Транспонирующее устройство

 

Транспонирующее устройство содержит каналы полезного сигнала, магнитные головки, диски, зубчатую передачу и вал. Используемый в устройстве магнитоноситель выполнен, например, в виде цилиндра, перемещающегося вдоль коаксиальной оси и имеющего продольные магнитные выемки, параллельно каждой из которых установлен вращающийся вал с количеством дисков с головками воспроизведения, превосходящим вдвое число используемых каналов. При этом между указанными дисками помещены другие диски с головками записи. Перемещение носителя в осевом направлении осуществлено при помощи, например, электромагнита. Технический результат - упрощение устройства и возможность строить многоканальные системы вплоть до 40 и более каналов при сохранении синфазности записи и воспроизведении. 1 ил.

Изобретение относится к технике транспонирования спектров электрических сигналов, использующих магнитную запись и воспроизведение на различных скоростях, и может найти применение во вновь разрабатываемых гидроакустических станциях и в других областях техники. Известны устройства для транспонирования спектров электрических сигналов, общим характерным признаком которых является запись и воспроизведение сигналов на магнитоносителе при различных скоростях (см. например, патент США, класс 324-17, №3021479 от 13.02.62, патент США №3015810, кл. 340÷174 от 2.01.62, авт. свид. СССР №187108, кл. 21а ⁴, 71, авт. свид. №233243. Известные технические решения распределяются в основном по двум группам. К первой группе относятся устройства, работающие по т.н. стартстопному режиму, ко второй - устройства, работающие при записывающих и воспроизводящих магнитных головках, расположенных с различных сторон магнитоносителя. Однако как первая группа устройств, так и вторая имеют серьезные недостатки. Так, например, стартстопный режим требует резкого изменения скоростей вращения магнитоносителя и необходимость установки двух-трех транспонирующих устройств для получения непрерывного транспонирования.

Вторая группа устройств имеет низкое отношение сигнал/шум, низкую разрешающую способность, сильные помехи при воспроизведении за счет действия магнитного поля стирающих головок и, по существу, еще не нашла своего реального воплощения.

В изобретении по авт. свид. №233243 предложено транспонирующее устройство, обеспечивающее запись и воспроизведение сигналов с одной и той же стороны магнитоносителя без изменения его скорости за счет перемещения магнитоносителя вдоль его продольной оси и получения двух фиксированных положений - записи и воспроизведения. Хотя это устройство имеет преимущества перед другими, однако оно не обеспечивает непрерывности и многоканальности транспонирования.

В известных изобретениях предложено транспонирующее устройство, исключающее недостатки известных транспонирующих устройств.

Принцип действия устройства по указанным заявкам заключается в использовании магнитоносителя, выполненного в виде геометрической фигуры цилиндрической формы из немагнитного материала с полукруглой вышкой со стороны ее внешней цилиндрической поверхности, имеющей тонкостенное ферромагнитное покрытие, и вращающиеся относительно поверхности выемки магнитные головки, оси вращения которых перпендикулярны оси вращения магнитоносителя. Каждый транспонирующий канал содержит два вращающихся с различными скоростями диска, на одном из которых расположены по две параллельно включенных головки стирания и записи, соответственно сдвинутые между собой по углу на 180° и по ширине диска на расстояние, равное шагу магнитных дорожек. На втором диске размещены точно так же расположенные головки воспроизведения. Плоскости вращения дисков с магнитными головками совпадают с осью вращения магнитоносителя, находящегося во время записи-воспроизведения в фиксированном неподвижном положении и перемещающегося скачкообразно в другое фиксированное положение по окончании записи двух параллельных строк на угол, равный угловому расстоянию между плоскостями вращения головок записи и воспроизведения.

Описанное устройство, которое служит прототипом настоящей заявки, обеспечивает непрерывное транспонирование по нескольким независимым каналам с сохранением плотности записи и отношения сигнал/шум, как и при использовании обычного магнитного барабана.

Такое устройство наиболее целесообразно использовать при необходимости получения транспонирования электрических сигналов с различными коэффициентами транспонирования по отдельным каналам при не очень большом их числе (4, 8, 16).

Однако вновь разрабатываемая гидроакустическая техника выдвигает новые задачи. Так, например, число требуемых каналов непрерывно растет. Кроме того, обязательным условием при многоканальной системе является условие обеспечения синфазности записи и воспроизведения по каналам.

Предлагаемое транспонирующее устройство, обеспечивая основные преимущества известного (прототипа), кроме того, позволяет строить многоканальные системы вплоть до 40 и более каналов, при сохранении синфазности записи и воспроизведения и упрощении устройства.

Конструкция предлагаемого устройства приведена на чертеже. Магнитоноситель 1 выполнен в виде цилиндра (или параллелепипеда), имеющего с наружной стороны параллельно-продольной оси одну или несколько полукруглых выемок, поверхность которых покрыта ферромагнитным слоем. Вплотную к выемке с небольшим воздушным зазором прилегают диски 2 с расположенными на них магнитными головками записи 3 и воспроизведения 4. Каждый транспонирующий канал содержит по три диска с расположенными на их образующих магнитными головками. На двух крайних дисках расположены по две запараллеленных головок воспроизведения, сдвинутых соответственно по углу на 180° и по ширине диска - на расстоянии, равном одному шагу магнитных дорожек. На среднем диске размещены по две точно так же расположенных головок стирания и записи. Все диски с головками укреплены на полом валу 5 соосно с электродвигателем 6. Диски с головками записи свободно вращаются на том же валу и приводятся в движение электродвигателем 7 через зубчатую передачу 8.

Магнитоноситель укреплен на валу 9, нижнее положение которого фиксируется подшипниками скольжения 10.

В верхней части устройства расположен электромагнит со сквозным центральным отверстием, в котором расположена противодействующая пружина 12 и через которое проходит верхняя часть вала, фиксируемая верхним подшипником скольжения 13 с укрепленным на нем якорем 14.

Все диски с головками записи снабжены отдельными токосъемными устройствами 15, а отводы головок воспроизведения 16 через полый вал 5 подведены к общему выходному токосъему (расположен вместе с электродвигателем 6).

Вся конструкция крепится на верхней 17 и нижней 18 основаниях, скрепленных четырьмя стойками 19 с фиксаторами (шпонками) 20, и закрыта кожухом 21.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Расположенные на средних дисках каждого транспонирующего канала две запараллеленных головки 3, вращаясь с заданной скоростью электродвигателем 6, за один оборот производят поочередную двухстрочную запись сигналов (стирание всегда производится с опережением по отношению к записи).

После окончания записи синхронизирующее устройство включает электромагнит, который переводит магнитоноситель с нижнего в верхнее фиксированное положение. При этом быстро вращающиеся головки 4 воспроизведения, расположенные на нижних дисках каналов, оказываясь над дорожками записи, многократно, с заданным коэффициентом транспонирования, воспроизводят записанную информацию. В это же время магнитные головки записи 3 продолжают записывать очередную порцию информации на дорожках, находящихся ниже уже использованных дорожек.

С целью уменьшения потери информации при переводе магнитоносителя из одного устойчивого состояния в другое может быть применена комбинированная стирающая-записывающая головка.

После окончания второго периода записи электромагнит выключается и магнитоноситель переводится в нижнее устойчивое положение, а воспроизводящие головки верхних дисков канала воспроизводят информацию, записанную во втором периоде (в верхнем устойчивом положении магнитоносителя). При этом процесс записи в нижнем устойчивом положении начинает повторяться.

В транспонирующем устройстве, показанном на чертеже, синфазность записи и воспроизведение обеспечивается в пределах каждого отдельного ряда магнитных головок, для которого может быть принят свой коэффициент транспонирования.

В случае необходимости получения общего единого коэффициента транспонирования с обеспечением синфазности по всем транспонирующим каналам должны быть применены общие электродвигатели для одновременного вращения головок записи и воспроизведения во всех рядах.

Применение предлагаемого устройства позволит получить большую экономию в габаритах и весах.

Так, например, в гидролокационной станции в настоящее время используется при старт-стопном режиме для получения 25 транспонирующих каналов 3 магнитных барабанов и 6 стоек электронной аппаратуры. Все это может быть заменено одним транспонирующим устройством, выполненным по предложенной конструкции с двумя магнитными выемками (двумя рядами головок) и двумя стойками электронной аппаратуры).

Устройство требует высокой точности изготовления и стыковки узлов, которая при современном уровне техники не должна составить особых трудностей.

Формула изобретения

Транспонирующее устройство, содержащее каналы полезного сигнала, магнитные головки, диски, зубчатую передачу и вал, отличающееся тем, что, с целью повышения синфазности обрабатываемых сигналов и упрощения схемы, используемый в устройстве магнитоноситель выполнен, например, в виде цилиндра, перемещающегося вдоль коаксиальной оси, и имеющего продольные магнитные выемки, параллельно каждой из которых установлен вращающийся вал с количеством дисков с головками воспроизведения, превосходящим вдвое число используемых каналов, при этом между указанными дисками помещены другие диски с головками записи, а перемещение носителя в осевом направлении осуществлено при помощи, например, электромагнита.

РИСУНКИ