Способ многоканальной магнитной записи Советский патент 1984 года по МПК G11B5/04 

СО

N

сд ьо Изобретение относится к приборостроению, а именно к способам многоканальной записи на магнитный носитель. Известен способ многоканальной магнитной записи путем временного разделения каналов частотно-модулированных сигналов 1. Недостатки способа заключаются в асинхронности выборок каждого канала, зависящей от содержания информации других каналов что предполагает использование в процессе воспроизведения демодулятора сложной структуры, а также в сложности распознавания номера каналов. Кроме того, использование плотностной характеристики магнитной записи при реализации способа является неполным. Периоды сигналов, принадлежащие соседним измерительным каналам, могут иметь крайние значения длительности, соответствующие минимальному и максимальному уровням измерительных сигналов, что не имеет места при регистрации одного частотно-модулированного сигнала в одном канале магнитной записи. Для исключения появляющегося в этом случае переходного межканального влияния и сохранения удовлетворительной точности регистрации многоканального сигнала в канале магнитной записи, рассчитанного на запись одного частотно-импульсно-модулированного сигнала, плотность записи приходится у1«еньщать и переходить на использование значений несущей частоты следующих более низких диапазонов частот из стандартного ряда. Это приводит в конечном счете к снижению информационной плотности записи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ многоканальной магнитной записи путем временного разделения каналов преобразованных входных аналоговых .сигналов в щиротноимпульсно-модулированные сигналы. Из модулированных импульсных последовательностей первого и второго каналов формируют вспомогательную импульсную последовательность, в которой передний фронт модулированной импульсной последовательности первого канала преобразуется в задний фронт длительности импульса этого модулированного сигнала. Вычитая сигнал модулированной импульсной последовательности второго канала из сигнала вспомогательной импульсной последовательности, получают уплотненный сигнал. Этот сигнал относится к многоуровневому и многозначному прямоугольному сигналу в связи с тем, что в каждом цикле сигнала имеется более двух уровней. Положительные фронты уплотненного сигнала соответствуют начальной точке напряжения пилообразной формы, что обеспечивает необходимую синхронизацию во время процесса воспроизведения результата записи. Временное положёние отрицательных фронтов уплотненного сигнала изменяется в соответствии, с колебаниями входных сигналов первого и второго каналов и используется при демодуляции во время процесса воспроизведения резул ьтата записи. Участки с повторяющимся периодом Т служат в качестве синхронизирующих сигналов. Они совпадают с положительными фронтами, имеющими значение амплитуды уплотненного сигнала. Остальные разнополярные фронты, временное положение которых изменяется в соответствии с колебаниями входных сигналов каналов, имеют в два раза меньще значение амплитуды уплотненного сигнала. Это обеспечивает во время процессов воспроизведения результата записи распознавание синхронизирующего сигнала и модулированных сигналов 2. Однако известный способ не позволяет осуществить регистрацию большого объема непрерывной информации, содержащейся в сигналах: входных каналов. Целью изобретения является повышение информационной плотности записи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу многоканальной магнитной записи путем временного разделения каналов преобразованных входных аналоговых сигналов в импульсно-модулированные сигналы аналоговый сигнал каждого канала преобразуют в амплитудно-импульсно-модулированные сигналы, осуществляют их временное сжатие-в 2,5-К-т раза (где К - число дискретов на один наименьший период Т аналогового сигнала при преобразовании в амплитудно-импульсно-мрдулированные сигналы; ш - число каналов), формируют каждом канале последовательность выборок амплитудно-импульсно-модулированных сигналов из нее менее К дискретов с интервалами между выборками не менее и преобразуют выборки амплитудно-импульсно-модулированных сигналов в выборки периодно-импульсных сигналов, а временное разделение каналов осуществляют с записью синхроимпульсов в интервалах между выборками. Операции с сигналами разных каналов позволяют получить равномерное уплотнение этих сигналов без потери отсчетов, применить способ периодно-импульсной модуляции, не использовать многоуровневую форму тока записи для регистрации уплотненных сигналов на магнитный носитель. Способ осуществляется следующим образом. Аналоговый входной сигнал каждого канала разделяют во времени на отдельные равномерные участки, которые можно назвать выборкой входного сигнала. Каждая выборка может состоять из многих периодов измерительного сигнала, например из двух периодов наивысшей частоты измерительного сигнала. Исходная выборка сигнала преобразуется в новую, содержащую прежнее число периодов измерительного сигнала, но занимающую меньщее время. Процесс временного сжатия происходит спомощью нескольких операций, включающих преобразование измерительного сигнала в амплитудномодулированные импульсные дискреты, запоминание и последующее считывание их в ускоренном темпе. Число дискретов, приходящихся на один наименьщий период Т аналогового сигнала, выбирают, исходя из необходимой точности восстановления сигнала при воспроизведении и демодуляции.

Таким образом, временное сжатие осуществляется в 2,5-Кт раз, где К - число дискретов на один наименьщий период Т аналогового сигнала; m - число каналов.

Сигналы из группы каналов, предназначенных .для регистрации на одну дорожку магнитного носителя, согласно предложенному способу подвергают временному сжатию таким образом, чтобы участки сигналов, соответствующие различным каналам, разделялись временными промежутками. Длительность временного промежутка выбирают, исходя из условия возможности регистрации в нем импульсов синхронизации. Оптимальные результаты получают при длительности временного промежутка не менее длительности -Т.

Амплитудно-модулированный импульсный сигнал затем преобразуют в периодноимпульсно-модулированную последовательность. Последняя перед регистрацией на магнитный носитель получает дополнительное преобразование, которое заключается в записи в интервалах между выборками синхроимпульсов.

Последовательность действий с входными сигналами и импульсными последовательностями представляет (|изический процесс переноса спектра частот исходных сигналов в верхнюю часть линейного спектра, осуществляемый поочередно во времени для всех каналов, которым отводится определенное место в общем потоке элементов, представляющем многоканальный сигнал. Временные промежутки, существующие между выборками и содержащие синхроимпульсы, используются при воспроизведении результата записи многоканального сигнала для синхронизации каналов и организации обратного переноса спектра частот при восстановлении исходных сигналов.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы предложенного способа многоканальной записи, сигналов на магнитный носитель; на фиг. 2 - блок-схема одного из возможных вариантов устройства для осуществления предложенного способа.

Устройство содержит источник 1 сигнала первого канала, источник 2 сигнала второго канала, схему 3 выборки и хранения амплитудно-импульсно-модулироваиного сигнала первого канала, схему 4 выборки и хранения амплитудно-импульсно-модулированного сигнала второго канала, схему 5 суммирования, последовательно соединенные модулятор 6, схему И 7, схему ИЛИ 8, триггер 9, усилитель 0 записи, головку 11 записи. Элементы I -11 составляют блок 12 записи информационного сигнала. На фиг. 2 показан один такой блок, но их число может быть больще. Устройство содержит также генератор 13, триггер .14, первый, второй, третий, четвертый и пятый делители 15-19, первый, второй и третий формирователи 20-22 импульсов, первый и второй коммутаторы 23 и 24, генератор 25 пилообразного напряжения. Элементы 13-25 составляют блок 26 синхронизации. Последовательно соединенные схема ИЛИ 27, триггер 28, усилитель 29 записи и головка 30 записи в совокупности составляют блок 31 записи синхросигнала.

Блок 26 синхронизации имеет, первый выход 32, совпадающий с выходом первого формирователя 20 импульсов, второй выход 33, совпадающий с выходом второго формирователя 21 импульсов, третий выход

34,совпадающий с выходом третьего формирователя 22 импульсов, четвертый выход

35,совпадающий с группой выходов второго коммутатора 24, пятый выход 36, совпадающий с выходом генератора 25 пилообразного напряжения, шестой выход 37, совпадающий с группой выходов первого коммутатора 23. Блок 31 записи синхросигнала имеет первый вход 38, совпадающий с первым входом схемы ИЛИ 27, второй вход 39, совпадающий с вторым входом схемы ИЛИ 27. Блок

12записи информационного сигнала имеет вход 40, совпадающий с объединенными первыми группами входов схем 3 и 4 выборки и хранения амплитудно-импульсно-модулированного сигнала, второй вход 41, совпадающий с первым входом модулятора 6, третий вход 42, совпадающий с объединенными вторыми группами входов схем 3 и 4 выборки и хранения амплитудно-импульсномодулированного сигнала и группой входов схемы И 7, четвертый вход 43, совпадающий с вторым входом схемы ИЛИ 8. В блоке 12 записи информационного сигнала выход источника 1 сигнала первого канала подключен к входу схемы 3, выход источника 2 - к входу схемы 4, выход схемы 3 - к первому входу схемы 5 суммирования, к второму входу которой подключен выход схемы 4 выборки и хранения амплитудно-импульсно-модулированного сигнала, выход схемы 5 суммирования подключен к второму входу модулятора 6. В блоке 26 синхронизации выход генератора

13подключен к входу триггера 14, первый выход которого подключен к первому входу первого делителя 15, а второй выход соедийен с первыми входами делителей 16-19, выход первого делителя 15 подключен к входу первого формирователя 20 импульсов, выход второго делителя 16 - к входу первого делителя 15, а второй выход соединен с первыми входами делителей 16-19, выход первого делителя 15 подключен к входу первого формирователя 20 импульсов, выход второго делителя 16 - к входу второго формирователя 21 импульсов, выход третьего делителя 17 - к входу третьего формирователя 22 импульсов, выход пятого делителя 19 соединен с первым входом первого коммутатора четвертого делителя 18 - с входом генератора 25 пилообразного напряжения и с первым входом второго коммутатора 24. Выход первого, формирователя 20 импульсов соединен с вторыми входами делителей 1-5-19 и коммутаторов 23 и 24. Первьш выход 32 блока 26 соединен с первым входом 38 блока 31, второй выход 33 блока 26 - с вторым входом 39 блока 31, третий выход 34 блока 26 - с четвертым входом 43 блока 12, четвертый выход 35 блока 26 - с третьим входом 42 блока 12, пятый выход 36 блока 26 - с вторым входом 41 блока 12, шестой выход 37 блока 26 - с первым входом блока 12. Устройство работает следующим образом. В блоке 26 синхронизации генератор 13 формирует последовательность импульсов. которая на триггере 14 преобразуется в первую и вторую импульсные последовательности. Первая импульсная последовательность делителем 15 и формирователем 20 импульсов преобразуется в маркерную последовательность, делителем 19 и первым коммутатором 23 - в импульсы опроса входных сигналов. Первая импульсная последовательность делителем 18, и вторым коммутатором 24 преобразуется в импульсы считывания выборок входных сигналов. Первая импульсная последовательность делителем 18 и генератором 25 пилообразного напряжения преобразуется в сигнал пилообразной формы, делителем 17 и формирователем 22 - в последовательность синхроимпульсов. Вторая импульсная последовательность делителем 16 и формирователем 21 преобразуется в третью импульсную последовательность. Блок 26 синхронизации формирует на первом выходе 32 маркерную последовательность, на втором выходе 33 - третью импульсную последовательность, на третьем выходе 34 - последовательность синхроимпульсов, на четвертом выходе 35 - импульсы считывания выборок измерительных сигналов, на пятом выходе 36 - импульсы опроса входных сигналов. В блоке 31 записи синхросигнала маркерная последовательность и третья импульсная последовательность схемой ИЛИ 27 преобразуются в служебную импульсную последовательность, которая триггером 28 преобразуется в выходной служебный сигнал записи. Усилитель 29 записи и головка 30 записи регистрируют выходной служебный сигнал на одной дорожке магнитного носителя. Воспроизведенный результат записи синхросигнала используется для различения и распознавания сигналов и преобразования частотного спектра воспроизведенного результата записи информационных сигналов к исходному спектру частот, который эти сигналы имеют на выходе источников 1 и 2 сигналов. В блоке 12 записи информационного сигнала сигнал первого канала (фиг. 1 а) от источника 1 и сигнал второго канала (фиг. 1 б) от источника 2 дискретизируются во времени импульсами опроса входных каналов в схемах 3 и 4 выборки и хранения амплитудно-импульсно-модулированного сигнала и преобразуются соответственно в первую амплитудно-импульсно-модулированную последовательность первого канала (фиг. 1 в) и первую амплитудно-импульсномодулированную последовательность второго канала (фиг. 1 г), которые запоминаются; Считывание амплитудно-импульсно-мо-. дулированных последовательностей происходит на втором такте следования маркерной последовательности импульсами считывания, поступающими на схемы 3 и 4 с входа 42, на выходах схем 3 и 4 формируются соответственно вторая амплитудно-импульсно-мрдулированная последовательность первого канала (фиг. 1 d) к вторая амплитудно-импульсно-модулированная последовательность второго канала (фиг. 1 е). Схема 5 суммирования осуществляет сложение вторых амплитудно-импульсномодулированных последовательностей, результат сложения на модуляторе 6 преобразуется сигналом с входа 41 в первую периодно-импульсно-модулированную последовательность (фиг. I ж), которая на схеме И 7 стробируется сигналом с входа 41. и преобразуется во вторую периодно-импульсно-модулированную последовательность (фиг. 1 з) в которой имеются паузы. На схеме ИЛИ 8 паузы заполняются импульсами синхронизации, поступающими с входа 43, и формируется третья периодно-импульсно-модулированная последовательность (фиг. 1и). Триггер 9 преобразует третью периодно-импульсно-модул-ированную последовательность в выходной информационный сигнал (фиг. IK), в котором модулированные импульсные последовательности разделены синхроимпульсами. Воспроизведенный результат записи последовательности синхроимпульсов используется для различения сигналов входных каналов и фазирования модулированной импульсной последовательности при возвращении частотного спектра (растяжения сигнала во времени) воспроизведенного результата записи непрерывного сигнала к исходному спектру частот, который эти сигналы имели на выходе источников 1 и 2. Триггер 9, усилитель 10 записи и головка 11 записи выходной информационный сигнал регистрируют на одной дорожке магнитного носителя.

В остальных блоках 12 записи информационного сигнала .регистрация на дорожки

магнитного носителя сигналов измерительных каналов осуществляется аналогично.

При предлагаемом способе по сравнению с известным увеличивается объем регистрируемой информации в такой степени, в какой информативность периодно-импульсной модуляции превышает информативность широтно-импульсной модуляции, а двухуровневый способ записи без возвраиления к нулю превосходит по плотности записи трехуровневый способ записи с возвращением к нулю.

СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ путем временного разделения каналов преобразованных входных аналоговых сигналов в импульсно-модулированные сигналы, отличающийся тем, что, с целью повышения информационной плотности записи, аналоговый сигнал каждого канала преобразуют в амплитудноимпульсно-модулированные сигналы, осуществляют их временное сжатие в 2,5-К-гп раза (где К - число дискретов на один наименьший период Т аналогового сигнала при преобразовании в амплитудно-импульсно-модулированные сигналы, гп - число каналов), формируют в каждом канале последовательность выборок амплитудно-импульсно-модулированных сигналов из не менее К дискретов с интервалами между выборками не менее и преобразуют выборки амплитудно-импульсно-модулированных сигналов в выборки периодио-импульсных сигналов, а временное разделение каналов осуществляют с записью синхроимпульсов в интервалах между выборками.

6

ritHlni

п-н-гГГП X 3 и /rjinnn ППППГ-1ПППП П фиг.1 II I I I II II II Ml I и III III nil I I I MM I I in I I II I и I HI II I И III I HI I III Ml MM I nil I I и I IIIII и I I I и и I 11 I 11 I 11 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 11 I I I I I I I I ППП1-1ПППП r