Устройство для магнитной записи Советский патент 1992 года по МПК G11B5/03 

4 СО Ю CJ 00

о

Изобретение представляет собой устройство для высокочастотного подмагничи- вания при магнитной записи и относится к накопителям информации. Цель изобретения - расширение динамического диапазона записи. Сущность изобретения заключается в том, что в выходную цепь усиления модуляции включается модулятор фазы тока подмагничивания, состоящий из счетчика и переключателя фазы, который с частотой больше верхней граничной частоты записи изменяет на 180° фазу тока подмагничивания в результате получающегося своего рода интегрированного подмагничивания, при котором алгебраическое суммирование разнополярной помехи на два порядка меньше, чем при обычном подмаг- ничивании. Устройство содержит генератор синусоидального напряжения 1, амплитудный модулятор 2, усилители 3 и 4, магнитную головку 5, аттенюатор 6 с входами 7-1 сл

12 Г

Фиг.1W-S

22

и 7-2, триггер Шмитта 8, счетчик 9, счетный триггер 10, ключи 11 и 13. Элементы 5-13 образуют фазовый модулятор. Наиболее широкое применение данного устройства

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для высокочастотного подмагничивания при магнитной записи.

Известно устройство для высокочастотного подмагничивания при магнитной записи, содержащее генератор синусоидального напряжения, модуляторы тока записи и подмагничивания, усилитель и магнитную головку в канале записи.

Недостатком устройства является понижение динамического диапазона записи при асимметрии тока высокой частоты. Уровень шума паузы возрастает в среднем на 1 дБ на каждый процент роста несимметрии тока подмагничивания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для высокочастотного подмагничивания, содержащее генератор индукционного напряжения, амплитудный модулятор, усилитель и магнитную головку, обладающее тем же недостатком.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона магнитной записи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для высокочастотного подмагничивания при магнитной записи, содержащее генератор синусоидального напряжения, подключенный выходом к входу амплитудного модулятора, соединенного выходом с входом первого усилителя, второй усилитель, аттенюатор, счетчик и записывающую магнитную головку, введены первый и второй ключи, подключенные первыми выходами к первому выводу записывающей магнитной головки и соединенные вторыми выводами с вторым выводом записывающей магнитной головки, триггер Шмитта, включенный между выходом аттенюатора и счетным входом счетчика, и счетный триггер, подсоединенный счетным входом к выходу счетчика, причем выход первого усилителя подключен к входу второго усилителя, соединенного первым и вторым выходами с входами аттенюатора и с информационными входами соответственно первого и второго ключей, подсоединенных управляющими входами соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера.

предполагается в технике магнитной записи, в машиностроении и приборостроении, а также в технологии изготовления измерительных лент. 2 ил.

Сущность изобретения заключается в том, что в выходную цепь второго усилителя включается модулятор фазы тока подмагничивания, состоящий из счетчика и переключателя фазы, который с определенной частотой, больше верхней граничной частоты записи, изменяет на 180° фазу тока подмагничивания. В результате получается своего рода интегрированное подмагничивание, при котором полярностьассиммет- ричных полупериодов тока подмагничивания меняется местами с частотой фазовой модуляции. Алгебраическое суммирование разнополярной помехи от воздействия

такого интегрированного подмагничивания или подмагничивания с инверсными фазами тока высокой частоты по крайней мере на два порядка меньше помехи, чем при обычном подмагничивании, что свойственно всем магнитным системам с алгебраическим суммированием разнополярных помех.

В известных устройствах для высокочастотного подмагничивания применяется

только амплитудный модулятор, а фазовый модулятор с переключением фазы на 180° в выходной цепи применяется впервые, что позволяет по новому решить вопрос борьбы с помехами, обусловленными ассимметрией тока подмагничивания, возникающими в процессе старения элементов устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие

принципы работы устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, амплитудный модулятор 2, первый 3 и второй 4 усилители, магнитную головку 5 записи, аттенюатор 6,

выходные выводы 7-1 и 7-2 второго усилителя, триггер 8 Шмитта, счетчик 9, триггер 10 (со счетным выходом), первый и второй ключи 11 и 12 на два направления по выходу, выходы 13 и 14 сигнала соответственно

первого и второго ключей, выходы 15 и 16 разрешения прохождения сигнала соответственно первого и второго ключей, выходы 17 и 18 первого направления первого и второго ключей, выходы 19 и 20 второго направления первого и второго ключей и входы 21 и 22 магнитной головки записи.

На фиг. 2 обозначено: Ui - напряжение на выходе генератора 1; U2 - напряжение на выходе модулятора 2; Щ - напряжение на выходе второго усилителя; Us - напряжение на выходе аттенюатора 6; Us- напряжение на выходе триггера 8 Шмитта; UsOs) напряжение на входе магнитной головки 5 записи (ток через головку записи); fB - верхняя граничная частота записываемого сигнала; f0 - частота подмагничивания; - частота фазовой модуляции; N - коэффициент пересчета (деления частоты подмагничивания);

и+ш, - шум магнитного носителя соответственно при воздействии фазового и противофазового токов подмагничивания; UrnsT суммарный шум магнитного поля носителя от ассимметрии тока ВЧП,

К генератору 1 синусоидального напряжения, подключен амплитудный модулятор 2, сигнал которого усиливается усилителями: первым 3 и вторым 4. К выходам 7-1 и 7-2 второго усилителя подключен резистив- ный аттенюатор 6, с выхода R2 которого поступает ТТЛ-напряжение (ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика) на триггер 8 Шмитта, импульсы с выхода которого подсчитываются счетчиком 9, соединенным по выходу со счетным входом счетного триггера 10. Выходы счетного триггера соединены с входами 15 и 16 Е разрешения прохождения сигнала ключей S первого 11 и второго 12, каждый из которых по выходу имеет первое направление 17(18) и второе направление 19(20). Одинаковые направления соединены между собой и к ним подключена выводами 21 и 22 магнитная головка 5 записи. На входы 13 и 14 сигнала ключа 11 и ключа 12 поступает сигнал с выхода второго усилителя 4.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 синусоидального напряжения (фиг. 2а) поступает на вход амплитудного модулятора 2, с выхода которого (фиг. 26) поступает на первый 3 и второй 4 каскады усилителя. С выхода второго усилителя (фиг. 2в) сигнал поступает на модулятор (или инвертор) фазы, состоящий из аттенюатора б, пересчетной схемы 8 и 9, счетного триггера 10, двух ключей 11 и 12, коммутирующих фазу. К модулятору (инвертору) фазы подключена магнитная головка записи.

В исходном состоянии (момент времени t/T0 0) в счетчике 9 стоит нуль (устанавливается нулевым импульсом, фиг. 2г), поэтому счетный триггер 10 имеет логическую единицу на инверсном выходе Q и логический нуль на прямом выходе Q (фиг. 2д).

Ключ 11 находится в первом направлении 19, а ключ 12 - во втором направлении 18. В головке 5 ток проходит в направлении (7-1)-13-19-21-22-18-14-(7-2), т.е. от вывода (7-1) к выходу (7-2) второго усилителя.

Допустим, что счетчик 9 имеет три двоичных разряда, тогда коэффициент пересчета N равен

N 23(1)

Далее примем, что в исходном состоянии положительная полуволна тока подмагничивания (или напряжения 11 с выхода второго усилителя) имеет вид треугольника,

а отрицательная - вид прямоугольника (фиг. 2в).

Поскольку для высокоомных магнитных головок напряжение Щ превышает 100 В, то сигнал ослабляется аттенюатором 6 до ТТЛуровня:

U4

Ub

2 +3 R 1/R2

(2)

Триггер Шмитта определяет момент перехода через нуль напряжения высокой частоты f0 (фиг. 2г), по переднему фронту импульсов срабатывает счетчик 9. Пока 0 t/T0 8, состояние счетного триггера 10 не изменяется (фиг. 2д). В момент времен и t/To 8 счетчик формирует сигнал переноса, который устанавливает счетный триггер 1 в жэвое состояние, соответствующее Q 1, Q 0 (фиг. 2д). Следовательно, ключ 11 переключает вход 13 на второе

направление по выходу 17, а ключ 12 перейдет в первое направление 20 (фиг. 1). Ток подмагничивания через головку 5 потечет в обратном направлении (7-2)-21-22- 17-13-(7-1), т.е. от вывода 7-2 к выводу 7-1

второго усилителя (фиг. 2е, момент времени 16).

Сравнение рассмотренных фазовых картин (фиг. 2е) для интервалов 0 t/T0 8 и 8 t/T0 16 показывает, что для четных

(||) и нечетных (I) интервалов фазовой модуляции фаза, а значит и форма изменилась на обратную, шум магнитного носителя при фазовой модуляции равен

иШЈ /и+ш/-/1Гш/,(3)

где и+ш - напряжение шума магнитного носителя на нечетном интервале (I);

U ш - напряжение шума магнитного носителя на четном интервале (II).

При полной идентичности элементов устройства (идентичности характеристик ключей) и стабильности свойств магнитного носителя получим UujЈ 0, но практически оно уменьшится более, чем на порядок, по сравнению с 11+ш или 1)ш.

Для неискаженной передачи верхней частоты fB звукового сигнала необходимо выполнить условие

тфм 2fB(4)

где Тфм - частота фазовой модуляции.

Если учесть, что

тфм fo/N,(5)

где fо - частота генератора синусоидального напряжения;

N - коэффициент деления частоты счетчиком, то условие для N: fo

N

2fB

(6)

Практически выбирается N)4- 16. При заданном N и fB из выражения (6) определяется частота подмагничивания f0

fo N2fB.(7)

Современная технология позволяет изготовить устройство, используя различные элементные базы, так как используя МОП и К-МОП структуры можно изготовить как низковольтные ключи, так и на достаточно большое напряжение, и разброс по выходному сопротивлению ключей в замкнутом состоянии составляет менее 1%, что при высокоомной нагрузке практически не сказывается на работе устройства. Во включенном состоянии полевой транзистор, входящий в состав ключа, может обеспечить сопротивление несколько десятков Ом.

У предлагаемого устройства общим с известным является генератор синусоидального напряжения, амплитудный модулятор и усилитель, различие - наличие в составе устройства фазового модулятора, качественно изменяющего параметры уст- ройства.

Формула изобретения Устройство для магнитной записи, содержащее генератор синусоидального напряжения, подключенный выходом к входу амплитудного модулятора, соединенного выходом с входом первого усилителя, второй усилитель, аттенюатор, счетчик и записывающую магнитную головку, о т л и ч ающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона магнитной записи, в него введены первый и второй ключи, подключенные первыми выходами к первому выводу записывающей магнитной

головки и соединенные вторыми выводами с вторым выводом записывающей магнитной головки, триггер Шмитта, включенный между выходом аттенюатора и счетным входом счетчика, и счетный триггер, подсоединенный счетным входом к выходу счетчика, причем выход первого усилителя подключен к входу второго усилителя, соединенного первым и вторым выходами с входами аттенюатора и с информационными входами соответственно первого и второго ключей, подсоединенных управляющими входами соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера

%,