Способ записи информации на магнитный носитель

Союз Советскик Социалистическик Республик(51)М. Кл. с присоединением заявки Мо С 11 В 5/09 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1507.80, Бюллетень Мо 26 Дата опубликования описания 150780(54) СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА МАГНИТНЫЙ НОСИТЕЛЬ1Изобретение относится к областиприборостроения и может быть исполь"зовано в запоминающих устройствах намагнитных дисках, барабанах и ленте.Известны способы записи информа-ции на магнитный носитель, такие какспособ беэ возвращения к нулю (БВН) иего модификация (БВНМ), способ записи с групповым кодированием (4/5БВНМ).Эти способы широко применяются прицифровой магнитной записи, тем неменее они имеют недостатки, Так,при записи способом БВНМ не обеспечена самосинхронизация;Общий недостаток рассмотренныхспособов состоит в том что при ихреализации невозможно передавать более двух бит информации в .периодесигнала воспроизведения 11,Наиболее близкимпо техническойсущности к предложенномуявляетсяспособ з.аписи информации на магнитный носитель, заключающийся в том,что в процессе записи производят логическую обработку информационногосигнала и формируют сигнал записибез возвращения к нулю.Преобразованная информация запи сывается на магнитный носитель спо- ЗО 2собом БВНМ, В результате при последовательной запйсигрупп из 5 знаков интервалы между переключениямитока становятся равными О, 8; 1,6или 2,4 Т, Поэтому при всспроиэведении обеспечивается самосинхрониэация .,сигналов, а окно детектирования привыделений информации составляет.Йнформационная емкость сигналовпри записи способом 4/5 БВНМ составляет 1,6 бита в периоде, ширина энергетического спектра сигнала воспроизведения превышает ширину спектрасигналов способаБВНМ на 20, Такимобразом, по информационной емкости,параметрам спектра и окну детектирования спссоб записи 4/5 БВНМ заметноуступает способу БВНМ и, как следствие этого, позволяет реализоватьменьшую, чем БВНМ, плотность записи 2Целью изобретения является повышение плотности записи и обеспечение самосинхронизации.Цель достигается тем, что при указанной обработке в сигнал записи вво,дят группы перепадов тока, содержа-,;щие нечетное их число с времен м переключения., равным половине периодата расстояние между другими перепадава тока устанавливают равным четному числу интервалов длительностью,. равной половине периода, Отделяютвсе одиночные перепады интерваломдлительностью не менее величины периода,Группы перепадов тока с длительностью, равной половине периода, отделяют с двух сторон от любой другойпоследовательности перепадов интервалами, равными периоду, устанавливают по частотной характеристике воспроизведения пары магнитная головканоситель на уровне 10-18 дБ частотус выхода устройства записи, соответствующую периоду, и при воспроизведении на вход генератора синхросерииподаютдифференциальный сигнал, анедифференциальный сигнал стробируют синхроимпульсами с частотой, соответствующей указанному периоду.На фиг. 1 приведены временные. дйаграмьы сигнапов записи-воспроизве дения; на фиг, 2 показано формирование сигналов записи; на фиг. 3даны сигналы записи, - воспроизведения информативностью 2,22 бит в периоде; а - входной информационныйсигнал, б - перекодированный сигналв -. ток записи; г - сигнал воспроиз"ведения; на фиг, 4 - схема амплитудного корректора; на фиг. 5 - сигнал .воспроизведения, обработанный амплитудным корректором.На фиг, 1 показана последовательность операций при записи инфо)мациийредложенным способом с получениемтрехчастотного сигнала воспроизведенияВходной информационный сигнал(фиг.1,б) подвергается логическомупреобразованию, в результате полу чают:игнал, показанный на фиг.1,в.Преобразование; может быть достигну-,то перекодированием входной информации или прерыванием последовательностей нулей вставками, содержащим не, четное число переключений тока записи с удвоенной частотой способом,показанным на фиг, 2, Этот способобеспечивает информационнуюемкостьСигналов, равную 2 бит в периоде,и самосинхрониэацию, В воспроизводимом сигнале интервалы между пикамииьщульсов могут иметь три значенияТр 2 Тр ЗТ; -Преобразование путем кодированияболее эффективно, так как позволяетполучить сигналы, переносящие в среднем за период более 2 бит информации.При кодировании должнй выпанйтьряследующие правила:- число единиц, следующйх подряддругэа другом (непрерывная последовательность единиц), должно сыть нечетно и ограничено по длине (1, 3,5й единиц);число нулей в непрерывнйх последовательностях должно быть нечетнои ограничеио по длине (1, 3, 5 К нулей);- каждая одиночная единица должна быть отделена от другой такой же единицы не менее чем одним нулем;- непрерывные последовательности. единиц вида 111должны отделяться друг от друга и любых других кодовых комбинаций интервалами 10 (в начале) и 01 (в. конце) .В частном случае, если необходимо получить трехчастотйый сигнал воспроизведения, в котором интервалы между пиками импульсов составляют Т, 2 Тк, ЗТк (фиг. З,г), последовательйости нулей, полученные после преобразования, должны иметь вид О, 000, 00000, а последовательности единиц - 1,111, 11111Преобразованный сигнал (фиг, 1 р) подается на вход счетного триггера, с выхода которого парафазные сигналы поступают на усилители записи,т.е, .ток записи формируется по способу БВН,Следующей необходимой операциейр 5 является уплотнение информации, которое достигается правильной установкой рабочей точки на частотной характеристике пары головка-носительЧастота сигнала на выходе счетного триггера при записи вставок в соответствии с фиг. 2 равна:4 т- о 2. Т Та частота этого же сигнала при записи йоследовательностей единиц вида111,(фиг. 3):1 ( 2:.е-. . -.о 2 Т ТЧастота . синхросерии записи устанавливаетсятаким образом, чтобы40 частоты Р, Р оказались вблизиверхней границй или эа пределами полосы пропускания системы, например,на уровне минус 10 - 18 дБ, При воспроизведении сигналы с частотами Ро45 и Ро будут эажтно ослаблены или небудут воспроизводиться совсем. Сигнал воспроизведения показан нафиг, 1,д.Допускается и иное расположениерабочей точки, например такое, при:котором сигналы вставок будут уве ренно воспроизводиться, Однако вэтом случае полоса частот системыиспользуется неполностью,Преобразование информации по описанным правилам, с учетом получениятрехчастотногб сигнала воспроизведения, выполняется путем деления входной последовательности на группы по5 двоичных знаков в каждой группе и60 замены каждой такой группы группойиэ 9 знаков, Алгоритм кодированияздесь не описывается,так как дн не входит в формулу изобретенияПри кодировании в информацию вно сится избыточность", равная 44 (каждые 4 знака из 9 избыточны), поэтомуинформационная емкость записи составляет 1, 11 бит в периоде. За счетуплотнения, в, результате которогочастоты Ро, Ро перестают воспроизводиться, информационная емкость сигналов воспроизведения повышаетсявдвое и достигает 2,22 бит в периоде,Теоретическая оценка предельнойинформативности в дачном случае составляет 2,33 бит в периоде, 10Запись информации с таким кодированием показана на фиг, 3Основнаячастота сигнала. вобпройзведения.2 2( е" 15. получается на 10 меньше основной .частоты сигналао2 2 Тпри записи исходной информации способом БВНМ без преобразования, так 40как Т11 Т,КСигнал воспроизведения (фиг, 1, д)обладает следующими свойствами:- каждой единице, окруженной сдвух сторон нулями, соответствуютодна полуволна сигнала (один импульс) 1эти импульсы следуют с интервалаье,кратными периоду Т; сигнал меняет полярность при переходе от одной такойединицы к другой, т,е, он аналогиченсигналу БВНМ;- вставкам или последовательностям единиц вида 111, 11111 6 т,д,соответствует сигнал специальной Форьы, являющийся огибающей сигналов счастотой Ро.Перечисленные свойства сигнала 40воспроизведения дают основание говорить, что он обладает тремя состояниями, Благодаря третьему состояниюсигнала, вносимому вставками, повышается информативнрсть, 16Сигналы вставок отлйчаются от им- .пульсов единиц по форме и длительнос-ти, а следовательно, и по спектру,Их можно рассматривать упрощенно каксумму нескольких полуволн, распало- щженных с одной стороны оси. При запи-.си без перекрытия вставки имеют, покрайней мере, вдвое большую длительность, чем;импульсы единиц,Другим важным отличием вставок яр-ляется то, что они не уменьшаются подлительности, и Форма их изменяетсянезначительно при обработке сигналоввоспроизведения с помощью корректирую".щего фильтра, показанного на фиг, 4Такой Фильтр является одним иэ наибо-лее эффективных корректоров сигналоввоспроизведения, известных в настоя"щее время.На фиг, 5, а показан сигнал с маг,нитной головки, получающийся при за писи с перекрытием. Результат обработки этого сигнала амплитудным кдрректором показан на Фиг. 5, б,Таким образом, способ позволяет вести запись с перекрытием при усло 1 вии обработки сигналов воспроиэведения корректором по схеме фиг, 4 илианалогичным ему,Для обеспечения самосинхронизациивыполняется следующая последовательйость операций;- сигнал воспроизведения дифферен"цируется, при этом получается сигнал,показанный на Фиг. 1,е (фазовый .сдвйг, образующийся при дифференциррвании, не показан)1:сигнал прямоугольной Форма (Фиг.ж) 1в этом сигнале имеются ложные импульсы в местах провисания сигнала 1- сигнал с выхода компаратора обрабатывается для устранения ложныхимпульсов.-. из сигнала (фиг, 1,з) формируются импульсы (фиг1,и), которые пос".тупают на вход синхронизации генератора синхросерии, вырабатывающегосинхросигналы с частотами 2 РО и Р(фиг, 1,кл)Выделение информации из сигнала(иг. 1,д) воспроизведения мОжетвыполняться различными способамй, которые широко известны. На Фиг1,м,н,показано амплитудное детектированйе .каждая полуволна сигнала стробируется синхрокмпульсами с помощью элементов И . с определенным порогомсрабатывания,Поскольку пики всех полуволн сиг"налов, включая вставки, находятсядруг от друга на расстояниях, крат."ных периоду Т, то стробирование вы"полняется синхроимпульсами с часто-"той Р как и обычного сигнала приэаписй способом БВНМ. При этом окнодетектирования, как н для способаБВНМ, равно +0,5 Т,Сйгнал воспроизведения (фиг. 1,д)".по своим свойствам во многом аналоги"чен сигналу при записи способомБВНМ, в частности, для обоих этихсигналов важное значение имеет сохранение йиэкочастотных составляющихспектра, По этой причине на входы элементов И подается недифференци" рованный сигнал, С,выходом элементов; И импульсы поступают на логичес-. кое устройство восстановления вста" вок или непрерывных последовательностей единиц (Фиг, 1 о,п), каждой вставке или такой поспедовательности соответствуют два или более импульсов, полученных при стробировании из одной и той же полярностивходного сигнала элементовИПервый из этих импульсов определяет начало вставки, а последний - конец(Фиг 1 р, с),Предложенный способ эа счет болееполного использования полосы частотпары головка-носитель позволит . 1 Ойовысить плотность записи примернойа 20"40 по сравнению с достигнутойпри записи способом 4/5 БВНМ,Способ залиси информации на магнит: ный носитель, заключающийся в томс что в процессе записи -производят логическую обработку информационного сигнала и формируют сигнал записи ,без возвращения к нулю, о т л и ч аю щ и й с я тем что, с целью повыщения плотности записи и обеспечения самосинхронизации При укаэанной обработке, в сигнал записи вводят группы перепадов тока, содержащие нечетное их число с временем переключения,равным половине периода, а расстояние между другими перепадами токаустанавливают равным четному числуинтервалов длительностью, равной половине периода, :отделяют все одиночные перепады интервалом, длительностью не менее, чем величина периода, а группы перепадов тока с длительностью, равной половине периода, отделяют с двух сторон от любой другойпоследовательности перепадов интервалами, равными периоду устанавливаютпо частотной характеристике воспроизведения пары магнитная головка-носитель на уровне 10-18 дв частоту с выхода устройства записи, соответствующую периоду и при воспроизведении навход генератора синхросерии подаютдифференциальный сигнал, а недифференциальный сигнал стробируют синхроимпульсами с частотой, соответствующейуказ анному периоду,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3414894,кл. 340-174.1, опубл. 1977,2. Патент США Р 39 30265,кл. 360-45, опублик, 1974 (прототип) . 1,11 О 111 11 О 11748500 О 1 П 1 О а 1Р 1 Од а И 1 ат 1 а аоюг 1 О О 1 ПОУОа П 11а 11 1 г Составитель И, МироноваТехред М,Келемеш Редакт орректо ловская 46/2 Тираж 662 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская Заказ писное д, 4/5 иап ППП Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная 4