SU1718267A1 - Способ воспроизведени цифрового сигнала с носител магнитной записи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению , в частности к магнитной записи дан- ных на движущийс  носитель. Цель изобретени  - уменьшение погрешности результата воспроизведени . Способ включает дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформированной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала . При воспроизведении производ т формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации вос- произведенного сигнала. Выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществл ют в моменты изменени  знака импульсов производной. При этом в процессе формировани  последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определ ют по импульсам производной противоположных знаков. 2 ил. м Ё

Description

Изобретение относитс  к области приборостроени , в частности к магнитной записи сигналов на движущиес  носители, и может быть использовано дл  воспроизведени  сигналов цифровой информации.

Известны способы воспроизведени  цифрового сигнала с носител  магнитной записи, основанные на предварительном усилении воспроизводимых сигналов в их амплитудном формировании с помощью пороговых устройств.

Такие способы не позвол ют надежно вырабатывать цифровую последовательность при высокой плотности записи из-за временной нестабильности моментов формировани  импульсов. Это объ сн етс  превышением длительности отклика на единичный переход намагниченности длины минимального интервала между соседними переходами намагниченности.

Кроме того, указанные способы воспроизведени  обладают потенциально низкой помехозащищенностью при воздействии паразитной амплитудной модул ции и внос т дополнительную погрешность в виде ложных импульсов, возникающих при формировании пораженного аддитивными шумами воспроизведенного сигнала.

Известен также способ воспроизведени  цифрового сигнала с носител  магнитной записи, основанный на временной задержке сигнала, вычитании исходного и задержанного сигналов с последующим выделением импульса на заданном уровне пе00

ю о VI

ресечени  вдоль оси абсцисс декартовых координат. С целью повышени  точности выделени  импульсов путем уменьшени  веро тности формировани  ложных импульсов по аддитивному шуму магнитного носител , первоначально определ ют длительность отклика на единичное перемагни- чивание на уровне 0,606 амплитуды, осуществл ют задержку сигнала на врем , равное длительности отклика, определ ют среднее значение сигнала и среднеквадратичное отклонение шума магнитного носител , уровни пересечени  устанавливают в положительной и отрицательной област х декартовых координат, а их пороги выбирают из соотношени 

Vo 1,42 ( Оо ),

где а - среднее значение отклонени  амплитуды разностного сигнала;

а- среднеквадратичное значение отклонени  амплитуды разностного сигнала;

а0- среднеквадратичное отклонение шума носител .

При этом выделение импульсов осуществл ют при пересечении разностным сигналом указанных уровней соответственно с положительным и отрицательным знаками производной, а первым импульсом пересечени  одного из уровней блокируют выделение импульсов до момента пересечени  разностным сигналом другого уровн ,

Такой способ воспроизведени  хот  и позвол ет исключить формирование ложных импульсов, возникающих за счет вли ни  аддитивной помехи, но сохран ет все недостатки, св занные с взаимовли нием соседних откликов и воздействием паразитной амплитудной модул ции, существенно ограничивающими возможности его применени .

Известны способы воспроизведени  цифрового сигнала с носител  магнитной записи, основанные на предварительном линейном усилении воспроизведенных сигналов и последующем детектировании двухполу- периодным детектором, дифференцировании, клиппировании, втором дифференцировании и формировании импульсной последовательности по сигналам, полученным в результате второго дифференцировани .

Такие способы позвол ют более точно восстановить исходные временные соотношени  между нуль-пересечени ми сигнала. Кроме того,они в меньшей степени подвержены вли нию паразитной амплитудной модул ции .

Необходимость применени  дифференцирующих цепей снижает отношение сигнал/помеха в канале воспроизведени  на 6 дБ, что приводит к повышению веро тности

ложных срабатываний при аддитивных шумах и увеличению погрешности формировани  импульсов при воспроизведении.

Кроме того, при использовании таких способов воспроизведени  в многоскорост0 ной аппаратуре магнитной записи значительно усложн етс  канал воспроизведени  из-за введени  в него цепей коммутации и коррекции, переключаемых при изменени х диапазонов частот воспроизводимых сиг5 налов. Эта сложность увеличиваетс  по мере роста числа каналов аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ воспроизведени  цифрового сигнала с

0 носител  магнитной записи, основанный на задержке воспроизводимого сигнала, сравнении его с незадержанным сигналом и формировании выходных импульсов в момент совпадени  уровней обоих сигналов.

5Способ позвол ет формировать импульсы из воспроизводимой сигналограммы без применени  сложных цепей коррекции, но обладает недостаточной помехоустойчивостью к аддитивным шумам.

0 Кроме того, при высокоплотной цифровой магнитной записи флуктуируют фронты воспроизведенного сигнала из-за межсимвольной интерференции колебаний базовой линии.

5 Это увеличивает погрешность результата воспроизведени  цифрового сигнала, что приводит к усложнению синхронизации воспроизводимой цифровой последовательности за счет снижени  окна детектиро0 вани , снижает достоверность результата воспроизведени .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение погрешности результата воспроизведени  цифрового сигнала.

5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу воспроизведени  цифрового сигнала с носител  магнитной записи, включающему дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов,

0 сформированной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала,производ т

5 формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации воепроизведенного сигнала, а выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществл ют в моменты изменени  знака импульсов производной, причем в процессе формировани  последовательности им- пульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определ ют по импульсам производной противоположных знаков.

Предлагаемый способ воспроизведе- ни  сигналов с магнитного носител  обладает нечувствительностью к воздействию аддитивной помехи за счет формировани  фронта пр моугольного сигнала по изменению знака производной, вы вл емого при многократном сравнении амплитуд двух сигналов, один из которых задержан относительно другого на малый промежуток времени , за который шумы не оказывают вли ни  на результаты преобразовани . Благодар  этому же свойству предлагаемого способа он полностью защищен от вли ни  колебаний базовой линии воспроизводимых сигналов. Возможность выбора положени  стробирующего импульса внутри интервала дискретизации позвол ет существенно уменьшить вли ние флуктуации фронтов воспроизводимого сигнала из- за межсимвольной интерференции. Кроме того, предлагаемый способ сохран ет низ- кую чувствительность к воздействию паразитной амплитудной модул ции, что свойственно способам воспроизведени  по нулю производной.

При этом не требуетс  примен ть диф- ференцирующие цепи коррекции и их коммутацию , что существенно упрощает конструкцию аппаратуры магнитной записи .

Все это позвол ет значительно умень- шить погрешность результата воспроизведени  цифрового сигнала.

Нафиг. 1 показаны временные диаграммы; на фиг. 2 - структурна  схема устройства , реализующего способ воспроизведени  сигналов.

Исходна  цифрова  последовательность 1 записываетс  на магнитный носитель в виде пр моугольной волны 2. Сигнал, соответствующий последовательности 1, получаемый на выходе линейного предварительного усилител  воспроизведени ,показан на диаграмме 3. На диаграмме 4 приведен сигнал, по которому осуществл етс  дискретизаци  сигнала 3. На диаграм- ме 5 показан сигнал 3 после его дискретизации. На диаграмме 6 приведен стробирующий сигнал, по которому производ т сравнение сигналов 3 и 5. На диаграмме 7 показаны сигналы, образующиес  в

результате сравнени  амплитуд сигналов 3 и 5 при стробироеании сигналом 6. На диаграмме 8 приведена восстановленна  пр мо- угольна  волна, а на диаграмме 9 - восстановленна  исходна  импульсна  последовательность .

Предлагаемый способ основан на том,что при сравнении дискретизированно- го 5 и недискретизированного 3 сигналов имеетс  разность между текущими значени ми их амплитуд. При этом разность между сигналами 3 и 5 отрицательна  при увеличении сигнала 3 и положительна  при его уменьшении, а переход знака разности между сигналами 3 и 5 соответствует пикам амплитуды сигнала 3.

Частоту сигнала 4 дискретизации выбирают так, чтобы обеспечивалась правильна  работа устройства сравнени  при воздействии аддитивных шумов носител , а разность во времени между пиком воспроизводимого сигнала и точкой формировани  фронта импульса минимальна.

При этом отпадает необходимость в использовании сложных корректирующих цепей , так как исходную цифровую последовательность восстанавливают из сигнала 3, снимаемого с выхода линейного предварительного усилител  воспроизведени .

Устройство состоит из магнитной головки 10 воспроизведени , линейного предварительного усилител  11 воспроизведени , задающего генератора 12, устройства 13 выборки-хранени , компараторов 14 и 15, КЗ- триггера 16, формировател  17 и выходной шины 18.

Головка 10 соединена с входом усилител  11, подключенного своим выходом к информационному выходу 19 устройства 13 выборки-хранени , пр мому входу 20 и инверсному входу 21 компараторов 14 и 15 соответственно. Выход задающего генератора 12 подключен к управл ющему входу 22 устройства 13.

Входы триггера 16 подсоединены к выходам 23 и 24 компараторов 14 и 15, а его выходы - к входам формировател  17, выход которого соединен с выходной шиной 18. Выход устройства 13 соединен с инверсным входом 25 и пр мым входом 26 компараторов 14 и 15. Выход генератора 12 через формирователь 27 импульсов соединен со стробирующими входами компараторов 14 и 15.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал с выхода головки 10 поступает на усилитель, где усиливаетс  и поступает на вход 19 устройства 13 выборки-хранени .

На вход 22 устройства 13 поступает сигнал от генератора 12, В устройстве 13 выборки- хранени  происходит дискретизаци  сигнала 3, поступающего на его вход 19. Одновременно сигнал 3 поступает на входы 20 и 21 компараторов 14 и 15, где сравниваетс  с сигналом 5, поступающим на входы 25 и 26 этих компараторов с выхода устройства 13. Компараторы 14 и 15 стробируютс  короткими импульсами 6, сдвинутыми относительно фронта сигнала 4 дискретизации, формируемыми в формирователе 27. На выходах 23 и 24 компараторов 14 и 15 образуютс  сдвинутые во времени пачки импульсов (сигналы 7, фиг. 1). Первый импульс в каждой пачке соответствует пику (положительному или отрицательному - в зависимости от направлени  изменени  воспроизводимого сигнала) амплитуды сигнала 3,

С выходов 23 и 24 сигналы поступают на входы RS-триггера 16 соответственно. На выходах триггера 16 по первым импульсам в каждой пачке формируетс  пр моугольна  волна (сигнал 8, фиг, 1), переходы которой соответствуют наличию символа 1 исходной последовательности 1.

С выходов триггера 16 сигналы 8 (в про- тивофазах) поступают на входы импульсного формировател  17, с выхода которого сформированные импульсы, соответствующие символу 1, поступают на выходную шину 18.

Возникающий при этом незначительный временной сдвиг сформированных сигналов обусловлен возникающим при воспроизведении высокоплотной сигналог- раммы сдвигом пиков. Его величина определ етс  только плотностью записи и свойствами КЦМЗВ и может быть частично скомпенсирована изменением положени  стробирующих импульсов относительно положени  импульсов 4 дискретизации.

Выбором частоты дискретизации и положением стробирующих импульсов разность между пиком воспроизводимого сигнала и положением фронта формируемой последовательности может быть сведена к значени м, не оказывающим вли ни  на точность формировани  временных интервалов , так как сохран етс  посто нство

периодов дискретизированного и недискретизированного сигналов. При этом, если

разность между величиной напр жени  соседних отсчетов, т.е. величина ступеньки, превышает уровень аддитивных шумов носител , то их наличие не оказывает существенного вли ни  на точность формировани  временных интервалов в формируемом воспроизводимом импульсном сигнале.

По вление ложных импульсов исключаетс  из-за формировани  по пикам воспроизводимого сигнала, вследствие чего сохран ютс  все преимущества способа

формировани  по нулю производной (малые временные искажени , устойчивость к ПАМ и т.д.). При этом отсутствуют сложные корректирующие цепи, снижающие отношение сигнал/помеха в канале

воспроизведени .

Claims (1)

1. Это позвол ет повысить достоверность воспроизведени  и упростить конструкцию аппаратуры цифровой магнитной записи. Формула изобретени 

   Способ воспроизведени  цифрового сигнала с носител  магнитной записи, включающий дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформированной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности результата воспроизведени  цифрового сигнала , производ т формирование последовательности импульсов дискретизации , равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по

   передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации воспроизведенного сигнала, а выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществл ют

   в моменты изменени  знака импульсов производной , причем в процессе формировани  последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определ ют по импульсам производной противоположных знаков.

   i 44 4ib bt 09

   1П П П П Л Л П J3D.

   Illlllllll Illll

   4 9 4 . 4 4 4 о о 4 « 4

   fi n и I i urn n

   Фиг. /

   w

   Ж