DE3150418A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur rueckgewinnung von auf einem magnetischen informationstraeger aufgezeichneten binaeren signalen - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung von auf
• einem magnetischen Informationsträger aufgezeichneten binären Signalen Signalen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von auf einem magnetischen Informationsträger aufgezeichneten binären-Signalen aufgrund der Ermittlung des Nulldurchgangs der Magnetisierung zwischen aufeinanderfolgenden Spurelementen des Informationsträgers sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Das Lesesignal einer binären Aufzeichnung ist durch den differenzierenden und tiefpaßartigen Charakter des magnetischen Kanals nicht mehr binär; die ursprüngliche, binäre Form muß daher durch Maßnahmen der Signalrückgewinnung regeneriert werden.
• Im allgemeinen wird zur Aufzeichnung eines logischen H-Zustandes eine positive Magnetisierung und zur Aufzeichnung eines logischen L-Zustandes eine negative Magnetisierung des Informationsträgers vorgenommen. Beim Lesevorgang entsteht an den Übergangsstellen zwischen unterschiedlich magnetisier ten Spurelementen des Informationsträgers eine impulsförmige Spannung, der Lesespannungsimpuls, der je nach der Richtung des Wechsels der Magnetisierung positiv oder negativ sein kann.
• Bei niedriger Aufzeichnungsdichte könrd zur Signalrückgewinnung Zeitpunkt und Polarität der Lesespannungsimpulse mit zwei Schwellwertdetektoren bestimmt werden. Diese einfache Methode versagt jedoch bei höheren Aufzeichnungsdichten, weil die Lage der Lesespannungsimpulse infolge ihrer endlichen Anstiegszeit und wegen Amplitudenschwankungen nur mit einem zeitlichen Jitter ermittelt werden kann.
• Bei binäre Aufzeichnung ist es üblich, das Lesesignal zunächst zu differenzieren; die Lage#n der Impulsmaxima werden dann durch Nulldurchgänge gekennzeichnet ((1), (2) in Fig. la).
• Bei einem an anderer Stelle vorgeschlagenen Aufzeichnungsverfahren, bei dem in Form entsprechend gerichteter Nadelimpulse ausschließlich nur die Wechsel der Magnetisierungsrichtung zwischen den Spurelementen des magnetischen Informationsträgers aufgezeichnet werden - NRZD-Aufzeichnungsverfahren -, können die Nulldurchgänge des Lesesignals unmittelbar ausgewertet werden. Diese Nulldurchgänge müssen jedoch noch von den Nulldurchgängen unterschieden werden, die durch Rauschen bei der Signalspannung Null verursacht werden ((3) in Fig. la).
• Für die Ermittlung der Nulldurchgänge sind folgende Verfahren bekannt: - Das Lesesignal wird mit zwei Schwellwertdetektoren auf seine Amplitude überprüft. Der Nulldurchgang des differenzierten Lesesignals wird nur bei einem ausreichend großen negativen oder positiven Wert der Amplitude ausgewertet.
• - Das differenzierte Lesesignal wird begrenzt, nochmals differenziert und dann mit zwei Schwellwertdetektoren auf bestimmte positive oder negative Pegel untersucht. Das Überschreiten dieser Pegel kennzeichnet die Lage der ursprünglichen Impulsmaxima und wird direkt zur Rückgewinnung des binären Signals ausgewertet.
• Ein gemeinsamer Nachteil beider Verfahren liegt in der kritischen Einstellung der Entscheidungsschwellen, der Empfindlichkeit gegenüber Amplitudenschwankungen und in unvollkommener Entzerrung bei sehr dichter Aufzeichnung. Das letztgenannte Verfahren besitzt eine größere Toleranz gegenüber Amplituden schwankungen, #führt aber andererseits wegen des durch die Differentiation verstärkten Rauschens im oberen Frequenzbereich zu einer erhöhten Fehlerrate.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Rückgewinnung der auf einem magnetischen Informationsträger aufgezeichneten binären Signale die Unterscheidung zwischen den gültigen und den durch Rauschen erzeugten Nulldurchgängen weitgehend unabhängig von Amplitudenschwankungen und bei unkritischer Einstellung eines Schwellwerts zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus dem Lesesignal E(t) vom Informationsträger ein um eine Zeit- dauer t verzögertes Signal E(t-r) abgeleitet und durch Multiplikation der beiden Signale miteinander das Produkt P(t)= E(t).E(t-# gebildet wird, daß aus dem Lesesignal E(t) ein um die Zeitdauer t/2 verzögertes Signal E(t- t/2) abgeleitet und dieses Signal mit dem Wert Null verglichen wird und daß zwecks Ermittlung des Nulldurchgangs das Ergebnis dieses Vergleichs dann und nur dann zur Wirkung gebracht wird, wenn P(t) einen vorgegebenen Schwellenwert Si erreicht. Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung sowie Maßnahmen zu seiner Durchführung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben; von diesen zeigen Fig. 1 schematisch die Auswirkungen der einzelnen Verfahrensschritte vom Lesesignal bis zum rückgewonnenen binären Ausgangssignal; Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
• Das Lesesignal durchläuft als Eingangssignal E(t) (Fig. ia) eine Verzögerungsleitung, die das um die Verzögerungsdauer verzögerte Signal E(t-t) liefert (Fig. ib). Die Signale nach Fig. 1a und 1b werden miteinander multipliziert und ergeben das Produkt P(t)=E(t).E(t-#) (Fig. ic). Bei einer geeignet gewählten Verzögerungszeit r ergibt das Produkt P(t) nur dann einen großen negativen Wert, wenn das Eingagssignal E(t) genau die Form hat, die ein isolierter Magnetisierungswechsel verursacht. Aus dem Eingangssignal E(t) wird ferner das um die#Verzögerungsdauer #/2 Verzögerungsdauer 1/2verzögerte Signal E(t-r/2) abgeleitet (Fig. 1d). Dieses Signal wird zur Auswertung des Nulldurchgangs dann und nur dann freigegeben, wenn das Produkt P(t) einen negativen Mindestwert S1 (Fig. ic) erreicht.
• Alle anderen Signalformen, insbesondere Störungen durch Rauschen, können das Ausgangssignal A(t) (Fig. le) nicht beeinflussen. Die Verzögerung um 2/2 bewirkt, daß ein gültiger Nulldurchgang genau in der Mitte des Zeitfensters liegt, das durch Vergleichen des Produkts P(t) mit dem fest eingestellten Schwellenwert S1 (Fig. 1c) entsteht. Nulldurchgänge außerhalb des Zeitfensters werden nicht gewertet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung nutzt die Tatsache, daß ein Magnetisierungswechsel einen annähernd symmetrischen Leseimpuls verursacht, dessen Halbwertbreite vom Aufsprechstrom, von Parametern des magnetischen Informationsträgers und von dem Abstand zwischen letzterem und dem Magnetkopf abhängt. Für eine bestimmte Dauer TM des aus einem einzelnen Magnetisierungswechsel abgeleiteten Lesespannungsimpulses kann eine Verzögerungszeit L bestimmt werden, die zu einem maximalen negativen Wert des Produkts P(t) führt.
• Für niedrigere Aufzeichnungsdichten ergibt sich die Verzögerungszeit T als Abstand der Signalmaxima des differenzierten Lesesignals E(t) (Fig. la). Bei sehr dichter Aufzeichnung, bei der eine Überlagerung benachbarter Impulse stattfindet, muß die Verzögerungszeit v unabhängig von den Aufzeichnungsparametern und gleich der halben Taktperiode der aufgezeichneten Signale gewa#hlt werden.
• Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanord nung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, Das Eingangssignal E(t) durchläuft eine Laufzeitleitung T, von der die verzögerten Signale E(t-ç) und E(t-#/2) abgenommen werden. Ein 4-Quadranten-Multiplizierer, durch den die Signale E(t) und E(t-~) miteinander multipliziert werden, liefert das Produkt P(t)=E(t).E(t-#), welches in einem Schwellwertdetektor K1 mit dem Schwellenwert S1 verglichen wird. Ist der Wert von P(t) negativer als S1, wird der Ausgang des Schwellwertdetektors K1 logisch Eins und aktiviert das taktzustandsgesteuerte Flipflop FF. Im Nulldurchgangs detektor K2 wird das Signal E(t-t/2) mit Null verglichen.
• Das Ergebnis dieses Vergleichs wird nur dann zum Ausgang Q sisrixan des Flipflops FF übertragen, wenn dieses durch den Schwellwertdetektor Ki aktiviert wird. Wird der Ausgang des Schwellwertdetektors K1 logisch Null, dann hält das Flipflop FF das dem letzten binären Zustand entsprechende Ausgangssignal A(t) fest.
• Leerseite

Claims (6)

1. Patentansprüche Verfahren zur Rückgewinnung von auf einem magnetischen Informationsträger aufgezeichneten binären Signalen aufgrund der Ermittlung des Nulldurchgangs der Magnetisierung zwischen aufeinanderfolgenden Spurelementen des Informationsträgers, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Lesesignal E(t) vom Informationsträger ein um eine Zeitdauer t verzögertes Signal t(t-f) abgeleitet und durch Multiplikation der beiden Signale mit ein ander das Produkt P(t)=E(t).E(t-#) gebildet wird, daß aus dem Lesesignal E(t) ein-um die Zeitdauer #/2 verzögertes Signal E(t-r/2) abgeleitet und dieses Signal mit dem Wert Null verglichen wird und daß zwecks Ermittlung des Nulldurchgangs das Ergebnis dieses Vergleichs dann und nur dann zur Wirkung gebracht wird, wenn P(t) einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Vergleich des Werts des Produkts P(t) mit dem Schel-Beiwert S1 erhaltene Ergebnis festgehalten wird, solange anschließend der Wert von P(t) einen vorgegebenen negativen Wert nicht erreicht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer T der Verzögerung gleich der Hälfte der Dauer TM des aus einem einzelnen Magnetisierungswechsel abgeleiteten Lesespannungirnipulses gewählt wird, wenn der minimale Zeitabstand zwischen zwei Lesespannungsimpulsen größer als TM ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer t der Verzögerung gleich der Hälfte des minimalen Zeitabstands TE der Magnetisierungswechsel zweier unmittelbar aufeinander folgender Spurelemente g~wählt wird, wenn der Minimalwert von TE höchstens gleich der Dauer des aus einem einzelnen Magnetisierungswechsel abgeleiteten Lesespannungsimpulses ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei der Rückgewinnung von binären Signalen aus einer Aufzeichnung, bei der in Form entsprechend gerichteter Nadelimpulse ausschließlich nur die Wechsel der Magnetisierungsrichtung zwischen den Spurelementen des magnetischen In-Formationsträgers aufgezeichnet sind, dergestalt, daß der Teil der Spurelemente zwischen zweiaufeinanderfolgenden Nadelimpulsen nicht magnetisiert ist.
6. 6. Schaltungsanordnung zur Durchfxihrung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schwellwertdetektor (K) für den Vergleich des Werts von P(t) mit dem Schwellenwert S1, durch einen Nulldurchgangsdetektor (K2) für den Vergleich des Signals E(t-t/2) mit Null und durch ein vom Schwellwertdetektor (K1) abhängiges, taktzustandsgesteuertes Flipflop (FF), durch welches das Ergebnis vom Nulldurchgangsdetektor (K2) nur dann zur Wirkung gebracht wird, wenn der Wert von P(t) negativer als der Schwellenwert S1 ist.