183139. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus dekódoló áramköri elrendezés önszinkronizálással működőrendszerekhez
1 183 139 2 A találmány tárgya elektronikus dekódoló áramköri elrendezés önszinkronizálással működő rendszerekhez, elsősorban mozgó mágneses jelrögzítés elvén működő digitális információtároló eszközökhöz, vagy vezetékes rendszerekhez. A számítástechnikában alkalmazott digitális információtároló eszközök jelentős része vékony rétegű, mozgómágneses jelrögzítés elvén működik. Gyakorlati elterjedésének magas fokát az alacsony fajlagos bitenkénti költség, valamint a rugalmas alkalmazhatóság eredményezi. Az információtároló eszközök e mutatóinak további javulását a mágneses tárolóréteg (későbbiekben hordozó) jobb kihasználásával, az egységnyi területen elhelyezhető információmennyiség növelésével lehet biztosítani. Ennek egyik módja az, hogy a sorosan felírt mágneses átmeneteket, mint információhordozó fizikai átváltozásokat, sűríteni kell. Ennek korlátokat szabnak az írásolvasás folyamán fellépő jeltorzulások mértékei, valamint a hordozó és az író-olvasó fej fizikai-mechanikai adottságai. A tárolóeszközökből való kiolvasás folyamán az önszinkronizálás lehetőségét előtérbe helyezve, különböző információkódolási módszereket dolgoztak ki, amelyek az egy bit információ rögzítéséhez mind kevesebb mágneses átmeneteket kívánnak meg. Ilyen kódolási módszerek a különböző frekvencia-, illetve fázismodulációs eljárások, valamint ezek kombinációi. A kódolási eljárások fejlődése folyamán a kódolás redundanciáját kívánták csökkenteni. Ez a redundancia az önszinkronizálás biztosításához szükséges érvényesítő jelek és az információtartalom együttes rögzítéséből fakad. Míg az elsőként alkalmazott FM (frequency mode), illetve DFM (double frequency mode) kódolásánál a redundancia 100 %, ami azt jelenti, hogy minden információs bit rögzítéséhez egy érvényesítőjel rögzítése is tartozik (bitcellánként maximum két mágneses átmenet), addig az MFM) (modified frequency mode) kódolásnál 50 %, illetve az MNRZ-I (modified non return to zero inverter) kódolásnál 10-20 %. A fentiekben említett eljárásokkal vagy azok különböző módozataival kódolt kiolvasott jelsorozat (későbbiekben olvasott jel) két részre bontható, mégpedig az információtartalmú kétállapotú elektroos jelre (későbbiekben információ) és az információt érvényesítő impulzussorozatra (későbbiekben érvényesítő jel). Az információt és az érvényesítő jelet, valamint azok kapcsolatát a kiolvasott jelsorozat impulzusainak időviszonyai adják. Az írás és olvasás folyamán ezek az időviszonyok torzulnak. A dekódoló áramkör feladata az ily módon torzítással terhelt jelek kiértékelése és szétválasztása. Célszerű olyan áramköri kialakítás, amely a legnagyobb torzulású jelek dekódolására is alkalmas. Egy dekódoló áramkör akkor közelíti meg a maximális hatásfokot, ha funkciója ellátására az elvileg megengedhető maximális torzulású jelek által jellemzett ablakméretet (a jel várható beérkezésének idejét) teljes egészében ki tudja használni. A beírási sűrűség növelése érdekében, amely egyértelműen a tárolóeszköz műszaki, gazdasági paramétereinek javulását eredményezi, egyre inkább előtérbe kerülnek azok a kódolási módszerek, amelyek kis redundanciával dolgoznak. Ezeknek a bonyolultabb és szigorúbb tűréssel (szűkebb ablakméret) rendelkező jelsorozatoknak dekódolása megkívánja az optimális kialakítású dekódoló elrendezések megtervezését. A dekódoló áramköri elrendezések a feladatukat úgy látják el, hogy meghatározott időalapot választva és ahhoz viszonyítva a kiolvasott jel ismétlődési idejét, illetve azok arányait, egy logikai hálózat segítségével visszaállítják az eredeti információs jelet, valamint az érvényesítő jelet. Megvizsgálva ezeket a megoldásokat, a következő hátrányos tulajdonságokat lehet megállapítani. A különböző, de a közvetlen időösszehasonlítás alapján működő dekódoló áramköri elrendezések közös működési elve az, hogy valamilyen időzítő elemmel vagy elemekkel - célszerűen monostabil multivibrátorokkal - referenciaidőket állítnak elő, amelyekhez közvetlen módon (például sorrendiség) hasonlítják a kiolvasott jel impulzusainak időtávolságait. Az időzítő elemek indítása a kiolvasott jel impulzusaival történik. A jó hatásfokú kódolási eljárásoknál az impulzusok időbeli távolságának elméleti helyei különbözőek lehetnek. Például az MFM kódolásnál az egymást követő impulzusok időtávolságai 1—1,5 bitcella idejével egyeznek meg. így a működésből fakadóan előfordul, hogy az időzítőelemek indítása vagy alapállapotból történik, vagy munkaállapotból, amikor még az általa előállítandó referenciaidő nem telt le. Szükségszerűen a két indítási mód miatt a kiadott idők egymással nem azonos értékűek, így ezzel az időkülönbséggel csökken az ablakméret. Ismeretesek még különböző mintavételezési módszereket alkalmazó dekódoló áramköri elrendezések is, de ezeknél a megoldásoknál az alkalmazott mintavételezési idő teljes periódus idejével csökken az ablakméret. A találmány célja olyan dekódoló áramköri elrendezés létrehozása, amely az ismert megoldások hiányosságait kiküszöbölve hibamentes és többféle rendszerhez illeszthető dekódolást tesz lehetővé. A találmány szerinti áramköri elrendezésben egymáshoz kötött szintű referenciafeszültségeket előállító feszültséggenerátor kimenetei több komparálási szinttel rendelkező feszültségkomparátor és impulzusképző hálózat bemeneteire csatlakoznak, továbbá kódolt bemeneti jellel indítható impulzusformáló kimenete idő-feszültség konverter bemenetével kapcsolódik, amelynek kimenete a feszültségkomparátor és impuízusképző hálózat további bemenetére van kötve, ennek kimenete érvényesítőjelleválasztó hálózat bemenetével és információleválasztó hálózat első bemenetével van összekapcsolva, amelynek második bemenete a feszültségkomparátor és impulzusképző hálózat közbenső kimenetével van összekötve. Kódolt információt tartalmazó kiolvasott jelsorozatot az impulzusképző konstans impulzusszélességű jelsorozattá alakítja. Az impulzus szélességének minimális értékét a különböző tranziens jelenségek lefutása (például időzítőelemek újraindításakor szükséges idő; a kódoló alapállapotának beállítása stb.), maximális értékét az ablakméret fele határozza meg. Az impulzus ideje alatt a dekódoló áramkör időzítő vagy egyéb, esetenként az ablakméretet csökkentő hatású elemeit alapállapotba állítjuk, és így biztosított a mindenkori azonos kezdeti feltétel. A dekódoló további áramköri elemeinek kialakításánál ezt a konstans időt minden esetben be lehet építeni. Ez adja ennek az áramköri elrendezésnek egyik elvi és gyakorlati előnyét az eddigi összes megoldásokkal szemben, hiszen itt biztosítható az elvileg rendelkezésre álló ablakméret 100 %-os felhasználása. így a dekódoló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
