Устройство для компенсации колебаний скорости движения магнитного носителя при записи и воспроизведении импульсно-модулированных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G11B5/06 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам точной магнитной записи. Известны устройства компенсации колебаний скорости движения магнитного носителя, содержащие генератор опорного сигнала низкой или высокой частоты, соединенный с соответствующим входом сумматора, выход которого подключен к магнитной головке записи, и магнитную головку воспроизведения, соединенную с фильтром, выделяющим опорный сигнал. При этом опорный сигнал размещается на отдельной дорожке или на той же где размещшотся информативные сигналы . Наиболее близким к изобретению , 1ПО технической сущности является устройство, содержащее головку запи си, модулятор и головку воспроизведения, подключенную к дифференцирующему усилителю, последовательно соединенные пороговую схему, триггер, ШИМ-демодулятор и блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу г ЧМ.-демодулятора, а выход к выходной шине устройства, а также первые сумматор и инвертор, вклю ченные в информационный и корректирующий каналы С2. Недостатком известного устройств является то, что при записи опорного сигнала ему требуется отвести определенную полосу частот в канале магнитной регистрации, которая могл быть использована для записи информации . Кроме того, устройство обеспечивает компенсацию только низкочастот ных колебаний скорости носителя, . так как опорный сигнал может быть только низкочастотным. Целью изобретения является повышение точности и расширение частотного диапазона компенсации коле баний скорости движения магнитного носителя при записи и .воспроизведении импульсно-модулированных сигналов без дополнительной дорожки или дополнительного канала информации. Поставленная цель достигается те что в устройство для компенсации колебаний скорости движения магнит ного носителя при записи и воспроизведении импульсно-модулированных сигналов, содержащее головку записи, модулятор и головку воспроизведения, подключенную к дифференцирующему усилителю, последователь но соединенные пороговую схему триггер, ШИМ-демодулятор и блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу ЧМ-демодулятора а выход - к выходной шине ва, а также первый сумматор и первый инвертор, введены резонансное колебательное звено, собственная частота которого равна верхней границе частотного диапазона канала записи воспроизведения, включенное между выходом модулятора и вхсгдом головки записи, а также последовательно соединенные с выходом дифференцирующего усилителя режекторный фильтр, первый масштабный усилитель, второй инвертор, второй сумматор и первый квадратор, выход которого подключен к входу пороговой схемы, второй квадратор, последовательно соединенные с выходом дифференцисшьного усилителя резонансный фильтр и второй масштабный усилитель, выход которого подключен через последовательно соединенные первый инн вертор, первый cyNWiaTop и второй квадратор к входу ЧМ-демодулятора, при этом второй вход первого сумматора связан с выходом режекторного фильтра, а второй вход второго сумматора - с выходом резонансного фильтра. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для компенсации колебаний скорости движения магнитного носителя при записи и воспроизведении импульсно-модулированных сигналов; на.фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства. Устройство содержит модулятор 1 -, резонансное колебательное звено 2, записывеиощую 3 и воспроизводящую 4 головки, дифференцирующий усилитель 5, резонансный фильтр б, режекторный фильтр 7, сумматор 8, инвертор 9, масштабные усилители 10 и 11, второй инвертор 12, сумматор 13, квадраторы 14 и 15, пороговую схему 16, подключенную к триггеру 17, ЧМ-демодулятор 18, ШИМ-демодулятор 19 и подключенный к выходам этих демодуляторов блок 20 Ъычитания. Устройство-работает следующим образом. Импульсы ШИМ-демодулятора приобретайт спектральную составлякяцую, проходя через резонансное колебательное звено V/lP). Затухающая синусоидальная колебательная состав ляющая постоянной частоты (Wp , определяемой параметрами звена и выбираемой вблизи верхней границы частотной характеристики канала запись -воспроизведение, находи -ся на вершине импульса. Резонансное колебательное звено передаточную функцию второго порядка r PS 2 fTopH , где To-Zft/ufe..

В этом случае при прохождении фронта импульса, сформированного модулятором, через резонансное звено в нем, в результате ударного возбуждения возникают затухающие синусоидальные колебания, наложенные на вершину импульса с частотой uip , определяемой только параметра;ми звена, что позволяет использовать, зту частоту, полученную до головки записи, как опорную.

Таким образом, опорный сигнал в предлагаемом устройстве образуется в результате формирования переходного процесса (затухакяцие колебания) после прохождения фронта им пульса через звено второго порядка, именхцее комплексно-сопряженные корни. Полезная информация определяется временным расстоянием между фронтами импульса. Форма и положение фронта импульса на искажаются в результате его прохождения через резонансное звено, так как синусоидалвные колебания возникают именно в результате прохождения фронта, т.е. уже после его прохождения, и находятся на вершине импульса, форма которого полезную информацию не несет.

Для выделения опорного сигнала выход дифференцирукяцего усилителя

5подключен к входам двух фильтров

6и 7, являющихся входами двух каналов - информативного ШИМ-сигнала (шиpoтнo-и lпyльcнoгo модулированного) и измерительно-компенсационного причем выход режекторного фильтра

7соединен с первым входом сукматора 13 информативного канала, на второй вход которого подается сигнал

с выхода резонансного фильтра 6 четрез масштабнд:зй усилитель 11 и инвертор 12, причем выход сумматора

8соединен через- квадратор 14 с пороговой схемой 16, выход которой через триггер 17 соединен с входом ШИМ-демодулятора 19, а выход сумматора .13 через квадратор 15 соединен с входом ЧМ-демодулятора 18.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный сигнал с синусоидальной затухающей на его вершине записывается на носитель с помощью головки 3, а воспроизводится головкой 4, выходной сигнал которой модулирован по частоте колебаниями скорости носителя и подается на дифференцирующий усилитель 5, служащий для обострения фронтов всюпроизводимых импульсов и увеличения амплитуды синусоидальной составляющей Шр, где далее сигнал разделяется на два канала:, канал формирования информативных широтно-импульсных модулированных сигналов и канал формирования компенсационного сигнала «Кд . Полосовые фильтры 6 и 7, из которых фильтр 6 - режекторный, а 7 - резонансный, имеют одинаковые частоты резонанса WQ и взаимообратные передаточные функции

1 .

Wfc(p)

i(p)

Таким образом, в канале ШНМ-сигнала происходит подавление колебательной составляющей U/g, а в канале компенсации колебаний скорости движения носителя - значительное снижение уровня информационного сигнала. Преобразованиями осуществляется дальнейшая компенсация составляющей Wg в информационном канале и составляющих информативного сигнала в канале ко шенсации. В информативном канале после сумматора 8 сигнал подается на устройство, осуществляющее возведение в квадрат - квадратор 14, служащий для подавления слабого сигнала ( мешающего сильным, и одновременно преобразование продифференцированного ШИМ-сигнала в однополярный qигнaл, и далее через пороговое устройство 16 запускается триггер 17, на выходе которого формируется последовательность ШИМ-иютульсов. После сумматора 13 канал измерения и компенсации синусоидального сигнала Щ) , обогащенный спектрсм колебанийГ ленты, проходит через квадратор 15, где происходит как подавление слабого мешающего (инфо мативного) сигнала, так и усиление с удвоением частоты сигнала Uo - 2Шо; который поступает на ЧМ-демодулятор,

с выхода которого получается аналоговый сигнал, икоюльзуемый для измерения величины КСН и для компенсации сшибки, обусловленной колебаниями скорости носителя на выходе

демодулятора ШИМ-сигнала при помощи вычитающих звеньев. После ШИМдемодулятора 19 ангшоговые информативные сигналы каждого каЬала поступают на соответствующие входы вычитающего блока 2б.

Предлагаемое устройство позвояет ПРОИЗВОДИТЬ кшогоканальную однодорожечную магйитную ШИГЛ-регистрацию с измерением и компенсацией колебаний скорости носителя без

использования для этого отдельной ; дорожки магнитной лейты или полосы частот в канале, т.е. получить высокую плотность регистрации информги11Ш и высокую точность измерения

величин колебаний скорости носителя1 Блоки устройства, предназначенные для обработки воспроизведенного сигнала, позволили значительно снизить влияние межкангшьных помех,

паразитной амплитудной модуляции. i

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ КОЛЕБАНИЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ НАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ ПРИ ЗАПИСИ И ВОСПРШЗВЕДЕНИИ ИМПУЛЬСНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее головку записи, модулятор и головку воспроизведения, подключенную к дифференцирующему усилителю, последовательно соединенные пороговую схему, триггер, ИЩМ-демодулятор .и блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу ЧМ-демодулятора, а выход - к выходной шине устройства, а также |первЕ4й сукматор и первый инвертор, отличающееся тем, что. с целью повьаиения точности и расширения частотного диапазона компенсации, в него введены резонансное колебательное звено, собственная частота которого равна верхней границе частотного диапазона канала записи-воспроизведения, вкл1Ьченное между -выходом модулятора и входом головки записи, а также последовательно соединенные с выходом дифференцирующего усилителя режекторный фильтр, первый масштабный усилитель, второй инвертор, второй сумматор и первый квадратор, выход КОТОРОГО подключен к входу пороговой схемы, второй квадратор, последовательно соединенные с выходом дифференциального усилителя резонансный фильтр и второй масштабный усилитель, выход которого подключен через последовательно соединенные первый инвертор, первый сумматор и второй квадрагГор к входу ЧМ-деьАдулятора, при этом второй вход первого сумматора связан с выходом режекторного фильтра,-а второй вход второго сумматора - Ъ выходом резонансного фильтра.