Способ записи цифровой информации

=2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Московский ордена Трудового Краго Знамени электротехнический инстсвязи(54) (57) СПОСОБ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт, св.1042074, отличающийся тем, что, с целью повышений плотности записи, при следовании подряд более (А+1) символов О формируют импульс тока записи на каждом (А+1)-м символьном интервале этой последовательности символов О, кроме последнего символьного интервала, той же полярности, что и сформированный предыдущий импульс тока записи символа , а импульсы тока записи двух соседних символьных интервалов формируют с амплитудой, составляющей 0,70 - 0,85 от амплитуды одиночных импульсов.Изобретение относится к накоплениюинформации и может быть использовано приЗаписи цифровой информации,Известен способ записи цифровой информации, заключающийся в перемагничиваниимагнитного носителя сигналом в виде им.пульсов тока различной полярности при за.писи сигналов 1 цифровой информациии в перемагничивании носителя импульсамитока разной полярности для символов 1,разделенных по крайней мере одним символом 0 и импульсами тока одной полярности, при непрерывной последовательностисигналои символов 1, причем в последнемслучае носитель перемагничивают послепредыдущего каждым Я-м импульсом в последовательности из (8+1) сигналов символов 1 до поступления по крайней мереодного сигнала символа О, где Н = 1, 2,3,в увеличенное на единицу наибольшеечисло тактовых интервалов между двумясоседними импульсами одинаковой полярности, задаваемое в зависимости от харак,теристик канала записи и воспроизведения 1.Однако код не является самосинхронизирующимся, так как при появлении длинныхсерий нулей в нем не происходит перепадовнамагниченности, что ведет к длительнымперерывам в подстройке синхрогенераторан срывам синхронцзма прн декодировании.Код не является балансным, а это приводитк плаванию базовой линии, так как трактзаписи-воспроизведения не пропускает постоянную составляющую спектра кода. Поэтим причинам не удается в полной степениреализовать потенциальные возможноститракта записи-воспроизведения и, преждевсего, повысить плотность записи.Целью изобретения является повышениеплотности магнитной записи,Поставленная цель достигается тем, чтопрн способе записи цифровой информации,при следовании подряд более (В+ ) симво.лов 0 формируют импульс тока записина каждом (И+1)-м символьном интервалеэтой последовательности символов О, кроме последнего символьного интервала, тойже полярности, что и сформированный предыдущий импульс тока записи символа 1,а и,".пульсы тока записи двух соседних символьных интервалов формируют с амплитудой, составляющей 0,70 - 0,85 от амплитудыодиночных импульсов.На фиг. 1 показан вид сигналов, формируемых согласно предлагаемому способу записи; на фиг. 2 и 3 - структурные схемыблока записи и блока воспроизведения соот.ветственно.Формирование трехуровнего сигнала иэсигнала (без возврагцения к нулю) при предлагаемом способе производится таким обра,зом, что прц появлении группы символов1 в исходном коде первую каждую Ч-ювосле первой и последнюю единицы данной группы записывают импульсами одной полярности. При следовании подряд символов О каждый (М+ )-й нуль записывают им пульсом той же полярности, что и предшест вующая ему последняч единица, причем формирование импульса не происходит, если (ч+ )-й нуль является последним в группе нулей. Импульсы записи изменяют полярность при появлении символа 1 после любого количества нулей. Если в соседних так товых интервалах появляются два импульсаподряд, то они имеют амплитуду, составляющую 0,70 - 0,85 от амплитуды одиночного импульса. Уменьшение амплитуды сдвоенных импульсов при записи приводит к уменьшению цифровой суммы, т. е, к уменьшению 5 плавания базовой линии. В то же времяпри воспроизведении различие в уровнях между одиночными и сдвоенными импульсами не наблюдается. Это связано с особенностями переходного процесса в системах с ограничением полосы пропускания в облас.ти верхних частот, Величина К зависит от степени межсимвольной интерференции (МСИ), которая может быть допустима в конкретном канале записи-воспроцэведе.ния, При реальных значениях МСИ, когда 25 воспроизведенный сигнал еще может бытьправильно декодирован, амплитуда одиночного импульса не может быть меньше амплитуды импульсов, расположенных в двух соседних тактовых интервалах, более чем на 30/О. Г 1 ри малом изменении амплитуды (от 0,85 до ) длительности фронтов воспроизведенного сигнала для одиночного импульса и импульсов в двух соседних так товых интервалах отличаются значительно,что приводит к фаэовым искажениям при формировании сигнала и выделении тактовой синхронизации.При воспроизведении импульсы, соответствующие нулевым символам, обнаруживаются и стираются. Таким образом улучшаются свойства кода при сохранении одно эначности декодирования.Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 2 и 3) содержит первый регистр 1, первый дешифратор 2, КЬ-триггер 3, элемент И 4, счетчик 5 единиц, элемент ИЛИ б, элемент 7 задержки, спусковую схе му 8, генератор 9 импульсов записи, коммутатор 10, усилитель 11, сумматор 12, инвертирующий усилитель 13, генератор подмагничивания 14, первый счетчик 15 нулей, элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 16, второй дешифратор 17, управляющий элемент 18, головку 19 записи, головку 20 воспроизведения, корректор 21, ограничитель 22, решающую схему 23, блок 24 синхронизации, второй счетчик 25 нулей, детектор 26 полярности, схему.27 запрета, третий дешифра тор 28, второй регистр 29 и третий регистр 30В блоке записи первый, второй и третий входы первого дешифратора 2 подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам первого регистра 1, а первыйи второй выходысоответственно к входу установки 1 и входу установки 0 РЬ.триг. гера 3, выход которого соединен с последовательно включенными элементом И 4, счетчиком 5 единиц и элементом ИЛИ 6, другой вход элемента И 4 объединен с инфорчационным входом первого регистра 1 и подключен к информационному входу устройства, вто. рой вход элемента ИЛИ 6 соединен с первым выходом первого дев ифрагора 2, второй выход которого подключен к второму входу счетчика 5 единиц, третьему входу элемента ИЛИ 6 и к последовательно соединенным элементу 7 задержки и спусковой схеме 8, выход которой подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16, второй выход первого регистра 1 и третий выход первого дешифратора 2 подключены соответственно к первому и второму входам первого счетчика 15 нулей, выход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 6 и вторым входоч элемента ИСКЛЮЧАЮ ШЕЕ ИЛИ 16, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 1 О, ин. формационный вход коммутатора 10 соеди. нен с выходом генератора 9 импульсов записи, вход которого соединен с выходоч элемента ИЛИ 6 и входом второго дешифрато. ра 17, который через управляющий элемент 18 соединен с управляющими водами уси. лителя 11 и инвсртирующего усилителя 13, к их информационным входам подключены соответственно первый и второй выходы коммутатора 10, а их выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 12, выход которого подключен к головке 19 записи, к головке также подключен генератор 14 подмагничивания.В блоке воспроизведения головка 20 соединена через последовательно включенные корректор 21 и ограничитель 22 с входами решающей схемы 23, блока 24 синхронизации и детектора 26 полярности, выход последнего соединен с первым входом второго счетчика 25 нулей, первым входом треть его дешифратора 28 и первым входом второго регистра 29, выход решающей схемы подключен к второму входу второго счетчика 25 нулей и второму входу схемы 27 запрета, первый вход которой соединен с 45 выходом второго счетчика 25 нулей, выход схемы 27 запрета подключен к второму входу третьего регистра 30 и второму входу третьего дешифратора 28, выход которого соединен с вторым входом второго регистра 29, выход блока синхронизации подключен к 5 О третьему входу третьего регистра 30 и третьему входу второго регистра 29, выход которого подключен к первому входу третьего регистра 30, а выход последнего является выходом устройства.В качестве элемента 7 задержки в блоке Записи используется, в частности, ждущий мультивибратор на логических элементах, спусковая схема представляет собой счетный трипер, а управляющим элсмснточ Я яв ляется транзистор, комм у ги руюгци й резис торы в цепях обратнсЙ связи ъсилптсх 1 с 1 Й 11 и 3. В блоке воспроизведения решаюнсая схема 23 представляет собой сдвоенный коч. паратор, а схема запрета - логический элемент И. Блок синхронизации представляет собой цифроаналоговук систечу фатоеой автоподстройки частоты. которая в свою очередь состоит из подстраиваемого генератора, фазового дискриминатора, интегратора и управляющей схемы.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал и сигнал синхронизации поступают на вход регистра 1, на первом, втором и третьем выходе которого появляются сигналы; соответствующие сигналу в данном и двух предшествуюцснх тактовых интервалах. В случае, если на выходах регистра появляется комбинация символов 001, на первом выходе первого дешифратора 2 появляется логическая единица, устанавли. вающая К-триггер 3 в состояние , Этот импульс пос.ле прохождения через элемент ИЛИ 6 запускает генератор 9 импульсов записи. Генератор вырабатывает один им-. пульс, который поступает на вход коммутатора 10, а затем на один из его выходов в зависимости от того, какой уровень сигнала имеется иа его управляющем входе, причем этот уровень определяется тем, в йаком состоянии находится спусковая схема. Например, если спусковая схема находится в состоянии, когда на управляющем входе коммутатора имеется высокий потенциал, то вход коммутатора подключается к входу усилителя 11 и импульс через сумматор 12 поступает на головку 19 записи и записывается на магнитный носитель. Поскольку, РЬ-триггер установлен в состояние , то вход счетчика 5 единиц через элемент И 4 оказывается подключенным к входу устройст. ва и начинает считать число следующих один за другим символовсигнала. Если число этих подряд следующих символов 1 больше 1 х (не считая первого, то на выходе счетчика в каждом М-м тактовом интервале формируется импульс, который также запускает генератор импульсов записи. Эти импульсы, той же полярности, что и первый, поступают на головку записи и записываются на носитель. В случае, когда на вход устройства поступает символ 0, перед которым следовал символ 1 сигнала, то на втором выходе первого дешифратора появляется импульс, вновь запускающий гене- ратор импульсов записи, после чего на магнитный носитель записывается импульс; совпадающий по полярности с предыдущим, Импульс с второго выхода первого дешиф- ратора поступает также на в.ход установки 0 счетчика единиц и вход установки О ЙЬ-триггера, устанавливая их в нулевое со стояние. Кроме того, этот же импульс после прохождения элечента 7 задержки, времйзадержки которого несколько больше длительности тактового интервала, перебрасывает спусковую схему в лругое устойчивое состояние, меняется потенциал на управляющем входе коммутатора, после чего входкоммутатора через его второи выход полсоелиняется к входу инвертирующего усили.теля3, а вхол усилителя 14 от вхола ком.мутатора отсоединяется. Теперь при поступлении одного из нескольких символовполярность импульсов тока записи становит Ося противоположной, причем смена полярности происходит каждый раз, как только навхоле устройства появляются послеловательность или один символ О сигнала, которыеследуют за одним или несколькими подрялследующими символами 1. Если появля 15ется олиночный символ 1, окруженныйнулями, то на первом выходе первого дешифратора импульс не формируется, ноформируется на втором выхоле. Далее устройство раоотает аналогично, начиная с момента появления импульса на втором выходепервого лешифратора,Если на вход устройства поступает группа из(Я + 2) и более символов О, то, поступая с второго выхола первого регистрана первый вход счетчика 15 нулей, на выходе 25счетчика после каждого (И+1)-го символаО появляется импульс, который через эле мент ИЛИ 6 поступает на генератор импуль.сов записи. Этот же импульс поступает навторой вхол элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 16. 30При поступлении импульса элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 инвертирует информацию, поступающую со спусковой схемы,коммутатор переключается в противоположное состояние и импульс с генератора записан с той же полярностью, что и предшествующий. При появлении символа 1 послеодного или нескольких символов О с третьего выхода первого дешифратора поступаетимпульс на второй вход первого счетчиканулей, устанавливая его в исходное состоя Оние. На выходе элемента ИЛИ 6 могут появляться импульсы только двух вилов: длительностью в один тактовый интервал идлительностью в два тактовых интервала.Импульсы с удвоенной длительностью обнаруживаются вторым дешифратором 17, от 45которого срабатывает управляющий элемент8, который в свою очередь воздействует на коэффициент усиления усилителя 11и инвертирующего усилителя 13, уменьшаяего в К раз. Таким образом, импульсы с длительностью в два тактовых интервала записываются с амплитудой в К раз меньшей,чем амплитула одиночных импульсов.При воспроизведении сигнал с головки 20воспроизведения поступает на вход корректора 21, который компенсирует амплитудные и фазовые искажения, вносимые трактом записи-воспроизведения, и формирует оптимальную перелатоцную характеристику, .1 алее происходит ограничение сигнала по уровню в ограничителе 22. Ограниченный по уровню сигнал поступает на решаюгцую схему 23, гле формируются нули и единицы лвоичного сигнала. Также с ограничителя сигнал подается на блок синхронизации, где формируется тактовая послеловательность, и на детектор 26 полярности, гле происходит опрелеление изменения полярности входного сигнала.В исхолном состоянии схема 27 запрета открыта и сигнал с выхода решающей схемы поступает на третий дешифратор 28 и запи. сывается в третий регистр 30. Во второй регистр 29 записывается тактовая последовательность.Третий дешифратор управляет процессом частичного переноса информации из второго регистра в третий. Импульс переноса формируется в третьем лешифраторе при поступлении со схемы запрета любой, кроме первой, единицы олной полярности, Это про. исходит слелующим образом. Если с выходаограничителя пришел импульс, полярность которого противоположна предыдущему, то детектор 26 полярности вырабатывает,сигнал, которыи приводит в исхолное состояние третий дешифратор и стирает информацию, записанную во втором регистре, он же устанавливает в исходное состояние второй счетчик 25 нулей. Этот же импульс с ограничителя церез решающую схему и схему запрета записывается в третий регистр. Если через некоторое число тактов меньше Х приходит импульс той же полярности, то он тоже записывается в третий регистр. Кроме этого, срабатывает третий дешифратор и из второго регистра в третий переписываются единицы в тактах между двумя уже существующими единицами, Второй счетчик нулей считает количество нулей между единицами и в том случае, если оно превышает значение М, то на его выходе появляется сигнал, закрывающий схему запрета, и информация с решающей схемы уже не проходит на регистр и дешифратор до тех пор, пока детектор полярности не установит второй счетчикнулей в исходное состояние. На выходе третьего регистра формируют информацию, которая поступает на вход устройства записи.Использование предлагаемого способа записи дает возможность уменьшить плавание базовой линии воспроизведенного сигнала, что позволяет допустить большую межсимвольную интерференцию от ограниченияверхних частот и за счет этого повысить плотность записи. Если не повышать плотность записи, то повышается достоверностьдетектирования цифровой информации,Редактор О. ЮрковецкаяВа каз 6067/35 Составитель Л. Кондрыкинская Тех ред И. Верес Корректор В. Синнцкая Тираж 574 Подписное. ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4