Пристрій магнітного запису з динамічним підмагнічуванням

Изобретение относится к технике магнитной записи и может быть использовано в аппаратуре аналоговой магнитной записи и в аппаратуре точной магнитной записи. Известно устройство для магнитной записи с динамическим подмагничиванием [1], которое содержит последовательно соединенные усилитель записи, фильтр высоких частот, амплитудный детектор и узел управления подмагничиванием, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а выход - к генератору подмагничивания. В этом устройстве динамическое уменьшение тока высокочастотного подмагничивания пропорционально амплитуде высокочастотных составляющих ин формационного сигнала. Такое схемное решение имеет недостатки - высокий уровень гармонических и интермодуляционных искажений низкочастотных составляющих информационного сигнала. Известно устройство магнитной записи с адаптивным подмагничиванием [2], которое содержит последовательно соединенные усилитель записи, фильтр низких частот, корректор и амплитудный детектор, выход которого подключен к компаратору, управляющему генератором подмагничивания пропорционально амплитуде низкочастотных составляющих. Это схемное решение также имеет недостатки - частотные, гармонические и интермодуляционные искажения высокочастотных составляющих. Э ти недостатки приводят в конечном счете к ухудшению точности записи информации в этих устройства х. Из известных устройств наиболее близким к заявляемому является устройство магнитной записи с динамическим подмагничиванием [3]. Устройство содержит усилитель записи, подключенный к входной шине, фильтр, высоких частот, подключенный к выходу усилителя записи, последовательно соединенные первый сумматор, преобразователь напряжение - ток и головку записи, сопряженную с магнитным носителем, а также генератор подмагничивания, выходом подключенный через управляемый усилитель к одному входу первого сумматора, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу второго сумматора. Устройство работает следующим образом. При поступлении на вход информационного сигнала, уровень высокочастотных составляющих в котором выше определенного значения, заданного источником опорного напряжения, напряжение подмагничивания уменьшается, а уровень низкочастотных составляющих, выделенных фильтром низких частот, увеличивается по определенному закону в соответствии с амплитудой и спектральным составом высокочастотных составляющих информационного сигнала, выделенных фильтром высоких частот. Затем низко- и высокочастотные составляющие, а также напряжение подмагничивания смешиваются в первом сумматоре и через преобразователь напряжения в ток подаются в головку записи. Таким образом, в данном устройстве скомпенсированы частотные искажения низкочастотных составляющи х, обусловленные снижением подмагничивания (снижение подмагничивания происходит примерно на величину высокочастотных составляющих). Однако, данному устройству присущ высокий уровень гармонических и интермодуляционных искажений низкочастотных составляющих сигнала записи, что отрицательно сказывается на точности записи информации устройством. Задачей изобретения является повышение точности записи информации при магнитной записи с динамическим подмагничиванием за счет уменьшения частотных, гармонических и интермодуляционных искажений для низкочастотных составляющих и расширения динамического диапазона для высокочастотных составляющих информационного сигнала. Поставленная задача решается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем последовательно соединенные входную шину, усилитель записи и фильтр высоких частот, последовательно соединенные первый сумматор, преобразователь напряжения в ток и головку записи, сопряженную с магнитным носителем, генератор подмагничивания, выходом подключенный через управляемый усилитель к одному входу первого сумматора, источник опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу второго сумматора, согласно изобретению, в него дополнительно введены двухполупериодный выпрямитель, включенный между выходом фильтра высоких частот и вторым входом второго сумматора, и амплитудный детектор, подключенный между выходом управляемого усилителя и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя, а выход усилителя записи подключен к другому входу первого сумматора. Заявляемое устройство магнитной записи с динамическим подмагничиванием поясняется чертежами, где на фиг. 1 - стр уктурная схема заявляемого устройства; фиг. 2 - диаграмма напряжения на головке записи заявляемого устройства в стационарном режиме. Устройство содержит последовательно соединенные входную шину, усилитель 1 записи и фильтр 2 высоких 4 частот, последовательно соединенные первый сумматор 3, преобразователь 4 напряжения в ток и головку 5 записи, сопряженную с магнитным носителем, генератор 11 подмагничивания, выходом подключенный через управляемый усилитель 6 к одному входу первого сумматора 3, источник 10 опорного напряжения, выходом подключенный к первому входу второго сумматора 8, а также двухполупериодный выпрямитель 9, включенный между выходом фильтра 2 высоких частот и вторым входом второго сумматора 8, амплитудный детектор 7, подключенный между вы ходом управляемого усилителя 6 и третьим входом второго сумматора 8, выход которого соединен с управляющим входом управляемого усилителя 6, а выход усилителя 1 записи подключен к другому входу первого сумматора 3. Такая структура заявляемого устройства обеспечивает снижение частотных, гармонических и интермодуляционных искажений низкочастотных составляющих и расширение динамического диапазона для высокочастотных составляющи х информационного сигнала, что повышает точность записи информации в данном устройстве. Информационный сигнал записи поступает через входную шину на усилитель 1 записи, а затем на фильтр 2 высоких частот и один из входов первого сумматора 3. Выделенные фильтром 2 высокочастотные составляющие сигнала записи поступают на двухполупериодный выпрямитель 9. Выпрямленное напряжение высокочастотных составляющи х поступает на второй вход сумматора 8. На первый вход сумматора 8 поступает постоянное напряжение с источника 10 опорного напряжения. Напряжение высокочастотного подмагничивания, вырабатываемое генератором 11, поступает на информационный вход управляемого усилителя 6, где усиливается в соотве тствии с уровнем сигнала, поступающего на управляющий вход усилителя 6. Промодулированное по амплитуде напряжение подмагничивания с выхода усилителя 6 поступает на второй вход первого сумматорг 3, где смешивается с сигналом записи и подается через преобразователь 4 напряжения в ток на головку 5 записи. Сигнал с выхода управляемого усилителя 6 подается также на амплитудный детектор 7. С выхода детектора сигнал поступает на третий вход сумматора 8. На выходе сумматора 8 формируется управляющий сигнал для управляемого усилителя 6, замыкая таким образом цепь обратной связи устройства. При разработке заявляемого устройства могут быть использованы: усилитель записи от любого серийно выпускаемого магнитофона (например "Маяк-240") без токостабилмзирующих цепей, генератор подмагничивания от любого серийно выпускаемого магнитофона (например "Маяк-240") с частотой генерации не менее 100кГц, головка записи - любая универсальная или записывающая головка (например ЗД24, 080). Фильтр высоких частот выполнен по УИН-схеме (см. Хоровиц П., Хилл У. "Искусство схемотехники", т.1), управляемый усилитель - на основе операционного усилителя в неинвертирующем включении с полевым транзистором в заземленном плече делителя обратной связи (см. Хоровиц П., Хилл У. "Искусство схемотехники", т.1). Сумматор 3 выполнен по типовой резистивной схеме, сумматор 8 собран на операционном усилителе в неинвертирующем включении по типовой схеме (см. Алексеенко А. Г. и др, "Микросхемотехника"). В случае применения управляемого усилителя с возрастающей зависимостью коэффициента усиления от управляющего напряжения сумматор 8 должен быть инвертирующим. Преобразователь напряжения в ток - резистор с сопротивлением, значительно превышающим полное сопротивление головки записи на максимальной рабочей частоте. Схема источника опорного напряжения типовая. В нем могут быть применены стабилитрон Д818Е, операционный усилитель - интегральная микросхема К140УД6. Схема амплитудного детектора - типовая на базе RC-фильтра. В нем может быть применен диод КД522Б. Номиналы резистора R и конденсатора С выбираются таким образом, чтобы выполнялись условия: 1 R пр.д. С £ ; 12 fподм RС 1 fподм где R - сопротивление резистора R , С - емкость конденсатора С , R пр.д. - прямое сопротивление диода, fподм - частота подмагничивания, f в - верхняя рабочая частота. Рассмотрим работу заявляемого устройства в стационарном режиме (при постоянной частоте и амплитуде входного информационного сигнала). Введем обозначения: Uгсп - амплитуда напряжения подмагничивания на выходе генератора подмагничивания (информационном входе управляемого усилителя); Uс - напряжение высокочастотной составляющей информационного сигнала на входе фильтра высоких частот (вы ходе усилителя записи); Uоп - напряжение на выходе источника опорного напряжения; Uподм - значение огибающей напряжения подмагничивания на выходе управляемого усилителя; К о - произведение коэффициента передачи фильтра высоких частот и коэффициента преобразования двухполупериодного выпрямителя для высокочастотной составляющей информационного сигнала записи. Коэффициент передачи управляемого усилителя может быть записан в виде: К у с = К 1 - К 2U у пр ; где К1 , К 2 - константы. Напряжение на выходе сумматора 8 (на управляющем входе усилителя 6) может быть записано следующим образом: U у пр = / U с / К о + Uподм + U оп . С другой стороны. Uподм = Uгсп К 1 - К 2U у пр . Объединяя эти выражения, получим: Uподм = Uгсп К1 - К 2 (Uс К о + U подм + U оп ) Или: Uподм (1 + U гспК 2 ) + Uс U гспК 2К о = Uгсп (К1 - К 2U оп ) . На практике нетрудно добиться, чтобы выполнялось условие: 1 + UгспК1 = UгспК 2К о . Тогда: К - К 2 Uоп Uподм + (Uс ) = 1 . К 2К о Из последнего равенства видно, что сумма значения огибающей напряжения подмагничивания (или пропорционального ему тока подмагнмчивания) и абсолютной величины мгновенного значения высокочастотной составляющей напряжения (или тока) информационного сигнала величина постоянная. Диаграмма напряжения на гоповке записи в стационарном режима представлена на фиг. 4. Для огибающей напряжений подмагничивания можно записать ( [ ) ] Эффективное значение напряжения подмагничивания для низкочастотных составляющих можно найти усреднением значения огибающей по периоду времени Т>>Тc, однако, вследствие большого числа осцилляций гармонической функции в течение Т, усреднение можно провести по Тс: Из этого выражений видно, что снижение напряжения подмагничивания для низкочастотных составляющих записываемого информационного сигнала в p раз меньше, чем в прототипе, что приводит к уменьшению искажений этих составляющи х. Кроме того, из диаграммы видно, что диапазон динамического изменения напряжения подмагничивания в заявляемом устройстве в два раза больше, чем в прототипе, что гфи водит к расширению динамического диапазона для высокочастотных составляющих сигнала записи примерно на 6 дБ.