Устройство для магнитной записи и воспроизведения цифровой информации Советский патент 1988 года по МПК G11B20/10 

(21)4029179/24-10

(22)27.02.86

(46) 07.01.88. Бюл. № 1

(71)Марийский политехнический институт им. А.М.Горького

(72)Я.А.Фурман и В.и.Митрофанов

(53)534.852 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 585527, кл. G 11 В 5/09, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 1270796, кл. G 11 В 20/10, 1984.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

(57)Изобретение относится к области накопления информации. Цель изобретения - снижение погрешности записи - воспроизведения цифровой информации.

С двух дорожек ленты одновременно считываются два одинаковых сигнала, которые подаются на входы усилителей- ограничителей 9 и 10, затем на выпрямители 27 и 28. Детектированные напряжения складьгеаются на сумматоре 13

и поступают на триггер Шмидта 14. где происходит формирование стандартных уровней. С выхода блока 8 формирования сигналов воспроизведения импульсы, разделенные интервалами паузы, поступают на вход одновибратора 11. С помощью обнаружителей 24 и 25 фиксируются передний и задний фронты информационного импульса. По импульсам переднего и заднего фронтов в триггере 30 формирутся рабочие импульсы, которые поступают на вход обнаружителя 26 нуля, представляющего собой счетчик до заданного числа. После заданного числа импульсов выдается сигнал обнаружения нуля. Импульсы обнаружения нуля и импульсы переднего фрюнта подаются на триггер 29, где формируются информационные импульсы. Запись одинаковой информации одновременно по двум дорожкам позволяет получить при воспроизведении сигнал, слабо подверженный замираниям. 3 ил.

S

ел

00 О)

ел ю

4:

« t

Изобрететше относится к области накопления информации, а именно к устройствам для магнитной записи и воспроизвеления цифровой информации.

Целью изобретения является снижение погрешности залиси - воспроизведения цифровой информации за счет повышения помехоустойчивости к выпадению сигналов воспроизведения.

На фиг.1 - 3 представлены функциональная схема устройства и его временные диаграммы.

Устройство для магнитной записи и воспроизведения цифровой информации содержит двухканальный магнитофон 1, подключенный входами записи к выходу первого элемента И 2, подсоединенного первым входом к соединенным между собой выходу реле 3 времени и первому входу второго элемента И 4, подключенного вторым входом к второму входу первого элемента И 2, управляющую шину 5, соединенную с входом 6 реле 3

времени, подсоединенного выходом к

первому входу триггера 7, соединенного выходом с управляюш.ими входами двухканального магнитофона 1 и блока 8 формирования сигналов воспроизведения, соединенного входами с выходами двухканального магнитофона 1 и содержащего первый и второй усилители-ограничители 9 и 10, входы которых являются входами блока 8 формирования сигналов воспроизведения, одновибра- тор 11 - элемент И 12, сумматор 13 и триггер Шмидта 14, один из входрв которого является управляющим входом блока 8 формирования сигналов воспроизведения, подключенный входом к вы- ходной шине 15, и входную шину 16.

Кроме того, устройство для магнитной записи и воспроизведения цифровой информации содержит генератор 17 импульсов, первый - третий счетчики 18-20 импульсов, дополнительный триггер 21, первьш и второй селекторы 22 и 23 импульсов, а блок 8 формирования сигналов воспроизведения также содержит обнаружители 24 и 25 перед- него и заднего фронтов импульсов, обнаружитель 26 нулевого уровня, первый и второй двухполуперйодные выпрямители 27 и 28, первый и BTOpovi триггеры 29 и 30. При этом генератор 17 им- пульсов подключен выходом к второму входу второго элемента И 4, подключенного выходом к входам первого и второго счетчиков 18 и 19 импульсов.

t,

0

f 0

5

0 5 0

5 o 5

соединенных выходами с входами установки дополнительного триггера 21, подсоединенного инверсным выходом к установочному входу первого счетчика | 8 импульсов, подключенного управляющим входом через первый селектор 22 импульсов к входной шине 16 и выходом - к соединенным между собой установочному входу второго счетчика 19 импульсов и третьему входу первого элемента И 2. Первый и второй усилители-ограничители 9 и 10 выходами через первый и второй двухполупериодные выпрямители 27 и 28 подключены к входам сумматора 13, соединенного выходом с соответствующим входом триггера 14 Шмидта, подключенного выходом к выходной шине 15 через последовательно соединенные одновибратор 11, обнаружитель 24 первого фронта импульсом и первый триггер 29.

Одновибратор 11 подсоединен выходом через последовательно соединенные обнаружитель 24 переднего фронта импульса, второй триггер 30 и второй селектор 23 импульсов к соответствующему входу триггера 7, соединенного другим из входов через третий счетчик 20 импульсов с инверсным выходом элемента И 12, подсоединенного первым входом к выходу обнаружителя 24 переднего фронта импульса и вторым входом к соединенным между собой одному из входов первого триггера 29 и выходу обнаружителя 26 нулевого уровня, подключенного входом к выходу второго триггера 30. Второй триггер 30 подсоединен одним из входов через обнаружитель 25 заднего фронта импульса к выходу одновибраторй 11,

Устройство работает следующим образом.

Сразу после поступления сигнала Пуск на управляющую шину 5 включается лентопротяжный механизм магнитофона 1. Реле 3 времени обеспечивает задержку прохождения информации по цепям устройства на время пуска двигателя магнитофона и установления скорости движения ленты, что исключает влияние возникающих при этом помех, а также осуществляет блокировку останова на время пуска.

С приходом разрешающего сигнала с реле 3 времени селектор 22 импульсов начинает вырабатывать импульсы записи, соответствующие поступающей на входную шину 16 информации, кото313

рые подаются с элемента И 2 на вход записи магнитофона 1, Вид сигнала, подаваемого на записывающую магнитную головку, показан на фиг.2. Период основной тактовой частоты определяется частотной характеристикой магнитофона 1. Интервалы информационной единицы и информационного нуля выбираются различными по длительности, чтобы обеспечить высокую вероятность их распознавания.

При поступлении разрешающего сигнала с реле 3 времени на счетный вход первого счетчика 18 поступают тактовые импульсы. Одновременно тактовые импульсы поступают на второй злемент И 4, где начинает формироваться пачка импульсов записи. Через некоторое число периодов тактовых импульсов, в зависимости от, входной информации, с выхода первого счетчика 18 на вход дополнительного триггера 21 поступает импульс, опрокидывающий триггер 21, и пачка импульсов записи оказывается сформированной. Одновременно начинает счет второй счетчик 19, выходной импульс которого через определенное число периодов тактовых импульсов вновь возвращает триггер 21 в исходное состояние. Описанный процесс повторяется. Импульсы с инверсного выхода триггера 21 используется также в качестве синхроимпульсов при записи информации.

Во время записи информации осуществляется контроль процесса записи. С этой целью.сигналы с выхода канала воспроизведения магнитофона 1 подаются через блок 3 формирования сигналов воспроизведения на триггер 1, который осуществляет останов магнитофона 1 при обнаружении ощибки ввода - вывода информации.

Блок 8 формирования сигналов вое- произведения усиливает и преобразовывает сигналы с выхода канала воспроизведения магнитофона. При этом радиоимпульс (отрезок синусоиды) преобразуется в видеоимпульс.

С двух дорожек ленты одновременно считываются два одинаковых сигнала, которые подаются на входы двух усилителей-ограничителей 9 и 10 блока 8 формирования сигналов воспроизведе- ния, а затем - на двухполупериодные выпрямители 27 и 28. Продетектирован- ные напряжения складываются на сумматоре 13 и поступают на триггер Шмид2АЧ

та 14, где происходит формирование стандартных уровней и длительностей фронтов ТТЛ (фиг.З а,б,в).

С выхода блока 8 формирования сигналов воспроизведения информационные импульсы, разделенные интервалами паузы, поступают на вход одновибрато- ра 11. Здесь с помощью обнаружителей

24и 5, выделяющих серию импульсов по критерию 4 из 4, фиксируются передний и задний фронты информационного импульса (фиг.Зг, д).

На входы обнаружителей 24 и 25 подаются информационные и тактовые импульсы. При поступлении информационного импульса с каждым тактом по обнаружителям 24 и 25 продвигается единица. И если за время за определенное число тактов на управляющем входе обнаружителей 24 и 25 поддерживается высокий уровень информационной единицы, то на их выходах появляется сигнал, соответствующий обнаружению фронта информационного импульса. Различие в работе обнаружителей 24 и 25 переднего и заднего фронтов состоит в том, что для обнаружителя 25 заднего фронта период тактовых импульсов выбран в два раза больщим, чем для обнаружителя 24 переднего фронта, а также в том, что обнаружитель 25 заднего фронта подаются инвертированные информационные импульсы. Увеличение времени накопления для обнаружителя

25заднего фронта вызвано более опасным действием помех в период паузы.

Импульсы заднего фронта используются в качестве синхроимпульсов в режиме ввода в ЭВМ информации с ленты. По импульсам переднего и заднего фронтов в триггере 30 формируются рабочие импульсы (фиг.Зе), которые поступают на управляющий вход обнаружителя 26 нуля, представляющего собой счетчик до заданного числа, на счетный вход которого подаются тактовые импульсы. При этом импульс 1 диск- ретизируется, например, на 18 импульсов, а импульс О - например, на 54 импульса. После заднего числа импульсов выдается сигнал обнаружения нуля (это происходит за время между соседними импульсами переднего и заднего фронтов (фиг.Зж). Импульсы обнаружения нуля и импульсы переднего фронта подаются на триггер 29, где формируются выходные информационные импульсы, поступающие на выходную

513

шину 15 (фиг.Зэ). Таким образом, в каждом интервале между соседними импульсами переднего и заднего фронтов всегда выдается один синхроимпульс (в качестве которого выступает импульс заднего фронта) и один информационный импульс (если обнаружен О)

В режиме записи информации единственная задача: необходимо зафикси- ровать момент пропадания записанного сигнала вследствие глубокого запирания. Высокий уровень помех в первую очередь сказывается во время паузы, приводя к ложным срабатываниям обна- ружителей переднего 24 и заднего 25 фронтов. Для повышения помехоустойчивости селектора 23 в этой ситуации одновибратор 11 срабатывает по заднему фронту информационного импульса и запрещает прохождение информации на время паузы, чтобы исключить тем самым прохождение помех.

Триггер 7 обеспечивает автоматический останов магнитофона 1 при об- наружении ошибки ввода - вывода информации.

Обнар ткители 24 и 25 фронтов информационного импульса обеспечивак1Т Надежную защиту от коротких случайных импульсов, возникающих в устройстве как помехи от других систем ЭВМ. Короткий импульс, приводящий к ошибке, может возникнуть также во время сильного замирания при обрабт)тке импульса информационного нуля. Для фиксации подобных сбоев служит счетчик 20 импульсов, который обеспечивает срабатывание триггера 7, если длительность рабочего импульса окажется меньше длительности интервала информационной единицы.

Селектор 23 импульсов осуществляет анализ смеси импульсов переднего фронта и импульсов с обнаружителя нуля (фиг.Зи). При попадании хотя бы одного информационного импульса период смеси импульсов переднего фронта и импульсов с обнаружителя 26 нуля превысит заданное число, что является признаком сбоя.

Триггер 7 фиксирует сигналы останова, поступающие со счетчика 20 импульсов и селектора 23 импульсов.

I

Выходной сигнал триггера 7 обеспечивает останов лентопротяжного механизма магнитофона 1.

Q ь 0

5

о g 0

0

246

Запись одинаковой информации одновременно по двум дорожкам позволяет получить при воспроизведении сигнал, слабо подверженный замираниям, так как неоднородности в магнитном слое ленты имеют размеры, не превышающие долей миллиметра, и вероятность замирания сигнала одновременно на двух дорожках очень низка.

Формула изобретения

Устройство для магнитной записи и воспроизведения цифровой информации, содержащее двухканальный магнитофон, подключенный входами записи к выходу первого элемента И, подсоединенного первым входом к соединенным между собой выходу реле времени и первому входу второго элемента И, подключенного вторым входом к второму входу первого элемента И, управляющую шину, соединенную с входом реле времени, подсоединенного выходом к первому входу триггера, соединенного выходом с управляющими входами двухка- нального магнитофона и блока формирования сигналов воспроизведения, соединенного входами с выходами двух- канального магнитофона и содержащего первый и второй усилители-ограничители, входы которых являются входами блока формирования сигналов воспроизведения, одновибратор, элемент И , сумматор и триггер Шмидта, один из входов которого является управляющим входом блока формирования сигналов воспроизведения, подключенного выходом к выходной шине, и входную шину, от личающееся тем, что, с целью снижения погрешности воспроизведения цифровой информации за счет повышения помехоустойчивости к выпадениям сигналов, воспроизведения, в него введены генератор импульсов, первый, второй и третий счетчики импульсов, дополнительный триггер, первый и второй селекторы импульсов, а в блок формирования сигналов воспроизведения введены обнаружители последнего и заднего фронтов импульсов, обнаружитель нулевого уровня, первый и второй двухполупе- риодные выпрямители и первый и второй триггеры, причем генератор импульсов подключен выходом к второму входу второго элемента И, подключенного выходом к входам первого и вто713

рого счетчиков импульсов, соединенных выходами с входами установки дополнительного триггера, подсоединенного инверсным выходом к установочному входу первого счетчика импульсов, подключенного управляющим входом через первый селектор импульсов к входной шине и выходом - к соединенным между собой установочному входу вто- рого счетчика импульсов и третьему входу первого элемента И, первый и второй усилители-ограничители выходами через первый и второй двухполупе- риодные выпрямители подключены к вхо- дам сут-1матора, соединенного выходом с соответствующим входом триггера Шмидта, подключенного выходом к выходной шине через последовательно соединенные одновибратор, обнаружитель

48

переднего фронта импульса и первый триггер, при этом одновибратор подсоединен выходом через последовательно соединенные обнаружитель переднего фронта импульса, второй триггер и второй селектор импульсов к соответствующему входу триггера, соединенного другим из входов через третий счетчик импульсов с инверсным выходом элемента И, подсоединенного первым входом к выходу обнаружителя переднего фронта импульса и вторым входом - к соединенным между собой одному из входов первого триггера и выходу обнаружителя нулевого уровня, подключенного входом к выходу второго триггера, подсоединенного одним из входов через обнаружитель заднего фронта импульса к выходу одновибратора.

г

Фиг. 2

л w« w /v vx 4 4M«4«s/ rv/Wt V

г

ж

Фиг. г

Т