SU1674230A1 - Способ магнитной записи-воспроизведени цифровой информации и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению. Цель изобретени  - повышение верности и точности результатов воспроизведени  и на основе этого увеличение плотности записи путем увеличени  точности формировани  информационных уровней сигнала записи. Способ заключаетс  в цифроаналоговом формировании многоуровневого сигнала с опорными уровн ми в каждом такте, соответствующими максимальным положительному и отрицательному значени м динамического диапазона сигнала, с инверсией сигналов опорных и информационных уровней в каждом такте, причем информационные уровни подвергаютс  предыскажению, компенсирующему нелинейности аналоговой части канала запись-воспроизведение. Указанное предыскажение осуществл етс  путем шифрации двоичного кода перед цифроаналоговым преобразованием (ЦАП), при этом запись производ т пр мым способом без подмагничивани . После шифрации увеличиваетс  разр дность ЦАП, что позвол ет более точно установить значени  амплитуд информационных уровней сигнала записи. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к технике магнитной записи цифровой информации и может быть использовано в системах регистрации данных , устройствах ввода-вывода данных в вычислительной технике цифровой звуко- и видеозаписи

Цель изобретени  - повышение верности результата воспроизведени  путем увеличени  помехоустойчивости к мультипликативным помехам и повышение точности формировани  и передачи информационных уровней многоуровневого сигнала записи

На фиг 1 приведен фрагмент временной диаграммы многоуровневого сигнала записи; на фиг 2 - структурна  схема устройства записи, реализующего предложенный способ

Техническа  сущность предлагаемого способа заключаетс  в следующем

Сигналы входной двоичной цифровой информации преобразуютс  в многоуровневый сигнал путем цифроаналогового преобразовани  с разр дностью п, где п - число двоичных разр дов входного сигнала, преобразуемых в один из уровней многоуровневого сигнала, причем число разрешенных уровней 2П определ етс  разрешающей способностью по амплитуде тракта записи- воспроизведени  Затем определ ют амплитуду сигналов опорных уровней, равную максимальному положительному или отрицательному значению сигнала, полученного цифроаналоговым преобразованием, в каждом также формируют сигнал опорного уровн  и относительно него производ т отсчет уровн  информационного сигнала с

О VI

.

ю со

о

инверсией сигналов опорных и информационных уровней в соседних тактах многоуровневого сигнала.

Многоуровневой сигнал записи  вл етс  широкополосным, и при суммировании его в магнитной головке записи с сигналом высокочастотного подмагничивани  (ВЧП) возникают биени , лежащие в области записываемых частот, которые записываютс  на носитель и привод т к паразитной модул ции и мультипликативным помехам (шумам ), что снижает точность воспроизводимых уровней.

В то же врем  при пр мой записи без ВЧП увеличиваетс  нелинейность передаточной характеристики тракта воспроизведени , обусловленна  нелинейностью характеристики намагничиваемости носител  (петли гистерезиса), особенно в области малых значений токов записи и малых уровней намагниченности, поэтому некоторые разрешенные уровни при линейном разбиении динамического диапазона сигнала записи попадут на горизонтальный участок петли гистерезиса. В результате несколько значений информационных уровней сигнала записи будут соответствовать одному и тому же нулевому уровню намагниченности носител  и при воспроизведении не смогут быть распознаны.

Поэтому динамический диапазон сигнала записи квантуетс  нелинейно, в соответствии с нелинейной характеристикой аналоговой части тракта запись-воспроизведение. Характеристика квантовани  по амплитуде дл  данного канала записи-воспроизведени  определ етс  экспериментально по воспроизводимому сигналу, а именно: значени  информационных уровней многоуровневого сигнала записи устанавливаютс  путем предыскажени  по амплитуде такими, чтобы на выходе аналоговой части канала воспроизведени  значени  информационных уровней соответствовали линейной передаточной характеристике тракта воспроизведени  - линейному квантованию динамического диапазона сигнала воспроизведени  - с количеством разрешенных уровней 2.

Избыток разр дности двоичного кодировани  гл (рекомендуемые значени  m 2-4) в канале записи перед цифроанало- говым преобразованием выбирают таким, чтобы можно было с успехом компенсировать не только нелинейность характеристики намагничивани  носител  (которые сильно вли ют на результат воспроизведени ), но и прочие менее существенные нелинейности канала запись-воспроизведение. Так, например, при исходном 16-уровневом кодировании (п 4) избыток разр дности

можно выбрать m 4. что в результате дает 2n+m 28 256 уровней квантовани  по амплитуде сигнала записи, из которых выбирают всего 16 таких,чтобы при воспроизведении

каждый из них наиболее точно передавал соответствующий информационный уровень .

Фрагмент диаграммы многоуровневого сигнала записи (ток в головке записи) при0 веден на фиг, 1, из которого видно, что в сигнале отсутствуют информационные уровни, соответствующие малым значени м тока в головке записи (пуста  зона), а следовательно , и малым уровн м намагничен5 ности носител .

Длительность тактов г и длительность to (сигналов опорных и информационных уровней ) определ етс  разрешающей способностью по частоте тракта запись-воспроизведение

0 аппаратуры магнитной записи.

Сформированный указанными операци ми многоуровневый сигнал записи (фиг.1) записывают на носитель способом пр мой записи без подмагничивани .

5 Устройство, реализующее предлагаемый способ, структурна  схема которого приведена на фиг, 2, содержит последовательно соединенные входную информационную шину 1, регистр 2, элементы И 3,

0 мультиплексор 4. Входна  шина 5 синхронизации подключена непосредственно к R- входу и через элемент 6 задержки - к S-входу RS-триггера 7, выходом соединенного с другими входами элементов И 3, вы5 ходы которых через элементы НЕ 8 св заны с другими информационными входами мультиплексора 4, к управл ющему входу которого подключена через счетный триггер 9 входна  шина 2 синхронизации.

0 Выходы мультиплексора 4 подключены к п входам кодера 10, (п + т)-выходами соединенного с информационными входами цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 11, выходом подключенного к каналу

5 12 пр мой магнитной записи, выполненного без ВЧП.

Количество разр дов регистра 2, количество элементов И 3 и НЕ 8 равно п, количество информационных входом мультиплексора 4

0 равно 2, а его выходов - п.

Устройство, реализующее операции предлагаемого способа, работает следующим образом.

После поступлени  группы сигналов

5 входной цифровой информации, содержащей п бит, в регистр 2 сигнал синхронизации по входной шине 5 устанавливает RS-триггер 7 в нулевое состо ние, при этом элементы И 3 закрываютс  и выходные сигналы (логические О) поступают на первую группу входов мультиплексора 4, который пропускает их на входы кодера 10, представл ющего собой двоичный шифратор n-разр дного кода в (п + поразр дный. Кодер 10 программируетс  так, что входные нулевые и максимальные значени  (либо О, либо 1 во всех разр дах) передает на выход без изменений, т.е. О соответствует О на выходах , а 1 на всех входных шинах - 1 на всех выходных шинах.

Таким образом, прошедший на входы кодера 10 код нул  поступает на ЦАП 11, который отслеживает минимальный уровень и передает его в канал 12 пр мой магнитной записи в качестве сигнала опорного уровн , относительного которого отсчитываетс  амплитуда следующего за ним информационного уровн .

Через to (врем  задержки элемента 6), где to - длительность половины такта (фиг.1), сигнал синхронизации устанавливает RS-триггер 7 в единичное состо ние, элементы И 3 открываютс  и первые п бит входного сигнала с выхода регистра 2 через мультиплексор 4 поступают на вход кодера 10, где входной n-разр дный код преобразуетс  в установленное (п+т)-разр дное двоичное число, которое поступает на вход ЦАП 11, формирующего соответствующий информационный уровень дл  записи на носитель .

С приходом следующей группы входной информации из п бит сигнал синхронизации снова устанавливает RS-триггер 7 в нулевое состо ние и переключает счетный триггер 9, выходной сигнал которого подключает вторую группу входов мультиплексора 4, св занную с выходами элементов И 3 через элементы НЕ 8. Поэтому с мультиплексора 4 на входы кодера 10 будут поступать не нули, а сигналы логических 1, которые (в соответствии с указанным выше алгоритмом работы) поступают на ЦАП 11, и на его выходе по вл етс  опорный уровень, соответствующий максимальному разрешенному уровню (максимальный отрицательный уровень динамического диапазона записываемого сигнала).

Через врем  to,синхросигнал вновь устанавливает RS-триггер 7 в единичное состо ние и следующа  последовательность п бит входной информации поступает на кодер 10 в проинвертированном значении через элементы НЕ 8, Кодер 10 перекодирует полученную n-разр дную группу в соответствующую (п+т)-разр дную группу ЦАП 11, который формирует соответствующий информационный уровень сигнала на входе канала 12 записи. Таким образом происходит запись многоуровневого сигнала на магнитный носитель.

Повышение помехоустойчивости предлагаемого способа записи к мультипликативным помехам по сравнению соспо- собом-прототипом обеспечиваетс  тем, что при записи без высокочастотного подмагни- чивани  отсутствуют помехи (шумы), обусловленные биени ми частоты подмагничивани 

0 с гармониками токовой частоты сигнала записи и составл ющими широкополосного спектра многоуровневых сигналов, а повышение точности формировани  и передачи информационных уровней обеспечиваетс 

5 амплитудными предыскажени ми этих уровней перед записью за счет избыточности перекодировани  входной двоичной цифровой информации перед цифроанало- говым преобразованием и использовани 

0 дл  записи только части сигналов перекодированной информации, обеспечивающих при воспроизведении наиболее точную передачу данного информационного уровн , при этом область малых значений информа5 ционных уровней дл  записи не используетс  (фиг. 1 - пуста  зона).

В реализующем способ устройстве это обеспечиваетс  соответствующим программированием (шифрацией) кодера 10 дл 

0 данного канала магнитной записи-воспроизведени .

Повышение помехоустойчивости к мультипликативным помехам и увеличение точности формировани  и передачи ин5 формационных уровней многоуровневого сигнала записи обеспечивает тем самым повышение верности результата воспроизведени .

Claims (3)

1. 01. Способ магнитной записи-воспроизведени  цифровой информации, при котором из сигналов входной двоичной цифровой информации цифроаналоговым преобразованием формируют многоуровневый сигнал

   5 записи с определенным числом разрешенных информационных уровней и с опорными уровн ми сигнала, соответствующими максимальному положительному и отрицательному значени м динамического диапа0 зона изменени  сигнала, причем опорные уровни формируют в каждом такте многоуровневого сигнала перед информационным уровнем, отсчитываемым относительно опорного уровн  данного такта, с инверсией

   5 сигналов опорных и информационных уровней в соседних тактах многоуровневого сигнала записи, а запись осуществл ют пр мым способом на размагниченный носитель , отличающийс  тем, что, с целью повышени  верности результата воспроизведени  путем увеличени  помехоустойчивости к мультипликативным помехам и повышени  точности формировани  и передачи информационных уровней многоуровневого сигнала записи, запись производ т без высокочастотного подмагничивани , при этом информационные уровни в многоуровневом сигнале записи формируют с предыскажени ми по амплитуде так, чтобы эти уровни при воспроизведении соответство- вали линейной передаточной характеристике динамического диапазона сигналов на выход0 аналоговой части тракга воспроизведени  данного канала магнитной записи- воспропзооцени 
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности формировани  информационных уровней многоуровневого сигнала записи, амплитудные предыскажени  информационных уровней производ т перекодированием перед циф- роаналоговым преобразованием п-раз- р дных групп сигналов входной двоичной цифровой информации в (п -т)-разр дные группы перекодированных сигналов, из ко- торых отбирают 2 таких групп сигналов дл  цпфроанзлогового преобразовани  в 2П ин формационных уровней многоуровневого сигнала ЗРПИСИ.
3. 3. Устройство дл  магнитной записи- воспроизведени  цифровой информации, содержащее последовательно соединенные входную информационною шину, регистр, элементы И и мультиплексор, а также входную шину синхронизации,подключенную R- входу непосредственно и через элемент задержки - к S-входу RS-триггера, выходом соединенного с другими входами элементов И, выходы которых через элементы НЕ св заны с другими информационными входами мультиплексора, к управл ющему входу которого подключена через счетный триггер входна  шина синхронизации, циф- роаналоговый преобразователь, выходом соединенный с каналом пр мой магнитной записи, отличающеес  тем, что. с целью увеличени  помехоустойчивости к мультипликативным помехам и повышени  точности формировани  информационных уровней многоуровневого сигнала записи, в него дополнительно введен кодер, имеющий п входов и (п+т)-выходо8, включенный между выходами мультиплексора и информационными входами цифроаналогового преобразовател , при этом канал пр мой магнитной записи выполнен без высокочастотного подмагничивани .

   /3

   Поп

   Опорные дробна

   Ion

   Опорные уровни Фиг.1

   Информационные уродни

   „Пуста  зона

   I

   Ю

   j

   ft

   12

   Фиг. 2