Способ магнитной записи-воспроизведения цифровой информации Советский патент 1993 года по МПК G11B5/02 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам магнитной записи-воспроизведения цифровой информации,

Известен способ записи и воспроизведения цифровой информации, заключающийся в том, что при записи через различные интервалы времени контролируют группу двоичных символов ранее записанной информации и ток записи изменяют в зависимости от сочетания двоичных символов в группе, при воспроизведении распознают значения сочетаний символов в группе по величине воспроизведенных сигналов и интервалу между ними.

Наиболее, близким к изобретению по технической сущности является способ записи и воспроизведения цифровой информации, заключающийся в том, что исходную информацию предварительно перекодируют в двоичный код на одно сочетание, затом двоичный код на одно сочетание разделяют на информационные группы, каждая из которых представлена соответствующим распределительным кодом. Пропорционально длине распределительного кода формируют широтно-импульсный сигнал, запись на магнитный носитель каждого из широтно-импульсных сигналов осуществляется одновременно с последовательным изменеv4%О

СО

Ьь

СО

нием намагниченности одного направления ро достижения соответствующего максимального уровня намагниченности носителя магнитной записи. Последовательность информационных групп разделяют маркер- ным сигналом, запись маркерного сигнала осуществляют перед записью цикла информации максимальным изменением намаг- ниче нности носителя магнитной записи другЬго направления. При воспроизведе- нии результата1ма;гнитной записи выделяют из воспроизведенного сигнала маркерный сигнал и цифровую информацию демодуляцией воспроизведенного широтно-импульс- ного сигнала относительно маркерного сигнала с подсчетом числа воспроизведенных импульсов.

Недостатком этого способа является невысокая плотность записи, обусловленная тем, что в качестве маркера ис- пользуется максимальное изменение намагниченности носителя магнитной записи, а также тем, что демодуляцию каждого .воспроизведенного широтно-импульсного сигнала осуществляют относительно мар- керного сигнала.

Целью изобретения является повышение плотности магнитной записи цифровой информации. Это достигается тем, что при записи:

- исходную цифровую информацию предварительно перекодируют в двоичный код на одно сочетание;

- двоичный код на одно сочетание разделяют на информационные группы, каж- дая из которь х представлена соответствующим распределительным кодом;

- преобразуют информационную группу в широтно-импульсный сигнал, пропорциональный длине распределительного кода;

- записывают каждую последовательность широтно-импульсных сигналов одновременно со ступенчатым изменением намагниченности носителя магнитной запи- си от одного крайнего значения до другого крайнего значения:

- воспроизводят результаты магнитной записи;

- каждую воспроизведенную последо- вательность широтно-импульсных сигналов демодулируют при воспроизведении временных интервалов между последовательными импульсами одинаковой полярности;

-для контроля подсчитывают число вое- произведенных импульсов одинаковой полярности.

На фиг.1 приведено устройство для осуществления способа. На фи(.2 представлен пример преобразования двух исходных чисел №Ги №2 (фиг.2а). представленных 14- разрядными двоичными кодами (фиг. 26) в 28-разрядный двоичный код на одно сочетание из 4-х единиц (фиг. 2г), с последующим разделением на 4 информационные группы (фиг. 2д), каждая из которых представлена распределительным кодом. На фиг.З показаны временные диаграммы, поясняющие сущность способа, применительно для указанного примера:

За - временная диаграмма электрического сигнала, поступающего на головку записи;

36 - дискреты времени положения фронта информационного сигнала (информационной посылки);

Зв - временная диаграмма интервалов времени различного назначения (Ts - временной интервал, определяемый откликом пары головка-магнитный носитель при воспроизведении частотного перепада намагниченности; TRI - временные интервалы, соответствующие длинам распределительных кодов (информационных групп));

Зг - временная диаграмма электрического сигнала на головке воспроизведения.

Устройство для осуществления способа записи и воспроизведения цифровой информации содержит буферный регистр 1, информационными выходами подключенный к преобразователю кода 2, выход которого подключен через буферный регистр 3 к входу регистра сдвига 4, выходом подключенный к схеме запрета выработки сигнала сдвига на временной интервал Ts 5 и через схему управления 6 к входу реверсивного двоичного счетчика 8. Схема запрета 5 через блок управления регистра сдвига 7 подключена к управляющему входу регистра сдвига 4, а информационный выход реверсивного двоичного счетчика 8 подключен к управляющему входу цифрового коммутатора 9, информационным входом соединенного с набэрным полем 10, а выходом - с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 10, который в свою очередь подключен к головке записи 14. Сигнал Запуск поступает на вход блока управления и синхронизации 12, другой вход которого соединен с кварцевым генератором 13. а выход связан с управляющими входами: буферного регистра 1, преобразователя кода 2, буферного регистра 3, регистра сдвига 4, схемы запрета 5, схемы управления 6. реверсивного двоичного счетчика 8, блока управления регистра сдвига 7. цифрового коммутатора 8. В приемной части устройство содержит головку считывания 15. подключенную к усилителю импульсных

сигналов 16, выход которого подключен к входам дискриминатора полярности 17 и таймера 18. выходы которых подключены к входу вычислителя 19, к которому подключен блок декодирования 20,

Способ с помощью данного устройства осуществляется следующим образом. Исходный р-разрядный двоичный код (14-разрядный двоичный код фиг. 2в) заносится в р-разрядный буферный регистр 1 (фиг.1). Преобразование исходного р-разрядного двоичного кода в n-разрядный двоичный код на одно сочетание из m единиц (4 единицы; фиг. 2г) осуществляется в преобразователе кода 2. Полученный п-разрядный код в свою очередь заносится в п-разрядный буферный регистр 3. Все эти операции осуществляются под управлением блока управления и синхронизации 12, активизирующего свою работу по приходу сигнала Запуск и регламентирующего работу остальных блоков устройства с помощью сигналов, поступающих с кварцевого генератора 13. В момент времени, определяемый появлением сигнала Запуск, цифровой коммутатор 9 устанавливает свое состояние в начальное и осуществляется передача с наборного поля 10 на вход ЦАП.11 кода, под воздействием которого с выхода ЦАП на головку записи 14 подается ток, осуществляющий частичный перепад намагниченности (фиг. За) с некоторого максимального уровня, В то же время преобразованный n-разрядный двоииный код на одно сочетание перезаписывается на регистр сдвига 4. Функционирование регистра сдвига 4 осуществляется под управлением блока управления регистра сдвига 7, который активизирует свою работу после поступления сигнала разрешения от схемы запрета выработки сигнала сдвига 5 на временной ин- тервгл Ts (фиг. Зв). Признаком активизации схемы запрета 5 является 1, появляющаяся на выходе регистра сдвига 4, Этот же признак появляется на счетном входе реверсивного двоичного счетчика 8, код которого определяет номер канала цифрового коммутатора 9. Поочередное направление счета реверсивного двоичного счетчика 8 определяется схемой управления реверсивного счетчика 6. Номер канала цифрового коммутатора определяет кодовую комбинацию, поступающую с наборного поля 10 на вход ЦАП 11, что в свою очередь определяет величину аналогового сигнала, подаваемого на головку записи 14. Следовательно,, изменение уровня намагниченности последует в тактированный момент появлением 1 с выхода регистра сдвига 4 фиг. За). При воспроизведении в головке

воспроизведения 15 возникает ЭДС. обусловленная перемещением сигналограммы относительно головки (фиг. Зг). Воспроизведенная сигналограмма усиливается по

уровню усилителем импульсных сигналов 16. Далее импульсные сигналы поступают на вход дискриминатора полярности 17. В зависимости от полярности приходящего сигнала дискриминатор полярности вырабатывает потенциал, характеризующий признак полярности, с другой стороны, момент появления любого сигнала на головке воспроизведения 15 фиксируется таймером 18 в виде временных отметок ti, ti-н,.,.

(фиг. Зг), двоичные значения которых также поступают на вход вычислителя 19. По признаку полярности определяется смысловая принадлежность каждой временной отметки. Определение двоичного содержания

каждой посылки разбивается на два этапа. На первом этапе в вычислителе 19 определяются временные интервалы ТГ1, Тг2, ... (фиг. Зг). На втором этапе округленное отношение полученных величин к элементэрному дискрету времени дает значение каждой принимаемой, группы, последовательная совокупность которых даст п-разрядный двоичный код на одно сочетание из m единиц. В результате декодирования кода на

одно сочетание в блоке декодирования 20 получим исходный нормальный двоичный код.

Пример 1. Четырнадцатиразрядный двоичный код, предварительно преобразо ванный в 28-разрядный код, на одно сочетание из 4 единиц имеет С возможных комбинаций кода и несет КР объем измерительного сообщения:

M С28 -

no |

ГТ 20475; 4D

(28 -4)-4

КР - Iog2 C28 14.бит,

(2)

Для размещения 28-разрядного двоичного кода на одно сочетание способом, указанным в прототипе, необходим временной интервал Тк;

TK TM + 4xTs + 28xTu,(3) где Тм - временной интервал, определяемый откликом пары головка-магнитный носитель при воспроизведении полного перепада намагниченности;

Ts - временной интервал, определяемый откликом пары головка-магнитный носитель при воспроизведении частотного перепада намагниченности;

Ти - окно детектирования (элементарный дискрет времени, требуемый для размещения на магнитном носителе единичного позиционного кода).

Для размещения того же кода на одно сочетание предлагаемым способом необходим временной интервал TV

TV Ts- -4xTs + 28xTV(4)

II. Временной интервал Тм, определяемый откликом пары головка-магнитный носитель, при воспроизведении полного перепада намагниченности больше, чем временной интервал Ts, определяемый откликом пары головка-магнитный носитель при воспроизведении частичного перепада намагниченности. Тм и Ts примерно находятся в соотношении:

Тз.«Тм/1.5. (5)

III. Известно, что каждый аппарат магнитной записи характеризуется нестабильностью движения магнитного носителя, что в свою очередь определяет величину окна детектирования Ти. Для различных аппаратов магнитной записи нестабильность движения магнитного носителя имеет раз- . личный характер. Тем не менее, общим является то, что нестабильность на больших интервалах имеет большую величину.

В прототипе, когда идентификация каждой информационной группы осуществляется относительно маркера, окно детек- тирования берется с условием, что идентификация последней информационной группы будет осуществляться с назначенной достоверностью. Следовательно, окно детектирования для предлагаемого способа будет меньше, чем для прототипа.

,5.(6)

IV. Подставив соотношение (5), (6) в выражения (3), (4). получим: для прототипа:

Тк Тм + 4хТмх 1/1,5 +28 хТи 3,6 х Тм + 28 х Ти,

для предлагаемого способа:

(7)

Тк 5хТмх 1/1,5 + 28 хТцх 1/1,5- 3,3 хТм + 18.6хТи(8)

Для различных аппаратов, магнитной записи существует соотношение:

Ти«

1

10 г 40

хТм.

Возьмем худшее соотношение: .

Тогда выражения (7) и (8) можно записать: для прототипа:

Тк б,4хТм,(11) для предлагаемого способа:

Гк-5,16 х.Тм.(12)

Анализ выражений (11) и (12) показывает, что предлагаемый способ увеличивает плотность записи примерно на 20% относительно прототипа. Считая, что Тм - время

отклика на один полный перепад, можно записать, что по предлагаемому способу информационная емкость 1:

1 14 бит/5,16 2,7 бит/перепад (13) Если принять один период равным 2 Тм,

тогда

1 5,4 бит/период.

Приводится сравнительная таблица эф- фективностей для различных способов. Сравнительный анализ показывает, что

предлагаемый способ обладает большей информационной емкостью по сравнению с любым указанным способом.

Формула изобретения Способ магнитной записи-воспроизведения цифровой информации, заключающийся в предварительном преобразовании цифровой информации в сигналы двоичного кода на одно сочетание, последующем разделении сигналов двоичного кода на одно

сочетание на информационные группы, каждая из которых представлена соответствующим распределительным кодом, преобразовании информационной группы в широтно-импульсный сигнал пропорционально длине распределительного кода, записи каждой последовательности широтно-импульсных сигналов одновременно со ступенчатым изменением намагниченности носителя магнитной записи от

одного крайнего значения до другого крайнего значения и последующем воспроизведении результатов магнитной записи с выделением из воспроизведенного сигнала цифровой информации демодуляцией воспроизведенного широтно-импульсного сигнала с подсчетов числа воспроизведенных импульсов в каждой воспроизведенной последовательности широтно-импульсных сигналов, отличающийся тем,

что, с целью повышенияi плотности записи- воспроизведения цифровой информации, каждую воспроизведенную п ос лед о вате л ь- ность широтно-импульсных сигналов демоду- лируют при воспроизведении временных

интервалов между последовательными импульсами одинаковой полярности с контрольным подсчетом числа воспроизведенных импульсов одинаковой полярности.

а.л// Я .о .о. 8.6.

/S2

. о. о, о. a

Изобретение относится к области накопления информации и может быть исполь- зовано при записи-воепроизведении цифровой информации на магнитный носитель. Цель - повышение плотности записи. Исходную информацию предварительно перекодируют в двоичный код на одно сочетание, затем двоичный код на одно сочетание разделяют на информационные группы, каждая из которых представлена соответствующим распределутепьным кодом. Пропорционально длине распределительного кода формируют широтно-импульсный сигнал. Запись на магнитный носитель каждого из широтно-импульсных сигналов осуществляют одновременно с равномерным ступенчатым изменением намагниченности носителя магнитной записи от одного ее крайнего значения до другого крайнего значения. При воспроизведении результата магнитной записи выделяют из воспроизведенной последовательности широтно-импульсных сигналов цифровую информацию путем измерения временных интервалов между следующими один за другим воспроизведенными импульсами одинаковой полярности. Для контроля осуществляют подсчет числа воспроизведенных импульсов одинаковой полярности, 3 ил. ел С

Ј. .0,0.0,O.OpfO.f,0./tQfftW.РА°РРрООр.ОЈОООт

. m0$Mpf W0ff000000M00/0Mff

MOOQplt

& №№№№№Р(

У 1г

|-ttU4-- 4 t ---UU--U----I---«lnulf If 1114111 Ullll I IIIf Л Т X If П t f nf J V

0 7 О 16 О /

25 / / Ъ J$

, T$ 7s7s Ъ Ts &

-----t--1 Г ТЯ1 Т 2 ТЛЗ 7 Л

П lf lAAk,

f %v A«4.

Ъ Ъг ГгуЯь

0000000000000O000ff000000tff(

} t ,

$fffft000fffl0Mwp0pttp0&

Pvz2

f If 1114111 Ullll I IIIf nf J V

25 / / / Ъ J$ TS

Tf--- / fa

I TAS

tlfl -tiff & i

if2 ft ft -M t +

ww

Ъ

W.J

J