DE1940021A1

DE1940021A1 - Impulsdiskriminator

Info

Publication number: DE1940021A1
Application number: DE19691940021
Authority: DE
Inventors: Bickel Charles E
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1968-08-30
Filing date: 1969-08-06
Publication date: 1970-03-05
Also published as: NL6912637A; DE1940021C3; FR2016635A1; GB1259178A; DE1940021B2; US3585507A; BE737900A

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma

Burroughs Corporation, 6071 Second Avenue, Detroit, Mich. 48232

U.S.A.

betreffend

Impulsdiskriminator

Die Erfindung betrifft einen Impulsdiskriminator für binäre Datenverarbeitungsschaltungen, insbesondere einen Amplitudendiskriminator für Datenimpulse,

Es ist bekannt j in der Datenverarbeitungstechnik den Einfluß von Störsignalen auf Impulse durch Amplitudendiskriminierung zu verringern . Zu diesem Zweck werden üblicherweise Basisklipperschaltungen oder Schwellwertdetektoren verwendet₀ Derartige Klipperschaltungen übertragen lediglich den über einem Schwellwert liegenden Teil eines Impulssignales, während zu den übrigen Zeiten ein niedriges Bezugssignal hindurchgelassen wird» Ein Schwellwertdetektor erzeugt ein Binärausgangssignal von einem Wert, wenn das Impulssignal unterhalb des Schwellwertes liegt_s und von einem anderen Wert, wenn das Impulssignal größer als der Schwellwert ist» Am günstigsten wird der Schwellwert bei beiden Vorrichtungen so eingestellt, daß ei? oberhalb der maximalen Störamplitude in dem System

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liegt und unterhalb der minimalen Spitzenamplituden der Datenimpulse. Diese idealen Bedingungen sind jedoch praktisch schwer zu erreichen. Wenn der Schwellwert zu niedrig eingestellt ist, wird ein Störpegelanteil zusammen mit den Datenimpulsen übertragen. Dadurch ergibt sich eine unwirksamere Amplitudendiskriminierung, so daß Datenimpulse in Bitzellen erscheinen, wo tatsächlich keine hingehören. Wenn der Schwellwert zu hoch eingestellt ist_s reicht möglicherweise die Amplitude einiger Datenimpulse nicht aus, um diesen Schwellwert zu überschreiten;, so daß diese Impulse verloren gehenο

Das Muster der bei hoher Packungsdichte gespeicherten Datenimpulse, d.h. die Anwesenheit oder Abwesenheit von Impulsen in den Bitzellen, kann Einfluß haben auf die augenblickliche Störspannung und auf die Spitzenspannung der Datenimpulse. Dies geschieht beispielsweise bei der Wiedergewinnung von magnetisch auf der Oberfläche eines Bandes, einer Scheibe oder einer Trommel binär gespeicherten Sättigungswertimpulsen. Wenn das Impulsmuster der von einer magnetischen Oberfläche abgelesenen Sättigungswertimpulse aus einem isolierten Impuls besteht, der durch einen oder mehrere Bitzellen von den nächstliegenden anderen Impulsen getrennt ist, so ist die Spitzenspannung der Amplitude verhältnismäßig groß. Bei Impulsmustern mit einer Reihe von Impulsen in aufeinanderfolgenden Bitzellen weisen einige Zwischenimpulse verhältnismäßig niedrige Spitzenspannungen auf, während der erste Impuls in der Reihe eine verhältnismäßig hohe Spitzenspannung aufweist. Ganz anders verhält es sich bei der augenblicklichen Störspannung, die in Lücken zwischen Impulsen, d.h. in Bitzellen ohne Impulse, verhältnismäßig groß ist, und die verhältnismäßig klein ist bei Serien von Impulsen in aufeinanderfolgenden Bitzellen. Die Systemparameter müssen daher so ausgewählt sein, daß die maximale augenblickliche Störspannung unterhalb der minimalen Spitzenspannung der Datenimpulse bleibt, um eine zufriedenstellende Unterscheidung zwischen Datenimpulsen und Störspannungen zu ermöglichen.

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Es wurde gefunden» daß bei einer Reihe von drei oder mehr Richtungsschrift impulsen in aufeinanderfolgenden Bitzellen die Spitzenspannung des dritten Impulses und jedes ungradzahligen darauffolgenden Impulses merklich größer ist als die Spitzenspannung des zweiten Impulses und jedes darauffolgenden gradzahligen Impulses, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt und die positiven und negativen Spitzenspannungen gleich sind. Die Erfindung macht Gebrauch von der Unterscheidung des zweiten Impulses in einer Reihe aus drei oder mehr Impulsen in aufeinanderfolgenden Bit.zellen von einer Störspannung, indem festgestellt wird, ob der dritte Impuls in der Impulsreihe einen ersten, hohen Schwellwert übersteigt.

Die Impulsdiskriminatorschaltung nach der Erfindung ist so gestaltet, daß sie normalerweise eine Datenanzeige für eine Bitzelle ergibt, wenn die Spitzenspannung des Impulssignales oberhalb eines zweiten, hohen Schwellwertes liegt, der größer ist als die maximale augenblickliche Störspannung des Impulssignales. Derartige Bitzellen sind im folgenden als Schwellwertbitzellen bezeichnet. Nach dem Nachweis einer Spitzenspannung in der ersten auf eine Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle, wobei die Spitzenspannung merklich niedriger sein kann als die Schwellwerte, wird das Impulssignal während der zweiten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle untersucht. Wenn sich hierbei herausstellt, daß die Spitzenspannung des Impulseignales während dieser zweiten Bitzelle den ersten Schwellwert übersteigt, dann erzeugt die Impulsdiskriminatorschaltung eine Dateninformation für die erste Bitzelle. Wenn sich jedoch herausstellt, daß die Spitzenspannung des Impulseignales während der zweiten Bitzelle unterhalb des ersten Schwellwertes liegt, wird keine Dateninformation für die erste Bitzelle erzeugt. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Schwellwert identisch, so daß dieselbe Schaltung für die Datenweiterleitung bei den Schwellwertbitzellen und bei der ersten, auf die Schwellwertbitzelle folgenden Zelle verwendet werden kann.

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Die Impulsdiskriminatorschaltung umfaßt vorzugsweise zwei Kanäle» die jeweils wenigstens drei bistabile, hintereinander geschaltet· Stufen aufweisen. Der erste Kanal spricht auf die Koinzidenz der Datenanzeigen aus einem Schwellwertdetektor und einem Spitzenspannungsdetektor an. Der zweite Kanal spricht auf die Koinzidenz derselben Anzeigen in dem ersten Kanal oder auf die Koinzidenz der Anzeige aus dem Spitzenspannungsdetektor und einer Anzeige aus dem Schwellwertdetektor, dass in einer vorangehenden Bitzelle eine Impulsspannungsspitze oberhalb des Schwellwertes vorhanden war· Die beiden Kanäle sind logisch mit einer Ausgangsschaltung verknüpft, welche die Anwesenheit öder das Fehlen von Impulsen in den Bitzellen anzeigt. Wenn die Zustände der letzten Stufe der Kanäle abereinstimmen, wird einer oder beide Kanäle mit der Ausgangsschaltung gekuppelt. Wenn die Zustände der letzten Stufe der Kanäle nicht übereinstimmen» erfolgt eine logische Entscheidung, indem die letzte Stufe des zweiten Kanals mit der Ausgangsschaltung gekuppelt wird, falls die Zustände der mittleren Stufe der Kanäle übereinstimmen, während keiner der Ausgangskanäle mit der Ausgangsschaltung gekuppelt wird, wenn die Zustände der mittleren Stufe der Kanäle nicht übereinstimmen. Es ist ferner eine Blockiereehaltung vorgesehen, welche gewährleistet, daß diese logische Entscheidung lediglich ein einziges Mal nach einer Schwellwertbitzelle getroffen wird. Dadurch wird vermieden, daß eine falsche Anzeige gemacht wird bei einer Bitzelle vor einem isolierten Datenimpuls.

Eine Schaltung mit derartigen Eigenschaften ist erfindungsgemäß im wesentlichen gegeben durch eine Einrichtung zum Erzeugen einer Anzeige für eine Bitzelle, wenn die Spitzenspannung des Impulssignales oberhalb eines Schwellwertee liegt, wobei derartige Bitzellen als Schwellwertbitzellen bezeichnet werden, durch eine zweite Einrichtung, welche auf eine Spitzenspannung des Impulssignales während der ersten auf eine Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle auftritt, zum Untersuchen des Impulssignaleβ während der zweiten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle, und durch eine dritte, von der zweiten Einrichtung gesteuerte Einrichtung zum Erzeugen einer Anzeige für die erste Bitzelle, wenn die Spitzenspannung des Impulseignales während der zweiten Bitzelle einen

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Schwellwert überschreitet. O

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

. Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Impulsdiskriminator-'

schaltung nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt die Wirkung von Impulsanhäufungen für eine

Reihe von Impulsen in drei aufeinanderfolgenden

'Bitzellen) und
Fig, 3 zeigt die Wellenformen an verschiedenen Stellen

der Schaltung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung eignet sich zum Aufarbeiten von Richtungsschriftimpulsen, die auf der magnetischen Oberfläche eines Bandes, einer Scheibe oder einer Trommel gespeichert sind. Die Daten können in der üblichen Richtungsschrift gespeichert sein, bei der die eine Flußrichtung des Magnetflusses den einen Binärwert und die andere Flußrichtung den anderen Binärwert repräsentiert. Die Daten können auch in Richtungswechselschrift aufgezeichnet sein, bei der eine Flußrichtungsumkehr in einer Bitzelle den einen Binärwert repräsentiert und das Fehlen einer Flußrichtungsumkehr in einer Bitzelle den anderen Binärwert. In jedem Fall befindet sich ein magnetischer Lesekopf 1 dicht an der magnetischen Oberfläche und erzeugt ein elektrisches Signal mit einem Datenimpuls bei jeder Flußrichtungsumkehr.

Fig. 2 zeigt die Signalspannung als Funktion der Zeit bei dem Lesekopf für eine Reihe von Flußrichtungsumkehrungen in drei aufeinanderfolgenden Bitzellenο Die Bitzellen sind in Fig. 2 durch vertikale gestrichelte Linien 50, 51, 52 und 53 dargestellt. In der Bitzelle linke neben der Linie 50 ist kein Datenimpuls vorhanden. In der Bitzelle zwischen den Linien 50 und 51 liegt ein Datenimpuls 5t», in der darauffolgenden Bitzelle zwischen den Linien 51 und 52 ein Datenimpuls 55 und in der Bitzelle zwischen den Linien 52 und 53 ein Datenimpuls 56. Jeder dieser Impulse 5t*, 55 und 58 umfaßt

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einen Spitzenspannungsbereich 57, eine Anstiegsflanke 58 und eine Abstiegsflanke 59. Bei Erhöhung der Packungsdichte der Daten auf einem Magnetspeicherträger nimmt der Zeitabstand zwischen den Impulsen ab. Die Abstiegsflanke 59 des Impulses 54 und die Anstiegsflanke 58 des Impulses 56 laufen daher ineinander über und verringern die Amplitude des Spitzenspannungsbereiches 57 des Impulses 55. Obwohl die Spitzenspannung des Impulses 55 gegenüber der Spitzenspannung des Impulses 56 merklich verringert ist, bleibt sie doch im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie bei dem, er st en Impuls 51 der Impulsreihe. Die oben beschriebenen Folgen einer höhe- ' ψ ren Packungsdichte treten auch bei längeren Reihen von Datenimpulsen auf. Jeder geradzahlige Impuls, z.B. der zweite, vierte, sechste usw., hat allgemein eine kleinere Spitzenspannung als die vorausgehenden ungeradzahligen Impulse, nämlich der erste, dritte, fünfte usw. Die ungünstigsten Verhältnisse liegen bei einer Impulsreihe mit drei Impulsen vor. Gemäß der Erfindung werden die Richtungsschrift- oder Richtungswechselschriftsignale, im folgenden auch Sättigungsschriftsignale genannt, nach einem Kriterium unterschieden, welches das anhand von Fig. 2 erläuterte Phänomen berücksichtigt. Dieses Kriterium ist folgendes:

1. Es erfolgt eine Datenanzeige bei jeder Spitzenspannung eines Impulssignales₉ welche höher ist als ein Schwellwert in einer

ι; Bitzelle (SchwellwertbitzelleJ,

2. Jedesmal, wenn das untersuchte Impulssignal eine Spitzenspannung in der ersten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle aufweist, welche merklich kleiner ist als der Schwellwert, geschieht folgendes:

a. Es erfolgt eine Datenanzeige, wenn die Spitzenspannung des Impulssignals während der zweiten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle den Schwellwert überschreitet O

bo Es erfolgt keine Datenanzeige, wenn die Spitzenspannung des Impulssignals während der zweiten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle unterhalb des Schwellwertes liegt ο

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Figur 3 zeigt die verschiedenen Wellenformen A bis P, welche an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1 an den entsprechend gekennzeichneten Stellen vorhanden sind. In Figur 3 sind zehn Bitzellen tj bis t_1Q aufgezeichnet. Die Kurve A stellt die Wellenform des elektrischen Signals des Lesekopfes 1 dar, welches über einen Verstarker 2 an die Eingänge eines positiven Schwell** wertdetektors 3, eines Spitzenspannungsdetektors U und eines negativen Schwellwertdetektors 5 gelangt. Es sei angenommen, daß di« Daten auf einem Speicherträger in üblicher Sättigungsschrift aufgezeichnet sind. Die Bitzellen tj, bis t_1Q enthalten dann den Binärwert 0100001111. Der positive Schwellwertdetektor 3 bildet •ine übliche Schaltung mit einem bistabilen Ausgang, das auf Erdpotential liegt, wenn die Spannung des Lesekopfsignales unterhalb eines durch die gestrichelte Linie 70 dargestellten positiven Schwellwertes bei der Kurve A liegt, und der ein positives Signal führt, wenn die Amplitude des Lesekopfsignales oberhalb dieses Schwellwertes liegt. Der negative Schwellwertdetektor 5 ist ebenfalls von üblicher Bauart mit einem bistabilen Ausgang, der auf Erdpotential liegt, wenn die Amplitude des Lesekopfsignales unterhalb des durch die gestrichelte Linie 71 liegenden Schwellwertes bei der Kurve A liegt und der ein positives Potential hat, wenn die Spannung des Lesekopfsignales oberhalb dieses Schwellwertes liegt. Die Kurven C und D stellen die Ausgangsspannungen der Detektoren S bzw. 3 dar. Der Spitzenspannungsdetektor H ist von üblicher Bauart und weist zwei komplementäre bistabile Ausgänge auf. Wie die Kurve B in Fig. 3 erkennen läßt, geht der eine Ausgang des Spitzenspannungsdetektors U von Erdpotential auf ein positives Potential über, wenn eine negative Spitzenspannung in dem Lesekopf signal festgestellt wird, und von einem positiven Potential auf Erdpotential, wenn eine positive Spitzenspannung in dem Lesekopfsignal festgestellt wird. Der andere Ausgang des Spitzen-* Spannungsdetektors 4 gelangt von einem positiven Potential auf Erdpotential, wenn eine negative Spitzenspannung in dem Lesekopfsignal

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festgestellt wird, und von Erdpotential auf ein positives Potential, wenn eine positive Spitzenspannung in dem Lesekopfsignal festgestellt wird. Der Spitzenspannungsdetektor U ist genügend empfindlich, um jede, aber auch jede Impulsspitze eines Datenimpulses festzustellen, und spricht auch auf Spitzenspannungen an, welche wesentlich niedriger sind als die Schwellwerte .der Detektoren 3 und 5 einschließlich gewisser Störspannungsepitzen.

Der erste bistabile Kanal umfaßt die Flip -Flops IU₉ 1§ und 18 hintereinandergeechaltet und der zweite bistabile Kanal die Flip-Flops IS, 17 und 19 hintereinandergeschaltet. Die Ausgänge des ersten und des zweiten Kanals sind durch eine logische Schaltung 72 mit dem Eingang eines Flip-Flops 36 verbunden· Dieser umfaßt eine Ausgangsschaltung, welche die Anwesenheit eines positiven Dateninpulsee in dem Lesekopfsignal anzeigt durch eine Zustandsänderung in der einen Richtung und einen negativen Datenimpuls des Lesekopfsignaleβ durch eine Zustandsänderung in der anderen Richtung. Ein weiterer Flip-Flop 37 bildet einen Teil einer Blökkierschaltung 73, deren Funktion weiter unten noch erläutert ist· Die Flip-Flops Ik bis 19 sowie 36 und 37 weisen jeweils zwei komplementäre Ausgänge auf, die »it 1 bzw. 0 bezeichnet sind, sowie zwei Eingänge s bzw. r. Wenn ein positives Signal an den e-Eingang (im folgenden auch Schalteingang genannt) eines Flip-Flops gelangt, wird der Flip-Flop eingeschaltet, wobei der Ausgang *iⁿ ein positives Potential und der Ausgang "0" das Erdpotential annimmt» Wenn ein positives Signal an den r-Eingang (im folgenden auch Ruckstelleingang) eines Flip-Flops gelangt, wird dieser zurückgestellt, so daß der Ausgang "0^N ein positives Potential und der Ausgang "1" Erdpotential annimmt. Die Flip-Flops IH und 15 arbeiten in der sogenannten R-S-Art, d.h. ihre Ausgänge ändern den Schaltzustand unmittelbar nach Anlegen des positiven Signals an einem der Eingänge, Die Flip-Flops 16 bis 19, 36 und 37 arbeiten in der sogenannten J-K-Art, d.h. ihre Ausgänge ändern ihren Schaltzustand beim Anlegen von Ührimpulsen von einem Taktgeber

009810/1254 owbnal ^re

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20. Diese Uhrimpulse, die durch die Wellenform I dargestellt sind, treten am Ende jeder Bitzelle auf. Sie lassen sich von einer Taktgeberspur auf dem Speicherträger oder von den Daten durch Selbstlauf ende Taktgebung in üblicher Weise ableiten.

Der Ausgang des positiven Schwellwertdetektors 3 und ein Ausgang des Spitzenspannungsdetektors 4 sind an die Eingänge eines ÜndgattersS ·» geleitet. Der Ausgang des negativen Schwellwertdetektors 5 und der andere Ausgang des Spitzenspannungsdetektors:.; U sind an die Eingänge eines weiteren Undgatters 7 geleitet. Die Ausgänge der Undgatter 6 und 7 sind mit dem s-Eingang bzw. dem r-Eingang des Flip-Flops 14 verbunden. Die Spannung am !-Ausgang des Flip-Flops 14 ist durch die Kurve G in Fig. 3 dargestellt,-und die". Spannung am 0-Ausgang des Flip-Flops 14 durch die komplementäre Kurve zu dieser Wellenform G. Wenn das Lesekopfsignal am Ausgang des Verstärkers 2 eine negative Spitzenspannung aufweist, die den negativen Schwellwert Übersteigt, so nimmt der Ausgang dee Undgatters 7 ein positives Potential an,und der Flip-Flop 14 wird sodann zurückgestellt, wie in dem Zeitabschnitt t^ von Fig. 3 dar- · gestellt ist. Wenn das Lesekopfsignal am Ausgang des Verstärkers 2 eine positive Spitzenspannung aufweist, welche größer ist als der positive Schwellwert, nimmt der Ausgang des Undgatters 6 ein positives Potential an,und der rückgestellte Flip-Flop 14 wird sodann eingeschaltet, wie durch den Zeitabschnitt t_? in Fig. 3 dargestellt ist. Es erfolgt keine Zustandsänderung des Flip-Flops in der Bitzelle t_g, da der Flip-Flop bereits zurückgestellt ist, wenn der Ausgang des Undgatters 7 ein positives Potential annimmt ₀ Der Zustand des Flip-Flops IU repräsentiert die Datenimpulse des Lesekopfsignales nach Diskriminierung in Bezug auf den positiven und den negativen Schwellwert. Die Datenimpulse des Lesekopfsignales, welche unterhalb des Schwellwertes liegen, etwa der Datenimpuls der Bitselle t₂, werden durch den Flip-Flop 14 nicht angezeigt .

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Der Ausgang des Undgatters 6 ist mit einem Monovibrator 8 gekoppelt» und der Ausgang des Undgatters 7 mit einem Monovibrator S. Dies® bei-, den Monovibratoren 8 und 9 sind von üblicher Bauart» wobei deren Ausgänge ein positives Potential annehmen für eine Zeit entsprechend der anderthalbfachen Länge einer Bitzelle, in Abhängigkeit von der Zustandsänderung ihres Einganges von Erdpotential auf ein positives Potential. Der Ausgang des Monovibrators 8 und ein Ausgang des Spitzenspannung s detektor s 4 sind mit den Eingängen eines Undgatters 11 verbunden. Die Ausgänge der Undgatter 11 und 7 sind überfeine Oder-Schaltung 13 mit dem R-Eingang des Flip-Flops 15 verbunden. Der Ausgang des Monovibrators 9 und der andere Ausgang des Spitzenspannungsdetektors 4 sind an die Eingänge eines Undgatters 10 angeschaltet. Die Ausgänge der Undgatter 10 und 6 sind über eine Oderschaltung 12 an den s-Eingang des Flip-Flops 15 angeschaltet.

Bei einem Datenimpuls in dem Lesekopfsignal mit einer höheren Spitzenspannung als dem Schwellwert erzeugt einer der Monovibratoren 8 oder 9, je nach der Polarität des Datenimpulses, für das Undgatter 4 und das Undgatter 11 ein Freigabesignal, welches bis zum Ende der nächsten Bitzelle dauert. Dieses Signal ist durch die Kurve E in Figur 3 während der Bitzellen t^ und t₂ und durch die Kurve F in Figur 3 während der Bitzelle t_? dargestellt. Wenn der Spitzenspannungsdetektor 4 eine Spannungsspitze von entgegengesetzter Polarität in dem Lesekopfsignal während der nächsten Bitzelle feststellt, nehmen die Ausgänge des Undgatters Io und des Undgatters 11 ein positives Potential an, und der Flip-Flop 15 wird entsprechend gesteuert, wie durch die Kurve H in der Bitzelle t₂ dargestellt ist. Die Kurve H zeigt eine Zustandsänderung von Erdpotential auf ein positives Potential während der Dauer der Bitzelle t₂, da der während der Bitzelle tj getrickerte Monovibrator 9 ein positives Potential führt, wenn der Spitzenspannungsdetektor 4 die positive Spannungsspitze in der Bitzelle t₂ feststellt. Unabhängig von der Tätigkeit der Monovibratoren 8 und 9 wird der Zustand des Flip-Flops 15 auch durch die Ausgänge der Undgatter 6 und 7 gesteuert, die auch den Flip-Flop l«f beeinflussen. Die Zustande der Flip-Flops

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m und 18 sind am Ende einer Bitzelle identisch, wenn ein Datenimpuls in dieser Bitzelle vorhanden ist, dessen Spitzenspannung oberhalb des Sehwellwertes liegt. Eine derartige Bitzelle ist in dieser Beschreibung Schwellwertbitzelle genannt, (s. Kurven 6 und H von Figur 3 in den Bitzellen t^, t_g und t_?). Die Zustande der, Flip-Flops 14 und 15 sind verschieden» wenn der Spitzenspannungsdetektor 4 eine Spannungsspitze von entsprechender Polarität mit einer kleineren Amplitude als dem Schwellwert in der auf die Sdhwellwertbitzelle folgenden Bitzelle feststellt (s. Kurven G und H für die Bitzellen *₂ und t^K Wenn der Zustand des Flip-Flops 15 anders wird als der Zustand des Flip-Flops 14 in der Bitzelle 1,so bleibt dieser Unterschied bis zur Bitzelle t₇ bestehen» wo der Schwellwert wieder Oberschritten wird.

Der Unterschied in den Zuständen der Flip-Flops IU und 15 während der Bitzelle tj ergibt einen Dateninpuls, dessen Spitzenspannung unterhalb des durch die Linie 70 dargestellten Schwellwert·· liegt. Die Tatsache» daß es sich hierbei um einen Datenimpuls und nicht um einen StOrspannungsimpuls handelt» wird durch Untersuchen des Lesekopfsignales in der nächsten Bitzelle festgestellt» nämlich in der Bitzelle tg. Die Anwesenheit eines Datenimpulses in der Bitzelle tg» dessen Spitzenspannung Über.dem negativen Schwellwert liegt» bedeutet» daß die Spannungsspitze in der Bitzelle t₂ ein Datenimpuls ist. Die in dieser Bitzelle festgestellte Spannungespitze stellt sich als Datenimpuls heraus» da eine Schwellwertbittelle darauf folgt. Hie durch die Kurven 6 und H in Figur 3 dargestellt ist» sind die Zustände der Flip-Flops 14 und 15 am Ende der Bitzelle tg identisch. Im Gegensatz zur Bitzelle t₂ sind die unterschiedlichen Zustände der Flip-Flops 14 und 15 in der Bitsell· t_H durch eine Störspannungsspitze hervorgerufen. Dieser Umstand wird dadurch festgestellt» daß das Lesekopfsignal in der nächsten Bitzelle, nämlich der Bitzelle t_g» untersucht wird. Das Fehlen eines Datenimpulsee in dieser Bitzelle mit einer größeren Spitzenspannungsamplitude als dem Schwellwert bedeutet» daß die Spannungsspitze in der Bitzelle t^ von einer Störung herrührt.

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Die in der Bitzelle t^ festgestellte Spannungsspitze wird als Störspannungsspitze identifiziert» da hierauf keine Schwellwertbitzelle folgt. Gemäß den Kurven G und H sind die Zustände der Flip-Flops IU und 15 am Ende der Bitzelle t_g verschieden.

Am Ende jeder Bitzelle werden die Zuetände der Flip-Flops iH und 15 an die Flip-Flops 16 bzw. 17 durch die Uhrimpulse weiterverschoben, und am Ende der nächsten darauffolgenden Bitzelle werden die Zustände mit einem Uhrimpuls an die Flip-Flops'18 bzw« 19 weiterverschoben. Die in dem Lesekopfsignal während drei aufeinanderfolgenden Bitzellen enthaltenen Daten werden immer in dem ersten und dem zweiten bistabilen Kanal gespeichert·

Die logische Schaltung 72 umfaßt Undgatter 30 bis 33 und Oderschaltungen 34 und 35. Der 1-Ausgang des Flip-Flops 18 und der 1-Aus*· gang des Flip-Flops 19 sind mit den Eingängen des Undgatters 30 verbunden, während der 0-Ausgang des Flip-Flops 18 und der O-Au·- gang des Flip-Flops 19 an die Eingänge des Undgatters 33 angeschlossen sind. Der 1-Ausgang des Flip-Flops 19, der 0-Ausgang des Flip-Flops 37, der 0-Ausgang des Flip-Flops 16, und der 0-Ausgang des Flip-Flops 17 sind sämtlich an die Eingänge des Undgatters 31 gelegt. In gleicher Weise sind der O-Ausgang des Flip-Flops 19, der O-Ausgang des Flip-Flops 37, der 1-Ausgang des Flip-Flops 16 und der 1-Ausgang des Flip-Flops 17 sämtlich an die Eingänge des Undgatters 32 geleitet. Die Ausgänge der Undgatter 30 und 31 sind über das Odergatter 34 mit dem s-Eingang des Flip-Flops 36 verbunden-. Die Ausgänge der Undgatter 32 und 33 sind über die Odeyeehaltung 35 mit dem r-Eingang des Flip-Flops 36 verbunden·

Wenn die Zustände der Flip-Flops 18 und 19 identisch sind, wird der Zustand des Flip-Flops 36 mit einem Uhrimpuls am Ende der Bitzelle entsprechend eingestellt. Wenn die 1-Ausgänge der Flip-Flops 18 und 19 beide positiv sind, haben der Ausgang des Undgatters 30 und der s-Eingang des Flip-Flops 36 ebenfalls ein positives Potential, so daß der Flip-Flops 36 eingestellt wird und der 1-Auegang desselben positiv wird. Dies ist durch die Kurven L, M und N in

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Figur 3 am Ende der Bitzelle t„ dargestellt. Wenn die O-Ausgänge der Flip-Flops 18 und 19 beide positiv sind, sind der Ausgang des Undgatters 33 und der r-Eingang des Flip-Flops 36 ebenfalls positiv, so daß der Flip-Flop 36 zurückgestellt wird und der O-Ausgang desselben positiv wird. Dies ist durch die Kurven L, M und N in Figur 3 am Ende der Bitzellen t₃ und t_g dargestellt«

Wenn die Zustände der Flip-Flops 18 und 19 unterschiedlich sind und zugleich die Zustände der Flip-Flops 16 und 17 gleich sind und der Flip-Flop 37 zurückgestellt ist, wird der Flip-Flop 36 entsprechend dem Zustand des Flip-Flops 19 eingestellt. Wenn der 0-Ausgang des Flip-Flops 16, der O-Ausgang des Flip-Flops 17 und der O-Ausgang des Flip-Flops 37 sämtlich positiv sind, muß der 1-Ausgang des Flip-Flops 19 für einen Datenimpuls ebenfalls positiv sein, da aufeinanderfolgende Datenimpulse eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. In einem derartigen Fall sind der Ausgang des Undgatters 31 und der S-Eingang des Flip-Flops 36 ebenfalls positiv, so daß der Flip-Flop 36 eingeschaltet wird und dessen 1-Ausgang positiv wirdο Dies ist durch die Kurven J, K, M und N am Ende der Bitzelle t^ dargestellt« Wenn in ähnlicher Weise der 1-Ausgang des Flip-Flops 16 und der 1-Ausgang des Flip-Flops 17 sowie der O-Ausgang des Flip-Flops 37 sämtlich positiv sind, muß der O-Ausgang des Flip-Flops 19 für einen Datenimpuls positiv sein» In einem derartigen Fall sind der Ausgang des Undgatters 32 und der r-Eingarig des Flip-Flops 36 positiv, so daß der Flip-Flop 36 zurückgestellt wird und der O-Ausgang desselben ein positives Potential führt» Dies ist aus den Kurven von Figur 3 ersichtlich.

Die Zustände der Flip-Flops IU und 15 werden mit den Uhrimpulsen am Ende jeder Bitzelle zuerst in die Flip-Flops 16 bzw. 17 und sodann in die Flip-Flops 18 bzw. 19 und schließlich, falls das logische Kriterium der logischen Schaltung 72 vorhanden ist, in den Flip-Flop 36 verschoben« Als Folge davon werden die Datenimpulse des Lesekopfsignales am Ausgang des Verstärkers 2 durch Zustandsänderungen des Flip-Flops 36 mit einer Verzögerung von etwa 2,5

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ORIGINAL INSPECTED

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Bitzellen angezeigt. Dieser Zustand ist durch die Kurve P in Figur 3 mit den Binärwerten 1 und O dargestellt.

Die Blockierschaltung 73 mit den Undgattern 38 bis 41 und den Oderschaltungen 42 und 43 sowie dem Flip-Flop 37 gewährleistet, daß der Flip-Flop 36 seinen Zustand lediglich einmal nach jeder Schwellwertbitzelle ändert beim Auftreten einer Impulsspannungsspitze, die unterhalb des Schwellwertes liegt. Der 1-Ausgang des ^lip-Flops 18 und der O-Ausgang des Flip-Flops 19 sind mit den Eingängen des Undgatters 39 verbunden. Der O-Ausgang des Flip-Flops 18 und der 1-Ausgang des Flip-Flops 19 sind mit den Eingängen des Undgatters 38 verbunden. Die Ausgänge der Undgatter 38 und 39 sind über eine Oderschaltung 42 mit dem s-Eingang des Flip-Flops 37 verbundene Der 1-Ausgang des Flip-Flops 18 und der 1-Ausgang des Flip-Flops 19 sind mit den Eingängen des Undgatters 40 verbunden* Der O-Ausgang des Flip-Flops 18 und der O-Ausgang des Flip-Flops 19 sind mit den Eingängen des Undgatters 41 verbunden. Die Ausgänge der Undgatter 40 und 41 sind über die Oderschaltung 43 mit dem r-Eingang des Flip-Flops 37 verbunden. Wenn die Zustände der Flip-Flops 18 und 19 in einer Bitzelle verschieden sind, nehmen die Ausgänge der Undgatter 38 und 39 ein positives Potential an,und der Flip-Flop 37 wird eingeschaltet. Danach bleibt der Flip-Flop 37 in diesem Zustand, bis die Zustände der Flip-Flops 18 und 19 in einer Bitzelle wieder gleich sind, wobei dann der Ausgang des Undgatters 40 oder 41 ein positives Potential annimmt und der Flip-Flop 37 zurückgestellt wird. Solange der Flip-Flop 37 eingeschaltet und die Undgatter 31 und 32 ' gesperrt sind, können deren Ausgänge unabhängig von den Zuständen ihrer Eingänge kein positives Potential annehmen. Das bedeutet, daß keine Zustandsänderungen des Flip-Flops 36 eintreten kann, bis die Zustände der Flip-Flops 18 und 19 wieder gleich geworden sind. Die Blockier-schaltung 73 verhindert, daß der Flip-Flop 36 fälschlicherweise seinen Zustand unmittelbar vor dem Auftreten eines Datenimpulses ändert nach einem Zeitraum, in dem keine Datenimpulse vorhanden waren. Diese Situation ist durch die Kurven von

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Figur 3 dargestellt. Die in der Bitzelle t^ auftretende Storspannungsspitze bewirkt, daß die Flip-Flops 18 und 19 unterschiedliche Schaltzustände haben,, bis dann der in der Bitzelle t_? auftretende Datenimpuls diese Zustande wieder am Ende der Bitzelle t_g gleichmacht. Am Ende der Bitzelle tg sind die Zustände der Flip-Flops 16 und 17 gleich, jedoch ändert der Flip-Flop 36 seinen Zustand nicht, da der Flip-Flop 37 dann eingeschaltet ist. Ohne die Blockierschaltung 73 würde der Flip-Flop 36 seinen Zustand am Ende der Bitzelle t_g ändern und damit fälschlicherweise die Anwesenheit eihes Datenimpulses in der Bitzelle t_g anzeigen.

Bei der dargestellten Schaltung wird derselbe Schwellwert verwendet zum Feststellen der Anwesenheit von Datenimpulsen in einer Schwellwertbitzelle und in der darauffolgenden zweiten Bitseile. Dieselben Schwellwertdetektoren dienen verschiedenen Aufgaben. Der einzige Schwellwert muß hoch genug sein, um Störspannungen aus- . zuschließen und niedrig genug, um Datenimpulse festzustellen in 4er zweiten, auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Schaltung in der Weise abzuändern, daß getrennte Schwellwerte für die beiden Aufgaben verwendet werden, und zwar ein Schwellwert zum Feststellen der Anwesenheit von Datenimpulsen in einer Schwellwertbitzelle und ein niedrigerer Schwellwerk zum Feststellen der Anwesenheit von Dateniapulsen in der zweiten auf eine Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle.

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Claims

Patentansprüche

IJ Iinpulsdiskriininatorschaltung zum Erkennen von Störimpuls-Signalen in Impulssignalfolgen, welche eine Dateninfonaation durch das Vorhandensein oder Fehlen von Pulsen in Bitseilen repräsentieren, gekennzeichnet durch eine Ein? richtung (30,36) zum Erzeugen einer Anzeige für eine Bitzelle, Wenn die Spitzenspannung des Impulsβignales oberhalb eines Schwellwertes liegt, wobei derartige Bitzellen als Schwellwert* bitzellen bezeichnet werden, durch eine zweite Einrichtung (31,32), welche auf eine Spitzenspannung des Iotpuls8igiui3.ee während der ersten auf eine Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle auftritt, zum Untersuchen des Impulssignales während der zweiten auf die Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle, und durch eine dritte, von der zweiten Einrichtung gesteuerte Einrichtung (36) zum Erzeugen einer Anzeige für die erste Bitzelle, wenn die Spitzenspannung des Impulssignales während der zweiten Bitzelle einen Schwellwert übersahreitet.

2. Impulsdiskriminatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (31,32) so ausgebildet ist, daß sie einen Anzeigewert für die erste Bitzelle erzeugt, wenn die Spitzenspannung des Inipulssignals während der zweiten Bitzelle einen Schwellwert Oberschreitet, ohne daß ein Anzeigewert erzeugt wird, wenn die Spitzenspannung des Impulseignais während der zweiten Bitzelle unterhalb des Schwell" wertes liegt.

3. Amplitudendiskriminatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert für die Schwellwertbitzellen gleich groß gewählt ist wie der Schwellwert für die zweiten Bitzellen.

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ko Amplitudendiskriminatorschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster Speicher vorgesehen ist zum Speichern einer Darstellung der Daten in dem Impulssignal während jeder Bitzelle in einer Aufeinanderfolge, durch einen zweiten Speicher zum Speichern der Darstellung der Daten in dem Impulssignal in jeder auf die dem ersten Speicher zugeordnete Bitzelle folgenden Bitzelle in einer Aufeinanderfolge, und daß die erste Einrichtung (3O₉36) zum Erzeugen einer Anzeige der Schwellwertbitzellen von den im ersten Speicher gespeicherten Werten gesteuert wird, und daß die zweite Einrichtung (31,32) die in dem zweiten Speicher gespeicherten Werte untersucht,

5. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1 bis **, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung (31,32) auf das Auftreten einer Spitzenspannung des Impulssignals anspricht, welche kleiner ist als der Schwellwert·

6. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1, gekenn zeich net durch eine auf eine Spitzenspannung des Impulssignals während der ersten auf eine Schwellwertbitzelle folgenden Bitzelle auftretenden Spannungsspitze zum Erzeugen eines Anzeigewertes für die erste Bitzelle, wenn die auf diese folgende Bitzelle eine Schwellwertbitzelle ist„

7. Impulsdiskriminatorschaltung nach Anspruch 1 zur Verwendung mit einer ImpulsSpannungsquelle, bei der die Dateninformation durch das Vorhandensein oder Fehlen von Impulsen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen dargestellt ist, g e k e η η zeichnet durch einen ersten, an die Impulssignalquelle Cl, 2) angeschlossenen bistabilen Kanal (14,16,18), dessen Schaltzustand bei jedem Zeitintervall geändert wird, in welchem das Impulssignal einen Schwellwert überschreitet CSchwellwertzeitintervall oder Schwellwertbitzelle), durch einen an die Impulssignalquelle (1,2) angeschlossenen zweiten bistabilen Kanal

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(15,17,19), dessen Schaltzustand bei jedem nächsten auf ein Schwellwertzeitintervall folgendes Intervall geändert wird, wenn das Impulssignal eine Amplitudenspitze aufweist, und in Übereinstimmung mit jedem Schweliwertzeitxntervall, durch eine Ausgangeschaltung (36) zum Anzeigen der Zeitintervalle, in welchen Impulse während des Impulssignals vorkommen, und durch eine logische Schaltung (72) zum Kuppeln jeweils eines Ausgangskanals an die Ausgangsschaltung (36), wenn die Zustände der Kanäle übereinstimmen, und zum Kuppeln des anderen Kanals mit der Ausgangsschaltung (36), wenn die Zustände der beiden Kanäle nicht übereinstimmen, unter der Voraussetzung, daß die durch das Impulssignal herbeigeführten Zustände der Kanäle während des nächsten Zeitintervalls übereinstimmen.

8. Irapulsdiskrxminatorechaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der erste sowie der zweite bistabile Kanal jeweils einen ersten (m,15), einen zweiten (16₉17) und einen dritten (18,19) Flip-Flop aufweisen, welche derart hintereinandergeschaltet sind, daß der Zustand des ersten Flip-Flops am Ende jedes Zeitintervalls in den zweiten Flip-Flop verschoben wird und der Zustand des zweiten Flip-Flops am Ende jedes Zeitintervalls in den dritten Flip-Flop, daß der erste Flip-Flop jedes Kanals mit der Impulssignalquelle (1,2) verbunden ist, und daß die logische Schaltung (72) den dritten Flip-Flop (18,19) eines der Kanäle mit der Ausgangsschaltung (36) verbindet, wenn die Zustände der der dritten Flip-Flops der beiden Kanäle übereinstimmen, und daß die logische Schaltung (72) den dritten Flip-Flop (19) des zweiten Kanals mit der Ausgangsschaltung (36) verbindet, wenn die Zustände der dritten Flip-Flops (18,19) der beiden Kanäle nicht Übereinstimmen, während die Zustände der zweiten Flip-Flops der beiden Kanäle übereinstimmen.

9. Impulsdiskriminatorschaltung nach Anspruch 7 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die logische Schaltung (72) so beschaffen ist, daß sie den zweiten Kanal (15,17,19) lediglieh einmal nach jedem Schwellwertzeitintervall mit der

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Ausgangsschaltung (36) verbindet.

10. Impulsdiskriminatorschaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Flip-Flop (1Ό des ersten Kanals seiner* Schaltzustand bei der Koinzidenz von Anzeigewerten aus einem Schwellwertdetektor (3) und einen Spannungsspitzendetektor CU) ändert, welche die Impulssignale verarbeiten, daß der erste Flip-Flop (IS) des zweiten Kanals seinen Schaltzustand bei einer Koinzidenz der Anzeigewerte des Schwellwertdetektors (3,5) und des Spannungsspitzendetektors (t) oder bei einer Koinzidenz der Anzeige des Spannungsspitzendetektors (Ό und einer Anzeige des Schwellwertdetektors (3,5), daß in dem vorhergehenden Zeitintervall das Impuls· signal den Schwellwert überschritt, ändert.

11. Impulsdiskriminator8chaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verarbeitung von Signalimpulsen mit unterschiedlicher Polarität der Schwellwertdetektor für die Feststellung von positiven und negativen Schwellr werten und der Spannungsspitzendetektor für die Feststellung von positiven und negativen Spannungsspitzen eingerichtet ist.

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