Устройство для линейной стационарной обработки сигналов

(51)4 ц 5/00 Н 03 К 5/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТ 21) 4326859/24- 922) 11.11.8746) 30.12.89. Бюл, Р71) Рудненскнй индус.зле шен 8риальный ин Ус бл пр з ьство ССС 5/01, 198 ЕЙНОЙ СТА 1 ОВ алы 5 ерсал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛНАРНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛ(57) Изобретение относится к радио 2ктронике. Цель изобретения - повыие точности обработки сигналов, ройство содержит линию задержки 1, к взвешивания 2, сумматор 3 и блок образования (БП) 4 тока в напряжесостоящий из каналов 5, каждый которых содержит преобразователи 7 тока в напряжение, дифференциный усилитель 8 и интегратор 9. ь достигается введением БП 4,какоторого образуют набор трансьных фильтров, имеющих связь одного и входного сигналов. 5 ил,Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для линейнойстационарной обработки сигналов, вобщем случае, многоканальной и можетУ5быть использовано для формированияканальных сигналов на передающей стороне, разделения канальных сигналов1 а приемной стороне системы передачиинформации с частотным уплотнениемканалов, для осуществления оптимальНой фильтрации, преобразования Гильрерта и других линейных операций,Цель изобретения - повышение точности обработки сигналов,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства для линейной стационарной обработки сигналов; на Фиг,2 конструктивная схема устройства; наиг,За - импульсная характеристикао дного из Фильтров устройства; наиг,36 - головка воспроизведения, наиг,4 - головка записи, криволинейнаявоспроизводящая головка одного изфильтров и общая головка стирания,на 25фиг,5 - вольт-кулонова характеристикаконденсатора с сегнетоэлектриком.Устройство для линейной стационарной обработки сигналов содержит линию 1 задержки, блок 2 взвешивания30сумматор З.и блок 4 преобразования тоХа в напряжение,Блок 4 содержит каналы 5, каждыйиз которых включает преобразова.тели6 и 7 тока в напряжение, дифференциЬнньпЪ усилитель 8 и интегратор 9,Пример реализации линии заДержки, блока взвешивания и сумматора, изображенных на фиг. 1, в видеблоков 1,2 и 3, представлен на фиг.2,Механическая часть устройства(фиг,2) содержит электродвигатель 1 О,на валу 11 которого закреплен (многодорожечный дисковый) носитель 12 информации, состоящий из металлическойподложки 13, на обе стороны которой45нанесены рабочие слои носителя 14 изсегнетоэлектрика. К двухстороннему носителю 12 с обеих сторон пружинами .15прижимаются блоки головко 16 - незакрепленных дисков, имеющих одну степень свободы благодаря направляющим 17,К.аждьп блок головок 16 состоит из диэлектрической подложки 18 и нанесенных на нее проводящих дорожек 19.На каждой дорожке - головки записи истирания со сосредоточенными параметрами и головка воспроизведения, определяюшая вид импульсной реакциифильтра, с распределенными по длине параметрами. Чтобы установить необходимую степень прижатия дисков блс ка головок 16 к носителю 12, стойка 20 может перемещаться по основанию 21 с помощью микровинта 22, Вал 11, а вместе с ним и металлическая подложка 13 соединены через скользящий контакт 23 с корпусом двигателя и заземлены,На фиг,За приведен пример импульсной реакции одного из фильтров (" ) - (С) + (л) (1)Р где д+(Г) = рпри(С) ) 0;д (7) = р Ы) при р( 0.(2)Если бы носитель информации был не дисковый, а ленточный (как в прототипе), то проводящая дорожка, образующая головку воспроизведения данного фильтра, имела бы вид, показанный на фиг.36. Головка (Фиг.36) состоит из двух полуголовок, Криволинейная граница полуголовки А (проводящих участков, соединенных между собой шиной А),описывается уравнением у=у (х) =брсд+(х/ч) =1 ср+( ), (3) а криволинейная граница полуголовки В (проводящих участков, соединенных шиной В) у=; (х) =1 г, (х/ ) =М (,), (4) где "к - постоянная величина (коэффициент пропорциональности), х,у - пространственные координаты (Фиг,36); ч - линейная скорость носителя=х/ч - время прохождения носителем пути х, При этом площади 8 (х) и 8 (х)А В полуголовок А и В распределены вдоль координаты х по законам, соответствующим Функциям;8, (") и (") 48 (х)=у (х) с 3 х=1 сд+(7)х(5) д 8 (х) =/у (х) /х=1 с/д ( ) / схНа фиг,4 схематически показана поверхность дискового блока головок, примененного в устройстве, Цифрами 1,11,111,1 Ч, обозначены номера дорожек. На 11-й дорожке (24 - головка записи), 25 и 26 - полуголовки А и В воспроизведения, 27 - головка стирания, общая для всех дорожек блока головок.5 1532998 бВ полярных координатах т,урав- одинаковыми, необходимо чтобы ширинение криволинейной границы полуго- на дорожки была в первом приближений ловки А 11-й дорожки имеет вид обратно пропорциональна радиусу дорожт = т ( ф . Обозначим внутренний ра- . ки,я я5диус полуголовки через г (фиг,4),Тог- На Фиг,5 показана зависимость (гисда дифференциал площади полуголовки, терезисная) заряда Я от напряжения как Функции угларавен Б для конденсатора с сегнетоэлектриком. Точно такая же зависимость электф 8 (Ч)=Гг (9) - г 1 - =Инд 2 Я 10оического смещения Р от напряже -ности электрического поля Е, Приг (ч) - тгя - т, электростатической записи сегнетоэлект 2 (б) рик находится между обкладками конденсатора (одна обкладка - головка 2415 заниси другая - заземленная проводящая подложка 13), к которому подведенонапряжение записи, При этом сегнетоэлектрик поляризуется, Режиму корот(7)кого замыкания конденсатора (режимувоспроизведения) соответствует точкас координатами Чтобы распределение площади полу- головки А по координате 4 соответствовало Функции 20 где ы - угловая скорость вращениядиска носителя;": /Ф - время поворота носителя науголуравнение криволинейной границы полу 25 головки А должно удовлетворять ра- венству ч = 0 С 3 =+Яили с координатами Б = 0, Я = -0где. ) - остаточный заряд на обкладкахчконденсатора,Электрическое смещение, соответствующее этому режиму, обозначим Рч,Между процессами поляризации сегнетоэлектрика и намагничивания ферромагнетика существует аналогия, на основании которой можно утверждать, чтопроцессы электростатической записи,воспроизведения и стирания с перпендикулярной поляризацией аналогичныпроцессами магнитной записи, воспроизведения и стирания с перпендикулярным намагничиванием. В качестве материала для изготовления рабочегослояносителя можно использовать сегнетокерамику, применяемую при производстве варикондов. Самопроизвольный распад остаточной поляризации происходитв первые 2-3 мин после снятия поляризующего напряжения. При этом остаточная поляризация снижается на 10-153, В предлагаемом устройстве записанная информация сохраняется всего лишь доли секунды. За такое малое время снижения остаточнойполяризации практически не происходит чья (4 =М+(ч/ ы ) 4 Ч 1 с = сопз т, (8)откуда с учетом (6) получаем 30 я (сР) год х х алогично границ полуголоблоне) графопоограф) должен рамулам (9) и (10), ализировать первое мул для реального При вычерчивании вок на маске (фотош строитель (координа ботать по точным Фо Однако полезно проа приближение этих фо орожки много иуса дорожки,да шир реннег случая,меньше в 21 ц В этом случае, воспольэовавшприближенной Формулой 0/2 получимч /ы ),. И)-т отает устроичто каждому своя дорожка на Рассмотрим о, При этом ьтру соответ ителе инФорм ожка на блок а ч Из (11) венствах (9 от е(Й бл чтобы макси ных реакций ных рать г (Ч)ля тогоимпульсбыли в то едует, чт и (10) за вуеии и своя проводящаяок, Количествоов, входящих но ка к линейнои, льные значения трансверсальных всех доро(19) в устройство, определяется числом дорожек на обеих сторонах носителя. Процессы записи, воспроизведения и стирания осуществляются непрерывно во времени.5Вращение электродвигателя 10, аследовательно, и носителя 12 информации приводит к тому, что каждый учас, ток носителя 12 последовательно проходит мимо неподвижных головки 24 запи 10си головки воспроизведения (двух по,луголовок 25 и 26) и головки 27 сти рания (фиг,4). Входные сигналы устроиства (ББ ву-)П рук) поступают на головки 24 записи, С полуголовок , 25 и 26 воспроизведения канала осуУ ; ществляющих взвешивание и суммированиее запаздывающих входных сигналов, , сигналы поступают на входы каналов 520 (фиг.1), Выходы каналов 5 являются выходами устройства. Покажем, как связаныы выходной и входной сигналы одного трансверсального фильтра (одного канала устройства). 25Заряд на бесконечно малом участкед Я воспроизводящей головки связан с остаточным электрическим смещением .находящегося в непосредственной близости бесконечно малого участка но 30сителя равенствомЦ = ПВ (12)С учетом равенств (7) и (8) для полуголовки А и аналогичных им равенств для полуголовки В получаем 35 ц = Вд 8, (4 =И/д (ф )Ч (1 З) Учитывая запаздывание записанногосигнала и тот факт, что д= ыд,40найдем заряды на полуголовках А и Вл(14)где , - максимальное время задержкизаписанного сигнала - времяпрохождения точки носителяот начала до конца воспроиэводящей головки (см,фиг,Заи 4),Поскольку входные сопротивления преобразователей 6 и 7 тока в напряжение (фиг.1) очень малы, можно считать, что полуголовки А и В образуютносителем два закороченных.конденсатора, Токи через эти конденсаторы,совпадающие с входными токами преобразователей 6 и 7, равны д,=,10,/ дс, 1=ИО /в с, (15)Напряжение на выходах преобразователей 6 и 7 пропорциональны входным токам 1 = 11.1 ь П= -1 С,1 , (16) Напряжение на выходе дифференциального усилителя 8 (фиг,1) равно П(О = 1,Й 1- П,) - -11(1(о. - е-)Й (17) Сигнал на выходе интегратора 9= 1 с д,(С) -1 д 11 Р(с -С) сУс, (18) Если учесть, что на основании(т) и что остаточное электрическое смещение пропорционально сигналу записи (линейная запись),т,е, входному сигналу трансверсального фильтра, полулчим "лзлЗ13 ( (е) - кдБ 8(с - ) дс, (20)о Выберем коэффициенты пропорциональности К,К ,К такими, чтобы К =1.Тогда выражение (20) представляетсобой интеграл Дюамеля, а канал устройства - трансверсальный фильтр симпульсной реакцией р, вид которой определяется рисунком полуголовоквоспроизведения А и В. Длительностьимпульсной реакции - конечная, каку любого трансверсального фильтра,Аналогично обстоит дело с остальнымиканалами (фильтрами), В том случае,когда на все каналы подается одинвходной сигнал (например, при разделении группового сигнала на канальныепри частотном уплотнении), в блокеголовок все головки записи можно объединить. в одну записывающую головку,аналогично тому как выполнена головка 27 (фиг,4),9 15329Использование изобретения позволя- . ет получить набор трансверсальных фильтров, При этом устройство получается менее громоздким (планарная конструкция головок), технологичным 5 (при изготовлении устройства используется только освоенные промьппленностью технологии), решена проблема равномерного прижатия носителя к вос 10 производящей головке по всей ее длине. Формула изобретенияУстройство для линейной стационарной обработки сигналов, содержащее последовательно соединенные линию задержки, блок взвешивания и сумматор, причем входы линии задержки являются входом устройства для линей О ной стационарной обработки сигналов,93 1 Оа линия задержки выполнена в виде равномерно перемешающегося носителя информации, вдоль которого расположены головки записи, воспроизведения и стирания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности об. - работки сигналов, введен блок преобра" зования тока в напряжение, входы которого соединены с выходами сумматора, а выходы являются выходом устройства для линейной стационарной обработки сигналов, причем носитель информации выполнен в виде металлического диска с нанесенными на обе стороны рабочими слоями из сегнетоэлект- рика, поляризуемого в перпендикулярном направлении при записи головки записи, воспроизведения и стирания выполнены емкостными и расположены по обеим сторонам носителя информации,с л С М Заказ 8107/57 Тираж 884 ПодписноеЙНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор 10 1 агар Со тавите ь , узычуРедактор А.Лежнина Техред М.Ходанич Корректор Н.Корол