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DE2606688A1 - Fehl-takterkennungsschaltung - Google Patents

Fehl-takterkennungsschaltung

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DE2606688A1
DE2606688A1 DE19762606688 DE2606688A DE2606688A1 DE 2606688 A1 DE2606688 A1 DE 2606688A1 DE 19762606688 DE19762606688 DE 19762606688 DE 2606688 A DE2606688 A DE 2606688A DE 2606688 A1 DE2606688 A1 DE 2606688A1
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DE
Germany
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signal
clock
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switching device
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Tomio Takii
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NCR Corp
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    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
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    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1407—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels code representation depending on a single bit, i.e. where a one is always represented by a first code symbol while a zero is always represented by a second code symbol
    • G11B20/1419—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels code representation depending on a single bit, i.e. where a one is always represented by a first code symbol while a zero is always represented by a second code symbol to or from biphase level coding, i.e. to or from codes where a one is coded as a transition from a high to a low level during the middle of a bit cell and a zero is encoded as a transition from a low to a high level during the middle of a bit cell or vice versa, e.g. split phase code, Manchester code conversion to or from biphase space or mark coding, i.e. to or from codes where there is a transition at the beginning of every bit cell and a one has no second transition and a zero has a second transition one half of a bit period later or vice versa, e.g. double frequency code, FM code

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Description

P ntentaririe Ic1UUp,
Unser Az.: Cose 2125/Ci:Γ:
FEHL-TAKTERKENNUNGSSCHALTUiJG
Die Erfindung betrifft eine Fehl-Takterkennungsschaltung zum Decodieren einer Signalwel1enform, die Taktsignale und in diese eingefügte Datensignale enthält.
Signal Verarbeitungskreise der vorgenannten Art sind zum Beispiel aus der US-Patentschrift 3 405 391 bekannt. Diese bekannten Schaltkreise v/ei sen den Nachteil auf, daß sie nicht in der Lage sind, Signalwellenformen zu verarbeiten, in denen ein Taktimpuls fehlt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fehl-Takterkennungsschaltung der vorgenannten Art aufzuzeigen, in der die den bekannten Schaltungen eigenen Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über Eingangsmittel die genannte Wellenform an erste und zweite Schaltvorrichtungen angelegt wird, daß die genannte erste Schaltvorrichtung mit ihrem Ausgang mit einer Verarbei tungsvxirri chtung verbunden ist, daß die zweite Schaltvorrichtung über ihren Ausgang mit ersten und zweiten Zeitkreisen verbunden ist, daß der erste Zeitkreis zwei zueinander komplementäre Ausgänge aufweist, die in entsprechender Weise mit der ersten und zweiten Schaltvorrichtung verbunden sind, wobei eine Umkehrung der Signale an dem Komplementärausgang für eine erste vorbestimmte Periode in Abhängigkeit von einem Signal an dem Ausgang der genannten zweiten Schaltvorrichtung durchgeführt wird, und daß der zweite Zeitkreis ein Ausgangssignal erzeugt in Abhängigkeit davon, ob der Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Signalen am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung größer ist als
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10. Februar 1976
ORIGINAL INSPECTED
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eine zweite vorbestimmte Zeitperiode, wobei die zweite vorbestimmte Zeitperiode größer als die erste vorbestimmte Zeitperiode ist, und daß jedes Taktsignal bewirken kann, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung erscheint und daß der zweite Zeitkreis wirksam ist, um ein Ausgangsanzeigesignal zu liefern in dem Fall, in welchem e.n Taktsignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datensignalen fehlt.
Eine Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, daß sie sehr einfach aufgebaut ist und daß sie beim Fehlen eines Taktsignals, das heißt bei der Abwesenheit eines Taktimpulses während einer Taktimpulszeit dies anzeigen kann. Dieser Zustand, bei dem ein Taktimpuls fehlt, kann zur Anzeige der Lage von Datengruppen, zum Beispiel eines Datenworts, innerhalb einer Signalwellenform verwendet werden.
Eine Ausfiihrungsform der Erfindung wird in folgenden anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die dazugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine Datenverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung und
Fig. 2(A) bis 2(E) Impulsdiagramme, die während der Operation der Schaltung gemäß Fig. 1 auftreten.
Im folgenden wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Fehl-Takterkennungsschaltung in Form einer Signalverarbeitungsschaltung 10, an die eine zum Beispiel von einer Magnetplatte, einem Magnetband oder einer anderen bekannten üatenspeichervorrichtung bzw. von einem anderen bekannten Aufzeichnungsträger abgelesenen Signalwellenformen über
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eine E,i ngangskl enime 12 angelegt werden. Diese Wellenform enthält in alternativer Folge Taktimpulse und Datensignale, wie in Fig. 2(A) dargestellt ist. Dabei sind die Taktimpulse mit "C" und die Daten repräsentierenden Signale mit "D" bezeichnet. Die Lage der Daten innerhalb der Wellenform, zum Beispiel der Beginn eines neuen Datenworts, wird angezeigt durch einen oder mehrere fehlende Taktimpulse, die ir.it MC bezeichnet sind. Kenn kein Taktimpuls fehlt, werden die Taktimpulse und die Datensignale abwechselnd während gleich großer Zeitintervalle, wie bei P der Wellenform gemäß 2(A) dargestellt ist, decodiert. Während P beträgt der Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen für aufeinanderfolgende Datensignale 4T während der Zeitintervall zwischen einem Taktsignal und dem nächsten darauffolgenden Datensignal 2T beträgt. Logische "eins" Datenbits werden durch ein anwesendes Signal dargestellt, während logische "null" Datenbits durch Fehlen eines Datenbits interpretiert werden. Somit ist ein Datensignal in Form einer logischen "eins" identisch mit der Wellenform zur Darstellung eines Taktimpulses.
Wenn kein Taktimpuls fehlt, weist ein Zeitkreis 14, der eine Sperre enthalten kann, eine Periode zwischen seinem gesetzten und rückgesetzten Zustand von 3T auf. Der Zeitkreis 14 wird zu Anfang über eine Anschlußklemme 15 vor der Ankunft eines Taktsignals zurückgesetzt. Der nichtinvertierte Ausgang (Q) des Zeitkreises 14, der die Abwesenheit eines Signals oder "null" darstellt, ist über eine Leitung 16 mit dem Rücksetzeingang eines JK-Flip-Flops 18 verbunden, an dessen J-Eingang über eine Eingangskiemme 20 eine logische "eins" in Form von +5 Volt angelegt wird.
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Vor dein Empfang eines Taktimpul ses an der Eingangsklemme ist der nichtinvertierte Ausgang (Q) des Flip-Flops 18 "null", während der invertierte Ausgang (TJ) "eins" ist. Dies bedingt, daß ein UND-Glied 22 sich in seinem gesperrten Zustand und ein UND-Glied 24 sich in seinem leitenden Zustand befindet. Der eintreffende Taktimpuls wird bezüglich seiner Polarität in einem InverterSG invertiert unc| von diesem über das UND-Glied 24 als Triggerimpuls dem Zeitkreis 14 zugeleitet, nachdem er zuvor in einem Inverter 28 invertiert wurde. Dadurch wird bewirkt, daß der Ausgang des Zeitkreises seinen Zustand von "null" nach "eins" wechselt, und zwar für die Zeitdauer gemäß 3T. Nach dieser Zeit wird der Zeitkreis 14 wieder auf "null" zurückgesetzt. Durch den Wechsel des Ausgangs auf "eins" des Zeitkreises 14 wird bewirkt, daß das Flip-Flop 13 über seinen Rücksetzeingang auf, "eins" gesetzt wird. Der K-Eingang des Flip-Flops hat an dieses den invertierten Ausgang des UND-Gliedes angelegt, wodurch bewirkt wird, daß das Flip-Flop am Ende des Taktimpulses schaltet, wodurch wiederum das UND-Glied 22 ausgeschaltet und das UND-Glied 24 eingeschaltet wird. Alle nun an der Eingangsklemme 12 ankommenden Impulse werden, während das Flip-Flop 18 sich in diesem geschalteten Zustand befindet, über das UND-Glied 22, einen Inverter.32 und über eine Leitung 30 einer Verwendungsvorrichtung, zum Beispiel einem Computer, zugeführt. Nach dem Ablauf einer Periode gleich 3T wird durch einen ankommenden Taktimpuls der Zeitkreis 14 und über die Leitung 16 das Flip-Flop 18 zurückgesetzt, so daß die Schaltung wieder bereit ist zur Durchführung der vorangehend beschriebenen Operation, sobald der nächste Taktimpuls eintrifft.
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Ein weiterer Zeitkreis 34 wird zu Beginn einer Periode 3T gesetzt und am Ende dieser wieder zurückgesetzt. Er ist über seinen Eingang mit den Ausgang des Inverters verbunden. Der nichtinvertierte Ausgang (Q) und der invertierte Ausgang (T[) des Zeitkreises 34 sind mit dem positiven (J) und dem negativen (K) Eingang in entsprechender Weise mit einem JK-Flip-Flop 36 verbunden. Das Flip-Flop wird vom Ausgang des UND-Gliedes 24 her über eine Leitung getaktet. Während einer Operation dehnt das UND-Glied 24 den Datendecodierausgang des UND-Gliedes 22 auf eine Periode von 3T und koppelt die geformten Datensignale aus, so daß diese auf eine Leitung 42 gelangen. Sie sind durch das Flip-Flop 36 mit dem decodierten Takt synchronisiert.
Im folgenden wird auf die Fig. 2(A) bis 2(D) Bezug genommen. Die in Fig. 2(A) dargestellte Wellenform wird über die Anschlußklemme 12 in der vorangehend beschriebenen Weise der Schaltung 10 zugeführt. Der invertierte Ausgang des UND-Gliedes 24 liegt in invertierter Form an der Leitung 40, wie gemäß Fig. 2(B) dargestellt. Die Datensignale auf der Leitung 30 von dem UND-Glied 22 sind in invertierter Form aus Fig. 2(C) zu entnehmen. Die geformten Datenausgangssignale, wie sie auf der Leitung 42 auftreten, sind bei Fig. 2(D) dargestellt.
Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 wird im folgenden für den Fall beschrieben, bei dem ein oder mehrere Taktimpulse fehlen. Angenommen ein Taktimpuls fehlt und ferner wird angenommen, daß eine logische "eins" der Stelle folgt, an der ein Taktimpuls fehlt, so wird eine Zeitdauer von 6T vergehen von der Ankunft des zuletzt decodierten Taktimpulses, der
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unmittelbar vor dem fehlenden Taktimpuls empfangen wurde bis das Datensignal "eins" empfangen wird. Der fehlende Taktimpuls wird wie folgt erkannt. Ein weiterer Zeitkreis 44, der eine Sperre von 5T zwischen dem gesetzten und rückgesetzten Zustand aufweisen kann, wird über seinen Eingang mit der invertierten Ausgangswellenform (2B) des UND-Gliedes 24 verbunden. Der Zeitkreis 44 war zu Beginn über eine Anschlußklemme 45 zurückgesetzt worden und wird durch den empfangenen decodierten Taktimpuls vom UND-Glied 24 her gesetzt und erzeugt auf einer Ausgangsleitung 46 nach einer Zeitdauer von 5T ein Signal, wenn kein weiterer Trigger (Setzimpuls) während der Zeitdauer von 5T angelegt wird. Wenn Taktir.ipul se vorhanden sind (es fehlt kein Taktimpuls), wird der Zeitkreis 44 durch den ankommenden nächstfolgenden Ircpuls gesetzt, so daß unter diesen Umständen der Zeitkreis 44 nie zurückgesetzt wird. Ein Rücksetzen erfolgt nur, wenn ein Taktimpuls ausfällt, das heißt fehlt. Die Signalwellenform auf der Ausgangsleitung des Zeitkreises 44 ist in Fig. 2(E) dargestellt.
Mach dem Auftreten einer logischen "eins" an der Eingangsklemme 12 während der Periode 3T nach einem fehlenden Taktimpuls bewirkt diese "eins", das an sich ein Datensignal ist, daß es effektiv als Taktimpuls wirkt, da der Zeitkreis 14 und das Flip-Flop zu dieser Zeit zurückgesetzt sind.
Wenn es zu diesem Punkt wünschenswert ist, daß ein Datensignal in Form einer logischen "eins" (in Fig. 2(A) nicht gezeigt) als Taktimpuls gewertet werden soll, so kann das vorgenannte Signal anstelle des fehlenden Taktsignals eingesetzt werden. Durch
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Decodieren eines "eins" Datensignals kann somit beim Fahlen eines Taktsignals ein entsprechender Einsatz erfolgen, so daß dieser Fehler behoben ist. Das Einschieben eines derartigen Signals muß somit bei Verwendung eines flehrspurenauf zei chnunrssystems in jede Inf orniati onsspur vorgenommen werden. Ein derartiges Signal ist leicht untcirsc'ici d'.!ar von r'en en'-tren 'Juten in eine;='. Oattnzu·;«.
iur Korrektur der Decodierung einer
logischen "eins" als Taktinipuls au: Ende der Periode, in der ein Taktsignal fehlt, kann beim Fehlen von mehreren Taktimpulsen ein oder mehrere logische "null" Datenbits in die jeweiligen Positionen einge^ setzt werden, in denen Taktimpulse fehlen. Somit hat der Intervall, der unmittelbar den Empfang eines Dcutensi gnal s folgt, das als Taktsignal erkannt wurde, bis zur Ankunft des nächsten Taktimpulses, der der fehlerhaften Taktinpulsperiode folgt, eine Dauer von höchstens 4T. Somit bewirkt der erste Taktimpuls, der nach dem fehlerhaften Taktimpulsintervall folgt, daß der Zeitkreis 14, der sich in seinem zurückgesetzten Zustand befindet, den Taktimpuls decodieren kann.
Die .decodierten Daten auf der Leitung 30, die geformten Daten auf der Leitung 42, die decodierten Takte auf der Leitung 40 und die Fehl-Takterkennungssignale kennen mit Zentraleinheiten, zum Beispiel Rechnern,, verbunden werden, wobei Fehl-Takterkennungssignale als Datenpositionsfestlegungscode verwendet werden. Die Arbeitsweise derartiger Einheiten ist allgemein bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
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BAD ORIGINAL
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Claims (1)

  1. 26G-:688
    Patentansprüche:
    Fehl-Takterkennungsschaltung zur Decodierung einer Si gnalwel 1 enforni, die Taktsignale und in diese eingefügte Datensignale enthält, dadurch gekennzeichnet, daß über Lingangsmittel (12) die genannte Wellenform an erste (22) und zweite (24) Schaltvorrichtungen angelegt wird, daß die genannte erste Schaltvorrichtung (22) mit ihrem Ausgang mit einer Verarbeitungsvorrichtung verbunden ist, daß die zweite Schaltvorrichtung (24) über ihren Ausgang mit ersten (14, 18) und zweiten (44) Zeitkreisen verbunden ist, daß der erste Zeitkreis (14, 18) zwei zueinander komplementäre Ausgänge aufweist, die in entsprechender Weise mit der ersten (22) und zweiten (24) Schaltvorrichtung verbunden sind, wobei eine Umkehrung der Signale an dem Konipl ementärausgang für eine erste vorbestimmte Periode (zum Beispiel 3T) in Abhängigkeit von einem Signal an dem Ausgang der genannten zweiten Schaltvorrichtung (24) durchgeführt wird, und daß der zweite Zeitkreis (44) ein Ausgangssignal erzeugt in Abhängigkeit davon, ob der Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Signalen am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung (24) größer ist als eine zweite vorbestimmte Zeitperiode (zum Beispiel 5T), wobei die zweite vorbestimmte Zeitperiode größer als die erste vorbestimmte Zeitperiode ist, und' daß jedes Taktsignal bewirken kann, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung (24) erscheint und daß der zweite Zeitkreis (44) wirksam ist, um ein Ausgangsanzeigesignal zu liefern in dem Fall, in welchem ein Taktsignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datensignalen fehlt.
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    2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Taktsignale die Form von Taktimpulsen aufweisen, wobei die genannten Datensignale in Form von anwesenden oder abwesenden Datenimpulsen interpretiert werden und wobei die genannte Signalwel1enform ein Datenlagesignal, das seinerseits bei Abwesenheit eines Taktimpulses zu einer Taktimpulszeit, die einem vorhandenen Dateniiiipul s folgt, enthält, wobei der Datenimpuls bewirkt, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung (24) erscheint.
    3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Datenlagesignal ferner die Abwesenheit eines Taktimpulses bei einer weiteren Taktimpulszeit enthält, die der Abwesenheit eines Datenimpulses folgt, wobei der Taktimpuls zur Taktinipulszeit unmittelbar nach der genannten weiteren Taktimpulszeit bewirkt, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Schaltvorrichtung (24) erscheint.
    4. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitkreis ein Flip-Flop (18), dessen beide komplementär zueinander stehenden Ausgänge mit der genannten ersten (22) und zweiten (24) Schaltvorrichtung verbunden sind, und einen Zeitkreis (14) enthält, wobei ein Signal am Ausgang der genannten zweiten Schaltvorrichtung (24) ein Setzen des genannten Flip-Flops (18) von einem ersten in einen zweiten Zustand bewirkt und wobei zur Einleitung einer Operation des genannten Zeitkreises (14) das genannte Flip-Flop (18) von seinem zweiten Zustand in seinen ersten Zustand in Abhängigkeit von der Taktung des genannten Zeitkreises (14) zurückgesetzt wird.
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    . ίο - · 2 6 0 β δ 8
    5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der-genannte zweite Zeitkreis einen weiteren Taktkreis (44) enthält, der von einem ersten in einen zweiten Zustand gesetzt werden kann in Reaktion auf ein Signal am Ausgang der genannten zweiten Schaltvorrichtung (24) und der zurückgesetzt werden kann, wenn ein Signal am Ausgang des genannten zweiten Schaltkreises (24) fehlt, während der genannten zweiten vorbestimmten Zeitperiode, wobei ein Ausgangsanzeigesignal am Ausgang der .weiteren Taktvorrichtung (44) erzeugt wird.
    6. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Datensignale in wesentlichen in der Mitte zwischen benachbarten Taktsignalen erscheinen, wobei die genannte erste vorbestimmte Zeitperiode (zum Beispiel 3T) größer ist als der Intervall zwischen einem Taktsignal und einem nachfolgenden Datensignal (zum Beispiel 2T) und kleiner ist als die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktsignalen (zum Beispiel 4T) und wobei die genannte zweite vorbestimmte Zeitperiode (zum Beispiel 5T) größer ist als die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Taktsignalen (zum Beispiel 4T) und kleiner als die Dauer zwischen einem Taktsignal und einem zweiten nachfolgenden Datensignal danach (zum Beispiel 6T).
    7. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Signalwellenform von einem magnetischen Speichermedium abgeleitet w.ird.
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    ORIGINAL
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    Leerseite
DE2606688A 1975-02-21 1976-02-19 Signalverarbeitungsschaltung zum Decodieren einer Signalform Expired DE2606688C2 (de)

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