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Schaltungsanordnung zur Regeneration von Impulsen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Regeneration
von einem Magnetbandspeicher entnehmbaren Impulsen, insbesondere zur Glättung einer
aufgrund sich ändernde Impulstastverhältnissc schwankenden Bezugslinie.
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In@der bentigen Meßtechnik ist es üblich, Daten auf Magnetbändern
zu speichern und zwar in der Form verschlüsselter Impulse. Die Verschlüsselung kann
nach den Verschiedensten Methoden oder Codes durchgeführt werden; aber aufgrend
spezieller Eigenheiten sind nicht alle Codes für eine Magnetbandspeicherung £eignet.
in Code, bei dem die Information als Phasenablage oder durch das Vorhandensein oder
Fehlen eines logischen Pagels repräsentiert wird, kann in der Regel für eine Magnetbandaufzeichnung
verwendet werden.
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Bei der Entnahme der auf ein Ma£netband aufgezeichneten Daten maß
aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten des megnetischen Aufzeichnungs- bzw. Le.selrerfahrens
mit einer starken Verzerrung der Impulsfolgen gerechnet werden. Ein Magnetbandsystem
besitzt ein Bandpaßverhalten, so daß die Amplitude eines Imformationssignals mit
zunehmender Frequenz oberhalb der Grenzfrequenz starli abnim.'at. Es ist zwar möglich,
den Frequenzgang eines Magnetbandsystems durch eine entsprechende Wahl der Bandgeschwindigkeit
und des Magnetbandmaterials sowie durch eine Verringerung der t?bertragungsverluste
an den Kopfgruppen zu beeinflussen; aber eine grundsätzliche Unterdrückung der Frequenzgangabhängigkeiten
ist wegen der zuvor schon erwähnten physikalischen Zusammenhänge nicht möglidi.
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Schwierigkeiten ergeben sich bei der magnetischen Aufzeichnung und/
oder Entnahme von impulsförmigen Informationssignalen auch dann, wenn sich der Pegel
eines Informationssignals längere Zeit nicht ändert und praktisch zu einem Gleichspannungspegel
kird. Das differenzie rende Verhalten eines Magnetkopfes hat irn bei der Wiedergabe
zur Folge1 daß ein Gleichpegel nach einer e-Funktion auf null Volt absinkt, so daß
ein derartiges Informationssignal vom Crundrauschen nicht mehr zu unterscheiden
ist. Tjenn ein Informationssignal aus einer unregelmäßigen Folge verschieden langer
Impulse, wie z.B. bei dem in der Digitaltechnik häufig verwendeten NRZ-L-Code besteht,
dann ergibt sich bei einem von einen Magnetband entnommenen Impulssignal infolge
des sich ständig ändernden Impulstestverhältnisses eine variable Gleichspannungskomponerte,
die zu einem stetigen Wandern der Nullinie des Informationssignals führt. Die Impulse
liegen infolge dessen nicht mehr symmetrisch zu einer geraden Bezugslinie und sind
daher in dieser Form für eine Weiterverarbeitung nicht geeignet.
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Eine bekannte Maßnahn.e zur Unterdrtickung derartiger Verschiebungen
ist der Einsatz einer einfachen Diodenklemmschaltung. Damit ist es im Prinzip möglich,
eine eindeutige Lage der Impulse zu einer Bezugslinie
herzustellen,
so daß in Verbindung mit einer Reforenzspannung auch di Nulldurchgänge und damit
die Flanken der Impulse definiert werden können. Diese Schaltung ist aber nicht
sehr zuverlässig, denn aufgrund einer Amplitudenabhängigkeit ist mit starken Phasenverzerrungen
und Impuls aussetzen zu rechnen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zur Regeneration von einem Magnetbandspeicher entnehmbaren Impulsen, insbesondere
zur Unterdrückung von Nullinienschwankungen vorzusehen. Gemäß der Erfindung wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das verzerrte Impulssignal des Magnetbandes einem
Eingang eines Komparators zugeführt ist, dessen zweiter Eingang zur Erzeugung strll;
metrischer Impulse durch ein Referenzsignal zum phasenrichtigen Bestimmen der Impulsfolgen
angcsteuert ist.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist über einen, weiten Bereich
unabhangig von der Amplitude des Impulssignal und dah'cr in der Lage, die ursprünglichen
Impulse sehr genau wieder zu erzeugen.
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Als Referenzspannung zum phasenrichtigen Bestimmen der Impulse kann
die Gleichspannungskomponente des verzerrten Impulssignals benutzt werden, die in
einer Gegentaktgleichrichterschaltung gewonnen werden kann. Die auf die erfindungsgemäße
Weise regenerierten Impulse sind damit frei von Verzerrungen und können anschließend
weiter verarbeitet werden.
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Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläatert.
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es zeigen: Figur l ein Impulsdiagramm Figur 2 ein weiteres Impulsdiagramm
Figur 3 ein Sehaltbild Figur 4 ein Impulsdiagramm Figur 5 ein Diagramm verzerrter
Impulse Figur 6 ein Diagramm regenerierter Tiopulse
Im Impulsdiagramm
nach Figur 1 ist der typische Verlauf eines NRZ-L-Impulssignals zu sehen, und zwar
vor der Aufzeichnung auf einen Magnetbandspeicher. Figur 2 zeigt dazu den Verlauf
des gleichen Informationssignals nach EntnahMe vom Magnetbandspe icher und Verstärkung.
Dieses Impulssignal kann so nicht weiterverarbeitet werden, weil die Lage der Nulidureligänge
wegen der Nulllinienschwankung nicht mit der Lage der Impulsflanlcen im ursprünglichen
Impulssignal übereinstimmt. Einzelne Impulse klingen darüberhinaus bis auf Null
Volt ab und sind daher nicht vom Grundrauschen zu unterscheiden. Es ist daher notwendig,
die von einem Magnetbandspeicher entnommeren Impulse vor einer Weiterverarbeitung
zu regenerieren.
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Figur 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der eine Regeneration
von Impulssignalen in hervorragender Weise möglich ist. Diese Schaltung erhält an
ihrem Eingang das vom Magnetbandspeicher verzerrte Impulssignal, das in Figur 5
näher dargestellt und mit a bezeichnet ist. Vom Eingang dieser Schaltungsanordnung
gelangt das verzerrte Impulssignal a über einen Kondensator 10 gleichspannungsfrei
auf einen Eingang E1 eines Komparators 11 und glcichzeitig zu einer Gegentaktglaichrichterschaltullg
12. Der Signales hinter dem Kondensator 10 istüber einen Widerstand 13 nach Masse
geschaltet, wobei die sich aus dem Wert dieses Wiederstandes 13 und der Kapazität
des Kondensators 10 ergebende Zeitkonstante durch entsprechende Wahl dieser Bauelemente
auf die kleinste Impulsfolgefrequenz des Impulssignals bemessen ist. In der CegentaItgleichrichterschaltung
wird das Referenzsignal aus dem verzerrten Impulssignal a gewonnen. Das verzerrte
Impulssignal a gelangt hier zu zwei antiparallel liegenden Dioden lt, 15, deren
Ausgänge einerseits über je einen Widerstand 16, 17 miteinander verbunden sind und
andererseits über je einen Kondensator 18, 19 an Masse liegen. Das ebenfalls in
Figur 5 dargestellte Ausgangssignal b der Gegentaktgleichrichterschaltung 12 ist
das als Referenzsignal eingesetzte Signal der Cleichspannungskomponente des verzerrten
Impulssignals a und wird dem Verbindungspunkt der Widerstände
16,
17 entnommen. Dieses Signal wird direkt dein Eingang E2 des komparatprs 11 zugeführt,
der über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 20 und eines Kondensators 21
auf Masse bezogen ist.
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Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden die
Impulse auf folgende Weise regeneriert: Das verzerrte Impulssignal gelangt, wie
bereits erwähnt, einerseits über den Condensator 10 zum Eingang E1 des Komparators
11 und andererseits über den gleichen Kondensator 10 zur GEgentaktgleichrichterschaltung
12. In dieser Gleichrichterschaltung wird jeweils eine der Dioden 14, if, und zwar
je nach Polarität des verzerrten Inpulssignals a, leitend, so daß der zugehörige
Kondensator 18, 19 die durchgeschalie.e Spannung über der Durchschaltzeit integriert.
Die widerstände 16, 17 bilden den Mittelwert der integricrten Spannung und leiten
cas Mittelwertsignal als Referenzsignal b über die am Eingang Er iC gende Kombination
des Widerstandes 20 und des Kondensators 21 dem Komparator 11 zu. Der Kondensator
21 wirkt dabei mit den Widerständen 16, 17 als Tiefpaß zur Unterdrückung höherfrequenter
Stört spannungen.
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Überschreitet das verzerrte Impulssignal a am Eingang E1 des No-,
rators 11 das Referenzsignal b am Eingang E2 um den Betrag der eingestellten Schwellspannung
des Komparators, dann erzeugt dieser an seinem Ausgang einen logischen Pegel in
einer Richtung. Ist das Signal am Eingang E1 kleiner als die eingestellte Schwellspannung,
den ergibt sich im Ausgangssignal des Konparators 11 ein logischer Pegel in der
entgegengesetzten Richtung. Wie aus Figur 6 zu entnehmen ist, entspricht das am
A6tsgang des Komparators 11 entnehrabare regenerierte Impulssignal den ursprünglichen
Impulssignal,csFigur 4 zeigt Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann daher
zur Regeneration von einem Magnetbandspeicher entnehmbaren Impulsen eingesetzt werden,
da sie die ursprünglichen Impulse in einen weiten Bereich unabhängig von der Amplitude
der Signale wieder erzeugt.
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- Patent ansprüche e
Verzeichnis der Bezugszahlen
a verzerrtes Impulssignal b Referenzsignal E1 Eingang des Komparators E2 -"- -"-10
kondensator 11 Komparator 12 Gegentaktgleichrichterschaltung 13 Widerstand 14 Diode
15 Diode 16 Widerstand 17 Widerstand 18 Kondensator 19 -"-20 Widerstand 21 Kondensator
L
e e r s e i t e