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"Vorrichtung zum Regenerieren von Signalen'
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JTie @rfindung bezieht sich auf eine vorrichtung zum Regenerieren
von auf magnetischen Speichern aufgezeichneten Signalen beim Lesen.
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Um digitale Daten auf ein magnetisierbares Speichermedium (Magnetband,
-platte, -tremmel, -karte) aufzeichnen und wiedergeben zu können, werden Verfahren
der seriellen und parallelen Aufzeichnung angewandt. Dabei wird eine möglichst hohe
Packungsdichte bei möglichst geringer Fehlerrate angestrebt. Allen Verfahren der
digitalen Datenspeicherung auf magnetischen Speichermedien gemeinsam ist die Aufzeichnung
des Datenstromes im Direktaufzeichnungsverfahren. Die meistens als Rechtecksignale
vorliegenden Digitalinformationen werden unmoduliert im Sättigungsverfahren oder
mit Vormagnetisierung auf dem Datenträger geschrieben und induzieren im Wiedergabekopf
beim Auslesen ein Lesesignal, die sogenannte Lesespannung U1. Dieses Lesesignal
entspricht in etwa dem Differentialquotienten des gespeicherten Magnetflusses. Die
geschriebene Injformation ist im Scheitelpunkt der differenziert wiedergegebenen
Rechteckflanken des Digitalsignals enthalten und :ann durch Auswertung desselben
wiedergewonnen werden.
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Für die Regeneration der gespeicherten Rechtecksignale werden bisher
Amplituden - und Phasenentzerrungsglieder zur Gewinnung einer ungefähren Rechteckspannung
benötigt, die durch Schwellwertschalter weiter verbessert wird. Neben dem hohen
Bauteileaufwand ist ein geringer Dynamikumfang und damit eine hohe Drop-@ut-Anfälldigkeit
sehr nachteilig für diese Verfahren.
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s ist Aufgabe der rfindung, eine FVorrichtung zu schaffen, welche
eine bessere Regeneration gespei@herter Signale ermöglicht und welche vergleichsweise
einfach, preiswert und störunanfällig ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Spitzendetektor
vorgesehen ist, dessen Eingang das am Ausgang eines Leseverstärhers oder eines Phasenentzerrers
erscheinende Lesesignal zugeführt wird und daß ein Subtrahierglied vorgesehen ist,
dessen Singängen das Lesesignal. und das Ausgangssignal des Spitzendetektors zugeführt
wird und an dessen Ausgang das regenerierte Signal abgreifbar ist.
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Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, daß im Dereich des frequenzproportionalen
Amplitudenver aufs der Wiedergabekopf-DMK keine Entzerrung erforderlich ist. Darüber
hinaus wird lediglich eine Phasenentzerrung mit Höhenanhebung benötigt.
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DS können @ingangsspannungen mit großem Dynamikumfang (# 40dB) verarbeitet
werden. Damit ist in weiten Bereichen eine geschwindigkeitsabhängige Verstärkungsumschaltung
nicht nötig und eine geringe Drop-out-Anfälligkeit gegeben. Des weiteren besitzt
die erfindungsgemäße Schaltung eine hohe Glei@htaktunterdrückung (Netzbrumm) und
benötigt nur eine geringe Zahl von Bauelementen sowie nur zwei Abglei@he emente
für einen großen Datenratenbereich. Im Bereich des frequenzproportionalen Amplitudenverlaufes
der Wiedergabekopf-DMK ist kein individueller Abgleich auf eine bestimmte Magnetspur
nötig.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibudng
eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 2: ein Schaltbild derselben und Fig. 3: ein Impulsdiagramm dazu.
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In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargesteilt. Vom nicht dargestellten Speichermedium, beispielsweise einem Magnetband,
wird die Information durch den @iedergabe- bzw. Lesekopf 1 abgenommen und über einen
Leseverstärker 2 und - im Pall einer Übertragung im Bereich des nicht frequenzprortionalen
Amplitudenver aufs der Viedergabek@pf-DMK - einen Phaseneiitzerrer 3 mit öhenanhebung
als Lesespannung UL dem Dingang eines erfindungsgemäßen Regenerators 4 übermittelt.
Der Regenerator 4 besteht aus einem Spitzendetektor 5 und einem Subtrahierglied
6.
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Am Ausgang des Regenerators erscheint dann als Ausgangsspannung U
das auf dem Speichermedium aufgezeichnete und regenerierte Lesesignal.
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Fig. 2 zeigt ein mögliches Schaltbild des Regenerators i aus Fig.
1. Der Spitzendetektor 3 besteht aus einem ersten Operationsverstärker V1 und seiner
Beschaltung. Dessen nicht invertierender Dingang ist zugleich Eingang des Regenerators,
an dem die Lesespannung UL anliegt. Zwischen dem Ausgang des ersten Oprationsverstärkers
und dem Bezugspotential der Schaltung liegt ein Spannungsteiler, in diesem Fall
ein Potentiometer P2. Von dessen Schleiferabgriff sind zwei parallelgeschaltete,
entgegengesetzt gepolte Dioden Di und D2 zum invertierenden @ingang des ersten Operationsverstärkers
geschaltet und von diesem führt die Reihenschaltung eines veränderbaren widerstandes
P1 und eines Kondensators O1 zum Bezugspotential der Schaltung. Der Kondensator
O2 dient der bei Operationsverstärkern üblichen Frequenzgangkompensation.
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Auf den Spitzendetektor 5 folgt das Subtrahierglied 6, wel ches aus
einem zweiten Operationsverstärker V2 und zwei @ingan gswiderständen RI und R2 besteht.
Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers V2 ist über den Widerstand R1
mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers 2 verbunden
und der nichtinvertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers V2 ist über
den Widerstand R2 mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers V1 verbunden.
Der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers V2
ist mit dem Eingang
eines Pulsformergliedes 7 - hier dargestellt durch Ciii NAND-Glied, dessen zweiter
Eingang mit den Pluspol der Versorgungsspannung verbunden ist, welches das angelegte
Digitalsignal invertiert - verbunden, an dessen Ausgang als Ausgangsspannung UA
das regenerierte Signal abgreifbar ist.
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Die Funktionsweise dieser Schaltung wird anhand des Impulsdiagramms,
welches in Fig. 3 dargestellt ist, naher erklärt.
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Die als s Rechteckmagnetisierung auf dem Dat entrlger gespeicherte
Information (Fig. 3a) induziert im Wiedergabekopf (P@sition 1 in Fig. i) eine Spannung
UL, wie sie als durchgehende Linie in Fig. 3b dargestellt ist. Setzt man voraus,
daCJ der Lesekopf bezüglich Frequenzgang sehr breitbandig ist, so entspricht das
Lesesignal dem Differentialqu@tienten des gespeicherten Magnetflusses.
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Die Information ist im Scheitelpunkt der differenziert wiedergegebenen
Rechteckflanken des Digitalsignals enthalten und kann durch Auswertung dieser "Spitzen"
wiedergewonnen werden.
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Im Bereich der frequenzproportionalen Wiedergabekopf-EMK steigt die
Lesesspannung UL über der Frequenz mit 6 dB/OKtave.
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In diesem Bereich ist die erste Ableitung des Amplitudenverlaufs konstant
und die zweite Ableitung des Dämjpfungsverlaufs gleich null. Dies bedeutet, daß
der Phasenwinkel y"', der propzrti )nal zur ersten Ableitung ist, ebenfalls konstant
ist.
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Die Lesespaunung UL wird dem Eingang des Spitzendetektors rt, zugefiihrt.
Dieser erizennt positive und negative Scheitelpunkte des angelegten Signals und
addiert zu diesem Signal jeweils von eilser negativen Spitze bis zur nächsten positiven
Spitze eine positive konstante Spannung + UD und von einer positiven Spitze bis
zur nächsten negativen Spitze eine negative konstante Spannung (-UD). Das am Ausgang
des Spitzendetektors erscheinende Signal Up = UL+ UD hat dann die r rm der unterbrochenen
Kurve in Fig. 3 b. Aus Fig. 3b ist auch der konstante Phasenwinkel @ ersichtlich.
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In der auf den Spitzendetektor 3 f folgenden Subtrahierstufe 6 wird
das Leesignal UL vom Ausgangssignal Up des Spitzendetekters subtrahiert: Up - U1
= # UD und hat dann die Ferm eines zum Lesesignal UL phasenverschobenen und invertierten
Signals nach Fig. 3c.
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Dieses Signal wird nun iU Pulsformerglied 7 den nachfolgenden Stufen
angepaßt und bei Bedarf invertiert.
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Das Lesesignal UL darf selbstverständlich zu keiner Zeit in der Amplitude
begrenzt sein, da sonst die Information für die zeitliche Lage der Flußwechselpunkte
falsch ist. Für eine möglichst fehlerfreie Rückgewinnung des gespeicherten Signals
muß der Schaltpunkt des Spitzendetektors genau in den Scheitelpunkt der Lesespannung
UL gelegt werden. Dies ges@hicht durch Verändern des Widerstandes P1. Dazu ist erforderlich,
besonders bei hoher Flußwechselrate, mit dem Potontimmeter P2 einem möglichst steilen
Austieg bei der Diodenumschaltung des Spitzendetektors einzustellen, ohne daf die
Schaltung jedoch schwingt.