DE2718490A1

DE2718490A1 - Decodierung von signalwellenzuegen

Info

Publication number: DE2718490A1
Application number: DE19772718490
Authority: DE
Inventors: Larry Donald Larsen
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1977-12-15
Also published as: FR2353999A1; JPS6112417B2; US4027267A; FR2353999B1; DE2718490C2; IT1115468B; GB1563377A; JPS52147023A; CA1103356A

Description

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Anmelderin:

Amtliches Aktenzeichen:

Aktenzeichen der Anmelderin:

Vertreter:

Bezeichnung:

Böblingen, den 22. April 1977 ker-rs-rz

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504, USA

Neuanmeldung

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Patentanwalt Dipl.-Ing. G. BRl)GEL

Sindelfinger Straße 49 7030 Böblingen

Decodierung von Signalwellenzügen

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BESCHREIBUNG

|Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Decodierung von Signal-

■wellenzügen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es wird ein Verfahren zur Auswertung einer selbsttaktenden codierten Datenfolge digitaler Datenbits behandelt, die in der bekannten, als F2F-Schrift bezeichneten oder in Phasenwechsel-Taktschrift codiert sind. Das Verfahren kann immer dann angewandt werden, wenn in einer dieser Arten codierte Signale in Form optischer, magnetischer oder elektrischer Signalvariationen einem Decodierer zur Wiedergewinnung der enthaltenen Daten angeboten werden. Dabei wird die Messung der Zeitintervalle zwischen zwei gleichsinnigen Signalpolaritätswechseln dazu verwendet, den entsprechenden Dateninhalt wiederzugewinnen.

Zahlreiche Verfahren und Einrichtungen zur Auswertung der vorgenannten Codearten in magnetischer, optischer oder elektrischer Signalform sind bereits entwickelt worden. Die Decodiertechnik ist dabei jeweils spezifisch für das verwendete System ausgelegt.

Zahlreiche Veröffentlichungen benutzen die Messung oder Erkennung spezieller Signale und/oder Abstände, die entsprechend des verwendeten Codes gegeben sind, zur Ableitung von Taktsignalen,

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Synchronisierinformationen und Daten. Eine entwickelte Möglichkeit für einen speziellen Strichcode, die als allgemeine Codelesetechni* betrachtet werden kann, verwendet eine Messung zwischen jeweils zwei Codefolgeanfängen und/oder Codefolgeenden während der Aufeinanderfolge von Strichmarken und bestimmt dabei den Dateninhalt des Codes aus der relativen Größe der gewonnenen Meßwerte im Vergleich zu einem Bezugsmaß oder einer in jedem einzelnen Codezeichen enthaltenen Bezugsgröße, Ein solches Verfahren ist z.B, in der DT-PS 22 28 526 beschrieben. Diese Technik erfordert jedoch das Vorhandensein eines Bezugsabstands innerhalb jeder einzelnen Codebitfolge oder in jedem Zeichen. Des weiteren müssen alle Abstände innerhalb der Codefolge bzw, innerhalb jeweils eines Zeichens gemessen und verglichen werden, um dabei erst herauszufinden, welcher der festgestellten Abstände die Bezugsgröße ist. Die übrigen Messungen werden dann mit der Bezugsgröße verglichen, um den Abstand vom Codefolgebeginn bis zum nächsten Codefolgebeginn im Verhältnis zum Bezugsmaß zu kategorisieren und des weiteren den Abstand zwischen jeweils zwei Codefolgeenden ebenfalls im Verhältnis zum Bezugsmaß zu kategorisieren, so daß schließlich die einzelnen Codesymbole decodierbar sind.

Es handelt sich dabei um ein sehr leistungsfähiges Verfahren, das jedoch einige unerwünschte Begleiterscheinungen aufweist. Erstens muß jeweils eine ganze Folge von Codewechseln, die unter Umständen sehr lang sein kann, abgetastet und gemessen werden. { Dann muß die Messung des Bezugsabstandes aus den anderen Meßwerten einer Codegruppe herausgearbeitet werden. Darauf sind die verbleibenden Meßwerte in bezug zum Bezugsmaß zu kategorisieren und schließlich die Daten aufgrund relativer Messungen wiederzugewinnen. Dieses Verfahren unterliegt Beschleunigungs- oder anderen Arten von Frequenzverzerrungen bezüglich des eingegebenen Signals, so daß über eine lange Datenbitfolge die relativen Größen der Wechsel und Abstände so weit verzerrt auftreten können, daß Verwirrungen bei der Auswertung möglich sind? einerseits

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beim Vergleich der jeweiligen Meßwerte mit dem Bezugsmaß und andererseits auch bei der richtigen Ermittlung des Bezugsmaßes selbst. Zweitens erfordert diese Technik, daß zuerst alle Abstände gemessen und danach dann erst ausgewertet werden. Wenn ein Wechsel unbeabsichtigt verlorengeht, wird sein Fehlen erst während der anschließenden Verarbeitung erkennbar. Es wäre gewiß vorteilhafter, iwenn Fehler am Bitpegel oder am Impulspegel schon erkennbar wären, wenn sie gerade auftreten bzw. innerhalb der Signalfolge gelesen werden.

Zur Separierung der einzelnen Impulse einer Signalfolge bei der Decodierung sind verschiedene Techniken entwickelt worden; der Stand der Technik nennt dazu zahlreiche Beispiele, Im allgemeinen verwenden die dabei angewandten Verfahren die Festlegung einer Suchspanne mit einer geeigneten Zeitlänge, um dann innerhalb der Spanne nach einem Impuls Ausschau zu halten, der ausreichend kennzeichnend ist für den Dateninhalt einer Bitzelle. Diese Techniken sind zum Teil sehr leistungsfähig, jedoch auf eine Anwendung mit dem entsprechenden Code begrenzt. Z.B. sind die DT-PS 22 28 526, DT-AS 21 20 o96, US-PS 3 886 521 oder die US-Anmeldungen 522 210, 538 272, 546 572, 546 852 und insbesondere 626 680 von Interesse.

Einige Codeleseverfahren nach dem Stande der Technik verwenden bine Bezugsmessung oder ein Zeichen oder eine Folge von Wechseln vor jedem einzelnen Schwall von Datenbits mit gutem Erfolg bei der Festlegung von Suchspannen und bei der Decodierung verschiedenartiger selbsttaktender Codefolgen.

itm Gegensatz zum Stande der Technik und zu den vorgenannten, dabei hoch gegebenen Nachteilen, ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes, kompatibles und selbsttaktendes Codeauswertungsverfahren für Wechsel-Taktschrift anzugeben, welches die Abstände zwischen positiven und positiven oder negativen und negativen Signalübergängen als Kennzeichen für den Codeinhalt verwendet.

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Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den ünteransprüchen beschrieben.

Das behandelte Verfahren umfaßt die Verfahrensschritte der Erkennung eines ins Positive(oder ins Negative) gehenden Signalwechsels innerhalb einer F2F- oder Phasenwechsel-Taktschrift, die zu decodierern ist. Darauf folgt die Erkennung des nächstfolgenden gleichsinnigen Polaritätswechsels zu dem, der im ersten Schritt verarbeitet wurde. Dann wird die Entfernung zwischen den beiden gleichsinnigen Polaritätswechseln, die erkannt wurden, in Beziehung zu den normalerweise zu erwartenden minimalen, mittleren und maximalen Abständen des vorliegenden Codes gesetzt. Dabei können die Signalwechsel entweder eine vorgegebene Symbolbreite₍ 1,5 Symbolbreiten otfer 2 Pyrjholbreiten voneinander entfernt sein. Schließlich wird der Dateninhalt des gerade vorliegenden Teils der Signalfolge, eingegrenzt durch die beiden betrachteten Polaritätswechsel, entsprechend der relativen Größe des zwischen den beiden betrachteten Wechseln liegenden Intervalls decodiert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und graphische Erläuterungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel von F2F-Wechseltaktschrift-

Daten, wie sie üblicherweise in Form von Wechseln codiert werden, die zwischen jeweils zwei 1F-Richtpunkten auftretend ein Datenbit 1 und beim Fehlen solcher zwischengeschobener Wechsel Datenbits 0 kennzeichnen. Die Richtpunkte, die die Zellenoder Symbolgrenzen darstellen, sind mit Sternen und dazwischen jeweils der Dateninhalt der einzelnen Zellen bezeichnet.

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Fig. 2 zeigt ein Zustandsdiagranun für die Wellenform-

decodierung gemäß Zeile A in Fig, 1, welches den Zustandwechsel von einem Zustand I zu einem Zustand II beim Decodieren erkennen läßt.

Fig. 3 enthält eine geringfügige Abwandlung der Fig. 2_f

gilt jedoch für die Wellenformdecodierung gemäß Zeile B in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt Decodierkreise zur Decodierung von Datensignalen entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel von mit Phasenwechsel-Takt-

schrift codierten Signalen,

Fig. 6 zeigt eine Decodierungs- und Zustandswechsel-

regel für die Decodierung einer Phasenwechsel-Taktschrift nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung,

Fig, 7 zeigt die Ausführung einer Decodierschaltungs-

anordnung zur Decodierung von Phasenwechsel-Taktschrift entsprechend Fign, 5 und 6,

Fig, 8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Phasenwechsel-Codierung und Decodierung.

Fig, 9 ist ein Zustandsdiagramm für die Decodierung

gemäß Fig. 8,

Nun soll eine ins einzelne gehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung gegeben werden. Bezug soll dabei genommen werden auf die am 29. Oktober 1975 in USA getätigte Patentanmeldung mit der Seriennummer 626 680. Diese Anmeldung erläutert Demodulatorschaltkreise mit Ausgabe von Zeittakten zur Abgrenzung

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von Impulsen, die bei einer F2F- oder einer ähnlichen Codierung mit Abständen vom Ifachen, 1,5fachen oder 2fachen Nominalzeilabstand auftreten, der durch den Abstand von je zwei Richtpunkten 1F gemäß Fig. 1 gegeben ist. Andere Ausführungen oder Schaltkreise mögen dafür ebenfalls verwendbar sein. Es soll jetzt zu Beginn angenommen werden, daß eine entsprechende Schaltkreisanordnung bereits vorhanden ist, daß eine zu verarbeitende Codefolge mittels dieser Anordnung analysiert wird und daß die vorliegende Erfindung unter Kennzeichnung des Auftretens der in der Codefolge erscheinenden Impulse benützt wird, wobei angegeben wird, ob Impulse gleichen Polaritätswechsels im Ifachen, 1,5fachen oder 2fachen nominalen 1F-Abstand T, der auch als Zellenbreite oder Symbolbreite bezeichnet wird, auftreten.

Die Begriffe 1F, 2F, Zellenbreite usw, sind bereits von der F2F-Codierung und -Decodierung bekannt. Ein typisches Beispiel, das diese Begriffe verwendet, ist in Fig. 1 dargestellt. F2F-Daten in üblicher Weise codiert sind als Datenfolge von Einsen und Nullen als Signalwechsel zu Zeitpunkten 1F und zu zwischengeschobenen Zeitpunkten 2F dargestellt. Es läßt sich erkennen, daß die Intervalle zwischen gleichsinnigen Polaritätswechseln zu Beginn oder am Ende von Zeichen oder Zwischenräumen in Abständen T, 1,5T oder 2T liegen. Dies sind die einzigen Merkmale, die innerhalb der Codefolge bei IF- und 2F-Signalübergängen ausgewertet werden können.

Wie bereits vorgenannt wurde, beinhaltet die Signalfolge gemäß Fig. 1 den Dateninhalt von aufeinanderfolgenden Bitzellen. Die \ Bitzellen sind in der Zeile über der Codefolge als eine Folge von gleichabständigen Segmenten des Wellenzuges von nominal gleichförmiger Breite T zwischen den Symbol- oder Zellgrenzen dargestellt. In den Zeilen unterhalb des Wellenzuges gemäß Fig. 1 befinden sich mit A und B bezeichnete Codeinhaltszeilen, die unter Anwendung der vorliegenden Erfindung nach Regeln decodierbar sind, die noch erläutert werden.

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Die dargestellte Folge von F2F-Signalen gemäß Fig. 1 ist mit kleinen Pfeilen markiert, die die Lage ins Positive gerichteter Wechsel bezeichnen. Es wird angenommen, daß ein passender Demodulator, so wie z.B. in der vorgenannten US-Patentanmeldung 626 680 beschrieben, vorgesehen ist und daß von einem solchen Demodulator Signale empfangen werden zur Informierung eines Decodierers bezüglich der festgestellten Zeiten und Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Signalen gleichsinniger Polarität. Solche kleinen Pfeile sind in Fig.1 in Abständen T, 1,5T oder 2T dargestellt, wobei T die normale Zellenbreite einer F2F-Datenfolge ist.

Ein deutlicher Unterschied ist zu machen zwischen Demodulation und Decodierung. Demodulation bezeichnet einen Vorgang der Beobachtung des einlaufenden Signalwellenzuges zwecks Herausarbeitung signifikanter Elemente einschließlich deren Auftretenshäufigkeit, Polarität usw. Die Decodierung auf der anderen Seite betrifft die Auslegungsfunktionen für die Bedeutung der einzelnen Daten hinter dem Ausgang des Demodulators,

In Fig. 2 ist ein Zustandsdiagramm dargestellt, in dem entsprechend den Intervallen zwischen gleichsinnigen Polaritätswechseln der Länge T_f 1_f5T oder 2T das Datenausgangssignal eines Decodierers und Informationen über den jeweiligen Decodierungszustand nach der vorliegenden Erfindung angegeben sind.

Fig, 3 stellt ein ähnliches anderes Diagramm dar mit einer zweiten Codierungs- und Decodierungsmöglichkeit, die noch beschrieben wird.

Bei einer F2F-Codebitfolge, wie in Fig. 1, erhebt sich häufig ein Problem bei der Decodierung der Daten unter gewissen Verzerrungsformen, die z.B. bei gedruckten Darstellungen als Streuungen bezeichnet werden. Solche Druckstreuungen rühren normalerweise von der Ausbreitung der Druckerschwärze von gedruckten Bereichen gegebener Breite außerhalb der normal bedruckten Fläche auf dem

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bedruckten Medium her. Bei einer F2F-Codefolge gedruckter Striche mit Abständen besteht der Effekt darin, daß die vorderen und hinte ren Ränder der gedruckten Striche sich ausdehnen, daß die Striche sich verbreitern und die zwischenliegenden Abstände entsprechend verkleinert werden. Streuungsverzerrungen dieser Art fügen auch typisch vorgegebene Breitenzunahmen zu allen vorderen und hinteren Rändern zeitlich variierender Wellenformen hinzu.

In der bereits genannten DT-PS 22 28 526 wurde erwähnt, daß bei gegebener relativ konstanter Streuung der Abstand von einem vorderen Rand zum nächsten vorderen Rand oder von einem hinteren zum nächsten hinteren Rand bei einer gegebenen Wellenform derselbe ist, wie bei unverzerrten Wellenformen ohne Druckstreuungen. So können in einer F2F-Wellenform enthaltene Daten decodiert werden unter ausschließlicher Verwendung der Abstände zwischen den vorderen Rändern oder zwischen den hinteren Rändern. Die Druckstreuung wirkt sich dann nicht störend aus und kann somit vernachlässigt werden.

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Technik zur Decodierung von F2F-Wellenzügen, wobei nur die Abstände der vorderen Ränder oder die Abstände der hinteren Ränder innerhalb des Wellenzuges gemessen werden. Es soll angenommen werden, daß alle vorderen Ränder, die gemäß Fig. 1 mit Pfeilen bezeichnet sind, ins Positive; verlaufende Signalübergänge sind; ins Negative gehende übergänge könnten natürlich demgegenüber auch verwendet werden. Angenommen, daß eine konstante Abtastgeschwindigkeit eines gedruckten F2F-Codes oder daß eine konstante Geschwindigkeit bei der Signaleingabe von einem Demodulator vorliegt, so wird die Minimalzeit zwisehen aufeinanderfolgenden, ins Positive verlaufenden übergängen ' als T definiert, welches für die Breite einer Zelle, eines Bits bzw. Zeichens im F2F-Code steht. Die Minimalzeit T entspricht im Beispiel gemäß Fig. 1 einem Einsbit, bei dem zwischen zwei 1F-Frequenzübergängen in positiver Richtung ein 2F-Freguenzübergang i zwischengefügt ist. Wenn der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden

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ins Positive verlaufenden übergängen zwei Mal so lang wird wie der minimale Abstand T, dann liegen zwei Nullbits gemäß der üblichen Auslegungsregel vor, die besagt, daß ein Null-Bit zwischen zwei 1F-Übergängen ohne zwischenliegenden 2F-tlbergang codiert wird. Wenn schließlich zwischen zwei benachbarten ins Positive gehenden übergängen ein Abstand von 1,5T liegen sollte, dann können zwei Fälle gegeben sein:

Entweder handelt es sich dabei um ein Null-Bit und die Hälfte eines Eins-Bits oder um die Hälfte eines Eins-Bits und ein Null-Bit, wobei die Aufeinanderfolge zu beachten ist; die weitere Auslegungsregel muß noch angegeben werden.

(1) Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird festgelegt, daß dann, wenn der zweite ins Positive gehende übergang nicht mit einem 1F-Ubergang zusammenfällt, der eine Symbolgrenze bedeutet, ein Null-Bit und die Hälfte eines Eins-Bits vorliegt.

(2) Wenn der zweite ins Positive verlaufende übergang mit einer 1F-Zeichengrenze zusammenfällt, dann handelt es sich um die Hälfte eines Eins-Bits und ein darauffolgendes Null-Bit.

Da die Zeit 1,5T zwischen zwei gleichartigen übergängen zwei verschiedenartige Bedeutungen haben kann, sind zwei Decodierungen möglich. Diese Decodierzustände werden als Zustand I und II bezeichnet und wie folgt definiert;

Der Zustand I wird eingenommen, wenn ins Positive verlaufende übergänge an Symbolgrenzen auftreten, d.h. an 1F-Übergangspunkten gemäß Fig. 1, Der Zustand II wird eingenommen, wenn ins Positive verlaufende übergänge zwischen, aber nicht bei 1F-Symbolgrenzen liegen.

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Fig. 2 stellt ein Zustandsdiagrairan dar mit den auf Wellenformen des F2F-Typs anzuwendenden Decodierregeln je nach den auftretenden Intervallzeiten zwischen aufeinanderfolgenden gleichsinnigen übergängen im Verlauf des Wellenzuges.

Gemäß Fig. 2 besagt die Regel, daß ein Doppelbit 01 bei Erkennung eines 1,5T langen Intervalls abzugeben ist, wenn während der Decodierung der Zustand I gegeben ist, und daß ein Null-Bit bei einem 1,5T langen Intervall abzugeben ist, wenn der Zustand II herrscht. Entsprechend Fig. 3 ist eine andere Möglichkeit dargestellt, bei der eine 0 beim Auftreten eines 1,5T langen Intervalls im Zustand I abzugeben ist und ein Doppelbit 10, wenn ein 1,5T langes Intervall im Zustand II erscheint. Wie in Fig. 1 in den Zeilen A und B dargestellt ist, führt jede der beiden Möglichkeiten zur korrekten Decodierung derselben Informationen, die oben in der Fig. 1 dargestellt sind. Die F2F-Codefolge gemäß Fig, I kann ordnungsgemäß decodiert werden, wenn allein die erkannten Abstandsintervalle zwischen gleichsinnigen Polaritätsübergängen verwendet werden, die ihrerseits durch einen geeigneten Detektor demoduliert und einem Decodierer angeboten werden.

Fig, 4 zeigt eine Ausführungsform eines Decodierers für F2F-codierte Daten, die von einem vorgeschalteten Abtaster oder Demodulator angeboten werden, der seinerseits Informationen bezüglich gleichsinniger Polaritätsübergänge mit der 1 fachen, 1,5fachen oder 2fachen Zeit der nominalen Bitintervalle abgibt.

Die Eingänge der Anordnung gemäß Fig. 4 mögen mit den Ausgängen eines Demodulators verbunden sein, wie er z.B. in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung 626 680 beschrieben ist, der gleichsinnige Polaritätswechsel mit dem Ifachen, 1,5fachen oder 2fachen Wert des nominalen Bitabstands einer F2F-Folge nach dem Stande der Technik anzeigt.

Fig. 4 zeigt die praktische Ausführung eines F2F-Decodierers, der nach der Logik entsprechend Fig. 2 arbeitet. Die ein-

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laufenden Signale über Leitungen 1, 2 und 3 geben vom Demodulator abgegebene Zeitkennzeichnungen wieder, wobei der Demodulator Signalzeitabstände gleichsinniger Polaritätswechsel mit 1 fächern, 1,5fachem oder 2fachem T unterscheidet; T ist dabei die Grundbreite eines F2F-Symbols. T ist der Minimalabstand zwischen zwei 1F-Signalübergängen innerhalb einer F2F-Signalfolge. Geräte zur Abgabe solcher Signale wurden bereits anhand der schon mehrfach genannten US-Patentanmeldung 626 680 erwähnt; andere Schaltungsanordnungen, die aus einer F2F-Signalfolge gleichartige Zeitabstandskriterien ableiten, sind ebenfalls zur Speisung des Decodierers gemäß Fig. über die Leitungen 1, 2 und 3 geeignet.

Das Eingangssignal über die Leitung 1, das einen Abstand zwischen zwei gleichsinnigen Polaritätsübergängen von 1T anzeigt, wird einem Inverter 4 zugeführt, dessen negatives Ausgangssignal dabei zur Einschaltung einem Verriegelungsglied 5 zugeführt wird; wenn dessen Ausgang positiv wird, ist das Bit zwischen den beiden zuletzt erkannten Signalübergängen ein Eins-Bit. Das negative Ausgangssignal vom Inverter 4 wird des weiteren einem Verriegelungsglied 6 zwecks dessen Ausschaltung und einem Verriegelungsglied 7 zu dessen Einschaltung zugeführt. Das Verriegelungsglied 6 wird ausgeschaltet zur Anzeige, daß nur ein Einzelbit am Ausgang für das nachgeschaltete verarbeitende Gerät ansteht. Das Ausgangssignal des Verriegelungsglieds 7 wird eingeschaltet zur Kennzeichnung, daß ein Ausgangssignal ansteht, so daß das nachgeschaltete verarbeitende Gerät die Ausgangsverriegelungsglieder 5, 9 und 6 zur Bestimmung der insgesamt anstehenden Bitzahl und deren decodierter Identität abtasten kann.

Wenn ein 1,5T-Abstandssignal einläuft, gelangt es über die Leitung 2 zu zwei doppelten UND-Gliedern 8 und 12, die durch ein weiteres Signal vom Zustandsbedingungs-Verriegelungsglied 11 vorbereitet werden, wie noch beschrieben wird.

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Dieses Zustandsbedingungs-Verriegelungsglied 11 führt Buch darüber, ob die jeweilige Decodierung gerade im Zustand I oder im Zustand II gemäß Fig. 2 z.B. ablaufen soll. Beim Beginn des Decodierens wird normalerweise ein Rückstellsignal einem Verriegelungsglied zugeführt, dessen unteres Ausgangssignal zum nachgeschalteten UND-Glied 14 dabei positiv wird. Ein anderer Eingang des UND-Glieds 14 wird entweder vom UND-Glied 8 oder vom UND-Glied 12 gespeist, welche beide bei Nichtanstehen von Signalen über ihre Eingangsleitungen 2 oder 3 positive Ausgangssignale abgeben. Damit werden die Einschaltbedingungen für das UND-Glied 14 vervollständigt. Wie jedoch bereits genannt wurde, ist zu Beginn das Verriegelungsglied 13 gelöscht worden und ermöglicht die Einschaltung nur der unteren Hälfte des doppelten UND-Glieds 14, deren Ausgangssignal das Verriegelungsglied 11 für den Zustand I einschaltet. Beim Beginn des Lesens einer neuen Datenfolge wird das Rückstellsignal über die Rückstelleitung kurz eingeschaltet und den Verriegelungsgliedern 7, 13 und 15 zugeführt. Damit wird der Decodierer auf den Beginn einer neu einlaufenden Datenfolge vorbereitet.

Wenn nun das Ausgangssignal des UND-Glieds 8 negativ wird, dann werden die entscheidenden Eingänge des Verriegelungsglieds 13 und des UND-Glieds 14 beide negativ. Wenn der dem UND-Glied 8 nachgeschaltete Eingang des Verriegelungsglieds 13 negativ wird, wird 13 eingeschaltet. Das UND-Glied 14_f dessen ein Eingang vom UND-Glied 8 her jetzt gesperrt ist, wird jedoch erst am Ende des Signals über die Leitung 2 eingeschaltet. Dabei wird das Ausgangssignal vom UND-Glied 8 wieder positiv und ermöglicht die Durchschaltung des UND-Glieds 14 und die Weitergabe dessen Ausgangssignals zum Zustandsbedingungs-Verriegelungsglied 11, um dies in den Zustand II zu versetzen, wie es der Decodierregel gemäß Fig. 2 entspricht. Der dem Eingang des Verriegelungsglieds 13 wieder zugeführte positive Pegel vom Ausgang von 8 schaltet noch nicht wieder um, wozu ein negatives Eingangssignal erforderlich wäre.

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Das Zustandsbedingungs-Verriegelungsglied 11 verbleibt im Zustand II, womit die beiden UND-Glieder 8 gesperrt und die UND-Glieder 12 vorbereitet sind. Wenn nun ein Signal über die Leitung 2 einläuft, wird das obere UND-Glied 12 durchgeschaltet und ein negatives Ausgangssignal zum Verriegelungsglied 13 und zum UND-Glied 14 abgegeben. Am Ende des Impulses über die Leitung 2 wird so das Verriegelungsglied 11 wieder in den Zustand I zurückversetzt.

Wenn jedoch gleich ein Impuls über die Leitung 3 gekommen wäre, wäre der untere Teil des UND-Glieds 12 durchgeschaltet worden, welcher ein Fehlersignal zu den Verriegelungsgliedern 7 und 15 abgegeben hätte. Damit wäre angezeigt worden, daß ein Ausgangssignal ansteht, daß es sich jedoch um ein fehlerhaftes Signal handelt, so daß das nachgeschaltete weiterverarbeitende Gerät entsprechende Schritte einleiten könnte.

Die normalen Ausgangssignale von den UND-Gliedern 8 und 12 teilen den entsprechenden Ausgangsverriegelungsgliedern mit, ob eine 1, 01, OO oder eine 0 abzugeben ist und in welche Stellung das Zustandsbedingungs-Verriegelungsglied 11 zu gehen hat.

Bei 16_f 17 und 18 ist ein Zeitschaubild für die Funktionen des gemäß Fig. 4 dargestellten Decodierers angegeben. Die Zeile 16 zeigt das Vorhandensein eines Ausgangssignals an, welches jeweils im Zusammenhang mit der Zeit T gemäß Zeile 18 eingeschaltet wird. Dies muß bereits vor dem nächsten T-Signal gemäß Zeile 18 durch das negative Bestätigungssignal entsprechend Zeile 17 beendet werden, welches seinerseits normalerweise vom weiterverarbeitenden System in Form eines Bestätigungssignals zurückgegeben wird, das wiederum besagt, daß das bzw, die letzten Datenbits empfangen worden sind. Dabei wird ein negativer Impuls vor Beginn des nächsten positiven T-Signals verwendet. In Zeile 17 ist dieses Signal, das z.B. vom nachgeschalteten verarbeitenden Gerät gegeben wird, dargestellt. Ein anderes geeignetes Taktsignal zur Ausschaltung des das Vorhandensein eines Ausgangssignals anzeigenden Signals gemäß Zeile 16 könnte natürlich ebenfalls vorgesehen werden. Die RA 975 011

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negative Flanke des Signals gemäß Zeile 17 wird zur Rückstellung der Verriegelungsglieder 7 und 15 gemäß Fig. 4 benutzt. Die Zeile 18 zeigt T-Signale, die ggf. der vorgeschaltete F2F-Demodulator abgibt; die T-Signale können dabei in variierenden Abständen einlaufen, je nach Geschwindigkeitsbedingungen des Demodulatorabtasters. Zeile 18 dient nur als Beispiel.

Anhand der Fig. 5 soll ein Vergleich zwischen dem bisher betrachteten F2F-Code und einem Zweifrequenzcode mit Phasenwechseln durchgeführt werden und dann die dafür bestehenden Phasendecodierungsregeln anhand Fig. 6 erläutert werden. Ein Beispiel eines ausgeführten Decodierers für diese Codierungsart wird dann wiederum anhand von Fig. 7 erläutert.

Die Codierung gemäß Fig. 5 ist ähnlich der F2F-Codierung; sie verwendet jedoch Signalphasenwechsel wie dargestellt. Zeile A von Fig, 5 stellt wiederum die Zellgrenzen der Signalfolge dar, zwischen denen die codierten Daten eingeschrieben sind. Zelle B zeigt den gemäß Zeile A mit Phasenwechseln codierten Wellenzug, Dabei geben Signalübergänge zwischen den Zellgrenzen die codierten Daten an. Die für Zeile B gewählte Regel besagt, daß Nullen durch eine Pegelwechsel in negativer Richtung dargestellt sind und Einsen durch ins Positive gehende Wechsel; beide Wechselarten jeweils in der Mitte der Zellen. Zeile C zeigt wiederum Zustandsangaben für die Decodierung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Zeile D stellt die decodierten Daten dar, wie sie sich bei der Benutzung der Decodierung nach der vorliegenden Erfindung ergeben; es ist zu erkennen, daß dabei dieselben Daten wiedergegeben werden, wie in Zeile A von Fig. 5. Die Zeile B-1 stellt die Abstände zwischen den ins Positive verlaufenden Pegelübergängen von Zeile B dar, nach denen sich die decodierten Daten gemäß Zeile D ergeben.

Fig. 6 ist wieder ein Diagramm mit den Decodierungszuständen ' und bezüglich der Regeln für die Abgabe der decodierten Daten ent-

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sprechend der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 zeigt eine praktische Ausführung der Schaltkreise, die die Regeln gemäß Fig. 6 bei der Decodierung der phasencodierten Daten ausführen. Der Aufbau und die Funktionen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 sind denen von Fig. 4, die F2F-Daten betraf, ähnlich; zusätzliche UND-Glieder sind jedoch bei den UND-Gliedern 8A und 12A erforderlich.

In Fig. 7 sind die einzelnen Komponenten und Signalleitungen mit Ziffern ähnlich denen in Fig. 4 bezeichnet, jedoch jeweils mit dem Zusatz A. Die Funktionen sind ähnlich denen gemäß Fig. 4 und aus Fig. 7 leicht zu verstehen. Wie bei Fig. 4 geben auch die einzelnen Kennzeichnungssignale an den Ausgängen von Verriegelungsgliedern die entsprechenden Bitzahlen und -Identitäten als Einsoder Null-Bits nach den dazu gewählten Regeln an, wobei ein angehobener oder positiver Signalpegel ein Eins-Bit kennzeichnet, dagegen Null- oder negative Pegel Null-Bits markieren.

Fig. 8 stellt eine andere Ausführung der Phasencodierung dar mit einer geringfügigen Abwandlung, die jedoch auch nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung decodierbar ist.

In Fig. 8 zeigt die Zeile A die Zeitintervalle zwischen ins Positive verlaufenden übergängen gemäß Zeile B, welche ihrerseits wiederum den phasencodierten Wellenzug erkennen läßt, der von der Demodulation zur Decodierung ansteht. In Zeile A sind mit Sternen die Lagen der Symbol- oder Zellgrenzen bezeichnet. Die Zeile B gibt den entsprechenden Wellenzug und die Zeile C die Zustandswechsel zwischen den Zuständen II und I wieder, die zur Decodierung des Wellenzuges gemäß Zeile B nach der vorliegenden Technik beachtet werden müssen.

Zeile D stellt die decodierten Daten dar, die unter Zuhilfenahme der vorliegenden Erfindung wieder zu decodieren sind, wobei der Phasenwechselcode gemäß Zeile B durch die folgenden Regeln gekennzeichnet ist:

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Wenn gemäß Zeile B innerhalb einer Zelle der Wechsel von oben nach unten gleichphasig wie in der vorangehenden Zelle liegt, dann bedeutet dies eine Null; wenn jedoch der übergang in einer betrachteten Zelle nicht gleichphasig liegt, wie der in der vorangehenden Zelle, dann bedeutet dies eine Eins.

Fig. 9 ist ein Datenabgabe- und Zustandsdiagramm zu Fig. 8 und zur dabei benutzten Codierung und Decodierung. Bei einem Vergleich der Fig. 8 mit der Fig. 5 läßt sich ersehen, daß unterschiedliche Daten sich unter Verwendung der gleichen Wellenformen darstellen lassen, daß sie jedoch nach dem gleichen Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgewertet werden können, wobei die Intervalle zwischen gleichsinnigen Polaritätswechseln identifiziert und nach T, l_f5T und 2T kategorisiert werden sowie dann unter Beachtung des jeweils gegebenen Decodierzustande die abzugebenden Daten bestimmbar sind.

Zusammenfassung;

Als Gegenstand der vorliegenden Erfindung wurde ein Decodierverfahren für F2F-Schrift oder Phasenwechsel-Taktschrift beschrieben, bei dem entweder nur die Abstände der ins Positive verlaufenden Übergänge zueinander oder nur die Abstände der ins negative verlaufenden übergänge verwendet werden. Dabei ergibt sich eine Unempfindlichkeit gegenüber Eigentümlichkeiten, die bei Druckerzeugnissen mit Druckstreuungen vergleichbar sind; solche Vorgänge ergeben ein Problem ebenfalls bei in F2F-Codeform dargestellten Zeichenfolgen. Die Decodierfunktionen sind dabei mit einem Minimum an Logik und Schaltkreisen ausführbar, da nur ein einziger Auswertungskanal, d.h. ein solcher für z.B. nur die ins Positive verlaufenden Impulse erforderlich 1st.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Decodierung von Signalwellenzügen, die nach einer zweifrequenten Wechseltaktschrift, wie z.B. F2F-Wechseltaktschrift oder Phasenwechsel-Taktschrift, codierte Datenfolgen enthalten,

bei welchem Verfahren nach vorangehender Demodulation oder Abtastung Impulse mit zwei charakteristischen Folgefrequenzen auszuwerten sind und

die zeitlichen oder räumlichen Abstände zwischen je zwei dieser aufeinanderfolgenden Impulse mittels deren Flanken gleichsinniger, entweder positiver oder aber negativer Polaritätsrichtung gemessen werden und drei Abstandsklassen zuordenbar sind,

einer ersten Klasse mit gemessenen Abständen 1T mit T als kleinstem innerhalb eines zu decodierenden Wellenzuges vorkommenden Nominalabstand,
einer zweiten Klasse mit Abständen 1,5T und einer dritten Klasse mit Abständen 2T, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Feststellung eines jeweils gegebenen Decodierungszustands I oder II entsprechend der voranlaufenden Decodierung einer geradzahligen (0, 2, A, ...) oder ungeradzahligen (1, 3, 5, .,.) Gesamtzahl vorangegangener 1,5T-Abstände.

b) Vorwahl eines dem jeweiligen Zustand I oder II zugeordneten Satzes für 1T, 1,5T oder 2T abzugebender Bits.

c) Auswahl und Abgabe eines oder zweier Bits aus dem vorgegewählten Satz nach Maßgabe de« jeweils zu decodierenden zeitlichen oder räumlichen Abstands 1T, 1,5T oder 2T.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zustandswechsel zwischen I und II jeweils am Ende eines 1_f5T-Abstands erfolgt,

RA 975 011

709S50/069Ä

ORIGINAL INSPECTED

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß für jeden 2T-Abstand zwei Datenbits, für jeden 1T-Abstand ein Datenbit

und ein oder zwei Datenbits in Abhängigkeit vom Decodierungszustand I oder II für jeden 1,5T-Abstand abgegeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Fehlersignal und keine Datenbits abgegeben werden _f wenn ein 2T-Abstand einem 1,5T- oder 1T-Abstand fehlerhaf terweise nachfolgt,
wobei diese Fehlerbedingung

im Zustand II bei F2F-Wechseltaktschrift ohne Phasenwechsel (gemäß Fig. 1) ,

jedoch im Zustand I bei Phasenwechsel-Taktschrift mit Phasenwechseln (gemäß Fig, 5 oder 8) zu Beginn des nachfolgenden 2T-Abstands erkennbar ist,

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche für F2F-Wechseltaktschrift ohne Phasenwechsel(gemäß Fig, 1), gekennzeichnet durch die in einer der beiden nachstehenden Matrizen enthaltenen Decodierungsregeln:

Abstand Zustand I Zustand II

1T Abgabe 1 Abgabe 1

Verharren im Zust.I Verharren im Zust.II

1,5T Abgabe 01 Abgabe 0

Übergang zum Zust,II Obergang zum Zust.I

2T Abgabe OO Fehler

Verharren im Zust.I

RA 975 011

709850/0698

. ORIGINAL INSPECTED

2718A90

oder

Abstand Zustand I im Zust .1 Zustand II 1T Abgabe 1
Verharren zum Zust .11 Abgabe 1
Verharren im Zust.II 1,5T Abgabe 0
übergang im Zust .1 Abgabe 10
übergang zum Zust.I 2Τ Abgabe 00
Verharren Fehler

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Phasenwechsel-Taktschrift (gemäß Fig. 5 oder 8), gekennzeichnet durch die in einer der beiden nachstehenden Matrizen enthaltenen Decodierungsregeln;

Abstand Zustand I Zustand II Zust.II 1T Abgabe 0
Verharren im Zust.I Abgabe T
Verharren im Zust.I 1,5T Abgabe 01
Übergang zum Zust,II Abgabe 0
Übergang zum Zust.II 2T Fehler Abgabe 01
Verharren im

oder

Abstand Zustand I Zustand II Zust, II 1T Abgabe 0
Verharren im Zust,I Abgabe 0
Verharren im Zust. I 1,5T Abgabe 01
übergang zum Zust.II Abgabe 1
übergang zum Zust. II 2T Fehler Abgabe 11
Verharren im

RA 975 011

709850/0198