SU1411816A1 - Устройство дл цифровой записи и воспроизведени звуковых сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к накоплению информации. Цепь изобретени  - снижени  погрешности записи-воспроизведени . Устр-во содержит приемник 1 звука, усилители 2 и 6, блок 3 дели

Description

(Л

|мА

С

телей напр жени , блок 4 включений, согласующий усилитель 5, дефлектор 7, узел 8 формировани  апертуры луча со светодиодом 9 и квантующей линейкой световодов 10, блок 11 фотоэлектрических приемников, дешифраторы 12 и 14, блок 13 пам ти, блок 15 элементов И-НЕ, сдвиговый регистр 16, блок 17 регистрации, цифроаналоговый преобразователь 18, фильтр 19 звуковой

частоты, усилитель 20 с громкоговорителем 21. Введение блоков 23 и 24 пам ти, содержащих счетчики, дешифраторы , а также введение двух запоминающих устройств и образование новых св зей между элементами устройства позвол ет уменьшить вли ние колебани  скорости вращени  носител  записи при увеличении плотности записи, 4 ил.

1

Изобретение относитс  к области накоплени  информации, а именно к устройствам дл  цифровой записи и воспроизведени  звуковых сигналов,

Цель изобретени  - снижение погрешности записи-воспроизведени  за счет уменьшени  вли ни  .колебани  скорости вращени  носител  записи- при увеличении плотности записи, .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  цифровой записи и воспроизведени  звуковых сигналов; на фиг, 2 - плоскость входных зрачков квантующей линейки световодов; на фиг. 3 - функциональна  схема блока пам ти; на фиг. 4 - функциональна  схема блока регистрации.

Устройство содержит последовательно соединенные приемник 1 звука, первый усилитель 2, блок 3 делителей напр жени , блок 4 ключей, согласующий усилитель 5, второй усилитель 6 и пьезоэлектрический дефлектор 7, оп- Тически сопр женный через узел 8 формировани  апертуры луча со светодиодом 9 и с квантующей линейкой 10 световодов. Последн   соединена с входами блока 11 фотоэлектрических приемников , подсоединенных выходами к одним входам первого дешифратора -12, подключенного выходами к входам первого блока 13 пам ти, который соединен выходами с входами второго дешифратора 14, выполненного в виде последовательно /соединенных блока 15 элементов И-НЕ и реверсивного сдвигового регистра 16, подключенного выходами к другим входам первого дешифратора 12 и к управл ющим входам

5

0

5

0

5

блока 4 ключей. Первый блок I3 пам ти соединен выходами также с входами блока 17 регистрации, соединенного выходом через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ) 18, фильтр 19 звуковой частоты, выходной усилитель 20 . с громкоговорителем 21, Устройство также содержит блок 22 формировани  тактовых импульсов, подключенньй одним из выходов к- светодиоду 9.

Устройство также содержит второй и третий блоки 23 и 24 пам ти, содержащие последовательно соединенные счетчик 25 и дешифратор 26, подключенный выходами к одним входам первого и второго блоков 27 и 28 ключей, первое и второе запоминающие устройства 29 и 30. Каждое из них подключено входами к выходам соответствую- шего блока 27 или 28 ключей и синхронизирующими входами к первому входу счетчика 25, соединенного вторым I входом с одним из выходов дешифратора 26. Соединенные между собой другие входы первого и второго запоми- ;иающих устройств 29 и 30  вл ютс  соответственно входами и выходами второго и третьего блоков 23 и 24 пам ти. Второй и третий блоки 23 и 24 пам ти включены между выходами первого блока 13 и входами блока 17 регистрации , а также между выходом блока I7 регистрации и входом ЦАЛ I8.

При этом блок 17 регистрации содержит блок 31 формирователей импульсов , входы которого  вл ютс  входами блока 17 регистрации, блок 32 свето- диодов, подключенных к вькодам блока

31

31 формирователей nivinynbcoB, многоэлементный фотоприемник 33, выход которого  вл етс  выходом блока 17 регистрации, первый электродвигатель 34, сопр женный через вал 35 с ведущим диском 36, вьтолненным с отражателем 37, узел 38 управлени  первым электродвигателем 34, содержащим первый светодиод 39, сопр женный че- рез отражатель 37 ведущего диска 36 с первым фотоприемником 40, счетчик 41 импульсов, подключенный входом к выходу первого фотоприемника 40 и выходами через ЦАП 42 к входу усили- тел  43. Последний соединен в.ыходом с первым электродвигателем 34, Блок 17 регистрации также содержит второй электродвигатель 44, сопр женный через винтовой механизм 45 и зубчатую передачу 46 с валом 35 ведущего диска 36, первый и второй выключатели 47 и 48, сопр женные с винтовьм механизмом 45, подключенные выходами к управл ющим входам первого и второго электродвигателей 34 и 44, последовательно соединенные элемент 49 задержки и второй светодиод 50, соединенный через световод 51 с головкой 52 записи-воспроизведени  информации, и последовательно соединенные второй фотоприемник 53 и третий светодиод 54, соответственно уходом и выходом соединенные через светодиод 54 с головкой 52 записи-воспроизведени  ин- формации. При этом первый вход счетчика 25 второго и третьего блоков 23 и 24 пам ти подключен к одному из .выходов блока 22 формировани  тактовых импульсов и к входу элемента 49 задержки, блок 32 светодиодов и блок 33 фотоприемников соединены через световод 51 с головкой 52 записи-воспроизведени  информации.

В режиме Запись устройство ра- ботает следующим образом.

Звуковые колебани  воспринимаютс  расположенными соответствующим образом приемником 1 звука и усиливаютс  первым усилителем 2 звуковой частоты до значени , удобного дл  последующей обработки сигнала. С выхода усилител  2 электрический сигнал поступает на вход блока 3 делителей напр жени . Последний представл ет собой ступенчатый резистивный делитель напр жени , коэффициент передачи которого измен етс  сигналами с второго дешифратора 14 при помощи размьцсающ1с

64

ключей блока 4 ключей, подключающих выход отдельных ступеней к входу согласующего усилител  5. Сигнал преобразуетс  в код разверткой светового луча пьезоэлектрическим дефлектором

7по плоскости входных зрачков квантующей линейки 10 световодов. Пьезоэлектрический дефлектор 7  вл етс  торцовым и состоит из биморфного пье- зоэлемента, на торце которого имеетс  отражатель. Дп  сканировани  используетс  обратный пьезоэлектрический эффект, возникающий под воздействием электрического сигнала второго усилител  б. Световой луч на пье- зоэлектрический дефлекто.р 7 приходит от светодиода 9. Частота дискретизации задаетс  блоком 22 формировани  тактовьпс 1гмпульсов. Дискретизаци  осуществл етс  импульсным излучением светодкода 9 по управл ющш-) сигналам (тактовым импульса) с блока 22.

Диафрагма и объектив узла 8 формировани  апертуры луча формируют луч шириной, равной диаметру входного зрачка световода линейки 10 световодов , и высотой 2 мм дл  облегчени  юстировки. Световые сигналы линейки 10 световодов преобразуютс  в электрические сигналы блоком 11 фотоприемников , которые поступают в первый дешифратор 12. Расположение квантующей лннейки 10 световодов горизонтальное, развертка луча пьезоэлектрическим дефлектором 7 осуществл етс  в горизонтальной плоскости. Дешифратор 12  вл етс  устройством, -коммутир тощим выход соответству ощего фотоприемника блока фотоприемн5-1ков к соответствующему входу первого блока 13 пам ти. Выходные сигналы с первого дешифратора 12 выдают готовые коды, соответствующие мгновенным уровн м входного сигнала, из блока 13 пам ти.

8отсутствие, сигнала на входе дефлектора 7 последний находитс  в нейтральном положении, сканирующее п тно отражаетс  на цектральньй световод О линейки 10 световодов. Сигнал

с этого световода поступает во входное окно своего фотоприемника,преобразуетс  им в электрический, которьш поступает на соответствующий вход первого дешифратора 12, с него посту- пает на блок 3 пам ти и выдает из него код 0000000000000000. С по влением сигнала на выходе усилител  6 дефлектор 7 отклон ет на соответствующнй УГОЛ импульс света от света диода 9, который попадает на соответствующий световод квантующей линейки 10 световодов, и с блока 13 пам ти выдаетс  код, соответствующий мгновенному значению сигнала с выхода , приемника 1 звука. Блок 13 пам ти представл ет посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) с числовой выборкой. В ПЗУ блока 13 пам ти наход тс  двоичные коды, которые занос тс  методом выжигани  элементов -непосредственно перед установкой ПЗУ в блок 13 пам ти ,

„о10 „11

Коды сигналов, равные 2,2, 2, , 2 2 2 , поступают на вход блока 15 элементов И-НЕ второго дешифратора 14, выходной сигнал с которого, подключа  соответствующую ступень блока 3 делителей напр жени , уменьшает коэффициент передачи этого блока.

Второй дешифратор 14 представл ет собой линейный дешифратор из блока 15 элементов И-НЕ и реверсивного сдвигового регистра 16 с числом разр дов, равным числу размыкающих ключей в блоке 4 ключей. Импульс с выхода соответствующего разр да включает свой ключ в блоке 4 ключей, а все остальные ключи разомкнуты. В первый разр д регистра 16 сигнал заноситс  при : включении питани  устройства, определ   этим исходньш коэффициент передачи блока 3 делителей напр жени , равный 1,0. При увеличении сигнала на входе делител  по амплитуде сигнал Б сдвиговом регистре 16 под воздействием соответствующего кода с блока 13 пам ти сдвигаетс  в р дом расположенный разр д и включает следующий ключ в блоке 4 ключей, подключа  этим со- ответствующую ступень блока 3 делителей напр жени , уменьша  коэффициент передачи на одну ступень. Одновременно сигнал со сдвигового регистра 6-, поступает и на соответствующий вход первого дешифратора 12, и вместе с сигналом, поступившим к этому времени с блока 1 1 фотоэлектрических приемников , определ ет по вление сигнала выдачи на соответствующей шине дешифратора 12 который вьщаст из блока 13 пам ти код, соответствующий уровню входного сигнала в блоке 3 делителей напр жени  на этот момент При дальнейшем увеличении входного сигнала процесс повтор етс . С умень0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щением входного сигнала следует обратный процесс. Код меньшей величины сигнала .поступает в блок 15 элементов И-НЕ, который выдает с соответствующего выхода сигнал сдвига импульса в сдвиговом регистре 16 в соответствующую сторону, включаетс  нужный ключ в блоке 4 ключей и коэффициент передачи блока 3 делител  напр жени  увеличиваетс  на одну ст пень против прежней.

Коды с блока 13 пам ти в параллельном виде поступают на вход второго блока 23 пам ти (фиг. 3). Блок 23 предназначен дл  согласовани  скорости создани  цифровой информации и скорости записи ее на пластинку блока регистрации , т.е. в качестве буферного запоминающего устройства между АЦП и блоком 17 регистрации.

Второй блок 23 пам ти работает следующим образом.

Тактовые импульсы частотой 40 кГц с блока 22 формировани  тактовых импульсов поступают на вход счетчика 25, выходы которого подключены к входам дешифратора 26. Счетчик 25 и дешифратор 26 вырабатывают сигнал- дл  двух блоков 27 и 28 ключей. Счетчик 25 дл  подсчета тактовых импульсов производит счет от нул , затем обнул етс  сигналом с выхода дешифратора- 26. Первьй выходной сигнал открьгоает ключи блока 27 -ключей и закрьшает ключи в блоке 28 ключей. Коды с блока 13 пам ти в течение первой 0,5 с посту-, пают в первое запоминающее устройство 29. По истечении 0,5 с дешифратор 26 выдает импульс с второго выхода, который закрь1вает ключи в блоке 27 ключей и открьгоает ключи в блоке 28 ключей. Теперь 20000 кодов.поступают через открытые ключи блока 28 ключей во второе запоминающее устройство 30. А в это врем  коды с запоминающего устройства 29 с частотой 40 кГц выдаютс  тактовыми импульсами блока 22 в параллельном виде в блок 31 формирователей импульсов. Выдача информации из запоминающих устройств 29 и 30 происход ит с разрушением ее в накопителе, который подготавливаетс  дл  приема следующих 20000 кодов с блока 13 пам ти. Б следующие 0,5 с на вход блока 31 формирователей импульсов поступают коды с запоминающего устройства 30. Так процесс записи и выдачи в блоке 23 пам ти повтор етс  непрерывно при работе устройства в режиме Запись.

Блок 31 формирователей импульсов из сигналов 1 кода формирует импульсы нужных параметров дл  срабатывани  излучающих диодов блока 32 светодиодов. Блоки 31 и 32 осуществл ют преобразование кодов из электрических сигналов в коды, представл емые излучением в ИК-диапазоне (представление 1 кода), нули представл ютс  отсутствием излучени  вообще . Излучением коды в параллельном виде передаютс  световодами 51 в составе шестнадцати волокон в головку 52 записи-приема информации блока регистрации . Излучением в световоды заканчиваетс  путь кодов в каналах АЦП.

Световоды представл ют собой оптико-волоконные светопроводы, объединенные в жгут. Основу блока 17 регистрации составл ют головка 52 записи- воспроизведени  информации, долговременный носитель информации - пластинка со светочувствительным слоем, позвол ющим выполн ть многократную запись, электродвигатель 34 и оптиковолоконные световоды 51.

Головка 52 представл ет собой набор выходных концов световодов. Носителем информации  вл етс  пластинка , основа которой покрыта с обеих сторон алюминиевой пленкой с высокой отражающей способностью, поверх этих пленок нанесен ферромагнитный слой, чувствительный к ИК-диапазону, на который , нанесены тонкие слои прозрачного полупроводника. Электроды от алюминиевой пленки и от полупроводника выведены в центре пластинки в виде углублений, в которые вставл ютс  соответствующие по пол рности щтырьки ведущего диска 36.

Носитель удобен реверсивностью записи, высокой чувствительностью к излучению в ИК-диапазоне и возможностью высокой быстроты записи. Запись информации ведетс  на обе стороны пластинки. Вместе с тем носителем информации может быть применена и пластинка , в которой алюминиева  пленка покрыта другим светочувствительным материалом, например с применением серебра. В этом случае реверсивность записи отсутствует, а дл  ее про влени  потребуетс  про витель и закрепитель .

Процесс записи при первом и втором носител х заключаетс  R просветлении тех мест, которые подверглись облу- чению ИК-излучением и:в выходных зрачков фоконов головки 52. Светлые кружки представл ют значени  1 кода, нёзасвеченные места представл ют нули . Запись информации осуществл етс 

следующим образом.

Соответственно расположению единиц в коде соответствующие диоды блока 32 выдадут импульсы ИК-излучени , которые по выходе из фоконов головки

52 засвет т на чувствительном слое участки диаметром около 2 мкм. Одновременно тактовые импульсы с блока Г 22, пройд  элемент 49 задержки, вызывают излучение диода 50, импульс которого засветит участок в 2 мкм выще отображени  кода. Этот участок при считьшании информации будет использован дл  получени  импульса управлени  на вызов излучени  светодиода 54 дл 

освещени  через полосковые световоды отображени  считьшаемого кода.

Запись информации осуществлена по спирали от внешнего кра  пластинки к центру.

Плотное использование площади ног сител  при регистрации (впечатьгаание одного кода р дом с другим) требует соблюдени  при записи строго посто нной линейной скорости. Это условие выполнено при изменении скорости вращени  пластинки с каждой новой спиралью регистрации.

Управление скоростью вращени  осуществл ет узел амплитудного управле- ,

ни  электродвигателем 34 в составе излучающего в ИК-диапазоне диода 39, фотоприемника 40, счетчика 41 импульсов , ЦАП 42 и усилител  43. С началом вращени  ведущего диска 36 излучение

диода 39 .отражаетс  отражателем 37 в приемное окно фотоприемника 40, который выдает импульс на вход счет- чика 41. С выхода счетчика 41 код поступает в ЦАП 42, который формирует напр жение на входе усилител  43. Последний 43 запитьшает обмотку управлени  электродвигател  34, чем и определ ет скорость вращени  вала ведущего диска 36. При дальнейшем вращении диска 36 с каждым оборотом счет- чик 41 увеличивает код, ЦАП 42 увеличивает формируемое напр жение в усилитель 43, скорость вращени  пластинки увеличиваетс .

Вращение пластинки через зубчатую передачу 46 передаетс  винтовому механизму 45. Причем в нем вращаетс  винт, а гайка,которой  вл етс  корпус головки 52, имеет поступательное движение от наружного кра  пластинки i центру. В процессе записи (считыва- . ни ) информации головка 52 перемещаетс  к центру пластинки и включает в конце движени  выключатель 47, который выключает питание обмотки возбуждени  электродвигател  34 и включает питание второго электродвигател  44. Второй двигатель 44 вращает винтовой механизм 45 в обратную сто- рану (при этом ось винта вьшодитс  автоматически из зацеплени  с шестерней ), перемеща  головку 52 в исходное положение дл  следующей записи или воспроизведени . Скорость вращени  винта 45 такова, что он возвращает головку 52 в исходное положение за 20 с. В момент возврата головки 52 в исходное положение она включает микровыключатель 48, который отключает питание второго электродвигател  44 и включает питание обмотки возбуждени  двигател  34, а также обнул ет разр ды счетчика 41.

В режиме Воспроизведение информации устройство работает следующим образом.

Дл  считывани  информации запиты- ваетс  блок 17 регистрации. При вое- произведении электродвигатель 34 начинает вращать пластинку с записан- Ной информацией и вращать винт 45. Головка 52 перемещаетс  соответственно скорости вращени  пластинки по винту к центру и считывает информацию с пластинки. В момент по влени  перед выходным зрачком световода 51, подвод щего излучение от светодио- да 50, прозрачного участка пластинки луч отражаетс  от отражающей пленки, входит во входной зрачок световода 51, а по нему попадает в фотоприемник 53, который своим сигналом вызывает импульс излучени  светодиода 54 Излучение светодиода 54 через полос- ковые световоды 51 освещает два узки участка носител  информации.

В прозрачных местах носител  излучение достигает отражающего сло  пластинки, отражаетс  от-него и чере соответствующие световоды 51 попадае на многоэлементный фотоприемник 33, с выхода которого код сигнала в па

- 0 5 п

5

раллельном виде пос тупает в третий блок 24 пам ти. Последний идентичен второму блоку 23 пам ти каналов ЦЛ11 и предназначен дл  согласовани  скорости съема информации со скоростью выдачи ее в, ЦДЛ 18. Это создает услови , исключающие вли ние нестабильности движени  носител  на качество воспроизводимого звука, а также случаи неритмичности записи кодов тоже из-за неравномерности вращени  носител . Из блока 24 пам ти коды выдаютс  тактовыми импульсами с блока 22.

С блоков 24 пам ти коды поступают через ЦАП 18 и через фильтр 19 звуковой частоты поступают на вход усилител  20 звуковой частоты и после усилени  в громкоговоритель 21.

Claims (1)

1. Формула изоб ре тени 

   Устройство дл  цифровой записи и воспроизведени  звуковых сигналов, содержащее последовательно соединенные приемник звука, первый усилитель, блок делителей напр жени , блок ключей , согласующий усилитель, второй усилитель и пьезоэлектрический дефлектор , оптически сопр женный через узел формировани  апертуры луча со светодиодом и с квантующей линейкой световодов, соединенной с входами блока фотоэлектрических приемников, подсоединенного выходами к одним входам первого дещифратора, подключенного выходами к входам первого блока пам ти , соединенного выходами с входами второго дещифратора, выполненного в виде последовательно соединенных блока элементов И-НЕ и реверсивного сдвигового регистра, подключенного выходами к другим входам первого дешифратора и к управл ющим входам блока ключей, а также с входами блока регистрации, соединенного выходом через последовательно соединенные цифро- аналоговый преобразователь, фильтр звуковой частоты, выходной усилитель с .громкоговорителем, а также содержащее блок формировани  тактовых импульсов , подключенный одним из выходов к светодиоду, отличающеес  тем, что, с целью снижени  погрешности записи-воспроизведени  за счет уменьшени  вли ни  колебани  скорости вращени  носител  записи, в него вве-. дены второй и третий блоки пам ти, каждьш из которых содержит последов ательно соединенные счетчик и дешифратор , подключенный выходами к одним входам первого и второго блоков ключей, первое и второе запоми- нающее устройство, подключенные входами к выходам соответствующего блока ключей и синхронизирующими входам к первому входу счетчика, соединенного вторым входом с одним из выхо- дов дешифратора, причем соединенные между собой другие входы первого и второго блоков ключей и соединенные между собой выходы первого и второго запоминающих устройств  вл ютс  соот ветственно входами и выходами второго и третьего блоков пам ти, включены соответственно между выходами первого блока пам ти и входами блока регистрации и между выходом блока регистрации и входом цифроаналогово- го преобразовател , а блок регистрации содержит блок формирователей импульсов , входы которого  вл ютс  входами блока регистрации, блок свете- диодов, подключенный к выходам формирователей импульсов, многоэлементный фотоприемник, выход которого  вл етс  выходом блока регистрации, головку записи-воспроизведени  ин- формации, первый электродвигатель, сопр женный через вал с ведущим диском , выполненным с отражателем узел управлени  первым электродвигателем.

   Пйтно

   содержащий первый светодиод, сопр женный через отражатель ведущего диска с первьм фотоприемником, счетчик импульсов, подключенный входом к выходу первого фотоприемника и выходами через цифроаналоговый преобразователь к входу усилител , соединенного выходом с первым электродвигателем, второй электродвигатель, сопр женный через винтовой механизм и зубчатую передачу с валом ведущего диска, первый и второй выключатели, сопр женные с винтовым механизмом, подключенные выходами к управл ющим входам первого и второго электродвигателей, последовательно соединенные элемент задержки и второй светодиод.соединенный через световод с головкой записи- воспроизведени  информации, и последовательно соединенные второй фотоприемник и третий светодиод, соответственно входом и выходом соединенные через световоды с головкой записи- воспроизведени  информации, причем первьй вход счетчика второго и третьего блоков пам ти подключен к одному из выходов блока формировани  тактовых импульсов и к входу элемента задержки, блок светодиодов и блок фотоприемников соединены через световод с головкой записи-воспроизведени  информации.

   Фи$.2

   rn 2S S