Способ записи цифровой информации Советский патент 1984 года по МПК G11B5/09 G11B5/02 

Изобретение относится к накоплению информации и может быть использовано при записи цифровой информации. Известен способ записи цифровой информации, заключающийся в перемагничивании магнитного носителя сигналом в виде импульсов тока различной полярности при записи сигналов «1 цифровой информации и в перемагничивании носителя импульсами тока разной полярности для символов «1, разделенных по крайней мере одним символом «0 и импульсами тока одной полярности, при непрерывной последовательности сигналов символов «1, причем в последнем случае носитель перемагничивают после предыдущего каждым N-M импульсом в последовательности из (N + I) сигналов символов «1 до поступления по крайней мере одного сигнала символа «О, где N 1, 2, 3, ... - увеличенное на единицу наибольшее число тактовых интервалов между двумя соседними импульсами .одинаковой поляр ности, задаваемое в зависимости от харак;теристик канала записи и воспроизведения 11 Однако код не является самосинхронизирующимся, так как при появлении длинных серий нулей в нем не происходит перепадов намагниченности, что ведет к длительным перерывам в подстройке синхрогенератора и срывам синхронизма при декодировании. Код не является балансным, а это приводит к «плаванию базовой линии, так как тракт записи-воспроизведения не пропускает постоянную составляющую спектра кода. По :этим причинам не удается в полной степени ;реализовать потенциальные возможности тракта записи-воспроизведения и, прежде, всего, повысить плотность записи. Целью изобретения является повышение плотности магнитной записи. Поставленная цель достигается тем, что при способе записи цифровой информации, при следовании подряд более (N-f I) символов «О формируют импульс тока записи на каждом (N-f 1)-м символьном интервале этой последовательности символов «О, кроме последнего символьного интервала, той же полярности, что и сформированный предыдущий импульс тока записи символа «1, а иг.пульсы тока записи двух соседиих символьных интервалов формируют с амплитудой, составляющей 0,70-0,85 от амплитуды одиночных и 1пульсов. На фиг. 1 показан вид сигналов, формируемых согласно предлагаемому способу записи; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы блока записи и блока воспроизведения соответственно. Формирование трехуровнего сигнала из сигнала (без возвращения к нулю) при предлагаемом способе производится таким образом, что при появлении группы символов «1 в исходном коде первую каждую N-ю после первой и последнюю единицы данной группы записывают импульсами одной полярЦ ности. При следовании подряд символов; «О каждый (N-f 1)-й нуль записывают импульсом той же полярности, что и предп1ест вующая ему последняя единица, причем формирование импульса не происходит, если (N-f 1);й пуль является последним в группе нулей. Импульсы записи изменяют полярность при появлении символа «I после любого количества нулей. Если в соседних тактовых интервалах появляются два импульса подряд, TQ они имеют амплитуду, составляющую 0,70-0,85 от амплитуды одиночного импульса. Уменьщение амплитуды сдвоенных импульсов при записи приводит к уменьшению цифровой суммы, т. е. к уменьшению «плавания базовой линии. В то же время при воспроизведении различие в уровнях между одиночными и сдвоенными импульсами не наблюдается. Это связано с особенностями переходного процесса в системах с ограничением полосы пропускания в области верхних частот. Величина К зависит от степени межсимвольной интерференции (МСИ), которая может быть допустима в конкретном канале записи-воспроизведения. При реальных значениях МСИ. когда воспроизведенный сигнал еще может быть правильно декодирован, амплитуда одиночного импульса не может быть меньше амплитуды импульсов, расположенных в двух соседних тактовых интервалах, более чем на 30%. При малом изменении амплитуды (от 0,85 до I) длительности фронтов воспроизведенного сигнала для одиночного импульса и импульсов в двух соседних тактовых интервалах отличаются значительно, что приводит к фазовым искажениям при формировании сигнала и выделении тактовой синхронизации. При воспроизведении импульсы, соответствующие нулевым символам, обнаруживаются и стираются. Таким образом улучшаются свойства кода при сохранении однозначности декодирования. Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 2 и 3) содержит первый регистр 1, первый дешифратор 2, RS-триггер 3, элемент И 4, счетчик 5 единиц, элемент ИЛИ 6, элемент 7 задержки, спусковую схему 8, генератор 9 импульсов записи, коммутатор 10, усилитель 11, сумматор 12, инвертирующий усилитель 13, генератор под-, магничивания 14, первый счетчик 15 нулей, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, второй дешифратор 17, управляющий элемент 18, головку 19 запист1, головку 20 воспроизве-. дения, корректор 21, ограничитель 22, решающую схему 23, блок 24 синхронизации, второй счетчик 25 нулей, детектор 26 полярности, cxelviy .27 запрета, третий дешифратор 28, второй, регистр 29 и третий регистр 30. В блоке записи первый, второй и третий входы первого дешифратора 2 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам первого регистра 1, а первый

и второй выходы - соответственно к входу установки «I и входу установки «О RS-триггера 3, выход которого соединен с последовательно включенными элементом И 4, счетчиком 5 единиц и элементом ИЛИ 6, другой вход элемента И 4 объединен с информационным входом первого регистра 1 и подключен к информационному входу устройства, второй вход элемента ИЛИ б соединен с первым выходом первого дешифратора 2, второй выход которого подключен к второму входу счетчика 5 единиц, третьему входу элемента ИЛИ 6 и к последовательно соединенным элементу 7 задержки и спусковой схеме 8, выход которой подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, второй выход первого регистра 1 и третий выход первого дешифратора 2 подключены соответственно к первому И второму входам первого счетчика 15 нулей, выход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 6 и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 10, информационный вход коммутатора 10 соединен с выходом reHepatopa 9 импульсов записи, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 6 и входом второго дешифратора 17, который через управляющий элемент 18 соединен с управляющими входами усилителя II и. инвертирующего усилителя 13, к их информационным входам подключены соответственно первый и второй выходы коммутатора 10, а их выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 12, выход которого подключен к головке 19 записи, к головке также подключен генератор 14 подмагничивания.

В блоке воспроизведения головка 20 соединена через последовательно включенные корректор 21 и ограничитель 22 с входами решаюшей схемы 23, блока 24 синхронизации и детектора 26 полярности, выход последнего соединен с первым входом второго счетчика 25 нулей, первым входом третьего дешифратора 28 и первым входом второго регистра 29. выход решающей схемы подключен к второму входу второго счетчика 25 нулей и второму входу схемы 27 запрета, первый вход которой соединен с выходом второго счетчика 25 нулей, выход схемы 27 запрета подключен к второму входу третьего регистра 30 и второму входу третьего дешифратора 28, выход которого соединен с вторым входом второго регистра 29, выход блока синхронизации подключен к третьему входу третьего регистра 30 и третьему входу второго регистра 29, выход которого подключен к первому входу третьего регистра 30, а выход последнего является выходом устройства.

В качестве элемента 7 задержки в блоке оагтиси используется, в частности, ждущий мультивибратор на логических элементах, рпусковая схема предстаиляет собой счетный

триггер, а управляюЕЦИм элементом 18 яв Ляется транзистор, коммутирующий pe;uuторы в цепях обратнг.й свячк ути.чителой II и 13. В блоке воспроизведения решающая 5 схема 23 представляет собой сдвоенный компаратор, а схема запрета логический элемент И. Блок синхронизации представляет собой цифроаналоговую систему фа ювой автоподстройки частоты, которая в свою очередь состоит из подстраиваемого генера тора, фазового дискриминатора, интегратора и управляющей .

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал и сигнал синхронизации

посту 1ают на вход регистра 1, на первом.

5 втором и третьем выходе которого появляются сигналы, соответствующие сигналу в данном и двух предшествующих тактовых интервалах. В случае, если на выходах регистра появляется комбинация символов 001. на первом выходе первого дешифратора 2 появляется логическая единица, устанавливающая RS-триггер 3 в состояние «1. Этот импульс после прохождения через элемент ИЛИ 6 запускает генератор 9 импульсов записи. Генератор вырабатывает один им-.

5 пульс, который поступает на вход коммутатора 10, а затем на один из его выходов в зависимости от того, какой уровень сигнала имеется на его управляющем входе, причем этот уровень определяется тем, в каком состоянии находится спускоьая схема. На0 пример, если спусковая схема находится в состоянии, когда на управляющем входе коммутатора имеется высокий потенциал, то вход коммутатора подключается к входу усилителя II и импульс через сумматор 12 поступает на головку 19 записи и записыва5 ется на магнитный носитель. Поскольку RS-триггер установлен в состояние «1, то вход счетчика 5 единиц через элемент И 4 оказывается подключенным к входу устройства и начинает считать число следующих один

ц за другим символов «I сигнала. Если число этих подряд следующих символов «I больще N (не считая первого, то на выходе счетчика в каждом N-M тактовом интервале формируется импульс, который также запускает генератор импульсов записи. Эти им5 пульсы, той же полярности, что и первый, поступают на головку записи и записываются на носитель. В случае, когда на вход устройства поступает символ «О, перед которым следовал символ «1 сигнала, то на втором выходе первого дешифратора по0 является импульс, вновь запускающий генератор импульсов записи, после чего на магнитный носитель записывается импульс; совпадающий по полярности с предыдущим. Импульс с второго выхода первого дешифратора поступает также на вход установки «О счетчика единиц и вход установки «О RS-триггера. устанав.,1ивая их в нулевое состояние. Кроме того, этот же импульс после прохождения элемента 7 задержки, времА задержки которого несколько больше длительности тактового интервала, перебрасывает спусковую схему в другое устойчивое состояние, меняется потенциал на управляющем входе коммутатора, после чего вход коммутатора через его второй выход подсоединяется к входу инвертирующего усилителя 13, а вход усилителя 14 от входа коммутатора отсоединяется. Теперь при поступлении одного из нескольких символов «1 полярность импульсов тока записи становится противоположной, причем смена полярности происходит каждый раз, как только на входе устройства появляются последовательность или один символ «О сигнала, которые следуют за одним или несколькими подряд следующими символами «1. Если появля.ется одиночный символ «1, окруженный нулями, то на первом выходе первого дешифратора импульс не формируется, но формируется на втором выходе. Далее уст{юйство раОотает аналогично, начиная с момента появления импульса на втором выходе первого дешифратора. Если на вход устройства поступает группа H3(N + 2) и более символов «О, то, подступая с второго выхода первого регистра на первый вход счетчика 15 нулей, на-выходе счетчика после каждого (N-f 1)-го символа «О появляется импульс, который через эле мент ИЛИ 6 поступает на генератор импуль.сов записи. Этот же импульс поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16. При поступлении импульса элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 инвертирует информацию, поступающую со спусковой схемы, коммутатор переключается в противоположное состояние и импульс с генератора записан с той же полярностью, что и предшествующий. При появлении символа «1 после одного или нескольких символов «О с третьего выхода первого дешифратора поступает импульс на второй вход первого счетчика нулей, устанавливая его в исходное состояние. На выходе элемента ИЛИ 6 могут появляться импульсы только двух видов: длительностью в один, тактовый интервал и длительностью в два тактовых интервала. Импульсы с удвоенной длительностью обнаруживаются вторым дешифратором 17, от которого срабатывает управляющий элемент 18, который в свою очередь воздействует на коэффициент усиления усилителя 1I и инвертирующего усилителя 13, уменьшая его в К раз. Таким образом, импульсы с длительностью в два тактовых интервала записываются с амплитудой в К раз меньшей, чем амплитуда одиночных импульсов. При воспроизведении сигнал с головки 20 воспроизведения поступает на вход корректора 21, который компенсирует амплитудные и фа:юв 1|е искажения, вносимые трактом записи-воспроизведения, и формирует оптимальную передаточную характеристику. Далее происходит ограничение сигнала по уровню в ограничителе 22. Ограниченный по уровню сигнйл поступает на решающую схему 23, где формируются нули и единицы двоичного сигнала. Также с ограничителя сигнал подается на блок синхронизации, где формируется тактовая последовательность, и на детектор 26 полярности, где происходит определение изменения полярности входного сигнала. В исходном состоянии схема 27 запрета открыта и сигнал с выхода решающей схемы ггоступает на третий дешифратор 28 и записывается в третий регистр 30. Во второй регистр 29 записывается тактовая последовательность. Третий дешифратор управляет процессом частичного переноса информации из второго регистра в третий. Импульс переноса формируется в третьем дешифраторе при поступлении со схемы запрета любой, кроме первой, единицы одной полярности. Это происходит следующим образом. Если с выхода ограничителя пришел импульс, полярность которого противоположна предыдущему, то детектор 26 полярности вырабатывает хигнал, который приводит в исходное состояние третий деЕпифратор и стирает информацию, записанную во втором регистре, он же устанавливает в исходное состояние второй счетчик- 25 нулей. Этот же импульс с ограничителя через решающую схему и схему запрета записывается в третий регистр. Если через некоторое число тактов меньше N приходит импульс той же полярности, то он тоже записывается в третий регистр. Кроме этого, срабатывает третий дешифратор и из второго регистра в третий переписываются единицы в тактах между двумя уже сушествующими единицами. Второй счетчик нулей считает количество нулей между единицами и в том случае, если оно превышает значение N, то на его выходе появляется сигнал, закрывающий схему запрета, и информация с решающей схемы уже не проходит на регистр и дешифратор до тех пор, пока детектор полярности не установит второй счетчик нулей в исходное состояние, На выходе третьего регистра формируют информацию, которая поступает на вход устройства записи. Использование предлагаемого способа записи дает возможность уменьшить «плавание базовой линии воспроизведенного сигнала, что позволяет допустить большую межсимвольную интерференцию от ограничения верхних частот и за счет этого повысить плотность записи. Если не повышать плотность записи, то повышается достоверность детектирования цифровой информации.

26

г

25

28

СПОСОБ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ по -авт. св. № 1042074. отличающийся тем. что. с целью повышения плотности записи, при следовании подряд более (N + 1) символов «О формируют импульс тока записи на каждом (N + 1)-M символьном интервале этой последовательности символов «О, кроме последнего символьного интервала, той же полярности, что и сформированный предыдущий импульс тока записи символа «I. а импульсы тока записи двух соседних символьных интервалов формируют с амплитудой, составляющей 0.70-0.85 от амплитуды о.аиночных импульсов. i и to СР (D СО fPifZ. 11 7 О О 7 Г

20

21

22 -- 23

24

Фш.З

Ц

27

29 rJ

30