Устройство для аналоговой магнитной записи

 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для аналоговой магнитной записи сигналов. Цель изобретения - уменьшение погрешности результата записи. Устройство аналоговой магнитной записи содержит частотно-корректирующий усилитель 1, широтно-импульсный модулятор 5, соединенный входом несущей с выходом генератора 10 частоты дискретизации, выход широтно-импульсного модулятора 5 через последовательно соединенные элемент 6 оптимизации связи и элемент 7 полосовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации соединен с записывающей магнитной головкой 8. За счет наличия связи между выходом частотно-корректирующего усилителя 1 и записывающей магнитной головкой 8 через согласующий резонансный параллельный контур 9, а также включения последовательно соединенных взвешивающего фильтра 3 верхних частот и элемента 4 аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя обеспечивается снижение дополнительных составляющих в спектре записываемого сигнала и достижение тождественности амплитудночастотных характеристик сквозного канала запись-воспроизведение для различных уровней записываемого сигнала. 4 ил. LO С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 11 В 5/027

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (л)

,Ql с) (Ы (21) 4721059/10 (22) 19.07.89 (46) 30.05.92, Бюл, М 20 (71) П роизводствен ное обьедин ение "Монолит" (72) А.B. Алейнов (53) 681.84.001,2(088,8) (56) 1.Сухов Н.E. Система динамического подмагничивания. — "Радио", N 5, 1983, с.36 — 40.

2.Алейнов А,В. Параметрическое динамическое подмагничивание, — "Радиоежегодник-89", ДОСААФ, 1989, с,93-116, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛОГОВОЙ

МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (57) Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для аналоговой магнитной записи сигналов.

Цель изобретения — уменьшение погрешности результата записи. Устройство аналоговой магнитной записи содержит частотно-корректирующий усилитель 1, широтно-импульсный модулятор 5, соединен„„Я „„1737503 А1 ный входом несущей с выходом генератора 10 частоты дискретизации, выход широтно-импульсного модулятора 5 через последовательно соединенные элемент 6 оптимизации связи и элемент 7 полосовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации соединен с записывающей магнитной головкой 8, За счет наличия связи между выходом частотно-корректирующего усилителя 1 и записывающей магнитной головкой 8 через согласующий резонансный параллельный контур 9, а также включения последовательно соединенных взвешивающего фильтра 3 верхних частот и элемента 4 аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя обеспечивается снижение дополнительных составляющих в спектре записываемого сигнала и достижение тождественности амплитудночастотных характеристик сквозного канала запись †воспроизведен для различных уровней записываемого сигнала. 4 ил.

1737503

20

30

45

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к устройствам для аналоговой магнитной записи сигналов, Известно устройство магнитной записи (1), содержащее частотно-корректирующий усилитель, выход которого соединен с входом узла широтно-импульсного модулятора, имеющего в своем составе генератор частоты дискретизации, а выход узла широтно-импульсного модулятора через элемент оптимизации связи подключен к магнитной головке записи.

При работе устройства в записывающую магнитную головку(ЗМГ) подается полный спектр продуктов широтно-импульсной модуляции. Суммарная мощность составляющих комбинационных частот и частоты дискретизации, которая помимо мощности записываемого сигнала поступает в ЗМГ, выполняет функцию высокочастотного подмагничивания по отношению к записывающему сигналу.

Недостатком устройства является большой уровень дополнительных составляющих в записанной фонограмме и малая перегрузочная способность системы головка-носитель в области высоких частот.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству для аналоговой магнитной записи является устройство магнитной записи (2), содержащее частотно-корректирующий усилитель, вход которого подключен к входной шине аналогового сигнала, а выход соединен с входом узла широтно-импульсного модулятора, вход несущей которого соединен с генератором частоты дискретизации, выход узла широтно-импульсного модулятора через элемент оптимизации связи соединен с полосовым частотным фильтром с максимумом прозрачности на частоте дискретизации, выход которого подключен к ЗМГ, При работе устройства записываемый сигнал и комбинационные частоты, далеко отстоящие от частоты дискретизации, поступают в ЗМГ без изменения амплитуды, а составляющие с частотой дискретизации и прилежащие комбинационные частоты увеличиваются по амплитуде благодаря резонансным явлениям в полосовом частотном фильтре, что позволяет увеличить степени адаптации мощности подмагничивания к записываемому сигналу. В целом устройство позволяет реализовать адаптивное (динамическое) подмагничивание параметрическим путем, а не с помощью следящего устройства.

Недостатком известного устройства магнитной записи является погрешность результата записи, вызываемая следующими причинами;

- подача в ЗМГ тока полного спектра

LLINM-модуляции приводит к дополнительным составляющим в записанной фонограмме вследствие того, что спектры записываемого сигнала и комбинационных частот в составе продуктов ШИМ-модуляции перекрываются; — отсутствие аппроксимации необходимой зависимости мощности подмагничивания от входного сигнала приводит к тому, что амплитудно-частотная характеристика сквозного канала для сигналов различных уровней имеет разную форму

Целью изобретения является снижение погрешности результата записи, Цель достигается тем,. что в известном устройстве магнитной записи, содержащем частотно-корректирующий усилитель, подсоединенный входом к входной шине аналогового сигнала. широтно-импульсный модулятор, соединенный входом несущей к выходу генератора частоты дискретизации и подключенный выходом к входу элемента оптимизации связи, выход которого соединен через элемент полосовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации с входом записывающей магнитной головки, введены соединенные последовательно взвешивающий фильтр верхних частот, элемент аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя, включенные между выходом частотно-корректирующего усилителя и модулирующим входом широтно-импульсного модулятора, и согласующий резонансный параллельный контур, включенный между выходом частотно-корректирующего усилителя и входом записывающей магнитной головки, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство имеет новые блоки, связи и структурно отличается от прототипа. В прототипе между частотно-корректирующим усилителем и записывающей магнитной головкой существует один канал связи из последовательно соединенных широтно-импульсного модулятора, элемента оптимизации связи и элемента полосовой фильтрации, а в заявляемом устройстве между частотнокорректирующим усилителем и записывающей магнитной головкой существуют два канала связи.

Первый, как и в прототипе, образован последовательно соединенными широтноимпульсным модулятором, элементом опти1737503

40

50

55 мизации связи и элементом полосовой фильтрации, однако, в отличие от прототипа, между выходом частотно-корректирующего усилителя и входом широтно-импульсного модулятора введены последовательно соединенные взвешивающий фильтр верхних частот и элемент аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя, Второй канал связи образован согласующим параллельным резонансным контуром.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение с другими техническими решениями в области магнитной записи показывает, что использование в устройствах магнитной записи взвешивающего фильтра верхних частот и элемента аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой известно. Широко известно также использование согласующего параллельного резонансного контура между выходом частотно-корректирующего усилителя и записывающей -магнитной головкой. Однако использование в заявляемом техническом решении указанных известных узлов с указанными связями обеспечивает получение нового положительного эффекта — получение безынерционного адаптивно изменяющегося сигнала подмагничивания, не содержащего дополнительных составляющих, лежащих в спектре записываемого сигнала, причем адаптация сигнала подмагничивания к записываемому сигналу является оптимальной в широком диапазоне изменений мгновенных значений частот и амплитуд записываемого сигнала. Указанные свойства сигнала подмагничивания обеспечивают выполнение поставленной цели — уменьшение погрешности результата записи и позволяет расширить область использования заявляемого устройства, например, для высококачественной перезаписи фонограмм на повышенных скоростях тиражирования, для регистрации аналоговых, цифровых (дискретных) и цифроаналоговых сигналов с повышенной плотностью одним устройством магнитной записи.

Учитывая изложенное выше, можно сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию изображения "существенныеые отличия", На фиг.1 представлена блок-схема устройства аналоговой магнитной записи; на фиг.2а — в показана спектральная диаграмма амплитуды А продуктов LLINM-модуляции для нескольких значений амплитуды и/или частоты входного сигнала. Видно перекрытие спектра комбинационных частот с полосой пропускания записи в случае интенсивного высокочастотного сигнала (фиг,2в). Для наглядности записываемый сигнал представлен однотональным. Показана полоса используемых частот продуктов широтноимпульсной модуляции, На фиг.3 показан пример конкретного выполнения устройства аналоговой магнитной записи. На фиг.4а — в показано семейство АЧ1 сквозного канала для записываемых сигналов различных уровней при фиксированной на оптимальном уровне мощности подмагничивания, на фиг.46 — семейство АЧ

1 сквозного канала с адаптивным подмагничиванием без аппроксимации оптимальной зависимости мощности подмагничивания от уровня записываемого сигнала; на фиг.4в — то же с аппроксимацией мощности подмагничивания, Устройство аналоговой магнитной записи (фиг.1) содержит частотно-корректирующий усилитель 1, подсоединенный входом к входной шине 2 аналогового сигнала, а выход подключен к последовательно соединенным взвешивающему фильтру 3 верхних частот, элементу 4 аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя, широтно-импульсному модулятору

5, элементу 6 оптимизации связи, элементу

7 паласовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации и записывающей магнитной головкой (ЗМГ) 8, а также согласующий резонансный параллельный контур 9, включенный между выходом частотно-корректирующего усилителя 1 и входом записывающей магнитной головки

8, генератор 10 частоты дискретизации, выход которого соединен с входом несущей широтно-импульсного модулятора 5, Устройство работает следующим образом, В отсутствие записываемого сигнала, либо при его малой амплитуде или низкой частоте, сигнал на выходе взвешивающего фильтра 3 верхних частот отсутствует или незначителен и, пройдя через элемент 4 аппроксимации на вход ШИМ-модулятора 5, не вызывает существенного изменения скважности прямоугольного напряжения с частотой дискретизации на выходе ШИМмодулятора 5. В этом случае скважность сигнала на выходе ШИМ-модулятора 5 составляет 50Д и в его спектре преобладающей является первая гармоника частоты дискретизации (фиг.2а), которая, пройдя элемент б оптимизации связи и будучи выделена элементом 7 полосовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации, образует максимально мощ1737503

30

40

55 ный сигнал подмагничивания, поступающий в ЗМГ 8, в которую также поступает, при его наличии, записываемый сигнал с выхода частотно-корректирующего усилителя 1 через согласующий параллельный резонансный контур 9. Таким образом запись низкочастотных сигналов любого уровня, слабых средне- и высокочастотных сигналов, а также импульсных, либо музыкальных сигналов с оговоренным распределением спектральных составляющих, производится при фиксированной на максимальном уровне мощности подмагничивания.

С ростом амплитуды и/или частоты входного сигнала все большая его часть, пройдя через взвешивающий фильтр 3 верхних частот и элемент 4 аппроксимации, поступает на вход ШИМ-модулятора 5, вызывая все более значительное изменение скважности сигнала на его выходе, При этом происходит перераспределение энергии в спектре продуктов ШИМ-модуляции — растут комбинационные частоты и высшие гармоники частоты дискретизации, уровень 1-й гармоники, а затем и прилегающих комбинационных частот начинает падать, а удаленных расти, все более перемещаясь в обе стороны по частотной оси от 1-й гармоники частоты дискретизации, как показано на фиг.2б,s.

Использование в качестве. сигнала подмагничивания первой гармоники дискретизации с выхода LUNM-модулятора 5 реализует основной принцип адаптивного подмагничивания — уменьшение мощности подмагничивания с ростом интенсивности высокочастотных составляющих в записываемом сигнале.

Таким образом запись интенсивных средне- и высокочастотных сигналов, а также импульсных и музыкальных сигналов с интенсивными высокочастотными составляющими спектра происходит с понижением мощности подмагничивания.

Частотная селекция составляющих мощности подмагничивания в элементе 7 полосовой фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации позволяет предотвратить проникновение в ЗМГ8 комбинационных частот вида f>nf .c., где f частота первой гармоники дискретизации;

f c. — частота записываемого сигнала;

n — целочисленный коэффициент (равный 1,2,3,... и т,д.), которые при наличии интенсивных среднеи высокочастотных составляющих в спектре записываемого сигнала вызывают значительные дополнительные составляющие в полосе записываемого сигнала (фиг,2в), Элемент 4 аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя компенсирует нелинейность системы устройства, что позволяет добиться тождественности амплитудно-частотных характеристик для записываемого сигнала различных уровней в рабочем диапазоне частот, На фиг,4а показано семейство АЧ1 сквозного канала для записываемых сигналов различных уровней при фиксированной мощности подмагничивания, Заштрихованная часть характеристики является областью неоптимального подмагничивания, т.е. той областью, где для коррекции хода АЧ1 необходима адаптация мощности подмагничивания к входному сигналу. Штрихпунктирной линией обозначена граничная зона адаптации, она является нелинейной, следовательно, для достижения тождественности АЧ1 для различных уровней сигналов порог начала уменьшения (адаптации) мощности подмагничивания является нелинейной функцией от амплитуды и частоты записываемого сигнала, В случае отсутствия элемента аппроксимации граничная зона адаптации мощности подмагничивания линейно зависит от частоты и амплитуды записываемого сигнала (фиг.4а, жирная пунктирная линия), При этом добиться оптимальной адаптации мощности подмагничивания на всей площади амплитудно-частотных значений записываемого сигнала невозможно, что не позволяет добиться тождественности характеристик АЧ1 . записанного сигнала разных уровней (фиг,46), Анализируя ход кривой граничной адаптации на фиг.4а; можно сделать вывод, что для более достоверного приближения к необходимому закону аппроксимации мощности подмагничивания необходимо преобразование динамического диапазона сигнала на входе ШИМ-модулятора, а именно его сжатие, Именно этой цели и служит элемент И аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой типа сжиматель. На фиг,4в показано семейство АЧ1 сквозного канала для различных уровней записываемого сигнала при наличии узла аппроксимации с оговоренной амплитудной характеристикой, Видно, что АЧ1 различных уровней сигнала тождественны в рабочем диапазоне частот.

Устройство аналоговой магнитной записи может быть выполнено, например, как это показано на фиг,3.

1737503

45

55

Блоки 1,8,9 особенностей не имеют.

Взвешивающий фильтр 3 верхних частот— однозвенная дифференцирующая RC-цепь, элемент 4 аппроксимации 4 — логарфмический делитель, нижнее плечо которого составлено из встречно-параллельно включенных диодов 11, с целью подбора необходимой нелинейности участка вольтамперной характеристики диодов 11 верхнее плечо делителя представляет собой подстроечный резистор 12, узел широтноимпульсного модулятора 5 и генератор 10 частоты дискретизации особенностей не имеют, возможно применение аналогичных узлов, например, из (1), элемент 6 оптимизации связи представляет собой конденсатор. Емкость конденсатора элемента 6 оптимизации связи с одной стороны не должна значительно шунтировать элемент 7 полосовой фильтрации, а с другой стороны, величина связи должна быть достаточна для получения необходимой мощности подмагничивания, которая отбирается в записывающую головку 8, Используемые детали: дифференцирующая RC-цепь взвешивающего фильтра 3 верхних частот — 2,2 к, 3300 пФ, подстроечный резистор 12-10 к, диоды 11 — КД522, емкость элемента 6 оптимизации связи 180 пФ, частота генератора 10 дискретизации и центральная частота настройки элемента полосовой фильтрации 7 — 100 кГц, Экспериментальные исследования заявляемого устройства для аналоговой магнитной записи в составе магнитофона показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототипом) заявляемое устройство обеспечивает уменьшение погрешности записи в области высоких частот, в среднем в 4-10 раз снижается уровень комбинационных частот в записанной фонограмме. Достигается независимость АЧ1 сквозного канала от уровня сигнала в рабочей полосе частот, вплоть до

5 уровня записи — 3 дБ от стандартного, соответствующего потоку короткого замыкания записанной фонограммы 250 нВБ/м.

Измерения проводили на кассетном магнитофоне Ii группы сложности, оснащен10 ном универсальной магнитной головкой типа ЗД24.081 на типовой магнитной ленте

FezOa (МЭК1).

Формула изобретения

Устройство для аналоговой магнитной записи, содержащее частотно-корректирующий усилитель, подсоединенный входом к входной шине аналогового сигнала, широт20 но-импульсный модулятор, соединенный входом несущей с выходом генератора частоты дискретизации и подключенный выходом к входу элемента оптимизации связи, подсоединенного через элемент полосовой

25 фильтрации с максимумом прозрачности на частоте дискретизации к входу записывающей магнитной головки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения погрешности результата записи, в него введены

30 соединенные последовательно взвешивающий фильтр верхних частот и элемент аппроксимации с нелинейной амплитудной характеристикой сжимателя, включенные между выходом частотно-корректирующего

35 усилителя и модулирующим входом широтно-импульсного модулятора, и согласующий резонансный параллельный контур, включенный между выходом частотнокорректирующего усилителя и входом запи40 сывающей магнитной головки.

1737503

1737503

4мо мокс

Фиг.4

Составитель А.Алейнов

Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор M.Màêcèìèøèíåö

Заказ 1895 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи Устройство для аналоговой магнитной записи 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к магнитной записи аналоговых сигналов на движущийся носитель и может быть использовано в аппаратуре звукозаписи Цель изобретения - повышение точности записи аналоговых сигналов в устройствах магнитной записи с адаптивным подмагничиванием

Изобретение относится к звукозаписи и может быть использовано для производства магнитофонов

Изобретение относится к регистрации информации

Изобретение относится к приборостроению , в частности к устройствам точной магнитной записи, и может быть использовано в стационарных и передвижных измерительно-регистрирующих системах, удаленных от вычислительных центров, в которых производится обработка данных измерений

Изобретение относится к накоплению информации

Изобретение относится к технике магнитной записи и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи и воспроизведения звука, имеющей автономные низковольтные источники питания

Изобретение относится к области радиоэлектроники , в частности к воспроизвоУВ/од дящим устройствам с магнитной ленты, и позволяет повысить эффективность устройства

Изобретение относится к технике магнитной записи и позволяет снизить погрешность установки режима записи при повышении оперативности настройки за счет того, что предварительно записывают контрольный сигнал без подмагничивания при изменении тока записи, после чего определяют при воспроизведении уровень тока записи при максимальном уровне воспроизведения, а затем повторяют запись при уменьшенном токе записи с изменением тока подмагничивания

Изобретение относится к приборостроению , в частности к аппаратуре магнитной записи-воспроизведения, и может быть использовано при построении комплексов аппаратуры, обеспечивающих запись-воспроизведение речевой

Изобретение относится к средствам накопления информации и направлено на снижение уровня шума как при наличии сигнала, так и при его отсутствии

Изобретение относится к технике магнитной записи цифровой информации

Изобретение относится к технике магнитной записи и может быть использовано в аппаратуре аналоговой магнитной записи и в аппаратуре точной магнитной записи

Изобретение относится к области накопления, в частности к технике стереофонической записи-воспроизведения звуковых сигналов

Изобретение относится к приборостроению - способам записи и воспроизведения сигналов на подвижном магнитном носителе
Наверх