DE2847833C2

DE2847833C2 - Einrichtung zur Verarbeitung binärdigitaler und kodierter Datensignale

Info

Publication number: DE2847833C2
Application number: DE19782847833
Authority: DE
Inventors: Jordan Belgrad/Beograd Isailovic
Original assignee: Discovision Associates Costa Mesa Calif; Discovision Associates
Current assignee: Discovision Associates
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1986-01-09
Also published as: DE2847833A1; AU8294782A; NL7810901A; AU4114478A; JPS5474715A; GB2011229B; CH647366A5; GB2011229A; CA1136279A; AU523034B2; FR2408247B1; AU530226B2; BE871748A; FR2408247A1

Description

— daß eine erste Impulsfolge gebildet wird, wobei jeder Impuls dem Beginn der Zeitdauer eines Datenelementes zugeordnet ist,

— daß eine zweite Impulsfolge gebildet wird, wobei alle Impulse dieser Folge Datenelementen gleichen binären Inhaltes zugeordnet sind, und

— daf iie erste und zweite Impulsfolge miteinander verknüpft werden und das daraus resultierende Signal geteilt wird, um daraus das kodierte Signal zu bilden, bei dem aufeinanderfolgende Signalsprünge maximal den Abstand der Dauer zweier Datenelemente haben.

14. Verfahren zum Dekodieren eines kodierten Signals, bei dem sowohl zum Zeitpunkt des Übergangs zwischen zwei Elementar-Zeitintervallen, die den Datenelementen der der Kodierung zugrundeliegenden Daten entsprechen, als auch zwischen diesen Übergängen Signalsprünge auftreten, die maximal den Abstand von zwei Datenelementen dauernd haben, dadurch gekennzeichnet,

— daß eine erste Impulsfolge gebildet wird, von der jeder Impuls einem Signalsprung im kodierten Signal entspricht,

— daß aus dieser Impulsfolge Impulssignale abgeleitet werden, die das Auftreten von Signalsprüngen im kodierten Signal zur mittleren Zeit der Zeitdauer eines Datenelementes kennzeichnen,

— daß ferner aus der Impulsfolge weitere Impulssignale abgeleitet werden, welche jeweils den zweiten Impuls eines Impulspaares kennzeichnen, welches um die Zeitdauer eines Datenelementes voneinander getrennt sind, und

— daß durch Verknüpfung der Impulssignale mit den weiteren Impulssignalen die ursprünglichen binärdigitalen Daten gewonnen werden.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verarbeitung binärdigitaler Datensignale für die Übertragung und'oder Aufzeichnung mit optimierter Datensignaldichte, wobei die binärdigitalen Datensignale aus aufeinanderfolgenden Datenelementen gleicher Zeitdauer bestehen, und ferner eine Einrichtung zur Verarbeitung kodierter Datensignale, bei welchen sowohl zum Zeitpunkt des Übergangs als auch zwischen den Zeitpunkten des Übergangs aufeinanderfolgender Datenelemente Signalsprünge auftreten, welche maximal den Abstand der Dauer zweier Datenelemente haben. Schließlich betrifft die Erfindung Verfahren zum Kodieren von binärdigitalen Daten und zum Dekodieren von kodierten Signalen.

Für die Speicherung von Daten auf Magnetband ist es bekannt, Maßnahmen vorzusehen, mit weichen die Pafckungsdichte erhöht werden kann. Dazu ist aus der Zeitschrift »Elektronik« 24 (1945), Heft 7, Seite 65, Bild 1, vorletzte Zeile, ein Kode-Format unter dem Namen Delay-Modulation NRZ-Mark bekannt, das auf Miller zurückgeht. Dieses Kode-Format weist immer einen Signalsprung in der Mitte eines Datenelemetnes auf, wenn das zu kodierende NRZ-Signal {»Impulswechselkode«) s eine binäre Eins ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, mit welchen die Datensignaldichte binärdigitaler Daten in Form eines Impulswechselkodes (NRZ) optimiert werden kann, so daß ein Kodieren und Dekodieren mit einer minimalen Bandbreite möglich ist. Dabei soll das kodierte Signal ein Synchronisationssignal enthalten, das die Synchronisation des Kodierers mit dem Dekodierer sicherstellt.
Diese Aufgabe wird für den Kodierer durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Für den Dekodierer wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst. Ein Verfahren zum Kodieren von binärdigitalen Daten gemäß der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 13, wogegen ein Verfahren zum Dekodieren eines kodierten Signals Gegenstand des Anspruchs 14 ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Abweichend vom eingangs erwähnten Stand der Technik, hat das kodierte Signal gemäß der Erfindung keiner. Signalsprung in der Mitte eines Datenelementes, wenn His zu kodierende NRZ-Signal eine binäre Eins ist. Das kodierte Signal hat keine Doppeldeutigkeiten und enthält eine positive Synchronisationsinformation, welche von dem maximalen Abstand zweier Signalsprünge mit einer Dauer von zwei Datenelementen ableitbar ist. Aus dem kodierten Signal läßt sich eine begrenzte Anzahl definierter Informationen entnehmen, wie z. B.:

a) wenn der Abstand zwischen zwei Signalsprüngen gleich der Länge eines Datenelementes ist, so ergibt sich daraus, daß der zweite Signalsprung eine binäre Eins der ursprünglichen Daten bzw. des ursprünglichen Impulswechselkodes kennzeichnet;

b) wenn der Abstand zwischen zwei Signalsprüngen der Zeitdauer von zwei Datenelementen entspricht, ergibt sich daraus, daß einmal in der ursprünglichen Datenfolge bzw. dem Impulswechselkode eine Serie von gleichen binären Zuständen, z. B. binären 0, vorhanden ist und daß beide Signalsprünge zwischen Datenelementen erfolgen. Im Gegensatz dazu ist es beim eingangs genannten Stand der Technik bekannt, daß immer ein Signalsprung in der Mitte eines Datenelementes auftritt, wenn ."as zu kodierende NRZ-Signal eine binäre Eins ist.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Es zeigt

F i g. 1 in einem vereinfachten Blockdiagramm eine Kodierschaltung;

F i g. 2 die Kodierschaltung gemäß F i g. 1 in einem schematischen Schaltbild;

F i g. 3 eine Anzahl von Schwingungsformen A bis M, welche die Signalfolgen an verschiedenen Punkten der Schaltungen gemäß F i g. 1 und 2 kennzeichnen;
F i g. 4 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Dekodierschaltung;

Fig.5 ein Schematisches Schaltbild der Dekodierschaltung gemäß F i g. 4;

F i g. 6 eine Anzahl von Schwingungsformen A bis /, wie sie an verschiedenen Punkten der Dekodierschaltung gemäß den F i g. 4 und 5 auftreten;

F i g. 7 eine Anzahl von Sehwingungsformen A bis /, wie sie an verschiedenen Punkten der Dekodierschaltung gemäß den F i g. 4 und 5 auftreten und zur Erläuterung der Wirkungsweise des Null-Detektors Verwendung f'nden;

F i g. 3 eine Anzahl von Schwingungsformen A bis H zur Erläuterung der Wirkungsweise des Takt- und Phasengenerators gemäß den F i g. 4 und 5;

Fig.9 eine Anzahl von Schwingungsformen A bis /, welche zur Erläuterung der Wirkungsweise des Signalgenerators gemäß den F i g. 4 und 5 Verwendung finden.

In F i g. 3, C ist eine pulskodemodulierte Schwingungsform dargestellt, wobei die einzelnen Kodezeichen unmittelbar aneinander anschließen. Die Schwingungsform besteht gemäß Fig. 3, A aus einzelnen Datenelementen, die mit den Ziffern 1 bis 10 gekennzeichnet sind. Nachfolgend wird auf diese Datenelemente bei der Behandlung der verschiedenen Schwingungsformen Bezug genommen, wobei die Datenelemente bei der Dekodierung um die Länge eines Datenelementes gegenüber den Datenelementen bei der Kodierung verschoben sind. Der Inhalt der einzelnen Datenelemente ist in F i g. 3, B bzw. F i g. 6, B mit den binären Ziffern 1 und 0 angegeben.

Es ist auch möglich, eine komplementäre Nomenklatur zu benutzen und dementsprechend die beschriebenen Schaltungen derart abzuändern, daß jeweils die entgegengesetzten Signalniveaus kodiert bzw. dekodiert werden, verglichen mit denen in dem vorliegend beschriebenen Beispiel. Für den Fachmann ist bekannt, daß der Ersatz des Signalniveaus 0 durch das Signalniveau 1 keine wesentliche schaltungsmäßige Modifikation erforderlich macht. So führt z. B. die Ansteuerung der Kodierschaltung über eine Umkehrstufe ausgangsseitig zu dem Komplement der für das Beispiel beschriebenen Signalniveaus.

hine binäre 1 wird durch ein hohes Signalniveau 15 und eine binäre 0 durch ein niederes Signalniveau 16 beschrieben. Für einen Impulswechselkode bekannter Art ist es charakteristisch, daß das Signalniveau beibehalten wird, wenn aufeinanderfolgend identisch gleiche Datenniveaus kodiert werden. Dementsprechend ist in den in F i g. 3, C und 6, C dargestellten Schwingungsformen keine Änderung im Signalniveau für die beiden nacheinander kodierten binären 1 und die drei nacheinander kodierten binären 0 vorhanden.

Bei der nachfoglend beschriebenen Kodier- und Dekodiertechnik sprechen bestimmte Schaltungen auf die augenblicklich sich ändernde Polaritätsrichtung der Schwingungsform an. Diese Richtung der sich ändernden Polarität wird in herkömmlicher Weise durch eine negativ verlaufende Flanke 17 gemäß Fig.3, C und F i g. 6, C bezeichnet, was durch einen entsprechenden, nach unten weisenden Pfeil angedeutet ist. Die Polaritätsänderung in entgegengesetzter Richtung ist mit einem nach oben weisenden Pfeil 18 gekennzeichnet und bezeichnet eine positiv verlaufende Flanke. Die negativ verlaufende Flanke wird auch als Rückflanke und die positiv verlaufende Flanke als Vorderflanke bezeichnet

Der V/echsel von einem hohen Signalniveau 15 auf ein niederes Signalniveau 16 wird auch als Signalsprung bezeichnet, wobei in diesem Fall von einem negativen Signaisprung und beim 'übergang vom niederen Signalniveau 16 auf das hohe Signalniveau 15 vom positiven Signalsprung die Rede sein kann.

Ein solcher Signalsprung tritt auf, wenn z. B. im Bereich der Rückflanke 17 oder der Vorderflanke 18 zwei Datenelemente aneinandergrenzen, mit welchen unterschiedliche Datensignale kodiert sind. Bei gleichartig kodierten Datensignalen ist kein solcher Signalsprung vorhanden, wie dies aus den F i g. 3, C und 6, C für die Datenelemente 5 und 6 sowie 7,8 und 9 entnehmbar ist. Die Zeit, während welcher ein solcher Signalsprung stattfindet, wird auch als Übergangszeit bezeichnet.

Die einzelnen dargestellten Schwingungsformen sind bezüglich der zeitlichen Zuordnung der Übergangszeiten miteinander über Taktsignale synchronisiert, wie sie durch die F i g. 3, D und 7, D gekennzeichnet sind. Alle auf die Taktsignale bezogenen Schwingungsformen beginnen mit einem positiven Signalsprung für das Datenelement 1. Dabei hat das Taktsignal gemäß Fi g. 7, Ddie zweifache Taktfrequenz des Taktsignals gemäß F i g. 3, D. In Fig.3, D entspricht ein Taktzyklus der Länge eines Datenelementes, wogegen der Taktzyklus gemäß Fig. 7, D für ein Datenelement zweimal durchlaufen wird.

In F i g. 3, M ist die nach dem Erfinder benann'e Jordan-kodierte Schwingiingsform des Impulswechselkodes gemäß Fig.3, Cdargestellt. Diese Jordan-kodierte Schwingungsform hat keine Zweideutigkeiten und hat dieselbe spektrale Leistungsdichteverteiiung wie der Miller-Kode für ein Datenzufallsmuster.

Wegen der Betriebsverfahren für die Kodierschaltung gemäß den F i g. 1 und 2 hat der in F i g. 3, M dargestellte Jordan-Kode mehrere einmalige charakteristische Eigenschaften. So treten die Übergangszeiten für den positiven und den negativen Signalsprung jeweils zu einer mittleren Zeit der einem Datenelement zugeordneten Zeitdauer auf, wie z. B. zu der mit 19 und 20 gekennzeichneten Zeit gemäß F i g. 3, M. Dabei wird die mittlere, einem Datenelement zugeordnete Zeitdauer sehr weit gefaßt und als diejenige Zeit definiert, welche von der dem Beginn bzw. dem Ende eines Datenelementes zugeordneten Zeit verschieden ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform entspricht diese Zeit dem in der Mitte eines Datenelementes liegenden Zeitpunkt. Ferner können positive und negative Signalsprünge auch zu der dem Ende eines Datenelementes zugeordneten Zeit, wie durch die Bezugszeichen 21 und 22 angedeutet, auftreten. Schließlich kann der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalsprüngen der Zeitdauer für die Länge eines Datenelementes entsprechend dem Bezugszeichen 23 oder der durch das Bezugszeichen 24 gekennzeichneten Zeitdauer von I¹/2 Datenelementen und der durch das Bezugszeichen 25 gekennzeichneten Zeitdauer von 2 Datenelementen entsprechen.

Der Anfang und das Ende eines Datenelementes bei dein in den F i g. 3, Cund 6, Cdargestellten Impulswechselkode tritt zu dem Zeitpunkt auf, der auch als Übergangszeit zwischen zwei Datenelementen gekennzeichnet ist Dementsprechend fällt die Übergangszeit am Ende des einen Datenelementes mit der Übergangszeit am Anfang des nächsten Datenelementes zusammen.

Wie in F i g. 3, A für das Datenelement 1 angedeutet, kann jedes Datenelement in vier gleiche Teile unterteilt werden.

Für die Erläuterung der Signalverarbeitung durch die Schaltungen gemäß der Erfindung ist es wichtig, die Signalbedingung für verschiedene Zeitpunkte der einzelnen Datenelemente zu beschreiben. Um Verwechselungen zu vermeiden, werden dabei für alle Schwingungsformen folgende zwei charakteristische Kenn-

ίο

zeichnungen für das Signal benutzt. Die erste Kennzeichnung ist die Zeit, zu welcher das Signal auftritt, und die zweite Kennzeichnung die Richtung des Signalsprunges. Es gibt dabei einen negativen Signalsprung, welcher durch das Bezugszeichen 17 in Fig.3, C, und einen positiven Signalsprung, welcher durch das Bezugszeichen 18 in Fig.3, C gekennzeichnet ist. Der Zeitpunkt, zu welchem das Signal auftritt, kann die mittlere Zeit, gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 19 und 20, die Anfangszeit oder Endzeit, gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 21 und 22, sowie die Zeit nach dem ersten Viertel, gekennzeichnet in F i g. 3, F durch das Bezugszeichen 26, und die Zeit nach dem dritten Viertel, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 27 in F i g. 3, F, der einem Datenelement zugeordneten Zeitpunkte sein.

Der Abstand zwischen den Signalsprüngen und der Zeitpunkt der Übergangszeit zwischen den Signalni-

VcäüS WiFfCcFi lUF uic ciFiucutigc KüuicFüFig ucF L^ätcFl

eines Impulswechselkodes zusammen. Ein eindeutiges unterscheidendes Merkmal des Jordan-Kode gemäß Fig.3, Anbetrifft den Abstand von zwei Übergangszeiten für die Länge von zwei Datenelementen, wie durch das Bezugszeichen 25 gekennzeichnet Wenn immer dieser Abstand in einem Jordan-Kode auftritt, werden beide Signalsprünge als zum Zeitpunkt der Übergangszeit auftretend von der Kodierschaltung identifiziert. Dieses Merkmal wird dazu benutzt, um die Kodierschaltung mit dem ankommenden Datenstrom zu synchronisieren.

In F i g. 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm für die Kodierschaltung gemäß der Erfindung dargestellt Für die Erläuterung der Wirkungsweise der Kodierschaltung, von welcher die F i g. 2 ein schematisches Schaltbild ist, wird auf die Schwingungsformen gemäß F i g. 3 Bezug genommen, anhand deren die Signalverarbeitung erläutert wird. Der Ironulswechselkode "eroäß F i °. 3, C wird an ein NAND-Gatter 30 über die Eingangsleitung 31 angelegt Dieses NAND-Gatter 30 wird an seinem zweiten Eingang über eine Leitung 32 mit einem Taktsignal beaufschlagt, das von einem Taktgeber 32a stammt und der Schwingungsfo·in gemäß F i g. 3, D entspricht. Der Taktgeber 32a kann in herkömmlicher Weise aufgebaut sein.

Der Impulswechselkode gemäß F i g. 3, C hat ein hohes Signalniveau 15 für das einer binären 1 entsprechende Datenelement und ein niederes Signalniveau 16 für das einer binären 0 entsprechende Datenelement Das Taktsignal gemäß F i g. 3, D beginnt mit einem ersten hohen Spannungsniveau 33, an welches ein zweites niederes Spannungsniveau 34 anschließt Mit der durch das Bezugszeichen 35 gekennzeichneten Länge wird die Zeitdauer eines vollen Datenelementes gekennzeichnet Daraus kann man entnehmen, daß der Zeitdauer eines Datenelementes eine volle Periode des impulsförmigen Taktsignales zugeordnet ist Der Signalsprung zwischen den zwei Spannungsniveaus 33 und 34 erfolgt zur mittleren Zeit der dem Datenelement zugeordneten Zeitdauer und ist durch das Bezugszeichen 36 gekennzeichnet

Die Schaltung gemäß den F i g. 1 und 2 umfaßt ferner einen Niveaudetektor 37, der von dem Ausgangssignal des NAND-Gatters 30 über die Leitung 38 beaufschlagt wird. Ein Detektor 39 für den positiven Signalsprung spricht auf das über eine Leitung 40 angelegte Taktsignal an. Sowohl das Ausgangssignal des Niveaudetek- ss tors 37 als auch das Ausgangssignal des Detektors 39 für den positiven Signalsprung werden über die Leitungen 42 bzw. 44 an ein UND-Gatter 41 angelegt Das Ausgangssignal des UND-Gatters 41 beaufschlagt über eine Leitung 48 einen Teiler 46, dessen Ausgangssignal an der Ausgangsklemme 50 zur Verfügung steht.

Der Niveaudetektor 37 liefert ein Ausgangssignal, wenn immer der über die Leitung 31 angelegte Impulswechselkode gemäß F i g. 3, Cdas hohe Signalniveau 15 oder das tiefe Signalniveau 16 einnimmt. Bei der beschriebenen Ausführungsform identifiziert der Niveaudetektor 37 das einer binären 0 zugeordnete niedere Signalniveau des eingangsseitig angelegten Impulswechselkodes.

Für die bevorzugte Ausführungsform erzeugt der Niveaudetektor einen Ausgangsimpuls für jedes eingangsseitig angelegte, einer binären 1 entsprechende Datenniveau. Dieser Ausgangsimpuls des Niveaudetektors wird dadurch charakterisiert, daß er zur mittleren Z..;t der einem Datenelement entsprechenden Zeitdauer mit einem negativen Signalsprung beginnt. Die Impulsdauer der vorn N'iveaudeiekiür 37 erzeugten impulse hängt von der Eingangscharakteristik des Teilers 46 ab. Im speziellen braucht die Impulsdauer dieses ausgangsseitigen Impulses nur auszureichen, um den Teiler 46 anzusteuern. Eine Folge derartiger Ausgangsimpulse vom Niveaudetektor 37 ist in F i g. 3, G für den beispielsweise Wechselkode dargestellt.

Der Detektor 39 für den positiven Signalsprung erzeugt einen Ausgangsimpuls für jeden positiven Signalsprung 50 des Taktsignals gemäß F i g. 3, D. Somit gilt für die Kodierschaltung, daß der Niveaudetektor 37 Ausgangsimpulse liefert, weiche jeweils das Vorhandensein einer binären 1 im Impulswechselkode repräsentieren, wogegen der Detektor 39 einen Ausgangsimpuls für jeden positiven Signalsprung des Taktsignals liefert.

Das UND-Gatter 41 verbindet diese beiden über die Leitungen 42 und 44 angelegten Impulsfolgen und liefert ausgangsseitig einen Puls, der alle notwendigen Informationen für die Rekonstruktion des kodierten Impulswechselkodes enthält. Der am Ausgang des UND-Gatters 41 zur Verfügung stehende Impuls ist in F i g. 3, J dargestellt und ist für die Aufzeichnung sowie für die Übertragung geeignet. Dieser Impuls enthält redundante Information und bietet die Möglichkeit die Frequenz durch Teilung, z. B. um den Faktor 4 zu verringern.

Das ausführlichere Schaltbild der Kodierschaitung ist in F i g. 2 dargestellt. Der Impulswechselkode wird über die Eingangsleitung 31 an das NAND-Gatter 30 angelegt, an welchem auch über die Leitung 32 das Taktsignal vom Taktgeber 32a liegt. Das vom NAND-Gatter 30 gelieferte Ausgangssignal wird an eine Folge von Umkehrstufen 62,64,66 angelegt, welche einen Teil des Niveaudetektors 37 bilden. Dieser Niveaudetektor enthält ferner ein NAND-Gatter 68, das vom Ausgangssignal des NAND-Gatters 30 über die Leitung 32 einerseits direkt und andererseits über die Umkehrstufen beaufschlagt wird.

Die beiden Eingangssignale für das NAND-Gatter 68 sind in F i g. 3, E und F i g. 3, F dargestellt Demgemäß entspricht das AusgangssignaJ des NAND-Gatters 30 einem Puls, dessen negativer Signalsprung mit dem positiven Signalsprung 50 des Taktimpulses übereinstimmt und der für jeden Impuls eine Impulsdauer von der halben Zeitdauer eines Datenelementes hat d. h. mit dem negativen Signalsprung 36 des jeweils zeitlich zugeordneten Taktimpulses endet Ferner kann man aus der Darstellung gemäß F ■ g. 3, F entnehmen, daß das Eingangssignal für das NAND-Gatter 68 über die Leitung 70 eine entgegengesetzte Polarität hat und gegenüber der Impulsfolge gemäß F i g. 3, E verzögert ist Die Ver-

zögerung entspricht dem Abstand zwischen den gestrichelten Linien 74 und 76 und wird durch die Umkehrstufen 62,64 und 66 bewirkt. Für diese Umkehrstufen werden Schohky-Schaltungen verwendet, so daß drei Stufen notwendig werden, da jede einzelne Stufe eine Verzögerung von etwa 5 ns hat. Bei der Verwendung von TTL-Schaltungen wäre nur eine Umkehrstufe notwendig, da mit derartigen TTL-Schaltungen Verzögerungen von 15 bis 20 ns möglich sind. Die Funktion der Umkehrstufen besteht lediglich darin, das Ausgangssignal des NAND-Gatters 30 umzukehren und ausreichend lang zu verzögern, damit es für die Ansteuerung des Teilers 46 geeignet ist. Die normale Funktion eines NAND-Gatters besteht darin, einen negativen Impuls zu liefern, wenn zwei an seine Eingänge angelegte Impulse ein positives Signalniveau haben. Dies ist nur während der Zeitdauer der Fall, während welcher das Eingangssignal durch die Umkehrstufen 62, 64 und 66 verzögert ist, wie aus F i g. 3, G in Verbindung mit F i g. 3, E und F entnommen werden kann. Der negative Impuls gemäß F i g. 3, G hat eine Impulsdauer, die der Verzögerungszeit du. ih die Umkehrstufen entspricht, wobei die Vorderflanke mit dem negativen Signalsprung 36 des Taktimpulses übereinstimmt. Dieser in F i g. 3, G dargestellte Puls hat die charakteristischen, bereits erwähnten Merkmale der vorliegenden Pulskodemodulation, wonach jeder einzelne Impuls zur mittleren Zeit der einem Datenelement mit einer binären 1 des Impulswechselkodes zugeordneten Zeitdauer beginnt.

Der Detektor 39 für den positiven Signalsprung umfaßt ebenfalls eine Vielzahl von Umkehrstufen 80, 82 und 84, die in Serie geschaltet sind und über die Leitung 88 den einen Eingang eines NAND-Gatters 86 ansteuern. Der zweite Eingang dieses NAND-Gatters wird über die Leitung 90 direkt vom Taktsignal, das über die Leitung 40 zur Verfügung steht, beaufschlagt. Das über die Urnkehrstufen 80,82 und 84 übertragene Taktsignal wird verzögert und umgekehrt, so daß es der in Fig. 3, Hdargestellten Signalfoige entspricht. Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 86 ist ein negativer Impuls, wenn immer eingangsseitig zwei positive, d. h. ' >er binären I zugeordnete Signalniveaus anliegen unter diesen Umständen entstehende Ausgangssignal ist in Fig.3, / dargestellt. Jeder der negativen Impulse des Signals gemäß F i g. 3, / beginnt mit einem positiven Signalsprung des Taktsignals gemäß F i g. 3, D.

Das UND-Gatter 41 wird aus einem NAND-Gatter 96 und einer Umkehrstufe 98 gebildet An die Eingänge des NAND-Gatters 96 wird einerseits über die Leitung 42 das Ausgangssignal des NAND-Gatters 68 und andererseits über die Leitung 44 das Ausgangssignal des NAND-Gatters 86 angelegt. Mit Hilfe des NAND-Gtters 96 wird ein negatives Ausgangssignal erzeugt, wenn immer das NAND-Gatter 96 eingangsseitig mit zwei positiven, d. h. binären 1 zugeordneten Signalniveaus gleichzeitig beaufschlagt wird. Wenn eines der Eingangssignale dem Zustand einer binären 0 entspricht, entsteht ausgangsseitig ein dem Zustand einer binären 1 entsprechendes Signal. Die Impulsfolge des Ausgangssignals vom NAND-Gatter 96 ist in Fig.3, / dargestellt. Dieses Signal wird über die Umkehrstufe 98 übertragen, so daß es am Ausgang des UND-Gatters 41 in der in F i g. 3, K dargestellten Signalfolge zur Verfügung steht

Der Teiler 46 besteht aus zwei seriegeschalteten JK-Flip-Flops 100 und 102. Der Flip-Flop 100 wird von einem negativen Eingangsimpuls ausreichender Impulsdauer getriggert und in einen seiner stabilen Zustände geschaltet. Wie bereits erwähnt, dienen die Umkehrstufen 80 bis 84 sowie 62 bis 66 dem Zweck, einen solchen Triggerimpuls mit ausreichender Impulslänge für den Flip-Flop 100zu schaffen.

Jeder dieser Flip-Flops hat zwei stabile Zustände, was sich in entsprechenden Ausgangssignalen ieigt. Dabei hat das eine Ausgangssignal ein hohes Signalniveau 104 und das andere Ausgangssignal ein niederes Signalniveau 106 gemäß F i g. 3, L. Die beiden Signale stehen an

ίο dem nicht invertierenden Ausgang Q und an dem invertierenden Ausgang Q zur Verfugung.

Das Ausgangssignal vom Flip-Flop 100 wird über eine Leitung 108 vom Ausgang Q an den Eingang des zweiten Flip-Flops 102 übertragen. Der Ausgang Q des -weiten Flip-Flops liefert das in Fig.3, Mdargestellte Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal steht an der Klemme 50 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.

In F i g. 4 ist das vereinfachte Blockdiagramm der Dekodierschaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Ein

Ai Nuü-Dekouer 200 wird von einem phasenstarren Taktgenerator 201 aus über die Leitung 202 mit einem ersten Eingangssignal beaufschlagt. Dieser Taktgenerator kann von herkömmlicher Bauweise sein. Das Taktsignal vom Taktgenerator 201 hat die doppelte Frequenz des in Fig.3, D dargestellten Taktsignals und entspricht dem Signal gemäß F i g. 7, D. Dieses eingangsseitige Taktsignal wird mit den empfangenen Datensignalen in herkömmlicher Weise synchronisiert, wobei eine Synchronisationsschaltung mit phasenstarrer Bitschleife Verwendung finden kann.

Ein Detektor 204 zur Feststellung des positiven und negativen Signalsprunges wird von der Eingangsklemme 205 für die Datensignal über die Leitung 206 beaufschlagt. Dieser Detektor 204 liefert ausgangsseitig für jeden Signalsprung der empfangenen Datensignale einen Impuls, der unter anderem einer Umkehrstufe 208 zugeführt wird. Dieses von der Umkehrstufe 208 ausgangsseitig abgegebene Signal dient der Rückstellung des Nulldetektors 200 und wird diesem über die Leitung 210 zugeführt. Mit Hilfe des Null-Detektors 200 sollen zwei aufeinanderfolgende Datenelemente im Eingangssignal ermittelt werden, die eine binäre 0 kennzeichnen. Eine solche Folge zweier binärer 0 ist in F i g. 6, D mit der durch das Bezugszeichen 25 gekennzeichneten Strecke dargestellt. Die Wirkungsweise des Null-Detektors 200 wird nachfolgend in Verbindung in F i g. 5 näher erläutert.

Das Ausgangssignal des Detektors 204 wird auch an ein UND-Gatter 214 über eine Leitung 216 und an ein UND-Gatter 218 über eine Leitung 220 angelegt Schließlich wird das Ausgangssignal des Detektors 204 auch über die Leitung 224 auf eine Univibratorschaltung 222 aufgeschaltet.
Das Ausgangssignal des Null-Detektors 200 wird über die Leitung 228 an einen Takt- und Phasengenerator 226 übertragen, der an einem zweiten Eingang über die Leitung 230 direkt von dem Ausgangssignal des phasenstarren Taktgenerators 202 beaufschlagt wird. Dieser Takt- und Phasengenerator 226 liefert mehrere Ausgangssignale. Das erste Ausgangssignal wird über die Leitung 232 dem zweiten Eingang des UND-Gatters 214 zugeführt Das zweite Ausgangssignal wird an den ersten Flip-Flop 234 über die Leitung 236 übertragen. Das dritte Ausgangssignal dieses Takt- und Phasengenerators 226 wirkt über eine Leitung 240 auf einen zweiten Flip-Flop 238. Schließlich steht das synchrone Taktsignal auch an der Klemme 242 über die Leitung 244 als Ausgangssignal zur Verfügung. Die FHd-FIods sind IK-

Flip-Flops.

Wie bereits erwähnt, hat das Kodeformat des von der Kodierschaltung gemäß der Erfindung kodierten Signals als charakteristisches Merkmal einen Signalsprung in dem neuen Kodeformat, welches zur mittleren Zeit der Zeitdauer von Datenelementen auftritt, die bestimmten ausgewählten binären 1 des ursprünglichen Impulswechselkodes zugeordneten sind. Ein zweites charakteristisches Merkmal des neuen Kodeformats wird von paarweise auftretenden Signalsprüngen gebildet, welche weitere binäre 1 des ursprünglichen Impulswechselkodes identifizieren. Der Abstand zwischen einem Impulspaar ist gleich der Zeitdauer für ein Datenelement.

Da dies die Charakteristiken eines aufgezeichneten Signals sind, werden Schaltungseinrichtungen in der Dekodierschaltung benötigt, mit denen diese charakteristischen Merkmale erfaßt und festgestellt werden können. Das UND-Gatter 214 dient dem Zweck, alle Signalübergänge a'uszuselektieren, welche zur mittleren Zeit der Zeitdauer von Datenelementen auftreten. Dies wird durch die entsprechende logische Verarbeitung cer eingangsseitig über die Leitungen 216 und 232 angelegten Signale erreicht. Das über die Leitung 216 zugeführte Signal stellt eine Folge von Impulsen dar, weiche sowohl dem positiven Signalsprung 19 als auch dem negativen Signalsprung 22 in der aufgezeichneten Schwingungsfcrm zugeordnet sind. Wie aus F i g. 6, F hervorgeht, können die Impulse zur mittleren Zeit der Zeitdauer eines Datenelementes, wie durch das Bezugszeichen 246 angedeutet, oder am Beginn bzw. am Ende einer solchen Zeitdauer, wie durch die Impulse 248 und 2SO angedeutet, auftreten. Diese Signalsprünge werden durch das UND-Gatter 214 identifiziert, wenn sie zur mittleren Zei· der einem Datenelement zugeordneten Zeitdauer auftreten.

Das zweite charakteristische Merkmal des aufgezeichneten Signals trifft dann, wie erwähnt, auf, wenn der Abstand zwischen zwei Signalsprüngen gleich der Zeitdauer eines Datenelementes ist, wobei dann einer oder beide Signalsprünge eine binäre 1 repräsentieren. Es ist die Aufgabe der Univibratorschaltung 222, diese Funktion zusammen mit dem UND-Gatter 218 auszuführen. Das Ausgangssignal der Univibratorschaltung '.!!22 wird an den zweiten Eingang des UND-Gatters 218 über die Leitung 252 angelegt An dem ersten Eingang liegt über die Leitung 220 das Autgangssignal des Detektors 204.

Wenn von dem Detektor 204 ein Impulspaar geliefert wird, das einen Impulsabstand gleich der 21eitdauer eines Datenelementes hat, wirkt der erste Impuls als Auslöseimpuls für den zweiten. Die Univibratorschaltung 222 vergrößert den ersten Impuls und liefert für den zweiten Impuls einen Auslöseimpuls an das UND-Gatter 218.

In F i g. 5 ist ein schematisches Schaltbild der Dekoderschaltung gemäß F i g. 4 dargestellt, wobei die in der Schaltung an einzelnen Schaltpunkten auftretenden Schwingungsformen in F i g. 6 zur Darstellung kommen, welche in der Zeile A die den einzelnen Datenelementen zugeordnete Zeitdauer darstellt. In der Zeile B ist der binäre Inhalt der Datenelemetne angegeben, deren binäre Schwingungsform als Impulswechselkode in der Zeile C wiedergegeben ist.

Dieser in F i g. 6, C dargestellte Impulswechselkode beschreibt das Kodeformat der aufzuzeichnenden Information. In F i g. 6, D ist das Kodeformat in Form des Jordan-Kodes dargestellt, in welchem der Impulswechselkode nach der Kodierung in der Kodierschaltung gemäß den F i g. 1 und 2 für die Aufzeichnung oder Obertragung zur Verfügung steht Dieses aufgezeichnete bzw. übertragene Signal wird im Jordan-Kode an die Eingangsklemme 205 der Dekodierschaltung gemäß den F i g. 4 und 5 angelegt und wirkt über die Leitung 206 auf den Detektor 204. Dieser Detektor 204 umfaßt eine Vielzahl von Umkehrstufen 300,302,304 und 306, die in Serie hintereinandergeschaltet sind. Mit Hilfe die ser Umkehrstufen soll eine ausreichend lange Verzöge rung des empfangenen Kodeformats bewirkt werden, damit sowohl die positiven als auch die negativen Signalsprünge festgestellt werden können. Das in F i g. 6, D dargestellte Kodesignal wirkt einerseits über die Lei tung 308 auf die Umkehrstufe 300 und andererseits über die Leitung 312 direkt auf ein exklusives ODER-Gatter 310. Nach dem Durchlaufen der Umkehrstufen steht am Ausgang der letzten Umkehrstufe 306 auf der Leitung 311 das Signal gemäß F i g. 6, iTzur Verfügung.

2Q Das exklusive QDER-Gatter 310 liefert SUS⁰Sn⁰SSe!- tig ein Signal, das der Schwingungsform gemäß F i g. 6, F entspricht Aufgrund der herkömmlichen Wirkungsweise eines exklusiven ODER-Gatters steht ausgangsseitig ein positiver Impuls zur Verfügung, wenn immer die beiden Eingangssignale ein entgegengesetztes Signalniveau haben. Wenn dagegen die beiden Eingangssignale auf demselben Signalniveau liegen, entsteht ausgangsseitig ein negativer Impuls.

Das Ausgangssignal des exklusiven ODER-Gatters

310 wird über die Leitung 216 an das UND-Gatter 214 angelegt, das an seinem zweiten Eingang über die Leitang 232 mit dem Taktsignal vom Takt- und Phasengenerator 226 beaufschlagt wird. Dieser Takt- und Phasengenerator 226 besteht aus einem ersten Flip-Flop 314 und einem zweiten Flip-Flop 316. Das phasenstarre Taktsignal wird über die Leitung 230 an den Eingang C des ersten Flip-Flops 314 und gleichzeitig an den Eingang C des zweiten Flip-Flops 316 über eine Umkehrstufe 320 angelegt. Der Flip-Flop 314 stellt die Rückflanke eines Impulssignales fest und ändert seinen stabilen Zustand, wenn immer eine negativ verlaufende Impulsflanke am Eingang Cwirksam ist. In entsprechender Weise wirkt auch der Flip-Flop 316, jedoch spricht dieser aufgrund der Inversion der ange legten Signale nunmehr auf die Vorderflanke der ange legten Taktimpulse an. Die Wirkungsweise dieses Generators wird nachfolgend noch anhand der F i g. 8 näher erläutert. Am Ausgang Qdes Flip-Flops314steht das in Fig. 6, G dargestellte Taktsignal zur Verfügung, was über die Leitung 232 auf das UND-Gatter 214 wirkt. Die in F i g. 6, C dargestellte Schwingungsform ist identisch mit der Schwingungsform gemäß F i g. 8, D. Am Ausgang des UND-Gatters 214 steht das Signal gemäß F i g. 6, H zur Verfugung, welches positive Impulse immer dann hat, wenn am UND-Gatter 214 eingangsseitig zwei binäre 1 wirksam sind.

Das Signal gemäß F i g. 6, G macht das UND-Gatter 214 während des zweiten und dritten Teils der Zeitdauer eines Datenelementes wirksam. Dadurch überträgt das UND-Gatter 214 diejenigen Impulse vom Detektor 204, die während dieser Zeit auftreten. Entsprechend steht am Ausgangssignal des UND-Gatters 214 ein Impuls zur Verfügung, der als Rückstellimpuls für den Flip-Flop 234 Verwendung findet.

Die ausgangsseitigen Impulse vom exklusiven ODER-Gatter 310 werden auch an die Univibratorschaltung 222 und über die Leitung 220 an den einen

Eingang eines UND-Gatters 218 angelegt Die Univibratorschaltung 222 dient dem Zweck, die angelegten Impulse bezüglich der Impulsdauer zu strecken und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einerseits langer als die Zeitdauer eines Datenelementes und andererseits kürzer als die Zeitdauer von IV2 Datenelementen wirksam ist Die Schwingungsform dieses Ausgangssignals der Univibratorschaltung ist in F i g. 6, / dargestellt, wogegen die Schwingungsform des Ausgangssignals des UND-Gatters 218 in Fi g. 6, / gezeigt ist Dementsprechend entsteht am Ausgang des UND-Gatters 218 ein positives Ausgangssignal, wenn immer von der Univibratorschaltung 222 und vom Detektor 204 aus ein Signal mit hohem Signalniveau wirksam ist

Mit F i g. 6, Fund F i g. 6, /ist einerseits das Eingangssignal für die Univibratorschaltung 222 und andererseits das Ausgangssignal dargestellt Das Ausgangssignal geht nur in den zweiten bzw. den eine Wirkung auslösenden Zustand über, nachdem das Eingangssignal nicht mehr wirksam ist Durch diese Verzögerung wird verhindert, daß die Univibratorschaltung 222 das UND-Gatter 218 für jeden Impuls vom Detektor 204 wirksam macht und durchschaltet Das Ausgangssignal der Univibratorschaltung bleibt auf dem Auslöseniveau für eine Zeit liegen, die länger als die Zeitdauer eines Datenelementes ist. Damit kann die Univibratorschaltung 222 über das UND-Gatter 218 die in Fig. 6, F dargestellten Impulse übertragen, weiche mit dem Abstand von der Zeitdauer eines Datenelementes einem vorausgehenden Impuls folgen.

Jede einzelne binäre 1 in dem ursprünglichen Impulswechselkode wird gemäß einem von zwei Möglichkeiten kodiert Bei der einen Möglichkeit wird ein Signalsprung in der Mitte der einem Datenelement zugeordneten Zeitdauer erzeugt, wogegen im anderen Fall zwei Signalsprünge erzeugt werden, die urn die Zeitdauer eines Datenelementes voneinander getrennt sind. Entsprechend werden beim Dekodieren durch das UND-Gatter 214 diejenigen Signalsprünge identifiziert die in der Mitte der Zeitdauer eines Datenelementes auftreten, und durch das UND-Gatter 218 paarweise diejenigen Signalsprünge ermittelt, welche um die Zeitdauer eines Datenelementes in dem dekodierten Impulszug voneinander getrennt sind. Nachdem diese Informationen von dem ankommenden, im Jordan-Kode kodierten Signal abstrahiert wurden, dienen die übrigen Schaltungsteile der Umsetzung der Impulse in das Format des Impulswechselkodes.

In Fig. 7 ist eine Anzahl von Schwingungsformen dargestellt, wie sie von dem Null-Detektor 200 erzeugt werden, wobei ein Synchronisationsimpuls immer dann entsteht, wenn eine Serie von drei binären 0 in dem ursprünglichen Impulswechselkode auftritt. Obwohl es auch möglich ist, einen entsprechenden Synchronisationsimpuls zu erzeugen, wenn zwei binäre 0 in dem ursprünglichen Impulswechselkode hintereinander auftreten, wird hierauf nicht näher eingegangen, da dies eine Bedingung ist, die einen Synchronisationsimpuls in Abhängigkeit von dem Zustand einer Vielzahl von Datenelementen erzeugt, welche zwei binären Impulsen vorausgehen. Da dies eine Variable ist, hängt der Jordan-Kode von drei binären 0 in einer Folge ab, um seinen Synchronisationsimpuls zu erzeugen. Wenn drei binäre 0 in einer Folge auftreten, ist bekannt, daß ein Synchronisationsimpuls mit einem positiven Signalsprung erzeugt wird, der exakt am Beginn der Zeitdauer eines Datenelementes liegt. Dieser posicive Signalsprung wird dazu benutzt, die Flip-Flops 314 und 316 im Takt- und Phasengenerator 226 zu triggern. Für den Fall, daß diese Flip-Flops aus der Synchronisation bezogen auf den ankommenden Impulswechselkode heraustriften, wird durch den Synchronisationsimpuls die Synchronisation sofort wieder hergestellt Als Flip-Flop finden JK-Flip-FIops Verwendung.

Der ursprüngliche Impulswechselkode ist in F i g. 7, B dargestellt, wogegen dessen Kodierung im Jordan-Kode in F i g. 7, C gezeigt ist Die binären Äquivalente sind in F i g. 7, A angegeben. Das auf der Leitung 202 wirksame Taktsignal gemäß F i g. 5 ist in Fi g. 7, D gezeigt wogegen F i g. 7, E das Ausgangssignal an der Umkehrstufe 208 wiedergibt Dieses Signal ist gegenüber dem Signal gemäß F i g. 6, Fum 180° phasenverschoben.

Der NULL-Detektor 200 umfaßt eine Vielzahl von Flip-Flops 320,322 und 324, die jeweils als Teiler um den Faktor 2 arbeiten und auf negative Signalsprün^e des an den Anschluß C angelegten Eingangssignals bzw. auf einen an den Rückstelleingang R angelegten Impuls ansprechen. Das Ausgangssignal am Ausgang Q des Flip-Flops 320 ist in F i g. 7, F dargestellt Ein negativer, an den Eingang C angelegter Signalsprung bewirkt, daß der Flip-Flop umgeschaltet wird. Durch einen negativen, an den Rückstelleingang R angelegten Signalsprung wird der Flip-Flop zurückgestellt so daß am Ausgang Q ein Signal mit niederem Signalniveau zur Verfügung steht

Der Ausgang Q der einzelnen Flip-Flops ist der nicht invertierende Ausgang, wogegen der Ausgang Q der invertierende Ausgang ist

Wie bereits erwähnt, wirken die Flip-Flops als Teiler um den Faktor 2, so daß am Ausgang Q des Flip-Flops 320 immer dann ein Signal erscheint, wenn der Eingang C zweimal mit einem Eingangssignal beaufschlagt wurde. Zusätzlich wird der Flip-Flop 320 zurückgestellt, wenn am Eücksteiieingang R ein Impuls wirksam ist Dieser Impuls gemäß F i g. 7, E schaltet die einzelnen Flip-Flops jeweils in denjenigen stabilen Zustand, in welchem an dem Ausgang Q ein niederes Signalniveau wirksam ist. Dies wird im einzelnen in Verbindung mit der Erläuterung der Schwingungsform gemäß F i g. 7, F beschrieben. Die negativen Signalsprünge der Schwingungsform gemäß F i g. 7, D und F i g. 7, E wirken derart zusammen, daß die Schwingungsform gemäß F i g. 7, F entsteht.

Der negative Signalsprung des Impulses, der am Ausgang der Umkehrstufe 208 während der mittleren Zeit der einem Datenelement zugeordneten Zeitdauer auftritt, schaltet den Flip-Flop 320 in einen Zustand, in welehern am Ausgang pein niederes Signalniveau wirksam ist. De. negative Signalsprung des Signals, welches nach ³A der Zeitdauer des ersten Datenelementes im Signal gemäß Fig. 7, D auftritt, schaltet den Ausgang Q des Flip-Flops 320 auf das hohe Signalniveau. Der negative Signalsprung, welcher nach dem ersten Viertel der Zeitdauer im zweiten Datenelement gemäß F i g. 7, D auftritt, schaltet den Flip-Flop wieder ausgangsseitig auf das niedere Signalniveau zurück. Der negative Signalsprung, welcher nach ³At der Zeitdauer des zweiten Da- tenelementes gemäß F i g. 7, D auftritt, schaltet den Ausgang Q des Flip-Flops 320 auf das hohe Signalniveau um. Der negative Signalsprung des Rückstellimpulses der Umkehrstufe 208, welche zum Beginn der Zeitdauer des dritten Datenelementes gemäß Fig. 7, £ auftritt, schaltet den Ausgang ζ) des Flip-Flops 320 auf das niedere Signalniveau um. Der negative Signalsprung nach dem ersten Viertel der Zeitdauer des dritten Datenelementes gemäß Fig. 7, D schaltet den Ausgang Q des

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Flip-Flops 320 auf das hohe Signalniveau. Der negative Signalsprung, welcher nach V4 der Zeitdauer des dritten Datenelementes gemäß Fig. 7, D auftritt, schaltet den Ausgang Q des Flip-Flops 320 auf das niedere Signalniveau um. Der negative Signalsprung am Beginn der Zeitdauer des vierten Datenelementes gemäß F i g. 7, E ändert das Ausgangssignal des Flip-Flops 320 nicht, da dessen Ausgang Q bereits auf einem niederen Signalniveau liegt und ein negatives Rückstellsignal immer den Flip-Flop in demjenigen Zustand versetzt, in welchem an dem Ausgang Q ein niederes Signalniveau wirksam ist Die verbleibende Schwingungsform gemäß F i g. 7, E wird in entsprechender Weise erzeugt Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die negativen Signalspriinge gemäß F i g. 7, D den Flip-Flop 320 von einem in den anderen stabilen Zustand umschalten, während die negativen Signalsprünge der von der Umkehrstufe 208 aus angelegten Impulse den Flip-Flop 320 derart einstellen, daS ein niederes Signalniveau am Ausgang Q wirksam ist

Die sich am Ausgang Q des Flip-Flops 322 ergebende Schwingungsform ist in F i g. 7, G dargestellt Das Ausgangssignal am Ausgang Q dieses Flip-P.ops 322 entsteht in derselben Weise, wie dies in Verbindung mit dem Flip-Flop 320 erläutert wurde.

Das Eingangssignal wird an den Flip-Flop 322 über den Eingang C angelegt Dieses Eingangssignal entspricht dem Ausgangssignal gemäß F i g. 6, F am Ausgang Q des Flip-Flops 320. Als zweites Eingangssignal wird dem Flip-Flop 322 ein Rückstellimpuls am Rück-Stelleingang R zugeführt, welcher von der Umkehrstufe 208 stammt und die Schwingung^form gemäß F i g. 7, E hat Der Flip-Flop 322 sprbht auf den negativen Signalsprung dieses Rückstellimpulses ι 1 und stellt den Flip-Flop 322 in denjenigen stabilen Zustand zurück, in welehern am Ausgang Q ein niederes Signainiveau zur Verfügung steht Die Umschaltung des Flip-Flops 322 über den Eingang C erfolgt ebenfalls nur bei negativen Signalsprüngen. Dementsprechend wird der Flip-Flop 322 durch die gemäß Fi g. 7, Eund Fi g. 7, Fan seinen Eingang angelegten Signale umgeschaltet. Die von der Umkehrstufe 208 kommenden negativen Signalsprünge, welche in der Mitte der Zeitdauer des ersten Datenelementes auftreten, schalten den Flip-Flop 322 auf das niedere Ausgangsniveau, wogegen die negativen Signal-Sprünge, welche nach dem ersten Viertel der Zeitdauer des zweiten Datenelementes gemäß F i g. 7, Fauftreten, eine Umschaltung des Flip-Flops 322 derart bewirken, daß am Ausgang Q ein hohes Signalniveau anliegt.

Sowohl die negativen Signalsprünge der Impulse von der Umkehrstufe 208 als auch der Signale vom Ausgang Q des Flip-Flops 320, welche zum Beginn der Zeitdauer des dritten Datenelementes auftreten, bewirken eine Umschaltung des Flip-Flops 322 auf das niedere Signalniveau am Ausgang Q. Der negative vom Ausgang Q des Flip-Flops 320 aus angelegte Signalsprung nach ³/* der Zeitdauer des dritten Datenelementes schaltet den Flip-Flop 320 am Ausgang Q auf das hohe Signalniveau. Der negative Signalsprung des von der Umkehrstufe 208 aus angelegten Impulses zum Zeitpunkt des Beginns eo der Zeitdauer des vierten Datenelementes stellt den Ausgang Qats Flip-Flops 322 auf das niedere Signalniveau zurück. In entsprechender Weise werden auch die restlichen Teile der Schwingungsform gemäß F i g. 7, G erzeugt.

Die negativen Signalsprünge der Rückstellimpulse gemäß F i g. 7, Estellen den Flip-Flop 324 in denjenigen Signalzustand ein, in welchem am Ausgang (Pein niede-

65 res Signalniveau anliegt Jeder negative Signalsprung der Schwingungsform gemäß F i g. 7, G kann den stabilen Zustand des Flip-Flops 324 ändern. Aus F i g. 7, E und G kann man entnehmen, daß mit jedem negativen Signalsprung der Schwingungsform gernäß Fig.7, G, welche den Flip-Flop 324 umschalten möchte, gleichzeitig mit eÄnem negativen Signalsprung des Rückstellsignals von der Umkehrstufe 208 zusammen aufiritt welcher den Flip-Flop 324 in einen Zustand umschaltet in welchem am Ausgang Q ein niederes Signalniveau anliegt Die einzige Ausnahme hiervon ergibt sich beim negativen Signalsprung am Ausgang Q des Flip-Flop 322 nach dem dritten Viertel der Zeitdauer des neunten Datenelementes, welcher nämlich den Flip-Flop 324 in einen Zustand umschaltet, in welchem am Ausgang Q ein hohes Signalniveau wirksam ist Dieser Änderung folgt ein negativer Signalsprung von der Umkehrstufe 208 zum Beginn der Zeitdauer des zehnten Datenelementes, welcher wiederum den Flip-Flop 324 zurückstellt so daß am Ausgang Q ein niederes Signalniveau zur Verfügung steht Die in Fig.7, H dargestellte Schwingungsform zeigt einen Impuls, bei dem der negative Signalsprung zum Beginn der Zeitdauer des zehnten Datenelementes auftritt Dieser Zeitpunkt ist identisch gleich mit dem Zeitpunkt an welchem die drei aufeinanderfolgenden binären 0 gemäß den F i g. 7, A und B zu Ende sind.

Es ist die Aufgabe des Null-Detektors 200, einen Synchronisationsimpuls am Ausgang Q des Flip-Flops 324 zu erzeugen, wenn immer in dem ursprünglichen Impulswechselkode drei binäre 0 auftreten. Das Komplement der Schwingungsform gemäß Fig.7, H ist in F i g. 7, / gezeigt Diese komplementäre Schwingungsform wird zur Ansteuerung des Flip-Flops 314 benutzt da er auf den positiven Signalsprung anspricht Der positive Sägnaisprurig gemäß F i g. 7,1 tritt exakt zum Zeitpunkt am Ende des einen Datenelementes und am Beginn des anderen Datenelementes- auf und verursacht die Synchronisation des internen Takt- und Phasengenerators 226 mit dem empfangenen Datensignal, wenn dies nötig ist, welches den in der Kodierschaltung kodierten Impulswechselkode darstellt

In F i g. 8 ist eine Anzahl von Schwingungsformen gezeigt, anhand deren die Wirkungsweise des Takt- und Phasengenerators 226 erläutert wird. Dieser Takt- und Phasengenerator besteht aus zwei Flip-Flops 314 und 316, welche auf die Rückflanke, d. h. den negativen Signalsprung der an-den jeweiligen Eingang D angelegten Impuls ansprechen. Der Flip-Flop 314 wird von der Taktfrequenz direkt und der Flip-Flop 316 über eine Umkehrstufe 320 beaufschlagt. Daher ist das Ausgangssignal am Ausgang (Jdes Flip-Flops 316 gegenüber dem Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 314 um 90° phasenverschoben. An den Ausgängen Q stehen die jeweils invertierten Ausgangssignale zur Verfügung.

In Fig.8, A ist der Impulswechselkode dargestellt, von dem bei der Kodierung gemäß der Erfindung ausgegangen wird. In F i g. 8, B ist der Impulswechselkode im Jordan-Kode wiedergegeben. In Fig., 8C ist der Taktimpuls dargestellt, der die doppelte Frequenz der angelegten Daten hat. Die Schwingungsformen in F i g. 8, D und E kennzeichnen die Änderung der Ausgangssignale des Flip-Flops 316, welche sich aufgrund der negativen Signalsprünge des eingangsseitigen Datentaktes ergeben. In F i g. 8, Fünf G sind die Zustandsänderungen des Flip-Flops 316 dargestellt, die gleichzeitig mit dem angelegten positiven Signalsprung des Datentaktes sich einstellen. Da der Datentakt an den Flip-

Flop 316 über die Umkehrstufe 320 angelegt wird, ergibt sich eine Verschiebung am 90°.

Die Schwingungsform gemäß Fig.8, //ist identisch mit der in F i g. 7, /dargestellten Schwingungsform. Daraus ergibt sich, daß der synchronisierende Rückstellim- s puls zum Beginn der Zeitdauer des zehnten Datenelementes auftritt. Für den Fall, daß die ausgangsseitig an den Flip-Flops 314 und 316 auftretende Schwingungsform nicht mehr mit dem ankommenden Impulswechselkode synchron ist, würde der Rückstellimpuls die Erzeugung der Ausgangssignale gemäß den F i g. 8, D, E, F und G wieder mit dem ankommenden Impulswechselkode synchronisieren. Die Schwingungsform gemäß F i g. 8, F steht am Ausgang Q des Flip-Flops 316 zur Verfügung und wird über die Leitung 244 an die Klemme 242 als Synchronisationstakt angelegt

In Fig.9 ist eine Anzaiil von Schwingungsformen dargestellt, wie sie bei der Umwandlung eines Formats im Jordan-Kode in den Impulswechselkode auftreten. In F i g. 9, A sind die binären Werte des ursprünglichen Impulswechselkodes angegeben, der in F i g. 9, B dargestellt ist. Dagegen zeigt F i g. 9, Cdsn durch Kodieren im Jordan-Kode wiedergegebenen ursprünglichen Impulswechselkode, wie er für die Aufzeichnung der digitalen Daten verwendet wird. F i g. 9, D wiederholt die Schwingungsform, wie sie am Ausgang Q des Flip-Flops 314 zur Verfugung steht und bereits in F i g. 8, E dargestellt ist. In Fig.9, /fist das Ausgangssignal am UND-Gatter 214 dargestellt, das dem Ausgangssignal gemäß F i g. 6, //entspricht

Das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 324 ist in F i g. 9, F gezeigt und entsteht in Abhängigkeit von zwei Eingangssignalen an diesem Flip-Flop, die den Schwingungsformen gemäß F i g. 9, öund E entsprechen.

Der Flip-Flop 234 arbeitet wie folgt Ein negativer an den Eingang C angelegter Signalsprung ändert den Betriebszustand des Flip-Flops nur. wenn sich dabei am Ausgang Q eine Änderung von einem niederen Signalzustand auf einen hohen Signalzustand ergibt Ein positiver, an den Eingang C des Flip-Flops 234 angelegter Signalsprunt schaltet den Flip-Flop nicht um. Wenn ein hoher Signalzustand am Ausgang Q des Flip-Flops 234 anliegt, hat ein negativer, am Eingang C wirkender Signalsprung keinen Einfluß auf den Flip-Flop. Die positive Flanke des an den Eingang R angelegten Rückstellimpulses stellt den Flip-Flop zurück, so daß an seinem Ausgang Q ein niederes Ausgangssig.ial zur Verfügung steht.

In F i g. 9, C ist das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 316 dargestellt, welches der Schwingungsform gemaß Fig.8, C entsprien*. Die Schwingungsform am Ausgang des UND-Gatters 218 gemäß Fig.9, H entspricht der Schwingungsform, wie in F i g. 6, J dargestellt.

Das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 238 zeigt F i g. 9, / und ist das Ergebnis der zur Dekodierung im Flip-Flop 238 verarbeiteten Signale. Der Flip-Flop 238 dekodiert die gemäß F i g. 9, Fan seinem Eingang angelegten Signale im Zusammenwirken mit dsm Taktsignal gemäß F i g. 9, G und dem Rückstellsignal gemäß F i g. 9, H. Auf diese Weise bewirkt der Flip-Flop 238 einen zweiten Schritt beim Dekodieren, um aus dem vom Ausgang Q des Flip-Flops 234 erhaltenen Signal immer dann eine binäre 1 abzuleiten, wenn der ursprüngliche Impulswechselkode eine binäre 1 enthalten hat, wie dies durch ein Impulspaar angedeutet wird, bei dem die einzelnen Impulse durch die Zeitdauer eines Datenelementes in der kodierten ImpiJsfolge voneinander getrennt

Zur nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird davon ausgegangen, daß das am Ausgang Q des Flip-Flops 314 zur Verfügung stehende Signal gemäß F i g. 9, D an den Eingang Cdes Flip-Flops 234 angelegt wird. In Abhängigkeit von der Vorderflanke des vom UND-Gatter 214 angelegten Impulses wird der Flip-Flop 234 in seinen ersten stabilen Zustand geschaltet, wobei am Ausgang Q ein niederes Signalniveau anliegt Zum Zeitpunkt des ersten Viertels während der Zeitdauer des zweiten Datenelementes wirkt der negative Signalsprung vom Ausgang Q des Flip-Flops 314 am Eingang Cdes Flip-Flops 234 und schaltet diesen Flip-Flop um, so daß an seinem Ausgang Q ein hohes Signalniveau abgegeben wird. Der Flip-Flop 234 befindet sich nun in einem stabilen Zustand, in welchem weitere negative Signalsprünge vom Ausgang Q des Flip-Flops 314, welche zum Zeitpunkt des ersten Viertels während der Zeitdauer des dritten Datenelementes auftreten, keine Umschaltung auslösen. Der Flip-Flop 234 ändert seinen Schaltzustand auch nicht in Abhänge ^!:eit von weiteren negativen Signalsprüngen, welche vom Ausgang Q des Flip-Flops 314 zum Zeitpunkt des jeweils ersten Viertels der Zeitdauer sowohl des vierten als auch fünften Datenelementes auftreten.

Der positive Signalsprung gemäß F i g. 9, £zur mittleren Zeit der dem fünften Datenelement zugeordneten Zeitdauer auftritt, schaltet den Flip-Flop 234 in den anderen stabilen Zustand, so daß am Ausgang Q nunmehr ein niederes Signalniveau zur Verfügung steht Der negative Signalsprung, der zum Zeitpunkt des ersten Viertels während der Zeitdauer des sechsten Datenelementes auftritt, stellt den Flip-Flop zurück, so daß am Ausgang wiederum ein hohes Signalniveau gemäß F i g. 9, F anliegt Der positive Signalsprung des Rückstellimpulses, der zur mittleren Zeit der dem sechsten Datenelement zugeordneten Zeitdauer auftritt, stellt den Flip-Flop 234 erneut um, so daß an seinem Ausgang das in F i g. 9, Fdargestellte niedere Signalniveau cnliegt

Der nächste negative Signalsprung am Ausgang Q des Flip-Flops 314 tritt beim ersten Viertel der Zeitdauer c;s siebten Datenelementes auf, womit der Füp-Fiop 234 ausgangsseitig erneut auf ein hohes Signalniveau umgeschaltet wird. Alle weiterer, folgenden negativen Signalsprünge am Ausgang Q des Flip-Flops 314 haben keinen Einfluß auf den dekodierenden Flip-Flop 234.

Das Signal gemäß F i g. 9, F ist das Ergebnis des ersten Dekodierschrittes, wobei das eingangs an den Flip-Flop 234 angelegte Signal gemäß F i g. 9, E verarbeitet wurde. Die in diesem Signal enthaltenen Impulse entsprechen denjenigen Impulsen, welche bei der ursprünglichen Kodierung die mittlere Zeit der Zeitdauer eines Datenelementes kennzeichnen, welches im Impulswchselkode jeweils eine binäre 1 repräsentiert. Demgemäß enthält die Schwingungsform gemäß F i g. 9, Fein teilweho kodiertes Signal, dessen Informationsinhalt die binären 1 repräsentiert, welche durch die Verwendung eines Impulses zur mittleren Zeit der Zeitdauer des entsprechenden Datenelementes kodiert wurden.

Der zweite Dekodierschritt erfolgt mit Hilfe des Flip-Flops 238, der mit mehreren Schwingungsformen beaufschlagt wird. An den Eingang / dieses Flip-Flops wird das Signal vom Ausgang Q des Flip-Flops 234 gemäß F i g. 9, F angelegt. An den Eingang C wird das Signal vom Ausgang Q des ?lip-F!ops 316 gemäß Fig.9, G angelegt, und schließlich wird der Eingang R mit einem Signal gemäß F i g. 9, H vom UND-Gatter 218 aus ange-

steuert.

Die Wirkungsweise des dem zweiten Dekodierschritt dienenden Flip-Flops 238 ist geringfügig von der Wirkungsweise des dem ersten Dekodierschritt dienenden Flip-Flops 234 verschieden. Das Signal gemäß F i g. 9, F wird in den zweiten Flip-Flop 238 entsprechend der Steuerung durch die in den Signalen gemäß Fig.9, G und H enthaltenen Impulse verschoben. Dabei steuern die negativen Impulssprünge der Schwingungsform gemäß F i g. 9, Gden Flip-Flop 238, wobei die Rückstellimpulse gemäß Fig.9, //den Flip-Flop jeweils auf den Schaltzustand zurückstellen, bei welchem am Ausgang Q ein niederes Signalniveau zur Verfügung steht. Durch den negativen Signalsprung des Taktpulses gemäß F i g. 9. G : Beginn der Zeitdauer des zweiten Datenelementes wird bewirkt, daß das zum gleichen Zeitpunkt am Eingang /wirkende niedere Signalniveau den Flip-Flop 238 in denjenigen Schaltzustand bringt bei welchem am Ausgang Q ein niederes Signalniveau gemäß Fig.9, /anliegt. Mit dem nächsten negativen Signalsprung des Taktsignals gemäß Fig.9, G, der zu Beginn der Zeitdauer des dritten Datenelementes auftritt, wird das am Eingang / gemäß F i g. 9, F wirksame hohe Signalniveau in den Flip-Flop 238 eingespeist und dieser am Ausgang Q auf das hohe Signalniveau gemäß F i g. 9, / angehoben. Der positive Signalsprung des Rückstellimpuises vom UND-Gatter 218, der zu Beginn der Zeitdauer des vierten Datenelementes auftritt, schaltet den Flip-Flop 238 zurück, so daß an dessen Ausgang Q ein niederes Signalnivcau wirksam ist. Der negative Signalsprung am Ausgang Q des Flip-Flops 316 bewirkt die Einspeisung des hohen Signalniveaus gemäß Fig.9, F über den Eingang / in den Flip-Flop 238, so daß dessen Ausgang Q auf ein hohes Signalniveau angehoben wird.

Der negative Signalsprung des Taktsignals vom Flip-Flop 316 zu Beginn der Zeitdauer des sechsten Datenelementes bewirkt, daß das niedere Signalniveau gemäß F i g. 9, F am Ausgang Q des Flip-Flops 234 über den Eingang / in den Flip-Flop 238 verschoben wird, so daß dieser am Ausgang Q ein niederes Signalniveau annimmt. Der positive Signalsprung des Rückstellimpulses, der zur mittleren Zeit der dem sechsten Datenelement zugeordneten Zeitdauer gemäß Fig.9, //auftritt, hat keinen Einfluß auf den Flip-Flop 238, da dessen Ausgang Q bereits auf einem niederen Signalniveau liegt und der Rückstellimpuls nur eine Umschaltung auf das ausgangsseitig niedere Signalniveau bewirken könnte. Das gleichzeitige Auftreten eines Impulses für die Schwingungsform gemäß F i g. 9, E und H stellt eine Redundanz dar. Diese Redundanz bewirkt jedoch keine Zweideutigkeit beim Dekodieren des Jordan-Kodes. Aus diesem Grund ist es auch nicht nötig, einen der beiden Impulse durch eine zusätzliche Schaltung zu unterdrücken.

Der negative Signalsprung des Taktimpulses gemäß F i g. 9, G zum Beginn der Zeitdauer des siebten Datenelementes bewirkt die Übertragung des niederen Signalniveaus vom Ausgang Q des Flip-Rops 234 über den Eingang /in den Flip-Flop 238, so daß am Ausgang Q dieses Flip-Flops ebenfalls ein niederes Signalniveau anliegt Der negative Signalsprung des Taktimpulses gemäß F i g. 9. G zum Beginn der Zeitdauer des achten Datenelementes überträgt das am Eingang / des Flip-Flops 238 gemäß F i g. 9, F wirksame hohe Signalniveau zum Ausgang Q des Flip-Flops 238, der dieses Signalniveau annimmt Der negative Signalsprung, der Taktimpulse zum Beginn der Zeitdauer des neunten und zehnten Datenelementes verändert das Signalniveau am Ausgang Q des Flip-Flops 238 nicht. In beiden Fäller behält dieser das hohe Signalniveau bei, wie der Schwingungsformen gemäß Fig.9, Fund /entspricht Der positive Signalsprung des Rücksteilimpulses, wie er zu Beginn der Zeitdauer des elften Datenelementes auftritt, stellt den Flip-Flop 238 zurück, so daß sein Ausgang Q wieder das niedere Signalniveau annimmt.

Am Ausgang Q des Flip-Flops 238 tritt jeweils das invertierte Ausgangssignal auf, deren Schwingungsform in Fig.9, / dargestellt ist und der ursprünglichen Schwingungsform des Impulswechselkodes gemäß Fig. 9, B entspricht. Gegenüber der ursprünglichen Schwingungsform des Impulswechselkodes ist die gleiche nach der Dekodierung erhaltene Schwingungsform um die Zeitdauer eines Datenelementes verzögert. Aus der Beschreibung ergibt sich somit, daß mit Hilfe der Schaltung gemäß F i g. 4 und 5 die im Jordan-Kode empfangene Schwingungsform dekodiert werden kann und daß man als dekodiertes Signal wieder die Schwingungsform des ursprünglichen Iinpulswechselkodes erhält. Dieses dekodierte Signal steht an der dem Ausgang Qzugeordneten Klemme 370 zur Verfügung.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Veröffentlichungstag: 9. Januar 1986

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verarbeitung binärdigitaler Datensignale für die Übertragung und/oder Aufzeichnung mit optimierter Datensignaldichte, wobei die binärdigitalen Datensignale aus aufeinanderfolgenden Datenelementen (Bits) gleicher Zeitdauer bestehen, unter Verwendung eines Kodierers, dadurch gekennzeichnet,

10

daß ein Taktgeber {32a) ein Taktsignal (F i g. 3, D) liefert, bei welchem eine Signalprobe (35) der Zeitdauer eines Datenelementes entspricht und ferner der positive Signalsprung jeweils ii synchron zum Zeitpunkt des Obergangs von einem Datenelement zum anderen erfolgt,
daß der Kodierer eine erste Stufe (30,37) umfaßt, welche durch Verknüpfung des Taktsignals (F i g. 3, D) mit den binärdigitalen Datensignalen (F fg. 3, Q eine erste Impulsfolge (F i g. 3, G) liefert, bei welcher jeweils ein Impuls allen Datenelementen eines bestimmten gleichen Signalniveaus in deren Innern zugeordnet ist,
daß eine zweite Stufe (39) des Kodierers aus dem Taktsignal (F i g. 3, D) eine zweite Impulsfolge (F i g. 3,1) ableitet, bei welcher jeweils ein Impuls jedem positiven Signalsprung des Taktsignals zugeordnet ist, und

daß eine Verknüpfungsstufe (41) die erste und zweite Impulsfolge (F i g. 3, G und F i g. 3,I) verknüpft und das verknüpfte Signal (F i g. 3, J) an eine Teilerstufe {46) üb&rträgt, welche das kodierte Datensignal (F i g. 3, M) liefert, bei welchem sowohl zum Zeitpui,<t des Obergangs als auch zwischen den Zeitpunkten des Übergangs aufeinander folgender Datenelemente Signalsprünge auftreten, welche maximal den Abstand der Dauer zweier Datenelemente haben.

2. Einrichtung zur Verarbeitung kodierter Datensignale, bei welchen sowohl zum Zeitpunkt des Übergangs als auch zwischen den Zeitpunkten des Übergangs aufeinanderfolgender Datenelemente Signaisprünge auftreten, welche maximal den Abstand der Dauer zweier Datenelemente haben, mit einem Dekodierer, dadurch gekennzeichnet,

40

45

daß der Dekodierer einen Takt- und Phasengenerator (226) umfaßt, welcher eine Vielzahl von jo Taktsignalen (F i g. 8, C— //J liefert,
daß ein Detektor (204) ein erstes Impulsfolgesignal (F i g. 6, F) für jeden Signalsprung des kodierten Signals (F i g. 3, Abliefert,
daß eine erste Dekodierstufe (214) auf eines der Taktsignale (F i g. 6, G) vom Takt- und Phasengenerator (226) sowie auf das Ausgangssignal (F i g. 6, F,> des Detektors (204) anspricht und ein zweites Impulsfolgesignal (Fig.6, H) liefert, welches die Signalsprünge im kodierten Signal (F i g. 6, D) bestimmt, die dem Innern der Datenelemente mit bestimmten gleichen Signalniveaus des binärdigitalen Datensignals (Fig.6, C) zugeordnet sind,

daß eine zweite Dekodierstufe (218,222) auf das Ausgangssignal (Fig.6, F) des Detektors (204) anspricht und ein drittes Impulsfolgesignal (F i g. 6, J) liefert, welches die Signalsprünge im kodierten Signal (F i g. 6, D) bestimmt, die jeweils den) Zeitpunkt des Übergangs eines Datenelementes zugeordnet sind, welcher von dem Zeitpunkt des Übergangs des vorausgehenden Datenelementes um die Dauer eines Datenelementes entfernt ist, und

— daß ein Signalgenerator (238, 234) das zweite Impulsfolgesignal (Fig.6, H) der ersten Dekodierstufe (214) und das dritte Impulsfulgesignal (F i g. 6, J) der zweiten Dekodierstufe (218,222) miteinander verknüpft und in Abhängigkeit von Taktsignalen des Takt- und Phasengenerators (226) das ursprüngliche binärdigitale Datensignal (F i g. 6, D) liefert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste Stufe (30, 37) des Kodierers umfaßt:

ein erstes NA.ND-Gatter '30^ das auf die binärdigitalen Datensignale (F i g. 3, C) und auf das Taktsignal (F i g. 3, D) anspricht und eine Folge von Impulsen (F i g. 3, E) liefert, deren negative Signalsprünge jeweils einer binären Eins der binärdigitalen Daten zugeordfiet sind,

— Umkehrstufen (62, 64, 66), die auf die Impulse vom ersten NAND-Gatter (30) ansprechen und ein Ausgangssignal (Fig.3, F) liefern, das zeitlich gegenüber dem Ausgangssignal des ersten NAND-Gatters (30) versetzt ist,

— ein zweites NAND-Gatter (68), das sowohl auf das Ausgangssignal (F i g. 3, E) als auch auf das Ausgangssignal der Umkehrstufen (62,64,66) anspricht und negative Impulse (F i g. 3, G) liefert, welche zur mittleren Zeit zwischen den Übergängen eines eine binäre Eins kennzeichnenden Datenelementes auftreten.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die zweite Stufe (39) des Kodierers umfaßt:

— Umkehrstufen (80,82,84), die auf das Taktsignal (Fig.3, D) ansprechen und ausgangsseitig ein invertiertes sowie verzögertes Taktsignal (F i g. 3, H) liefern,

— ein NAND-Gatter (86), das auf das Taktsignal (F i g. 3, D) und das verzögerte sowie invertierte Taktsignal (F i g. 3, H) anspricht und negative Impulse (F i g. 3,1) liefert, welche zum Beginn eines jeden Datenelementes beim positiven Signalsprung des Taktsignals auftreten.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß die Verknüpfungsschaltung (41,46) umfaßt:

— ein UND-Gatter (96, 98), welches einerseits negative Impulse (F i g. 3, K) zur mittleren Zeit zwischen den Übergängen eines jeden einer binären Eins entsprechenden Datenelementes und andererseits mit Beginn eines jeden Datenelementes zum Zeit-

punkt des positiven Signalsprungs des Taktsignals liefert (F i g. 3, G und I},

— einen Teiler (46), der auf das Ausgangssignal (F i g. 3, K) des UND-Gatters (96, 98) anspricht und dieses im Verhältnis 1:4 teilt

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Takt- und Phasengenerator (226) umfaßt:

— erste Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Taktsignals (Fig.8, C) mit einer doppelten Periode pro Datenelement, wobei ein positiver Signalsprung zu Beginn eines jeden Datenelementes auftritt

— zweite Einrichtungen zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals (F i g. 8, E) mit je einer Periode pro Datenelement, wobei zum Beginn eines Datenelementes kein Signalsprung auftritt sondern vielmehr zu einem Zeitpunkt zwischen den Übergängen des Datenelementes,

— dritte Einrichtungen zur Erzeugung eines dritten Taktsignals (F i g. 8, G) mit je einer vollen Periode pro Datenelement wobei der negative Signalsprung zu einer mittleren Zeit der jedem einzelnen Datenelement zugeordneten Zeitdauer auftritt

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Detektor (204) Verzögerungseinrichtungen (300 bis 306) umfaßt, welche das empfangene kodierte Signal (F i g. 6, D) verzögert und dem einen Eingang eines exklusiven ODER-Gatters (310) zuführen, welches am anderen Eingang von dem empfangenen kodierten Signal (Fig.6, D) direkt beaufschlagt ist, und

— daß das exklusive ODER-Gatter (310) ausgangsseitig positive Impulse (F i g. 6, F) liefert, wenn im empfangenen kodierten Signal Signalsprünge auftreten.

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8. Eirrichtung nach Anspruch ?.. dadurch gekennzeichnet,

— daß die zweite Dekodierstufe (218, 222) einen Univibrator (222> umfaßt, der von dem Impulssignal (F i g. 6, F) des Detektors (204) beaufschlagt wird und ein Auslösesignal an den einen Eingang eines UND-Gatters (218) anlegt, das an seinem anderen Eingang mit dem Impulssignal (Fig.6, F) des Detektors (204) beaufschlagt wird und ausgangsseitig ein Impulssignal (Fig.6, I) abgibt, in welchem jedem zweiten Impuls eines durch die Dauer eines Datenelementes getrennten Impulspaares der vom Detektor (204) gelieferten Impulsfolge ein positiver Impuls zugeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß die erste Dekodierstufe (214) aus einem UND-Gatter b'-srteht, das mit seinem einen Eingang an den Detektor (204) angeschlossen ist und von der positiven Impulsfolge (F i g. 6, F) beaufschlagt wird,

— da3 an dem zweiten Eingang des UND-Gatters das zweite Impulstaktsignal (F i g. 8, D) anliegt, und

— daß am Ausgang des UND-Gatters ein positives Impulssignal (Fig.6, H) zur Verfügung steht, wobei die einzelnen positiven Impulse einer mittleren Zeit zwischen den Obergängen eines durch eine binäre Eins gekennzeichneten Datenelementes zugeordnet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Signalgenerator (234,238) einen ersten JK-Flip-Flop (234) und einen zweiten JK-Flip-Flop (238) umfaßt

— daß das erste JK-Flip-Flop (234) am Eingang C mit dem zweiten Taktsignal (F i g. 8, E) und am Rüükstelleingang R mit dem Impulssignal (F i g. 6, H) von der ersten L>,kodierstufe (214) beaufschlagt ist,

— daß das zweite JK-Flip-Flop (238) an seinem Eingang C mit dem dritten Taktsignal (F i g. 8, G) und an seinem Rückstelleingang R mit dem impulssignal (F i g. 6,1) von der zweiten Dekodierstufe (218,222) beaufschlagt ist und

— daß der .Ausgang Q des ersten IK-Flip-Flops mit dem Eingang J des zweiten JK-Flip-Flops sowie der Ausgang Q des ersten JK-Flip-Flops mit dem Eingang K des zweiten JK-Flip-Fiops verbunden sind.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Synchronisationssystem, um den Takt des Dekodierers in Synchronismus mit dem Takt des Kodierers zu hauen, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Kodierer (F i g. 1, F i g. 2) einen Taktgeber (32a; umfaßt, der ein Taktsignal (F i g. 3, D) mit einem vollen Taktzyklus pro Datenelement liefert,

— daß der Dekodierer (F i g. 4, F i g. 5) einen phasenstarren Taktgenerator (201) 'imfaßt, der ein Taktsignal (F i g. 7, D) mit einer doppelten Periode pro Datenelement liefert,

— daß ein 0-Detektor (200) vorhanden ist, der einerseits mit dem Taktsignal (Fig.7, D) vom phasenstarren Taktgenerator (201) und andererseits vom invertierten Ausgangssignal (Fig.6, F) des Detektors (204) beaufschlagt wird, um einen Synchronisationsimpuls (F i g. 7, H und I) zu liefern, der dem zweiten Signalsprung von zwei Signalsprüngen entsprich», die um die Zeitdauer zweier Datenelemente voneinander entfernt sind, und

— daß Einrichtungen vorhanden sind, um das Synchronisati <~nssignal zur Synchronisierung des Takt- und Phasengenerators (226) mit dem Taktgeber (32a) in Kodierer an den Takl· und Phasengenerator (226) anzulegen.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Null-Detektor (200) aus JK-Flip-Flops (320,322,324) aufgebaut ist.

13. Verfahren zum Kodieren von binärdigitalen Daten, um eine optimale Datensignaldichte für die Aufzeichnung oder Übertragung der Daten zu schaffen, wobei die Daten aus Datenelementen gleicher Zeitdauer bestehen, welche entweder eine binäre 1 oder eine binäre 0 kennzeichnen, dadurch gekennzeichnet,