DE1294438B - Binaerer Signaldetektor - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen binären Signaldetek- einerseits der Einstellausgang der Kippschaltung als tor zum Ableiten von digitalen Ausgangssignalen im auch der Ausgang der dem positiven Integrator zu-Ansprechen auf in Richtungstaktschrift zugeführte geordneten Differenzierschaltung ein erstes UND-binärcodierte Eingangssignale. Glied und anderseits der Rückstellausgang der bi-

Die Richtungstaktschrift zeichnet sich dadurch 5 stabilen Kippschaltung sowie der Ausgang der dem aus, daß in jedem Spurelement eine Polaritätsumkehr negativen Integrator zugeordneten Differenzierschaletwa in der Mitte dieses Spurelements stattfindet. tung ein zweites UND-Glied ansteuern, deren Aus-Die Richtung dieser Polaritätsumkehr stellt den gänge einmal den wahren Wert und zum anderen binären Wert der vorliegenden Information dar. So den Komplementwert der Eingangssignalimpulse in kann z. B. eine binäre »L« durch einen Wechsel vom io Impulsdarstellung bereitstellen, positiven Pegel zum negativen Pegel in der Mitte In einfacher Weise lassen sich hiermit gemäß

eines Spurelements und eine binäre »0« durch einen einem weiteren Erfindungsgedanken Taktgeber-Wechsel vom negativen Pegel zum positiven Pegel impulse ableiten, wenn die Ausgänge der UND-ausgedrückt werden. Wird ein den aufgezeichneten Glieder einem ODER-Glied zugeführt werden, oder empfangenen Daten entsprechendes elek- 15 dessen Ausgang dann zur Abgabe der Taktgebertrisches Signal erzeugt und mit einem Bezugssignal impulse dient.

verglichen, dann wird dieses elektrische Signal, das Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken läßt

die binäre Information darstellt, entweder in Phase sich aus der Frequenz der Taktgeberimpulse eine sein oder phasenverschoben in Hinsicht auf das Be- Bezugsspannung ableiten, deren Pegel demgemäß zugssignal sein, je nachdem, welcher Binärwert dar- 20 auch mit der Frequenz der aufgezeichneten Datengestellt werden soll. Zur genauen Festlegung der impulse variiert. Die so abgeleitete frequenzabhän-Phasenlage des Bezugssignals können vor Informa- gige Spannung wird verwendet, um die Einschaltzeittionsübertragung Vorläufersignale in Form von bi- punkte der bistabilen Kippschaltung entsprechend zu nären Nullen zur Synchronisierung eines besonderen verlegen. Auf diese Weise lassen sich auch relativ Taktgebers übertragen werden. Läßt während der 25 große Synchronisierungsabweichungen korrigieren, Datenübertragung die Synchronisierung dieses Takt- ohne daß ein großer zusätzlicher Aufwand erfordergebers nach, dann läßt sich diese nicht wieder ein- Hch wäre.

stellen, bevor nicht wiederum Vorläuferimpulse in Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus

Form von binären Nullen übertragen worden sind. der nachfolgenden Beschreibung, die an Hand eines Der schwerwiegende Nachteil eines solchen Systems 30 bevorzugten Ausführungsbeispiels die Erfindung liegt also darin, daß wertvolle Übertragungszeit zur näher erläutert. Es zeigt

Übertragung von Vorläufersignalen in Form von F i g. 1 das Blockschaltbild eines binären Signalbinären Nullen verlorengeht und daß unter Um- detektors gemäß der Erfindung, ständen sogar Information während der Übertragung F i g. 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der

verlorengehen kann, wenn zwischen der Übertragung 35 Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1, von Vorläuferimpulsgruppen die Synchronisierung Fig. 3A und 3B unter Nebeneinanderlegen beider

außer Tritt fällt. Zeichnungshälften, so daß sich eine Gesamtzeich-

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, nung ergibt, ein mehr ins einzelne gehendes Schalteinen binären Signaldetektor der obengenannten Art bild der Anordnung nach F i g. 1. bereitszustellen, der relativ einfach in seinem Auf- 40 Die Erfindung läßt sich in einfacher Weise an bau ist und betriebssicher und zuverlässig arbeitet. Hand des Blockschaltbildes nach F i g. 1 und der Zusätzlich soll unter minimalem Mehraufwand eine Impulsdiagramme nach Fig. 2 erläutern. Zur Liefe-Selbstsynchronisierung eines solchen Signaldektek- rung von Datenimpulsen in Zweiphasenschrift dient tors möglich sein. der von einem Magnetkopf angesteuerte Begrenzer-

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge- 45 verstärker 10. Wie durch entsprechende Pfeile im löst, daß die Eingangssignalimpulse einmal in einem Impulsdiagramm der Zeile A in F i g. 2 angedeutet, Flankendetektor zur Ableitung einseitiger Nadel- wird eine »L« durch eine zur Datenzeit auftretende impulse zu den Auftrittszeiten der Impulsflanken der abfallende Impulsflanke und eine »0« durch eine zur Eingangssignalimpulse dienen und zum anderen so- Datentzeit auftretende ansteigende Impulsflanke darwohl einen positiven Integrator zur Integration der 50 gestellt. Der Flankendetektor 12 gibt im Ansprechen Impulsflächen der Eingangssignalimpulse als auch auf zugeführte Impulsflanken Nadelimpulse ab, und einen negativen Integrator zur Integration der Im- zwar unabhängig davon, ob Impulsflanken zur pulspausenflächen zwischen den Eingangssignalim- Datenzeit auftreten oder nicht (Impulsdiagramm B). pulsen ansteuern, deren jeweiligem anderen Eingang Die sich so ergebenden Nadelimpulse B werden die einseitigen Nadelimpulse zur jeweilgen Beendi- 55 gleichzeitig mit den Datenimpulsen in Zweiphasengung eines eingeleiteten Integrationsvorgangs züge- schrift^ sowohl dem positiven Integrationsschalführt werden, indem sowohl die Ausgänge der Inte- tungskreis 14 als auch dem negativen Integrationsgratoren jeweils eine Differenzierschaltung als auch schaltungskreis 16 zugeführt. Die positiven und der Ausgang des positiven Integrators den Einschalt- negativen Integrationsschaltungskreise erhalten ihre eingang und der Ausgang des negativen Integrators 60 Bezugspegel durch den Schwellenwerteinstellungsden Rückstelleingang einer bistabilen Kippschaltung kreis 34. Der Ausgang des positiven Integrationsmit der Maßgabe ansteuern, daß die Umschaltung schaltungskreises 14 liegt am Einstelleingang S der dieser Kippschaltung bei Erreichen eines Schwellen- bistabilen Kippschaltung 18, die dann umgeschaltet werts erfolgt, der jeweils nur beim Wechsel von »0« wird, wenn der Integrationspegel einen bestimmten auf »L« der Eingangssignalimpulse am Ausgang des 65 Schwellenwert übersteigt. In gleicher Weise ist der positiven Integrators und beim Wechsel von »L« negative Integrationsschaltungskreis 16 an den Rückauf »0« der Eingangssignalimpulse am Ausgang des Stelleingang R der bistabilen Kippschaltung 18 angenegativen Integrators überschritten wird, und daß schlossen, um diesen zurückzustellen, wenn der

Claims (4)

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   negative Pegel einen vorgegebenen Schwellenwert Weise lassen sich Datenfrequenzänderungen in der übersteigt. Der jeweils durch die Integrationsschal- Größenordnung von ± 33 % in bezug auf die Nomitungskreise 14 und 16 durchgeführte Integrations- nalfrequenz verarbeiten. Durch Hinzunahme der Vorgang wird durch den Flankendetektor 12 derart frequenzabhängigen Spannungsquelle 30 läßt sich gesteuert, daß der positive Integrationsschaltungs- 5 die Anwendung auf einen Schwankungsbereich von kreis 14 nur auf positive Impulse und der negative ±50% ausdehnen. In letzterem Falle dienen die Integrationsschaltungskreis 16 nur auf negative Taktgeberimpulse dazu, eine der Impulsfolgefre-Datenimpulse anspricht, wie es sich aus den Impuls- quenz proportionale Spannung zu erzeugen,
   diagrammen nach F i g. 2 ohne weiteres ergibt. An- Zu diesem Zweck wird die Impulsspannung zuschließend wird jeweils die Hinterflanke der Drei- io rückgeführt, so daß die Integrationszeit beeinflußt ecksimpulse C und E, die an den Ausgängen der In- wird und damit der Einsatzpunkt der Umschaltung tegrationsschaltungskreise 14 und 16 auftreten, in der bistabilen Kippschaltung 18.
   den Differenzierschaltungen 20 und 22 differenziert, Die Erfindung erbringt den Vorteil, daß der so daß die Impulse D und F zu den Datenzeiten auf- Signaldetektor im hohen Maße unempfindlich gegentreten. Die Impulse D und F werden jeweils dem 15 über Rauschsignalen ist. Sie ist gewissermaßen einen Eingang der UND-Schaltungen 24 und 26 zu- selbstsynchronisierend, so daß keine besondere Zugeführt, deren zweitem Eingang der Ausgang G führung von Taktgeberimpulsen von außen erforder- bzw. H an der L-Seite bzw. an der O-Seite der lieh ist. Weiterhin ergibt sich ohne weiteres daß bei bistabilen Kippschaltung 18 zugeordnet ist. Die Aus- der Erfindung keine Vorläufersignale in Form von gänge der UND-Schaltungen 24 und 26 liegen jeweils 20 »L« oder »0« erforderlich sind, um so zu veranan einem Eingang der ODER-Schaltung 28, deren lassen, daß das System in Synchronisierung mit den Ausgang dann die Taktgeberimpulse K liefert. Die einlaufenden Daten gebracht wird. Sind Daten-Taktgeberimpulse K werden außerdem zum Eingang impulse verlorengegangen, dann resynchronisiert sich der frequenzabhängigen Spannungsquelle 30 zurück- das System selbst, wenn jeweils eine Änderung von geführt, die angeschaltet werden kann, um den von 25 einer »L« zu einer »0« oder von einer »0« zu einer dem Schwellenwerteinstellungskreis 34 über den »L« in den Datenimpulsen auftritt.
   Schalter 50 gelieferten Strom zu ändern. Anderseits In dem Schaltbild nach Fig. 3A und 3B zeigen läßt sich der Schalter 50 auf die Konstantspannungs- die Buchstaben A bis K solche Punkte an, an denen quelle 32 einstellen, so daß der Schwellenwertstrom die in F i g. 2 gezeigten Impulsfolgen auftreten. Der konstant bleibt. 30 Transistor Tl steuert die Transistoren Γ2 und Γ 8 Die positiven Impulse der vom Begrenzungsver- an. Die jeweiligen Ausgänge dieser Integratortranstärker 10 gelieferten Datenimpulse A werden unter sistoren Tl und T 8 sind mit dem Stell- und RückSteuerung durch die Nadelimpulse B integriert, so Stelleingang der bistabilen Kippschaltung, bestehend daß sich die Impulsreihe C ergibt. In gleicher Weise aus den Transistoren Γ 3 und T 4, verbunden. Der werden die negativen Impulse ebenfalls unter Steue- 35 Ausgang des Transistors Tl steuert außerdem über rung der Datenimpulse B integriert, so daß sich die eine über den Punkt C verlaufende Leitung den Impulsreihe E ergibt. Die Dreiecksimpulse C und E Emitterfolger T 9, während der Integratortransistor führen zwei Aufgaben durch: Einmal die Ansteue- TS über eine über den Punkt C geführte Leitung den rung der bistabilen Kippschaltung 18, sobald bei der Emitterfolger T14 ansteuert. Die Ausgänge der Integration ein bestimmter, durch den Schwellen- 40 Emitterfolger T 9 und T14 werden jeweils differenwerteinstellungskreis 34 vorgegebener Schwellenwert ziert, um dann die Inverter Γ10 und T15 anzuüberschritten wird, und zum anderen die Erzeugung steuern. Mit Hilfe der Transistoren Γ11 und T16 der Impulsreihen D und F, wenn im Verlauf des In- wird eine zweite Inversion durchgeführt, die ihrertegrationsvorgangs ein bestimmter Wert erreicht seits UND-Schaltungen ansteuern, die durch Diodenwird. Der Dreiecksimpuls C erreicht die doppelte 45 eingänge zu den Transistoren Γ12 und T17 darge-Amplitude, wenn der Datenimpuls von »0« auf »L« stellt werden. Der zweite Eingang zum Transistor wechselt, wohingegen der Dreiecksimpuls JE einen T12 liegt am EIN-Ausgang der bistabilen Kippgroßen Amplitudenwert einnimmt, wenn der Daten- schaltung mit den Transistoren Γ 3 und T 4. Der impuls von »L« auf »0« umwechselt. Im ersten zweite Eingang zum Transistor Γ17 liegt am AUS-FaIl schaltet der Dreiecksimpuls C die bistabile Kipp- 50 Ausgang der bistabilen Kippschaltung. Die Ausschaltung 18 in den EIN-Zustand, und im zweiten gänge der Transistoren Γ12 und TIl liegen jeweils Fall schaltet der Dreiecksimpuls E die bistabile Kipp- an einem Eingang der ODER-Schaltung 28, deren schaltung 18 in den AUS-Zustand. Der Ausgang der Ausgang den Transistor T13 ansteuert. Der Ausgang bistabilen Kippschaltung 18 liefert einmal ein posi- des in Emitterschaltung betriebenen Transistors Γ13 tives Torsignal G und zum anderen ein negatives 55 steuert eine frequenzabhängige Spannungsquelle an, Torsignal H, so daß die L-Impulse bzw. die 0-Im- die Transistoren T18 bis Γ 23 enthält. Der Ausgang pulse, nämlich D bzw. F, auf einen jeweiligen Aus- dieser frequenzabhängigen Spannungsquelle führt gang gesteuert werden. Werden so die Torsignale G zum Schalter 50, der anderseits mit dem Steuer- und die Nadelimpulse D der UND-Schaltung 24 zu- eingang des Transistors Tl verbunden ist, der zur geführt, dann ergibt sich am Ausgang die Impuls- 60 Einstellung eines Stromschwellenwertes dient, folge /. In gleicher Weise wird entsprechend, aus- Anderseits kann auch der Schalter 50 den Steuergehend von den Torsignalen H und den Impulsen F, eingang des Transistors Tl mit einer Konstantspanüber die UND-Schaltung 26 die Impulsfolge / bereit- nungsquelle von +6 V verbinden,
   gestellt. Werden die Impulsfolgen/ und / je einem

   Eingang der ODER-Schaltung 28 zugeführt, dann 65 Patentansprüche:
   entsteht schließlich an derem Ausgang die Impulsfolge K, die als Taktgeberimpulsfolge dient, da deren 1. Binärer Signaldetektor zum Ableiten von Impulse zu den Datenzeiten auftreten. In dieser digitalen Ausgangssignalen im Ansprechen auf

   in Richtungstaktschrift zugeführte binärcodierte Eingangssignale, dadurch gekennzeichnet, daß die Emgangssignalimpulse (/4) einmal in einem Flankendetektor (12) zur Ableitung einseitiger Nadelimpulse (B) zu den Auftrittszeiten der Impulsflanken der Emgangssignalimpulse (4) dienen und zum anderen sowohl einen positiven Integrator (14) zur Integration der Impulsflächen der Eingangssignalimpulse (A) als auch einen negativen Integrator (16) zur Integration der Impulspausenflächen zwischen den Eingangssignalimpulsen (^4) ansteuern, deren jeweiligem anderen Eingang die einseitigen Nadelimpulse (B) zur jeweiligen Beendigung eines eingeleiteten Integrationsvorgangs zugeführt werden, indem sowohl die Ausgänge der Integratoren (14, 16) jeweils eine Differenzierschaltung (20) als auch der Ausgang des positiven Integrators (14) den Einschalteingang (S) und der Ausgang des negativen Integrators (16) den Rückstelleingang (R) so einer bistabilen Kippschaltung (18) mit der Maßgabe ansteuern, daß die Umschaltung dieser Kippschaltung (18) bei Erreichen eines Schwellwerts erfolgt, der jeweils nur beim Wechsel von »0« auf »L« der Emgangssignalimpulse (.4) am Ausgang des positiven Integrators (14) und beim Wechsel von »L« auf »0« der Emgangssignalimpulse (/4) am Ausgang des negativen Integrators (16) überschritten wird, und daß einerseits der Einstellausgang (1) der Kippschaltung (18) als auch der Ausgang der dem positiven Integrator (14) zugeordneten Differenzierschaltung (20) ein erstes UND-Glied (24) und andererseits der Rückstellausgang (0) der bistabilen Kippschaltung (18) sowie der Ausgang der dem negativen Integrator (16) zugeordneten Differenzierschaltung ein zweites UND-Glied (26) ansteuern, deren Ausgänge einmal den wahren Wert (/) und zum anderen den Komplementwert (/) der Eingangssignalimpulse in Impulsdarstellung bereitstellen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung von Taktgeberimpulsen (K) aus den Eingangssignalimpulsen (A) die Ausgänge der UND-Glieder (24, 26) als Eingänge eines ODER-Gliedes (28) dienen, dessen Ausgang die Taktgeberimpulse (K) bereitstellt.
3. 3. Schaltungsanordnung mindestens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ODER-Gliedes (28) zusätzlich eine frequenzabhängige Spannungsquelle (30) zur Ableitung eines Bezugspotentials für die Integratoren (14, 16) ansteuert.
4. 4. Schaltungsanordnung mindestens nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schwellenwerteinstellung für das Bezugspotential der Integratoren (14, 16) wahlweise umschaltbar die frequenzabhängige Spannungsquelle (30) und eine Konstantspannungsquelle (32) dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen