DE2140646A1 - Vorrichtung zum Magnetischen Aufzeichen von Daten - Google Patents

Description

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THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY

Dayton, Ohio (V.St^A.)

Pat ent anaae ldung

Unser Az.: 132I/Germany

VORRICHTUNG ZUM MAGNETISCHEN AUFZEICHNEN VON DATEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum magnetischen Aufzeichnen von Daten, die auf einem Aufzeichnungsträger einen magnetischen Feldwechsel beim Auftreten einer ersten binären Information und die keinen Feldwechsel beim Auftreten einer zweiten binären Information erzeugt.

In bekannten magnetischen Datenaufzeichnungssystemen, die nach dem "non-return-to-zero" arbeiten, entsteht beim Aufzeichnen von mehreren gleichartigen Informationen auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger jeweils ein unterschiedlich langer Bereich, in dem kein Wechsel der Magnetisierungssrichtung vorhanden ist. Durch diese unterschiedlich langen Bereiche ohne Magnetisierungswechsel ergeben sich beim Lesen der Daten Schwierigkeiten bei der Synchronisation des Taktgenerators. Z. T. wurden deshalb auf den Aufzeichnungsträgern zusätzliche separate Taktspuren vorgesehen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine magnetische Aufzeichnungsvorrichtung aufzuzeigen, mit der Daten ohne zusätzliche Taktspur aufgezeichnet werden können und mit der eine Aufzeichnung ohne unterschiedlich lange Aufzeichnungsabschnitte möglich ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Codierer vorgesehen ist, an dessen Eingänge binäre Daten in einem Vierbitcode angelegt werden und der die aufzuzeichnenden Signale in einen Fünfbitcode umwandelt, wobei in der aufzuzeichnenden Informationsfolge des Fünfbitcodes niemals mehr als zwei "1" Bits hintereinander auftreten und niemals an der ersten und zweiten Stelle gleichzeitig "1" Bits und an der vierten und fünften

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»Stelle gleichzeitig "1" Bits auftreten und daß mit dem Codierer eine Aufzeichnungsschall ung verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Ih diesen zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Aufzeichnungsvorrichtung und einer Lesevorrichtung; Fig. 2 ein Impulsdiagramm zu Fig. 1.

In Fig. 1 wird bei 11a, 11b, lic und lld die aufzuzeichnende Information in einem Vierbit-Code (BCD-Code) angelegt. Dieser Code ist in der mittleren Spalte der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Die an lla bis lld angelegte Information wird in einem Codierer 12 in einen Fünfbit-Code umgewandelt. Dieser Code ist in der rechten Spalte der Tabelle aufgeführt.

-	TABELLE	5 Bit-Code
Seichen		OOOOO
0	4 Bit-Code	00001
1	0000	10000
2	0001	10001
3	0010	00100
4	0011	00101
5	0100	10100
6	0101	10101
7	0110	010OO
8	Olli	01001
9	1000	10010
A	1001	01010
B	1010	O11OO
C	1011	01101
D	1100	OOOIO
E	1101	00110
F	1110	10110
Reserve	1111

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Der Binär-Dezimalcode wird somit in einen Fünfbitcode mit einer niedrigen Redundanz umgewandelt, wobei drei Bedingungen eingehalten werden müssen.

1. Es dürfen nie mehr als zwei "1" hintereinander auftreten;

2. Die an der ersten und zweiten Stelle stehenden Bits dürfen nicht beide "1" sein; und,

3. Die an der vierten und fünften Stelle stehenden Bits dürfen ebenfalls nicht beide "1" sein.

Unter Einhaltung dieser Bedingungen sind insgesamt 17 Kombinationen möglich. Mit den 16 Codemöglichkeiten werden die Zahlen 0 bis 9 und die Buchstaben A bis F dargestellt. Die siebzehnte Code- bzw. Kombinationsmöglichkeit wird entweder für Synchronisationszwecke oder gar nicht benutzt.

Der Ausgang des Codierers 12 ist zur Parallelübertragung des Fünfbitcodes über fünf Leitungen 13 mit einem Parallel-Serienumsetzer 14 verbunden. Der Ausgang des Parallel-Serienumsetzers 14 liegt an einem Eingang eines UND-Gliedes 15, dessen zweiter Eingang mit einem Taktgenerator 16 verbunden ist.

Der Taktgenerator 16 liefert Impulse an den Codierer 12 und an den Parallel-Serienumsetzer 14, die in bezug auf die an das UND-Glied 15 angelegten Impulse um einen halben Taktzyklus verschoben sind, wie bei c und d in Fig. 2 dargestellt. Die im Fünfcode dargestellte Information für den Buchstaben F und für die Zahl 4 wird seriell wie bei e in Fig. 2 dargestellt, an das UND-Glied 15 angelegt. In Fig. 1 sind z.T. die Verbindungsleitungen mit kleinen Buchstaben bezeichnet. In Fig. 2 wird bei dem entsprechenden Buchstaben jeweils die auf diesen Leitungen auftretende Wellenform dargestellt. Bei al bis a4 sind die Impulse für den Buchstaben "F" und die Zahl "4" im Vierbitcode und bei bl bis b5 im Fünfbitcode dargestellt. Das UND-Glied 15 wird jeweils leitend, wenn an beiden Eingängen

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ein Signal anliegt.

Das durch das UND-Glied 15 erzeugte Signal wird bei C an den Setz- und Rücksetzeingang eines Flip-Flops 17 angelegt. Die Rechteckwellenform am Ausgang des Flip-Flops 17 ist bei f in Fig. 2 dargestellt.

Die bei f in Fig. 2 dargestellte Information wird in einem Verstärker 21 verstärkt und einem Schreibkopf 22 zugeführt. Durch diesen wird entsprechend der Rechteckwellenform bei f in Fig. 2 auf einen Aufzeichnungsträger 23 die Information aufgezeichnet.

Im unteren Teil in Fig. 1 ist eine Schaltung zum Lesen der aufgezeichneten Information und zum Umwandeln in den Vierbitcode dargestellt. Beim Vorbeibewegen des Aufzeichnungsträgers 23 an einen Lesekopf 24 werden in diesem entsprechend der aufgezeichneten Information, d.h. entsprechend den magnetischen Flußwechselfolgen in dem Lesekopf 24 Signale erzeugt, die denen bei f in Fig. 2 dargestellten entsprechen.

Diese mit entgegengesetzter Polarität auftretenden Impulse werden einem Spitzendetektor 25 zugeführt, der die bei g in Fig. 2 gezeigten Impulse erzeugt. Der Spitzendetektor 25 wandelt somit die in dem Lesekopf 24 entsprechend dem Magnetisierungswechsel erzeugten Rechteckwellenformen in steiiflankige einzelne Impulse um. Diese Impulse werden einem Taktgenerator 26 zugeführt. Sie dienen zur Synchronisation des in diesem enthaltenen Oszillators. Die Frequenz- und Phasenverhältnisse des Taktgenerators 26 sind bei h in Fig. 2 dargestellt. Die durch den Taktgenerator 26 erzeugten Impulse weisen eine konstante Frequenz und eine stabile Phasenlage auf. Die von dem Spitzendetektor 25 erzeugten Signale werden außerdem UND-Gliedern 27 und 32 zugeführt. Der Ausgang des Taktgenerators 26 ist mit dem Setz-Rücksetzeingang C eines Flip-Flops 34 und mit einem Inverter 35 verbunden. Der Ausgang des Inverters 35 liegt

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■4-

an UND-Gliedern 31 und 33. Außerdem ist der Ausgang des Taktgenerators 26 mit UND-Gliedern 41, 42, 43 und 44 sowie einem Serien- Parallelumsetzer 46 und einem Codierer 51 verbunden. Der obere Ausgang des Flip-Flops 34 ist mit den UND-Gliedern 27 und 33 verbunden. Die auf diesem auftretende Signalform ist bei i in Fig. 2 dargestellt. Die von den UND-Gliedern 27, 31, 32 und 33 erzeugten Wellenformen sind in Fig. 2 bei j, k, 1 und m ■ dargestellt. Der Ausgang des UND-Gliedes 27 ist mit dem Setzeingang S eines Flip-Flops 36 und der Ausgang des UND-Gliedes 31 mit dem Rücksetzeingang R verbunden. In der gleichen Weise ist der Ausgang des UND-Gliedes 32 mit dem Setzeingang eines Flip-Flops 37 und der Ausgang eines UND-Gliedes 33 mit dem Rücksetzeingang dieses Flip-Flops verbunden. Der obere Ausgang des Flip-Flops 36 ist mit dem UND-Glied 41 verbunden. Die an diesem Ausgang auftretende Wellenform ist bei η in Fig. 2 dargestellt. Der zweite Eingang des UND-Gliedes 41 ist mit dem unteren Ausgang des Flip-Flops .. * 34 verbunden, der außerdem noch mit den UND-Gliedern 31, 32 und 43 verbunden ist.

Der obere Ausgang des Flip-Flops 37 ist mit einem Eingang des UND-Gliedes 42 verbunden. Die auf diesem Ausgang entstehende Signalform ist bei ο in Fig. 2 dargestellt. Der dritte Eingang an den zweiten wird, wie bereits gesagt, das Taktsignal von dem Taktgenerator 26 angelegt, ist/dem oberen Ausgang des Flip-Flops 34 verbunden. Die auf diesem Ausgang auftretende Signalform ist bei i in Fig. 2 dargestellt. Mit dem UND-Glied 43 ist außerdem der untere Ausgang des Flip-Flops 36 verbunden. Mit dem UND-Glied 44 ist der untere Ausgang des Flip-Flops 37 und der obere Ausgang des Flip-Flops 34 verbunden. Die an den UND-Gliedern 41, 42, 43 und 44 auftretenden Signalformen sind in Fig. 2 bei p, q , r und s dargestellt. Mit einem Flip-Flop 35 sind die Ausgänge der UND-Glieder 41 und 42 sowie die Ausgänge der UND-Glieder 43 und 44 verbunden. Dieses Flip-Flop besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, aus zwei kreuzweise zusammengeschalteten elementaren

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Verknüpfungsgliedern. Am Ausgang des Flip-Flops 45 auftretende Signalesind in Fig. 2 bei t dargestellt. Ein Vergleich in Fig. 2

zwischen t und e zeigt, daß das gelesene Signal mit dem aufgezeichneten,d.h. mit dem am Ausgang des Parallel-Serienumsetzers 14 auftretenden Signal identisch ist. Die am Ausgang des Flip-Flops 45 auftretende Signale werden dem Serieparallelumsetzer 46 zugeführt. Fünf Ausgangsleitungen 47 des Umsetzers 46 sind mit dem Codierer 51 verbunden, an dessen vier Ausgängen 52, die von dem Aufzeichnungsträger 23 abgelesene Information in dem Vierbitcode abgegriffen und einem Computer zugeführt werden kann.

Durch die von dem Taktgenerator 26 erzeugten Signale werden über das Flip-Flop 34 die UND-Glieder 27 und 33 oder 32 und 31 wirksam gemacht. Wenn somit der Lesekopf 24 einen Impuls erzeugt, der eine aufgezeichnete "0" darstellt, wird entweder das Flip-Flop 36 oder Flip-Flop 37 gesetzt, wenn kein Impuls in dem Lesekopf 24 erzeugt wird, d.h. wenn auf dem Aufzeichnungsträger 23 eine "1" gespeichert ist, bleiben die Flip-Flops 36 und 37 in ihrer nicht gesetzten Position bzw. wenn sie gesetzt waren werden sie zurückgesetzt. Durch die UND-Glieder 41, 42, 43 und 44 werden die von den Flip-Flops 36 und 37 und dem Taktgenerator 26 sowie dem Flip-Flop 34 erzeugten Signale miteinander verknüpft. Infolge der alternierenden Arbeitsweise wurde der Arbeitszyklus der Verknüpfungselemente halbiert, so daß das Zeit- bzw. Synchronisationsverhalten unkritisch ist. Es können Schwankungen auftreten, die innerhalb des von dem Flip-Flop 34 erzeugten positiven Ausgangssignals liegen. Die Lagetoleranzen der aufgezeichneten Impulse auf dem Aufzeichnungsträger liegen so, daß die gelesenen Impulse irgendwo innerhalb eines vorgegebenen Aufzeichnungsbereiches entstehen und exakt verarbeitet werden können. Eine weitere Sicherheit in bezug auf eine exakte Arbeitsweise ist dadurch gegeben, daß die Verknüpfungselemente nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt wirksam gemacht bzw. abgefragt werden.

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Claims (1)

1. 2H0646

   Patentansprüche:

   ll Vorrichtung zum magnetischen Aufzeichnen von Informationen, die auf einem Aufzeichnungsträger einen magnetischen Feldwechsel beim Auftreten einer ersten binären Information und die keinen Feldwechsel beim Auftreten einer zweiten binären Information erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Codierer (12) vorgesehen ist, an dessen Eingänge (11a bis lld) binäre Daten in einem Vierbitcode angelegt werden und der die aufzuzeichnenden Signale in einen Fünfbitcode umwandelt, wobei in der aufzuzeichnenden Informationsfolge des Fünfbitcodes niemals mehr als zwei "1" Bits hintereinander auftreten und niemals an der ersten und zweiten Stelle gleichzeitig "1" Bits und an der vierten und fünften Stelle gleichzeitig "1" Bits auftreten und daß mit dem Codierer (12) eine Aufzeichnungsschaltung (15, 17, 21, 22) verbunden ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Codierer (12) die Daten parallel angelegt werden und daß dem Codierer (12) ein Parallel-Serienumsetzer (14) nachgeschaltet ist, der die durch den Codierer (12) in den Fünfbitcode umgewandelten Daten in Serie umwandelt und diese der Aufzeichnungsschaltung (15, 17, 21, 22) zuführt und daß ein Taktgenerator (16) mit dem Codierer (12) , dem Parallelserienumsetzer (14) und der Aufzeichnungsschaltung (15, 17, 21, 22) verbunden ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschaltung (15, 17, 21, 22) ein UND-Glied (15) enthält, dessen erster Eingang mit dem Ausgang des Parallelserienumsetzers (14) und dessen zweiter Eingang mit dem Taktgenerator (16) verbunden ist, wobei der Taktgenerator (16) eine erste Impulsfolge erzeugt, die an den Codierer (12) und an den Parallelserienumsetzer (14) angelegt wird, und die in bezug auf eine zweite von dem Taktgenerator (16) erzeugte Impulsfolge, die an die Aufzeichnungs-

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   Schaltung (15, 17, 21, 22) angelegt wird, eine andere Phasenlage aufweist.

   4. Vorrichtung zum Lesen der gemäß der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 aufgezeichneten Daten, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseschaltung einen Taktgenerator

   (26) enthält, der durch die gelesenen Signale synchronisiert wird und der seinerseits die Leseschaltung synchronisiert.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Verknüpfungsschaltung (27, 31, 32, 33) vorgesehen sind, an die die von im Aufzeichnungsträger (23) gelesenen Signale und die von dem Taktgenerator (26) erzeugten Signale angelegt werden und daß die erste und zweite Verknüpfungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Flip-Flop (26, 37) verbunden sind und daß die Ausgänge des ersten und zweiten Flip-Flops (26, 37) an eine dritte Verknüpfungsschaltung (41, 42, 43, 44) geführt sind, an die ebenfalls die von dem Taktgenerator (26) erzeugten Taktimpulse angelegt werden und die mit einem dritten Flip-Flop (45) verbunden sind, an dessen Ausgang (t) die aufgezeichneten Daten in dem Fünfbitcode vorliegen.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Flip-Flop (45) mit einem Serienparallelwandler (46) verbunden ist, dessen Ausgänge mit einem Codierer (51) verbunden sind, der ebenso wie der Serienparallelumsetzer (46) durch den Taktgenerator (26) gesteuert wird, so daß an dessen Ausgänge, die gelesenen Daten in dem Vierbitcode auftreten.

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