Способ определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G11B27/34 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам и устройствам для определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи при воспроизведении аналоговых гармонических или стационарных вибрационных (гауссовских) сигналов, в том числе подвергшихся при регистрации нелинейным искажениям типа двухсторонних ограничений.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы; на фиг. 2 - графики плотности вероятности текущих значений аналогового воспроизводимого нелинейно искаженного сигнала, поясняющие способ; на фиг 3 - функциональная схема устройства.

Способ включает следующие операции (фиг. 1 и 2). Магнитный носитель транспортируют относительно головки воспроизведения, в результате чего на ее выходе появляется информационный сигнал (фиг. 1а). Этот воспроизведенный сигнал усиливают, при этом удаляют из него постоянную составляющую (фиг. 16). Формируют два пороговых сигнала противоположной полярности со значением амплитуды Л. (фиг. 16). Сравнивают значения усиленного информационного сигнала со значениями & и - и сформированных пороговых сигналов. По результатам сравнения (фиг.1в, г) формируют первый вспомогательный сигнал (биг. 1д) в виде импульсного напряжения с постоянной амплитудой импульсов. Значения первого вспомогаfe

х

ю

тельного сигнала устанавливают равным нули) на тех временных интервалах, где текутцие значения усиленного выходного информационного сигнала (фиг. 16) по модулю превышают амплитуду Д порого.- вых сигналов. На остальных временных интервалах значения амплитуды А, первого вспомогательного сигнала устанавливают отличным от нуля (фиг. 1д).

Формируют второй вспомогательный сигнал, амплитуду А% которого устанавливают равной отношению длительностей временного интервала Т к сумме длительностей временных интервалов t (фиг. 1д), на которых за время

Ё i

измерения Т значение амплитуды первого вспомогательного сигнала отлично от нуля. В результате получаем А - T/St;. .

Формируют третий вспомогательный сигнал, амплитуду Аэ которого устанавливают равной произведению удвоенного значения амплитуды пороговых сигналов и амплитуды второго вспомогательного сигнала, так что Аэ 2 А Агили АЗ 2&T/2.t;. Уменьшают амплитуду А третьего вспомогательного сигнала в заданное число раз, после чего возводят уменьшенное значение в квадрат и используют в качестве выходного сигнала (фиг. 1ж).

Кроме того, при определении дисперсии гауссовского информационного сигнала амплитуду А-j третьего вспомогательного сигнала уменьшают в К раз, где К - коэффициент усиления выходного сигнала магнитной головки. При этом выходной сигнал имеет следующую величину амплитуды ь:

2-&-Т

U

вы, 6

(

t;.KH2«

-)

Аналогично для гармонического информационного сигнала амплитуду А3 третьего вспомогательного сигнала

уменьшают в K-j2«fi раз, в результате чего выходной сигнал имеет следующее значение амплитуды U9bnt.c :

U

вых.с

(

ZltvK- T

-)г

Кроме того, при формировании пороговых сигналов из значения U перво- 55 начально устанавливают равным нулю. Затем начинают увеличивать его до момента появления значения амплитуды

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходного сигнала, отличного от максимально возможного значения.

Это соответствует тому, что значение 2Ltj t 0. Область допустимых значений дальнейшего увеличения амплитуды Д пороговых сигналов выбирают так, чтобы амплитуда выходного сигнала оставалась неизменной при увеличении амплитуды пороговых сигналов. Это соответствует интервалу (А, СО под кривой плотности вероятности Р(Х) (фиг. 2), для которого зависимость площади под кривой Р(Х) от значения амплитуды А пороговых сигналов имеет практически линейный характер. В этом случае реализуется потенциально возможная точность измерений.

Длительность Т интервала измерений выбирают исходя из конкретных условий реализации способа с учетом требований к погрешности измерений.

Устройство определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи (фиг. 3) содержит два пороговых элемента 1 и 2, усилитель 3 воспроизведения, воспроизводящую магнитную головку 4, два измерителя 5 и 6 временных интервалов, три делителя 7-9 напряжений, два умножителя 10 и 11 напряжений, элемент ИЛИ 12, формирователь 13 импульсов и четыре блока 14-17 памяти. При этом вход первого 1 и вход второго 2 поро- говых элементов соединены с выходом усилителя 3. Вход последнего соединен С выходом головки 4 воспроизведения. Выход порогового элемента 1 и выход порогового элемента 2 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 12. ,Выход формирователя 13 импульсов соединен с входом делителя 8 напряжений и с первым входом измерителя 5 временных интервалов. Выход элемента ИЛИ 12 соединен с вторым входом измерителя 5 временных интервалов. Выход измерителя 5 временных интервалов соединен с первым входом делителя 7 напряжений, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 временных интервалов. Вход последнего соединен с выходом делителя 8 напряжений и с третьим входом измерителя 5 временных интервалов. Выход делителя 7 напряжений соединен с первым входом умножителя 10, второй вход которого соединен с выходом делителя 9 напряжений. Первый и второй входы делителя 9 напряжений соединены соответственно с

выходом блока 14 памяти и с выходом блока 15 памяти. Выход умножителя 10 соединен с входом блока 16 памяти и с входом блока 17 памяти. Первый и второй входы умножителя 11 соединены соответственно с выходам блока 16 памяти и с выходом блока 17 памяти. Вход блока 14 памяти является первым управляющим входом устройства. Вход блока 15 памяти соединен с управляющим входом порогового элемента 1, с управляющим входом порогового элемента 2 и является вторым управляющим входом устройства. Управляющий вход делителя 8 напряжений является третьим управляющим входом устройства. Выход умножителя 11-является выходом устройства.

Устройство функционирует следующим образом.

Результат записи аналогового сигнала, например сигналов вибрационных процессов вращающихся механизмов,воспроизводится при транспортировании магнитного носителя относительно головки 4 воспроизведения. На ее выходе возникает сигнал, текущие значения которого пропорциональны соответствующим значениям регистрировавшихся сигналов (при отсутствии нелинейных искажений) . При наличии нелинейных искажений (фиг. 1а, 2) амплитуда информационного сигнала на выходе головки- 4 воспроизведения соответствует верхнему значению динамического диапазона Д регистрируемых сигналов. Результат воспроизведения усиливают в К раз в усилителе 3, удаляя при этом постоянную составляющую (фиг. 16). Пороговыми элементами 1 и 2 формируют пороговые сигналы со значениями напряжения &и -Д соответственно, и сравнивают с ними текущие значения выходного

плитуда импульсов которого постоянн и отлична от нуля на временных инте валах, на которых модуль текущих зн чений выходного напряжения усилител 3 не превышает порогового значения Формирователь 13 импульсов формируе импульсный сигнал, представляющий с бой счетные импульсы при измерении

0 цзмерителе 5 суммы длительностей вр менных интервалов, на которых ампли туда выхоцного сигнала элемента ИЛИ 12 отлична от нуля. Делителем 8 напряжений частота стедования импульс

15 с формирователя 13 понижается в нео ходимое количество раз. В результат на выходе делителя 8 период Т следо вания импульсов (фиг. 1е) определяе длительность времени отдельного изм

20 рения дисперсии Измеритепем 6 изме ряется длительность Т этих интервалов. При поступлении сигнала с выхо делителя 8 напряжений на третий вхо измерителя 5 временных интервалов

25 его показания считываются на первый вход делителя 7, после чего начинае ся новый цикл измерения. Делителем напряжений формируется второй вспом гательный сигнал в виде отношения значения выхоцного сигнала измерите

30

35

40

ля 6 к значению выходного сигнала измерителя 5, так что А Т/2: j . Д лителем 9 формируется отношение зна чений напряжений, записанных в блоках 14 и 15 памяти. Величина напряж ния блока 14 имеет значение К дл случая измерения дисперсии гауссовс ких и К -л|2 .1Г - для случая измерения дисперсии гармонических сигналов. В ходное напряжение блока 15 по величи не равно удвоенному значению порого вого напряжения, т.е. 2Д. Выходное напряжение делителя 9 равно отношени его выходных напряжений, а именно

сигнала усилителя 3. Если положитель- мс 2Д/К 27 - при измерении дисперсии

ные значения выходного сигнала усилителя 3 не превышают величину Д , то на выходе порогового элемента 1 появляется напряжение с постоянной амплиплитуда импульсов которого постоянна и отлична от нуля на временных интервалах, на которых модуль текущих значений выходного напряжения усилителя 3 не превышает порогового значения Д. Формирователь 13 импульсов формирует импульсный сигнал, представляющий со-, бой счетные импульсы при измерении в

цзмерителе 5 суммы длительностей временных интервалов, на которых амплитуда выхоцного сигнала элемента ИЛИ 12 отлична от нуля. Делителем 8 напряжений частота стедования импульсов

5 с формирователя 13 понижается в необходимое количество раз. В результате на выходе делителя 8 период Т следования импульсов (фиг. 1е) определяет длительность времени отдельного изме0 рения дисперсии Измеритепем 6 измеряется длительность Т этих интервалов. При поступлении сигнала с выхода делителя 8 напряжений на третий вход измерителя 5 временных интервалов

5 его показания считываются на первый вход делителя 7, после чего начинается новый цикл измерения. Делителем 7 напряжений формируется второй вспомогательный сигнал в виде отношения значения выхоцного сигнала измерите0

5

0

ля 6 к значению выходного сигнала измерителя 5, так что А Т/2: j . Делителем 9 формируется отношение значений напряжений, записанных в блоках 14 и 15 памяти. Величина напряже- ния блока 14 имеет значение К для случая измерения дисперсии гауссовс- ких и К -л|2 .1Г - для случая измерения дисперсии гармонических сигналов. Выходное напряжение блока 15 по величине равно удвоенному значению порогового напряжения, т.е. 2Д. Выходное напряжение делителя 9 равно отношению его выходных напряжений, а именно

с 2Д/К 27 - при измерении дисперсии

2Д/К 27 - при измерении дисперсии

гауссопского сигнала и 2Д/К - при измерении дисперсии гармонического сигнала.

Умножителем 10 формируется третий

Изобретение относится к магнитной записи и воспроизведению аналоговых гармонических и вибрационных сигналов, позволяет повысить точность результата воспроизведения с носит - ля магнитной записи без увеличения динамического диапазона регистрирующего устройства. В устройстве после усиления воспроизводимого сигнала с помощью двух пороговых элементов и элемента ИЛИ формируют первый вспомогательный сигнал. С помощью двух измерителей временных интервалов, двух делителе напряжений и формирователя импульсов формируют второй вспомогательный сигнал. С помощью двух блоков памяти, делителя и умножителя напряжений формируют третий вспомогательный сигнал, из которого с помощью двух блоков памяти и умножителя напряжений формируют выходной сигнал. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. (Л

тудой (фиг. 1в). Аналогичное напряже-зд вспомогательный сигнал с амплитудой ние (фиг. 1г появляется на выходе „. при воспроизведении с порогового элемента 2 на временных -

интервалах, на которых модуль текущих магнитного носителя гауссовских и отрицательных значении выходного на- ,-г. ь

пряжения усилителя 3 не превышает по- FvT при йоспР°изведении

рогового значения Д . Элементом ИЛИ М -J2-1

12 объединяются поступающие на его гармонических сигналов. Выходной сиг- вход сигналы и формируется первый нал умножителя 10 переписывают в бло- в&ломогательный сигнал (фиг. 1д), ам- ки 16 и 17 памяти и перемножают в умможнтеле 11. Выходной сигнал блока 11 явлцется выходным сигналом устройства (фиг, 1ж).

Оператор через первый управляющий вход устройства может устанавливать необходимое значение напряжения, записываемого в блок 14 памяти. Через второй управляющий вход устройства оператор может изменять при необходи- мости величину Д порогового напряжения в блоке 15 памяти и одновременно в пороговых элементах 1 и 2. Через третий управляющий вход оператор мо- жет устанавливать в блоке 8 необходи- мое значение длительности Т интервала измерения. При этом величину порогового сигнала Ь изменяют от нулевого значения в сторону увеличения до момента появления на выходе устройства измерения, отличающегося от макси- - мально возможного.

Формула изобретения

-.

- JQ Q

25

35

зд ., , 45

50

55

полученного сигнала при его возведении в квадрат формируют выходной сигнал.

I ( -

в К или К 2 раз при определении дисперсии гауссовского или гармонического сигналов воспроизведения соответственно, где К - коэффициент усиления сигнала при воспроизведении.

LT

U

LT

№ф

v.

U

U

U

3801291