DE1449366C3

DE1449366C3 - Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zeichen

Info

Publication number: DE1449366C3
Application number: DE1449366A
Authority: DE
Inventors: David Chang; Ernest George Newman; Larence Allan Pougkeepsie Tate
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-05-31
Filing date: 1963-05-31
Publication date: 1973-11-29
Also published as: US3219644A; DE1449366B2; GB996757A; DE1449366A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Abtastung von Zeichen, deren jedes in Form von Bits in magnetischer Wechselschrift in mehreren parallelen Spuren eines Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet ist, der durch Start-Stopp-Bewegungen auf flußgesteuerte Magnetköpfe schrittweise einstellbar ist, von denen die Bits auch ohne Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und Magnetköpfen als Wechselspannungen mit je nach Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnungen einer von zwei entgegengesetzten Phasenlagen und mit einer von der Größe des von der Magnetisierung der Aufzeichnung ausgehenden Flusses abhängigen Amplitude abfühlbar sind, mit einer Einrichtung zur Elimination solcher abgefühlter Signale, die auf Grand von Schiefstellung oder Pendelbewegung des Aufzeichnungsträgers ungültig sind.

Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1125 698), Informationszeichen auf einem Magnetband in der Weise aufzuzeichnen, daß die einzelnen Bits eines Informationszeichens in mehreren Aufzeichnungsspuren des Magnetbandes nebeneinanderliegend angeordnet sind. Informationszeichen dieser Art werden abgefühlt, indem das Magnetband mit konstanter Geschwindigkeit an Magnetköpfen transportiert wird, die über den Spuren des· Magnetbandes nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Magnetköpfe haben die Aufgabe, die parallel angeordneten Bite eines Informationszeichens gleichzeitig abzufühler und einer Auswerteeinrichtung zuzuführen. Soll ar Magnetbändern eine hohe Aufzeichnungsdichte er reicht werden, so besteht der Nachteil, daß bei de Abfühlung der Zeichen die einzelnen Bits, die einer. Zeichen zugeordnet sind, nicht immer gleichzeitig abgefühlt werden können. Diese Ungleichzeitigke: der Abfühlung ergibt sich entweder durch den se

genannten Schieflauf des Magnetbandes oder durch die Lage der Magnetköpfe, wenn diese nicht genau parallel ausgerichtet sind.

Zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten war es bereits bekannt, die abgetasteten Bits der Informationszeichen über Torschaltungen Zwischenspeichern zuzuführen und diese Speicherung so lange aufrechtzuerhalten, bis durch eine logische Schaltung die Koinzidenz aller Bits eines Informationszeichens Schaltung zur Abtastung solcher magnetischer Aufzeichnungen anzugeben, für deren Abtastung eine Relativbewegung zwischen Magnetköpfen und Aufzeichnungsträger nicht erforderlich ist und die die Elimination solcher abgetasteter Signale ermöglicht, die auf Grund von Schiefstellung oder Pendelbewe- ,-f gungen des Aufzeichnungsträgers ungültig sind.

Die genannte Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung . der eingangs genannten Art gelöst, die

festgestellt wurde. Schaltungen zur Durchführung der 10 dadurch gekennzeichnet ist, daß für jede Aufzeich-

genannten Methode erfordern einen hohen Aufwand. nungsspur ein Flip-Flop zur Speicherung eines abge-

Ferner besteht der Nachteil, daß eine solche Schal- tasteten Bits vorgesehen ist, dessen Einstelleingang

tung nur anwendbar ist, wenn die Abtastung der ein Impuls zugeführt wird, wenn sich die Phasenlage

aufgezeichneten Informationen durchgeführt wird einer den abgelesenen Binärwert charakterisierenden

durch eine zwischen dem Magnetband und den 15 amplitudenmodulierten Wechselspannung gegenüber

Magnetköpfen bestehende gleichbleibende Transportgeschwindigkeit.

Es sind ferner auch Einrichtungen bekannt, durch welche die Abfühlung magnetischer Aufzeichnungen erfolgen kann, ohne daß zwischen dem Aufzeichnungsträger und den Magnetköpfen eine Relativgeschwindigkeit besteht. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (französische Patentschrift 1283 746) werden Informationszeichen abgefühlt durch einen sogenannten »flußgesteuerten« Magnetkopf. Ein solcher Magnetkopf besteht aus einem E-förmigen Magnetkern, in dessen Mittelschenkel zwei Bohrungen angeordnet sind. Diese Bohrungen dienen zur Aufnahme einer Erregerwicklung, die durch eine Wechselspannung gespeist wird. Die Erregung dieser Wicklung ist so bemessen, daß das magnetische Material des Mittelschenkels periodisch gesättigt und entsättigt wird. Daraus ergibt sich eine periodische Änderung des magnetischen Widerstandes des Kernes. Die beiden äußeren Schenkel bilden mit dem Mittelschenkel den Kern eines Magnetkopfes mit zwei Luftspalten. Befinden sich diese beiden Luftspalte über einer magnetischen Markierung, so bewirkt diese in dem Kern des Magnetder Phasenlage der Wechselspannung für das vorher abgetastete Bit ändert und dessen Rückstelleingang mit einem allen Flip-Flops gemeinsamen Steuer-Flip-Flop verbunden ist, das nur nach einer Änderung der Phasenlage der Wechselspannung und nur bei einer Mindestamplitude der abgetasteten Wechselspannung einen Rückstellimpuls für die Flip-Flops liefert.

Die F i g. 1 zeigt die Darstellung eines »flußgesteuerten« Magnetkopfes. Ferner enthält die F i g. 1 die Darstellung einer Binärinformation, die nach dem NRZ-Verfahren aufgezeichnet wurde. Die 1-Bits werden dargestellt durch die Flanken der Magnetisierungen, während die O-Bits dargestellt werden durch das Fehlen einer Magnetisierungsflanke wäh-■ rend eines bestimmten Zeitintervalls. Dieser Binärinformation entsprechen die an dem Magnetband 10 angeordneten magnetischen Markierungen vorgegebener Polarität. Der Magnetkopf besteht aus einem Kern mit den beiden äußeren Schenkeln 11 und 12 und einem Mittelsteg 13. Der Mittelsteg enthält zwei Bohrungen, in denen die Erregerwindung 14 angeordnet ist. Diese Windung wird durch eine nicht dargestellte Wechselspannung gespeist. An dem

kopfes einen wechselnden Magnetfluß. Dieser indu- 40 Mittelsteg des Magnetkernes ist ferner eine Wicklung

ziert in einer Wicklung des Magnetkopfes eine 15 angeordnet, an welcher die Ausgangssignale ent-

Ausgangsspannung. Die Phasenlage dieser Ausgangs- nommen werden. Die Fig. 1 zeigt den Magnetkopf

spannung ist abhängig davon, in welcher Polarität in zwei Stellen bezüglich der Markierungen auf dem

der magnetische Fuß der Markierung den Luftspal- Magnetband 10. Die NRZ-Markierungen sind in einer

♦5 Spur des Magnetbandes

g
ten des Magnetkopfes zugeführt wurde.

Die Phasenlage der Ausgangsspannung kann daher dazu benützt werden, den Binärwert einer magnetischen Aufzeichnung darzustellen. Die beiden möglichen Binärwerte unterscheiden sich durch eine Phasendifferenz der Ausgangspannung von 180°. Bei dieser Art der magnetischen Abfühlung ist eine Transportbewegung des Aufzeichnungsträgers nicht erforderlich. Die Abfühlung erfolgt in der Ruhestellung einer magnetischen Markierung durch einen fest angeordneten Magnetkopf. Ein solches System der Abfühlung kann auch dazu benützt werden, Informationszeichen abzufühlen, deren einzelne Bits in mehreren Spuren eines Magnetbandes nebeneinander angeordnet sind. Beliebige Informationszeichen können durch Start/Stopp-Bewegungen des Magnetbandes wahlweise an die abfühlenden Magnetköpfe herangeführt werden. Eine Einrichtung dieser Art ist besonders nützlich für die Auswertung von Informationszeichen durch Geräte, deren Aufnahmegeschwindigkeiten verschieden sind von den Abfühlgeschwindigkeiten nomaler Magnetbandaufzeichnungen. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der Weise angeordnet,

daß jeweils zwei benachbarte Markierungen an ihrer Verbindungsstelle gleichnamige Polung aufweisen. Magnetische Flüsse bestehen jeweils vom Nordpol zum Südpol einer magnetischen Markierung, wie das durch die Pfeile beiderseits einer Markierung angedeutet ist. Der im linken Teil der F i g. 1 dargestellte Magnetkopf zeigt die Abfühlung von zwei benachbarten Markierungen. Jeweils eine der Markierungen bewirkt vom Nordpol durch einen äußeren Schenkel und durch den Mittelsteg einen Magnetfluß zum Südpol der Markierung. Der Verlauf der beiden Magnetflüsse ist dargestellt durch unterbrochene Strichlinien. Der im rechten Teil der F i g. 1 dargestellte Magnetkopf zeigt die Abführung von zwei magnetischen Markierungen, deren Verbindungsstellen als Nordpole magnetisiert sind. Die entsprechenden Magnetflüsse verlaufen von den Nordpolen durch den Mittelsteg und die äußeren Schenkel des Kernes des Magnetkopfes zu den Südpolen der magnetischen Markierungen, wie dies durch die unterbrochenen Strichlinien dargestellt ist. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß bei Abfühlung von zwei benachbarten SüdDolen der MaenetfluS ^:m Mitieistet;

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in der einen Richtung und bei der Abfühlung von Aufzeichnungsspur und entlang der Abszisse des zwei benachbarten Nordpolen der Magnetfluß im Schoubildes ist die Zeit aufgetragen. Die von der Mittelsteg die entgegengesetzte Richtung aufweist. Zeit abhängige örtliche Lage des Magnetkopfes wird Der Magnetfluß im Mittelsteg des Kernes erreicht bestimmt durch die Linie 21. Eine ideale Bewegung sein Maximum, entweder in der einen oder in der 5 des Bandes wäre gegeben, wenn z.B. der Punkt22 anderen Richtung, wenn der Mittelsteg des Magnet- des Bandes in direkter Linie zum Punkt 23 bewegt kopfes an die Berührungsstelle zweier benachbarter würde, ohne diesen Punkt zu überlaufen. Die tat-Markierungen eingestellt ist. Wenn der Mittelsteg sächliche Bewegung des Bandes ist jedoch so, daß des Magnetkopfkernes in die Mitte zwischen dem es vom Punkt 22 über den Punkt 25 zum Punkt 24 Nord- und dem Südpol einer magnetischen Mar- ίο bewegt wird. Dieser Abschnitt bezeichnet einen kierung eingestellt wird, so verläuft der Magnetfluß Transportschritt des Magnetbandes. Dies bedeutet, von dem Nordpol durch die beiden äußeren Schenkel daß das Band bei dem Punkt 22 gestartet und bei des Kernes zum Südpol der Markierung. Die beiden dem Punkt 25 gestoppt wird. Nach dem Stoppen Luftspalten des Magnetkopfes haben etwa den glei- ergibt sich ein Rücklauf des Bandes bis zum Punkt chen Abstand wie die beiden Polenden einer Mar- 15 24. Die Länge des Pfeiles 26 bezeichnet den Transkierung. Der Magnetfluß im Mittelsteg des Kernes portweg des Bandes vom Zeitpunkt des Starts bis erreicht daher sein Minimum, wenn dieser genau in zum Zeitpunkt des Stillstandes. Dieser Transportdie Mitte zwischen dem Nord- und dem Südpol einer schritt entspricht dem Abstand von zwei benach-Markierung eingestellt wird. barten Informationszeichen. Der Pfeil 27 bezeichnet

Wenn die Windung 14 durch eine Wechselspan- 20 die Länge des Transportweges, um welche der nung erregt wird, entsteht im Umkreis der beiden Punkt 23 nach dem Stoppen des Bandes überlaufen Bohrungen des Mittelsteges eine periodische magne- wird.

tische Sättigung. Diese bewirkt im Mittelsteg eine Neben der Ordinate, welche die Spurlänge darperiodische Änderung des magnetischen Wider- stellt, sind eine Reihe von NRZ-Sighalen aufgestandes, so daß der von den Markierungen aus- 25 zeichnet. Neben diesen Signalen ist eine Kurve 20 gehende gleichförmige magnetische Fluß moduliert aufgetragen. Diese bestimmt die maximalen und die wird. Die periodische Änderung des magnetischen minimalen Werte der magnetischen Flüsse, die in Flusses induziert in der Wicklung 15 eine Aus- vertikaler Richtung zur Aufzeichnungsspur von den gangsspannung. Die Phasenlage dieser Ausgangs- magnetischen Markierungen ausgehen. Die einzelnen spannung ist abhängig von der ursprünglichen Rieh- 30 Bits werden ferner bezeichnet durch die römischen tung des Magnetflusses im Mittelsteg, d. h. abhängig Ziffern I bis V. Unterhalb der Abszisse sind die Kurdavon, ob Südpole oder Nordpole auf den Mittel- ven 18 der Spannungssignale aufgezeichnet, deren Besteg eingestellt waren. Gemäß der ursprünglichen deutung an Hand der F i g. 2 bereits näher erläutert Annahme, daß jede Magnetisierungsflanke ein 1-Bit wurde. Die Plus- und Minuszeichen bezeichnen die darstellen soll, ergibt jedes Spannungsmaximum in 35 beiden Phasenlagen der Signale 16, die ebenfalls in der Ausgangswicklung 15 ein 1-Bit unabhängig von F i g. 2 bereits erwähnt wurden. Die in F i g. 3 mit der Phasenlage der Ausgangsspannung. Die der EIN und AUS bezeichneten gestrichelten Linien Wicklung 14 zugeführte Wechselspannung hat jeweils beziehen sich auf vorbestimmte Amplitudenwerte zwei Amplituden je Periode, so daß in jeder Periode der Kurve 18. Diese sind dazu bestimmt, die beiden der magnetische Fluß durch den Mittelsteg zweimal 40 stabilen Zustände eines sogenannten »Schmitt-Trigfreigegeben und zweimal gesperrt wird. Dieser Wech- gers« herzustellen. Ein solcher Trigger erreicht sei bewirkt in der Ausgangswicklung 15 eine Span- seinen ersten Zustand, wenn das steuernde Signal nung, deren Frequenz doppelt so hoch ist wie die einen ersten Amplitudenwert vorgegebener Größe Spannung an der Windung 14. erreicht. Er bleibt in diesem Zustand, bis das steu-

Die F i g. 2 zeigt einen Bereich des Magnetbandes 45. ernde Signal einen zweiten Amplitudenwert einer 10, an dessen Oberfläche NRZ-Markierungen aufge- niedrigeren vorgegebenen Größe erreicht. Die Auszeichnet sind. Die Signale 16 sind Ausgangsspannun- gangsspannung des »Schmitt-Triggers« ist dargestellt gen der in Fig. 1 dargestellten Ausgangswindung 15. durch das Signal 28.

Diese Darstellung zeigt, daß bei Abfühlung einer An Hand der F i g. 3 können verschiedene Bedin-

• Markierung in der Mitte zwischen einem Nord- und 50 gungen näher erläutert werden, wenn das Magneteinem Südpol die Ausgangsspannung der Wicklung band in Richtung der Spuren schrittweise transpor-15 einerseits ein Minimum erreicht, und daß an- tiert wird. Während eines Schrittes von Punkt 30 dererseits die Phasenlage der Ausgangsspannung bis 31 bewirkt der Magnetkopf eine Abfühlung mit 180° gedreht wird. Das Signal 17 ist ein Bezugs- einem Ausgangssignal 18, welches die Bits I und II signal, dessen Frequenz doppelt so groß ist wie die 55 feststellt. Das Bit II wird abgefühlt durch einen Frequenz der Spannung, die der Windung 14 züge- Vorgang des Überlaufens. Die +-Phase des Bits I führt wird. Die in der Fig. 2 dargestellte Hüllkurve und die —-Phase des Bits II bezeichnen einen Wech-18 wird abgeleitet aus dem Signal 16 der Ausgangs- sei der Phase zwischen zwei aufeinanderfolgenden wicklung 15. Die drei Signale 16,17 und 18 bilden Bits. Dieser Phasenwechsel wird durch eine logische die Grundlage eines Systems zur Korrektur der, ab- 60 Schaltung ausgewertet, um das Bit II als Teil eines gefühlten Zeichen. Dieses System besteht im wesent- Informationszeichens "festzustellen. Beim Rücklaufen liehen darin, die Phase der Signale 16 mit der Phase des Bandes zum Punkt 31 wird das Bit I ein zweites des Signals 17 zu vergleichen. Ferner erfolgt eine Mal abgefühlt. Die Ausgangsspannung dieser Abfüh-Auswertung der Amplituden der Signale 18. lung erreicht jedoch nicht den Einschaltwert des

Die F i g. 3 zeigt eine graphische Darstellung der 65 »Schmitt-Triggers«, so daß an diesem keine AusBewegung eines Magnetkopfes bezüglich einer Reihe gangsspannung entsteht.

von abzufühlenden Markierungen. Entlang der Ordi- Während der Schrittbewegung des Bandes von

nate des Schaubildes ist der Längenbereich einer Punkt 31 zu Punkt 32 hat der Magnetkopf eine

7 . 8

solche Ausgangsspannung, daß die Kurve 18 des abgefühlt, aber auf Grund der Pendelbewegung am Bits I ein Minimum erreicht und Bit II ein zweites Ende des Einstellschrittes wird auch das Bit C₁ Mal gelesen wird, und daß Bit III durch das Über- abgefühlt. Es soll festgestellt werden, daß das Bit C₀ laufen des Bandes abgefühlt wird und daß ein Teil während des Einstellschrittes abgefühlt wurde,
des Bits II beim Rücklaufen ein zweites Mal ab- 5 Während des Einstellschrittes 3 wird das Bit C, gefühlt wird. Die in Fig. 4 dargestellte logische zum zweitenmal und das BitC₂ zum erstenmal ab-Schaltung ist in der Lage festzustellen, daß bei einer gefühlt, so daß das Informationszeichen C vollständig Schrittbewegung des Bandes vom Punkt 31 zum ist. Auch während des Einstellschrittes 3 bewegt sich Punkt 32 die Ausgangsspannung des »Schmitt- das Magnetband vollständig durch den Bereich des Triggers« durch eine zweite Abfühlung des Bits II io Informationszeichens D. Dieses Zeichen enthält herbeigeführt wurde. Eine Auswertung des Bits II lediglich das Bit D₂, das durch den Magnetkopf abwird verhindert, weil es die gleiche —Phase auf- gefühlt wird. Die Pendelbewegung des Bandes am weist wie das Bit, das der Auswerteeinrichtung zu- Ende des Einstellschrittes bewirkt ein nochmaliges letzt zugeführt wurde. Während der genannten Abfühlen des Bits D₂. Dieses Bit soll daher bei der Schrittbewegung des Bandes von Punkt 31 zu Punkt 15 zweiten Abfühlung nicht ausgewertet werden.
32 wird jedoch das Bit III ausgewertet, da bezüglich Während der Einstellschritte 4 und 4 läuft das des vorhergehenden Bits II ein Phasenwechsel auf- Band durch die Bereiche der Informationszeichen E getreten war. Während des nächsten Transport- und F, ohne daß durch die Pendelbewegungen am Schrittes des Magnetbandes von Punkt 32 zu Punkt Ende der Einstellschritte Schwierigkeiten verursacht 22 wird das Bit III wiederum abgefühlt, und außer- 20 werden.

dem ergibt sich eine Abfühlung des Bits IV. Wäh- Die Fig. 4 zeigt eine logische Schaltung zur

rend dieser Schrittbewegung wird das Bit III nicht Korrektur von Zeichenfehlern, die entweder durch

ausgewertet, und das Bit IV wird ausgewertet. die Schiefstellung des Bandes bei d,er Abfühlung

Eine weitere Schwierigkeit in der Abfühlung rieh- oder durch Pendelbewegungen des Bandes am Ende tiger Zeichen besteht darin, daß bei der Abfühlung 25 der Einstellschritte verursacht werden können. Die eines Zeichens das Band bezüglich der abfühlenden Teile der logischen Schaltung beziehen sich auf eine Magnetköpfe eine Schiefstellung aufweist. Im oberen Reihe von parallel angeordneten Spuren eines Teil der Fig. 5 sind zwei Aufzeichnungsspuren des Magnetbandes, denen jeweils die Magnetköpfe42 Magnetbandes, nämlich die Spur 1 und die Spur 2, zugeordnet sind. Die Wirkung einer solchen Schaldargestellt. Diese beiden Spuren enthalten jeweils 30 tung ist nur gezeigt für die beiden äußersten Spuren zwei Bits der Informationszeichen A, B, C, D, E des Magnetbandes, deren Abfühlköpfe 42 mit Lese- und F. Die Magnetisierungsflanken der magnetischen Verstärkern 43 verbunden sind. Die Abfühlköpfe Aufzeichnung sind jeweils dargestellt durch die der übrigen Spuren des Bandes sind in der Zeich-Rechtecke 35. Die ausgezogenen Linien 36 an beiden nung nicht dargestellt. Der unterhalb der gestrichel-Seiten der Rechtecke 35 bezeichnen die Punkte einer 35 ten Linie 40 angeordnete Teil der Schaltung bezieht Spur, an denen die abgefühlte Signalspannung eine sich auf diejenigen Teile der Einrichtung, die allen Amplitude erreicht, die ausreichend ist, um einen Spuren des Magnetbandes gemeinsam zugeordnet »Schmitt-Trigger« umzuschalten. Wenn das Magnet- sind. .

band keine Schiefstellung aufweist, hat jedes Infor- Den in F i g. 1 dargestellten Erregerwicklungen 14 mationszeichen die Signaldauer eines Informations- 40 der Magnetköpfe wird aus dem gemeinsamen bits, welche der Einschältdauer eines »Schmitt- Wechselspannungsgenerator 41 eine Wechselspan-Triggers« entspricht, die in den Spuren durch die nung zugeführt. Die dadurch bewirkte Abfühlung beiden Linien 36 beiderseits eines Rechtecks 35 von magnetischen Markierungen bewirkt an den markiert ist. Wenn dagegen das Magnetband an den Magnetköpfen 42 Ausgangsspannungen, welche den Magnetköpfen eine Schiefstellung aufweist, wird die 45 Verstärkern 43 zugeführt werden. In dieser Weise Schaltdauer des »Schmitt-Triggers« ausgedehnt, und wird jedem der Verstärker 43 ein Signal 16 zugezwar auf eine Zeit, die in den Spuren 1 und 2 durch führt, entsprechend der Darstellung nach Fig. 2. die beiden gestrichelten Linien 37 beiderseits eines Die Ausgangsspannungen an den Ausgängen 44 der Rechtecks 35 markiert ist. Die Linie 38 zeigt die beiden Verstärker haben daher jeweils eine Phasen-Bewegungen des Magnetbandes bezüglich der ab- 50 lage, die abhängig ist von der Polarität der abgefühlenden Magnetköpfe während einer Reihe von fühlten Magnetisierung. Jeder der Verstärker 43 hat aufeinanderfolgenden Einstellschritten des Bandes. einen weiteren Ausgang 45, dessen Ausgangsspan-Die Darstellung läßt erkennen, daß das Band an nung aus den Signalen 18 entsprechend der Darden Stellen, an denen es gestoppt wird, jeweils eine stellung nach F i g. 2 besteht. Die Amplitude dieser Strecke zurückläuft. Die in den Spuren 1 und 2 dar- 55 Signale erreicht bei der Abfühlung ein Maximum gestellten Bits der Informationszeichen A bis F haben jeweils an den Grenzlinien von zwei aufeinanderfoldie folgenden Bezeichnung: A _t und A ₂ sind die zwei genden magnetischen Markierungen, während das dargestellten Bits des Informationszeichens A. Ebenso Minimum dieser Spannung auftritt in der Mitte einer sind die beiden Bits B₁ und B₂ Teile des Informa- magnetischen Markierung.

tionszeichens B. Die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 bezeich- 60 Die Wechselspannung des Generators 41 wird nen die aufeinanderfolgenden Schrittstellungen des einem Frequenzverdoppler 46 zugeführt. Die AusMagnetbandes. . gangsspannung des Frequenzverdopplers entspricht

Während des Einstellschrittes 1 des Magnetbandes dem in F i g. 2 dargestellten Signal 17. Der Frequenzwerden sowohl das Bit A_x als auch das Bit/4₂ ab- verdoppler hat zwei Ausgangsspannungen verschiegefühlt. Die Pendelbewegung des Magnetbandes am 65 dener Phasenlage. Diese beiden Spannungen werden Ende des Einstellschrittes bewirkt keine Abfühlung entsprechenden Paaren der Phasendetektoren 47 und von Aufzeichnungen. Während des Einstellschrittes 2 48 zugeführt. Der Phasendetektor 47 oder 48 erzeugt werden sowohl die Bits B₁ als auch B., vollständig eine Ausgangsspannung, welche anzeigt, daß die

•wo .-

Phase des Signals, das durch den Magnetkopf abgefühlt wurde, mit der Plus- oder Minusphasenlage des Bezugssignals des Frequenzverdopplers 46 identisch ist.

Jede der Spuren ist verbunden mit einem Flip-Flop 50, welcher jeder einzelnen Spur zugeordnet ist, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen. Das Flip-Flop 50 wird eingeschaltet, wenn ein Signal abgefühlt wurde, das bezüglich des vorhergehenden Signals eine entgegengesetzte Phasenlage aufweist. Das Flip-Flop 50 wird wieder zurückgeschaltet, wenn ein vollständiges Informationszeichen abgefühlt wurde. Immer wenn das Flip-Flop 50 von dem Zustand der Rückstellung in den Zustand der Einstellung übergeht, wird an der Leitung 51 ein Signal abgeleitet, das die Abfühlung eines Bits anzeigt.

In der Abfühlschaltung einer jeden Spur ist eine Phasenanzeige 52 angeordnet. Diese besteht aus dem Flip-Flop, welches abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, jedesmal wenn das zugeordnete Flip-Flop 50 eingeschaltet wird. Die Phasenanzeige 52 zeigt für jede Spur an, welche Phasenlage dasjenige Signal aufweist, welches das Flip-Flop 50 von der Rückstellung in die Einstellung gebracht hat. Das Flip-Flop zur Phasenanzeige52 bewirkt in der Ruhestellung durch die Steuerung nicht dargestellter Schaltmittel die Anzeige einer Minusphase. Alle Bits des ersten Informationszeichens in einer Reihe von Informationszeichen sind dazu vorgesehen, Abfühlsignale mit positiver Phasenlage zu erzeugen. In dieser Weise wird für die Erkennung der Phasenlage von weiteren abgefühlten Bits die richtige Ausgangslage gegeben.

Die Erkennung einer Phasenänderung (NEU) oder die Aufrechterhaltung einer Phasenlage, durch welche das Flip-Flop 50 (ALT) durch das vorhergehende Bit bereits eingestellt wurde, wird vervollständigt durch die UND-Schaltungen 53 bis 56 und die ODER-Schaltungen 57 und 58. Das Signal, welches eine positive Phasenlage bezeichnet, wird von dem Phasendetektor 47 den beiden UND-Schaltungen 53 und 54 zugeführt. Das Signal, das eine negative Phasenlage bezeichnet, wird vom Phasendetektor 48 den UND-Schaltungen 55 und 56 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Flip-Flops für die Phasenanzeige 52, welche anzeigt, daß das Flip-Flop 50 zuletzt durch ein positives Phasensignal eingestellt wurde, wird den UND-Schaltungen 54 und 56 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Flip-Flops 52, welches anzeigt, daß das Flip-Flop 50 zuletzt durch ein negatives Phasensignal eingestellt wurde, wird den UND-Schaltungen 53 und 55 zugeführt.

Ein erstes Signal, das eine Änderung der Phasenlage (NEU) anzeigt, wird von der ODER-Schaltung 58 abgeleitet. Ein zweites Signal, welches die Fortdauer der Phasenlage anzeigt (ALT), die das Flip-Flop 50 zuletzt eingestellt hatte, wird an der ODER-Schaltung 57 abgeleitet. Immer wenn das Flip-Flop 50 sich im Zustand der Rückstellung befindet und an der ODER-Schaltung 58 ein Signal abgeleitet wird, das eine neue Phasenlage anzeigt, wird das Flip-Flop 50 eingeschaltet durch die Spannung, die an der ODER-Schaltung 58 abgeleitet wird.

Derjenige Teil der Schaltung, der allen Spuren gemeinsam zugeordnet ist, enthält eine ODER-Schaltung 60 und einen - »Schmitt-Trigger« 61. Der »Schmitt-Trigger« 61 erzeugt die in der F i g. 3 dargestellten Torimpulse 28. Der »Schmitt-Trigger« wird gesteuert über die ODER-Schaltung 60 durch die in F i g. 2 dargestellten Signale 18. Dieses amplitudenmodulierte Signal wurde an der in Fig. 1 dargestellten Wicklung 15. eines der Magnetköpfe abgeleitet. Der »Schmitt-Trigger« 61 wird in den zweiten stabilen Zustand geschaltet immer wenn an irgendeiner der. Eingangsleitungen der ODER-Schaltung 60 ein Signal erscheint. Der »Schmitt-Trigger« 61 wird in diesem Zustand gehalten, solange als an

ίο irgendeiner der Leitungen 45 ein Signal vorgegebener Amplitude erscheint. Liegt das Eingangssignal unterhalb dieser Amplitude, so wird der »Schmitt-Trigger« zurückgeschaltet. Die Amplitude zur Einschaltung des »Schmitt-Triggers« hat den in F i g. 3 dargestellten Spannungswert »EIN« und das Signal zur Rückschältung des »Schmitt-Triggers« hat den niedrigeren Spannungswert »AUS«. Der »Schmitt-Trigger« 61 erzeugt in dieser Weise ein Ausgangssignal, dessen Vorderflanke dem genannten Wert »EIN« und dessen Rückflanke dem genannten Wert »AUS« entsprechen.

Normalerweise wird am Flip-Flop 62 ein Steuerimpuls erzeugt. Die Vorderflanke des Torimpulses des »Schmitt-Triggers« 61 bewirkt normalerweise die Rückstellung des Flip-Flops 62, und die Vorderflanke des Torimpulses des »Schmitt-Triggers« 61 wird durch die Wirkung einer monostabilen Kippstufe 63 verzögert. Diese mit M bezeichnete Kippstufe bewirkt die Einschaltung des Flip-Flops 62.

Jedesmal, wenn das Flip-Flop 62 von dem Zustand der Rückstellung in den Zustand der Einstellung geschaltet wird, -bewirkt die Ausgangsspannung des Flip-Flops 62, daß die Flip-Flops 50 aller Spuren zurückgeschaltet werden.

Die soeben beschriebene Arbeitsweise der Schaltung ist ausreichend, um festzustellen, daß ein vollständiges Informationszeichen abgefühlt wurde. Es ist jedoch nicht möglich, durch die bereits beschriebenen Mittel diejenigen Fehler zu korrigieren, welche bei den in der F i g. 5 dargestellten Einstellschritte 2 und 3 auftreten. Während des Einstellschrittes 2 würde durch den »Schmitt-Trigger« 61 für das Informationszeichenß ein Signal erzeugt. Anschließend würde er in seinen Normalzustand zurückkehren. Am Ende des Einstellschrittes 2 entsteht jedoch eine Pendelbewegung des Magnetbandes, so daß das Bit C₁ ein Signal erzeugt wird, das den »Schmitt-Trigger« 61 umschaltet. Wenn das Band in die Einstellage zurückkehrt, verschwindet der Torimpuls.

Beim dritten Einstellschritt wird der »Schmitt-Trigger« 61 wiederum durch die Abfühlung des Bits C₁ umgeschaltet. Die Tatsache, daß es sich hierbei um die zweite Abfühlung des Bits C₁ handelt und daß das Bit C, noch nicht abgefühlt wurde, wird dazu ausgewertet, um die normale Betätigung des Flip-Flops 62 zu verhindern. Die Rückstellung des Flip-Flops 50 wird dadurch verhindert, bis das Bit C₂ tatsächlich in das zugeordnete Flip-Flop 50 eingeführt wurde. /

Um den erwähnten Zustand festzustellen, ist jeder Aufzeichnungsspur eine UND-Schaltung 64 zugeordnet. Die jeder Spur zugeordnete UND-Schaltung stellt fest, wenn das Flip-Flop 50 umgeschaltet wurde und ein Bit zugeführt wurde und daß die gleiche Phasenlage, welche das Flip-Flop einschaltete, immer noch vorhanden ist für die zugeordnete Spur als ein Ergebnis der Ausgangsspannung, die von der ODER-Schaltung 57 abgeleitet wurde. Die

Ausgangsspannungen der UND-Schaltung 64 aller Spuren werden bei der ODER-Schaltung 65 kombiniert. Die Ausgangsspannung der ODER-Schaltung 65 wird dem Flip-Flop 62 zugeführt, um die Rückschaltung des Flip-Flops 62 durch die Vorderflanke des Torimpulses vom »Schmitt-Triger« 61 zu verhindern. Dies . hat die Wirkung, festzustellen, daß die Ausgangsspannung des »Schmitt-Triggers« 61 ein Torimpuls ist, der von einem Bit abgeleitet wurde, das bereits abgefühlt wurde. Dadurch wird to auch festgestellt, daß zusätzliche Bits abgefühlt werden müssen, um das Informationszeichen zu vervollständigen.

Bezüglich des in der F i g. 5 dargestellten Einstellschrittes 3 wird der Torimpuls, der durch das BItC₁ zum zweitenmal erzeugt wird, festgestellt als ein Bit, das bereits einmal aufgetreten war. Die normale Rückstellung des Flip-Flops 62 wird dadurch verhindert. Sobald das Bit C, des zugeordneten Flip-Flops 50 zugeführt wurde, verschwindet der Torimpuls, der vom »Schmitt-Trigger« 61 abgeleitet wurde. Er entsteht wieder bei der vorgegebenen Amplitude eines Signals, das durch das Bit D₂ erzeugt wurde. Dadurch wird die normale Einstellung des Flip-Flops 62 herbeigeführt, und die Flip-Flops 50 aller Spuren werden zurückgestellt, um die Bits des Informationszeichens D anzunehmen. An dieser Stelle sollte bemerkt werden, daß die Phasenfeststellung empfindlicher sein muß als die Einstellung des »Schmitt-Triggers« 61. Die Tatsache, daß ein bereits abgefühltes Bit vorhanden ist oder daß eine bestehende Phasenlage aufrechterhalten wird, muß festgestellt werden, bevor der »Schmitt-Trigger« 61 einen Torimpuls erzeugt, damit die ODER-Schaltungen 65 gesteuert werden, um die Rückstellung des Flip-Flops 62 zu verhindern.

Eine ODER-Schaltung 66, die allen Spuren gemeinsam zugeordnet ist, wird gesteuert durch eine UND-Schaltung 67, die jeder einzelnen Spur zugeordnet ist. Eine UND-Schaltung 67 spricht immer dann an, wenn die Aufrechterhaltung einer Phasenlage durch die ODER-Schaltung 57 festgestellt wird, und wenn gleichzeitig das Flip-Flop 50 zurückgeschaltet ist. In dieser Weise erzeugt die ODER-Schaltung 66 ein Fehlersignal, welches anzeigt, daß in einer besonderen Spur ein Bit nicht abgefühlt wurde. Wenn die neue Phasenlage einer Magnetisierungsflanke nicht festgestellt wurde und daher eine Umschaltung des Flip-Flops 50 nicht erfolgen konnte, so wird die Einstellung des Flip-Flops 52 zur Anzeige der Phasenlage nicht geändert. Die bei der nächsten Magnetisierungsflanke festgestellte Phasenlage wird daher die gleiche sein entsprechend der Anzeige des Flip-Flops 52. Bei der NRZ-Aufzeichnung haben die Bits, die innerhalb einer Aufzeichnungsspur aufeinanderfolgen, Magnetisierungen entgegensetzter Polarität. Der erwähnte Zustand ist daher eine Bedingung für das Vorhandensein eines Fehlers, welcher durch die Schaltung festgestellt werden kann, um entweder den Vorgang einer Abfühlung zu unterbrechen, oder um eine Korrektur durchzuführen.

Die in F i g. 5 dargestellten Signale beschreiben die Wirkung von einigen der in F i g. 4 dargestellten Schaltungsteile für verschiedene Schrittstellungen. Während des Einstellschrittes 1 wird durch den »Schmitt-Trigger« 61 ein Torimpuls erzeugt. Dieser hat eine Dauer entsprechend der Zeit, die benötigt wird, um das Band vollständig durch den Bereich des Informationszeichens A zu transportieren. Die Vorderflanke des Torimpulses des »Schmitt-Triggers« 61 wird verzögert durch den monostabilen Multivibrator 63. Die Vorderflanke des Torimpulses bewirkt die Rückstellung des Flip-Flops 62, und sie bewirkt die Einstellung des Flip-Flops, nachdem die Vorderflanke des Torimpulses durch die monostabile Kippstufe 63 verzögert wurde. Durch die Einstellung des Flip-Flops 62 werden die Flip-Flops 50 der beiden Spuren 1 und 2 zurückgestellt. Wenn die neue Phase für jedes Bit des Informationszeichens A festgestellt wurde, werden die Flip-Flops 50 entsprechende Stellungen einnehmen.

Am Anfang des Einstellschrittes 2 erzeugt der »Schmitt-Trigger« 61 ein Torimpuls, der die Einstellung und die Rückstellung des Steuertriggers 62 in normaler Art durchführt. Gleichzeitig mit der Einstellung des Steuertriggers werden die Flip-Flops 50 aller Spuren zurückgestellt, um für die Eingabe der Bits des Informationszeichens B vorbereitet zu sein. Am Ende des Einstellschrittes 2 wird durch eine Pendelbewegung des Bandes ein Torimpuls mit der Bezeichnung 2' erzeugt durch die Abfühlung des Bits C₁. Die Vorderflanke dieses Impulses wird dazu benützt, um den Steuertrigger 62 zurückzustellen und einzustellen, um die Flip-Flops 50 aller Spuren zurückzustellen. Dieser Vorgang macht die Flip-Flops 50 frei von den Bits des Informationszeichens B und bewirkt die Einführung des Bits C₁ in das zugeordnete Flip-Flop 50.

Bei Beginn des Schaltschrittes 3 wird die in der F i g. 3 dargestellte UND-Schaltung 64 der Spur 1 gesteuert. Obwohl der Torimpuls des »Schmitt-Triggers« 61 bei Beginn des Schaltschrittes 3 erzeugt wird, kann die Vorderflanke des Torimpulses nicht wirksam werden, um das Flip-Flop 62 zurückzustellen. Dieser Vorgang beruht darauf, daß an der ODER-Schaltung 65 ein Signal wirksam wird, um die Rückschaltung des Elip-Flops 62 zu verändern. Das Ergebnis besteht darin, daß die Information, die dem Flip-Flop 50 der Spur 1 am Ende des zweiten Einstellschrittes zugeführt wurde, die Kippschaltung nicht zurückstellt. Das Bit C₂ bewirkt die Einstellung des zugeordneten Flip-Flops 50. Während der zweiten Hälfte des Einstellschrittes 3 wird der Torimpuls wieder durch den »Schmitt-Trigger« 61 erzeugt als ein Ergebnis der Abfühlung der vorgegebenen Amplitude des Bits D₂. Die Vorderflanke dieses Torimpulses wird wirksam, um das Flip-Flop 62 einzustellen und zurückzustellen, da die UND-Schaltung 64 für keine der Spuren erregt wird. Am Ende des Einstellschrittes 3 wird die Ausgangsspannung des »Schmitt-Triggers« 61 verschwinden, jedoch wird sie wiederum die Vorderflanke eines Signals erzeugen, dadurch, daß das Band bis zu dem Bit D₂ zurückläuft. Dadurch erzeugt dieses Bit einen Torimpuls. Obwohl die monostabile Kippstufe veranlaßt wird in seine Ausgangslage zurückzukehren, wird das Flip-Flop 50 durch das Bit D₂ eingeschaltet, und die gleiche Phase wird festgestellt, um die UND-Schaltung 64 für das Bit D., wirksam zu machen. Dieses wird die Rückstellung des Flip-Flops 62 verhindern, so daß in dieser Weise die Rückstellung aller Flip-Flops 50 verhindert wird.

Weil das Bit D₁ nicht vorhanden ist, erhält das Flip-Flop 50 der Spur 1 kein Signal zur Kennzeichnung einer neuen Phasenlage. Das Flip-Flop 50

wird daher nicht eingestellt und wird für die Dauer des Informationszeichens D zurückgestellt bleiben.

Während des Einstellschrittes 4 wird der Torimpuls des »Schmitt-Triggers« 61 verschwinden und wiedererstehen, wenn das Bit E₁ festgestellt wird. Die Entstehung des Torimpulses für den Einstellschritt 4 bewirkt die normale Arbeitsweise, bei welcher das Flip-Flop 62 zurückgestellt und eingestellt wird, um alle Flip-Flops 50 zu veranlassen, daß sie einen Rückstellimpuls erhalten, um frei zu werden von den Bits des Informationszeichens D.

Aus der F i g. 5 geht hervor, daß die Kombination bestehend aus dem »Schmitt-Trigger« 61, der monostabilen Kippstufe 63 und dem Flip-Flop 62 die Abfühlung eines vollständigen Informationszeichens bestimmt. Die letzte Anzeige dieser Einrichtung entsteht dann, wenn das Flip-Flop 62 zuerst zurückgestellt und dann eingestellt wird.

Ein anderes Problem kann näher erläutert werden an Hand des Einstellschrittes 2, der in F i g. 5 dargestellt ist. Während des Einstellschrittes 2 müssen die Bits B₁ und C_} die Flip-Flops 50 der Spur 1 einstellen. Wie bereits früher erwähnt wurde, entsteht bei jeder Einstellung des Flip-Flops 50 an der Leitung 51 ein Ausgangssignal. Der Ausgangsleitung des Flip-Flops 50 kann ein Zwischenspeicher zugeordnet sein, um jeweils 3 Informationszeichen zu speichern.

Diesem nicht dargestellten Zwischenspeicher kann ferner ein Eingangszähler zugeordnet sein. Der Eingangszähler wird weitergeschaltet, um der nächsten Speicherstelle des Zwischenspeichers anzuzeigen, daß ein Informationszeichen aufgenommen werden kann. Die Weiterschaltung des Eingangszählers wird herbeigeführt durch die Erzeugung eines Steuerimpulses durch das Flip-Flop 62, wenn dieses anzeigt, daß ein vollständiges Informationszeichen abgefühlt wurde,

ίο und daß ein neues Informationszeichen zugeführt werden kann. Der Zwischenspeicher und die schrittweise Einstellung des Bandes müssen in der Weise zusammenwirken, daß mindestens zwei aufeinanderfolgende Speicherstellen des Zwischenspeichers frei sind, damit zwei aufeinanderfolgende Informationszeichen in den Zwischenspeicher während eines Einstellschrittes eingeführt werden können. Im Zwischenspeicher kann ferner ein Ausgangszähler zugeordnet sein, der dazu bestimmt ist die Informationszeichen aus dem Zwischenspeicher zu entnehmen und einer Einrichtung zuzuführen, welche die Informationszeichen auswertet. Ein Vergleich der Stellungen des Eingangszählers und des Ausgangszählers kann dazu dienen, eine Anzeige herbeizuführen, abhängig davon ob zwei aufeinanderfolgende Speicherstellen des Zwischenspeichers frei sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordung zur Abtastung von Zeichen, deren jedes in Form von Bits in magnetischer Wechselschrift in mehreren parallelen Spuren eines Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet ist, der durch Start-Stopp-Bewegungen auf flußgesteuerte Magnetköpfe schrittweise einstellbar ist, von denen die Bits auch ohne Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und Magnetköpfen als Wechselspannungen mit je nach Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnung einer von zwei entgegengesetzten Phasenlagen und mit einer von der Größe des von der Magnetisierung der Aufzeichnung ausgehenden Flusses abhängenden Amplitude .abfühlbar sind, mit einer Einrichtung zur Elimination solcher abgefühlter Signale, die auf Grund von Schiefstellung oder Pendelbewegung des Aufzeichnungsträgers un- so gültig sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Aufzeichnungsspur ein Flip-Flop (50; Fig. 4) zur Speicherung eines abgetasteten Bits vorgesehen ist, dessen Einstelleingang ein Impuls zugeführt wird, wenn sich die Phasenlage einer den abgelesenen Binärwert charakterisierenden amplitudenmodulierten Wechselspannung gegenüber der Phasenlage der Wechselspannung für das vorher abgetastete Bit ändert und dessen Rückstelleingang mit einem allen Flip-Flops (50) gemeinsamen Steuer-Flip-Flop (62) verbunden ist, das nur nach einer Änderung der Phasenlage der Wechselspannung und nur bei einer Mindestamplitude der abgetasteten Wechselspannung einen Rückstellimpuls für die Flip-Flops (50) liefert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der beiden möglichen Phasenlagen der Wechselspannung eines abgetasteten Bits an den Ausgang (44) des Leseverstärkers (43) jeder Spur zwei Phasendetektoren (47, 48) angeschlossen sind, deren zweiten Eingängen die beiden gegenphasigen Ausgangsspannungen eines allen Aufzeichnungsspuren gemeinsamen Frequenzverdopplers (46) zugeführt werden, der mit dem den Fluß der Magnetköpfe (42) steuernden Wechselspannungsgenerator (41) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprachen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine 59, Änderung der Phasenlage der Wechselspannung durch zwei UND-Schaltungen (53, 56) festgestellt wird, deren jeweils erste Eingänge mit jeweils einem der beiden der betreffenden Aufzeichungsspur zugeordneten Phasendetektoren(47,48) verbunden sind und deren zweite Eingänge jeweils mit einem der beiden Ausgänge eines Speicher-Flip-Flops (52) verbunden sind, dessen Eingang an den EINS-Ausgang des Flip-Flops (50) angeschlossen ist und das bei jedem Einschalten des Flip-Flops (50) umgeschaltet wird, und daß die Ausgänge der beiden UND-Schaltungen (53, 56) mit den Eingängen einer ODER-Schaltung (58) verbunden sind, deren Ausgang mit dem Einstelleingang des Flip-Flops (50) verbunden ist.

4. Schaltungsanordung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere UND-Schaltungen (54, 55) an die Ausgänge des Speicher-Flip-Flops (52) und an die beiden Phasendetektoren (47, 48) angeschlossen sind und bei erfüllter UND-B edingung anzeigen, daß die Phasenlage der Wechselspannung sich gegenüber dem vorher abgetasteten Bit nicht geändert hat, und daß die Ausgänge der UND-Schaltungen (54, 55) über eine ODER-Schaltung (57) an den ersten Eingang einer UND-Schaltung

(64) führen, deren zweiter Eingang mit dem EINS-Ausgang des Flip-Flops (50) verbunden ist, während ihr Ausgang über eine für alle Aufzeichnungsspuren gemeinsame ODER-Schaltung

(65) an den ein Rückstellen verhindernden Eingang des Steuer-Flip-Flops (62) angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstelleingang des Steuer-Flip-Fiops (62) über eine monostabile Kippstufe (63) und der Rückstelleingang direkt an den Ausgang eines Schmitt-Triggers (61) angeschlossen sind, dessen Eingang mit einer ODER-Schaltung (60) verbunden ist, an die die zweiten Ausgänge (45) aller Leseverstärker (43) führen, die ein der Hüllkurve der amplitudenmodulierten Wechselspannung entsprechendes Signal liefern.