Устройство магнитной записи и воспроизведения двухчастотных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G11B5/09 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи цифровой информации, и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи и воспроизведения двухчастотных (фазомодулированных, биимпульсных) сигналов.

Известно устройство магнитной записи и воспроизведения, содержащее генератор, входящие в канал записи элементы И, элемент ИЛИ, триггер, формирователь тока записи и магнитную голойку записи, и входящие в канал воспроизведения последовательно соединенные магнитную головку воспроизведения, усилитель-формирователь воспроизведения и блок двухчастотного декодирования 1.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает постоянной плотности записи двухчастотных сигналов, имеющих различные, кратные двум, тактовые частоты, что снижает верность воспроизведения, а также ограничивает эксплуатационные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство магнитной записи и воспроизведения двухчастотных сигналов, содержащее опорный генератор, входящие в канал записи формирователь фронтов двухчастотного сигнала, выходом соединенный -с одним из входов элемента ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, формирователь тока записи, соответствующими входами подключенный к выходам первого триггера и выходом соединенный с магнитной головкой записи, а в канале воспроизведения содержащий последовательно соединенную магнитную головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель-ограничитель, подключенный к информационному входу блока двухчастотного декодирования и входу синхроблока, состоящего из последовательно соединенных одновибратора, фазового дискриминатора, фильтра нижних частот, .усилителя постоянного тока, генератора переменной частоты, а также формирователя импульсов, триггера и элемента И, причем выход синхроблока соединен с входом синхронизации блока двухчастотного декодирования 2.

Данное устройство также не обеспечивает возможность записи с неизменной плотностью и воспроизведение при этом двухчастотных сигналов, имеющих различные, кратные двум, тактовые частоты, что снижает верность воспроизведения таких сигналов.

Цель изобретения - повышение верности воспроизведения при записи двухчастотных сигналов с различными, кратными двум, тактовыми частотами путем записи таких сигналов с однинаковой плотностью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство магнитной записи и воспроизведения двухчастотных сигналов, содержащее опорный генератор, в канале записи входную щину, эле.мент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, формирователь тока записи, соответствующими входами подключенный к выходам первого триггера и выходом соединенный с магнитной головкой записи, в канале воспроизведения содержащее последовательно соединенные магнитную головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель-ограничитель и блок двухчастотного декодирования, а также выходную щину и синхроблок, выходом соединенный с входом синхронизации блока двухчастотного декодирования,

5 а входами информации и синхронизации подключенный соответственно к выходам усилителя-ограц,ичителя и опорного генератора, в канал записи введены селектор фронтов двухчастотного сигнала, включенный между входной шиной и одним входом эле0мента ИЛИ, двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходом опорного генератора, нулевой установочный вход - с выходом элемента ИЛИ и нулевым установочным входом второго триггера, а выходы

5 соответствующих разрядов двоичного счетчика подключены к входам дешифратора четверти такта и дешифратора половины такта сигнала записи, выходы которых подключены соответственно к единичному установочному входу второго триггера и к объ0единенным другому входу элемента ИЛИ и счетному входу третьего триггера, нулевой установочный вход которого соединен с выходом селектора фронтов двухчастотного сигнала, а также сумматор по модулю два,

входами соединенный с единичным вы.ходом третьего триггера и с входной шиной, а выходом подключенный к информационному входу первого триггера, синхровход крторого подключен к единичному выходу второго триггера, а в канал воспроизведения введены

элемент И, нрямой и инверсный входы которого соединены соответственно с выходами блока двухчастотного декодирования и синхроблока, переключатель и счетный триггер, включенный между выходом элемента И

5 и одним из входов переключателя, другой вход которого соединен с выходом усилителяограничителя, а выход переключателя соединен с выходной шиной.

На фиг. 1 приведена структурная схе.ма устройства; на фиг.. 2 -- временные диа0граммы сигналов, поясняющие работу канала записи; на фиг. 3 и 4 - структурные схемы соответственно синхроблока и блока двухчастотного декодирования; на фиг. 5- временные диаграммы сигналов, поясняю5 щие работу канала воспроизведения.

Предлагаемое устройство содержит (фиг. 1) в канале записи входную шину 1, селектор 2 фронтов двухчастотного сигнала.

элемент ИЛИ 3, двоичный счетчик 4, дешифратор 5 четверти такта сигнала записи, -дешифратор 6 половины такта сигнала записи, первый триггер 7, второй триггер 8, третий триггер 9, сумматор 10 по модулю два, формирователь тока записи 11 и магнитную головку 12 записи, осуш,ествляюп1ую запись на носитель 13 (например, магнитную ленту).

В канале воспроизведения устройство содержит магнитную головку 14 воспроизведения, усилитель 15 воспроизведения, корректор 16, усилитель-ограничитель 17, синхроблок 18, блок 19 двухчастотного декодирования, элемент И 20, счетный триггер 21, переключатель 22 (например, тумблер) и выходную шину 23.

Опорный генератор 24 обеспечивает работу каналов записи и воспроизведения.

В канале записи устройства входная шина 1 соединена с одним из входов сумматора 10 по модулю два и с входом селектора 2 фронтов двухчастотного сигнала, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 3 и с нулевым установочным входом третьего триггера 9. Выход элемента ИЛИ 3 соединен с нулевым установочным входом двоичного счетчика 4 и с нулевым установочным входом второго триггера 8. Входы дешифратора 5 четверти такта сигнала записи и дешифратора 6 по.ловины такта сигнала записи подключены к соответствующим выходам разрядов двоичного счетчика 4. Выход дешифратора 5 соединен с единичным установочным входом второго триггера 8, единичный выход которого подключен к синхровходу первого триггера 7. Выход дешифратора б соединен с вторым входом элемента ИЛИ 3 и со счетным входом третьего триггера 9, единичный выход которого соединен с другим входом сумматора 10 по модулю два. Выход сумматора 10 по модулю два соединен с информационным входом первого триггера 7, прямой и инверсный выходы которого соединены с входами формирователя 11 тока записи, нагруженного на магнитную головку 12 записи.

В канале воспроизведения устройства последовательно соединены магнитная головка 14 воспроизведения, усилитель 15 воспроизведения, корректор 16, усилительограничитель 17, выход которого соединен с информационными входами синхроблока 18 и блока 19 двухчастоткого декодирования, а также с одниЪ входом переключателя 22. Выход синхроблока 18 соединен с входом синхронизации блока 19 двухчастотного декрдирования и с инверсным входом элемента И 20, прямой вход которого соединен с выходом блока 19 двухчастотного декодирования. Выход элемента И 20 подключен к счетному входу счетного триггера 21, выход которого соединен с другим входом переключателя 22, а выход переключателя 22 соединен с выходной шиной 23.

Выход опорного генератора 24 соединен

со счетным входом двоичного счетчика 4

в канале-записи и с входом синхронизации

синхроблока 18 в канале воспроизведения.

5 Синхроблок 18 (фиг. 3) содержит схему

25управления, счетчик 26, задатчик 27 кода и счетный триггер 28. Информационный вход синхроблока 18 соединен с входом запуска схемы 25 управления, выход которой соединен с входом управления установкой (в состояние, задаваемое задатчиком кода 27) счетчика 26 и с нулевым установочным входом счетного триггера 28, единичный выход которого является выходом синхроблока. Вход синхронизации синхроблока 18 соеди5 нен со счетным входом счетчика 26, выход которого подключен к счетному входу счетного триггера 28, нулевой выход которого соединен с входом сброса схемы 25 управления. Группа установочных входов счетчика

26соединена с соответствующими выходами задатчика кода 27.

Блок двухчастотного декодирования 19 (фиг. 4) содержит инвертор 29, первый., второй и третий D-триггеры 30-32, а также сумматор 33 по модулю два. Вход синхро5 низации блока 19 двухчастотного декодирования соединен с С-входами первого и третьего D-триггеров 30 и 32, а также с входом инвертора 29. Вход информации блока двухчастотного декодирования соединен с D-BXOдами первого и второго D-триггеров 30 и 31 Единичные выходы этих триггеров соединены с входами сумматора 33 по модулю два, выход которого подключен к D-входу третьего D-триггера 32, инверсный выход которого является выходом блока 19 двухчастот5 ного декодирования.

При описании работы предлагаемого устройства используются следующие понятия и обозначения: входной сигнал - двухчастотный сигнал, поступающий от источника информации по входной шине 1 с такто вой частотой (тактовым интервалом) Гс; сигнал записи - двухчастотный сигнал на выходе первого триггера 7 (записываемый после формирования в формирователе 11 тока записи на носитель 13 магнитной записи,

5 имеющий тактовую частоту (тактовый интервал) Tj; сигнал воспроизведения - сигнал, сформированный на выходе усилителяограничителя 17, имеющий тактовую частоту (тактовый интервал), равную Т, соответствующую сигналу записи; выходной сигнал

0 воспроизведения, - сигнал на выходной щине 23 устройства с тактовой частотой (тактовым интервалом) Тс, соответствующей входному сигналу.

При равенстве тактовых частот входного

5 сигнала и сигнала записи, т. е. при Тс. 7, тактовая частота такого входного сигнала максимальна. Предлагаемое устройство обеспечивает запись с одинаковой плотностью и воспроизведение при этом двухчастотных

сигналов с максимальной тактовой частотой и с частотами, меньшими ее в кратное двум число раз, в соответствии с формулой Т , где п 0, 1, 2...

В режиме записи устройство работает следующим образом.

Входной двухчастотный сигнал (эпюры а, и или р, фиг. 2), представляющий собой последовательность прямоугольных перепадов напряжения с кодовым чередованием временных интервалов между перепадами, причем длинные интервалы равны Т, а короткие интервалы 0,57с, поступает на один из входов сумматора 10 по модулю два и на селектор 2 фронтов двухчастотного сигнала. Селектор 2 фронтов формирует короткий импульс по каждому фронту (положительному и отрицательному перепаду) уровней входного сигнала (эпюра б, фиг. 2), при этом каждый выходной импульс селектора устанавливает в нулевое состояние третий триггер 9, а также на один из входов элемента ИЛИ 3, на другой вход которого поступают импульсы с выхода дещифратора б половины такта сигнала записи.

Каждый выходной импульс элемента ИЛИ 3 устанавливает двоичный счетчик 4 в нулевое состояние, после чего выходные импульсы на выходах дешифраторов 5 четверти такта и 6 половины такта сигнала записи появляются соответственно через 0,257j и 0,57 (эпюры вид фиг. 2), пока счетчик 4 снова не установится в нулевое состояние. Выходными импульсами дещифратора 5 переключается в единичное состояние второй триггер 8 (эпюра г, фиг. 2), а сброс этого триггера производится выходными импульсами элемента ИЛИ 3.

Выходными импульсами дешифратора 6 половины такта сигнала записи переключается третий триггер 9, сигнал на единичном выходе которого показан на эпюре е (или к и с), фиг. 2. Этот сигнал и входной двухчастотный сигнал суммируются по модулю два в сумматоре 10, выходной сигнал которого (эпюры ж, л и тг, фиг. 2) с задержкой на 0,257з записывается в первый триггер 7 выходным сигналом второго триггера 8. Сигналы на парафазных выходах первого триггера 7 (сигнал на единичном выходе триггера 7 - эпюра з, фиг. 2) являются сигналами записи, которые после формирователя 11 тока записи поступают в магнитную головку 12 записи и записываются на носитель 13 магнитной записи.

В работе канала записи следует рассмотреть два случая: когда Тс - Т и когда Тс больше 75 в кратное двум число раз.

В первом случае (7с 7з), которому соответствуют эпюры сигналов с а по з, фиг. 2, форма сигнала записи и его структура повторяет форму и структуру входного двухчастотного сигнала.

Второму случаю, т. е. когда 7с в в кратное двум число раз больше Т, соответствуют эпюры сигналов и, к л (когда 7с 7,) и эпюры р, с иг (когда ). Из эпюр видно, что при этом осуществляется преобразование входного сигнала, однако плотность записи остается такой же, как и в первом случае. Результатом преобразования является также соответствие середины

Q ДЛИННЫХ интервалов сигнала записи, равных 7}, перепадом уровней входногодвухчастотного сигнала, при этом промежутки между перепадами заполняются соответствующим количеством пар коротких интервалов, равных 0,57з, сигнала записи.

5 Таким образом, канал записи предлагаемого устройства автоматически обеспечивает одинаковую плотность записи для входных двухчастотных сигналов с максимальной тактовой частотой и с меньшими, кратными двум, тактовыми частотами.

Задержка на 0,257 записи в первый триггер 7 выходного сигнала сумматора 10 по модулю два необходима для того, чтобы устранить на его выходе ложные импульсы, возникающие, например, из-за нестабильнос5 ти временных интервалов входного двухчастотного сигнала. Процесс образования ложных импульсов показан пунктиром На эпюрах с а по 3, фиг. 2.

В режиме воспроизведения устройство работает следующим образом.

0

Записанный сигнал с носителя 13 магнитной записи воспроизводится магнитной головкой 14 воспроизведения, усиливается усилителем 15 воспроизведения, корректируется в корректоре 16 и с его выхода (эпю5 ра ф, фиг. 5) поступает на усилитель-ограничитель 17, сигнал на выходе которого (эпюра X, фиг. 5) по форме соответствует сигналу записи (эпюра у, фиг. 5), причем фронты и спады сигнала воспроизведения на выходе усилителя-ограничителя соответст0вуют переходам через нуль аналогового сигнала воспроизведения.

В соответствии с рассмотренными двумя случаями работы канала записи канал воспроизведения также может иметь два режи5 ма работы.

В первом режиме канал воспроизведения работает тогда, когда при записи входной сигнал имел максимальную тактовую частоту, т. е. когда Тс Т, . В таком случае выходной сигнал воспроизведения соот0 ветствует сигналу воспроизведения, сформированному на выходе усилителя-ограничителя 17, при этом переключатель 22 устанавливают в положение, показанное на фиг. 1.

Во втором режиме канал воспроизведения работает тогда, когда осуществлялась запись входных двухчастотных сигналов с преобразованием, т. е. когда их тактовые частоты были в кратное двум число раз

меньше максимальной (Гс Tj). В этом случае снгнал воспроизведения на выходе усилителя-ограничителя 17 нужно соответствующим образом преобразовать для восстановления исходного сигнала. Это преобразование осуществляется с помощью синхроблока 18, блока 19 двухчастотного декодирования, элемента И 20 и счетного триггера 21. Переключатель 22 в этом режиме устанавливают в положение, противоположное показанному на фиг. 1, при котором на выходную шину устройства поступает сигнал с выхода счетного триггера 21.

Синхроблок 18 работает в старт-стопном режиме. Схема 25 управления (фиг. 3) синхроблока синхронизируется длинными интервалами сигнала воспроизведения и запускается после этого каждым перепадом уровней сигнала воспроизведения, находящимся в начале тактового интервала Гз. После запуска схемы управления (эпюра ц, фиг. 5) разрещается работа счетчика 26 и счетного триггера 28 (фиг. 3), сигнал на единичном выходе этого триггера (эпюра ш, ч Г. 5 и эпюра м, фиг. 2) является выходным сигналом синхроблока 18. Через 0,75Гз схема 25 управления устанавливается в исходное состояние положительным перепадом сигнала на нулевом выходе счетного триггера 28, при этом выходным сигналом схемы 25 управления в счетчик 26 записывается двоичный код, формируемый на выходах задатчика 27 кода и соответствующий числу, равному половине модуля счета счетчика 26. Период следования импульсов на выходе счетчика равен 0,575 и определяется модулем счета и частотой импульсов опорного генератора 24. В результате последовательность синхроимпульсов на выходе счетного триггера 28 и всего синхроблока 18 .сдвинута (задержана) относительно сигнала воспроизведения на 0,257$.

В блоке 19 двухчастотного декодирования (фиг. 1 и 4) производится сравнение уровня сигнала воспроизведения в первой половине данного тактового интервала с уровнем сигнала во второй его половине. Первый D-триггер 30 запоминает уровень

сигнала воспроизведения в первой половине такта, а второй D-триггер 31 - во второй половине такта (эпюры u{ и э, фиг. 5). Если эти уровни совпадают, то на выходе сумматора 33 по модулю два (фиг. 4) будет сигнал нулевого уровня (эпюра ю, фиг. 5). Выходной сигнал сумматора 33 по модулю два каждым положительным фронтом синхросигнала записывается в третий триггер 32, сигнал на нулевом выходе которого (эпюра я, 0 фиг. 5) является выходным сигналом блока 19 двухчастотного декодирования.

Таким образом, сигнал высокого уровня на выходе блока 19 двухчастотного декоди5 рования свидетельствует о наличии длинных интервалов в сигнале воспроизведения. На элементе И 20 формируются импульсы, соответствующие этим длинным интервалам, которыми переключается счетный триггер 21 (эпюры о и fi, фиг. 2), выходной сигнал

0 на его выходе при этом имеет форму исходного двухчастотного сигнала, поступившего на запись. Через переключатель 22 сигнал этого триггера поступает на выходную шину 23.

5 Использование изобретения позволяет повысить верность воспроизведения при записи двухчастотных сигналов, поступаюших на запись с различными, кратными двум, тактовыми частотами, так как запись таких сигналов производится с одинаковой плот0 ностью, а линейная часть канала воспроизведения может быть выполнена одинаковой.

Изобретение также расширяет эксплуатационные возможности аппаратуры магнитной записи, особенно многоканальной, так

5 как оно обеспечивает возможность записи различных двухчастотных сигналов с кратными двум тактовыми частотами при одной скорости движения носителя магнитной записи, а также возможность оперативного, 0 без каких-либо переключений в канале записи, изменения тактовой частоты входного сигнала с кратностью, равной двум, записываемого по каждой дорожке многоканальной аппаратуры магнитной записи.

PU8. 1

УСТРОЙСТВО МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ДВУХЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее опорный генератор, в канале записи входную шину, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, формирователь тока записи, соответствующими входами подключенный к выходам первого триггера и выходом соединенный с магнитной головкой записи, в канале воспроизведения содержащее последовательно соединенные магнитную головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель-ограничитель и блок двухчастотного декодирования, а также выходную шину и синхроблок, выходом соединенный с входом синхронизации блока двухчастотного декодирования, а входами информации и синхронизации подключенный соответственно к выходам усилителя-ограничителя и опорного генератора, отличаюш/ееся тем, что, с целью повышения верности воспроизведения путем обеспечения записи с одинаковой плотностью и воспроизведения двухчастотных сигналов с различными, кратными двум, тактовыми частотами, в канал записи введены селектор фронтов двухчастотного сигнала, включенный между входной шиной и одним входом элемента ИЛИ, двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходом опорного генератора, нулевой установочный вход - с выходом элемента ИЛИ и с нулевым установочным входом второго триггера, а выходы .соответствующих разрядов двоичного счетчика подключены к входам дешифратора четверти такта и дешифратора половины такта сигнала записи, выходы которых подключены соответственно к единичному установочному входу второго триггера и к объединенным другому входу элемента ИЛИ и счетному входу третьего триггера, нулевой установочный вход i которого соединен с выходом селектора фронт тов двухчастотного сигнала, а также сумматор по модулю два, входами соединенный с единичным выходом третьего триггера и с входной шиной, а выходом подключенный к информационному входу первого триггера, синхровход которого подключен к единичному выходу второготриггера, а в канал воспроизведения введены элемент И, прямой to и инверсный входы которого соединены соот а ветственно с выходами блока двухчастотного декодирования и синхроблока, переключатель и счетный триггер, включенный между 41211 выходом элемента И и одним из входов 00 переключателя, другой вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, а выход переключателя соединен с выходной шиной.

TC--T, 0,,

1,2ST3

Риг. 2

(Рие.з

(Риг.