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

Изобретение относится к приборестроениюу в частности к записи и воспроизведению цифровой информации на движущийся носитель магнит ной записи, например на магнитные ленты, диски, барабаны и может быть использовано в устройствах . записи электрических сигналов, представленных в дискретной форме.

Известны устройства магнитной записи цифровой информации, которое формируют сигнал записи в виде последовательности перепадов наряжения прямоугольной формы. Эти стройства реализуют способы записи с частотной модуляцией (ЧМ), с фазовой модуляцией (ФМ ), без возвраения к нулю модифицированный (4/5 БВНМ ) и другие Г1.

однако при повышении плотности записи этими устройствами, для коррекции возникающих при этом амплитудных и фазовых искажений сигнала воспроизведения, в сигнал записи необходимо вводить различные предыскажения. Параметры предыскажений бычно не поддаются расчету и определяются экспериментально, это усложняет схему такихустройств и затрудняет их настройку и регулировку, что не позволяет повысить плотность записи.

Наиболее близким к предлагаемо- у является устройство для магнитной записи цифровой информации, содержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю п -частотного (п 7/ 2 ) сигнала записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной формы, а также выходной усилитель записи, соединенный с магнитной

головкой записи,Это устройство реализует способ записи с модифицированной фазовой модуляцией и форирует трехчастотный сигнал

записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной формы, при этом временные интервалы между перепадами могут - иметь длительности 1 Т, 1, 5 Т и 2 Т, где Т - длительность тактового интервала 2 ,

Недостатком известного устрой- ° ства также является невысокая плотность записи.

Цель изобретения- повышение плотности записи цифровой информации.

Поставленная цель достигается тем, что. в устройство для магнитной записи цифровой информации, содержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю п-частотного ) сигнала записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной формы, а также выходной усилитель записи, соединенный с магнитной головкой записи, введен преобразователь сигнала записи прямоугольной формы в сигнал записи пи5 лообразной формы, включенный меж-г ду выходом формирователя и-частотного сигнала прямоугольной формы и входом усилителя записи, выполненный из последовательно соединен0 ных блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, формирователя управляющего напряжения и генератора пилообразного напряжения, при этом формиро5 ватель управляющего напряжения выполнен в виде сумматора-вычитателя на операционном усилителе с резистивной обратной связью и 2п резисторах,, причем инвертирующий вход,

Q операционного усилителя с резистивной обратной связью через первые h резисторов подключен соответственно к первым п выходам блока разделения и распределения временных

5 интервалов сигнала записи, вторые п выходов которого соответственно через вторые п резисторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя с резистивной обратной- связью, а синхронизирующий вход блока разделения и распределения временных интервалов сигнала.записи соединен с входом синхрочастоты устройства.

На фиг, 1 изображена структур на я схема предлагаемого устройства, например, для случая,, когда сигнал записи является трехчастотным (п 3 ), сформированным модифицированной фазовой модуляцией, с дли0 тельностями временных интервалов записи 1Т,1,5Ти2Т;на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг, 3 - структурная схема блока

5 разделения и распределения временных интервалов сигнала записи; на фиг, 4 - временные диаграммы, поясняющие работу этого блока,

Одни и те же элементы, повторяю0 щиеся на фиг, 1 и 3, а так;;(е эпюры одних и тех жесигналов, повторяющиеся на фиг, 2 и 4, имеют одинаковые позиционные обозначения,

е Устройство магнитной записи циф- . ровой информации (фиг, II содержит вход 1 информации и вход 2 синхрочастоты, подключенные к формирователю 3 трехчастотного сигнала записи, выход 4 которого соединен с первым входом блока 5 разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, второй вход которого соединен с входом 2 синхрочастоты.устройства, Выходами бло5 ка разделения и распределения временных интервалов сигнала записи являются шины 6-11, подключенные к входам формирователя 12 управляющего напряжения, выполненного в виде сумматора-вычитателя на операционном усилителе 13 с рёзистивной обратной связью и 2п резисторах, первые п выходов которого ( шины 7, 9 и 11I соединены через первые Р весовых резисторов с инвертИрующим, а вторые п выходов (шины 6jt 8 10) через вторые и весовых резиторов соединены с неинвертирующим входом операционного усилителя с рёзистивной обратной связью.

Выход формирователя 12 управляющего напряжения подключен к входу генератора 14 пилообразного напряжения, выполненного, например, в виде интегратора. Выход генератора пилообразного напряжения соеднен с входом выходного усилителя 15 записи, выходом соединенного с магнитной головкой 16 записи.

Последовательно соединенные бло 5 разделения и распределения временых интервалов сигнала записи, формирователь 12 управляющего напряжения и генератор 14 пилообразного напряжения образуют преобразовател сигнала записи прямоугольной формы в сигнал записи пилообразной формы.

Устройство работает следующим образом.

Из входного информационного сигнала и синхрочастоты (эпюры а и б фиг. 2) формирователь п-частотного сигнала записи формирует трехчастотный (п-3) сигнал записи (эпюра в фиг. 2 ), поступающий на вход блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, на другой вход -которого поступают импульсы синхрочастоты. В блоке-разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, сигнал ( эпюра в, фиг. 2 ) разделяется на отдельные интервалы в зависимости от их длительности и полярноети и распределяются по отдельным шинам {эпюры г1, г2,.д1, д2, el, е2, фиг. 2 ). .

Интервалы длительностью IT, 1, 5 Т,и 2 Т, полярность.которых положительна (например, соответствует высокому уровню напряжения в сигнале в, фиг. 2) поступают на шины 7, 9 и 11 (фиг. 1) и через весовые резисторы - на неинверти- . рующий вход операционного усилителя с рёзистивной обратной связью, а интервалы, полярность которых отрицательна (например, соответствует низкому уровню напряжения в сигнале в, фиг. 2J поступают на шины б, 8 и 10 ( фиг. 1 ) и через такие

же весовые резисторы на неинвертирующий вход . операционного усилителя с рёзистивной обратной связььэ.

Номиналы сопротивлений весовых резисторов выбирают таким образом, чтобы отношение величины сопротивления резистора обратной связи R 1 к величине сопротивления весового резистора, соответствующего данному интервалу, было бы обратно пропор0ционально значению длительности этого интервала. Величину сопротивления резистора R2 принимают равной величине сопротивления параллельно соединенных весовых резис5торов, подключенных к неинверти- . рующему входу операционного усилителя с рёзистивной обратной ,связью. Таким образом, для временных интервалов с длительностями 1 Т, 1, 5 Т

0 и 2 Т и величине номинала резистора обратной связи , номиналы весовых резисторов должны быть соответственно R, 1,33R и 2R .

5

На выходе формирователя управляющего напряжения формируется напряжение ступенчатой формы {эпюра ж, фиг. 2) с чередующейся полярностью в соседних временных интервалах,

0 при этом абсолютные значения амплитуды напряжения на каждом интервале обратно пропорциональны значениям длительности этих интервалов Управляющее напряжение поступает

5 на вход генератора пилообразного напряжения, на выходе которого формируется сигнал-- записи (эпюра и, фиг. 2) 3 виде последовательности перепадов напряжения пилообразной формы, при этом на каждом временном

0 интервале напряжение изменяется линейно и в противоположных направлениях для соседних интервалов, а на границах интервалов абсолютные значения напряжения равны для всех

5 значений длительности этих интервалов . .

Пилообразный сигнал записи( эпюра и, фиг. 2) поступает на вьйодной усилитель записи, который печивает пилообразный ток записи (эпюра к, фиг. 2) необходимой величины в магнитной головке записи.

Блок 5 разделения и распределения временных интервалов сигнала

5 записи (фиг. 1), структурная схема которого (для случая- трехчастотного сигнала записи ) изображена на фиг.З, содержит вход информации 4 и синхрочастоты 2, выходные шины интер0валов сигнала записи 6-11, первый элемент 17 задержки, сдвигающий регистр 18, с первого по четвертый элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19-22, вто. рой элемент 23 задержки, двухвходовой элемент ИЛИ 24, первый, второй

5

и третий элементы НБ 25-27, с первого по шестой трехвходовые элементы И. 28-3.3, объединенные попарно в три группы, с первого по шестой D -триггеры 34-39, объединепные попарно в три группы.

В общем случае, для сигнала записи с числом градаций временных интервалов fi73 (п 4,5... |, блок разделения и распределения временных интервалов сигнала записи содержит сдвигающий регистр с числом разрядов +3, (п+1) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, (п -2) двухвходовых элементаили, п элементов НЕ, 2h трехвходовых элементов И,2п D-триггеров и2п выходных шин интервлов , а Формирователь удрай ляющего напряжения при этбм должен иметь 2п весовых резисторов. На фиг. 1 и 3 эти добавочные элементы даны без позиционных обозначений, а добавочные связи к ним показаны пунктиром.

Выход 4 формирователя трехчастотного сигнала записи подключен к D -входу сдвигающего регистра 18, к С-входу которого через элемент задержки подключен вход 2 синхрочастоты.

Первый разряд сдвигающего регистра 18 подключен к первому вхо- ду первого элемента Исключающее ИЛИ 19, второй разряд сдвигающего регистра соединен с вторым входом элемента 19, а также с объединенными первыми входами элементов И 29-31 и 33 непосредственно, а через первый элемент НЕ 25 - .с объединенными первыми входами элементов И 28, 30 и 32. Третий разряд сдвигающего регистра подключен к первому входу второго элемента Исключающее ИЛИ 20, а к его второму входу подключен четвертый разряд сдвигающего регистра, каждый следующий разряд сдвигающего регистра соединен с вторым входом предьщущего и первым входом последующего элемента Исключающее ИЛИ, последний разряд сдвигающего регистра подключен к второму входу последнего элемента ; ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 22.

Выходы элемента 20 подключены к объединенным вторым входам и третьи входам элементов И 28 и 29, выходы третьего элемента Исключающее ИЛИ 21 подключены к объединенным вторым входам И 30 и 31, выход четвертого элемента Исключающее ИЛИ 22 соединен с объединенными в торгами входами элементов И 32 и 33.

Выход элемента 20 соединен также с первым входом ИЛИ 24 и вторым элементом НЕ 26, к второму входу ИЛИ 2 подключен выход элемента 21, а выход элемента ИЛИ 24 подключен к входу третьего элемента НЕ 27. Выходы элементов НЕ 26 и 27 подключены соответственно к объединенным попарно третьим входам трехвходовых элементов И 30 и 31, 32, -и 33. Выходы каждого элемента И 28-33 подключены соответственно к D -входу триггеров 34-39, а С-входы этих триггеров объединены и подключены к выходу первого элемента ИСКЛЮЧА0 ЮЩЕЕ ИЛИ 19 через второй элемент 23 задержки.

Выходы триггеров 34-39 являются выходными шинами 6-11 блока разделения и распределения временных ин5 тервалов сигнала записи, который эаботает следующим образом.

На ф -вход сдвигающего регистра поступает трехчастотный сигнал записи, а на С-вход сдвигающего регистQ ра поступает синхрочастота, задержанная в первом элементе задержки на время-Ь- 0,5 Т. (эпюры а и б соответственно, фиг. 4J.

В сдвигающем регистре осуществля5 ется временная задержка сигнала записи (эпюры в1-вб, фиг. 4)

На выходе первого элемента Исключающее ИЛИ 19 (фиг. 3) вырабатывается сигнал (эпюра л1, фиг. 4),

передние-фронты которого соответствуют границам временных интервалов. Через второй элемент задержки этот сигнал (эпюра м1, фиг. 4 поступает на объединенные С-входы триггеров 34-39 (фиг. 3), и по его

переднему фронту происходит срабатывание того триггера, у которого на В-входе в этот момент будет уровень 1, и выключение того триггера, у которого на выходе был до

этого уровень 1.

Управление D -входами триггеров производится:выходными сигналами элементов И 28-33.

В свою очередь,управляющие сигналы формируются элементами И 28-33 в зависимости от полярности интервалов, для чего с второго разряда сдвигающего регистра на элементы И 29, 31 и 33 поступает сигнал (эпюра в2, фиг. 4 .непосредственно, а на элементы И 28, 30 и 32 этот же сигнал подается в противофазе через первый элемент НЕ.

Разделение интервалов по их длительности происходит при попарном сравнении соседних разрядов, начиная с третьего разряда, сдвигающего регистра на элементах ИСКЛ;ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20-22 (эпюра л2-л4, фиг. 4| при

этом на выходах второго и третьего элементов НЕ вырабатываются сигналы (эпюры м2, мЗ, фиг.4) блокировки прохождения интервалов длительностью 1,5 Т и 2 Т при наличии интервалов длительностью 1 Т, и интервалов длительностью 2 Т при наличии интервалов длительностью 1,5 Т, сигналы блокировки поступают на со ответствующие глементы И 30-33. Первая пара элементов И 28и 29 и триггеров 34 и.35 выделяют интервалы длительностью 1 Т, соответству щие положительной и отрицательной полярности этих интервалов в многочастотном входном сигнале (эпюры и1 , г1 и г2, фиг. 4). Вторые пары элементов И 30 и 31 и триггеров 35 и 36 вьщеляют интервалы длительностью 1,5 Т положитель ной и отрицательной полярности (эпюры п1 и п2, д1 и д2, фиг 4). Третьи пары схем элементов И 32 и 33 и триггеров 38 и 39 выделяют интервалы длительностью 2 Т положительной и отрицательной полярности эпюры с1 и С2, el и е2, фиг. 4.). С выходов триггеров 34-39, которые являются также выходами блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, интервалы длительностью 1 Т, 1,5 Т и 2 Т, распределенные по отдельHbJM шинам в виде напряжения, соответствующего уровню 1, поступают на вход формирователя управляющего напряжения. Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно обеспечивает плотность записи и 1,5-2 раза больше, чем известное устройство записи цифровой информации моди.фицированной фазовой модуляцией, поскольку запись на носитель осуществляется током пилообразной формы, а неп ямоугольными пере- парами тока, как в известном устройстве, что уменьшает фазовые искажения воспроизводимых сигналов, и тем самым позволяет повысить плотность. Увеличение плотности записи дает возможность увеличить информа.ционную емкость аппаратуры магнитной записи или сократить расход носителя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю г -частотного ( 2 ) сигнала за писи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной .формы, а также выходной усилитель Записи, соединенный с магнитной головкой записи, отличающе еся тем, что, с целью повышения плотности записи, в него вве ден преобразователь сигнала записи прямоугольной формы в сигнал записи пилообразной формы, включенный между выходом формирователя п-частотного сигнала прямоугольной формы и входом усилителя записи, выполненный из последовательно . соединенных блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, формирователя управляющего напряжения и генератора пилообразного напряжения, при этом формирователь управляющего напряжения выполнен в виде сумматоравычитателя на операционном усилителе с резистивной обратной связью и 2п резисторах,причем инвертирующий вход операционного усилителя с резистивной обратной связью через первые h резисторов подключен соответственно к первым п выходам блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, вторые п выходов которого соответственно через вторые г -резисторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя с резистивной обратной, связью, а синхронизирующий вход блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи соединен с входом синх рочастоты устройства.

11 1 Q О Q О 1 О 1 О 1 1 1 1 О

а Т ( I 1 i I

V I 111 t и I 11 I I и I 11 . .

yfut.2

фи.З

UJJJJJ-i-LLLLLLLLUll I II I I I I I И I I П

B2- nrMLJjnllLSJTWLrw 2 ГТГиП7т

81