Способ измерения колебаний скорости носителя магнитной записи

 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам контроля колебаний скорости. Целью изобретения является повышение достоверности результатов и упрощение процедуры измерений. Способ измерения колебаний скорости основан на последовательно осуществляемых частотной демодуляции сигнала измерительной информации, частотной селекции составляющих демодулированного сигнала, обусловленных колебаниями скорости, и амплитудном детектировании селективного сигнала, определении текущих максимумов амплитудно-детектированного сигнала (значений сигнала в моменты максимумов и моментов времени, соответствующих максимумам сигнала), а также отсчете результатов измерения. Дополнительно осуществляют идентификацию максимумов по уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающего в один и тот же наперед заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения (например, максимального, минимального или среднего), запоминание каждого идентифицированного по уровню значения максимума в течение временного интервала заданной длительности до определения первой пары из них, повторившейся в течение этого интервала, с фиксацией значения уровня этой пары в качестве информативного значения сигнала и выводом его на индикацию, запоминание в дальнейшем идентифицированных по уровню значений максимумов сигнала, превышающих предыдущие информативные значения, идентификацию их в упомянутом временном интервале с фиксацией и выводом на индикацию в качестве нового информативного значения сигнала уровня пары максимумов, повторившихся в течение указанного временного интервала, а также фиксацию в качестве результата измерений информативного значения сигнала в момент завершения измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7 А1 (19) (И) Ц1) G 11 B 27/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А 5ТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .(21) 4671243/24-10 (22) 31.03.89 (46) 30.11.90 Бюл. 1(44 (72) А.В.Мачульский (53) 68) ° 846.7(088.8) (56) Техника средств связи. Сер. общетехническая, вып. 2(10), 1978, с. 1-6.

ГОСТ 11948-78. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ СКОРОСТИ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (57). Изобретение относится к накоплению информации, а именно к спосо-, бам контроля колебаний скорости.

Цель изобретения — повышение достоверхности результатов и упрощение процедуры измерений. Способ измере-:. ния колебаний скорости основан на последовательно осуществляемых частотной демодуляции сигнала измерительной информации, частотной селекции составляющих демодулированного сигнала, обусловленных колебаниями скорости, и амплитудном детектировании селектированного сигнала, определении текущих максимумов амплитудно-детектированного сигнала (значений сигнала в моменты максимумов.и: моментов времени, соответствующих максимумам сигнала), а также отсчете результатов измерения, ДополниИзобретение относится к накопленыо-информации, а именно к метрологии магнитной записи.

Цель изобретения - повышение дос товерности результатов и упрощение процедуры измерений.

2 тельно осуществляют идентификацию максимумов по уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающему в один и тот же наперед заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения (например, максимального, минимального или среднего), запоминание каждого идентифицированного по уровню значения максимума в течение временного иетервала заданной длительности до определения первой пары из них, повторившейся в течение этого интервала, с фиксацией значения уровня этой пары в качестве информативного значения сигнала и вы.водом его на индикацию, запоминание в дальнейшем идентифицированных по .уровню значений максимумов сигнала, превышающих предыдущие информативные значения, идентификацию их в упомянутом временном интервале с фиксацией и выводом на индикацию в

I качестве нового информативного значения сигнала уровня пары максимумов, повторившихся в течение указанного временного интервала, а также фиксаг

I цию в качестве результата измерений информативного значения сигнала в мьмент завершения измерений. 1 ил.

Измерение колебаний скорости осу ществляют следующим образом.

Входной модулированный по частоте колебаниями скорости сигнал измеРи тельной информации подвергают частотному демодулированню, à с помощью

3 16 частотной селекции осуществляют получение сигнала, передающего своими параметрами информацию о колебаниях . скорости. Путем амплитудного детектирования этого сигнала получают однополярный относительно медленно изменяющийся сигнал, по которому согласно действующей документации, в частности ГОСТ 11948-78, 22754-83 и др., оценивается коэффициент ко лебаний скорости. Этот сигнал подверГают процедуре определения его текущих максимумов, т.е. моментов времени, соответствующих максимумам

Сигнала и значений этих максимумов.

Затем эти максимумы идентифицируют йо уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающему в один и тот же заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения (максимального, минимального или среднего).

Необходимость этой операции обусловлена тем, что при дальнейшей идентификации максимумов во временном интервале заданной длительности (согласно ГОСТ 11948-78 и ГОСТ

22754-83 равном 10 с) вероятность наличия идентичных максимумов в этом интерваЛе ничтожно мала„ т.е. дальнейшая обработка с расчетом на идентификацию во времени абсолютно идентичных по уровню максимумов приводит к неоправданно большой потере информации об этих максимумах.

Таким образом, возникает необходимость в идентификации в заданном временном интервале.не абсолютно, а приблизительно равных максимумов„ что обеспечивается квантованием диапазона измерений колебаний скорости с присвоением попадающему в определенный квант максимуму .характерного для этого кванта значения.

Это приводит к появлению погрешности обработки сигнала, причем увеличение размера квантов приводит к увеличению этой погрешности, а также к уменьшению потерь максимумов. Поэтому размер квантов необходимо выбирать оптимально, исходя из допустимых потерь информации о максимумах при номинально возможной погрешности збработки. Возможен ряд принципов квантования диапазона колебаний скорости. Наиболее предпочтительным из них является относительно равно10507

45

55 мерныи, при котором размер кванта уменьшается с уменьшением попадающих в него значений. коэффициента колебаний скорости. При этом обеспечивается постоянство относительного значения погрешности обработки. Hpентифицированные по уровню значения максимумов запоминаются (каждое на

10 с) и сравниваются с последующими максимумами, пбявляющимися в течение

i0 с, Если в течение этого времени не появляется максимум, равный запомненному, последний выводится из памяти как неинформативный. При появлении первых двух идентичных по уровню максимумов в десятисекундном временном интервале значение этих максимумов принимается информативным, фиксируется и выводится на индикацию. Дальнейшей идентичной обработке подвергаются только те максимумы, уровень которых превьппает предыдущее информативное значение. При появлении нового информативного значения (которое может быть только большим предыдущего, так как обработке подвергаются только максимумы, превышающие предыдущее информативное значение) оно фиксируется и выводит- ся на индикацию взамен предыдущего информативного значения. Таким образом, текущие результаты измерений колебаний скорости согласно предлагаемому способу представляют собой ступенчато нарастающую функцию, причем конечньм результатом измерений является значение этой функции в момент окончания измерений.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа, Выход частотного демодулятора 1 через последовательно соединенные частотный селектор 2, амплитудный детектор 3 и АЦП 4 параллельно подключен к входам первого инвертора 5 кода, первого регистра 6 сдвига и одному из входов элемента И 7. Выход первого инвертного кода подключен к одному из входов первого сумматора 8 кодов, к другому входу которого параллельно подсоединены выход первого регистра сдвига, а также второго инвертора 9 кода и второго регистра 1 0 сдвига. Выход второго инвертора кода подключен к одному, а выход второго регистра сдвига — к другому входам второго сумматора 11 кодов. Выход

1 61 0507 первого сумматора кодов соединен с одним, а второго сумматора кодов — с другим входами первого элемента

НЕ 12 связанного выходом с вторым входом элемента И 7. Выход элемента

И подключен к входу цифрового компа ра тора 1 3, Каждый из выходов (на схеме показано 3) цифрового компаратора связан с сигнальным входом соответствующего счетчика 14 - 16 импульсов и входом запуска соответствующего таймера 17 — 19. Выход каждого таймера подключен к одному из входов соответствующего элемента

ИЛИ (20 — 22), связанного выходом с входом сброса соответствующего счетчика импульсов (14 — 16) . Вторые входы элемента ИЛИ 20 — 22 подсоединены одновременно к выходу уст- 20 ройства 23 сброса. Выход первого счетчика 14 импульсов подключен к одному из входов дешифратора 24 кодов непосредственно, а выходы счетчиков 15 и 16 — к соответствующим 25 входам дешифратора кодов через соответствующий элемент НЕ 25, 26. Вход управления первого элемента НЕ 25 подключен к выходу счетчика 14 импульсов непос редс тв енно, а ос таль ных— через соответствующий элемент ИЛИ

27..., кроме того, каждый из других входов элемента ИЛИ подключен к выходу каждого из предыцущих счетчиков импульсов (14,15...) . Каждый выход дешифратора кодов подключен к соот35 ветствующему входу цифрового индикатора 28.

Устройство работает следующим образом,.

Частотный модулятор 1, частотный селектор 2 и амплитудный детектор 3 обеспечивают получение аналогОвого сигнала, пропорционального коэффициенту колебаний скорости, а АЦП вЂ” 45 его преобразование в цифровой код.

Путем суммирования.инвертируемых с помощью инвертора 5 кода и сдвинутых на один интервал дискретизации с помощью регистра 6 сдвига выборок сигнала с помощью сумматора 8 кодов по превышению емкости счета счетчика получают последовательность импульсов, которые соответствуют спаданию сигнала. С помощью аналогично55 работающих инвертора 9 кода, регистра 10 сдвига и сумматора 11 кода по- лучают последовательность импульсов, подобную укаэанной, но сдвинутую на один интервал дискретизации сигнала колебаний скорости. Импульсы второй последовательности являются запрещающими для прохождения через элемент

НЕ 12 импульсов первой последовательности импульсов. В результате на входе элемента НЕ 2 получают только первый импульс первой последовательности, соответствующий моменту спадания сигнала после его нарастания,: т.е. максимуму сигнала колебаний скорости. Этим сигналом открывается элемент И 7 для прохождения через него на вход цифрового компаратора

13 выходного сигнала АЦП 4, являющегося выборкой сигнала колебаний скорости в момент его максимума. Цифровой компаратор 13 проводит приведение максимумов входного сигнала, попадающих в один и тот же интервал квантования диапазона сигнала, к характерному для этого интервала значению (минимальному, максимальному или среднему) — осуществляет идентификацию максимумов.

В зависимости от з нач ения максимумов на соответствующем выходе цифрового компаратора 13, количество которых равно количеству интервалов квантования сигнала, появляется сиг-. нал. К каждому входу цифрового компаратора 13 подключен счетчик импульсов (14, 15,...16) и таймер (17, 18...19) . Счетчики имеют емкости счета, равные единице, а таймеры формулируют временной интервал заданной длительности, который согласно требованиям действующих стандартов по измерению колебаний скорости равен 10 с °

При появлении импульса на соответствующем выходе компаратора 13, свидетельствующего о наличии соответствующего максимума сигнала, заполняется соответствующий счетчик и запускается соответствующий таймер.

Если в течение 10 с на вход запол- . ненного счетчика сигнал, свидетельствующий о наличии идентичного максимума, с соответствующего выхода цифрового компаратора 13 не поступает, то по сигналу соответствующего таймера, передаваемому через соответствующий элемент ИЛИ, соответствующий счетчик импульсов сбрасывается и устанавливается в режим идентификации с последующим максимумом сигнала.

1610507

При этом ранее поступившее значение максимума считается неинформативным.

При поступлении на вход одного из счетчиков импульсов двух сигналов, «5 свидетельствующих об идентичности максимумов в течение временного интервала менее 10 с, этот счетчик переполняется и выдает сигнал информативности идентифицируемых максимумов.

3I первый момент этот сигнал либо непосредств енно, если речь идет об элементах, основанных на счетчике 14, который определяет интервал квантования диапазона измерений колебаний

1 скорости, соответствующий максимальному пределу диапазона измерений, либо через соответствующие элементы

НЕ (25, 26...), которые в первый момент открыты для прохождения сигнала об идентичности маКсимумов (информативного значения максимума), подается на соответствующий вход дешифратора

24 кодов. Последний формирует соответствующий сигнал управления циф- 25 рового индикатора 28, который преобразует сигнал управления дешифратора

24 в сигнал, обеспечивающий восприЯтие оператором информации о коэффициенте колебаний скорости. Если пер- gp

Вое из информативных значений сигнала колебаний скорости было максимально возможным (относящимся к интервалу дискретизации диапазона измерений, соответствующему верхнему пределу диапазона), выходным сигналом первого счетчика 14 применительно к совокупности элементов на базе второго счетчика 16 непосредственно, а применительно к совокупности эле- 40 ментов на базе других счетчиков !

6 ° ., через соответствующий элемент

ИЛИ (показан элемент 27) закрывается прохождение и вывод на индикацию идентичных значений сигнала, являю- 45 шихся информативными, но не превышающих предыдущие информативные.

С другой стороны, появление каж0,îãî информативного значения, превышающего выведенное íà индикацию 50 предыдущего информативного его значения, приводит к выводу на индикацию большего. В результате по завершении измерительной процедуры автоматически определяется и выводится

55 на индикацию максимальное значение сигнала колебаний скорости, в котором лок а лизиров аны ег о з нач ения, принимаемые неинформативными ввиду неповторяемости их в десятисекундных временных интервалах. В случае, если результат измерений колебаний скорости явно превышает ожидаемое значение, что может быть обусловлено наличием хотя и повторяющихся в десятис екундном в ременном интерв але максимумов сигнала, но не характерных для процесса колебаний скорости, с помощью выходного сигнала схемы 23

I сброса через элементы И 20, 21, 22 вводится в исходное состояние устройство в целом, Формула изобретения

Способ измерения колебаний скорости носителя магнитной записи, заключающийся в последовательно осуществляемых ча с т от ной д емо дул яции си r нала и змерительной информации, частотной селекции составляющих демодулированного сигнала, обусловленных колебаниями скорости, амплитудном детектировании селектированного сигнала, определении значений сигнала текущих максимумов амплитудно-детектированного сигнала, а также отсчете результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов и упрощения процедуры измерений, осуществляют идентификацию значений максимумов сигнала по уровню путем присвоения каждому значению максимума, попадающему в один и тот же заданный интервал квантования диапазона измерений колебаний скорости, характерного для этого интервала значения, запоминают каждое идентифицированное bio уровню значение максимума в течение временного интервала заданной длительности до определения первой пары из них, повторившейся в течение этого интервала, с фиксацией значения уровня этой пары в качестве информативного сигнала и выводом его на индикацию, затем запоминают идентифицированные по уровню значения максимумов сигнала, превышающие информативные знач .ния, идентифицируют их в упомянутом временном интервале с фиксацией и выводом на индикацию в качестве нового информативного значения сигнала уровня пары максимумов, повторившихся в течение указанного временного интервала, а также фиксируют в качестве результата измерений информативного значения сигнала в момент завершения измерений.

1610507

Составитель Ю. Алешин

Техред М.Дидык Корректор А 0саУленко.

Редактор М. Петрова

Заказ 3740 Тираж 479 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101