Способ воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи

 

Изобретение относится к приборостроению , в частности к магнитной записи данных на движущийся носитель. Цель изобретения - уменьшение погрешности результата воспроизведения. Способ включает дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформированной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала . При воспроизведении производят формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации воспроизведенного сигнала. Выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществляют в моменты изменения знака импульсов производной. При этом в процессе формирования последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определяют по импульсам производной противоположных знаков. 2 ил. м Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 В 5/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СО

Ю

0с 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838082/10 (22) 24.04.90 (46) 07.03. 92. Бюл. hL 9 (71) Киевский завод "Маяк" (72) Г.Н,Розоринов и О.В.Рыбальский (53) 681.84.001.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hl 1144137, кл. 6 11 В 5/027, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 541192, кл. G 11 В 5/027, 1976, (54) СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к магнитной записи дан-. ных на движущийся носитель. Цель изобретения — уменьшение погрешности результата воспроизведения. Способ включает дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформироИзобретение относится к области приборостроения, в частности к магнитной записи сигналов на движущиеся носители, и может быть использовано для воспроизведения сигналов цифровой информации, Известны способы воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, основанные на предварительном усилении воспроизводимых сигналов в их амплитудном формировании с помощью пороговых устройств.

Такие способы не позволяют надежно вырабатывать цифровую последовательность при высокой плотности записи из-за временной нестабильности моментов формирования импульсов. Это объясняется превышением длительности отклика на еди» Ы 1718267 А1 ванной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала. При воспроизведении производят формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по передним фронтам импульсов. дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации воспроизведенного сигнала. Выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществляют в моменты изменения знака импульсов производной. При этом в процессе формирования последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определяют по импульсам производной противоположных знаков. 2 ил. ничный переход намагниченности длины минимального интервала между соседними переходами намагниченности.

Кроме того, указанные способы воспроизведения обладают потенциально низкой помехозащищенностью при воздействии паразитной амплитудной модуляции и вносят дополнительную погрешность в виде ложных импульсов, возникающих при .формировании пораженного аддитивными шумами воспроизведенного сигнала.

Известен также способ воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, основанный на временной задержке сигнала, вычитании исходного и задержанного сигналов с последующим выделением импульса на заданном уровне пе1718267 ресечения вдоль оси абсцисс декартовых координат. С целью повышения точности выделения импульсов путем уменьшения вероятности формирования ложных импульсов по аддитивному шуму магнитного носителя, первоначально определяют длительность отклика на единичное перемагничивание на уровне 0,606 амплитуды, осуществляют задержку сигнала на время, равное длительности отклика, определяют среднее значение сигнала и среднеквадратичное отклонение шума магнитного носителя, уровни пересечения устанавливают в положительной и отрицательной областях декартовых координат, а их пороги выбирают из. соотношения

V. =1,42 (а — + o. }, где а — среднее значение отклонения амплитуды разностного сигнала; и- среднеквадратичное значение отклонения амплитуды разностного сигнала; оо — среднеквадратичное отклонение шума носителя, При этом выделение импульсов осуществляют при пересечении разностным сигналом указанных уровней соответственно с положительным и отрицательным знаками производной, а первым импульсом пересечения одного из уровней блокируют выделение импульсов до момента пересечения разностным сигналом другого уровня.

Такой способ воспроизведения хотя и позволяет исключить формирование ложных импульсов, возникающих за счет влияния аддитивной помехи, но сохраняет все недостатки, связанные с взаимовлиянием соседних откликов и воздействием паразитной амплитудной модуляции, существенно ограничивающими воэможности его применения.

Известны способы воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, основанные на предварительном линейном усилении воспроизведенных сигналов и последующем детектировании двухполупериодным детектором, дифференцировании, клиппировании, втором дифференцировании и формировании импульсной последовательности по сигналам, полученным в результате второго дифференцирования.

Такие способы позволяют более точно восстановить исходные временные соотношения между нуль-пересечениями сигнала.

Кроме того,они в меньшей степени подвержены влиянию паразитной амплитудной модуляции.

Необходимость применения дифференцирующих цепей снижает отношение сигнал/помеха в канале воспроизведения на 6 дБ, что приводит к повышению вероятности ложных срабатываний при аддитивных шумах и увеличению погрешности формирования импульсов при воспроизведении.

Кроме того, при использовании таких способов воспроизведения в многоскоростной аппаратуре магнитной записи значительно уСложняется канал воспроизведения из-за введения в него цепей коммутации и коррекции, переключаемых при изменениях диапазонов частот воспроизводимых сигналов. Эта сложность увеличивается по мере роста числа каналов аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, основанный на задержке воспроизводимого сигнала, сравнении его с незадержанным сигналом и формировании выходных импульсов в момент совпадения уровней обоих сигналов, Способ позволяет формировать импульсы из воспроизводимой сигналограммы без применения сложных цепей коррекции, но обладает недостаточной помехоустойчивостью к аддитивным шумам.

Кроме того, при высокоплотной цифровой магнитной записи флуктуируют фронты воспроизведенного сигнала иэ-за межсимвольной интерференции колебаний базовой линии.

Это увеличивает погрешность результата воспроизведения цифрового сигнала, что приводит к усложнению синхронизации воспроизводимой цифровой последовательности за счет снижения окна детектирования, снижает достоверность результата воспроизведения, Целью изобретения является уменьшение погрешности результата воспроизведения цифрового сигнала.

Поставлен ная цел ь достигается тем, что согласно способу воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, включающему дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформированной из цифрового сигнала, выделение максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала, производят формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации вос1718267 соответствующий последовательности 1, 50 получаемый на выходе линейного предвари-. тельного усилителя воспроизведения, показан на диаграмме 3. На диаграмме 4 приведен сигнал, по которому осуществляется дискретизация сигнала 3, На диаграм-. 55 ме 5 показан сигнал 3 после его дискретизации. На диаграмме 6 приведен стробирующий сигнал, по которому производят сравнение сигналов 3 и 5. На диаграмме 7 показаны сигналы, образующиеся в произведенного сигнала, а выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществляют в моменты изменения знака импульсов производной, причем в процессе формирования последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов определяют по импульсам производной противоположных знаков.

Предлагаемый способ воспроизведения сигналов с магнитного носителя обладает нечувствительностью к воздействию аддитивной помехи за счет формирования фронта прямоугольного сигнала по измене.нию знака производной, выявляемого при многократном сравнении амплитуд двух сигналов, один из которых задержан относительно другого на малый промежуток времени, за который шумы не оказывают. влияния на результаты преобразования.

Благодаря этому же свойству предлагаемого способа он полностью защищен от влияния колебаний базовой линии воспроизводимых сигналов. Возможность выбора положения стробирующего импульса внутри интервала дискретизации позволяет существенно уменьшить влияние флуктуаций фронтов воспроизводимого сигнала изза межсимвольной интерференции. Кроме того, предлагаемый способ сохраняет низкую чувствительность к воздействию пара- зитной амплитудной модуляции, что свойственно способам воспроизведения по нулю производной.

При этом не требуется применять дифференцирующие цепи коррекции и их коммутацию, что существенно упрощает конструкцию аппаратуры магнитной записи, Все это позволяет значительно уменьшить погрешность результата воспроизведения цифрового сигнала, На фиг, 1 показаны временные диаграммы; на фиг. 2 — структурная схема устройства, реализующего способ воспроизведения сигналов.

Исходная цифровая последовательность 1 записывается на магнитный носитель в виде прямоугольной волны 2, Сигнал, 5

45 результате сравнения амплитуд сигналов 3 и 5 при стробировании сигналом 6. На диаграмме 8 приведена восстановленная прямоугольная волна, а на диаграмме 9— восстановленная исходная импульсная последовательность.

Предлагаемый способ основан на том,что при сравнении дискретизированного 5 и недискретизированного 3 сигналов имеется разность между текущими значениями их амплитуд. При этом разность между сигналами 3 и 5 отрицательная при увеличении сигнала 3 и положительная при его уменьшении, а переход знака разности между сигналами 3 и 5 соответствует пикам амплитуды сигнала 3.

Частоту сигнала 4 дискретизации выбирают так, чтобы обеспечивалась правильная работа устройства сравнения при воздействии аддитивных шумов носителя, а разность во времени между пиком воспроизводимого сигнала и точкой формирования фронта импульса минимальна.

При этом отпадает необходимость в использовании сложных корректирующих цепей, так как исходную цифровую последовательность восстанавливают из сигнала 3, снимаемого с выхода линейного предварительного усилителя воспроизведения.

Устройство состоит из магнитной головки 10 воспроизведения, линейного предварительного усилителя 11 воспроизведения, задающего генератора 12, устройства 13 выборки-хранения, компараторов 14 и 15, RSтриггера 16, формирователя 17 и выходной шины 18, Головка 10 соединена с входом усилителя 11, подключенного своим выходом к информационному выходу 19 устройства 13 выборки-хранения, прямому входу 20 и инверсному входу 21 компараторов 14 и 15 соответственно. Выход задающего генератора 12 подключен к управляющему входу

22 устройства 13.

Входы триггера 16 подсоединены к выходам 23 и 24 компараторов 14 и 15. а его выходы — к входам формирователя 17, выход которого соединен с выходной шиной 18.

Выход устройства 13 соединен с инверсным входом 25 и прямым входом 26 компараторов 14 и 15. Выход генератора 12 через формирователь 27 импульсов соединен со стробирующими входами компараторов 14 и 15.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода головки 10 поступает на усилитель, где усиливается и поступает на вход 19 устройства 13 выборки-хранения.

1718267

На вход 22 устройства 13 поступает сигнал от генератора 12. В устройстве 13 выборкихранения происходит дискретизация сигнала 3, поступающего на его вход 19.

Одновременно сигнал 3 поступает на входы

20 и 21 компараторов 14 и 15, где сравнивается с сигналом 5, поступающим на входы

25 и 26 этих компараторов с выхода устройства 13. Компараторы 14 и 15 стробируются короткими импульсами 6, сдвинутыми относительно фронта сигнала 4 дискретизации, формируемыми в формирователе 27. На выходах 23 и 24 компараторов 14 и 15 образуются сдвинутые во времени пачки импульсов (сигналы 7, фиг. 1). Первый импульс в каждой пачке соответствует пику (положительному или отрицательному — в зависимости от направления изменения воспроизводимого сигнала) амплитуды сигнала 3.

С выходов 23 и 24 сигналы поступают на входы RS-триггера 16 соответственно. На выходах триггера 16 по первым импульсам в каждой пачке формируется прямоугольная волна (сигнал 8, фиг, 1), переходы которой соответствуют наличию символа "1" исходной последовательности 1.

С выходов триггера 16 сигналы 8 (в противофазах) поступают на входы импульсного формирователя 17, с выхода которого сформированные импульсы, соответствующие символу "1", поступают на выходную шину 18, Возникающий при этом незначительный временной сдвиг сформированных сигналов обусловлен возникающим при воспроизведении высокоплотной сигналограммы сдвигом пиков, Его величина определяется только плотностью записи и свойствами КЦМЗВ и может быть частично скомпенсирована изменением положения стробирующих импульсов относительно положения импульсов 4 дискретизации.

Выбором частоты дискретизации и положением стробирующих импульсов разность между пиком воспроизводимого сигнала и положением фронта формируемой последовательности может быть сведена к значениям, не оказывающим влияния на точность формирования временных интервалов, так как сохраняется постоянство периодов дискретизирован ного и недискретизированного сигналов. Ilри этом, если разность между величиной напряжения со5 седних отсчетов, т,е. величина "ступеньки", превышает уровень аддитивных шумов носителя, то их наличие не оказывает существенного влияния на точность формирования временных интервалов в формируемом вос10 производимом импульсном сигнале.

Появление ложных импульсов исключается из-за формирования по пикам воспроизводимого сигнала, вследствие чего сохраняются все преимущества способа

15 формирования по нулю производной(малые временные искажения, устойчивость к ПАМ и т.д.). При этом отсутствуют сложные корректирующие цепи, снижающие отношение сигнал/помеха в канале

20 воспроизведения.

Это позволяет повысить достоверность воспроизведения и упростить конструкцию аппаратуры цифровой магнитной записи, Формула изобретения

25 Способ воспроизведения цифрового сигнала с носителя магнитной записи, включающий дифференцирующее воспроизведение последовательности импульсов, сформированной из цифрового сигнала, вы30 деление максимумов воспроизведенного сигнала и формирование последовательности импульсов по максимумам воспроизведенногосигнала, отл ича ю щийся тем, что, с целью уменьшения погрешности ре35 зультата воспроизведения цифрового сигнала, производят формирование последовательности импульсов дискретизации, равномерную дискретизацию воспроизведенного сигнала во времени по

40 передним фронтам импульсов дискретизации и выделение импульсов производной из результата дискретизации воспроизведенного сигнала, а выделение максимумов воспроизведенного сигнала осуществляют

45 в моменты изменения знака импульсов производной, причем в процессе формирования последовательности импульсов по максимумам воспроизведенного сигнала передние и задние фронты импульсов опре50 деляют по импульсам производной противоположных знаков.

1718267