Способ магнитной записи и воспроизведения непрерывного сигнала с использованием широтно-импульсной модуляции

/02 ц) С ически незов тво СССР1979.но-импульсгия, 1978,СИ И ВОССИГНАЛА С УЛЬСНОЙ М(57) Иэобрете ной технике и но в устройст записи и восп относится к импуль ожет быть использовх точной магнитнойизведения непрерывно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИпРи пнт ссо ИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(54) СПОСОБ ИАГНИтной ЗАППРОИЗВЕДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГОиспОльзОВАниеи ииРОтнО-ииДУЛЯЦИИ Изобретение относится к импульсн технике и монет бцть использовано в устройствах точной магнитной записи и воспроизведения непрерывного аиро кополосного сигнала.Цель изобретения - расширение ча тотного диапазона записываемого сигнала и повышение помехоустойчи". вости,На фиг. 1 приведены временные диаграммы при записи методом широтно"импульсной модуляции; на фиг,2- то же, при воспроизведении сигнала 80158043 го широкополосного сигнала. Цель изобретения - расширение частотного диапазона записываемого сигнала и повышение помехоустойчивости. Непре" рывный входной сигнал с использованием широтно-импульсной модуляции записывается в нескольких узкополосных каналах и восстанавливается при воспроизведении путем преобразования сигнала в амплитудно-модулированные и последующего суммирования. При этом амплитудно-модулированные импульсы имеют длительность, равную периоду дискретизации, и задержаны относительно передних Фронтов широтно-модулированных импульсов на период их пов" торения, Огибающая результирующего ф сигнала выделяется фильтром нижних частот. В результате обеспечивают выигрыш в ширине спектра записываемо- С го сигнала, обеспечиваемый многоканальным магнитофоном по сравнению с 3 одноканальным. 3 ил. Фаад тем же методом; на Фиг. 3 - структурная схема устройства, реализующегопредложенный способ.На Фиг. 1 показан однополярный,непрерывный широкополосный сигнал Ц(однополярным можно сделать и двуполярный сигнал посредством добавленияк нему постоянной составляющей). Цифрами 1, 2, 3, , М, И на кривойсигналаобозначены его дискретныезначения, записываемые соответственно в каналах магнитофона с номерами1 у 2 у Зе К, м,431 На Фиг. 1 показаны такие импульсные напряжения 01, 0, О,О, которые записываются соответственно в каналах магнитофона с номерами 1, 2, 3, ,. И, И. Можно записывать не сами напряжения Б Б , Оз11 ю г, Бр, а напряжения, получающиеся в результате их дифференцирования. 10Для восстановления исходного непрерывного сигнала, дискретные знаения которого записаны в Н каналах агнитофона, используются И каналов воспроизведения. В каждом из них осу ществляется преобразование записанной на пленку последовательности широтно-модулированных импульсов (или результат ее диФФеренцирования) в последовательность амплитудно-модули- т 0 рованных импульсов, несущих информаПусть максимальное значение полезных изменений ширины записываемых напленку импульсов равно д 7 . Тогда 5средняя ширина импульсов составляет л( л л ( (о "ми"ю лд,с = -л(8) цию о дискретных значениях исходного непрерывного сигнала, причем амплитудно-модулированные импульсы имеют Ширину, равную периоду дискретизации Т;, и задержаны относительно передних Фронтов широтно-модулированньх импульсов на период их повторения, т.е. на время ИТ,. Это поясняется Фиг. 2, на которой показаны последовательности У, Б, УзБй 1Бамплитудно-модулированных импульсов на выходах каналов воспроизведения соответственно с номерами 1, 2, 3,И, И. Последовательности амплитудно-модулированных импульсов,получающиеся на выходах всех каналов Воспроизведения, складываются, В результате этого получается ступенчатый сигнал О, показанный на Фиг. 2. Гго огибающая, совпадающая по Форме с записываемым сигналом, выделяется с помощью Фильтра нижних частот, имеющего полосу пропускания, равную ширине спектра Рзаписываемого сигнала.Допустим, что имеется одноканальный магнитофон, позволяющий Фиксировать и воспроизводить длительность импульсов с наименьшей шириной, равной 8. Величинамянгде Р - частота верхней границы полосы пропускания канала записи"воспроизведения магни" тофона. 40 45 50 а глубина их широтной модуляции На основании (1) и (3) получают л (,а )л ло мин о Отсюда Минимально допустимый период дискретизации исходного сигнала состав- ляет 2т; ,= гэ - -; - . - ,(т мин ( ) В соответствии с теоремой отсчетовКотельникова максимальная частотаспектра сигнала, который может бытьзаписан на магнитофоне, равна Допустим, что имеется М-канальный магнитофон каждый канал которого фиксирует и воспроизводит длительность импульсов с такой же наименьшей шириной, что и одноканальный магнитофон, т,е. с шириной, равнойЭто позволяет выбрать интервал дискретизации исходного сигнала Тогда максимальная частота спектра сигнала, который можно записать на М-канальном магнитофоне, равна(9) Если М = Имину мальную возможную 2 и зна мин(16) 2мннили Период следования импульсов в каждом из каналов многоканального маг- нитофона При этом можно принять среднюю ширину импульсов в канале а максимальное значение полезных изменений ширины импульсов Тогда глуби на широтной модуля ции импульсов в каждом из каналов магни- тофона Для обеспечения возможности достижения в канале многоканального магнитофона укаэанных параметров импульсов должно выполняться условие которое на основании (б) и (10) можно записать в виде" наименьшее целое число,2большее или равное Исходя из (15), можно записать 5В соответствии с (1 б) и (17) полу- чают 1 - ( ( -- (1 и) 2 2 о мннмин10 Если в одноканальном магнитофонепринято некоторое значение величиныд(, удовлетворяющее условию (18), точисло каналов в многоканальном магнитофоне должно быть не менее Имнн 5 На основании (7) и (9) найдем вы"игрыш в ширине спектра записываемогосигнала, обеспечиваемый И-канальныммагнитофоном по сравнению с одноканальным,л З 0мин "мин о 2 нл л мин1 нмин ( 1 ) у Это означает, цто импульсы в ка" 55налах многоканального магнитофона имеют такие же параметры, что и в одноканальном магнитофоне. При этом одноканальный и многоканальный магнитофоны имеют одинаковую помехоза7,щищенность при записи импульсов.Но многоканальный магнитофон дает выигрыш в ширине спектра записываемого сигнала, определяемый величиной5 21 - с( мин(26) Если принять ИИ и и сохранить Омин/ 2- 1 - , то импульсы в каналахИминмногоканального магнитофона могутиметь следующие параметры: г Имин(29) ф М и Следовательно, в многоканальном магнитофоне при И ) Иможно обеспецить большее, цем в одноканальном магнитофоне максимальное значение полезных изменений ширины записываемых на пленку импульсов и боль 45 шую глубину их широтной модуляций. Это свидетельствует о том, что многоканальный магнитофон имеет большую по сравнению с одноканальным магнитофоном помехозащищенность при записи импульсов, причем выигрыш в помехозащищенности определяется величиной ,а 4- устанавливаемой выражением(28) . 55При ИИ выигрыш в ширинеми испектра записываемого сигнала обеспечиваемый многоканальным магнитофоСравнивая их с параметрами импульсов в одноканальном магнитоФоне определяемыми выражениями (23-25) проходят к вьводу чтодЛ с с причем ЗО ном по сравнению с одноканальным, будет таким же, цто и при И = Ид который определяется соотношением (26).устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 3) содержит генератоо 1 тактовых импульсов с периодом следования Т., распределитель 2 тактовых импульсов по И каналам записывающей цэсти устройства, выходы 2-1, 2-1, ;, 2-И которо" го подключены к первым входам преобразователей 3-1, , 3-, , 3-И дискоетных значений записываемого сигнала в широтно-модулированные импульсы первого1-гоИ-гоканалов, причем к вторым входампреобразователей 1-1 , 1-14-И подключен выход усилителя 3записываемого сигнала, подаваемогона входную шину 11, а к вьходам преобразователей 3-1, , 3-1,3-И подключены магнитные головки 5-15- .5-И первого,-го , И-го каналов записывающейчасти у. геройства. Воспроизводящаячасть устройства содержит считывающие магнитные г;ловки 6-1 6-з.6-И, из выходных сигналов которых усилители-Формирователи 7-1,7-17-И Формирую", последовательности широтно-модулированныхимпульсов. Они подаются на преобразователи 8-1, , 8- , 8-Ипоследовательностей широтно-модули"рованных импульсов в последовательности задержанных на время ИТ амп 1литудно-модулированных импульсов шириной Т;. причем выходы преобразователей 8-1, , 8-ь , 8-И подключены к входам 9-1,., 9-1,9"И сумматора 9 выходных сигналовпервого, , -го , И-го каналов воспроизводящей части устройства, а результирующий сигнал с входасумматора 9 подается на Фильтр нижнихчастот 10, выделяющий огибающую результирующего сигнала, поступающуюна выходную шину 11,Формула изобретенияСпособ магнитной записи и вос"произведения непрерывного сигнала сиспользованием шиоотно-импульсноймодуляции, включающий запись дискретных знацений сигнала с периодомТ; = 1/2 Рнос гле Р макс " максимал ьная ца стота сп е кт ра, и воспроиз.ведение, состоящее из преобразования последовательности широтно-иодулированных импульсов впоследовательность амплитудно-модулированных импуЛьсов с длительностью, равной периоду дискретизации Т выделения огибающей последовательности амплитудно-модулированных импульсов, о тл и ч а ю ц и й с я тем, что, с10 целью расширения частотного диапазона записываемого сигнала и повышения помехозацищенности, запись дискретных значений сигнала с использова" нием широтно-импульсной модуляции15 осуществляется в И узкополосных каналах с номерами 1, 2, , д М, причем в -м канале записывают импульсы с номерами+ КМ, где К = 0,1,2 св , следующие через интервал времени ИТ; и имеющие увеличенную по сравнению с одноканальной записью в И раз длительность, а при воспроизведении в И каналах воспроизведения преобразование последовательности широтно-модулированных импульсов в последовательность амплитудно-модулированных импульсов осуществляют в каждом из каналов, при этом амплитудно-модулированные импульсы задерживают относительно передних Фронтов широтно-модулированных импульсов на период их повторения МТ;, складывают сдвинутые последовательности импульсов и из полученного ступенчатого сигнала выделяют его огибающую.1580431 г.2 оставитель В.Шубин ехред И.Моргентал актор А.Мотыль Т Корректор М.Кучерявая Подписно при ГКНТ СССР крытд енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина,1.,Заказ 2016 Тираж 494 ВИИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Ж