Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов

(51)5 6 11 В 20/00, 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТ ременных искажений, в ессе записи и воспрои кающих в продения. и может(71) Научно-исследовательский институтим,Мануильского и Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 960926, кл. О 11 В 5/45, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1566405, кл. О 11 В 5/45, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к магнитной записи и может быть применено в устройствах точной магнитной записи аналоговых сигналов, Цель изобретения - повышение точности коррекции межканальных временных. искажений при записи опорных и информационных сигналов на различных дорожках, Все каналы разбиваются на группы, каждая из которых образуется из двух каналов записи опорного сигнала и одного канала записи информационного сигнала, причем дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала, В каждой последующей, после первой, группе каналов в качестве первого канала опорного сигнала используется второй канал опорного сигнала предыдущей группы каналов, Запись опорных сигналов осуществляется одновременно по всем дорожкам записи опорных сигналов от Изобретение относится к магнитной за и, э именно к устройствам для коррекци генераторов стабильной частоты. При воспроизведении информационные сигналы в каждом канале усиливаются, задерживаются на время, равное времени формирования сигнала управления аналого-цифровым преобразователем и буферным накопителем, преобразуются в цифровой код в аналогоцифровом преобразователе и запоминаются в буферном накопителе с частотой пропорциональной частоте опорного сигнала воспроизводимого с носителя записи, Считывание иэ буферного накопителя производится стабильной частотой. После цифроаналогового преобразования и фильтрации на входе устройства фоомируется аналоговый сигнал с уменьшенными временными искажениями, Сигнал, управляющий частотой взятия выборок в аналогоцифровом преобразователе, формируется (Л путем умножения частоты воспроизводимого опорного сигнала (с помощью схемы фазовой автоподстройки частоты) и введения в петлю фазовой автоподствройки частоты сигнала, управляющего генератором, проОавай порционального временным искажениям между первым и вторым каналом опорного О сигнала в каждой группе каналов. Постав- О ленная цель достигается тем, что при помо- Ю щи управляемого фаэовращателя и схемы Д управления им производится автоматиче) ская установка рабочей точки фазового детектора на середину линейного участка его характеристики при изменении фазовых характеристик каналов записи-воспроизведения опорных сигналов, смене блоков магнитных головок записи-воспроизведения, изменении режимов транспортирования носителя, 3 ил.быть применено в устройствах точной магнитной записи аналоговых сигналов,Цель изобретения - повышение точности эа счет коррекции временных искажений информационных сигналов в многоканальной аппаратуре магнитной записи-воспроизведения при записи опорных и информационных сигналов по отдельным дорожкам.На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - схема управляемого фаэовращателя; на фиг.3 - временные диаграммы работы управляемого фазовращателя.Устройство содержит в канале записи входные шины 1 информационных сигналов, подключенные через усилитель 2 записи к головкам 3 записи информационных сигналов на носитель 4 записи, головки 5 записи опорного сигнала, подключенные к выходу генератора 6 опорного сигнала, а в канале воспроизведения - головки 7 и 8 воспроизведения информационных сигналов и опорных сигналов, подключенные к входам усилителей воспроизведения информационных 9 и опорных 10 сигналов, При этом в каждой группе каналов, образуемой из двух каналов записи опорного сигнала и одного канала записи информационного сигнала дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала, а в каждой последующей после первой) группе каналов в качестве первого канала опорного сигнала используется второй канал опорного сигнала предыдущей группы каналов, причем выход усилителя воспроизведения 9 информационного сигнала в каждой группе каналов соединен с выходной шиной 11 через последовательно включенные линию 12 задержки, первый фильтр 13 нижних частот 13, аналого-цифровой преобразователь 14, буферный накопитель 15; цифроаналоговый преобразователь 16 и второй фильтр 17 нижних частот, при этом второй вход буферного накопителя 15 соединен с выходом генератора 18 стабильной частоты, общим для всех групп каналов, а третий вход буферного накопителя 15 соединен с вторым входом аналого-цифрового. преобразователя 14 и связан с выходом усилителя 10 воспроизведения первого канала опорного сигнала через последовательно включенные формирователь 19 импульсов, полосовой фильтр 20, управляемый генератор 21, первый сумматор 22, третий фильтр 23 нижних частот и первый фазовый детектор 24, при этом второй вход первого фазового детектора 24 соединен с выходом усилителя 10 воспроизведения второго канала опорного сигнала через управляемыйфазовращатель 25, а второй вход первогосумматора 22 соединен с выходом усилителя 10 воспроизведения второго канала5 опорного сигнала через четвертый фильтр26 нижних частот и второй фазовый детек-тор 27, второй вход которого соединен через делитель 28 частоты с выходомуправляемого генератора 21, а второй вход10 управляемого фазовращателя 25 соединен свыходом первого фазового детектора 24 через последовательно включенные второйсумматор 29 и пятый фильтр 30 нижних частот, причем второй вход второго сумматора15 29 соединен с источником 31 опорного напряжения.Устройство работает следующим образом,На магнитный носитель 4 одновремен 20 но записываются информационные сигналы, поступающие через усилитель 2 записина головки 3 записи информационных сигналов,.и опорный сигнал, поступающий наголовки 5 записи опорных сигналов с выхо 25 да генератора 6 опорного сигнала. В качестве опорного сигнала наиболеецелесообразно испольэовать гармонический, После воспроизведения в каждойгруппе каналов информационный сигнал,30 считываемый головкой 7 воспроизведения,усиливается усилителем 9, задерживаетсялинией 12 задержки, выравнивающей времяпрохождения информационного и опорногосигналов на входы аналого-цифрового пре 35 образователя 14. Фильтр 13 нижних частотпредназначен для формирования сигнала сфинитным (ограниченным) спектром на входе аналого-циФрового преобразователя 14.После пребразования в нем информацион 40 ного сигнала с частотой сигнала управления1 у =31 в (где 1 е - верхняя частота в спектреинформационного сигнала) цифровой код, записывается с такой же частотой в буферный накопитель 15. Так как сигнал управле 45 ния формируется иэ опорных сигналов.подверженных таким же временным искажениям, как и информационный сигнал,а считывание иэ буферного накопителяосуществляется со стабильной частотой50 1 счит, Формируемой генератором 18 эталонной частоты и равной среднему значениючастоты 1 у, то после преобразования кодовых слов, считываемых из буферного накопителя 15, в аналоговую форму в55 цифроаналоговом преобразователе 16 иФильтрации его в фильтре 17, формируетсяинформационный сигнал со значительноменьшими временными искажениями, чем ввоспроизводимом информационном сигнале, 166362650 Оптимальным режимом работы систе мы коррекции межканальных временных искажений является режим, когда опорные сигналы первого и второго каналов на входах первого фазового детектора 24 сдвинуты по фазе друг относительно друга на Сигнал управления аналого-цифровым преобразователем 14 формируется из опорных сигналов первого и второго опорных каналов следующим образом.Опорный сигнал, воспроизводимый головками 8, усиливается усилителями 10 и поступает по каждому каналу на входы фазовых детекторов, соответствующих номерам каналов, Формирование сигнала управления аналого-цифровым преобразователемм 14 производится путем выделения сигнала, соответствующего внутриканальным временным искажениям второго канала опорного сигнала, с помощью второго фазового детектора 27, включенного в схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) состоящей из фазового детектора 27, фильтра 26 нижних частот, сумматора 22 напряжений, управляемого генератора 21 и делителя 28 частоты, Схема ФАПЧ осуществляет умножение частоты входного сигнала до требуемой величины. Так как опорный сигнал записан по соседней с информационными сигналом дорожке, в нем содержится информация не только о временных искажениях, вызванных колебаниями скорости, но и о временных искажениях, вызванных перекосами носителя относительно головок. Для уменьшениявлияния перекосов на точность формирования сигнала управления аналого-цифровым преобразователем 14 и буферным накопителем 15 на второй вход сумматора 22 схемы ФАПЧ вводится сигнал, пропорциональный межканальным временным искажениям между первым и вторым каналами опорного сигнала, в противофазе сигналу, формируемому на выходе второго фазового детектора. Это приводит к уменьшению в выходном спектре сигнала управляемого генератора 21 частотных составляющих, вызванных межканальными перекосами. Формируется сигнал межканальных временных искажений путем сравнения по фазе в фазовом детекторе 24 опорных сигналов первого и сдвинутого по фазе по отношению к первому на половину периода опорного сигнала при помощи управляемого фазовращателя 25 второго канала опорного сигнала, Величина фазовогосдвига опорного сигнала в управляемом фазовращателе 25 зависит от величины управляющего напряжения, подаваемого на его второй вход с выхода второго сумматора 29,5 10 15 20 25 30 35 40 45 половину периода опорного сигнала, так как рабочая точка фазового детектора находится при этом на середине линейного участка его характеристики, чем обеспечивается максимальный диапазон величины корректируемых временных искажений, Постоянное поддержание этого режима осуществляется в предлагаемом устройстве при помощи системы, состоящей из управляемого напряжением фаэовращателя 25, пятого фильтра 30 нижних частот, второго сумматора 29, источника 31 опорного напряжения,Частота среза пятого фильтра 30 нижних частот выбирается таким образом, чтобы она была ниже нижней частоты в спектре межканальных временных искажений (составляет доли герца), в результате чего в полосу его пропускания не попадают частотные составляющие межканальных временных искажений и выходное напряжение фильтра 30 пропорционально постояному для данных каналов опорных сигналов статическому (т.е, зависящему только от фазового сдвига опорных сигналов в каналах записи-воспроизведения, статических перекосов рабочих зазоров магнитных головок записи и воспроизведения, статических перекосов магнитного носителя в процессе его транспортирования) фазовому сдвигу опорных сигналов. Выходное напряжение пятого фильтра 30 нижних частот поступает на первый вход второго сумматора 29, на второй вход которого поступает напряжение от источника 31 опорного напряжения, Напряжение с выхода второо сумматора 29, пропорциональное фазовому сдвигу между опорными сигналами на входах первого фазового детектора 24. поступает на управляющий вход управляемого фазсвращателя 25. В зависимости от величины этого напряжения изменяется величина фазового сдвига опорного сигнала в управляемом фазовращателе 25. Установка рабочей точки первого фазового детектора 24 для данных каналов опорных сигналов производится путем изменения выходного напряжения источника опорного напряжения 31. При изменении по каким-либо причинам фазового соотношения опорных сигналов на входах первого фазового детектора 24 (смещении рабочей точки с середины линейного участка) изменяется и напряжение на выходе пятого фильтра 30 нижних частот, а также и выходное напряжение второго сумматора 29. Это напряжение, поступая на управляющий вход управляемого фазовращателя 25, изменяет величину фазового сдвига опорного сигнала в фазовращателе, в результате чего рабочая точка последнего смещается10 30 45 50 55 к середине линейного участка его характеристики,Управляемый фазовращатель 25 выполнен на основе одновибратора на микросхеме типа 564 АГЗ, функциональная схема и временные диаграммы его работы приведены на фиг.2 и 3 соответственно. Управляющее напряжение от сумматора 29 поступает на источник тока на транзисторе ЧТ 1, нагруженный на оптрон Ч 01, При начальной регулировке управляющее напряжение устанавливается таким образом, чтобы длительность т 1 импульса одновибратора 001 равнялась половине периода опорного сигнала (диаграммы А и С). П,ри изменении статического фазового сдвига между опорными сигналами напряжение управления в точке Е изменяется, При уменьшении напряжения ток через диод ЧО 1 увегичивается и уменьшается величина сопротивления фоторезистора К 2. В результате длительность импульса, формируемого одновибратором 001, уменьшается до величины г 2 и импульс, Формируемый в точке О, оказывается смещенным по времени относительно нуль- пересечений опорного сигнала на такую ке величину. При увеличении управляющего напряжения в точке Е ток через ЛИ и ЧО 1 уменьшается и длительность импульса в точке С возрастает до величины гз(диаграмма С),В результате введения в устройство управляемого фазовращателя 25 и схемы управления им обеспечивается высокая эффективность коррекции меж канай ьн ых временных искажений независимо от изменения параметров каналов записи-воспроизведения опорных сигналов, блоков магнитных головок, режимов транспортирования носителя и, следовательно, повышается эффективность коррекции межканальных временных искажений на величину, зависящую от степени смещения рабочей точкифазового детектора 24 с середины на край его рабочей характеристики, т.е, максимально в 2 - 3 раза.Формула изобретения Устройство для многоканальной магнитной записи и воспроизведения сигналов, содержащее в канале записи входные шины информационных каналов, подключенные через усилители записи к головкам записи информационных сигналов, генератор опорного сигнала, подключенный к головкам записи опорного сигнала, а в каждой группе каналов воспроизведения - головки воспроизведения информационных и опорных сигналов, подключенные к усилителям воспроизведения, при этом в каждой группе каналов, образуемой из двух каналов опорного сигнала и одного канала информационного сигнала, дорожка записи информационного сигнала расположена между дорожками записи опорного сигнала,и в каждой последующей, после первой, группе каналов в качестве первого канала опорного сигнала используется второй канал опорного сигнала предыдущей группы каналов, причем выход усилителя воспроизведения информационного сигнала в каждой группе каналов соединен с выходной шиной через последовательно включенные линию задержки, первый фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь,буферный накопитель, цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр нижних частот, при этом второй вход буферного накопителя соединен с выходом генератора стабильной частоты, общего для всех групп каналов, а третий вход буферного накопи 1 еля соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и связан с выходом усилителя воспроизведения первого кагала опорного сигнала через последовательно включенные формирователь импульсов, полосовой фильтр, управляемый генератор,первый сумматор, третий фильтр никних частот и первый фазовый детектор, при этом второй вход первого сумматора соединен с выходом усилителя восп роизведения второго канала опорного сигнала через четвертый фильтр нижних частот и второй Фазовый детектор, второй вход которого соединен через делитель частоты с выходом управляемого генератора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности за счет коррекции временных искажений информационных сигналов в многоканальной аппаратуре магнитной записи-воспроизведения при записи опорных информационных сигналов по отдельным дорожкам, в каждую группу каналов дополнительно введены управляемый фазовращатель, пятый фильтр нижних частот, второй сумматор, источник опорного напряжения, при этом второй вход первого Фазового детектора соединен с выходом усилителя воспроизведения второго канала опорного сигнала через управляемый Фазовращатель, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора подключен источник опорного напряжения, а второй выход генератора стабильной частоты соединен с выходом генератора опорного сигнала, 16636261 бб 3 Ь 2 бСоставитель Н. Макаренкоедактор Л, Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор А. Осаулен Заказ 2267 Тираж 350 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101