CS209272B1 - Zapojení zesilovačů magnetického media pro záznam a snímání informace prostřednictvím - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení zesilovačů pro záznam a snímání informace prostřednictvím magnetického media s galvanickou vazbou mezi záznamovým a snímacím zesilovačem a s kombinovanou magnetickou hlavou.

Pro záznam Číslicové informace na magnetické medium, např. na štítek s magnetickou vrstvou, se používá různých způsobů záznamu. Pro jednoduchá zařízení s malou hustotou záznamu se často užívá způsobu bez návratu k nule, označovaného v literatuře NRZ. Podstatou tohoto způsobu je zásada, že číslice „1“ je zaznamenávána proudem jedné polarity, číslice „0“ pak proudem opačné polarity. Na snímací straně se objeví impuls pouze při přechodu magnetického toku z magnetické vrstvy z „0“ na „1“ nebo naopak při přechodu tohoto magnetického toku z „1“ na „0“. Vzhledem k tomu, že se požaduje, aby při snímání byl signál zobrazující zaznamenanou informaci trvale přítomen, musí být v obvodu zařazen bistabilní klopný obvod, který se překlápí snímanými impulsy střídavě do jednoho nebo druhého stavu. Klopný obvod tedy neustále sleduje poslední snímanou číslici. Výhodou tohoto způsobu snímání NRZ s použitím proudů obou polarit je dvojnásobná amplituda výstupního snímaného napětí snímaného signálu oproti záznamu systémem s návratem k nule, který se obvykle označuje RZ.

U systému snímání NRZ je také možné využít záznamové demagnetizace k přepisu zaznamenané informace. Tento způsob záznamu nevyžaduje užití mazací hlavy, neboť zaznamenanou informaci je možné přepsat přímo novou informací.

Dosud užívaná zapojení pro záznam magnetické informace systémem NRZ užívají magnetickou hlavu s dvojím vinutím, přičemž jeden vývod je obvykle společný. Užití takových magnetických hlav vyžaduje dobrou symetrii obou vinutí. Nevýhodou takto uspořádané magnetické hlavy je její větší objem i větší hmotnost. Proto se užívá magnetické záznamové hlavy s jedním vinutím, přičemž toto vinutí je zapojeno v diagonále můstku tvořeného dvojicí omezovačích odporů a dvojicí spínačů, které jsou ovládány potřebnými vstupními signály. Často se také užívá zapojení, kde vinutí záznamové hlavy je zapojeno mezi výstupy klopného obvodu, tvořeného např. logickými obvody.

Snímací magnetická hlava, která se připojuje na vstup snímacího zesilovače je svými parametry odlišná od zápisové hlavy. Nevýhodou je, že takto uspořádaný systém pro zápis a snímání na magnetické medium obsahuje dvě prostorově oddělené magnetické hlavy, které však mohou být konstrukčně uspořádány na jednom magnetickom jádru.

Pro méně náročná zařízení, jako je např. paměťová jednotka s magnetickými štítky, kde informace se zaznamenává malou hustotou několika bitů na jeden délkový milimetr, byl vyvinut systém s užitím kombinované magnetické hlavy pro záznam i snímání informace. Takový systém je například předmětem čs. autorského osvědčení č. 162 339, kde je užito galvanické vazby mezi záznamovým a snímacím zesilovačem ve spojení s kombinovanou magnetickou hlavou. Toto zapojení má četné výhody, např. jednoduchost, zmenšení rozměrů zařízení, zmenšení hmotnosti a zjednodušení servisních prací.

Další zvýhodnění tohotqřsystému, zejména zvýšení frekvenčního rozsahulzápisového i snímacího zesilovače, další zmenšení objemu, sjednocení obvodových prvků a zjednodušení obvodové techniky přináší zapojení zesilovačů pro záznam a snímání informace prostřednictvím magnetického media podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup nahrávacího zesilovače je spojen s prvním vývodem omezovacího odporu, přičemž druhý vývod tohoto omezovacího odporu je spojen s prvním vývodem kombinované magnetické hlavy ve společném uzlu, do něhož je rovněž připojen první vývod tlumicího odporu a první vývod čtvrtého odporu a dále druhý vývod kombinované magnetické hlavy, tlumicího odporu a první vývod pátého odporu jsou spojeny v pátém uzlu, zatímco druhý vývod pátého odporu je v sedmém uzlu spojen s prvním vstupem snímacího zesilovače • a druhý vývod čtvrtého odporu je v šestém uzlu spojen s druhým vstupem snímacího zesilovače a prvním vývodem zpětnovazebního odporu, přičemž v prvním napájecím přívodu nahrávacího zesilovače je zapojen první spínač, jehož druhý vývod je připojen na první napájecí napětí, zatímco v druhém napájecím přívodu nahrávacího zesilovače je zapojen druhý spínač, jehož druhý vývod je připojen na druhé napájecí napětí a první i druhý spínač jsou připojeny na zdroj ovládacího signálu.

Výhodou zapojení podle vynálezu je mimo jiné i to, že nahrávací zesilovač pro každý záznamový kanál obsahuje pouze jeden operační zesilovač integrovaného provedení, přičemž první i druhý spínač jsou pro nahrávací zesilovače všech záznamových kanálů společné. Výhodou galvanického spojení kombinované magnetické hlavy s výstupem nahrávacího zesilovače a současně se vstupem snímacího zesilovače je maximálně dosažitelná šířka pásma jak pro záznam tak i pro snímání.

Příklad zapojení zesilovačů pro záznam a snímání informace prostřednictvím magnetického media podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu, kde obr. 1 představuje schematické zapojení nahrávacího a snímacího zesilovače s galvanickou vazbou, obr. 2 ukazuje schematické zapojení spínačů pro napájení nahrávacího zesilovače zapojení podle obr. 1.

Na obr. 1 značí Z_t nahrávací zesilovač, Z₂ snímací zesilovač, z nichž každý je tvořen integrovaným operačním zesilovačem. První vstup 01 nahrávacího zesilovače Z₂ je napájen z neznázorněného zdroje vstupního signálu, který generuje na příklad sériově uspořádaný sled signálů číslicové informace DAT, jenž má být zaznamenán přes nahrávací zesilovač Zl, Mezi tímto zdrojem vstupního signálu a prvním vstupem 01 nahrávacího zesilovače Zl je zapojen první odpor Rl. Druhý vstup 02 zesilovače Zl je spojen se zdrojem referenčního napětí UR, jehož druhý vývod je spojen s nulovým potenciálem. Výstup 03 nahrávacího zesilovače Zl je přes omezovači odpor R2 spojen v uzlu 04 s prvním vývodem kombinované magnetické hlavy KMH, kam je rovněž připojen první vývod tlumicího odporu R3 a první vývod čtvrtého odporu R4. Druhý vývod kombinované magnetické hlavy KMH, druhý vývod tlumicího odporu R3 a první vývod pátého odporu R5 jsou v uzlu 05 spojeny nulovým potenciálem. Druhý vývod čtvrtého odporu R4, první vývod zpětnovazebního odporu R6 a druhý vstup snímacího zesilovače Z2 jsou spojeny ve společném šestém uzlu 06. Druhý vývod pátého odporu R5 a první vstup snímacího zesilovače Z2 jsou spojeny v sedmém uzlu 07. Výstup snímacího zesilovače Z2 je v osmém uzlu 08 spojen s druhým vývodem zpětnovazebního odporu R6. První napájecí přívod 30 nahrávacího zesilovače Zl je spojen s prvním vývodem 31 prvního spínače Sl. Druhý vývod 32 spínače Sl je připojen na první napájecí napětí Ul. Podobně druhý napájecí přívod 40 nahrávacího zesilovače Zl je spojen s prvním vývodem 41 druhého spínače S2, jehož druhý vývod 42 je připojen na druhé napájecí napětí U2. Napětí Ul a U2 jsou volena tak, aby byla symetrická vzhledem k nulovému potenciálu. První i druhý spínač Sl, S2 jsou ovládány z neznázoměného zdroje povelového signálu, který generuje např. ovládací signál ZAP.

První spínač Sl (obr. 2) je tvořen prvním komparátorem Kl, na jehož první vstup 10 je připojen přes sedmý odpor R7 ovládací signál ZAP. Druhý vstup 11 prvního komparátoru Kl je spojen ve společném uzlu 09 s prvním vstupem 12 druhého komparátoru K2, který je součástí druhého spínače S2. Do společného uzlu 09 je připojen také první vývod zdroje referenčního napětí UR, zatímco druhý vývod tohoto zdroje UR je spojen s nulovým potenciálem. Výstup 14 prvního komparátoru Kl je přes devátý odpor R9 spojen s katodou první ochranné diody Dl a se vstupem 16 třetího zesilovače Z3. Výstup 18 zesilovače Z3 je spojen s prvním vývodem jedenáctého odporu Rll a tvoří první napájecí přívod 30 nahrávacího zesilovače Zl. Ppdobně druhý vstup 13 druhého komparátoru K2 je přes osmý odpor R8 připojen na ovládací signál ZAP. Výstup 15 komparátoru K2 je přes desátý odpor R10 spojen s anodou druhé ochranné diody D2 a se vstupem 17 čtvrtého zesilovače Z4, Výstup 19 zesilovače Z4 je spojen s prvním vývodem dvanáctého odporu R12 a tvoří druhý napájecí přívod 40 nahrávacího zesilovače Zl. Druhý vývod jedenáctého odporu Rll, druhý , vývod dvanáctého odporu R12, anoda první diody Dl a katoda druhé diody D2 jsou spojeny ve : společném uzlu 20, který je na nulovém potenciálu, i První napájecí přívod 51 komparátoru K1 a druhý '· napájecí přívod 62 komparátoru K2 jsou spojeny s neznázoměným zdrojem kladného napětí. Druhý napájecí přívod 52 prvního komparátoru K1 a první napájecí přívod 61 druhého komparátoru K2 jsou spojeny s neznázoměným zdrojem záporného napětí.

Počet nahrávacích zesilovačů odpovídá počtu záznamových kanálů, přičemž všechny první napájecí přívody nahrávacích zesilovačů jsou spojeny navzájem a připojeny na výstup 18 třetího zesilovače Z3. Všechny druhé napájecí přívody nahrávacích zesilovačů jsou spojeny navzájem a připojeny na výstup 19 čtvrtého zesilovače Z4.

Zapojení podle vynálezu pracuje takto:

Referenční napětí má stálou hodnotu, která je zvolena mezi napěťovou hladinou log. ,,1“ a log. „0“ signálu číslicové informace DAT, např. pro odvody TTL logiky asi +1,5 V. Předpokládejme, že ovládací signál má hodnotu log. „ 1 “ a spínače S1 a S2 jsou zapnuty, čímž je na první napájecí přívod i 30 nahrávacího zesiloyače Z1 připojeno první , napájecí napětí U1 a na druhý napájecí přívod 40 nahrávacího zesilovače Z1 je připojeno druhé napájecí napětí U2. Je-li číslicová informace DAT na prvním vstupu 01' zesilovače Z1 v log. „1“, pak na výstupu 03 zesilovače Z1 je napětí blízké hodnotě druhého napájecího napětí U2 a přes omezovači, odpor R2 a vinutí kombinované magnetické hlavý KMH protéká proud určitého směru. Při změně,číslicové informace DAT do stavu log. „0“ je na výstupu 03 zesilovače Z1 napětí blízké hodnotě prvního napájecího napětí Ul. Přes omezovači odpor R2 a vinutí kombinované magnetické hlavy KMH protéká proud opačný. Výhodou takto zapojeného nahrávacího zesilovače Z1 je skuteč; nost, že při dodržení symetrie prvního a druhého napájecího napětí Ul a U2 vůči nulovému potenciálu dosáhneme symetrické hodnoty nahrávacího proudu v obou směrech.

Nahrávací zesilovač Zl budí současně i snímací zesilovač Z2, který je přes nenaznačený tvarovací obvod oddělen od dalších obvodů pro zpracování logických signálů nenaznačených oddělovacím hradlem. Při snímání signálu z magnetického me? dia je ovládací signál ZAP v úrovni log. „0“, spínače Sl a S2 jsou ve vypnutém stavu, čímž jsou první napájecí přívod 30 zesilovače Z1 i druhý napájecí přívod 40 zesilovače Z1 odpojeny od prvního i druhého napájecího napětí Ul a U2.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Zapojení zesilovačů pro záznam a snímání informace prostřednictvím magnetického media s galvanickou vazbou mezi záznamovým a snímacím zesilovačem a s kombinovanou magnetickou hlavou, vyznačené tím, že výstup (03) nahrávacího zesilovače (Zl) je spojen s prvním vývodem

   299272

   Výstup 03 zesilovače Zl je na nulovém potenciálu a chová se jako výstup s vysokým výstupním odporem, který impedančně oddělí obvod kombinované magnetické hlavy KMH od zesilovače Zl. Snímaný signál, indukovaný ve vinutí magnetické hlavy KMH pohybem magnetického media, je přiváděn přes čtvrtý odpor R4 do druhého vstupu snímacího zesilovače Z2. Zesílený snímaný signál na výstupu 08 snímacího zesilovače Z2 se přivádí do dalších, v obr. 1 nenaznačených obvodů.

   Funkce spínačů Sl, S2 (obr. 2) je tato:

   Bude-li ovládací signál ZAP ve stavu log. „1“, pak první komparátor K1 bude mít na svém výstupu 14 úroveň hladiny blízké hodnotě prvního Napájecího napětí Ul, např. kladné hodnoty. (Druhý komparátor K2 bude mít na svém výstupu ?Í5 úroveň hladiny blízké hodnotě druhého napájejícího napětí U2, např. záporné hodnoty. První i dioda Dl i druhá dioda D2 jsou v nevodivém stavu. Zesilovače Z3 a Z4 jsou neinvertujícího charakte' ru, co znamená, že na výstupu 18 třetího zesilovače Z3 bude v tomto případě kladná hodnota napájecího napětí, zatímco na výstupu 19 čtvrtého zesilovače Z4 bude záporná hodnota napájecího napětí. Je-li ovládací signál ZAP ve stavu log. „0“, pak první komparátor K1 bude mít na svém výstupu 14 úroveň hladiny blízké hodnotě druhého napájecího napětí U2, v daném případě záporné hodnoty. Přes devátý odpor R9 a první diodu Dl, která je nyní ve vodivém stavu, se napětí na vstupu 16 třetího zesilovače Z3 omezí na hodnotu blízkou nulovému potenciálu. Na výstupu 18 zesilovače Z3 se objeví napětí velmi blízké nulovému potenciálu. Druhý komparátor K2 bude mít na svém výstupu 15 úroveň hladiny blízké hodnotě prvního napájecího napětí Ul, to znamená kladnou hodnotu. Přes desátý odpor R10 a druhou diodu D2, která je rovněž ve vodivém stavu, se napětí na vstupu 17 čtvrtého zesilovače Z4 omezí na hodnotu blízkou nulovému potenciálu. Na výstupu 19 čtvrtého zesilovače Z4 se objeví napětí velmi blízké nulovému potenciálu.

   V jednoduchých případech může být zesilovač Z3 tvořen tranzistorem typu n-p-n v zapojení se společným kolektorem, zesilovač Z4 pak tranzistorem p-n-p v zapojení se společným kolektorem.

   Zapojení podle vynálezu je vhodné zejména pro vícestopý záznam a snímání číslicové informace v oblasti výpočetní, měřící a kancelářské techniky, kde hustota magnetického záznamu je poměrně malá. Zvláště výhodné je toto zapojení tam, kde i jsou vyžadovány malé rozměry a jednoduchost zařízení.

   VYNÁLEZU omezovacího odporu (Ř2), přičemž druhý vývod tohoto omezovacího odporu (R2) je spojen s prvním vývodem kombinované magnetické hlavy (KMH) ve společném uzlu (04), do kterého je rovněž připojen první vývod tlumicího odporu (R3) a první vývod čtvrtého odporu (R4), dále druhý vývod kombinované magnetické hlavy (KMH) spolu s druhým vývodem tlumicího odporu (R3) a prvním vývodem pátého odporu (R5), které jsou spojeny v pátém uzlu (05), zatímco druhý vývod pátého odporu (R5) je v sedmém uzlu (07) spojen s prvním vstupem snímacího zesilovače (Z2) a druhý vývod čtvrtého odporu (R4) je v šestém uzlu (06) spojen s druhým vstupem snímacího zesilovače (Z2) a prvním vývodem zpětnovazebního odporu (R6), přičemž v prvním napájecím přívodu (30) nahrávacího zesilovače (Zl) je zapojen první spínač (Sl), jehož druhý vývod (32) je připojen na první napájecí napětí (Ul), zatímco v druhém napájecím přívodu (40) nahrávacího zesilovače (Zl) je zapojen druhý spínač (S2), jehož druhý vývod (42) je připojen na svorku druhého napájecího napětí (U2) a první i druhý spínač (Sl, S2) jsou připojeny na zdroj ovládacího signálu (ZAP).
2. 2. Zapojení zesilovačů podle bodu 1, vyznačené tím, že první i druhý spínač (Sl, S2) jsou bezkontaktní.
3. 3. Zapojení zesilovačů podle bodu 1 a 2, vyznačené tím, že první spínač (Sl) je tvořen prvním komparačním obvodem (Kl) a třetím zesilovačem (Z3) a druhý spínač je tvořen druhým komparačním obvodem (K2) a čtvrtým zesilovačem (Z4), přičemž do prvního vstupu (10) prvního komparačního obvodu (Kl) a druhého vstupu (13) druhého komparačního obvodu (K2) je připojen přes sedmý odpor (R7) a osmý odpor (R8) ovládací signál (ZAP), zatímco druhý vstup (11) prvního komparačního obvodu (Kl) je spojen s prvním vstupem (12) druhého komparačního obvodu (K2) a prvním vývodem referenčního napětí (UR), jehož druhý vývod je spojen s nulovým potenciálem, přičemž výstup (14) prvního komparačního obvodu (Kl) je přes devátý odpor (R9) spojen s katodou první ochranné diody (Dl) a vstupem (16) třetího zesilovače (Z3), jehož výstup (18) je spojen s prvním napájecím přívodem (30) nahrávacího zesilovače (Zl), přičemž výstup (15) druhého komparačního obvodu (K2) je přes desátý odpor (R10) spojen s anodou druhé ochranné diody (D2) a vstupem (17) čtvrtého zesilovače (Z4), zatímco výstup (19) čtvrtého zesilovače (Z4) je spojen s druhým napájecím přívodem (40) nahrávacího zesilovače (Zl).