-
-
Schaltungsanordnung zur Gewinnung
-
einer elektrischen Bezugstakt-Impulsfolge für die Dekodierung einer
Mehrlängenschrift Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art.
-
Bei digitalen Datenverarbeitungs- oder Prozeßsteuersystemen werden
vielfach Aufzeichnungsträger verwendet, die die aufgezeichneten Daten in einer binären
Form enthalten. #ür diese Aufzeichnung wird der aktive Teil des Aufzeichnungsträgers
in zwei unterschiedliche, bleibende Zustände gebracht, z.B. eine Nord- oder Süd-Magnetisierung
bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger eine Positiv- oder Negativ-Polarisierung
oder eine Hell- und Dunkel-Färbung eines optischen Aufzeichnungsträgers.
-
Eine besonders hohe Aufzeichnungsdichte für binäre Daten erhält man,
wenn die Datenelemente auf dem Aufzeich nungsträger in der Gestalt unterschiedlich
langer Strekken gleichbleibenden örtlichen Aktivierungszustandes de aktiven Trägermaterials
- sogenannter Längenelemente -aufgezeichnet sind, die jeweils durch eine Markierung
oder einen Zustandsw#echsel auf dem aktiven Trägermaterial voneinander getrennt
sind. Im einen Fall weisen di Längenelemente den einen Zustand oder die eine Phase
de aktiven Trägermaterials auf und die Markierung nahezu punktartig den anderen
Zustand oder die andere Phase.
-
Im anderen Fall weisen benachbarte Längenelemente unterschiedlichen
Zustand oder unterschiedliche Phase des aktiven Trägermaterials auf und stoßen unmittelbar
aneinander-.
-
Aus Längenelementen unterschiedlicher Länge gebildete Mehrlängenschrift
oder Wechseltaktschriften sind bekannt, beispielsweise aus der DE-AS 27 o2 o47 oder
der DE-AS 26 33 836 die modifizierte Wechseltaktschrift, die doppelt modifizierte
Wechseltaktschrift oder die besonders vorteilhafte Dreilängenschrift. Allen diesen
Mehrlängenschriften liegt eine Bezugstakt-Impulsfolge konstanter Impulsfrequenz
zugrunde, deren Impulsdauer als Maß für die Länge der einzelnen Längenelemente dient.
-
Zum Dekodieren der von einem Aufzeichnungsträger abgelesenen Mehrlängenschrift
ist es erforderlich, wieder eine Bezugstakt-Impulsfolge herzustellen, die der codierseitigen
Bezugstakt-Impulsfolge entspricht und gleichzeitig die zwischen dem Eingang der
codierseitigen Schreibanordnung und dem Ausgang der decodierseitigen Leseanordnung
aufgetretenen übertragungsfehler berücksichtigt.
-
Eine aus der DE-AS 27 o2 o47 bekannte Schaltungsanordnung der eingangs
angegebenen Art gleicht beispielsweise Ubertragungsfehler aus, die durch Unterschiede
in der Schreib- und Lesegeschwindigkeit entstehen. Sie enthält einen freilaufenden,
spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Ausgangsimpulse ständig von einem zehn Zählschritte
aufweisenden Ringzähler gezählt werden. Aus einem Phasenvergleich der von der Leseanordnung
kommenden Signale und Ausgangssignale des Ringzählers wird in der bekannten Schaltung
eine den Oszillator derart steuernde Gleichspannung gewonnen, daß die am Ausgang
des Ringzählers gebildete decodierseitige Bezugstakt-Impulsfolge nahezu mit der
ursprünglichen codierseitigen Bezugstakt-Impulsfolge übereinstimmt. Dieser Ausgleich
erfolgt jedoch über die Dauer einer Vielzahl von Längenelementen,
so
daß bei größeren Ubertragungsfehlern in der Länge der Längenelemente und bei schnellen
Änderungen zwischen der Aufzeichnungs- und Lesegeschwindigkeit eine hohe Rate von
Dekodierungsfehlern oder Fehlermeldungen auftreten kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anordnung
der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß auch größere Abweichungen der gelesenen
Längen der einzelnen Längenelemente von deren Sollänge und kurzzeitige Änderungen
der Aufzeichnungs- und der Lesegeschwindigkeit die Fehlerhäufigkeit für die Erkennung
der Längenelemente einer Mehrlängenschrift nicht wesentlich erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruches 1 angegebenen technischen Maßnahmen in vorteilhafter Weise gelöst.
-
Der Impulszug für ein Längenelement ist zwar auf der Dekodierseite
fest und unveränderlich eingestellt. Er wird jedoch nach jedem Zustands- oder Phasenwechsel
neu gerastet, so daß auch augenblickliche Unregelmäßigkeiten in der Zeichenübertragung
ausgenblicklich aufgefangen und in der decodierseitigen Bezugstakt-Impulsfolge berücksichtigt
werden. Dadurch bleibt ein großer Spielraum für die einzelnen Längenelemente, in
dem sich eine Längenabweichung dieser Längenelemente bewegen kann. Außerdem besteht
auch bei stoßartigen Änderungen, z.B. der Lesegeschwindigkeit nicht die Gefahr einer
Schwingung in der Impulsfolge-Erzeugerschaltung.
-
Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung.
-
Nach der Lehre des Anspruches 2 können in einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung eindeutige Fenster für den Spielraum festgelegt werden, in denen die
gelesenen Längen der Längenelemente zulässig sind.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer schematischen Darstellung,
Figur 2 Diagramme für einen Impulszug der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung,
Figur 3 Diagramme für eine decodierseitige Bezugstakt-Impulsfolge der in Figur 1
dargestellten Schaltungsanordnung, Figur 4 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit zwei Programmausgängen in einer
schematischen Darstellung, Figur 5 Impuls-Diagramme zu der in Figur 4 dargestellten
Schaltungsanordnung, Figur 6 eine in Figur 4 im Blockschaltbild schematisch dargestellte
Schaltungsanordnung in einer detaillierteren Ausführung.
-
In Figur 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer decodierseitigen
Bezugstakt-Impulsfolge für die Dekodierung einer drei Längenelemente L1 bis L3 zur
Darstellung eines Datengehaltes und eines Längenelementes L4 zur Darstellung einer
Segmentmarkierung enthaltenden Dreilängenschrift in einem Blockschaltbild dargestellt.
Die Längenelemente L1 bis L4 werden von einem Lesekopf 1 einer Leseanordnung 2 von
einem Aufzeichnungsträger 3 ausgelesen und in elektrische Signale 4 umgewandelt.
Der Phasen- oder Zustandswechsel auf dem Aufzeichnungsträger, der jeweils die Stoßstelle
5 (Figur 3) zweier benachbarter Längenelemente darstellt, löst beim Ausgangssignal
4 der Leseanordnung eine Flanke 6 aus, die in einer Umformerschaltung 7 in einen
Flankenimpuls PF umgeformt wird. Der Ausgang 8 der Leseanordnung ist über eine Leitung
9 mit dem Rückstelleingang ER einer Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10 verbunden.
-
Diese Impulsfolge-Erzeugerschaltung wird durch jeden Flankenimpuls
PF der Umformerschaltung 7 in eine Anfangsstellung gesetzt und ein selbsttätiger
Funktionsablauf ausgelöst, der mit der Rückflanke 11 des Flankenimpulses beginnt
und an einem Ausgang A der Impulsfolge-Erzeugerschaltung einen Impulszug 12 mit
den Impulsen P1 bis P5 erzeugt, wie in Figur 2 dargestellt ist. Nach Ablauf dieses
Impulszuges bleibt die Schaltung 1o in einer Endstellung stehen, bis sie durch einen
weiteren Flankenimpuls wieder in die Anfangsstellung gesetzt und ein neuer Impulszug
12 ausgelöst wird. Die Impulse P2 bis P4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel
in der Impulsfolge-Erzeugerschaltung so eingestellt, daß sie etwa in der Mitte des
Abstandes
der Zeiten t1 bis t4 für die Soll-Längen in der Länge
benachbarter Längenelemente L1 bis L4 liegen, wenn die Längenelemente etwa mit der
Vorderflanke 13 des auslösenden Flankenimpulses PF beginnen. Die vier Längen-Elemente
L1 bis L4 sind in Figur 2 als waagerechte Balken dargestellt. Der Spielraum 14 für
das Ende 15 der Längenelemente (in Figur 2 weiß dargestellt) ist der Raum zwischen
zwei benachbarten Impulsen des Impuls zu ges 12. Die Impulse P1 und P5 des Impulszuges
12 begrenzen den Spielraum des kürzesten und des längsten Längenelementes. Die Impulsfolge-Erzeugerschaltung
ist so ausgebildet, daß sie bei jedem Setzsignal an ihrem Rückstelleingang ER in
die Anfangsstellung gesetzt und ein neuer Impulszug 12 ausgelöst wird, gleichgültig
an welcher Stelle des Funktionsablaufes sie sich beim Eintreffen des Setzsignals
an ihrem Rückstelleingang ER befindet.
-
Die Impulse des am Ausgang A erzeugten Impulszuges 12 gelangen über
eine Impulsformerschaltung 16 als Taktimpulse PT einer decodierseitigen Bezugs takt-Impuls
folge 17 an den Takteingang 18 einer Dekodierschaltung 19, deren Signaleingang 20
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Ausgang 8 der Umformerschaltung
7 verbunden ist.
-
In Figur 3 ist im Band 21 des Diagrammes eine Information in einer
Dreilängenschrift mit den Längenelementen Li, L2 und L3 schematisch dargestellt,
die von einer in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung gelesen wird. Die Phasen-
oder Zustandswechsel an den Stoßstellen 5 der Längenelemente erzeugen am Ausgangssignal
4 der Leseanordnung 2 eine Flanke 6 und am Aus-
gang 8 der Umformerschaltung
jeweils einen Flankenimpuls PF, der an den Signaleingang 20 der Dekodierschaltung
19 übertragen wird und der in der Impulsfolge-Erzeugerschaltung den gerade laufenden
Impulszug abbricht und einen neuen Impulszug mit den Impulsen P1 bis P5 auslöst.
Dadurch entsteht die an den Takteingang 18 der Dekodierschaltung 19 übertragene
Bezugstakt-Impulsfolge 17. Die Länge der von der Leseanordnung 2 gelesenen Längenelemente
ist somit durch die Anzahl der Taktimpulse PT zwischen zwei benachbarten Flankenimpulsen
PF definiert. Liegen mehr als vier Taktimpulse PT zwischen zwei benachbarten Flankenimpulsen
PF, wie z.B. zwischen den Flankenimpulsen PF5 und PF6, liegt ein Zeitfehler oder
beispielsweise eine Pause 22 vor.
-
Bei einer Dreilängenschrift, in der beispielsweise jeweils die Soll-Länge
des nächstlängeren Längenelementes um eine Periodenzeit der codierseitigen Bezugstakt-Impuls
folge länger ist, beträgt der Spielraum für jedes Längenelement L1, L2 und L3, von
denen das kleinste (L1) eine Soll-Länge von zwei Periodenzeiten aufweist, eine Periodenzeit.
Ein derart großer Spielraum für die Erkennung der Länge der Längenelemente weist
jedoch bei sehr großen Unregelmäßigkeiten in der Übertragung der Information den
Nachteil auf, daß über diesen Spielraum hinausgehende Längenabweichungen nicht als
Zeitfehler der Übertragung erkannt, sondern fälschlicherweise als ein anderes Längenelement
erkannt und an die Dekodierschaltung 19 übertragen werden.
-
Bei der in Figur 4 in einem Blockschaltbild schematisch dargestellten
Schaltungsanordnung zur Gewinnung einer decodierseitigen Bezugstakt-Impulsfolge
kann der zulässige Längen spielraum für die Erkennung der Länge der
einzelnen
Längenelemente L1 bis L4 soweit eingeengt.
-
werden, daß ein Übergreifen einer unzulässigen Länge eines Längenelementes
in den Spielraum eines benachbarten Längenelementes weitgehend verhindert wird.
Mit dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmende Schaltungselemente
und -anordnungen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Entsprechendes
gilt für die Bezugszeichen in den Diagrammen der Figuren 2, 3 und 5.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4, zu dem die in Figur 5 dargestellten
Diagramme gehören, enthält die im übrigen der Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10 der
Schaltung nach Figur 1 entsprechende Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' zwei Programmtaktausgänge
A1 und A2 und einen Endeausgang AE. Ein Setzsignal am Rückstelleingang ER setzt
die Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' in die Anfangsstellung und löst einen selbsttätig
ablaufenden Funktionsablauf der Impulsfolge-Erzeugerschaltung aus, bei dem am ersten
Ausgang al ein erster Impulszug 23 mit den Impulsen P11 bis P15 und am zweiten Ausgang
gleichzeitig ein Impulszug 24 mit den Impulsen P21 bis P24 und am Ende des Funktionsablaufes
am Endeausgang AE ein Endeimpuls PE erzeugt wird. Die Impulse P21 bis P24 des Impulszuges
24 sind in der Impulsfolge-Erzeugerschaltung so eingestellt, daß sie am Anfang 25
des als zulässig gewählten Längenspielraumes 26 der einzelnen Längenelemente L1
bis L4 angeordnet sind, während die Impulse P12 bis P15 so eingestellt sind, daß
sie am Ende 27 des als zulässig gewählten Längenspielraumes angeordnet sind. Die
Impulse P11 bis P15 bilden außerdem, nachdem sie die Impulsformerschaltung 16 durchlaufen
haben,
die Taktimpulse der decodierseitigen Bezugstakt-Impulsfolge
28 für den Takteingang 18 der Dekodierschaltung 19.
-
Die in der Figur 4 dargestellte Schaltungsanordnung enthält neben
den in der Schaltungsanordnung nach Figur 1 angegebenen Anordnungen zusätzlich zwei
Torschal tungen 29 und 30 für die Flankenimpulse PF und eine bistabile Kippschaltung
31, die einen Setzeingang S und einen Rücksetzeingang R aufweist und deren beide
Ausgänge Q und Q die Steuereingänge 32 und 33 der Torschaltungen 29 und 30 steuern.
Die Impulse P21 bis P24 des Impulszuges 24 am Ausgang A2 der Impulsfolge-Erzeugerschaltung
setzen die bistabile Kippstufe in eine Lage, in der die das Spielraumfenster 35
für die Längen der Längenelemente darstellende Torschaltung 29 durchlässig gesteuert
und die Torschaltung 30 für die Zeitfehleranzeige gesperrt ist, während die Impulse
P11 bis P15 des Impulszuges 23 in die andere Lage mit der entgegengesetzten Wirkung
rücksetzen. In den zulässigen Spielraum 26 fallende Flankenimpulse PF gelangen somit
über die Fenster-Torschaltung 29 an den Signaleingang 20 der Dekodierschaltung 19.
Die Anzahl der Taktimpulse PT, die zwischen zwei benachbarten, an den Signaleingang
20 gelangenden Flankenimpulsen PF an den Takteingang gelangen, bestimmt die Art
des zwischen diesen beiden Flankenimpulsen liegenden Längenelementes. Außerhalb
der Spielräume 26 liegende Längen der Längenelemente werden über die Zeitfehler-Torsch
tung 30 als Zeitfehler an die Dekodierschaltung 19 g-~-meldet.
-
Im in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der am Ende des
Funktkionsablaufes am Endeausgang AE der Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' auftretende
Endeimpuls PE, der erforderlichenfalls ebenfalls als Fehlermeldung für die Dekodierschaltung
19 benutzt werden kann, über eine entkoppelnde Oder-Schaltung 34 an den Rückstelleingang
ER gelegt. Dadurch wird die Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' nach jedem Durchlauf
sofort wieder für einen neuen Durchlauf ausgelöst und auf diese Weise eine ununterbrochene
Bezugstakt-Impulsfolge 28 für die Dekodierschaltung 19 erzeugt.
-
Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
zur Gewinnung einer decodierseitigen Bezugstakt-Impulsfolge für eine Mehrlängenschrift,
das im wesentlichen dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht
und deshalb für gleiche Schaltungselemente und -anordnungen die gleichen Bezugszeichen
enthält, sind die Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' und die Umformerschaltung 7
näher ausgeführt.
-
Die im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 beispielsweise dargestellte
Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' enthält einen freilaufenden Impulsoszillator 36,
dessen Ausgang den Zähleingang C eines parallel auslesbaren, rückstellbaren digitalen
Zählers 37 speist.
-
Die Parallelausgänge Q1 bis Q8 des Zählers sind an die Eingänge einer
Und-Verknüpfungsschaltung 38 angeschlossen. In der Und-Verknüpfungsschaltung werden
durch entsprechend ausgewählte Einstellungen der Und-Verknüpfungen aus den dem jeweiligen
Zählerstand ent-
sprechenden Ausgangssignalen des Zählers 37 Zeitsignale
an den Zeitausgängen Z1 bis Zlo der Und-Verknüpfungsschaltung gebildet, wobei infolge
einfacher Und-Verknüpfungen an den einzelnen Zeitausgängen mehrmals ein Zeitsignal
innerhalb eines Zählerdurchlaufes auftreten kann. An die Zeitausgänge Z1 bis Z9
sind deshalb als Und-Schaltungen ausgebildete Torschaltungen 41 bis 49 angeschlossen,
deren Steuereingänge 40 mit den Parallelausgängen Q11 bis Q19 eines ebenfalls parallel
auslesbaren, rückstellbaren Schieberegisters 39 verbunden sind. Die Ausgänge So
der Torschaltungen 41 bis 49 sind über eine aus zwei Oder-Schaltungen 51 und 52
bestehende Oder-Verknüpfungsschaltung mit den Programmtakt-Ausgängen Al und A2 der
Impulsfolge-Erzeugerschaltung 101 verbunden. An die Eingänge der dem ersten Programmtakt-Ausgang
A1 zugeordneten Oder-Schaltung 51 sind die Torschaltungen 41, 43, 45, 47, 49 der
Zeitausgänge Z1 bis Z9 angeschlossen, deren Ausgangsimpulse P11 bis P15 den ersten
Impulszug 23 bilden. An die Eingänge der dem zweiten Programmtakt-Ausgang A2 zugeordneten
Oder-Schaltung 52 sind die Torschaltungen 42, 44, 46, 48 der Zeitausgänge Z1 bis
Z9 der Und-Verknüpfungsschaltung 38 angeschlossen, deren Ausgangsimpulse P21 bis
P24 den zweiten Impulszug 24 bilden. Außerdem sind an die beiden Programmtaktausgänge
Al und A2 die Eingänge einer Entkopplungs-Oderschaltung 53 angeschlossen, die die
Ausgangsimpulse der Torschaltungen 41 bis 49 an den Schiebetakteingang ST des Schieberegisters
39 leitet.
-
Bei einem Rückstelleimpuls PF, der vom Rückstelleingany ER der Impulsfolge-Erzeugerschaltung
10' über eine Rückstelleitung 54 an den Rückstelleingang RZ des Zählers 37
und
den Rückstelleingang RS des Schieberegisters 39 gelangt, wird der Zähler in die
Nullstellung und das Schieberegister in eine Anfangsstellung gesetzt, in der am
ersten Parallelausgang Q11 des Schieberegisters ein Durchlaßsignal für die erste
Torschaltung 41 anliegt. Der bei einem bestimmten Zählerstand des Zählers 37 am
Ausgang So der Torschaltung 41 auftretende Impuls P11 schiebt das Durchlaßsignal
des Schieberegisters von dessen ersten Ausgang all auf dessen zweiten Parallelausgang
Q12, so daß die erste Torschaltung 41 nach der Verschiebung gesperrt und die zweite
Torschaltung 42 durchlässig ist.
-
In entsprechender Weise erfolgt nacheinander die Anwahl der einzelnen
Torschaltungen 43 bis 49 durch Weiterschieben des Durchlaßsignals, solange keine
Rückstellung durch einen Rückstellimpuls PF am Rückstelleingang ER der Impulsfolge-Erzeugerschaltung
101 erfolgt. Bleibt eine derartige Rückstellung aus, erzeugt die Und-Verknüpfungsschaltung
38 beim höchsten auszulegenden Zählerstand an ihrem Zeitausgang Zlo, der mit dem
Endeausgang AE der Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10 r verbunden ist, einen Endeimpuls
PE, der über dieoder-Schaltung 34 als Rückstellimpuls auf den Rückstelleingang ER
der Impulsfolge-Erzeugerschaltung wirkt.
-
Die in Figur 6 dargestellte Umformerschaltung 7, die aus den Flanken
6 des Ausgangssignals 4 der Leseanordnung 2 Flankenimpulse PE erzeugt, enthält zwei
Speicherflipflops 55 und 56 und eine Exklusiv-Oderschaltung 57. Die Speicherflipflops
55 und 56 sind taktgesteuert. Ihr Takteingang 58 ist mit dem Ausgang des Impulsoszillators
36 der Impulsfolge-Erzeugerschaltung 10' verbunden. Die Speicherflipflops speichern
bei der Vorderflanke des Taktimpulses den an ihrem Dateneingang DZ anliegenden
Zustand
ein, der an ihrem Ausgang 59 abnehmbar ist. Der Ausgang 59 des ersten Speicherflipflop
55 ist mit dem Dateneingang D1 des zweiten Speicherflipflop 56 verbunden. Außerdem
sind die Ausgänge 59 der beiden Speicherflipflops an die beiden Eingänge der Exklusiv-Oderschaltung
angeschlossen. Bei jedem Flankenwechsel des Ausgangssignals 4 der Leseanordnung
wird durch den ersten nachfolgenden Oszillatorimpuls das erste Speicherflipflop
in die andere Speicherlage gesetzt und durch den zweiten, auf den Flankenwechsel
folgenden Oszillatorimpuls das zweite Speicherflipflop 56 in die andere Speicheriage
gesetzt. Dadurch entsteht an den beiden Eingängen der Exklusiv-Oderschaltung 57
nur in der Zeit zwischen den Vorderflanken des ersten und des zweiten, nach einem
Flankenwechsel des Lesesignals 4 auftretenden Impuls des Impulsoszillators 36 ein
ungleicher Zustand, der am Ausgang der Exklusiv-Oderschaltung ein Signal: den Flankenimpuls
PF erzeugt.
-
Leerseite