DE2146631A1

DE2146631A1 - Schaltungsanordnung zur stoersicheren erkennung der nulldurchgaenge von lesesignalen von magnetschichtspeichern

Info

Publication number: DE2146631A1
Application number: DE2146631A
Authority: DE
Inventors: Winfried Gottwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1971-09-17
Publication date: 1973-03-22
Also published as: US3798467A; FR2152945A1; LU66100A1; GB1387738A; NL7212558A; DE2146631B2; BE788895A; IT967540B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 1.7.SER 197 Berlin und München Wittelsbaeherpiatz 2

2U6631 71/2159

Schaltungsanordnung zur störsicheren Erkennung der Nulldurchgänge von Lesesignalen von Magnetschichtspeichern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur störsicheren Erkennung der Nulldurchgänge von differenzierten Lesesignalen von Magnetschichtspeichern, "bei der die differenzierten Lesesignale einem Nulldetektor und gleichzeitig einer aus einer Amplitudenbewerterschaltung und einer Zeifbewerterschaltung bestehenden Flächenprüfungs-. schaltung zugeführt werden, die nur dann ein Signal abgibt, wenn das differenzierte Lesesignal eine vorgegebene Schwellenspannung eine vorgegebene Zeit lang überschreitet und bei der die AusgangsSignaIe des Nulldetektors und der Fläehenprüfungsschaltung auf eine Ausgangsschaltung führen, die beim Auftreten eines Ausgangssignales vodi Nulldetektor einen Impuls abgibt, wenn ein Ausgangssignal von der Flächenprüfungsschaltung anliegt.

Bei der Auswertung von Lesesignalen von Magnetschichtspeichern müssen die Scheitelwerte der Lesesignale festgestellt werden. Dazu werden die Lesesignale differenziert, so daß die Scheitelwerte zu Nulldurchgängen werden. Diese Nulldurchgänge werden mit Hilfe eines Nulldetektors erkannt. Den Lesesignalen sind oft Störsignale überlagert, die eine zeitliche Verschiebung der Nulldurchgänge der differenzierten Lesesignale verursachen. Solche zeitlichen Verschiebungen der Nulldurchgänge bedingen natürlich auch eine zeitliche Verschiebung der Anstiegs- bzw. Abstiegsflanke des Ausgangssignales des Nulldetektors. Im schlimmsten Falle

VPA 9/210/1057 Il/Hlg - 2 -

BAD ORIGINAL 309812/1060

kann das Störsignal das Lesesignal so beeinflussen, daß das differenzierte Lesesignal Nullstellen hat, die beim nicht gestörten Lesesignal überhaupt nicht vorhanden sind.

Um für diesen oben genannten Fall ein Ausgangs signal der die Lesesignale auswertenden Schaltungsanordnung zu verhindern, ist vorgeschlagen worden, parallel zu dem IuIldetektor eine Flächenprüfungsschaltung anzuordnen. Diese PlächenprüfungsschaltuB;: '■-3steht aus einer Serienschaltung aus einer Amplitudenbewerterschaltung und einer Seitbewertersehaltung. Die Amplitudenbewerterschaltung hat eine bestimmte vorgegebene Schwellenspannung, bei der sie anspricht. Diese Schwellenspannung soll im folgenden. Araplitudenbewerterschwelle genannt werden. Das differenzierte Lesesignal wird zunächst der Amplitudenbewerterschaltung zugeführt. Die Amplitudenbewerterschaltung gibt solange ein Signal ab, wie das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle überschreitet. Das Ausgangssignal der Amplitudenbewerterschaltung wird der Zeitbewerterschaltung zugeführt. Diese stellt fest, ob die Dauer des Ausgangssignales eine bestimmte vorgegebene Zeit überschreitet. Ist dies der Pall, so gibt die Zeitbewerterschaltung ein Ausgangssignal .ab, das einer Ausgangsschaltung angeboten wird. Der Ausgangsschaltung werden auch die AusgangsSignaIe des Nulldetektors zugeleitet. Die Ausgangsschaltung spricht nur dann an, wenn beim Auftreten eines Ausgangssignales vom Nulldetektor bereits ein Ausgangssignal von der Zeitbewerterschaltung anliegt. Durch die Plächenprü-

fung des differenzierten Lesesignales wird also verhindert, daß durch Störsignale erzeugte Nulldurchgänge des differenzierten Lesesignales ein das Vorliegen eines Lesesignales anzeigendes Signal erzeugen. . ·

VPA 9/210/1057 .. - 3 -

3098111 1060

~³~ 2U663V.

Nun ist es weiterhin möglich, daß das gestörte Lesesignal nach der Differenzierung einen derartigen Verlauf hat, daß es die Amplitudenbewerterschwelle der Amplitudenbewerterschaltung kurzzeitig unterschreitet und somit die Amplitudenbewerterschaltung falsche Ausgangssignale abgibt. Außerdem ist es möglich, daß ein Störsignal allein auftritt und die Amplitude des differenzierten Störsignales die Amplitudenbewerterschwelle kurzzeitig überschreitet. Auch in diesem Falle gibt die Amplitudenbewerterschaltung ein fehlerhaftes Signal ab. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Zeitbewerterschaltung so zu gestalten, daß sie von den durch die Störsignale erzeugten fehlerhaften Ausgangssignalen der Amplitudenbewerterschaltung nicht beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zeitbewerterschaltung aus einer Aufladeschaltung, die einen Kondensator enthält, der mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten aufgeladen wird, wenn das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle der Amplitudenbewerterschaltung überschreitet und der mit einer zweiten vorgegebenen Zeitkonstanten entladen wird, wenn das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle der Amplitudenbewerterschaltung unterschreitet und aus einer Schwellwertschaltung, die an den Ausgang der Aufladeschaltung angeschlossen ist und die ein Signal abgibt, wenn die Spannung über dem Kondensator größer wird als die Schwellenspannung ( Zeitbewerterschwelle) der Schwellwertschaltung.

Durch die Ausgangssignale der Amplitudenbewerterschaltung wird somit der Kondensator der Aufladeschaltung der Zeitbewerterschaltung aufgeladen und nach Verschwinden des Signales wieder mit einer Zeitkonstanten entladen. Unterschrei-

VPA 9/210/1057 - 4 -

309812/1060

tet das differenzierte Lesesignal aufgrund von überlagerten Störsignalen die Amplitudenbewerterschwelle kurzzeitig, dann wird der Kondensator der Zeitbewertersehaltung entladen, jedoch nur soweit, daß durch die Dauer dee folgenden noch zu dieseni differenzierten Lesesignal gehörenden AusgangB-eignaleß der Amplitudenbewerterschaltung der Kondensator soweit aufgeladen wird, daß die Spannung über dem Kondensator die Zeitbewerterschwelle überschreitet und somit die Flächenprüfungsschaltung ein Signal abgibt. Solche Störsignale werden also mit der Flächenprüfungsschaltung eliminiert. Entsprechendes gilt, wenn allein ein kurzes Störsignal auftritt. i)ann lädt sich zwar auch der Kondensator der Zeitbewerterschaltung auf, die Spannung über dem Kondensator erreicht jedoch nicht die Zeitbewerterschwelle. Die Flächenprüfungsschaltung gibt dann kein Signal ab.

Die Erfindung wird anhand eines Außführungsbeiepieles weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ,

Fig. 2 die technische Realisierung der Zeitbewerterschaltung,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm,

Fig. 4 ' ein weiteres Zeitdiagranim.

Die Schaltungsanordnung, mit der die Leeeeignale von Magnetschichtspeichern ausgewertet werden sollen, enthält die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die nach Fig. 1 aus einem Nulldetektor HD, einer Flächenprüfungsschaltung SPS und einer Ausgangsschaltung FF beeteht. Die Flächenprüfungsschaltung SPS setzt sich aus der Amplitudenbewerterschaltung AB und der Zeitbewerterschaltung ZD zusammen. Am Eingang E der Schaltungsanordnung werden die differenzierten Lesesignale

VPA 9/210/1057 - 5 -

309812/1060

des Magnetschichtspeichers zugeführt, am Ausgang A der tungsanordnung wird dann ein Signal abgegeben, wenn ein Lesesignal aufgetreten ist. Der Nulldetektor ND kann aus einer Amplitudendiskriminatorschaltung bestehen, die auf bekannte Weise aufgebaut ist. Dasselbe gilt für die Amplitudenbewerterschaltung, für die eine bekannte Schwellenwertschaltung verwendet werden kann. Die Ausgangsschaltung FF kann als bistabile Kippschaltung realisiert werden, die. durch das Ausgangssignal der Flächenprüfungsschaltung SPS vorbereitet und durch das Ausgangssignal des Nulldetektors ND ausgelöst wird.

Die Zeitbewerterschaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Sie besteht aus der Aufladeschaltung aus einem [Transistor T1, einer Diode D, einem Widerstand R1_t einem weiteren Widerstand R2 und einem Kondensator C. Der Emitter des !Dransistors T1 liegt an einer Betriebsspannung U4. Die Diode D ist zwischen dem Kollektor des Transistors T1 und einer weiteren Betriebsspannung U3 angeordnet. Der Kondensator G ist einerseits mit der Betriebsspannung U4 verbunden und liegt andererseits über dem Widerstand R1 am Kollektor des Transistors T1, andererseits über dem Widerstand R2 an einer weiteren Betriebsspannung +Ü1.

Die Schwellwertschaltung der Zeitbewerterschaltung ZB besteht aus einem Differenzverstärker mit den Transistoren 12, T3, dem gemeinsamen Emitter-Widerstand R7 und den Kollektor-Widerständen R3f R4. Die Basis des einen Transistors T3 liegt an einem durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R5 und R6 festgelegten festen Potential. Durch dieses Potential an der Basis des Transistors T3 wird die Schwellenspannung der Schwellwertschaltung, die ja Zeitbewerterschwelle genannt wird, festgelegt. Da diese Schwellwertschaltung in der Literatur bekannt ist, soll auf sie nicht weiter eingegangen werden. U2 ist eine weitere Betriebsspannung.

VPA 9/210/1057 - 6 -

309812/1060

2U6631

An die Basis des Transistors T1 der Aufladeschaltung wird das negierte Ausgangssignal der Amplitudenbewerterschaltung AB angelegt. Solange der Amplitudenbev/erterschaltung AB kein Eingangssignal zugeführt wird, das die Amplitudenbewerterschwelle überschreitet, ist der transistor T1 leitend gesteuert und der Kondensator 0 entladen. Erreicht die Amplitudenbewert er schaltung AB ein Signal, das die Araplitudenbewerterschwelle überschreitet, dann wird Transistor T1 gesperrt und der Kondensator 1 kann sich zunächst über den Widerstand R2 aufladen, bis der Punkt 3 ein bestimmtes Potential erreicht hat. Dann nämlich wird die Diode D durchlässig und es kann ein Strom von der Betriebsspannung U3_S die Diode D und den Widerstand R1 zum Kondensator G1 fließen. Mit Hilfe der Diode D wird also das Potential am Punkt begrenzt, so daß es nicht zu groBe Werte annehmen kann. Ist die Spannung Über dem Kondensator C größer als die durch den Spannungsteiler aus den Widerständen R5 und R6 festgelegte Zeitbewerterschwelle, dann wird der Transistor T2 der Schwellwertschaltung leitend gesteuert und der Transistor T3 der Schwellwertschaltung gesperrt, so daß am Ausgang AZ der Schwellwertschaltung eine Spannungsänderung auftritt, die angibt, daß das der Flächenprüfungsschaltung zugeführte differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewertersehwelle die vorgegebene Zeit überschritten hat. Dies ist das Kennzeichen dafür,daß das dem Eingang E der Fig. 1 zugeführte Signal als Lesesignal weiter verarbeitet werden darf. Unterschreitet das Signal am Eingang der Amplitudenbewerterschaltung AB die Amplitudenbewerterschwelle» dann wird, der Transistor T1 wieder leitend gesteuert und der Kondensator 0 kann sich über den Widerstand R1 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 11 entladen. Die Entladezeitkonstante wird durch den Widerstand R1 und den Kondensator 0 bestimmt. Sie kann durch Veränderungen des Widerstandes R1 geändert werden. Wird das Potential am Punkt 3 kleiner

VPA 9/210/1057 . . · - 7 -

3Q9812

als die Zeitbewerterschwelle '» dann wird Transistor T2 gesperrt und Transistor T3 wieder leitend gesteuert und der AusgangBzustand ist wieder erreicht.

Das Funktionieren der Zeitbewerterschaltung bei Vorliegen von Störsignalen wird anhand der Fig. 3 und 4 erläutert. In Fig. 3 ist mit L das differenzierte Lesesignal benannti das über der Zeit t aufgetragen ist. Mit ABS wird die Amplitudenbewerterschwelle gekennzeichnet. Mit 1 ist der Spannungsverlauf am Ausgang der Amplitudenbewerterschaltung AB, mit 2 der Spannungsverlauf am Ausgang der Zeitbewerterschaltung ZB und mit 3 d£r Spannungsverlauf über dem Kondensator C der Aufladeschaltung bezeichnet. ZBS ist die Zeitbewerterschwelle. Bei Vorliegen eines ungestörten Lesesignales, wenn also der Spannungsverlauf L entspricht, dann iet der Spannungsverlauf am Punkt 1 so, wie es die ausgezogene Kurve zeigt. Die entsprechenden Spannungsverläufe am Punkt 2 und Punkt 3 sind ebenfalls durch ausgezogene Kurven dargestellt. 3?ritt ausschließlich ein kurzzeitiges Störsignal SS auf, dann sind die Spannungsverhältnisse an den Punkten 1, 2 und 3 so, wie es in Fig. 3 gestrichelt gezeichnet ist. Die Spannung über dem Kondensator C erreicht nicht die Zeitbewerterschwel-Ie ZBS. und am Ausgang AZ der Zeitbewerterschaltung ZB tritt kein Signal auf.

Fig. 4 zeigt die Verhältnisse, wenn die Form des differenzierten gestörten Lesesignales so ist, daß es kurzzeitig die Amplitudenbewerterschwelle ABS unterschreitet (s. gestrichelte Kurve). Auch in Fig. 4 sind wiederum die Spannungsverläufe an den Punkten 1, 2 und 3 bei ungestörtem Lesesignal ausgezogen, bei gestörtem Lesesignal gestrichelt dargestellt. Der Spannungsverlauf am Punkt 3 zeigt deutlich, wie sich der Kondensator C bei Unterschreiten des differenzierten gestörten Lesesignales unter die Araplitudenbewerter-

VPA 9/210/1057 - 8 -

309812/1060

schwelle ABS entlädt, und zwar mit der Zeitkonstanten, die aus dem Widerstand R1 und der Kapazität des Kondensators C besteht, und, wie er, sich anschließend, wenn das differenzierte gestörte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle ABS wieder überschreitet, erneut auflädt. Wie die gestrichelte Kurve (Punkt 3) zeigt, erreicht die Spannung über dem Kondensator noch die" Zeitbewerterschwelle ZBS, so daß die Schwellwertschaltung der Zeitbewerterschaltung noch geschaltet wird.

Der Kurvenverlauf 3a zeigt den Fall, bei dem der Kondensator C der Aufladeschaltung schlagartig und nicht mit einer be-

• stimmten Zeitkonstanten entladen wird. Dann lädt eich der Kondensator bei nicht gestörtem Leseeignal solange auf, bis das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle ABS überschreitet und wird dann schlagartig wieder zurückgesetzt. Tritt bei einer solchen Auslegung der Aufladeschaltung die in PIg₄, 4 dargestellte Störung auf, dann wird bei Unterschreiten der Amplitudenbewerterschwelle ABS durch das differenzierte gestörte Lesesignal der Kondensator C schlag-

• artig zurückgesetzt und erst nach Überschreiten der Amplitudenbewerterschwelle ABS durch das differenzierte gestörte Lesesignal beginnt sich der Kondensator C wieder aufzula-

,den. Die Spannung über dem Kondensator C erreicht dann .aber nicht mehr die Zeitbewerterschwelle ZBS, so daß bei einer derartigen Auslegung der Aufladeschaltung trotz Vorliegen eines Lesesignales die Zeitbewerterschaltung kein Signal abgibt. Das Lesesignal wird dann nicht alB solches erkannt. Dieses unerwünschte Ergebnis wird bei der Schaltungs~ anordnung der Pig. 2 dadurch verhindert, daß sich.der Kondensator mit einer festgelegten Zeitkonstanten entlädt.

2 Patentansprüche
4 Piguren

VPA 9/210/1057 - 9 -

30981 2/1060

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur störsicheren Erkennung der Nulldurchgänge von differenzierten Lesesignalen von Magnetschichtspeichern, bei der die Lesesignale einem Nulldetektor und gleichzeitig einer aus einer Amplitudenbewerterschaltung und einer Zeitbewerterschaltung bestehenden Plächenprüfungsschaltung zugeführt werden, die immer dann ein Signal abgibt, wenn das Lesesignal eine vorgegebene Schwellenspannung (Amplitudenbewertersehwel-Ie) eine vorgegebene Zeit lang tiberschreitet und bei der die AusgangssignaIe des Nulldetektors und der Plächenprüfungsschaltung auf eine Ausgangsschaltung führen, die. bei Auftreten eines Ausgangssignales vom Nulldetektor einen Impuls abgibt, wenn ein Ausgangssignal von der Plächenprüfungsschaltung anliegt, gekennzeichnet durch eine Zeitbewerterschaltung (ZB) aus einer Aufladeschaltung, die einen Kondensator (0) enthält, der mit einer vorgegebenen Zeitkonstante aufgeladen wird, wenn das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwel-Ie (ABS) der Amplitudenbewerterschaltung (AB) überschreitet und der mit einer zweiten vorgegebenen Zeitkonstanten entladen wird, wenn das differenzierte Lesesignal die Amplitudenbewerterschwelle (ABS) der Amplitudenbewerterscha'ltung (AB) unterschreitet und aus einer Schwellwertschaltung, die an den Ausgang der Aufladeschaltung angeschlossen ist und die ein Signal abgibt, wenn die Spannung über dem Kondensator (0) größer wird als die Schwellenspannung (ZBS) der Schwellwertschaltung.

Z. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufladeschaltung aus dem Kondensator (C), dessen eine Anschlußklemme an eine Betriebsspannung (U4) angeschlossen ist und dessen andere Anschlußklemme einerseits

YPA 9/210/1057 - 10 -

309812/1060

mit dem Eingang der Schwellwertschaltung, andererseits über · einen Widerstand (R2) mit einer anderen Betriebsspannung (U1) verbunden ist, aus einem Transistor (T1), dessen Emitter an der einen Betriebsspannung (U4) liegt, dessen Kollektor einerseits über eine Diode (D) an einer weiteren Betriebsspannung (U3), andererseits über einen Widerstand (R1) an die andere Anschlußklemme des Kondensators (C) angeschlossen ist und der dann gesperrt ist, wewi die Amplitudenbewerterschwelle (ABS) der Amplitudenbewerterschaltung (AB) durch das differenzierte Lesesignal überschritten wird.

VPA 9/210/1057

309812/1060

Leerseite