Устройство для коррекции сигнала воспроизведения с оптического носителя информации Советский патент 1986 года по МПК G11B7/05 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к техни ке воспроизведения информации оптическими средствами, и может быть использовано в составе оптоэлектронных запоминающих устройств с движущимся носителем информации. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения сигнала путем компенсации ошибки длительности воспроизводимого сигнала. На фиго1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - блок коррекции длительности импульсов,пер вый вариант реализации; на фиг.З и 4 - временные диаграммы работы устройства при использовании первого ва рианта реализации блока коррекции длительности импульсов; на фиг.5 блок коррекции длительности импульсов, второй вариант реализации; на фиг,6 и 7 - временные диаграммы работы устройства при использовании второго варианта реализации блока коррекции длительности импульсов. Устройство (фиг.1) содержит фотоприемник 1, усилитель 2, компаратор источник 4 опорного напряжения, элетриггеры 6 и 7, генерато- ,мент НЕ 5, ры 8 и 9, блок 10 Коррекции длительности импульсов, шину 11 выходной информации, шину 12 импульсов синхронизации. Блок коррекции длительности импульсов в первом варианте выполнения (фиг„2) содержит два переменных шнека, которые включают в себя соответственно элементы НЕ 13 и 14, D-триггеры 15 и 16, по два формирователя 17 и 18; 19 и 20, а также элементы ИЛИ 21 и 22, D-триггер 23, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, первый-шестой элементы 25-30, первый, второй и третий элементы ЗИ-НЕ 31-33 и RS-триггер 34, Блок коррекции длительности импульсов во втором варианте выполнения (фиг.5) содержит два параллельных канала, которые включают в себя соответственно элементы НЕ 35 и 36, D-триггеры 37 и 38, по два формирователя 39 и 40, 41 и 42, а также эле менты ИЛИ 43. и 44, D-триггер 45, RSтриггер 46, элемент ЗИ-НЕ 47, а также первый-десятый элементы 2И-НЕ 48На фиг.З изображен момент времени работы устройства, когда длительност воспроизводимых импульсов увеличена 22 Цифровая информация (фиг.За) фиксируется на оптическом носителе (не показан) в виде следов записи (фиг.Зб). Цод воздействием искажающих факторов при записи длина следов записи (фиг. 38) увеличилась, а промежутки между ними уменьшились. Световой поток, промодулированный записанной с искажениями информацией, преобразуется фотоприемником 1 в электрические импульсы (фиг.З), значение искажения длительности которых равно 2л.Усиленные по амплитуде усилителем 2 импульсы воспроизведения поступают на вход компаратора 3, где происходит сравнение их амплитуды с уровнем опорного напряжения источника 4 опорного напряжения (фиг.ЗЬ). В моменты равенства амплитуд на выходе компаратора 3 формируются фронты и спады прямоугольных импульсов (фиг.ЗВ,г), положение которых соответствует моменту перехода воспроизводящего пятна излучения через границу следа записи. Выходной сигнал первого триггера 6 изменяется по фронтам импульсов, поступающих на его вход с компаратора 3 (фиг.З2,а), а сигнал, прошедший через элемент НЕ 5, на выходе второго триггера 7 изменяется по спадам этих импульсов (фиг.32,е). Первый генератор 8 вырабатывает на выходе синхросерию (фиг.З-ж), отслеживаю1чую медленные изменения фазы фронтов сигнала воспроизведения (фиг.Зг), а второй генера:тор 9 - синхросерию (фиг.), отслеживающую медленные изменения спада сигнала воспроизведения (фиг.З). Сигналы с выходов первого и второго триггеров 6 и 7 поступают на информационные входы блока 10 коррекции длительности импульсов, который выпол.нен по первому варианту (фиг.2), т.е. на D-входы D-триггеров 15 и 16, а синхровходы блока 10 коррекции длительности импульсов - входы первого и второго элементов 2 НЕ 13 и 14 связана с выходами первого и второго генераторов 8 и 9 (фиг.1). На выходе D-триггера 15 формируются сигналы (фиг.Зи), являющиеся результатом стробирования сигнала (фиг.) спадами синхроиг пульсов (фиг.Зж). На выходах D-триггера 16 формируются сигналы (), являющиеся результатом стробирования с игнала (фиг.Зе) спадами синхроимпульсов (фиг.З-j), С выхода элемента ИЛИ 21 312 на S-вход RS-триггера 34 поступают сигналы (фиг.3л), вырабатываемые формирователями 17 и 18 по фронтам и спадам сигнала (фиг.Зи). С выхода элемента ИЛИ 22 на R-вход RS-триггеpa 34 поступают сигналы (фиг.3м), вырабатываемые формирователями 19 и 20 по фронтам и спадам сигнала (фиг.Зк), Длительность сигналов (фиг.3k,л), вырабатываемых формирователями 17-20, равна длительности синхроимпульсов (фиг.3,г) и половине длительности такта записи информации. На прямом выходе RS-триггера 34, соединенного с входом третьего элементаЗИ-НЕ 33, no сигналам на его входах (фиг.ЗА,м) формируется искаженный по длительности сигнал воспроизведения (фиг.Зн), фронты которого привязаны к спадам синхроимпульсов (фиг.З), а спады к спадам синхроимпульсов (фиг.З). Отслеживание синхросериями изменения длительности сигнала воспроизведения используется для вьфаботки сигнала ошибки длительности: интервалы времени между фронтами смещенных импульсов синхросерий (фиг.3,) равны длительности участков в сигнале воспро- из ведения 2 и (фиг.ЗЕ), являющихся ошибкой длительности. Сигнал ошибки длительности (фиг.Зо формируется на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 24 по импульсам синхросерий (фиг.Знс,). Направление изменения длительности сигнала воспроизведения (увеличение или уменьшение длительности) определяется по сигналам на выходе D-триггера 23 (третий выход которого соединен с входом пятого элемента 2И-НЕ 29), на С-вход и Dвход которого подаются синхросерий (фиг.З,). В рассматриваемом случае увеличению длительности соответствует нулевой уровень (фиг.Зп) на прямом выходе D-триггера 23. Единичный уровень с инверсного выхода D-триггера 23 поступает на один из входов элемента ЗИ-НЕ 31. Комбинация сигналов (фиг.З л, с ) на других входах элемента ЗИ-НЕ 31 обеспечивает формирование на его выходе сигнала (фиг.Зр), в котором длительность отрицательных импульсов равна длительности импульсов в сигнале ошибки (фиг.Зр), и определяется импульса-55 ми (фиг.Зл), формируемыми на выходе элемента ИЛИ 21 по фронтам и спадам сигнала (фиг.3ц). На выходе элемента 32 ЗИ-НЕ 32 вырабатывается единичный уровень (фиг.Зе). Элемент ЗИ-НЕ 32 выполняет операцию Вычитание из сигнала воспроизведения (фиг.Зи) сигнала (фиг.Зр). Результирующий сигнал в инверсном виде передается на один из входов элемента 2И-НЕ 30, на другом входе которого действует единичный уровень. С выхода элемента 2И-НЕ 30 в шину 11 выходной информации поступает скорректированный по длительности сигнал воспроизведения (фиг.3т). В случае уменьшения длительности сигнала воспроизведения устройство работает следующим образом (фиг.4). Так же, как и в предьщущем случае, входная информация (фиг.4о), записанная на носитель в виде следов записи (фиг.45) с искаженной длиной, при воспроизведении представляется на выходе фотоприемника 1 в виде электрических импульсов сигнала воспроизведения (фиг.4Е)), в который переносятся искажения длины следов записи, присутствующие и в сигнале на выходе компаратора 2. Аналогично формируются сигналы (фиг.4а,е) на выходах первого и второго триггеров 6 и 7, а также синхросерий на выходах первого и второго генераторов 8 и 9. По тем же правилам формируются сигналы (фиг.4и,k) на выходах триггеров 15 и 16, а также сигналы (фиг.4л,м) на выходах первого и второго элементов ИЛИ 21 и 22. Исходя из тех же условий формируется сигнал воспроизведения (фиг.4и) на выходе RS-триггера 34 и сигнал ошибки (фиг.4о) на выходе элемента ИСКЛЮЧАКШЩЕ ИЛИ 24. Особенность работы устройства воспроизведения при уменьшении длительности воспроизводимых импульсов заключается в том, что на прямом выходе D-триггера 23 вырабатывается едияичный уровень (фиг.4п). С прямого вьпсода D-триггера 23 единичный уровень подается на один из входов второго элемента ЗИ-КЕ 32. Комбинация сигналов (фиг.4м,о) на других входах элемента ЗИ-НЕ 32 обеспечивает форми-.: рование на его выходе сигнала (фиг.Ае), в котором длительность отрицательных импульсов равна длительности импульсов в сигнале ошибки (фиг.4о). Моменты времени формирования отрицательных импульсов в сигнале (фиг.Де) определяются положительными импуль-сами сигнала (фиг.4м), формируемого на выходе элемента И.ГИ 22 по фронтам и спадам сигнала (фиг.к). На выходе первого элемента ЗИ-НЕ 31 вырабатывается единичный уровень (фиг.Ар). На четвертом элементе 2И-НЕ 28 выполняется операция Сложение инвертированного сигнала (фиг.4и) с сигналом , (фиг.46), вырабатываемым на выходе второго элемента ЗИ-НЕ 32. С выхода шестого элемента 2И-НЕ 30 на шину 11 выходной информации поступает скорректированньй по длительности сигнал воспроизведения (фиг.Ат). При увеличении длительности сигнала воспроизведения скорректированный сигнал информации (фиг.3т) сопровождается синхросерией (фиг.Зг), вырабатываемой генератором 8, а при уменьшении его длительности скомпенсированный сигнал информации (фиг.4т сопровождается синхросерией (фиг.4) вырабатываемой генератором 9. Переда ча той или иной синхросерии с выхода третьего элемента 2И-НЕ 27 в шину 12 импульсов синхронизации обеспечивает ся сигналами на выходах триггера 23, (Которые разрешают прохождение синхро сер™ через первьй и второй элементы 2И-НЕ 25 и 26. Момент переключения синхросерии не влияет на качество вы ходной синхросерии, формируемой на выходе третьего элемента 2И-НЕ 27, так как при неискаженной длительност воспроизводимого сигнала синхросерии на выходах генераторов 8 и 9 вьграбатываются в фазе, а переключение происходит при малейшей расфазировке вызванной искажением длительности воспроизводимого сигнала. В случае использования блока 10 коррекции длительности импульсов (фиг.5) по второму варианту устройст во работает следующим образом. Цифровая информация (фиг,4 и 7q), подверженная искажениям при записи, фиксируется на носителе (не показан) в виде следов записи (фиг.6 и 7&). Эти искажения переносятся в сигнал воспроизведения (фиг.6 и 7Ь) на выходе усилителя 2 в виде расширения воспроизводимых импульсов на величину 2д, или сужения на ту же величину Искаженные сигналы формируются и на выходе компаратора 3 (фиг.6 и 7г). По фронтам воспроизводимых сигналов (фиг.6 и ) на выходе триггера 6 формируются сигналы, изображенные на фиг.6 и 7 а , а по спадам на выходе риггера 7 формируются сигналы, изображенные на фиг.6 и 7Б. Генератор 8 вырабатывает серию импульсов (фиг.6 и 7)k), фронты которых совпадают во времени с фронтами сигналов воспроизведения (фиг.6 и 7-2), генератор 9 формирует серии импульсов, совпадающие во времени со спадами воспроизводимых сигналов (фиг.6 и 7). Сигналы с генераторов 8 и 9 (фиг.Т) поступают на входы элементов 2И-НЕ 35 и 36. D-триггер 37 вырабатывает сигналы (фиг.6 и 7п), являюпц1еся результатом стробирования сигналов (фиг.6 и 7q) спадами импульсов (фиг.6 и 7ж), а D-триггер 38 вырабатывает сигналы (фиг.6 и 7к), стробируя сигналы (фиг.6 и 7а) спадами импульсов (фиг.6 и 7г). На S-вход RS-триггера 46 и второй вход четвертого элемента 2И-НЕ 51 поступают короткие отрицательные импульсы с элементами ИЛИ 43 (фиг.6 и 7л), вырабатываемые формирователями 39 и 40 по фронтам и спадам сигналов (фиг.6 и 7). На R-вход RS-триггера 46 и второй вход шестого элемента 2И-НЕ 53 поступают короткие отрицательные импульсы с элемента ИЛИ 44 (фиг.6 и 7м), вырабатываемые формирователями 41 и 42 по фронтам и спадам сигналов (фиг.6 и 7к). По импульсам (фиг.6 и 7л,АО на выходе RS-триггера 46 формируются сигналы (фиг.6 и 7н ), повторяющие сигналы воспроизведения на выходе компаратора 3 (фиг.6 и 7-) , но задержанные наполовину длительности такта записи. D-триггер 45 является фазовым детектором. При увеличении длительности воспроизводимого сигнала, когда фронты импульсов (фиг.6):) опережают фронты импульсов на фиг.6г, на прямом выходе D-триггера 45 вырабатывается сигнал нулевого уровня (фиг.бо), а при уменьшении длительности, когда положение фаз серий импульсов соответствует (фиг. 7,г), также управляют коррекцией длительности воспроизводимого сигнала. При увеличении длительности воспроизводимого сигнала сигнал ошибки (фиг.бо) вырабатывается на выходе первой триггерной схемы, реализованной на четвертом и пятом элементах 2И-НЕ 51. и 52. При отсутствии коротких отрицательных импульсов (фиг.6л) на первом входе четвертого элемента 2И-НЕ 51, на выходе пятого элемер1та 2И-)1Е 52 вырабатывается сигнал единичного уровня, обуслрвленный многократной подачей на его первый вход отрицательных импульсов (фиг,6г) . С приходом коротких отрицательных импульсов (фиг.6л) на выходе первой триггерной схемы вырабатывается сигнал нулевого уровня, а по первому отрицательному импульсу (фиг.6г) на первом входе пятого элемента 2И-НЕ 52 триггерная схема переходит в исходное состояние. В сформированном на ее выходе сигнале ошибки (фиг.бп) длительность отрицательных импульсов равна 2Д. На элементе ЗИ-НЕ 47 выполняется операция Вычитание из сигнала воспроизведения (фиг.бн) сиг нала ошибки (фиг.6с). На выходе второй триггерной схемы, вьтолненной из шестого и седьмого элементов 2И-НЕ 53 и 54, вырабатывается сигнал единичного уровня (фиг.бр). На информационном выходе 11 блока 10 коррекции длительности импульсов вырабатывается скорректированный сигнал воспроизведения (фиг.6с). При уменьшении длительности воспроизводимого сигнала по отрицательным импульсам серии (фиг.7)k) и отрицательным коротким импульсам (фиг.7м вторая триггерная схема вырабатывае сигнал ошибки(фиг.7р). На восьмом элементе 2И-НЕ 55 производят операцию Сложение воспроизводимого сигнала (фиг.7ц) с сигналом ошибки (фиг.7р), который через девятый элемент 2И-НЕ 56 поступает на десятый элемент 2ИНЕ 57. На информационном выходе блок 10 коррекции длительности импульсов формируется скорректированный сигнал воспроизведения (фиг.7с). На шину 12 импульсов синхронизации проходят сигналы с D-триггера 45 .через первый, второй и третий элементы 2И-НЕ 48-50. Формула изобретения 1. Устройство для коррекции сигнала воспроизведения с оптического носителя информации, содержащее источник опорного напряжения, шину выходной информации, последовательно соединенные фотоприемник, усилитель и компаратор, а также два параллельных канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных элемента НЕ, первых триггера и генератора, а второй - из последовательно соединенных вторых триггера и генератора, причем входами каналов являются входы элемента НЕ и второго триггера, котос выходом компаратора, рые соединены а выходами - выходы генераторов, о тличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности воспроизведения сигнала путем компенсаш1и ошибки длительности воспроизводимого сигнала, в него введены блок коррекции длительности импульсов и шина импуль,сов синхронизации, при этом выход ис точника опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора, первый и второй синхровходы блока коррекции длительности импульсов соединены соответственно с выходами первого и второго каналов, первый и второй информационные входы блока коррекции {Длительности импульсов соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, а выходы информации и синхросерий блока коррекции длительности импульсов связаны соответственно с шиной выходной информации и с шиной импульсов синхронизации. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок коррекции длительности импульсов содержит RSи D-триггеры, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, шесть элементов 2И-НЕ, три элемента ЗИ-НЕ, а также два параллельных однотипных канала, каждый из которых состоит соответственно из элемента НЕ, D-триггера, элемента ИЛИ и двух формирователей, выход элемента НЕ соединен с С-входом D-триггера, прямой и инвертирующий выходы которого через формирователь соединены с входами элемента ИЛИ, при этом первыми входами каналов являются соответственно первый и второй информационные входы блока коррекции длительности импульсов, соединенные с D-входами D-триггеров, вторыми - соответственно синхровходы блока коррекции длительности импульсов, соединенные с входами элементов НЕ, а выходами - выходы элементов ИЛИ, второй вход первого канала соединен с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента 2И-НЕ и С-входом D-тригге- ра, второй вход второго канала соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, D-входом D-триггера и

первым входом второго элемента 2И-НЕ инвертирующий выход D-триггера соединен с вторым входом второго элемен. та 2И-НЕ -и первыми входами первого и третьего элементов ЗИ-НЕ, а прямой выход - с вторым входом первого элемента 2И-НЕ, первым входом второго элемента ЗИ-НЕ.и первым входом пятого элемента 2И-НЕ, выход элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго элементов ЗИ-НЕ, выход первого канала соединен с третьим входом первого элемента ЗИ-НЕ и S-входом RS-триггера, выход второго канала - с R-входом RS-триггера и третьим входом второго элемента ЗИ-НЕ, прямой выход RS-триггера соединен с третьим входом третьего элемента ЗИ-НЕ, а инвертирующий - с первым входом четвертого элемента 2И-НЕ, выход первого элемента ЗИ-НЕ ;соединен с вторым входом третьего элемента ЗИ-НЕ, а выход второго элемента ЗИ-НЕ - с вторым входом четвертого элемента 2И-НЕ, выход котороге соединен с вторым входом пятого элемента 2И-НЕ, выходы первого и второго элементов 2И-НЕ соединены через третий элемент 2И-НЕ с шиной импульсов синхронизации, а выходы третьегчэ элемента ЗИ-НЕ и пятого элемента 2И-НЕ через шестой элемент 2И-НЕ соединены с шиной выходной информации.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок коррекции длительности импульсов содержит RSи D-триггеры, элемент ЗИ-НЕ, десять элементов 2И-НЕ, а также два параллельных однотипных канала, каждый из которых состоит соответственно из элемента НЕ, D-триггера, элемента ИЛИ и двух формирователей, выход элемента НЕ соединен с С-входом D-триг- j гера, прямой и инвертирующий выходы которого через формирователи соединены с входами элемента ИЛИ, при этом первыми входами каналов являются соответственно первый и второй информационный входы блока коррекции длительности импульсов, соединенные с D-входами D-триггеров, вторыми - соответственно синхровходы блока коррекции длительности импульсов, соединенные с входами элементов НЕ, а выходами - выходы элементов ИЛИ, при этом второй вход первого канала соединен с С-входом D-триггера и первым входами первого и седьмого элементов 2И-НЕ, второй вход второго канала соединен с D-входом D-триггера и первыми входами второго и пятого элементов 2И-НЕ, прямой выход D-триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ и первым входом девятого элемента 2И-НЕ, а инвертирующий выход - с вторым входом второго элемента 2И-НЕ и первым входом элемента ЗИ-НЕ, выход первого канала соединен с S-входом RS-триггера и первым входом четвертого элемента 2И-НЕ, выход второго канала - с R-входом RS-триггера и первым входом шестого элемента 2И-НЕ, прямой выход RS-триггера соединен с вторым входом элемента ЗИ-НЕ, а инвертирующий - с первым входом восьмого элемента 2И-НЕ, выходы первого и второго элементов 2И-НЕ соединены с входами третьего элемента 2И-НЕ, выход которого связан с шиной импульсов синхронизации, выход-четвертого элемента 2И-НЕ соединен с вторым входом пятого элемента 2И-НЕ, выход которого - с вторым входом четвертого элемента 2И-НЕ и третьим входом элемента ЗИ-НЕ, выход «которого связан с первым входом десятого элемента 2И-НЕ, выход шестого элемента 2И-НЕ соединен с вторым . входом седьмого элемента 2И-НЕ, выход которого - с вторым входом шестого элемента 2И-НЕ и вторым входом восьмого элемента 2И-НЕ, выход которого связан с вторым входом девятого элемента 2И-НЕ, а выход девятого элемента 2И-НЕ соединен с вторым входом десятого элемента 2И-НЕ, выход которого связан с шиной выходной информации.

фиг.}

фиг4

Изобретение может быть использовано в составе оптоэлектронных запоминающих устройств с движущимся носителем информации. Цель изобретения повьпиение точности воспроизведения . устройства, которое содержит фотоприемник 1, усилитель 2, компаратор 3, источник 4 опорного напряжения, элемент НЕ 5 триггеры 6 и 7, генераторы 8 и 9, блок 10 коррекции длительности импульсов, шину 11 выходной информации и шину 12 импульсов синхронизации. Введение новых элементов и образование новых связей мея;ду элементами устройства позволяет компенсировать ошибки длительности воспроизводимого сигнала. Описаны варианты реализации блока 10 коррекции длительности импульсов. 2 з,п.ф-лы. 7 ил. е