DE1474495C3 - Anordnung zur Umformung der Ausgangssignale doppelter Polarität eines Lese-Magnetkopfes - Google Patents

Description

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Prinzip der Signalentzerrung unter Verwendung einer F i g. 2 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels angezapften, reflexionsfrei abgeschlossenen Verzöge- der erfindungsgemäßen Anordnung und
rungsleitung zur Erhöhung der Speicherdichte auf F i g. 3 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsmagnetischen Aufzeichnungsträgern durch Kompres- weise der Anordnung von F i g. 2 bei einem komplesion der Impulsdauer der Leseimpulse anzuwenden. 5 xen Signal.

Die den Gegenstand dieses älteren Patents bildende Die KurveA von Fig. 1 zeigt den zeitlichen VerLösung besteht darin, daß die an den Anzapfstellen lauf der Spannung, die normalerweise von einem Ledern Mittensignal zeitlich vor- bzw. nacheilenden Si- semagnetkopf 1 mit Mittelanzapfung der schematisch gnale zusammen mit dem Mittensignal einem als Dif- in F i g. 2 gezeigten Art von einem magnetischen ferenzverstärker ausgebildeten Operationsverstärker *° Aufzeichnungsträger abgetastet wird,
zugeführt und mittels dessen Eingangs- und Gegen- Dieser Verlauf entspricht den Spannungskurven, kopplungsimpedanzen gedämpft werden und daß die im Diagramm α von F i g. 3 in unterbrochenen Limittels der Eingangsimpedanzen eine Summation der nien bei F für die positiven Halbwellen und bei G für von verschiedenen Anzapfstellen kommenden Si- die negativen Halbwellen dargestellt sind, wobei die gnale und mittels des als Differenzverstärker ausge- 15 positiven Halbwellen den ansteigenden und die negabildeten Operationsverstärkers eine Subtraktion der tiven Halbwellen den abfallenden Flanken der Signaldurch Summation gebildeten Signale durchführbar kurve E entsprechen, welche sowohl das Aufzeichist, nungssignal als auch die Änderungen des Magnetisie-In diesem Fall bestehen jedoch hinsichtlich der rungszustandes des Aufzeichnungsträgers darstellt. Die Ausbildung des Operationsverstärkers und der Ein- *° abgetastete Elementarspannungskurve ist einer Glokgangsimpedanzen die gleichen Probleme wie bei den kenkurve ähnlicher als einem Abschnitt einer Sinus-Phasen- oder Polaritätsumkehrschaltungen der be- kurve. Man kann ihre Periode T (F i g. 1) beispielskannten Anordnungen. weise in bezug auf die Periode der Rechteckspan-Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer An- nungskurvcE von Fig. 3 definieren, und es ist zu Ordnung, die es unter Anwendung des Prinzips der »5 erkennen, daß sich die Elementarspannungskurven Signalentzerrung mit Hilfe angezapfter, reflexionsfrei teilweise gegenseitig überdecken und insbesondere abgeschlossener Verzögerungsleitung mit geringem natürlich die positiven und die negativen Signale ein-Schaltungsaufwand ermöglicht die Ausgangssignale ander zeitlich überlagert sind. Durch die Addition der des Lesekopfes eines Informationsspeichers für binär Signale F und G erhält man die gestrichelte Kurve H verschlüsselte Informationen derart zu entzerren, daß 30 im Diagramm b von F i g. 3, in welcher die Nulleine große Speicherdichte erzielbar ist. durchgänge und die Extremwerte zeitlich unregelmä-Bei einer Anordnung der eingangs angegebenen ßig verteilt sind. Diese Kurve weist so große Ampli-Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch tuden- und Phasenverzerrungen auf, daß sie für die gelöst, daß an die Ausgänge des Wiedergabemagnet- richtige Wiederherstellung der binären Informationskopfes eine Verzögerungsleitung mit zwei Zweigen 35 elemente praktisch nicht mehr geeignet ist. Die Verangeschlossen ist, von denen jeder mit seinem WeI- formung des von dem Aufzeichnungsträger abgetastelenwiderstand abgeschlossen ist, daß an jedem Zweig ten Signals wird natürlich dadurch hervorgerufen, mehrere Abgriffe angebracht sind, von denen ein daß bei der Aufzeichnung die Dichte auf dem Auf-Abgriff in der Mitte der elektrischen Länge des einen zeichnungsträger für die Betriebseigenschaften des Zweigs und die anderen paarweise abwechselnd an 40 Lesekopfes zu groß bemessen worden ist, wenn der dem einen und an dem anderen Zweig zu beiden Sei- Aufzeichnungsträger vor dem Lesekopf mit der gleiten dieser Mitte angeordnet sind, und daß jeder Ab- chen Geschwindigkeit abläuft wie vor dem Schreibgriff mit einem Eingang einer Summierschaltung ver- kopf.

bundenist. Wenn jede Elementarspannungskurve beispiels-Bei der Lösung nach der Erfindung wird die Tat- 45 weise die Form der in voller Linie gezeichneten Kursache ausgenutzt, daß durch einen Magnetkopf mit ve B von F i g. 1 hätte, bei der die Breite zwischen Mittelanzapfung, wie er als Lesekopf bei Informa- den Hauptnulldurchgängen in der Größenordnung tionsspeichern üblich ist, bereits zwei zueinander ge- von T/2 (oder weniger) liegt, wäre die durch die Aufgenphasige Eingangssignale geliefert werden; diese zeichnungskurve E von F i g. 1 festgelegte Dichte an-Eingangssignale werden auf die beiden parallelen 50 nehmbar, weil dann das Lesesignal des Lesekopfes Zweige der Verzögerungsleitung gegeben, die dann mit Mittelanzapfung der in voller Linie gezeichneten an entsprechenden Anzapfungen alle für die Entzer- Kurve K im Diagramm b von F i g. 3 entspräche. In rung notwendigen Komponenten für die Summier- dieser Kurve sind die Amplituden und Phasen der Schaltung liefern können, ohne daß besondere Pha- Elementarspannungskurven erhalten, so daß daraus sen- oder Polaritätsumkehrschaltungen notwendig 55 leicht die binären Informationselemente mit den übsind. Da die reflexionsfrei abgeschlossenen Zweige liehen Schaltungen wiederhergestellt werden können, der Verzögerungsleitung die Signalkomponenten Diese Wirkung kann dadurch erhalten werden, praktisch verzerrungsfrei liefern, wird eine gute Ent- daß jede Elementarspannungskurve, die eine zeitzerrung mit geringem Schaltungsaufwand erhalten; liehe Funktion/ (i) ist, in eine Funktion der folgendie beiden identischen Zweige der Verzögerungslei- 60 den Form umgewandelt wird:
tung können ohne wesentlichen zusätzlichen Arbeits- j/_t\ _ _Λ ur_t _ g^j^gni _|_ ο uf_t _ q \
aufwand gleichzeitig gewickelt werden. _>' ^l -, _ *' ll \
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei- + / V + »2 JJ VVV

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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei- + / V + »2 JJ VVV O₃) ·
spielshalber beschrieben. Darin zeigt in welcher die Koeffizienten kleiner als 1 sind und F i g. 1 den zeitlichen Verlauf einer von dem Lese- 65 mit θ vorgegebene Zeitintervalle bezeichnet sind, kopf abgegebenen Elementarspannungskurve und welche Bruchteile der Periode Γ der elementaren einer mit der erfindungsgemäßen Anordnung korri- Spannungskurve/ (f) sind. Der vorstehende Ausgierten Elementarspannungskurve, druck besagt also, daß dem Augenblickswert der

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Funktion /(ί) zeitlich vor- und nacheilende Funk- werden. Dadurch kann die Aufzeichnungsdichte

tionswerte nach Multiplikation mit bestimmten Koef- noch mehr vergrößert werden.

fizienten teils gleichphasig und teils gegenphasig Bei dem dargestellten Beispiel gilt ferner Q₁ = Q₁'

überlagert werden. und Q₂ = Q₂', jedoch könnten diese Werte auch von-

Dies wird bei der Anordnung von F i g. 2 dadurch 5 einander verschieden gewählt werden, wenn die

erreicht, daß zwischen dem Lesekopf 1 und die (nicht Kurve B asymmetrisch zu ihrer vertikalen Achse sein

dargestellten) Schaltungen zur Wiederherstellung der soll.

Information eine doppelte Verzögerungsleitung C Es ist leicht zu erkennen, daß die Anordnung von eingefügt ist, die zwei Zweige mit gleichen Verzöge- F i g. 2 eine Wirkung ergibt, die der Gleichung mit rungsgliedern 6, 7, 8, 9 bzw. 10, 11, 12, 13 enthält, io mehreren Gliedern entspricht: Im Verlauf der Abtavon denen jeder durch einen Widerstand 19 bzw. 20 stung wird die Komponente/(f) vom Mittelabgriff mit dem Wert des Wellenwiderstands abgeschlossen über den Widerstand 14 geliefert, die Komponenten ist. An dem Zweig 10 ... 13 ist ein Mittelabgriff an- ß'[f(t — Q₂)] und β [f(t + Q₂)]
gebracht, der mitdem Widerstand 14 einer Summier- _{werden von den Abgriffen zu beiden Seiten dieses} schaltung verbunden ist, und als Beispiel sind bei der 15 _Mittelabgriffs über die Widerstände 16 bzw. 15 geltein der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform f_ert, und die Komponenten
zwei Endabgriffe vorgesehen, die mit Summierwider- ,,. .·> , _r,, >,
ständen 15 bzw. 16 verbunden sind. An dem anderen ^a V V~ ⁰^ ^{una α} l> V ^{+ v}0\
Zweig 6 ... 9 sind zu beiden Seiten des Mittelpunk- werden von den Zwischenabgriffen am anderen tes der Verzögerungsleitung zwei Abgriffe ange- 20 Zweig der Verzögerungsleitung über die Widerstände bracht, die mit Summierwiderständen 17 bzw. 18 17 bzw. 18 geliefert, so daß man am Ausgang der verbunden sind. Wenn unter Bezugnahme auf die zu- Summierschaltung ein Signal mit dem zeitlichen Vervor angegebene allgemeine Gleichung für die Um- lauf K im Diagramm b von F i g. 3 erhält.
Wandlung der Spannungskurve der Wert des Sum- Zwischen den Ausgängen des Lesekopfes 1 und mierwiderstands 14 als Einheit gewählt wird, erhal- 25 den Eingängen der Verzögerungsleitung C ist vorten die Widerstände 17 und 18 den Wert α, der klei- zugsweise, jedoch nicht zwingend, ein Doppelverner als die Einheit ist, und die Summierwiderstände zögerungsglied D mit einstellbarer Verzögerung ein-15 und 16 erhalten den Wert ß, der kleiner als die gefügt. Diese Einstellung kann beispielsweise da-Einheit und auch kleiner als α ist, denn in der allge- durch erhalten werden, daß ein Gleichstrom von gemeinen Gleichung haben die Koeffizienten der auf- 30 eigneter Größe über eine Steuerwicklung 4 bzw. 5 geeinanderfolgenden Glieder abnehmende Beträge. Da- schickt wird, die mit den Induktivitäten der Verzögegegen wachsen die Werte von Q in den aufeinander- rungsglieder 2 bzw. 3 des Doppelverzögerungsgliefolgenden Gliedern. Bei dem Ausführungsbeispiel des D induktiv gekoppelt sind. Die Einstellung des von F i g. 2 ist die Gleichung auf drei Glieder redu- Gleichstroms /,. ermöglicht dann die Einstellung der ziert, was zur Erzielung des in F i g. 1 dargestellten 35 Verzögerung, die jedoch nur einen kleinen Bruchteil Ergebnisses ausreicht, doch ist diese Ausführungs- der Periode T ausmacht. Durch diese Anordnung ist form nur als Beispiel anzusehen. Es können weitere es erforderlichenfalls möglich, das Ausgangssignal Glieder der Gleichung durch weitere Abgriffe reali- der Anordnung in Phase mit einer Taktsteuerung der siert werden, die in noch größeren Abständen an der Schaltungen zu bringen, welche das Ausgangssignal Verzögerungsleitung angebracht sind (wobei die dar- 40 der Anordnung zum Zweck der Wiederherstellung gestellten Abgriffe um den Mittelpunkt der Verzöge- der Information empfangen, insbesondere im Fall rungsleitung zusammengedrängt werden), und diese eines Magnettrommelspeichers. Ferner ist es gegebezusätzlichen Abgriffe können mit weiteren Summier- nenfalls möglich, eine geometrische Unsymmetrie des widerständen verbunden werden, damit die Kurve B Lesekopfes zu korrigieren, damit die beiden Zweige noch stärker zusammengedrängt wird und die gering- 45 6 ... 9 und 10 ... 13 der Verzögerungsleitung fügigen Überschwingungen an den beiden Seiten die- gleichphasige Eingangssignale erhalten, insbesondere ser Kurve um die Nullinie noch stärker gedämpft im Falle der Abtastung eines Magnetbandes od. dgl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 rigen Probleme, denn man kann dem Aufzeichnungs-Patentansprüche: kopf eine im wesentlichen rechteckige Spannungskurve zuführen, d. h. eine Spannungskurve mit stei-

1. Anordnung zur Umformung der Ausgangssi- len Flanken, welche auf dem Aufzeichnungsträger gnale doppelter Polarität eines Lesekopfes, mit 5 plötzliche Umkehrungen des Magnetisierungszuwelchem binär verschlüsselte Informationen von stands zur Folge haben, wobei die Informationseleeinem magnetischen Aufzeichnungsträger abgeta- mente einwandfrei voneinander getrennt sind. Bei stet werden, damit aus den Ausgangssignalen, die der Wiedergabe muß es möglich sein, diese Informadurch teilweise Überlagerung der beim Abtasten tionselemente eindeutig und ohne Gefahr eines Inforvon mit großer Speicherdichte aufgezeichneten io mationsverlustes wiederherzustellen. Die vom Lesebinären Informationselementen erhaltenen EIe- kopf abgegebene Spannungskurve ist jedoch keinesmentarsignale amplituden- und phasenverzerrt wegs rechteckig, denn jede plötzliche Änderung des sind, zur Wiederherstellung dieser binären Infor- Magnetisierungszustands auf dem Aufzeichnungsträmationselemente geeignete Signale gebildet wer- ger äußert sich in einer glockenförmigen Amplituden, dadurch gekennzeichnet, daß an 15 denänderung von verhältnismäßig großer Breite, und die Ausgänge des Wiedergabemagnetkopfes eine die zeitliche Überlagerung dieser elementaren Span-Verzögerungsleitung (C) mit zwei Zweigen (6, 7, nungskurven mit wechselnden Polaritäten ergeben 8, 9, 10, 11, 12, 13) angeschlossen ist, von denen eine Gesamtspannungskurve, deren Phase und Amjeder mit seinem Wellenwiderstand (19, 20) abge- plitude so unregelmäßig sind, daß keine richtige schlossen ist, daß an jedem Zweig mehrere Ab- so Wiederherstellung der Informationselemente mehr griffe angebracht sind, von denen ein Abgriff in möglich ist, vor allem dann, wenn auf dem Aufzeichder Mitte der elektrischen Länge des einen 'nungsträger die Aufzeichnungsdichte überschritten Zweigs und die anderen paarweise abwechselnd wird, welche ,bei der Wiedergabe noch eine Trennung an dem einen und an dem anderen Zweig zu bei- der elementaren Spannungskurven ermöglichen den Seiten dieser Mitte angeordnet sind, und daß 25 würde. Diese Bedingungen bei der Wiedergabe einer jeder Abgriff mit einem Eingang einer Summier- Aufzeichnung haben somit eine nachteilige Einschaltung verbunden ist. schränkung der Informationsdichte auf dem Auf-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- zeichnungsträger zur Folge.

kennzeichnet, daß jeder Abgriff über einen eige- Es ist beispielsweise aus der US-PS 30 17 578 be-

nen Summierwiderstand (14, 15, 16, 17, 18) mit 30 kannt, Signale, die durch die Übertragung über ein

einer gemeinsamen Ausgangsklemme verbunden System mit begrenzter Bandbreite verzerrt worden

ist, daß der Wert des mit dem mittleren Abgriff sind, mit Hilfe einer angezapften, reflexionsfrei abge-

verbundenen Widerstands am größten ist und schlossenen Verzögerungsleitung (Laufzeitkette) zu

daß die Werte der übrigen Widerstände um so entzerren. In der Zeitschrift »FTZ«, 1954, S. 200

kleiner sind, je weiter der damit verbundene Ab- 35 (Bild 2), ist die Anwendung dieses Prinzips auf die

griff von dem mittleren Abgriff entfernt ist. Entzerrung von Fernsehsignalen beschrieben, und in

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- der Zeitschrift »Electrical Engineering«, Juli 1949, durch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgän- S. 583 bis 588, insbesondere S. 587, Fig. 5, ist eine in gen der Leseköpfe und jedem Eingang der Ver- dieser Weise ausgebildete Anordnung zur Korrektur zögerungsleitung ein Verzögerungsglied mit un- 40 der Signale eines im Zeitmultiplexverfahren arbeitenabhängig einstellbarer Verzögerung eingefügt ist. den Übertragungssystems angegeben. Diese bekannten Anordnungen beruhen auf dem Prinzip, daß an einem Zwischenabgriff der Verzögerungsleitung ein

■ ..." Hauptsignal abgegriffen wird und daß an davor- und

45 dahinterliegenden Abgriffen zeitlich nach- bzw. voreilende Zusatzsignale abgegriffen werden, die nach entsprechender Dämpfung zum Teil direkt und zum

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung Teil nach Polaritätsumkehrung - dem Hauptsignal zur Umformung der Ausgangssignale doppelter PoIa- überlagert werden. Da die an den Abgriffen der Verrität eines Lesekopfes, mit welchem binär verschlüs- 50 zögerungsleitung abgegriffenen Signale jedoch zuselte Informationen von einem magnetischen Auf- nächst alle die gleiche Polarität haben, müssen an zeichnungsträger abgetastet werden, damit aus den den erforderlichen Stellen besondere Polaritäts- oder Ausgangssignalen, die durch teilweise Überlagerung Phasenumkehrschaltungen vorgesehen werden, die der beim Abtasten von mit großer Speicherdichte den Zusatzsignalen die richtige Polarität erteilen, aufgezeichneten binären Informationselementen er- 55 Diese Schaltungen müssen mit besonderer Güte aushaltenen Elementarsignale amplituden- und phasen- geführt sein; während nämlich die reflexionsfrei abverzerrt sind, zur Wiederherstellung dieser binären geschlossene Verzögerungsleitung die übertragenen Informationselemente geeignete Signale gebildet wer- Signale nicht verzerrt, sondern nur mit genau bekannden. ten Koeffizienten verzögert und dämpft, können die

Derartige Anordnungen sind insbesondere für 60 hinzugeschalteten Polaritäts- oder Phasenumkehr-Trommelspeicher und Magnetbandspeicher von Re- schaltungen, falls sie nicht mit ausreichender Präzichengeräten und Datenverarbeitungsanlagen be- sion und Güte ausgebildet sind, neue Verzerrungen stimmt. einführen, welche die angestrebte Wirkung der gan-

Bei solchen Speichereinrichtungen ist offensicht- zen Anordnung weitgehend zunichte machen. Für die

lieh eine große Informationsdichte erwünscht, damit 65 Erzielung einer einwandfreien Entzerrung ist daher

bei den vorgegebenen Abmessungen die größtmög- ein beträchtlicher Aufwand erforderlich,

liehe Speicherkapazität erhalten ist. Die Erhöhung In dem älteren deutschen Patent 12 92 182 ist be-

der Dichte bei der Aufzeichnung ergibt keine schwie- reits der Vorschlag gemacht, das zuvor geschilderte