DE3325411C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Erfassen der Lage von Spitzenwerten eines auf einem Speichermedium aufgezeichneten Signales nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wenn Information beispielsweise auf eine Magnetplatte geschrieben wird, erfolgt die Aufzeichnung der Information in digitaler Form. Digitale Rechtecksignale haben Flanken, die ein Magnetkopf wahrnehmen kann. Rechtecksignale mit positiven und negativen Übergängen werden auf dem magnetischen Speichermedium der Platte aufgezeichnet. Wenn die auf der Platte gespeicherten Daten wieder gelesen werden, dann liegen die sich ergebenden Ausgangssignale wegen der Charakteristiken des Magnetkopfes und des magnetischen Speichermediums nicht in digitaler Form vor.

Um die Lage der Flanken des ursprünglichen Digitalsignales festzustellen, welches ursprünglich auf die Magnetplatte geschrieben wurde, müssen die 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 der Lage der senkrechten Flanken des ursprünglichen Digitalsignales werden jedoch Zeitverzögerungen erzeugt, zu deren Beseitigung entweder zusätzliche Schaltungen 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.

Aus der DE 32 29 761 A1 ist bereits eine gattungsgemäße Schaltung zum Erzeugen von sich automatisch anpassenden positiven und negativen Bezugsspannungspegeln für ein ternäres Digitalsignalauslesesystem zum Auslesen von ternären digitalen Signalen von magnetischen Speichermedien bekannt. Die Bezugsspannungspegel werden durch Bildung eines Absolutwerts des eingangsseitigen Wandlersignales bzw. Lesekopfsignales generiert, welcher bei dieser Schaltung durch einen Gleichrichter und eine nachgeschaltete Abtast- und Halteschaltung erzeugt wird. Die Wandlersignale werden anschließend in einer Vergleichereinrichtung mit den Bezugsspannungen verglichen und einer Auswerteschaltung zugeleitet.

Aus der Veröffentlichung IBM TDB, Band 15, Nummer 8, Januar 1973, Seite 2377 ist eine Spitzenwertdetektorschaltung bekannt, die ein eingangsseitiges Signal mit einer aus zwei Dioden bestehenden Gleichrichterschaltung zum Laden eines Kondensators verwendet, der über eine der Dioden und einen Widerstand entladen wird. Die über den Widerstand abfallende Spannung wird einem Vergleicher zugeführt, dessen weiterer Eingang mit dem Knotenpunkt eines Spannungsteilers zwischen seinem Ausgang und einem Bezugspotential verbunden ist. Der Ausgang ist mit einer Kippstufe verbunden.

Aus der DE-AS 12 89 873 ist eine weitere Schaltung zum Regenerieren eines Pulssignales bekannt. Eingangsseitige Impulse werden einer Steigungsdetektorstufe und einer Integrierstufe zugeführt, wobei solche Signale, die auch den Schwellwert einer Schwellwertstufe übersteigen, über ein UND-Glied zu einer ausgangsseitigen Impulsformerstufe zugeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zum Erfassen der Lage von Spitzenwerten eines auf einem Speichermedium aufgezeichneten Signals der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese aus dem von dem Speichermedium gelesenen analogen Rohsignal ein Datensignal bildet, aus dem die Flanken des ursprünglichen Datensignales rekonstruiert werden können, ohne daß es zu erheblichen Zeitfehlern kommt.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist nur ein einziger Verzögerungspfad für positive und negative Spitzenwerte des Signals vorhanden, so daß kein relativer Zeitfehler für die beiden Polaritäten auftritt, wodurch eine Asymmetrie zwischen ansteigenden und abfallenden Übergängen im Ausgangssignal im wesentlichen vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß unterhalb eines bestimmten Pegels liegende Störsignale im Rohsignal unterdrückt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Feststellen der Spitzenwerte aufgezeichneter Daten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2A bis 2G Signalwellenformen, die die Betriebsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläutern,

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

Wie in Fig. 2B dargestellt, besteht das von der Magnetplatte gelesene Rohsignal (Wandlersignal) 90 aus einem Strom von positiven und negativen Spitzenwerten, mit kleinen zufälligen Störsignalen 95. Die positiven und negativen Spitzenwerte in Fig. 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 anschließend in die Absolutwertschaltung 110 geleitet. Die Absolutwertschaltung 110, auch bekannt als Vollweg-Gleichrichter, erzeugt ein Ausgangssignal (Absolutwertsignal) 115, wie in Fig. 2C 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 Fig. 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 eine 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 Differenzausgänge des 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 Fig. 2C und 2E gezeigt, sind die Ausgangssignale (Freigabesignale) 135 und 135′ des Komparators 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 Eingängen 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 Ausgangssignal 165, dargestellt in Fig. 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 entgegengesetzten 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 Fig. 2G 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 180 getriggert wird. Das Ausgangssignal 200 der Flip-Flop-Schaltung 190, dargestellt in Fig. 2H, entspricht dann dem ursprünglichen digitalen Signal, bevor es auf die Magnetplatte geschrieben wurde.

Fig. 3 stellt einen ausführlichen Schaltplan des oben beschriebenen Blockschaltbildes gemäß Fig. 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 Verfügung; die Widerstände 260 und 270 zusammen mit dem Kondensator 280 erzeugen das feste Zeitintervall für den monostabilen 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.

Claims (2)

1. Schaltung zum Erfassen der Lage von Spitzenwerten eines auf einem Speichermedium aufgezeichneten Signales, mit:
einer Schaltungseinrichtung (110), die auf ein von dem Speichermedium ausgelesenes Wandlersignal (90) anspricht, um ein Absolutwertsignal (115) des Wandlersignales (90) zu erzeugen;
gekennzeichnet durch
eine Differenzierschaltung (120) zum Erzeugen eines Ausgangssignals (125) aus einer zeitlichen Ableitung des Absolutwertsignales (115);
eine erste Vergleichereinrichtung (130) zum Erzeugen eines Freigabesignales (135, 135′) in Abhängigkeit davon, ob das Absolutwertsignal (115) der Schaltungseinrichtung (110) einen Bezugswert übersteigt; und
eine zweite Vergleichereinrichtung (160), die lediglich bei Freigabe durch das Freigabesignal (135, 135′) ein Ausgangssignal (165, 165′) mit einem ersten oder zweiten logischen Zustand in Abhängigkeit davon erzeugt, ob das Ausgangssignal (125) der Differenzierschaltung (120) positiv oder negativ ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine monostabile Multivibratorschaltungseinrichtung (170), die an den Ausgang der zweiten Vergleichereinrichtung (160) angeschlossen ist, um ein Ausgangssignal (180) zu erzeugen, das lediglich auf eine Flanke des Ausgangssignales (165, 165′) der zweiten Vergleichereinrichtung (160) anspricht.