Устройство для линейной стационарной обработки сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 09 ЗОБРЕТЕ ОПИСАН овышение точноючения нелинейструктурная схема онструкция блоков иг, 3 - блок головок,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Рудненский индустриальный институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 1532998, кл. Н 03 Н 15/00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕЙНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной стационарной обработки сигналов, в общем случаемногоканальной, и может быть использовано для формирования канальных сигналовна передающей стороне, разделения канальных сигналов на приемной стороне системы передачи информации с частотным Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейной стационарной обработки сигналов, в общем случае многоканальной, и может быть использовано для формирования канальных сигналов на передающей стороне, разделения канальных сигналов на приемной стороне системы передачи информации с частотным уплотнением каналов, для осуществления оптимальной фильтрации, преобразования гильберта и других линейных операций. Цель изобретения -сти обработки за счет исных искажений.На фиг. 1 приведенаустройства; на фиг. 2 -структурной схемы; на ф 115 Н 03 Н 15/00, Н 03 К уплотнением каналов, для осуществления оптимальной фильтрации, преобразования Гильберта и других линейных операций. Целью изобретения является повышение точности работы устройства, Это достигается за счет исключения нелинейных искажений путем введения в устройство для линейной стационарной обработки сигналов многоканального аналого-цифрового преобразователя на и двоичных разрядов и й/и/ дополнительных дорожек на блоках головок. В результате от электростатической записи многоуровневых сигналов (в прототипе) переходят к электростатической записи двухуровневых сигналов (в предлагаемом устройстве). При записи двухуровневых сигналов нелинейность записи не приводит к их нелинейным искажениям, 3 ил,Устройство для линейной стационарной обработки сигналов содержит многоканальные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, линию 2 задержки, блок 3 взвешивания, сумматор 4, блок преобразования емкостных токов. Блок 5 содержит каналы 6, каждый из которых состоит из преобразователей 7 и 8 тока в напряжение, дифференциального усилителя 9 и интегратора 10,Блоки 2-4 конструктивно объединены (фиг,2), Конструкция состоит из микродвигателя 11, на валу 12 которого закреплен металлический диск 13, на обе стороны которого нанесен тонкий слой сегнетоэлектрического носителя 14 информации, С обеих сторон к металлическому диску пружинами 15 прижимаются блоки 16 головок - незакрепленных дисков, имеющие одну степень свободы благодаря направляющим 17, Каждый блок головок состоит из диэлектрической подложки 18, тонкопленочного сегнетоэлектрического покрытия 19 и нанесенных на сегнетоэлектрик проводящих дорожек 20, на несколько микрон утопленных в сегнетоэлектрик 19. Если сегнетоэлектрик 14 является материальной средой, на которой осуществляется запись, то сегнетоэлектрик 19 на блоках головок необходим лишь затем, чтобы свести к минимуму трибоэлектрический эффект. Чтобы установить необходимую степень прижатия блоков головок к вращающемуся носителю информации, стойка 21 может перемещаться по основанию 22 с помощью микровинта 23. Вал 12 и насаженный на него диск 13 соединены через скользящий контакт 24 с корпусом микродвигателя и общей шиной,Блок головок (фиг,З) содержит концентрические проводящие дорожки 20, Каждая из них содержит головку 25 записи, воспроизводящую головку (не показана), состоящую из первой 0 дк 1 и второй Овк 1 полуголовок, Стирающая головка 26 является общей для всех дорожек блока головок. При работе первого канала устройства СИГНаЛ Овх 1 ПОСтУПаЕт На ПЕРВЫЙ ВХОД МНО- гоканального АЦП 1. На соответствующих выходах АЦП с частотой, равной частоте дискретизации, появляется параллельный двоичный код в виде коротких импульсов, соответствующих "единицам", и пауз, соответствующих "нулям", При этом, если Овх.1О, то импУльсы положительные, а если Овх,1О, то импУльсы отРиЦательные, Импульсы поступают на соответствующие записывающие головки 25 и осуществляют запись на проходящих в непосредственной близости участках сегнетоэлектрика, которая заключается в остаточной поляризации сегнетоэлектрика, характеризуемой остаточным электрическим смещением Ог. При этом величина Ог может принимать только три значения; +Ог 1, - Ог 1 и О, Затем участки сегнетоэлектрика с записью проходят в течение времени Л с (которое во много раз превышает длительность записывающих импульсов) в непосредственной близости с воспроизводящими полуголовками, занимающими почти всю длинудорожки, наводя на них заряды Л 0 = Ог Л Я, где Л Я - малая площадка воспроизводящей полуголовки, находящаяся в непосредственной близости с полоской поляризованного сегнетоэлектрика. При,известном угловом размере полоски записи от одного импульса заряды, наведенные от одной кодовой комбинации(3) Аналогично для второй полуголовки и д Л 1 и30 0 0 вц аУ г ;21-1 1=1О 1=1 х(С - С)31 Я 1: (Г) с 1 Г.(4) Здесь Т - период, соответствующий частоте дискретизации. Нетрудно видеть, что погрешность дискретизации по времени (погрешность замены суммы интегралом) тем меньше, чем выше тактовая частота, Причем 40 увеличивать тактовую частоту можно, насколько позволяет АЦП 1, без каких-либо изменений блоков 2 - 5. Поскольку Ог может пРинимать значениЯ 01+ О,1 или - Ог в зави- СИМОСтИ От ЗНаКа СИГНаЛа Овх,1 И ЗНаЧЕНИй 45 разрядов его кодовой комбинации, постолькусумма, находящаяся под знаком интеграла в (3) и (4), пРОпОРциональна Овх,1 = Овх.1. Т.Е. и50,Я 21 1 О г (С - т) = а 1 О вх 1(С - т),=1а 1 =сопзс,ЗДЕСЬ Овх,1 - СИГНаЛ, КОтОРЫй ПОЯВИЛСЯ бЫ 55 на выходе ЦАП (в устройстве ЦАП отсутствует), если бы на его вход поступил код сигнала Овх.1 Нетрудно видеть, что сигналы Овх,1 И Овх.1 ОтЛИЧаЮтСя В ПрсцЕНтНОМ Отношении не более, чем на малую величину 0,5 2 " (погрешность дискретизации по СИГНаЛа Овх,1 На СООтВЕтСтВУЮЩИХ ВОСПРО- изводящих полуголовках, равныЛ 0 дц= ОгЛЯдц= Ог(с - р/гд)ах 5Х 2 " 914 р/в) Лгр, (1)Л 0 вц= Ог ЛЯвц = Ог(с - гр/в) а Хх 2 " 91 (р/го) Лгр. (2)Заменив р/щ на г(с - время перемещения вращающегося диска на угол у), произведя 10 суммирование зарядов Л 0 по длине воспроизводящей полуголовки, и заменив (основанием для такой замены служит приближенное интегрирование по методу прямоугольников), затем сумму интегралом, получим 0 д 1 и 0 вц, Поскольку все первые полуголовки, соответствующие первому трансверсальному фильтру с импульсной характеристикой (ИХ) 91(т) соединены между собой, их общий заряд равен сумме заря довуровню). Поскольку входные сопротивления преобразователей 7 и 8 тока в напряжение очень малы, можно считать, что все соединенные между собой первые полуголовки А 11 - А 1 п являются обкладкой закорочен ного конденсатора (второй обкладкой является соединенный с общей шиной металлический диск 13). То же самое можно сказать о вторых полуголовках В 114-В 1 п.Ескостные токи этих конденсаторов, совпа дающие с входными токами преобразователей 7 и 8, равны соответственноц= бОА/бт, с = б 0 в/бс. (6)Напряжения на выходах преобразователей 7 и 8 пропорциональны входным то кам01= - агц, Ог = - аг а аг = сопзт, (7) Напряжение на выходе дифференциального усилителя 9 равно20О (с) = аз(01-Ог)= - аг аз(цг) =(8)Сигнал на выходе интегратора 10 равен25Овых.1 = (1/ВС)О (т) бт, (9).Если учесть (3)-(9) и тот факт, что д (г) : д (г) -д (г): д (т) + д (г), 30получимЬтОвых.1 = ф . 91 (Г) Овх 1 (1 г) б т,р = сопзт.(10) 35Все встречавшиеся коэффициенты пропорциональности можно выбрать такими, чтобы Р = 1. Тогда выражение (10) представляет собой интеграл Дюамеля, а канал устройства - трансверсальный 40 фильтр с ИХдф). Длительность ИХ - Ь, Вид ИХ определяется рисунком первых и вторых полуголовок А 11 - А 1 п и В 11 - В 1 п, Аналогично обстоит дело с остальными фильтрами (каналами устройства). В том случае, когда 45 на все каналы подается один входной сигнал (например, при разделении группового сигнала на канальные при частотном уплотнении), АЦП выполняется одноканальным,50 все головки записи объединяются в одну записывающую головку (подобно тому, как выполнена стирающая головка).Формула изобретения Устройство для линейной стационарной обработки сигналов, содержащее последовательно соединенные многоканальные линию задержки, блок взвешивания, сумматор и блок преобразования емкостных токов, причем многоканальные линия задержки, блок взвешивания и сумматор выполнены в виде перемещающегося металлического диска с нанесенными на обе стороны рабочими слоями из сегнетоэлектрика, поляризуемого в перпендикулярном направлении при записи, по обеим сторонам которого расположены головки записи, воспроизведения и стирания, выполненные емкостными в виде проводящих покрытий,а головка воспроизведения выполнена в виде первой и второй полуголовок, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что, с целью повышения точности обработки за счет исключения нелинейных искажений, введены многоканальный и-разрядный аналого-цифровой преобразователь, выходы которого соединены с входами многоканальной линии задержки, и п - 1 дополнительных головок записи и воспроизведения в каждом канале, причем первые полуголовки воспроизведения К-го канала с одной стороны ограничены окружностью радиуса годк(, а с другой стороны - кривойгдк (р) = дгадк + 2 а 2 цк к (р),а ворые полуголовки воспроизведения с одной стороны ограничены окружностью радиуса говк;, а с другой стороны кривойгвк (р) = говк +2 а 2 д(, - (р)где ) = 1 кп а - постоянный коэффициент;91+ (о) и 91 (ф) - положительные и отрицательные участки импульсной характеристики, выходы первых полуголовок воспроизведения К-го канала объединены и выходы вторых полуголовок воспроизведения К-го канала также объединены, 17217941721794 10 аказ 963 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., 4/5 КНТ СССР Производствен ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель С Музычук Редактор Н,Тупица Техред М,Моргентал Корректор М,Шарош