Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов с коррекцией временных искажений Советский патент 1992 года по МПК G11B20/00 G11B20/22 

(промежуточной памяти), затем считывания из буферного | накопителя с частотой опорного синала,воспроизводимого с другой дорожки записи, стабилизированного по частоте с помощью системы автоматического регулирования скорости движения носителя. Эффективность такой системы коррекции оказывается неодинаковой для информационных сигналов, записанных на разных дорожках, и зависит от расстояния их до дорожки с опорным сигналом, т.е. не устраняются временные искажения, возникающие за счет динамических перекосов магнитного носителя, Кроме того, даже для дорожки, расположенной рядом с дорожкой опорного сигнала, эффективность коррекции оказывается малой на частотах выше нескольких десятков герц, так как считывание из буферного накопителя осуществляется частотой, стабилизированной системой автоматического регулирования, которая из-за своей инерционности, обусловленной инерционностью механических элементов, эффективно работает лишь в узкой полосе низких частот.

Данная система также не позволяет скорректировать статические перекосы, имеющиеся в блоках головок записи и воспроизведения.

Известно другое устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения, описанное в авт, ев, СССР № 960926, кл. G 11 В 5/45, опублик. в БИ № 35,23.09.82 г, Устройство содержит входные шины информационных каналов и генератор синхросигналов, подключенные через усилители записи к размещенным в шахматном порядке магнитным головкам записи, а также усилители воспроизведения, соединенные с магнитными головками воспроизведения, размещенными в шахматном порядке, образующими две группы информационных каналов. При этом убилитель воспроизведения синхросигнала первой группы информа- ционных каналов подключен через последовательно соединенные элемент задержки, счетчик, генератор и первый блок управления считыванием к первом управляющим входам каждого из блоков памяти буферного накопителя и цифроаналоговых преобразователей, выход каждого из усилителей воспроизведения связан через последовательно соединенные соответствующий умножитель частоты и блок управления записью со вторыми управляющими входами соответствующего блока памяти и аналого- цифрового преобразователя, причем выходы усилителей воспроизведения информационных каналов соответствующей группы подключены к информационным входам соответствующих аналого-цифровых преобразователей, выходы которых , соответственно подключены через блок памяти к цифро-аналоговым преобразовате, ЛЯМ.

Недостатком устройства является то, что эффективность коррекции временных искажений оказывается неодинаковой для разных каналов - максимальной для канала,

0 дорожка записи которого расположена рядом с дорожкой записи синхросигнала, и убывающей для каналов, удаленных от дорожки синхросигнала, пропорционально расстоянию.

5 При этом даже для канала, расположенного рядом с каналом синхросигнала, временные искажения устраняются не полностью и выходной информационный сигнал подвержен временным искажениям,

0 пропорциональным межканальным динамическим перекосам между каналом синхросигнала и информационным каналом. Кроме того, такое устройство не позволяет j скомпенсировать статические перекосы ра5 бочих зазоров магнитных головок между каналами при записи и воспроизведении.

Известно устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов, в котором коррекция

0 временных искажений сигналов производится с помощью опорных сигналов, записываемых на крайних дорожках записи, с взаимным фазовым сдвигом 90°. Устройство содержит в канале записи блок головок

5 записи, две головки которого, например

крайние, подключены к выходам генератора

периодических сигналов, сдвинутых по фазе

на 90°, а остальные предназначены для за писи информационных сигналов, в канале

0 воспроизведения - блок головок воспроизведения, две головки которого, воспроизводящие опорные сигналы, подключены к двум входам фазового детектора, состоящего из перемножителя и второго фильтра

5 нижних частот, выход которого через масш- н табные устройства подключен к управляющим входам управляемых линий задержки, а остальные головки подключены к соответствующим выходным шинам через последо0 вательно соединенные в каждом канале линию задержки, аналого-цифровой преобразователь, буферный накопитель, цифро- аналоговый преобразователь и первый фильтр нижних частот, причем вторые вхо5, ды аналого-цифровых преобразователей подключены к выходам управляемых линий задержки, входы которых объединены и через формирователь тактовых импульсов и фильтр верхних частот подключены к выходу перемножителя, а вторые входы буферных накопителей объединены и подключены к выходу генератора эталонной частоты.

Описанное устройство имеет недостатки. Эффективность коррекции межканаль- 5 ных временных искажений, возникающих за счет динамических перекосов магнитного носителя, неодинакова для различных частот межканальных временных искажений и уменьшается с ростом их частоты. Это про- 10 исходит потому, что при прохождении сигнала управления аналого-цифровым проеобразователем через управляемую линию задержки его временной масштаб на выходе линии задержки изменяется непро- 15 порционально величине управляющего напряжения, то есть сигналу межканальных временных искажений, формируемому на выходе масштабного устройства. Причем непропорциональность изменения масшта- 20 ба оказывается тем большей,чем больше величина межканальных временных искажений и чем выше их частота (crfa., например, Геранин В.А., Макаренко В.В. Сравнительный анализ эффективности различных схем 25 управления линией задержки в корректоре временных искажений. Техника средств связи. Серия общетехническая, 1985, вып. 2, с. 58-56). Кроме того, описанное устройство не позволяет осуществлять коррекцию стати- 30 ческих межканальных временных искажений. Если же в описанном устройстве с помощью линии задержки, включенной между выходом головки воспроизведения и выходом аналого-цифрового преобразовате- 35 ляТ выравнять статические перекосы, эффективность коррекции динамических временных искажений уменьшается из-за рассогласования фазовых характеристик информационных и опорного каналов.40

Известно устройство, описанное в авт. св. СССР № 680032,кл. G 11 В 5/45. опублик. 15.08.79 г. в БИ № 26.

В данном устройстве коррекция временных искажений сигналов производится 45 с помощью опорного сигнала, записанного совместно с информационным сигналом на одну дорожку. Сигнал с носителя воспроизводится голоокой воспроизведения и после преобразования в цифровой код ааналого- 50 цифровом преобразователе с частотой f3-r, ормируемой генератором эталонной астоты Гэт. записывается в буферный накопиель. После считывания из буферного накопителя и преобразования в аналоговую 55 орму в цифроаналоговом преобразователе налоговый сигнал разделяется с помощью ильтров нижних частот и полосового, соответственно, на информационный, поступающий на выходную Шину устройства, и порный сигналы. Из опорного сигнала выделяется сигнал временной ошибки кото рым через управляемый генорлтор регулируется частота вывода кода из буферного накопителя.

Основным недостатком такого способа является уменьшение эффективности коррекции высокочастотных составляющих временных искажений из-за запаздывания сигнала управления частотой вывода кода в блоках разделения сигналов и формирования сигнала временной ошибки.

К существенным недостаткам этого уст- ройст ва следует также отнести его усложнение из-за необходимости расфильтровки информационного и опорного сигналов в каждом канале, необходимость расширения полосы частот канала, т.е. перехода на большую скорость АМЗВ,и соответственно увеличения расхода магнитной ленты для записи информационного сигнала и опорного сигнала, частота которого fop S: 2ivic высш, также то, что устройство не обеспечивает коррекцию межканальных временных искажений.

Известно устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов, описанное в авт. св. N° 1607009, выбранное в качестве прототипа.

Данное устройство содержит в канале записи входные шины информационных сигналов, усилители записи и головки записи информационных сигналов, а также генератор эталонной частоты, делитель частоты, фильтр нижних частот, фазовращатель, усилители записи и головки записи опорных сигналов; в каждом канале воспроизведения информационного сигнала - головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, первую и вторую линии задержки, аналого-цифровой преобразователь, буферный накопитель, цифроаналого- вый преобразователь, второй фильтр нижних частот, выходные шины информационного сигнала, первый формирователь импульсов, масштабное устройство, третий фильтр нижних частот, фазовый детектор, суммирующий усилитель, генератор;управ- ляемый напряжением, делитель частоты, второй формирователь импульсов и полосовой фильтр; в каждом канале воспроизведения опорного сигнала - пороговое устройство, одновибратор с повторным запуском, первую и вторую схемы И, схему ИЛИ и формирователь импульсов, при этом в канале записи входные шины информационных каналов подключены к головкам записи информационных сигналов через усилители записи, а генератор эталонной частоты соединен с первой головкой записи опорного сигнала через последовательно

соединенные первый делитель частоты, первый фильтр нижних частот и усилитель записи, при этом вторая головка записи опорного сигнала соединена с выходом пер- вого фильтра нижних частот через последовательно включенные усилитель записи и фазовращатель, а в каждом канале воспроизведения информационного сигнала головка воспроизведения соединена с выходной шиной информационного канала через последовательно включенные усилители воспроизведения, первую регулируемую линию задержки, второй фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, буфер- ный накопитель, цифроаналоговый преобразователь и третий фильтр нижних частот, при этом выход генератора эталонной частоты соединен со вторыми входами буферных накопителей всех каналов, а третий вход буферного накопителя каждого канала соединен со вторым входом аналого- цифрового преобразователя и с выходом первого формирователя воспроизведенного опорного сигнала через последовательно соединенные вторую регулируемую линию задержки,,, первый формирователь импульсов, полосовой фильтр, генератор, управляемый напряжением, суммирующий усилитель и первый фазовый детектор, при- чем второй вход первого фазового детектора соединен с выходом генератора, управляемого напряжением, через последовательно включенные второй формирователь импульсов и второй делитель частоты, а второй вход суммирующего усилителя через масштабное устройство соединен с выходом второго фазового детектора, o6aiero для всех каналов, входы которого соединены с выходами обоих формирователей вое- производимого опорного сигнала, в каждом из которых выход соединен с головкой воспроизведения опорного сигнала через последовательно соединенные третий формирователь импульсов, схему ИЛИ, пер- вую схему И, одновибратор с повторным запуском, пороговое устройство и усилитель воспроизведения, причем второй вход первой схемы И соединен со -входом одно- вибратора, а второй вход схемы ИЛИ соеди- нен со вторым, инверсным, выходом одновибратора через вторую схему И, второй вход которой соединен с выходом первого делителя частоты, при этом первый выход одновибратора первого формирова- теля воспроизводимого опорного сигнала соединен со вторыми входами масштабных устройств всех каналов воспроизведения информационных сигналов.

Описанное устройство имеет недостатки: поступающий в масштабное устройство

каждого канала воспроизведения информационного сигнала обеспечивающий снижение межканальных временных искажений сигнал может в ряде случаев (перенос магнитной ленты с одного АМЗВ на другой, деформация магнитной ленты в результате многократного прохождения в тракте АМЗВ за счет непараллельности направляющих, перекосов ленты при переходе с одного уровня на другой в соосных ЛПМ, реверсе направления движения носителя и др.) не обеспечивать максимальной эффективности коррекции MB И, как из-за недо-, так при перекомпенсации межканальных временных искажений.

Целью изобретения является повышение точности коррекции временных искажений при многоканальной записи и воспроизведении при записи опорных и информационных сигналов по различным дорожкам магнитного носителя.

Для достижения указанной цели в устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов, содержаще е в канале записи входные шины информационных сигналов, усилители записи и головки записи информационных сигналов, а также генератор опорной частоты, делитель частоты, фильтр нижних частот, фазовращатель, усилители записи и головки записи опорных сигналов; в каждом канале воспроизведения информационного сигнала - головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, первую и вторую линии задержки, аналого-цифровой преобразователь, буферный накопитель, цифроаналоговый преобразователь, второй фильтр нижних частот, выходные шины ин.формаци- оного сигнала, первый формирователь импульсов, масштабное устройство, третий фильтр нижних частот, фазовый детектор, суммирующий усилитель, генератор управ- ляемый напряжением, делитель частоты, второй формирователь импульсов и полосовой фильтр; в каждом канале воспроизведения опорного сигнала - пороговое устройство, одновибратор с повторным запуском, первую и вторую схемы И, схемы ИЛИ и формирователь импульсов,догтолни- тельно введены: в одном канале записи информационного сигнала - делитель частоты, фильтр нижних частот, суммирующий усилитель; в одном канале воспроизведения информационного сигнала - фильтр нижних частот, частотный демодулятор, квадратор, интегратор, усилитель и фильтр верхних частот; в одном из каналов воспроизведения опорного сигнала - фильтр нижних частот и управляемый аттенюатор, при этом в канале записи входная шина первого информационного канала подключена к головке записи первого информационного сигнала через- последовательно включенные первый суммирующий усилитель и усилитель записи, причем второй вход первого суммирующего усилителя соединен с генератором эталонной частоты через последовательно включенные первый фильтр нижних частот, второй и первый делители частоты, входные шины остальных информационных каналов подключены к соответствующим головкам записи через усилители записи, а первая головка записи опорного сигнала соединена с генератором эталонной частоты через последовательно соединенные усилитель записи, второй фильтр нижних частот и первый делитель частоты, при этом вторая головка записи опорного сигнала соединена с выходом первого фильтра нижних частот через последовательно включенные усилитель записи и фазовращатель, а в каждом канале воспроизведения информационного сигнала головка воспроизведения соединена с выходной шиной соответствующего информационного канала через последовательно включенные усилитель воспроизведения, первую регулируемую линию задержки, третий фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, буферный накопитель, цифроаналоговый преобразователь и четвертый фильтр нижних частот, при этом в первом канале воспроизведения информационного сигнала выходная шина соединена с четвертым фильтром нижних частот через фильтр верхних частот, при этом выход генератора эталонной частоты соединен со вторыми входами буферных накопителей всех каналов, а третий вход буферного накопителя каждого канала соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя и с выходом первого формирователя воспроизведенного опорного сигнала через последовательно соединенные вторую регулируемую линию задержки, первый формирователь импульсов, полосовой фильтр, генератор, управляемый напряжением, второй суммирующий усилитель и первый фазовый детектор, причем второй вход первого фазового детектора соединен с выходом генератора, управляемого напряжением, через последовательно включенный второй формирователь импульсов и третий делитель частоты, а второй вход второго суммирующего усилителя через масштабное устройство соединен с выходом управляемого аттенюатора, один из входов которого соединен через пятый фильтр нижних частот с выходом второго фазового детектора, при этом входы второго фазового

детектора соединены с выходами обоих формирователей воспроизводимого опорного сигнала, в каждом из которых выход 5 соединен с головкой воспроизведения опорного сигнала через последовательно соединенные третий формирователь импульсов,схему ИЛИ, первую схему И, одно- вибратор с повторным запуском, пороговое

0 устройство и усилитель воспроизведения, причем второй вход первой схемы И соединен со входом одновибратора, а второй вход схемы ИЛИ соединен со вторым, инверсным, выходом одновибратора через вторую

5 схему И, второй вход которой соединен с выходом первого делителя частоты, при этом первый выход одновибратора первого формирователя воспроизводимого опорного сигнала соединен со вторыми входами

0 масштабных устройств всех каналов воспроизведения информационных сигналов, а второй вход управляемого аттенюатора соединен с выходом четвертого фильтра нижних частот первого канала воспроизведения

5 информационного сигнала через последовательно включенные усилитель, интегратор, квадратор, частотный демодулятор и шестой фильтр нижних частот, общие для всех каналов,

0 Известно устройство для коррекции временных искажений, в котором перед аналого-цифровым преобразователем и после аналого-цифрового преобразователя включены фильтры нижних частот. Однако

5 такое устройство при использовании его для многоканального воспроизведения сигналов и при записи опорного и информационного сигналов по различным дорожкам не позволяет осуществить коррекцию времен0 ных искажений с высокой точностью из-за наличия межканальных перекосов между каналами информационного и опорного сигналов.

Известно устройство для коррекции

5 временных искажений сигналов (см. патент Франции Ns 2480473, кл. G 11 В 5/02, опубл. 11.04.1980 г.), в котором умножение частоты опорного сигнала до требуемой величины осуществляется с помощью схемы фазовой

0 автоподстройки частоты, содержащей фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляемый генератор и делитель частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора. Однако сигнал на выхо5 де такого умножителя частоты содержит па- разитные частотные составляющие, кратные выходной частоте управляемого генератора, деленной на коэффициент деления делителя частоты, что приводит к появлению в выходном сигнале корректора временных искажений дополнительных паразитных временных ошибок и к снижению эффективности работы устройства.

Известно устройство для коррекции временных искажений, в котором дискрети- зация информационного сигнала и запись его в буферный накопитель производится сигналом с генератора, синхронизируемого воспроизведенным с магнитного носителя опорным сигналом, а считывание сигнала из буферного накопителя осуществляется сигналом генератора тактовой последовательности импульсов. При пропаданиях опорного сигнала дискретизация и запись информационного сигнала в буферный на- копитель производится сигналом генератора с внешней синхронизацией, который в этом случае генерирует на своей средней частоте, т.е. происходит замена опорного сигнала, воспроизведенного с магнитного носителя, на сигнал записи с частотой, равной средней частоте воспроизводимого сигнала. Однако, при осуществлении такой замены сигнала записи в случае несовпадения средней частоты генератора с внешней синхронизацией и генератора тактовой последовательности импульсов из-за изменения температурных условий работы, либо старения элементов возможно переполнение или обнуление буферного накопителя, т.е. нарушение работоспособности устройства.

Недостатком этого устройства является и его усложнение из-за необходимости рас- фильтровки информационного и опорного сигналов в каждом канале и уменьшение эффективности коррекции высокочастотных ВИ из-за запаздывания сигнала управления.

Известно устройство (см. авт. св. СССР № 317098, кл. G 11 В 5/04. опублик. 07.10.1971 г. в БИ № 30), в котором по крайним дорожкам носителя записи производится запись сигналов, сдвинутых между собой по фазе на 90°, а сигналы с крайних головок блока воспроизводящих головок поступают на входы фазового детектора, на выходе которого выделяется сигнал, пропорциональный МВИ.

Однако в этом устройстве сдвиг сигна- лов на 90° в канале записи не учитывает фазовых характеристик канала записи-воспроизведения, статических перекосов за счет смещения зазоров магнитных головок различных каналов относительно друг дру- га, а также появления дополнительных перекосов МЛ и соответствующих фазовых сдвигов между опорными сигналами при реверсе направления движения носителя и при воспроизведении записанной информации на разных АМЗВ Это приводит к тем же

недостаткам, которые характерны для устройства прототипа.

В предлагаемом устройстве для повышения точности коррекции временных искажений (как внутриканальных, так и межканальных) при записи опорных и информационных сигналов на различных дорожках магнитного носителя сигнал управления частотой дискретизации в аналого-цифровом преобразователе и записи в буферный накопитель формируется следующим образом.

Кроме опорных сигналов, записываемых по крайним дорожкам головки записи, по первой из дорожек записи информационного сигнала совместно с ним записывается дополнительный опорный сигнал, частоты которого ниже нижней частоты информационного сигнала.

Опорный сигнал с выхода усилителя воспроизведения первого формирователя воспроизводимого опорного сигнала через последовательно включенные пороговое ур- тройство, первую схему И, схему ИЛИ, третий формирователь импульсов поступает на первый вход второго фазового детектора и входы схем фазовой автоподстойки частоты (ФАПЧ) каждого из каналов информационного сигнала. Схема ФАПЧ содержит первый фазовый детектор, второй суммирующий усилитель, генератор, управляемый напряжением, третий делитель частоты и второй формирователь импульсов. На выхо- де первого фазового детектора формируется сигнал, пропорциональный внутриканальным временным искажениям опорного сигнала, вызванным продольными колебаниями магнитного носителя за счет нестабильности скорости его транспортирования. Одновременно сигнал с выхода третьего формирователя импульсов второго формирователя воспроизводимого опорного сигнала поступает на второй вход второго фазового детектора, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный динамическим межканальным перекосам между первым и вторым опорным сигналом. Этот сигнал через пятый фильтр нижних частот и управляемый аттенюатор с определенным весовым коэффициентом, определяемым масштабным устройством, в зависимости от взаимного расположения каналов опорного и информационного сигналов, суммируется с выходным сигналом первого фазового детектора во зтором суммирующем усилителе, на выходе которого формируется сигнал, пропор- циональный внутриканальным и межканальным временным искажениям Для обеспечения устройством максимальной эффективности коррекции ВИ при записи на одном аппарате магнитно й записи- воспроизведения(АМЗВ)и воспроизведении на другом АМЗВ, присме- не головок записи или воспроизведения, при изменении направления движения носителя (режим реверса), уровень сигнала, пропорционального межканальным ВИ, вносимого в схему ФАПЧ, формирующей сигнал управления записью в буферный накопитель каждого канала воспроизведения информационного сигнала, регулируется автоматически с помощью управляемого аттенюатора. Сигнал управления этим аттенюатором формируется из дополнительного низкочастотного опорного сигнала, прошедшего через первый канал воспроизведения информационного сигнала. Так как частота низкочастотного ОС меньше нижней граничной частоты ИС, он выделяется с помощью фильтра нижних частот и подвергается частотному детектирова- нию. После выделения с помощью квадратора и интегратора напряжения, пропорционального остаточной паразитной частотной модуляции в дополнительном низкочастотном ОС, оно усиливается и управляет коэффициентом передачи управляемого аттенюатора таким образом, чтобы уменьшить остаточную частотную модуляцию низкочастотного ОС. Тем самым ослабляется и ВИ инфорЧ мацйонного сигнала, т.е. осуществляется автоматическая подстройка эффективности коррекции межканальных ВИ при изменении каких-либо факторов, влияющих на их величину в воспроизводимых с нрсителя информационных сигналах.

Чтобы низкочастотный ОС не попал на выходную шину первого канала И С между выходом четвертого фильтра нижних частот и входной шиной этого канала включен фильтр верхних частот.

В случае пропадания опорного сигнала, воспроизводимого опорного сигнала, или снижения его уровня ниже порога, определяемого пороговым устройством, производится замена воспроизводимого опорного сигнала в этом канале на сигнал эталонной частоты, поступающий с выхода первого делителя частоты, а также переключение масштабного устройства в режим единичного коэффициента передачи. При этом на выходе второго фазового детектора формируется сигнал, пропорциональный внутриканальным временным искажениям, являющийся результатом сравнения воспроизводимого опорного сигнала второго канала и сигнала генератора эталонной частоты. В этом случае сигнал управления

дискретизацией в аналого-цифровом преоб разователе и записью в буферный накопитель будет пропорционален лишь внутриканальным временным искажениям Таким образом, при пропадании перво- 5 го опорного сигнала не только обеспечивается прохождение воспроизводимого информационного сигнала, но и коррекция временных искажений, правда, с меньшей эффективностью.

0 К достоинствам предложенного устройства следует отнести то, что дополнительный низкочастотный ОС не требует, практически, расширения полосы частот сигнала, записываемого АМЗВ, а поскольку

5 вносимые лентопротяжным устройством ВИ, связанные с перекосами МЛ, носят достаточно линейный характер и их влияние интерполируется на все каналы с достаточной степенью вероятности, возможно вве0 дение дополнительного низкочастотного ОС только в один канал записи-воспроизведения ИС при сохранении высокой эффективности коррекции во всех каналах ИС. Следовательно, у предлагаемого уст5 ройтва появляются полезные свойства, не совпадающие со свойствами известных решений, и предлагаемое решение обладает существенными отличиями.

Структурная схема устройства приведе0 яа на чертеже.

Устройство содержит в канале записи входные шины инфqpмaции 1, подключенные к головкам записи информационных сигналов 2 в одном из каналов через первый

5 суммирующий усилитель 3 и усилитель записи информации 4, а для остальных каналов записи ИС - только через усилитель записи 4, генератор эталонной частоты 5, соединенный со вторым входом суммирую0 щего усилителя 3 через последовательно подключенные первый делитель частоты б, второй делитель частоты 7 и третий фильтр нижних частот 8. а с первой головкой записи опорного сигнала 9 через последовательно

5 подключенные к выходу первого делителя частоты 6 четвертый фильтр нижних частот 10 и-усилитель записи 11, при этом вторая головка записи опорного сигнала 9 соединена с выходом четвертого фильтра нижних

0 частот 10 через последовательно включенные усилитель записи 11 и фазовращатель 12, а в каждом канале воспроизведения информации головка воспроизведения 13 соединена с выходной шиной информации 14 черес последовательно включенные усилитель воспроизведения 15, первую регулируемую линию задержки 16, первый фильтр нижних частот 17, аналого-цифровой преобразователь 18, буферный накопитель 19,

цифроаналоговый преобразователь 20 и второй фильтр нижних частот 21, а в одном из каналов воспроизведения информации и через фильтр ВЧ 22, при этом выход генератора эталонной частоты 5 соединен со вторыми входами буферных накопителей 19 всех каналов воспроизведения информации, а третий вход буферного накопителя 19 каждого канала соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя 18 и с выходом первого формирователя воспроиз- водимого опорного сигнала 23 через последовательно соединенные вторую регулируемую линию задержки 24, первый формирователь импульсов 25, полосовой фильтр 26, генератор, управляемый напря- жением 27, второй суммирующий усилитель 28 и первый фазовый детектор 29, причем второй вход первого фазового детектора 29 соединен с выходом генератора, управляемого напряжением 27 через после- довательно включенные второй формирова- тель импульсов 30 и третий делитель частоты 31, а второй вход второго суммирующего усилителя 28 через последовательно включенные блок масштабирования 32, уп- равляемый аттенюатор 33, второй вход ко- торого соединен с выходом второго фильтра нижних частот 21 одного из каналов воспроизведения информации через усилитель 34, интегратор 35, квадратор 36, частотный де- тектор 37 и Пятый фильтр нижних частот 38, и шестой фильтр нижних частот 39 соединен с выходом второго фазового детектора 40, общего для всех каналов, входы которого соединены с выходами обоих формироватб- лей воспроизводимого опорного сигнала 23, в каждом из которых выход соединен с головкой воспроизведения опорного сигнала 41 через последовательно соединенные третий формирователь импульсов 42, схему ИЛИ 43, первую схему И 44, одновибратор с повторным запуском 45, пороговое устройство 46 и усилитель воспроизведения 15. причем второй вход первой схемы И 44 соединен со входом одновибратора 45, а вто- рой вход схемы ИЛИ 43 соединен со вторым, инверсным, выходом одновибратора 45 через вторую схему И 47, второй вход которой соединен с выходом первого делителя частоты 6, при этом первый выход од- новибратора первого формирователя воспроизводимого Опорного сигнала 23 соединен CQ вторыми входами блоков масшта- бирования 32 всех каналов воспроизведения информационных сигналов

Работает устройство следующим образом На носитель записи (на чертеже не по- казан) осуществляется запись

информационных сигналов по нескольким каналам одновременно. Информационные сигналы поступают на головки записи информационных сигналов 2 через усилители записи информации 4 со входных шин информации 1 устройства. На крайние дорожки носителя записываются опорные сигналы одной частоты, сдвинутые по фазе на 180 Формирование первого опорного сигнала осуществляется путем деления частоты f3T эталонного генератора 5, стабилизированной кварцем, в делителе частоты 6. При этом коэффициент деления частотны п выбирается таким образом, чтобы частота опорного сигнала fon fVr/n находилась не на краю полосы пропускания канала записи - воспроизведения опорного сигнала с целью уменьшения влияния ПАМ и неравномерности фазо-частотной характеристики канала. Гармонический опорный сигнал формируется после фильтрации в четвертом фильтре нижних частот 10. Затем первый опорный сигнал через усилитель записи. 11 поступает на головку записи опорного сигнала 9. Второй опорный сигнал формируется на выходе фазовращателя 12, осуществляющего сдвиг фазы опорного сигнала на 180 и записывается аналогично первому опорному сигналу на вторую дорожку записи опорного сигнала. Сдвиг опорных сигналов на 180°расширяет рабочую зону фазового детектора, однако требует применения фазового детектора с устройством выборки - хранения.

Кроме того, информационный сигнал, записываемый по одному из каналов информационного сигнала, суммируется в первом суммирующем усилителе 3 с дополнительным опорным сигналом, формируемым путем деления частоты опорного сигнала во втором делителе частоты 7 и преобразования его в гармоническую форму при прохождении через третий фильтр нижних частот 8.

При этом коэффициент деления частоты m выбирается таким образом, чтобы частота дополнительного опорного сигнала была ниже нижней частоты информационо- го сигнала и выше нижней частоты полосы .пропускания канала записи-воспроизведения АМЗВ.

При воспроизведении информационный сигнал с головки воспроизведения 13 в каждом канале усиливается в усилителе воспроизведения 15 и поступает на первую линию задержки 16, изменением времени задержки которой при настройке устройства производится устранение статических межканальных временных искажений, вызванных временными рассогласованиями между информационными сигналами всех

каналов из-за различных времен запазды- в цепях их прохождения, а также из- за статических перекосов рабочих зазоров магнитных головок в каналах записи и воспроизведения. С выхода первой линии задержки 16 информационный сигнал через первый фильтр нижних частот 17, формирующий сигнал с ограниченным спектром, поступает на аналого-цифровой преобразователь 18.

По(сле преобразования в нем информа- ционного сигнала с частотой дискретизации ffl Ј 3fB, где fe - верхняя часть в спектре информационного сигнала, цифровой код записывается с такой же частотой в буферный накопитель 19. Так как сигнал диотиза- ции формируется из опорных сигналов, подверженных таким же временным искажениям, как и информационный сигнал, а считыванйеуиз буферного накопителя 19 осуществляется со стабильной частотой far. формируемой генератором эталонной частоты равно среднему значению частоты тд. то после преобразования кодов слов, считываемых из буферного накопителя 19, в аналоговую форму в цифроаналоговом пре- образователе 20 и фильтрации во втором фильтре нижних частот 21 формируется информационный сигнал со значительно меньшими временными искажениями, чем в воспроизводимом информационном сигна- ле. Сигнал дискретизации в аналого-цифровом-преобразователе формируется из воспроизводимых опорных сигналов следующим образом. Опорный сигнал, воспроизводимый головками 41, поступает в обоих формирователях воспроизводимого опорного сигнала через усилитель воспроизведения 15 на пороговое устройство 46, на выходе которого формируется из входного гармонического прямоугольный импульс- ный сигнал, поступающий одновременно на вход одновибраторэ с повторным запуском 45 и первый вход первой схемы И 44. Дли- тельность выходного импульса одновибратора 45 выбирается больше периода опорного сигнала на величину максимальной временной- ошибки при воспроизведении. При нормальной работе на выходе порогового устройства 46 присутствует импульсный сигнал, перезапускающий одно- вибратор с повторным запуском 45, на первом выходе которого формируется потенциал, разрешающий прохождение выходного сигнала порогового устройства 46 через первую схему И 44 и схему ИЛ И 43 на 5 вход третьего формирователя импульсов 42. Сигналы с выхода третьего формирователя импульсов 42 первого и второго формирователей воспроизводимого опорного сигнала поступают, соответственно, на первый и второй входы второго фазорюго детектора 40, на выходе которого путем сравнения по фазе опорных сигналов первого и второго каналов формируется сигнал, пропорциональный межканальным перекосам между каналами опорных сигналов. Формирование сигнала дискретизации производится путем выделения в каждом информационном канале сигнала, соответствующего внутриканальным временным искажениям первого формирователя воспроизводимого опорного сигнала, с помощью первого фазового детектора 29, включенного в схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), состоящей из первого фазового детектора 29, второго суммирующегб усилителя 28, генератора, управляемого напряжением 27, третьего делителя частоты 31 и второго формирователя импульсов 30. Схема ФАПЧ осуществляет умножение частоты опорного сигнала в п раз до величины тд. Так как опорный и информационный сигналы записаны по различным дорожкам на магнитном носителе, то содержащаяся в опорном сигнале информация о временных Искажениях, вызванных колебаниями скорости движения магнитного носителя, недостоверна из-за влияния дополнительных временных иска- жений вызванных динамическими и статическими перекосами носителя относительно головок, т.е. межканальных временных ошибок. Для того, чтобы уменьшить влияние межканальных перекосов на точность формирования сигнала дискретизации, на второй вход второго суммирующего усилителя 28 схемы ФАПЧ с выхода второго фазового детектора 40 вводится сигнал, пропорциональный межканальным временным искажениям между каналами опорных сигналов с определенным весовым коэффициентом, определяемым блоком масштабирования 32 каждого канала информационного сигнала в зависимости от взаимного расположения опорного и информационного каналов. Сигнал, поступающий на входы блоков масштабирования каждого канала воспроизведения информационного сигнала, формируется на выходе управляемого аттенюатора 33, на один вход которого поступает через шестой ФНЧ 39 сигнал с выхода второго фазового детектора 40. содержащий информацию о межканальных ВИ между опорными сигналами, а на второй - сигнал, содержащий информацию о межканальных ВИ между опорным и информационным сигналами, полученный благодаря анализу отклонения частоты дополнительного опорного сигнала с помощью частотного детектора 37,

выделенный с помощью квадратора 36 и интегратора 35, и управляющий коэффициент передачи управляемого аттенюатора 33 так, чтобы поддерживать высокую эффективность коррекции межканальных ВИ автоматически.

Это приводит к уменьшению в выходном сигнале генератора 27 составляющих, вызванных межканальными перекосами носителя между первым каналом опорного сигнала и соответствующим каналом информационного сигнала. Для устранения влияния на сигнал дискретизации составляющих, кратных частоте дискретизации, деленной на коэффициент деления третьего делителя частоты 31, введен полосовой фильтр 26 с полосой пропускания, равной тд + Af, где Af-произведение ширины спектра подлежащих коррекции временных искажений на коэффициент умножения частоты опорного сигнала в схеме ФАПЧ. С выхода полосового фильтра 26 сигнал с частотой тд поступает на входы аналого-цифрового преобразователя 18 и буферного накопителя 19 через первый формирователь импульсов 25 и линию задержки 24, изменением времени задержки которой производится выравнивание временного рассогласования опорного и информационного сигналов каждого канала, возникающего за счет различия задержек в цепях прохождения этих сигналов и статических перекосов рабочих зазоров магнитных головок при записи и воспроизведении, чем достигается установка максимальной эффективности коррекции временных искажений.

При пропадании опорного сигнала в первом канале, либо уменьшении его уровня ниже установленного в пороговом устройстве 46 порога за счет действия глубокой паразитной амплитудной модуляций или других причин, с выхода порогового устройства 46 прекращают поступать на вход од- новибратора с повторным запуском 45 запускающие импульсы и на его втором выходе появляется потенциал, разрешающий прохождение сигнала генератора эталонной частоты 5 через вторую схему И 47 на выход первого формирователя воспроизводимого опорного сигнала, а на первом выходе - потенциап, запрещающий прохождение сигнала через первую схему И 44 и переключающий блок масштабирования 32 в каждом канале информационного сигнала в режим единичного коэффициента передачи. В этом случае на втором фазовом детекторе 40 производится сравнение по фазе сигнала генератора эталонной частоты 5 и воспроизводимого опорною си нала с вы0

5

0

5

0

5

05

0

5

хода второго формирователя воспроизводимого опорного сигнала. При этом сигнал на выходе второго фазового детектора 40 пропорционален внутриканальным временным искажениям и, поступая на второй вход второго суммирующего усилителя 28 каждого канала информационного сигнала, будет управлять частотой дискретизации в аналого-цифровом преобразователе 18 и записи в буферный накопитель 19, чем будет обеспечена коррекция внутриканальных временных искажений. Генератор эталонной частоты 5 выполнен на микросхемах типа К531ЛАЗП с кварцевой стабилизацией частоты, делители частоты 6, 7 и 31 - на программируемых интегральных счетчиках типа К155ИЕ7, фильтры нижних частот 8,10, 17, 21, 38, 39, фильтр верхних частот 22, интегратор 35 устройства и полосовой фильтр 26 выполнены по схемам активных RC-фильтров с обратной чебышевской аппроксимацией на операционных усилителях (ОУ)типа К1407УД1, фазовращатель 12 выполнен по схеме инвертирующего усилителя на ОУ К1407УД1. Усилители записи 4 и 11 выполнены на ОУ К1407УД1, усилители воспроизведения 15 - на ОУ К140УД1, линия задержки 16 - на дискретно-аналоговой интегральной линии задержки типа 528БР1, аналого-цифровой преобразователь 18 - на микросхеме типа К1113ПВ1, цифроаналого- вый преобразователь 20 - на микросхеме К594ПА1, линия задержки 24 - на одновиб- раторе микросхемы К155АГЗ, формирователь импульсов 25 - на интегральном компараторе типа К521САЗ и одновибрато- ре К155АГЗ, схема ИЛИ 43 и схемы И 44, 47 - на микросхемах К155ЛАЗ. Суммирующие усилители 3 и 28, усилитель 34 и пороговое устройство 46 выполнены на ОУ типа К1407УД1, генератор, управляемый напряжением 27 - на микросхеме К531ГП, формирователь импульсов 30 и одновибратор с повторным запуском 45 - на микросхеме К155АГЗ, масштабирующее устройство 32 - на ОУ типа К1407УД1 и микросхеме К590КН4.

Фазовые детекторы 29 и 40 выполнены по схеме фазового детектора с устройством выборки - хранения (см. Манассевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование. Пер. с англ. В.А.Повзиера - М.: Связь, 1979 г. -382 с., функциональная схема - рис. 6.57 на с 286, принципиальная схема - рис. 6 60 на с. 288). Возможны ч варианты выполнения буферного накопителя 19. Запоминание цифрового кода информационного сигнала осущестпля- ется в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) выполненном на

микросхемах типа К565РУ2. Задержка сигнала осуществляется путем формирования, различных адресов ячеек ОЗУ, в которые производится запись или из которых произ- водится считывание. Переключение адресов, формируемых счетчиками записи и считывания, осуществляется с помощью мультиплексора адресов. Начальная величина сдвига задается схемой начальной установки счетчиков. В схеме использованы счетчики с начальной установкой кода типа К155ИЕ7. такт изменения адреса ОЗУ переводится в режим записи или счи- ывания информации сигналом, поступающим от генератора эталонной частоты 5. Применение в ОЗУ микросхем К565РУ2 вызвано необходимостью осуществить коррекцию временных искажений в широком временном диапазоне. Одна микросхема К565РУ2 содержит 1024 ячейки и применение такой структуры позволяет наращивать емкость буферного накопителя до требуемой величины.

Частотный детектор 37 выполнен на од- новибраторе микросхемы К155АГ1, квадраор 36 и управляемый аттенюатор 33 - на множителе микросхемы 525ПС2.

Запись на носитель суммы низкочастотного ОС и ИС по одному информационному каналу, двух высокочастотных ОС по крайним каналам и ИС по остальным каналам позволяет устранить влияние межканальых временных искажений на точность оррекции и, следовательно, повысить точность коррекции ВИ в каждом канале по равнению с аналогичным устройством в 2-3 раза.

Кроме того, обеспечивается высокая поперечная и продольная плотности запии,

Формула изобретения

Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов с коррекцией временных искажений по авт.св. Ms 1607009, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности записи- воспроизведения за счет повышения точности коррекции временных искажений, в него введены в одном из каналов записи информации суммирующий усилитель, включенный между усилителем записи информации и входной шиной информации, последовательно соединенные дополни- тельный делитель частоты и дополнитель- li ный фильтр нижних частот, включенные между выходом делителя частоты и другим входом суммирующего усилителя, в одном из каналов, воспроизведения информации фильтр верхних частот, через который второй фильтр нижних частот этого канала воспроизведения последовательно соединен с выходной шиной информации, и последовательно соединенные усилитель, интегратор квадратор, частотный детектор и дополнительный фильтр нижних частот, вход которого подключен к входу фильтра верхних частот, в одном канале воспроизведения опорного сигнала - последовательно соеди- j ненные дополнительный фильтр нижних ча- ;стот и управляемый аттенюатор, через . которые первые входы блоков масштабирования всех каналов воспроизведения информации соединены с выходом фазового детектора данного канала воспроизведения опорного сигнала, при этом другой вход управляемого аттенюатора подключен к выходу усилителя данного канала воспроизведения информации.

А

Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов относится к технике магнитной записи, а именно к устройствам для коррекции временных искажений сигналов магнитной записи. Может найти применение в устройствах точной магнитной записи аналоговых (частотно-модулированных) сигналов. Цель изобретения - повышение Изобретение относится к Mai нитной записи, а именно к устройствам дль коррекции временных искажений, возникающих в процессе записи и воспроизведения, и может найти применение в /стройствэх точной магнитной записи аналоговых сигналов. Известны устройства для многоканальной магнитной записи и воспроизведения, в которых коррекция временных искажений сигналов производится с помощью опорноточности коррекции временных искажений (как внутриканальных, так и межканальных) при записи опорных и информационных сигналов на различных дорожках магнитного носителя. Опорный сигнал записывается по двум дорожкам, расположенным по обе стороны от группы дорожек записи информационных сигналов. Дополнительный опорный сигнал записывается по одному каналу ИС. При воспроизведении информационные сигналы в каждом канале усиливаются, задерживаются на время, превышающее максимальный статический сдвиг между информационными каналами в процессе записи-воспроизведения, преобразуются в цифровой код в аналого-цифровом преобразователе и записываются в буферном накопителе с частотой, пропорциональной частоте опорного сигнала, воспро- изведенного с носителя записи, Считывание из буферного накопителя производится стабильной частотой. После циф- роаналогового преобразователя и фильтрации на выходе устройства формируется аналоговый сигнал с уменьшенными временными искажениями. 1 ил. го сигнала, записанного на среднюю дорожку блоком головок записи, после воспроизведения их с магнитного носителя. В описанном устройстве коррекция временных искажений в каждом канале осуществляется путем преобразования аналоговых (частотно-модулированных) сигналов в цифровой код с частотой опорного сигнала, воспроизводимого с носите- ля, запоминания в буферном накопителе (Л VJ 00 со ел VI VJ hO

ш Шфорпиюбатрль боспроУЯодиною ОПОРНОЮ аманц 23)

г- ii „.I

Ггй ACO/WM uHq or nQuv°rtHOto cutHQjiQ

г Т- иГз714да- Ш--, t&sl-jflsyjjft

N-U KQHQA VHtpOPMQUUOHWlO CUlHQJlQ

IГ

I

Ј(5 pofWfoluTtdi tiiMpwitofawtti семени;

rjffi

14 -

rjffiiut

35

J