DE1167895B - Schaltungsanordnung zur Wiedergabe von auf einem Magnetband gespeicherten Informationen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT·

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al-37/88

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

S 64441IX c/21 al
14. August 1959
16. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Wiedergabe der auf einem Magnetband oder einem anderen magnetischen Speicher gespeicherten Informationen. Es ist bekannt, die magnetisch gespeicherten Informationen mit Hilfe eines Magnetkopfes abzutasten und die Ausgangsspannung des Magnetkopfes zur Herstellung eines elektrischen Signals zu verwenden. Hierbei wird im allgemeinen die Ausgangsspannung, die einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, zur Steuerung einer bistabilen Kippschaltung oder aber eines Schmitt-Triggers herangezogen. Auf Grund der mechanischen Toleranzen des magnetischen Aufzeichnungsträgers unterliegt die Ausgangsspannung in ihrer Amplitude verhältnismäßig großen Toleranzen. Der den »Leseverstärker« steuernde Schwellenwert muß deshalb so festgelegt werden, daß auch noch bei der kleinsten vorkommenden Amplitude eine einwandfreie Steuerung erfolgt. Hierdurch wird das Nutz-Stör-Verhältnis ungünstig beeinflußt. Außerdem wird der Leseverstärker zu verschiedenen Zeiten ausgesteuert, da bei sehr großer Amplitude die Aussteuerung sehr viel früher erfolgt als bei sehr kleiner Amplitude des gelesenen Signals. Im letzteren Fall kann der Schwellenwert sogar mit der Spitze des Lesesignals zusammenfallen.

Diese Verhältnisse werden an Hand der F i g. 1 der Zeichnung im folgenden, kurz erläutert. In dieser Figur ist in einem Diagramm das zeitliche Verhalten der Ausgangsspannung eines Magnetkopfes für verschiedene Amplituden aufgetragen. Die Kurve 51 zeigt den Fall einer großen Signalamplitude, während die Kurve 52 ein extrem kleines Signal wiedergibt. Der Schwellenwerte, der den Leseverstärker zum Ansprechen bringt, tritt zeitlich bei der Kurve Sl sehr viel früher auf als bei der Kurve 52. Der zeitliche Unterschied ist in der Figur mit τ bezeichnet.

Aus der Darstellung ergibt sich, daß die gelesenen Signale am Ausgang des Leseverstärkers zu völlig unterschiedlichen Zeiten auftreten können. Berücksichtigt man, daß aus Gründen der Ausnutzung eines Magnetbandes die Zeichen möglichst dicht aufgebracht werden und daß in vielen Fällen mehrere Zeichen parallel nebeneinander geschrieben werden müssen, dann ist ohne weiteres zu erkennen, daß größter Wert auf eine zeitlich möglichst einheitliche Abnahme der einzelnen Impulse gelegt werden muß. Wenn beispielsweise nur in zwei nebeneinanderliegenden Spuren durch mechanische Umstände die aufgezeichneten Felder unterschiedliche Amplitude haben, so daß auch die Ausgangssignale zu unterschiedlichen. Zeiten auftreten, und wenn dann zufällig noch mechanische Zeitverschiebungen, die durch Schaltungsanordnung zur Wiedergabe von auf
einem Magnetband gespeicherten Informationen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Klaus Braun, München,

Josef Denk, Waiblingen bei Stuttgart

Schwingungen des Bandes hervorgerufen sein können, zusammentreffen, dann ist bei großer Schreibdichte nicht mehr die gegenseitige Zuordnung parallel liegender Signale an dem Ausgang der verschiedenen Leseverstärker gegeben. Eine verkehrte Zuordnung einzelner Impulse verschiedener Spuren führt aber zur vollständigen Verstümmelung der auf einem Band gespeicherten Nachrichten.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei der unter Verwendung einer rückgekoppelten Schaltung die vom Magnetkopf abgeleiteten Impulse versteuert werden, so daß eindeutige Impulsflanken für die Auswertung der gelesenen Impulse zustande kommen. Da diese Versteilerungsschaltung jeweils erst bei ganz genau vorgegebenen Amplitudenwerten anspricht, kann eine derartige Schaltung die genannten Nachteile, nämlich das Ansprechen zu verschiedenen zeitlichen Punkten, abhängig von der Ursprungsform der vom Magnetkopf abgeleiteten Impulse, nicht beseitigen.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung hingegen vermeidet die genannten Nachteile. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Leseverstärker ein Differenzierglied vorgeschaltet ist, über das die Ausgangsspannung des Magnetkopfes differenziert wird, und daß ein hochempfindlicher Schalter vorgesehen ist, der auf Nulldurchgänge des differenzierten Signals nach einer vorgegebenen kurzzeitig auftretenden PoIarität dieses Signals anspricht. Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird also die durch einen Magnetkopf gelesene Spannung differenziert, so daß für die Wiedergabe des Signals lediglich die Maxima der Ausgangsspannungen des Magnetkopfes maß-

gebend sind. Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, daß auch bei völlig unterschiedlicher Amplitude der induzierten Spannungen die Maxima

409 559/221

weitgehend zeitlich an derselben Stelle auftreten, unabhängig davon, ob die Anstiegsflanken mehr oder weniger steil sind. Durch das Differenzieren der Ausgangsspannung des Magnetkopfes entsteht hinter dem Differenzierglied zum Zeitpunkt des Maximums eines aufgezeichneten Impulses ein Nulldurchgang, der gemäß der Erfindung zur Steuerung eines hochempfindlichen Schalters herangezogen wird. Dieser hochempfindliche Schalter muß also beim Nulldurchgang von einer bestimmten Polarität zur anderen, beispielsweise von + nach —, ansprechen. Er darf hingegen nicht ansprechen, wenn längere Zeit der Zustand 0 vorhanden ist, da dies bei einem vielfach verwendeten magnetischen Aufzeichnungsverfahren einem vorgegebenen Zustand (kein Impuls, 0) entspricht.

Als hochempfindlicher Schalter kann eine dem Multiar ähnliche Steueranordnung verwendet werden. Unter einem Multiar wird im allgemeinen ein Verstärkerglied verstanden, das über eine Steuerelektrode mit Hilfe einer Rückkopplungsspannung über einen richtungsabhängigen Widerstand so angesteuert wird, daß die Steuerwirkung eines Eingangspotentials durch die Rückkopplung entsprechend unterstützt wird. Es ist eine Eigenschaft des Multiars, die an sich jeder hochempfindlichen Schaltungsanordnung eigen ist, daß bei einer in der Nähe des Schwellenwertes des richtungsabhängigen Widerstandes liegenden Eingangsspannung diese Anordnung zum Schwingen neigt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dieses Schwingen mit einem Schaltglied verhindert, welches das Multiar erst freigibt, wenn ein zu differenzierendes Signal angeboten wird. Zu diesem Zeitpunkt ist dann ein Signal vorhanden, das zunächst den multiarähnlichen Schalter an sich sperrt, auch wenn er inzwischen durch Anlegen einer Steuerspannung betriebsbereit ist. Sobald die differenzierte Spannung aber ihren Nulldurchgang erreicht, kann das Multiar arbeiten und dementsprechend eine Ausgangsspannung zeitrichtig abgeben.

An Hand der F i g. 2 und 3 werden weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach der Erfindung im folgenden erläutert:

Die F i g. 2 zeigt zunächst die zeitliche Lage der differenzierten Impulse, die gemäß der Erfindung zur Steuerung des Leseverstärkers herangezogen werden. In dem Impulsdiagramm der F i g. 2 sind zunächst wieder zwei Lesespannungen Sl und Sl aufgezeichnet, wobei zu ersehen ist, daß die Maxima der beiden Kurven, obwohl sie in der Amplitude völlig unterschiedlich sind, zeitlich zumindest angenähert gleich liegen. Dementsprechend sind die durch die Differenzierung entstandenen Kurven Sl' und SZ mit verschiedener Amplitude versehen, die Nulldurchdensator Cl und dem Widerstand Al bestehende Differenzierglied differenziert und über den Transistor Π verstärkt. Der Verstärker ist hierbei so geschaltet, daß das differenzierte Signal invertiert wird. Dieses differenzierte und invertierte Signal gelangt über den KondensatorC2 an den Widerstand Rl und die Wicklung W1 des Multiarübertragers. Die Spannungsverhältnisse sind so gewählt, daß zuerst die positive Halbwelle des differenzierten Signals anliegt. Dadurch wird die Diode D in der Sperrichtung betrieben und das Potential an der Basis des Transistors Γ 2 über den Widerstand R2> entsprechend angehoben. Der Transistor Γ 2 bleibt hierbei noch gesperrt. Sobald aber das Signal von der positiven Polarität durch 0 in die negative Polarität übergeht, wird die Diode in die Durchlaßrichtung gesteuert. Da der Nulldurchgang in jedem Fall verhältnismäßig steil ist, geschieht das Durchsteuern der Diode sehr schnell.

Der Transistor Tl wird hierbei leitend, und die Wirkung des Steuerstromes wird von der Wicklung Wl über die Wicklung Wl über die Diode D entsprechend erhöht. An der Wicklung W 3 und damit am Ausgang A wird hierbei eine sehr scharfe Impulsspitze induziert.

Der gesamte Vorgang läuft, wenn er einmal ausgelöst ist, sehr rasch ab, so daß also tatsächlich in unmittelbarer Nähe des Nulldurchgangs der differenzierten Eingangsspannung das Ausgangssignal geliefert wird.

Es wurde schon darauf hingewiesen, daß der MuI-tiarverstärker mit dem Transistor Tl nur betriebsbereit sein soll, wenn zunächst eine Halbwelle des differenzierten Signals aufgetreten war. Dies wird über die aus den Transistoren Γ3 und T4, bestehende monostabile Kippschaltung erreicht, die den Schalttransistor Γ 5 freigibt. Die Kippschaltung wird beim Auftreten eines Eingangssignals mit ausreichender Amplitude an der Eingangsklemme E umgeschaltet und gibt über den Transistor TS das Betriebspotential an den Transistor Tl ab, so daß dieser von diesem Zeitpunkt an arbeiten kann.

An sich kann zum Anschalten der Betriebsspannung Uβ an den Transistor Tl sowohl eine monostabile Kippschaltung als auch eine Schmitt-Trigger-Schaltung verwendet werden.

Um zusätzlich eine Amplitudenbegrenzung des Eingangssignals zu erreichen, kann der Ansprechpegel der monostabilen Kippschaltung leicht durch Änderung der Widerstände R 4 und RS verschoben werden. Der Unsicherheitsbereich, in dem die Kippschaltung nicht sicher ein- oder ausschaltet, ist auf Grund der gewählten Empfindlichkeit der Kippschaltung sehr gering.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Aus

gänge treten jedoch zur gleichen Zeit auf, so daß eine 55 führungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise

Auswertung dieser Nulldurchgänge zeitlich völlig der Schalttransistor Γ 5 statt in dem Emitterkreis auch

gleichliegende Ausgangssignale ergeben muß. in dem Kollektorkreis des Transistors Tl angeordnet

In der Fig. 3 ist die Schaltungsanordnung wieder- werden. Außerdem kann auch der Multiarverstärker

gegeben, mit der die Auswertung der Nulldurchgänge mit dem Transistor Tl in gewissen Grenzen abge-

abhängig von der Amplitude der differenzierten Lese- 6° wandelt werden. Beispielsweise ist es auch denkbar,

signale erfolgen kann. Die Schaltung besteht im wesentlichen aus einem Multiar. Im Ruhezustand ist der Transistor Tl des Multiars gesperrt, und zwar deshalb, weil auch der Transistor Γ 5 gesperrt ist, so daß der Transistor Tl keine Speisespannung erhält. Sobald am Eingang E ein von einem Magnetkopf abgenommenes und bereits beliebig verstärktes Signal erscheint, wird dieses Signal über das aus dem Konstatt über einen differenzierenden Übertrager über ein weiteres Differenzierglied die Ausgangsspannung abzunehmen.

Die beschriebene Schaltungsanordnung kann in der gleichen Weise für jede Auswertung von in der Amplitude variierenden Impulsen, z. B. auch für die Zwecke der Fernschreibtechnik, verwendet werden.

In jedem Fall wird mit Sicherheit vermieden, daß die

Unterschiede in der Steilheit der Anstiegsflanken der auzuwertenden Impulse in das Auswerteergebnis mit eingehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Wiedergabe von auf einem Magnetband gespeicherten Informationen, die abhängig von ihrer Polarität einen Schalter steuern, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leseverstärker ein Differenzierglied vorgeschaltet ist, über das die Ausgangsspannung des Magnetkopfes differenziert wird, und daß ein hochempfindlicher Schalter vorgesehen ist, der auf Nulldurchgänge des differenzierten Signals nach einer vorgegebenen, kurzzeitig auftretenden Polarität dieses Signals anspricht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hochempfindlicher Schalter ein Multiar vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromversorgungskreis des Multiarverstärkers ein Schalter vorgesehen ist, der abhängig von dem Auftreten eines Eingangssignals die Versorgungsspannung an das Multiar legt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter im Stromversorgungskreis des Multiars von einer monostabilen Kippschaltung, die ihrerseits von der nicht differenzierten Eingangsspannung beeinflußt wird, gesteuert wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwellenwertschaltung vorgesehen ist, die die Ansprechgrenze der monostabilen Kippschaltung einzustellen gestattet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 540 654.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 5S9/221 4.64 © Bundesdruckerei Berlin