Устройство для магнитной записи цифровой информации без постоянной составляющей Советский патент 1983 года по МПК G11B5/09 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике точной магнитной записи. Известно устройство, позволяющее производить запись на магнитный носитель двухуровневого сигнала без постоянной составляющей IT. Отсутствие в энергетическом спек ре сигнала записи компонент на нуле вой частоте позволяет наилучшим образом использовать частотную характеристику канала магнитной записивоспроизведения и, следовательно, повысить плотность записи. Кроме отсутствия постоянной составляющей, важным премуществом указанного устройства магнитной записи является ограничение по максимук пауз между перепадами намагниченности на носителе, т.е. orpaiHH4eHHe максимального числа следунлщих Подряд нулей между двумя соседними единицами в сигнале записи Известно, что чем сильнее это ограничение, тем лучше.условия самосинхрони зации воспроизведенного сигнала, меньше вероятность ложного детектирования символа. В указанном устройстве один бит информации преобразуется в двухсим вольное кодовое слово и Далее в дву уровневый отрезок сигнала записи. Недостаток указанного устройства сравнительно низкая ийформативНость преобразования равная 0,5 бит/сим вол, что не позволяет полностью использовать полосу канеша магнитной записи-воспроизведения. I Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для магнитной записи циф ровой информации, содержащее блок формирования кодовых слов без посто ной составляющей, синхрогенераТор, шину входного сигнала и последовательно соединенные счетный триггер и усилитель записи С23. В данном устройстве информативность преобразования 4-битовых блоков информации в б-символьные слова составляет 0,667 бит/символ, однако она все еще недостаточн для эффективного использования устройства, особенно при высокой плотности записи.Это объясняется тем, что в данном устройстве задача полу чения сигнала записи без постоянной составляющей решается путем использования только таких кодовых слов, для которых интегрирование соответс вуюишх отрезков сигнала записи дает нуль, а целый ряд других кодовых слов, удовлетворяющих условию ограничения нулевых пауз, но производящих отрезки сигнала записи с ненулевой постоянной составляющей, отвергается,. Цель изобретения - повышение плотности записи цифровой информации. Поставленная цель достигается тем что в устройство для магнитной записи цифровой информации без постоянной составлякяцей, содержащее первый блок формирования кодовых слов, синхрогенератор, шину входного сигнала и последовательно соединенные счетный триггер и усилитель записи, введены второй блок формирования кодовых слов, третий блок формирования кодовых слов, первый и второй элеменг ты И, элемент ИЛИ, 0-триггер, перемножитель, интегратор, компаратор и конденсатор, при этом шина входного сигнала соединена с входами первого, второго и Третьего блоков формирования кодовых слов, выход первого блока формирования кодовых слов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выходы второго и третьего блоков формирования кодовых слов соединены с вторым, и третьим входами элемента ИЛИ через первый и второй элементы И, соответственно, выход элемента ИЛИ подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с одним входом перемножителя и через последовательно включенные конденсатор, интегратор и компара тор с другим входом перемножителя, выход последнего подключен к информационному входу О-триггера, тактовым входом соединенного с выходом синхрогенератора, а п 1ямой и инверсный выходы D-триггера подключены к другим входам второго |й первого элементов И соответственно, На 4мг. 1 показана структурная Схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграмкы его работы на фиг. 3 - пример разбиения на группы/слов. Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 блоки формирования кодовых слов, сйнхрогенератор 4, D-триггер 5, Перемножитель 6, первый и ВТО1/ОЙ элементы И 7 и 8 соответстбенмо, компаратор 9, элемент ИЛИ 10, интегратор 11, счетный триггер 12, конденсатор 13 и усилитель 14 записи, при этом шина, входного сигнала соеди.нена с входами первого, второго и третьего блоков 1-3 формирования кодовых слов, выход первого блока 1 формирования подключен к первому входу элемента ИЛИ 10, выходы второго и третьего ,блоков 2 и 3 формироBatniK соединены с вторым и третьим входами элемента ИЛИ Ю через первьой и второй элементы И 7 и 8 соответственно, выход элемента ИЛИ 10 подключен к входу счетного триггера 12, прямой выход которого соединен с входом перемножителя 6, входом усилителя 14 записи и через последовательно соединенные конденсатор 13, интегратор 11, компаратор 9 с другим входом перемножителя 6, выход последнего подключен к информационному входу D-тригера 5, тактовым входом соединенного с выходом синхрогенератора 4, а прямой и инверсный выходы О-триггера 5 подключены к входам второго и первого элементов И 8 и 7 соответственно.

В предлагаемом устройстве используется преобразование 6-битовых блоков информации в 8-символьные кодовые слова, при этом весь набор кодовых слов, удовлетворякицих ограничению на число следующих подряд нулей (всего таких слов 64), разбивается на три группы. Первая группа формируется блоком 1 формирования Из кодовых слов, дая которых интегрирование по напряжению соответствующих .отрезков сигнала записи дает нулевой результат (25 слов), вторая группа - блоком 2 формирования (положительный результат, 39 слов) и третья групп а - блоком 3 формирования (отрицательный результат,39 слов

Пусть требуется записать входную информацию, показанную на фиг. 30 которая разбивается на блоки по 6 бит.

Пусть к моменту начала первого блока предадущий сигнал записи оканчиваемся положительным уровнем (фиг. 3, точка А), величина проинтегрированного напряжения отрица-тельна (фиг. 3t точка Б). Тогда первый блок преобразуется в кодовое слово 11111111 блоком 1 формирования и далее в отрезок сигнала записи, не изменяющий величины инте грала по напряжению (фиг.Зг, точка в). Уровень в конце отрезка сигнала записи также остается без изменения. Второй блок преобразуется в блоке 2 формирования в кодовое слово liOllOOl и результирующее значение интеграла по напряжению меньше, чем в случае преобразования в блоке 3 формирования в кодовое слово 11100110 (фиг. Зг, точки Г и Д). Отвергнутый вариант показан на фиг.З И пунктиром на фиг. 3t. Третий елок -вновь преобразуется в блоке 1 формнрования и не требует дополнительных операций сравнения. Четвертый блок преобразуется аналогично второму.Для пятого блока информации , ид ентичного i второму, необходимо пропускать на вы ход комбинацию IIIOOIIO и т.д. В случае равенства нулю интеграла по напряжению предыдущего сигнала записи (фиг. 32, точка Е) выбор между блоками 2 и 3 формирования может осуществляться произвольно, например с предпочтением к отрезкам с положительной постоянной составляющей.

Временные диаграммы работы предлагаемого устройства при входной noj следовательности и начальных условиях,

идентичных рассмотренному случаю/ показаны на фиг. 2, .Первый блок информации (фиг.2а) в блоке 1 формиро|вания преобразуется в кодовую последовательность 11111111 (фиг. 2сГ), поступающую через элемент ИЛИ 10 на счетный вход триггера 12, который формирует текущий отрезок сигрнала записи. Далее с выхода триггера 12 сигнгш записи поступает на усилитель 14 записи и через конденсатор 13 на интегратор 11. К концу этого отрезка напряжение на выходе интегратора 11 не изменится, т.е. остается отрицательным (фиг. 2к, точка и), а уровень сигнала останется положитель- . ным (фиг. 2а, точка Ж). При этом на выходе компаратора 9 (фиг. 2,, точка К) и выходе перемножителя 9 , (фиг, 2м, точка Л) сохраняются низкие потенциалы. Низкий потенциал на инфоЕчлационном входе 0-триггера 5 в момент прихода тактового импульса (фиг. 20) обеспечит на весь следующи отрезок запирание элемента И 8 (4«г. 2в) и разрешающий потенциал на входе элемента И 7. Таким образом в течение второго информационного блока на выход устройства через элемент ИЛИ 10, триггер 12 и усилитель 14 смогут пройти сигналы с выходов блоков 1 или 2 формирования (фиг.2в) Эта же ситугщия сохранится в течение третьего и четвертого блока однако к началу пятого интеграл по напряжению станет отрицательным, как и уровень сигнала записи, на выходе перемноимтеля 6 возникает положительный уровень, О-триггер 5 изменит свое состояние и на выход смогут пройти сигналы либо с блока 3 формирования, либо с блока 1 формирования кодовых слов.

Пpeдлaгc eNюe устройство для магнитной записи без постоянной составляющей позволяет увеличить информативность преобразования сигнгшов, : лучшим образом использовать полосу частот тракта магнитной записи-воспроизведения запоминающих устройств и, таким образом, повысить плотность записи. В частности, оно дает возможность реализовать запись цифровой информации на магнитный носитель без постоянной составляющей с информативностью 0.75 бит/символ (преобразование 6-8). Кроме того, значительно .(в два раза) сокращается длина максимально возможной нулевой паузы по сравне{| ию с прототипом. Если учесть, что для данного случая записи не более двух нулей -подряд предельная информативность равна 0,879 бит/символ, то эффективность предлагаеьюго преобразователя составит около 86%..

Эффективность от внедрения предлагаемс-)го устройства заключается в повицении плотности Лписи по сравнению с прототипом только за счет более эффективного преобразования сигналов примернона 10%. Кроме того, сокращение вдвое нулевых пауз в сигнале записи уменьшает вероятность ошибки и сужает динамический диапазон воспроизведенного сигнала, что открывает дополнительные возможности для повышения плотности записи,{ либо для снижения габаритно-весовых характеристик запоминающего устройства.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ МАГНИТНОЙ З ПИСИ ЦИФРОЮЙ ИНФОРМАЦИИ ВЕЗ ПОСТО;ЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ, содержащее первый блок форлдарования кодовых слов, Сйнхрогенератор, шину входного сигн ла и последовательно соединенные счетный триггер и усилитель записи, отлич аювдееся тем, что, С целью повышения плотности записи, в него введены второй блок формирования кодовых слов, третий блок формирования кодовых слов, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, D-трйггер, перемножитель, интегратор, компаратор и конденсатор, при этом шина входного сигнала соединена с входами первого, второго и третьего блоков формирования кодовых слов, выход первого блока формирования кодовых слов, подключен к первому входу элемента ИЛИ, выходы второго и третьего блоков формирования кодовых слов соединены с вторым и третьим входами элемента ИЛИ через первый и второй элементы И соответственно, выход элемента ИЛИ подключен к входу счетного триггера, прямой выход которого соединен с одним входом перемножителя и через последовательно включенные конденсатор, интегратор и компаратор с ДРУГИМ входом перемножителя, выход последнего подключен к информационному входу О-триггера, тактовым входом соединенного с выходом,синхрогенератора, а прямой и инверсный выходы D-триггера подключены к другим входам второго и первого элемен-/ той И соответственно.