CS206471B1 - Zapojení snímacího zesilovače pro magnetický číslicový záznam informace - Google Patents

Description

(54) Zapojení snímacího zesilovače pro magnetický číslicový záznam informace

Vynález se týká zapojení snímacího zesilovače pro magnetický číslicový záznam informace, zejména pro diskové paměti.

V zařízení na zpracování informací, používajících k záznamu informace pohyblivého magnetického záznamového media se obyčejně používá kombinovaných magnetických hlav v nichž je jednoho a téhož magnetického obvodu využíváno postupně jak k záznamu, tak i ke snímání zaznamenané informace. Při přepnutí magnetické hlavy z funkce záznamu na snímání, dochází ve snímacím zesilovači k přechodovému jevu, který po určitou dobu od skončení záznamu je překážkou zahájení bezchyibového vyhodnocování dat ze snímaného napětí. Vznik tohoto přechodového jevu Je podmíněn nutností použití setrvačných prvků v zapojení snímacího zesilovače, které s činnými odpory zapojení tvoří členy s časovými konstantami poměrně značných velikostí.

Známá zapojení snímacího zesilovače nepoužívají z toho důvodu střídavých vazeb mezi jednotlivými stutpni, vyjma kapacitní vazby na vstupu. Přesto jejich nevýhodou je, že vyžadují, aby časová konstanta vstupní střídavé vazby byla dosti vyseká. Tím se zabraňuje jakémukoliv ovlivňování fázové frekvenční charakteristiky snímacího zesilovače v oblasti pracovních kmitočtů vazebním členem, neboť tato část fázové frekvenční charakteristiky má rozhodující podíl na výsledné chybovosti; Mezní kmitočty vstupních střídavých vazebních členů leží zpravidla o více než dvě až tři dekády pod kmitočtem nejnižší kmitočtové složky zpracovávaného signálu. Další nevýhodou, zejména z hlediska snahy o potlačení cizích rušivých napětí při snímání a s ohledem na použitou stejnosměrnou vazbu mezi jednotlivými stupni snímacího zesilovače je to, že vstupnímu zesilovači je ponechán plný zisk i mimo kmitočtové pásmo zpracovávaných signálů.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení snímacího zesilovače pro magneticky číslicový záznam informace podle vynálezu, jehož podstatou je, že jeden vývod prvního kondenzátoru tvoří současně první vstup zapojení, kdežto jeho druhý vývod je připojen na první vstup rozdílového zesilovače, jeden vývod druhého kondenzátoru tvoří současně druhý vstup zapojení, kdežto jeho druhý vývod je připojen na druhý vstup rozdílového zesilovače, mezi jehož první a druhý vstup je připojen třetí kondenzátor, první výstup rozdílového zesilovače je připojen na první vstup šumového filtru, souměrného vůči zemi, kdežto jeho druhý výstup je připojen na druhý vstup šumového filtru, jehož první výstup je připojen na bázi prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen jednak přes šestý odpor na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednialk přes sedmý kondenzátor na potenciál země, jednak přes první zpětnovazební odpor na první vstup rozdílového zesilovače, druhý výstup šumového filtru je připojen na bázi druhého tranzistoru, jehož kolektor je připojen jednak-přes sedmý odpor na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak přes osmý kondenzátor na potenciál země, jednak přes drahý zpětnovazební odpor na druhý vstup rozdílového zesilovače, emitor prvního tranzistoru je připojen jednak přes osmý odpor na druhý pól zdroje napájecího napětí, jednak přes desátý odpor na jeden vývod devátého kondenzátem a na ibázi pátého tranzistoru, emitor druhého tranzistoru je připojen jednak přes devátý odpor na druhý pól zdroje napájecího napětí, jednak přes jedenáctý odpor na druhý vývod devátého kondenzátoru a na bázi šestého tranzistoru, emitor pátého tranzistoru je připojen jednak přes čtrnáctý zpětnovazební odpor na emitor šestého tranzistoru, jednak na zdroj konstantního proudu, emitor šestého tranzistoru je připojen jednak přes sériový rezonanční obvod na emitor pátého tranzistoru, jednak na další zdroj konstantního proudu, kolektor pátého tranzisoru je jednak připojen přes sedmnáctý odpor na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně první výstup zapojení, kolektor šestého tranzistoru je jednak připojen přes šestnáctý odpor na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně druhý výstup zapojení. Zdroj konstantního proudu pátého tranzistoru je tvořen třetím tranzistorem, jehož emitor je připojen přes dvanáctý odpor na drahý pól zdroje napájecího napětí, jeho báze na potenciál země a jeho kolektor na emitor pátého tranzistoru, kdežto další zdroj konstantního proudu šestého tranzistoru je tvořen čtvrtým tranzistorem, jehož emitor je připojen přes třináctý odpor na druhý pól zdroje napájecího napětí, jeho báze na potenciál země a jeho kolektor na emitor šestého tranzistoru.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že zavedením paralelní záporné zpětné vazby ve vstupním zesilovači se dosáhne značného snížení jeho zisku pro .cizí rušivá napětí nízkých kmitočtů. Protože tato paralelní záporná zpětná vazba je stejnosměrná, je pomocí ní zároveň dosaženo snížení rozdílu klidových stejnosměrných úrovní napětí na výstupu širokopásmového vstupního zesilovače, což zjednodušuje poměry při stejnosměrném navázání dalších obvodů snímacího zesilovače. Paralelní záporná zpětná vazba přináší navíc výhodu ve snížení vstupní impedance vstupního zesilovače na nízkých kmitočtech, což dále účinně snižuje přenos vstupního střídavého vazebního členu v tomto pásmu. Zapojení vytváří žádanou fázovou frekvenční charakteristiku snímacího zesilovače z fázové frekvenční charakteristiky vlastního korekčního obvodu a z fázové frekvenční charakteristiky vstupního vazebního členu tak, že mezní kmitočet tohoto vazebního členu leží blíže pásmu zpracovávaných kmitočtů. To .spolu se snížením zisku snímacího zesilovače pro nízké a nej nižší kmitočty vede ke zkrácení přechodového děje při přepnutí záznamového kanálu ze záznamu na snímání.

Příklad zapojení snímacího zesilovače pro magnetický číslicový záznam informace podle vynálezu je znázorněn schematicky na připojeném výkrese.

Jeden vývod prvního kondenzátoru Cl (obr. 1) tvoří současně první vstup Ol zapojení, připojitelný přes neznázor,němou diodotranzistorovou výběrovou matici a oddělovací člen na magnetickou hlavu, kdežto jeho druhý vývod je připojen na první vstup 1 rozdílového zesilovače DZ. Jeden vývod druhého kondenzátoru C2 tvoří současně druhý vstup 02 zapojení, připojitelný přes diodo-tranzistorovou výběrovou matici a oddělovací člen na magnetickou hlavu, kdežto jeho druhý vývod je připojen na drahý vstup 2 rozdílového zesilovače DZ. Mezi první vstup 1 a druhý vstup 2 .rozdílového zesilovače DZ je připojen třetí kondenzátor C3. První výstup 11 rozdílového zesilovače DZ je připojen na první vstup 21 šumového filtru SF souměrného vůči zemi. Druhý výstup 12 rozdílového zesilovače DZ je připojen na druhý vstup 22 šumového filtru SF. Šumový filtr SF je tvořen třetím až pátým odporem R3 až R5, čtvrtým až šestým kondenzátorem C4 až C6 a první a druhou ihdukčností LI, L2. První výstup 121 šumového filtru SF je připojen na bázi prvního tranzistoru TI, jehož kolektor je připojen 'jednak přes šestý odpor R6 na záporný pól — zdroje napájecího napětí, jednak přes sedmý kondenzátor C7 na potenciál země, jednak přes první zpětnovazební odpor R1 na první vstup 1 rozdílového zesilovače DZ. Druhý výstup 122 šumového filtru ŠF je připojen na bázi druhého tranzistoru T2, jehož .kolektor je připojen jednak přes sedmý odpor R7 na záporný pól — zdroje napájecího napětí, jednak přes osmý kondenzátor C8 na potenciál země, jednak přes druhý zpětnovazební odpor R2 na druhý vstup 2 rozdílového zesilovače DZ. Emitor prvního tranzistoru TI je připojen jednak přes osmý odpor R8 (obr. 2) na kladný pól -j- zdroje napájecího napětí, 'jednak přes desátý odpor R10 na jeden vývod devátého kondenzátoru C9 a na bázi pátého tranzistoru T5. Emitor druhého tranizstoru T2 je připojen jednak přes devátý odpor R9 na kladný pól + zdroje napájecího napětí, jednak přes jedenáotý odpor Rll na druhý vývod devátého kondenzátoru C9 a na bázi šestého tranzistoru T6. Emitor pátého tranzistoru T5 je připojen jednak přes čtrnáctý zpětnovazební odpor R14 na emitor šestého tranzistoru T6, jednak na kolektor třetího tranzistoru T3, jehož 'báze je připojena na potenciál země a jeho emitor přes dvanáctý odpor R12 na záporný pól — zdroje napájecího napětí. Emitor šestého tranzistoru T6 je připojen jednak přes sériový resonanční obvod, tvořený třetí indukčností L3, patnáctým odporem R15 a desátým kondenzátorem CIO, na emitor pátého tranzistoru T5, jednak na kolektor čtvrtého tranzistoru T4, jehož báze je připojena na potenciál země a jeho emitor přes třináctý odpor R13 na záporný pól — zdroje napájecího napětí. Kolektor pátého tranzistoru T5 je jednak připojen přes sedmnáctý odpor R17 na kladný pól -j- zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně první výstup 001 zapojení, připojitelný na neznáizoměný detektor průchodu nulou. Kolektor šestého tranzistoru T6 je jednak připojen přes šestnáctý odpor R16 na kladný pól + zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně druihý výstup 002 zapojení, připojitelný na detektor průchodu nulou.

Šumový filtr SF lze nahradit jiným vhodným šumovým filtrem typu dolnofrekvenční propusti e konstantním skupinovým zpožděním. Rovněž zdroje konstantního proudu T3, R12 a T4, R13 lze nahradit jinými Vhodnými zdroji konstantního proudu.

Snímací zesilovač je elektricky souměrný prosti zemi, aby se dosáhlo velké odolnosti proti soufázovému rušení. Při záznamu informace magnetickou hlavou na magnetické medium je snímací zesilovač chráněn před zahlcením a poškozením vlivem značného napětí na vinutí magnetické hlavy, které dosahuje řádově jednotek až desítek voltů, oddělovacím členem, zapojeným mezi 'výběrovou maticí a snímacím zesilovačem. Po skončení záznamu informace se záznamový a snímací kanál přepojí ze záznamu na snímání. Ke snímání se použije téže magnetické hlavy jako při záznamu. Odpor oddělovacího členu klesne o několik řádů a vstup snímacího zesilovače se připojí přes výběrovou matici k magnetické (hlavě. Při tomto přepnutí dojde na vstupech 01, 02 rozdílového zesilovače DZ k malému skoku klidového rozdílového napětí. Tento skok je střídavou vazbou, tvořenou kondensátory Cl, C2 přenesen na vstup rozdílového zesilovače DZ a zde zesílen, což se projeví jako s časem doznívající rušivé napětí, superponované na užitečném'snímaném .napětí, které znemožňuje bezchýbové vyhodnocování snímaného napětí po určitou dobu od skončení zápisu, závislou na časové konstantě vstupní střídavé vazby. Po odeznění přechodového jevu dává rozdílový zesilovač DZ na svých výstupech 11, 12 zesílené snímané napětí, které prochází symetrickým šumovým filtrem ŠF typu dolnofrekvenční propusti s konstantním skupinovým zpožděním. Šumový filtr SF umožňuje potlačit nežádoucí rušivá napětí nad kmitočtovým pásmem užitečného snímaného napětí. Ze šumového filtru ŠF přechází zesílené napětí přes druhý rozdílový zesilovač, tvořený tranzistory TI, T2 a přes souměrný integrační článek R10, Rll, C9 do korekčního obvodu s tranzistory T5, T6 a se zdroji konstantního proudu, a sice T3, R12 a T4, R13. Integrační článek R10, Rll, C9 upravuje fázovou frekvenční charakteristiku na nejvyšších kmitočtech zpracovávaného pásma. Druhý rozdílový zesilovač s tranzistory TI, T2 pracuje v oblasti pracovních .kmitočtů, kde kapacitní reafctance ikondenzátorů C7 a C8 představují vysokofrekvenční zkrat kolektorů tranzistorů TI a T2 na zem, s emitorovými odpory R8, R9, jako oddělující emitorový sledovač. V oblasti pod provozními kmitočty pracuje pak jako zesilovač s kmitočtově závislou kolektorovou zátěží, představovanou odporem R6 a kondenzátorem C7 a odporem R7 a kondenzátorem C8, ze kteréžto zátěže je přes odpory R1 a R2 zavedena do vstupů 1 a 2 rozdílového zesilovače DZ symetricky napěťová záporná zpětná vazba a sice paralelní, která v oblasti pod pracovními kmitočty snižuje napěťový zisk rozdílového zesilovače DZ, uvažovaný ze vstupů 01, 02 do emitorů tranzistorů TI, T2, pro cizí rušivá napětí nízkých kmitočtů. Jedná-li se o zisk například + 40 dB v pásmu zpracovávaných kmitočtů, pak pro nízké kmitočty pod tímto pásmem může zisk klesnout při Vhodné volbě odporů R6, R8, R7, R9 například na —10 dB. Navíc paralelní záporná zpětná vazba způsobí snížení vstupní impedance rozdílového zesilovače DZ na nízkých kmitočtech, což dále vede ke snížení přenosu napětí v tomto pásmu. Tato zpětná vazba stejnosměrně zavedená z kolektorů TI, T2 přes odpory Rl, R2 do vstupů 1, 2 rozdílového zesilovače DZ způsobuje snížení klidového rozdílu stejnosměrných napětí na výstupech 11,12 rozdílového zesilovače DZ a tedy i v emitorech tranzistorů TI, T2,. což zjednodušuje poměry při stejnosměrném navázání dalších obvodů. Dalšího snížení zisku snímacího zesilovače na kmitočtech nižších i vyšších než jsou kmitočty zpracovávaného pásma je dosaženo použitím zdrojů konstantního proudu T3, R12 a T4, R13 v emitorech korekčního obvodu s tranzistory T5 a T6. Takovéto řešení dovoluje navíc, při velké hodnotě odporu R14, zahrnout do celkové požadované fázové frekvenční charakteristiky korekčního obvodu funkčně i vliv fázové frekvenční charakteristiky vstuipní střídavé vazby tak, že to vede k žádoucímu snížení časové konstanty vstupní vazby a tím ke zkrácení přechodového jevu. Na toto zkrácení přechodového jevu imá rovněž příznivý vliv výše uvedené snížení zisku rozdílového zesilovače DZ na kmitočtech pod pásmem zpracovávaných kmitočtových složek signálu. Kondenzátoru C3 >na vstupu rozdílového zesilovače DZ může být podle okolností použito pro udržení nízké impedance na vstupu rozdílového zesilovače DZ i na kmitočtech mnohem vyššídh než jsou zpracovávané a zároveň jako součást celkové kapacitní složky předepsané zatěžovací impedance magnetické hlavy při snímání. Na výstupech 001, 002 snímacího zesilovače se odebírá symetrické napětí, které je zesílenou derivací podle času snímaného napětí. Toto je vedeno na detektor průchodu nulou k dalšímu zpracování.

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Zapojení snímacího zesilovače-pro magnetický číslicový záznam informace vyznačené tím, že jeden vývod prvního kondenzátoru (Cl) tvoří současně první vstup (01) •zapojení, 'kdežto 'jeho druhý vývod je přípojem na první vstup (1) rozdílového zesilovače (DZ), jeden vývod druhého kondenzátoru (02) tvoří současně‘ druhý vstup (02) zapojení, kdežto jeho druhý vývod je připojen na .druhý vstup (2) rozdílového zesilovače (DZ), mezi jehož první a druhý vstup (1, 2) je připojen třetí kondenzátor (03), první výstup (11) rozdílového zesilovače (DZ) je připojen na první vstup (21) gumového filtru (šF), souměrného vůči zemi, kdežto jeho druhý výstup (12) je připojen na druhý vstup (22) šumového filtru (SF), jehož první výstup (121) je připojen na bázi prvního tranzistoru (TI), jehož kolektor je připojen jednak přes šestý odpor (R6) na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak přes sedmý kondenzátor (C7) na potenciál země a jednak přes první zpětnovazební odpor (Rl) na první vstup (1) rozdílového zesilovače (DZ), druhý výstup (122) šumového filtru (SF) je připojen na bázi druhého tranzistoru (Ti2), jehož kolektor -je připojen jednak přes sedmý odpor (R7) na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak přes osmý kondenzátor (C8) na potenciál země a jednak přes druhý zpětnovazební odpor (R2) na druhý vstup (2) rozdílového zesilovače (DZ), zatímco emitor prvního tranzistoru (TI) je připojen 'jednak přes osmý odlpor (R8) na druhý pól zdroje napájecího napětí, jednak přes desátý odpor (R10) na jeden vývod devátého kondenzátoru (C9) a na bázi pátého tranzistoru (T5), emitor druhého tranzistoru (T2) je připojen jednak přes devátý odpor (R9) na druhý pól zdroje napájecího napětí, jednak přes jedenáctý odpor (Rll) ná druhý vývod devátého kondenzátoru (C9) a na bázi šestého tranzistoru (T'6), emitor pátého tranzistoru (T5) je připojen jednak přes čtrnáctý zpětnovazební odpor (R14) na emitor šestého tranzistoru (T6), jednak na zdroj konstantního proudu (T3, Rl'2), emitor šestého tranzistoru (T6) je připojen jednak přes sériový rezonanční obvod (L3, R15, CIO) na emitor pátého tranzistoru (T6), jednak na další zdroj konstantního proudu (T4, R13), přičemž kolektor pátého tranzistoru (T5) je jednak připojen přes sedmnáctý odpor (R17) na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně první výstup (001) zapojení, kolektor šestého tranzistoru (T6) je jednak připojen přes šestnáctý odpor (R16) na jeden pól zdroje napájecího napětí, jednak tvoří současně druhý výstup (002) zapojení.
2. 2. Zapojení podle bodu 1 vyznačené tím, že zdroj konstantního proudu pátého tranzistoru (T5) je tvořen třetím tranzistorem (T3), jehož emitor je připojen přes dvanáctý odpor (R12) na druhý pól zdroje napájecího napětí, jého báze na potenciál země a jeho kolektor na emitor pátého tranzistoru (T5), kdežto další zdroj konstantního proudu šestého tranzistoru (T6) je tvořen. čtvrtým tranzistorem (T4), jehož emitor je připojen ' přes třináctý odpor (R13) na druhý pól zdroje napájecího napětí, jeho báze na potenciál země a jeho kolektor na emitor šestého tranzistoru (T6).