Способ цифровой магнитной записи многоразрядного кода

 

Изобретение относится к технике магнитной записи, а точнее к накоплению информации в технике записи или передачи информации, и может быть использовано в системах записи и передачи многоразрядной цифровой информации. Способ заключается в том, что формируют интервалы времени самосинхронизирующейся последовательности и записывают ее на одну дорожку магнитного носителя. Цифровой многоразрядный код группируют в блоки из двух слов, одно из которых инвертируют. Адаптивно формируют по длительности n + 1 интервал времени из комбинаций одноименных разрядов двух слов, причем n равно числу разрядов в слове, а сумма длительностей n + 1 интервалов времени равна двум тактовым интервалам слов. При различных комбинациях разрядов формируют интервалы времени с длительностью, заданной определенными соотношениями. Технический результат заключается в помехоустойчивости в процессе накопления и передачи информации в технике магнитной записи. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике магнитной записи, а точнее к накоплению информации в технике записи или передачи информации, и может быть использовано в системах записи и передачи многоразрядной цифровой информации.

Известен способ записи на магнитный носитель информации [1] в виде последовательного двоичного многоразрядного кода, заключающийся в том, что приходящие информационные слова группируют в пары, из которых формируют новую последовательность слов, в которых нечетные биты взяты из первого приходящего слова, а четные биты взяты из второго слова, при этом биты второго слова инвертированы. Из сформированной последовательности сложением по модулю два с сигналом поделенной тактовой частоты формируют сигнал типа БВН, смену полярности в котором производят в нечетных тактах при наличии в нечетных битах "единицы", а в четных битах при отсутствии "единицы". Этот способ обладает теми же недостатками, что и код БВН, подробно рассмотренный в литературе [3].

Известен так же способ многоканальной цифровой магнитной записи [2] путем формирования по длительности импульсов самосинхронизирующейся информационной последовательности и записи каждого канала на одну дорожку носителя записи, позволяющий повысить плотность записи вследствие организации самосинхронизирующих информационных последовательностей для каждого канала записи.

Однако плотность записи при использовании этого способа недостаточно высока, при этом необходимо также использовать широкий носитель записи, что приводит к значительному переносу дорожек записи.

Задачей изобретения является повышение продольной плотности записи цифровой информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода, и повышение помехоустойчивости самосихронизирующейся последовательности записанного сигнала.

Для достижения названного технического результата предлагается способ цифровой магнитной записи многоразрядного кода путем формирования интервалов времени самосинхронизирующейся последовательности и записи ее на одну дорожку магнитного носителя. Особенностью предлагаемого способа является то, что цифровой многоразрядный код группируют в блоки из двух слов, одно из которых инвертируют, адаптивно формируют по длительности n +1 интервал времени из комбинаций одноименных разрядов двух слов, причем n равно числу разрядов в слове, а сумма длительностей n + 1 интервалов времени равна двум тактовым интервалам слов. При комбинации разрядов ноль - ноль формируют интервал времени длительностью T₁ = в T_o, при комбинации ноль - единица - T₂ = (b + c) T_o, при комбинации единица - ноль - T₃=(b + 2c)T_o, при комбинации единица - единица - T₄ = (b + 3c) T_o, где в целое число ≥ 2, c - целое число ≥ 1, T_o - период опорной частоты F_o, F_o = а F_т, где a целое число > 2 (n + 1), F_т - тактовая частота слов.

Введение n + 1 интервала позволяет надежно разделить пары слов и иметь в записываемом сигнале стабильную информацию о тактовой частоте, непосредственно однозначно связанную с сигналом информации.

При соблюдении поставленных условий интервал времени длительностью T (n + 1) больше наибольшего из интервалов в подавляющем большинстве сочетаний слов, а следовательно, записывается и воспроизводится в наилучших условиях и меньше подвержен помехам.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены соответственно функциональные схемы кодирующего и декодирующего устройства для реализации предлагаемого способа. На фиг. 3 приведены временные диаграммы сигналов: 3а - диаграмма входных сигналов A; 3б - диаграмма тактовой частоты F_т; 3в - диаграмма опорной частоты F_o; 3г - диаграмма импульсов записи F_т/2н - нечетных слов 3д - диаграмма импульсов записи F_т/2ч - четных слов 3е - диаграмма выходного сигнала кодирующего устройства (входного сигнала декодирующего устройства) 3ж - диаграмма импульсов частоты F_т/4 3з - диаграмма выходного сигнала Кодирующее устройство (фиг. 1) состоит из соединенных определенным образом между собой регистра 1 памяти нечетного слова, регистра 2 памяти четного слова, синхронизатора 3, регистров 4 сдвига, шифратора 5, преобразователя 6, формирователя 7 двухполярного сигнала, формирователя 8 сигналов установки режимов, фазового детектора 9, управляемого генератора 10, делителя 11, прерывателя 12.

Декодирующее устройство (фиг. 2) состоит из удвоителя 13, счетчиков 14, 15 длительности интервалов, определителей 16, 17 n + 1 -ного интервала, дешифраторов 18, 19, мультиплексора 20, регистра 21 нечетного слова, регистра 22 четного слова, формирователя 23 импульсов частоты F_т/4, фазового детектора 24, управляемого генератора 25, ОЗУ 26 нечетного слова, ОЗУ 27 четного слова, мультиплексора 28 выходного сигнала, делителя 29 опорной частоты.

Способ реализуется следующим образом.

Информационный сигнал (фиг. 1, фиг. 3а) в виде многоразрядного двоичного кода поступает на входы регистров 1 и 2. Синхронизация регистров 1 и 2 осуществляется сигналами с половинной тактовой частотой 1/2 (F_тH) и 1/2 (F + r) (фиг. 3г и 3д) сформированных синхронизатором 3 из внешнего сигнала тактовой частоты слов (фиг. 3б). Сигналы 1/2 (F_тH), 1/2 (F_тr) сформированы таким образом, что своими спадами совпадают с серединами импульсов бит приходящей информации. По фронтам импульсов 1/2 (F_тr) проводится перезапись сигналов из регистров 1 и 2 в регистры 4 сдвига, причем на перезапись берутся инвертированные биты одного из слов, а другого неинвертированные биты. Импульсом 1/2 (F_тr) длительностью не более F_o (фиг. 3ж) снимается блокировка прохождения сигналов F_o на преобразователь 6 формирования длительности интервалов.

Поступившие с регистров 4 сигналы двух бит первого разряда из первого и второго слова через шифратор 5 записываются в память преобразователя 6 по спаду первого импульса F_o. Следующими импульсами F_o состояние преобразователя 6 изменяется до тех пор, пока на его выходе не появится сигнал переноса. Сигналом переноса проводится перемещение информации в регистрах 4 и на их выходах появляются пара бит вторых разрядов первого и второго слова. Сигнал переноса с выхода преобразователя 6 поступает на формирователь 7 и меняет полярность выходного сигнала A, поступающего на запись. Одновременно сигнал переноса поступает на формирователь 8. Сигналом с формирователя 8 на преобразователе 6 устанавливается режим записи. Сигнал с регистров 4 через шифратор 5 поступает на входы преобразователя 6. По первому импульсу F_o в преобразователь 6 записывается код второй пары бит и одновременно снимается сигнал переноса и устанавливается режим счета. По окончании счета вновь формируется импульс переноса и так далее до n-ного разряда включительно.

Таким образом формируется n интервалов времени, суммарное время которых меньше 5 nTo и боле 2 nTo. Таким образом, на n+1-ный интервал остается время от (2T-5nTo) до (2T-2nTo) для варианта, когда T₁ = 2To. В таблице 1 (см. ниже) даны соотношения между формируемыми интервалами времени для четырех вариантов опорной частоты. По окончании n-ного разряда прерывается прохождение импульсов F_o на преобразователь 6. Таким образом формируется начало n+1-ого интервала времени. В момент времени, когда не прерыватель 12 приходит импульс полутактовой частоты из синхронизатора 3, открывается цепь для прохождение сигнала F_o на преобразователь 6 и формируется окончание n+1-ного интервала. Импульсом полутактовой частоты длительностью 1/2 T_o из прерывателя 12 производятся установка его в режиме записи. По первому импульсу синхронизации в преобразователь записывается информация первых бит следующей пары слов и т.д.

Опорная частота с выхода генератора 10 одновременно поступает на делитель 11. С выхода делителя 11 поделенный сигнал до частоты 1/4 F_т поступает на второй вход фазового детектора 9. Таким образом F_o привязывается по фазе к входной тактовой частоте.

В табл. 1 (см. в конце описания) показаны отношения интервалов времени T₁, T₂, T₃, T₄ к опорной частоте для четырех значений опорной частоты.

Сигналы (фиг. 2), считанные с магнитной ленты с парафазного выхода усилителя воспроизведения, поступают на входы счетчиков 14, 15, а также на удвоитель 13 частоты и определители 16, 17 n+1-ного интервала. При сигнале A, с полярностью, устанавливающей на счетчике 14 нулевое состояние выходов, на счетчике 15 идет счет, так как на вход R его приходит нулевой потенциал. На выходах счетчика 15 формируется многоразрядный код соответствующей длительности интервала за счет подсчета импульсов опорной частоты F_o, приходящей с управляемого генератора 25. Шифрованный сигнал поступает на входы дешифратора 18 и определителя 17 n + 1-ного импульса. Дешифрованный сигнал через мультиплексор 20 поступает на регистры 21 и 22 и записывается в них по приходе коротких импульсов, поступающих с выхода удвоителя 13 частоты на входы синхронизации регистров 21 и 22. Срезами n + 1 интервала с выходов определителей 16 и 17 управляется формирователь 23 меандрового сигнала частотой 1/4 F_т (фиг. 3ж). Меандровый сигнал поступает на вход фазового детектора 24, с выхода которого управляющий сигнал поступает на вход управляемого генератора 25. Опорная частота с выхода управляемого генератора 25 поступает на делитель 29. С одного из выходов усилителя 29 сигнал меандровой формы частотой 1/4 F_т поступает на второй вход фазового детектора 29. Таким образом сигнал F_o привязывается по фазе и частоте к сигналу с ленты. Делителем 29 частоты формируется сигнал частоты 1/2 F_т фиг. 3г, который поступает на синхронизирующие входы ОЗУ 26 и 27, по его фронту производится перезапись накопленной в регистрах 21 и 22 информации. На мультиплексор 28 поступают сигналы с ОЗУ 26 и 27, причем с одного из ОЗУ сигнал поступает инвертированный. Мультиплексор 28 пропускает на выход сигналы то с одного ОЗУ, то с другого за счет поступления на коммутирующий вход сигнала 1/2 F_т. (фиг. 3з).

Способ позволяет более чем в два раза повысить плотность записи по отношению к прототипу за счет того, что n+1 интервал приходится на время в 2T, а в прототипе на это время приходится 2n интервалов. При отношениях минимального интервала T1 к интервалу опорной частоты в 4 или 5 выигрыш увеличивается соответственно в 1,14 раза или 1,25 раза (см. табл. 1).

Литература
1. Авторское свидетельство СССР N 1190402, кл G 11 B 5/09
2. Авторское свидетельство СССР N 1053148, кл G 11 B 5/09
3. Гитлиц М.В. Магнитная запись сигналов. М. Радио и связь, 1990.

Формула изобретения

Способ цифровой магнитной записи многоразрядного кода путем формирования интервалов времени самосинхронизирующейся последовательности и записи ее на одну дорожку магнитного носителя, отличающийся тем, что цифровой многоразрядный код группируют в блоки из двух слов, одно из которых инвертируют, адаптивно формируют по длительности n + 1 интервал времени из комбинаций одноименных разрядов двух слов, причем n равно числу разрядов в слове, а сумма длительностей n + 1 интервалов времени равна двум тактовым интервалам слов, причем при комбинации разрядов ноль - ноль формируют интервал времени длительностью Т₁ = bТ₀, при комбинации - ноль - единица -Т₂ = (b+с) Т₀, при комбинации единица - ноль - Т₃ = (b+2с)Т₀, при комбинации единица - единица -Т₄ = (b+3с)Т₀, где b - целое число ≥2; с - целое число ≥ 1; Т₀ - период опорной частоты F₀, F₀ = аF_т, где а - целое число >2(n+1); F_т - тактовая частота слов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4