SU1615792A1 - Многоканальное устройство дл записи и воспроизведени аналоговой информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению. Цель изобретени  - расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов и повышение достоверности регистрации аналоговой информации. Цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены блок 7 компараторов, мультиплексоры 8,9, блоки 10, 15 выборки- хранени , четыре аналоговых ключа, два сумматора 12, блок 13 компрессии сигнала, аналоговые инверторы 14, 36, блок 25 декомпрессии сигнала, схемы И-НЕ 29, 33, одновибратор, цифровой инвертор 34, два формировател . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , в частности к устройствам магнитной записи и воспроизведени  информации, и может быть использовано при создании прецизионных многоканальных систем ре- гистрации широкополосных аналоговых сигналов.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона регистрируемых сигналов и повышение достоверности регистрации аналоговой информации.

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит блок 1 усилите- лей-сумматоров, блок 2 опорных напр жений , первый коммутатор 3, генератор 4 тактовой частоты, делитель 5 частоты, первый блок 6 управлени , блок 7 компарато- Р01з, первый мультиплексор 8, второй р 1ультиплексор 9, первый блок 10 выборки- хранени , первый аналоговый ключ 11, первый сумматор 12, блок 13 компрессии сигнала, первый аналоговый инвертор 14, второй блок 15 выборки-хранени , второй аналоговый ключ 16, первый формирователь 17, второй формирователь 18, видеомагнитофон 19, канал 20 пилот-сигнала, частотный модул тор 21, второй коммутатор 22, блок 23 видеоголовок, частотный да- модул тор 24, блок 25 декомпрессии сигнала, блок 26 выделени  тактовой частоты , компаратор 27, блок 28 выделени  цикловой частоты, второй элемент И-НЕ 29, третий аналоговый ключ 30, второй сумматор 31, одновибратор 32, первый элемент И-НЕ 33, цифровой инвертор 34, четвертый аналоговый ключ 35, второй аналоговый инвертор 36, третий коммутатор 37, второй блок 38 управлени , блок 39 фильтров нижних частот, блок 40 выделени  информационных сигналов.

Входные шины устройства соединены через блок 1 усилителей-сумматоров с информационными входами первого коммута- тора 3, генератор 4 тактовой частоты одновременно соединен через первый блок 6 управлени  с управл ющими входами первого коммутатора 3 и через делитель 5 частоты с входом канала 20 пилот-сигнала видеомагнитофона 19 с последовательно включенными частотным модул тором 21, блоком 23 видеоголовок и частотным демодул тором 24, а также с вторым коммутатором 22, подключенным к другому входу блока 23 видеоголовок блоки 28 выделени  цикловой и 26 тактовой частоты подключены через второй блок 38 управлени  к управл ющим входам третьего коммутатора 37, соедмненно о через последовательно

включенные блоки 39 фильтров нижних частот и выделени  информационных сигналов 40 с выходными шинами. Блок 2 опорных напр жений соединен с задающими входами блоков усилителей-сумматоров 1 и выделени  информационных сигналов 40. Входы блока 7 компараторов подключены к выходам блока усилителей сумматоров 1, информационные входы первого мультиплексора 8 соединены с пр мыми выходами блока компараторов 7, а управл ющие входы - с выходами первого блока 6 управлени . Второй мультиплексор 9 информационными выходами соединен с инверсными зьгхода- ми блока коммутаторов, а управл ющими - с теми же выходами перЕюго блокка 6 управлени . В устройстве последовательно соединены первый блок 10 выборки-хранени , первый аналоговый ключ 11, первый сумматор 12 и блок 13 компрессии сигнала, подключенный выходом к входу частотного модул тора 21 видеомагнитофона 19, при этом информационный вход первого блока 10 выборки-хранени  соединен с выходом первого коммутатора 3, а управл ющий вход-с выходом первого мультиплексора 8. Последовательно соединены первый аналоговый инвертор 14, вторым входом подключенный к выходу первого коммутатора 3, второй блок 15 выборки-хранени , управл ющий вход которого с выходом второго мультиплексора 9, и второй аналоговый ключ 16. выходом подсоединенный к второму входу первого сумматора 12. Первый и второй формироэатели 17 и 18 входами подключены соответственно к выходам первого и второго мультиплексоров 8 и 9, а вь)ходами - к управл ющим входам первого м второго ключей 11 и 16. Последовательно соединены 25 деком трессии сигнала, вхо- дом подключенный к выходу частотного демодул тора 24 видеомагнитофона 19, а выходом - одновременно к блокам 26 и 28 выделени  тактовой и цикловой частоты, компаратор 27, второй элемент И-НЕ 29, первый вход которого ссзединен с выходом компаратора 27, третий аналоговый ключ 30 и второй сум.матор 31, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора 37, а также последовательно соединены одновибратор 32, подсоединенный входом одновременно к выходу блока 26 и второму входу первого элемента И-НЕ 33, и первый вход первого элемента И-НЕ 33, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ 29. Кроме того , введены последовательно соединенные цифровой инвертор 34, входом подключенный к управл ющему входу третьего аналогового ключа 30 и выходу второго элемента

И-НЕ 29, четвертый аналоговый ключ 35 и второй аналоговый инвертор 36. выход которого подключен к второму входу второго сумматора 31, тогда как информационные входы третьего 30 и четвертого аналоговых ключей 35 подсоединены к выходу блока 25 декомпрессии сигнала.

Устройство работает следующиги образом .

В режиме записи информаци  по входным шинам {фиг.2.1 д - временные диаграммы представлены при наличии сигнала на -Й входной шине Ui) постуг ает на входы блока усилителей-сумматоров 1, где суммируетс  с опорными напр жени ми блока

2 Uoi О 1N). Преобразованна  таким

образом информаци  поступает на N входов п ервого коммутатора 3, причем на его (N + 1}-й вход подаетс  опорное напр жение Vos (пусть 5 1) также с блока 2. Этот канал используетс  в качестве служебного дл  записи импульса цикловой синхронизации, частота следовани  которого ц fr/N + 1, а длительность Гц Гт, где Гт 1/2 т т - длительность тактового импульса.

Одноверменно информаци  с N выходов блока 1 усилителей-сумматоров поступает на входы N компараторов блока 7, при этом на пр мых выходах компараторов по вл етс  сигнал логической 1 при положи- тельном значении информационного сигнала нэ входе (фиг.2.4д), а на инверсных вы ходах компараторов сигнал логической 1 по вл етс  при отирицательном значении информационного сигнала на входе (фиг.2.8д). Цифрова  информаци  с N пр мых выходов блока 7 поступает на входы первого мультиплексора 8,а с инверсных-на входы второго мультиплексора 9.0дновремен- но с выхода генератора 4 сигнал тактовой частоты ft (фиг.2.2д) поступает на входы делител  5 и блока 6. Делитель 5 формирует высокостабильный полукадровый синхроимпульс , который поступает в канал 20 пилот-сигнала ВМ 19. Первый блок 6 управлени  управл ет первым коммутатором 3, первым мультиплексором 8 и вторым мультиплексором 9, подключа  с частотой ft их входы к их же выходам. В результате на выходе первого коммутатора 3 по вл етс  вудол рный групповой АИМгр сигнал фиг.2.Зд), в котором присутствуют дискре- изованные в соответствии с теоремой Ко- ельникова информационные сигналы и игнал цикловой синхронизации. Группоой АИМгр - сигнал поступает на вход перого блока 10 выборки-хранени  и после нвертировани  первым аналоговым инертором 14 - на информационный вход торого блока 15 выборки-хранени .

Первый мультиплексор 8 и второй мультиплексор 9 вырабатывает импульсы длительностью г Гт, причем в 1-м такте (что соответствует прохождению i-n АИМ-им- 5 пульса в канале первого коммутатора 3) импульс на выходе первого мультиплексора 8 по вл етс  лишь в том случае, если значение информационного сигнала в 1-м канале положительное (фиг.2.б д), а на выходе вто10 рого мультиплексора 9, если значение сигнала в 1-м канале отрицательное (ф1:г.2.7д), Импульсы с выхгда первого мультиплексора 8 подаютс  на управл ющий вход первого блока 10 и вход первого формировател 

15 17, а с выхода второго мультиплексора 9 - на управл ющий вход второго блока 15 , вход второго формировател  18. При наличии в i-M такте управл ющего импульса на управл ющем входе первого блока 10 по20 следний запоминает величину положительного значени  Ui и хранит его в течение tx

Тт |, подава  на вход первого ключа 11.При наличил управл ющего импульса в 2о 1-м такте на управл ющем входе второго блока 15 последний запоминав г на врем 

t -т - 1

tx - т - :р,величину отрицательного напр жени  Ui, но также положительного значе- оО ни , так (сак ранее группой АИМгр - сигнал проинвертирован первым аналоговым ин- вертьтром 14, и подает на вход второго ключа 16. Первый формирователь 17 формирует по переднему фронту входных импульсов

ЛЬт

импульс длительностью (фиг.2.Вд) и подает его на управл ющий вход первого ключа 11. Второй формирователь 18 с приходом очередного импульса также формирует им- 40хч

пульс длительностью - и с временем задержки t3 у (фиг.2.9 д), чего подает

его на управл ющий вход второго ключа 16. 5 При наличии импульсов на управл ющих входах первого и второго 16 ключей последние разрешают на врем  у прохождени 

положительных и проинвертированных от- 0 рицательных значений АИМгр - сигнала на входы первого сумматора 12. Первый сумматор 12 производит сложение сигналов, поступающих с выходов первого 11 и второго 16 ключей, и формирует на своем выходе 5 унипол рный АИМгр-сигнал, в котором длительность канального импульса 5, а знак

канального сигнала определ ет местоположение канального импульса на отрезке Тт

j-, (фиг.2.10д). С выхода сумматора 12 унипол рный АИМгр -сигнал посту ает на вход блока 13 компрессии ситнапа. последний представл ет собой нелинейный преобразователь , который ослабл ет сигналы высоких уровней (имакс) до требуемых значений и практически не осла( урввии сигналов , соответствую щшс мишншдаьгрымС имин) значени м требуемого дин«и«ичебк0го диапазона . В качестве блока к« нф«гсии может быть использовано известное устройство сжати  сигналов, осуществл ющее логарифмическую зависимость межда входом и выходом. После преобразова+т  в блоке 13 унипол рный АИМгр -сигнал поступает в частотный модул тор 21. блок 23 магнитных головок, переключение которых с дорожки на дорожку в современных видеомагнитофонах с двум  вращающимис  головками осуществл ет собственный второй коммутатор 22 (1 - 3). и записываетс  на магнитную ленту ВМ 19. В режиме веспроизведени  информаци  с магнитной ленты с помощью блока 23 и частотного демодул тора 24 преобразуетс  в электрический и илульсный АИМгр-сигнал и поступаете выхода демодул тора 24 на вход блока 25 д@|аэмпрессии сигнала, который выполн ет операцию, обратную выполн емой блоком компрессии, где восстанавливаетс  до первоначальных значений и поступает одновременно на входы блоков выделени  тактовой частоты 26 и выделени  цикловой частоты М, компаратора 27 и информационные входы третьего 30 и четвертого 35 ключей. Блок 2в вырабатывает сигнал цикловой синхронизации с частотой fy, который поступает не вход второго блока 38 управлени . Б;го« 26 выраба- тывает сигнал тактовой частоты IT (фиг.2.11д), который поступает одновременно на один из входов втсфого блока 38. на вход одновибратора 32 и о и« из входов первого элемента И-НЕ 33. Одновиб- ратор 32 .по переднему фронту импульса

вырабатывает импульс длительностью

(фиг.2.12д). который поступает на второй вход элемента И - НЕ 33. Результат логической операции элемента 33 (фиг.2.13д) поступает на один из входов второго элемента И-НЕ 29, на другой вход которого поступают импульсы длительностью и уровнем

логической единицы с выхода 4омпаратора 27 (фиг.2.14д). который срабать ает с приходом каждого очередного канального импульса унипол рного АИМгр-сигнала. Результаты логической операции второго элемента 29 (фиг.2.15д) поступает на управл ющий вход третьего ключа 30 и через циф- ро-вой инвертор 34 (фиг. 2.16д) -управл ю- вход четвертого ключа 36.

Ка4( видно из временных диаграмм (фиг 2,10,15д), третий ключ 30 разрешает прохождение только сигналов (канальных - импульсов), соответствующих перво- («ач9л% но положительным значени м ин- феркшц нных сигналов в 1-м такте и подает 0 их на один из входов второго сумматора 31. Четвертый ключ 35 разрешает прохождение (фиг. 2.10д, 16д) только сигналов (канальных АИМ-импульсов), соответствующих первоначально отрицательным значени м ин- 5 формационного сигнала в 1-м такте, после чего эти сигналы инвертируютс  вторым инвертором 36 и поступают на второй вход второго сумматора 31. В результате на выходе второго сумматора 31 по вл етс  пер- 0 воначальный двупол рный АИМ-сигнал (фиг.2.17д), который и подаетс  на информационный вход третьего коммутатора 37. Второй блок 38, тактируемый fr и. fu , управл ет третьим коммутатором 37, который 5 осуществл ет разделение АИМгр-сигнала на канальные АИМгсигналы, поступающие на N входов блока 39 фильтров нижних частот, осуществл ющего восстановление канальных АИМ - сигналов в соответствующие 0 аналоговые сигналы по каждому из записываемых каналов. В блоке 40 восстановлени  информационных сигналов происходит вычитание опорного напр жени  Uoi. поступающего на его задающий вход от блока 2 5 опорных напр жений, и необходимое усиление , после чего аналоговые сигналы, адек- ватные исходным, поступают на N выходных шин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  0 Многоканальное устройство дл  записи и воспроизведени  аналоговой информации , содержащее входные шины, соединенные через блок усилителей-сумматоров с информационными входами первого ком- 5 мутатора, генератор тактовой частоты, соединенный через первый блок управлени  с управл ющими входами первого коммутатора и через делитель частоты - с входом канала пилот-сигнала видеомагнитофона, 50 блоки выделени  цикловой и тактовой частоты , подключенные через второй блок управлени  к управл ющим входам третьего коммутатора, соединенного через последовательно включенные блоки фильтров ниж- 55 них частот и выделени  информационных сигналов с выходными шинами, блок опорных напр жений, соединенный с задающими входами блоков усилителей-сумматоров , и выделени  информационных сигналов, отличающеес  тем, что, с целью

   расширени  динамического диапазона сигналов при записи-аоспроиззедении и повышени  достоверности регистрируемой информации, в него введены блок хомпар. торов, входы которого подключены у выходам блока усилителей-сумматоров, первый мультиплексор, информационные входы которого соединены с пр мыми выходами блока компараторов, а управл ющие входы - с выходами первого блока управлени , второй мультиплексор, информационными входами соединенный с инверсными выходами блока компараторов, а управл ющими - с упом нутыми выходами первого блока упрзалени , последовательно соединенные первый блок выборки-хранени , первый аналоговый ключ, первый сумматор и блок компрессии сигнала, выходом подключенный к входу частотного модул тора видеомагнитофона , при этом информационный вход первго блока выборки-хранени  соединен с выходом первого коммутатора, а управл ющий - с выходом первого мультиплексора , последовательно соединенные первый аналоговый инвертор, входом подключенный к выходу первого коммутатора , второй блок выборки-хранени , управл юдций вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, и второй аналоговый ключ, выходом подсое- диннный к второму входу первого сумматора, первый и второй формирователи , входами подключенные соответственно к выходам первого и второго мультиплексора , а выходам; - к управл ющим входам первого и второго аналоговых ключей соот- ветсзенно, последовательно соединенные 5 блок декомпрессии сигнала, входом под- ютючч нкый к выходу частотного демодул тора видеомагнитофона, а выходом - одновременно к блокам выделени  тактовой и цикловой частоты, компаратор, вто0 рой элемент И-НЕ , первый вход которого соединен с выходом компаратора, третий аналоговый ключ и второй сумматор, выход которого соединен с информационным входом третьего коммутатора, последова5 тельно соединенные одновибратор и первый элемент И-НЕ - с первым входом , причем вход обновибратора подсоединен к выходу блока выделени  тактовой частоты и второму входу перво0 го элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И - НЕ, Б также последсзэтелько соеди-, ненные цифровой инвертор, входом подключенный к управл ющему входу

   5 третьего аналогового ключа ; и выходу второго элемента И-НЕ, четвертый аналоговый ключ соединен с управл ющим входом и второй аналоговый инвертор, выход которого подключен к второму входу второго

   0 сумматара, а информационные входы третьего и четвертого аналоговых ключей подсоединены ; выходу блока декомпрессии сигнала.