Устройство для магнитной записи цифровой информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 10642 А 3(51) О 11 В 5 09 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Рыжков В.А. и др. Внешние ЗУ на магнитном носителе. М., "Энергия", 1978, с. 132-135.2. Рыжков В.А. и др. Внешние ЗУ на магнитном носителе. М., "Энергия", 1978, с. 107-110, с. 189-190 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГИИТНОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, :одержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю и "частотного (и ъ,2) сигнала записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной .формы, а также выходной усилитель записи, соединенный с магнитной головкой записи, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения плотности записи, в него введен преобразователь сигнала записи прямоугольной формы в сигнал записи пилообразной формы, включенный между выходом формирователя и-частотного сигнала прямоугольной формы и входом усилителя записи, выполненный из последовательно ".соединенных блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, формирователя управляющего напряжения и генераторапилообразного напряжения, при этомформирователь управляющего напряжения выполнен в виде сумматоравычитателя на операционном усилителе с резистивной обратнойсвязью и 2 п резисторах, причем инвертирующий вход операционного усилителя с реэистивной обратнойсвязью через первые и резисторовподключен соответственно к первыми выходам блока разделения и распределения временных интерваловсигнала записи, вторые п выходовкоторого соответственно через вторые .резисторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя с резистивной обратной связью, а синхрониэирующийвход блока разделения и распре"деления временных интервалов сигнала записи соединен с входом синхрочастоты устройства.50 55 60 65 Изобретение относится к приборостроению в частности к записи ивоспроизведению цифровой информа-ции на движущийся носитель магнитной записи, например на магнитныеленты, диски, барабаны и можетбыть использовано в устройствах .записи электрических сигналов, представленных в дискретной форме.Известны устройства магнитнойзаписи цифровой информации, которые формируют сигнал записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной формы. Эти устройства реализуют способы записи с частотной модуляцией (Чи), с фазовой модуляцией (Ф.41, без возвращения к нулю модифицированный (4/5 БВНМи другие (1 .Однако при повышении плотности записи этими устройствами, для коррекции возникающих при этом амплитудных и фазовых искажений сигнала воспроизведения, в сигнал записи необходимо вводить различные предыскажения. Параметры предыскажений обычно не поддаются расчету и определяются экспериментально, это усложняет схему такихустройств и затрудняет их настройку и регулировку, что не позволяет повысить плотность записи.Наиболее близким к предлагаемо му является устройство для магнитной записи цифровой информации, содержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю и -частотного (п з, 2) сигнала записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной формы, а также выходной усилитель записи, соединенный с магнитной головкой записи.Это устройство реализует способ записи с модифицированной Фазовой модуляцией и формирует трехчастотный (о=3 сигнал . записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоугольной Формы, при этом временные интервалы между перепадами могут :иметь длительности 1 Т 1, 5 Т и 2 Т, где Т - длительность тактового интервала 2 . Недостатком известного устройства также является невысокая плотность записи.Бель изобретения - повышение плотности записи цифровой информации.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для магнитной записи цифровой информации, содержащее входы информации и синхрочастоты, подключенные к формирователю и -частотного (и,2 ) сигнала записи в виде последовательности перепадов напряжения прямоуголь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ной формы, а также выходной усилитель записи, соединенный с магнитной головкой записи, введен преобразователь сигнала записи прямоугольной Формы в сигнал записи пилообразной Формы, включенный меж-.ду выходом Формирователя и -частотного сигнала прямоугольной Формыи входом усилителя записи, выполненный из последовательно соединенных блока разделения и распределения временных интервалов сигналазаписи, Формирователя управляющего напряжения и генератора пилообразного напряжения, при этом формирователь управляющего напряжения выполнен в виде сумматора-вычитателя на операционном усилителе с резистивной обратной связью и 2 и резисторах,. причем инвертирующий входоперационного усилителя с резистивной обратной связью через первые и резисторов подключен соответственно к первым и выходам блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, вторые л выходов которого соответственно через вторые и резисторов подключены к неинвертирующему входу операционного усилителя с резистивной обратной. связью, а синхрониэирующий вход блока разделения и распределения временных интервалов сигнала. записи соединен с входом синхрочастоты устройства,На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства,например, для случая, когда сигнал записи является трехчастотным(и =3 ), сформированным модифицированной фазовой модуляцией, с длительностями временных интерваловзаписи 1 Т, 1, 5 Т и 2 Т; нафиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; нафиг. 3 - структурная схема блокаразделения и распределения временных интервалов сигнала записи; нафиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу этого блока. Одни и те же элементы, повторяющиеся на Фиг. 1 и 3, а также зпюрыодних и тех жесигналов, повторяющиеся на фиг. 2 и 4, имеют одинаковые позиционные обозначения. Устройство магнитной записи цифровой информации (Фиг. 1 содержит вход 1 информации и вход 2 синхрочастоты, подключенные к Формирователю 3 трехчастотного сигнала записи, выход 4 которого соединен с первым входом блока 5 разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, второй вход которого соединен с входом 2 синхрочастоты.устройства. Выходами блока разделения и распределения вреИнтервалы длительностью 1 Т, 1, 5 Т,и 2 Т, полярность которых положительна (например, соответствует высокоглу уровню напряжения в сигнале в, Фиг. 2 ) поступают на шины 7, 9 и 11 (фиг. 1) и через весовые резисторы - на неинверти- . рующий вход операционного усилителя с резистивной обратной связью, а интервалы, полярность которых отрицательна (например, соответствует низкому уровню напряжения в сигнале в, Фиг. 2 поступают нашины б, 8 и 10 ( Фиг. 1) и через такие 55 Г 6065 менных интервалов сигнала записиявляются шины 6-11, подключенныек входам формирователя 12 управляющего напряжения, выполненного в виде сумматора-вычитателя на операционном усилителе 13 с резистивной 5обратной связью и 2 о резисторах.,первые н выходов которого (шины7, 9 и 11 ) соединены через первыевесовых резисторов с инвертирующим, а вторые Р выходов (шины б, 108 и 10 1 через вторые и весовых резисторов соединены с неинвертирующимвходом операционного усилителяс резистивной обратной связью,Выход формирователя 12 управляющего напряжения подключен к входугенератора 14 пилообразного напряжения, выполненного, например, ввиде интегратора. Выход генератора пилообразного напряжения соединен с входом выходного усилителя15 записи, выходом соединенного смагнитной головкой 16 записи.Последовательно соединенные блок5 разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, формирователь 12 управляющего напряжения и генератор 14 пилообразногонапряжения образуют преобразовательсигнала записи прямоугольной формы в сигнал записи пилообразнойформы.Устройство работает следующимобразом.Из входного информационного сигнала и синхрочастоты (эпюры а и бфиг. 2) формирователь и-частотногосигнала записи форглирует трехчастотный (и =3) сигнал записи (эпюра в,фиг. 2 ), поступающий на вход блокаразделения и распределения временных интервалов сигнала записи, надругой вход которого поступают импульсы синхрочастоты. В блоке разделения и распределения временныхинтервалов сигнала записи, сигнал 45эпюра в, фиг. 2) разделяется наотдельные интервалы в зависимости от их длительности и полярности и распределяются по отдельнымшинам эпюры г 1, г 2, д 1, д 2, е 1, 50е 2, Фиг. 2 ). же весовые резисторы на неинвертирующий вход операционного усилителя с резистивной обратной связью.Номиналы сопротивлений весовых резисторов выбирают таким образом, чтобы отношение величины сопротивления резистора обратной связи Й 1 к величине сопротивления весового резистора, соответствующего данному интервалу, было бы обратно пропорционально значению длительности этого интервала. Величину сопротивления резистора Р 2 принимают рав- ной величине сопротивления параллельно соединенных весовых резисторов, подключенных к неинверти-, рующему входу операционного усилителя с резистивной обратной ,связью. Таким образом, для временных интервалов с длительностями 1 Т, 1, 5 Т и 2 Т и величине номинала резистора обратной связи Р 1=1, номиналы весовых резисторов должны быть соответственно Р, 1,33 Й и 2 йНа выходе формирователя управляющего напряжения формируется напряжение ступенчатой Формы (эпюра ж, фиг. 2) с чередующейся полярностью в соседних временных интервалах, при этом абсолютные значения амплитуды напряжения на каждом интервале обратно пропорциональны значениям длительности этих интерваловг Управляющее напряжение поступает на вход генератора пилообразного напряжения, на выходе которого Формируется сигнал записи (эпюра и, фиг. 2 ) в виде последовательности перепадов напряжения пилообразной формы, при этом на каждом временном интервале напряжение изменяется линейно и в противоположных направлениях для соседних интервалов, а на границах интервалов абсолютные значения напряжения равны для всех значений длительности этих интервалов.Пилообразный. сигнал записи эпю" ра и, Фиг. 2) поступает на вьжодной усилитель записи, который обеспечивает пилообразный ток записи (эпюра к, фиг. 2) необходимой величины в магнитной головке записи,Блок 5 разделения и распределения временных интервалов сигнала записи (Фиг, 1), структурная схема которого (для случая трехчастотного сигнала записи ) изображена на фиг.З, содержит вход информации 4 и синхрочастоты 2, выходные шины интервалов сигнала записи 6-11, первый элемент 17 задержки, сдвигающий регистр 18, с первого по четвертый элементы ИСКБОЧА)0 ЩЕЕ ИЛИ 19-22, вто рой элемент 23 задержки, двухвходовой элемент ИЛИ 24, первый, второйи третий элементы НЕ 25-27, с первого по шестой трехвходоные элементы И 28-33, объединенные попарно и три группы, с первого по шестой В -триггеры 34-39, объединенные попарно в три группы.В общем случае, для сигналазаписи с числом градаций временныхинтервалов пЗ (и: 4,5 ), блокразделения и распределения временных интервалов сигнала записи содержит сдвигающий регистр с числомразрядон Й = и + 3, ( и + 1) элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, п -2 ) днухвходовых элементаИЛИ, и элементовНЕ, 2 и трехнходовых элементов И,2 и3-триггеров и 2 и выходных шин интерналон, а формирователь урраЬляющего напряжения при этбм должениметь 2 и несоных резисторов. НаФиг, 1 и 3 эти добавочные элементы даны без позиционных обозначений, а добавочные связи к ним показаны пунктиром.Выход 4 формирователя трехчастотного сигнала записи подключенк Р -входу сднигающего регистра18, к С-входу которого через элемент задержки подключен вход 2синхрочастоты,Первый Разряд сдвигающего регистра 18 подключен к первому входу первого элемента "ИсключающееИЛИ" 19, второй разряд сднигающегорегистра соединен с нторым входомэлемента 19, а также с объединенными первыми входами элементовИ 29-31 и 33 непосредственно, ачерез первый элемент НЕ 25 - .с объединенными первыми нходами элементов И 28, 30 и 32. Третий разрядсдвигающего регистра подключен кпервому входу нторого элемента"Исключающее ИЛИ" 20, а к еговторому входу подключен четвертыйразряд сдвигающего регистра, каждый следующий разряд сдвигающегорегистра соединен с вторым входомпредыдущего и первым входом последующего элемента "Исключающее ИЛИ",последний разряд сдвигающего регистра подключен к второму входу последнего элемента : ИСКЗПОЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ 22.Выходы элемента 20 подключены кобъединенным вторым входам и третьимвходам элементов И 28 и 29, выходытретьего элемента "Исключающее ИЛИ"21 подключены к объединенным нторьмвходам И 30 и 31, выход четвертогоэлемента "Исключающее ИЛИ" 22 соединен с объединенными вторыми входами элементов И 32 и 33,Выход элемента 20 соединен также с первым входом ИЛИ 24 и вторым элементом НЕ 26, к второму входу ИЛИ 24 подключен выход элемента 21, а выход элемента ИЛИ 24 подключен к входу третьего элемента НЕ 27; Выходыэлементов НЕ 26 и 27 подключенысоответственно к объединенным попарно третьим нходам трехвходовыхэлементов И 30 и 31, 32, и 335 Выходы каждого элемента И 28-33подключены соответственно к 2 -входутриггеров 34-39, а С-нходы этихтриггеров объединены и подключенык выходу первого элементаИСКЛЮЧА Ю 4 ЕЕ ИЛИ 19 через второй элемент 23задержки.Выходы триггеров 34-39 являютсявыходными шинами 6-11 блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, которыйработает следующим образом.На ф -вход сдвигающего регистрапоступает трехчастотный сигнал записи, а на С-вход сдвигающего регистра поступает синхрочастота, задержанная в первом элементе задержкина время 1( 0,5 Т, эпюры а и бсоответственно, фиг. 4).В сднигающем регистре осущестнля ется временная задержка сигналазаписи эпюры в 1-в 6, фиг. 4)На выходе первого элемента "Исключающее ИЛИ" 19 (фиг. 3) вырабатывается сигнал эпюра л 1, фиг. 4),передние фронты которого соответствуют границам временных интервалов. Через второй элемент задержкиэтот сигнал (эпюра м 1, фиг. 4) поступает на объединенные С-входытриггеров 34-39 1 фиг. 3), и по егопереднему фронту происходит срабатывание того триггера, у которогона Э-входе в этот момент будет уровень "1", и выключение того триггера, у которого на выходе был до 40 этого уровень "1".Управление 3 -входами триггеровпроизводится: выходными сигналамиэлементов И 28-33.В свою очередь, управляющие сиг налы формируются элементами И 28-33н зависимости от полярности интервалов, для чего с второго разрядасдвигающего регистра на элементы И29, 31 и 33 поступает сигнал (эпю" 50 ра в 2, фиг. 4 ).непосредственно,а на элементы И 28, 30 и 32 этотже сигнал подается в противофазечерез первый элемент НЕ.Разделение интервалов по их длительности происходит при попарномсравнении соседних разрядов, начиная с третьего разряда, сдвигающегорегистра на элементах ИСКЛ:МУЧАЮЩЕЕИЛИ 20-22 эпюра л 2-л 4, фиг. 4) приэтом на выходах второго и третьего,элементов НЕ вырабатываются сигналы (эпюры м 2, мЗ, фиг.4) блокировкипрохождения интервалов длительностью1,5 Т и 2 Т при наличии интервалов длительностью 1 Т, и интернаб 5 лов длительностью 2 Т при наличии1064297 1 1 О д 0 0 1 0 1 У 1 1 1 1 дТ T Т д интервалов длительностью 1,5 Т, сигналы блокировки поступают на со ответствующие элементы И 30-33.Первая пара элементов И 28 и 29 и триггеров 34 и 35 выделяют интервалы длительностью 1 Т, соответствую щие положительной и отрицательной полярности этих интервалов в многочастотном входном сигнале (эпюры н 1 и н 2, г 1 и г 2, фиг, 4).Вторые пары элементов И 30 и 31 1 О и.триггеров 35 и 36 выделяют интервалы длительностью 1,5 Т положительной и отрицательной йолярности ( эпюры п 1 и п 2, д 1 и д 2, фиг 4).Третьи пары схем элементов И 32 15 и 33 и триггеров .38 и 39 выделяют интервалы длительностью 2 Т положительной и отрицательной полярности эпюры с 1 и с 2, е 1 и е 2, фиг. 4.).С выходов триггеров 34-39, которые являются также выходами блока разделения и распределения временных интервалов сигнала записи, интервалы длительностью 1 Т, 1,5 Т и 2 Т, распределенные по отдельным шинам в виде напряжения, соответствующего уровню "1 ф, поступаютна вход Формирователя управляющего напряженияТехнико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно обеспечивает плотность записи в 1;5-2 раза больше, чем известное устройство записи цифровой информации моди.- фицированной Фазовой модуляцией, поскольку запись на носитель осуществляется током пилообразной формы, а не прямоугольными пере" падами тока, как в известном устройстве, что уменьшает Фазовые искажения воспроизводимых сигналов, и тем самым позволяет повысить плотность. Увеличение плотности записи дает возможность увеличить информационную емкость аппаратуры магнитной записи или сократить расход носителя./50 Тира ВНИИПИ Государпо делам 113035, Москва 594твенного комите изобретений и о Ж, Раушская Заказ 105 а ССС крыти наб.,/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгор тная, 4 ул. П И 85 8 ф РЗ 82 81 Л 9 ЛЛ Л 2 Я 1 лг 1 т 1 Т 1 Т 1 1 т 1 Г Ут 27 27 1 1 т