DE3325411A1

DE3325411A1 - Vorrichtung zum feststellen der spitzenwerte eines auf einem speichermedium aufgezeichneten signales

Info

Publication number: DE3325411A1
Application number: DE19833325411
Authority: DE
Inventors: Robert M. 83616 Eagle Id. Batey; James D. 83642 Meridian Id. Becker
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1984-02-02
Also published as: DE3325411C2; GB2124843B; GB8302557D0; JPS5928205A; GB2124843A; MX153199A; JPH0574126B2; US4480276A

Description

Hewlett-Packard Company
Int.Az.: Case 1619

12.JuIi 1983

VORRICHTUNG ZUM FESTSTELLEN DER SPITZENWERTE EINES AUF EINEM SPEICHERMEDIUM AUFGEZEICHNETEN SIGNALES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der Spitzenwerte eines auf einem Speichermedium aufgezeicnneten Signales.

Wird Information beispielsweise auf eine Magnetplatte geschrieben, so wird diese Information in digitaler Form aufgezeichnet. Digitale Rechteckwellen haben senkrechte Flanken, die ein Magnetkopf wahrnehmen kann. Positive und negative Übergänge der Rechteckwellen, also die Flanken, werden erkannt und auf dem magnetischen Speichermedium der Platte aufgezeichnet. Wird der Magnetkopf dazu benutzt, die auf der Platte gespeicherten Daten wieder zu lesen, dann liegen die sich ergebenden Ausgangssignale wegen der Charakteristiken des Magnetkopfes und des magnetischen Speichermediums nicht in digitaler Form vor.

Es ist oftmals wünschenswert, die Lage der senkrechten Flanken des ursprünglichen Digitalsignales festzustellen, welches anfangs auf die h> agnetplatte geschrieben wurde* Zu diesem Zweck müssen die von der Platte gelesenen Signale entsprechend weiterverarbeitet und aufbereitet werden.

Bekannte Verfahren zur Wiedergewinnung der senkrechten Flanken des ursprünglichen Digitalsignales konzentrieren sich auf die Wiederherstellung des ursprünglichen Digitalsignales selbst. Diese Verfahren bzw. die entsprechenden Vorrichtungen beruhen auf verschiedenen Arten von Nulldurchgangsdetektoren, welche anzeigen, wann das angelegte Signal eine Null-Linie überschreitet.

Bei bekannten Vorrichtungen zum Feststellen dt. Lage der senkrechten Flanken des ursprünglichen Digitalsign? "-j werden jedoch Zeitverzögerungen erzeugt, zu deren Beseitigung entweder zusätzliche Schaltungen

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vorgesehen werden müssen oder getrennte Signalwege für positive und negative Ausgangssignale erforderlich sind, so daß ein sehr sorgfältiger Schaltungsentwurf zum Vermeiden differentieller Zeitfehler notwendig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, aus dem von dem Speichermedium gelesenen analogen Rohsignal ein Digitalsignal zu bilden, aus dem die senkrechten Flanken des ursprünglichen Digitalsignales rekonstruiert werden können, ohne daß die erwähnten Zeitfehler entstehen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst durch das Kennzeichen des Anspruchs 1. Das erfindungsgemäß aus dem analogen Rohsignal gebildete Digitalsignal weist für die positiven und negativen Spitzenwerte des Rohsignals Übergänge einer bestimmten Polarität auf, und es weist Übergänge der entgegengesetzten Polarität auf (nicht benutzt bei der Rückgewinnung digitaler Daten), wenn das Rohsignal einen Referenzpegel (z.B. Nullinie) überschreitet. Dieses Digitalsignal kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einer Schaltung zugeführt werden, welche nur von einer Flanke (ansteigend oder abfallend) getriggert wird und somit ein den Spitzenwerten der auf dem Speichermedium gespeicherten Daten entsprechendes Digitalsignal erzeugt.

Da nur ein einziger Verzögerungspfad für die positiven und die negativen Spitzenwerte vorhanden ist, tritt im wesentlichen kein relativer Zeitfehler für die beiden Polaritäten auf und da positive und negative Spitzenwerte von demselben Detektor festgestellt werden, wird eine Asymmetrie zwischen ansteigenden und abfallenden Übergängen im Ausgangssignal im wesentlichen vermieden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß unterhalb eines Qualifikationspegels liegende Störsignale im Rohsignal unterdrückt werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Feststellen der Spitzenwerte magnetisch aufgezeichneter Daten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Figuren 2A bis 2G Signalwellenformen, die die Betriebsweise der Vorrichtung gemäß Figur 1 erläutern,

Figur 3 ein ausführliches Schaltbild der Vorrichtung zum Feststellen der Spitzenwerte gemäß Figur 1.

Wie in Figur 2B dargestellt, besteht das von der " Magnetplatte gelesene Rohsignal 90 aus einem Strom von positiven und negativen Spitzenwerten, mit kleinen zufälligen Störsignalen 95. Die positiven und negativen Spitzenwerte in Figur 2B entsprechen den ansteigenden und abfallenden Flanken des ursprünglichen, vor der Aufzeichnung bestehenden digitalen Signals, während die Störsignale 95 an vielen Stellen beim Aufzeichnen und Lesen der Magnetplatte unbeabsichtigt erzeugt werden. Das Rohsignal 90 wird in einen Pufferverstärker 100 und anschlip'ipnd in die Absolutwertschaltung 110 geleitet. Die Absolutwertsehuitung 110, auch bekannt als Vollweg-Gleichrichter, erzeugt ain Ausgangssignal 115, wie in Figur IC gezeigt, welches in etwa gleich dem mathematischen Absolutwert des Rohsignales 90 ist. Durch die Benutzung einer Absolutwertschaltung 110 kann ein einziger Verzögerungspfad sowohl für positive als auch für negative Signale verwendet werden, so daß die Zeitfehler zwischen Signalen verschiedener Polarität im wesentlichen zu Null werden.

Das Ausgangssignal 115 der Absolutwertschaltung 110 wird sowohl in eine Differenzierschaltung 120 als auch an einen Eingang 131 eines Komparators 130 geleitet. Die Differenzierschaltung 120 erzeugt ein Ausgangssignal 125 wie in Figur 2D gezeigt, welches der zeitlichen Ableitung d/dt des Signals 115 entspricht. Das Ausgangssignal 125 hat somit abfallende Nulldurchgänge, welche den Spitzenwerten des Rohsignals 90 entsprechen und ansteigende Nulldurchgänge, die den Nulldurchgängen des Rohsignals 90 entsprechen. Das Ausgangssignal 125 wird dann in eins Schaltung 150 mit linearer Verstärkung geleitet, um die Amplitude des Signals vor der weiteren Verarbeitung als Signale 155 und 155' wiederherzustellen. Die Ausgangssignale 155 und 155' stellen die Differenzausgängedes Verstärkers 150 dar. Bei Anwendungen, wo hohe Gleichtaktunterdrückung nicht erforderlich ist, reicht es aus, für die Schaltung 150 einen Verstärker mit nur einem Ausgang zu verwenden.

Eine Vergleichsspannung 140, die an den zweiten Eingang 132 des Komparators 130 gelegt wird, wird benutzt zum Erzeugen eines Qualifikationspegels 145 als Vergleichspegel für den Komparator 130. Der Komparator 130 hat die Aufgabe, ein digitales Signal 135 und ein dazu inverses Signal 135' zu erzeugen, welche dazu verwendet werden können, um zwischen einem "echten" Signal und einem Störsignal im Ausgangssignal 115 der Absolutwertschaltung 110 zu unterscheiden. Wie in Figur 2C und 2E gezeigt, sind die Ausgangssignale 135 und 135' des Konnparators in einem ersten logischen Zustand, wenn das Signal 115 den Qualifikationspegel 145 übersteigt, und sie sind in dem entgegengesetzten logischen Zustand, wenn das Signal 115 unterhalb des Qualifikationspegels 145 liegt. Auf diese Weise unterdrückt der Komparator 130 die Störsignale 95, so lange sie unterhalb des Qualifikationspegels 145 liegen.

Die verstärkten, differenzierten Signale 155 bzw. 155' werden den Eingangen 161 bzw. 162 des Komparators 160 zugeführt,und die digitalen Signale 135 bzw. 135' werden mit dem Freigabeeingang 163 bzw. mit dem Sperreingang 164 des Komparators 160 verbunden. Der Komparator 160 spricht nicht auf die Signale 155 und 155' an, wenn ein Störspitzenwert 95 unterhalb des Qualifikationspegels 145 im Absolutwertsignal 115 vorhanden ist. Wird der Komparator 160 gesperrt, behält er seinen früheren Ausgangszustand bei. Das Ausgangssigne .65, dargestellt in Figur 2F, und das inverse Ausgangssignal 165' des Komparators 160 haben somit digitale Übergänge einer Polarität für Spitzenwerte im Eingangssignal 90 und im Signal 115 und digitale Übergänge der entgegengesetzter Polarität für ansteigende Kreuzungen des Qualifikationspegels 145 durch das Signal 115.

Das Signal 165 und das dazu inverse Signal 165' werden dann einer flankengetriggerten, monostabilen Multivibratorschaltung 170 zugeführt, welche nur von solchen Flanken der Signale 165 und 165' getriggert wird, die den Spitzenwerten des Eingangssignals 90 entspricht. Die Multivibratorschaltung 170 liefert auf diese Weise ein digitales Ausgangssignal 180, welches gemäß Figur 2 beim Auftreten eines Spitzenwertes im Rohsignal 90 ansteigt und welches eine bestimmte feste Zeit später, die durch die Multivibratorschaltung 170 bestimmt ist, abfällt. Die Komparatoren 130 und 160 sind mit zwei Ausgängen dargestellt. Für Anwendungen, wo hohe Gleichtaktunterdrückung nicht erforderlich ist, können stattdessen Komparatoren mit einem Ausgang verwendet werden.

Die Multivibratorschaltung 170 kann mit einer Flip-Flop-Schaltung 190 verbunden werden, welche nur bei den ansteigenden Flanken des Signals ISO getriggert wird. Das Ausgangssignal 200 der Flip-Flop-Schaltung 190, dargestellt in Figur 2H, entspricht dann dem ursprünglichen digitalen Signal, bevor es auf Magnetplatte geschrieben wurde.

Figur 3 stellt einen ausführlichen Schaltplan deo oben beschriebenen Blockschaltbildes gemäß Figur 1 dar. Die Dioden 210 und 220 führen die Vollweg-Gleichrichtung der Absolutwertschaltung 110 durch; der Kondensator 230 führt die Differentiation d/dt in der Differenzierschaltung 120 aus; die Widerstände 240 und 250 stellen die Referenzspannung 140 zur Verfugung; die Widerstände 260 und 270 zusammen mit dem Kondensator 280 erzeugen das feste Zeitintervall für den monost-abi'°n Multivibrator 170.

Die beschriebene Vorrichtung erzeugt also ein digitales Ausgangssignal 180, welches den Spitzenwerten des auf dem magnetischen Medium gespeicherten Signales entspricht. Dieses Signal 180 wird benutzt zum Erzeugen eines rekonstruierten digitalen Signales 200, welches dem ursprünglichen Digitalsignal entspricht, bevor es auf die Magnetplatte geschrieben wurde. Am wichtigsten dabei ist, daß im wesentlichen kein relativer Zeitfehler zwischen dem rekonstruierten Digitalsignal 200 und dem ursprünglichen Digitalsignal selbst auftritt, da es für positive und negative analoge Datensignale 90 nur einen einzigen Signalweg gibt.

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Claims

Hewlett-Packard Company
Int. Az.: Case 1619

12.JuIi 1983

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Feststellen der Spitzenwerte eines auf einem Speichermedium aufgezeichneten Signales,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltung (110) ein dem Absolutwert ^*³= »on dem Speichermedium gelesenen Signals (90) entspreche« tues Absolutwertsignal (115) erzeugt,

daß anschließend in einer Differenzierschaltung (120) ein der zeitlichen Ableitung des Absolutwertsignales (115) entsprechendes Signal (125) gebildet wird,

daß eine Ableitungs-Vergleichsschaltung (160) feststellt, ob das Ausgangssignal (125) der Differenzierschaltung (120) positiv bzw. negativ ist und entsprechend Ausgangssignale (165, 165') eines bestimmten logischen Zustandes bzw. des entgegengesetzten logischen Zustandes erzeugt, wobei die Ableitungs-Vergleichsschaltung (160) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen (135, 135') einer Vergleichsschaltung (130) freigegeben bzw. gesperrt wird, je nach dem, ob das Absolutwertsignal

(115) größer bzw. kleiner als ein bestimmter Qualifikationspegel (145) ist,

und daß die Ableitungs-Vergleichsschaltung (160) nur wenn sie freigegeben ist, auf das Ausgangssignal (125) der Differenzierschaltung (120) & ^spricht.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine monostabile Multivibratorschaltung (170) an den Ausgang der

Ableitungs-Vergleichsschaltung (16Ü) angeschlossen ist und ein Ausgangssignal (180) erzeugt, welches nur von einer Flanke des Ausgangssignales (165, 165') der Ableitungs-Vergleichsschaltung (160) getriggert wird.