Устройство для воспроизведения сигналов цифровой информации с носителя магнитной записи Советский патент 1984 года по МПК G11B5/09 

Изобретение относится к приборестроению, а именно к технике магнит ной записи и может быть использован в аппаратуре магнитной записи для воспроизведения цифровой информации 1записанной с применением метода относительно фазовой модуляции (ОФМ). Известно устройство для воспроиз ведения цифровой информации с носителя магнитной записи, содержащее последовательно соединенные магнитную головку, сопряженную с движущим ся носителем магнитной записи фазомодулированного сигнала, усилитель воспроизведения, корректор и усилитель-ограничитель , а также синхроблок и демодулятор l . Недостаток : данного устройства заключается в большой погрешности воспроизведения им сигнала цифровой информации при наличии глубоких выпадений сигнала воспроизведения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для воспроизведения .цифр вой информации с носителя магнитной записи, содержащее последовательно соединенные магнитную:головку, сопр женную с движущимся носителем магнитной записи фазомодулированного сигнала, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель-ограничитель, и демодулятор (включает элементы И, инвертор и тригг.ер) , вторым входом соединенный с .выходом синхроблока (включает одновибратор и формирователь), соединенного входом (через формирователь) с выходом -усилителяограничителя {2J Недостатком известного устройств является то, что воспроизведение си налов цифровой информации, записанных с применением ОФМ, оно осуществ ляет со значительной погрешностью при наличии глубоких .выпадений сигнала воспроизведения. Погрешность воспроизведения сигнала цифровой информации обуславливает наличие в воспроизводимом инг. формадионном потоке цифровых данных определенного количества ошибочных символов. Цель изобретения - уменьшение по грешности воспроизведения сигнала цифровой информации при наличии выпадений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно.соединенные магнитную головку, сопряженную с носителе магнитной записи фазомодулированног сигнала, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель-ограничитель и демодулятор, вторым входом соединенный с выходом синхроблока, имеющего 1 усковой блок и входом подключенного к выходу усилителя-ограничителя, и последовательно соединенные генератор, задающий счетчик с группой установочных входов и счетный триггер, установочный вход которого, а также управляющий вход задающего счетчика подключены к выходу пускового блока, первым входом соединенного с входом синхроблока, а вторым входом - с выходом счетного рриггера, другой вход которого соединен с-выходом синхроблока, введены последовательно соединенные триггер и блок установки сдвига синхросигнала, выходы которого соответственно соединены с группой установочных входов задаиощего .счетчика синхроблока, последовательно соединенные первый пороговый блок, первый счетчик и первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера; и последовательно соединенные второй пороговый блок и второй счетчик, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика и вторым входом триггера, а также второй элемент ИЛИ, включенный между выходом первого порогового блока и установочным входом второго счетчика, и третий счетчик, счетным входом соединенный с выходом усилителя-ограничителя , установочным входом - с выходом второго порогового блока, а выходом - с другими входами элементов ИЛИ, при этом входы обоих пороговых блоков подключены к выходу корректора. На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройств.а,на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие принцип его работы. Устройство содержит магнитную головку 1, сопряженную с движущимся носителем магнитной записи (не показан) ,. усилитель 2 воспроизведения, корректор 3, усилитель-ограничитель 4, синхроблок 5, демодулятор 6, выходную информационную шину 7 и выходную шину 8 синхросигнала, а также первый 9 и второй 10 пороговые блоки, первый 11, второй 12 и третий 13 счетчики импульсов, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, триггер 16 и блок 17 установки сдвига синхросигнала. Синхроблок 5 содержит пусковой блок 18, генератор 19, задающий счетчик 20 (типа 564 ИЕ14) и счетный триггер 21. Демодулятор 6 содержит инвертор 22, первый 23, второй 24 и третий 25 Д-триггеры, а также сумматор 26 по модулю два. Выводы головки 1 соединены с входом усилителя 2 воспроизведения, выход которого соединен с входом корректора 3. Выход корректора 3 подключен к входу усилителя-ограничителя 4 и входам пороговых «блоков 9 и 10. Выход блока 9 соединен с первым входом элемента ИЛИ 15 и сче ным входом счетчика 11 импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, выход которо го соединен с первым входом триггера 16. Выход блока 10 соединен с установочным входом счетчика 13 импульсов и счетным входом счетчика 12 импульсов, выход которого подключен к установочному входу счетчи ка 11 импульсов и втоЕжлм входам три гера 16, Выход счетчика 13 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 14 и вторым входом элемента ИЛИ 15, выхо которого соединен с установочным входом счетчика 12. Выход триггера 16 соединен с управляющим входом блока 17 установки сдвига синхросиг нала. Выход усилителя-ограничителя 4 соединен, со счетным входом счетчика 13 импульсов, D -входс1ми триггеров 23 и 24, демодулятора 6 и сиг нальным входом пускового блока 18 синхроблока 5. Выходы блока 17. уста новки сдвига синхросигнала соответственно соединены с группой уста новочных входов эадгиощего счетчика 20 синхроблока 5. Соединения внутри синхроблока 5 следующие. Выход генератора 19 соединен со счетным входом задающего счетчика 20. Выход пускового блока 18 соединен с установочным входом счетного триггера 21 и входе управления предварительной установкой задающего счетчика 20, выход которо го подключен к счетному входу счетного триггера 21. Инверсный выход счетного триггера 21 соединен с вхо дом сброса пускового блока 18. Прямой выход счетного триггера 21 соединен с выходной шиной 8 синхросигнала, входом инвертора 22 и С-входа ми J) -триггеров 23 и 2Ь и демодулятора 6. Соединения внутри демодулятора 6 следующие. Выход инвертора 22 соединен с С-входом D -триггера 24, выход которого и выход ID -триггера 23 соединены с входами сумматора 26 по модулю два. Выход сумматора 26 соединен с D -входом триггера 25 выход которого подключен к выходной информационной шине 7. Блок 17 установки сдвига синхросигнала выполнен на основе четырехканального мультиплексора типа 564 ЛС2 (содержит четыре логических элемента 2 И и 2 ИЛИ). Пусковой блок 18 синхроблока 5 содержит инвертор и два D -триггера объединенных по выходу элементом ИЛ При этом вход пускового блока соединен с установочным входом одного D-триггера и входом инвертораi выхо которого соединен с установочным входом другого D -триггера, а вход сброса этого блока подключен к Свходам обоих D -триггеров. Записанный фаэомодулррованный (фазоразностный) сигнал В оспроизводится индукционной магнитной головкой 1, линейно усиливается усилителем 2 воспроизведения и проходит через корректор 3. В общем случае корректор 3 осуществляет амплитудную, частотную и фазсгвую коррекцию сигнала воспроизведения. Сигнал на выходе корректора 3 показан на диаграмме а (фиг.2). Выходной сигнал корректора 3 усиливается и ограничивается усилителем-ограничителем 4. В результате получается прямоугольный сигнал (диаграмма б, фиг.2), соответствующий исходному фазомодулированному сигналу, поступающему на запись (но до введения в него предискажений типа врезок)I В этом сигнале каждый интервал большей протяженности соответствует символу О записываемой информации, а каждая пара соседних интервалов малой протяженности - символу . Сформированный прямоугольный сигнал воспроизведения поступает с выхода усилителя-ограничителя 4 на вход синхроблока ii и первый информационный вход демодулятора 6. Синхроблок 5 с помощью воспроизводимого сигнала форлиирует синхросигнал .(диаграмма д, фиг.2) , с помощью которого демодулятор б производит распознавание информационных О ) в воспроизсимволов (1 водимом фазомодулированном сигнале (т.е. осуществляет демодуляцию). Информационный сигнал с выхода демодулятора 6 и сопрювождающий его синхросигнал поступают на выходные шины 7 и 8 устройства соответственно. Синхрюблок 5 в стартстопном режиме работает следующим образом (фиг.1). Выходной -потенциальный сигнаш блока 18 (когда он находится в исходном состоянии) поддерживает в нулевом (относительно прямого выхода) состоянии счетный триггер 21, а также производит запись (и поддерживает в этом состоянии) в задающий счетчик 20 (поступая на его управляющий РЕ-ВХОД двоичного кода, установленного на группе его установочных входов, блоком 17 установки сдвига синхросигнала. При отсутствии глубоких выпадений сигнала воспроизведения в задающий счетчик 20 записывается в двоичном коде число, равное половине его модуля счета. Период следования импульсов на выходе задающего счетчика 20, опредё ляемый его модулем счета и частотой генератора 19 (диаграмма г, фиг„2) , равен половине тактового интервала BocnpOH3BowiMoro фазомодулировапного сигнала. Следонательно, после .отпирания задающего счетчика 20 первый импульс на его выходе появляется через четверть такта (в случае отсутствия глубоких выпадений сигнала воспроизведения). Фронт (по ложительный или отрицательный) выходного прямоугольного сигнала усилителя-ограничителя 4 переключает 6;ioK 18, в- результате чего снимаетс сигнал высокого уровня на его выходе. При этом освобождается от .блоки ровки счетный триггер 21 и задающий счетчик 201 Через четверть такта на выходе задающего счетчика 20 появляется первый импульс (диаграмма г, фиг 2) j, который переключает счетный триггер 21, Сигнал на прямом выходе счетного триггера 21 и, следователь ноf на выходе синхроблока 5 показан на диаграмме д. (фкг,2) При этом отрицательный перепад на инверсном выходе счетного триггера 21 не изменяет состояния блока18„ Через полтакта появляется второй импульс на выходе задающего счетчика 20, от которого вторично переключается счетный триггер 21. При этом положительный перепад уровней сигнала на инверсном выходе счетного триггера 21 сбрасывает з искодное состояние блок 18, На его выходе появляется потенциальный сигнал, который поддерживает в, нулевом состоянии счетный триггер 21, а также производит запись и одновременно блокирует его (в этом состоянии) S задающий счетчик 20 двоичного кода, заданного блоком 17. Следующий после этого фронт (положительный или отрицательный) выходного сигнала усилителя-ограничителя 4 опять переключает блок 18о Начинается новый цикл работы задающего счетчика 20 и счетного триггера 21 и т.д. В результате на выходе синхроблока 5 формируется синхросигнал (диаграг.1ма д, фиг. 2)-, скважность которого примерно равна двум и который задержан относительно воспроизводимого фазсмодулированного сигнала в данном случае ровно на чет верть такта с Этот синхросигнал поступает на выходную шину 8 устройства и на второ вход демодулятора 6, Демодулятор б логического типа работает следующим образом (фиг., 1). Фазомодулкрованный сигнал с вых.о да усилителя-ограничителя 4 поступает на информационные зходь (,0--вхо ды) Л -триггеров 23 и 24, Записдъ в. D-триггеры 23 - 25 информации произ водихся положительными перепадами уровней сигналов, поступающих на их тактовые входы (С-входы). На тактовый вход В -триггера 23 синхросигнал поступает непосредственно, а на тактовый вход В -триггера 24 - через инвертор 22, При этом D -триггер 23 хранит информацию об уровне сигнала в первой половине такта с запоминанием ее до прихода следующего положительного перепада синхросигнала, а D -триггер 24 хранит информацию об уровне сигнала на второй половине данного такта, с запоминанием ее также до прихода следующего положительного перепада неинвертированного синхросигнала. Если уровни этих сигналов совпадают, то на выходе сумматора 26 по модулю два находится низкий уровень, что соответствует символу О, Если же уровни выходных сигналов- D -триггеров 23 и 24 разные, то на выходе сумматора 26 устанавливается высокий уровень, что соответствует символу Ч. Выходная информация сумматора 26 записывается в I) -триггер 25 в первой половине следующего такта соответствующим положительным перепадом синхросигнала. Эта запись успевает осуществиться за время воздействия этого же перепада,в частности, на I) -триггер 23 и сумматор 26. На выходе D -триггера 25 формируется информация в коде без возвращения к-нулю (БВН), которая поступает на шину 7устройства (диаграмма е, фиг.2). При отсутствии глубоких выпадекий сигнала воспроизведения пороговый блок 9 формирует из воспроизводимого информационного сигнала последовательность прямоугольных импульсов , которые с ее выхода поступгиот через элемент ИЛИ 15 на установочный (в нулевое состояние) вход счетчика 12 импульсов, а также на счетный вход счетчика 11 импульсов. При этом сигнал на выходе счетчика 12 отсутствует, а-на выходе счетчика 11 формируются импульсы,которые поступают через элемент ИЛИ 14 на первый вход триггера 16. В исходном состоянии триггера 16 сигнал на его выходе отсутствует, вследствие чего блок 17 установки сдвига синхросигнала постоянно подает на группу установочных входов задающего счетчика 20 синхроблока 5 первый (из двух) свой двоичный код код числа, равнозго половине МОДУ.ЛЯ счета задающего счетчика 20, в устройстве глубина выпадений сигнала воспроизведения конттолируется по двум уровням., Первый, более высокий контрольный уровень (равный, например, 3,75% от номинального уровня сигнала воспроизведения) задается, уровнем порога срабатывания блока 9, а второй, более низкий уровень (равный, в частносо:.и, 1,5% рт номинального уровня сигнала воспроизведения) определяется уровнем порога блока 10. Если сигнал воспроизведения превышает первый контрольный уровень, то это свидетельствует об отсутствии глубоких выпадений. Когда уровень Ьигнала воспроизведения снижается ниже первого конт рольного уровня, но еще остается выше второго контрольного уровня, то это первая ступень глубокого выпадения. При этом счетчик 12 импульсов подсчитывает выходные прямоугольные импульсы порогового блок 10, на выходе которого появляются импульсы, поступающие на установочный вход счетчика 11 импульсов и далее поддерживающие его в выключен ном (нулевом) состоянии. Указанные импульсы поступают также на второй вход триггера 16 и переключают его. На выходе триггера 16 устанавливает ся потенциальный сигнал управления, который поступает в блок 17 установ ки сдвига синхросигнала. / Первый этап глубокого выпадения характеризуется возможностью расшиф ровки всех кодовых комбинаций и в частности, наличием значительных временных искажений в виде сдвигов нуль-переходов сигнала воспроизведе ния в комбинациях ...010..., (диаграмма ж, фиг.2). При этом в выход ном сигнале усилителя-ограничителя 4 оказываются сильно сокращенными первые интервалы малой протяженност из пары интервалов соответствующих символу Ч комбинаций (...010.,. (диаграмма з, фиг.2). Рассматриваемые временные (фазовые) Искажения сигнала воспроизведе ния в комбинациях (...010,..) обусловлены возникновением задержки уст новления фазы высокочастотного сигн ла (каким кодируется символ ) иэ-за сужения прлосы пропускания ка нала воспроизведения во время выпадения. Из диаграммы з (фиг.2) следует, что для повышения достоверности демо дуляции символа Ч в комбинациях (...010...) необходимо момент перво го (после запуска блока 18) переключения счетного триггера 21 синхроблока 5 сдвинуть влево так, чтобы этот момент расположился в середине укороченного первого интервала малой протяженности такта символа Местоположение во времени этого периода переключения счетного- триггера 21 задается счетчиком 20 синхроблокз 5, в частности , предварительной уста нэвкой этого счетчика выходным кодом блока 17 установки сдвига синхро сигнала. При наличии выходного управляющего сигнала триггера 16 блок 17 установки сдвига синхросигнала подает на группу установочных входов задающего счетчика 20 второй двоичный код - код числа, равного, например, трем четвертям модуля счета задающего счетчика 20. В этом случае первое после кгикдого запуска блока 18 (диаграмма и, фиг.2) переключение задающего счетчика 20 происходит.соответственно через одну восьмую (а не через четверть 1акта, как при отсутствии глубокого выпадения) часть тактового интервала (диаграмма к,фиг.2), что при первой ступени глубокого выпадения существенно повышает достоверность распознавания СИМВОЛОЕГ 1 в кодовых комбинациях (диаграмма м, фиг.2). Сигнал на выходе синхроблока 5 при этом показан на диаграмме л (фиг.2) . Вторая ступень выпадения начинается, когда уровень сигнала воспроизведения упадет ниже второго контрольного уровня. Для второй ступени выпадения нельзя оставить предварительную установку задающего счетчика 20, какая использовалась во время первой ступени выпадения. Во время второй ступени выпадения кодовые комбинации (...010...) в сигнале воспроизведения разрушены полностью, но последовательности (...111..., естественно и ...000...) расшифровке еще подлежат. Причем для обеспечения высокой достоверности демодуляции следующих подряд нескольких символов ( необходимо фронты последовательности синхроимпульсов (диаграмма д, фиг.2), опять разместить посередине полутактовых интервалов, как это осуществляется при отсутствии выпадений . При второй ступени выпадения перестает формировать прямоугольные импульсы и пороговый блок 10. В результате этого начинает функционировать счетчик 13 импульсов, на счетный вход которого поступает импульсный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 4. Появившиеся затем на выходе счетчика 13 импульсы проходят через элемент ИЛИ 14 и сбрасывают триггер 16 в исходное состояние. В результате этого переключается в первоначальное состояние блок 17 установки сдвига синхросигнала, с выходов которого при этом на группу установочных входов задающего счетчика 20 опять начинает поступать двоичный код числа, равного половине модуля счета задающего счетчика 20 или четверти тактового интервала.. Возврат устройства в режим демодуляции нормального сигнала происходит следующим образом. При возрастании сигнала воспроизведения выше второго контрольного

уровня начинают формироваться прямоугольные импульсы на выходе порогового блока 10 и, следовательно, на выходе счетчика 12 импульсов. Вьоходные импульсы этого счетчика переключают триггер 16, в результате чего блок 17 установки сдвига синхросигнала переключается во второе состояние и изменяется предварительная устйновка задающего счетчика 20 в соответствии с рассмотренной выше работой устройства во время первой ступени выпадения. При дальнейшем возрастании сигнала воспроизведения И превьшении им первого контрольного уровня появляются импульсы и на Bfc3xo де блока 9 и, следовательно, на выходе счетчика 11 импульсов. Первый же импульс с выхода этого счетчика проходит через элемент.ИЛИ 14 и сбрасывает в исходное состояние триггер 16

Модуль счета каждого счетчика импульсов равен, например, четырем. Эти счетчики импульсов предназначены основном, для обеспечения устойчивой работы устройства во время изменения уровня сигнала воспроизведения вблизи первого и второго контрольных уровней, а также для защиты устройства от ложных переключений 1риггера 16 случайными выходными сигналами блоков 9 и10 и во время кратковременного пропадания этих сигналов.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении погрешности воспроизведения цифровой информации (записанной с применением метода относительной фазовой модуляции) при наличии глубоких выпадений сигнала воспроизведения , достигнутом в результате осуществления автоматической привязки точек зондирования воспроизводимого: сигнала к середине наиболее иска- , жаемЫх временных интервалов (первого интервала малой протяженности в такте символа ) этого сигнала в соответствии с глубиной выпадения сигнала воспроизведения и с учетом степени искажения разных кодовых комбинаций этим выпадением,,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ, содержащее последовательно соединенные магнитную головку, сопряженную с носителем магнитной записи фазомодулированного сигнала, усилитель воспроизведения, корректор, усилительограничитель и демодулятор, вторьм входом соединенный с выходом синхроблока, имеющего пусковой блок и входом подключенного к выходу усилителя-ограничителя , и последовательно соединенные генератор, задаю1йий счетчик с группой установочных входов и счетный триггер, установочный вход которого, а также управляннций вход задающего счетчика подключены к выходу пускового блока, первым входом соединенного с входом синхроблока, а вторым входом - с выходом счетного триггера, другой выход которого соединен с выходом синхроблока,отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности воспроизведения сигнала цифровой информации при наличии выпадений, в него введены последовательно соединенные триггер и блок установки, сдвига синхросигнала, выходы которого соответственно соединены с группой установочных входов задающего счетчика синхроблока, последовательно соединенные первый пороговый блок, первый счетчик и первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому i входу триггера, и последовательно соединенные второй пороговый блок и (Л второй счетчик, .выход которого соединен с установочным входом первого счетчика и вторым входом триггера, а также второй элемент И Л И, включенный между выходом первого порогового бло- ка и установочным входом второго счетчика, и третий счетчик, счетным входом соединенный с выходом усиЛитеА |- ля-ограничителя, установочным вхо- ,„, дом - с выходом второго порогового ;Цщ блока, а выходом - с другими входами,rt элементов ИЛИ, при этом входал обоих |л.пороговых блоков подключены к выходу; W корректора.iQO ч1 ел

о о

ff /

фиг. 2