Устройство магнитной записи-воспроизведения цифровой информации

(21) 4288301 Д 4- ;(22) 22,07.87 ,(М) 30.11.ЯО, Б (71) Специальное логическое бюро нического инстит (72) М.И.Гродзин В.И.Белодед и С, (53) 534.852(088 (56) Авторское с В 1225038, кл. Н напряжения фор треугольной фо тельные верши цам информацио поступает в ка 11 для записи Симметричный с нератора линей мирует сигнал записи рмы, в котором положи ны соответствуют грани нных битов. Этот сигн нал записи магнитофон на магнитный носитель табилитрон в схеме ге но изменяющегося напр юл. 9 44конструкторско-теонецкого физико-тта АН УССРкий, В,Л.Стрюч,.Борбачев8)идетельство СССР04 1. 27/10, 1986. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО МАГНИТНОЙ ЗАПИСИВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может использоваться ваппаратуре регистрации информациисистем измерений. Цель изобретения -повышение помехоустойчивости и надежности работы в условиях воздействия низкочастотных помех. По информационным. сигналам "1" и "0", поступающим на входную шину 4, с помощьюэлементов 2 И-НЕ 2, 3 и 7, реверсивного счетчика 6, инвертора 5, элемен-та 8 задержки и триггера 9, из сигналов задающего генератора 1 формируются сигналы, отношение периодовкоторых составляет 9:7, из которыхгенератор 1 О линейно изменяющегося д,жения устраняет влияние переходных процессов на сигнал записи в паузах информационного сигнала, что повышает надежность записи. Из сигналов воспроизведения, поступающих с линейного выхода магнитофона 11, экстрематор 12 формирует импульсы по положительным экстремальным значениям воспроизведенного с носителя сигнала, чем .обеспечивается помехоустойчивость к низкочастотным помехам и плаванию1 В 11 базовой линии. При воспроизведении отношение периодов сигналов информа- ционных "1".и "0" может отличаться от записанных, и в худшем случае (при переходах "0" -ъ-"1" или "1" - "0") составлять 8,5:7,5, однако различие по длительности информационных символов "0" и "1" составляет не менее 103, что позволяет осуществить надежное выделение синхросигналов и информационных сигналов в формирователях 13 и 153 ил,Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может использоваться в аппаратуре регистрации цифровой5 информации систем измерений.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и надежности работы при воздействии низкочастотных помех. 10На Фиг, 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы и эпюры сигналов, поясняющие его работу; на Фиг. 3 - пример выполнения схемы ге нератора линейно изменяющегося напряжения в канале записи.Устройство (Фиг. 1) в канале записи содержит задающий генератор 1 выходом связанный с первыми входами первого 2 и второго 3 элементов 2 И-НЕ, входную шину 4 информации, подключенную через инвертор 5 и непосредственно к вторым входам соответственно первого и второго элементов 25 2 И-НЕ, выходы которых соединены со счетными входами реверсивного счетчика б, первый и четвертый информационные входы которого подключены к шине единичного потенциала, а второй и третий входы - к шине нулевого потенциала (эти шины на Фиг. 1 не обозначены).Выходы переполнения реверсивного счетчика 6 соединены с входами третьего элемента 2 И-НЕ 7, к выходу которого подключены через элемент 8 задержки установочный вход реверсивного счетчика 6 и непосредственно счетный вход триггера 9, прямой и инверс- щ ный выходы которого подсоединены к входам генератора 10 линейно изменя" ющегося напряжения (ГЛИН 10), выходом связанного с входом канала записи магнитофона 11. 45В канале воспроизведения устройство содержит подключенный входом к линейному выходу воспроизведения магнитофона 11 зкстрематор 12, выходом подключенный к последовательно соединенным формирователю 13 синхроимпульсов, выходом связанным с шиной 14,синхроимпульсов, Формирователю 15 .импульсов информации и выходной шине 1 б информации.Генератор 10 линейно изменяющегося напряжения (фиг, 3) содержйт первый и второй аналоговые ключи 17 и 18, вхо" дами управления подключенные к прямому и инверсному выходам триггера9, а выходами через резисторы 19 и20 к неинвертирующему входу операционного усилителя 21, включенного посхеме масштабного усилителя, причеммежду неинвертирующим входом и общейшиной включены параллельно соединенные конденсатор 22 и симметричный стабилитрон 23. Шины положительногои отрицательного питающих напряжений(на фиг. 3 не обозначенных) подключены соответственно к входаМ аналоговых ключей 1 7 и 1 8, выход операционного усилителя 21 является выходом генератора 10,Устройство работает следующим образом.Сигналы информационных "1" кода(Фиг. 2 б), поступающих с входной шины4 информации, разрешают прохождениеимпульсов (Фиг. 2 а) задающего генератора 1 через второй 2 И-НЕ 3 элементи с его выхода - на счетный вход -1"реверсивного счетчика 6, по информационным входам которого (при соединении их, как указано выше, с шинамиединичного и нулевого потенциала)записана константа, равная числу 9.Когда количество импульсов превыситзначение константы, сигнал переполнения (фиг,2 в) через третий элемент2 И-НЕ 7 и элемент 8 задержки осуществляет запись константы в счетчик6 импульсов (Фиг. 2 ж).Сигнал с выхода третьего элемента2 И-НЕ 7 (Фиг. 2 д) поступает также насчетный вход триггера 9 и устанавливает его в состояние "1". Счетчик 6повторно просчитывает входные импульсы и при равенстве их количества записанной константе на его выходе переполнения вновь появляется сигнал(Фиг, 2 в), который через третий элемент 2 И-НЕ 7 перебрасывает триггер 9в состояние "0". По заднему фронтусигнала триггера 9 (Фиг. 2 е) формируется сигнал сдвига, который по цепи"Вызов кода" вызывает появление следующего бита информации на входной шине 4 информации,При появлении на входной шине 4сигнала информационного 0 импульсы(фиг. 2 а) задающего генератора 1 черезпервый 2 И-НЕ 2 элемент поступают насчетный вход "+1" реверсивного счетчика 6, на выходе переполнения которого после поступления количествавходных импульсов, равного разностицесс заряда конденсатора поочередноот источников положительной и отрицательной полярности повторяется,Таким образом, в сиГнале записи5треугольной формы его положительныевершины соответствуют началу и концубита информации, а временные интервалы между этими вершинами несут инфор 10 мацию об информационных символах кода.Симметричный стабилитрон 23 приработе устройства в режиме ожиданияпоступления информации (в паузе)15 предотвращает насыщение усилителяОУ 21 и до момента поступления первого бита информации поддерживает напряжение, близкое к максимальномузначению амплитуды треугольного сиг 20 нала, благодаря чему не возникаетпереходной процесс в начальный моментформирования пачки сигналов записи,Напряжение пробоя стабилитрона 23 выбирается.большим, чем максимальная25 амплитуда треугольного сигнала, номеньшим, чем напряжение, приводящеек насыщению ОУ 21,Для информационных сигналов Опкода триггер 9 формирует сигнал30 (фиг. 2 е), состоящий из паузы и импульса, и равный 2 х 7=14 периодамсигнала задающего генератора 1.Таким образом, в канал записимагнитофона 11 поступает сигнал записи треугольной формы (фиг. 2 э), периоды которого для информационных"1" и "О" входного кода имеют отношение 9:7, отличаясь по длительностипримерно на 203 друг от друга,40 45 50е55 между емкостью счетчика и записаннойконстантой (в данном случае 16-9=7),появляется сигнал переполнения(фиг. 2 г), который через третий элемент 2 И-НЕ 7 и элемент 8 задержки осуществляет запись константы в счетчик6 импульсом (фиг. 2 д).Сигнал с выходаэлемента 2 И-НЕ 7 поступает также насчетный вход триггера 9 и устанавливает его в состояние "1". Счетчик 6 повторно просчитывает импульсы, поступающие на его вход "+1", и при равенстве их количества разности между емкостью счетчика и записанной константой на выходе переполнения "Р. вновьпоявляется сигнал (фиг. 2 г), который через элемент 2 И-НЕ 7 перебрасывает триггер 9 в состояние "0", позаднеМУ фронту его выходного сигнала вновь формируется сигнал сдвига,который вызывает на входной шине 4информации появление очередного бита, после чего описанный процесс повторяется,Таким образом, для информационныхсигналов "1" кода триггер 9 формирует сигнал (фиг. 2 е), состоящий изпаузы и импульса и равный по длительности 29=18 периодам сигнала задающего генератора 1 (фиг. 2 а). Этотсигнал преобразуется генератором ГЛИН10 в сигнал. треугольной формы(фиг. 2 з), который подается в каналзаписи магнитофона 11,При установке триггера 9 в состояние "1" положительный сигнал с прямого выхода триггера открывает аналоговый ключ 17 и через резистор 19происходит заряд положительным напряжением конденсатора 22, подключенного к неинвертирующему входу операционного усилителя (ОУ) 21, Постояннаявремени Т заряда выбрана таким образом, чтобы за время полупериода напряжение на конденсаторе 22 достигало не более 1(3 от напряжения положительного источника питания, коммутируемого ключом 17, что обеспечиваетнеобходимую линейность.При перебросе триггера 9 в состояние "0" ключ 17 закрывается и откры- -вается ключ 18, вследствие чего черезрезистор 20 происходит заряд конденсатора 22 от источника питающего напряжения отрицательной полярности.При очередном перебросе триггера9 в состояние "1" вновь открывается,ключ 17 и закрывается ключ 18 и проВ режиме считывания напряжение с линейного выхода канала воспроизведения магнитофона 11 поступает на вход экстрематора 12, формирующего импульсы по положительным экстремальным значениям сигналов, воспроизведенных с носителя магнитной записи, Эти импульсы, поступающие с выхода экстрематора 12, преобразуются формирователем 13 синхроимпульсов в короткиесинхроимпульсы (фиг, 2 к), которые поступают на шину 14 синхроимпульсов, атакже на вход формирователя 15 импульсов информации, который производит дешифрацию сигналов информационных "1" (фиг. 2 л) и сигналов "0" поразличной длительности их периодов,отношение между которыми при воспроизведении даже в худшем случае припереходах "1" в :ф."0" или "0" "1", 1610488составляет 8,5:7,5, отличаясь не менее чем на 117 что вполне достаточно для надежной дешифрации информационных сигналов.Формирование предлагаемым устройством сигналов записи треугольной формы таким образом, что их положи тельным вершинам соответствуют границы информационных битов и выделение их по экстремумам воспроизведенного сигнала обеспечивает помехоустойчивость и надежность работы при воздействии низкочастотных помех и при "плавании" базовой линии воспроизводимых сигналов, а ограничение амплитуды сигналов треугольной формы уменьшает влияние переходных процессов на сигнал записи.Формула изобретения1. Устройство магнитной записи-воспроизведения цифровой информации, содержащее в канале записи задающий генератор, инвертор, три элемента 2 И-ИЕ и входную шину информации, соединенную через инвертор и непосредственно соответственно с входами первого и второго элементов 2 И-НЕ, другие входы которых связаны с выходом задающего генератора, а выходы - со счетными входами реверсивного счетчика, первый и четвертый инфор" мационные входы которого подключены к шине единичного потенпиала, а второй и третий информационные входы - к шине нулевого потенциала, причем выходы переполнения реверсивного счетчика соединены с входами третьего элемента 2 И-НЕ, выходом подсоединенного к счетному входу триггера и через элемент задержки к установочному входу реверсивного счетчика, а в канале воспроизведения последователь но включенные формирователь синхроимпульсов, связанный выходом с шиной синхроимпульсов, формирователь импульсов информации и выходную шину информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности работы при воздействии низкочастотных помех, в него введены генератор линейно изменяющегося напряжения, включенный меж" ду выходами триггера и каналом записи магнитофона, и экстрематор, включенный между линейным выходом воспроизведения магнитофона и входом формирователя синхроимпульсов1Устроиство по п 1 фч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности работы за счетснижения влияния переходных процессовв паузах между информационными сиг 25 налами, генератор линейно изменяющегося напряжения содержит первый ивторой аналоговые ключи, входы управления которых являются входами генератора линейно изменяющегося напряжения, их аналоговые входы подключены соответственно к положительной иотрицательной шинам питающих напряжений, а их выходы через резисторыподсоединены к неинвертирующему входу операционного усилителя, включенного по схеме масштабного усилителя,выход которого является выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, причем между неинвертирующим40 входом операционного усилителя и общей шиной включены параллельно соединенные конденсатор и симметричныйстабилитрон,изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 аказ 3739НИИПИ Госуд Тираж 493 твенного комитет 113035, Москва, по изобрете -35, Раушск Подписноем и открытиям при ГКНТ СССРнаб., д. 4/5