Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов Советский патент 1991 года по МПК G11B20/00 G11B20/22 

Изобретение относится к магнитной записи, а именно к устройствам для коррекции

временных искажении возникающих в процессе записи и воспроизведения, и может

быть применено в устройствах точной магнитной записи аналоговых сигналов.

Цель изобретения - повышение точности за счет коррекции временных искажений информационных сигналов в многоканальной аппаратуре магнитной записи-воспроизведения при записи опорных и информационных сигналов по отдельным дорожкам.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема управляемого фазовращателя; на фиг.З - временные диаграммы работы управляемого фазовращателя.

Устройство содержит в канале записи входные шины 1 информационных сигналов, подключенные через усилитель 2 записи к головкам 3 записи информационных сигналов на носитель 4 записи, головки 5 записи опорного сигнала, подключенные к выходу генератора 6 опорного сигнала, а в канале воспроизведения - головки 7 и 8 воспроизведения информационных сигналов и опорных сигналов, подключенные к входам усилителей воспроизведения информационных 9 и опорных 10 сигналов. При этом в каждой группе каналов, образуемой из двух каналов записи опорного сиг- нала и одного канала записи информационного сигнала дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала, а в каждой последующей (после первой) группе каналов в качестве первого канала опорного сигнала используется второй канал опорного сигнале предыдущей группы каналов, причем усилителя воспроизведения 9 информационного сигнала в каждой группе каналов соединен с выходной шиной 11 через последовательно включенные линию 12 задержки, первый фильтр 13 нижних частот 13, аналого-цифровой преобразователь 14, буферный накопитель 15; цифроаналоговый преобразователь 16 и второй фильтр 17 нижних частот, при этом второй вход буферного накопителя 15 соединен с выходом генератора 18 стабильной частоты, общим для всех групп каналов, а третий вход буферного накопителя 15 соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя 14 и связан с выходом усилителя 10 воспроизведения первого канала опорного сигнала через последовательно включенные формирователь 19 импульсов, полосовой фильтр 20, управляемый генератор 21, первый сумматор 22, третий фильтр 23 нижних частот и первый фазовый детектор 24, при этом второй вход первого фазового детектора 24 соединен с выходом усилителя 10 воспроизведения второго канала опорного сигнала через управляемый фазовращатель 25, а второй вход первого сумматора 22 соединен с выходом усилителя 10 воспроизведения второго канала

опорного сигнала через четвертый фильтр 26 нижних частот и второй фазовый детектор 27, второй вход которого соединен через делитель 28 частоты с выходом управляемого генератора 21,ча второй вход

0 управляемого фазовращателя 25 соединен с выходом первого фазового детектора 24 через последовательно включенные второй сумматор 29 и пятый фильтр 30 нижних частот, причем второй вход второго сумматора

5 29 соединен с источником 31 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

На магнитный носитель 4 одновремён0 но записываются информационные сигналы, поступающие через усилитель 2 записи на головки 3 записи информационных сигналов, -и опорный сигнал, поступающий на головки 5 записи опорных сигналов с выхо5 да генератора 6 опорного сигнала. В качестве опорного сигнала наиболее целесообразно использовать гармонический. После воспроизведения в каждой группе каналов информационный сигнал,

0 считываемый головкой 7 воспроизведения, усиливается усилителем 9, задерживается линией 12 задержки, выравнивающей время прохождения информационного и опорного сигналов на входы аналого-цифрового пре5 образователя 14. Фильтр 13 нижних частот предназначен для формирования сигнала с финитным (ограниченным) спектром на входе аналого-цифрового преобразователя 14. После пребразования в нем информацион0 ного сигнала с частотой сигнала управления fy 3fe (где тв - верхняя частота в спектре информационного сигнала) цифровой код записывается с такой же частотой в буферный накопитель 15. Так как сигнал управле5 ния формируется из опорных сигналов, подверженных таким же временным искажениям, как и информационный сигнал, а считывание из буферного накопителя осуществляется со стабильной частотой

0 тсчит. формируемой генератором 18 эталонной частоты и равной среднему значению частоты fy, то после преобразования кодовых слов, считываемых из буферного накопителя 15, в аналоговую форму в

5 цифроаналоговом преобразователе 16 и фильтрации его в фильтре 17, формируется информационный сигнал со значительно меньшими временными искажениями, чем в воспроизводимом информационном сигнале.

Сигнал управления аналого-цифровым преобразователем 14 формируется из опорных сигналов первого и второго опорных каналов следующим образом.

Опорный сигнал, воспроизводимый головками 8, усиливается усилителями 10 и поступает по каждому каналу на входы фазовых детекторов, соответствующих номерам каналов. Формирование сигнала управления аналого-цифровым преобразователем 14 производится путем выделения сигнала, соответствующего внутриканаль- ным временным искажениям второго канала опорного сигнала, с помощью второго фазового детектора 27, включенного в схему фазовой автоподстройки частоты (Ф АПЧ) состоящей из фазового детектора 27, фильтра 26 нижних частот, сумматора 22 напряжений, управляемого генератора 21 и делителя 28 частоты. Схема ФАПЧ осуществляет умножение частоты входного сигнала до требуемой величины. Так как опорный сигнал записан по соседней с информационными сигналом дорожке, в нем содержится информация не только о временных искажениях, вызванных колебаниями скорости, но и о временных искажениях, вызванных перекосами носителя относительно головок. Для уменьшения влияния перекосов на точность формирования сигнала управления аналого-цифровым преобразователем 14 и буферным накопителем 15 на второй вход сумматора 22 схемы ФАПЧ вводится сигнал, пропорциональный межканальным временным искажениям между первым и вторым каналами опорного сигнала, в про- тивофазе сигналу, формируемому на выходе второго фазового детектора. Это приводит к уменьшению в выходном спектре сигнала управляемого генератора 21 частотных составляющих, вызванных межканальными перекосами. Формируется сигнал межканальных временных искажений путем сравнения по фазе в фазовом детекторе 24 опорных сигналов первого и сдвинутого по фазе по отношению к первому на половину периода опорного сигнала при помощи управляемого фазовращателя 25 второго канала опорного сигнала. Величина фазового сдвига опорного сигнала в управляемом фазовращателе 25 зависит от величины управляющего напряжения, подаваемого на его второй вход с выхода второго сумматора 29.

Оптимальным режимом работы системы коррекции межканальных временных искажений является режим, когда опорные сигналы первого и второго каналов на входах первого фазового детектора 24 сдвинуты по фазе друг относительно друга на

половину периода опорного сигнала, так как рабочая точка фазового детектора находится при этом на середине линейного участка его характеристики, чем обеспечивается 5 максимальный диапазон величины корректируемых временных искажений. Постоянное поддержание этого режима осуществляется в предлагаемом устройстве при помощи системы, состоящей из управ0 ляемого напряжением фазовращателя 25, пятого фильтра 30 нижних частот, второго сумматора 29, источника 31 опорного напряжения.

Частота среза пятого фильтра 30 ниж5 них частот выбирается таким образом, чтобы она была ниже нижней частоты в спектре межканальных временных искажений (составляет доли герца), в результате чего в полосу его пропускания не попадают час0 тотные составляющие межканальных временных искажений и выходное напряжение фильтра 30 пропорционально постояному для данных каналов опорных сигналов статическому (т е. зависящему только от фазо5 вого сдвига опорных сигналов в каналах записи-воспроизведения, статических перекосов рабочих зазоров магнитных головок записи и воспроизведения, статических перекосов магнитного носителя в процессе

0 его транспортирования) фазовому сдвигу опорных сигналов. Выходное напряжение пятого фильтра 30 нижних частот поступает на первый вход второго сумматора 29, на второй вход которого поступает напряже

5 ние от источника 31 опорного напряжения. Напряжение с выхода второго сумматора 29, пропорциональное фазовому сдвигу между опорными сигналами на входах первого фазового детектора 24 поступает на

0 управляющий вход управляемого фазовращателя 25. В зависимости от величины этого напряжения изменяется величина фазового сдвига опорного сигнала в управляемом фазовращателе 25. Установка рабочей точки

5 первого фазового детектора 24 для данных каналов опорных сигналов производится путем изменения выходного напряжения источника опорного напряжения 31 При изменении по каким-либо причинам фазового

0 соотношения опорных сигналов на входах первого фазового детектора 24 (смещении рабочей точки с середины линейного участка) изменяется и напряжение на выходе пятого фильтра 30 нижних частот, а также и

5 выходное напряжение второго сумматора 29. Это напряжение, поступая на управляющий вход управляемого фазовращателя 25, изменяет величину фазового сдвига опорного сигнала в фазовращателе в результате чего рабочая точка последнего смещается

к середине линейного участка его характеристики.

Управляемый фазовращатель 25 выполнен на основе одновибратора на микросхеме типа 564АГЗ, функциональная схема и временные диаграммы его работы приведены на фиг.2 и 3 соответственно. Управляющее напряжение от сумматора 29 поступает на источник тока на транзисторе VT1, нагруженный на оптрон VD1. При начальной регулировке управляющее напряжение устанавливается таким образом, чтобы длительность п импульса одновибратора DD1 равнялась половине периода опорного сигнала (диаграммы А и С). При изменении статического фазового сдвига между опорными сигналами напряжение управления в точке Е изменяется. При уменьшении напряжения ток через диод VD1 увеличивается и уменьшается величина сопротивления фоторезистора R2. В результате длительность импульса, формируемого одновибратором DD1, уменьшается до величины ti и импульс, формируемый в точке D, оказывается смещенным по времени относительно нуль- пересечений опорного сигнала на такую же величину. При увеличении управляющего напряжения в точке Е ток через VT1 и VD1 уменьшается и длительность импульса в точке С возрастает до величины гз(диаграм- ма С).

В результате введения в устройство управляемого фазовращателя 25 и схемы управления им обеспечивается высокая эффективность коррекции межканальных временных искажений независимо от изменения параметров каналов записи-воспроизведения опорных сигналов, блоков магнитных головок, режимов транспортирования носителя и, следовательно, повышается эффективность коррекции межканальных временных искажений на величину, зависящую от степени смещения рабочей точки фазового детектора 24 с середины на край его рабочей характеристики, т.е. максимально в 2 - 3 раза.

Формула изобретения Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов, содержащее в канале записи входные шины информационных каналов, подключенные через усилители записи к головкам записи информационных сигналов, генератор опорного сигнала, подключенный к головкам записи опорного сигнала, а в каждой группе каналов воспроизведения - головки воспроизведения информационных и опорных сигналов, подключенные к усилителям воспроизведения, при этом в каждой группе каналов, образуемой из двух каналов опорного сигнала и одного канала информационного сигнала, дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала, и Q каждой последующей, после первой, группе каналов в качестве первого канала

0 опорного сигнала используется второй канал опорного сигнала предыдущей группы каналов, причем выход усилителя воспроизведения информационного сигнала в каждой группе каналов соединен с выходной

5 шиной через последовательно включенные линию задержки, первый фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, буферный накопитель, цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр нижних

0 частот, при этом второй вход буферного накопителя соединен с выходом енератора стабильной частоты, общего для всех групп каналов, а третий вход буферного накопителя соединен с вторым входом аналого-циф5 рового преобразователя и связан с выходом усилителя воспроизведения первого кайала опорного сигнала через последовательно включенные формирователь импульсов, полосовой фильтр, управляемый генератор,

0 первый сумматор, третий фильтр нижних частот и первый фазовый детектор, при этом второй вход первого сумматора соединен с выходом усилителя воспроизведения второго канала опорного сигнала через четвертый

5 фильтр нижних частот и второй фазовый детектор, второй вход которого соединен через делитель частоты с выходом управляемого генератора, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности за

0 счет коррекции временных искажений информационных сигналов в многоканальной аппаратуре магнитной записи-воспроизве- деиия при записи опорных информационных сигналов по отдельным дорожкам, в

5 каждую группу каналов дополнительно введены управляемый фазовращатель, пятый фильтр нижних частот, второй сумматор, источник опорного напряжения, при этом второй вход первого фазового детектора

0 соединен с выходом усилителя воспроизведения второго канала опорного сигнала через управляемый фазовращатель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора подключен источник опорного

5 напряжения, а второй выход генератора стабильной частоты соединен с выходом генератора опорного сигнала.

фиг.1

V

От 29

Изобретение относится к магнитной записи и может найти применение в устройствах точной магнитной записи аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение точности коррекции межканальных временных искажений при записи опорных и информационных сигналов на различных дорожках. Все каналы разбиваются на группы, каждая из которых образуется из двух каналов записи опорного сигнала и одного канала записи информационного сигнала, причем дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала. В каждой последующей, после первой, группе каналов в качестве первого канала опорного сигнала используется второй канал опорного сигнала предыдущей группы каналов. Запись опорных сигналов осуществляется одновременно по всем дорожкам записи опорных сигналов от генераторов стабильной частоты. При воспроизведении информационные сигналы в каждом канале усиливаются, задерживаются на время, равное времени формирования сигнала управления аналого-цифровым преобразователем и буферным накопителем, преобразуются в цифровой код в аналого-цифровом преобразователе и запоминаются в буферном накопителе с частотой, пропорциональной частоте опорного сигнала воспроизводимого с носителя записи. Считывание из буферного накопителя производится стабильной частотой. После цифроаналогового преобразования и фильтрации на выходе устройства формируется аналоговый сигнал с уменьшенными временными искажениями. Сигнал, управляющий частотой взятия выборок в аналого-цифровом преобразователе, формируется путем умножения частоты воспроизводимого опорного сигнала (с помощью схемы фазовой автоподстройки частоты) и введения в петлю фазовой автоподстройки частоты сигнала, управляющего генератором, пропорционального временным искажениям между первым и вторым каналами опорного сигнала в каждой группе каналов. При помощи управляемого фазовращателя и схемы управления им производится автоматическая установка рабочей точки фазового детектора на середину линейного участка его характеристики при изменении фазовых характеристик каналов записи - воспроизведения опорных сигналов, смене блоков магнитных головок записи - воспроизведения, изменении режимов транспортирования носителя. 3 ил.