Устройство для многоканальной записи частотно-импульсно- модулированных сигналов

Устройство для многоканальной записи частотно-импульсно- модулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЗАПИСИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОМОДУЛИГОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее даа модулятора, блок записи, тактовый генератор , подключенньга к блоку управления, связанному с блоком памяти и коммутатором, отличающееся тем, что, с целью раашфення диапазона регнстрируемых сигналов , в него введены два преобразователя период-код, преобразователь код-период и два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов пода:лючены соответственно к сигнальным входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которых соединены с сжгнальными входами первого, второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответстаенно, выходы последних через коммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенного выходом с входом блока ззпнси, выход тактового генератора подолючен к входу синхронизации преобразователя код-период и к входу блока у травления, первый выход Которого соединен с входами синхронизации преобразователей период-код, второй и третий i выходы соединены с управляющими входами первого и третьего подблоков блока памяти и (Л через элементы IIE - с управляющими входами второго н четвертого подблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора. ел а о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1059609

3(59 G 11 В 5/04; G 11 В 5/06 г ?Фг z

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ OCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВV (21) 3531071/18 — 10 (22) 24.12.82 (46) 07.12.83. Бюл. йе 45 (72) В. Б. Гаевский, В. Г. Михалев, Л. Г. Смирнов, и М.. А. Тучин (53) 534.852.4(088.8) (56) 1. Дэвис Г. Д. Применение точной магнитной записи. М., "Энергия". 1957; с. 151.

2. Авторское свидетельство СССР и 570085, кл. G 11 В 5/04, 1976.

3. Патент США М4 4206476, кл. 328 — 127, опублик. 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬ—

НОЙ ЗАПИСИ ЧАСТОТНΠ— ИМПУЛЬСНО—

МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два модулятора, блок записи, тактовый генератор, подключенный к блоку управления, связанному с блоком памяти и коммутатором, о т л и ч а ю щ с е с я тем, что, с целью .расширения диапазона регистрируемых сигналов, в aего введены два преобразователя период-код, преобразователь код-период и два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов подключены соответственно к сигнальным входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которых соединены с сигнальными входами первого, второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответственно, выходы последних через коммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенного выходом с входом блока записи, выход тактового генератора подключен к входу синхронизации преобразователя код-период и к входу блока управления, первый выход которого соединен с входами синхронизации нреобразователей период-код, второй и третий выходы соелинены с управляющими входами первого и третьего подблоков блока памяти и через элементы ПŠ— с управляннцимн входами второго и четвертого чодблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора. девиация частоты, а при максимальном значении входного сигнала четыре перепада на выходе первого модулятора займут временный ин-. тервал Тщ „, поскольку он соответствует значению частоты Ещах = Енес + hF. Неравномерность подключения к источникам информации фактически приводит к взаимовлиянию канала на канал и группы каналов на канал. Поэтому в данном устройстве при увеличении числа каналов приходится резко ограничивать полосу регистрации по каждому каналу, что приводит к неэффективному использованию полосы частот устройства записи.

Наиболее близким к предлагаемому является устроиство для записи импульсных сигналов с вре- . менным сжатием-расширением, содержащее задающий эталонный генератор, блок управления, два входных переключателя, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), преобразователь последовательного кода в параллельный, блок памяти, смеситель, лентопротяжный механизм, а также устройство воспроизведения.

В известном устройстве осуществляется временное сжатие выбранных отрезков входных импульсных сигналов от нескольких источников (в данном случае двух) путем преобразования входных импульсов в код с.помощью АЦП, занесения кодов в память с одной тактовой частотой, считывания из памяти с увеличенной тактовой частотой, суммирования считанных кодов из памяти в один поток на смесителе, выполненном в виде коммутатора. Таким образом, на выходе смесителя формируется поток цифровой информации, отображающий значение двух входных импульсных сигналов, сжатых по времени в отрезок времени, равный по длительности каждому отрезку входного импульсного сигнала, Дыпый сигнал записывается по одной дорожке записи.

Разделение каналов производится при воспроизведении с помощью аналогичных преобразователей с учетом того, что считывание иэ блока памяти канала воспроизведения происходит в два раза медленнее, чем запись, причем вы; деление входных импульсных сигналов проводится при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) (3).

Недостатком данного устройства при поступлении на каждый вход импульсов, промодулированных, например, по частоте, является необходимость, дополнительного преобразования сигналов по каждому каналу в код, что требует расширения полосы тракта, Так, например, при регистрации сигналов с полосой 10 кГц для стандартной аппаратуры магнитной записи требуется примерно полоса 54 кГц. При дополнительном преобразовании ЧИМ-сигналов в код требуется полоса пропускания тракта магнитной

1 1059609

Изобретение относится к технике точной магнитной записи, а именно к чногоканальным устройствам записи с частотной модуляцией.

Известно устройство записи частотно-импульсно-модулированных (ЧИМ) сигналов, содержащее несколько частотных модуляторов, выходы которых объединены в блоке записи (1).

Однако для увеличения числа регистрируе- 10 мых каналов необходимо расширить полосу частот устройства для записи, расположить каж1дый канал на своей поднесущей частоте и оставить довольно значительный частотный промежуток между каналами для исключения их 15 взаимовлияния.

Кроме того, девиацию частоты в каждом канале необходимо устанавливать в достаточно малых пределах, обычно не выше +12,5% от несущей, вместо +40% при стандартном методе 20 записи ЧИМ-сигналов, что приводит к уменьшению соотношения сигнал/шум, увеличивает погрешность записываемых сигналов, уменьшает частотный диапазон и снижает эффективность использования полосы частот тракта магнитной 25 записи воспроизведения.

Известно также устройство для многоканальной записи ЧИМ-сигналов, содержащее блок синхронизации, модуляторы, выходы которых подключены через схему ИЛИ к блоку записи, триггеры, диффернцирующие цепочки, двухвходовую схему И, шины управления модуляторами и триггерные делители частоты.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания блок синхронизации

35 устанавливает все триггеры в исходное положение, после чего через схему И поступает раз-. решение на шину управления первого модулятора. Первый модулятор вырабатывает импульсный сигнал, частота которого промодулирована входным сигналом. После четырех перепадов первого ЧИМ-модулятора и появляется разрешение на шину управления второго модулятора. Аналогично по кольцевой схеме происходит переключение модуляторов остальных каналов. Сигналы с выходов всех модуляторов объединяются схемой ИЛИ, делятся делителями и поступают в головку записи (2).

Недостатком данного устройства является неравномерность подключения модуляторов к источникам регистрируемых сигналов, посколь50 ку момент подключения второго модулятора определяется значением сигнала на входе первого модулятора. Действительно, при нулевом значении входного сигнала четыре перепада на выходе первого модулятора займут временной интервал Тпа„, поскольку он соответствует значению частоты Рпт1п Рнес — ЬР, где

Енес — несущая частота ЧИМ-сигнала; ЬЕ—

10596 лов при воспроизведении.

3 записи, равная 54 кГц х 12 разрядов, т. е.

648 кГц.

Бель изобретения — расширение частотного диапазона регистрируемых сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для многоканальной записи частотноимпульсно-модулированных сигналов, содержащее два модулятора, блок записи, тактовый генератор, подключенный к блоку управления, связанному с блоком памяти и коммутатором, 1О введены два преобразователя период-код, преобразователь код-период, и два элемента НЕ, при этом выходы первого и второго модуляторов подключены соответственно к сигнальным

I входам первого и второго преобразователей период-код, оба выхода которых соединены с сигнальными входами первого, второго, третьего и четвертого подблоков блока памяти соответственно, выходы последних через

Коммутатор подключены к сигнальным входам преобразователя код-период, соединенного выходом с входом блока записи, выход тактового генератора подключен к входу синхронизации преобразователя код-период и к входу блока управления, первый выход которого 25 соединен с входами синхронизации преобразователей период-код, второй и третий выходы соединены с управляющими входами первого и третьего подблоков блока памяти и через элементы НŠ— с управляющими входами вто- 3О рого и четвертого подблоков блока памяти соответственно, а четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу коммутатора.

На фиг. 1 представлена схема устройства для многоканальной записи ЧИМ-сигналов; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие работу устройства, Устройство содержит два модулятора 1 и 2, которые осуществляют преобразование входных аналоговых сигналов в ЧИМ-сигналыдва идентичных преобразователя 3 и 4 период-код (собранных, например, на микросхемах

564ИЕ10), четыре подблока 5 — 8 (на микросхемах 564РУ2Б), которые составляют блок 9 памяти, коммутатор 10 (на микросхеме

5644KII-1), тактовый генератор 11 (кварцевый генератор на микросхеме 133ЛАЗ), блок

12 деления и управления (на микросхемах . 564ИЕ9, 564ИЕ10 и 564ЛА7), два элемента

НЕ .13 и 14, преобразователь 15 код-период (на микросхеме 564ИЕ. 15) и блок 16 записи с головкой 17 записи.

Устройство работает следующим образом;

Входные сигналы Овх и Овхэ, предназначенные для регистрации на магнитную ленту, поступают соответственно на модуляторы 1 и

2, с выхода которых (эпюры Овых| и Овыхэ)

ЧИМ-сигналы подаются на преобразователи

09 4

3 и 4 период-код, собранные на счетчиках импульсов. Преобразователи период-код осуществ. ляют подсчет импульсов„заполняющих периоды

ЧИМ-сигналов, причем тактовая частота импульсов заполнения составляет f/2,5, где f — частота импульсов опорного генератора. Параллельный восьмиразрядный код, пропорциональный периодам ЧИМ-сигналов, с выхода преобразователей 3 и 4 поступает на подблоки 5, 6 и

7, 8 соответственно блока 9 памяти. Блок 12 . управления вырабатывает. последовательность тактовых импульсов управления подблоками блока памяти (эпюры Э1 — ЭЗ).

При поступлении первого тактового импульса (зпюра Э1) происходит заполнение разрядами кода с частотой f/2,5 подблока 5, а примерно через 0,5 периода длительности первого тактового импульса поступает второй тактовый импульс (эпюра Э2) н начинается заполнение подблока 7 второго канала. После окончания первого тактового импульса происходит заполнение подблока 6 инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 13 и аналогично после окончания тактового импульса (эпюра Э2) прекращается заполнение подблока

7, а инвертированным тактовым импульсом с выхода элемента НЕ 14 поступает команда заполнения подблока 8.

Считывание из блока памяти происходит с частотой в 2,5 раза большей частоты записи, и начинается из подблока 5 через 1,5 длительности первого тактового импульса. Форма тактовых импульсов считывания представлена на эпюре 33. Коммутатор 10 осуществляет поочередное подключение подблоков к преобразователю код-период через блок управления, Таким образом, на входе преобразователя кодпериод оказывается последовательная частота считываемых каналов (первого и второго).

Поскольку частота считывания из блока памяти в 2,5 раза больше, то на временном интервале, соответствующем значению в выхода, например, преобразователя 3, размещается первый канал и второй канал с частотой разрядов в 2,5 раза меньше, чем при записи.Считывание с частотой выше чем в 2 раза (а именно в 2,5) необходимо для формирования мар- . керного промежутка между первым и вторым каналами для последующего разделения канаПреобразователь 15 код-период, управляе- . мый тактовой частотой, осуществляет обратное преобразование по отношению к преобразователям 3 и 4 период-код, таким образом, что на выходе преобразователя формируется суммированный ЧИМ-сигнал, сжатый по времени (эпюра Овых15). Данный ЧИМ-сигнал поступает на блок 16 записи, где осуществляется

1059609

46ркер гуар, р

Ф

49рлр

Составитель Ю. Алешин

Редактор Л. Филь Техред; С.Мигунова .Корректор A Ильин

Заказ 9848/55 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 запись на магнитный носитель через головку

17 записи.

Сжатие импульсных ЧИМ-сигналов по предлагаемой схеме позволяет осуществлять многоканальную запись несинхронных ЧИМ-потоков информации на одну дорожку накопителя и, таким образом осуществлять запись от нескольких источников информации без ее потерь с сохранением высоких точиостпых ха, рактеристик при оптимальном использовании 10 полосы частот тракта магйитной записи, а также исключить взаимовлияние канала на канал.

Реализация устройства достаточна проста и выполнена на серийных логических микросхемах.

Предлагаемое устройство может быть реали- 15 эовано для регистрации не только двух ЧИМканалов HR одну дорожку, но и четырех,восьми и так далее путем соответственного наращивания числа подблоков памяти и преобразователей период-код. 20

При использовании тракта магнитной записи с полосовой регистрации ЧИМ-сигналов

0-10 кБц по одной дорожке применение базового объекта позволяет осуществлять регистрацию двух каналов с полосой 0 — 1000 кГц по одной дорожке при значительном увеличении помехи по амплитуде до 5% иэ-за взаимовлияния между каналами. Устройство, собранное по предлагаемой схеме, обеспечивает регистрацию двух каналов с полосой 0 — 4 кГц каждый нли четырех каналов с полосой 0—

2000 к1 и при сохранении точностных характеристик регистрации одного параметра через укаэанный тракт (с полосой 0 — 10000 кГц с погрешностью по амплитуде 1,5%).

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство сокращает требования к полосе пропускания магнитной записи на порядок (с 648 до 54 кГц при регистрации двух параметров с частотным диапазоном 0 — 4000 Гц).

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволи г осуществить многоканальную запись ЧИМ-сигналов без необходимости значительного расширения полосы чвс. тот канала магнитной записи.