DE3105130C2

DE3105130C2 - Verfahren zum Extrahieren von Taktsignalen aus einer in Taktintervallen unterteilten Kurvenform

Info

Publication number: DE3105130C2
Application number: DE3105130A
Authority: DE
Inventors: Gordon George Welwyn Garden Hertfordshire Scarrott
Original assignee: Fujitsu Services Ltd
Current assignee: Fujitsu Services Ltd
Priority date: 1980-02-13
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1986-09-25
Also published as: FR2475828A1; ZA81781B; FR2475828B1; US4355408A; AU6727981A; AU539456B2; DE3105130A1

Abstract

Zum Extrahieren einer Zeitsteuerinformation aus einer digitalen Kurvenform, die der Anordnung zugeführt wird, wird die Kurvenform durch einen Modulator (5) moduliert, durch ein Oberflächenakustikwellentransversalfilter (15) geführt und durch einen Demodulator (16) demoduliert. Nullkreuzungen in der resultierenden transformierten Kurvenform werden durch einen Detektor (17) angezeigt und zur Bestimmung der Zeitpunkte verwendet, zu denen eine andere Version der ursprünglichen Wellenform durch eine Prüfschaltung (10) geprüft wird. Die charakteristischen Eigenschaften des Oberflächenakustikwellentransversalfilters sind so gewählt, daß jeder Elementarimpuls in der ursprünglichen Kurvenform in eine oszillierende Kurvenform umgewandelt wird, wobei die Nullkreuzungen der unterschiedlichen oszillierenden Kurvenformen miteinander zusammenfallen und die Prüfzeiten definieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Digitalsignal stellt normalerweise eine digitale Information aufgrund des Wertes des Signales zu bestimmten Zeiten dar. Zum Interpretieren des Signales müssen diese Zeiten bekannt sein. Bei vielen Anordnungen werden sie durch ein getrenntes Taktsignal definiert, das sowohl von der Einrichtung, die das Signal erzeugt, als auch von der Einrichtung, die auf dieses Signal anspricht, verwendet wird. In vielen Fällen jedoch, z. B. dann, wenn das Digitalsignal einer nicht bekannten oder variablen Verzögerung ausgesetzt ist, geht die Beziehung zwischen dem Signal und der ursprünglichen Zeitsteuerinformation, die zu seiner Erzeugung verwendet wird, verloren. Derartige Verzögerungen treten beispielsweise auf, wenn ein Digitalsignal magnetisch aufgezeichnet und dann wieder ausgelesen wird, bei einer Nachrichtenvermittlung über große Distanzen, z. B. bei Satelliten, und dgl. Man will dann in der Lage sein, die Zeitsteuerinformation, die für das Interpretieren des Signales verwendet wird, aus dem Signal selbst zu extrahieren. Signale, die hierzu in der Lage sind, werden häufig als »selbsttaktende« Signale bezeichnet.

Der Kanal, der die Verzögerung einführt, ist häufig durch die Bandbreite begrenzt. Eine Bandbreitenbegrenzung führt eine Störung ein und macht die Rückgewinnung der Zeitsteuerinformalion schwieriger.So wird ein digitales Signal, das ursprünglich aus scharf lokalisierten Elementarsignaien bestand, in ein Signal geändert, bei welchem die Elementarsignale abgeflacht und ausgedehnt werden. Wenn die Breite eines jeden Elementarsignales genügend weit ausgedehnt wird, überlappen sich die Elementarsignale am Mindestaljstand von Flußwechseln und beeinflussen einander.

Die magnetische Aufzeichnung ist eine Darstellung

ίο der Art und Weise, die ein Rückgewinnen von Zeitsteuerinformationen schwieriger gestaltet. Das ursprüngliche Digitalsignal besteht aus einem Schreibstrom, in welchem das Elementarsignal eine Umkehr in der Stromrichtung ist. Zwischen derartigen Richtungswechsein ist ein Mindestabstand vorhanden, es ist jedoch nicht notwendig, daß auf einen Richtungswechsel notwendigerweise ein anderer Richtungswechsel bei der minimalen Trennung folgt. Jede Richtungsumkehr wird auf dem magnetischen Medium als Übergang zwischen zwei Bereichen aufgezeichnet, die in die Sättigung in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, und der Übergang erzeugt beim Wiederauslesen eine glokkenförmige Lesespannung. Eine Methode zum Extrahieren von Zeitsteuerinformationen besteht darin, die Spitzenwerte des Lesesignales anzuzeigen, und zwar unter der Ausnahme, daß jeder Spitzenwert die Spitze eines dieser elementaren glockenförmigen Impulse anzeigt. Wenn die Impulse jedoch einander beeinflussen, wird jeaer Spitzenwert um einen veränderlichen Betrag verschoben, der davon abhängt, obderlmpulsN achbarimpulse auf jeder Seite der minimalen Trennung hat oder nicht. Um diese Spitzenwertverschiebung zu kompensieren, sind verschiedene komplizierte und nicht zufriedenstellende Methoden angewendet worden.

Aus der DE-OS 26 10 687 ist ein Verfahren zum Extrahieren von Taktinformationen aus einer Wiedergabekurvenform bekannt, die aus Taktinformation und digitaler Information zusammengesetzt ist. DieTaklinformation wird dabei von den Nullspannungsdurchgängen abgeleitet. Die Nullspannungsdurchgänge des Wiedergabesignales werden detektiert und die detektierten Signale dazu verwendet, ein Sägezahnsignal abzutasten, wobei die gefilterten Abtastsignale einen Spannungsgesteuerten Oszillator ansteuern. Der Oszillator wird somit in eine vorbestimmte Phasenbeziehung zu der Binärimpulsfolge des Eingangssignales gebracht. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Nullspannungsdurchgänge des Eingangssignales genau zeitlich eingestellt und identifiziert werden können.

Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, Nullspannungsdurchgänge eines Signales anzuzeigen, die so gestört worden sind, daß benachbarte Signalimpulse sich gegenseitig beeinflussen und eine Verschiebung der Spitzen der Impulse im resuliierenden Signal ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Taktsignale aus einer bei der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe gestörten Kurvenform durch Ermittlung der Nullspannungsdurchgänge abzuleiten.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2.

Mit dem Verfahren wird eine Taktrückgewinnung bei sehr hoher Informationsdichte ermöglicht, da die aufgezeichneten Übergänge miteinander bis zu einem Punkt komprimiert werden können, an dem eine erhebliche Beeinflussung auftritt; die Taktinformation aber immer

noch wiedergewonnen werden kann. Die gesamte erforderliche Taktinformation wird direkt aus der zu analysierenden Kurvenform erhalten.

Nachstehend wird die Erfindung in der Verbindung mit der Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2a—2e verschiedene Kurvenformen, die sich auf die Ausführung nach Fig.! beziehen, ;o

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform und

F i g. 4a—4e verschiedene Kurvenformen, die sich auf die zweite Ausführungsform beziehen.

Die erste Ausführungsform ist eine Modifizierung des Systems nach DE-OS 30 32 542 und unterscheidet sich von dem System nach DE-OS 30 32 542 dadurch, daß der Taktgeber 9 und die Taktgebersteuerung 14 durch die hier beschriebene Takteinrichtung ersetz, wird.

Nach Fig. 1 werden Daten auf einem sich bewegenden Aufzeichnungsmedium 1 aufgezeichnet Die Information wird als Schreibstrom an einen Schreibkopf 2 geführt. Der Schreibstrom (siehe auch F i g. 2a) schaltet zwischen einem positiven und einem negativen Wert in ausgewählten Augenblicken. Die Augenbücke, in denen der Strom seine Richtung umkehren kann, sind durch die Impulse eines Taktsignales definiert, wie in Fig.2b gezeigt ist. Die aufzeichnende Information wird durch eine NRZ-Codierung codiert, in der jeder der Augenblicke, der durch einen Taktimpuls definiert ist, bei wdehern eine Umkehr der Stromrichtung erfolgt, eine 1 dargestellt, und jeder der Augenblicke, bei dem keine Umkehr erfolgt, eine 0 darstellt. Die dargestellte Binärzeichcnfolgc ist deshalb die oben gezeigte Kurvenform in F i g. 2a.

Der Schreibstrom bewirkt, während der konstant ist, eine Magnetisierung des zu magnetisierenden Mediums in die Sättigung in einer Richtung, und jede Richtungsumkehr des Stromes ergibt einen schmalen Übergangsbereich zwischen in entgegengesetzten Richtungen ma- gnetisierten Bereichen.

Eine bestimmte, willkürliche Zeit nach ihrer Aufzeichnung wird die Information über einen Lesekopf 3 zurückgclesen, der eine Lesekurvenform 3i erzeugt, wie sie fest ausgezogen in Fig. 2c gezeigt ist. Jeder der Übergangsbereiche auf dem magnetischen Bereich entsprechend einer Umkehr des Schreibstromes induziert ein Elcmentarsigna! in der Lesekurvenform, dus (in vorliegendem Beispiel) aus einem glockenförmigen Impuls besteht, z. B. einem Impuls 32, wie in F i g. 2c gestrichelt dargestellt; der Spitzenwert des Impulses ist mit dem Übergang ausgerichtet gezeigt, der ihn veranlaßt hat. Fig. 2c zeigt ferner einen stirchpunktiert dargestellten Impuls 33, der sich aus dem vorausgehenden Übergang ergibt. Die Spitzenwerte dieser Impulse sind im Abstand um die gleichen Intervalle wie die Umkehrungen des Lesesiromes versetzt, die die Impulse verursachen. Die Impulse sind jedoch so ausgedehnt, daß Nachbarimpulse, deren Spitzenwerte eine minimale Trennung haben (z. B. die Impulse 32 und 33) einander beeinflussen. Die gesamte Kurvenform 31 entspricht der Summe der einzelnen Impulse, da der Lesevorgang wenigstens in einer ersten Annäherung linear verläuft. Die Beeinflussung zwischen den einzelnen Impulsen bewirkt, daß die Spitzen in der Gesamtkurvenform von den Spitzen der einzelnen Impulse in einer Weise verschoben werden, die hauptsächlich davon abhängt, ob der entsprechende individuelle ImDuls unmittelbar anschließende Nachbarn auf jeder Seite hat oder nicht. Die Beeinflussung flacht auch die Spitzen ab, da in diesem Falle die Impulse im Vorzeichen wechseln müssen.

Wie im Falle der DE-OS 30 32 542 wird zur Beseitigung der Einflüsse der Interferenz die Lesekurvenform durch ein Oberflächenwellentransversalfilter 4 geführt, nachdem es durch einen Modulator 5 auf einer Trägerwelle aus einem Trägerweller.generator moduliert worden ist, um eine modulierte Kurvenform 34 zu erhalten, wie am rechten Ende der F i g. 2c gezeigt ist. Durch Wahl der Verzögerungen in angezapften Verzögerungsleitungen und ihrer Bewertung kann jedes gewünschte Frequenzansprechen bis zu einer gewünschten Genauigkeit frei (auf Kosten einer Verzögerung) von der Beschränkung, denen herkömmliche Filter unterworfen sind, nämlich, daß Phasenlage und Amplitude des Ausgangs nicht unabhängig voneinander festgelegt werden können, erreicht werden.

Das Filter 4 hat ein solches Ansprechen, daß die modulierte Version eines isolierten Elementarimpulses der Lesekurvenform in einen Impuls umgeformt wird, dessen Einhüllende die Nyquist-2-Form ist, z. B. eine Kurvenform 35, die gestrichelt in Fig.2d dargestellt ist, die die transformierte Version des gestrichelten Elementarimpulses 32 der F i g. 2c ist.

Bei einem solchen Impuls sind die Werte für die Amplitude des Impulses an zwei Stellen, die mit ii und f2 in F i g. 2d bezeichnet sind, gleich, und auf jeder Seite des mittleren Bereiches, der diese beiden Stellen enthält, oszilliert der Impuls, wobei der Abstand zwischen benachbarten Nulldurchgängen und zwischen t\ und (2 sowie dem nächsten Nulldurchgang gleich dem Abstand zwischen ii und t₂ ist. Das Intervall zwischen , und t₂ wird hier die Periode des Impulses genannt und ist in diesem Fall gleich dem Intervall zwischen benachbarten Taktimpulsen gewählt.

In Fig.2d ist der transformierte Eienientarimpuls zweckmäßigkeitshalber mit dem Elementarimpuls, aus dem er abgeleitet ist, dargestellt. Die Punkt fi und I₂ treten ein halbes Taktintervall vor und nach der Umkehr auf.

Weil das Filter 4 linear ist, ist die Umhüllende seines Ausganges die Summe der Umhüllenden der einzelnen transformierten Elementarimpulse, wie in F i g. 2d durch die voll ausgezogene Linie 36 dargestellt ist; die modulierte Trägerwelle ist dabei rechts mit 37 bezeichnet. Der Ausgang wird durch einen Demodulator 7 demoduliert, damit eine transformierte Version der Lesekurvenform gleich der Umhüllenden 36 des Ausgangs des Filters 4 erhalten wird.

Eine Anpassung der Elementarimpulse an die Nyquist-2-Form hat zur Folge, daß gewährleistet ist, daß die Amplitude der transformierten Lesekufvenform in einem Augenblick, z. B. /,, nur von zwei möglichen Impulsen abhängt, nämlich denen mit Spitzen unmittelbar auf jeder Seite dieser Augenblicksstelle. Wenn nur ein solcher Impuls vorhanden ist, z. B. der Impuls 35 bei t₂, ist die Amplitude von Null verschieden. Wenn beide Impulse vorhanden sind, z. B. der Impuls bei ii, ist die Amplitude Null, da die Impulse entgegengesetzte Vorzeichen haben; der zweite Impuls ist ein negativer Impuls 38', der strichpunktiert dargestellt ist und der dem Impuls 33 entspricht. Die Amplitude wird durch weiter entfernte Impulse nicht beeinflußt, obgleich ihre Gesamtbreite sich über diese Augenbiicksstelle hinaus erstreckt, da sie Nullspannungsdurchgänge auf ihr besitzen.

Die Auswirkungen von Interferenz werden somit eli-

minien (ausgenommen zwischen unmittelbar benachbarten Impulsen, wo es sich um eine gesteuerte und ableitbare Form handelt), vorausgesetzt, daß die transformierte Kurvenform mit dem Taktintervall an den Stellen tu f2 usw. geprüft werden kann.

Obgleich die Kurvenform in F i g. 2 der Einfachheit halber ausgerichtet gezeigt sind, ist die Beziehung zwischen der transformierten Kurvonfcrm und den ursprünglichen Taktimpulsen nicht bekannt. Die Taktsteuerung kann nicht einfach aus den Spitzen in der Kurvenform abgeleitet werden, weil sie einer veränderlichen Spitzenverschiebung abhängig davon, ob unmittelbare Nachbarn vorhanden sind oder nicht, ausgesetzt sind. Die Nullspannungsdurchgänge in der Kurvenform treten in den gewünschten Augenblicken nicht auf.

Die modulierte Trägerwelle 34 wird durch ein Oberflächenwellentransversalfilter 15 geführt, um ein Ausgangssignal 38 zu erzeugen, dessen Umhüllende als das demodulierte Signal 39 dargestellt ist. Das Ansprechen des Filters 15 ist so, daß ein isolierter Elementarimpuls in der Lesekurvenform, z. B. der Impuls 32, in eine solche Kurvenform transformiert wird, daß deren Umhüllende die Form eines demodulierten Signals bzw. einer elementaren Kurvenform 40 erhält, die in Fig. 2e gestrichelt dargestellt ist. Dieser Impuls ist der, der sich aus dem gleichen eingeschriebenen Übergang wie der ges'richelte Elementarimpuls 35 nach F i g. 2d ergibt. Er erhält zwei primäre Nullspannungsdurchgänge bei fi und f2 auf jeder Seite der Spitze und weitere Nullspannungsdurchgänge, die in gleichem Abstand davon im Taktintervall versetzt sind, wobei sich die gesamte Kurvenform über mehrere Taktzyklen erstreckt. Da alle anderen Elementarimpulse in der Lesekurvenform auftreten, wenn entsprechende Stellen davon um ganzzahlige Vielfache der Taktperiode versetzt sind, fallen die Nullspannungsdurchgänge aller transformierten Impulse zusammen. Obgleich die Amplitude der resultierenden Gesamtzeitsteuerkurvenform 39 (die wiederum die Summe der transformierten Elementarkurvenformen ist) von dem Schema von Impulsen abhängt, ergeben die Nuiispannungsdurchgänge eine zuverlässige Taktinformation.

Zwei Gesichtspunkte sind zu berücksichtigen. Erstens darf der dynamische Bereich der Gesamttaktkurvenform nicht zu groß sein. Dies ergibt eine Beschränkung in bezug auf die Anzahl von Elementartaktkurvenformen, die überlagert werden können, und infolgedessen der Anzahl von Taktperioden, die durch eine Elementartaktkurvenform abgedeckt werden können. Es ist ferner auch notwendig, sicherzustellen, daß mindestens ein Elementartaktsignal jede Stelle überdeckt, an der ein Nullspannungsdurchgang liegen soll. Dies hat zur Folge, daß (bei der betrachteten Codierung) beliebig große Folgen von Nullen nicht zulässig sein sollen. Zweckmäßigerweise kann dies durch das ungeradzahlige Paritätsbit erreicht werden, z. B. hat durch Quantisieren die Information Bytes mit acht Bits, wobei ein neuntes Bit für die ungeradzahlige Parität verwendet wird.

Zweitens dürfen im betrachteten Beispiel Nullkreuzungen entweder nach Positiv oder nach Negativ gehen. Ein vollständig willkürliches Muster von aufgezeichneten Übergängen würde zu eben so vielen nach positiv gehenden wie nach negativ gehenden Übergängen führen. Es ist deshalb erforderlich, das Muster von aufgezeichneten Informationen so einzustellen, daß Nullspannungsdurchgänge in der einen oder der anderen Richtung in jeder Position überwiegen.

Die Verwendung eines Paritätsbits zur Vermeidung langer Folgen ohne Übergänge ist in sich ausreichend, um die Situation zu verbessern, da jedes Anfangsbit eines Bytes in einen systematischen kohärenten Zustand geführt wird, wobei die Übergänge abwechseln und Nullspannungsdurchgänge verstärkt werden, so daß selbst dann, wenn alle eingeschriebenen Kombinationen mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten, solche Übergänge überwiegen, deren Relativpositionen eine eindeutig definierte Taktkurvenform ergeben. Es k;inn jedoch eine zusätzliche Sicherheit dadurch eingeführt werden, daß die Tatsache ausgenutzt wird, daß in jedem praktikablen Schema die Verwendung der verschiedenen Symbole nicht gleichmäßig ist. Wenn beispielsweise bei einem englischsprachigen Text eine alphabetische Information aufgezeichnet wird, ist die Häufigkeit von Buchstaben, wie z. B. E und anderen Vokalen, S und T wesentlich höher als die Häufigkeit von Z. Die Codes werden deshalb so gewählt, daß die Byte-Symbole, die am häufigsten verwenden, eine Taktkurvenform des gleichen Vorzeichens erzeugen wie die, die durch Verwendung des Paritätsbits erhalten wird. Die numerischen Symbole 0—9 werden mit etwa gleicher Wahrscheinlichkeit verwendet, es sind jedoch nur zehn von ihnen aus einer Gesamtanzahl der 256 zur Verfügung stehenden Symbole erforderlich. Die Codierung stellt somit sicher, daß alle numerischen Symbole Taktkurvenformen gleichen Vorzeichens ergeben.

Der Ausgang des Filters 15 wird durch einen kohärenten Demodulator 16 zum Extrahieren der Kurvenform 39 demoduliert und in einen Nullspannungsdurchgangs-Detektor 17 geführt, der ein Signal 41 (als Pfeil in den F i g. 2d und 2e dargestellt) jedesmal dann erzeugt, wenn ein Nullspannungsdurchgang in der Taktkurvenform vorliegt. Der Ausgang des Nullspannungsdurchgangs-Detektors stellt die Taktinformation dar, die aus der ursprünglichen Lesekurvenform extrahiert worden ist.

Nachdem der Ausgang des Filters 4 demoduliert worden ist, wird er durch einen Gleichrichter 8 gleichgerichtet (Gleichrichtung und Demodulierung können auch miteinander kombiniert werden). Die Amplitude der gleichgerichteten Kurvenform wird durch eine Rückkopplungsschleife, die einen Verstärker 12 für die Lesekurvenform aus einer Verstärkersteuerschaltung 13 steuert, weitgehend konstant gehalten. Der Ausgang des Gleichrichters 8 wird ferner einer Prüfschaltung 10 zugeführt, die das Taktsignal aus dem Nulldetektor 17 aufnimmt und bewirkt, daß der gleichgerichtete Ausgang in Abhängigkeit von jedem angezeigten Nullspannungsdurchgang der Taktkurvenform geprüft wird. Dies ergibt ein digitales Signal, das einer Zweifach-Untersetzungsschaltung 11 zugeführt wird, die ihren Ausgang jedesmal ändert, wenn sie eine »1« aufnimmt und jedesmal unverändert läßt, wenn sie eine »0« aufnimmt.

Dies ergibt die Rückgewinnung der ursprünglich ausgezeichneten Ziffern.

Die zweite Schaltungsanordnung nach F i g. 3 ist ebenfalls eine magnetische Aufzeichnungsanordnung. Es wird davon ausgegangen, daß während der Aufzeich-

nung Übergänge auf das Medium so eng wie möglich eingeschrieben werden und daß es erwünscht ist, die Dichte, mit der die Informationen aufgezeichnet werden, im Vergleich zu der Dichte zu erhöhen, die durch Aufzeichnung jeder Quellenziffer durch einen Übergang oder das Fehlen eines Übergangs erreicht wird.

Die aufzuzeichnende Information wird zuerst in Blökke aufgeteilt und jeder ankommende Block aus π Quellenziffern wird in m Ziffern codiert, wobei m größer als

η ist. l£inc Codierung wird gewählt, um zu erreichen, daß nicht zwei aufeinanderfolgende Ziffern des codierten Stromes jeweils dargestellt werden, wenn sie durch einen Übergang aufgezeichnet werden (NRZ-Codierung).

Wenn Einsen durch eine 0 getrennt sind, sind die Übergänge auf dem magnetischen Medium zu keinem Zeitpunkt enger als eine Zweiziffernperiode; deshalb kann für eine bestimmte minimale Trennung zwischen Übergängen der Ziffernabstand im Vergleich zu dem Fall halbiert werden, bei dem die codierten Quellendaten, die aufeinanderfolgende Einsen enthalten, direkt aufgezeichnet werden. Infolgedessen wird eine Erhöhung der Aufzeichnungsdichte erzielt, vorausgesetzt, daß m kleiner als 2n ist. Für zwei brauchbare Beispiele gilt η = 3, m -^ 5 und η = 5, m = 8.

Die zweite Ausführungsform ist jedoch die bevorzug-Ic. Acht codierte Ziffern ergeben 34 zuverlässige Kombinationen, von denen 32 ausreichend sind, um einen Quellenblock mit fünf Ziffern zu codieren. Somit werden bei halbiertem Ziffernabstand bei der Aufzeichnung fünf Quellenziffern in dem Raum aufgezeichnet, der für vier Quellenziffern bei direkter Aufzeichnung erforderlich ist. was die Aufzeichnungsdichte um den Faktor 1,25 erhöhl. Zusätzlich kann eine der beiden Kombinationen, die entfallen kann, so gewählt werden, daß sie den Fall »alle Null« darstellt. Dies gewährleistet, daß in jedem codierten Block wenigstens eine 1 vorhanden ist, wodurch die codierten Daten selbsttaktend sein können. Die Zuordnung der gewählten 32 Kombinationen von codierten Ziffern zu den möglichen Kombinationen von Quellenziffern kann in beliebiger Weise durchgeführt werden.

Andere Möglichkeiten mit einem Minimum von einer 0 zwischen benachbarten Einsen und halbierten Ziffernabständen sind π = 6, m = 10 und η — 8, m = 13. Es können auch andere analoge Codierungen ausgeführt werden, bei welchen die codierten Einsen durch ein Minimum von mehr als einer 0 getrennt sind. In diesem Fall kann der Ziffernabstand der aufgezeichneten Daten entsprechend um einen größeren Betrag reduziert werden.

Die Schaltanordnung nach F i g. 3 ist ähnlich ausgebildet wie die erste Schaltanordnung, und gleiche Bauelemente erhalten die gleichen Bezugszeichen. Die ankommenden Ziffern werden jedoch zuerst in der erläuterten Weise codiert, indem sie zum Adressieren einer Nachschlagetabelle in einem Nur-Lesespeicher 18 adressiert werden, dessen Ausgang Ziffer um Ziffer dem Schreibkopf 2 zugeführt wird, wie in F i g. 4a gezeigt. Die Codierung »nicht-aufeinanderfolgende-Eisen« der Quelldaten ist über der Kurvenform dargestellt. Die Lesekurvenform 50, die fest ausgezogen in Fig.4b gezeigt ist, besteht uus Elementarimpulsen, die sich aus individuellen Übergängen ergeben, wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erläutert ist. Ein solcher Impuls, Impuls 51, der aus dem Übergang über seinen Spitzenwert abgeleitet ist, ist gestrichelt dargestellt und zusätzliche solche Impulse sind strichpunktiert gezeichnet. Es sind zwei Oberflächenwellentransversalfilter 19 und 20 vorgesehen. Das erste Filter 19 hat ein Ansprechverhalten, das einen Elementarimpuls in der Lesekurvenform, die aus einem isolierten Übergang abgeleitet ist, in einen Impuls transformiert, dessen Form das Produkt einer Nyquist-1 -Kurve und einer Nyquist-2-Kurve ist, wobei beide eine Periode besitzen, die gleich dem doppelten Ziffernabstand ist. Die Nyquist-1-Kurve hat einen Spitzenwert und oszilliert auf jeder Seite des Wertes; die Nullspannungsdurchgänge sind in gleichem Abstand von dem Spitzenwert und voneinander um die Periode der Kurve versetzt. Der transformierte F.lementarimpuls, wie er durch die gestrichelte Kurve 52 in Fig.4c unterhalb des nichttransformierten Impulses 51 in F i g. 4b gezeigt ist, hat einen Spitzenwert, der mit dem Spitzenwert des Impulses 51 ausgerichtet ist, und auf jeder Seite Nullspannungsdurchgänge, die voneinander um Intervalle einer Ziffernperiode getrennt sind, wobei zwei Ziffernperioden von dem Spitzenwert 53 weg begönnen wird. Die gesamte transformierte Kurvenform 53, die aus der Überlagerung der transformierten Elementarimpulse aufgebaut ist, ist fest ausgezogen in Fig. 4c gezeigt.

Das zweite Oberflächenwellentransversalfilter 20 hat

!5 ein Ansprechverhalten, das einen Elementarimpuls in der Lesekurvenform, die von einem isolierten Übergang abgeleitet wird, in eine Elementartaktkurvenform transformiert, die das Produkt einer Nyquist-2-Kurve, deren Periode gleich der doppelten Ziffernperiode ist, und einer Sinuskurve (gestrichelt in F i g. 4e gezeigt) ist, deren Nullpunkt auf den Zeitpunkt des Spitzenwertes der Nyquist-2-Kurve fällt und deren Periode das Vierfache der Ziffernperiode ist. Die Elementartaktkurvenform 54. die aus dem gestrichelt dargestellten Elementarleseimpuls 51 der F i g. 4b abgeleitet wird, ist gestrichelt in F i g. 4d gezeigt. Sie hat einen Primärnullspannungsdurchgang zu einem Zeitpunkt (3, der mit dem ursprünglichen Übergang ausgerichtet ist und antisymmetrisch mit weiteren Nullspannungsdurchgängen an Ziffernperioden-Intervallen ist, die zwei Ziffernperioden von dem Primärnullspannungsdurchgang versetzt beginnen.

Die beiden Oberflächenwellentransversalfilter 19 und 20 können wie in der ersten Ausführungsform so kombiniert werden, daß sie einen gemeinsamen Eingangswandler besitzen.

Trägermodulation und Demodulation sowie Gleichrichtung der transformierten Kurvenform 53 finden in der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Weise statt. Die modulierten Träger sind auf der rechten Seite der Fig. 4 dargestellt.

Die Gesamttaktkurvenform 55, die in Fig. 4d voll ausgezogen dargestellt ist, wird in den Nulldetektor 17 eingeführt, der ein Signal 56 jedesmal dann erzeugt, wenn ein Nullspannungsdurchgang in der Takturvenform auftritt. Die resultierenden Signale werden wiederum zur Bestimmung der Augenblickswerte verwendet, bei denen die transformierte Kurvenform aus dem Filter 19 über den Gleichrichter 8 durch die Prüfschaltung 10 geprüft wird.

Jeder transformierte Elementarimpuls, z. B. der Impuls 52 der F i g. 4c, ist bei seinem Spitzenwert verschieden von Null, und Null bei jedem Spitzenwert eines jeden anderen möglichen Impulses bei nicht-aufeinanderfolgender-Einsen-Codierung. Deshalb ist die gesamte Kurvenform 52 stets verschieden von Null, wenn ein Spitzenwert, der aus einem Übergang resultiert, erwartet wird. Dieser Punkt wird stets geprüft, da der primäre Nullspannungsdurchgang der entsprechenden elementaren Taktkurvenform dann auftritt und alle überlappenden Taktkurvenformen ebenfalls (nach dem Codierschema) Null sind. Die von Null verschiedenen Werte, die eine Ziffernperiode von jedem Spitzenwert entfernt sind, und fehlerhafte Nullen in der geprüften Kurvenform, die aus der Überlagerung von elementaren Leseimpulsen entgegengesetzten Vorzeichens aus Übergängen entstehen, welche durch Perioden von zwei Ziffern getrennt sind, oder aber aus anderen Kombinationen entstehen, werden ignoriert. Deshalb gibt die

ίο

Prüfschaltung 10 alle Einsen der codierten Daten aus. Sie gibt auch einige Nullen aus (vgl. z. B. die äußerste rechte Ziffer der F i g. 4).

Um die anderen Nullen zuzuführen, ist ein Oszillator 21 in der Phase durch den Ausgang des Nulldetektors 5 synchronisiert (sein Ausgang ist die fest ausgezogene Kurve 57 der F i g. 4e), um zu ermöglichen, daß die Blökke von codierten Daten einwandfrei erfaßt werden. Schließlich werden die codierten Daten dadurch decodiert, daß sie zur Adressierung einer Nachschlagetabel- io Ie in einen Nur-Lesespeicher 22 verwendet werden, dessen Ausgang die ursprüngliche Datenquelle ist.

Eine geeignete Trägerfrequenz zur Modulation beträgt das Zehnfache der Bitgeschwindigkeit, d. h. 50 bis 100 MHz für eine Bitgeschwindigkeit von 5 bis 10 Mil- 15 Honen Bits pro Sekunde.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

20

25

35

40

45

k 50

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65

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Extrahieren von Taktsignalen aus einer in Taktintervailen unterteilten Kurvenform, die aus Taktsignalen und digitalen Informationen zusammengesetzt ist, wobei die Taktsignale aus Nulispannungsdurchgängen abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsignale aus einer bei einer magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe gestörten Kurvenform (31) dadurch extrahiert werden, daß eine Trägerwelle mit der Kurvenform (31) moduliert wird, daß die modulierte Trägerwelle (34) über ein akustisches Oberflächenwellentransversalfilter (15) geführt wird, daß das Ausgangssignal (38) aus dem akustischen Oberflächenweilen transversalfilter (15) demoduliert wird und Taktsignale in Abhängigkeit von den Nullspannungsdurchgängen des demodulierten Signals (39) erzeugt werden, und daß die charakteristischen Eigenschaften des akustischen Oberflächenwellentransversalfilters (15) so ausgelegt werden, daß das demodulierte Signal (39) Nullspannungsdurchgänge im Abstand der Taktintervalle aufweist und das von einem einzelnen magnetischen Flußwechsel abgeleitete demodulierte Signal (40) sich über mehrere Taktintervalle erstreckt und wobei die digitale Information derart codiert wird, daß die Nullspannungsdurchgänge der von den einzelnen magnetischen Flußwechseln abgeleiteten demodulierten Signale in einer Richtung überwiegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels einei akustischen Oberflächenwellentransversalfilters (4) transformierte Kurvenform der wiedergewonnenen digitalen Information in Abhängigkeit von den Taktsignalen geprüft wird.