Способ воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя

 

Использование: изобретение относится к области магнитной записи, а именно к способам воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя. Сущность изобретения: для повышения достоверности цифровой информации и уменьшения времени восстановления антиперекосных маркерных импульсов в случае сбоя синхронизации в способе воспроизведения сигналов цифровой информации в опорном канале воспроизводят, фильтруют, формируют по нулю, детектируют информационный маркерный импульс и синхроимпульсы, формируют в области выпадения сигнал импульса замещения, импульсную последовательность удвоенной частоты и инвариантную к выпадению импульсную последовательность, формируют импульс зоны выделения антиперекосных маркерных импульсов измерительных каналов, получают последовательности основного и дополнительных антиперекосных маркерных импульсов, формируют импульс разрешения признака группы информацинных единиц, формируют информационную последовательность обратного кода, которую суммируют с информационной последовательностью вне зоны импульса разрешения, считывают полученные результаты и получают выходные последовательности маркерного импульса кадра и информационных импульсов измерительного канала. 4 ил.

Изобретение относится к магнитной записи, а именно к способам воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя.

Известен способ воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя [1] путем фильтрации и формирования по нулю из воспроизведенного результата ряда импульсных последовательностей, соответствующих экстремальным значениям воспроизведенного сигнала, фиксированным значением воспроизведенного сигнала, области выпадения воспроизведенного результата записи, импульсной последовательностью, инвариантной к выпадению воспроизведенного результата записи, из которой селекцией по длительности формируют синхронизирующую импульсную последовательность, а также из дополнительно формируемых импульсных последовательностей формируют выходную импульсную последовательность.

Этот способ обеспечивает повышение верности воспроизведения цифровой информации при выпадениях воспроизведенного результата записи, однако не позволяет получить достаточно высокую верность воспроизведения цифровой информации при фазовых искажениях воспроизведенного результата записи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является известный способ воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя [2] основанный на том, что путем фильтрации и формирования по нулю из воспроизведенного результата записи первой импульсной последовательности, из которой формируют информационную импульсную последовательность, формирования импульсной последовательности замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, формирования импульсной последовательности, инвариантной к выпадению воспроизведенного результата записи, из которой селекцией по длительности формируют синхронизирующую импульсную производительность, формирования первой импульсной последовательности удвоенной частоты, из синхронизирующей импульсной последовательности селекцией по длительности формируют последовательность антиперекосных маркерных импульсов, из которой формируют последовательность первых стробирующих импульсов, длительность которых равна трем полупериодам синхронизирующих импульсов и передний фронт которых совпадает с передним фронтом антиперекосных маркерных импульсов, суммируют ее с импульсной последовательностью замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, из результата суммирования конъюнкцией с первой импульсной последовательностью удвоенной частоты формируют вторую импульсную последовательность удвоенной частоты, из которой формируют импульсную последовательность вторых стробирующих импульсов, передний фронт которых задерживают на половину периода относительно переднего фронта антиперекосного маркерного импульса задним фронтом первых стробирующих импульсов, а выходную импульсную последовательность формируют суммированием результата запрещения информационной импульсной последовательности импульсной последовательностью первых стробирующих импульсов с результатом конъюнкции первой импульсной последовательности с импульсной последовательностью вторых стробирующих импульсов.

Известный способ позволяет обеспечить относительно высокую точность результата воспроизведения сигналов цифровой информации. Однако в случаях длинных посылок информационных единиц верность воспроизведения цифровой информации низка и нет возможности повысить исправляющую способность демодуляции цифровой информации и антиперекосных маркеров.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение верности воспроизведения цифровой информации и уменьшение времени восстановления антиперекосных маркерных импульсов в случае сбоя синхронизации, что в конечном итоге позволяет получить на порядок более высокий технический результат, а именно увеличить верность воспроизведения с 10^-4 до 10^-5.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя путем фильтрации и формирования по нулю из воспроизведенного результата записи первой импульсной последовательности, из которой формируют информационную импульсную последовательность, формирования импульсной последовательности замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, формирования импульсной последовательности, инвариантной к выпадению воспроизведенного результата записи, из которой селекцией по длительности формируют синхронизирующую импульсную последовательность, формирования первой импульсной последовательности удвоенной частоты, из синхронизирующей импульсной последовательности селекцией по длительности формируют последовательность антиперекосных маркерных импульсов, из которой формируют последовательность первых стробирующих импульсов, длительность которых равна трем полупериодам и передний фронт которых совпадает с передним фронтом антиперекосных маркерных импульсов, суммируют ее с импульсной последовательностью замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, из результата суммирования конъюнкцией с первой импульсной последовательностью удвоенной частоты формируют вторую импульсную последовательность удвоенной частоты, из которой формируют импульсную последовательность вторых стробирующих импульсов, передний фронт которых задерживают на половину периода относительно переднего фронта антиперекосного маркерного импульса, а задним фронтом совпадают с задним фронтом первых стробирующих импульсов, выходную импульсную последовательность формируют суммированием результата запрещения информационной импульсной последовательности импульсной последовательностью первых стробирующих импульсов с результатом конъюнкции первой импульсной последовательности с импульсной последовательностью вторых стробирующих импульсов, дополнительно в опорном канале воспроизводят, фильтруют, формируют по нулю, детектируют информационный маркерный импульс кадра с периодом, равным N периодам синхроимпульсов, и синхроимпульсы, формируют в области выпадения сигнал импульса замещения, импульсную последовательность удвоенной частоты и инвариантную к выпадению импульсную последовательность, после детектирования из информационного импульса кадра и импульсов синхронизации опорного канала формируют импульс зоны выделения антиперекосных маркерных импульсов измерительных каналов, передний фронт которого опережает на К периодов синхроимпульсов маркерный импульс кадра, задний фронт отстает на К периодов, где 2К максимальная, априорно заданная величина временных рассогласований сигналов по ширине магнитного носителя, сравнением с прямым и инверсным сигналами которого и последовательностью антиперекосных маркерных импульсов измерительного канала получают последовательности основного и дополнительных антиперекосных маркерных импульсов, задерживают на такт детектированные информационные импульсы измерительного канала, из последовательности дополнительных антиперекосных маркерных импульсов и синхроимпульсов измерительного канала формируют импульсы разрешения признака группы информационных единиц, длительность которого равна n периодов синхроимпульсов измерительного канала для условия m ≥ + 1, где m число информационных единиц и n количество информационных разрядов между маркерами слова при записи, причем N l ˙ n, где l количество n разрядных посылок между маркерами кадра, и передний фронт совпадает с первым синхроимпульсом после дополнительного антиперекосного маркерного импульса, сравнением задержанной на такт информационной последовательности измерительного канала с последовательностями прямых и инверсных импульсов разрешения получают соответственно последовательности информационных импульсов в зоне импульса разрешения и вне зоны, из последовательности синхроимпульсов измерительного канала и последовательности информационных импульсов в зоне импульса разрешения формируют информационную последовательность обратного кода, которую суммируют с информационной последовательностью вне зоны импульса разрешения, результат суммирования и маркерный импульс кадра запоминают соответственно на (К+1) и К периодов синхроимпульсов опорного канала, результаты запоминания считывают с помощью импульсов считывания, полученных из равномерной последовательности синхроимпульсов опорного канала, и получают выходные последовательности маркерного импульса кадра и информационных импульсов измерительного канала.

Сущность предложенного способа воспроизведения сигналов цифровой информации с магнитного носителя поясняется фиг.1, на которой дана схема одного из вариантов устройства для осуществления предложенного способа, и временными диаграммами на фиг.2, 3.

На фиг.2 и 3: а воспроизведенный и отфильтрованный сигнал; б импульсы, полученные формированием сигнала по нулю; в импульс замещения выпавшего сигнала; г инвариантная к выпадению импульсная последовательность; д селектированные по длительности синхроимпульсы; е селектированные по длительности маркерные синхроимпульсы (антиперекосный маркер); ж первый стробирующий импульс длительностью в три полупериода;
з суммарная последовательность импульса замещения и первого стробирующего импульса;
и импульсы удвоенной частоты;
к детектированная последовательность информационных импульсов;
л первая информационная последовательность;
м второй стробирующий импульс длительностью в один период и отстоящий от антиперекосного маркера на половину периода;
н два информационных импульса, выделенных в зоне второго стробирующего импульса;
о выходная информационная последовательность импульсов.

Устройство для воспроизведения сигналов цифровой информации содержит головку 1 воспроизведения, усилитель 2 воспроизведения, фильтр 3, формирователь 4 сигналов по нулю, блок 5 формирования импульса замещения, первую схему НЕ 6, первую схему И 7, блок 8 формирования импульсной последовательности, инвариантной к выпадению сигнала, блок 9 формирования импульсов удвоенной частоты, блок 10 детектирования синхроимпульсов, блок 11 детектирования антиперекосного маркера, блок 12 формирования первого стробирующего импульса, вторую схему НЕ 13, блок 14 детектирования информационных импульсов, вторую и третью схемы И 15 и 16, первую и вторую схемы ИЛИ 17 и 18, блок 19 формирования второго стробирующего импульса, в совокупности составляющие информационный канал 20, которых может быть несколько.

Устройство содержит также последовательно соединенные вторую головку 21 воспроизведения, второй усилитель 22 воспроизведения, второй фильтр 23, второй формирователь 24 сигналов по нулю, второй блок 25 формирования импульса замещения, второй вход которого подключен к выходу второго фильтра 23, четвертую схему И 26, второй вход которой подключен ко второму выходу второго блока 26 формирования, третью схему ИЛИ 27 и блок 28 детектирования синхроимпульсов и маркера кадра, подключенные к первому выходу второго блока 25 формирования импульса замещения последовательно соединенные третью схему НЕ 29, второй блок 30 формирования импульсов удвоенной частоты и пятую схему И 31, второй вход которой подключен к выходу третьей схемы НЕ 29, а выход ко второму входу третьей схемы ИЛИ 27, в совокупности составляющие опорный канал 32.

Кроме того, устройство содержит подключенные к первому выходу блока 28 детектирования синхроимпульсов и маркера кадра последовательно соединенные управляемый генератор 33 и делитель 34 частоты, коэффициент деления которого зависит от выбранной скорости воспроизведения, выход которого подключен к четвертому входу блока 8 формирования удвоенной частоты информационного канала 20 и второму входу блока 30 формирования удвоенной частоты опорного канала 32. Причем в информационном канале 20 выход головки 1 воспроизведения подключен к усилителю 2 воспроизведения, выход которого через фильтр 3 соединен с формирователем 4 по нулю и первым входом блока 5 замещения, выход последнего через первую схему НЕ 6 подключен к первому входу первой схемы И 7, выход схемы И 7 через блок 8 формирования импульсной последовательности, инвариантной к выпадению сигнала, связан с блоком 10 детектирования синхроимпульсов. В устройстве используется блок 9 формирования импульсов удвоенной частоты, подключенный между вторым и третьим входами блока 8, выход блока 10 через блок 11 детектирования антиперекосных маркеров соединен с блоком 12 формирования первого стробирующего импульса, выход блока 12 подключен к первому входу первой схемы ИЛИ 17, второй вход которой связан со входом блока, а через вторую схему НЕ 13 соединен с третьей схемой И 16. В устройстве используется блок 14 детектирования информационных импульсов, вход которого связан с выходом формирователя 4 по нулю, вторыми входами блока 5 и схемы И 7, а также с первым входом второй схемы И 15, выход которой подключен ко второй схеме ИЛИ 18, выход блока 14 через третью схему И 15 связан со вторым входом второй схемы ИЛИ 18, первый и второй входы блока 19 формирования второго стробирующего импульса совпадают соответственно с выходами блоков 9 и 12.

Устройство дополнительно содержит подключенные к выходу второй схемы И 18 последовательно соединенные первый блок 35 задержки, первый триггер 36, шестую схему И 37, второй триггер 38, седьмую схему И 39, второй вход которой связан с вторым входом второго триггера 38 и через второй блок 40 задержки с объединенными вторыми входами первого блока 35 задержки, первого триггера 36 и шестой схемы И 37 и первым выходом блока 28 детектирования синхроимпульсов и маркера кадра, четвертую схему ИЛИ 41, второй вход которого через восьмую схему И 42 подключен к второму выходу первого блока 35 задержки, и первый блок 43 памяти, выход которого является первым выходом 44 устройства, подключенные к выходу блока 11 детектирования антиперекосного маркера последовательно соединенные третий блок 45 задержки, третий триггер 46, второй вход которого подключен к первому входу блока 45 задержки, девятую схему И 47 и второй блок 48 памяти, выход которого является вторым выходом 49 устройства, а второй вход связан с вторым входом первого блока 43 памяти и вторым выходом блока 28 детектирования синхроимпульсов и маркера кадра, включенные между вторым выходом третьего триггера 46 и третьим входом седьмой схемы И 39 последовательно соединенные десятую схему И 50, второй вход которой объединен с вторым входом девятой схемы И 47 и выходом третьего блока 45 задержки, счетчик 51 импульсов, второй вход которого связан с вторыми входами первого и третьего блоков 35 и 45 задержки и третьими входами первого и второго блоков 43 и 48 памяти, и четвертый триггер 52, второй вход которого подключен к выходу десятой схемы И 50, а второй выход к второму входу восьмой схемы И 42, причем выход блока 10 детектирования микроимпульсов объединен с четвертыми входами первого 43 и второго 48 блоков памяти.

Воспроизведение сигналов цифровой информации в информационном канале согласно предложенному способу происходит следующим образом. Воспроизведенный и прошедший фильтрацию сигнал формируют, после чего осуществляют детектирование информационных символов. Одновременно используют линейный сигнал после формирования и выявляют области с уменьшенными значениями воспроизводимого сигнала, после чего формируют импульс, соответствующий режиму выпадения, который можно назвать импульс "замещения". Передний фронт импульса замещения обозначает начало области с уменьшенными значениями воспроизводимого сигнала, а задний фронт импульса замещения с небольшой задержкой фиксирует окончание области с уменьшенными значениями воспроизводимого сигнала. Задержка в данном случае необходима для уменьшения вероятности появления лишних импульсов в условиях стационарного воспроизведения информации. Затем в области выпадения воспроизводимого сигнала формируют импульсную последовательность удвоенной частоты, которая характеризуется тем, что в ней первый импульс совпадает с передним фронтом импульса замещения, а все последующие отстоят один от другого на величину половины периода следования синхроимпульсов, который в таком случае не зависит от уменьшения уровня амплитуды воспроизводимого сигнала. Таким образом, получается инвариантная импульсная последовательность, из которой надежно детектируют синхроимпульсы по всей длине магнитного носителя, кроме участков с признаками антиперекосных маркеров. Из детектированной последовательности синхроимпульсов селекцией по длительности выделяют антиперекосный маркер, из которого формируют первый стробирующий импульс длительностью три полупериода. Этот стробирующий импульс суммируют с импульсом замещения, в результате чего полученная импульсная последовательность становится пригодной для детектирования синхроимпульсов на всей длине магнитного носителя. Затем исключают из детектированной последовательности информационных импульсов импульсы, находящиеся внутри первого стробирующего импульса, и получают первую информационную последовательность с верно детектированными символами цифровой информации. Для правильного получения информационных символов на участках с признаками антиперекосных маркеров с использованием импульсов удвоенной частоты и первого стробирующего импульса с задержкой на половину периода от антиперекосного маркера формируют длительностью в один период второй стробирующий импульс. Затем выделяют из импульсной последовательности, полученной формированием по нулю, два символа цифровой информации, находящиеся внутри второго стробирующего импульса, которые суммируют с первой информационной последовательностью. Аналогичным образом происходит воспроизведение и в опорном канале, где демодулируются синхроимпульсы и маркер кадра. Импульсы синхронизации опорного канала используются для получения высокочастотной импульсной последовательности на управляемом генераторе 33 и делителе 34 частоты, в которой учтены изменения периода воспроизводимого сигнала, возникающие из-за детонации в механизме перемещения магнитного носителя, которая используется в блоках 8 и 30 формирования удвоенной частоты.

Устройство работает следующим образом. В информационном канале 20 элементы 1, 2, 3 воспроизводят и корректируют сигнал (фиг.2 и 3, а), а на формирователе 4 сигнал преобразуется в последовательность ряда импульсов (фиг.2 и 3, б). Эта последовательность в блоках 5, 6, 7 разделяется на две: первую, в которой отсутствуют изменения из-за уменьшения сигнала, и вторую, в которой эти изменения происходят.

Классификацию производит блок 5 формирования импульса замещения (фиг.2 и 3, в). На один из входов блока 8 через схему ИЛИ 17 поступает импульс замещения, а на другой его вход импульсы с блока 9 формирования импульсов удвоенной частоты. В итоге в блоке 8 формируется инвариантная к выпадению импульсная последовательность (фиг. 2 и 3, г; 4, а). Временные соотношения в этой последовательности ограничены тремя значениями: 0,5, 1 и 1,5 периода следования синхроимпульсов. Селекцией по длительности в блоках 10 и 11 последовательно детектируются синхроимпульсы (фиг.2 и 3, д; 4, б) и маркерные синхроимпульсы (антиперекосный маркер) (фиг.2 и 3, е; 4, в). Антиперекосный маркер поступает в блок 12, вырабатывающий первый стробирующий импульс длительностью три полупериода (фиг.2 и 3, ж). Этот стробирующий импульс на схеме ИЛИ 17 суммируется с импульсом замещения (фиг.2 и 3, з), и в блоке 8 с участием сигналов блока 9 повторяется процесс получения импульсной последовательности с удвоенной частотой следования. Таким образом, блок 10 детектирует правильно синхроимпульсы и в зоне антиперекосного маркера (фиг.2 и 3, д).

В информационном тракте устройства используется блок 14 детектирования информационных импульсов; вторая и третья схемы И 15, 16, вторая схема ИЛИ 18, блок 19 формирования второго стробирующего импульса. Схема И 16 исключает из детектированной последовательности информационных импульсов (фиг.2 и 3, к) импульсы, находящиеся внутри первого стробирующего импульса (фиг.2 и 3, л). Схема И 15 выделяет из импульсной последовательности, полученной после формирования блоком 4, два импульса (фиг.2 и 3, н), находящиеся внутри второго стробирующего импульса. И, наконец, схема ИЛИ 18 суммирует импульсы с выходов схем И 15, 16 (фиг.2 и 3, о). И на выходах элементов 10 и 11 формируются соответственно синхроимпульсы (фиг.2 и 3, д; 4, б) и антиперекосный маркер (фиг. 2 и 3, е; 4, в), а на выходе ИЛИ 18 формируется информационная последовательность (фиг. 4, г). В опорном канале осуществляются аналогичные операции обработки воспроизведенного сигнала и на первом и втором выходах блока 28 формируются последовательность опорных синхроимпульсов (фиг.4, в) и маркеров кадра (фиг.4, е).

Третьим блоком 45 задержки и триггером 46 формируют импульс зоны (фиг.4, ж) для разделения маркеров (фиг.4, в) на основные и вспомогательные (фиг.4, з) с помощью схем И 47 и 50. Из вспомогательного маркера на четвертом триггере 52 формируется импульс зоны разрешения (фиг.4, и). Информационная последовательность (фиг.4, г) задерживается в первом блоке 35 и с помощью опорных синхроимпульсов, которые задерживаются во втором блоке 40 задержки на половину периода (фиг. 4, к), преобразуется в информационную последовательность обратного кода на седьмой схеме И 39 (фиг.4, л), которая суммируется с задержанной информационной последовательностью в схеме ИЛИ 41 и через первый блок 43 памяти (фиг.4, м) подается на выход 44 устройства. Выделенный маркер кадра информационного канала с выхода девятой схемы И 47 через второй блок 48 памяти подается на выход 49 устройства (фиг.4, н).

Формула изобретения

СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ С МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ путем фильтрации и формирования по нулю из воспроизведенного результата записи первой импульсной последовательности, из которой формируют информационную импульсную последовательность, формирования импульсной последовательности замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, формирования импульсной последовательности, инвариантной к выпадению воспроизведенного результата записи, из которой селекцией по длительности формируют синхронизирующую импульсную последовательность, формирования первой импульсной последовательности удвоенной частоты, из синхронизирующей импульсной последовательности селекцией по длительности формируют последовательность антиперекосных маркерных импульсов, из которой формируют последовательность первых стробирующий импульсов, длительность которых равна трем полупериодам и передний фронт которых совпадает с передним фронтом антиперекосных маркерных импульсов, суммируют ее с импульсной последовательностью замещения области выпадения воспроизведенного результата записи, из результата суммирования конъюнкцией с первой импульсной последовательностью удвоенной частоты формируют вторую импульсную последовательность удвоенной частоты, из которой формируют импульсную последовательность вторых стробирующих импульсов, передний фронт которых задерживают на половину периода относительно переднего фронта антиперекосного маркерного импульса, а задним фронтом совпадают с задним фронтом первых стробирующих импульсов, а выходную импульсную последовательность формируют суммированием результата запрещения информационной импульсной последовательности импульсной последовательностью первых стробирующих импульсов с результатом конъюнкции первой импульсной последовательности с импульсной последовательностью вторых стробирующих импульсов, отличающийся тем, что дополнительно в опорном канале воспроизводят, фильтруют, формируют по нулю, детектируют информационный маркерный импульс кадра с периодом, равным N периодам синхроимпульсов, и синхроимпульсы, формируют в области выпадения сигнал импульса замещения, импульсную последовательность удвоенной частоты и инвариантную к выпадению импульсную последовательность, после детектирования из информационного маркерного импульса кадра и импульса синхронизации опорного канала формируют импульс зоны выделения антиперекосных маркерных импульсов измерительных каналов, передний фронт которого опережает на K периодов синхроимпульсов маркерный импульс кадра, а задний отстает на K периодов, где 2K максимальная априорно заданная величина временных рассогласований сигналов по ширине магнитного носителя, сравнением с прямым и инверсным сигналами которого и последовательностью антиперекосных маркерных импульсов измерительного канала получают последовательности основого и дополнительных антиперекосных маркерных импульсов, задерживают на такт детектированные информационные импульсы измерительного канала, из последовательности дополнительных антиперекосных маркерных импульсов и синхроимпульсов измерительного канала формируют импульс разрешения признака группы информационных единиц, длительность которого равна n периодам синхроимпульсов измерительного канала для условия

где m число информационных единиц,
n количество информационных разрядов между маркерами слова при записи, причем N l · n, где l количество n-разрядных посылок между маркерами кадра,
и передний фронт которого совпадает с первым синхроимпульсов после дополнительного антиперекосного маркерного импульса, сравнением задержанной на такт информационной последовательности измерительного канала с последовательностями прямых и инверсных импульсов разрешения получают соответственно последовательности информационных импульсов в зоне импульса разрешения и вне зоны, из последовательности синхроимпульсов измерительного канала и последовательности информационных импульсов в зоне импульса разрешения формируют информационную последовательность обратного кода, которую суммируют с информационной последовательностью вне зоны импульса разрешения, результат суммирования и маркерный импульс кадра запоминают соответственно на К + 1 и К периодов синхроимпульсов опорного канала, результаты запоминания воспроизводят по импульсам воспроизведения, полученным из равномерной последовательности синхроимпульсов опорного канала, и получают выходные последовательности маркерного импульса кадра и информационных импульсов измерительного канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4