способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель
Классы МПК: | G11B5/09 цифровая запись |
Автор(ы): | Аржеухов Л.Б. |
Патентообладатель(и): | Воронежский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-12-04 публикация патента:
10.05.2003 |
Изобретение относится к приборостроению и предназначено для адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель. Распределяют двоичные сигналы входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формируют информационные перепады по двум уровням сигналов записи и временные интервалы между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формируют маркерные перепады, размещают вторые маркерные перепады и интервалы в сигналах записи блоков. Для каждой пары кодовых групп формируют два признаковых бита, значениями одного из которых отмечают основную и дополняющую кодовые группы пары, а значениями другого - вхождение или присоединение подинтервалов, соответствующих значениям битов дополняющей кодовой группы пары, в интервал или к интервалу, который соответствует основной кодовой группе пары, образуют из соответствующих признаковых битов дополнительные кодовые группы блоков, для которых формируют аналогичным образом признаковые биты и дополнительные кодовые группы. Внутри интервалов, соответствующих указанным кодовым группам, формируют тройные перепады сигнала записи по двум уровням и подинтервалы между этими перепадами со значениями длительности, зависящими от значений соответствующих дополнительных информационных битов. Техническим результатом являются высокие показатели плотности упаковки цифровой информации в сигналы записи блоков кодовых групп. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение входных двоичных сигналов по кодовым группам и кодовых групп по блокам, приформировывание к блокам дополнительных битов, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательности маркерных и информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и интервалов между перепадами в соответствии со значениями сигналов в кодовых группах и дополнительных битов, при этом формируют одни из маркерных перепадов и соответствующих им интервалов в сигналах записи блоков с расположением и со значениями длительности, обеспечивающими равенство суммарных длительностей интервалов в сигналах записи противоположных уровней, и запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель, отличающийся тем, что формируют в блоках для каждой пары кодовых групп два признаковых бита, значениями одного из которых отмечают основную и дополняющую кодовые группы пары, а значениями другого - вхождение или присоединение подинтервалов, соответствующих значениям одних битов и других битов дополняющей кодовой группы пары, в интервал или к интервалу, который соответствует основной кодовой группе пары, образуют из соответствующих признаковых битов дополнительные кодовые группы блоков, для которых формируют аналогичным образом признаковые биты и дополнительные кодовые группы, после чего формируют в соответствии со значениями каждой пары исходных информационных и дополнительных кодовых групп блоков тройные перепады сигнала записи по двум уровням со значениями длительности первых и вторых подинтервалов, не меньшими заданных минимально допустимых величин и зависящими от значений одних и других битов дополняющих кодовых групп, и интервалы, длительности которых зависят от значений соответствующих основных кодовых групп и вторых признаковых битов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике записи цифровой информации на магнитные и оптические носители, и может использоваться в аппаратуре передачи и приема, регистрации и обработки информации систем измерений, управления, связи, вычислительной техники, цифровой видео- и звукотехники. Известен способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение входных двоичных сигналов по кодовым группам и кодовых групп по блокам, приформировывание к блокам дополнительных битов, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей перепадов сигнала записи по двум уровням и интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и дополнительными битами и их значениями и запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель (Пат. США 4553130, кл. G 11 В 5/09, 1985). Недостатком способа является низкая плотность записи цифровой информации на носитель вследствие значительной протяженности сигналов записи при фиксированной их информативности. Известен также способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение входных двоичных сигналов по кодовым группам и кодовых групп по блокам, приформировывание к блокам дополнительных битов, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей маркерных и информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и дополнительными битами блоков и их значениями, дополнение длительности одних из маркерных интервалов блоков до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков и запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель (А.с. СССР 1764080, кл. G 11 В 5/09, 1992). Недостатком и этого способа является невысокая плотность записи цифровой информации на носитель также вследствие значительной протяженности сигналов записи блоков кодовых групп при фиксированной их информативности. Из известных способов широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение входных двоичных сигналов по кодовым группам и кодовых групп по блокам, приформировывание к блокам дополнительных битов, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей маркерных и информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и дополнительными битами блоков и их значениями, формирование одних из маркерных перепадов и соответствующих им интервалов в сигналах записи блоков с расположением и со значениями длительности, обеспечивающими равенство суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков, и запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель (Пат. РФ 2082221, кл. G 11 В 5/09, 1997). Однако и этот способ не обеспечивает достаточно высокую плотность записи цифровой информации на носитель из-за большой протяженности сигналов записи блоков кодовых групп при фиксированной их информативности. Изобретение направлено на решение задачи повышения плотности записи цифровой информации на магнитные и оптические носители за счет сокращения длительности сигналов записи блоков кодовых групп при сохранении их информативности путем сокращения длительности информационных и маркерных интервалов в сигналах записи блоков кодовых групп. Поставленная задача решается тем, что в способе широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающем распределение входных двоичных сигналов по кодовым группам и кодовых групп по блокам, приформировывание к блокам дополнительных битов, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей маркерных и информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и интервалов между перепадами в соответствии со значениями сигналов в кодовых группах и дополнительных битов блоков, при этом формируют одни из маркерных перепадов и соответствующих им интервалов в сигналах записи блоков с расположением и со значениями длительности, обеспечивающими равенство суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков, и запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель, согласно изобретению формируют в блоках для каждой пары кодовых групп два признаковых бита, значениями одного из которых отмечают основную и дополняющую кодовые группы пары, а значениями другого - вхождение или присоединение подинтервалов, соответствующих значениям одних битов и других битов дополняющей кодовой группы пары, в интервал или к интервалу, соответствующему основной кодовой группе пары, образуют из соответствующих признаковых битов дополнительные кодовые группы блоков, для которых формируют аналогичным образом признаковые биты и дополнительные кодовые группы, после чего формируют в соответствии с каждой парой исходных информационных и дополнительных кодовых групп блоков и их значениями тройные перепады сигнала записи по двум уровням с значениями длительности первых и вторых подинтервалов, не меньшими заданных минимально допустимых величин и зависящими от значений одних и других битов дополняющих кодовых групп, и интервалы, длительности которых зависят от значений соответствующих основных кодовых групп и вторых признаковых битов. На фиг. 1 представлена структурная схема варианта устройства для осуществления способа, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие сущность способа. Устройство для реализации способа содержит (фиг.1) блок 1 распределения входных двоичных сигналов, регистр 2 исходных блоков кодовых групп, формирователь 3 признаковых битов и дополнительных кодовых групп первого уровня, формирователь 4 признаковых битов и дополнительных кодовых групп второго уровня, преобразователь 5 исходных и дополнительных кодовых групп, формирователь 6 кодов длительности маркерных интервалов и номеров позиций вторых маркерных перепадов и интервалов, распределительную схему 7, регистр 8 преобразованных блоков кодовых групп, формирователь 9 сигналов записи преобразованных блоков кодовых групп, блок 10 записи, блок 11 управления, формирователь 12 управляющих импульсов записи, формирователь 13 управляющих импульсов чтения, блок 14 воспроизведения, блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, формирователь 16 признаков маркерных перепадов и интервалов, узел 17 распознавания и дешифрации сигналов воспроизведения тройных перепадов, узел 18 измерения и дешифрации длительности временных интервалов, блок 19 контроля дешифрованных данных и формирования выходной информационной последовательности. Блок 1 распределения информационным входом подключен к входу устройства и выходом - к информационному входу регистра 2 исходных блоков кодовых групп, подключенного выходом к информационному входу формирователя 3 признаковых битов и дополнительных кодовых групп первого уровня и к первому информационному входу преобразователя 5 исходных и дополнительных кодовых групп. Первый выход формирователя 3 подключен ко второму информационному входу формирователя 5, а второй выход формирователя 3 подключен к третьему информационному входу формирователя 5 и к информационному входу формирователя 4, подключенного выходом к четвертому информационному входу формирователя 5, выходом подключенного к информационному входу формирователя 6 кодов длительности маркерных интервалов, первым и вторым выходами подключенного соответственно к первому и второму информационным входам распределительной схемы 7, и к третьему информационному входу распределительной схемы 7, подключенной выходом к информационному входу регистра 8, подключенного выходом к информационному входу формирователя 9 сигналов записи преобразованных блоков кодовых групп, связанного одним выходом с одним из входов формирователя 12 управляющих импульсов записи, а другим входом с информационным входом блока 10 записи, подключенного выходом к выходной шине устройства "На носитель". Формирователь 12 управляющих импульсов записи, входящий в состав блока 11 управления, своим вторым и третьим входами связан соответственно с управляющими шинами устройства "Запись" и "Пуск" и подключен одним выходом к управляющим входам регистра 8, формирователя 9 и блока 10 записи, а другим выходом - к соответствующим управляющим входам блока 1 распределения, регистра 2 исходных блоков кодовых групп, формирователей 3 и 4 признаковых битов и дополнительных кодовых групп, преобразователя 5 исходных и дополнительных кодовых групп, формирователя 6 кодов длительности и номеров позиций вторых маркерных интервалов и распределительной схемы 7. Блок 14 воспроизведения входом связан с входной шиной устройства "С носителя", первым выходом - с вторым входом формирователя 13 управляющих импульсов чтения, входящего в блок 14 управления, а вторым выходом с информационным входом блока 15 дешифрации сигналов воспроизведения, к которому в данном блоке подключены информационные входы формирователя 16 признаков маркерных перепадов и интервалов, узла 17 распознавания и дешифрации сигналов воспроизведения тройных перепадов и узла 18 измерения и дешифрации временных интервалов. Выход формирователя 16 подключен к первым управляющим входам узлов 17 и 18 и блока 19, выход узла 17 подключен к второму управляющему входу узла 18 и блока 19, выход узла 18 подключен ко второму информационному входу блока 19, управляющий вход формирователя 16, вторые управляющие входы узла 17 и блока 19 и третий управляющий вход узла 18 подключены к выходу формирователя 13 управляющих импульсов чтения блока 11 управления, выход блока 19 подключен к выходной шине устройства. На фиг. 2 показаны: а) - сигналы входной двоичной последовательности, распределенные по кодовым группам, распределенным, в свою очередь, по блокам (на чертеже для простоты и удобства рассмотрения представлен фрагмент входной информационной последовательности из 16 четырехбитовых кодовых групп, условно принятый в качестве полного исходного блока кодовых групп), при этом кодовые группы блока разбиты на пары, в каждой из которых одна - основная (не подчеркнута), а другая - дополняющая, разбитая на две пары битов, помеченные скобками снизу; б) - последовательность пар признаковых битов первого уровня, в которых значениями первых двух битов отмечены основные и дополняющие кодовые группы, например, если значение первого бита "0", то первая кодовая группа - основная, вторая - дополняющая, если же - "1", то - наоборот, а значениями вторых битов отмечено вхождение в интервалы (значения битов нулевые), соответствующие основным кодовым группам, или присоединение к ним (значения битов единичные) подинтервалов, соответствующих значениям первых двух и вторых двух битов дополняющих кодовых групп; в) - последовательность дополнительных кодовых групп первого уровня, образованных из соответствующих признаковых битов первого уровня (дополняющие кодовые группы также разбиты на пары битов, помеченные скобками снизу); г) - последовательность пар признаковых битов второго уровня, где значениями битов каждой пары также помечены основные и дополняющие кодовые группы и вхождение в интервалы, соответствующие дополнительным основным кодовым группам, или присоединение к ним подинтервалов, соответствующих первым и вторым парам битов дополнительных дополняющих кодовых групп; д) - преобразованный в соответствии со значениями признаковых битов блок исходных информационных кодовых групп (на чертеже с пятой по двенадцатую позиции), дополненный кодами первого и второго маркерных интервалов (на чертеже - первая и четвертая позиции соответственно) и двумя парами дополнительных кодовых групп первого уровня (на чертеже - вторая и третья позиции), при этом в качестве кода длительности первого маркерного интервала принята дополнительная кодовая группа второго уровня, а расположение (на четвертой позиции) и значение "0011" кода длительности второго маркерного интервала в преобразованном блоке обеспечивают равенство суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков; е) - последовательность разностей суммарных значений кодовых групп, соответствующих двум противоположным уровням сигнала записи блока, при расположении второго маркера на второй, третьей, ..., двенадцатой позициях, при этом минимальное значение разности "0011" при четности номера позиции второго маркера обеспечивается при его расположении на четвертой позиции и является уравнивающей добавкой "






























К* осн=Косн-Кдоп.1-Кдоп.2-0100,
где К* осн - значение преобразованной основной кодовой группы, Косн - значение основной кодовой группы до преобразования, Кдоп.1 - значение кода первой пары битов дополняющей кодовой группы, Кдоп.2 - значение кода второй пары битов дополняющей кодовой группы, "0100" - код числа элементарных приращений


















































Tпредл = 12










Tпрот = 19










где слагаемые 3







Tпредл(0,1) = 12



Tпрот(0,1) = 19



При



Tпредл(0,05) = 12



Tпрот(0,05) = 19



Отсюда плотность записи для предложенного способа равна:


Плотность записи для способа-прототипа равна:


Таким образом, способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель обеспечивает повышенную плотность записи по сравнению со способом-прототипом более чем в 1,6 раза при высокой помехозащищенности и достоверности записи.
Класс G11B5/09 цифровая запись