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Identifikationssystem für maschinenlesbare Identifika-
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ti onskarte n Die Erfindung betrifft ein Identifikationssystem für
maschinenlesbare Identifikationskarten, in die vorgebbare codierte Daten fest einspeicherbar
sindp die mit einem Kartenlesegerät ausgelesen und in einer Identifikationsprüfeinrichtung
mit vorgebbaren, der Identifikationskarte zugeordneten Daten aus einem dafür vorgesehenen
Identifikationsdatenspeicher verglichen werden, wobei bei Ungleichheit auf eine
gefälschte Identifikationskarte erkannt wird.
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Maschinenlesbare Identifikationskarten werden in zunehmendem Maße
verwendet. Derartige personenbezogenen Identifikationskarten dienen beispielsweise
der Zeiterfassung, der Zugangskontrolle, der Abrechnung oder für Buchungen bei Geldinstituten
oder anderen ähnlichen Einrichtungen.
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Dabei ist es notwendig, daß eine solche Identifikationskarte nicht
ohne weiteres gefälscht und damit Mißbrauch getrieben werden kann.
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Am verbreitesten sind maschinenlesbare Identifikationskarten mit einer
magnetisierbaren Schicht, die im allgemeinen streifeformlg aufgebracht ist. Auf
diesen Magnetstreifen werden codierte Daten geschrieben. Für das Beschreiben der
Identifikaticnskarten werden Codiergeräte benützt, die auf den Magnetstreifen dem
Ausweisinhalt entsprechende bzw. der betreffenden Person zugeordnete Daten in codierter
Form aufbringen.
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Die Identifikationskarten werden mit Kartenlesegeräten gelesen, die
einen Lesekopf, eine Decodiervorrichtung
und eine dazu notwendige
Elektronik aufweisen und im allgemeinen mit einer weiteren Einrichtung, die beispielsweise
die gespeicherten Daten und Vergleichsvorrichtungen aufweist, in Verbindung stehen.
Derartige Kartenlesegeräte sind allgemein bekannt.
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Mit relativ einfachen Mitteln ist es möglich, die auf der Identifikationskarte
codierte Information auszulesen und auf eine andere Identifikationskarte zu übertragen.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Identifikationskarte zu fälschen. Es ist auch
möglich, eine unbeschriebene Informationskarte mit den nötigen Daten zu versehen,
sofern die Daten und die Codierung bekannt sind.
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Um derartige Fälschungen zu verhindern, wurden schon anderen Leseverfahren,
z.B. Infrarot- oder Induktivleser, angewandt. Ferner wurden Zahlencodes benutzt,
die per Hand bei der Identifikationsprüfung zusätzlich, beispielsweise über eine
Tastatur, von der betreffenden Person eingegeben werden mußten. Bei Ubereinstimmung
wurde dann auf eine korrekte Identifikation erkannt. Ein derartiger geistiger Code
kann aber leicht vergessen werden, so daß die Identifikationskarte nicht benutzt
werden kann. Ein wiederholtes Fehleingeben eines solchen geistigen Codes kann zur
Nichtakzeptanz der Identifikationskarte führen.
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Die Eingabe des geistigen Codes kann beobachtet werden, so daß bei
mißbräuchlicher Benützung eine nicht berechtigte Person den so ermittelten Zahlencode
über eine Tastatur eingeben kann und die eventuell entwendete oder gefälschte Identifikationskarte
benutzen kann, ohne daß eine Fälschung vom System erkannt wird.
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Um diese Dinge zu verhindern bzw. zu erschweren, ist es Aufgabe der
Erfindung, ein Informationssystem anzugeben, das die Fälschung der Identifikationskarten
erschwert
und damit die Sicherheit eines derartigen Identifikationssystems
erhöht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Identifikationskarte zu
den fest eingespeicherten Daten, die die Grundinformation bilden, zusätzlich codierte
Daten aufweist, die eine Zusatzinformation bilden, die mit jeder Identifikationsprüfung
verändert wird und mit jedem Identifizierungsvorgang mit ausgelesen und mit der
im Identifikationsdatenspeicher zur Grundinformation gespeicherten Zusatzinformation
verglichen wird, wobei eine neue Zusatzinformation gebildet und mit einer im Karten
lesegerät zusätzlich vorgesehenen Schreibeinrichtung in die Identifikationskarte
und in den Identifikationsdatenspeicher eingeschrieben wird.
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Auf die Identifikationskarte wird zusätzlich zu den Grunddaten eine
weitere Information gegeben, die codierte Daten enthält, die bei jeder Identifikationsprüfung
neu eingeschrieben werden. Dabei werden beim Identifizierungsvorgang nicht nur die
Daten der Grundinformation mit den in einem dafür vorgesehenen Speicher gespeicherten
Daten der Grundinformation verglichen, sondern auch die Daten der Zusatzinformation
mit den gespeicherten Daten der Zusatzinformation verglichen. Die neugebildete Zusatzinformation
wird auf die Karte geschrieben und gleichzeitig mit dem Einschreiben auf die Identifikationskarte
in einem dafür vorgesehenen Speicher des Identifikationssystems gespeichert.
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Ein derartiges Identifikationssystem hat den Vorteil, daß eine Fälschung
einer Identifikationskarte erschwert wird. Ist beispielsweise der Code für die Daten
der Grundinformation bekannt, so können diese Daten wohl gefälscht werden. wesentlich
schwieriger ist es aber, die Zusatzinformation zu erlangen, da sie bei jedem
Lesevorgang
der Identifikationskarte wechselt. Ein Mißbrauch mit einer gefälschten Identifikationskarte
ist auch aus folgendem Grund erschwert. Wenn beispielsweise von der Originalkarte
der gesamte Dateninhalt, Grundinformation und Zusatzinformation, ausgelesen und
in eine gefälschte Identifikationskarte eingeschrieben wird und der rechtmäßige
Besitzer der Identifikationskarte in der Zwischenzeit seine Karte benützt hat, d.h.
ins Kartenlesegerät eingeschoben oder durchgezogen hat, so kann ein Fälscher, der
hinterher mit der gefälschten Karte mißbräuchlich das Lesegerät bedient, keinen
Erfolg haben, weil die Zusatzinformation neu im Identifikationssystem abgespeichert
ist und mit der Zusatzinformation der gefälschten Identifikationskarte nicht übereinstimmt.
Beim Identifikationsvorgang ist also bei der gefälschten Identifikationskarte keine
GleicEleit zwischen den Daten der Identifikationskarte und den Daten der im Identifikationssystem
abgespeicherten Daten vorhanden, so daß eine Fälschung angezeigt wird, oder weitere
Maßnahmen, die aufgrund der Identifikationskarte vorgenommen werden sollen, nicht
mehr möglich sind.
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Zweckmäßigerweise ist für die Codierung der Zusatzinformation ein
Zufallsgenerator vorgesehen, der die Bildung der Zusatzinformation bewirkt.
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In vorteilhafter Weise wird man bei Verwendung von Identifikationskarten
mit einer magnetisierbaren Schicht die Grundinformation und die Zusatzinformation
auf derselben Magnetspur dieser magnetischen Schicht einschreiben. Dies hat den
Vorteil, daß gegenüber den üblichen Kartenlesegeräten nur ein Schreibkopf und ein
Löshkopç erforderlich ist, die in derselben Spurebene wie der Lesekopf angeordnet
sind.
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Es können selbstverständlich auch Identifikationskarten verwendet
werden, die andere Speichermodien aufwelsen,
wie beispielsweise
Halbleiterspeicher.
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Bei Identifikationskarten mit einer magnetisierbaren Schicht sind
sowohl für die Grundinformation als auch für die Zusatzinformation Start- und Endzeichen
vorhanden. Um bei einer Fehlbedienung, z.B. falscher Durchzugsrichtung der Identifikationskarte,
ein versehentliches Löschen der eingeschriebenen Daten zu verhindern, kann im Kartenlesegerät
eine Prüfeinrichtung vorgesehen sein, die erkennt; ob die ersten gelesenen Daten
Startzeichen sind. Ist dies nicht der Fall, weil diese Daten Endzeichen sind, so
wird von der Prüfeinrichtung veranlaßt, den Lösch- und den Schreibkopf abzuschalten
und die Identifikationskarte wird nicht angenommen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Lesekopf zum Lesen der
Grundinformation in einer Ebene und ein weiterer Lesekopf, ein Lösch- und ein Schreibkopf
zum Lesen und Neueinschreiben der Zusatzinformation in einer zweiten Ebene angeordnet
sein, so daß die Grundinformation auf einer Magnetspur und die Zusatzinformation
auf einer zweiten, parallel dazu verlaufenden Magnetspur liegt. Dadurch ist ein
versehentliches Löschen der Grundinformation ausgeschlossen.
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Bei Kartenlesegeräten, bei denen die Identifikationskarte manuell
durchgezogen, d.h. an den Nagnetköpfen vorbeigezogen wird, hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, bei einer Unterschreitung einer Mindestdurchzugsgeschwindigkeit der Identifikationskarte
die Lösch- und Schreibköpfe abzuschalten. Damit wird bezweckt, daß eine sichere
Erkennung der Daten möglich ist, keine Fehlinterpretation entsteht und die neu einzuschreibende
Zusatzinformation zu nichtmehr richtig zu interpretierbaren Daten führt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist dadurch gegeben,
daß
der Schreibtakt für die zusätzlich einzuschreibede Information aus der Grund- oder
ursprünglichen Zusatzinformation gewonnen wird, wenn die Identifikationskarte durch
den Kartenleser gezogen wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Identifikationssystem kann auch auf die
Grundinformation verzichtet werden und nur die Zusatzinformation zur Identifikation
herangezogen werden.
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Dabei muß aber sichergestellt sein, daß die Zusatzinformation,.die
von einem Zufallsgenerator generiert wird, nur einmal im System vergeben wird. Deshalb
ist es zweckmäßig, die genannten Zufallszahlen im Identifikationssystem abzuspeichern
und bei jeder neu gebildeten Zufalls zahn einen Vergleich mit den gespeicherten
Zufallszahlen vorzunehmen. Ist eine Zufallszahl schon vorhanden, so wird eine neue
Zufallszahl gebildet und für die neue Zusatzinformation vergeben.
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Anhand von Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele im folgenden
erläutert.
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Dabei zeigen Fig. 1 Teil einer Identifikationskarte mit magnetisierbarer
Schicht, Fig. 2 prinzipielle Anordnung von Schreib-, Lösch- und Lesekopf bei Aufzeichnung
der Grund- und Zusatzinformation auf einer Spur, Fig. 3 prinzipielle Anordnung der
Magnetköpfe im Kartenlesegerät für eine Zweispur-Aufzeichnung mit der Grundinformation
auf Spur 1, Fig. 4 prinzipielle Anordnung der Magnetköpfe im Kartenlesegerät für
Zweispur-Aufzeichnung mit der Grundinformation auf Spur 2, Fig. 5 Blockschaltbild
zur Codierung von Grund- und Zusatzinformationen auf einer Spur der Identifikationskarte,
Fig. 6 den Spannungsverlauf am Lesekopf und
Fig. 7 Blockschaltbild
zur Codierung der Grund- und Zusatzinformation auf verschiedenen Spuren der Identifikationskarte.
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In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer Identifikationskarte IK dargestellt,
die eine magnetisierbare Schicht MS aufweist. Diese Identifikationskarten 1K haben
üblicherweise das Format einer Scheckkarte und weisen nach der DIN-Norm 9785, Teil
2 drei Spuren Sp1 bis Sp3 auf. Die Spurenlage ist so festgelegt, daß in einem bestimmten
Abstand a zur Bezugskante BK (Kartenoberkante) die Spur 1 (sps) die oberste Spur,
die Spur 2 (Sp2) die mittlere Spur und darunter die Spur 3 (Sp3) die dritte Spur
bildet. Häufig wird nur die zweite Spur (Sp2) ausgenutzt, z.B. für die Zugangskontrolle.
Die Scheckkarte benutzt zwei Spuren (Sp2 und Sp3). Zur Anwendung des erfindungsgemäßen
Identifikationssystems ist es nun erforderlich, zusätzlich zur Grundinformation
eine Zusatzinformation aufzubringen.
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Die erste Möglichkeit besteht darin, die variable Zusatzinformation
auf die gleiche Spur wie die Information aufzubringen.
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Zur Aufzeichnung der beiden Informationen, nämlich einer unveränderten
Grundinformation und einer variablen Zusatzinformation,- ist im Kartenlesegerät
KL eine Anordnung von Lese-, Lösch- und Schreibkopf erforderlich, wie sie in Fig.
2 in Draufsicht dargestellt ist. Wenn die Durchzugsrichtung DR der Identifikationskarte
IK von links nach rechts erfolgt, so ist der erste Magnetkopf der Lesekopf LE, danach,
also rechts davon, der Löschkopf LÖ und wiederum rechts vom Löschkopf LÖ der Schreibkopf
SK angeordnet. Für die Auswertung der codierten Informationen ist dabei auf dem
Magnetstreifen MS (auf derselben Spur, z.B. Spur 2) am Anfang der Grundinformation
ein Startzeichen und am Ende der Grundinformation ein Endzeichen erforderlich. Aufgrund
des Endzei-
chens der Grundinformation wird beim Identifikationsvorgang
vom Identifikationssystem erkannt, daß die unveränderbare Grundinformation zu Ende
ist. Nach einer festgesetzten Anzahl von Lesetakten wird der Löschkopf LÖ und der
Schreibkopf SK aktiviert und die variable Zusatzinformation eingeschrieben, die
ebenfalls Start- und Endzeichen aufweist. Dabei ist es zweckmäßig die Aufeinanderfolge
vom Startzeichen und Endzeichen zu überprüfen, um bei einer Fehlbedienung des Kartenlesegeräts
KL, z.B.
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falsche Durchzugsrichtung, zu verhindern, daß die Grundinformation
gelöscht wird.
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In Fig. 3 ist die prinzipielle Anordnung der Magnetköpfe dargestellt
für den Fall, daß die Grundinformation auf einer Spur, beispielsweise Spur 2, und
die Zusatzinformation auf einer anderen Spur, beispielsweise Spur 1, gespeichert
werden. Die Anordnung der Köpfe ist hier von vorne gesehen dargestellt. Die Identifikationskarte
IE wird wieder von links nach rechts an den Köpfen vorbeigeführt (DR). In der oberen
Ebene (Spur 2) ist der Lesekopf LE2 angeordnet, der nur die fest eingeschriebene
Grundinformation liest. Für die untere Ebene (Spur 1) sind von links nach rechts
der Lese-, der Lösch- und der Schreibkopf (LE1, LÖ und SK) angeordnet, die die Spur
2 (Sp2) der Identifikationskarte IK bedienen.
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Diese Anordnung bedingt einen zusätzlichen Lesekopf LE2, hat aber
den Vorteil, daß die im ersten Fall geschilderte Vorsichtsmaßnahmen zur Verhinderung
des Löschens der Grundinformation gemäß Fig. 2 nicht notwendig sind.
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In Fig. 4 ist eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 3 dargestellt, mit
dem Unterschied, daß der Lese-, der Lösch-und der Schreibkopf (LE1, LÖ und SK) in
der oberen Ebene des Kartenlesegerät KL angeordnet ist und die Spur 3 (Sp3) der
Identifikationskarte (IK) mit der variablen Zusatzinformation versieht. In der un-teren
Ebene ist der Lesekopf LE2 angeordnet, der auf der Spur 2 der
Identifikationskarte
(IK) die Grundinformation liest.
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Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Codierung von Grund-und Zusatzinformationen
auf einer Spur der Identifikationskarte.
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Diese Schaltungsanordnung ermöglicht, die Grund- und Zusatzinformation
auf der gleichen Spur, z.B. Spur 2 (Sp2) zu lesen und außerdem den veränderbaren
Anteil der Information (variable Zusatzinformation) auf diese Spur zu schreiben.
Das vom Lesekopf LE stammende Signal wird von einem Operationsverstärker OV verstärkt
und durch einen Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger ST) digitalisiert, so daß am
Ausgang des Schmitt-Triggers digitale Daten anstehen. Diese Daten (GRI und ZUI)
werden im Identifikationssystem mit den gespeicherten (SP) Daten verglichen (VG).
Diese digitalisierten Daten sind mit einer Frequenz behaftet, die von der Durchzugsgeschwindigkeit
der Identifikationskarte (IK) abhängt. Beim erfindungsgemäßen Identifikationssystem
werden die Identifikationskarten (IK) manuell durch das Kartenlesegerät (KL) gezogen,
so daß sich keine konstante Kartengeschwindigkeit ergibt. Deshalb ist es zweckmäßig,
den Schreibtakt SchT für die Zusatzinformation von der Identifikationskarte (IK)
selbst abzuleiten.
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Die Grundinformation (GRI) wird in üblicher Weise mit einem eigenen
vom Lesegerät (KL) unabhängigen Codiergerät aufgebracht. Dabei wird die Identifikationskarte
(IK) mit einer konstanten Schreibgeschwindigkeit codiert. Geht man davon aus, daß
die ersten Informationen, die auf dem Magnetstreifen (MS) codiert sind, bis zum
Beginn des Startzeichens logische Nullen sind, so sind diese Nullen durch einen
zeitlichen Abstand t zwischen zwei positiven Spannungsimpulsen am Ausgang des Lesekopfes
(LE) gekennzeichnet. Diese dienen als Synchronisierbits. Eine lo-
gische
Eins läßt sich bei konstanter Kartengeschwindigkeit dadurch darstellen, daß der
zeitliche Abstand t zwischen zwei positiven Spannungsimpulsen US nicht größer als
die Zeit T ist, sondern kleiner oder maximal gleich 0,75 mal T, im allgemeinen 0,5
x T. Bei einem handbetriebenen Kartenleser (KL) ändert sich die Kartengeschwindigkeit
nicht sprunghaft von einem Bit zum nächsten Bit. Die am Ausgang des Schwellwertschalters
(Schmitt-Trigger ST; gemäß Fig. 5) zur Verfügung stehenden Daten werden direkt,
z.B. von einem Mikroprozessor ohne jede weitere Zusatzelektronik, gelesen. Dieser
ermittelt nun den zeitlichen Abstand (t) zwischen zwei positiven Spannungsimpulsen
US der ersten Bits, die, wie dargelegt, die Information der logischen Null darstellen.
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Durch Halbieren von T und unter Hinzufügung eines Toleranzwertes bT
kann nun gemessen werden, ob während der Zeit t = T/2 + QT eine positive Amplitude
(US) auftritt.
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Ist dies der Fall, so handelt es sich hierbei um die Information einer
logischen Eins. Tritt dagegen in diesem Zeitraum t die positive Amplitude (US) nicht
auf, so wird der zeitliche Abstand zur nächsten Amplitude gemessen.
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Ist dieser Abstand t = T + At, so handelt es sich um eine logische
Null. Ändert sich die Kartengeschwindigkeit, so wandern die Spannungsimpulse (US)
immer mehr an den Rand des Toleranzintervails. Wird dies vom Mikroprozessor erkannt,
so führt er entsprechend der zeitlichen Abweichung die ursprüngliche Zeit T nach.
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Auf diese Weise können theoretisch beliebige Kartengeschwindigkeiten
erreicht werden. Praktisch ist jedoch die Kartengeschwindigkeit gemäß dem Blockschaltbild
der Fig. 5 durch zwei Faktoren nach unten begrenzt, nämlich die Ansprechschwelle
des Schwellwertschalters (ST) und die Notwendigkeit, eine Umkehrung der Durchzugsrich-t:un
(DR)
der Karte (IK) zu erkennen. Würde nämlich die Karte (IK) entgegen der ursprünglich
geplanten Durchzugsrichtung (DR) durch den Leser (KL) gezogen, so würden durch den
Löschkopf (LÖ) alle eingeschriebenen Informationen gelöscht und damit der Ausweis
(1K) unbrauchbar werden.
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Um dies zu verhindern, ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die
den Löschkopf (LÖ) abschaltet, sobald die Durchzugsgeschwindigkeit unter ein Mindestmaß
sinkt.
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Die Auswertung der digitalen Daten am Schwellwertschalter (ST) ist
in Fig. 6 veranschaulicht. In Fig. 6 ist der Spannungsverlauf UL am Lesekopf (LE)
und der Spannungsverlauf US am Schwellwertschalter (ST) dargestellt. Die Amplituden
der Ausgangsspannungen US und UL sind über der Zeit t aufgetragen. Die positive
Ausgangs spannung UL am Lesekopf LE erzeugt am Ausgang des Schwellwertschalters
ST eine rechteckförmige Ausgangsspannung US. Eine logische Null liegt nur dann vor,
wenn der Zeitabstand t zwischen zwei ansteigenden Flanken größer als 0,75 T ist.
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Sinkt der zeitliche Abstand t unter 0,75 T oder ist er diesem Wert
gleich, so liegt eine logische Eins vor.
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Aus diesen Daten kann mit Hilfe der Synchronisiereinrichtung SYN (gemäß
Fig. 5) der Takt SchT für die neu einzuschreibende Zusatzinformation (ZUl') gewonnen
werden.
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In Fig. 5 ist noch der Zufallsgenerator ZG dargestellt, der über einen
Modulator MOD die neue Zusatzinformation (ZUI') bildet, die verstärkt (VER) und
dem Schreibkopf SK zugeführt wird. Die von der Synchronisiereinrichtung SYN gewonnenen
Takte SchT werden einer Löschkopfsteuerung LÖST zugeführt, die bei Unterschreiten
eines bestimmten Wertes den Löschkopf LÖ abschaltet.
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In Fig. 7 ist im Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Einschreibung
der Grund- und Zusatzinformation (GRI
und ZUI) auf verschiedene
Spuren (Sp1 und Sp2 oder Sp3) der Identifikationskarte (IK) dargestellt. Dabei ist
ein zusätzlicher Lesekopf LE2 erforderlich, der nur die Grunddaten GRI zu lesen
hat, beispielsweise der Lesekopf 2, der die Spur 2 liest. Die Synchronisierdaten
(für SYN) zur Erzeugung des Schreibtaktes (SchT) werden, ähnlich wie in Fig. 5 dargestellt,
vom Lesekopf 2 der Spur 2 abgeleitet.
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Bei diesem Prinzipschaltbild wurde davon ausgegangen, daß für alle
Spuren die Schreibdichte gleich groß ist. Um die äußeren Spuren (Spi oder Sp3) der
Identifikationskarte (IK) (Spur 1 oder 3) voll ausnutzen zu können, ist es möglich,
aus der in diesen Spuren (Spl, Sp3) abgelegten Information einen eigenen Lesetakt
zu gewinnen. Dazu kann am Ausgang des Schwellwertschalters (ST1) vom Lesekopf LE1
für Spur 1 oder 3 eine weitere Synchronisiereinrichtung vorgesehen sein, die einen
Lesetakt erzeugt. Dieser Takt würde dann auch als Schreibtakt für diese Spur benützt
werden können.
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12 Patentansprüche 7 Figuren