DE2063492A1 - Phasenvariierbarer Takt zur Wiederge wmnung von Daten - Google Patents

Description

UNS ZE CHEN B 133

BURROUGHS CCRPCRΑΠGN, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Michigan, 6071 Second Avenue, DEIRCIT, Michigan ,"/.St.A.)

t-hasenvar iierbarer Takt zur Wiedergewinnung von Daten

Die Erfindung befaßt sich mit der Datenverarbeitung, insbesondere mit der Erzeugung einer Taktimpulsreihe für die zeitliche Steuerung der Wiedergewinnung von Daten aus einem rotierenden PLattenspeichersystem.

Datenverarbeitungssysteme benutzen häufig zeitlich schwanken ie Signale in der Form von Impulsmustern, um Informationsposten darzustellen. Derartige Impulsmuster können so betrachtet werden, als wären sie in gleichmäßig weite Intervalle unterteilt, die Bitzellen genannt werden. Die Frequenz, mit der diese Bitzellen auftreten, wird die Datengeschwindigkeit des Impulsmusters genannt. Innerhalb des Musters treten gelegentlich Synchronisierimpulse auf ,um den Anfang von bezeichneten iruppen aus Bitzellen zu bezeichnen. Zur Identifizierung des Anfangs von Bitzellen innerhalb der Gruppe sind keine Synchronisierimpulse vorgesehen, da derartige impulse Zeit verbrauchen, die nützlicher zur Übertragung

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von Information verwandt werden kann. Da jede Bitzelle in dem Impulsmuster einen speziellen Informationsposten enthält, kann das Muster nur dann richtig interpretiert werden, wenn Mittel vorgesehen sind, die die Unterscheidung einer Bitzelle von anderen ermöglichen.

Als ein Mittel zur Trennung von Informationsposten werden Taktimpulsreihen erzeugt. Wenn die Impulse innerhalb der Taktimpulsreihe richtigen Abstand voneinander aufweisen, können sie als Markierungen dienen, um das Muster in Bitzellen zu unterteilen. Das Herstellen des richtigen Abstandes kann durch die Erzeugung einer Takt-

* impulsreihe von der gleichen Frequenz wie die Datengeschwindigkeit des Impulsmusters bewirkt werden. Auf die Taktimpulse ansprechende Schaltungen prüfen das Impulsmuster einmal während jeder Bitzelle, um die Wiedergewinnung der Daten aus dieser zu bewerkstelligen.

Wegen des Rauschens und anderer Störfaktoren ist die Form des Impulsmusters während der Bitzelle häufig nicht einheitlich. So repräsentiert der Impulspegel an der Mitte der Bitzelle den in ihr enthaltenen Informationsposten genauer als die Kegel, die zu anderen Zeiten auftreten. In diesem Fall wird es zu einem wich-

* tigen Ziel, das Impulsmuster so nahe wie möglich an der Mitte der Bitzelle zu prüfen. Während die Frequenzregelung der Taktimpulsreihe sicherstellen kann, daß die Prüfimpulse im gleichen Intervall auseinander liegen wie die Bitzellen des Datenimpulsmusters, kann sie jedoch nicht sicherstellen, daß das Impulsmuster an der Mitte der Bitzellen geprüft wird. Nur wenn die relative Phase zwischen der Taktimpulsreihe und des Impulsmusters geregelt wird, kann dieses Ziel erreicht werden.

Das Problem der Phasenregelung der Taktimpulsreihe ist bei der Wiedergewinnung von Daten aus einem Plattenspeichersystem besonders schwerwiegend.

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Ein magnetischer Plattenspeicher ist beispielsweise in dem US Patent 3 3 75 50 7 beschrieben. Danach enthält das Plattenspeichersystem Informationsspuren für das Speichern von Binärdaten und Taktspuren für das Speichern von Bits als Referenzzeitmarken. Im Betrieb werden Impulsreihen von den Speicherspuren abgeleitet. Die Referenzzeitimpulse, die von den Taktspuren abgeleitet werden, stehen gleichmäßig weit auseinander; dieser Abstand wird hier als eine Bitperiode bezeichnet, Die von den Informations"spuren abgeleiteten Impulsmuster bestimmen Datenposten während Bitzellperioden. Jeder Posten von gespeicherten Daten kann dadurch wiedergewonnen werden,' daß das Impulsmuster zu einer geeigneten Zeit während der Bitzellperiode getaktet wird. Jede Taktspur erzeugt eine Impulsreihe, die zur Steuerung des Taktes des Datenmusters geeignet ist, das aus einer zugehörigen Zone von Informationsspuren abgeleitet wurde.

Ein genaues Wiedergewinnen von Daten, die in einem Plattenspeichersystem gespeichert waren, erfordert gewöhnlich, daß das Datenmuster an der Mitte einer Bitzelle getaktet werden muß. Unglücklicherweise können die Referenzzeitimpulse das Datenmuster nicht direkt takten, da die Referenzzeitimpulse relativ zu den Datenmustern der zugeordneten Informationsspuren asynchron liegen. Beispielsweise können die Datenmuster relativ zu den Referenzzeitimpulsen phasenverschoben werden, beispielsweise aufgrund von Zitterbewegungen der Platte, Temperaturschwankungen, Schräglauf der Magnetköpfe, Schwankungen im Schreib/Lesespalt der Magnetköpfe wie auch andere unvorhersehbare Faktoren, die von einem Plattenspeichersystem nicht vollständig eliminiert werden können. Um diese asynchrone Beziehung auszugleichen ist es beim Lesen notwendig, mit Hilfe

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der Referenzzeitimpulse andere Impulse zu erzeugen, die so nahe wie möglich an der Mitte der Bitzelle auftreten. Bekannte Systeme bedienen sich digitaler Techniken, um mehrfache Impulsreihen zu erzeugen, gewöhnlich Taktphasen genannt, um die Daten zu takten. Diese Taktphasen treten mit der gleichen Frequenz·auf, sind jedoch untereinander um bestimmte Beträge phasenverschoben. Beispielsweise arbeiten einige bekannte Systeme mit einer Taktspur, die mehrere Impulse pro Bitzelle abgibt. Jeder, derartige Impuls triggert eine Stufe in einem Binärzähler. Die Ausgänge der verschiedenen Zählerstufen bestimmen eine bestimmte Anzahl von Impulsreihen, d.h. Taktphasen bei verschiedenen Phasenwinkeln. Diejenige Taktphase, die der Mitte der Datenbitzellen am nächsten ist, wird zum Takten des Datenmusters ausgewählt. Die Genauigkeit, mit der die taktierenden Impulse auf die Mitte der Datenbitzelle ausgerichtet werden können, ist durch die Anzahl der erzeugten Taktphasen beschränkt. Es wäre jedoch sehr aufwendig, die Zahl der Taktphasen durch zusätzliche dafür notwendige Schaltungskomponenten zu vergrößern.

Weiterhin wird die Impulsreihe, die den Zähler triggert, von der Platte abgeleitet und unterliegt den Einflüssen des mit dem Lesen verbundenen Rauschens. Das Rauschen verwischt gewöhnlich die zeitgebenden Bits, die auf der Plattentaktspur gespeichert sind, und führt daher zu Plattenausgangssignalen, die unterhalb der Eingangsschwelle der Taktimpulsformer liegen, die zur Erzeugung der Triggerimpulse für den Zähler verwendet werden. Wenn dem Zähler eine Zählstufe fehlt, weil sie nicht richtig getriggert ist, verbleiben alle Zählstufen bis zum nächsten wirksamen Triggerimpuls im gleichen Zustand. Inzwischen wächst die absolute Phase des Datenmusters kontinuierlich. Daher schwankt die relative Phase zwischen

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dem Ausgang jeder Stufe im Zähler und dem Datenmuster bis zum nächsten effektiven Triggerimpuls. Die neue relative Phase bleibt bestehen, bis die Zählerphasen zurückgestellt werden.

Die vorstehend diskutierten Schwierigkeiten bei bekannten Anlagen vergrößern sich noch bei Systemen, die mit hoher Bitdichte arbeiten. Es ist üblich, die Grenzen der Packungsdichten für Datenbits in den Takt- und Informationsspeicherspuren des Speichers herabzudrücken. In bekannten Systemen der vorbeschriebenen Art, bei denen eine Taktspur erforderlich ist, die mehrere Impulse pro Bitzelle enthält, ist es unmöglich, die Taktspur genau wiederzugewinnen, ohne spezielle, sehr teure Leseköpfe, zugehörige Abschirmung, Spitzendetektoren und Verstärkerschaltungen einzusetzen.

In der US-Patentanmeldung 584 049 der Anmelderin vom 29. September 1966 ("Timing arrangement for generating plural phases") wird ein Phasengenerator mit mehreren in Tandem liegenden Stufen beschrieben. Die erste Stufe des Phasengenerators spricht auf Triggerimpulse an, die aus der Taktspur zur Erzeugung eines Impulses abgeleitet sind. Das Ende des von jeder Stufe erzeugten Impulses triggert die nächste Stufe in der Reihenschaltung. Die Dauer der erzeugten Impulse wird von einem einzigen von' außen aufgegebenen Signal gesteuert. Das Steuersignal ist so eingestellt, wie das zur Berücksichtigung der Änderungen in der Bitzellperiode des zu taktenden Datenmusters notwendig ist. In Abhängigkeit von jedem Triggerimpuls erzeugen die Stufen somit nacheinander mehrere Impulse variabler Dauer, die als Taktphasen zur Wiedergewinnung der Daten Verwendung finden.

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Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Systemen aus dem Stande der Technik wird erfindungsgemäß eine einzige Reihe von Taktimpulsen erzeugt, deren Phase relativ zum Datenmuster eingestellt werden kann. Die einzelne Taktimpulsreihe kann auf die Mitte der Datenbitzellen ausgerichtet werden. In einem Plattenspeichersystem beispielsweise wird somit die Notwendigkeit zur Erzeugung mehrerer Taktphasen pro Bitzelle umgangen.

Eine Signalquelle, die beispielsweise die Taktspur einer Platte sein kann, liefert eine Referenzimpulsreihe, die der Frequenz des Datenmusters von Datengeschwindigkeit folgt. Es wird ein erstes Signal erzeugt, das die Periode der Referenzimpulsreihe repräsentiert. Bei Anwendungen, bei denen die Periode demnächst bekannt sein wird und im wesentlichen konstant ist, kann das erste Signal von einem festen tfert sein. Anderenfalls wird das erste Signal in Abhängigkeit von den Referenzimpulsen erzeugt. Im allgemeinen kann die Referenzimpulsreihe bei beliebiger Phase relativ zu dem Datenmuster auftreten. Ein zweites Signal wird erzeugt, das die Phasendifferenz zwischen der Referenzimpulsreihe und dem Datenmuster repräsentiert. Jeder Referenzimpuls triggert einen Impulsgenerator von variabler fc Verzögerung. Das erste und zweite Signal regeln die Größe der Zeitverzögerung des Impulsgenerators, so daß er wiederholt einen Taktimpuls an einer vorbeschriebenen Stelle in der Bitzelle erzeugt, d.h. an einer vorbestimmten Phase relativ zum Datenmuster. Die Genauigkeit,mit der der Taktimpuls mit der vorgegebenen Stelle zusammenfällt, findet ihre Grenzen in den Toleranzen der Schaltungskomponenten, die klein gewählt werden können, und nicht in der Anzahl der Taktphasen, die erzeugt wurden.

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Vorzugsweise wird das zweite Signal dadurch erzeugt, indem die Zeit zwischen einem Synchronisierimpuls innerhalb des Datenmusters und einem nachfolgenden Referenzimpuls gemessen wird. Bei einem Plattenspeichersystem treten derartige Synchronisierimpulse periodisch am Anfang der Datengruppen auf. Dementsprechend kann das zweite Signal periodisch regeneriert bzw. auf den neuesten Stand gebracht werden, um mögliche Veränderungen der Phasendifferenz von Gruppe zu Gruppe zu berücksichtigen.

Der Impulsgenerator von variabler Verzögerung umfaßt zweckmäßig mehrere sequentielle eingesetzte Kippschaltungen. Schaltwerke stoßen eine Kippschaltung an, um den Aufbau eines zeitgebenden Signales bei Auftreten eines Triggerimpulses zu beginnen, während die anderen Kippschaltungen zurückgestellt werden. Das von der Kippschaltung erzeugte Zeitgebersignal repräsentiert die Differenz zwischen dem zweiundeinhalbfachen der Bitperiode und derjenigen Zeit, die seit dem Beginn der Aufbauperiode verstrichen ist. Impulsgeneratoren sprechen auf die Kippschaltungen und das zweite Signal an und erzeugen einen Impuls an der geregelten Stelle innerhalb der Bitzelle.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor, bei dem Bezug auf die beigefügte Zeichnung genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Blockdiagramm einer Datenwiedergewinnungsschaltung mit einem Takt von variabler Phase für einen Plattenspeicher ;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Phasensensors aus Fig. 1;

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Fig. 3 das Schaltbild des Verzögerungsgenerators aus Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockdiagramm des Schaltwerks aus Fig. 1; und

Fig. 5 ein Zeitdiagramm verschiedener Impulsreihen und Signale zur Erläuterung der Betriebsweise des Taktes mit variabler Phase.

Ein Magnetspeicher in Form einer Platte 10 weist gemäß Fig. 1 Datenspeicherzonen 11 sowie eine Haupttakt- und Adressenspeicherzone 12 auf. Die Staatenspeicherzonen umfassen viele Spuren, wobei für jede Spur ein Kopf zum Lesen und Schreiben von Information in der Zone vorgesehen ist. Dieses "Kopf-pro-Spur"-System umfaßt eine Gruppe von Lese/Schreibköpfen, Verstärkern und Impulsformern. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist das Kopf-pro-Spur-System zu einer Quelle 2 zusammengefaßt dargestellt. In ähnlicher Weise ist die Taktspurausleseschaltung als Quelle 1 in Fig. 1 eingetragen. Beim Auslesen von der Platte erzeugt die Quelle 1 eine Referenzimpulsreihe gemäß Kurve A aus Fig. 5. Die Quelle 2 erzeugt am Anschluß 7 ein Impulsmuster, das Datenposten während Bitzellperioden definiert. Quelle 2 erzeugt Synchronisierimpulse am Anschluß 8, die am Anfang von Bitzellgruppen auftreten, sowie Rückstellimpulse am Anschluß 9,.die am Ende von Bitzellgruppen auftreten. Die Quelle 2 kann sich konventioneller Plattenspeicheradresstechniken bedienen, um zwischen den Synchroniesierimpulsen und dem Datenmuster zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein Adreßregister aus einer Reihe von Flip-Flops Binärzähleh speichern, die für die Stellen oder Adressen vbri^:iSektoren auf der Trommel repräsentativ wären. Jeder Sektor der Platte kann einheitlich durch eine der Binärzahlen identifiziert werden. Während der Schreiboperation könnten die Synchronisierimpulse in die Datenspur bei be-

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stimmten Adressen eingeschrieben werden. Während des Auslesens könnten logische Schaltungen, die auf das Adreßregister ansprechen, das Lesekopfsignal der Datenspur weitergeben. Wenn die Plattenadresse derjenigen Adresse entspricht, bei der ein Synchronisierimpuls gespeichert war, könnten die logischen Schaltungen einen Synchronisierimpuls am Anschluß 8 erzeugen. Die Quelle 2 kann sich ähnlicher Techniken bedienen, um die Rückstellimpulse am Anschluß 9 zu erzeugen.

Ein typisches Muster, das von der Quelle 2 erzeugt wird, ist in Kurve B (Fig. 5) dargestellt. Die erste vertikale Linie links repräsentiert die Vorderkante eines Synchronisierimpulses. Die nächste vertikale Linie der Kurve B repräsentiert die rückwärtige Kante des Synchronisierimpulses. Die anderen vertikalen Linien stellen die Kanten der BitzeIlen dar. Das Muster bestimmt Daten während dieser Bitzellen, deren Periode gleich der Periode der Referenzimpulsreihe ist. Das bedeutet, daß die Frequenz der Referenzimpulsreihe der Datengeschwindigkeit folgt. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß das Impulsmuster und die Referenzimpulsreihe um 90 auseinanderliegen ; d.h. ein Referenzzeitgeberimpuls tritt ein Viertel innerhalb der Bitzelle auf. Im tatsächlichen Betrieb können die Impulse beliebige andere Phasenbeziehungen untereinander besitzen.

Ein Periodensensor 4 erzeugt am Anschluß 30 ein erstes analoges Steuersignal, das das Zweieinhalbfache der Bitperiode repräsentiert. Der Periodensensor kann gewöhnliche Schaltungen, beispielsweise einen Generator mit ansteigender Ausgangsspannung (englisch: ramp generator) sowie Prüf- und Halteschaltungen aufweisen, ähnlich jenen, wie sie weiter unten in Verbindung mit dem Phasen-

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sensor 3 beschrieben werden, oder er kann eine Spannungsguelle mit fester Ausgangsspannung aufweisen, wenn die Periode konstant bleibt. Der Phasensensor 3 nach Fig. erzeugt ein zweites analoges Steuersignal am Anschluß 20 entsprechend der Kurve K in Fig. 5. Aus der Kurve K entnimmt man, daß das zweite Steuersignal beim Auftreten des Synchronisierimpulses (Kurve B) anzusteigen beginnt, bis es einen Wert annimmt, der für die bestehende Phasendifferenz repräsentativ ist. In ähnlicher Weise stellt sich beim Auftreten jedes nachfolgenden Synchronisierimpulses der Wert des zweiten Steuersignales entsprechend den Änderungen der bestehenden Phasendif-

' ferenz selbst ein. Die Werte der Schaltungskomponenten sind so eingestellt, daß die beiden analogen Steuersignale den gleichen Skalenfaktor aufweisen, d.h. die Spannung in Volt pro Zeiteinheit ist jeweils die gleiche. Unter den angenommenen Bedingungen bezüglich der bestehenden Phasendifferenzen ist das zweite analoge Steuersignal proportional dem Eineinviertelfachen der Bitperiode. Der Verzögerungsimpulsgenerator 5 aus Fig. 1 erzeugt Ausgangstaktimpulse gemäß der Kurve C in Fig. 5 in Abhängigkeit von Triggerimpulsen. Diese aus der Quelle 1 abgeleiteten Triggerimpulse haben die gleiche Frequenz wie die Datengeschwindigkeit des aus

fc der Quelle 2 abgeleiteten Musters. Die Ausgangstaktimpulse regeln die Zeit, bei der die Datenwiedergewinnungsschaltung 13 das aus der Quelle 2 abgeleitete Daten-' muster taktet. Die Größe der Zeitverzögerung zwischen einem gegebenen Triggerimpuls und seinem zugehörigen Ausgangstaktimpuls wird von der Größe der beiden analogen Steuersignale bestimmt. Wie noch weiter ausgeführt werden wird, ist die Zeitverzögerung proportional der Differenz zwischen diesen beiden Signalen. Unter den vorstehenden Bedingungen bezüglich der existierenden Phasendifferenz würde die Zeitverzögerung dem Ein-

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einviertelfachen der Bitzellperiode entsprechen. Da die Triggerimpulse um ein Viertel innerhalb einer Bitzelle auftreten und die Zeitverzögerung dem Eineinvier telf achen der Bitperioden entspricht, treten die Ausgangstaktimpulse eineinhalb Bitperioden nach dem Anfang einer Bitzelle auf. Das bedeutet, das sie in der Mitte der nachfolgenden Bitzelle auftreten.

Das Schaltwerk 6 aus Fig. 1 liefert Steuersignale gemäß den Kurven D bis I aus Fig. 5, die den Betrieb der Verzögerungsschaltungen in dem Verzögerungsimpulsgenerator 5 steuern und den Phasensensor 3 zur Anpassung seines Ausgangssignales an mögliche Veränderungen der Phasendifferenz veranlassen.

Nach Fig. 2 zeigt der Phasensensor 3 eine Stromquelle 21, die mit dem Schaltwerk 6, einem Kondensator 22 und einem Verstärker 23 in Verbindung steht. Die Stromquelle wird aktiviert, wenn ein Steuersignal am Anschluß 50 entsprechend der Kurve I in Fig. 5 in dem EIN-Zustand übergeht. Dieses Steuersignal nimmt einen EIN-Zustand beim Auftreten des Synchronisierimpulses, der aus dem Datenmuster abgeleitet wurde, an. Die Stromquelle 21 läßt einen Ladestrom auf den Kondensator 22 fließen und erzeugt dadurch einen Spannungsanstieg (a voltage ramp) über dem Kondensator. Der Anstieg setzt sich fort, bis die Stromquelle 21 durch Übergehen des Steuersignales in den AUS-Zustand reaktiviert wird. Das Steuersignal geht in den AUS-Zustand beim Auftreten des zweiten Triggerimpulses nachdem Synchronisierimpuls über. Nach Reaktivierung der Stromquelle 21 entlädt sich der Kondensator 22 in seinen Normalzustand. Daher kann ein neuer Anstieg beim Auftreten eines nachfolgenden Synchronisierimpulses erzeugt werden.

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Der Verstärker 23 steht in Verbindung mit dem Kondensator 22, einer Speicherschaltung 24 und mit dem Anschluß 20. Der Verstärker 23 spricht auf. die Spannung über dem Kondensator 22 an und erzeugt das zweite analoge Steuersignal, das der Maximalspannung gleicht,die am Ende des Anstieges erzeugt worden ist. Unter den angenommenen Bedingungen bezüglich der existierenden Phasendifferenz ist dieses Signal proportional dem Eineinviertelfachen der Bitperiode. Die Speicherschaltung 24 ist an das Schaltwerk 6, den Verstärker 23 und den Anschluß 20 angeschlossen. Die Speichereinheit 24 speichert das zweite analoge Steuersignal bis zum Auftreten eines Rückstellimpulses aus der Quelle 2. Der Rückstellimpuls tritt periodisch kurz vor dem Synchronisierimpuls auf. Daher kann ein ■ zweites analoges Steuersignal möglichen Änderungen in der Phasendifferenz angepaßt werden.

Der Verzögerungsimpulsgenerator 5 umfaßt nach Fig. 3 die identischen Kippschaltungen 27, 28 und 29, die Vergleicher 35, 38 und 41 sowie ein ODER-Tor 39. Der Eingangsanschluß 30 ist mit dem Periodensensor 4 verbunden und nimmt von diesem ein erstes analoges Steuersignal auf, das eine analoge Darstellung des Zweiundeinhalbfachen der Bitperiode ist. Im Kdppkreis 27 ist ein Verstärker 34 mit dem Eingangsanschluß 30 in Verbindung, ferner mit einer Stromquelle 31, einem Kondensator 32, einem Transistor 33, einer Diode 36 und einem Vergleicher 35. Der Verstärker 34 lädt den Kondensator 32, um einen Pegel zu erzeugen, der gleich dem ersten analogen Steuerpegel ist. Der Transistor 33 ist mit dem Schaltwerk 6, dem Verstärker 34 und der Diode 36 verbunden. Ein erstes Schaltsteuersignal, abgeleitet aus dem Schaltwerk 6, aktiviert den Transistor 33 bei Auftreten eines Triggerimpulses. Die Kurve F aus Fig. 5 stellt dieses Steuersignal dar. Wenn der Transistor

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33 leitend wird, wird die Diode 36 gesperrt und der Kondensator 32 entlädt sich in die Stromquelle 31. Die Spannung über dem Kondensator 32, hier kurz als Verzögerungssignal bezeichnet, hat während des Entladens die Form einer Rampe bzw. eines gleichmäßigen Abfalls. Die Kurve J aus Fig. 5 stellt dieses Steuersignal dar. Wenn die Schaltungskomponenten geeignet ausgelegt sind, haben die Spannungsabfälle, die von den Kippschaltungen in dem Phasensensor und in dem Verzögerungsimpulsgenerator erzeugt werden, die gleiche Neigung. Das zweite analoge Steuersignal und das Verzögerungssignal werden dann den gleichen analogen Skalenfaktor besitzen. Bei den vorgenannten Annahmen ist dieses Verzögerungssignal eine analoge Darstellung der' Differenz zwischen dem Zweiundeinhalbfachen der Bitperiode und derjenigen Zeit, die seit dem Triggerimpuls verstrichen ist. Zu einem Zeitpunkt, der einer Verzögerung von eineinviertel Bitperioden entspricht, wird das Verzögerungssignal die gleiche Amplitude aufweisen, wie das zweite analoge Steuersignal. Der Vergleicher 35 erzeugt einen Impuls, wenn die beiden Signale gleich sind.

Das Schaltwerk 6 spricht auf den Impuls vom Vergleicher 35 an und ändert den Zustand des ersten Schaltsteuersignals. Daher wird der Transistor 33 nichtleitend, und der Verstärker 34 ermöglicht eine Entladung des Kondensators 32 auf seinen Anfangspegel. Wenn der Kondensator 32 auf diesen Pegel entladen hat, ist er erneut im Stande, einen weiteren Anstieg (ramp) zu erzeugen.

Ähnliche Verzögerungssiqnale werden in Sequenz von den Kippschaltungen 28 und 29 während der Zeit erzeugt, in der der Kondensator 32 'ier Kippschaltung 27 sich entlädt.

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In jedem Fall baut eine der Kippschaltungen auf, während die anderen beiden zurückgesetzt werden. Die Vergleicher 38 und 41 arbeiten in gleicher Weise wie der Vergleicher 35 und erzeugen diese Verzögerungssignale.

Ein ODER-Tor 39 ist mit dem Ausgang jedes der Vergleicher verbunden und erzeugt einen Impuls jedesmal dann, wenn einer der Komparatoren einen Impuls erzeugt.

Die Figuren 4 und 5 erläutern Einzelheiten des Steuerwerkes 6. Der Anschluß 9 ist mit der Quelle 2 für das Impulsmuster verbunden und empfängt von ihr einen

f Rückstellimpuls. Die Anschlüsse 42, 43 und 44 sind mit dem Verzögerungsimpulsgenerator 5 verbunden und empfangen von diesem die von den in ihm befindlichen Vergleicherschaltungen erzeugten Ausgangsimpulse. Der Anschluß 8 ist mit der Quelle 2 für das Datenimpulsmuster verbunden und empfängt von ihr das Synchronisiersignal. Die Flip-Flöps 45, 46, 47, 48, 49 und 61 sind gewöhnliche bistabile Flip-Flops mit Setzeingängen, Rückstelleingängen EINS-Ausgängen und NULL-Ausgängen. Die Ausgangsanschlüsse 15, 16 und 17 verbinden die EINS-Ausgänge der Flip-Flops 47, 48 und 49 mit dem Verzögerungsimpulsgenerator 5 und versor-

j. gen ihn mit Schaltsteuersignalen, die diejenigen Schaltungen steuern, die die Verzögerungssignale erzeugen. Der Ausgangsanschluß 50 ist mit dem Phasensensor 3 verbunden und liefert an ihn das öffnende Torsignal, das in Fig. 5 als Kurve I dargestellt ist. Eine Schaltung von ODER-Toren 53, 56, 57, 58 und 60 sowie von UND-Toren 51, 52, 54, 55 und 59 verbinden die Flip-Flops 45 bis 49 und das Flip-Flop 61. Die Kurvenform der Ausgangssignale 45, 46, 47, 49 und 61 sind in Fig. 5 als Kurven D, E, F, G, H sowie L dargestellt.

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Im Intervall zwischen dem Synchronisierimpuls und dem Rückstellimpuls dienen die Flip-Flops 45 und 46 als Zähler zum Dritteln der Referenzimpulsreihe. Aus Fig. 5 kann man entnehmen, daß die entsprechenden Ausgänge (Kurven D und E) ihren Pegel bei jedem dritten Referenzimpuls wechseln. Es gibt drei mögliche Zustandskombinationen für diese beiden Flip-Flops. Beide können in dem EINS-Zustand, beide können in den NULL-Zustand sein und das Flip-Flop 45 kann im EINS-Zustand sein, während das Flip-Flop 46 sich im NULL-Zustand befindet.

Die Kurven D, E und L sind nützlich zum Verständnis der Steuerung bei der Erzeugung der Kurven F, G und H. Die letzteren drei Kurven dienen zum sequentiellen Aktivieren der Kippkreise des Verzögerungsimpulsgenerator s5.

Die Kurve D wird vom Flip-Flop 45 auf folgende Weise erzeugt: Die Referenzimpulsreihe., der NULL-Ausgang des Flip-Flops 45 und der EINS-Ausgang des Flip-Flops L werden in einem UND-Tor 51 kombiniert und das resultierende Signal dient zum Setzen des Flip-Flops 45. Das Rückstellsignal für das Flip-Flop 45 wird von dem ODER-Tor'53 abgeleitet, das den Ausgang eines UND-Tores 52 mit dem Rückstellimpuls verknüpft, der aus der Datenmusterquelle am Anschluß 9 steht. Das UND-Tor 52 verknüpft die Referenzimpulsreihe mit dem EINS-Ausgang des Flip-Flops 46. Bei dieser Anordnung wechselt das Flip-Flop 46 in seinen wahren Zustand, wenn ein Referenzimpuls auftritt, während es in seinem falschen Zustand steht. Weiterhin ändert sich das Flip-Flop 45 in seinen falschen Zustand bei Auftreten eines Rückstellimpulses oder bei Koinzidenz eines Referenzimpulses mit dem wahren Zustand des Flip-Flops 46.

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Die Kurve E wird von dem Flip-Flop 46 auf folgende Weise erhalten: Die Referenzimpulsreihe, der EINS-Ausgang des Flip-Flops 45 und der NULL-Ausgang des Flip-Flops 46 werden von einem UND-Tor 54 verknüpft und* das resultierende Signal setzt das Flip-Flop 46. Eine logische Schaltung ähnlich wie sie zum Zurücksetzen des Flip-Flops 45 benutzt wurde, dient zum Zurücksetzen des Flip-Flops 46.

Die Kurve F wird vom Flip-Flop 47 auf folgende Weise erzeugt: De*: EINS-Ausgang des Flip-Flops 46 liefert den Setzimpuls für das Flip-Flop 47. Das Rückstellsig-. nal für das Flip-Flop 47 wird aus einem /ODER-Tor 57 abgeleitet, das den Ausgang des Komparators 35 in dem Verzögerungsimpulsgenerator 5 mit dem Rückstellimpuls aus der Datenmusterquelle 2 verknüpft. Bei dieser Anordnung wechselt das Flip-Flop 47 immer dann in seinen wahren Zustand, wenn das Flip-Flop 46 in den wahren Zustand übergeht. Man erinnere sich, daß das Flip-Flop 46 sich in einen wahren Zustand bei jedem dritten Referenzimpuis stellt. Die Kurvenform F kann daher die ihr zugeordnete Kippschaltung im Verzögerungsimpulsgenerator 5 bei jedem dritten Referenzimpuls aktivieren.

Die Kurven G und H werden von den Flip-Flops 48 und 49 w auf ähnliche Weise erzeugt. Diese zwei Kurven können ihre zugehörigen Kippschaltungen bei jedem dritten Referenzimpuls aktivieren.

Die Kurve I wird von einem UND-Tor 62 erzeugt, das den NULL-Ausgang des Flip-Flops 46 mit dem Synchronisierimpuls am Anschluß 8 verknüpft..

Die Kurve L wird vom Flip-Flop 61 auf folgende Weise erzeugt: Der am Anschluß 8 aufgenommene Synchronisier-

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impuls wird mit dem Stelleingang des Flip-Flops 61 verbunden und der Rückstellimpuls, der am Anschluß 9 aufgenommen wird, wird mit dem Rückstelleingang des Flip-Flops 61 verbunden. Daher wird der EINS-Ausgang des Flip-Flops 61, entsprechend der Kurve L, einen wahren Zustand annehmen, während des Intervalls zwischen dem Auftreten eines Synchronisierimpulses und dem Rückstellimpuls. Der EINS-Ausgang des Flip-Flops 61 ist mit dem UND-Tor 51 verbunden und arbeitet so, daß die Flip-Flops 45 und 46 als ein durch dreiteilender Zähler arbeiten.

Von der vorgeschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann im Rahmen des Erfindungsgedankens auf vielfache Weise abgewichen werden. Beispielsweise kann für den Fall, daß die Periode der Referenzimpulsreihen im wesentlichen konstant ist und im weiteren bekannt wird, eine feste Spannung zur Darstellung des vorgeschriebenen Vielfachen der Bitperiode Verwendung finden. Bei einem anderen Beispiel kann das Verzögerungssignal als Spannungsanstieg (ramp) erzeugt werden, der vom Pegel des zweiten Steuersignals bis zum Pegel des ersten Steuersignals ansteigt.

Zusammenfassend wurde ein System zur Erzeugung einer Taktimpulsreihe von vorgeschriebener Phasenbeziehung zu einem Datenimpu-lsmuster beschrieben. Eine Schaltung erzeugt ein Phasensignal, das die Phasenbeziehung zwischen einer zeitgebenden Referenzimpulsreihe und dem Datenimpulsmuster anzeigt. Jeder Referenzimpuls triggert einen einstellbaren Verzögerungsimpulsgenerator, der von dem Phasensignal geregelt wird, so daß er Impulse an der vorgeschriebenen Phase erzeugt.

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Claims (16)

1. Ansprüche

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   (\J Verfahren zur Erzeugung einer Ausgangsimpulsreihe von vorgeschriebener Phase relativ zu einem Eingangsimpulsmuster, das Posten von binären Daten während aufeinanderfolgender Bitzellperioden definiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bitfrequenz des Eingangsimpulsmusters folgende Referenzimpulsreihe erzeugt wird; daß ein erstes Steuersignal, das die Periode der Referenzimpulsreihe repräsentiert, sowie ein zweites Steuersignal, das die Phase zwischen der Referenzimpulsreihe und dem Eingangsimpulsmuster repräsentiert, erzeugt werden; daß auf jeden Referenzimpuls hin ein Verzögerungssignal gebildet wird, das die Differenz zwischen einem der beiden Steuersignale und der Zeit seit dem Referenzimpuls repräsentiert; und daß auf das andere Steuersignal sowie auf das Verzögerungssignal hin ein Ausgangsimpuls gebildet wird, wenn das Verzögerungssignal eine vorgeschriebene Phasenverzögerung repräsentiert, die mit der vom zweiten Steuersignal repräsentierten Phase in Beziehung steht.
2. 2. Schaltung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet d,urch eine Referenzimpulsquelle (1), durch Signalgeber (3,4, »..) zur Erzeugung des ersten und zweiten Steuersignales; durch einen an die Signalgeber angeschlossenen Verzögerungsimpulsgeber (5) sowie durch einen Generator (35,38,41, ...) für die Ausgangsimpulse, der an die Signalgeber und an den Verzögerungsimpulsgenerator (5) angeschlossen ist. .

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3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungssignalgeber mehrere Kippkreise (27, 28,29, ...) aufweist, von denen jeder eine Anstiegsperiode und eine Rückstellperiode besitzt und wobei der Ausgang jedes Kippkreises während der Anstiegsperiode die Differenz zwischen dem einen Steuersignal und der Zeit repräsentiert, die vom Start der Anstiegsperiode verstrichen ist; daß ein Schaltwerk (6) auf aufeinanderfolgende Referenzimpulse anspricht und sequentiell die Anstiegsperiode des entsprechenden Kippkreises beginnen läßt; daß eine Schaltung (47 ... 49) auf

   einanderfolgende Ausgangsimpulse anspricht und die Rückstellperiode der Kippkreise einleitet; und daß der Ausgangsimpulsgenerator (35,38,41,...) auf die Kippkreise während deren Anstiegszeit anspricht.
4. 4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzimpulsquelle auf einen Magnetspeicher (10) anspricht, in dem die von dem .Eingangsimpulsmuster dargestellten Daten gespeichert sind.
5. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der Referenzimpulsreihe variabel ist und daß der Signalgeber für das erste Steuersignal die Schwankungen der Periode der Referenzimpulsreihe tastet.
6. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase zwischen dem Eingangsimpulsmuster und der Referenzimpulsreihe variabel ist und daß der Signalgeber für das zweite Steuersignal die Phasenveränderungen zwischen dem Eingangsimpulsmuster und der Referenzimpulsreihe tastet.

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7. 7. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsimpulsmuster in dem Magnetspeichersystem (10) in Datengruppen gespeichert ist, die durch identifizierbare Synchronisierimpulse und Rückstellimpulse voneinander getrennt sind.
8. 8. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (3) für das zweite Steuersignal einen rückstellbaren, von den Synchronisierimpulsen getriggerten Generator mit linearen Ausgangsspannungsanstieg (linear ramp generator) sowie eine Prüf- und Halteschaltung aufweist, die den Ausgang

   ) des Lineargenerators in Abhängigkeit von einem Referenzimpuls nach dem Synchronisierimpuls prüft.
9. 9. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsimpulsgenerator mehrere Vergleicher (35,38,41,...) aufweist, die jeweils dann einen Impuls erzeugen, wenn der Ausgang eines Kippkreises während seiner Anstiegsperiode gleich dem zweiten Steuersignal ist, und daß der Ausgangsimpulsgenerator logische Schaltungen (39, ...) besitzt, die jeweils dann einen Impuls erzeugen, wenn der Vergleicher einen Impuls liefert.
10. " 1Ov Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungssignalgeber (5) auf das erste Steuersignal und diejenige Zeit anspricht, die seit dem Referenzimpuls verstrichen ist.
11. 11. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch einen Plattenspeicher (10), in dem die Daten in Spuren gespeichert sind; durch eine auf die in Spuren gespeicherten Zeitgebersignale ansprechende Referenzsignalquelle (1); durch eine auf die in

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    Spuren gespeicherten Signalmuster ansprechende Datenimpulsquelle (2), die das Impulsmuster erzeugt, auf Synchronisiersignale anspricht, die in vorbestimmten Abstand zu jedem Datenposten in der Datenspur gespeichert sind, und einen Synchronisierimpuls erzeugt; durch eine auf die Referenzimpulsreihe und die Synchronisierimpulse ansprechende Einrichtung (6, ...), die eine einzelne Taktphase von vorgeschriebener Phase zum Datenmuster erzeugt; sie durch eine von der einzelnen Taktphase gesteuerte Datenwiedergewinnungsschaltung (13).
12. 12. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer einzelnen Taktphase auf das erste Steuersignal anspricht.
13. 13. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Taktphase einem Signalgeber für das zweite Steuersignal, das die Phase zwischen dem Impulsmuster und der Referenzimpulsreihe repräsentiert, ferner einen Verzögerungssignalgenerator j der auf jeden Referenzimpuls aus der Referenzimpulsreihe anspricht und dessen Verzögerungssignale die Differenz zwischen dem ersten Steuersignal und der Zeit, die seit dem Referenzimpuls verstrichen ist, repräsentiert, und einen Taktphasenimpulsgeber aufweist, der auf das zweite Steuersignal und das Verzögerungssignal anspricht und einen Taktphasenimpuls erzeugt, wenn das Zeitgebersignal eine vorgeschriebene Phasenverzögerung darstellt, die zu der von dem zweiten Steuersignal repräsentierten Phase in Beziehung steht.

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14. 14· Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer einzelnen Taktphase eine Vorrichtung zur Messung der Phasenbeziehung zwischen dem Synchrönisierimpuls und der Referenzimpulsreihe sowie einen Taktimpulsgenerator aufweist, dessen Taktimpulse bezüglich der Referenzimpulsreihe um einen Betrag verzögert sind, der proportional der gemessenen Phasenbeziehung ist.
15. 15. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 14 mit mehreren Eingangsimpulsreihen gemeinsamer Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kippkreise der Anzahl der Eingangsimpulsreihen entspricht.
16. 16. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bisl5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kippkreis ein Verzögerungssignal erzeugt, das die Differenz zwischen dem ersten Steuersignal und derjenigen Zeit repräsentiert, die seit Beginn seiner Anstiegsperiode verstrichen ist.

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