Устройство для записи информации на магнитную карту Советский патент 1992 года по МПК G11B5/12 

выход

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам идентификации пользователей АСУ с помощью магнитных карт.

Известно устройство для магнитной записи с автоматической синхронизацией и переменной скоростью перемещения носителя.

Устройство предназначено для записи информационных разрядов через заданные одинаковые промежутки на карте, на которой заранее записано множество разрядов маркеров, расположенных с одинаковыми промежутками. Карта имеет дорожку для магнитного хранения информационных разрядов, запись на которую производится в соответствии с маркерами, тем самым обеспечивается равномерность записи вдоль карты при значительных колебаниях скорости.

К недостаткам устройства можно отнести необходимость синхродорожки, что уменьшает информационную емкость карты и необходимость в дополнительном устройстве для точной разметки синхродорожки.

Известно устройство магнитной записи и воспроизведения, обеспечивающее декодирование записанных сигналов при их вос- произведении при любой скорости движения магнитного носителя. Устройство имеет блок управления режимом записи, блок управления режимом считывания, схему генерации, формирующую соответствующие сигналы на основании данных о скорости движения магнитного носителя. Сигналы со схемы генерации используются как при записи, так и при декодировании считанной информации. При этом при записи обеспечивается равномерная плотность записи вдоль носителя, а при воспроизведении более надежное декодирование, не зависящее от скорости движения носителя.

Известно устройство записи на магнитную поверхность с адаптацией к скорости движения носителя, содержащее измерительный элемент перемещения, генератор скорости перемещения, генератор, управляемый напряжением, регистр данных, генератор тока голопки и магнитную головку. Напряжение с генератора скорости поступает на генератор, управляемый напряжением, выход которого подключен к первому входу генератора тока головки, к второму входу подключен выход регистра данных, генератор тока головки формирует ток головки с частотой, пропорциональной скорости движения карты.

Недостаток известных устройств заключается в большой погрешности синхронизации, возникающей из-за

температурной нестабильности параметров элементов и шумов в аналоговой цепи преобразования перемещение - частота записи.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство записи информации на магнитную карту, состоящее из блока перемещения карты, магнитной головки, преобразователя перемещения магнитной карты

0 в электрический сигнал, состоящего из датчика перемещения карты на основе переменного резистора, подвижный элемент которого перемещается при движении карты, блока дифференцирования и преобразо5 вателя напряжения в частоту, соединенного с тактовым входом синхронного триггера, соединенного с формирователем тока записи, выход которого подключен к коммутатору, подсоединенному к усилителю

0 воспроизведения и пороговому элементу. Коммутатор служит для перевода устройства в режим записи или считывания.

Недостаток устройства заключается в нестабильности параметров цепи переме5 щение - скорость - частота, возникающих под влиянием помех, температуры, разброса параметров и старения элементов, что приводит к необходимости иметь резервную длину магнитной дорожки и размещать

0 записываемую информацию с большей плотностью, а следовательно, с меньшей достоверностью.

Целью изобретения является снижейие

5 погрешности записи за счет уменьшения влияния нестабильности скорости движения магнитной карты при заданной длине записываемого массива информации.

Сущность изобретения состоит в том,

0 что устройство записи магнитных карт содержит преобразователь перемещения карты в электрический сигнал, магнитную головку, усилитель воспроизведения, пороговый элемент, формирователь тока записи,

5 синхронный триггер, коммутатор и блок перемещения карты.

Преобразователь перемещения карты выполнен в виде оптически сопряженных между собой оптоэлектронного датчика, вы0 ход которого является выходом преобразователя перемещечия магнитной карты в электрический сигнал, и диска, выполненного с равномерно расположенными по его окружности прорезями, на оси диска за5 креплен ролик, сопряженный с магнитной картой, а умножитель частоты включен между выходом оптоэлектронного датчика и синхронизирующим входом синхронного триггера.

Повышение достоверности записи достигается за счет повышения стабильности

параметров цепи синхронизации путем исключения из нее аналоговых элементов, что позволяет исключить резервирование длины карты и, соответственно, снизить линейную плотность записи при заданной длине массива данных.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит непрозрачный диск, выполненный с равномерно расположенными по его окружности прорезями 1, оптоэлектронный датчик 2, прорезиненный ролик 3, магнитную головку 4, магнитную карту Е, блок 6 перемещения карты, умножитель 7 частоты, коммутатор 12, формирователь 13 тока записи, синхронный триггер 14, усилитель 15 воспроизведения и пороговый элемент 16.

Умножитель состоит из фазового детектора 8, фильтра 9, генератора 10 управляемого напряжения, счетчика 11.

Синхронный триггер выполнен на базе D-триггера, па информационный вход которого поступает записываемая информация, а на тактируемый вход - частота с выхода умножителя частоты.

Пороговый элемент представляет собой триггер Шмитта с петлей гистерезиса, необходимой для защиты от шумов. Выход триггера имеет ТТЛ-уровень .

Устройство работает следующим образом.

При подходе магнитной карты 5 к магнитной головке 4 прорезиненный ролик 3 входит в зацепление с магнитной картой 5 и вращается диск 1. Прохождение прорези диска 1 через световую ось оптопары 2 вызывает появление на выходе оптоэлектрон- ного датчика импульса Таким образом, благодаря довольно жесткому зацеплению магнитной карты с прорезиненным роликом 3 прохождение определенной фиксированной длины магнитной карты относительно магнитной головки 4 сопровождается появлением импульса на выходе оптоэлектрон- ного датчика 2. Эта фиксированная величина зависит от количества прорезей диска 1. Если синхронизировать пр оцесс формирования фронтов тока записи непосредственно с импульсами оптоэлектронно- го датчика, то плотность записи окажется мала. Попытка увеличить плотность записи за счет увеличения числа прорезей диска приводит к усложнению и удорожанию устройства. В предлагаемом устройстве для увеличения плотности записи сигнал с опто- электронного датчика 2 подается на умножитель 7 частоты, построенный по схеме фазовой автоподстройки частоты и состоящий из фазового детектора 8, фильтра 9,

генератора 10, управляемого напряжением, счетчика 11. Умножитель представляет замкнутую систему управления, входным сигналом которой является частота, поступающая с выхода оптоэлектротшго датчика 2 на одич из входов фазоШГо детекто ра 8, на другой вход которого поступает частота с выхода генератора, управляемого напряжением, деленная на число N считчиком 11.

0 Фазовый детектор выполняет функцию узла сравнения относительной фазы двух частот Считается, что эта фаза отсчитывается относительно переднего фронта импульсов входной частоты и частоты со счетчика 11,

5 которая является сигналом обратной связи. Если проход импульса частоты обратной связи наступает раньше, чем приход импульса входной частота то на выходе фильтра 9 напряжение, управляемое частотой

0 генератора, снизится на величину, пропорциональную фазе между измеряемыми сигналами, частота генератора уменьшится, уменьшится и фаза между этими сигналами. Напротив, если приход импульса частоты

5 обратной связи наступает позже, чем приход импульса входной частоты, то напряже- ние фильтра повышается, частота генератора увеличивается и фаза между указанными частотами стремится к нулю. При

0 этом при девиации входной частоты выходная частота также перестраивается таким образом, чтобы фаза между входной частотой и частотой со счетчика 11 стремилась к нулю. При этом на выходе генератора 10

5 будет сигнал с частотой, определяемой выражением

F(OUT)(IN), где F(OUT) - выходная частота; F(IN) - входная частота;

0 N - коэффициент деления счетчика 11. Динамические характеристики умножителя частоты , как автоматической системы с обратной связью, задаются параметрами и конфигурацией фильтра 9.

5 Импульсы умноженной частоты с выхода умножителя поступают на синхронизирующий вход синхронного триггера 14, на информационный вход этого же триггера подается записываемая информация, пред0 ставленная в форме, пригодной для магнитной записи, в рассматриваемом случае - частотно-модулированный сигнал. Сигнал с выхода синхронного триггера 14 подается на формирователь 13 тока записи, где уси5 ливается до величины, обеспечивающей номинальный ток записи магнитной головки 4. Для включения магнитной головки в режим считывания или режим записи служит коммутатор 12, подключающий головку к усилителю 15 воспроизведения или к формирователю 13 тока записи. Усилитель 15 воспроизведения усиливает сигнал с магнитной головки до величины, необходимой для нормальной работы порогового элемента 16. По сравнению с прототипом, в котором цепь преобразования перемещение - скорость - частота подвержена влиянию помех из-за дифференцирования сигнала, а коэффициент преобразования зависит от температуры, разброса параметров и старения элементов, в предлагаемом устройстве обеспечена жесткая взаимосвязь пространственного перемещения карУы и периода записываемого сигнала за счет применения датчика перемещения карты с дискретным выходом, не подверженного перечисленным влияниям. Достигнутый выигрыш можно оценить количественно следующим образом. Для записи на магнитную карту длиной 100 мм одного килобита необходима плот- ность записи 10 бит/мм. При наличии де- виации скорости в 10% (что имеет место в дешевых механизмах протяжки без стабилизации скорости) необходимо резервировать 10% длины носителя, что приводит к необходимости записывать с плотностью в 1,1 раза более высокой. При использовании способа записи с частотной модуляцией изменение удельной плотности в 1,1 раза может повлечь изменение достоверности на порядок.

Формула изобретения Устройство для записи информации на магнитную карту, содержащее блок перемещения магнитной карты, последовательно

соединенные преобразователь перемещения магнитной карты в электрический сигнал, синхронный триггер, подключенный информационным входом к входной шине, формирователь тока записи и коммутатор,

подсоединенный переключаемым выводом к магнитной головке и выходом через последовательно соединенные усилитель воспроизведения и пороговый элемент к выходной шине, отличающееся тем, что, с целью

снижения погрешности записи за счет уменьшения влияния нестабильности скорости движения магнитной карты при заданной длине записываемого массива информации, в него введен умножитель частоты, а преобразователь перемещения магнитной карты в электрический сигнал выполнен в виде оптически сопряженных между собой оптоэлектронного датчика, выход которого является выходом преобразователя перемещения магнитной карты в электрический сигнал, и диска, выполненного с равномерно расположенными по его окружности прорезями, на оси диска закреплен ролик, сопряженный с магнитной

картой, а умножитель частоты включен между выходом оптоэлектронного датчика и синхронизирующим входом синхронного триггера.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для идентификации пользователей АСУ с помощью магнитных карт. Изобретение позволяет повысить достоверность записи информации. Устройство содержит непрозрачный диск с прорезями 1, оптоэ- лектронный датчик 2, прорезиненный ролик 3, магнитную головку 4, магнитную карту 5, блок 6 перемещения карты, умножите ль 7 частоты, синхронный триггер 14, коммутатор 12, усилитель 15 воспроизведения, формирователь 13 тока записи. 2-8-9-10, 10-11-9, 11-8, 10-14-13-12, 12-15-16. 1 ил.