DE2606688C2

DE2606688C2 - Signalverarbeitungsschaltung zum Decodieren einer Signalform

Info

Publication number: DE2606688C2
Application number: DE2606688A
Authority: DE
Inventors: Tomio Yokohama Takii
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1976-02-19
Publication date: 1981-12-03
Also published as: US4040022A; CH613321A5; CA1041214A; JPS5198006A; FR2301968A1; FR2301968B1; DE2606688A1; GB1494155A

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltung zum Decodieren einer Signalform gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Signalverarbeitungsschaltung ist aus der US-PS 36 13 015 bekannt. Bei dieser Schaltung besitzt eine erste Zeitgabeschaltung eine erste Verzögerungsvorrichtung, die mit dem Setzeingang einer bistabilen Kippschaltung gekoppelt ist, sowie eine zweite Verzögerungsvorrichtung, iiie mit dem Rücksteileingang der bistabilen Kippschaltung über ein UND-Glied gekoppelt ist, an das die invertierte Dateneingangssignalform angelegt wird. Die bekannte Schaltung befaßt sich mit Ungenauigkeiten bei der Decodierung, welche auftreten, sobald die Datenimpulse aus ihrer idealen Mittenposition zwischen zwei Taktimpulsen verschoben werden. Das UND-Glied dient dazu, dis Arbeitszeit der bistabilen Kippschaltung zu verlängern, wodurch derartige Ungenauigkeiten vermieden werden. Hierbei wird angenommen, daß die Taktimpulse zu regelmäßigen vorbestimmten Zeiten auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine Signalverarbeitungsschaltung zu schaffen, mit der es möglich ist, das Fehlen eines Taktimpulses festzustellen, und die einen einfachen Aufbau besitzt.

Gemäß der Erfindung gelingt dies durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Signalverarbdtungsschaltung besitzt einen äußerst einfachen Aufbau und gibt eine Anzeige für das Fehlen eines Taktimpulses zu einem Taktimpulszeitpunkt. Eine derartige Fehl-Taktsituation kann dazu verwendet werden, die Datengruppenposition, z. B. eines Datenwortes, innerhalb der Signalform zu identifizieren.

Die US-PS 37 95 867 befaßt sich mit einer Impulsdetektoranordnung zur Feststellung gewisser Fehlfunktionen zweier wiederholt auftretender synchron-erzeugter

Zeitgabeimpulse von zwei Datenprozessoren.

Die bekannte Anordnung bestimmt, ob einer der beiden synchron wiederkehrenden Impulse nicht erzeugt wurde oder zwar erzeugt wurde, jedoch zufällig in dem echten Zustand verbleibt. Die bekannte Anordnung besitzt einen komplexen Aufbau; sie ist ferner nicht dazu geeignet, eine Signalform der eingangs angeführten Art zu verarbeiten, bei der Taktimpulse zwischen den Datenimpulsen eingefügt sind, also Signalformen, mit denen sich die Erfindung befaßt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die dazugehörigen Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Datenverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung und

F i g. 2(A) bis 2(E) Impulsdiagramme, die während der Operation der Schaltung gemäß F i g. 1 auftreten.

Im folgenden wird auf F i g. 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 Datenspeichervorrichtung bzw. von einem anderen bekannten Aufzeichnungsträger abgelesenen Signalwellenformen über eine Eingangsklemme 12 angelegt werden. Diese Wellenform enthält in alternativer Folge Taktimpulse und Datensignale, wie in F i g. 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 mit MC bezeichnet sind. Wenn kein Taktimpuls fehlt, werden die Taktimpulse und die Datensignale abwechselnd während gleich großer Zeitintervalle, wie bei /% der Wellenform gemäß 2(A) dargestellt ist, decodiert. Während Po beträgt der Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen für aufeinanderfolgende Datensignale 4Twährend der Zeitintervall zwischen einem Taktsignal und dem nächsten darauffolgenden Datensignal 27"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 Taktirnpulses.

Wenn kein Taktimpuls fehlt, weist ein Zeitkreis 14, der eine Sperre enthalten kann, eine Periode zwischen seinem gesetzten und rücfcgesetzten Zustand von 3Tauf. 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 Eingangsklemme 20 eine logische »eins« in Form von + 5 Volt angelegt wird.

Vor dem Empfang eines Taktimpulses an der Eingangsklemme 12 ist der nichtinvertierte Ausgang (Q) des Flip-Flops 18 »null«, während der invertierte Ausgang (Q) »eins« ist. Dies bedingt, daß ein UND-Glied 22 sich in seinem gesperrten Zustand und ein UND-Glied 24 sich in seinem leitenden Zustand 6·> befindet. Der eintreffende Taktimpuls wird bezüglich seiner Polarität in einem Inverter 26 invertiert und von diesem über das UND-Olied 24 als Triggerimpuls dem Zeitkreis 14 zugeleitet, nachdem er zuvor in einem Inverter 28 invertiert wurde. Dadurch wird bewirkt, d.iß der Ausgang des Zeitkreises 14 seinen Zustand von »null« nach »eins« wechselt, und zwar für die Zeitdauer gemäß 3 T. 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 18 über seinen Rücksetzeingang auf »eins« gesetzt wird. Der K-Eingang des Flip-Flops 18 hat an dieses den invertierten Ausgang des UND-Gliedes 24 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 ankommend·.-. Taktimpuls der Zeilkreis i4 und über die Leitung ib ''as Flip-Flop 18 zurückgesetzt, so daß die Schaltung wieder bereit ist zur Durchführung der vorangehend beschriebenen Operation, sobald der nächste Taktimpuls eintrifft.

Ein weiterer Zeitkreis 34 wird zu Beginn einer Periode 37" gesetzt und am Ende dieser wieder zurückgesetzt. Er ist über seinen Eingang mit dem Ausgang des Inverters 32 verbunden. Der nichtinvertierte Ausgang (Q) und der invertierte Ausgang (Q) 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 36 wird vom Ausgang des UND-Gliedes 24 her über eine Leitung 38 getaktet. Während einer Operation dehnt das UND-Glied 24 den Datendecodierausgang des UND-Gliedes 22 auf eine Periode von 3 Γ und koppelt die geformten Datensignale aus, so daß diese auf eine Leitung 42 gelangen. Sie sind durch das Füp-Flcp 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 im invertierter Form an der Leitung 40, wie gemäß F i g. 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« d.v Stelle folgt, an der e.n Taktimpuls fehlt, so wird eine Zeitdauer von 67"vergehen von der Ankunft des zuletzt decodierten Taktimpulses, der 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 57>.wischen dem gesetzten und rückgesetzten Zustand aufweisen kann, wird über seinen Eingang mit der invertierten Ausgangswellenform 2(B) 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 Ausgangskitung 46 nach einer Zeitdauer von 5Tcin Signal, wenn kein weiterer Trigger (Setz.impuls) während der Zeitdauer von 5 Γ angelegt wird. Wenn Taktimpulsc vorhanden sind (es fehlt kein Taktimpuls), wird der Zeitkreis 44 durch den ankommenden nächstfolgenden Impuls gesetzt, so daß unter diesen Umständen der Zeitkreis 44 nie zurückgesetzt wird. Hin Rücksetzen erfolgt nur, wenn ein Taktimpuls ausfällt, das heißt fehlt. Die Signalwellenform auf der Ausgangs-Ifitung 46 des Zeitkreises 44 ist in F i g. 2(E) dargestellt.

Nach dem Auftreten einer logischen »eins« an der Eingangsklemme 12 während der Periode JT nach einem fehlenden Taktimpuls bewirkt diese »eins«, das an sich ein Datensignal ist.d.iß es effektiv als Taktimpuls wirkt, da der Zeitkreis 14 und das flip- Flop 18 zu dieser Zeit zurückgesetzt sind.

Wenn es zu diesem Punkt wünschenswert ist. daß ein Datensignal in Form einer logischen «eins« (in f^; i g. 2(A) nicht gezeigt) als Taktimpuls gewertet werden soll, so kann das vorgenannte Signal anstelle des fehlenden Taktsignals eingesetzt werden. Durch Decodieren eines »eins« Datensignals kann somit beim Fehlen eines Taktsignals ein entsprechender Hinsatz erfolgen, so daß dieser Fehler behoben ist. Das Einschieben eines derartigen Signals muß somit bei Verwendung eines \Iehrspurenaufzeichnungss\stems in jede Informationsspur vorgenommen werden. Ein derartiges Signal ist leicht unterschiedbar von den anderen Daten in einem Datenzug.

Zur Korrektur der Decodierung einer logischen »eins« als Taktimpuls am Ende der Periode, in der ein Taktsignal fehlt, kann beim Fehlen von mehreren Taktimpulsen ein oder mehrere logische »null« Datenbits in die jeweiligen Positionen eingesetzt werden, in denen Taktimpulse fehlen. Somit hat der Intervall, der

ίο unmittelbar dem Empfang eines Datensignals folgt, das als Taktsignal erkannt wurde, bis zur Ankunft des nächsten Taktimpulses, der der fehlerhaften Taktim pulspcriodc folgt, eine Dauer von höchstens 4 Γ Somit bewirkt der erste Taktimpuls, der nach dem fehlerhaften

ii Taktimpulsintervall folgt, daß der Zeitkreis 14. <.\ef sich in seinem zurückgesetzten Zustand befindet, den Taktimpuls decodieren kann.

Die decodierten Daten auf der Leitung JO. die geformten Daten auf der Leitung 42, die decodierten Takte auf der Leitung 40 und die Fehl-Takterkennungssignale können mit Zentraleinheiten, zum Beispiel Rechnern, verbunden werden, wobei Fehl-Taklerkennungssignale als Datenpositionsfestlegungscode ver wendet werden. Die Arbeitsweise derartiger Einheiten ist allgemein bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Signalverarbeitungsschaltung zum Decodieren einer Signalform, bei der zwischen Datensignalen Taktsignale eingefügt sind, mit Eingangsmitteln, über die die Signalform an eine erste und zweite Torschaltung angelegt werden kann, wobei ein Ausgang der ersten Torschaltung mit einer Verwendungsschaltung und ein Ausgang der zweiten Torschaltung mit einer ersten Zeitgabeschaltung gekoppelt sind, welch letztere zwei zueinander komplementäre Ausgänge besitzt, die mit der ersten bzw. zweiten Torschaltung gekoppelt sind und die Signale an den komplementären Ausgängen für eine erste vorbestimmte Zeitperiode bei Auftreten eines Signals am Ausgang der zweiten Torschaltung umkehren kann, gekennzeichnet durch eine zweite Zeitgabeschaltung (44), die mit dem Ausgang der zweiten Torschaltung (24) gekoppelt ist und ein Ausgangssignal abhängig vom Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden Signalen abgeben kann, wobei das Ausgangssignal der zweiten Torschaltung (24) größer als eine zweite vorbestimmte Zeitperiode (z.B. 5T) ist, und wobei die zweite vorbestiminte Zeitperiode größer als die erste vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 3T) ist und die Anordnung derart getroffen ist, daß jedes Taktsignal bewirkt, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Torschaltung (24) auftritt, und daß die zweite Zeitgabeschaltung (44) ein Ausgangsanzeigesignal abgibt, wen;: ein Taktsignal zwischen zwei benachbarten Datensignalen fehlt.
2. Schaltung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die genannten T-*ktsignale die Form von Taktimpulsen aufweisen, wobei die genannten Datensignale in Form von anwesenden oder abwesenden Daienimpulsen interpretiert werden und wobei die genannte Signalform ein Datenlagesignal enthält, das seinerseits bei Abwesenheit eines Taktimpulses zu einer Taktimpulszeit auftritt, die einem vorhandenen Datenimpuls folgt, wobei der Datenimpuls bewirkt, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Torschaltung (24) erscheint.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im genannten Datenlagesignal ferner ein Taktimpuls bei einer weiteren Taktimpulszeit abwesend ist, der die Abwesenheit eines Datenimpulses folgt, wobei der Taktimpuls zur Taktimpulszeit unmittelbar nach der genannten weiteren Taktimpulszeit bewirkt, daß ein Signal am Ausgang der zweiten Torschaltung (24) erscheint.
4. Schaltung nach einem der vorgenannten 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) Torschaltung verbunden sind, und einen Zeitkreis (14) enthält, wobei ein Signal am Ausgang der genannten zweiten Torschaltung (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.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Zeitkreis die zweite Zeitgabeschaltung (44) enthält, die von einem ersten in einen zweiten Zustand gesetzt werden kann, in Reaktion auf ein Signal am Ausgang der genannten zweiten Torschaltung (24), und der zurückgesetzt werden kann, wenn ein Signal am Ausgang der genannten zweiten Torschaltung (24) fehlt, während der genannten zweiten vorbestimmten Zeitperiode, wobei ein Ausgangsanzrigesignal am Ausgang der zweiten Zeitgabeschaltung (44) erzeugt wird.
6. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Datensignale im wesentlichen in der Mitte zwischen benachbarten Taktsignalen erscheinen, wobei die genannte erste vorbestimmte Zeitperiodt (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 477 ^ur|d 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 67}