Устройство для многоканальной записи частотно-импульсно-модулированных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G11B5/04 G11B5/06 

Изобретение отаосится к технике точной магнитной записи, а именно к многоканальным устройствам записи с частотной модуляцией.

Известно устройство записи частотно-импульсно-модулированных (ЧИМ) сигналов, содержащее несколько частотных модуляторов, выходы которых объединены в блоке записи 1.

Однако для увеличения числа регистрируемых каналов необходимо расширить полосу частот устройства для записи, расположить канал на своей поднесущей частоте и оставить довольно значительный частотный промежуток между каналами для исключения их взаимовлияния.

Кроме того, девиацию частоты в каждом канале необходимо устанавливать в достаточно малых пределах, обычно не выше +12,5% от несущей, вместо ±40% при стандартном методе записи ЧИМ-сигналов, что приводит к уменьшению соотношения сигнал/шум, увеличивает погрешность записываемых сигналов, уменьшает частотный диапазон и снижает эффективност использования полосы частот тракта магнитной записи воспроизведения.

Известно также устройство для многоканальной записи ЧИМ-сигналов, содержащее блок синхронизации, модуляторы, выходы которых подключены через схему ИЛИ к блоку записи, триггеры, диффернцирующие цепочки, двзосвходовую схему И, шины управления модуляторами и триггерные делители частоты.

Устройство работает следующим образом. При включенин питания блок синхронизации устанавливает все триггеры в исходное положение, после чего через схему И поступает разрешение на шину управления первого модулятора. Первый модулятор вырабатьшает импульсный сигнал, частота которого промодулирована входным сигналом. После четырех перепадов первого ЧИМ-модулятора и появляется разрешение на шину управления второго модулятора. Аналогично по кольцевой схеме происходит переключение модуляторов остальных каналов. Сигналы с выходов всех модуляторов объединяются схемой ИЛИ, делятся делителями и поступают в головку записи 2.

Недостатком данного устройства является неравномерность подклютения модуляторов к источ1шкам регистрируемых сигналов, поскольку момент подключения второго модулятора определяется значением сигнала на входе первого модулятора. Действительно, при нулевом значении входного сигнала четыре перепада на выходе первого модулятора займут временной интервал Тщах поскольку он соответствует значению частоты FmJn Рнес - где нес несущая Частота ЧИМ-сигнала; ДР девиация частоты, а при максимальном значении входаого сигнала четыре перепада на выходе первого модулятора займут временный ин-. тервал Tmin поскольку он соответствует значению частоты Fmax нес + ДР- Неравномерность подключения к источникам информации фактически приводит к взаимовлиянию канала на канал и группы каналов на канал. Поэтому в данном устройстве при увеличении числа каналов приходится резко ограничивать полосу регистрации по каждому каналу, что приводит к неэффективному использованию полосы частот устройства записи.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для записи импульснь1Х сигналов с вре- менньгм сжатием-расширением, содержащее задающий эталонный генератор, блок з травления, два входных переключателя, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), преобразователь последовательного кода в параллельнь й, блок памяти, смеситель, лентопротяжньш механизм, а также устройство воспроизведения.

В известном устройстве осуществляется временное сжатие выбранных отрезков входных импульсных сигналов от нескольких источников (в данном двух) путем преобразования входных импульсов в код с, помощью АЦП, занесения кодов в память с одной тактовой гастотой, считьшания из памяти с увеличенной тактовой частотой, суммирования считанных кодов из памяти в один поток на смесителе, выполненном в виде коммзтатора. Та- КИМ образом, на выходе смесителя формируется поток цифровой информации, отображающий значение двух входных импульсных сигналов, сжатых по времени в отрезок времени, равный по длительности каждому отрезку входного импульсного сигнала. Данный сигнал записьшается по одной дорожке записи.

Разделение каналов производится при воспроизведении с помощью аналогичных преобразователей с учетом того, что считывание из блока памяти канала воспроизведения происходит в два раза медленнее, чем запись, причем выг деление входных импульсных сигналов проводится при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 3.

Недостат1сом данного устройства при поступлении на каждый вход импульсов, промодули0рованиых, например, по частоте, является необходимость, дополнительного преобразования сигналов по каждому каналу в код, что требует расширения полосы тракта. Так, например, при регистрации сигналов с полосой 10 кГц

5 для стандартгной аппаратуры магнитной записи требуется примерно полоса 54 кГц. При дополнительном преобразовании ЧИМ-сигналов в код требуется полоса пропускания тракта магнитной

записи, равная 54 кГц х 12 разрядов, т. е. 648 кГц.

Црль изобретения - расширение частотного диапазона регистрируемых сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для многоканальной записи частотноимпульсно-модулированных сигналов, содержащее два модулятора, блок записи, тактовый генератор, подключенный к блоку управления, связанному с блоком памяти и коммутатором введены два преобразователя период-код, преобразователь код-период, и два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов подключены соответственно к сигнальным входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которых соединены с сигнальными входами первого, второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответственно, выходы последних через Коммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенного выходом с входом блока записи, выход тактового генератора подключен к входу синхрош зации преобразователя код-период и к входу блока управления, первый выход которого соединен с входами синхронизации преобразователей период-код, второй и третий выходы соединены с управляющими входами первого н третьего подблоков блока памяти и через элементы НЕ - с управляющими входами второго и четвертого подблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора.

На фиг. 1 представлена схема устройства для многоканальной записи ЧИМ-сигналов; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит два модулятора 1 и 2 которые осуществляют преобразование входных аналоговых сигналов в ЧИМ-сигналы ,два идентичных преобразователя 3 и 4 период-код (собранных, например, на микросхемах 564ИЕ10), четыре подблока 5-8 (на микросхемах 564РУ2Б), которые составляют блок 9 памяти, коммутатор 10 (на микросхеме 5644КП-1), тактовый генератор 11 (кварцевый генератор на микросхеме 133ЛАЗ), блок 12 деления и управления (на микросхемах 564ИЕ9, 564ИЕ10 и 564ЛА7), два элемента НЕ 13 и 14, преобразователь 15 код-период (на микросхеме 564ИЕ. 15) и блок 16 записи с головкой 17 записи.

Устройство работает слецуюиачл образом.

Входные сигналы UBXI и UBXJ, предназначенные для регистращ1и на мапштную ленту, поступают соответственно на модуляторы и 2, с выхода которых (эпюры Uabixi и Usbixi) 9ИМ-снгналы подаются на прербразователи

3 и 4 период-код, собра1шьге на счетчиках импульсов. Преобразователи период-код осуществ ляют подсчет импульсов, заполняющих tiepHOzibi ЧИМ-сигналов, причем тактовая частота импульсов заполнения составляет f/2,5, где f - частота импульсов опорного генератора. Параллельный восьмиразрядный код, пропорциональный периодам ЧИМ-сигналов, с выхода преобразователей 3 и 4 поступает на подблоки 5, б и

7 8 соответственно блока 9 памяти. Блок 12 . управления вырабатьшает. последовательность тактовых импульсов управления подблоками блока памяти (эпюры Э1 - ЭЗ).

При поступлении первого тактового импуль-

5 са (эпюра Э1) происходит заполнение разрядами кода с частотой f/2,5 подблока 5, а примерно через 0,5 периода длительности первого тактового импульса поступает второй тактовый импульс (эпюра Э2) и начитается заполнение

0 подблока 7 второго канала. После окончания первого тактового импульса происходит заполнение подблока 6 инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 13 и аналогично после окончания тактового импульса

(эпюра Э2) прекращается заполнение подблока 7, а инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 14 поступает команда заполнения подблока 8.

Считывание из блока памяти происходит с

частотой в 2,5 раза большей частоты записи, и начинается из подблока 5 через 1,5 длительности первого тактового импульса. Форма тактовых импульсов сштывания представлена на эпюре 33. Коммутатор 10 осуществляет поочередное подключение подблоков к преобразователю код-период через блок управления. Таким образом, на входе преобразователя кодпериод оказывается последовательная частота считываемых каналов (первого и второго).

Поскольку частота считывания из блока памяти в 2,5 раза больше, то на временном интервале, соответствующем значению в выхода например, преобразователя 3, размещается первый канал и второй канал с частотой разрядов в 2,5 раза меньше, чем при записи.Считывание с частотой выше чем в 2 раза (а именно в 2,5) необходимо для формирования маркерного промежутка между первым и вторым каналами для последующего разделения каналов при воспроизведении.

Преобразователь 15 код-период, управляе- . мый тактовой частотой, осуществляет обратное преобразование по отношению к преобразователям 3 и 4 период-код, таким образом, что 5 на выходе преобразователя формируется суммированный ЧИМ-сигнал, сжатый по времени (эпюра ивых15)- Данный ЧИМ-сигнал поступает на блок 16 записи, где осуп1ес11вляется запись на магнитный носитель через головку 17 записи. Сжатие импульсных ЧИМ-сигналов по предлагаемой схеме позволяет осуществлять многоканальную запись несинхронных ЧИМ-потоков информации на одну дорожку накопителя и, таким образом осуществлять запись от нескольких источников информации без ее потерь с сохранением высоких точностных характеристик при оптимальном использовании полосы частот тракта мапйтнсм записи, а также исключить взаимовлияние канала на канал. еалКзащ1Я устройства достаточна проста и выполнена на серийных логических микросхемах. Предлагаемое устройство может быть реализовано для регистрации не только двух ЧИМканалов на одну дорожку, но и четырех,восьми и так далее путем соответственного наращивания числа подблоков памяти и преобразователей период-код. , При использовании тракта магнитной записи с полосовой регистрации ЧИМ-сигналов 0-10 кНц по одной дорожке применение базо вого объекта позволяет осуществлять регистрацию двух каналов с полосой 0-1000 кГц по одной дорожке при значительномувеличении помехи по амплитуде до 5% из-за взаимовлияния между каналами. Устройство, собранное по пр ;длагаемой схеме, обеспечивает регистрацию двух каналов с полосой 0-4 кГц каждый или четырех каналов с полосой О 2000 кГп при сохранении точностных характеристик регистрации одного параметра адрез указанный тракт (с полосой О-10000 кГц с погрещностью по амплитуде 1,5%). По сравнению с прототипом предлагаемое устройство сокращает требования к полосе пропускания магнитной записи на порядок (с 648 до 54 кГц при регистрации двух параметров с частотным диапазоном 0-4000 Гц). Таким образом, нспользование предлагаемого устройства позволив осуществить многоканальную запись ЧИМ-сипшлов без необходимости значительного расщирення полосы частот канала магнитной записи.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЗАПИСИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОМОДУЛИГОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее даа модулятора, блок записи, тактовый генератор, подключенньга к блоку управления, связанному с блоком памяти и коммутатором, отличающееся тем, что, с целью раашфення диапазона регнстрируемых сигналов, в него введены два преобразователя период-код, преобразователь код-период и два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов пода:лючены соответственно к сигнальным входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которых соединены с сжгнальными входами первого, второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответстаенно, выходы последних через коммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенного выходом с входом блока ззпнси, выход тактового генератора подолючен к входу синхронизации преобразователя код-период и к входу блока у травления, первый выход Которого соединен с входами синхронизации преобразователей период-код, второй и третий i выходы соединены с управляющими входами первого и третьего подблоков блока памяти и (Л через элементы IIE - с управляющими входами второго н четвертого подблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора. ел а о со

ffapxep /fapftefl

/ /

ffvpffep фиг. 2