Способ детектирования манипулированных по частоте и фазе сигналов воспроизведения цифровой магнитной записи и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G11B5/02 G11B5/09 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам и устройствам для детектирования мани- пулированных по частоте и фазе сигналов воспроизведения цифровой магнитной записи.

Целью изобретения является снижение погрешности детектирования при изменении скорости движения носителя магнитной записи.

На фиг, I приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы..

Предлагаемый способ заключается в том, что воспроизводимый сигнал усиливается, фильтруется и вьшрямляется (фиг. 2а). Из выпрямленного сигнала формируется первая импульсная последовательность, соответствующая экст- :ремальным значениям сигнала (фиг.26), вторая импульсная последовательность, соответствующая фиксированным уровням сигнала (фиг. 2в). Из первой и второй импульсных последовательное- , тей формируют импульсы (фиг. 2г), соответствующие режиму выпа,цения сиг- нала с длительностью, равной интервалу между импульсами первой последовательности (фиг. 2б), соответствующими первым экстремальным значениям сигнала после начала и конца режнмя выпадения сигнала. При этом режиму выпадения соответствует состояние, когда при наличии и fflyльcoв в первой последовательности во второй последеВЯ-- тельности импульсы отсутствуют.

сл

СО

Ьо

Задерживают сигнал вьтадения (фиг. 2г), соответствующий режиму выпадения. Для этого формируют две стабильные последовательности импульсов высокой частоты, частоты которых относятся как 3/4. Более низкой частотой F/4 измеряют интервал в каждом периоде вьщеленных синхроимпульсов (фиг. 2с),код измеренного интервала (фиг. 2у) в последующем периоде синхроимпульсов сосчитывают частотой F/3 (фиг. 2ф). Из последних сосчитан- ньк в . каждом периоде импульсов -, (фиг. 2х) формируют последовательност задержанных синхроимпульсов на 3/4 интервала между двумя последними синхроимпульсами выходной последовательности выделенных синхроимпульсов (фиг. 2с). Начало и конец сигнала -вьшадения (фиг. 2г) сдвигают до первого импульса, следующего в последовательности задержанных синхроимпульсов (фиг. 2х). При этом образуются прямая .(фиг. 2и) и обратная (фиг. 2о) последовательности задержанных сигналов выпадения.

Код измеренного интервала (фиг.1у) в следующем периоде синхроимпульсов (фиг. с) сосчитывают частотой F/4 (фиго 1д). Из последних сосчитанных ш-шульсов (фиг. 1ч) формируют последовательность синхроимпульсов замещения.

Формируют прямые (фиг. 1д) и обрат ные (фиг. 1е) импульсы подсвета информационных символов, совпадающие началом с концом выделенных синхроимпульсов (фиг. 1с), а концом - с пер- I вым импульсом -в последовательности за держанных на 3/4 Т.. синхроимпульсов i (фиг. 1х).

L Перемножают прямые импульсы подсве : та информационных символов (фиг. 1д) с импульсами .первой последовательное- ; ти (фиг. 1б). в результате перемноже- : кия выделяют информационные символы (фиг. 1и.). Получают четвертую импульс ную последовательность (фиг. 1ж) пу- ; тем перемножения обратных (инверсных) импульсов подсвета информационных символов (фиг. 1е) с импульсами пер- : вой импульсной последовательности ; (фиг. 1б). Формируют стробирующие

импульсы (фиг. 1к), у которых начало совпадает с концом информационных сим ; волов (фиг. 1и), а конец - с первым : импульсом четвертой импульсной после- ; довательности (фиг. 1ж),

Стробирующие импульсы (фиг. 1к) перемножают с информационными символами (фиг. 1и) и результат перемножения (фиг. 1л) складывают с четвертой импульсной последовательностью (фиг. 1ж), в результате образуется пятая импульсная последовательность (фиг. 1м).

Перемножают прямой задержанньй импульс выпадения (фиг. 1н) с пятой импульсной последовательностью (фиг. 1м). В результате перемножения выделяются синхроимпульсы (фиг. п), которые не входят в подсвет прямого задержанного сигнала выпадения (фиг. 1н).

Вьщеленные синхроимпульсы (фиг.п) складываются с последовательностью синхроимпульсов замещения (фиг. 1ч), которые не входят в подсвет обратного задержанного сигнала выпадения (фиг. 1о). В результате образуется последовательность вьзде.пенных синхроимпульсов (фиг. 1с), которая состоит из выделенных из входного сигнала синхроимпульсов и их синхроимпульсов замещения, которые подставляются, когда уровень воспроизведенного сигнала стекается ниже порога достоверного формирования.

Устройство для детектирования ма- нйпулированных по частоте и фазе сигналов цифровой информации, воспроизводимых с магнитного носителя, содержит последовательно соединенные магнитную головку 1, усилитель 2, фильтр 3 и выпрямитель 4, подключенньй выходом к первому и второму входам п ерво- го триггера 5 соответственно через формирователи 6 и 7 импульсов по экстремум:, - и уровням сигнала, второй триггер 8, подключенный первым входом ,к. выходу первого триггера 5, вторым входом через первьй дешифратор 9 к выходам первого счетчика 10, третий триггер П., подключенный первым входом к выходу первого дешифратора 9, а выходом - к первому входу первого элемента И 12, у которого второй вход пoдкJтачeн к одному входу второго элемента И 13, соединенного выходом с выходной информационной шиной 14, четвертый триггер 5, подключенный первым входом к выходу первого элемента И 12, третий элемент И 16, подключенный выходом к счетному входу первого счетчика 10, генератор 17 импульсов, выходную синхронизирующую

10

51529282

ину 18, а также первый делитель 19 астоты, второй счётчик 20, включеные последовательна между выходом ejiepaTopa 17 импульсов и информаци- онньми входами первого счетчика 10, второй делитель 21 частоты, включен- ньй между выходом генератора 17 импульсов и первым входом третьего элемента Н 16, четвертьй 22 и пятый 23 элементы И, у которых первые входы подключены соответственно к первому и второму вьосодам второго триггера 8, а выходы через первьй элемент ИЛИ 24 подключены к выходной синхронизируюей шине 18, шестой элемент И 25, у которого первый вход подключен к выходной информационной шине и к второму входу четвертого триггера- 15, второй вход - к выходу четвертого триггера, а выход через второй элемент ЛИ 26 - к второму входу четвертого элемента И 22, третий счетчик 27, второй дешифратор 28, включенные последовательно между выходом второго елителя 19 частоты и вторым входом пятого элемента И 23, элемент 29 заержки, включенный между выходной синхронизирующей шиной 18 и установоч ным входом второго счетчика 20. Кроме этого выход формирователя 6 имг:ульсов по экстремуму подключен к первому входу второго элемента И 13, второй вход которого соединен с вторым выхоом третьего триггера 11 и вторым вхоом третьего элемента И 16, выход первого элемента И 12 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 26, синхронизирующая шина 18 подключена к второму входу третьего триггера 11 и к управляющим входам первого 10 и третьего 27 счётчиков, а информационные входы третьего счетчика 27 подключены к соответствующим входам второго счетчика 20. . .

Первьй триггер 5 выполнен по схеме D-триггера, у которого первый вход является синхронизирующим, а второй вход - информационным.

Второй триггер 8 вьтолнен по схеме D-триггера5 у которого первьй вход является информационным, а второй вход - синхронизирующим. При этом второй триггер 8 имеет два- выхода - пря- и инверсный.

Третий 11 и четвертый 15 триггеры выполнены по схеме нетактируемогр 1-К-триггера, срабатывающего по заднему Фронту (спаду) импульса.

сч к до пе и ст сч сч по ющ те жи 15 к жи ни о м 20 с кл в м п 25 2 з в ч с нь с

ч к с л т

н в с

в к с .ч н кщ

о

30

35

40

45

50

55

Первьй 10, второй 20 и третий 27 счетчики могут быть двоичными счетчиками с одинаковым количеством разрядов. Количество разрядов определяется периодом следования синхроимпульсов и входной частотой заполнения, поступающей на счетный вход второго счетчика 20. Первьй 10 и третий 27 счетчики имеют управляющие входы, подключенные к выходной синхронизирующей шине 18, которые при высоком потенциале переводят эти счетчики в режим параллельной перезаписи входного кода, а при низком потенциале - в режим последовательного счета, синхронизирующие входы С, подключенные соответственно к выходам третьего элемента И 16 и первого делителя 19 ча- 0 стоты, и информационные входы, подключенные к соответствующим выходам второго счетчика 20. При этом информация разрядов второго счетчика. 20 переписывается в первый 10 и третий 5 27 счётчики в обратном коде, что позволяет использовать счетчики 10 и 27 в режиме вычитания (сосчитывания входной информации).Второй счетчик 20 имеет установочный К-вход, подклю- чениьй к элементу 29 задержки, и синхронизирующий С-вход, подключен- ньй к выходу первого делителя 19 частоты.

Первьй 19 и второй 21 делители частоты делят высокую частоту, формируемую генератором 17 импульсов, таким образом, что на выходе первого делителя 1S частоты формируе ся 4i-- стота F/4, а на выходе второго делителя 21 частоты формируется частота F-3..

Первьй 9 и второй 28 дешифраторы формируют одно из кодовых состояний, например все единицы или нули, на выходах первого 10 и третьего 27 счетчиков.

Элемент 29 задержки подключается входом к выходной шине 18 синхронизации, а выходом - к установочному входу второго счетчика 20. Время задержки выбирается из таких условий, чтобы перед тем, как обнулится второй счетчик 20, его код успел перезаписаться в первьй 10 и третий 27 счет- .чики по команде, поступающий с выходной шины 18 синхронизации на управля- кщие входы счетчиков 10 и 27.

На времен шх диаграммах .на фиг.2 обозначены: а - вьшрямленньй сигнал

0

5

0

5

0

5

на выходе выпрямителя 4; б - импульсный сигнал, сформированный формирователем 6 импульсов по экстремуму; в - импульсньй сигнал, сформированный формирователем 7 импульсов по уровню. В интервале Т1-ТЗ, импульсный сигнал не формируется, так как уровень воспроизведенного сигнала ниже уровня достоверного формирования; г - сигнал выпадения на выхбде перво- го триггера 5; д, е - прямые и обратные импульсы подсвета информационных символов, формируемые на выходах третьего триггера. 1 1; ж - синхронизи- рующие. импульсы, вьщеленные на выходе первого элемента И 12| « - информационные символы, выделенные на выходе второго элемента И 13; к - стро- бирующие. импульсы на выходе четверто- го триггера 15;. л - импульсы подсин- хронизации схемы выделяются на выходе шестого элемента И 25; м - суммарный сигнал на выходе второго элемента ИЛИ 26, состоящий из выделенных синхро- импульсов элементом И 12 и подсинхро- низирующих импульсов на выходе шёсто- го элемента И 25; н, о - прямая и обратная последовательности задержанных сигналов выпадения, формируемых вто- рым триггером 8; п - вьзделенные синхроимпульсы, входящие в область подсвета задержанного сигнала выпадения н (сигнал формируется на выходе четвертого элемента И 22); р - импульсы замещения синхроимпульсов ч, входящих в область подсвета задержанного обратного сигнала выпадения о.(сигнал формируется на выходе пятого элемента И 23); е - выделенньм на выходной синхронизирующей шине 18 сигнал, состоящий в интер-вале ТО-Т1 и Т4-Т5 из выделенных синхроимпульсов, а в интервале Т1-Т4 - из синхроимпульсов

замещения; т - сигнал с % задержанный на элементе 29 задержки; у - эпюры заполнения триггеров второго счетчика 20 (максимальньй сигнал соответствует моменту перед обнулением второго счетчика 20); ф - эпюры заполнения триггеров первого счетчика 10 (максимальньй сигнал соответствует полному заполнению счетчика); X - импульсы на выходе первого дещиф- ратора 9 (импульсы формируются в момент переполнения первого счетчика 10); ц - эпюры заполнения триггеров третьегохсчетчика 27, Максимальньй сигнал соответствует или моменту пе

г л 5 о

0

5

0

5

реполнения счетчика, или моменту, предшествующему перезаписи кода. Переполнение счетчика происходит, ее- ли последующий период выделенных синхроимпульсов больше или равен предыдущему; ч - импульсы на выходе второго дешифратора 28. Импульсы формируются только в моменты переполнения третьего счетчика 28. При этом в под- све-те задержанного сигнала выпадения Т1-Т4 третий счетчик 27 ра.бота- ет только в режиме переполнения и выделенные в этом интервале импульсы с выхода второго дешифратора 28 поступают на выходную синхронизирующую шину 18 с постоянной частотой.

Устройство работает следзтощим образом.

Воспроизводимьм магнитной головкой 1 сигнал после усилителя 2 и фильтра 3 поступает на выпрямитель 4, который преобразует этот сигнал в однополярньй (фиг. 2а). Этот сигнал поступает на формирователь 6 по экстремуму, которьм формирует первую импульсную последовательность (фиг. 26), и на формирователь 7 по уровню, которьй формирует вторую импульсную последовательность (фиг.2в).

Первая последозательность поступает на синхронизирую щий вход первого триггера 5, а вторая - на его инфорг мационньй вход. В результате на выходе первого триггера 5 формируются импульсы выпадения.(фиг. 2г), Импульсы выпадения (фиг, 2г) с выхода первого триггера 5 поступают на ин- формационньй вход второго триггера 8, которьй задержанными синхроимпульсами (фиг. 2х), поступающими на его второй синхронизирующий вход, задерживает передний и задний фронты импул.ьсов выпадения (фиг. 2н, о).

Формирование задержанных синхроимпульсов (фиг, 2х) производится на выходе первого дешифратора 8 из вьще- ленных синхроимпульсов (фиг. 2е) на выходе первого элемента ИЛИ 24,

При этом выделенные синхроимпульсы с выхода первого элемента ИЛИ 24 поступают на выходную синхронизирующую шину 18, а также в цепи обратных связей: на второй вход третьего триггера 11, устанавливая его в состояние (фиг. 2д), при котором обеспечивается прохождение импульсной последовательности через третий элемент

И 16, на управляющие входы первого 1Q и третьего 27 счетчиков, производя перезапись в них в обратном коде состояния триггеров второго счетчика

20, и на установочньй вход второго счетчика 20 через линию 29 задержки обнуляя этот счетчик после завершения процесса перезаписи кода в пер- вьш 10 и третий 27 счетчики.

Высокая частота, формируемая генератором 17 импульсов, поступает на входы первого 19 и второго 21 делителей частоты, которые делят ее соответственно на 4 и 3. Высокой частотой, деленной на 4, производится измерение (пересчет) периода выделенных синхроимпульсов. Сосчитанньй код измеренного периода с выхода второго счетчика 20 в обратном коде перезаписывается в первьй 10 и третий 27 счетчики. Код первого счетчика 0 ео считывается в следующем периоде вы-

деленных синхроимпульсов высокой частотой, деленной на 3. При этом в момент переполнения первого счетчика 10 (фиг. 2ф) на выходе.первого дешифратора 9 формируются импульсы (фиг,2х), соответствующие синхроимпульсам, задержанным на 3/4 периода последней. пары выделенных синхроимпульсов (фиг. 2с).

Задержанные синхроимпульсы (фиг. 2х) с выхода первого дешифратора 9 -также поступают на первый вход третьеого

триггера 11, устанавливая его в исход- нов состояние. На выходе третьего триггера 11 формируются прямые и обратные импульсы подсвета информационных символов (фиг. 2д, е), длительность которых равна 3/4 периода по- следней пары выделенных синхроимпульсов (фиг. 2е).

На втором 13 и первом 12 элементах И пере1«шожают сигнал, сформированный формирователем 6 импульсов по экстремуму (фиг. 26), соответственно с прямыми и обратными импульсами подсвета информационных символов (фиг. 2д, е). При этом на выходе второго элемента И 13, подключенного к выходной информационной шине 14, вьщеляются информационные символы, а на выходе первого элемента И 12 (фиг. 2ж) - синхронизирующие импульсы (символы).

Алгоритмом самосинхронизации устройства является то, что в записывае- мой структуре сигналов методом удвоения частоты между двумя рядом стоя

5

щими синхронизирующими символами может находиться не более одного информационного символа. ,С.учетом этого на выходе четвертого, Триггера 15 формируется стробирующий импульс (фиг. 2к), длительностью равный интервалу между выделенными информационными символаьш (фиг. 2и) и синхронизирующими симв олами (фиг. 2ж).

Стробирующий импульс (фиг. 2к) на шестом элементе И 25 перемножают с информационными символами (фиг.2и). В ycтaкoвившe 5cя рабочем режиме на выходе шестого элемента И 25 отсутствуют импульсы, а в момент вхождения устройства в рабочий режим вьзделяют- ся иьшульсы подсинхронизации (фиг.2л), которые затем на втором элементе ИЛИ 26 складываются с вьзделенными синхро- ш-шульсами.

На выходе четвертого элемента И 22 в результате перемножения прямой последовательности задержанных сигналов выпадения (фиг. 2н) с последовательностью импульсов (фиг. 2м), формируемой вторым элементом КЖ 26, выделяются синхронизирующие импульсы (фиг. 2п)5 не входящие в зону выпадения воспроизводимой информации, которые затем через первый элемент ИЛИ 24 поступают на выходную синхронизирующую шину 18..

-На выходе пятого элемента И 23 в результате перемножения обратной последовательности задержанных сигналов выпадения (фиг. 2с) с последовательностью импульсов замещения cинxpoи f- пульсов (фиг. 2ч) выделяются постав- ленные синхроимпульсы (фиг, 2р), которые проходят на выходную шину 18 синхроимпульсов в то время, когда сигнал воспроизводится с низкой достоверностью и устройство работает 5 в режиме выпадения.

Импульсы замещения (фиг. 2ч) формируются на выходе второго дешифратора 28, которьй в предлагаемом устройстве дешифрует единичное состояние триггеров третьего счетчика 27 (фиг. 2п), в который по каждому выделенному синхроимпульсу (фиг. 2с) переписывается в обратном коде состояние триггеров второго счетчика 20 (фиг, 2у), измеряющего периоды следования вьщеленных синхроимпульсов.

Записанный код каждого периода выделенных синхроимпульсов (фиг. 2ц) сосчитывается высокой частотой, де0

5

0

0

5

1529282

енной на 4, В зоне выпадения (фиг.2о, нтервал Т2-Т4), третий счетчик 27 сегда переполняется (фиг. 1ц) и на ыходе второго дешифратора 28 формиуются синхроимпульсы замещения фиг, 2ч) с периодом, равным интервау между двумя последними синхроимульсами, вьщеленными перед началом оны вьтадения (фиг. 20, момент Т2).

10

а с си пе с ру ны

ма си ма ва ку по те ня ра му но тр щи ка пе тр вх ме вы тр не во и ши чт те дв в те ро ра ме кл ча тр ли ть вт ге он го эл до вы м вх с

Формула изобретения

1. Способ детектирования манипули- рованных по частоте и фазе сигналов воспроизведения цифровой магнитной записи путем формирования из воспроизводимого сигнала сигналов временных моментов достижения им экстремальных значений и заданных фиксированных значений, формирования сигнала моментов вьтадения сигналов воспроизведения длительностью, равной интервалу между первыми экстремальными значениями, после начала и конца режима выпадения, перемножением временных моментов достижения экстремаль ных и фиксированного значений и последующего выделения информационных и синхронизирующих импульсов, отлич.аю- щ и и с я тем, что, с целью снижения погрешности детектирования при изменении скорости движения носителя магнитной записи, задерживают каждый выделенный синхронизирующий импульс на 3/А интервала между двумя последними синхронизирующими импульсами, одновременно задерживают сигнал моментов вьтадения до первого из задержанных синхронизирующих импульсов, после зтого формируют прямые и инверсные сигналы, соответствующие моментам появления информационных импульсов, с момента окончания синхронизирующего импульса длительностью 3/4 интервала между двумя последними синхронизирующими импульсами, перемножением прямых сигналов с сигналом временных моментов . . достижения экстремальных значений формируют выделенные информационные импульсы, одновременно перемножают инверсные сигналы с сигналом временных моментов достижения экстремапьньгх значений, выделенные информационные импульсы перемножают импульсами, формируемыми от момента конца выделенных информационных импульсов до первого импульса результата перемножения инверсных сигналов.

12

0

5

с 5

0

5

0

5

а результат перемножения складывают с результатом перемножения,инверсных сигнапов, после чего по результату перемножения результата суммирования с задержанным выделенным синхронизирующим импульсом формируют вьщелен- ные синхронизирующие импульсы.

2, Устройство для детектирования манипулированных по частоте и фазе сигналов воспроизведения цифровой магнитной записи, содержащее последовательно соединенные магнитную головку, усилитель, фильтр и выпрямитель, подключенньм выходом через формирова-. тели импульсов по экстремуму и уровням сигнала к входам первого триггера, подсоединенного выходом к первому входу второго триггера, соединенного вторым входом с первым входом третьего триггера и через первьй де- щифратор - с выходами первого счетчика, первый элемент И, подключенный первым входом к инверсному выходу третьего триггера и выходом к первому входу четвертого триггера, второй элемент И, подключенным первым входом к выходу формирователя импульсов по экстремуму,, третий элемент И, подсоединенный выходом к счетному входу первого счетчика, сенератор импульсов и информационную и синхронизирующую шины, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности детектирования при изменении скорости движения носителя магнитной записи, в него введены первый и второй делители частоты, элемент задержки, второй и третий счетчики, второй дещиф- ратор, четвертый пятьш и щестой элементы И и первый и второй элементы ИЛИ, причем генератор импульсов подключен выходом через первый делитель частоты к счетным входам второго и третьего счетчиков и через второй делитель частоты к первому входу третьего элемента И, подсоединенного вторым входом к выходу третьего триггера и второму входу второго элемента И, соединенного выходом с информационной шиной, вторым входом четвертого триггера и первым входом шестого элемента И, подключенного вторым входом к выходу четвертого триггера и выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, подсоединенного вторым входом к выходу первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов по экстремуMj , при этом третий триггер подключен вторым входом к синхронизирующей шине и через первый элемент ИЛИ - к выходам четвертого и пятого элементов И, подсоединенных первыми входами к выходам второго триггера и вторыми входами - к выходам соответственно второго элемента ИЛИ и второго дешифратора, соединенного входами с выхода

I.

ми третьего счетчика, подключенного управляющим входом к выходу первого . элемента ИЛИ, управ гяющему входу первого счетчика и входу элемента задержки, подсоединенного выходом к установочному входу второго счетчика, соединенного выходами с информационными входами первого и третьего счетчиков.

Изобретение относится к накоплению информации и позволяет снизить погрешность детектирования при неравномерной скорости движения магнитного носителя за счет расширения допуска на изменение скорости перемещения магнитного носителя. Из выделенных синхроимпульсов формируют две последовательности задержанных синхроимпульсов, первая из которых совместно с выделенными синхроимпульсами совпадает соответственно с концом и началом импульсов подсвета информационных символов, а вторая при наличии сигнала выпадения образует последовательность синхроимпульсов замещения. В устройство для осуществления способа введены первый делитель частоты, второй счетчик, второй делитель частоты, четвертый и пятый элементы И, шестой элемент И, третий счетчик, второй дешифратор и элемент задержки. Ил. 2.

Фи. i