Во МНОГИХ случаях возникает потребность к одновременной записи и воспроизведении нескольких электрических сигналов, более или менее тесно связанных между собой. Так, например, обстоит дело при записи стереофонического звукового сопровождения кинофильмов, при записи на пленку цветного телевидения и в ряде других случаев. Обычно в таких случаях используются независимые один от другого сигиалоносители, пропускная способность каждого из которых обеспечивает запись каждого из записываемых сигналов, или один сигналоноситель с соответственно увеличенной пропускной способностью. Так, например, при записи трехканального стереофонического звукового сопровождения кинофильмов применяются три отдельные звуковые дорожки, при передаче и записи трехцветного телевидения - канал и сигналоноситель с утроенной ПОЛОСОЙ пропускаемых частот и т. д.
Необходимость в наличии сигналоносителя с широкой полосой пропускания составляет основной недостаток известных способов записи электрических сигналов.
В описываемом изобретении этот недостаток устранен путем преобразования записываемых сигналов, например сигналов стереофонического звукового сопровождения кинофильмов ИЛИ сигналов, соответствующих отдельным спектральным компонентам цветного телевизионного изображения, в последовательность импульсов, частота повторения которых равна удвоенной верхней граничной частоте сигналов, а длительность - периоду их повторения, деленному на количество сигналов.
Описываемый способ записи связанных между собой сигналов на общий сигналоноситель осуществляется с помощью устройства, в котором ДЛЯ преобразования записываемых сигналов, служат модуляторы, управляемые соответствующими генераторами импульсов, работающими от общего задающего генератора со сдвигом фаз, обеспечивающим последовательное поступление импульсов от отдельных модуляторов на смеситель, включенный на выходы последних.
№ 117730- 2 -
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для записи сигналов; на фиг. 2а и б формы сигнала до и после преобразования их модулятором; на фиг. 3 - форма сигнала на выходе смесителя.
Как показано на фиг. 1, подлежащие передаче сигналы fi(t), /2() ... fri (О / л/ ( спектры которых ограничены сверху частотой F „,, поступают на входы модуляторов MI, М2 .... М„.... Мд,-.Предполагается, что все сигналы /„ (/) в той или иной мере связаны между собой, т. е., что коэффициент корреляции между любыми двумя сигналами отличен от нуля. В каждом из модуляторов М„ соответствующие сигналы модулируются импульсами от импульсных генераторов fi, FZ .... , причем
частота повторения модулирующих импульсов принимается равной 2Fg, а длительность их /ЛТд. Таким образом, некоторый, например, л-й сигнал, имевший на входе схемы вид, изображенный на фиг. 2а, на выходе модулятора принимает вид, показанный на фиг. 26. Согласно известной теореме Котельникова при выбранном соотношении между шириной спектра исходного сигнала и частотой повторения импульсов последовательность импульсов, изображенная на фиг. 26, определяет сигнал /„ (/) однозначно и произведенная в модуляторе М„ импульсная модуляция сигнала не приводит к потере содержащейся в нем информации. Таким образом, последовательность импульсов (фиг. 26) требует для своей записи в Л раз меньше времени, чем запись самого сигнала
/л (О и -/V- доля времени освобождается для записи остальных сигналов.
При этом, если для записи сигнала /„ (t) требовался сигналоноситель с полосой пропускания F то для записи импульсной последовательности требуется сигналоноситель, пропускающий частоты до NF иными словами, выигрыш во времени записи неразрывно связан с проигрышем в потребной пропускной способности сигналоносителя.
В схеме (фиг. 1) все генераторы импульсов работают от общего задающего генератора 3F и синхронизированы между собой таким образом, что начало очередного импульса на выходе п-го модулятора совпадает с концом импульса на выходе п-1-го. Выходные напряжения от всех модуляторов поступают иа смеситель С, где и производится линейное смешение их. Таким образом, сигнал на выходе смесителя принимает вид, показанный на фиг. 3. Если сигналы /i(0,/2(0 - In (О независимы один от другого, то для записи сигнала, изображенного на фиг. 3, требуется сигналоноситель, пропускающий частоты до NF . Если сигналы /i(/), /2(0 - /дг (О совпадают друг с другом /, (/) /3(0 ... j((t), то в этом случае сигнал на выходе смесителя совпадает с исходным сигналом f(t) и для его записи потребуется сигналоноситель с полосой пропускания до . Если сигналы fi(),/2(0 /yv ( заны между собой и коэффициент корреляции между любыми двумя из этих сигналов отличен от нуля, но и не равен единице, то для записи сигнала, образованного в смесителе, потребуется сигналоноситель с полосой пропускания F, причем F F,,Nf.
Потребная полоса пропускания сигналоносителя оказывается тем ближе к F„, чем ближе к единице коэффициенты корреляции между любыми двумя сигналами „((), / () Есть все основания полагать, что коэффициенты корреляции между такими сигналами, как составляющие стереофонического звукового сопровождения кинофильмов или составляющие цветного телевизионного изображения, близки к единице. В этом случае описанный способ поочередной записи связанных между собой сигналов может дать заметный выигрыш в потребной пропускной способности сигналоносителя.
Как видно из схемы {фиг. 1), при воспроизведении сигнал подвергается обратным преобразованиям: он поступает на коммутатор К, синхронизированный с задающим генератором ЗГ; импульсы, соответствующие отдельным исходным сигналам i(t, fzit) .--F ,(i, разделенные
в коммутаторе /С, подаются на демодуляторы D, Dz...D и восстановленные в демодуляторах сигналы /i(/), /2(/).../дг (/) поступают на выход
схемы.
Синхронизация коммутатора К от задающего генератора ЗГ может осуществляться с помощью записи синхронизирующего сигнала как на отдельном сигналоносителе, так и па основном. Синхронизирующий сигнал, содержащий весьма малое количество информации, занисан на основном сигналоносителе, используют лишь малую долю его общей пропускной способности и существенно загрузить сигналоноситель не может.
Предмет изобретения
1.Способ записи нескольких связанных между собой электрических сигналов, например сигналов стереофонии или цветного телевидения, на общий сигналоноситель, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования сигналоносителя с меньшей пропускной способностью, чем для независимой записи этих сигналов, записываемые сигналы преобразуют в последовательность импульсов, частота повторения которых равна удвоенной верхней граничной частоте сигналов, а длительность - периоду их повторения, деленному на количество сигналов.
2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что для преобразования записываемых сигналов служат модуляторы, управляемые соответствующими генераторами импульсов, работающими от общего задающего генератора со сдвигом фаз, обеспечивающим последовательное поступление импульсов от отдельных модуляторов на смеситель, включенный на выходы последних.
№ 117730
I;
-ш
Фаг. i
ФигЗ
