Способ записи-воспроизведения аналоговых сигналов на движущийся носитель и устройство для его осуществления
Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в технике магнитной записи, звукотехнике для регистрации аналоговых сигналов на различные типы носителей и при передаче сигналов no-линиям связи. Цель изобретения - сокращение расхода носителя путем уменьшения скорости его перемещения при сохранении качества воспроизводимых сигналов, либо повышение качества воспроизведения за счет снижения спектральной плотности мощности помех и паразитной модуляции. Для этого по предлагаемому способу перед записью из входных сигналов формируют напряжение, пропорциональное мгновенной частоте исходного сигнала, масштабно уменьшают его по амплитуде в М раз и с его помощью формируют сигналы записи с масштабно уменьшенными в М раз мгновенными частотами, при этом скорость носителя снижают в М раз, что сокращает его расход. Коэффициент масштабирования М может находиться в пределах 2-10. При воспроизведении осуществляют обратное преобразование, при этом мгновенные частоты и пропорциональное им напряжение увеличивают в М раз. Скорость при воспроизведении должна быть такой же, что и при записи. Для осуществления операций предлагаемого способа в устройство для его осуществления введены в канале записи усилитель 6 записи и масштабный усилитель 3 с уменьшающим в М раз коэффициентом передачи, а в канале воспроизведения - масштабный усилитель 11 с увеличивающим в М раз коэффициентом передачи. Исходные соотношения между частотами воспроизведенных сигналов не изменяются, так как при одновременном понижении скорости движения носителя и уменьшении диапазона мгновенных частот сигнала записи в М раз пространственная длина волны записи на носителе не изменяется Помехи и сигналы паразитной модуляции при воспроизведении мультиплекативно транспортируются с увеличенным коэффициентом М, что снижает в М раз спектральную плотность мощности помех, и за счет снижения уровня помех в восстановленном сигнале качество воспроизведения повышается. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -:,. г, - г .;,:1 : ь .1,. - !, к я. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4489766/10 (22) 03.10.88 (46) 23,04.91. Бюл, № 15 (72) В.M.Ïëþùåâ, В.К.Уваров и И,В.Карпов (53) 621.391(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 771144447733, кл. 6 10 1 1/00, 1980. (54) СПОСОБ ЗАПИСИ-ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ НА ДВИЖУЩИЙСЯ НОСИТЕЛ6 И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в технике магнитной записи, звукотехнике для регистрации аналоговых сигналов на различные типы носителей и при передаче сигналов полиниям связи, Цель иэобретения— сокращение расхода носителя путем уменьшения скорости его перемещения при сохранении качества воспроизводимых сигналов, либо повышение качества воспроизведения эа счет снижения спектральной плотности мощности помех и паразитной модуляции. Для этого по предлагаемому способу перед записью из входных сигналов формируют напряжение, пропорциональное мгновенной частоте исходного сигнала, масштабно уменьшают его по амплитуде в M раз и с его помощью формируют сигналы записи с масштабно уменьшенными в M раэ мгновенными частотами, при „„ Ы„„1644212 А1 этом скорость носителя снижают в M раз, что сокращает его расход. Коэффициент масштабирования М может находиться в пределах 2 — 10, При воспроизведении осуществляют обратное преобразование, при этом мгновенные частоты и пропорциональное им напряжение увеличивают в M раз, Скорость при воспроизведении должна быть такой же, что и при записи, Для осуществления операций предлагаемого способа в устройство для его осуществления введены в канале записи усилитель 6 записи и масштабный усилитель 3 с уменьшающим в M раз коэффициентом передачи, à в канале воспроизведения .— масштабный усилитель 11 с увеличивающим в M раз коэффициентом передачи. Исходные соотношения между частотами воспроизведенных сигналов не изменяются, так как при одновременном понижении скорости движения носителя и уменьшении диапазона мгновенных частот Ф сигнала записи в M раз пространственная длина волны записи на носителе не изменяется, Помехи и сигналы паразитной моду- з ляции при воспроизведении мультиплека- О тивно транспортируются:. с увеличенным ф коэффициентом М, что снижает в М раз спектральную плотность мощности помех, и за счет снижения уровня помех в восстановай ленном сигнале качество воспроизведения повышается. 1 ил. 1644212 Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в технике магнитной записи для регистрации аналоговых сигналов на другие типы носителей записи и для передачи этих сигналов по линиям связи. Цель изобретения — сокращение расхода носителя путем уменьшения скорости его перемещения при сохранении качества воспроизводимых сигналов, либо повышение качества воспроизведения за счет снижения спектральной плотности мощности помех и паразиткой модуляции. На .чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего операции предлагаемого способа. Устройство содержит в канале записи последовательно включенные вхадну о шину 1 и анализатор 2, выполненный с выходами "Мгновенная частота" и "Огибающая", к выходу "Мгновенная частота" подсоединены последовательно включенные масштабный усилитель 3, управляемый генератор 4, перемножитель 5 и усилитель 6 записи, осуществляющий запись на движущийся носитель 7 записи, Выход "Огибающая" анализатора 2 подключен к другому входу перемножителя 5, В канале воспроизведения устройство содержит последовательно включенные входную шину 8 воспроизведения, усилитель 9 воспроизведения и анализатор 10, выполненный с выходами "Мгновенная частота" и "Огибающая", к выходу "Мгновенная частота" подсоединены последовательно включенные масштабный усилитель 11, управляемый масштабным усилителем гечератор 12 и перемножитель 13, выход которого является выходом канала воспроизведения, выход "Огибающая" анализатора 10 подключен к другому входу перемножителя 13. Операции предлагаемого способа осуществляют с помощью реализующего устройства, которое работает следующим образом. Из входных аналоговых сигналов (например, звуковых сигналов), поступающих на запись по входной шине 1 с помощью . анализатора 2 выделяют сигналы модулиру-. ющих функций — напряжение, пропорциональное мгновенной частоте и сигнал огибающей исходного сигнала, С соответствующего выхода анализатора напряжение, пропорциональное мгновенной частоте, поступает на масштабный усилитель и линейно уменьшается по амплитуде в M раз (M— коэффициент масштабирования). Выход "Мгновенная частота" анализатора 2 должен быть согласован с входом управляемоние М может находится в пределах М = 2-10, 45 В режиме воспроизведения скорость движения носителя равна его скорости при записи, Воспроизведенный с носителя 7 сигнал по входной шине 8 воспроизведения подается ка усилитель 9 воспроизведения и затем ка анализатор 10, который выделяет сигналы (напряжение), пропорциональные мгновенной частоте и огибающей воспроизведенного сигкала. Напряжение, пропорциональное мгновенной частоте, масштабно 55. увеличивается по амплитуде в М раз в масштабном усилителе 11. Выходы анализатора 10 канала воспроизведения также должны быть согласованы с входом управляемого генератора 12 и входом перемножителя 13, при зтам управляемый генератор 40 го генератора 4 таким образом, что при их непосредственном соединении полностью восстановлен амплитудно ограниченный сигнал, Должны быть также согласованы выход "Огибающая" и вход перемножителя 5 таким образом, что без обработки сигкалаа модулирующих функций может быть полностью восста навлек и схадк ый сигнал. При таком согласовании управляемый генера. тор 4 формирует частотно-модулировакныа сигналы с уменьшенными в M раз мгновенными частотами, перемножением этих сигналов с сигналом огибающей а перемножителе 5 восстанавливается амплитудная модуляция исходного сигнала и формируется сигнал записи, который после усиления в усилителе 6 записи записывают на носитель 7 записи. Скорость перемещения носителя при записи может быть в M paa киже, чем скорость, которую он должен иметь, при равном качестве воспроизводимых сигналов, если исходные аналоговые сигналы записывать непосредственно на носитель, без упомянутых выше преобразований. При масштабном (линейнам) уменьшении мгновенной частоты перед записью сокращается ширина спектра сигнала и необходимая полоса пропускания тракта записи-воспроизведения. Однако,,поскольку уменьшается лишь девиация частоты (1д), а. частота модуляции (f o ) остается неизменной. ширина спектра изменяется незначительно. Величина М не может быть сколь угодно большой, так как с уменьшением девиации снижается помехозащищенность сигнала, Практически, в существующих каналах записи-воспроизведения, когда уровень шума достаточно мал и обеспечивается отношение сигнал/шум не менее 5 дБ, при котором можно получить выигрыш в номехозащищеннасти даже при близком к нулю индексе модуляции m = 1д/1цод =. О, зкаче. 1644212 50 12 формирует частотно-модулированное колебание, диапазон мгновенной частоты которого соответствует диапазону частот исходного сигнала. В перемножителе 13 осуществляется амплитудная модуляция сигналом огибающей ЧМ-сигналов генератора 12 и восстанавливается полностью исходный аналоговый сигнал, поступающий на выход канала воспроизведения.. Качество воспроизводимых сигналов при понижении в М раз скорости движения носителя и масштабном уменьшении в М раз диапазона мгновенных частот сигналов записи не снижается, так как пространственная длина волны записи на носителе не изменяется и сохраняются исходные соотношения между частотами Воспроизведенных сигналов, а расход носителя при уменьшении скора.ти движения сокращается. Кроме того, поскольку при воспроизведении диапазон частот (по сравнению с частотами сигналов записи) увеличивается в M раз, спектр помех и паразитной модуляции мультипликативно транспортируется с коэффицивнтам М, чта приводит к снижению в М раз спек-;-ральной плотности мощности помех, Поэтому даже при сохранении неизменной скорости движения носителя, т,е. без уменьшения ее в Л раз,:ач:ство воспроизведения па предлагаемому способу может быль повышено за счет снижения уровня помех в воспроизводимом восстановленном сигнале. Формула изобретения 1. Споссб записи-воспроизведения аналоговых сигналов HG движущийся носитель, при катарам иэ входных аналоговых сигналов, поступающих на запись, или воспроизведенных с носителя записи, выделяют сигналы, пропорциональные мгновенной частоте и огибающей исходного сигнала, формируют с помощью сигналов, пропорциональных мгновенной частоте, частотно-модулированные .сигналы, перемножением которых с сигналом агиба ощей получают сигналы записи или воссстанавливают исхадные сигналы при воспроизведении, а тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сакращения расхода носителя путем уменьшения скорости его перемешения при сохранении качества воспроизводимых сигналов, лиао повышения качества воспроизведения эа счет снижения спектральной плотности мощности помех и паразитной модуляции, при сохранении скорости движения носителя записи, перед записью на носитель сигналы, пропорциональные мгновенной частоте, масштабно уменьшают по амплитуде в M раз (M — коэффициент масштабирования) и формируют с их помощью частотно-модулированные сигналы с частотами, уменьшенными в M раз, а при восароиэведении в M раз увеличивают амплитуду сигналов, пропорциональных мгновенной частоте воспроизведенного сигнала, и формируют с их помощью частотно-модулированные сигналы с увеличенными в M раз частотами. 2. Устройство записи-воспроизведения аналоговых сигналов на движущийся носитель, содержащее в канале записи последовательно включенные входную шину и анализатор, выполненный с выходами "Мгновенная частота" и "Огибающая", а также управляемый генератор, выходом связанный с входом перемножителя, к другому входу которого подключен выход "Огибающая" анализатора, причем выход перемножителя является выходом канала записи, а в канале воспроизведения последовательна включенные входную шину воспроизведения и анализатор, выполненный с выходами "Мгновенная частота" и "Огибающая", а также управляемый генератор, выходом связанный с входам перемножителя, к другому входу которого подключен Выход "Огибающая" анализатора, причем выход перемножителя является выходом канала воспроизведения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,-с целью сокращения расхода носителя путем уменьшения скорости его переме цения при сохранении качества воспроизводимых сигналов, либо повышения качества воспроизведения за счет снижения спектральной плотности мощности — îìåõ и паразитной модуляции, в канале записи введены масштабный усилитель с уменьшающим в М раз коэффициентом масштабирования, включенный между выходом "Мгновенная частота" анализатора и входом управляемого генератора, и усилитель записи, входом подключенный к выходу перемножителя, а в канале воспроизведения введены масштабный усилитель с увеличивающим в М раз коэффициентом масштабирования, включенный между выходом "Мгновенная частота" анализатора и входом управляемого генератора, и усилитель воспроизведения, включенный между входной шиной воспроизведения и входом анализатора.
