Устройство магнитной записи

Полезная модель относится к области магнитной записи и может быть применена, например, при различных технических экспериментах для записи и воспроизведения длительных потоков сигналов, на временной реализации которых требуется отметить несколько событий, являющихся важными для обработки результатов этих экспериментов. Направлена на расширение функциональных возможностей устройства. Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем блок записи, состоящий из n каналов записи регистрируемого сигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные входной преобразователь, вход которого является входом устройства, модулятор и усилитель записи, канала записи пилот-сигнала, состоящего из генератора пилот-сигнала и (n+1)-го усилителя записи, лентопротяжный механизм, состоящий из магнитных головок записи, подключенных к выходам усилителей записи блока записи, приемной и подающей катушек с магнитным носителем записи между ними и магнитных головок воспроизведения, блок воспроизведения, состоящий из n каналов воспроизведения зарегистрированного сигнала, каждый из которых включает усилитель воспроизведения, вход которого подключен к выходу магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, выход - ко входу демодулятора, выход которого подключен к информационному входу выходного преобразователя, выход которого является информационным выходом устройства, канала воспроизведения пилот-сигнала, включающего (n+1)-ый усилитель воспроизведения, вход которого соединен с выходом (n+1)-ой магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, а выход соединен с первым входом детектора временной ошибки, а также блока регулирования, причем второй вход детектора временной ошибки соединен с первым выходом генератора пилот-сигнала блока записи, а выход - с входами управления выходных преобразователей каналов воспроизведения и входом-выходом блока регулирования. Генератор пилот-сигнала выполнен со скважностью импульсной последовательности 1<S2, в блок записи дополнительно введен между вторым выходом генератора пилот-сигнала и (n+1)-ым усилителем записи управляемый модулятор пилот-сигнала, содержащий управляемый одновибратор, коммутирующий элемент и два конденсатора, первый вывод коммутирующего элемента соединен с первым времязадающим входом одновибратора и первым выводом первого конденсатора, второй вывод коммутирующего элемента соединен с первым выводом первого конденсатора и вторым времязадающим выводом одновибратора, причем вход коммутирующего элемента является входом управления модулятора пилот-сигнала, а выход (n+1)-ого усилителя воспроизведения является выходом пилот-сигнала устройства. 1 н.з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к области магнитной записи и может быть применена, например, при различных технических экспериментах для записи и воспроизведения длительных потоков сигналов, на временной реализации которых требуется отметить несколько событий, являющихся важными для обработки результатов этих экспериментов.

Известны устройства записи и воспроизведения сигналов, в которых одновременно с записью информации на информационные дорожки на отдельную дорожку записывается специальный синхросигнал, позволяющий при воспроизведении информации с магнитного носителя синхронизировать работу устройства воспроизведения и выделять в потоке информации нужные блоки (в данном случае - блоки кадровой информации в видеосигнале) («Устройства записи и воспроизведения сигналов». Методические указания к лабораторным работам 651-654 по курсу «Устройства записи и воспроизведения сигналов, основы телевидения и видеотехники» для студентов очной и заочной форм обучения / Сост. Комаров Ю.Л., Морозов О.Г., Пикулев А.Н., Дорогов Н.В., Мягченков А.В. Казань: Изд-во Казанского государственного технического университета, 2009. - 68 с. URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-47427.html?page=3, рис.21. (обращение 12.02.2012)). Для выполнения этой функции устройства записи и воспроизведения содержат последовательно соединенные генератор кадровых синхроимпульсов, одновибратор, электронный ключ и записывающую магнитную синхроголовку. В режиме «Запись» импульсы кадровой частоты с генератора поступают на одновибратор, сформированные им импульсы через электронный ключ поступают на магнитную синхроголовку и записываются на специальную дорожку магнитной ленты. Эти импульсы в режиме «Воспроизведение» считываются с магнитной ленты специальной магнитной синхроголовкой, усиливаются усилителем и через электронный ключ запускают одновибратор, формирующий кадровые синхроимпульсы.

Известна также аппаратура точной магнитной записи, в которой процедура записи и воспроизведения информации сопровождается записью и воспроизведением на отдельной дорожке специального контрольного сигнала (Гитлиц М.В. «Магнитная запись сигналов: Учебное пособие для вузов связи» - М.: Радио и связь, 1981. - 160 с). Эта аппаратура содержит в блоке записи последовательно соединенные генератор контрольного сигнала, записывающую магнитную головку, а в блоке воспроизведения - считывающую магнитную головку, датчик ошибок и блок регулирования.

Недостатком описанных аналогов является ограниченность их функциональных возможностей вследствие того, что синхросигнал и контрольный сигнал при записи представляют собой непрерывную неуправляемую последовательность импульсов неизменной частоты и постоянной длительности, что не позволяет экспериментатору при воспроизведении выделять в потоке информации моменты времени, сигнализирующие о тех или иных событиях, происходящих во время записи информации.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели техническим решением является аппаратура точной магнитной записи, в котором процедура записи и воспроизведения информации сопровождается записью на отдельной дорожке и последующим воспроизведением специального пилот-сигнала, который выполняет функцию синхронизации (Слаев В.А. Метрологическое обеспечение аппаратуры точной магнитной записи: Научное издание. - СПб., НПО «Мир и Семья», 2004. - 174 с. - С.9). Для выполнения этой функции аппаратура точной магнитной записи содержит в блоке записи соединенные последовательно генератор пилот-сигнала, усилитель записи и магнитную головку записи, а в блоке воспроизведения - магнитную головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, детектор временной ошибки и блок регулирования, причем второй выход генератора пилот-сигнала соединен со вторым входом детектора временной ошибки. В процессе записи информации на отдельную дорожку магнитной ленты записывается пилот-сигнал. В процессе воспроизведения считанный магнитной головкой воспроизведения пилот-сигнал позволяет скомпенсировать ошибки, связанные с девиацией скорости лентопротяжного механизма устройства магнитной записи и нестабильностью механических параметров магнитной ленты. Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Недостатком устройства-прототипа являются ограниченные функциональные возможности, поскольку при записи пилот-сигнал представляет собой непрерывную неуправляемую последовательность импульсов неизменной частоты и постоянной длительности, что не позволяет экспериментатору при воспроизведении выделять в потоке информации моменты времени, сигнализирующие о тех или иных событиях, происходящих во время записи информации.

Предлагаемая полезная модель направлена на расширение функциональных возможностей устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве магнитной записи, содержащем блок записи, состоящий из n каналов записи регистрируемого сигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные входной преобразователь, вход которого является входом устройства, модулятор и усилитель записи, канала записи пилот-сигнала, состоящего из генератора пилот-сигнала и (n+1)-го усилителя записи, лентопротяжный механизм, состоящий из магнитных головок записи, подключенных к выходам усилителей записи блока записи, приемной и подающей катушек с магнитным носителем записи между ними и магнитных головок воспроизведения, блок воспроизведения, состоящий из n каналов воспроизведения зарегистрированного сигнала, каждый из которых включает усилитель воспроизведения, вход которого подключен к выходу магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, выход - ко входу демодулятора, выход которого подключен к информационному входу выходного преобразователя, выход которого является информационным выходом устройства, канала воспроизведения пилот-сигнала, включающего (n+1)-ый усилитель воспроизведения, вход которого соединен с выходом (n+1)-ой магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, а выход соединен с первым входом детектора временной ошибки, а также блока регулирования, причем второй вход детектора временной ошибки соединен с первым выходом генератора пилот-сигнала блока записи, а выход - с входами управления выходных преобразователей каналов воспроизведения и входом-выходом блока регулирования, в отличие от прототипа, генератор пилот-сигнала выполнен со скважностью импульсной последовательности 1<S2, в блок записи дополнительно введен между вторым выходом генератора пилот-сигнала и (n+1)-ым усилителем записи управляемый модулятор пилот-сигнала, содержащий управляемый одновибратор, коммутирующий элемент и два конденсатора, первый вывод коммутирующего элемента соединен с первым времязадающим входом одновибратора и первым выводом первого конденсатора, второй вывод коммутирующего элемента соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вход которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и вторым времязадающим выводом одновибратора, причем вход коммутирующего элемента является входом управления модулятора пилот-сигнала, а выход (n+1)-ого усилителя воспроизведения является выходом пилот-сигнала устройства.

Введение в блок записи управляемого модулятора пилот-сигнала, содержащего управляемый одновибратор, коммутирующий элемент и два конденсатора, в котором первый вывод коммутирующего элемента соединен с первым времязадающим входом одновибратора и первым выводом первого конденсатора, второй вывод коммутирующего элемента соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вход которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и вторым времязадающим выводом одновибратора, причем вход коммутирующего элемента является входом управления модулятора пилот-сигнала, позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения возможности модуляции пилот-сигнала при записи информации и использования этой модуляции при воспроизведении и анализе записанных сигналов. При модуляции пилот-сигнала увеличивается длительность его импульса в момент поступления сигнала о важном для экспериментатора событии на вход управления модулятора, выполненного в виде управляемого одновибратора. Частота следования импульсов пилот-сигнала при этом не меняется. Длительность сигнала о событии может быть такой, что при модуляции будет увеличена длительность не одного, а нескольких импульсов пилот-сигнала. Увеличенный по длительности импульс (или несколько импульсов) записывается на магнитную ленту и при воспроизведении, будучи считан и пройдя через усилитель воспроизведения на специальный выход устройства магнитной записи, позволит анализировать на временных реализациях информационных каналов изменение информации в периоды времени, отмеченные на реализации пилот-сигнала расширенными импульсами.

Выполнение генератора пилот-сигнала со скважностью генерируемой импульсной последовательности 1<S2 позволяет обеспечить диапазон модуляции пилот-сигнала, надежно маркирующий события путем изменения скважности. Поскольку одновибратор преобразует перепад напряжения на входе в импульс, длительность которого определяется параметрами времязадающей емкости, подключаемой к соответствующим выводам одновибратора, то модуляция длительности импульса, формируемого одновибратором, возможна только в пределах длительности импульса, поступающего на его вход. Так как визуально сигналы со скважностями, например, S=1,5 и S=5, хорошо различимы на временной реализации, целесообразно именно изменение скважности использовать в качестве маркера событий. При скважности исходного пилот-сигнала, большей 2, различимость результатов его модуляции существенно снижается.

Устройство магнитной записи поясняется рисунками: на фиг.1 показана структурная схема устройства магнитной записи, на фиг.2 -устройство управляемого модулятора пилот-сигнала, на фиг.3 - временные диаграммы работы управляемого модулятора пилот-сигнала, на фиг.4 - процедура анализа по модулированному пилот-сигналу актуальных участков временной реализации записанного информационного сигнала.

Устройство магнитной записи состоит из блока записи 1, состоящего из n каналов записи информационных сигналов и одного ((n+1))-го канала записи пилот-сигнала. Каждый канал записи информационных сигналов состоит, в свою очередь, из входного преобразователя 2, на вход которого подается записываемый сигнал, а выход соединен с входом модулятора 3 (например, частотного модулятора), выход которого, в свою очередь, соединен с входом усилителя 4 записи. Канал записи пилот-сигнала образован генератором 5 пилот-сигнала, второй выход которого соединен с входом управляемого модулятора 6 пилот-сигнала, управляющий вход которого является «Входом управления» устройства и выход которого соединен со входом (n+1)-го усилителя 4 записи.

Лентопротяжный механизм 8 состоит из подающей 9 и приемной 10 катушек и магнитного носителя 11 записи. Кроме того, в лентопротяжный механизм входят магнитные головки 12 записи информационных каналов, подключенные к выходам усилителей записи каждого из каналов записи (в том числе канала записи пилот-сигнала, подключенного к выходу (n+1)-го усилителя 4 записи пилот-сигнала). В лентопротяжный механизм также входят магнитные головки 14 воспроизведения информационных каналов и канала записи пилот-сигнала.

Блок 16 воспроизведения состоит из n каналов воспроизведения записанных информационных сигналов и одного канала воспроизведения пилот-сигнала.

Каждый из каналов воспроизведения информационных сигналов состоит из усилителя 17 воспроизведения, вход которого подключен к выходу магнитной головки 14 воспроизведения лентопротяжного механизма 8, а выход - к входу демодулятора 18. Выход демодулятора 18 соединен, в свою очередь, с информационным входом выходного преобразователя 19, выход которого является информационным выходом устройства магнитной записи.

Канал воспроизведения пилот-сигнала состоит из (n+1)-го усилителя 17 воспроизведения, вход которого соединен с выходом (n+1)-ой магнитной головки 14 воспроизведения, а выход является выходом пилот-сигнала устройства в целом и одновременно соединен с первым входом детектора 21 временной ошибки. Выход последнего соединен с входом-выходом блока 22 регулирования и входом управления выходного преобразователя 19 информационного канала. Второй вход детектора 21 временной ошибки соединен с первым выходом генератора 5 пилот-сигнала блока 1 записи.

Устройство управляемого модулятора пилот-сигнала 6 показано на фиг.2. Управляемый модулятор пилот-сигнала состоит из управляемого одновибратора 23, вход которого является входом, а выход - выходом управляемого модулятора пилот-сигнала 6, и коммутирующего элемента (ключа) 24. Первый вывод коммутирующего элемента 24 соединен с первым времязадающим входом одновибратора 23 и с первым выводом первого конденсатора 25, а второй вывод коммутирующего элемента соединен с первым выводом второго конденсатора 26, второй вывод которого соединен со вторым выводом первого конденсатора 25 и вторым времязадающим выводом одновибратора 23. Вход коммутирующего элемента 24 является входом управления модулятора пилот-сигнала, а выход (n+1)-го усилителя воспроизведения 17 является выходом пилот-сигнала устройства.

Значение емкости времязадающих конденсаторов 25 и 26 выбрано таким образом, что при поступлении на вход управляемого модулятора пилот-сигнала 6 импульсов от генератора пилот-сигнала 5 скважностью S при разомкнутом коммутирующем элементе 24 на выходе управляемого модулятора 6 формируются импульсы скважностью 45, а при замкнутом коммутирующем элементе 24-28.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Информационные сигналы, подлежащие записи, поступают на входы информационных каналов «Вход 1 Вход n» блока 1 записи, модулируются в модуляторах 3 и через усилители 4 записи поступают на магнитные головки 12 записи и записываются на магнитный носитель 11 записи в лентопротяжном механизме 8. Одновременно с этим процессом генератор 5 пилот-сигнала в блоке 1 записи генерирует импульсную последовательность скважностью S2. Этот сигнал проходит через управляемый модулятор 6, на выходе которого преобразуется в импульсную последовательность со скважностью, большей 2, через (n+1)-й усилитель 4 записи поступает на (n+1)-ую магнитную головку 12 записи и записывается на носитель 11 записи, перемещаемый с помощью подающей 9 и приемной 10 катушек. При этом на «Входе управления» управляемого модулятора 6 присутствует нулевой уровень напряжения и коммутирующий элемент (ключ) 24 (фиг.2) разомкнут. При поступлении на «Вход управления» управляемого модулятора сигнала 6 в виде положительного уровня напряжения о каком-либо событии в процессе записи информационных сигналов, важном для экспериментатора (при испытаниях это может быть срабатывание каких-либо устройств испытательной установки, внешние по отношению к процессу испытаний события и др.), срабатывает коммутирующий элемент (ключ) 24 (фиг.2) управляемого модулятора 6. В результате изменяются параметры времязадающей цепи входящего в него одновибратора 23 за счет подключения к первой емкости 25 емкости 26. Скважность импульсной последовательности на выходе управляемого модулятора 6 уменьшается (например, в два раза, при одинаковых значениях первой и второй емкостей 25 и 26) за счет увеличения длительности формируемого одновибратором 23 импульса, при этом частота следования импульсов не меняется. На временной реализации пилот-сигнала это будет проявляться в появлении импульсов, длительность которых превышает обычную, маркируя, таким образом, необходимые события.

Этот процесс иллюстрируют временные диаграммы, показанные на фиг.3. На этом рисунке диаграмма, обозначенная «Вход», является выходным сигналом генератора 5 пилот-сигнала, «Вход управления» - иллюстрирует сигнал о событии на линии «Вход управления» устройства, а диаграмма «Выход» показывает модулированный пилот-сигнал на выходе управляемого модулятора 6. (стрелкой на фиг.3 показано, что фронт сигнала «Выход» является производным от фронта сигнала «Вход»). В результате описанных процессов на носителе 11 магнитной записи будут записаны n информационных сигналов и модулированный пилот-сигнал.

При воспроизведении записанной информации магнитные головки 14 воспроизведения информационных каналов снимают информацию с носителя 11 записи, после чего сигнал поступает на усилители 17 блока 16 воспроизведения. Далее сигналы информационных каналов через демодуляторы 18 и выходные преобразователи 19 поступает на выходы устройства («Выход 1 Выход n»). Модулированный пилот-сигнал, считанный (n+1)-ой магнитной головкой 14, через (n+1)-ый усилитель 17 поступает на первый вход детектора 21 временной ошибки. В то же время с первого выхода генератора 5 пилот-сигнала в блоке 1 записи импульсная последовательность скважностью 1<S2 поступает на второй вход детектора 21 временной ошибки. Сигнал временной ошибки с выхода блока 21 поступает на входы управления выходных преобразователей 19 информационных каналов и вход-выход блока 22 регулирования. Выход усилителя 17 канала воспроизведения пилот-сигнала является выходом устройства магнитной записи, с которого снимается модулированный внешними событиями пилот-сигнал для последующего анализа записанной в информационных каналах информации.

Процедура использования модуляции пилот-сигнала при анализе информации, записанной в информационных каналах иллюстрируется фиг.4.

Из рисунка видно, что события, отмеченные увеличенной длительностью импульсов пилот-сигнала, могут быть идентифицированы на временной реализации информационного канала. Эта процедура может выполняться как вручную, так и программным способом.

Устройство магнитной записи, содержащее блок записи, состоящий из n каналов записи регистрируемого сигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные входной преобразователь, вход которого является входом устройства, модулятор и усилитель записи, канала записи пилот-сигнала, состоящего из генератора пилот-сигнала и (n+1)-го усилителя записи, лентопротяжный механизм, состоящий из магнитных головок записи, подключенных к выходам усилителей записи блока записи, приемной и подающей катушек с магнитным носителем записи между ними и магнитных головок воспроизведения, блок воспроизведения, состоящий из n каналов воспроизведения зарегистрированного сигнала, каждый из которых включает усилитель воспроизведения, вход которого подключен к выходу магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, выход - к входу демодулятора, выход которого подключен к информационному входу выходного преобразователя, выход которого является информационным выходом устройства, канала воспроизведения пилот-сигнала, включающего (n+1)-й усилитель воспроизведения, вход которого соединен с выходом (n+1)-й магнитной головки воспроизведения лентопротяжного механизма, а выход соединен с первым входом детектора временной ошибки, а также блока регулирования, причем второй вход детектора временной ошибки соединен с первым выходом генератора пилот-сигнала блока записи, а выход - с входами управления выходных преобразователей каналов воспроизведения и входом-выходом блока регулирования, отличающееся тем, что генератор пилот-сигнала выполнен со скважностью импульсной последовательности 1<S2, в блок записи дополнительно введен между вторым выходом генератора пилот-сигнала и (n+1)-м усилителем записи управляемый модулятор пилот-сигнала, содержащий управляемый одновибратор, коммутирующий элемент и два конденсатора, первый вывод коммутирующего элемента соединен с первым времязадающим входом одновибратора и первым выводом первого конденсатора, второй вывод коммутирующего элемента соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого конденсатора и вторым времязадающим выводом одновибратора, причем вход коммутирующего элемента является входом управления модулятора пилот-сигнала, а выход (n+1)-го усилителя воспроизведения является выходом пилот-сигнала устройства.