Устройство для многоканальной записи частотно-импульсно модулированных сигналов

. ,П ЬСТВУ ТОРСКОМУ СВИ Ж СР ЕННЫЙ КОМИТЕТ ОССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ НИЕ ИЗОБРЕ(56) 1. Дэвис Г. Д. Применение точной магнитной записи, М "Энергия". 1957 с. 151,2. Авторское свидетельство СССР У 570085,кл. 6 11 В 504, 1976,3. Патент США У 4206476, кл, 328 - 127,опублик. 1980 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬ -НОЙ ЗАПИСИ ЧАСТОТНО - ИМПУЛЬСНО -МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащеедва модулятора, блок записи, тактовый генератор, подключенный к блоку управления,связанному с блоком памяти и коммутатором,о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью.расширения диапазона регистрируемых сигналов, в него введены два преобразователяпериод-код, преобразователь код-период н два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов подключены соответственнок сигнальным входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которыхсоединены с сигнальными входами первого,второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответственно, выходы последнихчерез коммутатор подключены к сигнальнымвходам преобразователя код-период, соединен.ного выходом с входом блока записи, выходтактового генератора подключен к входу сыхронизации преобразователя код-период и квходу блока управления, первый выход кото.рого соединен с входами синхронизации нре.образователей период-код, второй и третийвыходы соелннены с управляющими входамипервого и третьего подблоков блока памяти ичерез элементы ПЕ - с управляннцимн входа- .ми второго и четвертого чодблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющемувходу коммутатора,девиация частоты, а при максимальном значе. нии входного сигнала четыре перепада на выхо. де первого модулятора займут временный ин тервал Тщ, поскольку он соответствует значению частоты Епах = Енес + ХЕ. Неравномер. ность подключения к источникам информации фактически приводит к взаимовлиянию канала на канал и группы каналов на канал. Поэтому в данном устройстве при увеличении числа каналов приходится резко ограничивать полосу регистрации по каждому каналу, что приводит к неэффективному использованию полосы частот устройства записи.Наиболее близким к предлагаемому является устроиство для записи импульсных сигналов с вре. менным сжатием-расширением, содержащее задающий эталонный генератор, блок управления, два входных переключателя, два аналого.цифровых преобразователя АЦП), преобразователь последовательного кода в параллельный, блок памяти, смеситель, лентопротяжный механизм, а также устройство воспроизведения.В известном устройстве осуществляется временное сжатие выбранных отрезков входных импульсных сигналов от нескольких источников (в данном случае двух) путем преобразования входных импульсов в код с.помощью АЦП, занесения кодов в память с одной тактовой истотой, считьвания из памяти с увеличенной тактовой частотой, суммирования считанных кодов из памяти в один поток на сме. сителе, выполненном в виде коммутатора, Таким образом, на выходе смесителя формируется поток цифровой информации, отображающий значение двух входных импульсных сигналов, сжатых по времени в отрезок времени, равный по длительности каждому отрезку входного импульсного сигнала, Данюлй сигнал записьвается по одной дорожке записи.Разделение каналов производится при воспроизведении с помощью аналогичных преобраэо. вателей с учетом того, что считывание иэ блока памяти канала воспроизведения происходит в два раза медленнее, чем запись, причем вы; деление входных импульсных сигналов проводится при помощи цифро.аналогового преоб.разователя (ЦАП) 31. Недостатком данного устройства при поступлении на каждый вход импульсов, промодулированных, например, по частоте, является необходимость, дополнительного преобразования сигналов по каждому каналу в код, что требует расширения полосы тракта, Так, например, при регистрации сигналов с полосой 10 кГц для стандартной аппаратуры магнитной записи требуется примерно полоса 54 кГц, При дополнительном преобразовании ЧИМ-сигналов в код требуется полоса пропускания тракта магнитной 1 1059609Изобретение относится к технике точноймагнитной записи, а именно к чногоканальным устройствам записи с частотной модуляцией.Известно устройство записи частотно-импульсно-модулированных (ЧИМ) сигналов, содер.жащее несколько частотных модуляторов,выходы которых объединены в блоке записи 13.Однако для увеличения числа регистрируемых каналов необходимо расширить полосучастот устройства для записи, расположить каж.1 дый канал на своей поднесущей частоте и ос.тавить довольно значительный частотный про.межуток между каналами для исключения их 15взаимовлияния,Кроме того, девиацию частоты в каждом канале необходимо устанавливать в достаточно малых пределах, обычно не выше +12,5% от несущей, вместо +40% при стандартном методе 20записи ЧИМ-сигналов, что приводит к уменьшению соотношения сигнал/шум, увеличиваетпогрешность записываемых сигналов, уменьшает частотный диапазон и снижает эффекпвностьиспользования полосы частот тракта магнитной 25записи воспроизведения.Известно также устройство для многоканальной записи ЧИМ-сигналов, содержащее блок синхронизации, модуляторы, выходы которых подключены через схему ИЛИ к блоку записи, З 0триггеры, диффернцирующие цепочки, двухвходовую схему И, шины управления модуляторами и триггерные делители частоты.Устройство работает следующим образом,При включении питания блок синхронизации35устанавливает все триггеры в исходное положение, после чего через схему И поступает раз"решение на шину управления первого модулятора. Первый модулятор вырабатывает импульс.ный сигнал, частота которого промодулирова.на входным сигналом, После четырех перепадов первого ЧИМ-модулятора и появляетсяразрешение на шину управления второго модулятора. Аналогично по кольцевой схеме происходит переключение модуляторов остальныхканалов, Сигналы с выходов всех модуляторовобъединяются схемой ИЛИ, делятся делителями и поступают в головку записи 21.Недостатком данного устройства являетсянеравномерность подключения модуляторов кисточникам регистрируемых сигналов, посколь 50ку момент подключения второго модулятораопределяется значением сигнала на входе пер.вого модулятора. Действительно, при нулевомзначении входного сигнала четыре перепада навыходе первого модулятора займут временнойинтервал Трах, поскольку он соответствуетзначению частоты Епт 1 пРнес - ЬЕ, гдеЕнес - несущая частота ЧИМ.сигнала; ЬЕ -10596 лов при воспроизведении. 3записи, равная 54 кГц х 12 разрядов, т. е.648 кГц,Црль изобретения - расширение частотногодиапазона регистрируемых сигналов.Указанная цель достигается тем, что в устройство для многоканальной записи частотно.импульсно-модулированных сигналов, содержащее два модулятора, блок записи, тактовыйгенератор, подключенный к блоку управления,связанному с блоком памяти и коммутатором, 10введены два преобразователя период-код, пре.образователь код-период, и два элемента НЕ,при этом выходы первого и второго модуляторов подключены соответственно к сигнальнымвходам первого и второго преобразователейпериод-код, оба выхода которых соединеныс сигнальными входами первого, второго,третьего и четвертого подблоков блока памяти соответственно, выходы последних черезКоммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенноговыходом с входом блока записи, выход тактового генератора подключен к входу синхронизации преобразователя код-период и к входублока управления, первый выход которого 25соединен с входами синхронизации преобраэо.вателей периодкод, второй и третий выходысоединены с управляющими входамн первогои третьего подблоков блока памяти и черезэлементы НЕ - с управляющими входами вто Орого и четвертого подблоков блока памятисоответственно, а четвертый выход блокауправления подключен к управляющему входукоммутатора.На фиг, 1 представлена схема устройствадля многоканальной записи ЧИМ-сигналов;на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу уст.ройства,Устройство содержит два модулятора 1 и 2,которые осуществляют преобразование входных аналоговых сигналов в ЧИМ.сигналыдваидентичных преобразователя 3 и 4 период-код(собранных, например, на микросхемах564 ИЕ 10), четыре подблока 5 - 8 (на микросхемах 564 РУ 2 Б), которые составляют блок 9памяти, коммутатор 10 (на микросхеме455644 КП), тактовый генератор 11 (кварце.вый генератор на микросхеме 133 ЛАЗ), блок12 деления и управления (на микросхемах(на микросхеме 564 ИЕ,15) и блок 16 записис головкой 17 записи,Устройство работает следующим образом;Входные сигналы Овх 1 и Овхэ, предназначенные для регистрации на мапатную ленту, 55поступают соответственно на модуляторы 1 и2, с выхода которых (эпюры Овых и Овыхэ)ЧИМ-сигналы подаются на преобразователи 09 4 3 и 4 период-код, собранные на счетчиках им. пульсов. Преобразователи период-код осуществ ляют подсчет импульсовзаполняющих периоды ЧИМ-сигналов, причем тактовая частота импуль.сов заполнения составляет 1/2,5, где 1 - частота импульсов опорного генератора. Параллельный восьмиразрядный код, пропорциональный периодам ЧИМ-сигналов, с выхода преобразо.вателей 3 и 4 поступает на подблоки 5, б и 7, 8 соответственно блока 9 памяти. Блок 12 . управления вырабатывает. последовательность тактовых импульсов управления подблоками блока памяти (эпюры Э 1 - ЭЗ).При поступлении первого тактового импульса (эпюра Э 1) происходит заполнение разрядами кода с частотой 1/2,5 подблока 5, а примерно через 0,5 периода длительности первого тактового импульса поступает второй тактовый импульс (эпюра Э 2) н начинается заполнение подблока 7 второго канала. После окончания первого тактового импульса происходит заполнение подблока 6 инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 13 и аналогично после окончания тактового импульса (эпюра Э 2) прекращается заполнение подблока 7, а инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 14 поступает команда за.полнения подблока 8.Считывание из блока памяти происходит с частотой в 2,5 раза большей частоты записи, и начинается из подблока 5 через 1,5 длительности первого тактового импульса. Форма тактовых импульсов считывания представлена на эпюре 33, Коммутатор 10 осуществляет пооче.редное подключение подблоков к преобразователю код-период через блок управления, Таким образом, на входе преобразователя кодпериод оказывается последовательная частота считываемых каналов (первого и второго).Поскольку частота считывания из блока памяти в 2,5 раза больше, то на временном интервале, соответствующем значению в выхода,например, преобразователя 3, размещаетсяпервый канал и второй канал с частотой разрядов в 2,5 раза меньше, чем при записи.Счи.тывание с частотой выще чем в 2 раза (а имен.но в 2,5) необходимо для формирования мар керного промежутка между первым и вторым каналами для последующего разделения канаПреобразователь 15 код-период, управляе. . мый тактовой частотой, осуществляет обратное преобразование по отнощению к преобразователям 3 и 4 период-код, таким образом, что на выходе преобразователя формируется сум. мированный ЧИМ-сигнал, сжатый по времени (эпюра Овых 15). Данный ЧИМ-сигнал поступает на блок 16 записи, где осуществляется49 рюр Составитель Ю. Алешиндактор Л, Филь Техред; С.Мигунова .Корректор А Иль з 9848/55 Тираж 594 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д, 4/5"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная запись на магнитный носитель через головку 17 записи.Сжатие импульсных ЧИМ.сигналов по пред.лагаемой схеме позволяет осуществлять мно.гоканальную запись несинхронных ЧИМ пото 5 ков информации на одну дорожку накопителя и, таким образом осуществлять запись от нескольких источников информации без ее потерь с сохранением высоких точностных ха., рактеристик при оптимальном использовании 10 полосы частот тракта магйитной записи, а так. же исключить взаимовлияние канала на канал. Реалйзация устройства достаточна проста и выполнена на серийных логических микросхемах,Предлагаемое устройство может быть реали эовано для регистрации не только двух ЧИМ- каналов на одну дорожку, но и четырех,вось.ми и так далее путем соответственного наращивания числа подблоков памяти и преобразователей период-код, 20При использовании тракта магнитной записи с полосовой регистрации ЧИМ.сигналов0-10 кБц по одной дорожке применение базового объекта позволяет осуществлять регистрацию двух каналов с полосой 0 - 1000 кГцпо одной дорожке при значительномувеличении помехи по амплитуде до 5% из за взаимовлияния между каналами, Устройство, собран.ное по предлагаемой схеме, обеспечивает реги.страцню двух каналов с полосой 0 - 4 кГцкаждый или четырех каналов с полосой 0 -2000 кГц при сохранении точностных характе.ристик регистрации одного параметра черезукаэанный тракт (с полосой 0 - 10000 кГцспогрешностью по амплитуде 1,5%). По сравнению с прототипом предлагаемое устройство сокращает требования к полосе пропускания магнитной записи на порядок (с 648 до 54 кГц при регистрации двух пара метров с частотным диапазоном 0-4000 Гц),Таким образом, использование предлагаемого устройства позволиг осуществить многоканальную запись ЧИМ-сигналов без необходи. мости значительного расширения полосы чвс тот канала магнитной записи.