SU750553A1 - Устройство дл воспроизведени фазоразностного сигнала - Google Patents

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовало для воспроизведения цифровой магнитной записи фазоразностного сигнала.

Известны устройства для воспроизведения информации с использованием техники интегрирования. Это устройство служит для воспроизведения частотномодулированного сигнала и содержит магнитную головку, усилитель воспроизведения, фильтр верхних частот, формирователь импульсного сигнала, два.аналоговых интегратора,, сумматор, дифференцирующую цепь, два одновибратора, задерживающие сигнал на время ΐ, =0,25 и =0,5 периоду и схему И, формирующую сигнал непрерывной частоты и сигнал, соответствующий записанным символам '1*.

Это устройство обладает низкой защищенностью по отношению к помехам, ₂ имеющим форму узких импульсов типа дребезга* [1] .

Известно устройство для воспроизведения фазоразностного сигнала с исполь— зованием техники интегрирования [2J , Это устройство предназначено для распознавания с помощью интегрирующих звеньев сигналов информации, считываемых с магнитного запоминающего устройства в виде двоичных знаков, Оно содержит индукционную головку, амплитудный дифференцирующий фильтр, ограничители, аналоговые интегрирующие звенья, управляемые через логические элементы высокочастотным тактирующим генератором, синхронизатор, с помощью которого частота тактирующего генератора синхронизируется с частотой информационного сигнала. Интегрирующие звенья подключены к амплитудному сумматору, на вькоде которого в зависимости от полярности выходного сигнала определяется состояние информации в течение предыдущего периода. Такая обработка фазоразностного сигнала позволяет в значительной степени избавиться от импульсных помех, возникающих в информационном канале при воспроизведении. Однако использование аналоговых

7505 интеграторов усложняет регулировку устройства, снижает стабильность его параметров и вызывает необходимость перенастройки при изменении тактовой частоты. ₅

Известно также устройство для воспроизведения фазоразностного сигнала, содержащее последовательно соединенные индукционную магнитную головку,усилитель воспроизведения корректор частотных иска- ю жений, формирователь сигнала, усилительформирователь опорного сигнала, аналого-. вый сумматор и амплитудный дискриминатор [3J .

В этом устройстве оценка значения ин— ₁₅ теграла за период тактовой частоты производится путем суммирования 4 отсчетов сигнала, сдвинутых относительно друг друга на 1/4 тактового периода. Сдвиг сигнала осуществляется в аналоговых ₂о линиях задержки.

Такое устройство имеет ряд преимуществ перед устройствами, в которых используются аналоговые интеграторы. Так применение линии задержки позволяет иск- 25 лючить из схемы синхронизатор, чем упрощается работа устройства. Однако замена непрерывного интегрирования суммированием по 4 отсчетам не позволяет достичь максимальной помехоустойчивости, зо свойственной интегральному распознаванию символов. Кроме того, оно не работоспособно при широком изменении тактовых частот, а реализация аналоговых линий задержки на сравнительно низкие частоты 35 весьма затруднена.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот и повышение помехоустойчивости.

Достигается это тем, что устройство для воспроизведения фазоразностного сигнала снабжено сдвиговым регистром, выходы которого соединены с входом аналогового сумматора, а информационный вход с выходом формирователя сигнала, а также управляемым генератором тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом сдвигового регистра, а вход через введенный фазовый детектор и усилитель-формирователь опорного сигнала — с выходом дополнительно введенной магнитной головки.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 представлены диаграммы его работы.

Устройство содержит индукционную информационную головку 1, дополнительную головку 2, усилитель воспроизведения 3, полосовой фильтр 4, формирователь ин53 4 формационного сигнала 5, усилитель-фор-1 мирователь опорного сигнала 6, фазовый детектор 7, управляемый генератор тактовых импульсов 8, сдвиговый регистр 9, усилитель-сумматор информационного сигнала 10 с весовыми сопротивлениями 11, усилитель—сумматор 12 опорного сигнала (синхроимпульсов) с весовыми сопротивлениями 13 и логические элементы для формирования опорного сигнала 14-18.

Сигнал с индукционной магнитной головки 1, усиленный в усилителе 3 и откорректированный по верхней и нижней частотам в полосовом фильтре 4, превращается в импульсное напряжение (фиг.2а) в усилителе-формирователе 5. Сформированный таким образом сигнал поступает на линию задержки 9, в качестве которой используется сдвиговый регистр, выполненный на D -триггерах. В данном устройстве число элементов задержки выбрано равным 8, т.е. сигналы на выходах сдвигового регистра 9 задержаны друг относительно друга на 1/8 периода информационного сигнала (фиг. 2,в,г,д,е,ж,з,и), при этом суммарная задержка равна периоду.

Управление сдвиговым регистром 9 осуществляется генератором тактовых импульсов 8, частота которого в данном случае в восемь раз выше частоты следования информационных импульсов. Генератор тактовых импульсов включен в контур фазовой автоподстройки частоты. Подстройка частоты тактового генератора 8 производится напряжением с выхода фазового детектора 7, на один из входов которого поступает сигнал тактовой частоты, а на сщугой вход сигнал воспроизводимых синхроимпульсов. Формирование синхроимпульсов производится следующим образом: записанные одновременно с информационным сигналом, синхроимпульсы считываются с магнитной ленты индукционной голов45 ки 2, усиливаются, корректируются и превращаются в импульсное напряжение (фиг. 2 а) в усилителё-формирователе 6.

Поскольку в сдвиговом регистре 9 хранится информация о сигнале за предыдущий период, то на выходе весовых сопротивлений в линиях 19 и 20 ток может служить оценкой интеграла входной величины, умноженной на весовую функцию. Форма тока информационного сигнала в цепи 19 изображена на фиг. 2л, а форма тока служебных импульсов в цепи 20 на фиг. 2м. Весовая функция полностью определяется схемой включения и величинами весовых сопротивлений. Вид ве5 совой функции для определения фазовых переходов информационного сигнала пока-, зан на фиг. За, для формирования служебных импульсов - на фиг. 3 б.

Сигнал с выхода весовых сопротив— ₅ лений 11 поступает на вход усилителясумматора 10, на выходе которого формируется информационный сигнал в импульсном виде (фиг. 2н). В формировании служебных импульсов участвуют весо- ю вые сопротивления 13, усилитель-сумматор 12 и логические элементы И 14—

18. Форма информационного сигнала на выходе схемы 14 представлена на фиг. 2 о, а на выходе схемы 20 - на фиг. 2п.

Использование активных логических элементов в линии задержки позволяет не перестраивать элементы схемы при изменении рабочей частоты сигнала. Необходимость перестройки возникает, например, ₂₀ при изменении частоты информационного сигнала в режиме записи или при изменении в несколько раз скорости движения лентопротяжного механизма при воспроизведении для ускоренного ввода информации ₂5 в ЭВМ.

Помехоустойчивость устройства находится в прямой зависимости от длительности квантования воспроизводимого сигнала в процессе интегрирования, . т.е. в основном^ от количества элементов линии задержки И . Оптимальное число η можно выбрать, исходя из следующих предположений.

Количество элементов линии задержки связано с минимальной длительностью им-^₅ пульсной помехи соотношением , где Fj, - верхняя граничная частота тракта воспроизведения. Уменьшение периода квантования сигнала в линии задержки более, чем на длитель— ность 'Гц не рационально, поскольку не приводит к значительному улучшению помехозащищенности тракта.

Таким образом, оптимальное число элементов линии задержки η может быть найдено, как π Ρς / P_t , где Г_с - частота следования информационного сигнала.

В данном устройстве оптимальное число элементов линии задержки равно 8.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к приборострое нию и может быть использовано дл  воо- произведени  цифровой магнитной записи фазоразностного сигнала. Известны устройства дл  воспроизведени  информации с использованием техни ки интегрировани . Это устройство служи дл  воспроизведени  частотномодулирован ного сигнала и содержит магнитную голо ку, усилитель воспроизведени , фильтр верхних частот, формирователь импульсно го сигнала, два.аналоговых интегратора, сумматор, дифференцирующую цепь, два одновибратора, задерживающие сигнал на врем  ТГ 6,25 и 0,5 периоду и схему И, формирующую сигнал непрерьшной частоты и сигнал, соответствующий записанным символам . Это устройство обладает низкой защищенностью по отношению к помехам, имеющим форму узких импульсов типа дребезга Г| . Известно устройство дл  воспроизведени  фазоразностного сшжала с использованием техники интегрировани  2.J , Это устройство предназначено дл  распознавани  с помощью интегрирующих звеньев сигналов информации, считываемых с магнитного запоминающего устройства в виде двоичных знаков, Ош содержит индукционную головку, амплитудный дифференцирующий фильтр, ограничители, аналоговые интегрирующие звень , управл емые через логические элементы высокочастотным тактирующим генератором, синхронизатор , с помощью которого частота тактирующего генератора синхронизируетс  с частотой информационного сигнала. Интегрирующие звень  подключены к амплитудному сумматору, на вькоде которого в зависимости от пол рности выходного сигнала определ етс  состо ние информации в течение предыдущего периода. Така  обработка фазс зазностного сигнала позвол ет в значительной степени избавитьс  от импульсных помех, возникающих в информацисжном канале при воспроизведении . Однако использование аналоговых 75 интеграторов усложн ет регулировку устройства , снижает стабильность его параметров и вызывает необходимость перенастройки при изменении тактовой частоты . Известно также устройство дл  воспроизведени  фазоразностного сигнала, содержащее последовательно соединенные индукционную магнитную головку,усилитель воспроизведени  корректор частотньк искажений , формирователь сигнала, усилительформирователь опорного сигнала, аналого- вый сумматор и амплитудный дискриминатор З . В этом устройстве оценка значени  ин теграла за период тактовой частоты производитс  путем суммировани  4 отсчето сигнала, сдвинутых относительно друг друга на 1/4 тактового периода. Сдвиг сигаала осуществл етс  в аналоговых лини х задержки. Такое устройство имеет р д преимуществ перед устройствами, в которых используютс  аналоговые интеграторы. Так применение линии задержки позвол ет иск лючить из схемы синхронизатор, чем упрощаетс  работа устройства. Однако заме на непрерьшного интегрировани  суммированием по 4 отсчетам не позвол ет достичь максимальной помехоустойчивости, свойственной интегральному распознаванию символов. Кроме того, оно не работоспособно при широком изменении тактовых частот, а реализаци  аналоговьсх линий задержки на сравнительно низкие частоты весьма затруднена. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона рабочих частот и повьпиени помехоустойчивости, :Достигаетс  это тем, что устройство дл  воспроизведени  фазоразностного сигнала снабжено сдвиговьш регистром, выходы которого соединены с входом аналогового сумматора, а информационный вход С выходом формировател  сигнала, а так- же управл емым генератором тактовьгх импульсов, выход которого соединен с тактовым входом сдвигового регистра, а вход через введенный фазовый детектор и усилитель-формирователь опорного сигнала - с выходом дополнительно введенной магнитной головки. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 и 3 представлены диаграммы его работы. Устройство содержит индукционную информационную головку 1, дополнительную головку 2, усилитель воспроизведени  3, полосовой фильтр 4, формирователь ин34 формационного сигнала 5, усилитель-фор-I мирователь опорного сигнала 6, фазовый детектор 7, управл емый генератор тактовых импульсов 8, сдвиговьй регистр 9, усилитель-сумматор информационного сигнала 1О с весовыми сопротивлени ми 11, усилитель-сумматор 12 опорного сигнала (синхроимпульсов) с весовыми сопротивлени ми 13 ,и логические элементы дл  форм фовани  опорного сигнала 14-18, Сигнал с индукционной магнитной головки 1, усиленный в усилителе 3 и откорректированный по верхней и нижней частотам в полосовом фильтре 4, превращаетс  в импульсное напр жение (фиг.2а) в усилителе-формирователе 5, Сформированный таким образом сигнал поступает на линию задержки 9, в качестве которой используетс  сдвиговый регистр, вьтолненный на D -триггерах. В данном устройстве число элементов задержки выбрано равным 8, т.е. сигналы на выходах сдвигового регистра 9 задержаны друг относительно друга на 1/8 периода информадионного сигнала (фиг. 2,в,г,д,е,ж,з,и), при этом суммарна  задержка равна периоду . Управление сдвиговым регистром 9 осуществл етс  генератором тактовых импульсов 8, частота которого в данном случае в восемь раз выше частоты следовани  информационных импульсов. Генератор тактовых импульсов включен в кснтур фазовой автоподстройки частоты. Подстройка частоты тактового генератора 8 производитс  напр жением с выхода фазового детектора 7, на один из входов которого поступает сигнал тактовой частоты, а на другой вход сигнал воспроизводимых синхроимпульсов. Формирование синхроимпульсов производитс  следующим образом: записанные одновременно с информационным сигналом, синхроимпульсы считываютс  с магнитной ленты индукционной головки 2, усиливаютс , корректируютс  и превращаютс  в импульсное напр жение (фиг. 2 а) в усилителе-формирователе 6. Поскольку в сдвиговом регистре 9 хранитс  информаци  о сигнале за предыдущий период, то на выходе весовых сопротивлений в лини х 19 и 20 ток может служить оценкой интеграла входной величины , умноженной на весовую функцию. Форма тока информационного сигнала в цепи 19 изображена на фиг. 2л, а форма тсвса служебных импульсов в цепи 2О на фиг. 2м. Весова  функци  полностью определ етс  схемой включени  и величинами весовых сопротивлений. Вид ве575 совой функции дл  определени  фазовых переходов информационного сигнала показан на фиг. За, дл  формировани  служебных импульсов - на фиг. 3 б. Сигнал с выхода весовых сопротивлений 11 поступает на вход усилител сумматора 10, на выходе которого формируетс  информационный сигнал в импульсном виде (фиг. 2и). В формировании служебных импульсов участвуют весо вые сопротивлени  13, усилитель-сумматор 12 и логические элементы И 14- 18. Форма информационного сигнала на выходе схемы 14 представлена на фиг. 2 о, а на выходе схемы 2О - на фиг. 2 п. Использование активных логических элементов в линии задержки позвол ет не перестраивать элементы схемы при изменении рабочей частоты сигнала. Необходимость перестройки возникает, например, при изменении частоты информационного сигнала в режиме записи или при изменении в несколько раз скорости движени  лентопрот жного механизма при воспроизведении дл  ускоренного ввода информации в ЭВМ. Помехоустойчивость устройства находи с  в пр мой зависимости от длительности квантовани  воспроизводимого сигнала в процессе интегрировани , . т.е. в основном от количества элементов линии задержки П . Оптимальное число п можно выбрать исход  из следующих предположений. Количество элементов линии задержки св зано с минимальной длительностью импульсной помехи TH соотношением t /d/Pgj , где - верхн   гранична  частота тракта воспроизведени . Уменьшение периода квантовани  сигнала в линии задержки более, чем на длитель- не рационально, поскольку не 3 приводит к значительному улучшению помехозащищенности тракта. Таким образом, оптимальное число элементов линии задержки п может быть найдено, как п Рь / PC , где Ff - частота следовани  информационного сигнала. В данном устройстве оптимальное число элементов линии задержки равно 8. Формула изобретени  Устройство дл  воспроизведени  фазоразностного сигнала, содержащее последовательно соединенные индукционную магнитную головку, усилитель воспроизведени , корректор частотных искажений, формирователь информационного сигнала, усилитель-формирователь опорного сигнала , аналоговый сумматор и амплитудный дискриминатор, а также весовые сопротивлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих частот и повышени  помехоустойчивости, оно снабжено сдвиговьп 1 регистромГвытодьг которого соединены со входом аналогового сумматора, а информационный вход с выходом формировател  сигнала, а также управл емьпи генератором тактовых им„ульсов , выход которого соединен с тактовым входом .сдвигового регистра, а вход через введенный фазовый детектор и усилитель-формирователь опорного сигала - с выходом дополнительно введеной магнитной головки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3217329.
2. 2.Патент ФРГ № 214171.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 9 422031, 1971.

   го

   г П И И И И | ПгОги Lh л L.

   Г

   , Р L т 1 И И U 51 D Lu о 1 6 1

   а

   t-r

   9иг.З L