DE1474390B2 - Magnetische binaerdaten aufzeichnung mit doppelfrequenz und selbstsynchronisierung - Google Patents

Description

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gnetischen Aufzeichnungsträgern, wie Magnetbän- Rechteckimpulse mit der halben Frequenz der Imdern und -platten, sind aber unterschiedliche Phasen- pulse α liefert. Werden nun die Impulse α und b verschiebungen von deren Wertimpulsen (Bits) nicht gleichzeitig den beiden Eingängen des UND-Kreises zulässig, da durch Justage der Abfühlschaltung hoch- 13 zugeführt, so werden nur die am Anfang der stens eine einzige konstante Phasenverschiebung 5 Taktintervalle auftretenden Impulse α durchgelassen, einer bestimmten Magnetspeichergruppe kompensiert wie es das Impulsdiagramm c zeigt. Die Vorderwerden kann, nicht aber mehrere unterschiedliche flanken der Impulse c fallen mit den Anfängen der Phasenverschiebungen bei verschiedenen, abwech- Taktintervalle zusammen, so daß die Signale c als selnd benutzten magnetischen Aufzeichnungsträgern. Taktimpulse auch noch für weitere, nicht dargestellte

Für solche modernen, vielseitigen Rechenanlagen io Steuerzwecke dienen.

erhebt sich also die Forderung nach einer mit Doppel- Die Taktimpulse c werden in einer Verzögerungsfrequenz und Selbstsynchronisierung arbeitenden An- schaltung 17 geeigneter Art, z. B. Verzögerungsordnung zur magnetischen Registrierung von Binär- leitung, monostabilen Kippkreis usw., um etwa ein daten ohne Phasenverschiebung. Drittel des Taktintervalls verzögert. Sie sind als ver-

Diese Aufgabe der Ausschaltung von merklichen 15 zögerte Impulsfolge c' gestrichelt dargestellt. Diese Phasenverschiebungen der binären Wertimpulse 1 ge- verzögerten Taktimpulse c' dienen zur Vorabfühlüng genüber den Mitten der Taktintervalle wird durch die des jeweils aufzuzeichnenden Binärwertes kurz vor vorliegende Erfindung dadurch gelöst, daß mittels dem Auftreten des gegebenenfalls zur Schreibsteueeines einzigen Rechteckimpuls-Erzeugers eine pha- rung zu verwendenden Taktmittenimpulses aus der sengenaue Taktimpulsfolge doppelter Frequenz mit 20 Impulsfolge a. Der Anfang der Abfühlimpulse c' Takt- und Taktmitten-Impulsen erzeugt, aus ihr z. B. braucht daher nicht genau eingehalten zu werden; mittels eines bistabilen Kippkreises und eines UND- wichtig ist nur, daß das Abfühlergebnis (der an-Kreises eine Taktimpulsfolge halber Frequenz schließend beschriebene Wertimpuls d) rechtzeitig vor (eigentliche Taktimpulse) abgeleitet und aus dieser Beginn der Taktmitten- bzw. Schreibimpulse vorliegt, mittels eines Verzögerungsgliedes etwa um Vs Takt- 25 Die verwendete Binärwert-Quelle, z. B. ein nicht darintervall verzögerte Vorabfühlimpulse gewonnen wer- gestelltes Schreibregister DR, wird auf das Vorden, mit denen die Binärwert-Quelle z. B. mittels handensein eines Binärwertes 0 abgefühlt, indem ihre eines UND-Kreises abgefühlt und bei Vorhandensein Ausgangsspannung DR gleichzeitig mit den Abtasteines zweiten Binärwertes 0 ein entsprechender Wert- impulsen c' den beiden Eingängen des UND-Kreises impuls erzeugt wird, der die Erzeugung eines verlän- 30 15 zugeführt werden. Dieser läßt beim Vorliegen gerten Sperrimpulses durch einen weiteren bistabilen eines Binärwertes 0 im Register DR den Abtastimpuls Kippkreis steuert, und daß durch diese Sperrimpulse nach F i g. 2 d als Wertimpuls d zum Trigger 14 hinder Durchlaß der den ersten Binärwert 1 darstellen- durch.

den Taktmittenimpuise der Taktimpulsfolge durch Der Trigger 14 wird durch die Vorderflanke des

einen weiteren UND-Kreis verhindert, dagegen beim 35 Wertimpulses d ausgeschaltet und anschließend durch

Fehlen der Sperrimpulse freigegeben wird zu einem die Vorderflanke des an seinem zweiten Eingang

den Schreibstrom steuernden dritten bistabilen Kipp- wirksamen Impulses b wieder eingeschaltet. Am

kreis. Triggerausgang entsteht daher bei einem Binärwert 0

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- nach F i g. 2 e ein breiter negativer Sperrimpuls e in

findung an Hand der Zeichnung näher beschrieben; 40 der Taktmitte,

in dieser stellt dar Der Sperrimpul's e verhindert mit Sicherheit den

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen UND-Kreis 16 am Durchlaß eines den Binärwert 1

magnetischen Aufzeichnungseinrichtung, darstellenden Taktmittenimpulses der Impulsfolge a

F i g. 2 Zeitdiagramme der an verschiedenen Stel- zum Schreibtrigger 18.

len der Schaltung nach F i g. 1 herrschenden Impuls- 45 Wenn dagegen, wie im 2. Taktintervall der F i g. 2,

spannungen. nicht ein Binärwert 0, sondern 1 vorliegt, so fehlt so-

Die Schaltung nach F i g. 1 enthält einen kristall- wohl der Wertimpuls d als auch der Sperrimpuls e, gesteuerten Rechteck-Generator 11, der einen bi- so daß der UND-Kreis 16 außer dem ständig durchstabilen Kippkreis 12, kurz Trigger genannt, steuert. gelassenen Taktanfangsimpuls der Impulse α nun Eine UND-Schaltung 13 ist an die Ausgänge des 5° auch den Taktmittenimpuls durchläßt, wie es F i g. 2 f Triggers 12 und des Generators 11 angeschlossen und zeigt. Somit treten in Taktintervallen mit dem Binärliegt mit ihrem Ausgang an einer Verzögerungsschal- wert 0 nur Einzelimpulse / am Taktanfang, also nur tung 17. Die Ausgänge des Triggers 12 und eines je ein Taktimpuls, auf, dagegen in Takten mit dem UND-Kreises 15 steuern einen . weiteren bistabilen Binärwert 1 Doppelimpulse / am Taktanfang und in Kippkreis 14. Der Ausgang dieses Triggers 14 und 55 der Taktmitte, d. h. je ein Taktimpuls und ein Binärder des Generators 11 führen zu einer UND-Schal- impuls 1.

tung 16, deren Ausgang schließlich einen den Schreib- Die Vorderflanke jedes Impulses / schaltet den

strom bestimmenden Trigger 18 steuert. Schreibtrigger 18 um, so daß dieser zu Beginn jedes

Die F i g. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der in der Taktintervalls und außerdem in der Mitte jedes Schaltung nach F i g. 1 wirksamen Spannungen wäh- ⁶° Taktes mit dem Binärwert 1 je eine Umkehrung der rend mehrerer, nacheinander den Binärziffern 0, 1,0, Schreibspannung und somit auch des durch sie ge-0 und 1 zugeordneter Taktintervalle T, die durch ver- steuerten magnetischen Schreibflusses bewirkt,
tikale gestrichelte Linien begrenzt sind. Das Impuls- Der Hauptvorteil der vorstehend beschriebenen diagramm α stellt die vom Generator 11 im Ab- magnetischen Binärdaten-Aufzeichnungseinrichtung stand 772, d. h. am Anfang und in der Mitte jedes 65 ist der, daß nur an die Taktimpulsfolge a, nicht aber Taktintervalls gelieferten Rechteckimpulse dar. Diese an die aus ihr umgeformten Impulse b, c', d und e, Impulse α schalten mit ihren Rückflanken den Trig- hohe Forderungen an zeitliche Genauigkeit und Freiger 12 laufend um, so daß er gemäß Diagramm b heit von Phasenverschiebungen gestellt werden

müssen. Dies beruht darauf, daß vom Potential des binären Registrierwertes 0 ein sehr breiter und daher lageunempfindlicher Sperrimpuls e zur Ausschaltung des unerwünschten, den Binärwert 1 darstellenden Taktmittenimpulses der Impulsfolge α abgeleitet wird. Die Sperrung des Triggers 16 erfolgt daher auf jeden Fall rechtzeitig vor Beginn des Taktmittenimpulses und wird erst nach dessen Ende wieder aufgehoben. Für den Durchlaß dieses Impulses in Takten mit dem Binärwert 1 ist überhaupt kein zeitlich begrenzter Durchlaßimpuls erforderlich, sondern während der gesamten Taktdauer herrscht Durchlaßpotential am Trigger 16.

Die Genauigkeit der Impulsfolge α hängt unmittelbar von der des Rechteckimpulsgenerators 11 ab. Je nach dem erforderlichen Genauigkeitsgrad können verschiedene Generatortypen verwendet werden. Wegen seiner extremen Genauigkeit mit einer Phasenverschiebung von weniger als 0,01% bei gleichzeitiger Einfachheit und Preiswürdigkeit wird jedoch allgemein dem kristallgesteuerten Oszillator der Vorzug gegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Abstandes zweier benachbarter Binärwerte, minde-

Patentanspruch: stens eine Magnetflußumkehrung und gegebenenfalls

noch eine zweite, einen bestimmten Binärwert, z. B.

Magnetische Binärdaten-Aufzeichnungseinrich- 1, darstellende Flußumkehrung vorzunehmen, also in

tung mit mindestens einer regelmäßigen Um- 5 Takten mit dem Binärwert 0 nur mit einer Ummagne-

magnetisierung des Aufzeichnungsträgers in tiserung, dagegen beim Wert 1 mit zwei Flußumkeh-

jedem Taktintervall und gegebenenfalls einer rangen zu arbeiten. Diese verbesserte magnetische

einen bestimmten Binärwert 1 darstellenden zwei- NRZ-Aufzeichnungsart heißt Doppelfrequenz-Ver-

ten Ummagnetisierung, dadurch gekenn- fahren.

zeichnet, daß mittels eines einzigen Recht- 10 Gemäß dem USA.-Patent 3 048 831 erfolgen diese eckimpuls-Erzeugers (11) eine phasengenaue regelmäßigen wertunabhängigen Flußumkehrungen Taktimpulsfolge (a) doppelter Frequenz mit immer in der Mitte zwischen den Übergängen zwi-Takt- und Taktmitten-Impulsen erzeugt, aus ihr sehen zwei benachbarten Binärwerten, also in der z. B. mittels eines bistabilen Kippkreises (12) und Mitte zwischen den Taktgrenzen bzw. in den Takteines UND-Kreises (13) eine Taktimpulsfolge (c) 15 mitten. In denjenigen Takten, in denen ein Binärhalber Frequenz (eigentliche Taktimpulse) ab- wert 1 auftritt, erfolgt dann in kurzem Abstand nach geleitet und aus dieser mittels eines Verzögerungs- der regelmäßigen Flußumkehrung in der Taktmitte gliedes (17) etwa um ¹Zs Taktintervall verzögerte eine weitere, den Binärwert 1 kennzeichnende Flüß-Vorabfühlimpulse (c') gewonnen werden, mit umkehrung. Das Verhältnis dieses kurzen Abstandes denen die Binärwert-Quelle (DR) z. B. mittels ^ao zwischen der der Taktmitte und der dem Binärwert 1 eines UND-Kreises (15) abgefühlt und bei Vor- zugeordneten Flußumkehrung zum Taktmitten-Abhandensein eines zweiten Binärwertes 0 ein ent- stand ist relativ klein und nach vorstehendem wegen sprechender Wertimpuls (d) erzeugt wird, der die des resultierenden großen Unterschiedes der Abtast-Erzeugung eines verlängerten Sperrimpulses (e) amplitude also ungünstig.

durch einen weiteren bistabilen Kippkreis (14) ²5 Deshalb wurde, z. B. im USA.-Patent 3 020 526

steuert, und daß durch diese Sperrimpulse (e) der und in einem Artikel »High-Density Recording on

Durchlaß der den ersten Binärwert 1 darstellen- Magnetic Tape« in Electronics vom 16. Oktober

den Taktmittenimpulse der Taktimpulsfolge (α) 1959, S. 72 bis 75, vorgeschlagen, den kleinsten Ab-

durch einen weiteren UND-Kreis (16) verhindert, stand zweier benachbarter Flußumkehrungen in

dagegen beim Fehlen der SperrimpuTse (e) frei- ³° einem Takt mit dem Binärwert 1 auf halbe Taktbreite

gegeben wird (Impulsfolge /) zu einem den und somit sein Verhältnis zur ganzen Taktbreite

Schreibstrom (9) steuernden dritten bistabilen auf 1:2 zu vergrößern. Dies geschieht, indem die

Kippkreis (18). ■ regelmäßigen Flußumkehrungen bei den Wertübergängen, d. h. an den Taktgrenzen, erfolgen und die

³⁵ vom Binärwert 1 abhängigen Flußumkehrungen in

der Mitte der betreffenden Takte.

Zu diesem Zweck sind laut USA.-Patent 3 020 526 zwei Gruppen von Taktimpulsen vorgesehen, und

Die vorliegende Erfindung betrifft die magnetische _zwar die eigentlichen Taktimpulse an den Taktgren-Aufzeichnung insbesondere von Binärdaten auf per- ⁴° _Zen, die einen den Schreibstrom-Generator steuernmanent magnetisierbaren Aufzeichnungsträgern mit den bistabilen Kippkreis laufend umschalten, sowie Frequenzverdopplung und Selbstsynchronisierung. _die Taktmitten-Impulse, die mittels eines UND-Krei-Bei der mit Sättigung arbeitenden magnetischen _{ses die} binären 1-Werte bzw. -Potentiale abfühlen Aufzeichnung von binären Daten erfolgt gewöhnlich _und entsprechende 1-Impulse erzeugen, die ihrerseits bei jedem Datenwechsel eine Flußumkehrung, d. h. ⁴⁵ _{über einen} ODER-Kreis den Taktimpulsen überfeeert eine schnttartige Ummagnetisierung aus einem _werden und zusätzliche Umschaltungen des bistabilen remanenten Sättigungszustand des Aufzeichnungs- _Kippkreises und somit auch des Schreibstromes in tragers in den entgegengesetzten Sättigungs-Zustand _de£ _{Mitten der betreffenden Takte} bewirken,
ohne Ruckkehr in den unmagnetischen Zustand i_nsbesondere das letztgenannte Doppelfrequenz-(Non-return-to-zero_;Jcurz NRZ-Verfahren^ Bei die- _{Verfahren ermöglicht es}, & _der Abtastung die durch sem ursprünglichen NRZ-Verfahren findet keine Um- ,. _{T T} ,..". , r- , .
magnetisierung statt, solange sich der Binärwert nicht ^die ymmagnetisierungen an den Taktgrenzen erändert, z. B. bei mehreren aufeinanderfolgenden NuI- zeugten Impulse zu eliminieren und unmittelbar als len. Dies ergibt sehr unterschiedliche zeitliche bzw. Taktimpulse zur Synchronisierung der Einrichtungen räumliche Abstände zwischen jeweils zwei aufein- ^{55 auf der} Empfangsseite zu verwenden. Es arbeitet dort anderfolgenden Ummagnetisierungen, was bei der im ^{also mit} Selbstsynchronisierung.
Laufe der Entwicklung stark zunehmenden Aufzeich- ^{A1Ie nach dem} Doppelfrequenzverfahren arbeitennungsdichte auf den Aufzeichnungsträgern zu zu- ^den Anordnungen, die zwei getrennt voneinander ernehmenden Schwierigkeiten bei der magnetischen zeugte Taktimpulsgruppen verwenden, insbesondere Datenabfühlung führte. Die Abtastamplitude ^5o bei denen eine durch Verzögerung der anderen entschwankt nämlich in Abhängigkeit von den Abstän- standen ist, haben den Nachteil, daß durch Toleranden der Ummagnetisierungen um so stärker (bis zu zen der die Zeitbeziehung zwischen beiden Impulseinem Amplitudenverhältnis 1:30), je kleiner der serien herstellenden Schaltelemente Phasenverschie-Mittelwert der Abstände, d. h. je größer die Aufzeich- bungen der Wertimpulse gegenüber der genauen nungsdichte ist. 6g Mitte zwischen benachbarten Taktimpulsen auftreten Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde des- können. Bei Verwendung von gegeneinander aushalb vorgeschlagen, unabhängig vom jeweiligen wechselbaren, verschiedenartigen und eventuell sogar Binärwert innerhalb jedes Taktes, d. h. innerhalb des aus verschiedenen Rechenanlagen stammenden ma-