Устройство магнитной записи с динамическим подмагничиванием

 

Использование: в аппаратуре аналоговой магнитной записи и в аппаратуре точной магнитной записи. Цель - повышение точности записи информации. Сущность изобретения: устройство содержит 1 усилитель записи (1), 1 фильтр низких частот (2), 2 сумматора (3), 1 преобразователь напряжение - ток (4), 1 головку записи (5), 1 усилитель с управляемым коэффициентом усиления (6), 1 амплитудный детектор (7), 1 двухполупериодный выпрямитель (9), 1 источник опорного напряжения (10), 1 генератор подмагничивания (11). Положительный эффект на низких частотах увеличивается остаточная намагниченность на 5-6 дб и снижаются искажения в 2-3 раза, на высоких частотах снижаются динамические искажения в 2,5-3 раза и динамический диапазон расширяется на 5-7 дБ. 1-3-4-5, 11-6-3-4-5, 1-2-9-8-6, 10-8-6, 11-6-7-8-6. 4 ил.

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

Известные устройства содержат как минимум фильтр высоких частот, вход которого подключен к выходу усилителя записи, амплитудный детектор, подключенный к выходу фильтра высоких частот, и узел управления подмагничиванием, управляющий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора. В данных устройствах динамическое изменение (уменьшение) тока высокочастотного подмагничивания пропорционально амплитуде высокочастотной составляющей информационного сигнала, что наряду с положительным эффектом - расширением динамического диапазона для высокочастотных составляющих информационного сигнала имеет и недостаток - снижение тока подмагничивания приводит к частотным, гармоническим и интермодуляционным искажениям низкочастотных составляющих информационного сигнала.

Из известных устройств наиболее близким к заявляемому является устройство, работающее следующим образом. При поступлении на вход информационного сигнала уровень высокочастотных составляющих в котором выше определенного значения, заданного источником опорного напряжения, напряжение подмагничивания уменьшается, а уровень низкочастотных составляющих, выделенных фильтром низких частот, увеличивается по определенному закону в соответствии с амплитудой и спектральным составом высокочастотных составляющих информационного сигнала. Затем низко- и высокочастотные составляющие суммируются и подаются в головку записи.

Таким образом, в данном устройстве скомпенсированы лишь частотные искажения низкочастотных составляющих, обусловленные снижением подмагничивания (снижение подмагничивания происходит примерно на величину амплитуды высокочастотной составляющей).

Целью изобретения является повышение точности записи информации при магнитной записи с динамическим подмагничиванием за счет уменьшения частотных, гармонических и интермодуляционных искажений для низкочастотных составляющих и расширения динамического диапазона для высокочастотных составляющих информационного сигнала.

Цель достигается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем последовательно соединенные входную шину, усилитель записи и фильтр высоких частот, последовательно соединенные первый сумматор, преобразователь напряжения в ток и головку записи, сопряженную с магнитным носителем, генератор подмагничивания, выходом подключенный через управляемый усилитель к одному входу первого сумматора, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу второго сумматора, новым является то, что в него дополнительно введены двухполупериодный выпрямитель, включенный между выходом фильтра высоких частот и вторым входом второго сумматора, и амплитудный детектор, подключенный между выходом управляемого усилителя и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход усилителя записи подключен к другому входу первого сумматора.

На фиг.1 показана структурная схема заявляемого устройства; на фиг.2 - схема источника опорного напряжения; на фиг.3 - схема амплитудного детектора; на фиг.4 - диаграмма напряжения на головке записи в стационарном режиме в заявляемом устройстве.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные усилитель записи 1 и фильтр высоких частот 2, последовательно соединенные первый сумматор 3, преобразователь напряжения в ток 4 и головку записи 5, сопряженную с магнитным носителем, генератор подмагничивания 11, выходом подключенный через управляемый усилитель 6 к одному входу первого сумматора, источник опорного напряжения 10, выходом подключенный к первому входу второго сумматора 8, а также двухполупериодный выпрямитель 9, включенный между выходом фильтра высоких частот и вторым входом второго сумматора амплитудный детектор 7, подключенный между выходом управляемого усилителя и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход усилителя записи подключен к другому входу первого сумматора.

При разработке заявляемого устройства могут быть использованы: усилитель записи от любого серийно выпускаемого магнитофона без токостабилизирующих цепей, генератор подмагничивания - от любого серийно выпускаемого магнитофона с частотой генерации не менее 105 кГц, головка записи - любая универсальная или записывающая головка. Фильтр высоких частот выполнен по УИН-схеме управляемый усилитель - на основе операционного усилителя в неинвертирующем включении с полевым транзистором в заземленном плече делителя обратной связи; управляемый усилитель имеет линейно-спадающую зависимость коэффициента усиления от управляющего напряжения. Сумматор 3 выполнен по типовой резистивной схеме, сумматор 8 собран на операционном усилителе в неинвертирующем включении по типовой схеме; в случае применения управляемого усилителя с возрастающей зависимостью коэффициента усиления от управляющего напряжения сумматор 8 должен быть инвертирующим. Преобразователь напряжение-ток представляет собой резистор с сопротивлением, значительно превышающим полное сопротивление головки записи на максимальной рабочей частоте. Схема источника опорного напряжения приведена на фиг.2. В нем могут быть применены стабилитрон VD1-Д818Е, операционный усилитель DA1 - интегральная микросхема К140УД6, резистор R5 предназначен для регулировки выходного напряжения. Схема амплитудного детектора приведена на фиг.3. В нем может быть применен диод VD1-КД522Б. Номиналы резистора R и конденсатора С выбираются таким образом, чтобы выполнялись условия ; где R_пр.д - прямое сопротивление диода VD1; f_подм. - частота подмагничивания; f_в - верхняя рабочая частота.

Рассмотрена работа заявляемого устройства в стационарном режиме (при постоянной частоте и амплитуде входного информационного сигнала). Введены обозначения: U_гсп - амплитуда напряжения подмагничивания на информационном входе управляемого усилителя (выходе генератора подмагничивания); U_с - напряжение высокочастотной составляющей информационного сигнала на входе фильтра высоких частот (выходе усилителя записи); U_оп - напряжение на выходе опорного источника; U_подм - значение огибающей напряжения подмагничивания на выходе управляемого усилителя; К_о - произведение коэффициента передачи фильтра высоких частот и коэффициента преобразования двухполупериодного выпрямителя для высокочастотной составляющей информационного сигнала записи.

Коэффициент передачи управляемого усилителя 6 может быть записан в виде K₁ - K₂U_упр, где К₁, К₂ - константы.

Напряжение на выходе сумматора 8 (на управляющем входе усилителя 6) может быть записано следующим образом: U_упр = U K_o+ U_подм+ U_оп . С другой стороны, U_подм=U_гсп(K₁-K₂U_упр). Объединяя эти выражения, получают U_подм = U_гсп K₁-KUK_o+ U_подм + U. Или
U_подм(1+U_гспK₂) + UU_гспK₂K₀= U_гсп(K₁- K₂U_оп). На практике нетрудно добиться, чтобы выполнялось условие
1+U_гспК₂=U_гспК₂К_о, тогда
U_подм+U = . Из последнего равенства видно, что в заявляемом устройстве сумма значения огибающей напряжения подмагничивания (или пропорционального ему тока подмагничивания) и абсолютной величины мгновенного значения высокочастотной составляющей напряжения (или тока) информационного сигнала есть величина постоянная.

Диаграмма напряжения на головке записи в стационарном режиме представлена на фиг.4. Для огибающей напряжения подмагничивания можно записать
=U-U , U_подм> 0
; T; Эффективное значение напряжения подмагничивания для низкочастотной составляющей можно найти усреднением значения огибающей по периоду времени Т >> Т_с, однако вследствие большого числа осцилляций гармонической функции в течение Т, усреднение можно провести по Т_с:
U^м.ч._подм = U^max_подм - U_с sin dt + = U^max_подм - Из написанного видно, что снижение напряжения подмагничивания для низкочастотных составляющих информационного сигнала в π раз меньше, чем в прототипе, что приводит к уменьшению искажений низкочастотных составляющих.

Кроме того, из диаграммы видно, что диапазон динамического изменения напряжения подмагничивания в заявляемом устройстве в два раза больше, чем в прототипе, что приводит к расширению динамического диапазона для высокочастотных составляющих сигнала записи примерно на 6 дБ.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ С ДИНАМИЧЕСКИМ ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ, содержащее последовательно соединенные входную шину, усилитель записи и фильтр высоких частот, последовательно соединенные первый сумматор, преобразователь напряжения в ток и головку записи, сопряженную с магнитным носителем, генератор подмагничивания, выходом подключенный через управляемый усилитель к одному входу первого сумматора, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности записи, в него введены двухполупериодный выпрямитель, включенный между выходом фильтра высоких частот и вторым входом второго сумматора, и амплитудный детектор, подключенный между выходом управляемого усилителя и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход усилителя записи подключен к другому входу первого сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4