NL8203141A - Stelsel voor het automatisch volgen van drempels. - Google Patents

Description

i i i

ί VO 361T

Betr.: Stelsel voor het automatiseh volgen van drempels.

De uitvinding heeft betrekking op ketens voor het decoderen van met een gedeeltelijke aanspreking gecodeerde, digitale gegevenssignalen met drietallige golfvorm, en meer in het bijzonder op een magnetisch ge-registreerd leesstelsel, waarbij de drempelniveaus, gebruikt voor het on-5 derscheiden tussen enen en nullen in het signaal, automatiseh worden aan-gepast voor het. volgen van het niveau van het gegevenssignaal voor het zodoende vereffenen van een daling tot beneden normaal in het algemene signaalniveau.

Op dit gebied zijn vele verschillende technieken ontwikkeld 10 voor het versmallen van de noodzakelijke bandbreedte, benodigd door een signaal, het verbeteren van de aanspreking op de verhouding van signaal tot ruis van een keten, en het in magnetisehe registratiestelsels tot een * maximum opvoeren van de gegevenspakdiehtheid. Een met goed gevolg gebruik-te werkwijze omvat het met een gedeeltelijke aanspreking coderen van de 15 digitale gegevens, velke werkwijze op alle hiervoor beschreven gebieden verbeteringen kan verschaffen. Een algemeen overzicht van verschillende signaleerschema's met gedeeltelijke aanspreking is geopenbaard in een artikel door Kabal en Pasupathy: "Partial-Response Signalling", IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-23, No. 9> September 1975. Een 20 artikel, dat voor het eerst het gebruik van het met gedeeltelijke aanspreking coderen in magnetisehe registratiestelsel beschreef, is het artikel door Kobayashi en Tang: "Application of Partial-Response Channel Coding to Magnetic Recording Systems", IBM J. Res. & Devel., juli 1970.

In een magnetisch registratietoestel is het voordeel van het 25 met gedeeltelijk aanspreken signaleren, dat indien de frequentie-aanspre-king van het ruisspectrum wordt uitgezet met betrekking tot de aanspreek-

N

eigenschap van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, blijkt, dat voor bepaalde functies met gedeeltelijke aanspreking, in het bijzonder de klasse IV, bepaald in het artikel van Kabal, de signaalaanspreking in 30 hoofdzaak het omgekeerde is van het ruisspectrum, zodat een aanzienlijke vermindering van signaal tot ruis mogelijk is gemaakt, indien het gedeeltelijk aanspreken wordt aangepast aan het ruisspectrum. Het coderen met gedeeltelijk aanspreken volgens klasse IV is 00k tijdens het bandlezen gelijkstroomvrij, d.w.z. dat de signalen in visselstroom zijn gekoppeld.

35 Het signaal wordt dus automatiseh gecentreerd op 0 V.

8203141 4 ♦ - 2 -

Een van de tekortkomingen, eigen aan het gebruik van het met gedeeltelijk aanspreken coderen is, dat in plaats van dat de gegevens op het decodeerpunt intireetallige vorm zijn, d.w.z. digitale enen en nullen, een signaal met gedeeltelijke aanspreking van de klasse IV betrekking 5 heeft op signalen met drie niveaus (drietallige goliVormsignalen).

Een andere, belangrijker moeilijkheid met stelsels met het coderen in gedeeltelijk aanspreken is, dat het signaal met gedeeltelijk aanspreken gevoelig is voor snelle schommelingen in signaalniveau, zoals deze bijvoorbeeld kunnen optreden als gevolg van bitverliezen en modula-10 tieruis, opgewekt door een magneetband. Deze schommelingen verschuiven de signaalgolfvorm tijdelijk zodanig, dat wanneer het signaal wordt ge-decodeerd, gewoonlijk door het waarnemen of het signaal zich boven of beneden een bepaald drempelniveau bevindt, onnodige decodeerfouten kunnen worden gemaakt.

15 Meer in het bijzonder omvat een signaleerstelsel met gedeelte lijk aanspreken van de klasse 17 op het decodeerpunt gewoonlijk een signaal met drie niveaus, t.w. +1, 0 of -1, waarbij alle tveetallige nullen van het oorspronkelijke bericht zich in het middelste of nulniveau be-vinden van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, en de plus en min 20 eenniveaus overeenkomen met een digitale ”1". 7oor het terug in een twee-tallig signaal decoderen van dit signaal zijn dus twee opdelers of ver-gelijkers· nodig , waarbij een eerste vergelijker vergelijking heeft met een positief drempelniveau voor het differentieren tussen een +1-niveau en een 0-niveau, en een tweede vergelijker vergelijking heeft met een 25 negatief drempelniveau voor het differentieren tussen een -1 en een o.

In een magnetisch registratiestelsel, wordt in het algemeen een tweetallig NBZ-signaal voorafgaande aan het registreren, digitaal voorgecodeerd, dan door analoge middelen bij het lezen gevormd tot een drietallige golfvorm, die daarna tezelfder tijd wordt gekoppeld aan twee van dergelijke verge-30 lijkers, die werkzaam zijn voor het respectievelijk waarnemen van de -1-, 0- of -1-signaalniveaus op een bepaald eenmalig bemonsteringstijdstip per gegevens bit tijdsduur, en waarvan de uitgangen logisch worden gecom-bineerd voor het reconstrueren van het oorspronkelijke tveetallige bericht. De hiervoor vermelde analoge vormmiddelen zijn in frequentie een afge-35 knotte sinusfunctie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het van de niet vertraagde- vorm aftrekken van een vertraagde versie van het signaal, ge-volgd door een band-beperkende onderdoorlaatzeef. Zoals gewoonlijk benut 8203141 a i -3-.

in magnetische registratiestelsels, wordt de voorgeeodeerde, tweetallige golfvorm in verzadiging geregistreerd, en wordt het vormen van de lineaire sinusfrunctie bij het lezen gebruikt voor het verbeteren van de verhou-ding van signaal tot mis, voorafgaande aan het decoderen van de gegevens.

5 De voor het decoderen gebruikt e vergelijkers hebben vast verge-. .

lijkingsspanningen, die gewoonlijk daaraan zijn gelegd en die him drem-pelniveaus bepalen. Deze drempels zijn gewoonlijk ingesteld op een punt halvervege tussen het middelste niveau en de buitenste niveaus (zowel bovenste als onderste), zoals te zien in een gebruikelijk drietallig ven-. 10 sterpatroon, zoals beschreven in het voornoemde artikel van Kabal c.s.

Het houdmoment. (werkzame bemonsteringsmoment of beslissingsmoment) is ingesteld om plaats te vinden op het moment, dat de signaalspanning de brand-punt en snijdt van het vensterpatroon. Dit is het moment, dat de signaalspanning, indien deze vrij is van ruis en niet gemoduleerd, moet worden 15 aangetroffen op een van de drie bepaalde niveaus, waarbij het middelste niveau een bericht,,0"aanduidt, en een van de buitenste niveaus een'M "aan-duidt. Wanneer de drempelniveaus vast zijn op een niveau halverwege tussen deze punten, kan een maximale mate van ruisspanning worden toegevoegd, voordat waarneemfout en worden gemaakt.

. 20 Wanneer een gedeeltelijk bitverlies plaats vindt als gevolg van een fout in de band, neemt het signaal in piek-tot-piek amplitude rond het middelste niveau af gedurende een tijdsduur van een aantal ge-gevensbits. De " 1 "-niveaus worden zodoende verplaatst, terwijl het ”0,?-niveau. niet · wordt verplaatst, aangezien het signaal in wisselstroom is 25 gekoppeld. Bij vaste drempels veroorzaakt een vermindering in signaal-amplitude tot de helft of minder van normaal, het foutief waarnemen van een "I” als een ”0", zelfs bij afwezigheid van additieve ruis. Bij de onvermijdelijk aanwezige additieve elektronische mis, kunnen zelfs bij kleinere signaalverminderingen fouten optreden. Deze fouten worden nog 30 uitgesprokener bij grotere gegevenspakdichtheden.

Indien de drempelspanningen tot automatisch veranderen zouden - kunnen worden gebracht, overeenkomstig de signaalamplitude, zodat zij altijd hun positie halvervege tussen de signaalniveaus zouden handhaven, welke niveaus aanwezig zouden zijn bij afwezigheid van additieve mis, 35 zou het decoderen kunnen doorgaan ondanks verminderingen in amplitude van het signaal met gedeeltelijk aanspreken, zolang de verminderde verhouding van signaal-tot-additieve mis nog voldoende zou zijn. Aangezien ondiepe 8203141

ί V

- k - bitverliezen of bitverliezen, waarbij het signaal slechts enkele dB daalt,. reel frequenter plaats vinden dan diepe bitverliezen, zouden dus vele fouten kunnen worden vermeden. In stelsels met zeer grote pakdichtheden, vinden dergelijke bitverliezen tevens betrekkelijk langzaam ten opzichte . 5 daarvan plaats en met een betrekkelijk constante frequentie van signaal-amplitudeverlies.

Derhalve is een doel van de uitvinding het verschaffen van een middel voor het doen veranderen van drempelniveaus, gebruikt voor het decoder en van met gedeeltelijk aanspreken gecodeerde signalen, in verhouding 10 tot en nagenoeg gelijktijdig met schommelingen in het algemene niveau van een signaal. met gedeeltelijke aanspreking voor het zodoende mogelijk maken, dat deze drempelniveaus een optimaal niveau handhaven met betrekking tot het signaal met gedeeltelijk aanspreken, zodat fouten in het waarnemen van juiste signaalniveaus tijdens dergelijke signaalniveauschommelingen 15 tot een minimum worden beperkt.

Een ander doel is het vereffenen van een bitverlies of een an-der ruisoptreden in een signaal met gedeeltelijke aanspreking, waarbij de drempelvergelijkingsniveaus worden gewijzigd. als een functie van de mate van het waargenomen bitverlies.

20 Nog een ander doel is het verschaffen van een signaleerschema met gedeeltelijke aanspreking, dat een grotere gegevenspakdichtheid mogelijk maakt op een magnetisch registratiemedium.

Weer een ander doel is het verschaffen van een middel voor het instellen van drempelniveaus als de functie van een deelcomponent Van een 25 eerder waargenomen, digitaal ”1,,-niveau, zodat een drempelniveau-instel-ling, die het drempelniveau helemaal verlaagt tot het ruisniveau, mogelijk wordt gemaakt.

De uitvinding wordt'nader toegelicht onder verwijzing naar de tekening, waarin : 30 fig. 1 een blokschema toont van het decodeerstelsel met gedeel telijke aanspreking, voorzien van de drempelvolgketen; fig. 2A en 2B een vensterpatroon met gedeeltelijke aanspreking van de klasse IV en een gelijkgericht vensterpatroon met volledige golf · verduidelij ken; en 35 fig. 3 een tijdbepalingsgrafiek is, die de werking van de drempel volgketen volgens fig. 1 verduidelijkfc.

In het algemeen heeft de uitvinding betrekking op een stelsel' 8203141 *· * - 5 - voor het automatisch door positieve en negatieve drempelniveaus, gebruikt voor het decoderen van een met gedeeltelijke aanspreking gecodeerd signaal met drie nievaus, volgen van schommelingen in de algemene amplitude van bet signaal met gedeeltelijke aanspreking. De keten bevat bemonster-5 en houdmiddelen voor het opwekken en handhaven van een uitgangssignaal, waarvan de amplitude gelijk is aan de absolute waarde van bet dan geldende niveau van het signaal met gedeeltelijke aanspreking bij een bepaalde kloktijd, wanneer het signaalniveau althans een voorafbepaald deel is van bet niveau van een eerder opgewekt en gehandhaafd uitgangssignaal. Ook 10 zijn middelen aanwezig voor het opwekken van de positieve en negatieve drempelsignalen als een functie van bet dan geldende niveau van dit uitgangssignaal.

Meer in bet bijzonder bevat in een magnetisch registratiestelsel, een leesketen voor bet decoderen van een digitaal gegevenssignaal met 15. gedeeltelijke aanspreking en drie niveaus (een drietallige golfvorm), een klokuitlicbtmiddel voor bet met tussenpozen opwekken van een klok-impuls wanneer bet niveau van het gegevenssignaal te bemonsteren gegevens vertegenwoordigt, verder een eerste middel, dat aanspreekt op elke klok-• impuls voor bet bemonsteren, aanhouden en uitvoeren van een eerste uit-20 gangssignaal, waarvan het niveau bet dan geldende niveau vertegenwoordigt van hst gegevenssignaal, een tweede middel voor bet bemonsteren, aanhouden en uitvoeren van een tweede uitgangssignaal, dat het dan geldende niveau vertegenwoordigt van bet eerste uitgangssignaal, wanneer de amplitude daarvan althans gelijk is aan een amplitude, die een voorafbepaald deel 25 is van bet niveau van bet dan aangehouden, tweede uitgangssignaal, een onderdoorlaatzeefmiddel voor het afvlakken van amplitudeschommelingen in opeenvolgende tweede uitgangssignalen, en een middel voor bet opwekken van een positief en een negatief drempelniveau, waarvan de amplit.uden een functie zijn van de afgevlakte, tweede uitgangssignalen, maar met tegen-30 gestelde polariteit, waarbij elke polariteit respectievelijk overeenkomt met de polariteit van een van de twee buitenste niveaus van het digitale gegevenssignaal. Ook is een middel voorzien voor bet vergelijken van het gegevenssignaal met deze positieve en negatieve drempelniveaus, en voor bet in aanspreking op elke klokimpuls opwekken van een uitgangs”1'Van de 35 digitale gegevens wanneer bet gegevenssignaalniveau positief bet positieve drempelniveau overschrijdt of negatief bet negatieve drempelniveau over-scbrijdt, en voor bet opwekken van een digitale gegevens "O'' wanneer bet 8203141

« V

-δ: gegevenssignaal van een lagere, absolute grootte is dan een van de drem-pelniveaus.

De uitvinding kan zowel in een inrichting als een werkwijze uit-gedrukt worden bepaald. Hoewel de uitvinding bij voorkeur bruikbaar is 5 voor bet verminderen van ruis in een leessignaal van een magnetiscb re-gistratiemedium, is het voor deskundigen op dit gebied duidelijk, dat de uitvinding toepasbaar is in samenhang met verschillende andere soorten stelsels voor het decoderen van een signaal met gedeeltelijke aanspreking, en andere inrichtingen dan magnetische registreertoestellen.

10 Thans verwijzende naar fig. 1, is met het verwijzingscijfer 10 een keten weergegeven voor het decoderen van signalen met gedeeltelijke aanspreking, welke keten een drempelvolgketen 12 bevat. In een eenvoudig stelsel, kunnen de signalen met gedeeltelijke aanspreking direkt worden verkregen van een magnetisch registratiemedium 1U via een magnetische 15 leeskop 16. Dit komt, omdat het weergeven onder toepassing van gebruike-lijke, induetieve koppen, een differentiatie ornvat in de signaalgolfvorm. Het signaal van de leeskop 16 kan derhalve eenvoudig via een gebruikelijke versterker 18 worden gevoerd naar een decodeerorgaan 10. Hoewel het in fig, 1 getoonde stelsel,. een eenvoudige soort van opwekken van gedeelte-20 lijke aanspreking voorstelt, kan een verder seven, niet getoond, nodig zijn voor het verkrijgen van een aanspreking van de klasse IV.

Zoals hiervoor bescbreven, worden bij bekende stelsels voor het decoderen van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, gewoonlijk twee vergelijkerketens 20 en 22 gebruikt, waaraan het signaal met ge-25 deeltelijke aanspreking wordt toegevoerd voor vergelijking met bijbeho-rende drempelvergelijkingsniveaus, die zijn gekoppeld aan de andere ingang van elk der vergelijkers. Een vast, positief drempelniveau kan zijn gekoppeld aan de vergelijker 20, en een vaste, negatieve drempel gekoppeld aan de vergelijker 22, zodat, wanneer de vergelijkers 20, 22 worden ge-30 stuurd door een klokimpuls CLK via een faze-instelketen 2k, de vergelijker 20 wordt gestart, indien het signaal met gedeeltelijke aanspreking op dat moment groter is dan het positieve drempelvergelijkingsniveau, terwijl de vergelijker 22 wordt gestart indien het signaal met gedeeltelijke aanspreking onder het negatieve drempelvergelijkingsniveau ligt. In een 35 derde geval, waarbij het signaal met gedeeltelijke aanspreking niet groter is dan de positieve drempelvergelijking, noch zich onder de negatieve drempelvergelijking bevindt, wordt geen der vergelijkers 20 en 22 op het 8203141 - τ - CLK-klokmoment' gestart. Een OF-poort 26 is werkzaam. voor het uitvoeren van een positief niveau wanneer de vergelijker 20 of de vergelijker 22 een signaal uitvoert, zodat de uitgang van de OF-poort 26 een digitaal "1'’-signaal is wanneer het signaal met gedeeltelijke aanspreking hoger 5 is. dan het positieve drempelvergelijkingsniveau of lager dan het nega-tieve drempelvergelijkingsniveau, en een digitaal ”0"-~signaalniveau is voor alle andere niveaus van het signaal met gedeeltelijke aanspreking. Dientengevolge vormt de uitgang van de OF-poort 26 het gereconstrueerde,. digitale signaal met twee niveaus. Voor het aanhouden van de dan gel-10 dende tweetallige niveauuitgang door de OF-poort 26 tot aan het volgende CLK-klokmoment, wordt een gebruikelijk grendelorgaan 28 gevoed door de OF-poort 26 en gestart door de CLK-impuls of een andere soortgelijke im-puls, zodat de uitgang Q van het grendelorgaan 28 de tweetallige digitale gegevensuitgang vormt van het decodeerorgaan 10.

15 In het onderhavige geval wordt het dan geldende niveau van po- sitieve en negatieve enen in het signaal met gedeeltelijke aanspreking gemeten. De uit deze meting afgeleide spanning wordt geleid door een onder— doorlaatzeef en wordt na een geschikte aanpassing van de grootte daarvan, direkt gebruikt als de positieve en negatieve drempelvergelijkingsniveaus 20 voor de vergelijkers 20 en 22.

Thans meer in het bijzonder verwij zende naar de drempelvolgketen 12 van fig. 1, bestaat de eerste stap in het waarnemen van een schomme-ling in het algemene niveau van de amplitude van het signaal met gedeeltelijke aanspreking uit het tot een volledige golf gelijkrichten van het 25 ingevoerde signaal met gedeeltelijke aanspreking door middel van een ge-lijkrichter 30. De werking van de gelijkrichter 30 is verduidelijkt in de vensterpatroongrafiek van fig. 2A en het in fig. 2B getoonde gelijkge-richte vensterpatroon. Zoals is te zien in fig. 2, bevindt het middelste niveau van het signaal met drie niveaus zich altijd bij nul, aangezien 30 het signaal met gedeeltelijke aanspreking van de klasse IV een in wissel-stroom gekoppeld signaal is. De gelijkgerichte of ''opgevouwen" golfvoim van fig. 2B toont, dat er dan op elk bemonsteringsmoment een enkele ven-steropening is, waarbij het venster twee brandpunten heeft, waarvan er een op het nulniveau gegevensnullen vertegenwoordigt, en het andere ge-35 gevens enen aangeeft. Door het tot een volledige golf gelijkrichten van het signaal, worden derhalve alle signaalamplituden omgezet in een absolute waarde, en zijn zij bij de bemonst er ingsmoment en een functie van de 8203141 ψ * - 8 - \ piek-tot-piek-amplitude van het binnenkamende signaal plus de effecten van ruis. D.w.z. dat ongeacht of het signaalniveau een positiefgaand of een negatiefgaand niveau is, alle niveaus dan in een enkele polariteits-riehting gaan met' hetrekking tot het middelste niveau.

5 De uitgang van de gelijkrichter 30 wordt gevoerd naar een ge- hruikelijke bemonstering- en houdeenheid A, aangeduid door het verwij zings-cijfer 32, welke eenheid een bemonstervissel 34 bevat, die wordt geregeld door een uitvendige klokinvoer en een spanninghoudmiddel, dat een conden-sator 36 omvat. De uitgang van de bemonster- en houdeenheid 32 wordt via 10 een bufferversterker 38 gevoerd naar een tweede bemonster- en houdeenheid B, aangeduid door het verwijzingscij fer 38. De bemonster- en houdeenheid B bevat dezelfde onderdelen als de bemonster- en houdeenheid A, en bevat een bemonstervissel 40 en een spanninghoudmiddel, dat een condensator 42 omvat. De uitgang van de bemonster- en houdeenheid B wordt via een tweede 15 bufferversterker 44 gevoerd naar een onderdoorlaatzeef- en versterking-instelketen 46 en 00k naar een vergelijker 48 via een spanningdelende* weerstandsschakeling. Deze schakeling omvat de weerstanden 50 en 52. De veerstanden 50 en 52 zijn werkzaam voor het koppelen van een voorafbepaald deel van het dan geldende niveau, aangehouden door de bemonster- en houd-20 eenheid B, aan iln ingang van de vergelijker 48. Zoals is te zien in fig.

1, wordt de andere ingang van de vergelijker 48 gevoed door het uitgangs-signaal van de eerste bemonster- en houdeenheid A. Zoals is te zien, is de vergelijker 48, indien gestart met een kloksignaal, werkzaam voor het uitvoeren van een signaal wanneer het uitgangssignaal van de bemonster- en 25 houdeenheid A de deeleomponent van het uitgangssignaal van de bemonster-en houdeenheid B overschrijdt, vaarbij het deel wordt bepaald door de waarden van de weerstanden 50 en 52. Op te merken is, dat de veerstand 52 aan de andere zijde daarvan is gekoppeld aan een spanning V^. Deze spanning is de spanning van het middelste niveau van het signaal met ge-30 deeltelijke aanspreking, die gelijk is aan 0 V, zoals hiervoor vermeld, voor een signaal met gedeeltelijke aanspreking· van de klasse 17.

De uitgang van de vergelijker 40 voedt een EN-poort 54, waar-van de andere ingangsaansluiting is verbonden met een klokimpuls. De EHU-poort 54 is werkzaam voor het starten van de bemonster- en houdeenheid 35 B voor het zodoende door deze eenheid doen bemonsteren van het signaal, dat op dat moment in de bemonster- en houdeenheid A wordt aangehouden, wanneer de uitgang van de vergelijker 48 aangeeft, dat het signaal uit de bemonster- en houdeenheid A de deeleomponent overschrijdt van de dan 8203141 - 9 - geldende uitgang van de bemonster- en houdeenheid B. Het doel van de hiervoorbeschreven keten is het door de bemonster- en houdeenheid B doen hemonsteren van de uitgang van de bemonster- en houdeenheid A pas tranneer de signaaluitgang. van deze laatste eenheid een digitaal "1”-niveau aan-5 geeft in plaats-van een digitaal "0"-niveau. De reden hiervoor is, dat de uitgang van de bemonster—- en houdeenheid B is bestemd om schammelingen te volgen in het niveau van de uitersten van het signaal met gedeeltelijke aanspreking wanneer gegevensenen vorden waargenomen. Dientengevolge is de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B een spanningsniveau, vaar-10 van de amplitude nagenoeg gelijktijdig de amplitude volgfc van verande-ringen in het niveau van dergelijke digitale enen in het signaal met gedeeltelijke aanspreking.

In de voorkeursuitvoeringsvorm is de deelhoeveelheid van de uitgang van de tveede bemonster- en houdeenheid gelijk aan een half.

15 Indien dus het spanningsniveau van de uitgang van de eerste bemonster-en houdeenheid kleiner is dan de helft van het niveau van het dan geldende uitgangssignaal van de tveede bemonster- en houdeenheid, neemt de keten aan, dat een ,f0" is gezonden, en vordt de bemonsteringimpuls voor de tveede bemonstering- en houdeenheid via een EN-poort geblokkeerd.

20 Als gevolg van het feit, dat bitverliezen zelden, zo niet nimmer, een ogenblikkelijke verandering vertonen van signaalniveau (een 6 dB-verande-ring in 100 bits is representatief vanneer er een matig grote lineaire gegevenspakdichtheid is), kan de keten elke verandering in het niveau van gegevensenen volgen, velke verandering optreedt tijdens het merendeel van 25 deze, zo niet alle, bitverliezen. ,

Zoals hiervoor vermeld, wordt de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B via de bufferversterker gevoerd naar de onderdoorlaat-zeef- en versterkingsinstelketen b6 geleid. De onderdoorlaatzeef is verk-zaam voor het afvlakken van de uitgang van de bemonster- en houdeenheid 30 B. Dit is nodig voor het zoveel mogelijk elimineren van het effect van jitter en andere door ruis veroorzaakte effecten. De keuze van de band-breedte van de onderdoorlaatzeef is een compromis tussen een zeef, die de effecten van additieve ruis vermindert, hetgeen een smalle bandbreedte aanmoedigt, en een zeef met de mogelijkheid de het snelst veranderende, 35 verwachte signaalschommelingen te volgen, hetgeen een bredere bandbreedte aanmoedigt. Proefondervindelijk bleek een zeef, waarvan de aanspreek-tijd overeenkamt met ongeveer 20 bittijdsduren, geschikt te zijn. Het ge- 8203141 * - 10. - bruik van een lineair · faze-ontwerp in de zeef met een bijpassende ver-traging in de signaalbaan, heeft het voordeel, dat het afvlakken van de amplitudemeting symmetrisch met de tijd plaats vindt, waarbij bij bet integreren een gelijk gewicht wordt gegeven aan monsterwaarden, genomen 5 zowel voor als na bet dan geldende moment.

Het versterkinginstelgedeelte van de keten h6 is slechts voor het versehaffen van een middel om te verzekeren, dat de uitgang van de drempelvolgketen 12' de feitelijke drempelvergelijkingsgrootte weerspie-gelt, die de vergelijkers 20 en 22 nodig hebben voor het op juiste wijze 10 bewerken van de daarin gevoerde signalen met gedeeltelijke aanspreking.

Een splitsingsorgaan 56 is verkzaam voor het splitsen van de uitgang van de onderdoorlaatzeef- en versterkinginstelketen b6 voor het produceren van zowel een positief als een negatief drempelspanningsniveau voor het respectievelijk voeren in de vergelijkers 20 en 22.

15 Het opwekken van de CLK- en andere klokimpulsen, nodig voor de juiste werking van de drempelvolgketen 12, is voor een deskundige op dit gebied gebruikelijk. In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm, wordt de CLK-klokimpuls opgewekt door een klokuitlichtketen 60. Een CLK-impuls wordt eenmaal per bittijdsduur opgewekt, en wekt de tijdbepaling op, die ' 20 nodig is voor het op de gewenste bemonstermamenten bemonsteren van de golfvorm met gedeeltelijke aanspreking. In een stelsel met gedeeltelijke aanspreking, worden de bemonstermomenten bepaald om plaats te vinden bij de vensterpatroonbrandpunten, d.w.z. in het midden van de opening van het venster. Zoals hiervoor vermeld, is een bemonstervensterpatroon verduide-25 lijkt in fig. 2A.

De gebruikelijke klokuitlichtketen 60 kan een oscillator zonder stuurspanning bevatten, die via een in faze gegrendelde bus is gegrendeld op een klokfrequentiecomponent, verkregen uit het signaal. Voor de tijd-bepaling van de bemonster- en houdeenheid A, teneinde te verzekeren, dat 30 het monster nauwkeurig bij de brandpunten of het kruisingsmoment van het venster wordt genomen, is een faze-insteiketen 62 verschaft. Dit is, om-dat de CEK-signaalfrequentie kan worden verkregen uit het ingangs signaal met gedeeltelijke aanspreking, maar de betreffende faze niet bekend is. Tijdens bedrijf bevat de faze-instelketen 62 een handinstelling, die wordt 35 gebruikt voor het calibreren van het stelsel om te verzekeren, dat het kloksignaal, gevoerd naar de bemonster- en houdeenheid A nauwkeurig op het: vensterkruisingsmoment plaats vindt. De uitgang van de faze-instelketen 62 8203141 ........

- ir - wordt gevoerd naar een impulsvormer 6h, die slechts .verzekert, dat de klokimpuls als een betrekkelijk smalle bemonst erimpuls is gevormd.

Verschillende vertragingsketer£ 66, 68 en TO zijn eveneens aan-gebracht, en worden gebruikt om te verzekeren, dat alle verkingen van de 5 drempelvolgketen 12 op een juist moment plaats vinden in het juist e ver-band met de andere onderdelen van de keten, waardoor eventuele ketenver-tragingen daarin worden vereffend.

Meer in het bijzonder is de vertragingsketen 68 nodig voor het tot stand brengen van het juist e verband tussen de bemonsteringsmomenten •JO. van de bemonster- en houdeenheden A en B. Op soortgelijke wijze is de vertragingsketen 70 vereist voor het vertragen van de klokimpuls naar de vergelijker U8 voor het tot stand brengen van het juiste verband tussen het bemonst ermoment van de bemonster- en houdeenheid B en het grendel-(beslissings)-moment van de vergelijker U8. De bemonster- en houdeenheid 15 B moet zijn monster laat in de aanhoudtijd van A nemen van de uitgang van A vlak voordat deze zijn volgende monster neemt van het signaal. De vergelijker U8 moet zijn beslissing nemen, terwijl zovel A als B de betref-fende monsterwaarden aanhoudt, en voldoende vooruitlopend op het volgende bemonst ermoment van B teneinde deze via de poort 5k te blokkeren, 2g waarbij rekening wordt gehouden met vertragingen in de voortplanting.

De vertragingsketen 66 wordt gebruikt om te verzekeren, dat het signaal met gedeeltelijke aanspreking, gekoppeld aan de vergelijkers 20 en 22, nagenoeg gelijktijdig aankomt met de door het split singsorgaan 56 ingestelde uitgang van de positieve en negatieve drempelniveaus. Een groot 15 gedeelte van de ketenvertraging, vereffend door de vertragingsketen 66, is de in de onderdoorlaatzeef U6 opgevekte vertraging.

Pig. 3 is een tijdbepalingsgrafiek, die de werking verduidelijkt van de in fig. T getoonde drempelvolgketen. Zoals is te zien in fig. 3, is de eerste kromme een voorbeeld van een signaal met gedeeltelijke aanspre-3f king, voorzien van drie niveaus, t.w. de +1-, -1- en O-gegevensniveaus.

Ook hier is dit echter een vereenvoudigder kromme dan een gedeeltelijke aanspreking van de klasse IT, waarbij het banonsteringsmoment veelal niet bij de piek van de golfvorm ligt. Ook zijn verschillende kLokmomenten t^-t^ veergegeven, die worden gebruikt voor het uiteenzetten van verschillen-35 de eigensehappen van de krcramen in fig. 3. Ter verduidelijking bevat de in fig. 3 getoonde kromme met gedeeltelijke aanspreking als voorbeeld dienende vaste positieve en negatieve drempelniveaus. Zoals aan deze kromme is te zien, strekt het signaal met gedeeltelijke aanspreking zich op 8203141 9 - 12 - het moment tg nauwelijks buiten bet negatieve drempelniveau uit, en is bet signaal met gedeeltelijke aanspreking op bet moment t^ gedaald tot beneden het positieve drempelniveau, en blijft bet beneden de positieve en negatieve drempelniveaus tot aan het moment t^.. De uitvinding is ge-5 richt op bet instellen van de positieve en negatieve drempelniveaus voor aanpassing aan dergelijke verschijnselen, ongeacbt of deze worden opge-wekt door een bitverlies of een andere ruis in bet signaal teneinde te tracbten de ,,1',-impulsen van de gegevens, die anders verloren zouden gaan, te redden en vast te bouden.

10' De tweede krornme in fig. 3 verduidelijkt de werking van de ge lijkrichter 30, waarbij bet uitgangssignaal tot een volledige golf wordt gelijk geriobt, zodat bet met betrekking tot bet middelste of 0-niveau voor alle enen altijd in een polariteitsrichting van verwijzingen is voorzien. D.v.z., dat de absolute waarden van bet signaal met gedeelte-15'. lijke aanspreking vorden bemonsterd door de drempelvolgketen' voor ge- , bruik bij bet aanpassen van de positieve en negatieve drempelniveaus teneinde bet gebruik mogelijk te maken van een maximaal aantal monsters.

De werking van de bemonster- en houdeenheid A is veergegeven,' en verduidelijkt dat de bemonster- en boudeenheid wordt gestuurd voor 20 bet bemonsteren en aanhouden van bet dan geldende niveau van bet uitgangs-signaal van de gelijkrichter 30 op elk klokmoment, bijvoorbeeld op· de mo-menten t^ - t^. Zoals is te zien, bemonstert dus de bemonster- en houd-eenbeid A bet dan geldende niveau van het gelijk gerichte signaal met gedeeltelijke aanspreking en houdt dat vast. Te zien is, dat op het moment 25 t^ de uitgang van de gelijkrichter 30 zicb op een 0-niveau bevindt, en zodoende de uitgang van de bemonstering- en boudeenheid A op een daarop volgend moment eveneens overeenkomt met dit 0-niveau. Wanneer bet uitgangs-signaal van de gelijkrichter 30 op het moment t^ op een gegevens 0-niveau blijft, houdt de uitgang van de bemonster- en houdeenheid A deze waarde 30 vast en behoudt deze. Op de moment en t^, t^ en tg, wanneer de gelijk gerichte signalen alle positief zijn en boven bet normale drempelniveau, voert de bemonster- en boudeenheid A bijbeborende niveaus uit en houdt deze aan. Zoals is te zien, bemonstert de bemonster- en boudeenheid A zelfs op het moment t^, wanneer de uitgang van de gelijkrichter 30 zicb 35 onder bet normale drempelniveau bevindt, dit niveau en houdt het aan tot-aan het volgende bemonstermoment. Samenvattend bemonstert- de bemonster-en houdeenheid A op elk opeenvolgend klokmoment de din geldende waarde van 8203141 ¥ - 13 - het uitgangssignaal van de geli.jkricih.ter 30 en houdt dat vast totaan het volgende bemonstermoment.

De uit gang van de bemonsteren houdeenheid B is getoond in de volgende kromme, vaarbij de bemonstermoment en voor deze bemonster- en 5 houdeenheid zijn aangegeven op de met een kleine x in de kromme van de bemonster- en houdeenheid A gemarkeerde punten. Dit toont aan, dat de tijd-bepaling van het bemonsteren door de bemonster :- en houdeenheid B plaats vindt op een tijdstip, kort voor het volgende bemonstermoment, duidelijk nadat het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid A gelegenheid 10 heeft gehad te stijgen of te dalen naar het niveau, dat daardoor is be-monsterd. Zoals.getoond, schommelt het door de bemonster- en houdeenheid B opgevekte uitgangssignaal niet in aanspreking op uitgangssignalen van de-bemonster- en houdeenheid A, -wanneer deze laatstgenoemde signalen zich beneden een deelbedrag van het dan”geldende niveau bevinden van de 15. bemonster- en houdeenheid B, zoals hiervoor heschreven. JTa het bemonster-moment tg vordt dus het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid B, hoevel het uitgangssignaalniveau van de bemonster- en houdeenheid A is gedaald tot 0, vastgehouden op het niveau, dat het bereikte op het be-monstermoment t^, aangezien het niveau van de bemonster- en houdeenheid A 20 op het moment tg zich onder de helft bevindt van het dan geldende uitgangssignaalniveau van de bemonster- en houdeenheid B. Ha het bemonstermoment t^ echter, vaar het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid A zich boven de deelvaarde bevindt van de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B, vordt dit niveau veerspiegeld. in de uitgang van de bemonster-25 en houdeenheid B,· en worden 00k daaropvolgende niveaus tot aan het bemonstermoment t^ veerspiegekt in het uitgangssignaal, opgevekt door de bemonster- en houdeenheid B.

Te zien is, dat de uitgang van de bemonster- en houdeenheid A op het bemonstermoment t^. is gedaald tot beneden het normale drempelpunt 30 voor een aanduiding van een gegevens"t!I. Dit is een bitverliestoestand. Aangezien het signaal niet minder is danrde helft van het dan geldende niveau van het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid B, volgt de bemonster- en houdeenheid B dit' niveau naar beneden tot beneden het normale drempelniveau. Op het bemonstermoment tg echter, daalt de uit-35 gang van de bemonster- en houdeenheid A veer tot 0, een niveau dat onder 50% ligt van de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B, zodat dit niveau niet vordt veerspiegeld in het uitgangssignaal van de bemonster- 3203141 “ - 1¼ - en houdeenheid B. Wanneer het bitverlies begint te eindigen, beginnendei. op bet moment, t^, begint de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B het signaal terug te volgen naar een niveau rond het normale drempelni-veau.

5 Het is dus duidelijk, dat het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid B de algemene schommelingen volgt in de uiterste of buiten-ste niveaus op de bemonstermomenten van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, en een bruikbare aanduiding verschaft van amplitudeschomme-lingen, die optreden als gevolg van bitverliezen en andere ruis op een 10 magnetisch medium. Bij een juiste aanpassing van de grootte van de uitgang van de bemonster- en houdeenheid B, kan dit signaal dus worden ge-bruikt als een drempelniveausignaal cm te verzekeren, dat de drenrpel-niveaus, gebruikt voor het decoderen van het signaal met1 gedeeltelijke aanspreking, ook elke vermindering in de algemene signaalamplitude van 15' het signaal met gedeeltelijke aanspreking volgen.

De laatste in fig. 3 getoonde kromme is de uitgang van de onder-doorlaatzeef k6. Deze keten is werkzaam voor het afvlakken en ook aanpas-sen van de grootte van het uitgangssignaal van de bemonster- en houdeenheid B, waardoor jitter en andere ruis vordt gecorrigeerd., niet getoond 20 in fig. 3, die ook aanvezig kan zijn in het signaal met gedeeltelijke aanspreking.

Verschillende andere uitvoeringsvormen moeten voor een deskun.-dige op dit gebied duidelijk zijn. Hoevel het de voorkeur verdient, dat het signaal met gedeeltelijke aanspreking gelijk vordt gericht teneinde 25 het voordeel te verkrijgen van het bemonsteren bij elk "1"-gegevensniveau, ongeacht of dit positief of negatief is met betrekking tot het middel-ste of 0-niveau, valt het bijvoorbeeld ook binnen het kader van de uit-vinding een keten te hebben, die alleen de-positief gaande of negatief gaande impulsen beverkt. In het laatste geval is natuurlijk het aantal-30 monsters met ongeveer 50^ verminderd, waardoor dus de nauwkeurigheid en de aanspreektijd van een dergelijke drempelvolgketen zijn verminderd. Een andere mogelijkheid is het opwekken van de positieve en negatieve drem-pelniveaus van twee afzonderlijke drempelvolgketens. Ook deze uitvoerings-vorm is minder voordelig, doordat elk drempelniveau dan van slechts onge-35 veer 50% van de gegevens ”1"-monsters, gebruikt in de voorkeursuitvoe-ringsvorm van fig. 1, vordt opgevekt.

Het is natuurlijk duidelijk, dat hoewel een voorkeursuitvoerings- 8 20 3 1 4 1 - η - vorm is verduidelijkt en heschreven, verschillende vijzigingen, veranderingen en equivalenten daarvan duidelijk zullen zijn voor deskundigen op dit gekiedj en derhalve de crnvang van de uitvinding alleen mag worden bepaald door de volgende conclusies en equivalenten daarvan.

* 8203141 .

Claims (9)

1. Inrieliting voor het decoderen van een signaal met gedeeltelijke aanspreking, vaarvan het niveau op een bepaald klokmoment een digitale "V'-toestand vertegenvoordigt, indien het niveau groter is dan een eer-ste drempelniyeku of negatiever dan een lager tveede drempelniveau, en 5 een digitale "0"-toestand vertegenvoordigt, indien het signaalniveau zich bevindt of of nabij een middeiste niveau tussen de drempelniveaus, vaar-bij een stelsel is aangebracht voor het automatisch door deze eerste en tveede drempelniveaus doen volgen van schommelingen in de algemene amplitude van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, gekenmerkt door 10. hemonster- en hOudmiddelen voor het opvekken en aanhouden van een uit-gangssignaal, vaarvan de amplitude gelijk is aan de absolute vaarde van het dan geldende niveau van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, met betrekking tot het middelste niveau op een bepaald klokmoment, van-neer het signaalniveau althans een voorafbepaald deel is van het niveau 15 van een uitgangssignaal, opgevekt en aangehouden op een voorgaand klokmoment door de bemonster- en houdmiddelen, en door middelen voor het opvekken van eerste en tveede drempelniveaus als een funetie van het dan geldende niveau van het uitgangssignaal.

2. Inrichting voor het decoderen van een signaal met drietallige 20 golfvorm in een tveetallig signaal, vaarbij een middelste niveau van het signaal vordt vertegenvoordigd door de amplitude van bovenste en onder-ste niveaus met betrekking tot dit middelste niveau, en op een bepaald klokmoment een bovenste niveausignaal een digitale ,,1,,-toestand is-, indien dit niveau groter is dan een .eerste drempelniveau, en een onderste 25 niveausignaal een digitale ,,1,,-toestand is , indien dit niveau negatiever is dan een tveede drempelniveau, en een stelsel is aangebracht voor het automatisch door deze eerste en tveede drempelniveaus doen volgen van schommelingen in de algemene amplitude van de bovenste en onderste ni-veausignalenr gekenmerkt door bemonster- en houdmiddelen voor het opvekken 30 en aanhouden van een uitgangssignaal, vaarvan de amplitude gelijk is aan de absolute vaarde van het dan geledende niveau van het signaal met drietallige golfvorm met betrekking tot het middelste niveau op een bepaald klokmoment, vanneer het signaalniveau. althans een voorafbepaald deel is van het niveau van een uitgangssignaal, opgevekt en aangehouden op een 35 eerder klokmoment door de bemonster- en houdmiddelen, en door middelen voor het opvekken van de eerste en tveede drempelniveaus als een funetie 8203141 -17. - van. het dan geldende niveau van het uitgangssignaal.

3. Inrichting volgens conclusie 2 met.het kenmerk, dat het vooraf- hepaalde deelniveau van het uitgangssignaal is hepaald als een niveau van ongeveer 50% van het uitgangssignaalniveau. 5 k. Magnetiseh registratietoestel, voorzien van een leesketen-voor het decoderen van een digitaal gegevenssignaal met drietallige golfvorm, , gekenmerkt door klokuitliehtmiddelen voor het met tussenpozen opwekken van een. klokimpuls, zodat deze plaats vindt wanneer het niveau van het gegevenssignaal te bemonsteren gegevens vertegenwoordigt, door eerste 10. middelen, die aanspreken op elke klokimpuls voor het bemonsteren, aan-houden en als een eerste uitgangssignaal uitvoeren van het dtn geldende niveau van het gegevenssignaal, door tweede middelen voor het bemonsteren, aanhouden en als een tveede uitgangssignaal uitvoeren van het dan geldende niveau van het eerste uitgangssignaal wanneer de amplitude daarvan althans gelijk is aan een amplitude, die een voorafbepaald deellis van het niveau van het. dan aangehouden tweede uitgangssignaal, door onderdoorlaat-zeefmiddelen voor het afvlakken van amplitudeschommelingen in opeenvolgen-de tweede uitgangssignalen, en door middelen voor het opwekken van een positief en een negatief drempelniveau, waarvan de amplituden een functie 20 zijn van de afgevlakte tweede uitgangssignalen, maar met een tegengestelde polariteit, waarbij elke polariteit respectievelijk overeenkomt met de polariteit van een van de twee buitenste niveaus van het digitale gegevenssignaal. 5« Toestel volgens conclusie U gekenmerkt door middelen voor het 25 vergelijken van het gegevenssignaal met de positieve en negatieve drempel-niveaus, en voor het in aanspreking op elke klokimpuls opwekken van een digitale gegevensuitgang van "I” wanneer het gegevenssignaalniveau positief het positieve drempelniveau overschrijdt of negatief het negatieve drempelniveau overschrijdt, en een digitale gegevens ”0" wanneer het ge-30 gevenssignaal van een lagere absolute grootte is dan de drempelniveaus.

6. Toestel volgens conclusie k gekenmerkt door middelen voor het vertragen van het bemonsteren van de amplitude van het eerste uitgangssignaal door de tweede middelen voor het bemonsteren gedurende een tijds-duur na het door de klokimpuls starten van de eerste middelen voor het 35 bemonsteren teneinde tijd te verschaffen voor het stabiliseren van de amplitude van het eerste uitgangssignaal.

7. Toestel volgens conclusie ^ met het kenmerk, dat het voorafbe- .820 3 1 4 1 " - 18‘ - paalde deelniveau van het op dat moment aangehouden tweede uitgangssig-naal ongeveer 50% is van het tweede uitgangssignaal.

8. Toestel volgens conclusie U gekenmerkt door gelijkrichter-middelen voor het gelijkrichten van de drietallige golfvorm, voorafgaan- 5 de aan het hemonsteren daarvan voor de eerste bemonstermiddelen.

9. Inrichting voor het decoderen van een digitaal gegevenssignaal met gedeeltelijke aanspreking en voorzien van drie niveaus, te weten een bovenste niveau, dat is bepaald als een signaal boven een positief drempelniveau, verder een onderste niveau, dat is bepaald als een signaal 10 beneden een negatief drempelniveau, en een middeiste niveau, dat is bepaald als een signaal tussen de positieve en negatieve drempelniveaus, waarbij een signaal in het bovenste of het onderste niveau op-een bepaald kloimoment een digitale "1 "-toestand vertegenwoordigt, een signaal in het middelste niveau op een bepaald' klokmoment een digitale "0"-15: toestand vertegenwoordigt, en de positieve en negatieve drempelniveaus worden gedwongen schommelingen in de algemene amplitude van het digitale gegevenssignaal te volgen,. met het kenmerk, dat het tot volgen van arapli-tudeschommelingen dwingen van de positieve en negatieve drempelniveaus bestaat uit de stappen van het bemonsteren van het gegevenssignaal op 20 een tijdstip, dat het gegevenssignaal een digitale "1 "-of een digitale "0,,-toestand vertegenwoordigt, het opwekken en aanhouden van een uit-gangssignaal, gelijk aan de absolute waarde van de amplitude van het gegevenssignaal, wanner deze vaarde althans gelijk is aan een-voorafbepaald deel van het niveau van het eerder opgewekte en aangehouden uitgangs-25 signaal, het opwekken van de positieve en negatieve drempelniveaus als een functie van dit uitgangssignaal, en het herhalven van de eerder genoemde stappen voor elk vertegenwoordigend gegevenssignaal.

10. Inrichting volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat het deelniveau van het .eerder aangehouden uitgangssignaal gelijk is aan ongeveer 30 50% van het uitgangssignaalniveau.

11. Inrichting voor het decoderen van een signaal met gedeeltelijke aanspreking, waarvan het niveau op een bepaald klokmoment een digitale eerste toestand vergegenwoordigt indien het niveau groter is dan een eerste drempelniveau of negatiever dan een tweede lager drempelniveau, en een 35 digitale tweede toestand vertegenwoordigt, indien het signaalniveau zich op of nabij het middelste niveau bevindt tussen de drempelniveaus, waarbij een stelsel aanwezig is voor het automatisch door deze eerste en tweede 8203141 1» -19- “Ζ •', drempelniveaus doen volgen van schommelingen in de algemene amplitude van het signaal met gedeeltelijke aanspreking, gekenmerkt door hemonster-en houdmiddelen voor het opvekken en aanhouden van een uitgangssignaal, waarvan de amplitude gelijk is aan de absolute vaarde van het dan gelden-5 de niveau van het signaal met gedeeltelijke aanspreking met betrekking tot het middelste niveau op een bepaald klokmoment, vanneer het signaal-niveau althans een voorafbepaald deel is van het niveau van een uitgangssignaal, opgevekfc en aangehouden op een eerder klokmomeht door de bemon-ster- en houdmiddelen, en door middelen voor het opvekken van de eerste 10' en tveede drempelniveaus als een functie van het dan geldende niveau van het uitgangssignaal. \ 820 3 1 4 1 ------------ -------- -