Устройство коррекции временных искажений воспроизведенных самосинхронизирующихся сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 02; 6 11 В 5/09 Ание изОБРетЕНи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ ВРЕ.МЕННЬЗХ ИСКАЖЕНИЙ ВОСПРОИЗВЕДЕННЪХСАМОСИНХРОНИЗИРУЮЩИХСЯ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенныемагнитную головку, усилитель, диффереицирующую цепь и формирователь,а также управляемый генератор, счетчик и регистр сдвига, о т л и ч а ющ е е е я тем, что, с целью обеспечения верности результата воспроизведения за счет повышения точностии помехоустойчивости устройства прикоррекции временных искажений, в него введены трехтактный распределитель импульсов, второй и,третийсчетчики, первый, второй и третийодновибраторы, блок детектирования,первый, второй и третий вычитатели,первый, второй третий и четвертыйэлементы ИЛИ-НЕ, блок анализа, первый и второй триггеры и мультиплексор, причем выход формирователя соединен с информационным входом блокадетектирования и входом регистрасдвига, а также с входами второгоодновибратора и трехтактного распределителя импульсов, выходы которогоподключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего. счетчиков и к управляющимвходам блока анализа, выход управляемого генератора соединен с синхровходом блока детектирования и синхровходом регистра сдвига, а через первый одновибратор - с объединеннымисчетными входами первого, второго итретьего счетчиков, выход второгоодновибратора подключен к синхровходу блока анализа, к дополнительному синхровходу блока детектирования и к входу третьего одновибратора, выход которого подключен к объединенным установочным входам первого,второго и третьего счетчиков, к входам уменьшаемого и вычитаемого первого вычитателя подключены соответственно выходы первого и второгосчетчиков, второго вычитателя - выходы второго и третьего счетчиков,третьего вычитателя - выходы третье -го и первого счетчиков, кроме того,выход старшего разряда каждого счетчика соединен с соответствующим разрядом входа блока анализа, информационные выходы первого, второго итретьего вычитателей подключены квходам соответственно первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ,выходы которых соединены с информационными входами блока анализа,соответствующие знаковые входы кото"рого связаны со знаковыми выходамипервого, второго и третьего вычита, телей, первый и второй выходы блока детектирования подключены к перному.и второму дополнительным управляющим входам блока анализа, а егопервый, второй и третий выходы соединены соответственно с информационными входами первого триггера, с1123050 входом второго триггера и с устано"ночным входом блока детектирования,выходы первого и второго триггеровподключены к управляющим входам мультиплексора три параллельных выходастарших разрядов регистра сдвигасоединены с информационными входамимультиплексора и с входами четвертого элемента ИЛИ-НЕ, выход которогоподключен к синхровходам.первого ивторого триггеров, а выход мультиплексора подключен к щдходной информационной шине. 2, Устройство по л. 1, о т л и - ч а ю щ е. е с я тем, что блок детектирования содержит одновибратор, два триггера и два двухразрядных регистра сдвига, причем информационИзобретение относится к приборостроению, а именно к устройстваммагнитной записи, и может использоваться в вычислительной технике,в частности в запоминающих устрой"ствах на движущемся носителе магнитной записи.Известнб устройство коррекциивременных искажений считываемых импульсов, содержащее четыре сдвигающих регистра, две схемы сравнения,коммутатор и элемент ИЛИ И 3,Однако это устройство позволяетвоспроизводить инФормацию, записан 5ную только двухинтервальным способом,причем значения временных искаженийв воспроизведенном сигнале не должныпревышать 253 от окна детектирования е20Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, реализующее способ воспроизведения данных с носителя магнитной записи, содержащее магнитную головку, управляемый генератор, усилитель, дифференцирующую цепь, Формирователь, две схемы измерения временнык интервалов, схему сравнения,счетчик, регистр, причем магнитнаяголовка соединена с входом усилите 30ля, выход которого подключен к дифный вход этого блока соединен с объе. диненными синхровходами первого и второго триггеров, синхровход этого блока подключен к входу одновибратора и к информационному входу второго триггера, дополнительный синхровход блока детектирования соединен с синхровходами первого и второго двухразрядных регистров сдвига, выходы которых являются соответствен. но первым и вторым выходами блока детектирования, установочный вход которого соединен с нулевым установочным входом первого триггера, инверсный выход первого триггера и прямой выход второго триггера подключены соответственно к информационным входам первого и второго двух- разрядных регистров сдвига Ференцирующей цепи, которая соеди нена с Формирователем, выход Формирователя подключен к счетчику, к регистру сдвига и к входам схем измерения временных интервалов, выходы которых соединены со схемой сравне,ния, выходы схемы сравнения соединены со счетчиком, выходы которого 1 подключены к регистру1.Недостатком известного устройстваявляется необходимость точного измерения временных интервалов, образуемых моментамн пересечения воспроизведенного сигнала базовой линии и последующим моментом появления экстремального значения этого сигнала, кроме того, известное устройство имеет повышенную чувствительность к помехам, вызывающим смещение нулевого уровня, что снижает верность результата воспроизведения. Цель изобретения - обеспечение верности результата воспроизведения за счет повышения точности и помехоустойчивости устройства при коррекции временных искажений воспроизведенных сигналов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство коррекции временных искажений воспроизведенных55 самосинхронизирующихся сигналов,содержащее последовательно соединенные магнитную головку, усилитель,дифференцирующую цепь и формирователь, а также управляемый генератор,счетчик и регистр сдвига, введенытрехтактный распределитель импульсов, второй и третий счетчики, первый, второй и третий одновибраторы,блок детектирования, первый, второй 1 Ои третий вычитатели, первый, второйтретий и четвертый элементы ИЛИ-НЕ,блок анализа, первый и второй триггеры и мультиплексор, причем выходформирователя соединен с информационным входом блока детектирования ивходом регистра сдвига, а также свходами второго одновибратора и.трехтактного распределителя импульсов, выходы которого подключены со Оответственно к управляющим входампервого, второго и третьего счетчиков и к управляющим входам блока анализа, выход управляемого генераторасоединен с синхровходом блока детектирования и синхровходом регистрасдвига, а через первый одновибратор "с объединенными счетными входамипервого, второго и третьего счетчиков, выход второго одновибратораЗОподключен к синхровходу блока анализа, к дополнительному синхровходублока детектирования и к входу третьего одновибратора, выход которогоподключен к объединенным установочным входам первого, второго и третьего счетчиков, к входам уменьшаемогои вычитаемого первого вычитателяподключены соответственно выходыпервого и второго счетчиков, второ Ого вычитателя - выходы второго итретьего счетчиков, третьего вычитателя - выходы третьего и первогосчетчиков, кроме того, выход старшего разряда каждого счетчика соединен с соответствующим разрядом входа блока анализа, информационныевыходы первого, второго и третьеговьтчитателей подключены к входамсоответственно первого, второго и 50третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходыкоторых соединены с информационнымивходами блока анализа, соответствующие знаковые входы которого связаны со знаковыми выходами первого,второго и третьего вычитателей,первый и второй выходы блока детектирования подключены к первому и вто-,рому дополнитепьным управляющим входам блока анализа, а его первый, второй и третий выходы соединены соответственно с информационными входами первого триггера, с входом второго триггера и с установочным входом блока детектирования, выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам мультиплексора, три параллельных выхода старших разрядов регистра сдвига соединены с информационными входами мультиплексора и с входами четвертого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к синхровходам первого и второго триггеров, а выход мультиплексора подключен к информационной шине.Кроме того, блок детектирования содержит одновибратор, два триггера и два двухразрядных регистра сдвига, причем информационный вход этого блокаФсоединен с объединенными сийхровходами первого и второго триггеров, синхровход этого блока подключен к входу одновибратора и информационному входу второго триггера, дополнительный синхровход блока детектирования соединен с синхровходами первого и второго двухразрядных регистров сдви га, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока детектирования, установочный вход которого соединен с нулевым установоч ным входом первого триггера, инверсный выход первого триггера и прямой выход второго триггера подключены соответственно к информационным входам первого и второго двухразрядных регистров сдвига.На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на. фиг.2 - блок детектирования; на фиг,3- блок анализа; на фиг,4-6 - эпюры сиг= налов, поясняющие работу устройства и блока детектирования.Устройство (фиг,1) содержит последовательно соединенные магнитную головку 1, усилитель 2, дифференцирующую цепь 3 и формирователь 4, а также управляемый генератор 5, первый 6, второй 7 и третий 8 одновибраторы, трехтактный распределитель 9 импульсов, первый 10, второй .11 и третий 12 счетчики, блок 13 детектирования, первый 14, второй 15 и третий 16 вычитатели, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 элементы ИЛИ-НЕ, регистр 21 сдвига, блок 22 анализа, 1123050первый триггер 23, второй триггер 24и мультиплексор 25.Блок 13 детектирования (Фиг.2)содержит одновибратор 26, первый ивторой триггеры 27 и 28, первый и 5второй двухразрядные регистры 29и 30 сдвига, информационный вход 31,дополнительный синхровход 32,синхровход33,установочный вход 34,первый и вто) 1рой выходы 35 и 36,10Блок 13 детектирования имеет следующие внутренние соедийения. Информационный вход 31 соединен с синхровходами триггеров 27 и 28, дополнительный синхровход 32 - с синхровхода ми регистров 29 и 30 сдвига. Синхровход 33 связан с входом одновибратора 26 и информационным входом второготриггера 28, а установочный вход 34 -с нулевым установочным входом перво Ого триггера 27. Инверсный выход первого триггера 27 и прямой выход второго триггера 28 соединены соответст-венно с информационными вхс )ами первого и второго регистров 29 и 30 сдвигаЛвыходы регистров 29 и 30 сдвига являются соответственно первым 35 ивторым 36 выходами блока детектирова-,ния.Блок 22 анализа может быть выполнен, как показано на Фиг.3, и содержит три элемента ИЛИ-НЕ 37-39, шестьэлементов ИЛИ 40-45, восемь элементов И 46-53, триггер 54, инвертор 55,информационные входы 56-58, разрядные звходы 59-61, управляющие входы 62-64,знаковые входы 65-67, синхровход 68,первый 69, второй 70 дополнительныйуправляющие входы, первый, второй итретий выходы 71-73 соответственно.Блок 22 анализа имеет следующиевнутренние соединения.Входы элементов ИЛИ-НЕ 37-39 попарно объединены и подключены к разрядным входам 59-61 соответственно.45 Информационные входы 56-58 соединены соответственно с первыми входами эле ментов ИЛИ 40-42, к другим входамко. торых подключены выходы элементов ИЛИ-НЕ 37-39, Управляющие входы 62- 64 связаны с попарно объединенными первыми входами элементов И 46 и 49, 47 и 50, 48 и 51. Знаковые входы 65- 67 подключены к вторым входам элементов И 49-51. К вторым входам элементов И 46-48 подключены выходы элементов ИЛИ 40-42 соответственно, Выходы элементов И 46-48 объединены элементом ИЛИ 44, а выходы элементовИ 49-5 1 - элементом ИЛИ 43,Выход элемента ИЛИ подключен к информационному входу триггера 54,к синхровходу которого подключен синхровход 68 блока анализа, прямой иинверсный выходы триггера 54 связаны соответственно с первыми входамиэлементов И 52 и 53, вторые и третьи(прямой и инверсный) входы которых,объединенные попарно, соответственноподключены к первому дополнительномууправляющему входу 69 и через инвертор 55 - к второму дополнительномууправляющему входу 70.,Выходы, элементов И 52 и 53 объединены элементом ИЛИ 45, при этом выходы элемента И 52, ИЛИ 45 и ИЛИ 44являются соответственно первым 71,вторым 72 и третьим 73 выходами блока анализа.Устройство (Фиг.1) имеет следующиевнутренние соединения.Магнитная головка 1, усилитель 2,дифференцирующая цепь 3 и формирователь 4 соединены последовательно.Выход Формирователя 4 соединен с входом второго одновибратора 7, входомраспределителя 9, информационным входом 31 блока 13 детектирования ивходом регистра 21 сдвига, Выходы .трехкратного распределителя 9 связаны соответственно с управляющимивходами счетчиков 10-12 и с управляющими входами 62-64 блока 22 анализа.Выход управляемого генератора 5соединен с синхровходом 33 блока 13детектирования и синхровходом регист-.ра 21 сдвига, а через первый.одновибратор 6 - с объединенными счетнымивходами счетчиков 10-12, Выход второго одновибратора 7 связан с синхровходом 68 блока 22 анализа, с дополнительным синхровходом 32 блока 13детектирования н с входом третьегоодновибратора 8, выход которого подключен к объединенным установочнымвходам счетчиков 10-12. Выходы первого 1 О и второго 11 счетчиков подключены соответственно к входам уменьшаемого и вычитаемого первого вычитателя 14, выходы второго 11 и третьего 12 счетчиков - к входам уменьшаемого и вычитаемого второго вычитателя 15, выходы первого 10 и третьего 12 счетчиков - к соответствующим входам третьего вычитателя 16.Выходы старших разрядов счетчиков10-12 соединены соответственно с разрядными входами 59-61 блока 22 анали-за.Информационные выходы вычитателей 514-16 подключены соответственно квходам первого 17, второго 18 итретьего 19 элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с информационными входами 56-58 блока 22 анализа, 10знаковые входы которого 65-67 соединены соответственно со знаковыми выходами первого 14, второго 15 итретьего 16 вычитателей,Выходы 35 и 36 блока 13 детектирования подключены к первому 69 ивторому 70 дополнительным управляющимвходам блока 22 анализа, первый 71,второй 72 и третий 73 выходы которогосоединены соответственно с информаци 20онййми входом триггера 23, входомтриггера 24 и установочным входом34 блока 13 детектирования. Выходытриггеров 23 и 24 подключены к управляющим входам мультиплексора 25, три па раллельных выхода старших разрядов регистра 21 сдвига соединены с информационными входами мультиплексора 25.и с входами четвертого элемента ИЛИНЕ 20, выход которого подключен к 30синхровходам первого и второго триггеров,а выход мультиплексора 25 является выходной информационнойшиной.Устройство работает следующим об- М разом.При воспроизведении информации, (фиг4 а) ранее записанной на магнитныйноситель сигнала с выхода магнитнойголовки 1, усиливается усилителем 2и с его выхода поступает на диффереи. цирующую цепь 3, где дифференцируется, с ее выхода продифференцированныйсигнал поступает на формирователь 4,где осуществляется выработка импульсного двухуровневого сигнала (фиг.4 б),в котором передние фронты импульсовсоответствуют моментам совпадениясигнала, поступающего с элемента 3с нулевым уровнем. С выхода формирователя 4 сигнал (фиг.4 б) поступает на вход трехкратного распределителяимпульсов, на выходах которого формируются сигналы (фиг.4 е,ж,з) которыепоочередно принимают единичные значения на трех последовательных интервалах времени, образуемых моментамипоявления передних фронтов импульсов выходного сигнала (Фиг.4 б). Управляемый генератор импульсов 5 вырабатывает исходные синхросигналы (фиг.4 в), фронты которого определяют дойустимый диапазон временных искажений сигнала воспроизведения ("окно детектирования"). Одновибратор 6 вырабатывает двухуровневый сигнал (фиг.4 г),передние фронты импульсов которого совпадают с фронтами сигнала, поступающего с выхода управляемого генератора 5, т.е. на одновибраторе 6 осуществляется удвоение частоты следования импульсов синхросигнала. При появлении импульса входного сигнала(фиг,4 б) на одном из выходов распределителя 9 импульсов устанавливается высокий уровень (фиг.4 г), Этот уровень разрешает счет импульсов сигнала(фиг.4 г), поступающего на вход одного из счетчиков (10) и сброс другого счетчика (1 1) в нулевое состояние, Внутреннее состояние счетчика (12) в зто время соответствует числу импульсов сигнала (фиг.4 г), поступающих на интервале между передним фронтом предыдущего импульса входного сигнала (фиг.4 б) и передним фронтом текущего импульса, На выходахпервого вычитателя 14 постоянно формируется разность между содержимым счетчика 10 и содержимым счетчика 11. Аналогично на выходах второго вычитателя 15 - разность между содержимым счетчика 11 и счетчика 12 и на выходах третьего вычитателя 16 - разность между содержимым счетчика 12 и счетчика 10. Через интервал времени,определяемый характеристиками одновибратора 7, по сигналу с его выхода,после появления переднего Фронтаимпульса входного сигнала (Фиг.4 б), сигналы разноети считываются с выхода одного из вычитателей (например, 15). Выбор вычитателя осуществляется блоком 22 анализа по сигналам (фиг.4 е,ж,э),поступающим с трехкрат" ного распределителя 9 импульсов. Через интервал времени, определяемыйхарактеристиками одновибратора 8,сигналом, поступающим с его выхода, осуществляется сброс одного из счетчиков 11 в нулевое состояние. По приходу следующего импульса входногосигнала (фиг.4 б) на следующем выходетрехкратного распределителя 9 импульсов устанавливается сигнал, имеющийвысокий уровень (фиг.4 ж),и осуще1123050 10синхросигнала (фиг.5) и разность между интервалами, которые этот импульс разделяют,0, то блок 22 анализа не вырабатывает сигналов коррекции, если же эта разностьО, тоблок 22 анализа вырабатывает выходные сигналы, устанавливающие триггеры 23 и 24 в состояния, при которыхих выходные сигналы, поступающие 1 О на мультиплексор 25, вызывают подключение к выходной шине третьеговыхода регистра 21 сдвига, осуществляя тем самым "опережающую коррек" )я цию" .15Аналогично происходит работа бло.ка анализа при "нахождении" фронтаимпульса в зоне коррекции и "правой1половине такта синхросигнала, Дляпредотвращения ошибочной коррекциив случае равенства предыдущего ипоследующего интервалов, выходныесигналы с элементов ИЛИ-НЕ 17-19, атакже в случае малой величины обоих. сравниваемых интервалов, выходныесигналы с выходов старших разрядовсчетчиков 10-12 объединяются блоком22 анализа, который в этом случаевырабатывает на выходе 73 сигнал, ЗОустанавливающий блок 13 детектирования в состояние, которому соответствуют выходные сигналы, исключающие коррекцию. ствляется передача знака разности со держимого счстчиков 12 и 10 на блок анализа и переключения счетчика 11 в состояние счета с последующей установкой счетчика 10 в нулевое состояние. Далее процесс определения разности между значением предыдущего и последующих интервалов между передними Фронтами импульсов входного сигнала (для 4 б) повторяется. Одновременно с этим процессом происходит выработка выходных сигналов блоком 13 детектирования. Блок 13 детектирования вырабатывает сигнал (фиг.4 д интервалы времени, в течение которых этот сигнал имеет положительное значение, определяют "зону коррекции т.е. если передний фронт импульса входного сигнала (Фиг.46) совпал во времени с "зоной коррекции", то возможно схемой анализа будет произведена выработка сигнала коррекции, . кроме этого, схемой детектирования вырабатывается сигнал, идентифицирующий положение переднего фронта импульса входного сигнала (Фиг,4 б) относительно интервалов, на которых синхросигнал (фиг.4 в) имеет положительное значение. Сигналы с выхода блока детектирования поступают на блок анализа, который осуществляет выработку сигналов коррекции.Если сигналы, поступающие с выходов блока детектирования 13, соответствуют положению Фронта входно- З 5 го импульса вне зоны коррекции (фиг.бб,л,н), то блок анализа вырабатывает выходные сигналы, устанавливающие триггеры 23 и 24 в состояния, при которых их выходные сигна О лы, поступающие на мультиплексор 25, вызывают подключение к выходной информационной вине среднего выхода регистра 21, Таким образом, коррекция выходной информации не осуществляется. Если же фронт входного импульса "появился" в зоне коррекции (фиг.5), то в схеме анализа осуществляется сравнение сигнала, соответствующего направлению смеще О ния пика импульса воспроизведенного сигнала (определяется по знаку ре" зультата вычитания), с положением фронта импульса входного сигнала (фиг.46) относительно переднего 55 фронта синхросигнала (фиг.4 в). Если передний фронт импульса входного сигнала предшествует переднему фронту Предлагаемое устройство позволяет повысить помехоустойчивость накопителя информации. Эффект от применения устройства возрастает с повышением плотности записи информации при использовании для записи высокоинформативных многоинтервальных кодов. Высокий уровень интерференционных искажений воспроизведенного сигнала, например, в случае применения для записи информации в модернизированный накопитель ЕС 5080 кодов (2,7), (1,8) позволяет достичь увеличения информационной емкости накопителя на магнитном диске (НИД) либо на 20"25 Х по сравнению с использованием для записи кода МГИ, Предлагаемое устройство за счет удвоения допустимого диапазона временных интерференционных искажений позволяет повысить информационную емкость накопителя ЕС 5080 до 40-50% при использовании для записи кодов высокоинформативных (2,7) или (1,8).11 З 3 О 5 О Л и Фиаб Составитель А.Е,ЛуканинТехред Т.Маточка . Редактор Н.Пушненкова Корректор А.Зимокосов Заказ 8147/47 Тираж 574 ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4