DE3202437C2 - Wiedergabeschaltung für ein Datensignal im Biphase -Mark-Format - Google Patents

Wiedergabeschaltung für ein Datensignal im Biphase -Mark-Format

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wiedergabeschaltung für ein zweiphasiges Codedatensignal mit Zwischenraum. Die Wiedergabeschaltung umfaßt mehrere Flip-Flop-Hauptschaltungen (11, 16, 18), einen Inverter (13), ein Schieberegister (17) mit M Flip-Flop-Schaltungen (Q ↓A, Q ↓B . . . Q ↓J) sowie eine Abtastschaltung (22). Zwischen dem Q-Ausgang der einen Flip-Flop-Hauptschaltung (11) und dem D-Eingang einer weiteren Flip-Flop-Hauptschaltung sind eine Exklusiv-ODER- (14) und eine ODER-Schaltung (15) geschaltet. Eine weitere Exklusiv-ODER-Schaltung (19) ist mit dem einen Eingang mit dem Q-Ausgang der Flip-Flop-Hauptschaltung (18) verbunden, während ihr Ausgang an einen der Eingänge der Abtastschaltung angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiedergabeschaltung für ein Datensignal im Biphase-Mark-Format, ohne monostabile Multivibratoren, mit einem Schieberegister, das einen Taktsignaleingang aufweist, dem eine Taktpulsfolge mit einer Periode gleich 1/Λ/, mit N einer ganzen Zahl größer als 2, einer Bitperiode Tdes Datensignals eingespeist wird.
Eine derartige Wiedergabeschaltung ist aus der Literaturstelle »IBM Technical Disclosure Bulletin« 23 (1980), Nr. 6, Nov., Seiten 2194-2196, bekannt. Diese Schaltung ist für das Umsetzen eines Datensignals geeignet, das im Biphase-Mark-Format in einer Digitalschaltung in ein NRZ-Signal kodiert wurde. Im Schieberegister dieser Schaltung werden die Ausgangssignale der ersten bis achten Stufe einer ODER-Schaltung für »1« und die Ausgangssignale der neunten bis sechzehnten Stufe einer ODER-Schaltung für »0« eingespeist. Dementsprechend werden die Ausgangssignale der aneinander angrenzenden achten und neunten Stufe des Schieberegisters verschiedenen ODER-Schaltungen zugeleitet. Aus diesem Grund ergibt sich, falls eine Zitterkomponente in dem Datensignal enthalten ist, ein fehlerhafter Betrieb, bei dem ein Datensignal »1« fehlerhafterweise anstelle des in Wirklichkeit auftretenden Datensignals »0« festgestellt wird.
Von Nachteil ist dabei, daß die Wellenform des Digitalsignals schrittweise abgerundet wird, wenn dieses verschiedene Übertragungswege durchläuft. Wird daher ein derart abgerundetes, nicht scharfes Digitalsignal verarbeitet, so wird es verstärkt und auf einen bestimmten Pegel begrenzt, um ein scharfes Rechtecksignal zu erhalten. Wird jedoch die Wellenform des Datensignals »1« auf diese Weise wieder hergestellt, so ist es im allgemeinen schwierig, eine Rechteckwelle zu erhalten, die ein Tastverhältnis von genau 50% besitzt. Weicht das Tastverhältnis von 50% um einen bestimmten Betrag ab, so kann anstelle eines Datensignals »0« fehlerhafterweise ein Datensignal »1« festgestellt werden.
Aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung 9961-63 und der Literaturstelle »Model VD-75 Tape Transport NRZl 800BPI« ist jeweils eine Wiedergabeschaltung für Datensignale kodiert im Biphase-Mark-Format bekannt, die einen Schaltungsbau aufweist, der monostabile Multivibratoren, einen Inverter, eine Verzögerungsschaltung, eine Exklusiv-ODER-Schaltung und UND-Schaltung und ähnliche Schaltkreise umfaßt. Eine Abtastschaltung ist in dieser Wiedergabeschaltung nicht vorgesehen. Bei den herkömmlichen Wiedergabeschaltungen ist es schwierig, die Zeitkonstanten der monostabilen Multivibratoren in integrierter Bauweise ein-
zustellen. Dadurch ergibt sich die Schwierigkeit, die Wiedergabeschaltung als integrierte Schaltung herzustellen.
In den Zeitschriften »Elektronik« 24 (1975), Heft 7, Seite 65, und »Electronics« 1971, 11. Okt., S 85, werden Datensignale kodiert im Biphase-Mark-Format beschrieben, bei dem die Pegeländerung am Biianfang erfolgt und »0« keine weitere Pegeländerung bewirkt. Eine zweite Pegeländerung führt »1« ein halbes Bit später herbei.
Aufgabe der Erfindung ist es: eine Wiedergabeschaltung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß der Einfluß einer in dem Datensignal enthaltenen Zitterkomponente, auch wenn diese groß ist, minimalisiert wird und die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Fehlers sehr gering wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wipdergabeschaltung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltur-j der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 4.
Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die Wiedergabeschaltung leicht als eine integrierte Schaltung hergestellt werden kann und darüber hinaus die Schaltung miniaturisiert und kostengünstig produziert werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Wellenform eines allgemeinen zweiphasigen Codedatensignals mit Zwischenraum,
F i g. 2 ein systematisches Schaltdiagramm einer Ausführungsform einer Wiedergabeschaltung für zweiphasige Codedatensignale mit Zwischenraum nach der Erfindung und
F i g. 3A bis 3K Wellenformen von Signalen in jedem Teil des in F i g. 2 dargestellten Schaltsystems.
Im allgemeinen besitzt ein Biphase-Mark-Signal zwischen den einzelnen Impulssignalen eine in Fig. 1 gezeigte Wellenform. Dies bedeutet, daß das Biphase-Mark-Signal eine Wellenform derart aufweist, daß das Signal einen niedrigen Pegel (L-Pegel) oder einen hohen Pegel (Η-Pegel) mit einem Tastverhältnis von 50% innerhalb einer Bitperiode Γ besitzt, wenn das Datensignal gleich »1« ist, und daß das Signal den L- oder Η-Pegel während der gesamten Bitperiode Teinnimmt, wenn das Datensignal gleich »0« ist und des weiteren, daß die L- und H-Pegel Perioden des Signals alternierend bestehen.
Eine Ausführungsform einer Schaltung für die Wiedergabe des Biphase-Mark-Signals, das die voranstehend beschriebene Wellenform hat, wird anschließend in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben.
Ein Taktpuls a, der eine Periode gleich einem Zwölftel der Bitperiode Γ beispielsweise besitzt, wie in Fig. 3A gezeigt, wird einem Eingangsanschluß 10 eingespeist. Dieser Taktpuls a wird an den Taktpulseingang einer Flip-Flop-Schaltung 11 vom Verzögerungstyp (D-Typ) angelegt. Des weiteren beaufschlagt ein zweiphasiges Codedatensignal c, wie es in F i g. 3C dargestellt ist, einen Eingangsanschluß 12. Dieses Datensignal cwird einem Dateneingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung 11 zugeführt. Ein Signal d, dargestellt in F i g. 3D, tritt an einem (^-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 11 auf. Eine Exklusiv-ODER-Schaltung 14 empfängt das Datensignal c von dem Eingangsanschluß 12 und das Ausgangssignal d von der Flip-Flop-Sch^ltung 11 und erzeugt ein Flankensignal e. Wie aus Fig. 3E ersichtlich ist, besitzt das Flankensignal e ansteigende Flanken entsprechend den ansteigenden und abfallenden Flanken des Datensignals c. Das Flankensignal e wird einem Dateneingangsanschluß einer Flip-Flop-Schaltung 16 vom D-Typ über eine ODER-Schaltung 15 eingespeist.
Dei Taktpuls a von dem Eingangsanschluß 10 wird von einem Inverter 13 invertiert und anschließend einem Taktpulseingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung 16 als ein Taktpuls b zugeführt, der in Fig. 3B dargestellt ist. Ein in Fig. 3F gezeigtes Signal /wird von einem (^-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 16 erhalten und einem Dateneingangsanschluß der Flip-FIop-Schaltung 16 über die ODER-Schaltung 15 zugeleitet. Ein Signal mit einer phaseninvertierten Wellenform im Vergleich zu dem Signal /wird von einem Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 16 erhalten und den Rückstellanschlüssen eines Schieberegisters 17 zugeleitet.
Der Taktpuls a von dem Eingangsanschluß 10 wird dem Schieberegister 17 zugeleitet Ein (?/>Ausgangsan-Schluß der sechsten Stufe des Schieberegisters 17 ist mit einem D-Eingangsanschluß der Eingangsstufe des Schieberegisters 17 gekoppelt. Zusätzlich ist der (?-Ausgangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung 16 mit den Rückstelleingängen R des Schieberegisters 17 verbunden. Die Flip-Flop-Schaltung 16 befindet sich zu Beginn in einem Rückstellzustand, und das Schieberegister 17 wird durch dus (J-Ausgangssignal der Flip-FIop-Schaltung 16 im Rückstellzustand gehalten. In diesem Zustand befindet sich die Wiedergabeschaltung in einem Leerlaufzustand, in welchem sie auf ein Eingangssignal von dem Anschluß 12 wartet. Wird ein Eingangssignal an den Eingangsanschluß 12 gelegt, so wird die Flip-Flop-Schaltung 16 durch das Flankensignal e betätigt und der (J-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 16 nimmt einen Pegel »0« an. Daraus resultiert, daß das Schieberegister 17 nicht länger den Rückstellzustand einnimmt und mit der Durchführung einer Verschiebungsoperation beginnt. Da der Qf-Ausgangsanschluß der sechsten Stufe des Schieberegisters 17 mit dem D-Eingangsan-Schluß der Eingangsstufe des Schieberegisters 17 gekoppelt ist, wird die Verschiebungsoperation aufeinanderfolgend so lange ausgeführt, bis der Qf-Ausgang einen Pegel »0« annimmt. Dies bedeutet, daß die Daten »1« mit der Bitperiode Γ fortschreitend von der Stufe (Flip-Flop) Qa bis zu der Stufe (Flip-Flop) Qj des Schieberegisters 17 verschoben werden. Ein in F i g. 3 (K) gezeigtes Ausgangssignal k, das von der Flip-Flop-Endstufe Qj des Schieberegisters 17 erhalten wird, gelangt an den Rückstellanschluß Ader Flip-Flop-Schaltung 16, um diese zurückzustellen und das Schieberegister 17 in den anfänglichen Rückstellzustand zu versetzen, was bedeutet, daß die Wiedergabeschaltung in ihren anfänglichen Leerlaufzustand versetzt wird. Dementsprechend wird der Abfall in dem Ausgangssignal /der Flip-FIop-Schaltung 16 durch das Signal k bestimmt. Da das Signal k von der zehnten Flip-Flop-Schaltung des Schieberegisters erhalten wird, befindet sich das Signal k in einer
Position, die ein -^- der Bitperiode Γ von dem Anfang des Datensignals c entfernt ist. Ein in F i g. 3H gezeigtes Ausgangssignal h, das von einer Flip-Flop-Schaltung Qi erhalten wird, die die vorletzte Stufe des Schieberegisters 17 bildet, tritt an einem Anschluß 20 auf und wird einer Abtastschaltung 22 (Datendiskriminatorschaltung) als ein Abtasttaktpuls zugeleitet. Die Anstiegsflan-
ke des Signals h befindet sich in einer Position, die -ry,
das sind -^- der Bitperiode T, von dem Anfang des Datensignals c entfernt liegt. Ein von einem (^-Ausgang einer Flip-Flop-Schaltung CV in dem Schieberegister 17 erhaltenes Signal wird einem Dateneingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung Qa zugeführt, die die Anfangsstufe des Schieberegisters 17 bildet.
Ein in Fig. 3G gezeigtes Ausgangssignal g wird von der dritten Stufe des Schieberegisters 17 erhalten und einem Taktpulseingangsanschluß einer Flip-Flop-Schaltung 18 vom D-Typ zugeleitet. Das Datensignal c von dem Eingangsanschluß 12 wird des weiteren einem Dateneingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung 18 zugeführt und diese erzeugt ein Signa! i, das in F i g. 31 dargestellt ist. Der Anstieg in diesem Signal ;' entspricht dem Anstieg im Signal g. Die Anstiegsflanke des Signals g
befindet sich in einer Position, die -ry, das sind — der Bitperiode T, von dem Anfang des Datensignals c entfernt ist. Das Signal /stellt ein Signal zum Halten eines
Wertes in einer Position dar, die — der Bitperiode Γ von
dem Anfang des Datensignals c entfernt ist. Das Datensignal c von dem Eingangsanschluß 12 und das Ausgangssignal / der Flip-Flop-Schaltung 18 werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung 19 zugeführt. Die Exklusiv-ODER-Schaltung 19 erzeugt ein Signal j, das in Fig. 3J gezeigt ist.
Das Signal j von einem Ausgangsanschluß 21 wird durch ein Signal h von dem Ausgangsanschluß 20 in der Abtastschaltung 22 abgetastet. Weist der Abtastwert einen Η-Pegel auf, so ist das wiedergegebene Datensignal gleich »1«, und hat andererseits der Abtastwert einen L-Pegel, so ist das wiedergegebene Datensignal gleich »0«. Das wiedergegebene Datensignal tritt an einem Ausgangsanschluß 23 auf.
Bei der voranstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung tritt der Anstieg in den Signalen /
und h in Positionen auf, die -7- und — der Bitperiode T 4Q von dem Anfang des Datensignals c entfernt sind. Jedoch kann es vorkommen, daß die Anstiegspositionen der Signale / und h von diesen Positionen geringfügig abweichen können. Da das Signal einen H- und L-Pegel mit einem Tastverhältnis von 50% innerhalb der Bitperiode Γ besitzt, wenn das Datensigna! gleich »1« ist, ist es für diese Positionen wünschenswert, daß sie mit einem Zwischenpunkt zwischen jedem H- und L-Pegelteil korrespondieren. Daher wird für die ansteigenden Positionen der Signale /und h angestrebt, daß sie sich in den
Positionen befinden, die — und — der Bitperiode 7~von
dem Anfang des Datensignals c entfernt sind.
Die Wiedergabeschaltung für Datensignal nach der Erfindung ist nur aus Flip-Flop- und Torschaltungen aufgebaut Die monostabilen Multivibratoren, die in einer herkömmlichen Wiedergabeschaltung eingesetzt werden, werden in der Schaltung nach der Erfindung nicht verwendet Somit kann die Schaltung als integrierte Schaltung mit Leichtigkeit und geringen Kosten hergestellt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Wiedergabeschaltung ohne monostabile Multivibratoren für die Wiedergabe eines Datensignals im Biphase-Mark-Format, mit einem Schieberegister, das einen Taktsignaleingang aufweist, dem eine Taktpulsfolge mit einer Periode gleich 1/Λ/, mit N einer ganzen Zahl größer als 2, einer Bitperiode T des Datensignals eingespeist wird, dadurch ge- ίο kennzeichnet,
daß der Datensignaleingang des Schieberegisters (17) das Q-Ausgangssignal einer Zwischenstufe (Qf) des Schieberegisters (17) empfängt, daß einer ersten Flip-Flop-Schaltung (18) das Datensignal (c) und ein erstes <?-Ausgangssignal (g) des Schieberegisters (17) zugeleitet werden, das eine Flanke besitzt, die im wesentlichen 774 von dem Anfang jedes Wertes des Datensignals (c) entfernt liegt, um einen Abtastwert des Datensignals (c) an dieser Flanke zu halten,
daß einer ersten Exklusiv-ODER-Schaltung (19) das Datensignal (c)und das Ausgangssignal (i) der ersten Flip-Flop-Schaltung (18) zugeleitet werden, und daß eine Schaltung (22), der die wiedergegebenen Daten eingespeist werden, das Ausgangssignal (j) der ersten Exklusiv-ODER-Schaltung (19) durch ein zweites <?-Ausgangssignal (h) des Schieberegisters (17) abtastet, das eine Flanke besitzt, die im wesentlichen 3 774 von dem Anfang jedes Wertes des Datensignals (c) entfernt liegt, um einen wiedergegebenen Datenwert zu erhalten.
2. Wiedergabeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schieberegister (17) aus M Stufen, M gleich einer ganzen Zahl kleiner als N, von Flip-Flop-Stufen (Qa bis Qi) besteht,
daß eine Rückstellsteuerschaltungill, 13 bis 16) ein Rückstellsignal, ansprechend aur das Q-Ausgangssignal (k) der letzten Stufe (Qj) des Schieberegisters (17), zum Zurückstellen des Schieberegisters erzeugt und zum Unterbrechen der Rückstellsignalerzeugung, ansprechend auf die Flanke des Datensignals (c), das als erstes nach der Erzeugung des Rückstellsignals auftritt, daß an dem Datensignaleingang der ersten Flip-Flop-Schaltung (18) das Datensignal (c) und an ihrem Taktsignaleingang ein erstes Q-Ausgangssignal (g) einer vorgegebenen Stufe des Schieberegisters (17) anliegen, und daß das zweite Q-Ausgangssignal (h) eine Stufe (Qi) liefert, die unmittelbar vor der Endstufe (Qi) des Schieberegisters (17) liegt.
3. Wiedergabeschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte N und M gleich 12 bzw. 10 sind und daß die vorgegebene Stufe die dritte Stufe (Qc)des Schieberegisters (17) ist.
4. Wiedergabeschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellsteuerschaltung aus einer zweiten Flip-Flop-Schaltung (11), an deren Datensignaleingang das Datensignal (c) und an deren Taktsignaleingang die Taktpulsfolge (a) anliegen, einer zweiten Exklusiv-ODER-Schaltung (14), beaufschlagt mit dem Datensignal (c) und dem (j-Ausgangssignal (d) der zweiten Flip-Flop-Schaltung (11), einer dritten Flip-Flop-Schaltung (16), der ein Signal (b) mit invertierter Polarität zu der Taktpulsfolge (a) an ihrem Taktpulseingang eingespeist wird und einer ODER-Torschaltung(15) besteht, der das Q-Ausgangssignal (f) der dritten Flip-Flop-Schaltung (16) und das Ausgangssignal (e) der zweiten Exklusiv-ODER-Schaltung (14) zugeführt werden, und deren Ausgangssignal an dem Datensignaleingang der dritten FHp-Flop-Schaltung (16) anliegt, der ferner das Q-\mgangssignal (k) der Endstufe (Qj) des Schieberegisters (17) an ihren Rückstelleingang geliefert wird und
daß das Q-Ausgangssignal der dritten Flip-Flop-Schaltung (16) als Rückstellsignal den Rückstelleingängen der Stufen des Schieberegisters (17) zugeleitet wird.
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