärkers 3 let an die Eingänge eines bipolaren Oberschwellen-Detektors 20, eines Plueachwellen-Detektors 21, eines Minusechwellen-Detektors 22, eines bipolaren Spitsendetektore 23 und eines Differenzieren 24 gelegt. Die Detektoren 20-23 dienen sur Verarbeitung des NRZ-Lesekopfeignales und der Differeniierer 24 wird nur für phasenkodierte Daten benutzt· Die Detektoren 20 - 23

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konvertieren das analoge Lesekopfsignal in binäre Signale, die fur das restliche Ausgabeverfahren verwendet werden„ Pur die Beschreibung wird angenommen, daß die beiden Zustände des binären Signals durch einen vorbestimmten positiven Pegel und Erde dargestellt werden.

Der Ausgang des bipolaren Öberschwellen«=Detektors 20, der durch die Kurve C aus Fig. 2 repräsentiert wird, wechselt von Brde in den positiven Pegel, wenn das Lesekopfsignal positiv ist gegen Erde und einen vorbestimmten positiven oberen Schwellpegel übersteigt, der durch die geatrichelte linie 25 in der Kurve B der Fig„ 2 angezeigt ist, und der Ausgang kehrt auf Erdpobential zurück, wenn das Lesekopfsignal negativ ist und einen vorbestimmten negativen oberen Schwellpegel übersteigt, der durch die gestrichelte Linie 26 in der Kurve B der Fig. 2 angedeutet ist. Die Zeitpunkte, an denen das Lesekopfsignal die Linien 2^ und 26 kreuzt, sind mit b bzw. f in Figo 2 bezeichnet. Der Detektor 20 kann eine Schmidt-Triggerschaltung mit großer 57s t ere se sein. Für die Kurve B der Figo 2 würde die Hysterese des Sohmidt-Triggers durch den Abstand der beiden Linien 25 und 26 repräsentiert aein. Wie in der Kurve B gezeigt, besitzt der negative Impuls des Lese-

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kopfsignals, der durch die Positiv zu Negativ-Umkehr der Flußrichtung auf Band 1 Inder Bitzelle zwischen den Linien 8 und 9 erzeugt wurde, Iceine ausreichende Amplitude - vm den ochv/ellendetektor 20 zu triggern. Daher bleibt der Ausgang dec* Sch-vellendetektors 20 auf dem positiven Pegel» bis die Amplitude eines negativen Impulses des Lesekopfsignals den negativen Schwellwert der linie 26 überschreitet. Dies tritt in Figo 2 in der Bitzelle zwischen den Linien 10 und 11 ein»

Die Kurve D der Figo 2 zeigt, daß der Ausgang des Plusschwellendetektors 21 dann auftritt und einen positiven Pegel annimmt _t wenn das Lesekopfsignal von "0" ins Positive gehend einen fest-belegten unteren positiven Schwellpegel überschreitet, der durch die gestrichelte Linie 27 in der Kurve B angedeutet ist. Der Ausgang des Schwellendetelctors 21 kehrt auf Erdpotential zurück_{ wenn die Amplitude des Lesekopfsignales unter den Schwellpegel abfällt, der durch die Linie 27 angegeben ist. Das Lesekopfsignal schneidet die Linie 27 am Zeitpunkt a und d (Pig, 2). Wie in Kurve 13 gezeigt, tritt der Ausgang des Minusschwellen-Detektors 22 dann auf und nimmt einen positiven Pegel an„ wenn das Le3ekopfsignal

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von "0" ins Negative gehend einen vorbestimmten niedrigen negativen Sch^ellpegel übersteigt, der in der Kurve B durch die gestrichelte Linie 28 angegeben ist» Der Aus« gang des Schwellendetektors 22 kehrt auf Erdpotential zurück * wenn die Amplitude des Lesekopfsignals unter den Schwellpegel der Linie 28 absinkt_o Das Lesekopfsignal kreuzt die Linie 28 an den Zeitpunkten e und h₀ Die Schwellendetektoren,21 und 22 können auch aus Schmidt-Triggern mit vernachlässigbarer Hyterese bestehen_c

Die Kurve T? in Figo 2 zeigt, daß der Ausgang des bipolaren Spitzendetektors 23 einen positiven Pegel an den positiven Spitzen des Lesekopfsignals (Zeitpunkte mit c bezeichnet) annimmt und auf Erdpotential bei den negativen Spitzen des Lesekopfsignals (Zeitpunkte mit g bezeichnet) zurückkehrt. Der Spitzendetektor 23 kann einen Differenzierer, der das Lesekopfsignal differenziert, einen Nulldurchgang-Detektor, der einen Impuls bei den Nulldurchgängen des differenzierten Signals erzeugt, und ein Flip-Flop enthalten, das durch die Nulldurchgangs-= Impulse getriggert wird ο

Die UND-Schaltungen " _e nach Fig„ 1 arbeiten mit einem Signal von positivem Pegel ο Wenn also die beiden Eingänge

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einen positiven Pegel zeigen, erscheint auch am Ausgang ein positiver Pegel, während in allen anderen Fällen der Ausgang Erdpotential besitzt. Ähnlich arbeiten die ODER-Schaltungen nach Fig» 1 mit einem Signal von positivem Pegel„ Wenn daher alle Eingänge einer ODER-Schaltung auf Erdpotential liegen, zeigt auch der Ausgang Erdpotential, und wenn irgendein Eingang auf poeitivem Pegel liegt, ist auch der ,Ausgang von positivem Pegel_o

Ein Flip~Flop 40 hat eine mit NRZ bezeichnete Ausgangs-

leitungj die einen positiven Pegel führt, wenn NRZ-Daten verarbeitet werden, und das Flip-Flop 40 hat eine mit PE bezeichnete komplementäre Ausgangsleitung, die einen positiven Pegel führt, wenn phasenkodierte Daten verarbeitet werden. Die NRZ-Leitung des Flip-Flops 40 liegt an einem Eingang eines UND-Tores 43. Die Ausgänge der Im= pulsgeneratoren 41 und 42 zeigen normalerweise Erdpotential.

Jeder dieser Ausgänge nimmt eine bestimmte Zeitlang einen

dann positiven Pegel an, um jedes Hai/einen Impuls zu liefern, wenn ihr Eingang von Erdpotential auf einen positiven Pegel übergeht. Der Auegang des bipolaren Spitzendetektors 23 ist in einer UND-Schaltung 43 mit dem Ausgang des Plusschwellendetektors 21 verbunden. Der Ausgang der UND=»

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Schaltung 4-3 liegt über einer ODER-Schaltung 44, einer UND-Schaltung 4-5 und einer ODER-Schaltung 4-6 an den Eingang des Impulsgenerators 4-2. Daher nimmt im Zeitpunkt c der Ausgang der UND-Schaltung*4-3 einen positiven Pegel an; daraufhin iTird ein Impuls bestimmter Breite (in Kurve G der Fig» 2 dargestellt) am Ausgang des Impulsgenerators 4-2 erzeugt.

Der Ausgang des bipolaren Spitzendetektors 23 ist außerdem über eine Umkehrstufe 4-7 mit einer UND-Schaltung 48 verbunden, in der er mit dem Ausgang des Minus-Schwellen-= detektors 22 gekoppelt ist. Der Ausgang der Umkehrstufe 4-7 zeigt den zu ihrem Eingang entgegengesetzten binären tfert an. '.Venn also der Ausgang des Spitzendetektors 23 auf Erdpotential liegt, führt der Ausgang der Umkehrstufe 4-7 einen positiven Pegel. Wenn der Ausgang des Spitzendetektors 23 (Kurve F) im Zeitpunkt g von dem positiven Pegel auf Erdpotential absinkt, steigt der Ausgang der UND-Schaltung 43, der über eine ODER-Schaltung 46 an dem Impulsgenerator 4-2 liegt, auf einen positiven Pegel. Polglich erzeugt der Impulsgenerator 4-2 einen anderen Impuls von bestimmter Dauer (Kurve G). Zusammengefaßt: Jedes Mal, wenn der Ausgang des Spitzendetektors

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23 während eines vorhandenen Ausgangsimpulses des entsprechenden Schwellendetektors (Pl oder 22) seinen Zustand ändert, wird am Ausgang des Impulsgenerators 4-2 ein Impuls erzeugt, wodurch der binäre 7ert "1" angezeigt •vird ο

Das Lesekopfsignal wird durch den Spitzendetektor 23 hinsichtlich des Zeitpunktes und durch die Schwellendetektoren 21 und 22 hinsichtlich der Amplitude diskriminiert» Dementsprechend liefern die Ausgänge der UND-Schaltungen 43 und 48 eine zeit- und amplituden-diskriminierte binäre Darstellung des Lesekopfsignales. Die Ausgangsleitung NRZ des Flip-Flops 40 ist mit einem Eingang einer UND-Schaltung 49 verbunden, um die von dem Impulsgenerator 42 erzeugten Impulse auf die Auswerteschaltung 50 für NRZ-Daten zu übertragen, in der sie entschlüsselt und weiter verarbeitet werden»

Da die Detektoren 21 und 22 die Amplitude des Lesekopfsignals bei der Datenausgabe diskriminieren, liegen ihre Schwellpegel (Linien 27 und 28 in der Kurve B) eo niedrig wie möglich. Die Schwellpegel des Detektors 20 (Linien 25 und 26 in der Kurve B) liegen viel höher als

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die Schwellpegel der Detektoren 21 und 22, um eine Prüfung des Auelesevorganges zu ermöglichen, Diese Prüfung stellt sicher, daß der Pegel des von der auf dem Band 1 aufgeschriebenen Information erzeugten Lesekopfsignals den Schwellpegel der Schwellendetektoren 21 und 22 genügend übersteigt, um einen späteren Abbau in dem Signalpegel zu berücksichtigen. Der Ausgang des bipolaren Schwellendetektors 20 wird in einer UND-Schaltung 60 mit dem Ausgang einer UND-Schaltung 48 kombiniert, der bei den negativen Spitzen des Lesekopfsignals, d„h_o sum Zeitpunkt g, von Erdpotential in den positiven Pegel wechselt. Der Ausgang der UND-Schaltung 60 bleibt also solange auf Erdpotential₅ wie die Amplitude der negativen Impulse des Lesekopfsignals den negativen Schwellpegel des Detektors 20 übersteigt _o Der Ausgang des Schwellen« detektors 20 liegt über eine Umkehrstufe 61 an einer UND-Schaltung 62, wo er mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 44 kombiniert wird, der bei den positiven Spitzen dee Lesekopf signals, d.h· sum Zeitpunkt c, von Brdpotential in den positiven Pegel wechselt. Daher bleibt der Ausgang der UND-Schaltung 62 solange auf Erdpotential, wie die Amplitude der positiven Impulse des Lesekopfsignals den positiven Schwellpegel des Detektors 20 übersteigt. Die

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Ausgänge der UND-Schaltungen 60 und 62 liegen über einer ODER-Schaltung 63 an der NRZ-Schreibfehleranzeige 6*. Der Ausgang der ODER-Schaltung 63 geht von Erdpotential in den positiven Pegel über und betätigt die Fehleranzeige 64- Jedesmal dann, wenn ein positiver Impuls des Lesekopfsignals in den Bereich zwischen den positiven Schwellpegel des Detektors 20 und den positiven Schwellpegel des Detektors 21 abfällt bzw. wenn ein negativer Impuls des Lesekopfsignals in den Bereich zwischen dem negativen Schwellpegel des Detektors 20 und dein negativen Schwellpegel des Detektors 22 abfällt _o In diesen Fällen wird die geprüfte Information auf dem Band 1 nachgeschrieben» In der Kurve B der MLg₀ 2 bleibt der negative Impuls des Lesekopfsignals in der Bitzelle zwischen den Linien 8 und 9 unterhalb des negativen Schwellpegels des Detektors 20, so daß der Ausgang des Detektors 20 sich zur Zeit f nicht ändert, wie das normalerweise der Fall ist. Daher ist der Eingang der UND-Schaltung 60 aus dem Detektor 20 auf positivem Pegel, wenn der Eingang der UND-Schaltung 60 aus der UND-Schaltung 48 von Erdpotential ssu positiven Pegel wechselt · Daraufhin wird die Fehleranzeige 64· betätigt.

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Bs wird jetzt die Verarbeitung von phasenkodierten Daten mit der Schaltung nach Fig_o 1 anhand der Kurven aus Fig,, 3 betrachtet π Kurve A zeigt die Orientierung des magnetischen Flusses innerhalb von fünf Bitzellen Daten mit den binären Werten 00110 sind phasenkodiert auf dein Band 1 in Form von NRZ-Impulsen aufgezeichnete Die Grenzen der Bitzellen sind durch die vertikalen ge= strichelten Linien 52,53»54»55»56, und 57 markiert. Der binäre Wert "1" ist als ein Hegativ/Positiv-Übergang der Flußorientierung in der Mitte einer Bitzelle und der binäre ^rt "0" ist als einePositiv/Negativ-Umkehr der Flußorientierung }.n der Mitte einer Bitzelle gespeichert ο Die Umkehrungen der Flußorientierung an den Grenzen der Bitzellen repräsentieren nicht unmittelbar die aufgezeichneten Daten. Wenn die Schaltung phasenkodierte Daten verarbeitet, liegt der NRZ-Ausgang des Flip-Flops 40 auf Erdpotential und der FS-Ausgang führt einen positiven Pegel, so daß durch die UND-Schaltung 45 keine Übertragung stattfindetο Nach üblicher Praxis bei der Auf zeichnung phasenkodierter Daten erscheint vor jedem Block derartiger Daten auf den Band 1 ein Vorwort aus einer Reihe von binären Süllen, die in einer bestimmten Anzahl von Bitzellen aufgezeichnet sind, und

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nach. Jedem Block ein ähnliches Nachwort. Da in jeder Bitzelle des Vorwortes der gleiche binäre Wert aufgezeichnet ist, ähnelt die Charakteristik des von dem Vorwort erzeugten Lesekopfsignals mehr der Charakteristik des Lesekopf signals für NRZ*---Daten typischer Packungsdichten als der Charakteristik des Lesekopfsignale zu phagenkodierten Daten, Mit anderen Worten, die Vorwortcharakteristik ändert sich nicht merkbar in ihrer größten Amplitude bzw„ weicht nicht viel von dem Bezugspegel ab, wie es bei den zu phasenkodierten Daten gehören-» den Lesekopfsignalen der Fall ist_e Für phasenkodierte Daten ist ein niedriger Schwellpegel geeignet, da die Schwankungen der größten Amplitude groß sind und aufgrund ihrer schmalen Bandbreite das Rauschen zwischen den Signalen begrenzt 1st. Andererseits ist für die modifizierten HRZ-Daten ein hoher Schv/ellpegel geciga3i:._f da die Schwankungen der größten Amplitude klein sind und aufgrund der großen Bandbreite viel Rauschen zwischen den Signalen vorhanden ist» Auch für das Vorwort der phasenkodierten Daten ist ein hoher Schwellpegel geeignet_t da die Schwankungen der größten Amplitude klein sind und dem Anfang des Vorwortes wegen fehlender Aufzeichnung auf dem Band viel Rauschen vorhergeht. Wenn der Schwell=

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pegel für phasenkodierte Daten, auch für das Vorwort benutzt wird ^ würde in vielen Fällen das vor dein Vorwort auf dem Band befindliche Rauschen ein Signal erzeugen« das den Sehwellpeßöl übersteigt und eine Fehlanzeige für den Beginn des Vorwortes liefern₀ Dalier wird die Aus---· gabonohaltung für die Verarbeitung der modifizierten NEZ"-Daten auch für die '/ahrnehmuiig dee Anfanges vom Vorwort der phasenkodierten Daten benutzt» Der Plus= schwellendetektor 21, Minusschwellendetektor 22 ₉ bipolare Spitzendetektor 23, UND-Schaltung 43, UHD-Schaltüng 4-8, HND-Schaltung 45, ODER-Schaltung 44, ODER-Schaltung und Impulsgenerator 42 verarbeiten den Beginn des Vorwortes jedes Blockes aus phasenkodierten Daten in der oben im Zusammenhang mit der Auswertung der HRZ-Daten beschriebenen Weise,. Nachdem am Ausgang des Impulsgenerators 42 eine bestimmte Anzahl von Impulsen aufgrund des Vorwortes eines Blockes aus phasenkodierten Daten erzeugt wurde, ist mit gewisser Wahrscheinlichkeit erreicht , daß das Vorwort eines Blockes aus phasenkodierten Daten tatsächlich als vom Rauschen unterschieden ausgelesen wird. Dann wird die Schaltung nach Fig, I umgestellt« um mit einem phasenkodierten Lesekopfsignal zu arbeiten» Dies wird erreicht, indem der Ausgang des Impulsgeneratore

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42 mit einem Zähler 70 über eine UND-Schaltung 71 verbunden ist, die von dem PB-Ausgang des Flip-Flops 40 versorgt wird. Nachdem die bestimmte Anzahl von Impulsen vom Impulsgenerator 42 erzeugt wurde, liefert der Zähler 70 einen Impuls, der das Flip-Flop 72 setzte wodurch die Ausgangsleitung VRL versorgt wird. Der Übergang von Erdpotential zu dem positiven Pegel an der Leitung VRL zeigt an, daß ein gültiger, auf dem Band aufgezeichneter Pegel wahrgenommen wurde. Die Leitung VRL wird in einer UND-Schaltung 74 mit dem Auegang des bipolaren Spitzendetektors 23 und mit einer UND-Schaltung 73 mit den Inversen des Ausganges des Spitzenzählers 23 kombiniert„ Nachdem ein gültiger Aufzeichnungspegel angezeigt wurde und die Leitung VRL einen positiven Pegel führt, überdecken die UND-Schaltungen 73 und 74 die UND-Schaltungen 43 und 48. Kit anderen Worten, die Ausgänge der ODER-Schaltungen 44 und 46 wechseln von Erdpotential in den positiven Pegel jedesmal, wenn der bipolare Spitzendetektor 23 die Spitze eines positiven Impulses bzw. eines negativen Impulses des Lesekopfsignals wahrnimmt, ohne Rücksicht darauf, ob das Lesekopfsignal den Schwellpegel der Detektoren 21 und 22 übersteigt. An dem Ausgang dee Impulsgeneratore 42 werden daher Impulse fester

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Breite für die negativen Impulse des Lesekopfslgnales, und am Ausgang des Iispulsgenerators 4-1 werden Impulse fester Dauer für die positiven Impulse des Lesekopfsig~ nales erzeugt,. V/enn das Snde des Nachwortes jedes Blockes wahrgenommen wird, wird der Bandtransport gestoppt, Ms der Bandtransportsteuerung ein Befehl zum Lesen eines anderen Blockes gegeben mrd. Zu gleicher Zeit werden der Zähler 70 und das Flip-Flop 72 für die Wahrnehmung des Anfanges eines Vorwortes des nächsten Blockes zurückgesetzt O

Die von den Impulsgeneratoren 41 und 42 erzeugten Im« pulse repräsentieren das nach der Zeit diskriminierte Lesekopfsignal. Wie man aus der Kurve B der FIg₀ 3 erkennt hat das phasenkodierte Lesekopfsignal sehr unterschiedliche Spitzenamplituden und schwankt um den Hüllpegel. Daher wird die Spitze-Spitze-Amplitude des phasenkodierten Lesekopf signals als Baals fur die Amplitudendiskri-= minierung festgestellt. Dazu wird das phasenkodierte Lesekopfsignal auf einen Differenzlerer 24 gegeben. Entsprechend der Kurve H in Fig. 3 hat das differenzierte Signal Nulldurchgange (zu den Zeltpunkten a und b), die zeitlich den Spitzen des Lesekopfsignales entsprechen«

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Die Maximalamplitude des Ausganges am Differenzierer 24 wird durch eine Reihenschaltung einer Batterie 85 und einer Diode 86, zu der die Reihenschaltung aus der Batterie 76 und der Diode 75 parallel liegt, symmetrisch begrenzt α Die Spannung an den Batterien 85 und 76 bestimmt die Amplitudengrenze am Ausgang des Differenzierers 24» Der Grund für die Ausgangsbegrenzung des Differenzierers 24 und das Kriterium für die Festlegung der Amplitudengrenze werden weiter unten genannt. Entgegengesetzt gepolte Dioden 77 und 78 liegen zwischen dem Ausgang des Differenzierers 24 und dem Eingang der Integrierer 79 bzwo 80_o

nur

Wegen der Diode 77 integriert der Integrierer 79/uber die xjositive Halbwelle des differenzierten Signals,, was man aus der Kurve J in Pig» 3 erkennt. Da der Ausgang des Integrierers 79 am ins Negative gehenden Nulldurchgang des differenzierten Signals (Zeitpunkt a) dao Integral über die positive Halbwelle des differenzierten Signals repräsentiert, stellt er auch die ins Positive gehende Spitze-Spitze-Amplitude des Lesekopfsignalea selbst dar. Der Ausgang des Impulsgeneratore 41 wird auf den Loscheingang des Integrieren 79 gegeben, der aufgrund der Beendigung Jodes von dem Impulsgenerator 41 (Zeitpunkt b)

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erzeugten Impulses gelöscht wird» Der Ausgang des Inte·" grierers 79 sinkt jedesmal, wenn er gelöscht wird, auf Erdpotential ab, auf dem er bis zur nächsten positiven Halbwelle des differenzierten Signals (Zeitpunkt d) verbleibt. Auf diese tfeioe werden die positiven Halbwellen des differenzierten Signales einzeln integriert» Der Aus» gang des Integrierers 79 wird auf den Eingang eines Schwellondetektors 81 gegeben. Der Ausgang des Schwellen« detektors 81 bleibt auf Erdpotential, bis das auf seinen Eingang gegebene Signal einen bestimmten positiven Schwell» pegel (in der Kurve J der Fig. 5 durch die gestrichelte Linie 82 angedeutet) übersteigt, zu welcher Zeit sein Ausgang den bestimmten positiven Pegel annimmt. Wie aus der Kurve L in Fig. 3 zu erkennen, steigt der Ausgang des Schwellendetektors 81 auf den positiven Pegel (zur Zeit f) jedesmal, wenn der Ausgang des Integrierers 79 den Schwellpegel übersteigt, und der Ausgang des Schwellendetektors 81 sinkt auf Erdpotential jedesmal ab, wenn der Integrierer 79 gelöscht wird (Zeitpunkt b)_o Wegen der Diode 78 integriert der Integrierer 80 nur über die negativen Halbwellen des differenzierten Signals (Kurve K)₀ Da der Ausgang des Integrierers 80 an den ins Positive gehenden Nulldurchgängen des differenzierten Signals (Zeit-

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punkt d) das Integral über die negative Halbwelle des differenzierten Signals repräsentiert, stellt er auch die ins Negative gehende Spitze-Spitze-Amplitude des Lesekopfsignals selbst dar. Der Ausgang des Impulsgenerators 4-2 wird auf den Loscheingang des Integrierers 80 gegeben, der am Snde (jedes von dein Impulsgenerator 4-2 erzeugten Impulses gelöscht wird (Zeitpunkt e). Der Ausgang des Integrierers 80 nimmt bei der Löschung Erdpotential an, auf dem er bis zu der nächsten negativen Halbwelle des differenzierten Signals (Zeitpunkt a) verbleibt· Der Ausgang des Integrierers 80 wird auf den Eingang des Schwellendetektors 83 gegeben. Der Ausgang des Schwellendetektors 83 bleibt auf Erdpotential, bie das auf seinen Eingang gegebene Signal einen bestimmten negativen Schwellpegel übersteigt (in der Kurve K der Fig. 3 durch die gestrichelte Linie 84· dargestellt), an welchem Zeitpunkt der Ausgang den bestimmten positiven Pegel annimmt. Aus der Kurve H der 7ig. 3 erkennt man, daß der Ausgang des Schwellendetektors 83 jedesmal dann auf den positiven Pegel ansteigt (Zeltpunkt c), wenn der Ausgang des Integrierers 80 den Schwellpegel übersteigt, und der Ausgang des Schwellendetektors fällt auf Brdpotential immer dann ab, wenn der Integrierer 80 gelöscht wird (Zeltpunkt e).

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Die Frequenzkennlinie eines Differenzierers steigt mit zunehmender Frequenz an. Um dieses au vermeiden, wird der Ausgang des Differenzierers ?Λ durch die Dioden 86 und 75 und die Batterien 85 und 76 derartig symmetrisch "begrenzt, daß die größte Amplitude für das Triggern der Schwellendetektoren 81 und 85 ausreicht, wenn ein Signal von kleinster noch annehm'barer Amplitude und höchster Frequenz aus dem Frequenzspektrum des Lesekopfsignals auf den "Eingang des Differenzierers 24 gegeben ivird. Für ein phasenkodiertes Lesekopfsignal besteht die höchste Frequenzkomponente im wesentlichen aus der Frequenz* sit der die Bitzellen auftreten. Daher ist der Ausgang des Differenzierers 24· auf eine Amplitude "begrenzt, die für die Verarbeitung eines phasenkodierten lesekopfsignals von Interesse ist. Da die Diskriminierung auf einer Zeit-Amplituden-Basiß durchgeführt wird, wird durch die Begrenzung das hochfrequente Bauschen unterdrückt· Diese Begrenzerwirkung besteht darin, daß die Bandbreite der amplitudendiskriminierenden Schaltung auf die höchste noch interessierende Frequenzkomponente des Lesekopfsignales beschrankt wird.

Die Schwellendetektoren 81 und 83 können Schmidt-Trigger

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r.it vernaclilässigbarer Hysterese sein. Die Integrierer 7v und 80 können Kondensatoren enthalten, die in Abhän-.■/ir.j'r.slt vom der zu integrierenden Halbzelle des differenr,i.crcten Signals aufgeladen werden, und die in Abhängigkeit vou dem auf den Löscheingang gegebenen Signal entladen worden.

Der Ausgang des Plusschwellendetektors 81 ist in einer UND-Schaltung 90 mit dem Ausgang des Impulsgenerators -⁷H kombiniert. In ähnlicher #eise ist der Ausgang des Iiinusschwellendetelttors 83 in einer UND-Schaltung 91 mit den Ausgang des Impulsgenerators 4-2 kombiniert. Die Ausgänge der UND-Schaltungen. 90 und 91 sind durch die UND« Schaltung ?2 bzw. 9?, die durch den VRL- Ausgang des Flip-Flops 72 versorgt v/erden, mit der Auswerte schaltung 94· für phasenkodierte Daten verbunden. Die Ausgänge der IJITD-Schaltungen 90 und 91 enthalten normalerweise Impuls- ^elhen entsprechend den Kurven N und P aus Fig„ 3. Die jimpulse an dem Ausgang der UND-Schaltung 92, die in der Kitte der Bitzelle auftreten, repräsentieren Daten mit dem binären Wert "1". Entsprechend stellen die Impulse an dem Ausgang der UND-Schaltung 93, die in der Mitte der Bitzellen auftreten, Daten des binären Wertes ⁿO" dar_o

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Diejenigen Impulse an dem Ausgang der UND-Schaltungen 92 und 93, die an den Grenzen der Bitzellen auftreten, repräsentieren Plußumkehrungen auf dem Band 1, die keine Baten darstellen, sondern in einer Eigenart des Aufzeichnungsverfahrens für phasenkodierte Daten "begründet sind· Die Außwertesehaltung 94- trennt die Datenimpulse von den Fhasenimpulsen, so daß die Daten entschlüsselt und weiterverarbeitet werden können; eine entsprechende Auewerteschaltung ist in der gleichlaufenden Patentanmeldung "Verfahren und Anordnung zur übertragung .von Signalen" (B 80, US Serial Ur. 668 319 vom 18,9*1967) beschrieoen.

Der Ausgang des Schwellendetektors 81 wird über eine Umkehrstufe 95 auf den Eingang einer UHD-Schaltung 96 gegeben, in der er mit dem Ausgang des Impulsgenerators 41 kombiniert wird. Entsprechend wird der Ausgang des Schwellendetektors 83 durch eine tfcikehrstufe 97 auf eine UND-Schaltung 98 gegeben, in der er mit dem Ausgang des .Impulsgenerators 42 kombiniert wird. Die Ausgange der UND-Schaltung 96 und 98 sind Über eine ODER-Schaltung 99 mit der Fehleranzeige 100 für phasenkodierte Daten ver-

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bunden« Wenn die Spitee-Spitze-Aaplitude des Lesekopfsignaled für das Triggern des Schwellendetektors 81 bzw. 83 an den entsprechenden Spitzen dee Lesekopfsignals nicht ausreicht, wird ein Impuls fester Dauer von dem Impulsgenerator 41 bzw· 42 duroh eine UBD-Schaltung (96 "bzw. 93) und die ODER-Schaltung 99 auf die Fehleranzeige 100 übertragen, der sie betätigt» Während einer Schreibe-PrÜf-Oper&tion zeigt die Betätigung der Fehleranzeige 100 an, daß das auf dem Band 1 aufgezeichnete phasenkodierte Datum keinen genügend hohen Lesekopf signalpegel liefert« In solchem Fall wird das phasenkodierte Datum neu auf das Band 1 geschrieben. In einem LeseVorgang zeigt die Betätigung der Fehleranzeige 100, daß das Datum in einer Bitzelle verloren ging* In diesem Fall wird ein Versuch gemacht, das Datum durch Paritätsinformation zu rekonstruieren«

Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem Magnetband beschrieben; selbstverständlich let sie auch für die Ausgabe von Daten, die auf anderen Speichermedien (magnetische Trommeln oder Platten) aufgezeichnet sind, anwendbar«

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur getrennten Übertragung der von einen Speicher einer Datenverarbeitungsanlage ausgegebenen, unterschiedlich kodierten, binaren Daten entsprechenden Signale, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ausgegebenen Signale erste Impulse erzeugt werden, die das Auftreten von Scheitelwerten dieser Signale anzeigen, und zweite Impulse erzeugt werden, die das Überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die ausgegebenen Signale oder durch von ihnen abgeleitete Hilfssignale anzeigen, und daß durch die ersten und zweiten Impulse neue, den ausgegebenen Signalen entsprechende Impuls· getrennt nach der jeweiligen Kodierung übertragen werden·

2» Verfahren nach Anspruch 1 mit einem Speicher, in dem die Daten in konventionellem Kode aufgezeichnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Impulse das überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die ausgegebenen Signale anzeigen.

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3, Verfahren nach Anspruch 1 Bit «ine« Speicher, in dem die Daten phasenkodiert aufgezeichnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die «weiten Impulse das Überschreiten mindestens eines Schwellpegels durch die abgeleiteten Hilfssignale anzeigen.

4, Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeleiteten Hilfssignale die Spitze-Spitze-Atnplitude der ausgegebenen Signale wiedergeben, welche in mindestens einer Polarität auftreten·

5, Anordnung nur Ausführung des Verfahrens nach einein der Ansprüche 1-4 mit einer Ausgabe für die aus dem Speicher ausgegebenen Signale, dadurch gekennzeichnet, daß ein bipolarer Spitzendetektor (23) sur Erzeugung der ersten Impulse, eine erste Schwellendetektor-Schaltung (21, 22) und eine Reihenschaltung aus einer Spitze-Spitze-Amplitudendetektor-Schaltung (24, 79, 80, ···) und einer zweiten Schwellendetektor-Schaltung (81, 83, .··) sur Erzeugung der zweiten Impulse jeweils eingangsseitig an die Signalausgabe angeschlossen sind und eine Steuerschaltung (40, 45, 49, 71, ...) für die getrennte Übertragung ausgabeseitig mit der

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Schwellendetektor-Sch&ltung und mit Impulsgeneratoren (41, 42) zur Srseugung der neuen Impulse verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwellendetektor-Schaltung einen ersten Plus-Schwellendetektor (21), der auf das Überschreiten eines ersten positiven Schwallpegels anspricht, und einen ersten Minus-Schwellendetektor (22), der auf das überschreiten eines ersten negativen Schwellpegels anspricht, enthält.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Plus-Schwellendetektor und der erste Minus-Schwellendetektor jeweils aus einer Schmidt-Triggerschaltung mit vernachlässigbarer Hysterese besteht.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bipolare Spitzendetektor bei einem höheren positiven Schwellpegel als der erste positive und bei einem höheren negativen Schwellpegel als der erste negative anspricht.

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9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bipolare Spitzendetektor aus einer Schmidt-Trigger schaltung mit einer Hysterese besteht, die der Amplitude zwischen dem höheren positiven Schwellpegel und dem höheren negativen Schwellpegel entspricht.

10» Anordnung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oberschwellendetektor (20) eingangsseitig mit der Signalausgabe verbunden ist und eine Schreibfehleranzeige (64) eingangsseitig Über eine Torschaltung (60, 62, 63, ···) an die Ausgänge des Oberschwellendetektors, der ersten Schwellendetektor-Schaltung und des bipolaren Spitzendetektors angeschlossen ist·

11· Anordnung nach einen der Ansprüche 5 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze-Spitze-Amplitudendetektor-Schaltung zur Erzeugung der abgeleiteten Hilfssignale einen Differenzierer (24) enthält, der eingangsseitig mit der Signalausgabe und ausgangsseitig mit einen ersten Integrierer (79) und einem dazu parallel liegenden zweiten Integrierer (80) verbunden ist, derart, daß der erste Integrierer über die Halbwellen einer

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ersten Polarität des Differenzierer-Ausgangssignals und der zweite Integrierer über die Halbwelle einer zweiten Polarität integriert und beide Zntegrierer nach jeder empfangenen Halbwelle gelöscht werden·

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 5-11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwellendetektor-Schaltung einen zweiten Plus-Schwellendetektor enthält, der mit dem ersten Integrierer verbunden ist, und einen zweiten Minus-Schwellendetektor enthält, der mit dem zweiten Integrierer verbunden ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 5-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzierers mit einer Begrenzerschaltung (75, 76, 85, 86) verbunden ist, die die Ausgangsamplitude des Differenzierers auf die Amplitude des Eingangssignals mit der höchsten für die zweite Schwellendetektor-Schaltung benötigten Frequenzkomponente begrenzt»

14. Anordnung nach einen der Ansprüche 5-13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schreibfehleranseige

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(100) eingangsseitig über eine Torschaltung (95,...,99) mit den Ausgängen der zweiten Schwellendetektor-Schaltung und der Impulsgeneratoren verbunden ist.

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