DE2310043A1

DE2310043A1 - Datenabtaststeuerschaltung

Info

Publication number: DE2310043A1
Application number: DE19732310043
Authority: DE
Inventors: Michael C Aguirre
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Italia SpA
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1973-09-06
Also published as: US3755798A; GB1397371A; JPS48100107A; IT979293B; JPS58109819U; FR2174607A5; CA970838A

Description

München, den 28. Februar 1973

Mein Zeichen: P 1613

Anmelder: Honeywell Information Systems Inc. 200 Smith Street
Waltham/Mass., V. St. A.

Datenabtaststeuerschaltung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Datenspeicherung; sie bezieht sich insbesondere auf ein Datenwiedergewinnungssystem, welches sogenannte Zeitfenster bildende ZeitSteuerimpulse zu erzeugen Imstande ist, die der Mitte von Datenspeicherzellen nachlaufen.

In einem normalen Datenverarbeitungssystem kann eine Information durch Polarisierung ausgewählter diskreter Flecken bzw. Punkte auf der Oberfläche eines magnetischen Speichermediusm, wie Magnetplatten, Magnetbändern und Magnettrommeln, gespeichert werden. Das Vorhandensein eines polarisierten Punktes (oder das Fehlen eines derartigen Punktes in einem bestimmten Oberflächenbereich) kann als ein Bit betrachtet werden. Die gespeicherte Information kann nach Belieben wiedergewonnen werden, indem das betreffende magnetische Aufzeichnungsmedium an einem elektromagnetischen Wandler vorbeibewegt wird. Der Wandler spricht auf

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die polarisierten Punkte auf der magnetischen Oberfläche an, indem er Spannungsimpulse erzeugt. Um Fehler während des Lesens der Information zu verringern, ist es eine übliche Praxis, nur während der Zeitpunkte nach einer Information zu suchen oder eine solche abzutasten, zu denen Bits aufgezeichnet sein sollten. Eine auf diese Weise erfolgende Abtastung führt zu einer Unterdrückung einer aufgezeichneten oder innerhalb der Zeitspanne zwischen normalen Aufzeichnungen oder Lesezeitpunkten gelesenen falschen Information. Die Intervalle, während der eine Information abgetastet wird, werden als Zeitfenster oder einfach als Fenster bezeichnet.

Bei bekannten Datenverarbeitungssystemen, werden Zeitfenster dadurch gebildet, daß eine Kombination von monostabilen Kippschaltungen verwendet wird, die eine festliegende Zeitverzögerung und eine festliegende Impulsbreite liefern. Eine dieser Kippschaltungen wird an der Vorderseite bzw. Vorderkante einer Datenzelle getriggert. Nach einer festliegenden Verzögerungszeit wird zumindest eine weitere Kippschaltung getriggert, um ein Fenster mit einer festen Breite zu erzeugen. Diese Zeitregelverfahren der Erzeugung von Zeitfenstern arbeitet solange zufriedenstellend, wie die Zellen, in denen Bits aufgezeichnet sind, eine verhältnismäßig gleichmäßige Breite besitzen. Ideale Verhältnisse liegen dabei dann vor, wenn gleichmäßige Zellen gebildet werden, indem Bits mit einer konstanten Frequenz auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger geschrieben werden, der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Aus einem praktischen Grunde kann sich die Schreibfrequenz ein wenig ändern. Außerdem kann sich die Drehzahl einer Magnetplatte oder Magnettrommel genauso ändern wie die geradlinige Geschwindigkeit eines Magnetbands sich ändern kann. Als Ergebnis dieser Vorgänge können die Informationszellen schmaler oder breiter

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sein als ihrer Nennbreite entspricht. Ist eine Zelle breiter als normal, so stößt ein nach einer festen Verzögerungszeit begonnenes Zeitfenster an der Rückseite einer Zelle an. In extremen Fällen kann ein derartiges Fenster sogar so liegen, daß es die Zellenmitte der Zelle nicht umfaßt, in der das in Frage kommende Bit aufgezeichnet ist. Unter derartigen Verhältnissen sind die Änderungen eines Fehlers während einer Datenwiedergewinnung sehr stark.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine die vorstehend betrachteten Nachteile vermeidende und besonders einfach aufzubauende Datenabtaststeuerschaltung zu schaffen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch eine Datenabtaststeuerschaltung für die Bereitstellung eines Zeitfensters, welches der Mitte der jeweils vorhandenen Datenzellen nachläuft, und zwar für die Wiedergewinnung von Daten aus einem Speichersystem, enthaltend ein Informationsspeichermedium, auf welchem Daten seriell in Zellen aufgezeichnet sind, und mit einem Wandler zur Ermittelung des Vorhandenseins oder Fehlens aufgezeichneter Daten in einer Zelle. Diese Steuerschaltung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,

a) daß mit dem Wandler eine Sägezahngeneratoreinrichtung verbunden ist, die eine Sägezahnspannung mit festliegenden Minimal- und Maximalspannungen und einer Steigung erzeugt, welche sich als Funktion der Frequenz ändert, mit der Daten aus den Zellen gelesen werden, und

b) daß am Ausgang der Zeitsteuereinrichtung eine Zeitfenster-Generatoreinrichtung angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von einer ersten bestimmten Sägezahnspannung eine Datenabtastung ermöglicht und die auf eine zweite bestimmte Sägezahnspannung hin die Datenabtastung sperrt.

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Eine Ausführungsform der Erfindung kann somit eine Datenabtaststeuerschaltung enthalten, welche ein Äbtastfenster liefert, das der Mitte der Jeweiligen Datenzelle folgt. Die Anordnung enthält eine Zeitsteuereinrichtung in Verbindung mit einem elektromagnetischen Wandler. Die Zeitsteuereinrichtung liefert eine Sägezahnspannung mit festliegenden Minimal- und Maximalspannungen und mit einer Steigung, die sich in Abhängigkeit von der Frequenz ändert, mit der Daten aus den Datenzellen auf einem Informationsspeichermedium gelesen werden. Am Ausgang der Zeitsteuereinrichtung ist ein Signalgenerator angeschlossen. Dieser Signalgenerator spricht auf einen ersten Sägezahnspannungspegel an und ermöglicht, mit einer Datenabtastung zu beginnen. Der Signalgenerator spricht ferner auf einen zweiten Sägezahnspannungspegel an und sperrt oder beendet die Datenabtastung. Das Zeitintervall zwischen dem Auftreten des ersten Spannungspegels und des zweiten Spannungspegels legt das Zeitfenster bzw. Fenster fest.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Magnetplatten-Untersystem, welches eine DatenabtastSteuerschaltung gemäß der Erfindung enthält.

Fig. 2 zeigt in einem detaillierteren Blockschaltbild eine Datenwiedergewinnungsschaltung gemäß Fig. 1. Fig. 3 zeigt in einem Schaltbild einen Sägezahngenerator variabler Frequenz gemäß Fig. 1, wobei bestimmte Standardschaltungen lediglich in Blockschaltform dargestellt sind. Fig. 4 zeigt einen Schaltplan eines Spannungs-Schwellwertdetektors, der in der Datenwiedergewinnungsschaltung verwendbar ist.

Fig. 5 zeigt in einem Zeitdiagramm ausgewählte Signale, die während der Anwendung der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.

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In Fig. 1 ist die vorliegende Anordnung für die Verwendung bei der Datenwiedergewinnung von einer Magnetplatte 10 dargestellt. Diese Anwendung einer gemäß der Erfindung aufgebauten Datenabtaststeuerschaltung diene dabei zum Zwecke der Veranschaulichung. Eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Datenabtaststeuerschaltung kann in irgendeinem Informationsspeichersystem verwendet werden, in welchem Daten in Form von magnetischen oder nichtmagnetischen Darstellungen gespeichert werden, die auf seriell auftretende Datenzellen konzentriert sind.

Gemäß Fig. 1 dreht sich die Magnetplatte 10 auf einer Welle 12, die von einem geeigneten Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Auf der Oberfläche der Magnetplatte 10 ist eine Information in konzentrischen Ringen oder Spuren aufgezeichnet, τοη denen nur eine Spur 14 dargestellt ist. Die Information wird in den betreffenden Spuren dadurch gespeichert, daß diskrete Bereiche oder Punkte polarisiert oder unpolarisiert gelassen werden. Jeder Bereich ist in der Mitte einer Informationszelle untergebracht. Ein neben der Spur 14 befindlicher Wandler 16 erzeugt elektrische Signale auf die Ausführung einer Relativbewegung zwischen der Magnetplatte 10 und dem Wandler. Die erzeugten Signale enthalten die Daten und Zeitsteuerinformation, die zur Wiedergewinnung der gespeicherten Daten benötigt wird. Die betreffenden Signale können Jedoch auch Störsignale enthalten, die durch elektrische Störspannungen hervorgerufen worden sind.

Die von dem Wandler 16 erzeugten Signale werden an eine Vorverstärkerschaltung 18 abgegeben, welche die Signale auf einen gewünschten bzw. benötigten Leistungspegel verstärkt. Die verstärkten Signale werden von einer Impuslverarbeitungsschaltung

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und einer in Reihe dazu geschalteten Impulsformungsschaltung verarbeitet und geformt. Die beiden Schaltungen 20 und 22 sind Standardschaltungen, die übliche Formungsoperationen ausführen. In diesen Schaltungen werden die am Ausgang der Vorverstärkerschaltung 18 auftretenden verstärkten Signale differenziert, verstärkt, abgekappt und erneut differenziert, um positive und negative Spannungsimpulse zu bilden, wobei die Spitzen der von dem Wandler 16 gelieferten Signale um etwa 180° phasenverschoben sind. Die Spannungsimpulse werden gleichgerichtet, so daß eine Folge von eine einzige Polarität besitzenden Impulsen am Ausgang der Impulsformungsschaltung auftritt.

Die Folge geformter Impulse wird einem Sägezahngenerator variabler Frequenz und einer Datenwiedergewinnungsschaltung zugeführt. Der Sägezahngenerator 24 variabler Frequenz liefert eine Folge von Sägezahnspannungsimü>.J,:en mit einer Frequenz, die auf die Frequenz der Folge von geformten Impulsen eingerastet ist, welche von der Impulsformungsschaltung 22 abgegeben werden. Die Minimal- und Maximal-Sägezahnspannungen sind dabei fest, während die Steigung des Sägezahnverlaufs eine Funktion der Impulsfrequenz ist.

Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 24 variabler Frequenz stellt ein zweites Eingangssignal für die Datenwiedergewinnungsschaltung 26 dar. Das Sägezahnsignal wird von der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 dazu benutzt, eine Reihe von Abtastfenstern zu erzeugen, welche der Mitte der Datenzellen nachlaufen. Die Fenster, die den Zellenmitten nachlaufen, vergrößern die Möglichkeiten, daß nur gültige Datenimpulse wiedergewonnen werden, da außerhalb der normalen Aufzeichnungsintervalle innerhalb einer Zelle auftretende

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Storimpulse unterdrückt werden. Einzelheiten der bevorzugten AusfUhrungsformen des Sägezahngenerators 24 variabler Frequenz und der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 sind nachstehend angegeben.

In Fig. 1 ist ferner ein Taktimpulsgenerator 28 gezeigt, der an der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 angeschlossen ist. Der Taktimpulsgenerator 28 nimmt Sägezahnspannungsimpulse von einem hochohmigen Puffer am Eingang der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 auf. Der betreffende Taktimpulsgenerator 28, der von herkömmlicher Art sein kann, bewirkt eine Formung der Sägezahnspannungsimpulse unter Bildung einer Folge von Taktimpulsen, die von einer Ausnutz- bzw. Auswerteschaltung 30 verwendet werden. Die vorliegende Erfindung steht dabei nicht im Zusammenhang mit dem Taktimpulsgenerator 28, weshalb der Generator nicht weiter beschrieben wird.

Gemäß Fig. 3 enthält der Sägezahngenerator 24 variabler Frequenz eine Abtast- und Haitoschaltung 32. Die Funktion der Abtast - und Halteschaltung 32 besteht darin, die gegenwärtig erzeugte Sägezahnspannung jeweils dann zu überwachen, wenn ein geformter Impuls an einen Eingangsanschluß 34 abgegeben wird. Jegliche Abweichung zwischen den Werten der nacheinander abgetasteten Sägezahnspannungen ist eine Anzeige für eine Abweichung zwischen der Frequenz der Impulse, die dem Eingangsanschluß 34 zugeführt werden, und der Frequenz der Sägezahnspannung am Ausgang des Generators 24. Die Abweichung führt zur Abgabe einer Fehlerspannung, die durch ein Schleifenfilter 36 geglättet wird. Dadurch wird eine Gleichvorspannung der Basis eines Transistors 38 vom npn-Leitfähigkeitstyp zugeführt. Die Kollektorvorspannung für den Transistor 38 wird von einer eine positive Spannung abgebenden Spannungsquelle

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über die Reihenschaltung einer Diode 42 und eines Widerstands 44 erhalten. Der Emitter des Transistors 38 ist schließlich über die Reihenschaltung eines Widerstands 46 und einer Diode 48 geerdet.

Der Transistor 38 stellt einen hochohmigen Puffer zwischen dem Ausgang des Schleifenfilters 36 und der Basis eines Transistors 50 vom pnp-Leitfähigkeitstyp dar. Der Transistor ist Über einen in seinem Emitterkreis liegenden einstellbaren Widerstand 52 an der die positive Spannung abgebenden Spannungsquelle 40 angeschlossen. Der Transistor 50 und der einstellbare Widerstand 52 stellen eine Stromquelle für einen zur Sägezahnsignalerzeugung dienenden Kondensator 54 dar. Die Größe des von dieser Stromquelle an den Kondensator 54 abgegebenen Stromes ist direkt proportional der Gleichvorspannung an der Basis des Transistors 38. Da diese Gleichvorspannung direkt von der Frequenz abhängt, mit der die geformten Impulge 34 der Abtast- und Halteschaltung 32 zugeführt werden, ist die Größe des dem Kondensator 54 zugeführten Stromes auch eine direkte Funktion der Impulsfrequenz. Bei höheren Frequenzen als der normalen Impulsfrequenz wird dem Kondensator 54 mehr Strom zugeführt, was dazu führt, daß der Kondensator schneller geladen wird als im Normalfall. Dies heißt, daß die Steigung der Sägezahnspannung an dem Kondensator 54 größer ist als im Normalfall. Sind die Impulsfrequenzen niedriger als die normale Impulsfrequenz, so wird dem Kondensator 54 weniger Strom zugeführt, was zur Folge hat, daß der Kondensator 54 mit einer geringeren Geschwindigkeit geladen wird. Unter den zuletzt genannten Umständen ist die Steigung der Sägezahnspannung geringer als im Normalfall.

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Die Maximalspannung, auf die der Kondensator 54 aufgeladen werden kann, ist durch eine Spannungsbegrenzungsschaltung bestiemt, die einen Transistor 56 vom pnp-Leitfähigkeitstyp enthält, dessen Emitter unmittelbar mit der oberen Belegung des Kondensators 54 verbunden ist und dessen Kollektor Über die Reihenschaltung zweier Dioden 58 und zweier Widerstände 60 und 62 an einer eine negative Spannung abgebenden Spannungsquelle 64 angeschlossen ist. Die Gleichvorspannung an der Basis des Transistors 76 ist durch eine Schaltung festgelegt, die einen Widerstand 66 enthält, der mit dem Emitter eines Transistors 68 vom pnp-Leitfähigkeitstyp verbunden ist. Die Basis des Transistors 68 ist geerdet, während der Kollektor dieses Transistors über Widerstände 60 und 62 an der die negative Spannung abgebenden Spannungsklemme 64 angeschlossen ist. Die Spannungsbegrenzungsschaltung enthält ferner einen Transistor/ vom npn-L#itfähigkeitstyp, dessen Emitter geerdet ist, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 56 verbunden ist und dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 56 verbunden ist.

Wenn der Kondensator 54 von einem (in einer nachstehend beschriebenen Weise festgelegten) Minimalwert auf seinen Maximaloder Spitzenwert aufgeladen wird, wird der Basisanschluß des Transistors 56 in Sperrichtung vorgespannt, so daß dieser Transistor in den nichtleitenden Zustand gelangt. Solange der Transistor 56 im nichtleitenden Zustand verbleibt, steigt die Spannung am Kollektor des Transistors 50 (der Sägezahnsignalausgang 72 für den Sägezahngenerator 24) linear an, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Gleichvorspannung an der Basis des Transistors 38 bestimmt ist. Wenn die Sägezahnspannung einen Spitzen- oder Maximalwert erreicht, der gleich der Basisspannung des Transistors 56 ist, wird der Transistor 56 in den leitenden Zustand gesteuert. Der verstärkte

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Enitter-Kollektor-Strom, der durch den nunmehr leitenden Transistor 56 fließt, erhöht den BasiÄrom, der in den Transistor 70 fließt. Wenn der Transistor 70 leitend wird, wird die Basis des Transistors 56 auf Erdpotential gesteuert, wodurch der Transistor 56 in seinem leitenden Zustand verriegelt bzw. festgehalten wird. Der Kondensator 54 entlädt sich schnell über/Transistoren 56 und 70, bis die verringerten Vorspannungen an der Basis und am Kollektor des Transistors den Transistor in seinen nichtleitenden Zustand steuern. Danach setzt sich die Entladung des Kondensators 54 über den Transistor 56, die beiden Dioden 58 und die Widerstände 60 und 62 fort, bis der Kondensator 54 die Minimalspannung erreicht, die durch den Spannungsabfall an diesen Bauelementen und durch die Größe der Spannung bestimmt ist, welche von der die negative Spannung abgebenden Spannungsquelle 64 geliefert wird. Der Transistor 56 wird bei der Minimalspannung nicht—leitend, wodurch der Entladewep für den Kondensator geöffnet wird.

Der Kondensator 54 lädt und entlädt sich wiederholt, wodurch eine Folge von Säge zahnspannungs impuls en mit bestimmten Minimal- und Maximalwerten und mit einer Steigung gebildet wird, die in direkter Beziehung zu der Frequenz der geformten Impulse steht, die der Abtast- und Halteschaltung 32 zugeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausf Uhrungsform der Erfindung besitzt die Sägezahnspannung am Ausgang 72 einen Minimalwert von 0,7 Volt und einen Maximalwert von 2,7 Volt.

Ih Hinblick auf Fig. 2 sei bemerkt, daß die von dem Sägezahngenerator 24 variabler Frequenz erzeugten Sägezahnspannungen einer sogenannten Zeitfenster-Generatorschaltung zugeführt werden, welche einen Schwellwertdetektor 74 für eine niedrige

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Spannung und einen Schwellwertdetektor 76 für eine hohe Spannung in der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 enthält. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 74 für die niedrige Spannung besitzt eine Rechteckwellenform, die sich von einen hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel ändert, wenn die ansteigende Sägezahnspannung einen ersten bestimmten niedrigen Spannungspegel oder Schwellwert durchläuft. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 74 verbleibt bei dem niedrigen Pegel, bis die Sägezahnspannung einen Spitzenwert erreicht und auf ihren Minimalwert abzusinken beginnt. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 74 für die niedrige Spannung wird durch einen herkömmlichen Inverter 78 invertiert.

Das Ausgangssignal des für die hohe Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors 76 ist eine Rechteck-Spannungswelle mit einem hohen Pegel während der Zeit, während der der jeweilige Sägezahnspannungsimpuls zu dem bestimmten hohen Sägezahnspannung§wert ansteigt. Das betreffende Ausgangssignal besitzt einen niedrigen Pegel während der Zeitspanne, während der der jeweilige Sägezahnspannungsirapuls von dsr bestimmten hohen Spannung aus zu der Spitzensägezahnspannung ansteigt.

Der für die hohe Spannung vorgesehene Schwellwertdetektor 76 und der Inverter 78 liefern Eingangssignale an ein UND-Glied Das UND-Glied 80 bewirkt eine verknüpfungsmäßige Zusammenfassung der Rechtecksignale zur Lieferung eines Abtastfensters, dessen Breite durch die Zeitspanne bestimmt ist, die die Sägezahnspannung benötigt, um von der niedrigen Schwellwertspannung zu der hohen Schwellwertspannung anzusteigen. Da die Frequenz, mit der Sägezahnspannungsimpulse von dem Generator 24 erzeugt werden, mit der Frequenz synchron ist, mit der Impulse von der Impulsformungsschaltung 22 empfangen werden, sollte die Mitte

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jedes Sägezahnsignals nahe der Mitte einer Datenzelle liegen. Da jedes von dem UND-Glied 80 gelieferte Fenster auf einen

Sägezahnspannungsimpuls eingestellt ist, folgt daraus, daß

bzw. jedes Fenster auch auf eine Datenzelle eingestellt/Zentriert

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden von der Impulsformungsschaltung 22 abgegebene Impulse direkt der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 zugeführt. Die direkte Verbindung ist als Leitung 82 dargestellt, die zum Eingang eines herkömmlichen Inverters 84 hinführt. Die Datenabtastung wird in der Datenwiedergewinnungsschaltung 26 durch Verknüpfung der Ausgangssignale des UND-Gliedes 80 und des Inverters 84 in einem NAND-Glied 86 bewirkt. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 86 stellt eine invertierte Form der aufgezeichneten Daten dar, wobei Störsignale ausgeschlossen sind, die in den Bereich außerhalb des Abtastfensters fallen.

In Fig. 4 ist ein Schaltbild eines Spannungsschwellwertdetektors gezeigt, der in der Datenwiedergewinnungsschaltung verwendet werden kann. Die von dem Sägezahngenerator 24 variabler Frequenz erzeugte Sägezahnspannungsfolge wird der Basis eines Transistors 88 vom npn-Leitfähigkeitstyp zugeführt. Der Kollektor des Transistors 88 ist über einen Wiederstand an einer eine positive Spannung abgebenden Spannungsquelle 90 angeschlossen. Der Emitterkreis des Transistors 88 enthält eine Diode 92 und einen Widerstand 94. Der Transistor 88 und seine . zugehörigen Bauelemente wirken als hochohmiger Puffer zwischen dem Kondensator 34 in dem Sägezahngenerator 24 und dem übrigen Teil des Spannungsschwellwertdetektors.

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Die Sägezahnspannung wird an der Basis eines Transistors vom npn-Leitfähigkeitstyp wirksam nachgebildet. Der Taktimpulsgenerator 28, der in Verbindung mit Fig. 1 erwähnt worden ist, leitet sein Sägezahneingangssignal von einem Anschluß an derselben Basis ab. Der Kollektor des Transistors 96 ist über einen Kollektorwiderstand 98 von der eine positive Spannung abgebenden Spannungsquelle 90 her vorgespannt, und der Emitter des Transistors 96 ist an einer Stromquelle 101 angeschlossen, die aus einem Transistor 100 des npn-Leitfähigkeitstyps in Reihe mit einem Widerstand 102 besteht. Der Widerstand 102 ist ferner mit einem Kondensator 104 verbunden, dessen von dem betreffenden Verbindungspunkt abgelegene Belegung geerdet ist. Außerdem ist an dem betreffenden Verbindungspunkt ein Widerstand 106 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende an einer eine negative Spannung abgebenden Spannungsquelle 108 angeschlossen ist. Der von der Spannungsquelle 101 gelieferte Strom wird durch eine Vorspannungsschaltung gesteuert, die die Spannungsquelle 108, welche eine negative Spannung abgibt, den Widerstand 106, Widerstände 110 und 112 und eine Diode 114 umfaßt.

Der Spannungsschwellwertdetektor enthält einen zweiten Transistor II6 vom npn-Leitfähigkeitstyp, dessen Emitter gemeinsam mit dem Emitter des Transistors 96 an dem oberen Ende der Stromquelle angeschlossen ist. An der Basis des Transistors 116 liegt eine feste Gleichvorspannung durch eine Spannungstelleranordnung, enthaltend die eine positive Spannung abgebende Spannungsquelle 90, den Widerstand 92, ein Potentiometer 118, den Widerstand 106 und die eine negative Spannung abgebende Spannungsquelle 108. Der Vorspannungspegel an der Basis des Transistors II6 bestimmt den Spannungsschwellwert.

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Während die Sägezahnspannung unterhalb des Schwellwerts liegt, halten die niedrigen Pegel des in die Basis des Transistors 96 fließenden Stroms den Transistor in einem nichtleitenden Zustand. Die hohe Kollektorspannung des nichtleitenden Transistors 96 hat zur Folge, daß ein Transistor 120 vom npn-Leitfähigkeitstyp im leitenden Zustand ist. Der Transistor 120 und zu diesem in Reihe geschaltete Dioden 126 bilden eine Pegelverschiebeschaltung. Die Spannungsabfälle an diesen Bauelementen führen zu einer hohen Verknüpf üngspegel spannung an einem Verbindungspunkt 122, die in geeigneter Weise von dem UND-Glied 60 und dem NAND-Glied 86 benutzt wird.

Wenn die Sägezahnspannung die Schwellwert spannung erreicht und Überschreitet, wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch dieser Transistor in den leitenden Zustand gesteuert wird. Das damit verbundene Absinken der Kollektorspannung des Transistors 96 macht sich an der Basis des Transistors 120 bemerkbar. Der Transistor 120 wird in einen Zustand entsprechend einem geringen Leitpegel gesteuert. Dadurch sinkt die Spannung an dem Verbindungepunkt 122 auf einen niedrigen VerknUpfungspegelwert ab.

Der in Fig. 4 dargestellte Spannungsschwellwertdetektor liefert eine Rechteckspannungswelle , die einen hohen Verknüpfungspegel-Ausgangswert von der minimalen Sägezahnspannung bis zu der Schwellwertspannung und einen niedrigen Verknüpfungspegel-Ausgangswert von dem Schwellwert bis zur Spitzensägezahnapannung besitzt. Die Schaltung kann, so wie sie dargestellt ist, als Schwellwertdetektor für eine hohe Spannung verwendet werden» indem die Vorspannung des Transistors 116 entsprechend eingestellt wird. Die Schaltung kann aber auch als Schwellwertdetektor für eine niedrige Spannung verwendet werden,

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indem die Vorspannung des Transistors 116 entsprechend eingestellt wird und indem der Inverter 78 gemäß Fig. 2 an dem Verbindungspunkt 122 angeschlossen wird. Das Ausgangssignal des Inverters 78 ist eine Rechteckspannungswelle mit einem niedrigen Verkntjpfungspegel in dem Fall, daß die Sägezahnspannung niedriger ist als die niedrige Schwellvrertspannung, und mit einem hohen Verkntlpfungspegel in dem Fall, daß die Sägezahnspannung gleich der niedrigen Schwellwertspannung oder größer als diese Schwellwertspannung ist.

An Hand der in Fig. 5 dargestellten Signale kann die Arbeitsweise der oben beschriebenen Datenabtaststeuerechaltung weiter verdeutlicht werden. In Fig. 5 sind die Signale dargestellt, die bei der Abtastung von sechs aufeinanderfolgender Zellen variierender Breiten erzeugt werden können. Wenn die Zelle 1 als Zelle normaler Breite angenommen wird, sind die Zellen 2 und 5 schmaler als eine normale Zelle, die Zellen 3 und 6 sind breiter als eine normale Zelle und die Zelle 4 ist, eine normale Zelle. Die Änderungen in den Zellenbreiten sind zum Zwecke der Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Im übrigen sei noch bemerkt, daß die Änderungen in den Zellenbreiten normalerweise nicht gegeneinander versetzt bzw. gestaffel⁴· sind. Normalerweise verschieben sich die Zellenbreiten (oder die Impulsfrequenzen) allmählich von den Normalwerten weg und dann zu den Normalwerten hin.

Die erste Zelle von Signalen gibt das Ausgangssignal der Impulsformungsschaltung 22 wieder, wobei die Impulsfolge die Binärinformation 110101 darstellt, wie sie in einem üblicherweise benutzten Non-Return-to-Zero-Aufzeichnungscode aufgezeichnet worden ist. Wie ersichtlich, enthält die Impulsfolge Impulse, die binäre "1"-Zeichen in den Mitten der Zellen 1, 2, 4 und 6 darstellen, während ein Fehlen von Impulsen

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binäre ¹¹O"-Zeichen in den Mitten der Zellen 3 und 5 und Störimpulse nahe der Vorderkante der Zelle 3 und der Hinterkante der Zelle 4 wiedergeben. Die Funktion der Erfindung besteht darin, die Abtastung der Impulsfolge nur während der Zeitintervalle zu ermöglichen, die um die Zellen herumliegen, um auf diese Weise Störimpulse zu eliminieren, wie sie in den Zellen 3 und 4 dargestellt sind.

Die zweite Signalreihe zeigt den Verlauf des Ausgangssignals des Sägezahngenerators 24. Die niedrige Schwellwertspannung und die hohe Schwellwertspannung sind mit V₁ bzw. V^ bezeichnet,

Die dritte Signalreihe zeigt den Verlauf des Ausgangssignals des dem Schwellwertdetektor für die niedrige Spannung nachgeschalteten Inverters 78. Dabei kann ersehen werden, daß das Ausgangssignal dieses Inverters sich von einem ersten oder niedrigen Pegel auf einen zweiten oder hohen Pegel dann ändert, wenn die Sägezahnspannung von V. auf V, ansteigt. Das Ausgangssignal des für die niedrige Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors verbleibt hei dem zweiten oder höheren Pegel, bis die Sägezahnspannung ihren Spitzenwert bei V_,__

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erreicht, und fällt dann auf ihren Minimalwert ab.

Die vierte Signalreihe in Fig. 5 zeigt den Verlauf des Ausgangssignals des für die hohe Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors. Das Ausgangssignal verbleibt bei dem hohen Pegel, wenn die Sägezahnspannung von V- auf die hohe Schwellwertspannung V, ansteigt. Wenn die Sägezahnspannung über V. hinaus ansteigt, sinkt das Ausgangssignal des für die hohe Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors auf den niedrigen Pegel, auf welchem es solange verbleibt, bis die Sägezahnspannung ihren Spitzenwert bei V„_„ erreicht und

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beginnt, auf Ihren Minimalwert V_min abzusinken.

Die fünfte Signalreihe in Fig. 5 zeigt das Fenster bzw. Abtastfenster, welches durch verknüpfungsmäßige Zusammenfassung der Ausgangssignale des für die niedrige Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors und für die hohe Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors (Reihen 3 und 4) in dem UND-Glied 80 gemäß Fig. 2 erhalten wird. Die Signalwellen zeigen, daß die Fenster mit einem hohen oder eine Abtastung ermöglichenden Pegel nur dann auftreten, wenn die Ausgangssignale des für die niedrige Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors und des für die hohe Spannung vorgesehenen Schwellwertdetektors jeweils mit einem hohen Pegel auftreten. Tritt das Ausgangssignal eines oder beider Detektoren mit einem niedrigen Pegel auf, so besitzt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 80 einen niedrigen oder eine Abtastung verhindernden Pegel.

Die sechste Signalreihe zeigt den Verlauf des Ausgangssignals des Inverters 84. Dieses Ausgangssignal ist einfach die invertierte Form der Impulsfolge, die von der Impulsformungsschaltung 22 geliefert wird. Das NAND-Glied 86 gemäß Fig. verknüpft die in der fünften und sechsten Reihe dargestellten Signale und invertiert das Ergebnis unter Abgabe der wiedergewonnenen Daten, wie sie in der letzten Reihe gemäß Fig. 5 dargestellt sind. Da die Störimpulse, die nahe der Vorderkante der Zelle 3 und der Hinterkante der Zelle 4 gelegen waren, außerhalb des Bereichs der Abtastfenster für jene Zellen liegen, sind diese Impulse aus den wiedergewonnenen Daten eliminiert.

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Claims

Patentansprüche

iJ Datenabtastsifuerschaltung zur Bereitstellung eines Abtastfensters, welches den Mitten von Datenzeilen nachläuft, in einem Datenwiedergewinnungssystem mit einem Informationsepeicherträger, auf welchem Daten in seriell auftretenden Zellen gespeichert sind, und mit einem Wandler! der das Vorhandensein oder Fehlen aufgezeichneter Daten in einer Zelle ermittelt, dadurch gekennzeichnet.

a) daß mit dem Wandler (16) eine zu einer Zeitsteuereinrichtung gehörende Sägezahngeneratoreinrichtung (24) angeschlossen ist, die eine Sägezahnspannung mit festliegenden Minimal- und Maximalspannungen und mit einer Steigung liefert, welche sich in Abhängigkeit von der Frequenz ändert, mit der Daten aus den Zellen gelesen werden, und

b) daß am Ausgang der Zeitsteuereinrichtung eine Fenster-Generatoreinrichtung (74, 76, 78, 80) angeschlossen ist, die auf eine erste bestimmte Sägezahnspannung hin eine Datenabtastung ermöglicht und die auf eine zweite bestimmte Sägezahnspannung hin die Datenabtastung verhindert.
2. Datenabtasts teuer schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Fenster-Generatoreinrichtung (74, 76, 78, 80) und mit dem Wandler (16) eine Signalverknüpfungseinrichtung (86) verbunden ist, die eine Wiedergewinnung des Ausgangs signals des Wandlers (16) nur in dem Fall ermöglicht, daß das Ausgangssignal der Fenster-Generatoreinrichtung (74, 76, 78, eo) eine Datenabtastung ermöglicht.

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3. Datenabtastste.uerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster-Generatoreinrichtung (74, 76, 78, 80)

a) einen ersten Spannungsschwellwertdetektor (74), der

an dem Ausgang der Sägezahngeneratoreinrichtung (24) angeschlossen ist und der eine Rechteckspannungswelle erzeugt, die sich von einem ersten Pegel auf einen zweiten Pegel in dem Fall ändert, daß die erste bestimmte Sägezahnspannung ermittelt ist, und die auf den ersten Pegel in dem Fall zurückkehrt, daß die Sägezahnspannung von ihrem maximalen Spannungswert auf ihren minimalen Spannungswert absinkt,

b) einen zweiten Schwellwertdetektor (76), der am Ausgang der Zeitsteuereinrichtung angeschlossen ist und der eine Rechteckspannungswelle erzeugt, die sich von dem ersten Pegel zu dem zweiten Pegel in dem Fall ändert, daß die Sägezahnspannung von ihrem maximalen Spannungspegel auf ihren minimalen Spannungspegel absinkt, und die zu dem ersten Pegel in dem Fall zurückkehrt, daß der zweite bestimmte Sägezahnbeßtimmungspegel ermittelt ist, und

c) eine Verknüpfungseinrichtung (80) enthält, die die Ausgangssignale der beiden Schwellweridetektoren (74,76) unter Lieferung eines Signals zusammenfaßt, welches eine Abtastung nur in dem Fall ermöglicht, daß beide Rechteckspannungswellen mit dem zweiten Pegel auftreten.
4. Datenabtaststeuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverknüpfungseinrichtung durch ein NAND-Glied (86) gebildet ist.
5. Datenabtaststeuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die VerknUpfungseinrichtung ein UND-Glied (80) enthält.

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6. Datenabtaststeuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Verknüpfungseinrichtung (80) der Fenster-Generatoreinrichtung (74,76,78,80) und an dem Wandler (16) eine Signalverknüpfungseinrichtung (86) angeschlossen ist, die eine ¥i%ergewinnung des Ausgangssignals einer Leseeinrichtung (16) nur in dem Fall ermöglicht, daß die Verknüpfungseinrichtung (80) ein Abtastfreigabesignal abgibt.

7· Datenabtaststeuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die SignalVerknüpfungseinrichtung durch ein NAND-Glied (86) gebildet ist.

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