DE1901225A1

DE1901225A1 - Fehlerpruefverfahren fuer Aufzeichnungen binaer codierter Informationen

Info

Publication number: DE1901225A1
Application number: DE19691901225
Authority: DE
Inventors: May Frederick Th; Cox Cecil W
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-01-15
Filing date: 1969-01-11
Publication date: 1969-09-04
Also published as: BE726753A; GB1213688A; DE1901225C3; CH476347A; SE387458B; ES361821A1; NL6900495A; FR1600715A; DE1901225B2; US3524164A

Description

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Böblingmi den 9. Januar 1969 ni- sp

Anrnelderin : International Busines Machiness

Corporation, Armonk, N, Y. 1Ü 50*.

Amtliches Aktenzeichen : Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin : Docket 9-67-070

Fehl erprüfver fahr en für Aufzeichnungen "binär codierter Informationen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerprüfung von Aufzeichnungen binär codierter Informationen, bei dein die räumliche Aufeinanderfolge der Informationsbits auf dem Aufzeichnungsträger zusammen mit ihrem digitalen Informationsgehalt als entsprechender zeitlicher Verlauf der" Lesespannung verarbeitet wird, " .

Es sind seit langem Verfahren zur Fehlererkennung in magnetischen Aufzeichnungen bekannt, bei denen der Aufzeichnungsträger nach dem Einschreiben der Daten an einem Lesekopf vorbeibewegt wird - oder umgekehrt - und die dabei abgelesenen Daten einer Fehlererkennungs schaltung zugeführt werden.

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Um die Folge der Datenbits bei richtiger Aufzeichnung -/.\i regeln, wird . in vielen dieser Systeme das Prinzip der Selbst synchroni sie rung angewandt, d.h. das aufgezeichnete Datenbit wird dazu benutzt, das Tasten der nächstfolgenden Datenbits zu steuern. Dabei arbeiten solche Aufzeichnungs - und Wiedergabesysteme vielfach nach den bekannten Codierverfahren der Phasenmodulation oder Richtungs-Taktschrift und der Frequenzmodulation oder Wechsel-Taktschrift. Bei jeder der beiden Techniken erzeugt ein aufgezeichnetes Datenbit ein Taktsignal, das den Zeitablauf der Wiedergabe der Informationen richtig bestimmt. Jedes solche Taktsignal, das von einem Datenbit abgeleitet wurde, kann dazu verwendet werden, das nächstfolgende Takt- und Informationssignal zuflankieren, also in ein definiertes Zeitintervall einzubetten und es so gegen den Einfluß verfälschender Störsignale, die auf der Datenspur aufgezeichnet sein können, abzuschirmen. Wenn das nächstfolgende Taktsignal nicht innerhalb des definierten Zeitintervalls auftritt, wird entweder vom System, zum Zwecke der Berichtigung ein Taktsignal erzeugt, das die Stelle des ausgefallenen Signals einnimmt, oder es wird ein Fehler angezeigt.

In bekannten Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren, in denen lange ' Blöcke von Informationen verarbeitet werden, werden redundante Gleichheitsbits zu den Datenbits hinzugefügt, so daß die abgetastete Information rekonstruiert werden kann, ohne ein nochmaliges Lesen des ganzen Informationsblocks zu erfordern. Dadurch wird sehr wohl eine hohe Zuverlässigkeit bezüglich der Rückgewinnung der Informationen erreicht,

doch der Aufwand an zusätzlichen komplizierten und kostspieligen elektronischen Schaltungsmitteln ist beträchtlich.

Weiterhin sind Verfahren zur Fehlererkennung bekannt, die darauf basieren, daß kurze Informationsblöcke bestimmter Länge, die im allgemeinen je ein Datenzeichen darstellen, aufgezeichnet sind uns als solche fehlergeprüft werden. Da die Anzahl aller Bits eines Zeichens in diesem Fall bekannt ist, kann ein einfacher Fehler dazu verwendet werden, die Nichtparität zwischen der vorbestimmten und der aktuellen Bitanzahl eines Zeichen festzustellen. DieseSysteme sind relativ einfach und billig, ermöglichen allerdings nur eine unzureichende Sicherheit bezüglich der Fehlerfreiheit einer Aufzeichnung bzw. einer Wiedergabe von digitalen Informationen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die geschilderten Nachteile der bekannten Systemezu vermeiden und ein Fehlerprüfverfahren für digitale Aufzeichnungen anzugeben, das eine Genauigkeit hohen Grades besitzt und folglich eine hohe Zuverlässigkeit' in Aufzeichnung und Wiedergabe der Informationen ermöglicht, und das mit einfachen Mitteln verwirklicht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verfahren eingangs beschriebener Art vorgeschlagen wird, das dadurch gekennzeichnet ist,

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daß die den Lesespannungsverlauf der einzelnen Datenzeichen bildende .Bitfolge von Zeichen und Taktsignalen in einer für jedes dieser Nutzsignale ein Aus gangs signal abgebenden Schaltung abgetastet wird, daß diese Aus gangs signale Zeitmarkengebern 1., 2. und 3. Art zugeführt werden, deren Ausgangs signale entsprechende Zeitintervalle 1., 2. bzw. 3. Art definieren, während derer bei Fehlerfreiheit jeweils der nächstfolgende Nützsignalimpuls auftreten muß, auftreten darf bzw. nicht auftreten darf, und daß die Ausgangs signale der Abtastschaltung ψ und der Zeitmarkengeber 1. und 3. Art einer Fehlererkennung^slogik

zugeführt werden,· die ein Fehler signal erzeugt, wenn ein Nutzsignal im Zeitintervall 3. Art bzw. kein Nutzsignal im Zeitintervall 1. Art enpfangen wird.

Die Genauigkeit der Aufzeichnung und die Sicherheit bezüglich der Fehlerfreiheit der Aufzeichnung kann nach der Erfindung vorteilhafter weise dadurch erhöht werden, daß mit dem Empfang jedes Taktsignals k ein Schaltsignal erzeugt wird, das nicht nur das Zeitintervall definiert,

in dem der nächstfolgende Taktimpuls auftreten muß, sondern das auch ein Zeitintervall , innerhalb dessen ein Bitsignal empfangen werden darf, und weiterhin zwei Zeitintervalle, innerhalb derer kein Bitsignal empfangen werden darf, definiert . Alle anderen Signale , also Stör-, signale , die mit Datensignalen nicht verwechselt werden können, d. h. bezüglich Polarität und Zeitpunkt des Auftretens nicht mit den Forderungen des Systems Übereinstimmen, werden ignoriert und im erfindungsgemäßen System nicht weiter verarbeitet.

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Zusätzlich wird die Anzahl der während des Prüfläufs jedes einzelnen Zeichens auftretenden Taktsignalimpulse registriert und der Informationsr gehalt des jeweils letzten , einem Flußwechsel in der magnetischen Datenträger schicht entsprechenden Signalimpulses auf Gleichheit bzgl. der Systembedingungen geprüft.

Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens sind den Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles , in der die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird, zu entnehmen.

In den Zeichnungen zeigt

Figur 1 schematisch .ein Blockschaltbild des Fehlererkennungssystems

nach der Erfindung,
Figur 2 ein zusammengesetztes Zeitdiagramm der Ausgangs signale

der verschiedenen lpgischen Einheiten des Fehlererkennungssystems nach Figur 1, bezogen auf ein typisches Datenzeichen.

Bevor nun das erfindungsgemäße Fehlererkennungssytem nach Figur 1 anhand einer detailierten Funktionsbeschreibung der einzelnen logischen Einheiten des Systems näher erläutert wird, wird zum besseren Verständnis der Erfindung das verwendete Verfahren zur Fehlererkennung im folgenden allgemein gekennzeichnet.

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Das Fehl er erkennung s system besteht aus zwei, Ihrer Funktion nach prinzipiell unterschiedlich wirksamen Teilen, nämlich einer ersten Logik, die einwandfreie Informations signale während bestimmter Zeitintervalle erkennt und weiterhin registriert, ob gültige Signale während anderer Zeitintervalle erscheinen, was das Vorhandensein von Fehlern anzeigt, und einer zweiten Logik, die feststellt, ob die richtige Anzahl von einwandfreien Informationssignalen innerhalb der Intervalle auftritt. Zur Erklärung der Zusammenhänge wird in den Zeichnungen der Figur 2 von einercharakteristischen Kurvenform der Signalspannung ausgegangen, die eine typische Zeichenbitfolge für eine Information darstellt.

Das Diagramm A in der Figur 2 zeigt einen solchen typischen Signalamplitudenverlauf eines Infor mationszeichens (Charakter) das entsprechend der bekannten Technik der Phasencodierung in Richtungstaktschrift binäre Informationen enthält, die durch die We chsel des binären Zustande von einer Polarität zur anderen ausgedrückt sind. Dabei sei hier z.B. die ■ binäre "1" als positive Zustandsänderung definiert und mit einem nach oben gerichteten Pfeil gekennzeichnet, während die binäre "O" als negative Zustandänderung mit einem nach unten gerichteten Pfeil gekennzeichnet ist. Bei der Aufzeichnung auf einen magnetischen Aufzeic hnungs -> t rager bedeuten diese Änderungen des binären Zustandes Wechsel der Sättigungsmagnetisierung in der einen oder anderen Richtung, d.h. das magnetische Medium ist zuerst in der einen Richtung magnetisch gesättigt,

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und wird dann an einer Bitstelle ummagnetisiert und in der anderen Richtunj magnetisch gesättigt, wobeidie Abstände der einzelnen Bits , also die Zeitdauer der einzelnen Magnetisierungszustände, zur Erkennung des Informationsgehaltes aufgenommen und verwertet werden. Solche positive oder negative Wechsel der Sättigungsmagnetisierung werden jeweils als eine bestimmte von Zeichensignalen abgetastet, welche jeweils ein zur Aufzeichnung bzw. Wiedergabe gelangendes Zeichen darstellt.

Wie aus dem Diagramm A der Figur 2 ersichtlich ist, treten diese mit Pfeilen gekennzeichneten Magnetisierungswechsel oder Ummagnetisierungsimpulse , z.B. 19 und 20 in bestimmten Zeitintervallen auf und ergeben bei richtiger Abtastung eine Folge von sowohl Informations wie auch Taktimpulsen. In der weiteren Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels werden diese, in der Zeichnung durch Pfeile dargestellten Magnetisierungswechsel im magnetischen Aufzeichnungsmedium, die die binären Informations signale der zu verarbeitenden Datenzeichen repräsentieren, als Zeichensignalimpulse bezeichnet und solche dem Eingang der Fehlererkennungsschaltung zugeführt.

Haben zwei benachbarte Datenbits denselben binären Wert, d.h. zwei aufeinanderfolgende Magnetisierungswechsel dieselbe Richtung, also daraus resultierenden Zeichensignalimpulse dieselbe Polarität , so ist es notwendig ,

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zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Zeichensignalmagnetisierungswechsel einen zusätzlichen Taktsignalmagnetisierungswechsel einzufügen. Beispiele für solche Magnetisierungswechsel sind aus dem Diagramm A der Figur 2 ersichtlich, wo sie zwischen den Zeitintervallen 4 und 5 und den Zeitintervallen 8 und 9 auftreten. In der weiteren Beschreibung werden diese korrigierenden Magnetisierungswechsel bzw. die daraus resultierenden Lesesignale als Taktsignalimpulse bezeichnet.

Der Kurvenverlauf nach Diagramm B in Figur 2 zeigt eine Taktimpulsfolge

■ T die dazu benutzt werden könnte, die Zeichensignalimpulse des zu

'verarbeitenden Datenzeichens mit Hilfe einer nicht gezeigten Aufzeichnungsschaltung richtig aufzu zeichnen . EfS soll aber daraus nur ersichtlich werden, daß die Zeichensignalimpulse mit einer festen Frequenz aufeinanderfolgen. Analoges gilt für die Taktimpulsfolge T des Diagramms G, jedoch bezogen auf die Taktsignalimpulse . Dieses Diagramm soll lediglich deutlich machen, daß die Taktsignalimpulse hier beispielsweise in der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeichensignalimpulsen . nach Diagramm A auftreten. Natürlich können entsprechende Taktsignalimpulse auch früher oder später , d.h. vor oder nach der Mitte zwischen den Zeichensignalimpulsen eingeschoben werden ,. In der Praxis der Fehlererkennung nach dem erfindungs gemäß en Verfahren erweist es sich wegen störender Einflüße durch einen möglichen Schlupf und unvermeidbare GeschwindigkeitsSchwankungen des Aufzeichnungsmediums,

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durch elektronische Toleranzen , durch bitdichtebedingte Spitzenwert verschiebungsSchwankungen, durch Abheben des Aufzeichnungsträgers vom Magnetkopf und durch eine unterschiedliche Frequenz empfindlichkeit des Magnetkopfes als unmöglich, daß die Zeichensignal- und Taktsignalimpulse genau zum richtigen Zeitpunkt empfangen werden; vielmehr treten sie innerhalb vorbestimmter Zeitintervalle auf, wobei die länge dieser Intervalleentsprechend.dem ung'ünstigsten Fall zu wählen ist. Da es auf diese Weise bekannt ist, daß ein Zeichensignalimpuls innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem vorangegangenen Zeichensignalimpuls erfolgen wird, und da weiterhin bekannt ist, daß ein Takt-Signalimpuls innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem vorangegangenen Zeichensignalimpuls erfolgen -wird, können diese beiden Zeitintervalle nach Lage und Länge bestimmt werden. Irgendein gültiges Signal,' das außerhalb dieser zwei Zeitintervalle abgetastet wird, zeigt an, daß eine Störung vorliegt und eine Fehlerbedingung existieren kann. Die logische Schaltung nach Figur 1 definiert' demgemäß eine Vielzahl von Zeitintervallen, während derer ein gültiges Signal auftreten muß, während derer es auftreten kann bzw. während derer; es nicht auftreten darf.

Zusätzlich wird, da jedes Datenzeichen aus einer vorbestimmten Anzahl von Zeichensignalimpulsen besteht und da am Ende jedes Zeichens die Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers in den Aus gangs zustand mit der ursprünglichen Polarität gebracht wird, womit angezeigt wird,

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daß eine gerade Anzahl von Magnetisierimgswechseln stattgefunden hat, die Richtung des letzten Magnetisierungswechsels abgetastet, um festzustellen, ob die richtige Anzahl von korrigierenden Magnetisierungswechseln aufgezeichnet worden ist. Die logische Schaltung nach Figur 1 übt auch diese Funktion aus.

Die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Fehlererkennungs syst ems werden nun anhand der Figur 1 durch eine detailierte Beschreibung des Zusammenwirkens der einzelnen logischen Blöcke erläutert. Ausgegangen wird dabei von Eingangssignalimpulsen, die die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Informationen darstellen und einem Leseverstärker 21 zugeführt werden. Diese Informationen werden in bekannter Weise vom Aufzeichnungsträger abgeleitet, während dieser im Arbeitsspalt des magnetischen Wiedergabekopfes vorbeiläuft.

Der Leseverstärker 21 registriert und verstärkt die Eingangs signale mit einem Amplitudenverlauf ähnlich der in Figur 2 Diagramm A dargestellten Information. Diese Aus gangs signale werden einem Flip-Flop 23 zugeführt, das seinen Schaltzustand ändert, wenn die Polarität der Signalamplitude von einem ersten Wert auf den anderem übergeht, der dem der, dem Schaltzustand des Flip-Flops entsprechenden Polarität • entgegengesetzt ist.

Die linke Seite des Flip-Flops 23 wird mit einem positiven Impuls getastet, während die rechte Seite des Flip-Flops mit einem negativen

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Impuls getastet wird. Wenn die linke Seite des Flip Flops einmal durch einen positiven Impuls umgetastet worden ist.können weitere positive Impulse keinen Einfluß mehr auf das Flip-Flop ausüben. Ähnlich verhält es sich mit den .negativen Impulsen auf der rechten Seite des Flip-Flops . wo nach einer Umtastung die weiteren zugeführten negativen Impulse ohne Einfluß auf das Flip-Flop bleiben. Da jedem Taktsignalimpuls entgegengestzter Polarität vorausgeht und da jedem Zeichensignalimpuls entweder ein Zeichensignalimpuls entgegengestzter Polarität oder ein Taktsignalimpuls entgegengesetzter Polarität vorausgeht, veranlaßt jeder solche Zeichensignal - oder Taktsignalimpuls den Leseverstärker 21, dem Flip-Flop ein gültiges Signal zuzuführen, das dessen Schaltzustand ändert, vorausgesetzt, daß kein Störsignalimpuls eintrifft und den Schaltzustand des Flip-Flops ändert. Damit ein solcher Stör Signalimpuls den Schaltzustand des Flip-Flops 23 umkehren kann, muß er dieselbe Polarität besitzen wie der nächstfolgende Zeichensignalimpuls bzw. Taktsignalimpuls. Störsigralimpulse mit entgegengesetzter Polarität verursachen keine Änderung des. Schalt-, zustandes des Flip-Flops 23 und haben deshalb keinen Einfluß auf das Fehlererkennungssystem. _:

Jene Zeichensignal-, Taktsignal - und Störsignalimpulse, die einen Wechsel des Schaltzustandes des Flip-Flops 23 verursachen, sind gültige Signale, während Rauschsignale, die das Flip-Flop 23 nicht tasten, ungültige Signale darstellen. Die Ausgangssignale des Flip-Flop 23 , die gültige Signale darstellen,

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werden zur Fehlerprüfung an die übrige logische Schaltung nach Figur 1 weitergeleitet. Das Flip-Flop 23 erzeugt drei Ausgangssignale, wovon das eine eine Polaritätsumkehr des Eingangs signals anzeigt und in Figur 1 als von der Mitte der Flip-FIo ρ-Schaltung 23 ausgehend abgebildet ist während die beiden anderen eine positive bzw. negative Polaritätsumkehr anzeigen und von der linken bzw. der rechten Seite des Flip-Flops 23 ausgehend abgebildet sind.

Die Datenzeichen sind auf dem Aufzeichnungsmedium als eine Folge von Signalimpulsen in periodischer Folge unter Bildung eines bestimmten gegenseitigen Abständes aufgezeichnet. Um den Beginn eines Datenzeichens festzustellen, spricht eine Starterkennungsschaltung 25auf eine positive Umtastung der Flip-Flop-Schaltung 23 an, die nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls von einer negativen Umtastung des Flip-Flops gefolgtwird, um ein Aus gangs signal zu erzeugen. Die positive Umtastung nach einer festgelegten Zeit, gefolgt von einer negativen Umtastung entspricht einem vorher festgelegten Aufzeichnungsmuster, von dem die Polaritätsumkehrungen des Zeichensignalimpulse der Datenzeichen abgeleitet werden. Das Ausgangssignal des Starterkennungsschaltkreises bleibt solange bestehen bis der Starterkennungs schaltkreis durch ein Stoppsignal zurückgesetzt wird, und wird nacheinander einem Synchronimpulsgenerator 29 zugeführt. Der Synchronimpulsgenerator 29 spricht auf die Polaritätsänderungen seiner Eingangs signale an und erzeugt einen Ausgangsimpuls kurzer Dauer. Das Aus gangs signal der Starterkennungsschaltung 25 wird außerdem an eine Und-Schaltung 31 weiter-

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geleitet durch die jeder Schaltungszustandwechsel des Flip-Flops 23, der innerhalb eines Zeitintervalls, in dem ein Zeichensignalimpuls auftreten muß , an die Oder-Schaltung 27 und den nachfolgenden Synchronimpulsgenerator 29 durchgesohltet wird. Jeder Zeichensignalimpuls bewirkt also ein Ausgangs signal des Synchronimpulsgenerators 29.

Das Aus gangs signal des Synchronimpulsgenerators 29 wird einem Zähler 32 zugeführt, der die Zahl des Synchrönimpulse, also die Zahl der Zeichensignalimpulse, innerhalb der Dauer eines Datenzeichens registriert. Außerdem erzeugt der Synchronimpulsgenerator 29 eine Taktimpusfolge, durch die die Zeitintervalle festgelegt werden, während derer gültige Signale, nicht auftreten oder auftreten dürfen oder auch auftreten müssen. Dazu werden die Ausgangs signale des Synchronimpulsgenerators 29 an den Eingang eines ersten Markierungsimpulsgenerators (S ) '33 gelegt. Dieser Markierungsimpuls generator kann ein monostabiler Multivibrator sein, der für die Dauer eines vorbestimmten Zeitintervalle in einer Tastlage verweilt, bevor er in seine stabile Lage zurückkehrt. Beim Zurücksetzen des S -Generators 33 entsteht ein

Signal, das den Markierungsimpulsgenerator (S_) tastet und in Betrieb

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setzt, der in Aufbau und Funktionsweise dem S -Generator ähnlich ist. In analoger Weise bewirkt das Zurücksetzen des S Generators 35 das Einsetzen eines Markierimpuls generators (S₉ ) 37,

Nach dem Zurücksetzen des S - Generators 37 werden dessen Aus-

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ßanessienale zwei Und-Schaltungen 39 und 14 zugeführt. Und die Und-

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Schaltung 39 wird ein Aus gangs signal des Zählers 32 eingeblendet, wodurch angezeigt werden kann, daß der Zähler noch nicht jene Anzahl von Signalimpulsen registriert hat, die den zu lesenden Bits eines Datenzeichens, entspricht, während in die Und-Schaltung 41 ein Zähler aus gangssignal eingeblendet wird, das anzeigt, daß alle Datenbits eines Zeichens abgelesen und geprüft worden sind. Danach erzeugen , entsprechend dem Zählerstand des Zählers 32, die Und-Schaltungen 39 und 41 je ein Ausgangssignal , welch'eseinen Markierungsimpulsgenerator 43 bzw. 45 zum Erzeugen von Markierungsimpulsen S_ bzw. S ansteuert. Die Aus gänge dieser beiden Markierungsimpulsgeneratoren schließen sich natürlich gegenseitig aus, d.h. nur ein Generator kann jeweils ein Aus gangs signal abgeben.

In den einzelnen Zeitdiagrammen der Figur 2 sind die Ausgangssignale des Synchronimpulsgenerators 29 und der Markierungsimpulsgenerator en 33, 35, 37, 43, und 45 als Amplitudenverläufe D bis I dargestellt. Die Kurve A zeigt einen typischen Amplitudenved auf eines Informationszeichens, das in dem erfindungsgemäßen ausführungsbeispiel Ver-Wendung findet. Es ist aus den Kurven ersichtlich, das ein Synchronimpuls im Diagramm D immer dann auftritt , wenn innerhalb des Informationszeichens ein Zeichensignalimpuls erfolgt, dass ein Mar- - kierungsimpuls S jeweils mit dem Auftreten eines Synchronimpulses erfolgt und daß ein Markierungsimpuls S _ gleichzeitig mit dem Ende des k. 2

Markierungsimpulses S , ein Markierungsimpuls S 2 a gleichzeitig mit dem Ende des Markierungsimpulses S und ein Markierungsimpuls S

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auftritt. Der Markierungimpuls S endet mit dem Auftreten des nächstfolgenden Synchronimpulses. Die gestrichelte Linie am Markierungsimpuls S3 in der Zeichnung gibt das Zeitintervall des Markierungsimpulses S an, in dem kein Synchronimpuls auftreten soll.

Aus dem Kurvenverlauf des Informationszeichens im Diagramm A der Figur 2 ist ersichtlich, daß alle Zeichensignalimpulse dann stattfinden wenn die Amplituden der Markierungsimpulse S bzw. S im Diagramm H bzw. F einen positiven Wert besitzen. Außerdem geht aus der Zeichnung hervor, daß während der Impulsdauer der Markierungsimpulse S und S in den Diagrammen D bzw. E keine Signalimpulse auftreten

Die Au s gang s signale des Markierungsimpuls generators S . sind im Amplitudendiagramm 1 abgebildet. Daraus geht hervor, daß .ein Ausgangs impuls unmittelbar vor dem letzten Polaritätswechsel eines Datensignals auftritt, wobei er zum Zeitpunkt des Auftretens dieser Palaritätsumkehr endet. Es ist weiterhin festzustellen, daß mit dem Ende des letzten Markierungsimpulses S gleichzeitig ein M arki er ungs impuls S auf- . tritt. Der letzte Zeichensignalimpuls innerhalb des Amplitudenverlaufs des Diagramms A, der mit ¹¹SP" bezeichnet ist, ist positiv und wird nach Ablauf eines Zeitintervalls von einem negativen Signalimpuls gefolgt. Die bisherige Beschreibung bezog sich auf die logischen Schaltungen, die spezifische Zeitintervalle erzeugen, während derer das Abtasten und Prüfen eines typischen Informations zeichens erfolgt, und auf die gegen-

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seitigen Beziehungen und Abhängigkeiten der verschiedenen so definierten Zeitintervalle. Die folgende Beschreibung soll die Funktionen der einzelnen logischen S chaltungs einheit en, die zum Erkennen und Anzeigen von Fehlerbedingungen eingesetzt werden, erläutern. Ganz allgemein besteht eine Fehlerbedingung dann, wenn ein gültiger Signalimpüls innerhalb des Zeitintervalls eines Markierungsimpulses S₁ oder S_ auftritt. Außerdem besteht eine Fehlerbedingung auch dann, wenn innerhalbder Zeitintervalle der Markierungsimpulse S oder S . kein Signalimpuls erfolgt. Weiterhin muß der letzte Zeichensignalimpuls innerhalb eines Zeichens positiv sein und damit anzeigen, daß die richtige Anzahl von Taktsignalimpulsen aufgetretenist.

Das Zusammenwirken der logischen Einheiten der Fehlererkennungsschaltung nach Figur 1 mit den durch die verschieden en Markierungsimpulsen de-r finierten Zeitintervallen stellt sich folg end ermaß en dar. In die Und-Schaltung 47 wird neben einem Ausgangssignal des Flip-Flops das Ausgangssignal des S -Generators 33 eingeblendet , wodurch darin jede Änderung des Schaltzustandes des Flip-Flops angezeigt wird. Wenn also das Flip-Flop 23 innerhalb eines Zeitintervalls, in dem der Markierungsimpuls generator S ein Ausgangs signal erzeugt, umgetastet wird, erzeugtauch die Und-Schaltung 47 ein Aus gangs signal , das über einen Oder- Schaltkreis 49 zu einer Fehleranzeige 51 durchgeschaltet wird. Auf ähnliche Weise wird im Und-Schaltkreis 53 das Ausgangs signal des S - Generators 37 mit dem Ausgang des Flip-Flops 23 torgeschaltet, um die Fehleranzeige 51 zu tasten , wenn das Flip-Flop in einem Zeitintervall, in dem der S Generator ein Ausgangs signal erzeugt, umgetastet wird.

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Der T or schaltkreis 55 schaltet durch, wenn der S- Generator 43 ein positives Ausgangs signal erzeugt, und er sperrt jeweils beim Ausgangs signal des Flip-Flops 23, das dessen Umtasten anzeigt. Wenn jedoch dieses Flip-Flop 23 kein solches Ausgangs signal abgibt, gibt der Torschaltkreis 55 nach dem Abschalten des S - Generaotrs 43 ein Ausgangs signal ab. Der Tor schaltkreis 55 gibt also ein Ausgangs signal ab, wenn das Flip-Flop 23 in dem Zeitintervall, das durch den S - Impuls definiert ist, nicht umgetastet wird,. Dieses Ausgangsignal wird dann dem Oder-Schalt kreis 49 zugeführt, der die Fehleranzeige 51 einstellt. Auf ähnliche Weise schaltet der Tors chaltkr eis 57 das Ausgangs signal des S - Generators durch, vorausgesetzt, daß kein Sperr signal von der linken Seite des Flip_rFlop 23 eintrifft. Die linke Seite des Flip-Flops gibt nur dann ein Ausgangs signal ab, wenn die rechte Seite des Flip-Flops 23 getastet wird und wenn der Leseverstärker 21 einen poitiven Signalimpuls enpfängt. Der Tor schaltkreis 57 stellt sicher, daß ein positiver Signalimpuls in dem Zeitintervall, das das durch den S - Impuls bestimmt ist, entreten muß und gibt ein Ausgangssignal an den Oder-Schaltkreis 49 weiter, über den aber nur dann die Fehleranzeige 51 angesteuert wird, wenn kein solches Signal im S -Zeitintervall

auftritt.

Bei Betrieb des erfindungs gemäß en Fehlererkennungssyt.ems werden die auf (fern, magnetischen Trägermedium, aufgezeichneten Datensignale über einen Lesekopf abgetastet und von dem Leseverstärker 21 aufgenommen, der ein den phasencodierten Datenbits ähnlich dem Kurvenverlauf des Diagramme A in Figur 2 entsprechendes Ausgangsignal erzeugt und an das Flip-Flop weitergibt. Das Flip-Flop wird jedesmal umgetastet, wenn vom

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Leseverstärker 21 ein gältiges Signal ankommt, Die Starterkennungsschaltung 25, die auf die Ausgangssignale des Flip-Flops anspricht, erkennt den vorbestimmten Startsignalimpuls , der jedem Datenzeichen vorausgeht, und gibt ein Ausgangssignal ab, dessen Auftreten anzeigt, daß ein Datenzeichen folgen wird. Dieses Signal setzt die erfindungsgemäße Daten erkennungsschaltung, die prüft, ob ein Datenzeichen richtig aufgezeichnet und abgetastet worden ist, in Betrieb.

Da das Zeitintervall, innerhalb dessen ein Zeichen signalimpuls auftreten muß, durch die Verwendung einer zwangsweisen Taktfolge in dem phasencodierten System festgelegt ist, und da das Zeitintervall, in dem ein Taktsignalimpuls erfolgt, genauso festgelegt ist, zeigt die Fehlererkennungsschaltung dann einen Fehler an, wenn ein gültiges Signal ausßer-. halb dieser Zeitintervalle auftritt, oder wenn ein Zeichensignal impuls in dem Zeitintervall, indem er erfolgen hätte müssen, nicht auftritt. Sobald die StarterkennungsBchaltung 25 anzeigt, daß ein Startbit eines Datenzeichens empfangen wurde, liefert der Synchronimpuls generator 29 ein ' Ausgangs signal an den Markierungsimpuls generator 33. Die Markierungsimpuls generator en 35, 37, 43 und 45 erzeugen nacheinander Ausgangsimpulse, die die verschiedenen Zeitintervalle , innerhalb derer.gültigen Datensignale auftreten können, auftreten müssen oder nicht auftreten dürfen. Die Und-Schaltkreise 47 und 53 und die Torschaltkreise 55 und 57 sprechen auf die verschiedenen Aus gangs signale der Markierungsimpulsgeneratoren und des Flip-Flops 23 , das das Auftreten eines gültigen Signals anzeigt, an, wodurch für den Fall, daß ein gültiges Signal nicht

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während des richtigen Zeitintervalls auftritt, oder kein Signalimpuls in einem Zeitintervall, in dem er auftreten müßte, erfolgt, über die Fehleranzeige 51 ein Fehler festgestellt wird. Jeder Zeichensignalimpuls verursacht am Synchron impulsgenerator 29 ein Aus gangs signal und setzt die Markierungsimpulsgeneratoren in ihre ursprüngliche Lage zurück. Nun sind die Markierungsimpulsgeneratoren für einen nächsten Prüflauf zur Einstellung der verschiedenen Zeitintervalle bereit. Die Zeitintervalle die durch das Auftreten der verschiedenen Markierungsimpulse festgelegt sind, stehen also, wie aus den beschriebenen Zusammenhängen hervorgeht, mit den vorausgegangenen Z eichen Signalimpulsen in Beziehung und Abhängigkeit.

Der Zähler 32 spricht auf das Ausgangssignal des Synchronimpuls generators 29 an und registriert die Anzahl der Synchronimpulse . Da alle Datenzeichen dieselbe Anzahl von Zeichensignalimpulsen besitzen, und da der Synchroninpulsgenerator 29 für jeden Zeichensignalimpuls ein Ausgangs signal erzeugt, stellt der Zähler 32 fest, ob die richtige Anzahl von Zeich en signalimpuls en aufgetreten ist. Da die Zahl der Zeichensignalimpulse für ein Datenzeichen spezifisch und bekannt ist, und da das Trägermedium wieder in denselben magnetischen Zustand zurück- . versetzt wird, in dem es sich vor dem Ablesen eines Datenzeichens durch Abtasten des jeweils nächstfolgenden Zeichen befand , kann das Auftreten der richtigen Zahl von Takteignalimpuleen mit Sicherheit dadurch festgestellt werden, daß die Polarität des letzten Zeichensignalimpulses festgestellt wird. In dem beschriebenen System besitzt jedes Datenzeichen

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eine ungerade Anzahl von Zeichensignalimpulsen und es muß, da der Aufzeichnungsträger wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, sich insgesamt eine gerade Zahl von Signalimpulsen ergeben. Daraus folgt, daß auch die Zahl der Taktsignalimpulse: ungerade sein muß, um mit der ungeraden Zahl von Zeichensignalimpulsen eine gerade Gesamtzahl von Signalimpulsen zu ergeben. Wenn die Polarität des letzten Zeichensignal impulses eine solche ist, daß sich das Aufzeichnungsmedium, in seinem Ausgangs zustand befindet, und wenn nach der Anzeige des Zähler 32 die richtige Anzahl von Zeichensignalimpulsen aufgetreten ist, kann gefolgert werden, daß eine falsche oder gerade Zahl von TaktsignaKmpulsen abgetastet worden und das abgetastete Datenzeichen fehlerbehaftet ist. Der Torschaltkreis 57 spricht auf den Ausgang des Flip-Flops 23 an, um die richtige Polarität des letzten Zeichensignalimpulses festzustellen.

Anhand der Figur 2 werden nun einige besondere Fehl er Situationen beschrieben. Die gestrichelt eingezeichneten Pfeile 60 bis 63 im Diagramm A, die innerhalb der Zeitintervalle 10 und 11 liegen, stellen Störsignalspitzen dar, die möglicherweise auftreten und von der logischen Schaltung nach Figur 1 als Fehlerbedingungen abgetastet werden können in das System durch Strahlungsrauschen , Schwankungen in der Stromversorgung Unregelmäßigkeiten im Aufzeichnungsträger usw. eingestreut, werden.

Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, liegt der Störsignalimpuls 60 in einem dem Markierungsimpuls S. entsprechenden Zeitintervall, der Störsignalimpuls 61 in einem dem Markierungsimpuls S entsprechenden Z ei tinter-

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vail, der Stör sign alimpuls 62 in einem dem MarMeru' ngsimpuls S

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entsprechenden Zeitintervall und der Störsignalimpuls 63 in einem dem Markierungsimpuls S entsprechenden Zeitintervall.

In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß nur einer der Störsignalimpulse 60 bis 63 auftritt. Der Fall, daß möglicherweise mehrere Rauchsignalimpulse gleichzeitig auftreten, wird danach behandelt, Jeder Stör Signalimpuls 60 bis 63 ist positiv; negative Störsignalimpulse werden nicht betrachtet, da der Zeichensignalimpuls zwischen den Zeitintervallen 9 und 10 negativ ist, und da ein darrauffolgender negativer Impuls keinen Einfluß auf den Ablauf der Fehlerprüfung besitzt. Zwischen den Zeitintervallen 10 und 11 können also nur positive Stör signalimpulse möglicherweise eine fehlerhafte Datenzeichenprüfung verursachen.

Ein positiver Störsignalimpuls, der im Zeitintervall einer Marke S Hegt, tastet die Fehlererkennungslogiknach Figur 1 ebenso wie ein positiver Störsignalimpuls 62, der im Zeitintervall einer Marke S .liegt. Der Stör signalimpuls 61 jedoch, der im Intervall einer Marke S liegt, .tastet die Fehlererkennungslogik nicht, da zum Zeitpunkt eines Empfangs nicht bekannt ist, ob er einen gültigen Tastsignalimpuls oder einen Störsignalimpuls darstellt, Positive-Stör signalimpulse dagegen veranlassen demnach die Erkennungsschaltung, nur negative Signalimpulse zu erkennen. Deshalb wird ein aktueller Zeichensignalimpuls, der zwischen den Zeitintervallen 11 und 12 abgetastet wurde, nicht erkannt. Da während

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dem der Marke S entsprechenden Zeitintervall innerhalb der Zeitintervalle 11 und 12 also kein Zeichensignalimpuls auftritt, wird ein Fehler angezeigt. Während die Störsignalimpulse 60 und 62 sofort als fehlerhaft erkannt werden, wird der Störsignalimpuls 6l nicht sofort erkannt. Er arbeitet, um den Empfang eines anstehenden Zeichensignalimpulses zu verhindern und dadurch einen Fehler anzuzeigen. Der Störsignalimpuls 63, der während einem dem S - Markierungsimpuls entsprechenden Zeitintervall auftritt, wird als Zeichensignalimpuls erkannt. Der darauffolgende Zeichensignalimpuls, der zwischen den Zeitintervallen 11 und 12 erfolgt, wird nicht erkannt, da die Erkennungsschaltung durch den Störsignalimpuls 63 so getastet ist, daß von ihr nur negative Signalimpulse erkannt werden. Da aber der Störsignalimpuls denselben Informationsgehalt wie ein Zeichensignalimpuls hat, wird die Information, die nun in dem Kurvenverlauf eines Datenzeichens enthalten ist, nicht durch den Empfang eines Störsignalimpulses als Zeichensignalimpuls geändert. Folglich wird zu diesem Zeitpunkt kein Fehler angezeigt. Jedoch könnte die Erkennung des Störsignalimpulses 63 als Zeichensignalimpuls den selbst steuernden Tastmechanismus des Systems zerstören, da die Erkennung eines Zeichensignalimpulses das Zeitintervall festlegt, in dem der nächste Zeichensignalimpuls auftreten muß. Deshalb würde die Erkennung eines Störsignalimpulses als Zeichensignalimpuls verursachen, daß das Synchronsignal nach Diagramm D zu früh, etwa an der Stelle des gestrichelten Impulses 64 des Diagramms D, auftritt. Dies würde wiederum eine Linksverschiebung der Markierungsimpulse S bis S innerhalb der Zeitintervalle

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12, 13, und 14 bedeuten. Wenn nun der nächstfolgende Zeichensignalimpuls der zwischen den Zeitintervallen 13 und 14 fällig ist, zu spät auftritt, z, B. wegen Geschwindigkeitsschwankungen des Aufzeichnungsträgers, kann er nicht innerhalb des dem Markierungsimpuls S entsprechenden und im Bereich der Zeitintervalle 13 und 14 liegenden Zeitintervalls erfolgen und es wird ein Fehler angezeigt. Wenn jedoch ein Zeichensignalimpuls zwischen den Zeitintervallen 13 und 14 innerhalb des dem Markierungsimpuls S entsprechenden Zeitintervall stattfindet, wird kein Fehler angezeigt, sondern das System kommt mit dem Erscheinen des Synchronimpulses 65 wieder in Takt und die richtigen Datensignale werden wieder abgetastet.

Während sich die vorstehende Beschreibung nur auf den Fall bezog, in dem ein einziger Störsignalimpuls von der Fehler erkennung s schaltung enpfangen wird und möglicherweise einen Fehler verursachen kann, soll nun das Auftreten von mehreren Stör Signalimpuls en innerhalb zweier Synchronimpulsen erörtert werden. Wenn z. B. ein Störsignalimpuls 61 auftritt und in dem Zeitpunkt von einem negativen Störsignalimpuls gefolgt wird, in dem der Störsignalimpuls 63 angezeigt wird, wird der negative Störsignalimpuls fälschlicherweise als Datensignal empfangen und stellt einen fehlerhaften Informationsgehalt dar. Dieser falsche negative Störimpuls verursacht, daß der Synchron impuls an der Stelle 64 auftritt und alle Markierungsimpulse S bis S nach links verschoben werden. Ein wirklicher Zeichensignalimpuls findet zwischen den -Zeitintervallen· 11 und 12 innerhalb eines S - Zeitintervall statt, wodurch

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ein Fehler angezeigt wird.

Ein anderer möglicher Fehler kann darin bestehen, wenn ein Störsignalimpuls, wie der mit 61 bezeichnete, von einem negativen Störsignalimpuls 66 gefolgt wird. Der ankommende Zeichensignalimpuls -wird in diesem Fall nicht erkannt, sondern der negative Störsignalimpuls wird fälschlicherweise als Datensignal erkannt, das erst innerhalb des S, - Zeitintervalls auftritt. Jeodch wird der nächstfolgende Datensignalimpuls, der zwischen den Zeit Intervallen 13 und 14 stattfindet, deshalb nicht erkannt, weil der Störungssignalimpuls 66 die Fehlererkennungschaltung veranlaßt, nur einen positiven Signalimpuls als richtig zu empfangen. Deshalb wird im Zeitintervall des Markierungsimpulses S

innerhalb eines Bereiches der Zeitintervalle .13 und 14 ein Fehler angezeigt.

Wie bereits erwähnt, wird die Polarität des Stoppbits zur zusätzlichen Erhöhung der Fehlererkennungsicherheit abgetastet. Wenn z.B. die Störungssignalimpulse 61 und 66 am Ende des Datenzeichens, etwa in den Zeitintervallen 15 und 16, erscheinen, kann das Stoppbit nicht, wie es richtig wäre, während des dem Markierungsimpuls 4 entsprechenden Zeitintervalle abgetastet werden. Außerdem wird für den Fall, daß die Störsignalimpulse während der Zeitintervalle 16 und 17 auftreten , die Polarität des Stoppbit als nicht richtig erfaßt und folgliche in Fehler anzeigt.

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Der obigen Beschreibung zur Erläuterung eines Ais führungsbeispieles nach der Erfindung wurde ein t ypischer Signalamplitudenverlauf eines Datenzeichens entsprechend dem Diagramm A der Figur 2 zugrundgelegt. Natürlich ist in der Praxis der Informationsgehalt eines Zeichens von Zeit zu Zeit verschieden, und jedes Datenzeichen enthält folgliche eine bestimmte spezifische Folge von Signalimpulsen. Jedoch besteht jedes Datenzeichen aus derselben Anzahl von Zeichensignalimpulsen mit stets dem gleichen Startbit- und Stoppbitverlauf. Die tatsächliche Anzahl der verwendeten Zeichensignalimpulsen innerhalb des Zeichens sowie das Startbit- und Stoppbitmuster können selbstverständlich entsprechend der jeweiligen Auslegung des Fehlererkennungssystems variiert werden, ohne dadurch vom Erfindungsgedanken abzuweichen. In der Tat dient das Startbitmuster lediglich dazu, den Einfluß verfälschender Rauchsignale durch Verhindern von Falschstarts zu verringern Zur Erreichung dieses Zieles der Verhinderung von Falschstarts, könnten jedoch auch die Zeichensignalimpulse selbst verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fehlerprüfung von Aufzeichnungen binär codierter

Informationen, bei dem die räumliche Auf eine ander folge der Informationsbits auf dem Aufzeichnungsträger zusammen mit ihrem digitalen Informationsgehalt als entsprechender zeitlicher Verlauf der Lesespannung verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lesespannungsverlauf der einzelnen Datenzeichen bildende Bitfolge von Zeichen- und Taktsignalen in einer für jedes dieser Nutzsignale ein Aus gangs signal abgebenden Schaltung abgetastet wird, daß diese Aus gangs signale Zeitmarkengebern 1., 1. und 3. Art zugeführt-werden, deren Ausgangssignale entsprechende Zeitintervalle 1., 2. bzw. 3. Art definieren, während derer bei Fehlerfreiheit jeweils das nächstfolgende Nutzsignal auftreten muß, auftreten darf bzw. nicht auftreten darf, und daß die Aus gangs signale der Abtastschaltung und der Zeitmarkengeber 1. und 3. Art einer Fehlererkennungslogik zugeführt werden, die ein Fehlersignal erzeugt, wenn ein Nutzsignal im Zeitintervall 3. Art bzw. kein Nutzsignal im Zeitintervall 1. Art empfangen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, , daß

jedes Zeitintervall 3. Art aus zwei Teilzeitintervallen besteht von denen je eines jeweils einem Zeitintervall 2. Art vorausgeht

/ und nachfolgt.

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3. Verfahren nach -Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsignale der Abtastschaltung und des Zeitmarkengebers 1. Art einem Zähler zugeführt werden, der jedes Nutzsignal registriert, das in einem Zeitintervall 1. Art abgetastet wird und der jeweils ein der Indentität der Anzahl empfangener Nutzsignale bezüglich einer vorbestimmten Anzahl von Bits entsprechendes Ate gangs signal abgibt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerausgangssignale einer Und-Schaltung zugeführt werden, über die im Falle eines Fehlers die Zeitmarkengeber gesperrt werden und eine Fehleranzeige veranlaßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastschaltung auf eine vorbestimmte Polaritätsfolge bei den aufeinanderfolgenden Nutzsignalen eingestellt ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet;, daß durch den Vergleich des aktuellen Zählerstandes mit dem vorbestimmten, und der Polarität eines aktuellen Nutzsignals mit der Polaritätsforderung an das nächstfolgende Zeichenbit entsprechend der vorbestimmten Polaritätsfolge der Nutzsignale ein zusätzlicher Fehlererkennungsvorgang durchgeführt wird.

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