Главная » Книги и журналы

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 ... 16

щих с постоянной частотой, называемой тактовой (рис. 4.1, б). В этом случае перемагничивание носителя при записи единиц будет происходить через равные промежутки времени. Записываемый ВН сигнал и^, снимаемый с выхода элемента 5, фиксируется на магнитном носителе с помощью усилителя записи в блоке 4. Состояние носителя при ВН записи показано на диаграмме U%, а ЭДС головки воспроизведения - на диаграмме f/f.

Модулятор ВП сигнала (рис. 4.1, в) отличается от модулятора ВН сигнала только схемотехническим выполнением усилителя записи в блоке 4. При ВП записи носитель намагничивается до насыщения (например,-/;.) в одном направлении, а при записи одной из двоичных единиц кратковременно перемагничивается в противоположное состояние +/;.. Форма тока записи показана на временной диаграмме U[ (рис. 4.1, г). ВП запись удобно производить магнитной головкой с встречно включенными обмотками и общей заземленной точкой и двумя усилителями записи. В отличие от ВН записи при ВП записи не требуется предварительно размагниченного носител я.

Для того чтобы сформировать РВН сигнал, в модуляторе (рис. 4.1, d) раздельно вырабатываются импульсы, соответствующие информационным единицам U (рис. 4.1, ё) и информационным нулям f/4. После этого последовательности Ug и суммируются с противоположными знаками в сумматоре 5 либо непосредственно поступают на запись в раздельные усилители записи. РВН сигнал записывается на предварительно размагниченный носитель.

Структурная схема модулятора БВН? сигнала изображена на рис. 4.1, ж, временные диаграммы ее работы - на рис. 4.1, з. Схема модулятора БВН? сигнала предельно проста, так как роль модулятора выполняет D-триггер 3. Однако для надежной работы триггера необходимо, чтобы импульсы синхропоследовательности тактовой частоты были немного задержаны относительно импульсов информации и^. При БВН? записи частота переключения тока в головке снижена в два раза по сравнению с предыдущими способами.

В модуляторе БВН} сигнала (рис. 4.1, и, к) вместо D-триггера применяется счетный триггер 4. Это приводит к тому, что при потере одного импульса при воспроизведении происходит сбой только одного разряда информации, а не всей информационной серии до очередного импульса, как в случае БВН? записи.

Среди групповых способов записи наиболее просто формируется УБВН1-2/З-З сигнал (рис. 4.1, л). Для этого предварительно вырабатывается ЧМП-0,5 сигнал (диаграмма на рис. 4.1, ж) суммированием синхропоследовательности с задержанными на время TJZ и 2TJ3 информационными импульсами Ui, т. е. элементы /-5 схемы на рис. 4.1, л представляют собой модулятор ЧМП-0,5 сигнала. Счетный триггер 6 преобразует ЧМГ 0,5 сигнал в УБР.Н|--2/3-3 сигнал f/g (см. алгоритм формирования в гл. 3).

г- ИИ

л

&

	П	п	п	п	п
					л
							<
		1/ п
п	п	п	п	п

0 ?

□

в схеме на рис. 4.1, л в качестве элемента задержки можно использовать как частотно-зависимые элементы - линии задержки, одновибраторы, так и устройства, работа которых не нарушается при изменении частоты входного сигнала - счетчики, регистры и др. Удобно также использовать кратные тактовой частоте дополнительные синхропоследовательности.

Так как алгоритмы формирования ФМ сигналов линейно связаны друг с другом, любые из них можно получить с помощью универ-

с

<СЗ]

щ

1. .а

1 [1

1 , о

..и

К

1 о

.а

JOTL

А

					т

1 f

Б -I

						п
1г	п					1г

сального модулятора (рис. 4.1, н). Для формирования ФМ? сигнала' входная информация, представленная в БВН форме f/j, от источника 1 непосредственно поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, на другом входе которого присутствует тактовый синхросигнал (рис. 4.1, о), В результате суммирования по модулю 2 на выходе элемента 3 вырабатывается ФМ? сигнал t/g. На временной диаграмме Ua тонкой линией показана форма сигнала при использовании гармонической несущей. Из диаграммы видно, что информационным нулям соответствуют посылки сигнала с нулевой начальной фазой, а единицам - посылки с начальной фазой, равной 180°.

ИИ -J

гтг1з

щ

Us и?

и, Uz

щ

U>t Us

щ

				П		П
				\Г
П	П	П	П	П	П	П
		П		П	П
	П		П
		П
	П		П
		1 П		1 fl
			П	П	П

Рис. 4.1. Структурные схемы модуляторов сигналов и временные диаграммы их работы:

а, б - ВН сигнал; в, г - ВП; а, е - РВН; ж. а - БВН?; , к - БВн|; л, л - УБВн-2/3-3 сигнала; к, о - ФМ?, OMj; п, р - ОШИМ; ИИ - источник информации

Для формирования ФМ1 сигнала из положительных фронтов синхросигнала f/a вырабатывается последовательность импульсов U, а из отрицательных фронтов - последовательность импульсов U. Импульсы стробируются на элементе И 6 информационным сигналом и далее суммируются на элементе ИЛИ 7 с импульсами U. Затем суммарный сигнал [/; преобразуется счетным триггером

8 в ФМ1 сигнал L/g, В сигнале Ug информационным нулям соответствует манипуляция фазы на 180°, а информационным единицам - отсутствие такой манипуляции. Сигналы ФМ? У и ФМ! Ug поступают на контакты переключателя 9, с помощью которого можно выби-

рать нужный тип модуляции при записи в блоке 10 магнитной за- . писи-воспроизведения.

Использование относительных способов модуляции позволяет , исключить явление обратной работы устройств, заключающееся в том, что демодулятор фиксирует символ О при передаче 1 и наоборот.

К базовым сигналам цифровой звукозаписи относятся и ОШИМ ; сигналы, обычно двухпозиционные, которые используют в системах с неравномерной скоростью движения носителя [27]. Принцип ОШИМ записи заключается во временной задержке импульсов информационных нулей на Г/З, а импульсов информационных единиц на 27/3 (рис. 4.1, п, р). Существенным недостатком ОШИМ сигнала является его невысокая информативность, не превышающая 0,33 бит/сшмвол.

2. МОДУЛЯТОРЫ СИГНАЛОВ СО СЛОЖНОЙ f

ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ I

Несмотря на относительно сложные алгоритмы формирования * УФМ сигналы можно легко получить делением на 2 счетным триг- гером частоты переходов ФМ сигналов (рис. 4.2) *. В зависимости от типа исходного ФМ сигнала и начальной фазы деления форми- руется семейство УФМ сигналов, среди которых присутствует и так

называемый код А. Миллера (рис. 4.2, диаграмма Lf). УФМ?

сигйал можно также получить из БВН? сигнала с помощью устрой-; ства, изображенного на рис. 4.3, а. Для этого удобно сформировать две последовательности синхроимпульсов U2 и U2, сдвинутые во времени друг относительно друга на TJ2 (рис. 4.3, б). Далее с помощью элемента И - ИЛИ 4 из синхроимпульсов U2 и f/f выра- ~ батывается последовательность импульсов Uкоторая счетным , триггером 5 преобразуется в записываемый УФ.М? сигнал.

Модифицированные УФМ) сигналы отлича.ются от УФМ? сигналов тем, что в них характеристические интервалы, образующиеся при передаче нулей, не бывают менее 1,5Г^. Эти сигналы содержат четыре вида временных интервалов, которые от.юсятся между собой как 1 : 1,5 : 2 : 2,5. Такая структура сигнала допускает большее поле флуктуации фронтов, соответствующих информационным единицам.

Структурная схема модулятора МУФМ? сигнала и временные . диаграммы ее работы показаны на рис. 4.3, в, с. Из входного БВН? сигнала с помощью элемента И 5 и синхроимпульсов U2 выделяются импульсы единиц (/д, которые сбрасывают в нулевое состояние триггер 4. По счетному входу этот триггер запускается задними

* Принцип деления применялся ранее для формирования УБВН[-2/3-3 сигнала (см. рис. 4.1, л).

рмсииои-ные данные Г

>-ч

ФазоВый

модилйтор

УФМ

фронтами импульсов Uf. Напряжение U, вырабатываемое триггеромперемножается на элементе И5с сигналами UnUi. Последовательность импульсов смешивается с импульсами Us, после чего преобразуется счетным триггером 7 в МУФМ? сигнал б',.

М^УФМ? сигналы получают с помощью схемы, показанной на рис. 4.3, д. В этом случае лпформационный БВН? сигнал Ui поступает на информационный вход сдвигающего регистра 5 (рис. 4.3, е). Сдвиг информации в этом регистре осуществляется с помощьк> синхронизирующей последовательности Uf тактовой частоты, подаваемой на динамический синхронизирующий вход этого регистра. На выходах регистра 5 формируются сигналы Ut и и\. повторяющие сигнал U, но задержанные относительно него на время, равное и 3TJ2 соответственно. Одновременно синхроимпульсы U2 поступают на динамический синхронизирующий вход статического регистра 4. Формируемые на выходах регистров 5, 4 сигналы являются адресными для элемента памяти 5. В качестве элемента памяти 5 рационально использовать постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Код, присутствующий на выходах регистров 5, 4, определяет адрес страницы памяти элемента 5, а сигнал U2 указывает номер ее строки. Воспроизведение информации из элемента памяти 5 осуществляется с помощью синхросерии Uf удвоенной тактовой частоты, подаваемой на его инверсный управляющий вход, т. е. в течение отрицательных полупериодов сигнала f/f. При этом на выходах 0...3 элемента памяти 5 формируются сигналы, определяющие код следующего состояния устройства. Таких состояний может быть 12. На выходах 4 и 5 элемента памяти 5 вырабатываются последовательности импульсов Ul и Ul, которые представляют собой перекодированную входную информационную последовательность L/. Причем информация, снимаемая с выхода 5, представлена в обратном коде относительно информации, получаемой на выходе 4. Содержимое ячеек элемента памяти 5 приведено в работе [6]. Импульсы Ut устанавливают триггер 6 в единичное состояние, а импульсы Щ - в нулевое. В результате на выходе этого триггера формируется М^УФМ? сигнал Ug. Сигнал Ug содержит 5 видов характеристических интервалов, которые соотносятся между собой как

								о

Рис. 4.2. К пояснению получения УФМ сигналов:

а - структурная схема; б - временные диаграммы

и, U3

о о о 1,1 0,1

IJJLJU

ZSTr

А

ъ

в с

аг use <J

Al 1

2л

5, I i

<3

П

г

г

г

г

г

г

п

г

г

г

ж

щ

1 п

1Е

г

п

ш

г

п

Г

. ЗТт

Штстп-V 1 ши-

шшп ттпныи

. ИИ J-f ,

		г

(/г

					lIl 11
г		г		г	~1 г
п	п	п	п	п	п	п
п	п	п	п	п	п	п
		п		п	г
п	п		п			п
					п
п	п	1 п	п	1 п	г	п
г		п	н	г	п

к

1 : 1,5 : 2 : 2,5 : 3. В энергетическом спектре такого сигнала отсутствует постоянная составляющая (см. рис. 3.20, з).

УОШИМ сигнал можно также сформировать делением на 2 частоты информационных переходов ОШИМ сигнала (рис. 4.3, ж, з). В структуре УОШИМ сигнала содержится три вида характери- , стических интервалов длительностью 27/3, Г, и 47/3.

£

-Л		ч
- С

О о

7 8

И uMiii/iitcoS

I Oil J=M~1

f О

j=lj::

Рис. 4.3. Структурные схемы модуляторов сигналов и временные диаграммы х работы:

а,б - УФМ? сигнала; в, г -

МУФМ?; а, е - М^УФМ?; ж, УОШИМ; и, /с - МОШИМ; л, м - ySBHi-M/N; к. о - (2,7) сигнала

В МОШИМ сигнале таких интервалов остается только два, относящихся между собой как 1 : 1,5. Схема модулятора МОШИМ сигнала изображена на рис. 4.3, и, а временные диаграммы его работы на рис. 4.3, к. Для упрощения схемы модулятора в задающем генераторе 2 вырабатываются три последовательности синхроимпульсов Ui, Ui и uf, сдвинутые во времени относительно друг друга на Г^/З. Из них с помощью элементов И S, 4, 6, триггера 5 и элемента ИЛИ 7 формируется записываемый МОШИМ сигнал U. i

УБВН-М/Л^ сигналы, алгоритм формирования которых предусматривает постоянный размер входных слов, можно получить с помощью относительно простой схемы, основным элементом которой является ПЗУ (рис. 4.3, л). Синхрогенератор 2 вырабатывает три последовательности синхроимпульсов (рис. 4.3, м): тактовую Ui, групповую f/fj (обозначающую границы входных М-символьных групп) и выходную и\ (с частотой следования импульсов /вых == NfaJM). При этом между двумя последовательными групповыми

синхроимпульсами размещаются М импульсов тактовой частоты и импульсов выходной синхросерии. По каждому групповому синхроимпульсу содержимое сдвигающего регистра 5 переносится в статический регистр 5, а двоичный счетчик 4 устанавливается в исходное нулевое состояние. Сигналы с выхода регистра 5 и счетчика 4 образуют адрес ПЗУ 6. При этом код регистра 5 определяет адрес страницы памяти, в которой хранится таблица перекодирования соответствующей М-символьной группы, а код счетчика 4 определяет адрес строки соответствующей страницы. Вывод данных из ПЗУ 6 производится с помощью синхросерии Uf. Информация Ug преобразуется счетным триггером 7 в записываемый на носитель yBBHl-M/A сигнал.

4.1. Содержимое ячеек ПЗУ 3 (рис. 4.3, о)

Адрес										Адрес
					4 1 3		2 1										2 1
																	0 0
																	0 1
																	0 1
																	0 1
																	0 1
																	0 1
																	0 1
																	0 0
																	0 0

При неодинаковом размере входных слов модуляция сигнала по схеме: сдвигающий регистр - ПЗУ приводит к усложнению схемы или потере однозначности кодирования. Такая ситуация встречается при формировании сигналов, базирующихся на (d, k) кодах. Поэтому модуляторы таких сигналов необходимо строить по схеме: входное буферное устройство - ПЗУ - сдвигающий регистр с параллельным занесением - устройство управления. Устройство управления регулирует буферизацию, обеспечивает определение границ входных слов и перезагрузку регистра. В качестве примера на рис. 4.3, н представлен вариант схемы для формирования (2,7) сигнала, а на рис. 4.3, о - временные диаграммы ее работы.

Запись информации осуществляется при подаче потенциала логической 1 на щину 9. Входная информационная двоичная последовательность подается на вход младщего разряда регистра 4 с параллельным занесением данных. Синхропоследовательность удвоенной тактовой частоты делится счетным триггером 5 на 2, в результате чего занесение информации в регистр 4 выполняется один раз за два периода частоты синхросерии. Для быстрого вхождения модулятора в нормальный режим работы перед записью данных надо записать преамбулу, состоящую из одних единиц. При поступлении потока единиц в младщих разрядах 0,1 регистра 4 запомина-

		so a/

Рис. 4.4. Структурная схема модулятора СКБВН сигнала

ются значения И, а согласно табл. 4.1, отображающей содержимое ПЗУ 5, в разрядах 4, 3, 2 запоминаются поочередно значения ООО или 010 (диаграммы Ut, U\, U\). Это происходит из-за того, чго адресу 00011 соответствуют данные 01000, а старшие разряды числа 01000 приводят к формированию в следующем такте адреса 01011, которому, в свою очередь, соогветствуют данные 00001. Данным 00001 в следующем такте соответствует адрес 00011, и процесс повторяется. Выходными сигналами ПЗУ Ul и Ul стробируются синхроимпульсы и2 на элементе И - ИЛИ 6. Через элемент 6 синхроимпульсы проходят во время первого или второго полутакта. Полутакт, в течение которого разрешается прохождение синхроимпульса f/.j, выбирается с по- ( 8 мощью счетного триггера 3, единичному состоянию которого соответствует первый полутакт, а нулевому состоянию - второй. Сигнал U, снимаемый с выхода элемента 6, вызывает переключения счетного триггера 7 с образованием (2,7) сигнала.

Табл. 4.1 построена таким образом, что после каждого такта, в котором младшие разряды, определяющие переключения триггера 7, не равны нулям, следует по крайней мере один такт, в котором оба младших разряда равны нулю. Это обеспечивает минимальный характеристический интервал длительностью 1,57. Исключением является единичное значение в такте, следующем за тактом, в котором U\ также имело единичное значение. Однако и в этом случае временной интервал между нуль-пересечениями записываемого сигнала будет не менее 1,57 (заштриховано на рис. 4.3, о). Максимальный характеристический интервал длительностью формируется аналогично.

Логический элемент 6 дополнительно стробируется сигналом тактовой частоты. Это требуется для устранения дребезга сигналов на выходах ПЗУ 5 при изменении адреса на его входах. В связи с этим задержка х между изменением выходного сигнала регистра 4 и стробирующим импульсом не должна превышать задержки установления сигнала на выходе ПЗУ 5 (см. рис. 4.3, о). Выходные сигналы ul ...ul ПЗУ 5 совместно с двумя разрядами входной информационной последовательности определяют адрес ПЗУ 5 в следующем такте.

Формирование рассмотренных сигналов сопровождалось изменением параметров и интервала модуляции. Базовый принцип СКБВН модуляции, разработанной фирмой ENERTEC-Sch umber-ger, заключается в изменении самой информационной двоичной последовательности. Структурная схема модулятора СКБВН сигнала

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 ... 16