Способ измерения искажений сигналов при магнитной записи и воспроизведении Советский патент 1982 года по МПК G01R29/00 G11B5/00 

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛОВ

ПРИ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при проверке . аналоговой аппаратуры одноканальной и многоканальной точкой магнитной записи.

Известен способ измерения колебаний времени запаздывания сигналов, воспроизведенных с подвижного носителя, согласно которому записывают и воспроизводят периодический испытательный сигнал, измерительный сигнал, измеряют и заносят в память текущие значения периодов воспроизведенного сигнала, а определение времени запаздывания осуществляют путем непрерывного сравнения выбранных из памяти предыдущих и последующих значений периодов tOУказанный способ может быть использован для обоснованного выбора моментов отсчета воспроизведенного испытательного сигнала и, следовательно, для оценки искажений сигналов при записи на подвижный носитель и воспроизведении с него. Недостаток подобной оценки заключается в том, что измеренные текущие величины приращений периодов воспроизведенного испытательного сигнала имеют случайный характер и не могут экстраполироваться даже в пределах одного периода.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения исключений сигналов при магнитной записи и воспроизведении, в процессе реализации которого опорное гармоническое напряжение преобразуют в псевдослучайный испытательный .сигнал, суммируют последний с первоначальным напряжением, из суммарного сигнала выделяют гармоническое напря2Q жение, фазируют его с опорным, осуществляют запись суммарного сигнала, выделяют гармоническое напряжение из воспроизведенного сигнала, суммируют его с результатом преобразования этого напряжения в псевдослучайный сигнал и полученный таким образом контрольный сигнал сравнивают с воспроизведенным сигналом fzj. . Определение .времени запаздывания производится путем фиксации разности фаз опорного напряжения до записи на магнитный носитель и после воспроизведения с него. Подобная нечетная Фиксация, а также неоднократное преобразование сигналов в процессе изме рений предопределяют значительные ре зультирующие погрешности. Цель изобретения - повышение точности оценки .рассматриваемых искажений. Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения искаж ний сигналов при магнитной записи и воспроизведении, предусматривающему запись на магнитный носитель и воспр изведение с него периодического опор ного сигнала, а также испытательного сигнала образцового источника, сравнение ординат воспроизведенного испы тательного сигнала с синхронными во времени ординатами сигнала непосредственно с выхода образцового источни ка, опорный и испытательный сигналы записывают поочередно по одному каналу, причем длительность образцов записи опорного сигнала выбирают не меньшей десятой доли минимального пе риода колебаний скорости записи-воспроизведения, а длительность отрезков записи испытательного сигнала превосходящей продолжительность коммутационных периодных процессов в об разцовом источнике, каждый отрезок воспроизведенного опорного сигнала делят на интервалы с длительностью, не меньшей интервала корреляции высокочастотных составляющих спектра колебаний скорости записи-воспроизведения, определяют величину и зна среднего приращения времени заИаздывгния на каждом интервале, а также величину и знак приращения каждого среднего приращения, задаются числом периодов опорного си1-нала, на протяжении которых приращения колебаний скорости записи-воспроизведения остаются практически неизменными, и вы бирают момент отсчета соответствующей ординаты воспроизведенного испытательного сигнала путем прибавления к заданному числу периодов опорного сигнала того же числа приращений, равного последнему среднему приращению времени запаздывания на текущем отрезке воспроизведенного опорного сигнала, и того же числа приращений,, равных последнему приращению среднего приращения в пределах данного отрезке. На фиг. 1 представлена общая структура реализации предлагаемого способа в режиме записи; на фиг. 2 то. же, в режиме воспроизведения; на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие выбор момента, отсчета воспроизведенного испытательного сигнала. В режиме записи (фиг. 1) выходы образцового источника 1 испытательного сигнала и источника 2 опорного / сигнала соединяют с входами блока 3 коммутации, выход которого, в свою очередь, подключают к входу испытуемой аппаратуры, В режиме воспроизведения (фиг. 2)выход блока Ц коррекции времени запаздывания, содержащего последовательно включенные формирователь 5 средних приращений (), / формирователь 6 приращений средних приращений ( ) и формирователь 7 момента отсчета () , соединяют с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, через который на один из входов блока 9 сравнения поступает от испытуемой аппаратуры воспроизведенный испытательный сигнал. Другой вход блока 9 сравнения подключают непосредственно к выходу образцового источника 1 испытательного сигнала. Первый вход формирователя 5 и управляющий вход источника 1 соединяют с выходом источника 2 опорного сигнала. Наконец, управляющий вход источника 2 и второй вход формирователя 5 связывают с выходом испытуемой аппаратуры. На входы формирователя 5 поступают, таким образом, периоды опорного сигнала как без запаздывания (Т), с Запаздыванием (Т ). Приращение запаздывания составляет при этом йТ и ДТ (фиг. 3). Определение величины и знака средних приращений формирователем 5 а также величины и знака приращений средних приращений Л(ЛТср) формирователем осуосуществляется на интервалах Ту.,отрезка опорного сигнала. Способ осуществляется следующим образом. В режиме записи на испытуемую аппаратуру поочередно подается опорный или испытательный сигнал. Отрез- ; ки записи того и другого сигналов строго регламентированы и выставляются в блоке 3 коммутации заранее. В режиме воспроизведения на блок 9 сравнения поступают сигнал с выхода образцового источника 1 испытательного сигнала и отсчет с выхода АЦП 8, взятый в момент, сформированный последовательно в формирователях блока коррекции времени запаздывания. Синхронизация работы блоков устройства производится путем подачи на управляющий вход источника 2 опорного сигнала импульса синхронизации от испытуемой аппаратуры, который ; приводит к генерации опорного сигнала., запускающего образцовый источник 1 испытательного сигнала и счетчики числа периодов этого опорйого сигнала в формирователе 5 блока k коррекции времени запаздывания. Пос-. ледовательность процедур выбора мо-. мента отсчета иллюстрируется временными диаграммами на фиг. 3.

В качестве источников образцового испытательного и опорного сигналов могут быть взяты соответственно генераторы случайных и сложных с нормированными метрологическими характеристиками и генераторы гармонического сигнала (треугольного, трапецеидального и т.п.) с регламентиро- ванной формой и стабильным (например, кварцеванным) периодом. В качестве АЦП 8 может быть использована любая промышленная разработка с требуемыми пределами и -временем преобразования . Блок 3 коммутации и блок 9 сравнения могут быть выполнены на элементах двоичной логики с применением электронных ключей. Формирователи блока k коррекции времени запаздывания могут быть также построены на элементах двоичной логики. При этом счет периодов опорного сигнала и процедуры сложения, вычитания и усреднения производят с электрическим импульсом (напряжением) или с числом - набором двоичных знаков. Во втором случае может быть достигнута большая точность преобразований в формирователях однако быстродействие устройства такого исполнения оказывается ниже быстродействия устройства, оперирующего с электрическим импульсом.

Искажения, возникающие за счет времени запаздывания, в основном обусловлены периодическими колебаниями средней скорости записи-воспроизведения (диапазон частот от долей до нескольких Герц) и действием широкого, равномерного до сотен килогерц спектра случайных колебаний мгновенной скорости записи-воспроизведения. Влияние высокочастотных составляющих колебаний на измеряемые искажения

составляет около 0,25%. Устранить эту составляющую при методе измерения искажений, опирающемся как в известных способах, на измерения разности мгновенных значений, невозможно.

Эта погрешность может быть устранена при сравнении каких-либо интегральных параметров испытуемой и образцовой аппаратуры. В предлагаемом способе имеет место учет и компенсация

времени запаздывания, вызванного колебаниями средней скорости. Исходя из наибольшей частоты изменения этой скорости, равной 10 Гц, можно заключить, что длительность отрезка, на

котором должно оцениваться среднее приращение, не npesbtmaej 0,01 с. Выявив тенденцию изменения скорости на этом участке, далее экстраполируют ее на интервале, составляющем несколько периодов опорного сигнала. Так, при частоте опорного сигнала, равной 20 кГц, и пяти периодах экстраполяции общий интервал экстраполяции составит, 250 МКС или 0,25 периода наибольших | колебаний скорости записи-воспроизведения . На такой доле периода приращения колебаний скорости можно считать неизменным с точностью до 0,25%. Выявление тенденции изменения скорости производят путем последовательной оценки средних приращений на интервалах, лежащих внутри отрезка, составляющего десятую долю минимального периода колебаний скорости. Длиг на этих интервалов должна быть такой, чтобы, по возможности, уменьшить разброс получаемых оценок сред них приращений. Поэтому длину интервалов усреднения выбирают не меньшей интервала корреляции высокомастотного составляющих колебаний скорости записи-воспроизведения. Из этого условия, например, частоте опорного сигнала, равный 20 кГц, интервал усреднения мсжет содержать всего одно приращение. Однако для исключения при определении средних приращений возможных погрешностей, связанных с преобразованиями в магнитном носителе записываемых и воспроизводимых электрических сигналов (например, пропадание отдельных уровней сигнала) целесообразно интервал усреднени взять состоящим из нескольких (например, трех-четырех) приращений. Таким образом, грубая оценка свер ху ожидаемой погрешности измерения искажений согласно предлагаемому спо собу составит примерно 0, (0,25 погрешность некомпенсируемых высокочастотных составляющих; 0,25 - погрешность экстраполяции момента отсче та), что ; почти на порядок ниже по казателей, обеспечиваемых известными способами. формула изобретения Способ измерения искажений сигналов при магнитной записи и воспроизведении, предусматривающий запись на магнитный носитель и воспроизведение с него периодического опорного сигнала, а также испытательного сигнала образцового источника, сравнение ординат воспроизведенного испы тательного сигнала с синхронными во времени ординатами сигнала непосредственно с выхода образцового источни ка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, опо ный и испытательный сигналы записывают поочередно, по одному каналу, причем длительность отрезков записи опорного сигнала выбирают не меньшей десятой доли минимального периода 9 8 колебаний скорости записи-воспроизведения, а длительность отрезков записи испытательного сигнала - превосходящей продолжительность коммутационных переходных процессов в образцовом источнике, каждый отрезок воспроизведенного опорного сигнала делят на интервалы с длительностью, не меньшей интервала корреляции высокочастотных составляющих спектра колебаний скорости записи-воспроизведения, определяют величину и знак среднего приращения времени запаздывания на каждом интервале, а также величину и знак приращения каждого среднего приращения, задаются числом периодов опорного сигнала, на протяжении которых приращения колебаний скорости записи-воспроизведения остаются практически неизменными, и выбирают мог, мент отсчета соответствующей ординаты воспроизведенного испытательного сигнала путем прибавления к заданному числу периодов опорного сигнала того же числа приращений, равного последнему среднему приращению времени запаздывания на текущем отрезке воспроизведенного опорного сигнала, и того же числа приращений, равных последнему приращению .среднего приращения в пределах данного отрезка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № ,. кл. G 11 В 5Л6, 19752.Авторское свидетельство СССР № 669386, кл. G 01 В 5/00, 1977.

Фиг. 2