DE69029646T2 - Verfahren und Gerät zur Qualifizierung der Datenpulse in einem durch einen magnetischen Kopf wiedergegebenen Signal der Datenfolge - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Qualifizieren von Datenspitzen in einem Rohdatensignal, das von einem magnetischen Wandler erzeugt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Qualifizierung von gültigen Datenimpulsen oder Datenspitzen, die in einem Rohdatensignal auftreten, das von einem Magnetkopf erzeugt wird, der von einem Magnetband- oder Magnetplattenlaufwerk-Speichergerät verwendet wird.
• In einem magnetischen Speichersystem, wie zum Beispiel einem Computer-Plattenlaufwerk, werden digitale Informationen magnetisch auf der Oberfläche der Platte gespeichert. Die digitale Information wird durch selektives Polarisieren aufeinanderfolgender Bereiche über die Oberfläche der rotierenden Magnetplatte hinweg dargestellt. Wenn diese Information von der Speicherplatte zurückgelesen wird, wird die magnetische Polarisation des Mediums gemessen und in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt, d.h. das Rohdatensignal. Das Rohdatensignal stellt die relative Stärke der magnetischen Flußdichte dar, die auf der Magnetplatte vorhanden ist. Dieser Lese- und Schreibvorgang wird mit Hilfe eines Lese-/Schreib- Magnetkopfes durchgeführt. Es ist äußerst wünschenswert, hohe Pegel von Informationsspeicherdichten auf der Magnetplatte zu erzielen.
• Ein Konstruktionskriterium in einem Aufzeichnungssystem besteht in der Erzielung einer größtmöglichen Flächendichte für die Aufzeichnungsoberfläche, ohne daß das Betriebsverhalten des Systems beeinträchtigt wird. Leider führen vergößerte Speicherdichten zu erheblichen Rausch- und Störpegeln in dem Rohdaten- Ausgangssignal. Die Quelle für dieses Rausch- und Störsignal kann Unregelmäßigkeiten der Plattenoberfläche und elektromagnetische Störungen einschließen, die durch in der Nähe befindliche elektrische Geräte hervorgerufen werden. Weiterhin können Datencodierungsschemas mit hoher Dichte, wie z.B. der 1,7-Code die Empfindlichkeit des Rohdaten-Ausgangssignals gegenüber unerwünschten Störungen weiter vergrößern. Der 1,7-Code verwendet eine einzelne Null-Magnetflußzelle zwischen jeweils zwei benachbarten Flußzellen und nicht mehr als sieben benachbarte Flußzellen. Codes, die weite "Fenster" verwenden, um die Plattenkapazität zu vergrößern, haben größere Bandbreiten und längere Grundlinien, was zu einer Empfindlichkeit gegenüber Störungen und Übersprechen führt. Dieses Störproblem kann weiter vergrößert werden, wenn der Magnetkopf geringfügig von seiner Spur abweicht.
• Datencodierungsschemas, die die Plattenkapazität vergrößeren sollen und die eine minimale Impulstrennung von Eins aufweisen, ergeben verringerte Amplitudenpegel in mit engem Abstand angeordneten Impulsen aufgrund von Zwischenzeichen-Störungen. Dies verringert das Signal-/Rauschverhältnis, was dazu zwingt, den Impulsqualifizierungspegel abzusenken, was weiter zu dem Störproblem bei Spurabweichungen beiträgt.
• Eine einfache Impulsqualifizierung, bei der die erste Spitze oberhalb eines Schwellenwerts als die Position des Daten- "Impulses" angesehen wird, ist nicht mehr ausreichend. Der Qualifizierungspegel wurde typischerweise so eingestellt, daß sich eine gleiche Anzahl von "Signalausfällen" und eine gleiche Anzahl von "zusätzlichen" Impulsen aufgrund der in dem Rohdatenausgangssignal enthaltenden Störungen ergibt. Bei Codierungsschemas, die auf vergrößerte Datendichten gerichtet sind, kann jedoch erwartet werden, daß sie beträchtlich mehr Fälle aufweisen, bei denen mehrfache Spitzen oberhalb des abgesenkten Qualifizierungs-Schwellenwertes und/oder Spitzen auftreten, die in der langen Basislinie zwischen weit voneinander getrennten Impulsen liegen. Schwellenwertdetektoren, die dazu verwendet wurden, Datenspitzen zu disqualifizieren, deren Amplitude einen vorgeschriebenen Pegel nicht übersteigt, sind nicht ausreichend, um falsche Datenspitzen zu disqualifizieren, wenn das Verhältnis zwischen dem Signalpegel und dem Rausch- oder Störpegel klein ist. Es kann erwartet werden, daß eine "erste Spitze"-Qualifizierung viele Impulspositionen außerhalb des eigentlichen Fensters positioniert. Dies ruft nicht nur Datendecodierungs probleme hervor, sondern ruft auch Phasenschwankungen der phasenstarren Schleife hervor, die in der Wiedergabeschaltung verwendet wird.
• Die DE-A-3 724 572 beschreibt ein System zur Qualifizierung von Daten, die von einem magnetischen Aufzeichnungsgerät gelesen werden. Es werden gleichzeitig mehrere Schwellenwertpegel für ein reproduziertes Analogsignal verwendet, um eine Vielzahl von Gatter- oder Torsteuersignalen zu erzeugen, die den Schwellenwertpegeln entsprechen. Auf der Grundlage der Gattersignale wird beurteilt, ob jeder Teil der reproduzierten Schwingungsform korrekt ist oder nicht, wenn ein digitales Ausgangssignal erzeugt wird.
• Die US-A-4 634 896 beschreibt ein System zur Qualifzierung von Daten, die von einem magnetischen Aufzeichnungsgerät gelesen werden. Ein positiver Schwellenwert und ein negativer Schwellenwert werden in dem System verwendet, um alle mit Ausnahme der letzten einer &erie von Spitzen in den Daten zu beseitigen.
• Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung einer verbesserten Qualifizierung der Datenspitzensignale gerichtet, die während des Lesebetriebs von einem Lese-/Schreib-Magnetkopf erzeugt werden.
• Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Qualifizierung von Datenspitzen in einem von einem Magnetwandler erzeugten Rohdatensignal geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt: Verstärken des Rohdatensignals und Lieferung eines verstärkten Datensignals; Schaffung von zumindest zwei positiven Schwellenwert-Bezugspegeln und von zumindest zwei negativen Schwellenwert-Bezugspegeln; Ausgabe eines Polarität-Niedrig-Ausgangssignals mit einem Logikzustand, der sich von einem ersten auf einem zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals einen unteren der positiven Schwellenwertpegel übersteigt, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen unteren der negativen Schwellenwertpegel übersteigt, wobei jede Periode zwischen einer Änderung der Zustände einen Polaritätszyklus darstellt; Ausgabe eines Polarität-Hoch-Ausgangssignals mit einem Logikzustand, der sich von einem Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals einen höheren der positiven Schwellenwertpegel überschreitet, und der sich von einem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen höheren der negativen Schwellenwertpegel überschreitet; Ausgabe eines codierten Impulsdaten-Ausgangssignals, das codierte Datenimpulse umfaßt, die das Auftreten der ersten Spitze in jedem Polaritätszyklus mit einer Amplitude, die den unteren der positiven Schwellenwertpegel oder einen unteren der negativen Schwellenwertpegel überschreitet, und nachfolgende Spitzen in dem gleichen Polaritätszyklus darstellen, die eine Amplitude aufweisen, die die Amplitude des höchsten der vorhergehenden Spitzen in dem Polaritätszyklus übersteigt; Empfang des codierten Impulsdaten-Ausgangssignals, des Polarität-Hoch-Ausgangssignals und des Polarität-Niedrig-Ausgangssignals und Eingabe derjenigen codierten Datenimpulse der codierten Impulsdaten, die auftreten, wenn das Polarität-Niedrig-Ausgangssignal und das Polarität-Hoch-Ausgangssignal beide den ersten Zustand oder beide den zweiten Zustand haben, in eine phasenstarre Schleife zur Synchronisation der codierten Impulsdaten, um auf diese Weise einen synchronisierten Impulsdatenausgang, der synchronisierte Datenimpulse darstellt, und einen Taktausgang zu erzeugen; Lieferung eines getakteten Polaritätsausganges durch Takten des Polarität-Niedrig-Ausgangssignals entsprechend den codierten Impulsdaten; Empfangen des synchronisierten Impulsdatenausganges, des Taktausganges und des getakteten Polaritätsausganges und zur Lieferung eines torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges, der ein Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses darstellt, der während jedes Polaritätszyklus des Rohdatensignals auftritt.
• Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird eine Einrichtung zur Qualifizierung von Datenspitzen in einem von einem Magnetwandler in einem magnetischen Datenspeichersystem erzeugten Rohdatensignal geschaffen, wobei die Einrichtung folgende Teile umfaßt: eine automatische Verstärkungssteuerstufenschaltung, die mit dem Magnetwandler zum Empfang des Rohdatensignals und zur Abgabe eines verstärkten Rohdatensignals gekoppelt ist; Schwellenwertdetektoreinrichtungen zum Empfang des verstärkten Rohdatensignals von der automatischen Verstärkungssteuerstufe, die zumindest zwei positive Schwellenwert-Bezugspegel und zumindest zwei negative Schwellenwert- Bezugspegel aufweisen und ein Polarität-Niedrig-Ausgangssignal mit einem Logikzustand, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals einen unteren der positiven Schwellenwertpegel überschreitet, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen unteren der negativen Schwellenwertpegel überschreitet, wobei jede Periode zwischen einer Änderung der Zustände einen Polaritätszyklus darstellt, sowie ein Polaritäts-Hoch-Ausgangssignal liefert, das einen Logikzustand aufweist, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals einen höheren der positiven Schwellenwertpegel übersteigt, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen höheren der negativen Schwellenwertpegel übersteigt, um ein codiertes Impulsdatenausgangssignal zu erzeugen, das codierte Impulse umfaßt, die das Auftreten der ersten Spitze in jedem Polaritätszyklus mit einer Amplitude, die den unteren der positiven Schwellenwertpegel oder den unteren der negativen Schwellenwertpegel übersteigt, und nachfolgender Spitzen in dem gleichen Polaritätszyklus darstellen, die eine Amplitude aufweisen, die die Amplitude der höchsten der vorhergehenden Spitzen in dem Polaritätszyklus überschreitet; Abtrenneinrichtungen, die eine phasenstarre Schleife umfassen und zum Empfang des codierten Impulsdatenausganges, des Polarität-Hoch-Ausganges und des Polarität-Niedrig-Ausganges von den Schwellenwertdetektoreinrichtungen dienen, wobei die Abtrenneinrichtungen diejenigen codierten Datenimpulse der codierten Impulsdaten, die auftreten, wenn die Logikzustände des Polarität-Niedrig- Ausganges und des Polarität-Hoch-Ausganges gleich sind, an die phasenstarre Schleife abgeben, um alle codierten Impulsdaten zu synchronisieren und dadurch einen synchronisierten Impulsdatenausgang zu erzeugen, der synchronisierte Datenimpulse und einen Taktausgang darstellt; eine Flip-Flop-Schaltung mit einem D-Eingang, der mit dem Polarität-Niedrig-Ausgang der Schwellenwertdetektoreinrichtungen verbunden ist, mit einem Takteingang, der mit dem codierten Impulsdatenausgang der Schwellenwertdetektoreinrichtung verbunden ist, und mit einem Q-Ausgang zur Lieferung eines getakteten Polaritätsausganges; und Logikeinrichtungen zum Empfang des synchronisierten Impulsdatenausganges, des Taktausganges und des getakteten Polaritätsausganges und zur Lieferung eines torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges, der ein Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses darstellt, der während jedes Polaritätszyklus des Rohdatensignals auftritt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren die Auswahl der ersten höchsten Spitze in dem Rohdatensignal, nachdem das Datensignal einen bestimmten minimalen Qualifizierungsschwellenwert durchlaufen hat. Der minimale Qualifizierungsschwellenwert wird abgesenkt, um die meisten Signalausfälle (aufgrund des eine verringerte Amplitude aufweisenden Signais, das bei Codierungsschemas mit hoher Dichte erzeugt wird, wie z.B. dem 1,7-Code) zu vermeiden. Probleme, die sich aus der vergrößerten Anzahl von "zusätzlichen" Impulsen ergeben, werden dadurch beseitigt, daß lediglich die höchste Spitze erkannt wird. Die höchste Spitze tritt allgemein innerhalb des richtigen Fensters auf.
• Es kann eine Einrichtung zur Qualifizierung von Datenspitzen in einem von einem Magnetwandler erzeugten Rohdatensignal geschaffen werden, wobei das Rohdatensignal einen Polaritätszyklus aufweist und die Einrichtung einen Spitzendetektor, der zum Empfang des Rohdatensignals und zur Feststellung von Spitzenpegeln in dem Rohdatensignal ausgebildet ist, Einrichtungen zur Feststellung des Polaritätszyklus in dem Rohdatensignal und mit dem Spitzendetektor und den Einrichtungen zur Feststellung des Polaritätszyklus verbundene Einrichtungen zur Auswahl der ersten höchsten Spitze einschließt, die in dem Rohdatensignal während eines Polaritätszyklus auftritt.
• Der Spitzendetektor kann beispielsweise einen Transistor zum Laden eines Kondensators, gefolgt von einem Vergleicher umfassen. Bei einer nachstehend beschriebenen Ausführungsform lädt sich die Kondensatorspannung auf den htchsten Spitzenpegel über den Transistor auf, und sie wird zu Beginn jedes Fensters zurückgesetzt. Es ist dann eine Logik vorgesehen, um festzustellen, wann die höchste Spitze festgestellt wurde, und um einen entsprechenden Datenimpuls abzugeben. Diese Logik ist so angeordnet, daß sie eine Verzögerung in die Schaltung einführt, und um eine phasenstarre Schleife synchronisiert zu halten, werden lediglich Impulse, die oberhalb eines höheren Schwellenwertpegels auftreten, an den Phasendetektor der phasenstarren Schleife ausgesandt. Dies kann zu einer Anzahl von Signalausfällen bezüglich der phasenstarren Schleife führen. Phasenstarre Schleifen sind jedoch von Natur aus weniger empfindlich gegenüber Signalausfällen als gegenüber eine falsche Position aufweisenden Impulsen. Ein verringerter Schwellenwertpegel kann in der Datenimpuls-Qualifizierungsschaltung verwendet werden.
• Die Lage der ersten höchsten Spitze in dem Rohdaten-Ausgangssignal kann weiterhin unter Verwendung einer Qualifizierungsanordnung mit drei Pegeln bestimmt werden. Jede Spitze in dem Rohdatensignal triggert einen Satz von Flip-Flop-Schaltungen, deren Eingänge mit einem Satz von Vergleichern verbunden sind, die jeweils einen entsprechenden Qualifizierungspegel aufweisen, um insgesamt drei Schwellenwerte zu erzeugen. Aus dem Muster der gesetzten Zustände der Flip-Flop-Schaltungen kann eine Logik auf der Grundlage der Lage der ersten höchsten Spitze bestimmen, wo die Datenspitzen auftraten, wie ihr relativer Pegel war und wo sich die wahre Spitze in dem Rohdatensignal befand.
• Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei Codierungsschemas nützlich, die große Bandbreiten und lange Basislinien aufweisen, wie z.B. in einem Codierungsschema mit hoher Dichte. Die vorliegende Erfindung verbessert die Qualifizierung des Datensignals durch Verringern der Empfindlichkeit gegenüber Rauschen und Störungen und gegenüber Übersprechen, was insbesondere dann ein Problem darstellen kann, wenn der Lese-Magnetkopf geringfügig von der Spur abweicht.
• Die Erfindung wird weiter in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen beschrieben, in denen:
• Figur 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Codierungs-Impulsdatensignal, dem Rohdaten-Ausgangssignal und dem qualifizierten Datenimpuls-Ausgangssignal in einem System ist, das ein erstes Spitzen-Schwellenwert-Qualifizierungsverfahren verwendet,
• Figur 2 ein Blockschaltbild der Qualifizierungsschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
• Figur 3 graphisch die Beziehung zwischen der Spannung und der Zeit an verschiedenen Stellen in der Schaltung nach Figur 2 zeigt,
• Figur 4 ein Schaltbild eines Spitzenwertdetektors der Schaltung nach Figur 2 ist,
• Figur 5 ein ausführliches Blockschaltbild ist, das eine Schieberegisterlogik der Schaltung nach Figur 2 zeigt,
• Figur 6 ein Zeitsteuerdiagramm für die Schieberegisterlogik nach Figur 1 ist,
• Figur 7 ein Beispiel eines Bitmusters in der Schieberegisterlogik nach Figur 5 ist,
• Figur 8 ein Blockschaltbild einer Qualifizierungsschaltung mit drei Pegeln gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und
• Figur 9 ein Rohdatensignal zusammen mit einem Zeitsteuerdiagramm für die Qualifizierungsschaltung mit drei Pegeln nach Figur 8 zeigt.
• Figur 1 zeigt graphisch ein Codierungs-Impulsdatensignal 10, das entsprechende Rohdatensignal 12 und ein qualifiziertes Ausgangssignal 14, bei dem die Qualifizierung auf der bekannten Erfassung der ersten Spitze mit einer vorgegebenen Polaritä oberhalb eines Qualifizierungspegels beruht. Die mit 16 und 18 bezeichneten gestrichelten Linien stellen positive und negative Spannungsschwellenwerte dar, die zur Qualifizierung des Rohdatensignals 12 verwendet werden.
• Figur 1 zeigt die Probleme, die sich bei dem bekannten ersten Spitzen-Schwellenwert-Qualifizierungsverfahren ergeben. In Figur 1 sind 12 Punkte, die mit a bis 1 bezeichnet sind, jeweils einem anderen Zeitpunkt zugeordnet, der sich auf das Signal 14 bezieht. Die Punkte e, i und j sind von besonderem Interesse&sub0; Der Punkt e stellt einen Fall dar, der als ein "Signalausfall" bezeichnet wird, bei dem das Rohdatensignal, das aus der auf dem magnetiscshen Speichermedium gespeicherten Information erzeugt wird, zu schwach ist, um die Spannungsschwellenwerte (16 und 18) zu erreichen und das Ausgangssignal 14 zu triggern. Daher geht ein Datenimpuls verloren, der am Punkt e in dem Signal 14 nach Figur 1 auftreten sollte. Dieser Signalausfall kann beispielsweise aufgrund einer Unregelmäßigkeit in der Oberfläche des Speichermediums auftreten.
• Der mit i in dem Signal 14 nach Fig. 1 bezeichnete Punkt stellt das Auftreten eines zusätzlichen Impulses dar, der erzeugt wird, wenn das Signal 12 eine erste Spitze aufweist, die sich über den oberen Schwellenwert 16 hinaus erstreckt. Das in Figur 1 gezeigte Qualifizierungsschema für die erste Spitze identifiziert diese erste Spitze in fehlerhafter Weise als die Position des wahren Datenimpulses, obwohl die korrekte Position für den Datenimpuls am Punkt j in Figur 1 gezeigt ist.
• Bei der vorliegenden Erfindung kann der Qualifizierungspegel, der bei der Qualifizierung des Rohdatensignals verwendet wird, derart abgesenkt werden, daß Signalausfälle (beispielsweise am Punkt e in Figur 1) mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftreten. Weiterhin vermeidet die vorliegende Erfindung ein fehlerhaftes Triggern durch einen zusätzlichen Impuls, wie z.B. am Punkt i in Figur 1.
• Figur 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes 20 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Schwellenwertschaltung 22, eine Abtrennschaltung 24, eine Flip-Flop- Schaltung 26 und eine Logik 28 einschließt. Die Schwellenwertschaltung 22 schließt vorzugsweise einen Impulsdetektor, ein Niedrigpegel-Gatter und eine Polaritätsdetektorschaltung (nicht gezeigt) ein. Die Abtrennschaltung 24 schließt eine (nicht gezeigte) phasenstarre Schleife zur Schaltungs-Zeitsteuerung ein. Die Logik 28 schließt (nicht gezeigte) Schieberegister zur Identifikation der Position der höchsten Spitze in einem Rohdatensignal ein, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird. Die Flip-Flop-Schaltung 26 ist vorzugsweise eine Flip-Flop-Schaltung vom D-Typ.
• Die Schwellenwertschaltung 22 empfängt das Rohdatensignal über eine Leitung 23 von einer automatischen Verstärkungssteuerschaltung 31, die auf ein von einem Magnetwandler 33 erzeugtes Signal einwirkt. Die Schwellenwertschaltung 22 empfängt weiterhin ein Schwellenwert-Spannungsbezugssignal an einer Schwellenwert-Spannungsbezugsleitung 32. Die Schwellenwertschaltung 22 liefert drei Ausgänge, nämlich codierte Impulsdaten an einer Leitung 34, ein Polaritätsausgangs(Hoch-) Signal an einer Leitung 36 und ein Polaritätsausgangs(Niedrig-) Signal an einer Leitung 38, die alle von der Abtrennschaltung 24 empfangen werden. Die Flip-Flop-Schaltung 26 ist mit ihrem Takteingang 40 mit der Leitung 34 für codierte Impulsdaten verbunden, während ihr D-Eingang 42 mit der Polaritätsausgangs-(Niedrig-) Leitung 38 verbunden ist. Der Q-Ausgang 44 der Flip-Flop-Schaltung 26 ist mit einer Polaritäts-Taktleitung 46 verbunden. Die Abtrennschaltung 24 liefert Ausgänge an eine Synchronisierimpulsleitung 48 und eine Lesetaktleitung 50, die mit der Logik 28 verbunden sind. Die Logik 28 empfängt weiterhin an der Polaritäts-Taktleitung 46 ein getaktetes Polaritätssignal von dem Q-Ausgang 44 der Flip-Flop-Schaltung 26. Die Logik 28 liefert Ausgänge an eine Leitung 52 für torgesteuerte synchronisierte Impulsdaten und an eine Taktleitung 54.
• Figur 3 ist ein Logik-Zeitsteuerdiagramm für das Blockschaltbild 20 im Betrieb. Die Kurve 56 zeigt das Rohdatensignal, das von der Leitung 30 nach Figur 2 geführt wird. Positive und negative Niedrigpegel-Spannungsschwellenwerte sind durch die gestrichelten Linien 58 bzw. 60 in der Kurve 56 nach Figur 3 dargestellt. Positive und negative Hochpegel-Spannungsschwellenwerte sind durch die gestrichelten Linien 62 bzw. 64 in der Kurve 56 dargestellt. Diese Spannungsschwellenwertpegel werden aus der Spannung erzeugt, die an der Spannungsschwellenwert- Bezugsleitung 32 in Figur 2 geliefert wird. Eine Kurve des Polaritätsausgangs- (Niedrig-) Signals ist durch die durchgezogene Linie gezeigt, während die Kurve des Polaritätsausgangs- (Hoch-) Signals durch die gestrichelte Linie in der Kurve 56 nach Figur 3 gezeigt ist. Die beiden Polaritätsausgangssignale werden an der Polaritätsausgangs- (Hoch-) Leitung 36 bzw. der Polaritätsausgangs- (Niedrig-) Leitung 38 abgenommen. Die Kurve 68 ist eine Darstellung der codierten Impulsdaten, die an der Leitung 34 nach Figur 2 anliegen. Die Kurve 70 zeigt das getaktete Polaritätssignal, das von der Flip-Flop-Schaltung 26 an der Polaritäts-Taktleitung 46 geliefert wird. Die Synchronisationsimpulsdaten an der Synchronisationsimpulsleitung 48 sind in der Kurve 72 gezeigt. Die torgesteuerten Synchronisationsimpulsdaten, die von der Logik 28 an der torgesteuerten Synchronisations-Impuls-Datenleitung 72 geliefert werden, sind in der Kurve 54 gezeigt.
• Das von der Leitung 30 gelieferte Rohdatensignal wurde über die automatische verstärkungssteuerschaltung 31 derart verstärkt, daß das Rohdatensignal die Schwellenwertschaltung 22 triggern kann. Der Spannungsschwellenwertpegel kann durch Einstellen der Spannung eingestellt werden, die der Schwellenwertschaltung 22 über die Spannungsschwellenwert-Bezugsleitung 32 zugeführt wird. Ein Ändern der Spannung an der Bezugsleitung 32 ändert in entsprechender Weise die Schwellenwertpegel 58 bis 64 in der Kurve 56. Zwei Polaritätssignale sind in der Kurve 66 dargestellt, wobei die durchgezogene Linie unter Verwendung der positiven und negativen Niedrigpegel-Spannungsschwellenwerte 58 und 60 erzeugt wird, während die gestrichelte Linie unter Verwendung der positiven und negativen Hochpegel-Spannungs- Schwellenwerte 62 und 64 erzeugt wird. Das in der Kurve 68 gezeigte codierte Datensignal wird von der Schwellenwertschaltung 22 unter Verwendung einer üblichen dV/dt- und Nulldurchgangs-Detektion derart erzeugt, daß lediglich Signale mit der richtigen Polarität der Nulldurchgangs-Detektion einen codierten Datenimpuls an der Leitung 34 hervorrufen können. Weiterhin wird ein Verfahren der Spitzendetektion verwendet, das es lediglich Spitzen mit monoton ansteigender Amplitude ermöglicht, die codierten Impulsdaten der Kurve 68 zu erzeugen. Diese monoton ansteigende Spitzendetektion erfolgt in jedem eine konstante Polarität aufweisenden Intervall.
• Die codierte Impulsdaten- und Polaritätsinformation wird einer üblichen phasenstarren Schleife und der Datenabtrennschaltung in der Abtrennschaltung 24 zugeführt, gefolgt von Schieberegistern und einer Torsteuerlogik in der Logik 28. Diese Schaltung beseitigt alle Impulse mit Ausnahme des letzten Synchronisationsimpulses in irgendeinem eine konstante Polarität aufweisenden Intervall.
• Weil lediglich monoton ansteigende Impulse in einem Datenfenster an der codierten Impulsdatenleitung 34 dargestellt werden und torgesteuerte Synchronisationsimpulse an der torgesteuerten Syncchronisationsimpuls-Datenleitung 52 geliefert werden, die lediglich dem letzten Impuls auf der Leitung 34 in einem Impulspolaritätsfenster entsprechen, wird lediglich der höchste Pegel, der in diesem Fenster auftritt, auf der Leitung 52 für die torgesteuerten Synchronisationsimpulsdaten dargestellt.
• Lediglich codierte Impulsdaten, bei denen sowohl die Polaritätsausgangs- (Hoch-) Leitung 36 als auch die Polaritätsausgangs- (Niedrig-) Leitung 38 den gleichen hohen oder niedrigen Zustand aufweist, werden von der phasenstarren Schleife als Phasendetektorinformation verwendet. Dies vermeidet eine schlechte Phaseninformation, die dadurch hervorgerufen wird, daß niedrigere Datenspitzen einen codierten Datenimpuls triggern. Alle codierten Impulsdaten werden jedoch von der Datenabtrennschaltung 24 verwendet und zeitlich in synchronisierte Impulsdaten gesteuert. Die Schieberegister und die Logik 28 führen eine durch die zeitverzögerung 76 in Figur 3 angezeigte Zeitverzögerung in die torgesteuerten Synchronisationsimpulsdaten ein, die in der Kurve 74 gezeigt sind.
• Figur 4 zeigt ein Schaltbild einer Spitzendetektorschaltung 76, die einen Transistor 78 einschließt und in der Schwellenwertschaltung 22 nach Figur 2 verwendet wird. Der Kollektor des Transistors 78 ist mit einer Versorgungsspannung 80 über einen Widerstand 82 verbunden. Der Emitter des Transistors 78 ist mit der elektrischen Erde 84 über einen Kondensator 86 verbunden. Die Basis des Transistors 78 empfängt das Rohdatensignal von der automatischen Verstärkungssteuerschaltung 31 über einen Eingang 88. Ein Spitzendetektor 90 ist mit dem Kollektor des Transistors 78 und mit einem Spannungsbezug 92 verbunden und liefert einen Ausgang 94. Der Spitzendetektor 90 und der Transistor 78 werden zur Detektion monoton ansteigender Spitzen in dem Datensignal von dem Eingang 88 verwendet.
• Das in der Kurve 56 nach Figur 3 gezeigte Rohdatensignal enthält eine Vielzahl von Spitzen. Der Transistor 78 und der Spitzendetektor 90 arbeiten zusammen, um ein Datenimpulssignal zu erzeugen, das Impulse aufweist, die lediglich diejenigen Spitzen in dem in der Kurve 56 gezeigten Rohdatensignal darstellen, die monoton in einem vorgegebenen Polaritätsbereich oberhalb oder unterhalb des entsprechenden positiven oder negativen Niedrigpegel-Spannungsschwellenwertes 58 oder 60 ansteigen. Daher erzeugen diejenigen Spitzen, die den minimalen Schwellenwert 58 oder 60 nicht erreichen, keinen entsprechenden Datenimpuls am Ausgang 94 des Spitzendetektors 90.
• Die Spitzendetektorschaltung 76 schließt den Kondensator 86 ein, der eine Ladung hält, die den höchsten Signalwert darstellt, der am Eingang 88 geliefert wird. Wenn das Signal am Eingang ansteigt, so leitet der Transistor 78, um den Kondensator 86 zu laden. An einer Spitze leitet der Transistor 78 lediglich dann, wenn das Signal an dem Eingang 88 eine Größe aufweist, die eine vorhergehende Eingangssignalgröße innerhalb eines vorgegebenen Polaritätsfensters in dem Rohdatensignal übersteigt. Daher erzeugen Signalspitzen in der Kurve 56 nach Figur 3, die nicht so groß wie vorhergehende Spitzen sind, keinen Impuls am Ausgang 94 des Spitzendetektors 90 (in der Kurve 68 nach Figur 3 gezeigt). Die Spitzendetektorschaltung 76 wird bei einer Polaritätsfensterumkehrung in dem Rohdatensignal zurückgesetzt.
• Die Schwellenwertschaltung 22 liefert der Abtrennschaltung 24 das Ausgangssignal 94, das die codierten Impulsdaten an der Leitung 34 bildet, zusammen mit den Polaritätsausgangs- (Hoch-) und (Niedrig-) Signalen an den Leitungen 36 bzw. 38.
• Figur 5 zeigt ein ausführlicheres Schaltbild der in Figur 2 gezeigten Logik. Die Logik 28 schließt Schieberegister 96 und 98 ein, die mit einer Schiebelogik 100 verbunden sind. Das Schieberegister 96 ist ein Schieberegister für die Daten, und das Schieberegister 98 ist ein Schieberegister für die Polaritätssignale. Ein UND-Verknüpfungsglied 102 ist mit einem Datenausgang 104 des Daten-Schieberegisters 96 und einem Freigabe-Ausgang 106 der Schiebelogik 100 verbunden. Takteingänge des Daten-Schieberegisters 96 und des Polaritäts-Schieberegisters 98 empfangen Taktimpulse von der Lesetaktleitung 50 in Figur 2. Daten werden in das Daten-Schieberegister 96 von der Synchronisationsimpulsleitung 48 geladen. Daten für das Polaritäts- Schieberegister 98 werden unter Verwendung einer Flip-Flop- Schaltung 108, eines EXKLUSIV-ODER-Verknüpfungsgliedes und eines Inverters 112 aus dem Signal erzeugt, das von der Flip- Flopschaltung 26 an der Polaritäts-Taktleitung 46 geliefert wird.
• Das Polaritäts-Schieberegister 98 empfängt binäre 1-Werte für poitive und binäre 0-Werte für negative Polaritäten. In ähnlicher Weise werden Daten an der Synchronisationsimpulsleitung 48 von der Abtrennschaltung 24 in das Daten-Schieberegister 96 geladen. Die beiden Schieberegister 96 und 98 werden mit der gleichen Rate getaktet, wobei die Taktimpuls an der Lesetaktleitung 50 verwendet werden. Die Taktrate wird von der phasenstarren Schleife in der Abtrennschaltung 24 abgeleitet. Die Schiebelogik 100 arbeitet in Verbindung sowohl mit dem Daten-Schieberegister 96 als auch dem Polaritäts-Schieberegister 98. Die Schiebelogik 100 lokalisiert den letzten Impuls in der Folge von auf der Synchronisationsimpulsdatenleitung 48 geheferten Leseimpulsen, der vor einem Übergang der Polaritätsimpulse auftritt, die an der getakteten Polaritätsleitung 46 geliefert werden. Die Schiebelogik 100 unterdrückt dann alle Datenimpulse in dem Daten-Schieberegister 96, die innerhalb der gleichen Polaritätsperiode auftreten, wie sie von dem Polaritäts-Schieberegister 98 abgeleitet wird, mit Ausnahme des letzten Datenimpulses in der Folge. Dies erfolgt durch selektives Aktivieren des Freigabeausganges 106 der Schiebelogik 100, der mit dem UND-Verknüpfungsglied 102 verbunden ist, während Impulsdaten taktgesteuert durch das Daten-Schieberegister 96 durch Taktimpulse an der Lesetaktleitung 50 hindurch verschoben werden. Dieser letzte Datenimpuls stellt die erste höchste Spitze dar, die von dem Rohdatensignaleingang an die Schwellenwertschaltung 22 innerhalb eines vorgegebenen Polaritätszyklus für das Rohdatensignal erreicht wird.
• Das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsgliedes 102 ist in der Kurve 74 nach Figur 3 gezeigt und läßt erkennen, daß lediglich der chronologisch letzte Datenimpuls, der an der codierten Impulsdatenleitung 34 geliefert wird, durch die Logik 28 an den torgesteuerten Synchronisationsausgang 52 innerhalb einer vorgegebenen Polaritätszone in dem Rohdatensignal übertragen wird.
• Der torgesteuerte Synchronisationsausgang 52 des Daten-Schieberegisters 96 kann dann über einen (nicht gezeigten) Phasenvergleicher und eine (nicht gezeigte) phasenstarre Schleife verarbeitet werden, um die Daten und die Taktsignale zurückzugewinnen.
• Die das Daten-Schieberegister 96, die Schiebelogik 100 und das Phasen-Schieberegister 98 umfassende Logik 28 führt eine Zeitverzögerung in die Schaltung ein. Um die phasenstarre Schleife synchronisiert zu halten, werden nur über dem Hochpegel- Schwellenwert (62 und 64 in Figur 3) auftretende Impulse dem Detektor der phasenstarren Schleife zugeführt. Dies kann zu einer Anzahl von "Signalausfällen" bezüglich der phasenstarren Schleife führen, doch sind derartige Schaltungen von Natur aus weniger empfindlich gegenüber Signalausfällen als gegenüber Impulsen mit falscher Position. Dieses Problem wird dadurch verringert, daß hohe und niedrige Pegel-Schwellenwerte (58 bis 64) gemäß Figur 3 verwendet werden. Die Datenleitungen 36 und 38 liefern hohe und niedrige Schwellenwert-Informationen an die (nicht gezeigte) phasenstarre Schleife in der Abtrennschaltung 24. Lediglich codierte Datenimpulse (die in der Kurve 68 nach Figur 3 gezeigt sind), bei denen sowohl die hohen als auch niedrigen Schwellenwertleitungen 36 und 38 den gleichen Zustand aufweisen, werden von der phasenstarren Schleife als Phasendetektorinformation verwendet. Dies dient zur Beseitigung von schlechten Phaseninformationen, die durch die niedrigeren Spitzen hervorgerufen werden, die codierte Impulsdaten an der Leitung 34 liefern können. Alle graphisch in der Kurve 68 nach Figur 3 gezeigten Impulsdaten werden jedoch von der Detektorschaltung für monoton ansteigende Spitzen verwendet.
• Diese Schaltung verbessert das Betriebsverhalten bei Spurabweichungen, insbesondere dann, wenn sie bei Codes mit hoher Dichte verwendet wird, wie z.B. dem 1,7-Code, bei denen eine lange Basislinie und eine niedrige Auflösung gleichzeitig auftreten können. Die Verwendung der Schieberegister 96 und 98 ermöglicht einen so weiten Vorgriff, wie dies erwünscht ist, wobei dieser Vorgrifflediglich von der Kapazität der Schieberegister abhängt. Die Schaltung kann einen Vorgriff insgesamt bis zur nächstbenachbarten Polaritätsspitze ausführen. Dieses Speichermerkmal bildet einen deutlichen Vorteil gegenüber Verfahren, die lediglich eine wahre Impuls-zu- Impuls-Detektion verwenden. Die Schaltung muß jedoch robust genug sein, um die Verzögerung zu tolerieren, die aufgrund der Schieberegister 96 und 98 eingeführt wird. Für den 1,7- Code hat diese Verzögerung im schlimmsten Fall eine Dauer von 4,66 Datenbits.
• In Figur 6 ist ein Logikdiagramm für die Logikschaltung 28 nach Figur 5 gezeigt. Das Synchronimpulssignal ist als Kurve 144 gezeigt, das Taktsignal von der Leitung 54 ist als Kurve 116 gezeigt, und das getaktete Polaritätssignal von der Leitung 46 ist als Kurve 118 gezeigt. Das getaktete Polaritätssignal gemäß Kurve 118 ändert seinen Zustand immer vor einem Synchronimpuls in dem Synchronimpulssignal der Kurve 114. Dies ist aufgrund der Schaltungskonstruktion immer der Fall. Die Anstiegsflanke des Taktsignals der Kurve 116 verschiebt sowohl die Polaritätsinformation als auch die Daten in die Schieberegister 96 bzw. 98. Das Daten-Schieberegister 96 enthält einen logischen 1-Pegel jedesmal dann, wenn eine Flußumkehrung festgestellt wurde. Das Polaritäts-Schieberegister 98 enthält normalerweise einen logischen 1-Pegel sowie einen Null-Pegel, wenn eine Polaritätsänderung in dem Rohdatensignal aufgetreten ist. Der Gesamtbetrieb der Schieberegister 96 und 98 und der Schiebelogik 100 dient zur Lieferung eines Datenausgangs lediglich für die letzte Flußumkehrung in einer vorgegebenen Polaritätszone in dem Rohdatensignal. Irgendwelche Flußumkehrungen mit der gleichen Polarität, die zweitlich früher auftreten, werden beiseitigt.
• Unter Verwendung der Schieberegister 96 und 98 und der Schiebelogik 100 wird diese Beseitigung von Impulsen durch die folgenden Regeln ausgeführt:
• (1) Eine "0" in dem Polaritäts-Schieberegister 98 zeigt an, daß sich die Polarität der entsprechenden Daten in dem Datenschieberegister 96 geändert hat.
• (2) Eine "1" an einem Platz des Daten-Schieberegisters 96 zeigt eine Magnetflußumkehrungsposition an. Wenn eine "0" in dem entsprechenden Platz des Polaritäts-Schieberegisters 98 vorliegt, so änderte sich die tatsächliche Polarität vor dem Auftreten dieser Flußumkehrung. Daher sind, wenn auf die in Figur 7 gezeigten Daten Bezug genommen wird, die Plätze A&sub1; und A&sub4; des Daten-Schieberegisters 96 von unterschiedlicher Polarität, doch haben die Datenplätze A&sub4; und A&sub6; die gleiche Polarität.
• (3) Wenn eine "1" in dem Daten-Schieberegister 96 den Platz A&sub6; erreicht, werden alle nachfolgenden "1"-Werte in dem Schieberegister 96 in dem Schieberegister 96 mit ihrem eigenen Polaritätsplatz in dem Polaritäts-Schieberegister und denjenigen Polaritäts-Plätzen bis zu und unter Einschluß des Platzes der "1" in dem Daten-Schieberegister 96 verglichen. Wenn alle diese "1"-Werte zumindestens eine einzige Polaritätsänderung (die durch eine "0" angezeigt ist) sehen, so wird die "1" in dem Platz A&sub0; als Datenwert ausgesandt. Wenn einer der nachfolgenden "1"-Werte in dem Daten-Schieberegister 96 keine vorhergehende "0" sieht, so müssen die Daten in dem Platz A&sub0; die gleiche Polarität wie irgendeine andere spätere "1" haben, und sie werden durch das UND-Verknüpfungsglied 102 beseitigt.
• Mathematisch kann dies durch die folgende Boole'sche Gleichung gezeigt werden:
• worin A&sub9;&sub6;1 bis A&sub9;&sub6;6 die Datenplätze 1 bis 6 in dem Daten- Schieberegister 96 und A&sub9;&sub8;1 bis A&sub9;&sub8;6 die Plätze der Daten darstellen, die in den Schieberegistern 98 gespeichert sind.
• Die Position der höchsten Spitze während einer Periode des Rohdatenzyklus kann unter Verwendung eines Dreipegel-Quahfikationsschemas festgestellt werden. Jede Spitze triggert einen Satz von Flip-Flop-Schaltungen, deren Eingänge mit einem Satz von Vergleichern verbunden sind, wobei jeder Vergleicher einen Qualifizierungs-Bezugsspannungspegel als ein Eingang und das Rohdatensignal als anderen Eingang aufweist. Das Ausgangssignal dieser Vergleicher triggert die Flip-Flop-Schaltungen. Die Form des Rohdatensignals bestimmt den Zustand der Flip- Flop-Schaltungen, so daß durch Feststellung des Musters der gesetzten Zustände der Flip-Flop-Schaltungen eine Logik bestimmen kann, welche Triggerung durch das höchste Lesesignal hervorgerufen wurde.
• Diese Logik führt eine Zeitverzögerung in die Schaltung ein. Um die phasenstarre Schleife synchronisiert zu halten, werden lediglich Impulse, die über dem mittleren Qualifizierungs- Schwellenwert der drei Schwellenwertpegel auftreten, dem Detektor der phasenstarren Schleife zugeführt. Dies kann immer noch zu einer Anzahl von "Signalausfällen" bezüglich der phasenstarren Schleife führen, doch sind Schaltungen mit phasenstarrer Schleife von Natur aus weniger empfindlich gegenüber Signalausfällen als gegenüber an falscher Stelle auftretenden Impulsen.
• Figur 8 zeigt eine Dreipegel-Detektorschaltung 120. Die Schaltung 120 schließt Vergleicher 122-134 und Flip-Flop-Schaltungen 136-146 von D-Typ ein. Die Dreipegel-Detektorschaltung 120 schließt weiterhin eine Rücksetz und Synchronisationslogik 148 und eine Codierlogik 150 ein. Das Rohdatensignal von der automatischen Verstärkungssteuerung 31 wird den Eingängen 152 und 154 zugeführt, die mit den nicht invertierenden Eingängen der Vergleicher 122 bis 134 verbunden sind. Dreipegel-Schwellenwertspannungen VtH, VtM, und VL werden an die invertierenden Anschlüsse der Vergleicher 122 bis 134 angelegt. VtH stellt den einen hohen Spannungspegel aufweisenden Schwellenwert dar und wird den invertierenden Anschlüssen der Vergleicher 126 und 134 zugeführt. VtM stellt den einen mittleren Spannungspegel aufweisenden Schwellenwert dar und wird den invertierenden Eingängen der Vergleicher 124 und 132 zugeführt. VtL stellt den einen niedrigen Spannungspegel aufweisenden Schwellenwert dar und wird den invertierenden Eingängen der Vergleicher 122 und 130 zugeführt. Die Eingänge des Vergleichers 128 empfangen Spannungssignale, die den Nulldurchgang der Ableitung des von dem (nicht gezeigten) Magnetsensor gelieferten Rohdatensignals darstellen. Invertierte und nicht invertierte Ausgänge des Vergleichers 128 liefern das Taktsignal, das von den Flip-Flop-Schaltungen 136 bis 146 verwendet wird. Die D-Eingänge der Flip-Flop-Schaltungen 136 bis 146 sind mit den Ausgängen der Vergleicher 122 bis 134 verbunden. Die Q-Ausgänge der Flip-Flop- Schaltungen 136 bis 146 sind mit der Rücksetz- und Synchronisationslogik 148 verbunden. Rücksetzeingänge für die Vergleicher 136 bis 146 sind ebenfalls mit der Rücksetz- und Synchronisationslogik 148 verbunden. Die Rücksetz und Synchronisationslogik 148 liefert binäre Ausgänge an Leitungen Q0 bis Q5 in Figur 8 an die Codierlogik 150, die codierte Binärausgänge an Leitungen b0 bis b2 liefert. Die Eingänge des Nulldurchgangs-Vergleichers 128 führen Spannungsinformationen, die unter Verwendung üblicher Verfahren zur Differenzierung und zur Nulldurchgangsdetektion abgeleitet werden, so daß lediglich positive Spitzen zeitlich auf positive Schwellenwerte nachgesteuert werden und lediglich negative Spitzen auf negative Schwellenwerte zeitlich nachgesteuert werden. Unter Verwendung dieser Technik wird jede Spitze in dem Rohdatensignal durch Messen des Nuildurchganges der Ableitung des Rohdatensignals erfaßt.
• Figur 9 ist eine graphische Darstellung des Rohdatensignals von der automatischen Verstärkungssteuerung 31 (Figur 2) und der entsprechenden Q-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen 134 bis 146. Das Rohdatensignal ist mit V&sub1;&sub5;&sub2; bis V&sub1;&sub5;&sub4; bezeichnet und stellt die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen 152 und 154 nach Figur 8 dar. Die gestrichelten Linien, die mit den positiven und negativen VtH-, VtM- und VtL-Werten in Figur 9 bezeichnet sind, stellen drei Spannungsschwellenwerte dar, die von der Dreipegel-Qualifizierungsschaltung 120 verwendet werden. Die Augänge der Flip-Flop-Schaltungen 136 bis 146 sind mit Q&sub1;&sub3;&sub6; bis Q&sub1;&sub4;&sub6; bezeichnet. Q&sub1;&sub3;&sub6;, Q&sub1;&sub3;&sub8; und Q&sub1;&sub4;&sub0; zeigen an, daß das Rohdatensignal den niedrigen Spannungsschwellenwert, den mittleren Spannungsschwellenwert bzw. den hohen Spannungsschwellenwert überschritten hat. Die mit Q&sub1;&sub4;&sub2;, Q&sub1;&sub4;&sub4; und Q&sub1;&sub4;&sub6; bezeichneten Kurven zeigen an, daß das Rohdatensignal, das an V&sub1;&sub5;&sub2; bis V&sub1;&sub5;&sub4; abgenommen ist, kleiner als -Vta, -VtM bzw. -VtH ist. Die Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen 136 bis 146 sind mit der Rücksetz- und Synchronisationslogik 148 verbunden, die eine Binärdarstellung jedes Impulspegels in dem Rohdatensignal liefert, das den Eingängen 152 und 154 zugeführt wird. Die Rücksetzund Synchronisationslogik 148 setzt weiterhin die Flip-Flop- Schaltungen 138 bis 144 bei Abschluß eines Polaritätszyklus in dem Rohdatensignal zurück.
• Die Codierlogik 150 empfängt das Binärsignal an den Datenleitungen Q0 bis Q5 von der Logik 148 und liefert ein codiertes Ausgangssignal an den Leitungen b0 bis b2. Die codierten Binärausgänge b0 bis b2 können dann einer Steuergeräteeinheit, wie z.B. einem (nicht gezeigten) Mikroprozessor zugeführt werden, der ein Ausgangssignal erzeugt, das die den größten der drei Schwellenwerte überschreitende Spitze in dem Rohdatensignal darstellt, die als erste in einem vorgegebenen Polaritätszyklus in dem Rohdatensignal auftritt. Der zum Takten der Flip-Flop- Schaltungen 136 bis 146 verwendete Vergleicher 128 bewirkt, daß lediglich die Spitzen in dem Rohdatensignal von den Vergleichem 122 bis 126 und 130 bis 134 digitalisiert und in dem Flip-Flop-Schaltungen 136 bis 146 zwischengespeichert werden, weil der Eingang des Vergleichers 128 das auf die Ableitung des Rohdatensignals bezogene Signal empfängt und die Flip-Flop- Schaltungen 136 bis 146 flankengetriggerte Takteingänge aufweisen. Die Schaltung bewirkt, daß lediglich positive Spitzen auf positive Schwellenwerte nachgesteuert werden, und daß lediglich negative Spitzen auf negative Schwellenwerte zeitlich nachgesteuert werden.
• Die vergleichergesteuerte Schaltung nach Figur 8 unter Verwendung einer Dreipegel-Spitzendetektion kann besonders nützlich sein, weil der spitzendetektionsalgorithmus in Computersoftware ausgeführt ist. Das Detektionssignal kann sehr einfach für ein vorgegebenens magnetisches Wiedergabesystem optimiert werden, indem verschiedenen Kombinationen von Spitzen-Schwellenwertpegeln und ihrem chronologischen Auftreten in einem Polaritätszyklus in dem Rohdatensignal von dem Magnetkopf Vorrang gegeben wird. Diese Vielseitigkeit ergibt die Fähigkeit, die Quallifikationskriterien für ein jeweiliges System zu optimieren, ohne daß eine wiederholte Umkonstruktion der Hardware-Bauteile erforderlich ist.
• Lediglich diejenigen Impulse, die den einen mittleren Spannungspegel aufweisenden Schwellenwert überschreiten, werden als Eingänge für die (nicht gezeigte) phasenstarre Schleife verwendet. Impulse, die die hohen und niedrigen Spannungsschwellenwerte überschreiten, werden mit der phasenstarren Schleife synchronisiert, haben jedoch im übrigen keine Auswirkungen auf den Betrieb der phasenstarren Schleife.
• Die vorliegende Erfindung verbessert die Genauigkeit während des Zurücklesens von Informationen von einem magnetischen Speichermedium, wie z.B. einer Magnetplatte. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft bei der Anwendung mit Codierungsschemas hoher Dichte, die zur Vergrößerung der Plattenspeicherkapazität verwendet werden. Diese Codes neigen dazu, eine größere Bandbreite und längere Basislinien aufzuweisen, wodurch sie gegenüber Störungen und Übersprechen empfindlicher werden, insbesondere dann, wenn der magnetische Lesekopf eine geringe Spurabweichung aufweist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht verringerte Spannungsqualifizierungsschwellenwerte, was insbesondere bei der Erfassung von eine niedrige Amplitude aufweisenden Rohdatensignalen nützlich ist, wie z.B. bei denen, bei denen die minimale Impulstrennung niedrig ist und die Amplitude verringert wurde, um zwischenzeichenstörungen zu verringern. Durch die Detektion der ersten höchsten Spitze, nachdem das Lesesignal einen minimalen Qualifizierungsschwellenwert überschritten hat, und durch die zuordnung dieser Spitze als die tatsächliche Position des Datenimpulses, ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, den Qualifizierungsschwellenwert zu erniedrigen und dennoch Probleme, die sich aus Signalausfällen ergeben, zu verringern.

Claims (6)

1. Verfahren zur Qualifizierung von Datenspitzen in einem Rohdatensignal, das von einem magnetischen Wandler (33) erzeugt wird, mit den folgenden Schritten:

Verstärken des Rohdatensignals und Lieferung eines verstärkten Datensignals (30);

Schaffung von zumindest zwei positiven Schwellenwert- Bezugspegeln (58, 62) und zumindest zwei negativen Schwellenwert-Bezugspegeln (60, 64);

Ausgabe eines Polarität-Niedrig-Ausgangssignals (38) mit einem Logikzustand, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals (30) einen unteren (58) der positiven Schwellenwertpegel (62, 58) überschreitet, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen unteren (60) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) überschreitet, wobei jede Periode zwischen einem Wechsel von Zuständen einen Polaritätszyklus bildet;

Ausgabe eines Polarität-Hoch-Ausganges (36) mit einem Logikzustand, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals (30) einen höheren (62) der positiven Schwellenwertpegel (58, 62) überschreitet, und der sich von einem zweiten Zustand zu dem ersten Zustand ädnert, wenn die Amplitude einen höheren (64) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) überschreitet;

Ausgabe eines codierten Impulsdatenausganges (34), der codierte Datenimpulse (68) umfaßt, die das Auftreten der ersten Spitze in jedem Polaritätszyklus, die eine Amplitude aufweist, die den unteren (58) der positiven Schwellenwertpegel (58, 62) oder einen unteren (60) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) überschreitet, und nachfolgende Spitzen in dem gleichen Polaritätszyklus darstellen, die eine Amplitude aufweisen, die die Amplitude des höchsten der vorhergehenden Spitzen in dem Polaritätszyklus übersteigt;

Empfangen des codierten Impulsdatenausganges (34), des Polarität-Hoch-Ausganges (36) und des Polarität-Niedrig-Ausganges (38) und Eingabe derjenigen codierten Datenimpulse (68) der codierten Impulsdaten (34), die auftreten, wenn der Polarität-Niedrig-Ausgang (38) und der Polarität-Hoch-Ausgang (36) beide den ersten Zustand oder beide den zweiten Zustand haben, an eine phasenstarre Schleife, um alle codierten Impulsdaten (34) zu synchronisieren und dadurch einen synchronisierten Impulsdatenausgang (48, 72), der synchronisierte Datenimpulse (72) darstellt, und einen Taktausgang (50) zu erzeugen;

Schaffung eines getakteten Polaritätsausganges (46, 70) durch Takten des Polarität-Niedrig-Ausganges (38) entsprechend den codierten Impulsdaten (34);

Empfangen des synchronisierten Impulsdatenausganges (48), des Taktausganges (50) und des getakteten Polaritätsaus-20 ganges (46, 70) und Lieferung eines torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges (52, 74), der ein Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses darstellt, der während jedes Polaritätszyklus des Rohdatensignals (30) auftritt.

2 Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt der Lieferung des torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges (52, 74) folgende Schritte umfaßt:

Verschieben von synchronisierten Daenimpulsen (72) durch eine Vielzahl von Datenplätzen (6-0) in einem Datenschieberegister (96) in Abhängigkeit von dem Taktausgang (50) und Liefern eines Daten-Schieberegister-Ausganges (104), der verschobene synchronisierte Datenimpulse umfaßt;

Verschieben des getakteten Polaritätsausganges (46, 70) durch eine Vielzahl von Datenplätzen (6-0) in einem Polaritäts-Schieberegister (98) in Abhängigkeit von dem Taktausgang (50); und

Feststellung des Inhaltes der Vielzahl von Datenplätzen (6-0) des Daten-Schieberegisters (96) und der Vielzahl von Datenplätzen (6-0) des Polaritäts-Schieberegisters (98) und Lieferung eines Freigabesignals (106) an einen Freigabeeingang eines Ausgangs-Torsteuergliedes (102), wenn der Daten-Schieberegisterausgang (104) das Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses während des Polaritätszyklus des Rohdatensignals (30) darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Datenschieberegister eine Vielzahl von Datenplätzen (ADS1, ADS2....ADSN), aufweist, während das Polaritäts-Schieberegister eine Vielzahl von Datenplätzen (APS1, APS2....APSN) aufweist und bei dem der Schritt der Lieferung des Freigabesignals (106) die Lieferung eines Freigabesignals auf der Gundlage der folgenden Gleichung umfaßt:

4. Einrichtung zur Qualifizierung von Datenspitzen in einem Rohdatensignal, das von einem magnetischen Wandler (33) in einem magnetischen Datenspeichersystem erzeugt wird, wobei die Einrichtung folgende Teile umfaßt:

eine automatische Verstärkungssteuerstufenschaltung (31), die mit dem magnetischen Wandler (33) gekoppelt ist, um das Rohdatensignal zu empfangen und um ein verstärktes Rohdatensignal (30) abzugeben,

Schwellenwert-Detektoreinrichtungen (22) zum Empfang des verstärkten Rohdatensignals (30) von der automatischen Verstärkungssteuerstufe (31), wobei die Schwellenwert-Detektoreinrichtungen (22) zumindest zwei positive Schwellenwert-Bezugspegel (58, 62) und zumindest zwei negative Schwellenwert-Bezugspegel (60, 64) aufweisen und ein Polarität-Niedrig- Ausgangssignal (38) mit einem Logikzustand, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignals (30) einen unteren (58) der positiven Schwellenwertpegel (62, 58) übersteigt, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen unteren (60) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) übersteigt, wobei jede Periode zwischen einer Änderung der Zustände einen Polaritätstyklus darstellt, und ein Polarität-Hoch-Ausgangssignal (36) liefern, das einen Logikzustand aufweist, der sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand ändert, wenn die Amplitude des verstärkten Rohdatensignal (30) einen höheren (62) der positiven Schwellenwertpegel (58, 62) überschreitet, und der sich von dem zweiten Zustand auf den ersten Zustand ändert, wenn die Amplitude einen höheren (64) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) überschreitet, wobei die Schwellenwert-Detektoreinrichtungen (22) weiterhin zur Erzeugung eines codierten Impulsdatenausganges (34) dienen, der codierte Datenimpulse (68) umfaßt, die das Auftreten einer ersten Spitze in jedem Polaritätszyklus mit einer Amplitude, die den unteren (58) der positiven Schwellenwertpegel (58, 62) oder einen unteren (60) der negativen Schwellenwertpegel (60, 64) übersteigt, und nachfolgende Spitzen in dem gleichen Polaritätszyklus darstellen, die eine Amplitude aufweisen, die die Amplitude des höchsten der vorhergehenden Spitzen in dem Polaritätszyklus übersteigt,

Abtrenneinrichtungen (24), die eine phasenstarre Schleife umfassen und zum Empfang des codierten Impulsdatenausganges (34), des Polarität-Hoch-Ausgangssignals (36) und des Polarität-Niedrig-Ausgangssignals (38) von den Schwellenwert-Detektoreinrichtungen (22) dienen, wobei die Abtrenneinrichtungen diejenigen codierten Datenimpulse (68) der codierten Impulsdaten (34), die auftreten, wenn das Polarität-Niedrig- Ausgangssignal (38) und das Polarität-Hoch-Ausgangssignal (36) beide den ersten Zustand oder beide den zweiten Zustand aufweisen, in die phasenstarre Schleife eingeben, um alle codierten Impulsdaten (34) zu synchronisieren und hierdurch einen synchronisierten Impulsdatenausgang (48, 72), der synchronisierte Datenimpulse (72) darstellt, und einen Taktausgang (50) zu erzeugen;

eine Flip-Flop-Schaltung (26) mit einem D-Eingang (42), der mit dem Polarität-Niedrig-Ausgang (38) der Schwellenwert- Detektoreinrichtungen (22) verbunden ist, mit einem Takteingang (40), der mit dem codierten Impulsdatenausgang (34) der Schwellenwert-Detektoreinrichtung (22) verbunden ist, und mit einem Q-Ausgang (44) zur Lieferung eines getakteten Polaritätsausganges (46); und

Logikeinrichtungen (28) zum Empfang des synchronisierten Impulsdatenausganges (48), des Taktausganges (50) und des getakteten Polaritätsausganges (46) und zur Lieferung eines torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges (52), der das Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses darstellt, der während jedes Polaritätszyklus des Rohdatensignals (30) auftritt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Logikeinrichtungen (28) zur Lieferung des torgesteuerten synchronisierten Impulsausganges (52, 74) folgende Teile umfassen:

ein Daten-Schieberegister (969 und Einrichtungen zur Verschiebung synchronisierter Datenimpulse (72) durch eine Vielzahl von Datenplätzen (6-0) in dem Daten-Schieberegister (96) in Abhängigkeit von dem Taktausgang (50) und zur Lieferung eines Daten-Schieberegister-Ausganges (104), der verschobene synchronisierte Datenimpulse umfaßt;

ein Polaritäts-Schieberegister (98) und Einrichtungen zum Verschiebenen des getakteten Polaritätsausganges (46, 70) durch eine Vielzahl von Datenplätzen (6-0) in dem Polaritäts- Schieberegister in Abhängigkeit von dem Taktausgang (50); und

ein Ausgangs-Verknüpfungsglied (102) und Einrichtungen (100) zur Feststellung des Inhaltes der Vielzahl von Datenplätzen (6-0) des Daten-Schieberegisters (96) und der Vielzahl von Datenplätzen (6-0) des Polaritäts-Schieberegisters (98) und zur Lieferung eines Freigabesignais (106) an einen Freigabeeingang des Ausgangs-Verknüpfungsgliedes (102), wenn der Daten-Schieberegister-Ausgang (104) das Auftreten des letzten synchronisierten Datenimpulses während des Polaritätszyklus des Rohdatensignals (30) darstellt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der das Daten-Schieberegister (96) eine Vielzahl von Datenplätzen (ADS1, ADS2....ADSN) aufweist, während das Polaritäts-Schieberegister (96) eine Vielzahl von Datenplätzen (APS1, APS2....APSN) aufweist, und bei der das Freigabesignal (106) auf der Grundlage der folgenden Gleichung geliefert wird: