Способ определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи и устройство для его осуществления
Изобретение относится к магнитной записи и воспроизведению аналоговых гармонических и вибрационных сигналов , позволяет повысить точность результата воспроизведения с носит - ля магнитной записи без увеличения динамического диапазона регистрирующего устройства. В устройстве после усиления воспроизводимого сигнала с помощью двух пороговых элементов и элемента ИЛИ формируют первый вспомогательный сигнал. С помощью двух измерителей временных интервалов, двух делителе напряжений и формирователя импульсов формируют второй вспомогательный сигнал. С помощью двух блоков памяти, делителя и умножителя напряжений формируют третий вспомогательный сигнал, из которого с помощью двух блоков памяти и умножителя напряжений формируют выходной сигнал. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
og)SU ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ fXHT СССР М A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689061/10 (22) 04. 05.89 (46) 15. 01. 91 . Вюл. Р 2 (72) А.П.Мороз (53) 681.84.001.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1026 157, кл. G 11 В 5/02,. 1982. Авторское свидетельство СССР И - 1476531, кл. G 11 В 27/34, 1988 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ РЕЗУЛЬТАТА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОИ ЗАПИСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к магнитной записи и воспроизведению аналоговых гармонических и вибрационных сигналов, позволяет повысить точность Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам и устройствам для опредЕления дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи при воспроизведении аналоговых гармонических или стационарных вибрационных (гауссовских) сигналов, в том числе подвергшихся при регистрации нелинейным искажениям типа двухсторонних ограничений. Целью изобретения. является повьпиение точности, На фиг. 1 представлены временные диаграммы; на фиг. 2 — графики плотности вероятности -текущих значений аналогового воспроизводимого нелинейно искаженного сигнала, поясняющие способ; на фнг. 3 — функциональная схема устройства. результата воспроизведения с носит ..— ля магнитной записи без увеличения динамического диапазона регистрирующего устройства. В устройстве после усиления воспроизводимого сигнала с поиощью двух пороговых элементов и элемента ИЛИ формируют первый вспомогательный сигнал. С помощью двух измерителей временных интервалов, двух делителей напряжений и формирователя импульсов формируют второй вспомогательный сигнал. С помощью двух блоков памяти, делителя и умножителя напряжений формируют третий вспомогательный сигнал, из которого с помощью двух блоков памяти и умножителя напряжений формируют выходной сигнал . 2 з.н. ф — лы, 3 ил, Способ включает следующие операции (фиг. 1 и 2). Магнитный носитель транспортируют о".посительно головки воспроизведения, в результате чего на ее выходе появляется информационный сигнал (фиг. 1а). Этот воспроизведенный сигнал усиливают, при этом удаляют из него постоянную составляЮщую (фиг. 1б)..Формируют два пороговых сигнала противоположной полярности со значением амплитуды g (фиг. 1б). Сравнивают значения усиленного информационного сигнала со значениями b, и - g сформированных пороговых сигналов. По результатам сравнения (фиг.1в, г) формируют. первый вспомогателыый сигнал (6иг. 1д) a a e импульсного напряжения с постоянной амплитудой импульсов. Значения первого вспомога1621082 тельного сигнала устанавливают равным кулк1 на тех временных интервалах, где текущие значения усиленного выходного информационного сигнала (фиг. 1б) по модулю превышают амплитуду Д порого5 вых сигналов. На остальных временных интервалах значения амплитуды А первого вспомогательного сигнала устанавливают отличным от нуля (фиг. 1д). Формируют второй вспомогательный сигнал, амплитуду А» которого устанавливают равной отношению длительностей временного интервала Т к сумме длительностей временных интервалов 15 t; (фиг. 1д), на которых за время измерения Т значение амплитуды первого вспомогательного сигнала отлично от нуля. В результате получаем А = Т/:Е ; ° Формируют третий вспомогательный. сигнал, амплитуду А> которого устанавливают равной произведению удвоенного значения амплитуды пороговых сигналов и амплитуды второго вспомогательного 25 сигнапа, так что А» = 2 4 А или А» 2bT+t;. Уменьшают амплитуду А третьего вспомогательного сигнала в заданное число раз, после чего возводят уменьшенное значение в квадрат и используют в качестве выходного сигнала (фиг. 1ж). Кроме того, при определении дисперсии гауссовского информационного сигнала амплитуду А» третьего вспомогательного сигнала уменьшают в К q2» 35 раз, где К вЂ” коэффициент усиления выходного сигнала магнитной головки. При этом выходной сигнал имеет следующую величину амплитуды U 2 4 ° Т ()2 ,» 1:; К ° 2» Аналогично для гармонического информационного сигнала амплитуду А третьего вспомогательного сигнала уменьшают в К 2< » pan, в результате чего выходной сигнал имеет следующее значение амплитуды 0 вы„е 2 b, Т U (— — — — — — ) ЬМ,с .е;К -Г2 Кроме того, при формировании пороговых сигнапов из значения Д перваначально устанавливают .равным нулю, Затем начинают ув еличив ать ег о до момента появления значения амплитуды выходного сигнала, отличного от максимально возможного значения. Это соответствует тому, что значение, й; ф О. Область допустимых значений дальнейшего увеличения амплитуды Д пороговых сигналов выбирают так, чтобы амплитуда выходного сигнала оставалась неизменной при увеличении амплитуды пороговых сигналов, Это соответствует интервалу (-Д, Д) под кривой плотности вероятности I (Õ) (фиг..2), для которого зависимость площади под кривой Р(Х) от значения амппитуды Д пороговых сигналов име ет практически линейный характер. В этом случае реализуется потенциально возможная точность измерений. Длительность Т интервала измерений выбирают исходя иэ конкретных условий реализации способа с учетом требований к погрешности измерений. Устройство определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи (фиг. 3) содержит два пороговых элемента 1 и ?, усилитель 3 воспроизведения, воспроизводящую магнитную головку 4, два измерителя 5 и 6 временных интервалов, три . делителя 7-9 напряжений, два умножителя 10 и 11 напряжений, элемент ИЛИ ! 2 формирователь 13 импульсов и четыре блока 14-17 памяти. При этом ! вход первого 1 и вход второго 2 пороговых элементов соединены с выходам усилителя 3. Вход последнего соединен .с выходом головки 4 воспроизведения. Выход порогового элемента 1 и выход порогового элемента 2 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 12. ,Выхсд формирователя 13 импульсов соединен с входом делителя 8 напряжений и с первым .входом измерителя 5 временных интервалов, Выход элемента ИЛИ 12 соединен с вторым входом измерителя 5 временных ийтервалов. Выход измерителя 5 временных интервалов соединен с первым входом делителя 7 напряжений, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 временных интервалов..Вход последнего соединен с выходом делителя 8 напряжений и с третьим входом измерителя 5 временных . интервалов. Выход делителя 7 напряжений соединен с первым входом умножителя 10, второй вход которого соединен с выходом делителя 9 напряжений. Первый и второй входы делителя 9 напряжений соединены соответственно с 21.08 2 5 16 выходом блока 14 памяти и с выходом блока 15 памяти. Выход умножителя 10 соединен с входом блока 16 памяти и с входом блока 17 .памяти. Первый и второй входы умножителя 11 соединены соответственно с выходом блока 16 памяти и с выходом блока 17 памяти. Вход блока 14 памяти является перным управляющим входом устройства. Вход блока 15 памяти соединен с управляющим входом порогового элемента 1, с управляющим входом порогового элемента 2 и является вторым управляющим входом устроиства. Управляющий вход делителя 8 напряжений является третьим управляющим входом устройства. Выход умножителя 11- является выходом устройства. Устройство функционирует следующим образом, Результат записи аналогового сигнала, например сигналов вибрационных процессов вращающихся механизмов,воспроизводится при транспортировании магнитного носителя относительно головки 4 воспроизведения. Ila ее выходе возникает сигнал, текущие значения которого пропорциональны соответствующим значениям регистрировавшихся сигналов (при отсутствии нелинейных искажений). При наличии нелинейных искажений (фиг ° 1а, 2) амплитуда информационного сигнала на выходе головки. 4 воспроизведения соответствует верхнему значению динамического диапазона Д регистрируемых сигналов. Результат воспроизведения усиливают в К раз в усилителе 3, удаляя при этом постоянную составляющую (фиг. 1б). Пороговыми элементами 1 и 2 формируют пороговые сигналы со значениями напряжения А и — Д соответственно, и сравнивают с ними текущие значения выходного сигнала усилителя 3. Если положительные значения выходного сигнала усилителя 3 не превышают величину Д, то на выходе порогового элемента 1 появляется напряжение с постоянной амплитудой (фиг. 1в). Аналогичное напряжение (фиг. 1г) появляется на выходе порогового элемента 2 на временных интервалах, на которых модуль текущих отрицательных значений выходного напряжения усилителя 3 не превышает порогового значения . Элементом ИЛИ 12 объединяются поступающие на его вход сигналы и формируется-первый вдяомогательный сигнал (фиг. 1д), амаплитуда импульсов которого постоянна и отлична от нуля на временных интервалах, на которых модуль текущих значений выходного напряжения усилителя 3 не превышает порогового значения Д . Формирователь 13 импульсов формирует импульсный сигнал, представляющий со-. бой счетные импульсы при измерении в измерителе 5 суммы длительностей временных интервалов, на которых амплитуда выходного сигнала элемента ИЛИ 12 отлична от нуля. Делителем 8 напряжений частота следования импульсов с формирователя 13 понижается в необходимое количество раз. В результате на выходе делителя 8 период Т следования импульсов (фиг. 1е) определяет длительность времени отдельйого изме20 рения дисперсии. Измерителем 6 измеряется длительность Т этих интервалов. При поступлении сигнала с выхода делителя 8 напряжений на третий вход измерителя 5 временных интервалов 25 его показания считываются на первый вход делителя 7, после чего начинается новый цикл измерения. Делителем 7 напряжений формируется второй вспомогательный сигнал в виде отношения значения выходного сигнала измерителя 6 к значснию выходного сигнала измерителя 5 так что Л = TfZt . Делителем 9 формируется отношение значений напряжений, записанных в бло35 ках 14 и 15 памяти. Величина напряжения блока 14 имеет значение К 2 я для случая измерения дисперсии гауссовских и К « 2 7 — для случая измерения дисперсии гармонических сигналов. Выходное напряжение блока 15 по величине равно удвоенному значению чорогоного напряжения, т,е, 2Д. Выходное напряжение делителя 9 равно отношению его выходных напряжений, а именно 2Д/К 12 — при измерении дисперсии гауссовского сигнала и 2Д/К 2
50 вспомогательный сигнал с амплитудой 2 Th — -- — -- — — — при воспроизведении с Kt; К - 2Г( магнитного носителя гауссовских и 2-Т Й вЂ” — — — — -- — при воспроизведении 55 Х К Г27 гармонических сигналов. Выходной сигнал умножителя 10 переписывают в блоки 16 и 17 памяти и перемножают в ум1б21082 ножителе 11. Выходной сигнал блока 11 является выходным сигналом устройства (фиг. 1ж). Оператор через первый управляющий вхоД устройства может устанавливать . 5 необходимое значение напряжения, записываемого в блок 14 памяти. Через второй управляющий вход устройства оператор может изменять при необходи- 10 мости величину Д порогового напряжения в блоке 15 памяти и одновременно в пороговых элементах 1 и 2. Через третий управляющий вход оператор мо жет устанавливать в блоке 8 необхади- 15 мае значение длительности Т интервала измерения. При этом величину порогового сигнала Ь изменяют от нулевого значения в сторону увеличения до момента появления на выходе устройства измерения, отличающегося ат максимально возможного. Формула из oбpeт ения 1. Способ определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи, заключающийся в усилении выходного информационного сигнала магнитной головки, формирова- 30 нии двух пороговых сигналов равной амплитуды и противоположной полярнастн, сравнении усиленного информационного сигнала с пороговыми сигналами, а также s формировании трех вспомогательных сигналов, о т л и ч а ю— 35 шийся тем, что, с целью повыше. ния тоЧности, IIppBblH вспомогательный сигнал формируют с заданным значением на временных интервалах, на которых текущие значения усиленного информационного сигнала по модулю не превышают амплитуды пороговых сигналов, и устанавливают вспомогательный .сигнал нулевого значения в противном случае, „ амплитуду второго вспомогательного сигнала устанавливают равной отношению длительности временного интервала измерения к сумме измеренных длитель.ностей временных интервалов, на кото50 рых значения амплитуды первого вспомогательного сигнала отличны ат нуля, амплитуду третьего вспомогательного сигнала устанавливают равной произведению удвоенного значения амплитуды пороговых сигналов и амплитуды второ55 го вспомогательного сигнала, уменьшают амплитуду третьего вспомогательного сигнала на з; данную величину и из полученного сигнала при его возведении в квацрат формируют выходной сигнал. 2, Способ па п.1, а т л и ч а ю— шийся тем, чта амплитуду третьего вспомогательного сигнала уменьшают в К <2 7ц или К 42а раз при определении дисперсии гауссовского или гармонического сигналов воспроизведения соответственно, где К - коэффициент усиления сигнала при воспроизведении. 3. Устройство для определения дисперсии результата воспроизведения с носителя магнитной записи, содержащее два пороговых элемента, последовательно соединенные воспроизводящую магнитную головку и усилитель воспроизведения, выходом подключенный к входам двух пороговых элементов, три делителя напряжений, два умнажителя напряжений, элемент ИЛИ, два измерителя временных интервалов и формирователь импульсов, выходом подключенный через первый измеритель временных интервалов с одним входом первого усилителя напряжений, другой вхац которого подключен к выходу второго измерителя временных интервалов, а т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения точности и быстроцействия, введены четыре блока памяти, при этом выходы двух пороговых элементов соединены через элемент ИЗМ с вторым входом первого измерителя временных интервалов, выход формирователя импульсов соединен через второй деЛитель напряжений с вторым входом второго и третьим дополнительным входом первого измерителей временных интервалов, выходы первого и третьего делителей напряжений поцключены через первый умножитель напряжений к входам первого и второго блоков памяти, выходы которых соединены через второй умножитель напряжения с выходной шиной устройства, два входа третьего делителя напряжений подключены к выходам третьего и четвертого блоков памяти, входы которых являются соответственно первым и вторым управляющими входами устройства, управляющий вход второго делителя напряжений является третьим управлякицим входом устройства, а второй управляющий вход устройства подключен к дополнительным управляющим входам пороговых элементов 1621082 1621082 Составитель Ю.Алепин Редактор Е.Копча Техред А.Кравчук Корректор Т.Малец Заказ 4250 Тираж.. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ° 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
