Способ записи информации на магнитный носитель Советский патент 1980 года по МПК G11B5/09 

. . . 1 Изобретение относится к области приборостроения и может быть исполь зовано в запоминающих устройствах н магнитных дисках, барабанах и ленте Известны способы записи ивформаиии на магнитный носитель, такие ка способ без возвращения к нулю (БВН) его модификация (БВНМ), способ запи си с групповым кодированием (4/5 Бвнм);-. . Эти способы широко применяются п цифровой магнитной записи, тем не менее они имеют недостатки. Так, , при записи способом БВНМ не обеспечена самосинхронизация. Общий недостаток рассмотренных способов сострит 6 тoм что при их реализсщии невозможно передавать бо лее двух бит информации в периоде сигнала воспроизведения l. Наиболее близким по технической сущности к предложенномуйвляется способ з.аписи информации на. магнитн ай носитель, заключающийся в том, что в процессе записи производят ло гическую обработку информационного сигнала и формируют сигнал записи без возвращения к нулю. Преобразованная информация записывается на магнитный носитель способом БВНМ. в результате при последовательной записи групп из 5 знаков интервалы между переключениями тока становятся равными 0,8; 1,6 или 2,4 Т. Поэтому -при воспроизведении обеспечивается самосинхронизация .сигналов, а окно детектирования при выделении информации составляет ±0,4 Т. Информационная емкость сигналов при записи способом 4/5 БВНМ составляет 1,6 бита в периоде, ширина энергетического спектра сигнала воспроизведения превышает ширину спектра сигналов способа-БВНМ на-20%. Таким образом, по информационной емкости, пар.аметрам спектра и окну детектирования способ записи 4/5 БВНМ заметно уступает способу БВНМ и, как следствие этого, позволяет реализовать меньшую, чем БВНМ, плотность записи 2. Целью изобретения является повышение плотности записи и обеспечение самосинхронизации. Цель достигается тем, что при указанной обработке в сигнал записи вводят группы перепадов тока, содержа-, щие нечетное их число с времен-эм переключения., равным половине периода.

a расстояние между другими перепадами тока устанавливают равным гётноW числу интервалов длительностью, равной половине периода. Отделяют все одиночные перепады интервалом длительностью не менее величины периода ,

Группы перепадов тока с длительностью, равной половине периода, отделяют с двух сторон от любой другой последовательности перепадов интервалами, равными периоду, устанавливают по частотной характеристике воспроизведения пары магнитная головкаЖосйтёль на уровне 10-18 дБ частоту с выхода устройства записи, соответствующую периоду, и при воспроизведении на вход генератора синхросерии подают дифференциальный сигнал, а недифференциальный сигнал стробируют синхроимпульсами с частотой, соот ветствующей указанному периоду.

На фиг, 1 приведены временные дИагракюйЫ сигналов записи-зэЬспроизведения; на фиг, 2 показано ф6рмйг Ь вание сигналов записи; на фиг, 3 даны сигналы записи - воспроизведенйя информативностью 2,22 бит в периоде; а - входной информационный сигнал, б - перекодированный сигнал; та - ток записи; г - сигнал всгспроизвёдения; на фиг, 4 - схема амплитудного корректора; на фиг, 5 - сигнал воспроизведения, обработанный амплитудным корректором.

На фиг, 1 показана последовательность операций при записи инфо Ьмации предложенным способом с получением трёхчастотного сигнала воспроизведения. Входной информационный сигнал (фиг,1,6) подвергается логическому прео(5разойанию, в результате получают сигнал, показанный на фиг,1,р. Преобразование может быть достигнуто перекодированием входной информации или преЕиванием последовательностей нулей вст ав ками, содержащим нечетное число переключений.токи записи с удвоенной частотой способом, показанным на Фиг, 2, Этот способ обеспечивает информационную емкость сигнёШов, равную 2 бит в периоде, и Самосинхронизацию, В воспроизводимом сигнале интервалы глежду пиками иьшульсрв могут иметь три зкй ёнйя: Т, 2Т, -..,..:.

Преобразование путем кодирования более эффективно, так как позволяет получить сигиалы,переносящие в среднем, за период более 2 бит информации При Кодировании должны BESndWHlffbjpи еле кяцие правила:

- число единиц, следующих подряд ДРУГ9а другом (непрерывна последовательность единиц) , должно Шть нечетнЬ и ограничено по длине (1, 3, 5,,,.,d единиц);

- число нулей в непрерывных последовательностях должно быть нечетно

748500

и ограничено по длине (1, 3, 5,,,,,, К нулей);

-каждая одиночная единица должна быть отделена от другой такой же единицы не менее чем одним нулем;

-непрерывные последовательности. единиц вида 111,,, должны отделяться друг от друга и любых других кодовых комбинаций интервалами 10 (в начале) и 01 (в конце).

В частном случае, если необходимо получить трехчастотный сигнал воспроизведения, в котором интервалы между пиками импульсов составляют Т, 2T, ЗТц (фиг, 3,г), последовательности нулей, полученные после преобразова5 ния, должны иметь вид О, 000, 00000, а последовательности единиц - 1,111, 11111,

Преобразованный- сигнал (фиг, 1) псдается на вход счетного триггера, с выхода которого парафазные. сигналы поступают на усилители записи, т,е, ток записи формируется по способу БВН

Следующей необходимой операцией 5 является уплотнение информации, которое достигается правильной установкой рабочей точки на частотной характеристике пары головка-носитель. Частота сигнала на выходе счетного триггера при записи вставок в соответствии с фиг. 2 равна:

- ,J-.i-±1

V 2 т

а частота зтого же сигнала при записи йоследовательностей единиц вида 111,., (фиг, 3): . , с-JL - ° 2-т;:-7

Частота синхросерии записи устанавливается., таким образом, чтобы Частоты FJ, , FO оказались вблизи верхней гранишл или за пределами полосы пропускания системы, например, на уровне минус 10 - 18 дБ При Bodпройзведении сигналы с частотами Fp 5 .и FO будут заметно ослаблены или не будут воспроизводиться совсем. Сигнал воспроизведения показан на фиг, 1,д,. . .

Допускается и иное расположение рабочей точки, например такое, прикотором сигналы вставок будут уверенно воспроизводиться. Однако в этом случае полоса частот система используется неполностью

Преобразование информации по описанным правилам, с учетом получения трехчастотнрго сигнала воспроизведения, выполняется путем деления входной последовательности на группы по 5 двоичных знаков в каждой группе и замены каждой такой группы группой из 9 знгжов. Алгоритм кодирования jздесь не описывается,так как Ьн не входит в формулу изобретения.

При кодировании в информацию вно- ситеяизбыточность, равная 44% (каждне 4 знака из 9 избыточны), поэтому информационная емкость записи состав ляет 1, 11 бит в периоде. За, счет уплотнения Bjрезультате котррого частоты FOf FO перестают воспроизводиться, информационная емкость сигналов воспроизведения повьошаетсявдвое и достигает 2,22 бит в периоде Теоретическая оценка предельной информативности в дачном случае составляет 2,33 бит в периоде. Запись информации с таким кодированием показана на фиг. 3. Основная частота сигнала. во т1роизведения -J -. 2 -2Т получается на 10% меньше основной i частоты сигнала -р J 2. 2Т при записи исходной информации способом БВНМ без преобразования, так как TK 1,1 Т. Сигнал воспроизведения (фиг, 1, д) обладает следующими свойствами: -каждой единице, окруженной с двух сторон нулями, соответствуют одна полуволна сигнала (один импульс эти импульсы следуют с интервалаки, кратными периоду Т; сигнал меняет по лярносфь при переходе от одной такой единицы к другой, т.е. он аналогичен сигналу БВНМ; -последовательностям нулей вида 000, 00000 и т.д. соответствует отсутствие сигнала; -вставкам или последовательностям единиц вида 111, 11111 и т.д. соответствует сигнал специальной фор кы, являющийся огибающей сигналов.с частотой FQ, Перечисленные свойства сигнала воспроизведения дают основание гово рить, что он обладает тремй состояниями. Благодаря третьему состоянию сигнала, вносимому вставками, повышается информативнрсть. Сигналы вставок отличаются от импульсов единиц по форме- и длительнос ти, а следовательно, и по спектру. Их можно рассматривать упрощенно как сумму нескольких полуволн, расположенных с одной стороны оси. При запигси без перекрытия вставки имеют, по крайней мере, вдвое большую длительность, чем импульсы единиц. Другим важным отличием вставок яр ляется то, что они не уменьшаются, по длительности, и форма их изменяется незначительно при обработке сигналов воспроизведения с помощью корректиру щёго фильтра, показанного на фиг. 4, Такой фильтр является одним из наибо лее эффективных корректоров сигналов воспроизведения, известных в настряbtee время. На фиг. 5, а показан сигнаш с маг .нитной головки, получающийся при записи с перекрытием. Результат обработки этого сигнала амплитудным к рректором показан на фиг. 5,6. Таким образом, способ позволяет вести запись с перекрытием при усло вии обработки сигналов воспроизведения корректором по схеме фиг. 4 или аналогичным ему. Для обеспечения самосинхронизации выполняется следующая последовательность операций; -сигнал воспроизведения дифференцируется, при этом получается сигнал« показанный на фиг. 1,е (фазрвый сдвиг, образующийся при дифференцировании, не показан); -дифференцированный сигнал с по;мощью компаратора преобразуется ,в сигнал прямоугольной форма (фиг. 1); в этом сигнале имеются ложные импульсы в местах провисания сигнала; -сигнал с выхода компаратора обрабатывается для устранения ложных импульсов. -из сигнала (фиг. 1,з) формируются импульсы (фиг. Г,и), которые поступают на вход синхронизации генера:тора синхросерии, вырабатывающего синхросигналы с частотами и F (фиг. 1,). Выделение информации из сигнала (иг. 1,д) воспроизведения может . выполняться различными способами, которые широко известны, на фиг.1,м,и, показано амплитудное детектирование: . каждая полуволна сигнала стробйрувтся синхроимпульсами с помощью элементов И. с определенным порогом срабатывания. Поскольку пики всех полуволн сигналов, включая вставки, находятся друг от друга на расстояниях, кратных периоду Т, то стробирование нл- ., полняется синхроимпульсами с частр--А той Рд как и обычного сигнала при записи способом БВНМ. При этом окно детектирования, как и для способа БВНМ, равно ±0,5 Т..,i .Сигнал воспроизведения (фиг. 1,дУ ПО своим свойствгил во многом анапогйчен сигналу при записи способом БВНМ, в частности, для обоих этих сигналов важное значение имеет сохранение Низкочастотных состсюляющих спектра. По этой причине на входы элементов И подается недифференциррванный сигнал. С выходом элементов ;И импульсы поступают на логическое устройство восстановления вставок или непрерывных последовательностей единиц (фиг, 1, о,п). Каждой вставке или такой последовательное-, ти соответствуют два или более импульсой, полученных при стро€ироваНИИ из одаой и той же полярности входного сигнала элементов И- Первый.из .этих имтульсов о1тределяет начало вставки, а последний - конец вставки. Количество импульсов, выделенных внутри вставки , не имеет значения. После восстановления вставок (непрерывных последовательностей единиц вьтрлняется обратное преобразование (декодирование) считанных данных (Фиг..1 р, с) . Предложенный способ за счет более полнсзгр использования полосы частот пары головка-носитель позволит .повысить плотность записи примерно на 20-40 по сравнению с достигнутой при записи способом 4/5 БВНМ. Формула изобретения Способ записи информации на магни ный, носитель, заключающийся в том, что в процессе записи-производят ло гическую обраЬотку информационного сигнала и формируют сигнал записи .без возвращения к нулю, о т л и ч а ю щ и и с я тем,, что, с целью повы шения плотности записи и обеспечени самосинхронизации 11ри указанной обр ботке, в сигнал записи вводят группы перепадов тока, содержащие нечетное

8 их число с временем переютючени.я, равным половине периода, а расстоягние между другими перепадами тока устанавливают равным четному числу интервалов длительностью, равной половине периода, .отделяют все одиночные перепады интервалом, длительностью не менее, чем величина периода, а группы перепадов тока с длительностью, равной половине периода, отделяют с двух сторон от любой другой Последовательности перепадов интервалами, равными периоду, устанавливают по частотной характеристике воспроизведения пары магнитная головка-носитель на уровне 10-18 дБ частоту с выхода устройства записи, соответствуюкуто периоду и при воспроизведении на вход генератора синхросерии подают дифференциальный сигнал, а недифференциальный сигнал схробируют синхроимпульсами с частотой, соответствующей указанному периоду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент США № 3414894, кл, 340-174.1, опубл. 1977. 2.Патент США № 3930265, кл. 360-45, опублик, 1974 (прототип).

t I I I J I I

g у j g i ./7 2

I I M I I I I I I I I I I I i I i I I I I i I

Л I 1 I

JII.

I I i t

f r 1 I 0 i 1 1 1 1 0 i 1 1 i

I t i I i

I I I 1 I

f f 0 0 f f f f 0 0 f f f f I I f . . I I I I., I I

/ V i 0 0 0 i to 00 1 1 1 1

I t . . I . . ,I I t t

J 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 til . . ., I 1I , ...L

/ / 0 0 0 1) 0 ( 1 1 и 0 0 0 1

1 i .... I .... I

J-l njnjTJT-J lJT-JlJT-r-L-r

t 000000 ODOOOOl

1 .t . t-, p.. у .111

W -L

II

II

t 010001010111Q 1liiBi

UK

OOOOOfO f1

p..(

-u

Фиг.

f 1 i 0 0 в 0 0 0 0 f f f f /

III . I I i I i

( / / и e в в 00 0 о { I {

It . t . 1 -LJ111L

f/Z.f

. 1010.001 f В О f О ff О f

I iJL

Вход Ji. Л1

Вы)(ОЬ