DE2731516A1 - Verfahren und einrichtung zum kodieren und rueckgewinnen von binaeren digitaldaten - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL-TNG SlAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR ι [ ι

PATENTANWÄLTE ^ ° ^J

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte; 28 268

12.

Sperry Rand Corporation
New York, N.Y.1OO19/USA

Verfahren und Einrichtung zum Kodieren und Rückgewinnen von

binären Digitaldaten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kodieren und Rückgewinnen von binären Digitaldaten.

Insbesondere ist die Erfindung bei Übertragungssystemen und bei magnetischen Speicher- sowie Ruckgewinnungssystemen für Digitaldaten anwendbar.

Im Laufe der Entwicklung von magnetischen Speicher- und Rückgewinnungssystemen für Binärdaten ist das Hauptaugenmerk darauf gerichtet worden, das Datenaufnahme- und -fassungsvermögen des Systems zu erhöhen, um . soviel Daten wie möglich in einem vorgegebenen Zeitintervall oder einer (vorgegebenen) Länge des Aufnahme- und Aufzeichnungsmediums, wie einer Platte oder eines Bandes, unterzubringen. Dies ist durch Kodieren der

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Binärdaten erreicht worden, um so Signaländerungen oder -übergänge, welche die jeweiligen Einsen und Nullen der Binärdaten darstellen, so nahe wie es praktisch möglich ist, zusammeneinzubringen oder zu speichern· Durch verschiedene, derartigen Systemen eigene Bedingungen kommt es jedoch in der Praxis zu Beschränkungen, soweit hiervon die Datenpackungsdichte betroffen ist, bezüglich einer genauen Aufnahme und Wiedergabe der Daten. Eine derartige Beschränkung ist eine Erscheinung, die im allgemeinen als Bitverschiebung bezeichnet wird, welche im Laufe der Wiedergabe von Binärdaten aus einem kodierten Signal auftritt, das auf dem Speichermedium aufgezeichnet worden ist. Sie ist gekennzeichnet durch ein Verschieben der wiedergegebenen Signalübergänge bezüglich ihren nominellen bzw. Sollstellen und ist die Folge einer zu großen Nähe oder eines Zusammendrängens der benachbarten, auf dem Speichermedium aufgezeichneten Übergänge. Insbesondere kommt es zu einer Bitverschiebung als Folge der störenden oder gegenseitigen Beeinflussung jedes wiedergegebenen Signalübergangs bezüglich benachbarter wiedergegebener Signalübergänge, wenn die aufgenommenen Signale von dem Speichermedium ausgelesen werden. Die Größe einer Verschiebung, zu welcher es bei jedem wiedergegebenen Signalübergang kommt, ist durch die Packungsdichte und den Grad der asymmetrischen Anordnung der Übergänge auf beiden Seiten jedes wiedergegebenen Signalübergangs festgelegt, wobei die Größe einer Verschiebung entsprechend einer höheren Packungsdichte und einer Asymmetrie der jeweiligen Signale proport ionel größer wird.

Eine Bitvers chi ebuflg**Von erheblicher Bedeutung, da sie unmittel-

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bar damit zusammenhängt, die Binärdaten genau wiederzugeben, wie aus den folgenden Ausführungen zu ersehen ist. Wenn Daten aufzunehmen sind, werden sie kodiert, wie vorstehend bereits ausgeführt und wie nachfolgend im einzelnen ausgeführt wird, und werden dann taktgesteuert auf das Speichermedium aufgebracht, so daß jeder Signalübergang in einem vorgeschriebenen Intervall oder Segment des Speichermediums aufgezeichnet ist. Ein Aufzeichnen auf einer vorbestimmten Zeitbasis ist wesentlich, um die entsprechenden Eins- und Nulldatenbits feststellen zu können, wenn sie zum Zwecke der Wiedergabe des binären Datenstroms aus dem Speichermedium ausgelesen werden. Üblicherweise wird ein angesteuerter Oszillator oder vorzugsweise ein phasenstarrer Oszillator verwendet, um ein zeitlich ausgerichtetes Fenster zum Rückgewinnen der Binärdaten aus den wiedergegebenen Signalübergängen zu schaffen. Der phasenstarre Oszillator arbeitete zum Beispiel üblicherweise, wie dem Fachmann bekannt, so, daß er mit einer Nennfrequenz läuft, welche eine ausgewählte Harmonische der Frequenz ist, die der Grundperiode des kodierten Datensignals ist, und erzeugt dadurch ein Ausblendfenstersignal, das jedem wiedergegebenen Signalübergang zugeordnet ist, um die Binärdaten aus dem kodierten Datensignal rückzugewinnen. In diesem Zusammenhang ist selbstverständlich, daß das Rückgewinnungsfenster verbunden ist mit einer Besonderheit, die im allgemeinen als Zeitsteuertoleranz bezeichnet wird.

Wenn die Signalübergänge enger gepackt sind, muß das Rückgewinnungsfenster enger gemacht werden, um ein Fühlen eines

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wiedergegebenen Signalübergangs in einem nicht zugeordneten Fenster auezuschließen· Natürlich ist., wenn das Rückgewinnungsfenster enger gemacht wird, die Größe einer Bitverschiebung, welche zugelassen werden kann, proportional herabgesetzt. Ein Phasenvergleicher in dem phasenstarren Oszillator dient dazu, die Phase der wiedergegebenen, aus dem Speichermedium ausgelesenen Signalübergänge mit einem Signal zu vergleichen, das von dem phasenstarren Oszillator aus angelegt wird, um ein Signal zum Steuern des Oszillators zu erzeugen, um so die wiedergegebenen Signalübergänge zu verfolgen. Eine Filterschaltung des phasenstarren Oszillators ist vorgesehen, damit der Oszillator die durchschnittlichen, zeitlich festgelegten Stellen der wiedergegebenen Signalübergänge verfolgen kann, während er bezüglich deren augenblicklichen Veränderungen unempfindlich bleibt. Auf diese Weise wird das Rückgewinnungsfenster im allgemeinen bezüglich der wiedergegebenen Signalübergänge ausgerichtet gehalten. Bei einer unerwarteten Bitverschiebung, die über einen vorbestimmten Wert hinausgeht, kommt der wiedergegebene Signalübergang außerhalb seines Rückgewinnungsfensters zu liegen, wodurch sich ein Fehler beim Feststellen und eine fehlerhafte Datenrückgewinnung ergibt.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu ersehen, daß eine Bitverschiebung verringert werden muß, um die Datenrückgewinnung zu verbessern, und daß die Verringerung einer Bitverschiebung ihrerseits davon abhängt, ein ungeordnetes Zusammendrängen von benachbarten übergängen in dem kodierten Datensignal zu vermeiden. Um diesen und anderen Kriterien zu genügen, welche nach-

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folgend noch angeführt werden, sind verschiedene Kodierverfahren vorgeschlagen und entwickelt worden. Einige der geforderten Eigenschaften eines entsprechenden Kodierverfahrens werden an dieser Stelle kurz angeführt und später in Verbindung mit der Beschreibung der Erfindung und ausgewählter, bekannter Kode, die in den Figuren dargestellt sind, genauer erläutert. Eine der geforderten Eigenschaften ist natürlich die, daß die Kodierung in einer Wiese erfolgen muß, um eine unzulässige Bitverschiebung zu vermeiden. Das wird dadurch «reicht, daß ein ausreichender Abstand zwischen aufeinanderfolgenden, auf dem Speichermedium aufgenommenen Signalübergängen geschaffen wird, muß aber nicht auf Kosten einer Verringerung der Aufzeichnungsdichte vorgenommen werden. Eine weitere geforderte Eigenschaft eines Kodierverfahrens besteht darin, daß ein derart großer Abstand zwischen aufgenommenen Signalübergängen vermieden wird, so daß die Möglichkeit ausgeschlossen wird, ein Selbsttaktgeben während einer Datenrückgewinnung zu erreichen. Bei einem Selbsttaktgeben besitzen das kodierte, auf dem Speichermedium aufgenommene Signal und das damit verbundene Auslesen bzw. die wiedergegebenen Signale derartige Eigenschaften, um die geforderte Steuerung des phasenstarren Oszillators für eine Datenrückgewinnung zu schaffen, wie vorstehend ausgeführt ist. Wenn die Möglichkeit des sogenannten Selbsttaktgebens fehlt, muß ein gesonderter Taktkanal auf dem Aufnahmemedium vorgesehen sein, und dies ist u.a. aus dem Grund nicht erwünscht, da dann ein Auerichten des Lese-/ßchreibkopfes desTaktkanals bezüglich der den Datenkanälen zugeordneten Köpfen beibehalten werden muß. Die Forderung nach einem ausreichenden minimalen Abstand

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zwischen aufeinanderfolgenden Signalübergängen einerseits um so eine unzulässige Bitverschiebung auszuschließen, und die Forderung nach einem begrenzten maximalen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden übergängen andererseits, um so ein Selbsttaktgeben zu erreichen, ist im wesentlichen äquivalent dem Kriterium, daß die Anzahl von aufgenommenen übergängen pro Datenbit auf ein Minimum herabgesetzt ist oder umgekehrt, daß die Anzahl Datenbits, die von jedem aufgenommenen übergang dargestellt sind, auf ein Maximum festgelegt ist.

Die verschiedenen, derzeit verwendeten Kodierverfahren sind im allgemeinen in der einen oder anderen Hinsicht im Hinblick auf die oben aufgezeigten Eigenschaften ungenügend. Die sogenannten NRZ(Ohne-Rückkehr-zu-Null) oder NRZI-(Ohne-Rückkehrzu-invertierten Null-)Kode sind beispielsweise bei einer Aufeinanderfolge von mehreren Eins- oder Null-Bits durch lange Zwischenräume zwischen aufgezeichneten Signalübergängen gekennzeichnet, um dadurch ein Selbsttaktgeben auszuschließen·

Prequenzmodulations- (FM-) und Phasenmodulation- (PM-) Kode sind andererseits, obwohl sie ein Selbsttaktgeben schaffen, gekennzeichnet durch einen geringen Abstand der aufgenommenen Signalübergänge und infolgedessen in der Datenpackungsdicke sowie einer Zeitsteuertoleranz beschränkt, was erforderlich ist, um eine unzulässige Bitverschiebung zu vermeiden und eine genaue Datenrückgewinnung zu gewährleisten. Der geringe Abstand zwischen den übergängen bei den FM- und den PM-Kodierverfahren ist auf das periodische Einsetzen von Taktübergangen

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in den Strom der Datenübergänge zurückzuführen, um ein Selbsttaktgeben zu erreichen, und auf diese Weise werden diese Kode bezüglich des geforderten Kriteriums, die Anzahl von aufgezeichneten übergängen pro Datenbit auf ein Minimum herabzusetzen, beeinträchtigt.

Bei einem seit kurzem entwickelten Kode, der als modifizierte Frequenzmodulation (MFM) bezeichnet wird, sind die Beschränkungen der FM, PM und NRZ-Kode in gewissem Maß überwunden und hat dazu geführt, daß er in den letzten Jahren allgemein verwendet worden ist, da bei ihm ein Selbsttaktgeben gegeben ist und im wesentlichen die zweifache Packungsdichte der FM- und PM-Kode geschaffen ist, ohne daß die Schwierigkeit aufgrund einer Bitverschiebung schwieriger oder die Zeitsteuertoleranz geringer geworden ist. Bei dem MFM-Kodierverfahren werden keine zusätzlichen Taktübergänge verwendet, sondern statt dessen werden die Datenübergänge zur Taktsteuerung verwendet und auf diese Weise eine Verbesserung bezüglich des Kriteriums geschaffen, die Anzahl von kodierten Übergängen pro Datenbit auf ein Minimum herabzusetzen. Trotzdem ist die Binärdaten-Packungsdichte, welche mit dem MFM-Kode erreicht werden kann, durch den minimalen Abstand begrenzt, welchen er zwischen den aufeinanderfolgenden, auf dem Speichermedium aufgezeichneten Signalübergängen schafft, Diese Beschränkung des MFM-Kodes bezüglich der Erfindung wird im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verständlich. Gemäß der Erfindung soll daher ein Kodier- und ein damit verbundenes Rückgewinnungsverfahren geschaffen

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werden, welches ein Selbsttaktgeben schafft, während gleichzeitig im wesentlichen eine 50prozentige oder höhere Verbesserung in der Datenpackungsdichte gegenüber den gegenwärtig
üblichen Verfahren erreicht ist. Ferner soll die Erfindung ein Verfahren zum Kodieren von Binärdaten schaffen, bei welchem die Anzahl von Datenbits, die durch jeden Übergang des kodierten Datensysignals dargestellt sind, bezüglich der Anzahl erhöht ist, welche mit den derzeit üblichen Kodierverfahren erreicht wird.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufnehmen und Aufzeichnen auf einem magnetischen Speichermedium geschaffen,
wobei ein Binärdatenstrom, der aus einer Folge von Eins- und Nullbits bestehen, die jeweils in einem Intervall T vorkommen, in entsprechende Datengruppen oder -worte aufgeteilt wird,
die jeweils drei Datenbits enthalten. Die entsprechenden Datenworte werden nacheinander aufgenommen und aufgezeichnet, indem jedes Datenwort durch ein Kodesignal oder eine Kombination von zwei Kodesignalen dargestellt wird, welche allein das
Datenwort darstellen. Das Kodewort oder die Kombination von
Kodesignalen entsprechen einem Signalübergang oder einer Kombination von Signalübergängen, welche als ein übergang oder als Kombination von übergängen an einer ausgewählten Stelle oder an entsprechenden Stellen nur von den ersten fünf oder sechs in gleichförmigen Abstand angeordneten,vorbestimmten Übergangsstellen aufgenommen sind, die nacheinander in der Reihenfolge F1, P2, P3, P4-, P5, P6 in einem ganz bestimmten Segment des

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magnetischen Speichermediums vorkommen, was nachstehend als Datenzelle bezeichnet wird, und eine Länge hat, die drei Intervallen T entspricht und wobei die Aufzeichnung derart erfolgt, daß Kombinationen von übergängen an Stellen aufgezeichnet werden, die einen vorgeschriebenen minimalen Abstand zwischen sich aufweisen, der gleich 1,5T ist.

Gleichzeitig mit dem Kodieren des aufzunehmenden Datenworts wird zu dem folgenden oder nächsten, aufzuzeichnenden Wort vorausgeschaut,um festzustellen, ob es ein Bitmuster bzw. eine Bitkombination enthält, welche, wenn sie für eine Aufzeichnung kodiert wird, ein Kodesignal erzeugt, das einem übergang an der Stelle P1 in seiner Datenzelle entspricht, die dem Rand der vorliegenden Datenzelle am nächsten ist. Wenn unter dieser Bedindung das vorliegende binäre Datenwort ein Kodesignal erzeugt, das einen Übergang an der Stelle P5 darstellt, wird ein übergang an der Stelle P5 in der vorliegenden Datenzelle nicht aufgezeichnet, sondern er wird stattdessen an einer Stelle P6 aufgezeichnet, die dem Rand-bereich zwischen der vorliegenden und der folgenden Datenzelle entspricht .

Gleichzeitig mit dem Kodieren des vorliegenden Datenworts wird auch zu dem vorhergehenden oder vorher aufgenommenen Datenwort zurückgeschaut, um sicherzustellen, ob es ein Bitmuster bzw. eine Bitkombination enthält, welche, wenn sie zum Aufzeichnen kodiert wird, ein Kodesignal schafft, das einem übergang an der Stelle' P5 entspricht, welche durch einen über-

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gang an der Stelle P6 ersetzt wurde. Wenn unter dieser Bedingung das vorliegende Datenwort sich auf ein Kodesignal bezieht, das einen Übergang an der Stelle P1 darstellt, wird ein derartiger Übergang nicht aufgezeichnet. Das Ergebnis besteht infolgedessen darin, daß, wenn benachbarte Datenworte sich auf Kodesignale beziehen, die einen Übergang an der Stelle P5 für ein Datenwort und einen Übergang an der Stelle P1 für das unmittelbar folgende Datenwort darstellen, kein Übergang aufgenommen wird und beide wirksam verschmolzen oder durch einen einzigen übergang an den Rand zwischen den Datenzellen ersetzt werden, die den entsprechenden Worten zugeordnet sind.

Eine Einrichtung zur Durchführung des bevorzugten Kodierverfahrens weist folgende Einrichtungen auf: ein erstes Schieberegister zum Speichern der Datenbits an diskreten Speicherstellen für ein anschließendes Kodieren der entsprechenden Datenworte; einen ersten Kodierer und eine zugeordnete logische Schaltung, die an das vorliegende, zu kodierende Datenwort angekoppelt ist, um ein Kodesignal oder eine Kombination von Kodesignalen zu schaffen, welche das vorliegende Datenwort darstellen; ein zweites Schieberegister, um an diskreten Speicherstellen ein Übergangssignal oder eine Kombination von Übergangssignalen zu speichern, die jeweils dem Kodesignal oder einer Kombination von Kodesignalen entsprechen, wobei die Übergangssignale oder die Kombinationen von Übergangssignalen in einem vorgegebenen Abstand an einer vorgeschriebenen minimalen Anzahl von Speichersteilen angeordnet sind, und jedes Ubergangssignal einer Über-

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gangssteile in einer Datenzelle entspricht, die ein vorgegebenes Segment eines Speichermediums einnimmt; einen zweiten Kodierer und eine zugeordnete logische Schaltung, die mit dem folgenden, zu kodierenden Datenwort verbunden ist, um in dem zweiten Register ein Einspeichern eines Übergangssignals zu verhindern, das der Übergangsstelle P5 in der vorliegenden Datenzelle an der Grenze des folgenden Datensignals entspricht und um anstelle des gesperrten Datenübergangssignals ein anderes Übergangssignal an der Übergangsstelle F6 einzusetzen, die an der Grenze des vorliegenden und der folgenden Datenzelle festgelegt ist, unter der Bedingung, daß das folgende Datenwort sich auf ein Kodesignal bezieht, das einem Signalübergang in seiner Datenzelle an der Übergangsstelle F1 an dem

Rand der vorliegenden und der folgenden Datenzelle entspricht; einen dritten Kodierer und eine zugeordnete logische Schaltung, die mit dem vorhergehenden Datenwort gekoppelt ist, um in dem zweiten Register ein Einspeichern eines Übergangssignals zu verhindern, das der Übergangsstelle P1 in der vorliegenden Datenzelle an dem Rand . ler vorhergehenden Datenzelle unter der Bedingung entspricht, daß das vorhergehende Datenwort ein Kodesignal betrifft, das einem Signalübergang in seiner Datenzelle an der Übergangsstelle P5 an dem Rand der vorliegenden und der vorhergehenden Datenzelle entspricht; und eine Taktsignale erzeugende Einrichtung,um die Schieberegister entsprechend schrittweise weiterzuschalten, um ein kodiertes Signal am Ausgang des zweiten Schieberegisters zu schaffen, das an eine Datenübertragungseinrichtung oder eine magnetische Einrichtung ngelegt werden kann.

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Hierbei können die zweiten und dritten Kodierer und die ihnen zugeordneten logischen Schaltungen so abgewandelt werden, daß durch den zweiten Kodierer und die logische Schaltung ein Kodesignal gesperrt wird, das einem Übergang an der Stelle P5 in der vorliegenden Datenzelle, die an die folgende Datenzelle angrenzt, entspricht, wenn das folgende Datenwort ein Kodesignal betrifft, das einem übergang in dessen Datenzelle an der Stelle P1 entspricht, die an die vorliegende Datenzelle angrenzt, während durch den dritten Kodierer und die logische Schaltung ein Kodesignal gesperrt wird, das einem übergang an der Stelle F1 in der vorliegenden Datenzelle, die an die vorhergehende Datenzelle angrenzt,entspricht und gleichzeitig ein Signal an der Stelle P6* erzeugt, das an der Grenze zwischen den vorliegenden und vorhergehenden Datenzellen angeordnet ist, wenn das vorhergehende Datenwort ein Kodesignal betrifft, das einem übergang, welcher in dessen Datenzelle gesperrt worden ist, an der Stelle P5 entspricht, die an die vorliegende Datenzelle angrenzt. Ferner können zwei übergänge, die in einem geringeren als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind, durch einen derartigen übergang ersetzt oder in einen derartigen übergang an seiner Ausgangsstelle verschmolzen zu werden, und ferner müssen derartige übergänge nicht notwendigerweise an entgegengesetzten Seiten eines Datenzeilenrandes angeordnet werden. Wie vorstehend beschrieben, betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren und eine Einrichtung zum Rückgewinnen von kodierten Daten. Die Rückgewinnungseinrichtung weist hierzu ein Leseschieberegister auf, um an entsprechenden Stellen Signale zu speichern, welche die Signale darstellen, die in der

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vorliegenden Datenzelle aufgenommen sind, damit sie zusammen mit irgendeinem Signal, das an de:m Rand der vorliegenden und der vorhergehenden Zelle aufgenommen worden ist, in Verbindung mit der logischen Schaltung, die mit dem Leseschieberegister verbunden ist, eine Kombination vo'n Bits des vorliegenden Worts erzeugt, das durch die Signale an den diskreten Stellen der Schieberegister dargestellt ist.

Gemäß der Erfindung ist somit ein Kodier- und Rückgewinnungsverfahren für Binärdaten geschaffen, bei welchem das Kodieren dadurch ausgeführt wird, daß die Binärdaten in aufeinanderfolgende Datenworte getrennt werden, die jeweils eine äquivalente Anzahl von Datenbits enthalten, daß ferner ein oder mehrere Kodesignale erzeugt werden, die jedes Datenwort darstellen, wobei jedes Kodewort einer Signaländerung an einer eine Anzahl von Signaländerungsstellen in einer Datenzelle entspricht, die dem Datenwort zugeordnet ist, und zumindest durch einen vorgeschriebenen, minimalen Abstand von den benachbarten Signaländerungen in der Datenzelle angeordnet ist, und daß sichergestellt wird, daß nachfolgende Signaländerungen, die in einer Folge von Datenzellen vorkommen, zumindest in dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind, um festzustellen, ob eine Signaländerung in einem Datenwort in einem geringerem Abstand angeordnet ist als der vorgeschriebene minimale Abstand von einer Signalquelle in einer benachbarten Datenzelle und in einem derartigen EaIl vorgesehen ist, daß die mit derartigen Signaländerungen verbundenen Kodesignale

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zu einem Kodesignal verschmolzen werden, das einer Signaländerung entspricht, die an dem Rand der benachbarten Datenzellen angeordnet sind, so daß der vorgeschriebene minimale Abstand zwischen allen Signaländerungen beibehalten wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 kodierte Signalwellenformen, die verschiedene bisher übliche Kode darstellen, und den Kode gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die üblichen Binär-daten, die mit einer vorbestimmten Frequenz von 1/T vorkommen ;

Fig. 2 eine Tabelle, in welcher Besonderheiten der bekannten, in Fig. 1 dargestellten Kode für eine Datenbitfrequenz von 1/T wiedergegeben sind;

Fig. 3 eine Tabelle, in welcher die Besonderheiten des Kodes gemäß der Erfindung für eine Datenbitfrequenz von 1/T wiedergegeben sind;

Fig. 4 eine Darstellung einer Datenzelle gemäß der Erfindung, welche die ausgewählten Signalübergangsstellen zeigt, die bei dem Kode gemäß der Erfindung verwendet sind;

Fig. 5 ein Binärdatenmuster und die zugehörige kodierte Signalwellenform, die gemäß der Erfindung erzeugt ist; 809808/0631 -15-

Fig. 6 teilweise in Form eines Blockschaltbildes und teilweise in logischer Form eine Schaltung zum Kodieren von Daten gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Funktionstabelle, die zum Verständnis des Kodierverfahrens gemäß der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 8 eine Funktionstabelle für die Schaltung der Fig. 6;

Fig. 9 teilweise in Form eines Blockschaltbilds und teilweise iijlogischer Form eine Schaltung zum Dekodieren von Daten gemäß der Erfindung;

Fig. 10 eine Funktionstabelle für die Schaltung der Fig. 9;

Fig. 11a und 11b Zeitdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungen in Fig. 6 bzw. 9;

Fig. 12 ein Aufzeichnungs- und Rückgewinnungssystem mit den Schaltungen der Fig. 6 und 9 zum Aufzeichnen und Rückgewinnen von gemäß der Erfindung kodierten Binärdaten; und

Fig. 13 eine Tabelle, in welcher eine andere Anordnung von Kodesignalstellen entsprechend dem Kodierverfahren gemäß der Erfindung aufgenommen sind, wobei jedes Datenwort zwei aufeinanderfolgenden Datenzellen mit drei Signalstellen pro Zelle entspricht.

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Ein Binärdatenmuster, welches zur Beschreibung der Arbeitsweise und des Aufbaus der Erfindung bezüglich der bekannten Kode verwendet wird, ist in Fig. 1 dargestellt, wobei jedes Datenbit, das entweder durch eine Eins oder Null dargestellt ist, wenn es in einem Intervall T vorkommt, mit gleichförmigem Abstand zwischen des Bits wiedergegeben ist, wie er üblicherweise von einem Taktgenerator erzeugt wird. Das Intervall T stellt eine Zeiteinheit oder eine entsprechende Längeneinheit auf einem Speichermedium dar. Die verschiedenen, in Fig. 1 dargestellten, bekannten Kode, nämlich die Kode NRZI, FM, Gabor und MFM sind jeweils zum Kodieren der Binärdaten verwendet. Wie zu erkennen ist, sind die verschiedenen Kode in einem gemeinsamen Maßstab dargestellt, welcher der angegebenen Binärdatenfrequenz entspricht. Im Falle des NRZI-Kodes werden die Binärdaten so kodiert, daß eine Signaländerung oder ein übergang in der kodierten Wellenform in der Mitte eines Intervalls T vorkommt, um ein Einebit darzustellen, während Signaländerungen für die Nullbits nicht vorkommen.

In Fig. 2 sind verschiedene Besonderheiten der in Fig. Λ wiedergegebenen, bekannten Kode dargestellt. Der NRZI-Kode hat den Vorteil eines verhältnismäßig breiten Rückgewinnungsfenster (+ 0,3T), welches aufgrund der Tatsache erhalten wird, daß die nächsten, benachbarten Signalübergänge in einem Abstand angeordnet sind, welcher gleich . T ist. Mit anderen Worten, ein einen übergang steuernder Impuls oder ein sogenanntes Rückgewinnungsfenster, das in der Mitte jedes Datenbitintervalls angeordnet ist und eine Breite von etwa +0,5 T hat, fühlt nur

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einen Übergang, der in dem zugeordneten Intervall vorkommt. Der NRZI-Kode hat jedoch auch schwerwiegende Nachteile, da ein Selbsttaktgeben nicht möglich ist und außerdem hat ..er eine sehr breite Bandbreite, wie durch das Verhältnis S MAX zu S MIN aufgezeigt ist, wobei S MIN und S MAX die minimalen bzw. maximalen Abstände zwischen kodierten Signalübergängen darstellen. Dies ergibt sich, da keine Signaländerung im Fall einer langen Folge von Nullbits vorkommt. Um ein Selbsttaktgeben zu erhalten, muß der Abstand S MAX nicht zu groß sein, da, wie vorstehend ausgeführt, der phasenstarre Oszillator des Rückgewinnungssystems durch die wiedergegebenen Signalübergänge gesteuert wird. Wenn der Abstand S MAX ein vorbestimmtes Intervall überschreitet, läuft der Oszillator, ohne einen Takt zu geben (d.h. ohne Synchronisierung) frei, und folglich kann das Ruckgewxnnungsfenster, welches von dem Oszillator geschaffen wird, nicht die wiedergegebenen Signalübergänge verfolgen, wie es zum Rückgewinnen der Binärdaten erforderlich ist.

Bei dem FM-Kode kommt es zu einer Signaländerung oder einem -übergang in der kodierten Wellenform an jeder Grenze zwischen benac hbarten Datenbitintervallen T und in der Mitte jedes Intervalls, bei welchem ein Einbit anliegt. Übergänge in der Mitte der T-Intervalle sind Datenübergänge, während die Übergänge, die an den Grenzbereichen auftreten, Taktübergänge sind, die genau festgelegt eingeführt sind, um ein Selbsttaktgeben zu gewährleisten, und da der maximale Abstand zwischen den Signaländerungen gleich T ist, wird ein Selbsttaktgeben ohne weiteres erreicht. Darüber hinaus ist die Systembandbreite

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gegenüber dem NRZI-Kode wesentlich geringer, wie durch das Verhältnis S KAX und S MIN angezeigt ist. Die Taktfrequenz 2/T zeigt an, daß eine volle Periode des Rückgewinnungsfenstersignals in jedem Intervall T vorkommt, wobei eine halbe Periode erforderlich ist, um es in der Mitte des T-Intervalls anzuordnen, um zwischen Daten- und TaktSignalübergängen zu unterschieden; folglich ist das Rückgewinnungsfenster bei dem EM-Kode auf die Hälfte des Fensters bei dem NRZI-Kode verringert. Die Verringerung des S MIN hat einen ungünstigen Einfluß, wie in Fig. 2 gezeigt ist, da die Anzahl von Datenbits, die pro S MIN d.h. pro Übergang kodiert wird, auf die Hälfte dessen verringert ist, was bei dem NRZI-Kode erhalten werden kann.

Der Gabor-Kode, welcher in der US-PS 3 374 475 beschrieben und dessen Erfinder A. Gabor ist, ist durch kodierte Signalübergänge gekennzeichnet, die entweder an den Rändern des T-Intervalls oder bei einem Drittel und bei zwei Dritteln zwischen den Rändern vorkommen. Der Gabor-Kode schafft gewisse Verbesserungen gegenüber dem FM-Kode, da die Anzahl von Datenbits , die pro S MIN kodiert werden, größer ist und das Rückgewinnungsfenster infolge eines größeren minimalen Abstandes zwischen den Signalübergängen vergrößert ist, wodurch die Binärdaten-Packungsdichte bezüglich des FM-Kodes vergrößert ist, aber nicht so sehr wie bei dem NRZI-Kode möglich ist.

Der MFM-Kode ist durch kodierte Signale entweder in der Mitte oder an den Rändern der Datenbitintervall gekennzeichnet und hat infolgedessen dieselbe Taktfrequenz wie der FM-Kode, da ein Rückgewinnungsfenster sowohl in der Mitte jedes Datenbit-Intervalls T als auch an den Rändern der Datenbit-Intervalle

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erzeugt werden muß, um alle kodierten Signale für ein Selbsttaktgeben zu fühlen und um zwischen Eins- und Nullbits zu unterscheiden, welche in dem kodierten Signal durch Übergänge dargestellt sind, die an eindeutigen Stellen vorkommen, beispielsweise Einsen in der Mitte der T-Intervalle und Nullen an deren Ränder. Der MFM-Kode hat bezüglich des Gabor-Kodes den Vorteil von größeren bzw. verstärkten Datenbits, die pro S MlN kodiert werden, wobei dies gleich dem NRZI-Kode ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, während ein entsprechendes Rückgewinnungsfenster und S MAX erhalten bleibt, um so eine Möglichkeit des Selbsttaktgebens zu haben. Wegen des vergrößerten minimalen Abstandes zwischen den kodierten Signalen ist die mit dem MFM-Kode erhaltbare Binärdaten-Packungsdichte besser als die, die mit den FM- oder Gaborkoden erhalten werden kann, und ist tatsächlich im wesentlichen das Doppelte wie die des FM-Kodes. Mit anderen Worten, wenn T/2 der annehmbare minimale Abstand zwischen Signalübergängen für eine zulässige Bitverschiebung bezüglich der Breite des Rückgewinnungsfensters ist, dann können die Binärdaten für eine MFM-Kodierung mit einer Frequenz dargestellt werden, die etwa das Doppelte der Frequenz ist, die für den FM-Kode zulässig ist, das heißt, das Intervall T der Binärdaten kann im Fall der MFM-Kodierung auf T/2 verringert werden. Infolgedessen beaLtzt der MFM-Kode viele vorteilhafte Eigenschaften für Binärdaten-Kodierungen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung und die Einrichtung zu dessen Durchführung werden nachstehend kurz beschrieben, aber vorerst

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werden die wesentlichen, in die Augen springenden Vorteile der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben. Gemäß der Erfindung ist ein neuer Kode, der als 3PM-(Dreistellen-Modulations- oder Dreiphasen-Modulations-)Kode bezeichnet wird, geschaffen, welcher gegenüber dem MFM-Kode/insbesondere bezüglich des minimalen Abstandes der Signalübergänge der kodierten Wellenform und der Anzahl von Datenbits, die pro minimalem Abstand zwischen den übergängen kodiert sind, verbessert ist, wie aus einem Vergleich der Pig. 3 und der Fig. 2 zu ersehen ist. Insbesondere im Hinblick auf den vergrößerten minimalen Abstand zwischen Signalübergängen ist zu sehen, daß die Binärdaten-Packungsdichte auf 50# bezüglich des MFM-Kodes vergrößert ist. Wenn T/2 der minimale annehmbare Abstand zwischen benachbarten übergängen ist, ermöglicht infolgedessen der 3PM-Kode eine Kompression bzw. Verdichtung der Binärdaten um einenFaktor drei bezüglich einer FM-Kodierung und um 50 Prozent bezüglich einer MFM-Kodierung.

Aus Fig. 3 ist auch zu ersehen, daß das Hückgewinnungsfenster für den 3PM-Kode gleich dem für den MFM-Kode erhalten wird, und obwohl sowohl S MAX als auch das Verhältnis S MAX zu S MIN größer sind, sind die erhaltenen Parameter trotzdem bei Schaltungen, die gegenwärtig verfügbar sind, für eine Selbst- oder Eigentaktrückgewinnung ausreichend. Da übergänge sowohl in der Mitte als auch an den Rändern der Intervalle T bei dem 3PM-Kode vorkommen, ist die Taktfrequenz 2/T, was der Taktfrequenz für den FM- und den MFM-Kode entspricht.

Die vorstehend angeführten Merkmale des 3PM-Kodes sind da-

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durch erreicht, daß die Binärdaten in binäre Datenworte aufgeteilt werden und jedes Datenwort in der Weise kodiert wird, daß es durch einen Signalübergang oder durch eine Kombination von Signalübergangen dargestellt wird, die zumindest in einem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind und in einer Datenzelle mit einer Länge vorkommen, die gleich der Summe der Anzahl Intervalle T ist, die der Anzahl Bits in jedem Datenwort entsprechen. Die Erzeugung des Kodes beruht ferner darauf, festzulegen, wann Signalübergänge in einer Datenzelle in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als der vorgeschriebene minimale Abstand von Signalübergängen zu einer benachbarten Datenzelle ist und daß in einem solchen Fall, d.h. daß dies vorkommt, vorgesehen ist, daß solche in einem zu geringem Abstand angeordnete Signalübergänge durch eine kleinere Anzahl übergänge ersetzt werden.

Die bevorzugte Kodierschaltung, welche in fig. 6 dargestellt und etwas später beschrieben wird, schafft ein Aufteilen der Binärdaten in Gruppen von drei Datenworten, wobei jedes Datenwort drei Datenbits aufweist, wobei wiederum jedes Datenwort irgendeines von acht möglichen Datenworten seinkann, das heißt jedes Datenwort entspricht einer von acht möglichen Kombinationen von Datenbits in einem Wort. Jedes Datenwort seinerseits entspricht entweder einem einzelnen Kodesignal oder einer Kombination von Kodesignalen, welche sich auf eine Signalübergangsstelle in einer Datenseile des Speichermediums oder auf eine Kombination von Signalübergangsetellen in der Datenzelle beziehen, die voneinander in zumindest einem vorge-

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schriebenen, minimalen Abstand S MIN = 3T/2 angeordnet sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist. In Fig. 4 ist die Lage der Signalübergangsstellen P1 bis P6 dargestellt, welche in einem gleichbleibenden Abstand T zueinander in einer Datenzelle angeordnet sind, welche eine Länge gleich 3T für den Fall von drei Datenbits pro Datenwort hat, wobei die Stellen P6 bezüglich der Ränder der Datenzelle ausgerichtet sind.

Die dritte und fünfte Spalte in Fig. 7, die mit binäres Datenwort bzw. Übergangsstelle in einer Datenzelle überschrieben sind, geben die Zuordnung der acht möglichen Datenworte bezüglich der sechs Datenzellen-Übergangsstellen wieder. Andere Zuordnungen der Datenworte und Übergangsstellen können erforderlichenfalls verwendet werden, solange den Kodierkriterien der Erfindung in der Weise, wie nunmehr ausgeführt wird, genügt ist. Bei den aufgezeigten Zuordnungen wird eine einzige Übergangsstelle für die binären Datenworte 000, 001, 010, und 101 verwendet, während zwei Signalübergangsstellen für die binären Datenworte 011, 110 und 111 verwendet werden. Auch ist zu erkennen, daß in den Fällen, in welchen zwei Signalübergänge verwendet werden, die Übergänge in einem Abstand von mindestens drei Stellen angeordnet sind, welche, wie aus den vorhergehenden Ausführungen zu verstehen ist, gleich 3T/2, dem vorgeschriebenen minimalen Abstand, sind. Hieraus ist zu ersehen, daß dort, wo Übergänge an der Stelle P5 in einer Datenzelle und an einer Stelle P1 in einer unmittelbar folgenden Datenzelle auftreten, der Abstand zwischen den Übergängen nur ein Intervall T ist und folglich der vor-

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geschriebene minimale Abstand nicht eingehalten wird. Folglich ist vorgesehen, daß dort, wo derartige übergänge erforderlich sind, sie tatsächlich nicht erzeugt werden, sondern stattdessen durch einen einzigen Übergang an der Stelle P6 in der Mitte zwischen den unterbundenen Übergängen ersetzt werden.

Insbesondere in einem Fall, wo das vorliegende, zu kodierende binäre Datenwort einem Signalübergang entspricht, der an der Stelle P5 in der vorliegenden Datenzelle zu erzeugen ist und auf daß ein binäres Datenwort folgt, das einem Signalübergang zugeordnet ist, der an der Stelle P1 in der folgenden Datenzelle zu erzeugen ist, wird der Signalübergang an der Stelle P5 in der vorliegenden Datenstelle verhindert und durch einen Signalübergang an der Stelle P6 ersetzt, die an dem hinteren Rand der vorliegenden Datenzelle festgelegt ist. Wenn außerdem das vorliegende, zu kodierende binäre Datenwort einem Signalübergang entspricht, der an der Stelle P1 in der vorliegenden Datenzelle zu erzeugen ist und dem ein binären Datenwort voranging, das einem Signalübergang zugeordnet ist, der an der Stelle PJ? in der vorhergehenden Datenzelle zu schaffen ist (und welcher unter den angenommenen Bedingungen durch einen Übergang an der Stelle P6 ersetzt wurde), dann wird der übergang an der Stelle P1 in der vorliegenden Datenzelle verhindert. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Kodiersignale nicht in Abständen auftreten, die weniger als drei Stellen voneinander entfernt sind. Mit anderen Worten, es ist ein Grundsatz bei dem erfindungsgemäßen Kodierverfahren, daß ein Übergang, der an der Stelle P5 in einer vorliegenden Datenzelle zu er-

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zeugen ist, auf die ein Signalübergang folgt, der an der Stelle P1 in der unmittelbar folgenden Datenzelle zu erzeugen ist, in einen einzigen Signalübergang aufgeht, der an der Stelle P6 erzeugt wird, die an dem Rand zwischen der vorliegenden und der unmittelbar folgenden Datenzelle festgelegt ist. Dies wird erreicht, wenn jedes binäre Datenwort nacheinander kodiert wird, indem gleichzeitig die unmittelbar vorhergehenden und die folgenden Datenwörter betrachtet werden, wie im einzelnen anhand der Fig. 6 bis 8 beschrieben wird. Zuerst wird nunmehr anhand von Fig. 5 ein binäres Datenmuster und das entsprechende, kodierte Signal beschrieben, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Kodierverfahren geschaffen sind.

Wie in Fig. 5 dargestellt, erzeugt das erste binäre Datenwort 001 eine Signaländerung oder einen übergang an der Stelle F4 in der ersten Datenzelle Z1. Das binäre Datenwort 111 der zweiten Binärdatengruppe erzeugt Signalübergänge an den Stellen F1 und P4 in der Datenzelle Z2, wobei der Datenübergang an der Stelle P1 in der Datenzelle Z2 vorgenommen wird, da ein Datenübergang an der Stelle P5 in der vorhergehenden Datenzelle Z1 nicht vorkommt. Das dritte binäre Datenwort 010 schafft einen Signalübergang an der Stelle P2 in der Datenzelle ZJ. Das vierte binäre Datenwort 110 entspricht Signalübergängen, die an Stellen P1 und P5 in der Datenzelle Z4 zu erzeugen sind, aber nur der Signalübergang an der Stelle P1 wird tatsächlich erzeugt. Der Signalübergang an der Stelle P5 in der Datenzelle Z4- wird verhindert, da das folgende binäre Datanwort 101 einem Signalübergang an der Stelle P1 in der Zeil· Z5 zugeordnet ist. Auf dies· Weise wird

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entsprechend der Kodierregel gemäß der Erfindung ein Signalübergang nicht an einer Stelle Pf? in der Datenzelle Z4, sondern stattdessen ein Signalübergang an der Stelle P6 geschaffen, der mit dem Rand zwischen den Datenzellen Z4- und Z5 übereinstimmt. Da ferner der Signalübergang an der Stelle P5 in der Datenzelle Z4 durch einen Signalübergang an der Stelle P6 ersetzt worden ist, wird kein Signalübergang an der Stelle P1 in der Datenzelle Z5 geschaffen, die dem binären Datenwort 101 entspricht.

In Fig. 6 und 11a wird ein Signal, das den zu kodierenden Binärdaten entspricht, an den Dateneingangsanschluß 14 eines Schieberegisters 15 zum Datenexnschrexben angelegt, welches ein ausreichendes Aufnahmevermögen hat, um drei binäre Datenworte zu speichern, die jeweils drei Datenbits aufweisen und entsprechend ihrer augenblicklichen Stelle in dem Register als die vorliegenden, vorhergehenden oder folgenden Datenworte bezeichnet werden. Das binäre Datensignal kann beispielsweise eine Reihe von Impulsen aufweisen, die dadurch erhalten werden, daß jedes Einsbit durch einen Impuls und jedes Nullbit durch Fehlen eines Impulses in bestimmten diskreten Zeitinkrementen dargestellt wird. Eine Reihe Bittaktimpulsen, die mit der Datenfrequenz auftreten, wird an den Bittaktanschluß 16 angelegt, um die Binärdaten in eine Registerstufe entsprechend jedem derartigenlnpuls zu verschieben. An dieser Stelle sollte darauf hingewiesen werden, daß ein Zustand ohne Daten in dem Register äquivalent einem Fehlen von Impulsen in denentsprechenden Registerstufen oder mit anderen Worten äquivalent einer

809808/0631 "²⁶ "

27 3 Ib 16

Folge von Nullbits ist. Aus Fig. 7 ist zu ersehen, daß das binäre Datenwort 000 einem Signalübergang an der Stelle P5 entspricht, welche tatsächlich an die Stelle P6 übertragen wird, wie vorstehend beschrieben ist. Infolgedessen wird angenommen, daß das Kodieren beginnt, wenn das erste zu kodierende binäre Datenwort bezüglich eines Binär-Oktalkodierers 17 ausgerichtet ist. Dieser Zustand wird beim Auftreten des sechsten Bittaktimpulses nach dem Anlegen von Binärdaten an den Eingangsanschluß 14, nämlich des Bittaktimpulses 18a erhalten, zu welchem Zeitpunkt die drei rechts liegenden Stufen des Registers 15 nicht mit Daten geladen sind. Nunmehr wird insbesondere die Folge von Vorgängen betrachtet, die nach dem fünften Bittaktimpuls 18b beginnt, das heißt, nachdem die ersten fünf Datenbits in das Register 15 geladen worden sind. Zuerst ändert sich das Aufzeichnungssignal,das an den Aufzeichnungsanschluß 19 des Schreibsignal-Schieberegisters 20 angelegt wird, von einem hohen auf einen niedrigen Pegel, wobei das Register 20 in Bereitschaft versetzt wird, damit Signale in seine entsprechenden Stufen S1 bis S6 geladen werden können, welche jeweils den Stellen P1 bis P6 einer Datenzelle entsprechen. Ein tatsächliches Laden von Signalen in die Stufen des Registers 20 findet jedoch bis zu dem Zeitpunkt nicht statt, an welchem die Vorderflanke des Worttaktimpulses 21a, das an den Worttaktanschluß 22 angelegt wird, sich von einem hohen auf einen niedrigen Pegel ändert. Auf jeden Fall sind die Signale, die in Stufen des Registers 20 eingegeben werden, in diesem Augenblick nur vorübergehend und sind zum Einschreiben bis zum Auftreten des sechsten Bittaktimpulses 18a nicht stabilisiert, zu welchem Zeitpunkt dann das sechste Datenbit in das Register

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W 273 1 b 1

geladen und die erste zu kodierende Datengruppe bezüglich des Binär-Oktalkodierers 17 ausgerichtet wird. Wenn auf diese Weise das Datenwort 001 beispielsweise in Fig. 5 das vorliegende binäre Datenwort ist, welches zu kodieren ist, wird ein Signal von dem Anschluß B1 des Kodierers 17 aus zugeführt, wie in Fig. 7 angezeigt ist, und über ein ODER-Glied 23 an die Stufe S4 des Registers 20 übertragen. Das Signal am Ausgang des ODER-Glieds 23 ist das Kodesignal für das vorliegende Datenwort 001.

Gleichzeitig laufen die drei Nullbits in den vorhergehenden Stufen des Registers 15, die bezüglich des Binär-Oktalkodierers 24 ausgerichtet sind, über eine logische Schaltung 25, die ein ODER-Glied, ein Inverter 27 und ein UND-Glied

28 aufweist, um ein Speichern eines Signals in der Stufe S1 des Registers 20 in dem Fall zu verhindern, daß ein Signal am Anschluß B5, B6 oder B7 des Kodierers 17 vorzusehen ist, welches aber in Wirklichkeit für das vorliegende binäre Datenwort 001 nicht der Fall ist. Gleichzeitig läuft auch das folgende Datenwort, welches in diesem Augenblick 111 ist und welches an den folgenden drei Stufen des Registers 15 festgelegt ist, die bezüglich des Binär-Oktalkodierers

29 ausgerichtet sind, über eine logische Schaltung 30, die ein ODER-Glied 31, einen Inverter 32 und ein UND-Glied 33 und 34 aufweist, um ein Speichern eines Signals der Stufe S5 zu verhindern und um eine Speicherung eines Signals der Stufe S6 für den Fall zu bewirken, daß ein Signal am Anschluß BO, 133 oder B6 des Kodierers 17 vorgesehen ist, was aber wieder

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ofl 2 7 3 1 b 1 ü

für das vorliegende binäre Datenwort 001 nicht der Fall ist. Das Ergebnis besteht infolgedessen darin," daß das Datenwort 001, das derzeit zu kodieren ist, ein Signal in der Stufe S4 des Regüers 20, aber nicht in irgend*i»er der anderen Stufen des Registers 20 erzeugt. An der Rückflanke des Worttaktimpulses 21a wird ferner ein Signal gesperrt, das in die Stufen S1 bis S6 des Registers 20 einzugeben ist.

Während der Zeit zwischen derRückflanke des Worttaktimpulses 21a und der Rückflanke des nächsten Worttaktimpulses 21b treten insgesamt sechs Stellen-Taktimpulse 35a bis 35f mit einer Frequenz auf, die das Zweifache der Frequenz der Bittaktimpulse und zeitlich etwas bezüglich der Bittaktimpulse voreilt. Wenn jeder Stellentaktimpuls an einen Stellentaktanschluß 36 des Registers 20 angelegt wird, werden die Inhalte der entsprechenden Registerstufen um eine Stufe verschoben. Beim Auftreten des Stellentaktimpulses 35a wird infolgedessen das Signal in der Registerstufe S1 als ein Eingangstriggerimpuls an ein bistabiles Flip-Flop 37 angelegt, das Signal in der Registerstufe S1 wird zur Stufe S1 und so weiter verschoben, wobei das Signal in der Stufe S6 zur Stufe S 5 verschoben wird.

Für das angenommene binäre Datenwort 00i enthält nur die Stufe S4 ein Signal mit hohem Pegel und infolgedessen schaltet das Flip-Flop 37 nicht in einen Zustand, bis das in der Stufe S4 ursprünglich gespeicherte Signal an den Flip-Flop-Eingang angelegt wird. Dieses Schalten des Flip-Flops 37 kann dazu verwendet werden, um einen magnetischen Flußübergang

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in einem magnetischen Speichermedium zu erzeugen, was für die Fachleute selbstverständlich ist und anhand von Fig. 12 anschließend erläutert wird. Bei dem Auftreten der Vorderflanke des Stellentaktimpulses 35f wird das ursprünglich in der Stufe S6 gespeicherte Signal an den Eingang des Flip-Flops 37 angelegt, und kurz danach liegt der Bittaktimpuls I8e an, was zur Folge hat, daß neue Kodesignale an die Stufen S1 bis S6 des Registers 20 im Hinblick auf die Tatsache angelegt werden, daß das Worttaktsignal zu diesem Zeitpunkt wieder niedrig ist, wie durch den Impuls 21b angezeigt ist. Da während dieser Zeit Stellentaktimpulse 35a bis 35f angelegt worden sind, liegen auch Bittaktimpulse 18c bis 18e an, wodurch die Signale in dem Register 15 um drei Stellen verschoben werden mit dem Ergebnis, daß die ursprünglich in den vorhergehenden Stufen vorhandenen Datenbits aus dem Register 15 herausgeschoben werden, und die ursprünglich in den vorliegenden Stufen vorhandenen Datenbits nunmehr in die vorhergehenden Stufen geschoben werden. In ähnlicher Weise werden die ursprünglich in den folgenden Stufen vorhandenen Datenbits in die vorliegenden Stufen verschoben, wo sie zum Kodieren bereit sind, und die nächste Binärdaten-Gruppe 010 (Fig. 5) wird in die folgenden Stufen geladen. Die kleine Zeitverzögerung des Bittaktimpulses 18e bezüglich des Stellentaktimpulses 35f stellt sicher, daß die Signale für ein Datenwort aus dem Register 20 an das Flip-Flop 37 übertragen werden, bevor die dem nächsten Datenwort entsprechenden Signale in das Register 20 geladen werden.

Wie bereits vorher ausgeführt, ist die Bittaktfrequenz gleich

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der Datenfrequenz und die Stellentaktfrequenz ist das Zweifache der Bittaktfrequenz. Infolgedessen ist es somit selbstverständlich, daß es die Stellentaktfrequenz ist, welche die Aufzeichnungsgeschwindigkeit und den zugeordneten minimalen Abstand zwischen Signaländerungen auf dem Aufzeichnungsmedium festlegt. Folglich muß, sobald ein geforderter minimaler Abstand zwischen Signalübergängen hergestellt ist, die Stellentaktfrequenz in angemessener Weise entsprechend der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Aufzeichnungskopf eingestellt werden, und die Bittaktfrequenz muß dann dementsprechend auf die halbe Stellentaktfrequenz eingestellt werden.

Sas Kodieren von aufeinanderfolgenden Binärdatenworten dauert in der vorbeschriebenen Weise an. Sobald sich infolgedessen das binäre Datenwort 111 in den vorliegenden Kodierstufen des Registers 15 befindet, wird ein Signal am Anschluß B7 des Kodierers 17 erzeugt, wie in Fig. 7 dargestellt ist, und wird über ODER-Glieder 23 und 38 an die Stufen S1 und S4 des Registers 20 übertragen. Die Signale an den Ausgängen der ODER-Glieder 23 und 38 sind die Kodesignale für das Datenwort 111. In ähnlicher Weise wird, wenn sich das binäre Datenwort 010 in den vorliegenden Kodierstufen des Registers 15 befindet, ein Signal am Anschluß B2 des Kodierers 17 geschaffen, welches seinerseits ein Kodesignal am Ausgang eines ODER-Glieds 39 erzeugt, das mit der Stufe S2 des Registers 20 verbunden ist. Als nächstes schafft das Datenwort 110 ein Signal am Anschluß B6 des Kodierers 17, welches seinerseits Kodesignale an den Ausgängen von ODER-Gliedern 38 und 40 erzeugt, die mit den

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2 7 3 1 S 1 6

Stufen S1 bzw. S6 des Registers 20 verbunden sind. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch kein Signal in die Stufe S5 geladen, sondern stattdessen wird ein Signal in die Stufe S6 eingebracht, da ein Signal von dem Kodierer 29 aus zugeführt wird und über die logische Schaltung 30 wirkt. Insbesondere aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß das Datenwort 101 auf das Datenwort 110 folgt, das augenblicklich kodiert wird.

Da die Kodierer 24 und 29 dem Kodierer 17 genau entsprechen, schafft der Kodierer 29 entsprechend dem an seinen Eingang angelegten, binären Datenwort 101 ein Signal am Anschluß C5. Das Signal am Anschluß 05 wird über ein ODER-Glied 31 und einen Inverter 32 übertragen, um dadurch ein Signal mit niedrigem Pegel am Eingang eines UND-Glieds 34 zu erzeugen, welches den Durchgang des Signals sperrt, das von dem Kodierer 17 an das UND-Glied 34 angelegt worden ist. Zum gleichen Zeitpunkt wird auch das von dem Anschluß C5 aus zugeführte Signal an ein UND-Glied 33 übertragen, wo es mit dem Signal mit hohem Pegel zusammengefaßt wird, das von dem Anschluß B6 aus über das ODER-Glied 40 erhalten wird, und lädt infolgedessen ein Signal in die Stufe S6 des Registers 20. Diese Arbeitsweise entspricht der laufenden Kombinationszahl zwölf der Fig. 8. Wenn schließlich das binäre Datenwort 101 die vorliegenden Kodierstufen des Registers 15 erreicht, wird das binäre Datenwort 110 in die vorhergehenden Stufen geschoben, und ein weiteres (in Fig. 5 nicht dargestelltes) Wort wird in die folgenden Stufen des Registers 15 geladen.

Zu diesem Zeitpunkt schafft dann der Kodierer 17 ein Signal

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- je -

am Anschluß B5, wodurch ein Kodesignal am Ausgang des ODER-Glieds 38 erzeugt wird, das mit dem UND-Glied 28 verbunden ist, um ein Signal in die Stufe S1 des Registers 20 zu laden, aber dieser Vorgang wird durch ein Signal am Anschluß A6 des Kodierers 24 entsprechend dem dort angelegten binären Datenwort 110 verhindert. Das Signal am Anschluß A6 v/ird über das ODER-Glied 26 und den Inverter 27 übertragen, um ein Signal mit niedrigem Pegel am Eingang des UND-Glieds 28 zu erzeugen, um dadurch irgendeinen Signaldurchgang zu sperren. Diese Arbeitsweise entspricht der laufenden Kombinationszahl neun der Fig. 8. Die Arbeitsweise der Kodierer 17, 24 und 29 und der zugeordneten logischen Elemente der Fig. 6 für die verschiedenen anderen möglichen Kombinationen der binären Datenworte in den vorliegenden, vorhergehenden und folgenden Stufen des Registers 13 sind ebenfalls in Fig. 8 wiedergegeben.

Bevor die Rückgewinnungseinrichtung beschrieben wird, ist in Verbindung mit Fig. 8 darauf hinzuweisen, daß die laufenden Kombinationszahlen 9» 11, 13 und 15 Zeitpunkte anzeigen, zu welchen ein Signalübergang, der an der Stelle F1 in einer Datenzelle durchgeführt werden sollte, in Wirklichkeit nüit durchgeführt wurde, da ein übergang an der Stelle P6 in der unmittelbar vorhergehenden Datenzelle durchgeführt worden war. Dies ist ein wichtiges Merkmal, dem zu gegebener Zeit die entsprechende Beachtung geschenkt werden muß, wenn die Binärdaten aus dem kodierten Signal rückgewonnen werden, wie aus der folgenden Beschreibung der Rückgewinnungseinrichtung zu ersehen ist.

In Fig. 9 und 11 wird der wiederzugebende, kodierte Signal-

809808/0631 _₃₃ .

impulsstrom, aus welchem die Binärdaten zurückzugewinnen sind, an einen Eingangsanschluß 41 eines Schieberegisters 42 zum Signalauslesen angelegt. Der wiederzugebende, kodierte Signalimpulsstrom wird aus dem analogen Signal erhalten, das von dem magnetischen Speichermedium ausgelesen worden ist, auf welchem das ursprünglich kodierte Signal, das Binärdaten darstellt, in Form einer Folge von Magnetfluß-Übergängen aufgezeichnet wurde, welche jeweils einem Signalübergang des kodierten Signals entsprechen, und besteht aus einer Folge von Impulsen, die jeweils einem Signalübergang des kodierten Signals entsprechen. Stellentaktimpulse, die an den Taktanschluß 43 des Registers 42 angelegt sind, verschieben die kodierten Signalimpulse mit derselben Frequenz, mit welcher die kodierten Signal-übergänge während des Aufzeichnens erzeugt wurden, durch das Register schrittweise weiter. Die Stufen S1 bis S6 des Registers 42 entsprechen jeweils den Stellen P1 bis P6 in jeder Datenzelle des Aufzeichnungsmediums, und die Stufe S6¹ entspricht der Stelle P6 der Datenzelle, die unmittelbar der vorliegenden Datenzelle vorangeht, aus welcher Daten rückzugewinnen sind. Die Daten werden von dem Speichermedium in derselben Reihenfolge ausgelesen, in welcher sie aufgenommen oder eingeschrieben wurden, und infolgedessen wird zum Zwecke der Datenrückgewinnung ein Impuls, der einem übergang entspricht, der an dem hinteren Rand der Datenzelle aufgezeichnet ist, die der vorliegenden Datenzelle vorangeht, in der Stufe S6* des Registers 42 gespeichert, während ein übergang, der an dem hinteren Rand der vorliegenden Datenzelle aufgezeichnet ist, in der Stufe S6 des Registers 42 aufgenommen wird, um für eine Datenrückgewinnung bereit zu sein.

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Anhand von Fig. 5 wird nunmehr die Rückgewinnung des ersten binären Datenworts, welches aufgezeichnet wurdq nämlich des Datenworts 001, beschrieben. Dies Wort schaffte einen Signalübergang an der Stelle P4 während des Kodier- und Aufzeichnungsvorgangs, und erzeugt nunmehr während der Rückgewinnung ein Signal mit hohem Pegel an der Stufe S4 und ein Signal mit niedrigem Pegel an allen übrigen Stufen des Registers 42, nachdem das Auslesen der ersten Datenzelle des Speichermediums beendet ist, welche bei dem Stellentaktimpuls 44a vorkommt. Kurz vor dem Anliegen des Stellentaktimpulses 44a wurde das das Auslesen steuernde Signal, das an den entsprechenden 45 des Schieberegisters 46 angelegt ist, von einem hohen auf einen niedrigen Pegel geändert, damit dasRegister Signale an seinen Anschlüssen DO, D1 und D2 erhalten kann, welche den entsprechenden Stufen des Registers 46 entsprechen. Durch das Anliegen der Vorderflanke des Worttaktimpulses 47a, der an den Worttaktanschluß 46 des Schieberegisters 46 angelegt wird, werden Signale an den Anschlüssen DO, D1 und D2 tatsächlich geladen, und diese Signale befinden sich in einem vorübergehenden, nicht stationären Zustand und stabilisieren sich nicht, bis die Vorderflanke des Stellentaktimpulses 44a anliegt. Wie bei der Aufzeichnung ist die Frequenz des Bittaktimpulses gleich der halben Frequenz des Stellentaktimpulses, und die Bittaktimpulse werden etwas bezüglich der Stellenimpulse verzögert. Infolgedessen wird beim Anliegen des Bittaktimpulses 49a, der an dem Bittaktanschluß 49' des Registers 46 angelegt wird, das Signal in der Stufe, die dem Anschluß DO des Registers 46 zugeordnet wird,aus dem Register heraus auf eine Binärdatenleitung 50 verschoben, und die Signale in den Stufen D1 und D2 werden

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l 2731 5 IB

dementsprechend um eine Stufe nach rechts verschoben. Der Worttaktimpuls 47a wird dann geändert und geht wieder auf einen hohen Pegel zurück, um einen weiteren Signaleingang an den Anschlüssen DO, D1 und D2 zu verhindern, und danach verschieben bis zum Anliegen des Worttaktimpulses 47b Bittaktimpulse 49b bzw. 49c die ursprünglichen Signale in den Stufen der Anschlüsse D1 und D2 heraus auf die Binardatenleitung 50, während gleichzeitig Stellentaktimpulse 44b bis 44g die kodierten Signale , die den Übergängen der folgenden Datenzelle entsprechen, in das Register 42 schieben.

Die Logik, die zum Rückgewinnen der ursprünglichen Binärdatenworte aus den Impulsen in dem Register 42 benutzt wird, wird nunmehr anhand der Figuren 9 und 10 erläutert. Im Falle des ersten binären Datenwortes 001, welches einen Impuls in der Stufe S4 des Registers 42 erzeugte, wird ein Signal über ein ODER-Glied 51 an den Anschluß DO angelegt. Da ein Impuls nicht gleichzeitig an der Stufe S1 oder 66 des Registers 42 erzeugt wird, und folglich ist verhindert, daß das Signal von der Stufe S4 über das UND-Glied 53 zu einem ODER-Glied 54 gelangt. Infolgedessen ist das Ergebnis eines Impulses nur in der Stufe S4 des Registers 42 ein Ausgang 001 (bzw. 010) auf der Binardatenleitung 50, wie durch die fortlaufende Kombinationszahl 3 der Fig. 10 angezeigt ist. Das nächste binäre Datenwort 111 schafft Signale in den Stufen S1 und S4 des Registers 42. Das Signal in der Stufe S4 wird wieder überdas ODER-Glied 51 in den Anschluß DO des Registers 46 und auch an einen Eingang des UND-Glieds 53 angelegt, während das Signal an der

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^xist der Signalpegel am Ausgang des ODER-Glieds 52 niedrig

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Stufe S1 über ODER-Glieder 52 und 56 an den Anschluß D2 des Registers 46 übertragen wird. Das Signal am Ausgang des ODER-Glieds 52 wird auch an einen Eingang des UND-Glieds 53 angelegt, wo es mit dem Signal von der Stufe S4 kombiniert wird, um ein Signal über das ODER-Glied 54 an dem Anschluß D1 des Registers 46 zu schaffen. Das Ergebnis ist dann ein Signal, das in jeder Stufe des Registers 46 gespeichert ist, wodurch das binäre Datenwort 111 entsprechend den Signalen in den Stufen S1 und S4 des Registers 42 wiedergegeben wird, wie durch die laufende Kombinationsnummer 14 der Fig. 10 angezeigt ist.

Ein Signal wird in der Stufe S2 des Registers 42 gespeichert, wenn das nächste binäre Datenwort 010 ruckzugewxnnen ist. Das Signal in der Stufe S2 wird über das ODER-Glied 54 an den Anschluß D1 des Registers 46 übertragen, und es findet keine weitere Dekodierung während des Auslesens dieser Zelle statt, so daß das Datenwort 010 auf einer Binärdatenleitung 50 sofort wiedergegeben wird. Das folgende binäre Datenwort 110 ist durch Signale an den Stufen S1 und S6 des Registers 42 dargestellt. Das Signal an der Stufe S1 wird über das ODER-Glied 52 an einen Eingang des UND-Glieds 57 und über das ODER-Glied 56 an den Anschluß D2 des Registers 46 übertragen. Gleichzeitig wird das Signal an der Stufe S6 über das ODER-Glied 58 an einen Eingang eines UND-Glieds 59 und an den anderen Eingang des UND-Glieds 57 übertragen, wobei ein Signal über das ODER-Glied 54 an den Anschluß D1 des Registers 46 angelegt wird. Auf diese Weise ist das Wort 110 auf der Datenleitung 50 entsprechend den Signalen an den Stufen 61 und S6 des Registers 42 geschaffen,

angezeigt ist. Wenn schließlich das letzte binäre Datenwort 110 rückzugewinnen ist, wird ein Signal nur in der Stufe S6* des Registers 42 gespeichert. Dies ist dann dasselbe Signal, das in der Stufe S6 gespeichert wurde, wenn das vorhergehende binäre Datenwort rückzugewinnen ist. Das Signal an der Stufe S6¹ wird über das ODER-Glied 52 an einen Eingang des UND-Glieds 55 übertragen, welches gleichzeitig ein Signal mit hohem Pegel an seinem anderen Eingang von dem Inverter 60 aus bei Fehlen eines Signals in den Stufen S5 und S6 des Registers 42 erhält, wodurch ein Signal über das ODER-Glied 51 an den Anschluß DO des Registers 46 angelegt wird. Auf diese Weise führt das Signal an der Stufe S6¹ des Registers 42 zu Signalen an den Stufen, die den Anschlüssen DO und D2 des Registers zugeordnet sind, um das Wort 101 auf der Binärdatenleitung 50 zu schaffen, wie durch die laufende Kombinationsnummer 9 der fig. 10 angezeigt ist. Die binären Datenworte, die mittels der Schaltung der Fig. 9 entsprechend den anderen Signalkombinationen in den Stufen des Registers 46 zurückgewonnen sind, sind in Fig. 10 dargestellt, welche, was zu beachten ist, der Kodier-Funktionstabelle der Fig. 8 entspricht.

Einige weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Kodes außer den bereits vorher angeführten sind von Interesse und sollen an dieser Stelle angeführt werden. Aus Fig. 10 ist zu ersehen, daß insgesamt 23 Einsen, welche Signalübergänge darstellen, an verschiedenen Stellen für alle möglichen Kombinationen erzeugt werden. Sechzehn dieser Einsen (einschließlich der gestrichelten Linien)kommen in Doppelfenstern vor, das heißt

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entweder an den Stellen P6' oder P1 oder an den Stellen P5 oder P6, welche redundante Stellen sind, wie durch die Kombinationslogik angezeigt ist, welche in logischer Gleichungsform folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

DO - P4 + P2 · (P5 + P6) + (P1 + P6¹) · QP5 +

DI - P2 + (P1 + P6¹) · (P5 + P6) + (P1 + P6¹) · P4 D2 - (P1 + P6') + P3

wobei ein Punkt UND, + ODER und ein Strich NICHT bedeutet.

der Auf diese Weis sind etwa 2^ übergänge angeordnet um so eine Zeittoleranz zu mildern. Ferner sind die fortlaufenden Kombinationszahlen 5t 6, 10, 14 und 15t für welche die Doppelfenster-Bedingung besteht, entsprechend mehr zusammengedrängt als die anderen Kombinationen, so daß nur drei oder vier Stellenabstände zwischen den Einsen derartiger Kombinationen bestehen. Insgesamt zehn übergänge bestehen unter diesen verhältnismäßig mehr zusammengedrängten Zuständen und von dieser Gesamtnazahl kommen sechs oder wieder etwa 2/3 in Doppelfenstern vor, wodurch ein Zeittoleranz weitergemildert wird·

Ein Datenaufzeichnungs- und Rückgewinnungssystem mit den Kodier und Dekodierschaltungen der Fig. 6 und 9 ist in Fig. 12 dargestellt, wobei die Kodierschaltung 61 der Fig. 6 und die Dekodierschaltung 62 der Fig. 9 entspricht. Die Zeitsteuereinheit 63 schafft verschiedene Taktsignale sowie die Aufzeichnungs- und Lesesignale, die zur Datenaufzeichnung und -rückgewinnung verwendet werden. Wie vorher anhand der Fig. 11a und 11b ausgeführt ist, legt die Stellentaktfrequenz die Datenaufzeichnungs- und Lesegeschwindigkeit fest. Bei dem Aufzeichnen wird das von der Zeitsteuereinheit 63 zugeführte

809808/0831 "⁵⁹ "

Stellentaktsignal von einem Schreibtaktgenerator 64 erhalten, welcher beispielsweise ein Quarzoszillator konstanter Frequenz oder ein Oszillator sein kann, der mit der Geschwindigkeit des magnetischen Speichermediums synchronisiert ist, auf welches die Daten aufzuzeichnen sind. Die aufzuzeichnenden Binärdaten werden an die Kodierschaltung 61 angelegt, welche das JPMkodierte Signal erzeugt, wie vorstehend ausgeführt ist. Das kodierte Signal wird dann über eine Schreibsignal-Verarbeitungsschaltung 65» eine Schreibansteuereinrichtung 66 und einen Lese-/Schreibschalter 67 an einen Magnetkopf 68 übertragen, welcher jeden Signalübergang des kodierten Signals in Form eines entsprechenden Magnetfluß-Übergangs auf dem Speichermedium 69 aufnimmt. Die Schreibsignal-Verarbeitungsschaltung 61 kann signalverarbeitende Schaltungen aufweisen, welche mit der Schreibansteuereinrichtung zusammenarbeiten, um die Güte der magnetischen Aufzeichnung zu verbessern.

Bei der Rückgewinnung gibt der Magnetkopf 68 ein Signal entsprechend jedem Magnetfluß-Übergang auf dem Speichermedium 69 ab, damit es über einen Vorverstärker 70 und eine Lesesignal-Verarbeitungsschaltung 71 an den Eingang der Dekodierschaltung 62 übertragen wird. Das von dem Magnetkopf zugeführte Signal liegt in analoger Form vor und weist positiv und negativ verlaufende Teile auf, welche die aufeinanderfolgenden Flußübergänge auf dem Speichermedium darstellen. Mittels der Lesesignal-Verarbeitungsschaltung 71 wird das Analogsignal in einen kodierten Signalimpulsstrom umgewandelt, wobei jeder Impuls einem Flußübergang auf dem Speichermedium entspricht. Der Auf-

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trittszeitpunkt der einzelnen Impulse des kodierten Signalimpulsstromes ist wegen einer Bitverschiebung und anderer Verzerrungen bei dem Aufzeichnungs- und Rückgewinnungsvorgang nicht identisch mit den Signalübergängen des aufgezeichneten, kodierten Signals. Aus diesem Grund wird der kodierte Signalimpulsstrom nicht nur an die Dekodierschaltung 62, sondern auch an einen Lesetaktgenerator 72 angelegt. Der Lesetaktgenerator kann beispielsweise einen phasenstarren Oszillator aufweisen, der durch den kodierten Signalimpulsstrom synchronisiert ist, um bei einer Frequenz, die eine Harmonische der Frequenz ist, die der Periode des minimalen Abstands zwischen Signalübergängen entspricht oder genauer, um mit einer Frequenz zu laufen, welche gleich 2/T ist, was der Stellentaktfrequenz äquivalent ist. Wenn die Stellentaktfrequenz auf diese Weise durch den kodierten Signalimpulsstrom gesteuert wird, arbeitet die Dekodierschaltung 62 in der vorbeschriebenen Weise, um die ursprünglichen Binärdaten an deren Ausgang wiederzugeben.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Kodierschema beschrieben worden ist, bei welchem jedes binäre Datenwort aus drei Bits besteht und durch Signalübergänge an einer oder zwei ausgewählten Stellen von insgesamt sechs Stellen in einer Datensell· dargestellt ist, können selbstverständlich auch andere logische Formen im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann jedes binäre Datenwort durch einen übergang in einer oder in beiden von zwei benachbarten Datenzellen dargestellt werden, die jeweils eine Länge haben, die gleich 1,5T ist, und wobei jede Zelle einem und einem halben Binärdatenbit entspricht.

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Ein Kodierschema dieser Art ist in Fig. 13 dargestellt. Hieraus ist zu ersehen, daß in diesem Fall die Datenzeilenränder mit den ßignalübergangsstellen P3 übereinstimmen. Um den geforderten minimalen Abstand von 3T/2 zwischen Signalübergängen beizubehalten, sind die Einsbits an den Stellen P2 und P1 von Zelle bzw. von Zelle 2, was dem binären Datenwort 100 entspricht, zu einem übergang an der Stelle P3 der Zelle 1, d.h. an dem Rand zwischen den Zellen 1 und 2, zusammengefaßt und verschmolzen. In ähnlicher Weise ist ein Zusammenfassen und Verschmelzen im Falle der binären Datenworte 000, 011 und 110 erforderlich, für welche ein Übergang an der Stelle P2 der Zelle 2 vorkommt, wenn auf sie eines der Worte 101, 110 oder 111 folgt, für welche ein übergang an der Stelle P1 der Zelle 1 vorkommt.

Neben einem Ändern der Datenzellenaordnung bezüglich eines Datenwortes, wie es in dem vorstehenden Paragraphen ausgeführt ist, kann selbstverständlich auch eine andere Kodierschaltung verwendet werden. Beispielsweise kann ein Schieberegister zum Einschreiben von Daten, das nur auf ein Bittaktsignal anspricht und ein Aufnahmevermögen von nur einem Datenwort hat, in Verbindung mit Kodier- und logischen Schaltungen verwendet werden, welche durch ein Worttaktsignal betätigt werden, um das Datenwort von dem Datenschieberegister aufzunehmen und die Kodesignale zu erzeugen, welche ihrerseits an einem Modulator angelegt werden, der ein abgewandeltes Schieberegister aufweist, das durch ein Mehrphasen-Taktsignal gesteuert wird, um das Zusammenfassen und Verschmelzen

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gemäß der Erfindung zusammen mit einem Speichern und Verschieben des Schieberegisters zum Einschreiben von Signalen durchzuführen.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. 273IbIb

   Patentansprüche

   J Verfahren zum Kodieren und Rückgewinnen von binären Digitaldaten, bei welchem die Binärdaten eine Reihe von Datenbits aufweisen, die in in bestimmten Abständen vorgesehenen Intervallen auftreten, und die Binärdaten dadurch kodiert werden, daß sie in eine Reihe von Signaländerungen umgewandelt werden, die an ausgewählten Signaländerungsstellen einer Vielzahl von Signaländerungsstellen festgelegt sind, wobei die ausgewählten Signaländerungsstellen zueinander in mindestens einem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind, dadurch g ekennzeicb.net, daß die Binärdaten erhalten und die Datenbits in Gruppen angeordnet werden, um eine Vielzahl von Datenworten zu bilden; daß dann Kodesignale erzeugt werden, die die Datenworte darstellen, wobei jedes Kodesignal einem Signal entspricht, das eine Signaländerung darstellt, und daß schließlich die Kodesignale zusammengefaßt und verschmolzen werden, die den Signalen entsprechen, die Signaländerungen an Signaländerungsstellen darstellen, die in einem geringeren Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand in mindestens einem Signal angeordnet sind, das eine Signaländerung an einer Signaländerungsstelle darstellt, die so festgelegt ist, daß alle Signaländerungen zueinander mindestens in dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammenfassen der Kodesignale festgelegt wird, ob

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   ORIGINAL ΙΝβΡΕΟΤΕΡ

   irgendein Kodesignal einem Signal entspricht, das eine Signaländerung an einer Stelle wiedergibt, die in einem geringeren Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand von einer Signaländerung angeordnet ist, die der anderen Signaländerungsstelle entspricht.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale gespeichert werden, die Signaländerungen darstellen, die den Signaländerungsstellen entsprechen, die
   zumindest in dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbits und die Signale taktgesteuert sind, die Signaländerungen bei vorgeschriebenen Frequenzen darstellen, um nacheinander Kodesignale zu erzeugen, welche die Datenworte darstellen und daß dann die gespeicherten Signale ausgelesen werden, welche Signaländerungen darstellen.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Signaländerungen als restliche Magnetflußmuster auf einem magnetischem Aufzeichnungsmedium
   aufgenommen werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl Signaländerungsstellen sich auf eine Vielzahl Datenzellen bezieht, daß Jede Datenzelle eine vorbestimmte Anzahl von Signaländerungsstellen aufweist, und daß

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   3 27JIbIb

   jedes Kodesignal einer der Signaländerungsstellen in einer Datenzelle entspricht.

   7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das durch Zusammenfassen von Kodesignalen erzeugt ist, eine Signaländerung an einer Signalanderungsstelle darstellt, die den Signaländerungsstellen am nächsten liegt, die den zusammengefaßten Kodesignalen entsprechen.

   8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das durch Zusammenfassen von Kodesignalen erzeugt ist, eine Signaländerung an einer Signaländerungsstelle zwischen den Signaländerungsstellen darstellt, die den zusammengefaßten Kodesignalen entsprechen.

   9* Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Signaländerungsstelle in jeder Datenzelle einem Signal entspricht, das durch das Zusammenfassen von Kodesignalen erzeugt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzei c hn e t, daß die zusammengefaßten Kodesignale ein Kodesignal, das einer DAenzelle zugeordnet ist,und ein Kodesignal aufweisen, das einer benachbarten Datenzelle zugeordnet ist, und daß das Kodesignal, das einer Datenzelle zugeordnet ist, und das Kodesignal , das der benachbarten Datenzelle zugeordnet ist, jeweils einer Signaländerungsstelle an dem Hand zwischen der einen und der benachbarten Datenzelle entsprechen.

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   if 2731510

   11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signaländerungsstelle in jeder Signalzelle ausschließlich einem Signal entspricht, das durch Zusammenfassen von Kodesignalen erzeugt wird, und an dem Rand von benachbarten Datenzellen festgelegt ist, und daß die zusammengefaßten Kodesignale ein Signal schaffen, das eine Signaländerung darstellt, die einer Signaländerungsstelle am Rand der benachbarten Datenzellen entspricht.

   12. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Datenworte einer Anzahl Datenzellen entsprechen, daß jedes Datenwort einer diskreten, einzelnen Datenzelle mit einer vorbestimmten Anzahl von Signaländerungsstellen entspricht und durch ein oder mehrere Kodesignale in dieser Datenzelle dargestellt wird, und daß jedes Kodesignal einer Signaländerungsstelle in einer Datenzelle entspricht.

   13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Signaländerungsstellen in jeder Datenzelle einem Signal entspricht, das sich aus dem Zusammen-

   en
   fassen von Kodesignal ergibt, die in einem geringeren als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind.

   14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen und Zusammenfassen von Kodesignalen dadurch durchgeführt werden, daß ein Kodesignal oder eine Kombination von Kodesignalen geschaffen wird, die das vorliegende, zu kodierende Datenwort darstellen, daß ein Kodesignal der vorliegenden Datenzelle an dem Rand der vorliegenden

   809808/0631 _₄₇ .

   »Jtf-

   und der folgenden Datenzellen gesperrt wird, wenn sich das folgende Datenwort auf ein Kodesignal bezieht, das einer Signaländerung in dessen Datenzelle an der ßignaländerungsstelle am Rand der vorliegenden und der folgenden Datenzelle entspricht, daß ein Kodesignal gesperrt wird, das einer Signaländerungssteile in der vorliegenden Datenzelle am Rand der vorhergehenden und der vorliegenden Datenzelle entspricht, wenn das vorhergehende Datenwort sich auf ein Kodesignal bezieht, das einer Signaländerung entspricht, die in deren Datenzelle an der Signaländerungsstelle am Rand der vorliegenden und der vorhergehenden Datenzellen gesperrt sind, und daß ein Signal erzeugt wird, das der Signaländerungsstelle entspricht, die am Rand und der folgenden Datenzellen erzeugt wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenzelle eine Länge hat, die gleich der Anzahl Datenbitsintervalle ist, die den Datenbits in einem V/ort zugeordnet sind.

   16. Verfairen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datenwort drei Datenbits aufweist.

   17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenzelle sechs Signaländerungsstellen aufweist, und daß eine der sechs Signaländerungsstellen mit einem Rand der Datenzelle übereinstimmt.

   18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbits mit der halben Frequenz taktgesteuert

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   G 273 15 1b

   werden, mit welcher die Signale, welche Signaländerungen darstellen, taktgesteuert sind.

   19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Empfangen der Binärdaten und dem Gruppieren der Datenbits sowie nach dem Erzeugen von Kodesignalen, die die Datenworte darstellen, irgendein Kodesignal gesperrt wird, das einem Signal entspricht, das eine Signaländerung an einer Signaländerungsstelle darstellt, die in einem geringeren Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstande von einer Signaländerung an einer anderen Signaländerungsstelle angeordnet ist.

   20. Verfahren zum Rückgewinnen von Binärdaten aus einem kodierten Signal, bei welchem die Binärdaten durch Signaländerungen dargestellt werden, die annähernd an ausgewählten Stellen einer Anzahl von in Abständen angeordneten Stellen auftreten, wobei die Binärdaten eine Folge von Datenworten aufweisen, von welchen jedes einer diskreten, einzelnen Datenzelle einer Anzahl von Datenzellen entspricht und eine vorbestimmte Anzahl von in Abständen angeordneten Stellen in jeder Datenzelle so festgelegt ist, daß eine der Stellen mit einem Rand der Datenzelle übereinstimmt und bei welcher eine Signaländerung an einem Rand einer Datenzelle ein Signal darstellt, das mit den zwei Datenworten verbunden ist, die den Datenzellen an dem Rand entsprechen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig ein oder mehrere Signale, die die Signaländerungen darstellen, die in einer

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   1 273151b

   β« Datenzelle vorkommen, und irgendein Signal speichert* das eine Signaländerung darstellt, die am Rand einer angrenzenden Datenzelle vorkommt, und daß die gespeicherten Signale dekodiert werden, um Kodesignale zu erzeugen, aus welchen die Datenworte wiedergegeben werden können, werden

   21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaländerung am Hand einem Kodesignal jeder der zwei Datenzellen an der Stelle am Rand zugeordnet wird.

   22. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Datenspeichereinrichtung, um die Binärdaten aufzunehmen und die Datenbits zu zu gruppieren um eine Anzahl Datenworte zu bilden; durch eine kodeerzeugende Einrichtung, die vorgesehen ist, um die Datenworte aufzunehmen, um Datensignale zu erzeugen, welche die Datenworte darstellen, wobei jedes Kodewort einem Signal entspricht _t das eine Signaländerung darstellt; und durch eine zusammenfassende Einrichtung, die vorgesehen ist, um Kodesignale aufzunehmen, um sie entsprechend den Signalen zusammenzufassen und zu verschmelzen, die Signaländerungen an Signaländerungsstellen darstellen, die in einem geringerem Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand in mindestens einem Signal angeordnet sind, daß eine Signaländerung an einer Signaländerungsetelle darstellt, die so festgelegt ist, daß alle Signaländerungen zueinander in mindestens dem vorgeschriebenen minimalen Abstand angeordnet sind.

   23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich-

   809808/0631 ~ ⁵° "

   - serif 2731 bib

   net, daß die Einrichtung zum Zusammenfassen von Kodesignalen eine Einrichtung aufweist, um festzulegen, ob irgendein Kodesignal einem Signal entspricht, das eine Signaländerung an einer Stelle darstellt, die in einem geringerem Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand von einer Signaländerung angeordnet ist, die einer anderen Signaländerungsstelle entspricht.

   24. Einrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Signalspeicherungseinrichtung , die vorgesehen ist, um die Signale aufzunehmen und zu speichern, die Signaländerungen darstellen, die Signaländerungsstellen entsprechen, die zumindest in dem vorgeschriebenen, minimalen Abstand angeordnet sind.

   25. Einrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Taktsignal erzeugende Einrichtung, die mit der Datenspeichereinrichtung und mit der Signalspeichereinrichtung verbunden ist, um die Datenspeichereinrichtung und die Signalspeichereinrichtung mit vorbestimmten Frequenzen anzusteuern, um nacheinander die Datenworte an die kodeerzeugende Einrichtung anzulegen und um die Signale auszulesen, die Signaländerungen darstellen, die in der Signalspeichereinrichtung gespeichert sind.

   26. Einrichtung nach Anspruch 25» gekennzeichnet durch eine magnetische Aufzeichnungseinrichtung mit einem magnetiechen Aufzeichnungskopf, die mit der Signalspeichereinrichtung verbunden und zur Aufzeichnung bezüglich des magnetischen Aufzeichnungsmediums entsprechend angeordnet sind

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   um aufeinanderfolgende Signaländerungen als zurückbleibende Magnetflußmuster auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen.

   27. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die kodeerzeugende Einrichtung eine Kodiereinrich-

   die

   tung, mit der Datenspeichereinrichtung verbunden ist, um Signale zu schaffen, die Datenworte darstellen, und eine logische Schaltung aufweist, die mit der Kodiereinrichtung verbunden ist, um die Signale zu verarbeiten, welche die Datenworte darstellen, um die Kodesignale zu erzeugen.

   28. Einrichtung nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiereinrichtung und die logische Schaltung einen ersten Kodierer und eine zugeordnete logische Schaltung aufweisen, um ein Kodesignal oder eine Kombination von Kodesignalen zu schaffen, die das vorliegende, zu kodierende Datenwort darstellen, und daß die kodeerzeugende Einrichtung einen zweiten Kodierer und eine zugeordnete logische Schaltung aufweist, die betriebsmäßig mit dem Datenwort verbunden ist, das auf das vorliegende Datenwort folgt, um ein Kodesignal des vorliegenden Dstenworts zu verhindern, das der Datenänderungsstelle in der vorliegenden Datenzelle am Rand der vorliegenden und der folgenden Datenzelle entspricht, wenn das folgende Datenwort sichaif ein Kodesignal bezieht, das einer Signaländerung in deren Datenzelle an der Signaländerungsstelle am Band der vorliegenden und der folgenden Datenzelle entspricht, daß ein dritter Kodierer und eine

   809808/0631 " ⁵² "

   zugeordnete logische Schaltung vorgesehen sind, die betriebsmäßig mit dem Datenwort verbunden sind, das dem vorliegenden Datenwort vorhergeht, um ein Kodesignal zu verhindern, das einer Signaländerungsstelle in der vorliegenden Datenzelle am Rand der vorhergehenden und der vorliegenden Datenzelle entspricht, wenn sich das vorhergehende Datenwort auf ein Kodesignal bezieht, das einer Signaländerung entspricht, die in deren Datenzelle an der Signaländerungsstelle am Rand der vorliegenden und der vorhergehenden Datenzelle gesperrt ist, und daß eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, das der Signaländerungsstelle entspricht, die am Rand der vorliegenden und der folgenden Datenzellen festgelegt ist.

   29. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Datenspeichereinrichtung und der kodeerzeugenden Einrichtung eine Sperreinrichtung zum Empfangen von Kodesignalen vorgesehen ist, um ein Kodesignal zu sperren, das einem Signal entspricht, das eine Signaländerung an einer Signaländerungsstelle darstellt, die in einem geringeren Abstand als dem vorgeschriebenen minimalen Abstand von einer Signaländerung aus an einer anderen Signaländerungsstelle angeordnet ist.

   30. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um gleichzeitig ein oder mehrere Signale, die die Signaländerungen darstellen, die in einer Datenzelle auftreten, und um irgendein

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   Signal zu speichern, das eine Signaländerung darstellt_f die an Band einer angrenzenden Datenzelle auftritt, und durch eine Einrichtung zum Dekodieren der gespeicherten Signale, um Kodesignale zu erzeugen, aus welchen die Datenworte wiedergegeben werden können.

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