Способ аналоговой магнитной записи Советский патент 1990 года по МПК G11C11/02 G11C7/16 

Изобретение относится к акустоэлект- ронике, в частности к устройствам на основе магнитоупругих волн, и может быть использовано в различных радиоэлектронных системах для запоминания аналоговых сигналов.

Цель изобретения - уменьшение искажений сигнала при воспроизведении.

На фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа аналоговой магнитной записи; на фиг.2 - временные диаграммы процессов записи и воспроизведения.

Способ реализуют следующим образом.

Записываемый информационный сигнал S(t) (фиг.2), имеющий центральную частоту fo и длительность Т, подвергают амплитудному взвешиванию в соответствии с функцией вида ехр (-Kt), где показатель экспоненты К выбран из условия 0 К 4а,

где а - значение коэффициента акустического затухания в магнитной среде на частоте fo. Значение коэффициента акустического затухания а в магнитной среде предварительно определяют, используя известную методику, например, по характеру спада амплитуды серии переотраженных акустических импульсов в образце с параллельными торцами, изготовленном из данного магнитного материала.

Масштабирование описываемого сигнала также производится известными методами. Например, сигнал S(t) подают на один из входов перемножителя 1, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий функции ехр (-Kt), вырабатываемой генератором 2 сигналов специальной формы (фиг.1). Метод масштабирования может быть применен а случае ЛЧМ-сигнала. т.е. сигнала с линейной частотной модуляцией.

Оч

СП 00

о

4is.

широко применяемой в радиоэлектронных системах, этим методом является частотная фильтрация с помощью фильтра, имеющего экспоненциальный вид амплитудно-частотной характеристики. Такой фильтр может быть изготовлен на основе хорошо разработанной ПАВ-технологии.

Сигнал 3 поступает на электроакустический преобразователь 4 (фиг.1) магнитоаку- стического устройства и преобразуется в акустическую волну, затухающую по мере распространения в магнитной среде 5 (фиг.1).Для записи сигнала на магнитную среду воздействуют записывающим магнитным по/|ем H;«n (t), которое может быть сформировано подачей на обмотку 6 импульса 7 (фиг.1 и 2).

Для воспроизведения информационного сигнала S(t) 8 в произвольный момент времени на преобразователь 4 ( фиг.1) подают считывающий импульс Ucr (t) 9 (фиг.2). Этим импульсом в магнитной среде возбуждается считывающая акустическая волна, которая, взаимодействуя с записанным распределением намагниченности, воспроизводит запись в виде сигнала Звых (t) 10, который снимается с обмотки 6 (фиг.1) магнитоакустического устройства.

Физическая сущность способа заключается в следующем.

Уменьшение искажений сигнала при использовании предлагаемого способа записи достигается за счет того, что введение масштабирования сигнала в соответствии с заданной функцией перед его преобразованием в акустическую волну позволяет частично или полностью скомпенсировать искажения, возникающие из-за наличия в магнитной среде акустического затухания. За меру искажений сигнала, вызванных затуханием, можно принять отношение амплитуд на начальном и конечном участках воспроизведенного сигнала в случае записываемого сигнала с постоянной амплитудой, т.е. имеющего прямоугольную огибающую.

При записи, не использующей масштабирование сигнала (по известному способу), это отношение при воспроизведении составит величину, равную ехр (2аТ} ,поскольку при распространении записываемого акустического сигнала длительности Т в среде с коэффициентом акустического затухания (X начало сигнала будет иметь амплитуду в ехр (яТ ) раз меньшую, чем его конец, кроме того, при воспроизведении этот эффект во столько же раз усилится из-за затухания в ехр(аТ) раз считывающего акустического импульса. Таким образом, считанный сигнал будет иметь искаженную форму с отношением амплитуд на начальном и конечном участках, равным ехр (2аТ) .

Введение масштабирования сигнала

перед его записью по обратной экспоненты ехр (-Kt) приводит к тому, что отношение амплитуд сигнала на начальном и становится равным ехр (2о;Т)х X ехр (-Kt) ехр (2а - К ) Т. Отсюда

следует, что уменьшение искажений сигнала при воспроизведении достигается, если эта величина меньше, чем искажение в отсутствие масштабирования, т.е. при выполнении условия 12а-К I 2а , что эквивалентно выбору величины показателя экспоненты из условия 0 К Аа.

Очевидно, что минимум искажений сигнала достигается, если ехр (2а- К ) Т 1, т.е. при выборе показателя экспоненты

. В этом случае амплитуда воспроизведенного сигнала остается постоянной на всей его длительности. В случае, если значение К лежит за пределами указанного неравенства, искажения сигнала

при воспроизведении увеличатся по отношению к искажениям в отсутствие масштабирования.

Пример. При экспериментальной проверке прадлагаемого способа записи использовалось магнитоакустическое устройство, магнитный носитель которого выполнен из поликристаллического железоиггриезого граната, пьезопреобразователь - на основе пластины ниобата лития. Центральная частота устройств fo 10 МГц. Обмотка устройства имела 15 витков.

Для проверки эффективности способа записи использовался входной сигнал частоты fo 10 МГц длительностью Т 50 мкс в

виде простого радиоимпульса. Значение коэффициента акустического затухания предварительно определялось обычным импульсным методом и составило на частоте 10 МГц а 0,1 дБ/МКС.

Масштабирование сигнала производилось с помощью аналогового перемножителя, выполненного на основе балансного модулятора типа К 174 ПС 1. На один аход перемножителя подавался записываемый

сигнал, на другой - сигнал, сформированный генератором сигнала экспоненциальной формы. Генератор был выполнен на основе стандартного радиотехнического приема - использований экспонеициального характера разряда емкости. Величина показателя экспоненты регулировалась в широких пределах изменением постоянной времени т RC-генератора, где R - величина разрядного сопротивлений. Запись и считывание сигнала производились простым радиоимпульсом длигельностью 0,5 мкс с центральной частотой fo 10 МГц,

Было обнаружено, что в отсутствие масштабирования (К 0) сигнала воспроизведенный сигнал искажен и имеет экспоненциально спадающую огибающую с отношением амплитуд на концах импульса, равным 10 дБ. При введении амплитудного взвешивания (К 0) искажение воспроизведенного сигнала уменьшается и достигает минимума (сигнал имеет прямоугольную огибающую) при показат ле экспоненты К 0,2 дБ/МКС 2а, При дальнейшем увеличении К искажения возрастают и при

К

0, Аа достигают той же величймкс

ны, что и р. отсутствие амплитудного взвешивания. При дальнейшем увеличении К искажения возрастают.

Таким образом, уменьшение искажений сигнала при воспроизведении достигается при величине К, лежащей в пределах

0 К О .4

дБ

МКС

ВИЯ 0 К 4а .

, т.е. при выполнении усло0

5

0

5

Использование способа позволяет расширить возможности аналоговой магнитной записи и применять ее для записи и хранения относительно высокочастотных и длительных сигналов, используемых в различных радиотехнических системах и вычислительной технике.

Формула изобретения Способ аналоговой магнитной записи, включающий преобразовэние записываемого модулированного сигнала в акустический сигнал в магнитной среде и воздействие на магнитную среду записывающим магнитным полем, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения искажений сигнала при воспроизведении, перед преобразованием записываемого модулированного сигнала в акустический сигнал производят его масштабирование в соответствии с функцией вида ехр (-Кт), где показатель экспоненты К выбран из условия 0 К 4а, где а- значение коэффициента акустического затухания в магнитной среде на центральной частоте записываемого модулированного сигналг

Изобретение относится к акустоэлектронике и может найти применение при записи сигналов на магнитных носителях. Цель изобретения - уменьшение искажений сигнала при его воспроизведении. Изобретение позволяет уменьшить искажения сигнала, вызванные его затуханием во времени при реализации способа записи, основанного на преобразовании записываемого модулированного сигнала в акустический сигнал в магнитной среде и воздейтсвия на нее записывающего магнитного поля. Искажения компенсируются введением масштабирования записываемого сигнала. Масшабирование проводится в соответствии с функцией вида ехр (-KT), где K выбран из интервала 0*98K*984Α, где α - коэффициент акустического затухания на центральной частоте сигнала. Выполнение указанного условия выбора K направлено на уменьшение эффективного показателя экспоненты, в соответствии с которой происходит изменение амплитуды сигнала при воспроизведении, обусловленное акустическим затуханием записываемого и считывающего сигналов. 2 ил.

Uc4(t}

S(t) 0/

exp(-Kt)

(t}.Sg,...(t}

to

Ч«о