DE2023567C3 - Schaltung zur magnetischen Aufzeichnung binär kodierter Daten auf einem magnetisierbaren Träger mit Schreibimpulsen - Google Patents

Description

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste impuls der unverzögert weitergeleitete, empfangene Taktimpuls ist

Takt-mpuls der zweite Impuls gebildet wird, der gegenüber dem ersten Impuls um etwa ·Λ» der Taktperiode verzögert ist, und gemilß der die Impulsgeberschaltung eine zweite Verzögerungsschal-

tung enthalt die aus jedem empfangenen Taktimpuls

den dritten Impuls erzeugt, der gegenüber dem ersten

», Impuls um etwa ³Ze Taktperiode verzögert ist, wobei der

', Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur magneti- erste Impuls zweckmäßig der unverzögert weitergelei-

.schen Aufzeichnung binär kodierter Daten auf einem 50 tete, empfangene Taktimpuls ist. Auf diese Weise rückt

magnetisierbaren Träger in Form von Sättigungsflu3- ein erstes Schreibimpulspaar näher an einen vorherge-

Λί, /'wechseln mit einer Schreibkopfanordnung, der zur henden, einzelnen Schreibimpuls heran; daher kann bei

-y -.Erzeugung der FluBwechsel aus Taktimpuisen und dieser Weiterbildung der Erfindung die Packungsdichte

" t, ^Jpatenimpulsen abgeleitete Schreibimpulse aus einer der aufgezeichneten Daten noch weiter erhöht werdea

„if^lmpulsgeberschaltung zugeführt werden, wobei zur 55 Die Erfindung wird nachstehend anhand eines

.""^l2m Aufzeichnung eines der beiden Binärwerte zwei Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeich-

" Schretbimpujss pro TaktintervaH erzeugt werden, und nungen beschrieben. Es zeigt

wobei ein Leseköpf zum Ablesen der magnetischen Fig. 1 einige Impulszüge, die in der in

Aufzeichnung vorgesehen ist

Gemäß britischer Patentschrift 10 80138 haben die beiden Schreibimpulse einen kleineren Abstand als eine Taktpsriode und werden bei Auftreten eines einer binären Null entsprechenden Datenimpulses auf dem Träger aufgjezeichneL· Beim Ablesen der aufgezeichneil tenMagjieilsierüngidurchden Lesekopf werden dievon τ :' den Beiden Schreibimpuisen erzeugten cnigegcngeseizten Flußweehsel auf den Träger nicht unterschieden, so daß eine binäre Null abgelesen wird. Gleichzeitig sollen g g pg

Fig.2 dargestellten Schaltung zur magnetischen Aufzeichnung binär kodierter Daten auftreten und

Fig.3 einige Impulszüge zur Erläuterung des Betriebsverhaltens der Schaltung nach F i g. 2.

In F i g. 1 stellt der Impulszug (A) eine Taktimpulsreihe und der Impulszug (B) eine Datenimpulsreihe dar, die in Wechseischriit aufgezeichnet werden soll Wenn ein Signal der Form (ß), dss die Reihe ΙίΙθθίίθΙΟΟ an Binärwerten repräsentiert, auf den Aufzeichnungskopf einer Schreibkopfanordnung gegeben wird, führt jeder

Übergang des Datenimpulszuges zu einem Wechsel von einem Sättigungsfluß zu dem entgegengesetzten SiUtigungsfluß in dem magnctisierbaren Träger, Wegen der Eigenart der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe, insbesondere wegen der endlichen Spaltbreite des Lesekopfes, erzeugt jeder Übergang bei der Wiedergabe einen Leseimpuls mit merkbarer Anstiegs und Abfallzeit, Damit kann die impulsdauer bei der Wiedergabe wesentlich länger sein als die minimale Periode T zwiscS,en den Datenbits, Wenn daher eine Reihe von mehreren binären Einsen mit einer oder mehreren binären Nullen vorher oder nachher aufgezeichnet wird, ist das Lesesignal am Lesekopf durch die Wechselwirkung der sich überlappenden Datenimpulse gestört. Die K:irvenform des Lesesignals entspricht der algebraischen Summe der Impulse, die von jedem !Übergang erzeugt werden. Je näher die magnetischen Übergänge in Relation zur Breite des Lesekof. ispaltes liegen, umso größer ist die Wechselwirkung und die auftretende Störung. Die Grenze der effektiven Packungsdichte ist erreicht, wenn die Störung zu Informationsfehlern führt, weil das System für die korrekte Wiedergabe der digitalen Information keine ausreichende Festlegung mehr schafft.

Der Einfluß der Störung auf das Wiedergabesignal ist durch die Kurve (C) angedeutet. Bei drei in Reihe liegenden magnetischen Übergängen, die drei binäre Eingangsbits repräsentieren, sieht man, daß das Maximum des anfänglichen Ausgangsimpulses eine Zeitverschiebung um dTerfährt, wobei es sich um eine Vorverschiebung des Maximums handelt. Der zweite Übergang zeigt eine wesentlich kleinere Amplitude A\, die sehr viel kleiner ist als die Maximalamplitude Ai des Anfangsimpulses dieser Reihe. Die dritte Spitze der Reihe der drei Eingangsübergänge ist um ein Intervall dT verschoben und tritt später als der Takt auf. F i g. IC zeigt im weiteren Verlauf der Kurvenform zwei bei aufeinanderfolgenden Takten auftretende Übergänge. Wiederum tritt eine Verschiebung der Maxima zwischen den resultierenden beiden Ausgangsimpulsen auf. Die Datenimpulse sind beide nicht symmetrisch und zeigen einen schärferen Anstieg an der Vorderkante als an der Hinterkante.

Es wird ein Aufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, das die vorbeschriebenen Störungen durch Verschiebung der Maxima und Schwankungen der Amplituden dadurch nahezu ausschaltet, daß während des Aufzeichnens der digitalen Information auf das Band eine Kompensation eingeführt wird. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden zusätzliche Kornpensationsübergänge auf das magnetische Trägermaterial zwischen den Datenübergängen, die beim Aufzeichnen der Daten erzeugt werden, aufgezeichnet. Diese Kompensationsübergänge werden paarweise zv/ischen benachbarten Datenübergängen immer dann aufgezeichnet, wenn das Intervall zwischen den Datenübergängen das normale Taktintervall überschreitet, d.h. wenn eine oder mehrere binäre Nullen zwischen binären Einsen in einer Digitreihe auftreten. Im Beispiel der Fig. 1, bei dem binäre Nullen durch Fehlen von Übergängen zur Taktzeit repräsentiert werden, wird ein Paar von Übergängen zu Steuerzwecken für jede binäre Null eingefügt Wie man aus F i g. 1D entnimmt, ist die Eingangskurvenform aus Fig. 1B durch Zufügen eines Paares von Übergängen 10 für jede binäre Null modifiziert. Indem der Abstand zwischen den das Kompensationspaar ausmachenden Übergängen relativ klein verglichen mit der Spaltweite des zugeordneten Wiedergabekopfes wird, erzeugen die p
übergänge kein merkbares Signal bei der i/icdcrgabt*. werden vielmehr durch den gleichen HäuiungsefM! wirkungsvoll unterdrückt, der andererseits die Störung der Datenimpulsc bewirkt, F i g. IE zeig! das Ausgangssignal, das aus einem Lesekopf auf ein Schreibstgnal hin mit vorhandenen Kompensationsllbergängcn abgeleitet wurde. Der bemerkenswerte Effekt der Einfügung von Kompensationstibergängen besteht darin, daß diese die Maximumverschiebunä} wesentlich reduziert und die Amplituden der Informalionsimpulse am Ausgang untereinander angleicht, wodurch sich eine beträchtliche Verbesserung des RauschabsUndcs ergibt.

Die Verteilung und relative Positionierung der Kompensationsübergänge kann so getroffen werden, daß sich die bestmögliche Wirkung der Kompensation einstellt und kann je nach Packungsdichte, den Magnetkopf-Parametern, dem Abstand zwischen Kopf und Aufzeichnungsfläche, dem Aufzeicbrungsformat sowie dem Informationsmuster schwanken.

Mit der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Aufzeichnungsart hat eine gemäß F ί g. 1D vorgenommene Kompensationsübergangs-Verteilung zu außerordentlich befriedigenden Kompensationsergebnissen geführt, wobei das Taktintervall T. ausgedrückt in der ihm entsprechenden Aufzeichnungsträgerlänge, geringfügig größer als die halbe Spaltbreite des Aufzeichnungskopfes war. Der Abstand der Übergänge ist in F i g. 1D durch die Anzahl der Ve-T-Intervalle pro Abstand angegeben. Der Abstand zwischen benachbarten Kompensationsübergängen beträgt Vg T sowie Ve T, wobei der erste Kompensationsübergang bei ⁶/e 7"nach dem unmittelbar vorhergehenden Datenüfcergang auftritt. Der erste Kompensationsübergang «ines Paares tritt also Ve T vor dem nächsten Takt auf, während der zweite Kompensalionsübergang des Paar«s dem Takt um '/β T nachhinkt. Das bedeutet, daß der letzte Kompensationsübergang dem folgenden Datenübergang um Vi T vorläuft. Die unsymmetrische Verteilung gemäß dem ⁶It-T- und dem ⁷/8-T-IntervalL das vor dem ersten Kompensationsübergang bzw. nach dem letzten Kompensationsübergang liegt, schafft eine wirkungsvolle Kompensation des nicht symmetrischen Impuls-Musters, das ohne die Kompensation erzeugt wird. Der ³/e-T-Abstand zwischen den beiden Koinpensationsübergängen wurde gewählt, um einen minimalen Überhang (overshoot) der Rückflanke des vorhergehenden Datenimpulses aus dem abgelesenen Signal zu erhalten.

Fig.2 zeigt eine geeignete Eingangsschaltung zur Gewinnung einer Signalform gemäß F ί g. 1D. Die Taktimpulse werden auf eine Eingangsklemme 12, und die binäre Information wird auf eine Eingangsklemme 14 gegeben. Die Kurvenform der an dem Eingang 12 auftretenden Taktimpulse ist in F i g. 3A, die Kurven der am Eingangsanschluß 14 auftretenden Iriformationssignale ist in F i g. 3B dargestellt. Üblicherweise wird die Information durch einen Eingangspegel repräsentiert, wobei ein Eingangspegel eine binäre Null und ein zweiter Eingangspegel eine binäre Eins darstellt Das Eingangssignal am Anschluß 14 liegt an einer weiteren Schaltung in Form eines UND-Tores 16 zusammen mit den Taktimpulsen, die aus dem Eingangsanschluß 12 über eine erste Verzögerungsschaltung 18 aus der Impulsgeberschaltung zur Erzeugung eimer Verzögerung von 'M Taktperiode herkommen. Der Ausgang des Tores 16 (vergleiche Fig.3E) besteht aus einem Taktimpuls für jede binäre Eins, während Wr jede binäre

Nut! ein Taktimpuls fehlt. Der Ausgang des Tores 16 liegt an einem ODER-Tor 20 und gelangt danach zu dem invertierten Eingang eines Fiip-Flops 22. Somit invertiert der Impuls am Ausgang des Tores 16 das Flip-Flop 22, das'den benötigten Übergang für jede binäre Eins am Eingang erzeugt.

•Die Kompensationsübergänge {Schreibimpulspaare) werden mit zwei UND-Toren 26 und 28 erzeugt, die über einen Inverter 24 eingangsseitig am Anschluß 14 liegen. Die Taktimpulse aus dem Anschluß 12 liegen direkt am Tor 26 und über eine zweite Verzögerungsschaltung 30 zur Erzeugung einer etwa Vs einer Taktperiode entsprechenden Verzögerung am Tor 28. Somit liefert der Ausgang des UND-Tores 26 einen Impuls für jede binäre Null, während der Ausgang des Tores 28 in ähnlicher Weise für jede binäre Null einen Impuls liefert, der jedoch um ³/e T verzögert ist. Die Ausgangssignale der Tore 26 und 28 zeigen die F i g. 3D und 3F.

Diese Ausgänge gelangen auch durch das ODER-Tor 20 auf den invertierenden Eingang des Flip-Flops 22. Der in Fig.3H dargestellte Ausgang des Flip-Flops ist die Zusammensetzung aus Datenübergängen und Kompensationsübergängen entsprechend der erwünschten Signalform, wie sie oben im Zusammenhang mit F i g. 1D erörtert wurde. Dieses Signal dient dann als Treibersignai für einen magnetischen Aufzeichnungskopf 30 zum Aufzeichnen auf eto Magnetband oder andere geeignete magnetische Informationsträger 32.

Die Information wird von einem Wiedergabekopf 34 abgelesen und wird in einem Verstärker und Filter 36 verstärkt und gelangt schließlich über einen Schweliendetektor, der nur Impulse mit einer bestimmten Mindestamplitude durchläßt, auf ein UND-Tor 38. Steuerimpulse, die im Taktintervail Tauftreten, liegen an dem Tor 38. Sie gelangen bei Auftreten von binären Einsen auf dem Band durch das Tor hindurch, werden jedocn bei binären Nullen an der Weiterleitung gehindert.

Während die vorstehende Erfindung speziell im Zusammenhang mit dem NRZ- (nonreturn-to-zero) Schreibweise beschrieben wurde, bei dem die Daten-Übergänge binäre Einsen und das Fehlen von Übergängen binäre Nullen darstellen, kann die Erfindung auf viele andere Kodierungen Anwendung finden, solange mit einer Sättigur.gs-Aufzeichnurig gearbeitet wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufzeichnung ist darin zu sehen, .daß sie ein wirkungsvolleres Überschreiben ohne vorheriges Löschen ermöglicht, das bei bislang bekannten NRZ-Systemen stets ein Problem war, wenn Flußänderungen geringer Pakkungsdichtc durch Flußänderungen hoher Packungsdichte überschrieben werden sollten, insbesondere wenn der gleiche Magnetkopfspalt zum Aufzeichnen und Lesen diente.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung ist ferner der Umstand, daß die Koinpensätionsübergähge nicht gleichmäßig veneiU, sondern in vörb' eitimmten; engein, geregelten Paaren aifgepdngi sind; wöfeei ein grOßejrw Intervall zwischen' aufeinanderfblgendcin Paaren liegt.

Diese unsymmetrische Anordnung ist für die Reduzierung der MaximalverschiebüHg cför Datenmaxima sowie gleichzeitig zur Unterbindung dw Auftretens sonstiger Maxima zwischen den Daten-Mäximä am Aüslesesighal wichtig. Die Kompensationsübergänge können, wenn

ίο sie in ndhe zusammenstehenden Paaren angeordnet sind, eine kleine Welligkeit des Ausgangssignals zwischen den Daten-Maxima erzeigen, jedoch ist die Amplitude der Welligkeit weit unterhalb des Amplitudenpegels des Schwellendetektors. Eine verbesserte

is Unterdrückung der Welligkeit kann noch durch Einsatz eines scharfen Kantenfilter 36 wegen des Unterschiedes zwischen Signal-Frequenz Spektrum und Rauschspektrum erreicht wrrden.
Ein weiterer mtati^er Gesichtspunkt der Erfindung ist die ZeitverschL&ting der Kompensationsübergänge relativ zu den Taktimpulsen, so daß das Interval! zwischen einem DatenCbergang und dem ersten Kompensationsübergang eines Paares kleiner ist als das Intervall zwischen dem zweiten Kompensationsüber-

zs gang eines Paares und dem nächsten Datenübergang. In dem in Fig.3 erläuterten Beispiel betragen diese Intervalle ⁶/g Tbzw.Ve T.

Während in der vorstehend erläuterten bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung nur mit hinein einzelnen Paar von Kompensationsübergängen gearbeitet wurde, können natürlich auch innerhalb der durch die praktischen Schaltzeiten gegebenen Schranken mehrere Paare von Kompensationsübergängen während jed;·* Taktimpulsintervalles vorgesehen sein. Durch Verwcn-

dung von mehreren Paaren und durch Einstellung der Zeitintervalle kann eine weitere Verbesserung des Wiedergabesignals erreicht werden. Die erfindungsgemäße Aufzeichnungsart ist nicht nur auf NRZ-Schreibweisen anwendbar, vielmehr ist eine !mpulsanhäiifur.g

zur Änderung des Ausgangssignals auch auf andere digitale Aufzeichnungsverfahren, beispielsweise die bekannten Frequenzmodulations-Verfahren anwendbar.
Es wird also eine Schaltungsanordnung für ein

digitales, magnetisches Aufzeichnungsverfahren beschrieben, das mit der Sättigungs-Aufzeichnung arbeitet und bei dem die Intervalle zwischen aufeinanderfolgen den Datenübergängen von einem Sättigungspegel des magnetischen Trägermaterials zum anderen entspre-

chend einem vorbestimmten Code variiert werden und bei dem ein oder mehrere Paare von Kompensationsübergängen zwischen benachbarten Datenübergängen auf dem Band eingefügt werden, wobei die Anzahl der Paare von Kompensationsübergängen durch den

Abstand zwischen benachbarten Datenübergängen bestimmt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. ^fä Paienfanspröehe:

   '·% j, 'liclialtung. zur magnetischen Aufzeichnung ■*ÄBinär kodierter Daten auf einem magnetisierbaren , .wriigerMn Forrn von Sättigungsflußwechseln mit . _vJeiner Schreibkojf fanordnung, der zur Erzeugung der '«WFJuQwee'ijsel aus Taktimpulsen und Datenimpulsen ^abgeleitete Schreibimpulse aus einer Impulsgeber die zeitlichen Verschiebungen, die sich bislang beim Aufzeichnen binärer Einsen ergaben, ausgeglichen und die Packungsdichte aufgezeichneter Daten erhöht

   * werden können,

   Dieses erwünschte Ergebnis wird mit der bekannten Einrichtung häufig deshalb nicht erreicht, weil die zusätzlichen Schreibimpulse nicht mit der genügenden Genauigkeit auftreten, dann vom Lesekopf doch festgestellt werden und damit Anlaß zu Fehl-Ablesun-

   . abgeleitete Schreibimpulse aus einer Impulsgeber „ ,

   %$ichaltung zugeführt werden, wobei zur Aufzeich- io gen geben. Mit der Erfindung soll daher eine Schaltung Mj i d bid Biä i Shibi hff rden mit der die sich bei hohen

   eines der beiden Binärwerte zwei Schreibimpro Taktintervall erzeugt werden, und wobei Lesekopf zum Ablesen der magnetischen ^!Aufzeichnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeberschaltung ij|(18,30) aus jedem aufgenommenen Taktimpuls drei "impulse erzeugt, von denen der dritte Impuls relativ zum ersten Impuls um eine Zeitspanne verzögert ist, die kleiner ist als der durch das Auflösungsvermögen des Lesekopfes (34) bestimmte zeitliche Mindest-Impulsabstand, und der zweite Impuls relativ zum ersten Impuls um weniger als der dritte impuls und wesentlich weniger als das halbe Taktintervall verzögert ist; daß eine Verknüpfungsschaltung (26, 28) zur Bildung eines Schreibimpulspaares aus dem ersten und dritten Impuls sov/ie einem den einen der beiden Binärwerte repräsentierenden Datenimpuls, sowie eine weitere Schaltung (16) vorgesehen sind, jn der aus dem zweiten Impuls und einem, den geschaffen werden, mit der die sich bei hohen Packungsdichten aufgezeichneter Impulse ergebenden Verschiebungen der vom Träger abgelesenen Lesesignale zuverlässiger vermieden werden können.

   Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten ^'Schaltung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ^Impulsgeberschaltung aus jedem aufgenommenen Taktimpuls drei Impulse erzeugt, von denen der dritte Impuls relativ zum ersten Impuls um eine Zeitspanne verzögert ist, die kleiner ist als der durch das Auflösungsvermögen des Lesekopfes bestimmte zeitliche Mindest-Impulsabstand. und der zweite Impuls relativ zum ersten Impuls um weniger als der dritte Impuls und wesentlich weniger als das halbe Taktintervall verzögert ist, daß eine Verknüpfungsschaltung zur Bildung eines Schreibimpulspaares aus dem ersten und dritten Impuls sowie einem den einen der beiden Binärwerte repräsentierenden Datenimpuls, sowie eine weitere Schaltung vorgesehen sind, in der aus dem zweiten Impuls und Binärwert repräsentierenden

   anderen Binärwert repräsentierenden Datenimpuls 30 einem den anderen ein Schreibimpuls gebildet wird. Dstenimpuls ein Schreibsignal gebildet wird. Die
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- erfindungsgemäße Schaltung arbeitet genauer und zeichnet, daß die Impulsgeberschaltung eine erste zuverlässiger als bekannte Einrichtungen, weil die Verzögerungsschaltung (18) enthält, in der aus Schreibimpulse im wesentlichen aus den Taktimpulsen

   abgeleitet werden, die mit großer Exaktheit und lokal erzeugt werden können.

   Eine weitere Verbesserung in der Unterdrückung von Zeitverschiebungen der Lesesignal-Amplituden ist mit einer Weiterbildung der Erfindung zu erreichen, gemäß Φ der die Impulsgeberschaltung eine erste Verzögerungsschahung enthält, in der aus jedem empfangenen

   jedem empfangenen Taktimpuls der zweite Impuls gebildet wird, der gegenüber dem ersten Impuls um etwa </4 der Taktperiode verzögert ist sowie eine zweite Verzögerungsschaltung (30) enthält, die aus jedem empfangenen Taktimpuls den dritten Impuls erzeugt, der gegenüber dem ersten Impuls um etwa ³/8 der Taktperiode verzögert ist