Многоканальное устройство для записи и воспроизведения аналоговой информации

(5)5 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ыи универсиевенкоимента, 1980,агнитофоны и фиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения - расширение ди" намического диапазона регистрируемых сигналов и повышение достоверности регистрации аналоговой информации. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок 7 компараторов, мультиплексоры 8, 9, блоки 10, 15 выборки - хранения, четыре аналоговых ключа, два сумматора 12, блок 13 компрессии сигнала, аналоговые инверторы 14, 36, блок 25 декомпрессии сигнала, схемы И - НЕ 29, 33, одновибратор, цифровой инвертор 34, два2 ил.25 ЗО 35 40 45 50 Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам магнитной записи и воспроизведения информации, и может быть использовано -при создании прецизионных многоканальных систем регистрации широкополосных аналоговых сигналов,Цель изобретения - расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов и повышение достоверности регистрации аналоговой информации.На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы,Устройство содержит блок 1 усилителей-сумматоров, блок 2 опорных напряжений, первый коммутатор 3, генератор 4 тактовой частоты, делитель 5 частоты, первый блок б управления, блок 7 компараторов, первый мультиплексор 8, второй мультиплексор 9, первый блок 10 выборки- хранения, первый аналоговый ключ 11, первый сумматор 12, блок 13 компрессии сигнала, первый аналоговый инвертор 14, второй блок 15 выборки-хранения, второй аналоговый ключ 16, первый формирователь 17, второй формирователь 18, видеомагнитофон 19, канал 20 пилот-сигнала, частотный модулятор 21, второй коммутатор 22, блок 23 видеоголовок, частотный демодулятор 24, блок 25 декомпрессии сигнала, блок 26 выделения тактовой частоты, кампаратор 27, блок 28 выделения цикповой частоты, второй элемент И-НЕ 29, третий аналоговый ключ 30, второй сумматор 31, одновибратор 32, первый элемент И-НЕ 33, цифровой инвертор 34, четвертый аналоговый ключ 35, второй аналоговый инвертор 36, третий коммутатор 37, второй блок 38 управления, блок 39 фильтров нижних частот, блок 40 выделения информационных сигналов.Входные шины устройства соединены через блок 1 усилителей-сумматоров с информационными входами первого коммутатора 3, генератор 4 тактовой частоты одновременно соединен через первый блок 6 управления с управляющими входами первого коммутатора 3 и через делитель ,э частоты с входом канала 20 пилот-сигнала видеомагнитофона 19 с последовательно включенными частотным модулятором 21, блоком 23 видеоголовок и частотным демодуляторам 24, а также с вторым коммутаторам 22, подключенным к другому входу блока 23 видеагаловок блоки 28 выделения цикловой и 26 тактовой частоты подключены через второй блок 38 управления к управляющим входам третьего коммутатора 37, соединенноГо через последовательна включенные блоки 39 фильтров нижних частот и выделения информационных сигналов 40 с выходными шинами, Блок 2 опорных напряжений соединен с задающими входами блоков усилителей-сумматоров 1 и выделения информационных сигналов 40. Входы блока 7 кампараторов подключены к выходам блока усилителей сумматоров 1, информационные входы первого мультиплексора 8 соединены с прямыми выходами блока компараторов 7, а управляющие входы - с выходами первого блока 6 управления. Второй мультиплексор 9 информационными выходами соединен с инверсными выходами блока коммутаторов, а управляющими - с теми же выходами первого блакка б уп равпения, В устройстве пбследавательно соединены первый блок 10 выборки-хранения, первый аналоговый ключ 11, первый сумматор 12 и блок 13 компрессии сигнала, подключенный выходом к входу частотного модулятора 21 видеомагнитофона 19, при этом информационный вход первого блока 10 выборки-хранения соединен с выходом первого коммутатора 3, а управляющий вход - с выходам первого мультиплексора 8. Последовательно соединены первый аналоговый инвертар 14, вторым входом подключенный к выходу первого коммутатора 3, второй блок 15 выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с выходам второго мультиплексора 9, и второй ачалоговый ключ 16, выходом подсоединенный к второму входу первого сумматора 12. Первый и второй формирователи 17 и 18 входами подключены соответственна к выходам первого и второго мультиплексоров 8 и 9, а выходами - к управляющим входам первого и второго ключей 11 и 16, Последовательно соединены 25 декомпрессии сигнала, входом подключенный к выходу частотного демодулятора 24 видеомагнитофона 19, а выходом - одновременно к блокам 26 и 28 выделения тактовой и циклавай частоты, компаратар 27, второй элемент И-НЕ 29, первый вход которого соединен с выходом компаратара 27, третий аналоговый ключ 30 и второй сумматор 31, выход которого соединен с информационным входам третьего коммутатора 37, а также последовательно соединены одновибратор 32, подсоединенный входом одновременно к выходу блока 26 и второму входу первого элемента И-НЕ 33, и первый вход первого элементэ И - НЕ 33, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ 29. Кроме того, введены последовательно соединенные цифровой инвертоо 34, входом подключенный к управляющему входу третьего аналогового ключа ЗО и выходу второго элемента20 25 50 И - НЕ 29, четвертый аналоговый ключ 35 и второй аналоговый инеертор 36, выход которага подключен к второму входу второго сумматора 31, тогда как информационные входы третьего 30 и четвертого аналоговых ключей 35 подсоединены к выходу блока 25 декомпрессии сигнала.Устройство работает следующим образом.В режиме записи информация по входным шинам (фиг,2,1 д - временные диаграммы представлены при наличии сигнала на 1-й входной шине О) поступает на входы блока усилителей-сумматоров 1, где суммируется с опорными напряжениями блока 2 Оо 1 (1 = 1И). Преобразованная таким образом информация поступает на М входов первого коммутатора 3, причем на ега (М+ 1)-й вход подается опорное напряжение Чоз (пусть Я = 1) также с блока 2. Этот канал используется в качестве служебного для записи импульса цикловой синхронизации, частота следования которого 1 ц = 1 т/И+ 1, а длительность тц= тт, где т т = 1/2 тт - длительность тактового импульса,Однаверменна информация с й выходов блока 1 усилителей-сумматоров поступает на входы М компараторов блока 7, при зтом на прямых выходах компаратарав появляется сигнал логической "1" при положительном значении информационного сигнала нэ входе (фиг.2.4 д), а на инвеасных выходах компараторов сигнал логической "1" появляется при отирицательном значении информационного синала на входе (фиг.2.8 д). Цифровая информация с И прямых выходов блока 7 постулает на входы первого мультиплексора 8,а с инверсных - на входы второго мультиплексора 9.Одновременно с выхода генератора 4 сигнал тактовой частоты гт (фиг,2,2 д) поступает на входы делителя 5 и блока 6. Делитель 5 формирует высокостабильный полукадровый синхроимпульс, который поступает в канал 20 пилот-сигнала ВМ 19. Первый блок 6 управления управляет первым коммутатором 3, первым мультиплексором 8 и вторым мультиплексором 9, подключая с частотой 1 т их входы к их же выходам. В результате на выходе первого коммутатора 3 появляется двуполярный групповой АИМгр = сигнал (фиг.2,3 д), в катарам присутствуют дискретизованные в соответствии с теоремой Котельникова информационные сигналы и сигнал цикловой синхронизации. Групповой АИМгр - сигнал поступает на вход первого блока 10 выборки-хранения и после инвертирования первым аналоговым инвертором 14 - на информационный вход второго блока 15 выборки-хранения,Первый мультиплексор Й и вторсй мультиплексор 9 вырабатывает импульсы длительностью т= тт, причем в 1-м такте (что соответствует прохождению 1-го АИМ-импульса в канале первого коммутатора 3) импульс на выходе первого мультиплексора 8 появляется лишь в том случае, если значение информационног" сигнала в 1-м канале положительное (фиг.2,6 д); а на выходе второго мультиплексора 9, если значение сигнала в 1-м канале отрицательное (фь:г.2.7 д). Импульсы с выхода первого мультиплексора 8 подаются на управляющий вход первого блока 10 и вход первого формирователя 17, а с выхода второго мультиплексора 9 - на управляющий вход второго блока 15 ь вход второго формирователя 18, При наличии в 1-м такте управляющего импульса на управляющем входе первого блока 10 последний запоминает величину положительнога значения О и хранит его в течение тх =1Т, = - , подавая на вход первого ключа 11,.1 тПри наличил управляющего импульса в 1-м такте на управляющем входе второго блока 15 последний запоминаь г на время1Ь = Тт = - ,величину отрицательного напряттжения Оь но также положительного значения, так как ранее группой АИМгр - сигнал проинвертирован первым аналоговым инвертьтрам 14, и подает на вход второго ключа 16. Первый формирователь 17 формирует по переднему фронту входных импульсовттимпульс длительностью - (фиг.2.8 д) и пода 2ет ега на управляющий вход первого ключа 11. Второй формирователь 18 с приходом очередного импульса также формирует имттпульс длительностью - и с временем за 2ттдержкиз = - (фиг.2.9 д), поспе чего подает2его на управляющий вход второго ключа 16. При наличии импульсов на управляющих входах первого и второго 16 ключей последттние разрешают на время - прохождения2положительных и проинвертированных отрицательных значений АИМгр - сигнала на входы первого сумматора 12. Первый сумматор 12 производит сложение сигналов, поступающих с выходов первого 11 и второго 16 ключей, и формирует на своем выходе униполярный АИМтр - сигнал, в котором дли.тт тельность канального импульса - , а знак канального сигнала определяет местоположение канального импульса на отрезке Тт 1615792- , (фиг.2.10 д). С выхода сумматора 12 уни1 тполярный АИМгр -сигнал постунеет на вход блока 13 компрессии сигнала. последний представляет собой нелинейный преобразователь, который ослабляет сигналы высоких уровней (-Омакс) до требуеее значений и практически не ослебяяет урееии сигналов, соответствующихииийееаыаам(-Омин) значениям требуемого дииевечееквго диапазона. В качестве блока коэерии: может быть использовано известное устройство сжатия сигналов, осуществляющее логарифмическую зависимость между входом и выходом. После преобразования в блоке 13 униполярный АИМгр -сигнал поступает в частотный модулятор 21, блок 23 магнитных головок, переключение которых с дорожки на дорожку в современных видеомагнитофонах с двумя вращающимися головками осуществляет собственный второй коммутатор 22 (1 - 3), и записывается на магнитную ленту ВМ 19, В режиме веспроизведения информация с магнитной ленты с помощью блока 23 и частотного демодулятора 24 преобразуется в электрический иещульснцй АИМр-сигнал и поступает с выхода демодулятора 24 на вход блока 25 деемпрессии сигнала, который выполняет операцию, обратную выполняемой блохем хемпрессии, где восстанавливается до первоначальнцх значений и поступает одновременно на входы блоков выделения тактовой частоты 26 и выделения цикловой частоты З, компаратора 27 и информационные входы третьего 30 и четвертого 35 ключей. Блок 28 вырабатывает сигнал цикловой синхрвнизации с частотой 1 ц, который поступает нв вход второго блока 38 управления. Беж 26 вырабатывает сигнал тактовой частоты б (фиг,2.11 д), который поступает одновременно на один из входов второго блока 38, на вход одновибратора 32 и один из входов первого элемента И-НЕ 33. Одновибратор 32 по переднему фронту импульсаХт вырабатывает импульс длительностью 2 (фиг.2.12 д), который поступает на второй вход элемента И - Н Е ЗЗ. Результат логической операции элемента 33 (фиг.2.13 д) поступает на один из входов второго элемента И-НЕ 29, на другой вход которого поступаХтют импульсы длительностью - и уровнем2логической единицы с выхода мищпаратора 27 (фиг.2.14 д), который сребетцеает с приходом каждого очередного канального импульса униполярного АИМр-сигнала, Результаты логической операции второго элемента 29 (фиг,2,15 д) поступает на управ 5 10 20 25 30 35 4 О 45 50 55ляющий вход третьего ключа 30 и через цифровой инеертор 34 (фиг. 2.16 д) -управляющий вход четвертого ключа 36.Как видно из временных диаграмм (фиг 2.10,15 д), третий ключ 30 разрешает прохождение только сигналов (канальных АВНЮ - импульсов), соответствующих первонечельио положительным значениям инфервецивнных сигналов в 1-м такте и подает их на один иэ входов второго сумматора 31. Четвертый ключ 35 разрешает прохождение (Фиг, 2.10 д, 16 д) только сигналов (канальных АИМ-импульсов), соответствующих первоначально отрицательным значениям информационного сигнала в 1-м такте, после чего эти сигналы инвертируются вторым инвертором 36 и поступают на второй вход второго сумматора 31. В результате на выходе второго сумматора 31 появляется первоначальный двуполярный АИМ-сигнал (фиг.2.17 д), который и подается на информационный вход третьего коммутатора 37, Второй блок 38, тактируемый 1 и ц, управляет третьим коммутатором 37, который осуществляет разделение АИМгр-сигнала на канальные АИМ-сигналы, поступающие на й входов блока 39 фильтров нижних частот, осуществляющего восстановление канальных АИМ - сигналов в соответствующие аналоговые сигналы по каждому из записываемых каналов. В блоке 40 восстановления информационных сигналов происходит вычитание опорного напряжения Ооь поступающего на его задающий вход от блока 2 опорных напряжений, и необходимое усиление, после чего аналоговые сигналы, адекватные исходным, поступают на Й выходных шин.формула изобретения Многоканальное устройство для записи и воспроизведения аналоговой информации, содержащее входные шины, соединенные через блок усилителей-сумматоров.с информационными входами первого коммутатора, генератор тактовой частоты, соединенный через первый блок управления с управляющими входами первого коммутатора и через делитель частоты - с входом канала пилот-сигнала видеомагнитофона, блоки выделения цикловой и тактовой частоты, подключенные через второй блок управления к управляющим входам третьего коммутатора, соединенного через последовательно включенные блоки фильтров нижних частот и выделения информационных сигналов с выходными шинами, блок опорных напряжений, соединенный с задающими входами блоков усилителей-сумматороврасширения динамического диапазона сигналов при записи-воспроизведении и повышения достоверности регистрируемой информации, в него введены блок компараторов, входы которого подключены у выходам блока усилителей-сумматоров, первый мультиплексор, информационные входы которого соединены с прямыми выходами блока компараторов, а управляющие входы - с выходами первого блока управления, второй мультиплексор, информационными входами соединенный с инверсными выходами блока компараторов, ауправляющими - с упомянутыми выходами первого блока управления, последовательно соединенные первый блок выборки-хранения, первый аналоговый ключ, первый сумматор и блок компрессии сигнала, выходом подключенный к входу частотного модулятора видеомагнитофона, при этом информационный вход первго блока выборки-хранения соединен с выходом первого коммутатора, а управляющий - с выходом первого мультиплексора, последовательно соединенные первый аналоговый инвертор, входом подключенный к выходу первого коммутатора, второй блок выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, и второй аналоговый ключ, выходом подсоединнный к второму входу первого сумматора, первый и второй формирователи, входами подключенные соответственно к выходам первого и второго мультиплексора, а выходами - к управляющим входам пеового и второго аналоговых ключей соответсвенно, последовательно соединенные 5 блок декомпрессии сигнала, входом подключенный к выходу частотного демодулятора видеомагнитофона, а выходом - одновременно к блокам выделения тактовой и цикловой частоты, компаратор, вто О рой элемент И-НЕ, первый вход которогосоединен с выходом компаоатора, третий аналоговый ключ и второй сумматор, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, последова тельна соединенные одновибратор ипервый элемент И - НЕ - с первым входом, причем вход обновибратора подсоединен к выходу блока выделения тактовой частоты и второму входу перво го элемента И - НГ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И - ЯЕ, а также последовательно соединенные цифровой инвертор, вхсдом подключенный к управляющему входу 25 третьего аналогового ключа и выходу второго элемента И - НЕ, четвертый аналоговый ключ соединен с управляющим входом и втооой аналоговый инвертор, выход которого подключен к второму входу второго ЗО сумматора, а информационные входытретьего и четвертого аналоговых ключей подсоединены к выходу блока декомпресии сигнала,Гагарина, 10 Тираж 490 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5