Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой магнитной записи

 

Изобретение относится к магнитной записи, а именно к устройствам для .синхронизации воспроизведения цифровой магнитной записи. Целью изобретения является повышение достоверности 1воспроизвбдения информации за счет улучшения параметров системы ФАПЧ устройства. Цель достигается путем помехоустойчивого декодирования промежутков синхронизации и использования режима частотной автоподстройки для ускорения отработки реальной частоты и фазы входных сигналов воспроизведения. Устройство содержит первьй мультиплексор 1, ЛС- триггер 7, два D-триггера 9,10, ключи 12,13 заряда и разряда, ФНЧ 14, генератор управляемый напряжением 15, делитель 16 частоты, Т-трйггер 17, элемент 4 задержки, элемент 2И-НЕ I1, а также введенные в него второй мультиплексор 18, регистр сдвига 2, первый 5 и второй 8 инверторы, элемент 2И 3 и детектор 6 нулей, которые соединены между собой и с указанными функциональными элементами соответствующими связями. I э.п. ф-лы, 3 ил. i (f)

СО1ОЗ СПВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1425773 А1

G 1! В 5/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4217718/24-10 (22) 09.01.87 (.46) 23.09.88. Бюл. У 35 (71) Институт кибернетики им. В.М. Глушкова (72) Ф.А. Цвентух, В.К. Ушаков, А,А. Юрасов и Б.В. Новиков (53) 534.852.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У )048512, кл. G 11 В 27/10, 1982.

SBX TM-218 Flexible Disk Controller Hardware Reference Manual 121583, 1980, р. 4-8. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ .ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ МАГНИТНОЙ

ЗАПИСИ (57) Изобретение относится к магнитной записи, а именно к устройствам для .синхронизации воспроизведения цифровой магнитной записи. Целью изобретения является повышение достоверности воспроизведения информации за счет улучшения параметров системы ФАПЧ устройства. Цель достигается путем помехоустойчивого декодирования промежутков синхронизации и использования режима частотной автоподстройки для ускорения отработки реальной частоты и фазы входных сигналов воспроизведения. Устройство содержит первый мультиплексор !, JKтриггер 7, два D-триггера 9,10, ключи !2,13 заряда и разряда, ФНЧ 14, генератор управляемый напряжением 15, делитель 16 частоты, Т-триггер 17, элемент 4 задержки, элемент 2И-НЕ ll, а также введенные в него второй мультиплексор 18, регистр сдвига 2, первый 5 и второй 8 инверторы, элемент

2И 3 и детектор 6 нулей, которые соединены между собой и с указанными функциональными элементами соответствующими связями. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1425773

Изобретение относится к области магнитной записи, а именно к устройствам для синхронизации воспроизведения цифровой магнитной записи, и может быть использовано при воспроизведении цифровой информации с накопителей на магнитных дисках, магнитной ленте записанной методом модифицированной частотной модуляции Щ (МЧМ).

Цель изобретения — повышение достоверности воспроизведения информации за счет улучшения параметров (фильтрации и быстродействия) системы ФАПЧ 15 устройства,что осуществляется путем декодирования промежутков синхронизации и использования режима частотной автоподстройки для ускорения процесса отработки реальной частоты и 20 фазы входных сигналов воспроизведения.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — характеристики фазового детектора в режиме частотной и фазовой автоподстрой- 25 ки, на фиг. 3 — временные диаграммы работы детектора нулей.

Устройство содержит первый мультиплексор 1, регистр 2 сдвига, элемент 2И 3, элемент 4 задержки, пер- 3О вый инвертор 5, детектор 6 нулей, УК триггер 7, второй инвертор 8, первый 9 и второй !0 D-триггеры, элемент 2И-НЕ 11, ключ 13 заряда, ключ

13 разряда, фильтр 14 низких частот (ФНЧ), генератор 15, управляемый напряжением (ГУН), делитель 16 частоты, Т-триггер 17, второй мультиплексор 18, Устройство имеет вход 19 синхро- 40 импульсов записи, вход 20 данных воспроизведения, вход 21 разрешения воспроизведения, выход 22 сигнала данных, выход 23 окна данных, выход 24 призна- . ка поля синхронизации. 45

Кроме того, на фиг. 1 обозначены входы 25-27 детектора 6 нулей, выход

28 детектора нулей, 29 .и 30 — соответственно шины потенциала логической ди"ицы " "" "" " уля 50

Детектор 6 нулей содержит Т-триггер 31 элементы 32 и 33 задержки„ сумматор 34 по модулю два, элемент 35 задержки, D-триггер 36, счетчик 37, D-триггер 38.

При этом вход 19 устройства подключен к перному входу мультиплексо- ° ра I, второй вход которого, синхронизирующий вход регистра 2 и вход 26 детектора 6 нулей соединены с входом

20 устройстна. Вход 21 устройства подключен к информационному входу регистра 2, первому входу элемента

3 и нходу 27 детектора 6 нулей, выход которого соединен с вторым нходом элемента 3. Управляющий вход мультиплексора 3 подключен к первому выходу регистра 2, вход начальной установки которого соединен с выходом элемента

3. Выход мультиплексора 1 соединен е входом элемента 4 задержки, выход которого подключен к синхронизирующим входом, триггеров 7 и 9, а также к выходу 22 устройства, выход 23 которого соединен с выходом триггера 17.

Второй выход регистра 2 подключен к входу установки в "0" триггера 17, управляющему входу мультиплексора 18, к выходу 24 устройства и к входу установки в "3" триггера 7, а через иннертор 5 соединен с входом 25 детектора 6 нулей, первый выход делителя 16 частоты подключен к синхронизирующе" му входу триггера 17 и к второму входу мультиплексора 18, первый выход которого соединен с вторым выходом делителя 16 частоты. Выход триггера

7 через инвертор 8 соединен с входами начальной установки триггеров

9 и 10, прямые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента 11, выход которого соединен с входом начальной установки триггера 7. Вход ФНЧ

14 подключен через ключ 12 к прямому выходу триггера 9, а через ключ

13 к инверсному выходу триггера 10, синхронизирующий вход которого соединен с выходом мультиплексора 18.

Выход ФНЧ 14 соединен с входом ГУН

15, выход которого подключен к входу делителя 16 частоты. Информационные входы триггеров 9 и Ip и 3-вход триггера 7 подключены к шине 29, а

К-вход триггера 7 соединен с шиной 30.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигнала разрешения воспроизведения на входе 21 устройства нсе разряды регистра 2 находятся в нулевом состоянии, детектор 6 заблокирован. Значения логического нуля на первом и втором выходах регистра 2, управляя мультиплексорами 1 и 18, а также триггером 7, обеспечинают установление режима . тработки устрой73

4 ненную" последовательность срабать»вания триггеров 9 и 10, в особенности при переходе фазового рассогласования сигналов через О, +2 11, +4%, +6%..., однако в этом случае значение ложной "накачки" не может быть большим).

При поступлении на вход 21 устройства сигнала разрешения воспрсизве- дения разрешается работа детектора б нулей, который при обнаружении последовательности нулей в количестве

16 (2 байта) через элемент 3 разрешает работу регистра 2. При поступлении ачередного сигнала из последовательности нулей на вход 20 устройства устанавливается в единичное состояние первый разряд регистра 2, значение которого с первого выхода регистра 2 переключает мультиплексор 1 на передачу на свой выход сигналов с входа 20 устройства. Начинается отработка устройством часто-. ты и фазы последовательности нулей с входа 20 устройства в режиме частотной автоподстройки. Длительность режима частотной автоподстройки определяется разрядностью и регистра 2, и-й разряд которого с второго выхода поступает через ннвертор 5 на вход

25 детектора 6, блокируя при этом снятие сигнала на его выходе при нарушении в дальнейшем последователь- » ности нулей. Одновременно сигнал с второго выхода регистра 2 переводит фазовый детектор (триггеры 7,9,10, инвертор 8 и элемент 11) в режим фазовой автоподстройки. При этом через,мультиплексор 18 на фазовый де тектор подаются сигналы обратной связи с периодом 1/2Т.

В режиме фазовой автоподстройки ввиду нерегулярности сигналов цифровой магнитной записи работа фазового действия разрешается только при, поступлении входного сигнала. При этом по отрицательному фронту сиг:нала с выхода элемента 4 устанавливается в единичное состояние триггер 7, выход которого через инвертор

8 разрешает работу триггеров 9 и

10. Отсчет фазового рассогласования определяется временем поступления соответствующих сигналов на синхронизирующие входы триггеров 9 и 10.

Поскольку в режиме частотной авто- подстройки осуществляется "привязка" фазы сигналов с триггера 17 к синхраз 14257 ством частоты сигналов с входа 19 в режиме частотной автоподстройки.

Особенность данного режима работы фазового детектора состоит в том, что при цереходе фазового рассогласова5 ния между входными сигналами и сигналами обратной связи через нуль

0+2%+4% — запоминается направление рассогласования частот и в дальнейшем отработка частоты осуществляется в систематически правильном направлении. Характеристика фазового детектора в данном режиме работы устройства показана на фиг. 2а.

Сравнение данной характеристики с .характеристикой фазового детектора в реж»п»е фазовой автоподстройки (фиг. 2б) показывает, что в режиме частотной автоподстройки повьппение быстродействия системы осуществляется как за счет систематически пра.вильной отработки, так и за счет в четыре раза большей "накачки" цепей

ФНЧ, которую может осуществить фазо- 25 вый детектор с помощью ключей заряда 12 или разряда 13 за один период входного сигнала.

В режиме частотной автоподстройки установленный в единичное состоя- З0 ние триггер 7 через инвертор 8 разрешает работу триггеров 9 и 10. В зависимости от рассогласования частот на синхронизирующих входах триггера 9 (с входа 19 устройства) и триггера

10 (сигналы обратной связи) первым срабатывает триггер 9 (или 10), обеспечивая выработку тока заряда (разряда). Время отработки заканчивается с приходом опаздывающего" сиг- 40 нала. При этом единичное состояние триггеров 9 и 10 декодируется элементом 11, который сбрасывает триггер 7, последний через инвертор. 8 сбрасывает триггеры 9 и 10. 45

После этого за счет наличия постоянного (нулевого) потенциала на входе установки в "1" триггера 7 его выход возвращается в состояние логического нуля, разрешая вновь 50 работу триггеров 9 и 10. Если направление частотной расстройки после очередной отработки остается неизменным, то в последующем цикле сохраняется "запомненная" последователь- 55 ность срабатывания триггеров 9 и 10. (В действительности мгновенные фазовые искажения входных сигналов воспроизведения могут нарушить "запом- .

73 6 пульс, испытывающий сдвиг фазы, ооусловленный межсимвольной интерференцией.

Триггер 31 делит частоту входных сигналов на два, запуская поочередно первый 32 и второй 33 элементы задержки. Сумматор 34 при совпадении кодов на инверсном выходе элемента 32 задержки и прямом выходе элемента 33 задержки запускает элемент 35 задержки, формирующий временное окно для входного импульса, соответствующего последовательности нулей, При поступлении такого импульса триггер 36 устанавливается в единичное состояние, разрешая работу триггера 38 и счетный режим счетчика 37. Если поступит входной импульс, не соответствующий последовательности нулей,то устанавливается в "1" триггер 38, а счетчик

37 переводится в режим параллельного занесения. По следующему сигналу на входе 20 во все разряды счетчика 37. заносятся нули с его информационных входов. При обнаружении последовательности из двух байтов нулей сигнал переполнения с выхода счетчика

37 устанавливает в нулевое состояние триггер 38, сигнал с инверсного выхода которого сбрасывает счетчик 37 и разрешает через элемент 3 сдвиговый режим регистра 2. После отработки частоты и фазы последовательности нулей. в режиме частотной автоподстройки сигнал с входа 25 детектора 6, поступая на вход начальной установки триггера 38, фиксирует состояние сигнала на выходе 28 детектора 6.

14257

l. Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой магнитной записи, содержащее первый мультиплексор, элемент задержки, JK-триггер, первый и второй D-триггеры, элемент

2И-НЕ, ключи заряда и разряда, фильтр нижних частот, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты, Т-триггер, а также вход синхроимпуль-. сов записи, вход данных воспроизведения,вход разрешения воспроизведения, выход окна данных и выход сигнала данных, вход синхроимпульсов записи и вход данных воспроизведения устройства соединены соответственно

Ic первым и вторым входами первого мультиплексора, выход которого подключен к входу элемента зедержки, Импульсам промежутка синхронизации, на выходе 23 устройства вырабатывают- ся разделенные окна декодирования для синхроимпульсав и импульсов даннъгх.

При этом наличие положительного фронта на выходе 22 устройства при низком уровне сигнала на выходе 23 соответствует приему устройством финхронимпульса, а наличие положи- 1р тельного фронта на выходе 22 во стремя высокого уровня сигнала на выйоде 23 соответствует приему устфбйством сигнала данных.

Поскольку сигнал на входе 21 мо- 15 фет быть подан в произвольный мо-! ент времени (.например, при прохожении головки считывания поля рабоей информации), правильность декоирования поля синхронизации может 2р с1существляться путем обнаружения ризнаков начала соответствующих олей, например поля заготовки, поля бранных (для этого, в основном, исп ользуется адресный маркер, имеющий 25

1 код, отличный от кодов рабочих пол(ей) через определенное время.

Временная привязка начала ожидания адресного маркера может осущест1 впяться путем использования сигнала 30 на выходе 24 устройства.

Детектор 6 нулей работает следую1 щам образом. Для кодирования методом

1 записи МЧИ используются временные и1нтервалы длительностью Т, 1,5То °

2 Т . Синхронизирующие промежутки код1яруются обычно в виде последоват1ельности нулевой информации, что осуществляется путем записи синхроимпульсов с временным интервалом Т . 4р

Наихудшей кодовой последовательностью для декодирования нулей является комбинация Т - Т, — 1,5T — Т4—

Т ....; что соответствует, переходу от групп нулей к единицам и наоборот.

Декодирование интервалов 2Т или последовательности интервалов

1,5ТО - 1,5T4... затруднений не вызывает. При этом импульсы, разделенные интервалом 1,5T@ и окруженные им- 5р пульсами с,интервалом То испытывают за счет межсимвольной интерференции фезовые сдвиги в сторону уменьшения интервала между ними. Особенность реайизации детектора 6 в виде, представ-55 ленном на фиг. 1 состоит в том,что на достоверность декодирования нулЕй при наихудшей кодовой комбинации оказывают влияние не два, а один имФ о.р и у л а и з о б р е т е н и я

25773

7 14 прямой выход первого,0-триггера со- единен с первым входом элемента 2И%

НЕ, второй вход которого подключен к прямому выходу второго D-триггера, информационный вход которого, информационный вход первого D-триггера и д-вход JK-триггера соединены между собой и подключены к шине единичного потенциала, вход фильтра нижних частот через ключ заряда подключен к прямому выходу первого D-триггера, а через ключ разряда соединен с инверсным выходом второго D-триггера, вход начальной установки. которого и вход начальной установки первого

D-триггера соединены между собой, выход фильтра нижних частот подключен к входу генератора, управляемого напряжением, выход которого соединен с входом делителя частоты, синхрониэирующие входы JK-триггера и первого D-триггера соединены между собой, выход элемента 2И-НЕ под- юпочен, к входу начальной установки

-триггера, К-вход которого соединен шиной нулевого потенциала, о т— и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности декоди— рования воспроизводимой информации, введены первый и второй инверторы, второй мультиплексор, элемент 2И, регистр сдвига и детектор нулей, выход которого подключен к первому входу элемента 2И, второй вход котоорого, первый вход детекторе нулей и информационный вход регистра сдвига соединены между собой и подключены к входу разрешения воспроизведения устройства, вход данных воспроизведения соединен с входом синхронизации регистра сдвига и с вторым входом детектора нулей, третий вход которого через первый инерватор подключен к выходу регистра сдвига, вход начальной установки которого соединен с выходом элемента 2И, другой выход регистра сдвига подключен к управляющему входу первого мультиплексора, выход элемента задержки подкючен к выходу сигнала данных устрой. ства и синхронизирующему входу JKтриггера, инверсный выход которого через второй инвертор соединен с вхо

50 дами начальной установки первого и второго D-триггеров, вход установки в I" TK-триггера, второй выход регистра сдвига, вход начальной установки Т-триггера н вьмод признака по", ля синхронизации устройства соединены между собой и подключены к управляющему входу второго мультиплексора, второй вход которого, соединен с первым выходом делителя частоты и синхронизирующим входом Т-триггера, выход которого подкюпсчен к выходу окна данных устройства, второй выход делителя частоты соединен с третьим входоМ второго мультиплексора, выход которого соединен с входом синхронизации второго D-триггера, 2. устройство по п. 1, о т л и.— ч а ю щ е е с я тем, что детектор нулей содержит Т-триггер, три элемента задержки, сумматор по модулю два, два D-триггера и счетчик, при этом первый вход детектора нулей соединен с входом начальной установки Т-триггера,.синхронизирующий вход которого, синхронизирующие входы первого

D-триггера и счетчика соединены ме1кду собой и подключены к второму входу детектора нулей, входы первого и второго элементов задержки подключены соответственно к прямому и инверсному выходам Т-триггера, а их выходы соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора по модулю два, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к информационному входу первого D-триггера, выход которого подключен к управляющему входу счетчика и к входу установки в °"1". второго D-триггера,.инверсный выход которого соединен с выходом детектора нулей, третий вход .которого подключен к входу начальной установки второго D-триггера, инверсный выход которого соединен с входом начальной установки счетчика, выход которого подключен к синхронизирующему входу второго D-триггера, информационный вход которого и информационный вход счетчика соединены с шиной нулевого потенциала.

t 425773

8их. юаЯ

Составитель А. Лисицын

Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Редактор Н. Тупица

Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж 35р Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4779/52

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4