Устройство для воспроизведения сигналов цифровой информации с носителя магнитной записи

(72) .И,В. Чуманов и3) 534.852(088.8)б) 1. Авторское624268, кл, 6 11 ка сч то В 1(5 (5 во СССР78. свидетель В 5/06, о- нГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф НИЕ ИЗОБ С ВИД":ТЕЛЬС2. Авторское свидетельство СССР Ю 538393, кл. С 11 В 5/09, 1977 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРО ДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОЙ ИНФОР С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ жащее последовательно соедине магнитную головку, сопряженную с н сителем магнитной записи фазомодул рованного сигнала, усилитель воспроизведения, корректор, усилитель- ограничитель и демодулятор, вторым входом соединенный с выходом синхро блока, имеющего пусковой блок и вхо дом подключенного к выходу усилителя-ограничителя, и последовательно соединенные генератор, задаюЩий счетчик с группой установочных вхо" дов и счетный триггер, установочный вход которого, а также управляющий вход задающего счетчика подключены выходу пускового блока, первым вхо" дом соединенного с входом синхробло а в торым в ходом - с выходом етного триггера, другой выход корого соединен с выходом синхроблока,отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности воспроизведения сигнала цифровой ин" формации при наличии выпадений, в него введены последовательно соединенные триггер и блок установки, сдвига синхросигнала, выходы которого соответственно соединены с группой установочных входов задающего счетчика синхроблока, последовательно соединенные первый пороговый блок, первый счетчик и первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера, и последовательно щС соединенные второй пороговый блок ивторой счетчик, выходкоторого соединен с установочным входом первого счетчика и вторым входом триггера,а также второй элемент ИЛИ,включенный между выходом первого порогового бло-ф ка и установочным входом второго счетчика, и третий счетчик, счетным входом соединенный с выходом усилит ля-ограничителя, установочным входом - с выходом второго порогового блока, а выходом - с другими входам элементов ИЛИ, при этом входы обоих пороговых блоков подключены к выходу корректора.Изобретение относится к приборо-строению, а именно к технике магнитной записи и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи для воспроизведения цифровой информации, записанной с приммвнением метода от.носительно Фазовой модуляции (ОФМ). Известно устройство для воспроиэведения цифровой информации с носителя магнитной записи, содержащее 10последовательно соединенные магнитную головку, сопряженную с движущимся носителем магнитной записи Фаэомодулированного сигнала, усилительвоспроизведения, корректор и усилитель-ограничитель, а также синхроблок и демодулятор 1,Недостаток, данного устройствазаключается в большой погрешностивоспроизведения им сигнала цифровойинформации при наличии глубокихвыпадений сигнала воспроизведения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для воспроизведения .цифровой информации с носителя магнитнойзаписи, содержащее последовательносоединенные магнитную головку, сопряженную с движущимся носителем магнитной записи фаэомодулированногосигнала, усилитель воспроизведения,корректор, усилитель-ограничитель,и демодулятор (включает элементы Й,инвертор и триггер), вторым входомсоединенный с выходом синхроблока(включает одновибратор и Формирователь), соединенного входом (черезформирователь) с выходом усилителяограничителя (2) .Недостатком известного устройстваявляется то, что воспроизведение сиг налов цифровой информации, записанных с применением ОФМ, оно осуществляет со значительной погрешностьюпри наличии глубоких выпадений сигнала воспроизведения. 45Погрешность воспроизведения сигнала цифровой информации обуславли"вает наличие в воспроизводимом ин .формационном потоке цифровых данныхопределенного количества ошибочныхсимволов,Цель изобретения - уменьшение погрешности воспроизведения сигналацифровой информации при наличиивыпадений.Поставленная цель достигается 55тем, что в устройство, содержащеепоследовательно соединенные магнитную головку, сопряженную с носителеммагнитной записи фаэомодулираванногосигнала, усилитель воспроизведения, 60корректор, усилитель-ограничительи демодулятор, вторым входом соединенный с выходом синхроблока, имею"щего пусковой блок и входвм подключенного к выходу усилителя-ограни чителя, и последовательно соединенные генератор, задающий счетчик с группой установочных входов и счетный триггер, установочный вход которого, а также управляющий вход эадающего счетчика подключены к выходупускового блока, первым входом соединенного с входом синхроблока, а вторым входом - с выходом счетного триггера, другой вход которого соединен с выходом синхроблока, введены последовательно соединенные триггер и блок установки сдвига синхросигнала, выходы которого соответственно соединены с группой установочных входов задающего .счетчика синхроблока, последовательно соединенные первый пороговый блок, первыйсчетчик и первый элемент ИЛИ, выходкоторого подключен к первому входу триггера; и последовательно соединенные второй пороговый блок и второй счетчик, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика и вторым входом триггера,а также второй элемент ИЛИ, включенный между выходом первого пороговогоблока и установочным входом второгосчетчика, и третий счетчик, счетнымвходом соединенный с выходом усилителя-ограничителя, установочным входом - с выходом второго порогового блока, а выходом - с другимивходами элементов ИЛИ, при этом входы обоих пороговых блоков подключены к выходу корректора.На Фиг.1 изображена Функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие принцип его работы.Устройство содержит магнитную головку 1, сопряженную с движущимся носителем магнитной записи (не показан), усилитель 2 воспроизведения,корректор 3, усилитель-ограничитель 4, синхроблок 5, демодулятор 6, вы"ходную информационную шину 7 и выход" ную шину 8 синхросигнала, а также первый 9 и второй 10 пороговые блоки, первый 11, второй 12 и третий 13 счетчики импульсов, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ, триггер 16 и блок 17 установки сдвига синхросигнала, Синхроблок 5 содержит пусковой блок 18, генератор 19, задающий счетчик 20 (типа 564 ИЕ 14) и счетный триггер 21,Демодулятор 6 содержит инвертор 22, первый 23, второй 24 и третий 25 Д-триггеры, а также суммаор 26 по модулю два.Выводы головки 1 соединены с вхоцом усилителя 2 воспроизведения, выход которого соединен с входом корректора 3. Выход корректора 3 подключен к входу усилителя-ограничителя 4 и входам пороговых блоков9 и 10, Выход блока 9 соединен с первым входом элемента ИЛИ 15 и счетным входом счетчика 11 импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с первым входом тригге ра 16, Выход блока 10 соединен с установочным входом счетчика 13 импульсов и счетным входом счетчика 12 импульсон, выход которого подключен к установочному входу счетчи ка 11 импульсов и вторым входам триггера 16. Выход счетчика 13 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 14 и вторым входом элемента ИЛИ 15, выход которогс соединен с установочным входом счетчика 12. Выход триггера 16 соединен с управляющим входом блока 17 установки сдвига синхросигнала. Выход усилителя-ограничителя 4 соединен со счетным нходом счетчика 13 импульсов, Э -входами триггеров 23 и 24, демодулятора 6 и сигнальным входом пускового блока 18 синхроблока 5. Выходы блока 17, уста- нонки сдвига синхросигнала соответственно соединены с группой установочных входов задающего счетчика 20 синхроблока 5.Соединения внутри синхроблока 5 следующие. Выход генератора 19 соединен со счетным входом задающего Счетчика 20. Выход пускового блока 18 соединен с установочным входом счетного триггера 21 и входом управления предварительной установкой задающего счетчика 20, выход которого подключен к счетному входу счетного триггера 21. Инверсный выход счетного триггера 21 соединен с входом сброса пусксвого блока 18, Прямой выход счетного триггера 21 сое динен с выходной шиной 8 синхросигнала, входом иннертора 22 и С-входами Л -триггеров 23 и 25 и демодулятора б.45Соединения внутри демодулятора б следующие, Выход инвертора 22 соединен с С-входом 1) -триггера 24, выход которого и выход 2 -триггера 23 соединены с нходами сумматора 26 по модулю дна. Выход сумматора 26 соединен с 0 -входом триггера 25, выход которого подключен к выход" ной информационной шине 7.Блок 17 установки сдвига синхросигнала выполнен на основе четырех канального мультиплексора типа 564 ЛС 2 (содержит четыре логических элемента 2 И и 2 ИЛИ) .Пусковой блок 18 синхроблока 5 содержит иннертор и два 1) -триггера, 60 объединенных по выходу элементом ИЛИ, При этом вход пускового блока соединен с установочным входом одного Р-триггера и входом иннертора; выход которого соединен с установочным 65 входом другого 11 -триггера, а входсброса этого блока подключен к Свходам обоих Э -триггеров.Записанный Фазомодулированный(фазоразностный) сигнал воспроизводится индукционной магнитной головкой 1, линейно усиливается усилителем 2 воспроизведения и проходит через корректор 3. В общем случае корректор 3 осуществляет амплитудную,частотную и Фазаную коррекцию сигнала воспроизведения, Сигнал на выходе корректора 3 покааан на диаграмме а (фиг. 2) .Выходной сигнал корректора 3 усилинается и ограничивается усилите-лем-ограничителем 4. В результатеполучается прямоугольный сигнал,(диаграмма б, Фиг.2), соответствующий исходному Фазомодулированномусигналу, поступающему на запись (нодо введения в него предискажений ти"па врезок); В этом сигнале каждый интернал большей протяженностисоответствует символу 0 ф записываемой информации, а каждая пара соседних интервалов малой протяженности - символу 1,СФормированный прямоугольный сиг"нал воспроизведения поступает с выхода усилителя-ограничителя 4 навход синхроблока 5 и первый информационный вход демодулятора б.Синхроблок 5 с помощью воспроизводимого сигнаЛа формирует синхросигнал (диаграмма д, фиг.2), с помощью которого демодулятор б производит распознавание информационныхсимволов (1 и 0) н носпроизнодимом фазомодулированном сигнале(т.е. осуществляет демодуляцию). Информационный сигнал с ныхода демодулятора б и сопровождающий егосинхросигнал поступают на выходныешины 7 и 8 устройства соответственно.Синхроблок 5 н стартстопном режиме работает следующим образом(фиг.1) .Выходной .потенциальный сигналблока 18 (когда он находится в исходном состоянии) поддерживает ннулевом (относительно прямого выхода) состоянии счетный триггер 21,а также производит запись (и поддерживает в этом состоянии) и задающийсчетчик 20 (поступая на его управляющий РЕ-нход двоичного кода,установленного на группе его установочных входов, блоком 17 установкисдвига синхросигнала. При отсутствии глубоких выпадениЯ сигнала воспроизведения н задающий счетчик 20записывается н двоичном коде число,равное половине его модуля счета.Период следования импульсов на выходе задающего счетчика 20, определяемый его модулем счета и частотой, равен полонине тактового интервалавоспроизводимого фаэамодулированно"го сигнала. Следовательно, послеотпирания задающего счетчика 20первый импульс на его выходе появляется через четверть такта (в случае отсутствия глубоких выпаденийсигнала воспроизведения), Фронт (положительный или отрицательный) выходного прямоугольного сигнала усилителя-ограничителя 4 переключаетбдок 18, н результате чего снимаетсясигнал высокого уровня на его выходе. При этом освобождается от .блокировки счетный триггер 21 и задающий 15счетчик 20, Через четверть такта навЫходе задающего счетчика 20 появляется первый импульс (диаграмма г,Фиг.2), который перекцючает счетныйтриггер 21. Сигнал на прямом выходе 20счетнога триггера 21 и следаватель 1 но, на выходе синхраблока 5 показанна диаграмме д (Фиг,2)., При этомотрицательный перепад на инверсномныхаде счетного триггера 21 не изменяет состояния блока. 18. Через полтакта появляется второй импульс навыходе задающего счетчика 20 От котарога вторична переключается счетный триггер 21, При этом положительный перепад уровней сигнала на инверсном выходе счетнога триггера 2сбрасывает н исходное состояние блок18, На ега выходе появляется потенциальный сигнал, который поддержинает в, нулевом состоянии счетныйРСтриггер 21, а также производит запись и одновременно блокирует его(в этом состоянии) н задающий счетчик 20 двоичного када, заданнагаблоком 17, Следующий после этага 40франт ",положительный или отрицательный) выходного сигнала усилителя-ограничителя 4 опять переключает блок18, Начинается новый цикл работызадающего счетчика 20 и счетного 45триггера 21 и т.д, В результате навыходе синхраблака 5 Формируетсясинхрасигнал (диаграмма д, риг.2),.скнажнасть катарага примерно раннадвум и который задержан относительнофаэамадулирананногасигнала н данном р 1 тчае аанна на четверть такта,Этот синхрасигнал поступает на выходную шину 8 устройства и на второй 55 вход демодулятора б.,Цемодулятор б лагическага типа работает следующим образам (Фиг.,1) .Фазамадулираванный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 4 пасту гает на информационные входы Я-нхады) 2 -триггеров 23 и 24. Запись н, 1)-триггеры 23 - 25 информации производится положите 1 ьными перепадами уровней сигналан, поступающих на их 65 тактовые входы (С-входы). На тактовый вход 3 -триггера 23 синхрасигнал поступает непосредственно, а на так- товый вход 2 -триггера 24 - через инвертор 22, При этом З -триггер 23 хранит инфармацию аб уровне сигнала в первой половине такта с запоминанием ее до прихода следующего положительного перепада синхросигнала, а Д -триггер 24 хранит информацию об уровне сигнала на нторой половине дан" ного такта. с запоминанием ее также до прихода следующего положительного перепада неинвертиронаннага синхросигнала, Если уронни этих сигналов совпадают, то на выходе сумматора 2 б по модулю дна находится низкий уровень, что соответствует символу 0, Если же уровни выходных сигналов .Б -триггеров 23 и 24 разные, та на выходе сумматора 2 б устанавливается высокий уровень, чтс соответствует символу 11. Выходнаяинформация сумматора 26 записывается в П -триггер 25 н первой полсвине следующего такта соответствующим положительным перепадом синхрасигнала. Эта запись успевает осуществиться за время воздействия этогс же пе репада,в частности, на О -триггер 23 и сумматор 26, На выходе З -триггера 25 Формируется информация в коде беэ возвращения к нулю (БВН), которая поступает на шину 7 устройства (диаграмма е, Фиг.2).При отсутствии глубоких выпадений сигнала воспроизведения пороговый блок 9 формирует из носпраизводимага информационного сигнала последовательность прямоугольных импульсон, которые с ее ныхода поступают через элемент ИЛИ 15 на установочный (н нулевое состояние) нхад счетчика 12 импульсов, а также на счетный нхад счетчика 11 импульсов. При этом сигнал на выходе счетчика 12 отсутствует, а на выходе счетчика 11 формируются импульсы, которые поступают через элемент ИЛИ 14 на первый вход триггера 16. В исходном состоянии триггера 16 сигнал на его выходе отсутствует, вследствие чего блок 17 устансвки сдвига синхрасигнала постоянно падает на группу установочных вхадан задающего счетчика 20 синхроблока 5 первый (иэ двух) свой двоичный кад - кад числа, равного полови" ке модуля счета задакнцего счетчика 20,Б устройстве глубина выпаденийсигнала васграиэнедения контролируется па двум уровням Первый, более ньсакий контрольный уровень (равный, напримерк 3,75 От номинального уровня сигнала воспроизведения) задается, уровнем порога срабатывания блока 9 а второй, более низкий уровень ,равный, н частности, 1,5 ат нами 1065875нального уровня сигнала воспроизведения) определяется уровнем порога блока 10. Если сигнал воспроизведения превышает первый контрольный уровень, то это свидетельствует об отсутствии глубоких выпадений.Когда уровень сигнала воспроизведения снижается ниже первого контрольного уровня, ио еще остается выше второго контрольного уровня, то это первая ступень глубокого выпадения. При этом счетчик 12 импульсов подсчитывает выходные прямоугольные импульсы порогового блока 10, на выходе которого появляются импульсы, поступающие на установоч ный вход счетчика 11 импульсов и далее поддерживающие его в выключенном (нулевом) состоянии, Укаэанные импульсы поступают также на второй вход триггера 16 и переключают его. На выходе триггера 16 устанавливается потенциальный сигнал управления, который поступает в блок 17 установки сдвига синхросигнала.Первый этап глубокого выпадения 25 характеризуется возможностью расшифровки всех кодовых комбинаций и в частности, наличием значительных временных искажений в виде сдвигов нуль-переходов сигнала воспроизведения в комбинациях 010.., (ди 30 аграмма ж, фиг.2) . При этом в выходном сигнале усилителя-ограничителя 4 оказываются сильно сокращенными первые интервалы малой протяженности из пары интервалов соответствующих З 5 символу 1 комбинаций (..010) диаграмма з, фиг.2).Рассматриваемые временные (фазовые) искажения сигнала воспроизведения в комбинациях (010) обус ловлены возникновением задержки уста" новления фазы высокочастотного сигнала (каким кодируется символ 1) из-за сужения полосы пропускания канала воспроизведения во время выпа дения.Из диаграммы з (фиг.2) следует, что для повышения достоверности демо-. дуляции символа 1 в комбинациях (010) необходимо момент перво 50 .го (после запуска блока 18) переключения счетного триггера 21 синхроблока 5 сдвинуть влево так, чтобы этот момент расположился в середине укороченного первого интервала малой протяженности такта символа 1. Местоположение во времени этого периода переключения счетного триггера 21 задается счетчиком 20 синхроблока, 5, в частности, предварительной устаневкой этого счетчика выходным кодом блока 17 установки сдвига синхрс, сигнала.При наличии выходного управляющего сигнале триггера 16 блок 17 уста новки сдвига синхросигнала подаетна группу установочных входов задающего счетчика 20 второй двоичныйкод - код числа, равного, например,трем четвертям модуля счета задающего счетчика 20В этом случае первоепосле каждого запуска блока 18 (диаграмма и, фиг.2) переключение задающего счетчика 20 происходит.соответственно через одну восьмую (а нечерез четверть 1 акта, как при отсутствии глубокого выпадения) часть тактового интервала (диаграмма к,фиг,2),что при первой ступени глубокоговыпадения существенно повышает достоверность распознавания символов1 ф в кодовых комбинациях (диаграмма м, фиг.2). Сигнал на выходе синхроблока 5 при этом показан на диаграмме л (фиг.2) .Вторая ступень выпадения начинается, когда уровень сигнала воспроизведения упадет ниже второго контрольного уровня. Для второй ступени выпадения нельзя оставить предварительную установку задающего счетчика 20,какая использовалась во время первойступени выпадения. Во время второйступени выпадения кодовые комбинации (010) в сигнале воспроизве"дения разрушены полностью, но последовательности (111, естественно и ..000) расшифровке ещеподлежат. Причем для обеспечения высокой достоверности демодуляцииследующих подряд нескольких символов(1 необходимо фронты последовательности синхроимпульсов (диаграммад, фиг.2),опять разместить посередине полутактовых интервалов, как этоосуществляетСя при отсутствии выпадений.При второй ступени выпадения перестает формировать прямоугольныеимпульсы и пороговый блок 10. В результате этого начинает функционировать счетчик 13 импульсов, на счетный вход которого поступает импульсный сигнал с выхода усилителя-ограничителя 4. Появившиеся затем навыходе счетчика 13 импульсы проходятчерез элемент ИЛИ 14 и сбрасываюттриггер 16 в исходное состояние, Врезультате этого переключается впервоначальное состояйие блок 17установки сдвига синхросигнала, с выходов которого при этом на группуустановочных входов задающего счетчика 20 опять начинает поступать двоичный код числа, равного половине модуля счета задающего счетчика 20 иличетверти тактового интервала.,Возврат устройства в режим демодуляции нормального сигнала происходит следующим образом.При возрастании сигнала воспроизведения выше второго контрольного10 Модуль счета каждого счетчика импульсов равен, например, четырем.Эти счетчики импульсов предназначены,основном, для обеспечения устойчиуровня начинают формироваться прямоугольные импульсы на выходе порогового блока 10 и, следовательно, навыходе счетчика 12 импульсов. Выходные импульсы этого счетчика переключают триггер 16, в результате чего блок 17 установки сдвига синхросигнала переключается во второе состояние и изменяется предварительнаяустановка задающего счетчика 20 всоответствии с рассмотренной вышеработой устройства во время первойступени выпадения, При дальнейшемвозрастании сигнала воспроизведенияи превышении им первого контрольногоуровня появляются импульсы и на выхо де блока 9 и, следовательно, на выхо-де счетчика 11 импульсов, Первый жеимпульс с выхода этого счетчика проходит через элемент.ИЛИ 14 и сбрасывает в исходное состояние триггер 16, 2 О вой работы устройства во время изме- нения уровня сигнала воспроизведения вблизи первого и второго контрольных уровней, а также для защиты устройства от ложных переключений триггера 16 случайными выходными сигналами блоков 9 и 10 и во время кратковременного пропадания этих сигналов,Технико"экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении погрешности воспроизведения цифровой информации (записанной с применением метода относительной фазовой модуляции) при наличии глубоких выпадений сигнала воспроизведения, достигнутом в результате осуществления автоматической привязки точек зондирования воспроизводимого сигнала к середине наиболее искажаемЫх временных интервалов (первого интервала малой протяженности в такте символа 1 ф) этого сигнала в соответствии с глубиной выпадения сигнала воспроизведения и с учетом степени искажения разных кодовых комбинацийэтим выпадением1065875 Составитель 10. Алешин инец Техред А, Бабинец КорРеско дактор М Заказ 1105 о илиал ППППатент , г. Ужгород, ул ктная, 4 Тираж 581 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 35, Москва, Ж, РаушсПодпкомитета СССРи открытийая наб., д. 4/