Способ компенсации амплитудных искажений при воспроизведении частотно-модулированного сигнала

 

В. М. Лексин, С. Д. Майоров и 8. Н. Сорокин асов д;,fthm Т «Г,-ДО»

1 .ф

Т,...,„",.;;;-...-,, (72) Авторы изобретеняя (7l) Заявнтель!

f у

1

1 (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ АМПЛИТУДНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ ЧАСТОТНЭ"

МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к приборостроению, а именно к способам компенсации амплитудных искажений при воспроизведении частотно-модулированного сигнала, вызванных нестабильностью скорости движения магнитного носителя, и может быть использовано в многоскоростных аппаратах точной магнит" ной записи.

Известен способ компенсации влив- щ ния нестабильности скорости носителя при передаче частотно-модулированного сигнала через тракт магнитной записи, предусматривающий использование сигналов информационного и опорного ка- 1 г налов, формирование и демодуляцию сигнала информационного канала диодным интегратором, выход которого зашунтирован электронной лампой. Причем кру" тизной демодуляционной характеристики диодного интегратора управляет сиг- нал ошибки с выхода демодулятора сигнала опорного канала 1).

Данный способ позволяет уменьшить величину .ошибки сигнала информационного канала до величины порядка квад" рата коэффициента нестабильности скорости движения носителя, однако этот способ требует идентичности фазовых характеристик информационного и опорного каналов в широкой полосе частот, и, как следствие, недостаточно компенсирует высокочастотные колебания ско" рости движения носителя ° Величина ошибки информационного канала, ском" пенсированной по данному способу, не удовлетворяет- требованиям, предьявляемым к современной аппаратуре точной магнитной записи.

Известен также способ компенсации амплитудных искажений, вызванных колебанием скорости магнитного носителя при воспроизведении частотно-модули1 рованных сигналов, по которому имеются сигналы информационного и опорного каналов, записанные на общий магнит3 96674 ный носитель, которые усиливают, формируют и демодулируют, а затем из сигнала информационного канала вычитают сигнал ошибки опорного канала (21.

Этот способ прост в практической реализации, а благодаря тому, что сигналы опорного и информационного каналов обрабатывают идентичными устройствами, они имеют близкие фаэовые характеристики и, следовательно, более 10 широкую полосу компенсации ошибки. Однако эффективная компенсация ошибки. возможна только при передаче через тракт магнитной записи фиксированного уровня, таким образом,глубина компен- tg, сации зависит от уровня передаваемого сигнала..Демодулированный сигнал опорного канала можно представить в следующем виде:

u „=aÊ, (1+сГ()) (1) где S - крутизна демодуляционной характеристики;

f -- частота несущей;

ДЦ) < + относительная нестабильЧ ность скорости движения рз ленты.

Демодулированный сигнал информационного канала можнсйпредставить в виде:

uÄ S f, 11 |() Я 1+((t) ) (2) где h (t)=---- - относительная девиация частоты.

Тогда выходной сигнал информационного ф канала,- скомпенсированный по упомянутому способу, имеет вид 1 и дф = 1 риф -11оп — — S Q1+ (< ) ) ° ((< ) (3 )

Из выражения (3) видно, что в выходном сигнале отсутствует компонента, зависящая от 4(t) тойько в случае ((t)=0, что соответствует передаче

40 фиксированного уровня, в данном случае нулевого.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ, по которому реализовано устройство для воспроизведения частотно-модулированного сигнала, записанного на магнитном носителе, предусматривающий наличие усиленных сигналов опорного и информационного каналов, формирование сигналов опорного и информационного каналов, демодуляцию информационного канала, причем. сформированный импульсный сигнал информационного канала перед демодуляцией модулируют по длительности сигналом ошибки, полученным при демодуляции сигнала опорного канала 13 j.

4 4

Известный способ позволяет уменьшить величину ошибки на выходе,информационного канала до величины порядка квадрата относительной нестабильности скорости движения магнитного но- i сителя, однако способ имеет относите" льно высокую:величину ошибки, не удовлетворяющую требованиям к аппаратуре точной магнитной записи и возрастающую с увеличением частоты колебания скорости носителя, и высокий уровень комбинационных искажений.

Цель изобретения - повышение эффективности компенсации искажений сигнала информационного канала при неравномерностях в движении магнитного носителя при записи и воспроизведении сигнала, а также уменьшение комбинационных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, осуществляющем усиление и формирование в информационном и опорном каналах и демодуляцию (фильтром нижних частот) в информационном канале, дополнительно после формирования умножают частоту информационного сигнала, формируют в опорном канале тактовые импульсы по импульсам немодулированной частотноимпульсной последовательности опорного сигнала, заполняют тактовые импульсы импульсами модулированной частотно-импульсной последовательности с умноженной частотой- и преобразуют число последних в двоичный код и в сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией;

На фиг. 1 изображена функциональ ная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит (фиг. 1) входы информационного и опорного каналов 1 и 2, подключенные соответственно к усилителю-формирователю 3 и 4, последовательно соединенным умножителю частоты 5, схеме совпадения 6, преобразователю код - аналог 7.

Воспроизводимый информационный час,тотно-модулированный сигнал усиливают и формируют в импульсную последовательность с переменной частотой следования (фиг. 2а), а сигнал опорного канала последования и формирования имеет вид, показанный на фиг. 2б, из которого формируют тактовые импульсы, поступающие на схему совпадения, изображенные на фиг. 2д, е, импульсная по,следовательность, сформированная в информационном канале после умножения

96674 (о >< w ° Я „„ С

Т

Иэ спектра сигнала .с время-импульсной модуляцией следует .

"о о < )о« 6()= —.

Il (ч) к " о61я(д $+y)i

9-и о

» где T„- период повторения импульсов; - длительность импульсов;

Оо - амплитуда импульсов; д " временной сдвиг положения имYYI пульсов; . Q, - частота колебаний скорости.

Таким образом, отношение сигнал/помеха на выходе преобразователя коданалог можно представить в следующем виде:

Ue и е i Q o — — — 9 и ) (ф)

0п .3- 4%н

В реальных аппаратах магнитной записиЯ я Ф1, следовательно

„о, Ь„4,„9.„„

Учитывая, что ЬЧ. =Ч К, где К- относительная. нестабильность скорости дви1жения носителя, имеем яу„

"в

Ъ

При Щр= 180 10 рад/с, Q.»я = 5 10.рад/с, «Ог 0 «180 10

46 р =0,1, а=0 9» имеем 0 3 1 0 1 5И . ) no частоте в фиксированное число раэ и изображенная на фиг. 2г, поступает на схему совпадения, сигнал на выходе схемы совпадения, представленной на фиг. 2ж, э, содержит информацию об у амплитуде исходного сигнала в числе импульсов, входящих в. пачку. Амплитудно-импульсный модулированный (АИИ)сигнал, сформированный преобразователем код - аналог, изображен на фиг. 2и, 10 из которого фильтрацией выделяют ин.формационный сигнал, изображенный на фиг. 2к.

Сигналы, поступающие на входы информационного. и опорного каналов, мо- 15 дулированы по частоте по закону колебания скорости движения магнитного носителя, причем этот закон не изменяется при умножении частоты сигнала информационного канала в постоянное 20 число раэ и при формировании тактовых импульсов.

Таким образом, на входы схемы совпадения поступают два импульсных сигнала, синхронно промодулированные па-ZS разитной частотной модуляцией по закону колебания скорости движения носителя, причем сигнал информационного канала дополнительно промодулирован по частоте информационным сигналом. На выходе схемы совпадения получаются пачки импульсов, причем число импульсов в пачке пропорционально мгновенной амплитуде информационного сигнала.

Информационный сигнал выделяется иэ числа импульсов в пачке код - аналог. .Амплитуда информационного сигнала, выделяемого из АИИ сигнала, равна

4 d колебаний скорости носителя, определяется выражением что следует из рассмотрения спектра импульсов АИИ ) О о i10 " 548 90 + )4

:(6) где Т - период повторения АИМ имЙ пульсов о - длительность АИИ импульсов, Ф

О - амплитуда немодулированных о

АИИ импульсов, m — коэффициент модуляции;

sin(Kt+ f)-. модулирующая функция., Аналогично а)аплитуда сигнала помехи

SS эа счет нестабильности положения пачки, а следовательно, и амплитуда АИМ импульсов, вызванной паразитной модуляцией импульсов по частоте за счет

По сравнению с известным данный способ существенно уменьшает величину ошибки, которая в меньшей степени зависит от частоты, а также позволяет. уменьшить уровень комбинационных искажений. Для, сравнения, используя выражение (3), находим отношение сигнал/ ./помеха для базового объекта — спосо-, ба компенсации, основанного -ма вычитании ошибки, применяемого в аппаратуре SE 5000A. Имеем U„„ leaf(t)p(t)=

=u g(t)+u6 (Е) ф ) . Таким образом, О =1 d(t), учитывая, что о 0,1, име."в. ем « =10.

966744

Формула изобретения

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает улучшение отношения сигнал/помеха более, чем на порядок.

Предлагаемый способ обеспечивает эффективную компенсацию ошибки, вызванной колебаниями скорости движения носителя магнитной записи. Устройство, реализующее данный способ, отличается простотой и может быть создано с использованием цифровых интегральных ip схем.

1S

Способ компенсации амплитудных искажений при воспроизведении частотномодулированного сигнала, заключающийся в усилении и формировании опорного и информационного сигналов и демо- дуляции последнего, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации искажений, вызванных непостоянством скорости носителя, после формирования умножают частоту информационного сигнала, формируют в опорном канале тактовые импульсы по ийпульсам немодулированной частотно-импульсной последовательности опорного сигнала, заполняют тактовые импульсы импульсами модулированной частотно-импульсной последовательности с умноженной частотой и преобразуют число последних в двоичный код и в сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 117081, кл. С 11 В 5/02, опублик.

02.07 57

2. Сб. материалов научно-технической конференции "Новые методы и аппаратура для регистрации быстропеременных величин". 1964.

Гитлиц M. В. Магнитная запись сигналов. М., "Радио и, связь!, 1981, с. 132.

966744

Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иасква, N-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 7851/69

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель 9. Алешин

Редактор К. Волощук Техред З.Палий Корректор Г. Огар