DE2030474A1 - Digitale Aufnahme Wiedergabe Technik - Google Patents

Description

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Digitale Aufnahme-Wiedergabe-Technik.

Die Erfindung betrifft digitale Aufnahme-Wiedergabe-Techniken und insbesondere eine Technik zur Bestimmung dessen, ob eine vorbestimmte Zahl von Bits in einem digitalen Wort aufgenommen wurden.

Bei einem Verfahren der Binäraufnahme auf einem magnetischen Medium bewirkt ein aufgenommenes 1-Bit eine Magnetisierung des Aufnahmemediums in einer Richtung und ein aufgenommenes O-Bit eine Magnetisierung in entgegengesetzter Richtung. Bei einem sogenannten "Zurück-zu-O"-Verfahren liegt eine Rückkehr zum O-Magnetisierungszustand zwischen jedem aufgenommenen Bit vor. Wenn eine derartige Aufnahme wiedergegeben wird^ erscheinen die 1- und O-Signale jeweils als Impulsausgangssignale entgegengesetzter Polarität.

Eines der Probleme, die mit dieser Art von Aufnahme verbunden ist, ist, wenn eine lange Folge aufeinanderfolgender ZIffarn

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des gleichen Wertes aufgenommen ist, daß die aufgenommene Signalamplitude relativ konstant während derartiger Perioden entsprechend den Ziffern ist, die nicht am Anfang oder am Ende der Folge liegen· Dies erhöht die Möglichkeit, daß bestimmte Ziffern verloren gehen, wenn die Aufnahme wiedergegeben wird. Darüber hinaus erfordert die Analyse aufgenommener Ziffern oder Bits eine Art der Differentiation. Wenn das Intervall zwischen je zwei Signalen.(für den Fall dicht im Abstand angeordneter Signale) abnimmt, ist eine größere Verstärkung der Signale erforderlich. Somit wird der Einfluß unechter oder Störrauschimpulse größer, wenn der Verzögerungsintervall abnimmt und ein wahres differenziertes Signal erreicht wird.

Das "Zurück-zu-C'-Verfahren der Aufnahme und der damit verbundenen Vor- und Nachteile ist in dem Buch "Digital Computer Components and Circuits" von R. K. Richards, D. Van Nostrand Company, Inc. 1957, Seiten 321-328, erläutert.

Bei einigen Anwendungen der Aufnahme und Wiedergabe ist es außerprdentlich wichtig, daß ein Wort, in dem mehr als ein Bit bei der Aufnahme abgeworfen wurde oder mehr als ein zusätzliches Bit wegen StörrauschBignalsn aufgenommen wurde, unberücksichtigt bleibt und nicht für Ausgabe- oder Auslasezwecke wiedergegeben wird. Dies kann nicht durch die Benutzung

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eines aufgenommenen Paritätsbit entsprechend üblicher Techniken erreicht werden. Die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Paritätsbits in einem Wort zeigt nur an, daß eine ungerade oder gerade Zahl von Bits aufgenommen wurde, gibt jedoch kein Anzeichen für die Anzahl der angenommen Bits.

Demgemäß ist ein Hauptziel der Erfindung die Schaffung einer Einrichtung, in der die Übertragung eines Mehr-Bit wiedergegebenen Wortes von einem Verschieberegister auf ein Ausgaberegister nur möglich ist, wenn das Wort eine besondere vorbestimmte Zahl von Bits enthält.

Ein Impulszug mit einer Reihe von positiv verlaufenden und negativ verlaufenden Impulsen, die aufgenommene Bits eines Digitalwortes gefolgt von einem Synchronisierungsimpuls darstellen, sind getrennt. Die das Wort bildenden Bits werden einem Verschieberegister sowie einem Ringzähler zugeführt. Wenn ein Synchronisierungsimpuls nachgewiesen wird, werden die Bits daraufhin über ein Gatter von dem Verschieberegister auf ein Ausgaberegister übertragen, aber die Übertragung erfolgt nur, wenn die vorbestimmte Zahl von Bits in dem Ringzähler gezählt wurde. Sonst kann das Synchronisierungβsignal das Gatter zur Übertragung der Bits auf das Verschieberegister nicht öffnen.

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Bei der erfindungsgemäßen digitalen Aufnahme- Wiedergabe-Technik wird so ein Ringzähler im Wiedergabemode verwendet, um sicherzustellen, daß keine Bits verlorengegangen sind oder Störrauschsignale aufgenommen wurden· Wenn die richtige Zahl von Signalen in einem vor einem Synchronisierungssignal aufgenommenen Wort vorliegt, werden Signale von zwei benachbarten Stufen des Ringzählers erhalten, die ermöglichen, daß das Synchronisierungssignal ein Übertragegatter von einem Verschieberegister auf ein Ausgaberegister öffnet· Wenn die richtige Zahl von Signalen nicht aufgenommen wird, findet die Übertragung nicht statt.

Die einzige Figur der Zeichnung ist ein Block- und Logik-Diagramm einer Einrichtung nach der Erfindung·

Einer der wichtigen Komponenten der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein "verdrehter" Ringzähler 10, welcher mit zwölf Stufen 1OA bis 1OL dargestellt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Stufen beschränkt· Tatsächlich werden alle zwölf Stufen nur in einem Aufnahmemode des Betriebs zweimal verwendet, bei dem ihre Ausgänge bis zu Zk verschieden« Aufstelleignale liefern können· Bei dem für die Darstellung verwendeten besonderen Beispiel soll fest-

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gestellt werdenι ob ein aufgenommenes Digitalwort achtzehn Binärbits vor einem Synchronisierungsignal enthält oder nicht· Daher werden sechs der zwölf Zählerstufen zweimal benutzt, die restlichen sechs einmal.

Ringzähler sind bekannt. Diese enthalten im wesentlichen eine Kette von Binärkreisen oder Stufen, in denen die erste Stufe mit der zweiten Stufe, die zweite mit der dritten usw. gekoppelt ist, wobei die letzte Stufe wieder mit der ersten Stufe gekoppelt ist* Bei einem solchen Zähler nimmt jede Binärstufe ein Triggersignal direkt von einer äußeren Triggerquelle auf. Di^ Kopplung zwischen den Binärstufen dient nicht dem Zweck der Triggerung nachfolgender Stufen, sondern dem Zweck der Unterstützung oder Vorbereitung nur der einen Binärstufe, so daß diese allein auf das Triggersignal anspricht. Zu einem gegebenen Zeitpunkt befindet sich nur eine Stufe eines Ringzählers in einem gegebenen Zustand und alle anderen Stufen in dem entgegengesetzten Zustand. Mit jeder nachfolgenden Triggerung bewegt sich der gegebene Zustand zu der folgenden Binärstufe· Ringzähler sind im einzelnen in dem Buch "Pulse, Digital and Switching Waveforms" von Millman und Taub, McGraw Hill Book Company, 1965, Section l8 bis 11 beschrieben.

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Die Erfindung enthält einen sogenannten."verdrehten" Ringzähler, bei dem in der Verbindung zwischen der letzten und der ersten Stufe eine Drehung ist. Obgleich nur 12 Stufen vorgesehen sind, kann der Zähler IO bis zu .2k Eingangsimpulsen zählen, bevor er in den ursprünglichen oder iSiull-Zähleungszustand zurückgeht·- Wenn die Eingangsbits alle die gleiche Polarität haben, d.h. entweder positiv verlaufend oder negativ verlaufend, nehmen die Eingänge und Ausgänge der Binär,stugen bestimmte Bedingungen bei der Aufnahme einer vorbestimmten Zahl von Impulsen an· Jede Stufe 1OA bis 1OL des Ringzählers 10 hat vier Eingänge und zwei Ausgänge. Die vier Eingänge sind als Rückstellsignaleingärage R, Kondition!erungssignaleingänge I und I₁ Triggereigiialeingänge T und Signalaugänge 0 und 0 bezeichnet· Ein Triggereingangssignal muß von der Stufe 1OA aufgenommen werden, bevor ihre Ausgangssignale den Zustand ändern und ermöglichen, daß die Stufe 1OB das nächste Triggereingangssignal aufnimmt und daraufhin arbeitet. Die gleiche Wirkung tritt durch die ganze Kette des 12 Stufen hindurch auf* Venn l8 Eingangsimpulse aufgenommen wurden, so haben diese den Zähler einmal gams durch plus sechs Zählungen weitergestellt, so daß der 0 -Ausgang durch Stufe 1OF und der 0-Ausgang der Stufe 1OG positiv ist. Dieser Zustand kann nur eintreten, wenn 18 Impulse oder ein Vielfaches davon gezählt wurden.

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Aufgenommene Eingangeimpulse, die Binärbits einer Digitalinformation darstellen, werden der Einrichtung auf einer Eingangsleitung 12 zugeführt, welche mit der nicht dargestellten Wiedergabeeinrichtung verbunden ist· Der Impulszug, der auf der Eingangsleitung 12 vorgesehen ist, enthält eine Anzahl von positiv verlaufenden Impulsen ik und negativ verlaufenden Impulsen l6 zusammen mit einem positiv verlaufenden Synchronisie~ rungsimpuls l8 größere Amplitude als die der Impulse ik. Obgleich nur sechs Impulse 14, l6 dargestellt sind, sollen entsprechend dem hier beschriebenen Beispiel l8 derartiger Impulse vorgesehen sein» Der Synchronisierungsimpuls l8 erscheint nach dem achtzehnten Impuls in jedem aufgenommenen Impulszug.

Die Eingangsimpulse Ik, l6, l8 werden von der Leitung 20 drei Trenneinrichtungen zugeführt. Eine 1-Trenneinrichtung 20 eliminiert die 0-anzeigenden Impulse und die Synchronisierungsimpulse, eine O-Trenneinrichtung 22 eliminiert die !-anzeigenden Impulse und die Synchronisierungsitnpulse und eine Synchronisierungstrenneinrichtung 2k eliminiert alle Impulse mit Ausnahme der Synchronisierungspulse 18. Die Trenneinrichtungen 20, 22, 2k können übliche Diskriminatorkreise enthalten·

In dem dargestellten Beispiel verlaufen die O-Bits positiv· Daher ist die !-Trenneinrichtung 20 (Diskriminator) zum Anspre-

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chen nur auf negativ verlaufende Impulse eingestellt, von denen jeder ein aufgenommenes 1-Bit anzeigt, und liefern negativ Verlaufende Ausgangsimpulse· Die O-Eingangstrenneinrichtung 22 ist ebenfalls ein Diskriminator, der jedoch so eingestellt ist, daß er nur auf positiv verlaufende Impulse innerhalb eines vorbestimmten Amplitudenbereiches anspricht, der ein aufgenommenes O-Bit anzeigt, und liefern positiv verlaufende Ausgangsimpulse. Ähnlich ist die Synchronisierungstrenneinrichtung 24 ein Diskriminator, der so eingestellt ist, daß er nur auf positiv verlaufende Impulse einer Amplitude größer als der der O-Bit-Impulse anspricht und liefern positiv verlaufende Ausgangsimpulse. Die drei Trenneinrichtungen 20, 2k können auch als Impulshöhenanalysatoren des Fenstertyps angesehen werden, bei denen ein Signal eine bestimmte Polarität und eine Amplitude innerhalb eines vorbestimmten Bereiches haben müssen, um den Analysator passieren zu können. Ein derartiger Analysator ist in der Patentanmeldung P 19 31 917·6 vom 19· Juni I969 vorgeschlagen worden.

Die Ausgangssignale von der !-Trenneinrichtung 20 und der 0-Trenneinrichtung 22 werden auch einem üblichen Verschieberegister 26 zugeführt, der die Impulse in Serienform aufnimmt' und speichert·

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Die negativ verlaufenden Ausgangsimpulse von der !-Trenneinrichtung 20 werden auch einem Inverter 28 zugeführt, der diese umkehrt, um einen positiv verlaufenden Impulszug l6· zu schaffen. Derartige positiv verlaufende Impulse i6· von dem Inverter 28 werden zusammen mit den positiv verlaufenden Impulsen ik von der O-Trenneinrichtung 22 einer Addiereinrichtung 30 zugeführt· Der Ausgang der Addiereinrichtung 30 besteht aus einem Zug aller positiv verlaufender Impulse 32, welcher den Triggereingängen T alle Stufen des Ringzählers 10 und als Taktgeberimpulse dem Verschieberegister 26 zugeführt wird.

Wenn die Aufnahme und die Wedergäbe richtig waren, besteht der Impulszug 32 aus l8 positiv verlaufenden Impulsen, gefolgt von einem positiv verlaufenden Synchronisierungsimpuls. Venn l8 derartige positive Impulse vorliegen und keine Störrauschsignale aufgenommen oder irgendwelche Bits bei dem Aufnahmeoder Wiedergabeprozeß verlorengegangen sind, ist der 0-Ausgang der Zählerstufe 1OF zu diesem Zeitpunkt positiv und der 0-Ausgang der Stufe 1OG ebenfalls positiv. Die Signale von dem Ö-Ausgang der Stufe 1OF und dem 0-Ausgang der Stufe 1OG werden zwei Eingängen eine« NAND-Gatter« 34 zugeführt. Wenn b4ide der Eingänge des NAND-Gatter* positiv sind, liefert das Gatter 3k ein negatives Ausgangesignal· Dieses wird als Eingang

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einem NOR-Gatter 36 zugeführt, welches nur als Inverter dient. Es ist bekannt, daß ein NAND-Gatter "}k gefolgt von einem NOR-Gatter 36 einem UND-Gatter äquivalent ist*

In der Computertechnik ist ©s üblich, daß, wenn Bigitalaignale einem Verschieberegister, beispielsweise dem Register 26, zugeführt wurden, diese Signale in paralleler Form einem Ausgangsregister., beispielsweise einem Ausgaberegister 389 zugeführt werden. Durch Steuerung dieser Übertragung ist ein Übertragegatter 40 vorgesehen«, Wenn beim normalen Betrieb l8 aufgenommene Bits in dem Zähler 10 auf genommen wurdest, öffnen, ein positiv verlaufendes Synehronisierungssignal vom der Symehrenieierungstrenneinrichtung 24 und einem positivem Ansefaaltsignal von dem NOR-Gatter 36 das Üb©rtrag©gatter %0<» ¥©im jedoch entweder mehr oder weniger als l8 Bits von dem Ringzähler 10 aufgenommen wurden, erdet das negative Ausgaitgssigaal von dem NOR-Gatter 36 das positive Ausgangssignal vom der Synchronisierungetrenneinrichtung 2k wirksam und hält das Gatter 40 geschlossen·

Am Ende eines Synchronisierungssignals, welches in den Eingang« impulse zug aufgenommen wurde oder nachdem die Inhalte des Registers 26 auf das Register 38 übertragen wurden,,wird ein

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Rückstellsignal auf einer Leitung 42 zur Rückstellung des Ringzählers 10 in seinen ursprünglichen oder O-Zählzustand vorgesehen. Das Rückstellsignal wird von dem üblichen Zeitgeber- und Steuermechanismus des Computers geliefert, in&em die vorliegende Erfindung eingebaut ist. Dieses Rückstellsignal ist notwendig» da der Zähler, aller Wahrscheinlichkeit nach, nicht bisher bis "24" gezählt haben und sich somit nicht zurückgestellt haben·wird·

Aus dem Gesagten wird klar, daß zur Übertragung von Daten, die zwischen dem Verschieberegister 26 und dem Ausgangaregister 38 stattfinden soll, genau I^ Binärbits in dem Verschieberegister gespeichert werden müssen. Sonst wird das Gatter kO nicht geöffnet und die in dem Verschieberegister *26 aufgenommene Information wird nicht berücksichtigt. Es ist ebenfalls klar, wenn die Daten nicht von dem Verschieberegister 26 über das Gatter 40 auf das Ausgaberegister 38 übertragen werden, das Verschieberegister 26 zurückgestellt werden muß· Dies wird mit Hilfe eines Rückstellsignals auf der Leitung kk erreicht, welches das gleiche sein kann, des dem Zähler 10 aiugeführt wird.

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Claims (4)

1. - 12 Patentansprüche

   Digitale Aufnahme-Wiedergabe-Einrichtung mit einem Verschieberegister zur Speicherung eines von einem Aufnahmemedium aufgenommenen binären Impulszuges, einem Ausgangsregister und einem Gatter zur Übertragung von in dem Verschieberegister gespeicherten Daten auf das Ausgangsregister auf ein Synchronisierungssignal hin, dadurchgekennzeichnet, daß ein Zähler (1OA bis 1OL) die Zahl der binären Impulse (14, l6) in dem Zug, der von dem Verschieberegister (26) aufgenommen wurde, zählt und Ausgangssignale liefert, die kennzeichnend sind für die
   Zahl der Impulse, und daß eine Logikschaltung (3^» 36)
   auf wenigstens eines der Ausgangssignale anspricht, um das Gatter (4o) nur dann zu öffnen, wenn dieses eine Ausgangssignal im wesentlich zeitkoinzident mit dem Synchronisierungssignal auftritt.
2. 2. "Zurück-zu-C'-Digital-Aufnahme-Wiedergabe-Einrichtung mit einem Verschieberegister zur Speicherung eines ersten Zuges positiv- und negativ-verlaufender Sätze von Impulsen (l4, 16), die von einem Aufnahmemediuai in Reihenform, gefolgt von einem Synchronisierungsimpuls, aufgenommen wer-

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   den, einem Ausgangsregister und einem Gatter zur Übertra/-gung von in dem Verschieberegister gespeicherten Daten auf das Ausgangsregister in paralleler Form auf das Synchronisirungssignal hin, dadurch geken nzeichnet, daß eine Trennschaltung (20, 22, 2k) die positiv-verlaufenden, negativ-verlaufenden und Synchronisierungsimpulse trennt, daß ein Inverter (28) mit der Trennschaltung zur Umkehrung einer der positiv- und negativverlaufenden Sätze von Impulsen verbunden ist, daß eine Addierschaltung (30) mit der Trennschaltung und dem Inverter zur Lieferung eines zweiten Zuges von Impulsen (32) verbunden ist, die alle eine Polarität haben und in ihrer Zahl gleich der Zahl gleich der Summe der positiv- und negativ-verlaufenden Impulse ist, daß ein Zähler (lOA- bis 10L) angeschlossen ist, um den zweiten Impulszug aufzunehmen und Ausgangssignale zu liefern, die für die Zahl der Impulse bezeichnend sind, und daß eine Logikachaltung (34, 36) auf wenigstens eines der Ausgangssignale anspricht , um das Gatter nur dann zu öffnen, wenn das eine Signal im wesentlichen zeitkoinzident mit dem Synchronisierungsimpuls ist·

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3. 3· Einrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß d©r Zähler ©im zsähler ist*
4. 4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3a dadureto gekennaei©hm©t, daß die Schaltung ein Glatter enthält®

   5# Einriehtung nach Aasprüeiien 1 bis 3s d· a d n r ο Ii gekennaeiehmstj daß dis Logikselialtiainig ®±n MAMD-Gatter (3^) gefolgt von ®±n<sm M0R=6att®ir )

   hält»