Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯДИРОВАНИЯ СИГНАЛОЗАПИСИ(57) Изобретениению информации. Цувеличение объема АДАПТИВНОГО КОЦИФРОВОЙ МАГНИТНО опленосится к н ь изобретен ор аписываемои ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ДТ 0 РСОУ си,цЕТЕЛСТ(56) Авторское свУ 849526, кл. Н 0Патент Великл. Н 4 Р, опу мации за счет увеличения степени сжатия информации, Устройство содержитрегистр 1, блок 3 сравнения, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов,формирователь 6 выходного сигнала,анализатор 8 статических свойств сигнала и элемент 9 задержки. Введениеновых элементов и образование новыхсвязей между элементами устройствапозволяет использовать при различныхвероятностях появления единичных символов разные алгоритмы кодирования.Каждый алгоритм используется при техзначениях вероятностей появлення единичного символа, когда его эффективность выше другого, 5 ил.Изобретение относится к устройствам для накопления информации, а именно к устройствам для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитнойзаписи. 5Цель изобретения - увеличение объема записываемой информации путемувеличения степени сжатия информации.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи.Устройство содержит регистр 1, подключенный входом к входной шине 2, авыходом через последовательн 6 соединенные блок 3 сравнения, дешифратор4, Формирователь 5 импульсов и Формирователь б выходного сигнала - к выходной шине 7,Кроме того, устройство содержитанализатор 8 статистических свойствсигнала, включенный между входной шиной 2 и. соединенными между собой одним из входов дешифратора 4 и дополнительным входом формирователя выход 25ного сигнала, и элемент 9 задержки,включенный между дополнительным выходом Формирователя 5 импульсов и одним из входов формирователя б выходных сигналов.На фиг.2 представлены схемы блока3 сравнения и дешифратора 4 для случая, когда используется два алгоритмакодирования. В первом случае кодируются комбинации 111, 101, 110 и 011, 35во втором - 000, 010, 001 и 100.На фиг.3 представлены схемы формирователя 5 импульсов и элемента 9 задержки; на фиг.4 - временные диаграммы, где до момента времени г., кодируются комбинации 111, 101, 110 и011, а с момента- комбинации 000,010, 001 и 100.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал (Фиг.4 а) подается одновременно во входной регистр 1 и анализатор 8 статистических свойств входного сигнала. С выхода регистра 1 50 прямые и инверсные значения посылок, записанных в трех его ячейках, подаются по шести шинам в блок 3 сравнения на элементы И 10-1. При этом поопервой и второй шинам подаются прямое 55 и инверсное значения первой ячейки регистра 1, по третьей и четвертой - значения второй ячейки, по пятой и шестой - значения третьей ячейки. Сигнал на выходе элемента И 10 соответствует состоянию, когда в регистре1 записана комбинация 111, на выходеэлемента И 11 в 1, на выходе элемента И 12 - 101, на выходе элемента И13 - 011, на выходе элемента И 14100, на выходе элемента И 15 - 010,на выходе элемента И 16 - 001 и навыходе элемента И 17 - 000. По восьмишинам сигналы с элементов И 10 - 17подаются в дешифратор 4, который осуществляет выбор сигналов, соответствующих четырем кодируемым комбинациям, на элементы И 22-29. По сигналуанализатора 8 один из триггеров 20или .21 устанавливается в единичноесостояние, а другой - в нулевое (триггеры 20 и 21 соединены с элементамиИЛИ 18 и 19) . Значение выходного сигнала анализатора 8 определяется числом единичных и нулевых посылок назаданном интервале анализа. Если наэтом интервале больше единичных посылок, то кодироваться должны комбинации 000 001, 010 и 100, а еслибольше нулевых посылок - то комбинации 111, 110, 101 и 011. Единичныйсигнал с выхода одного из триггеров20 или 21 открывает четыре элементаИ из восьми, Таким образом, на выходеэлементов ИЛИ 30-33 появляется сигнал который соответствует состояниюкогда в регистре 1 записана одна иэкодируемых комбинаций, Импульсы сэлементов ИЛИ 30-33 по четырем шинампоступают на элементы 34-37 запрета,формирователя 5, который обеспечиваетформирование не более одного импульсана интервале, соответствующем тремпосылкам исходного сообщения. Сигналыс элементов 34-37 запрета через элемент ИЛИ 38 поступают на элемент 39задержки на о =ь (где 7 - длительность элементарной посылки,длительность задержки), Элемент 40 задержки и элемент ИЛИ 41 формируют импульсы длительностью 2 , которые подаются на запрещающие входы элементов34-3 запрета. С выходов элементов 34и 35 запрета импульсы поступают вформирователь 6 выходного сигнала.Сигналы с выходов элементов 36 и 37запрета задерживаются элементами 42и 43 задержки на 0,5 То и также подаются в Формирователь 6 выходного сигнала,В соответствии с кодирующими сигналами, сформированными в дешифраз 1 З 07торе 4 и в формирователе 5 и задержанными элементом 9 задержки, формирователь 6 выходного сигнала формирует импульсы следующим образом.В начале последней посылки первойкодируемой комбинации (111 или 000)формируется положительный импульс,т.е. осуществляется переход с нулевого уровня и уровня - 1 на уровень +1или с уровня +1 на нулевой уровень. 10В середине последней посылки второй кодируемой комбинации (110 или001) формируется положительный импульс,В начале последней посылки третьей 15кодируемой комбинации (101 или 010)формируется отрицательный импульс,т.е. осуществляется переход с уровней0 и +1 на уровень -1 или с уровня -1на нулевой уровень, 20В середине последней посылки четвертой кодируемой комбинации (011 или100) формируется отрицательный импульс.В целях однозначного восстановления сигнала при изменении кодируемых комбинаций с анализатора 8 в формирователь 6 поступает сигнал на формирование маркера. В качестве маркерапредлагается использовать сочетания 30двух отстоящих на 2,5импульсов,запрещенные при обычном кодированиилюбых комбинаций, когда после импульса в начале посылки следующий импульсможет быть сформирован не ранее чемчерез 3 р . На фиг,5 представлены различные варианты таких сочетаний. Формирование маркера может осуществляться сразу после поступления соответствующего сигнала с анализатора 8, 40если потеря пяти символов при измене-нии алгоритма несущественна, либо припоступлении одной из двух пятисимвольных комбинаций, которые выбраныдля данной алгоритма кодирования. 45Минимальная длительность р импульса выходной последовательности(фиг.4 в) равна 2,57.1 Таким образом, устройство обеспе чивает увеличение эффекта сжатия за счет сокращения общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, и гарантирует минимальный временной интервал между импульсамимин = 2, 5 р, Сокращение общего числа импульсов, необходимых для записи сообщения, достигается за счет использования при различных вероятнос 478 4 тях появления единичных (нулевых) символов разных алгоритмов кодирования. Каждый алгоритм используется при тех значениях вероятностей появления единичного символа, когда его эффективность выше другого.Для устройства средний коэффициент сжатия зависит от статистики записываемого сообщения - вероятностей появления Р (1) единицы и Р (О) нуля, а также от того, какие комбинации символов исходного сообщения (четыре из восьми возможных) выбраны для кодирования. Зависимость, представленная на фиг.5 а, соответствует случаю, когда кодированию подлежат комбинации 111, 000, 101 и 010, на фиг.5 б - 110, 101, 001 и 010, на фиг.5 в - 110, 011, 111 и 101, на фиг.5 г - 100, 010, 001 и 000. Устройство позволяет изменить алгоритм (набор кодируемых комбинаций) кодирования при изменении статистики записываемого сообщения, добиваясь максимального коэффициента сжатия, Использование для кодирования комбинаций 110, 011, 111 и 0 10 при Р (1)= 0,5 и комбинаций 100, 010, 001 и 000 при Р(1)0,5 позволяет получить максимальный коэффициент сжатия. Формула изобретения Устройство для адаптивного кодирования сигналов цифровой магнитной записи, содержащее регистр, подключенный входом к входной шине и выходом через последовательно соединенные блок сравнения, дешифратор, формирователь импульсов и формирователь выходного сигнала - к выходной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации за счет увеличения степени сжатия информации, в него введены анализатор статистических свойств сигнала и элемент задержки, формирователь импульсов выполнен с дополнительным выходом, формирователь выходного сигнала выполнен с дополнительным входом, причем анализатор статистических свойств сигнала включен между входной шиной и одним из входов дешифратора, соединенного с дополнительным входом формирователя выходного сигнала, подсоединенного одним входом к дополнительному выходу формирователя импульсов через элемент задержки.1307478 12 б 03 04 Пб ПЮ 10 Г 2 02 0 Я Рб Ю Рд Ю Р 8 Составитель В.Добровольский Техред В.Кадар Корректор М.Шароши Редактор Л.Пчолинская Тираж 590 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Заказ 1 б 37/50 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 РГ РФ дб РР 7 Рсе 1 Ф 1 Сж )ф