Способ измерения колебаний скорости носителя магнитной записи Советский патент 1990 года по МПК G11B27/10 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к метрологии магнитной записи.

Цель изобретения- повышение товерности результатов и упрощение процедуры измерений.,

Измерение колебаний скорости осу- ;ществляют следующим образом. . i Входной модулированный по частоте :колебаниями скорости сигнал |тельной информации подвергают час- тотному демодулированию, а с помощью

частотной селекции осуществляют получение сигнала, передающего своими параметрами информацию 6 колебаниях скорости. Путем амплитудного детектирования этого сигнала получают однополярный относительно медленно изменяюЕ1ийся сигнал, по которому согласно действующей документации, в частности ГОСТ 11948-78, 22754-83 и др., оценивается коэффициент ко- |Лебаний скорости. Этот сигнал подвергают процедуре определения его текущих максимумов, т.е. моментов времени, соответствующих максимумам сигнала и значений этих максимумов. Затем эти максимумы идентифицируют По уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающему в один и тот же заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения (максимального, миь имального или среднего) . Необходимость этой операции обусловлена тем, что при дальнейшей идентификации максимумов во временном интервале заданной длительности (согласно ГОСТ 11948-78 и ГОСТ 22754-83 равном 10 с) вероятность наличия идентичных максимумов в этом интервале ничтожно мала, т.е. дальнейшая обработка с расчетом на идентификацию во времени абсолютно идентичных по уровню максимумов приводит к неоправданно большой потере информации об этих максимумах. Таким образом, возникает необходимость в идентификации в заданном временном интервале.не абсолютно, а приблизительно равных максимумов, что обеспечивается квантованием Диапазона измерений колебаний скорости с присвоением попадающему в определенный квант максимуму .характерного для этого кванта значения. Это приводит к появлению погрешности обработки сигнала, причем увеличение размера квантов приводит к увеличению этой погрешности, а также к уменьшению потерь максимумов. Поэтому размер квантов необходимо выбирать оптимально, исходя из допустимых потерь информации о максимумах при номинально возможной погрепшости обработки. Возможен ряд принципов квантования диапазона колебаний скорости. Наиболее предпочтительным из них является относительно равно10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мерный, при котором размер кванта уменьшается с уменьшением попадающих в него значений: коэффициента колебаний скорости. При этом обеспечивается постоянство относительного значения погрешности обработки. Идентифицированные по уровню значения максимумов запоминаются (каждое на 10 с) и сравниваются с последующими максимумами, пйявляющимися в течение 10с. Если в течение этого времени не появляется максимум, равный запомненному, последний вьшодится из памяти как неинформативный. При появлении первых двух идентичных по уровню максимумов в десятисекундном временном интервале значение этих максимумов принимается информативным, фиксируется и вьюодится на индикацию. Дальнейшей идентичной обработке подвергаются только те максимумы, уровень которых превьтает предыдущее информативное значение. При появлении нового информативного значения (которое может быть только большим предьщущего, так как обработке подвергаются только максимумы, превьш1ающие предьщущее информативное значение) оно фиксируется и выводит- ся на индикацию взамен предыдущего информативного значения. Таким образом, текущие результаты измерений колебаний скорости согласно предлагаемому способу представляют собой ступенчато нарастающую функцию, причем конечньм результатом измерений является значение этой функции в момент окончания измерений.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Выход частотного демодулятора I через последовательно соединенные частотный селектор 2, амплитудный детектор 3 и АЦП 4 параллельно подключен к входам первого инвертора 5 кода, первого регистра 6 сдвига и одному из входов элемента И 7. Выход первого инвертного кода подключен к одному из входов первого сумматора 8 кодов, к другому входу которого параллельно подсоединены выход первого .. регистра сдвига, а также второго инвертора 9 кода и второго регистра 10 сдвига. Выход второго инвертора кода подключен к одному, а выход второго регистра сдвига - к другому входам второго сумматора 11 кодов. Выход

5

,первого сумматора кодов соединен с одним, а второго сумматора кодов - другим входами первого элемента НЕ 12, связанного выходом с вторым входом элемента И 7. Выход элемента И подключен к входу цифрового компаратора 13. Каждый из выходов (на схеме показано 3) цифрового компаратора связан с сигнальным входом соответствующего счетчика 14-16 импульсов и входом запуска соответствующего таймера 17 - 19. Выход каждого таймера подключен к одному из входов соответствующего элемента ИЛИ (20 - 22), связанного выходом с входом сброса соответствующего счетчика импульсов (14 - 16). Вторые входы элемента ИЛИ 20 - 22 подсоединены одновременно к выходу устройства 23 сброса. Выход первого счетчика 14 импульсов подключен к одному из входов дешифратора 24 кодов непосредственно, а выходы счетчиков 15 и 16 - к соответствующим входам дешифратора кодов через соответствующий элемент НЕ 25, 26. Вход управления первого элемента НЕ 25 подключен к выходу счетчика 14 импул сов непосредственно, а остальных - через соответствующий элемент ИЛИ 27... , кроме того, каждый из других входов элемента ИЛИ подключен к выходу каждого из предьщущих счетчиков импуль.сов (14,15...). Каждьй выход дешифратора кодов подключен к соответствующему входу цифрового индикатора 28.

Устройство работает следующим образом..

Частотный модулятор 1, частотный селектор 2 и амплитудный детектор 3 обеспечивают получение аналогового сигнала, пропорционального коэффициенту колебаний скорости, а АЦП - его преобразование в цифровой код. Путем суммирования инвертируемых с помощью инвертора 5 кода и сдвинутых на один интервал дискретизации с помощью регистра 6 сдвига выборок сигнала с помощью сумматора 8 кодов по превьш1ению емкости счета счетчика получают последовательность импульсов, которые соответствуют спаданию сигнала. С помощью аналогично работающих инвертора 9 кода, регистра 10 сдвига и сумматора 11 кода Получают последовательность импульсов, подобную указанной, но сдвинутую на

105076

один интервал дискретизации сигнала колебаний скорости. Импульсы второй последовательности являются запреща- ющими для прохождения через элемент НЕ 12 импульсов первой последовательности импульсов. В результате на входе элемента НЕ 12 получают только первый импульс первой последователь- 10 ности, соответствующий моменту спадания сигнала после его нарастания,. т.е. максимуму сигнала колебаний скорости. Этим сигналом открьшается элемент И 7 для прохождения через 15 на вход цифрового компаратора 13 выходного сигнала АЦП 4, являющегося выборкой сигнала колебаний скорости- в момент его максимума. Цифровой компаратор 13 проводит приведение 20 максимумов входного сигнала, попадающих в один и тот же интервал квантования диапазона сигнала, к характерному для этого интервала значению (минимальному, максимальному или 25 среднему) - осуществляет идентификацию максимумов.

В зависимости от значения максимумов на соответствующем выходе цифрового компаратора 13, количество 30 которых равно количеству интервалов квантования сигнала, появляется сигнал. К каждому входу цифрового компаратора 13 подключен счетчик импульсов (14, 15,... 16) и таймер (17, 18 ... 19). Счетчики имеют емкости счета, равные единице, а таймеры формулируют временной интервал заданной длительности, который согласно требованиям действующих стандартов по измерению колебаний скорости

35

40

равен 10 с.

При появлении импульса на соответствующем выходе компаратора 13, сви- Детельствующего о наличии соответствующего максимума сигнала, заполняется соответствующий счетчик и запускается соответствующий таймер. Если в течение 10 с на вход запол- ненного счетчика сигнал, свидетельствующий о наличии идентичного максимума, с соответствующего выхода цифрового компаратора 13 не поступает, то по сигналу соответствующего таймера, передаваемому через соответствующий элемент ИЛИ,соответствующий счетчик импульсов сбрасьшается и устанавливается в режим идентификации с последующим максимумом сигнала.

При этом ранее поступившее значение максимума считается неинформативным. При поступлении на вход одного из счетчиков импульсов двух сигналов, свидетельствующих об идентичности ма симумов в течение временного интервала менее 10 с, этот счетчик переполняется и вьщает сигнал информативности идентифицируемых максимумов. BJ первый момент этот сигнал либо не- посредств енно, если речь идет об элементах, основанных на счетчике 14, который определяет интервал квантования диапазона измерений колебаний I скорости, соответствующий максималь- ному пределу диапазона измерений, либо через соответствующие элементы НЕ (25,26.,.), которые в первьй момент открыты для прохождения сигнала об идентичности мakcимyмoв (информативного значения максимума) , подается на соответствующий вход дешифратора 24 кодов. Последний формирует соответствующий сигнал управления цифрового индикатора 28, который преобразует сигнал управления дешифратора 24 в сигнал, обеспечивающий восприятие оператором информации о коэффициенте колебаний скорости. Если пер- эое из информативных значений сигнала колебаний скорости было максимально возможньм (относящимся к интервалу дискретизации диапазона измерений, соответствующему верхнему пределу диапазона), выходным, сигнало первого счетчика 14 применительно к совокупности элементов на базе второго счетчика 16 непосредственно, а применительно к совокупности элементов на базе других счетчиков 16... через соответствующий элемент ИЛИ (показан элемент 27) закрьюается прохождение и вьшод на индикацию идентичных значений сигнала, являющихся информативными, но не превьш1а- ющих предьщущие информативные.

С другой стороны, появление каждого информативного значения, превышающего выведенное на индикацию предьщущего информативного его значения, приводит к вьшоду на индикацию большего. В результате по завершении измерительной процедуры автоматически определяется и вьшодится на индикацию максимальное значение сигнала колебаний скорости, в котором локализированы его значения, принимаемые неинформативными ввиду

0

5

0

5

неповторяемости их в десятисекундных временных интервалах„ В случае, если результат измерений колебаний скорости явно превьпаает ожидаемое значе- ние, что может быть обусловлено наличием хотя и повторяющихся в деся,- тисекундном временном интервале максимумов сигнала, но не характерных для процесса колебаний скорости, с. помощью выходного сигнала схемы 23 сброса через элементы И 20, 21, 22 вводится в исходное состояние устройство в целом.

Формула изобретения Способ измерения колебаний скорости носителя магнитной записи,заключающийся в последовательно осуществляемых частотной демодуляции сигнала измерительной информации, частотной селекции составляющих демодулированного сигнала, обусловленных колебаниями скорости, амплитудном детектировании селектированного сигнала, определении значений сигнала текущих максимумов амплитудно-детектированного сигнала, а также отсчете результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов и упрощения процедуры измерений, осуществляют идентификацию значений максимумов сигнала по уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающему в один и тот же заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения, запоминают каждое идентифицированное по уровню значение максимума в течение временного интервала заданной длительности до определения первой пары из них, повторившейся в течение этого интервала, с фиксацией значения уровня этой пары в качестве информативного сигнала и выводом его на индикацию, затем запоминают идентифицированные по уровню значения максимумов сигнала, превышающие информативные , идентифицируют их в упомянутом временном интервале с фиксацией и вьшо- дом на индикащш в качестве нового информативного значения сигнала уровня пары максимумов, повторившихся в течение указанного временного интервала, а также фиксируют в качестве результата измерений информативного значения сигнала в момент завершения измерений.

0

35

40

45

50

55

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам контроля колебаний скорости. Целью изобретения является повышение достоверности результатов и упрощение процедуры измерений. Способ измерения колебаний скорости основан на последовательно осуществляемых частотной демодуляции сигнала измерительной информации, частотной селекции составляющих демодулированного сигнала, обусловленных колебаниями скорости, и амплитудном детектировании селективного сигнала, определении текущих максимумов амплитудно-детектированного сигнала (значений сигнала в моменты максимумов и моментов времени, соответствующих максимумам сигнала), а также отсчете результатов измерения. Дополнительно осуществляют идентификацию максимумов по уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающего в один и тот же наперед заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения (например, максимального, минимального или среднего), запоминание каждого идентифицированного по уровню значения максимума в течение временного интервала заданной длительности до определения первой пары из них, повторившейся в течение этого интервала, с фиксацией значения уровня этой пары в качестве информативного значения сигнала и выводом его на индикацию, запоминание в дальнейшем идентифицированных по уровню значений максимумов сигнала, превышающих предыдущие информативные значения, идентификацию их в упомянутом временном интервале с фиксацией и выводом на индикацию в качестве нового информативного значения сигнала уровня пары максимумов, повторившихся в течение указанного временного интервала, а также фиксацию в качестве результата измерений информативного значения сигнала в момент завершения измерений. 1 ил.