Лекция по системам записи информации План Введение icon

Лекция по системам записи информации План Введение




Скачати 215.47 Kb.
НазваЛекция по системам записи информации План Введение
Дата конвертації24.11.2012
Розмір215.47 Kb.
ТипЛекция
1. /1/Билеты по курсу.doc
2. /1/Вступительная лекция/Вступит_лекция.doc
3. /1/Вступительная лекция/Рис 2.doc
4. /1/Вступительная лекция/Рис3а.doc
5. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/ААМЗ.doc
6. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 4_5.doc
7. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 6.doc
8. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 7.doc
9. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 8_9.doc
10. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.1 2.doc
11. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.10.doc
12. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.11.doc
13. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.3.doc
14. /1/Лекция 1 по записи/ААМЗ.doc
15. /1/Лекция 1 по записи/Рис 4_5.doc
16. /1/Лекция 1 по записи/Рис 6.doc
17. /1/Лекция 1 по записи/Рис 7.doc
18. /1/Лекция 1 по записи/Рис 8_9.doc
19. /1/Лекция 1 по записи/Рис.1 2.doc
20. /1/Лекция 1 по записи/Рис.10.doc
21. /1/Лекция 1 по записи/Рис.3.doc
22. /1/Лекция 1_аналог/Запись Сигналы ПАМ.doc
23. /1/Лекция 1_аналог/Запись для регулярных частотных составляющих.doc
24. /1/Лекция 1_аналог/Индукционная магнитная головка.doc
25. /1/Лекция 1_аналог/Лекция аналог.doc
26. /1/Лекция 1_аналог/Модель искаж.doc
27. /1/Лекция 1_аналог/Рис 1.doc
28. /1/Лекция 1_аналог/Рис 2.doc
29. /1/Лекция 1_аналог/Рис 3.doc
30. /1/Лекция 1_аналог/Рис 4.doc
31. /1/Лекция 1_аналог/Рис5_6.doc
32. /1/Лекция 1_аналог/Спектры_экспертиза.doc
33. /1/Лекция 1_аналог/Тезисы к лекции.doc
34. /1/Лекция 1_аналог/Фото АМЗ.doc
35. /1/Лекция 1_усилит/Коэф_ нел_ иск.doc
36. /1/Лекция 1_усилит/ЛЕКЦИЯ ПО УСИЛИТЕЛЯМ.doc
37. /1/Лекция 1_усилит/Рис 1.doc
38. /1/Лекция 1_усилит/Рис 3.doc
39. /1/Лекция 1_усилит/Рис.4.doc
40. /1/Лекция 1_усилит/Таблица децибелов.doc
41. /1/Лекция 2_усилит/Лекция по усилителям 2.doc
42. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.1.doc
43. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.2.doc
44. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.3.doc
45. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.4.doc
46. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.5.doc
47. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.6.doc
48. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.7.doc
49. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.8.doc
50. /1/Лекция 2_цифра/Влияние строба/Модель строба.doc
51. /1/Лекция 2_цифра/Источн след обраб.doc
52. /1/Лекция 2_цифра/Лекция _2.doc
53. /1/Лекция 2_цифра/Модели для вейвлетов/Спектрв в вейвлетах.doc
54. /1/Лекция 2_цифра/Немонот_СХ_КУ.doc
55. /1/Лекция 2_цифра/Окончательные формулировки.doc
56. /1/Лекция 2_цифра/Рис 4_Схема ЦАЗАС с аналог.doc
57. /1/Лекция 2_цифра/Рис 5_сх ЦАЗАС с цифр.doc
58. /1/Лекция 2_цифра/Рис 8_анал ввод_выв.doc
59. /1/Лекция 2_цифра/Рис 9_11_Спектрограммы.doc
60. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 1_Спектры.doc
61. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 2_Схема ЦАМЗ.doc
62. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 3_ лента ЦАМЗ.doc
63. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 6_Теория.doc
64. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 7_Исследования.doc
65. /1/Лекция 2_цифра/Спектр сигн цифр вв_выв.doc
66. /1/Лекция 2_цифра/Спектры_форм_ аналог ввод_выв.doc
67. /1/Лекция 2_цифра/Строб_Анал.doc
68. /1/Лекция 2_цифра/Строб_Дискр.doc
69. /1/Лекция 2_цифра/Таблица 1.doc
70. /1/Лекция 2_цифра/Таблица 2_монтаж.doc
71. /1/Лекция 2_цифра/Тезисы к второй лекции.doc
72. /1/Лекция 3_ выбор/Выбор аппар_ рег_ инфор.doc
73. /1/Лекция 3_ выбор/Литература к лекции.doc
74. /1/Лекция 3_ выбор/Рис.1-7.doc
75. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 1.doc
76. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 1_1.doc
77. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 2.doc
78. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 3.doc
79. /1/Лекция 3_усилит/ЛЕКЦИЯ ПО УСИЛИТЕЛЯМ.doc
80. /1/Лекция 3_усилит/Рис.1 а,б.doc
81. /1/Лекция 3_усилит/Рис.1 в,г.doc
82. /1/Лекция 3_усилит/Рис.4.doc
83. /1/Лекция 3_усилит/Рис.5.doc
84. /1/Лекция 3_усилит/Рис.6.doc
85. /1/Лекция 3_усилит/Рис2,3.doc
86. /1/Лекция по микрофонам/ЛЕКЦИЯ ПО МИКРОФОНАМ.doc
87. /1/Лекция по микрофонам/Рис 1.doc
88. /1/Лекция по микрофонам/Рис 2.doc
89. /1/Лекция по микрофонам/Рис 3.doc
90. /1/Лекция по микрофонам/Рис 4.doc
91. /1/Лекция по микрофонам/Рис 5.doc
92. /1/Лекция по микрофонам/Рис 6.doc
93. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Pис. 1.doc
94. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ЛЕКЦИЯ~1.DOC
95. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Лекция ь 1_ сн_акуст_ инф.doc
96. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ОГРАНИ~1.DOC
97. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Ограничения на канал связи.doc
98. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС2~1.DOC
99. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС3~1.DOC
100. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС4~1.DOC
101. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 2.doc
102. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 3.doc
103. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 4.doc
104. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ФОРМУЛ~1.DOC
105. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Формула Шеннона.doc
1. Какие частоты называют звуковым диапазоном частот? Какие частоты называют ультразвуковым диапазоном частот?
Учебник для вузов. М.: Связь, 1978. 272 с. Терминологический словарь-справочник по гидроакустике
Каналы утечки информации
Φ1 – угол падения φ
Лекция по системам записи информации План Введение
Р ис. Открытый тракт мтмн
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Магнитный носитель Направление движения мн
Рис. 11 Профессиональная студийная амз мэз-62 для радиостудий
Гвчп мтмн гс
Лекция по системам записи информации План Введение
Р ис. Открытый тракт мтмн
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Магнитный носитель Направление движения мн
Гвчп мтмн гс
Запись сигналов пам для мультипликативной помехи
Математическая модель для регулярных частотных составляющих, содержащихся в спектре фонограмм
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов аналоговой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План
Математическая модель искажений в канале аналоговой магнитной записи-воспроизведения сигналов
Гвчп мтмн с системами сарс и сарнн гс
Рис. Основное меню интерфейса программы анализа данных для исследования оригинальности фонограмм по сигналам пам рис. 6
1. Являются ли предоставленные фонограммы оригинальными?
Тезисы к лекции Сохранение внутреннего магнитного поля в магнитном материале после снятия внешнего
Рис. 10 Профессиональная студийная амз мэз-62 для радиостудий
Формула для расчета коэффициента нелинейных искажений сигналов
Лекция по усилителям №1 План лекции Вступление Назначение и типы усилителей > Общие характеристики усилителей Литература
Микрофон Усилитель Модулятор
Генератор гармонических сигналов Усилитель
Рисунок Таблица децибелов для отношений сигналов по уровням
Лекция по усилителям №2 Вступление Многокаскадность и отрицательная обратная связь в усилителях > Операционные усилители и схемы их включения Малошумящие усилители Литература
Img src= 42 html 159b883c
Img src= 43 html m2172bee0
Img src= 44 html 57b0b79
Kус (дБ) 10 кГц 100 кГц 1 мгц 10МГц
Img src= 49 html m1603b723
Тогда спектр этого сигнала
Источники возникновения следов цифровой обработки фонограмм в виде искажений формы и спектра обработанных сигналов
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План
2. 10. Проявление в вейвлет-портретах цифровых фонограмм искажений формы и спектра сигналов, образующихся при их обработке
Дифференциальная нелинейность и немонотонный участок статической характеристики преобразования ку
Теоретические положения
Входной усилитель с ару
Счетчик адресов Входной фнч
Цазас ацп цап пэвм ацп цап
Рис. 10. Спектрограммы сигналов длительностью 15 выборок на период, выделенных из образцовой (черный) и обработанной (красный) фонограмм (вся исследуемая область)
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Исходные положения теории
Методология проведения исследований
При цифровом вводе/выводе в случае синтезации речи по образцу изменяется лишь частота основного сигнала
Сигнал на выходе цазас без обработки
Действительно, если в исходном сигнале
Для дискретизированного сигнала
Технические характеристики Цифровой магнитофон
Возможности различных методов экспертизы аутентичности фонограмм
Тезисы к второй лекции Цифровая запись и вообще обраб требует ан-циф пребразования. Известно, что процес в две фазы дискретиз и квант по уровню
Лекция на тему: "Выбор аппаратуры регистрации при проектировании систем обработки и передачи информации" План лекции Вступление
Литература к лекции Гитлиц М. В. Магнитная запись в системах передачи информации. М.: Связь, 1978. 304 с
Рис. Малогабаритная амз для записи речевых сигналов. Тракт без ведущего вала
Стандарты cd-rom и dvd параметры дисков
Технические характеристики Цифровой магнитофон
Характеристики дисков dvd конструкция диска
Характеристики некоторых магнитооптических накопителей
Лекция по усилителям №3 План лекции Введение Фильтры, активные фильтры > Логарифмирующие и экспоненциальные преобразователи Усилители мощности Литература
F ср f (Гц)
UВых (дБ)
Img src= 82 html m17ca2a31
Img src= 83 html m101950c8
Img src= 84 html 6cae4956
Img src= 85 html m529c653a
Справочник по акустике / Иофе В. К., Корольков В. Т., Сапожков М. А. / Под ред. М. А. Сапожкова. М.: Связь, 1979. 312 с
Img src= 88 html m73939029
Рис. Конструкция электродинамического катушечного микрофона
Рис. 5 Конструкция конденсаторного микрофона Выходной сигнал определяется как
Рис. Конструкция пьезоэлектрического микрофона Сигнал на выходе определяется как
P, дб f
Лекция по снятию акустической информации План лекции Технические каналы утечки информации. Общая классификация, причины и источники > Речевая информация и речевые сигналы
Лекция по снятию акустической информации План лекции Технические каналы утечки информации. Общая классификация, причины и источники > Речевая информация и речевые сигналы
Любой системе связи, в канале утечки информации опасный сигна
Любой системе связи, в канале утечки информации опасный сигна
Форманты речи
Акустические каналы утечки информации (общая классификация) Классификация акустических каналов утечки информации
Возникновение акустических каналов утечки информации
Форманты речи
Акустические каналы утечки информации (общая классификация) Классификация акустических каналов утечки информации
Возникновение акустических каналов утечки информации
Формула Шеннона определяет предельное значение количества информации
Формула Шеннона определяет предельное значение количества информации

Лекция по системам записи информации

План

Введение

1. Основные физические принципы, положенные в основу аналоговой магнитной записи и воспроизведения информации и особенности построения аналоговой аппаратуры магнитной записи (ААМЗ).



Список литературы

Гитлиц М.В. Магнитная запись в системах передачи информации. – М.: Связь, 1978. – 304 с.

Гитлиц В.М. Магнитная запись сигналов: Учеб. пособие для вузов связи.– М.: Радио и связь, 1981. – 161 с.


1. Основные физические принципы, положенные в основу аналоговой магнитной записи и воспроизведения информации и особенности построения аналоговой аппаратуры магнитной записи (ААМЗ).



Конкретные конструкции отдельных видов АМЗ будутт рассмотрены ниже.

Сначала имеет смысл рассмотреть физические процессы, происходящие в СНГН, затем общую схему АМЗ. А потом различные типы конструкций МТМН.

В основу записи информации на магнитный носитель положено явление остаточной намагниченности, т.е. наличия магнитного поля в магнитном материале, которое остается в нем после снятия воздействия внешнего магнитного поля [Гитлиц].

Сущность этого явления состоит в сохранении доменами материала той ориентации, которая была им придана при воздействии внешнего поля, т.е. создание и сохранение на участке воздействия внешнего поля внутреннего (для материала) остаточного магнитного поля. Величина и ориентация остаточного поля намагниченности пропорциональна величине и направлению внешнего поля, воздействовавшего на материал. Это явление обусловленно наличием первоначальной кривой намагничивания и петли гистерезиса в магнитных материалах.

Магнитное поле в соответствии с законом электромагнитной индукции может быть превращено в электрическое поле, что обеспечивает возможность воспроизведения параметров (уровня, направления и скорости изменения) того начального внешнего поля, которое действовало на материал во время его намагничивания.

Имеет место цепочка преобразований – при записи электрическое поле сигнала преобразуется в магнитное, а при воспроизведении – магнитное в электрическое.

Реализация этих преобразований производится магнитной головкой записи (ГЗ) и магнитной головкой воспроизведения (ГВ), представляющих собой незамкнутое ярмо из магнитного материала (магнитопровод с рабочим зазором), на котором намотана катушка индуктивности. Местом хранения остаточной намагниченности является магнитный носитель (МН), и при его посредстве осуществляется реализация процесса записи-воспроизведения информации.

На рис. 1 схематически изображен чертеж магнитной головки и сзаимодействующего с ней участка МН. На рис. 1 а показана головка при взаимодействии рабочего зазора и носителя, на рис. 1 б – область рабочего зазора ГВ в большем масштабе.

Для создания внешнего магнитного поля в ГЗ подается электрический ток, образующий в ее рабочем зазоре внешнее магнитное поле, которое в виде окончательной намагниченности (внутреннего поля материала) фиксируется на носителе.

Для размещения записываемого на МН сигнала в пространстве и времени в виде участков остаточной намагниченности, носитель должен передвигаться относительно рабочего зазора ГЗ так, чтобы каждому моменту времени отвечал отдельный участок носителя.

Во время воспроизведения при прохождении носителя мимо рабочего зазора ГВ в нем действует остаточное поле МН, замыкающееся через магнитопровод ГВ и наводящее э.д.с. самоиндукции в катушке индуктивности этой головки.

Таким образом в аппаратуре магнитной записи (АМЗ) всегда имеется МН с механизмом транспортирования носителя (МТМН), ГЗ и ГВ (иногда в АМЗ низкого и среднего классов используются универсальные головки (УГ) записи-воспроизведения, которые в режиме записи работают как ГЗ, а в режиме воспроизведения – как ГВ).

МН, ГЗ и ГВ образуют систему головка-носитель-головка (СГНГ), которая и обеспечивает запись и воспроизведение информации.

По своей конструкции ГВ бывают индукционными (используются в большинстве видов АМЗ) и потокочуствительными (используются крайне редко). Индукционная головка может воспроизводить сигнал лишь с движущегося носителя, т.к. уровень ее э.д.с. , где Φ – магнитный поток, t – время, т.е. зависит от скорости изменения магнитного потока носителя, находящейся в прямой зависимости от скорости его транспортирования

Уровень э.д.с., образующейся в потокочуствительной головке, не зависит от скорости транспортирования носителя. Потокочуствительные головки могут снимать состояние намагниченности с неподвижного носителя на участке, размещающимся под ее рабочим зазором.

ГЗ всегда индукционные. Различие между индукционными ГВ и ГЗ состоит в количества витков их обмоток. В ГЗ витков мало, но они рассчитаны на значительный ток, т.е. намотаны толстым проводом, а в ГВ витков много (чтобы обеспечить необходимый уровень наводимой в них э.д.с., иначе говоря – отдачи), но они намотаны тонким проводом. УГ – это компромиссный вариант решения между ГЗ и ГВ.







































Магнитный носитель


Направление движения МН






Рис. 1 а. Магнитная головка и участок магнитного носителя.

























Рис. 1 б. Случай совпадения длины воспроизводимой волны с шириной рабочего зазора ГВ.


Таким образом имеют место волновые процессы при преобразовании электрического поля в магнитное и магнитного в электрическое. Эти процессы связаны со скоростью движения МН и частотой записываемого и воспроизводимого сигнала следующим соотношением


, (1)

где

f – частота сигнала, Гц,

V – скорость транспортирования носителя, м/сек,

λ – длина волны, м.


Рассмотрим случай совпадения длины воспроизводимой волны записанного сигнала с шириной рабочего зазора ГВ, показанный на рис. 1 б.

Как видно из рисунка, магнитный поток, протекающий по сердечнику головки будет взаимно вычитаться, что приведет к нулевой отдаче головки.

На рис. 2 показана амплитудно-волновая характеристика (АВХ) индукционной ГВ.


U

λ, м






, дБ




λ=δ


λ=2δ


λ=0,5δ


λ=1,5δ


6 дБ на октаву




Рис. 2. Амплитудно-волновая характеристика индукционной головки воспроизведения


Поэтому воспроизводимый сигнал будет зависить, во-первых, от скорости движения МН и, во-вторых, от ширины рабочего зазора ГВ и длины воспроизводимой волны.

Зависимость от скорости носителя заключается в том, что в области длинных волн рост отдачи головки составляет 6 дБ на октаву, т.е. увеличение скорости в два раза приводит к увеличению отдачи в два раза – имеет место прямая зависимость.

При достиженни длины волны половины рабочего зазора значение отдачи достигает максимума. Обычно эта величина выбирается в качестве верхней частоты рабочего диапазона частот АМЗ. Далее наблюдаются провалы и пики, обусловленные соотношением ширины рабочего зазора и длиной воспроизводимой волны. Это явление называют щелевыми потерями.

Таким образом, заданное значение верхней частоты определяет скорость транспортирования носителя и ширину рабочего зазора ГВ.

Ширина рабочего зазора ГЗ значения не имеет, т.к. запись магнитного отпечатка на носитель производится сбегающим ребром этой головки, а АВХ головки записи практически линейна в широком диапазоне частот (до появления частотных потерь в сердечнике).

Рассмотрим обобщенную схему аналоговой АМЗ (ААМЗ), приведенную на рис. 3.


ГВЧП




МТМН




ГС



Предварительный усилитель (ПУ)

Микрофон

УЗ

ГЗ






МН


ГВ

УВ

Усилитель мощности (УМ)

Громкоговоритель




Рис. 3. Обобщенная схема ААМЗ


Приведенная на рис. 2.6.1. схема отражает обобщенный сквозной канал магнитной записи-воспроизведения (КМЗВ) сигналов. В свою очередь КМЗВ можно разделить на канал записи (КЗ) и канал воспроизведения (КВ). Между собой эти каналы объединяются через МН и МТМН. В КЗ входят микрофон, предварительный усилитель записи (ПУ), УЗ, ГЗ и ГВЧП. В КВ входят ГВ, УВ, усилитель мощности (УМ) и громкоговоритель. Это, так называемый, сквозной канал записи-воспроизведения. В свою очередь ГЗ, МН, МТМН и ГВ объединяются в тракт магнитной записи-воспроизведения (ТМЗВ), в котором выделяют систему СГНГ.

Рассмотрим различные виды МТМН.

Всегда в МТМН есть три основных узла:

– узел подачи МН (подающий узел);

– узел приема МН (приемный узел);

– центральный узел (тракт протягивания) МН.

МТМН разделяются на одно-, двух- и трехмоторные и обеспечивают режимы "стоп", рабочий ход" и "ускоренная перемотка" носителя.

Двух- и трехмоторные схемы используются в стационарной и бортовой АМЗ (профессиональная АМЗ звукозаписи, специальная АМЗ, АМЗ для научных исследований и т.п.), которая должна обеспечивать высокие характеристики точности передачи сигналов и не имеет значительных ограничений массогабаритных и стоимостных характеристик.

Одномоторные конструкции МТМН используются в малогабаритной АМЗ (бытовая, специальная), где характеристики точности передачи сигналов не является превалирующими над массогабаритными или стоимостными характеристиками и не требуют использования сложных технических решений.

Трехмоторная конструкция построена так, что для любого из узлов используется свой отдельный двигатель. Такая схема разрешает "развязать" узлы между собою и обеспечить высокую эффективность электронного и электромеханического регулирования работы любого из них в отдельности и всего МТМН в целом.

Двухмоторная конструкция также обеспечивает высокую эффективность работы схем регулирования, но используется крайне редко и, как правило, в бортовой космической аппаратуре и в аппаратуре видеозаписи и цифровой записи звука.

Одномоторная конструкция используется практически во всех типах малогабаритной АМЗ.

Такая конструкция не может обеспечить высокие требования относительно точности передачи информации без применения дополнительных, иногда чрезвычайно сложных, методов и схем регулирования (ввиду сложности обеспечения эффективности регулирования МТМН в целом). Но для большинства задач, решаемых с помощью АМЗ, такая конструкция МТМН, учитывая его низкую стоимость, оптимальна.

Центральный узел (тракт протягивания) МН мимо магнитных головок является наиболее ответственным во всем МТМН. Соответственно к его конструкции и точности изготовления предъявляются наиболее строгие требования. Он должен обеспечить стабильность скорости протягивания носителя мимо головок с ее наименьшими отклонениями. Именно тракт вносит в сигналы, передаваемые АМЗ, значительную часть искажений и имеет наименьшие допуски на изготовление механических деталей и узлов.

Центральный узел состоит из металлической плиты, на которой размещены магнитные головки, элементов направления носителя (направляющие колонки) и ведущего узла с прижимным роликом (их может быть два).

Существует несколько видов трактов транспортирования МН (ТТМН):

– открытый тракт;

– закрытый тракт;

– полузакрытый тракт;

– тракт без прижимных роликов;

– тракт без ведущего узла.

Открытый тракт (рис. 4) построен на одном ведущем узле и одном прижимном ролике, размещаемых после головок. Протягивание носителя (магнитной ленты) обеспечивается за счет ее прижимания по всей ширине прижимным роликом с поверхностью, покрытой слоем резины, к ведущему валу, на который передается от ведущего двигателя момент вращения. Вращаясь, ведущий вал протягивает носитель. Для обеспечения минимума колебаний скорости протягивания ведущий вал объединяется с маховиком, на который передается момент вращения от двигателя.

Закрытый тракт (рис. 5) построен на двух ведущих валах и двух прижимных роликах, размещенных перед и после всех магнитных головок.

























Р
ис. 4. Открытый тракт МТМН

























Р


ис. 5. Закрытый тракт МТМН


Полузакрытый тракт (рис. 6) построен на одном ведущем вале и двух прижимных роликах, которые прижимают к валу носитель с двух противоположных его сторон. Носитель делает петлю на дополнительном обводном ролике. Магнитные головки размещены перед первым (входным) и после второго (выходного) роликами. Это тракт фирмы "Ampex".

Тракт без прижимных роликов, но с ведущим валом используется в высокоскоростной АМЗ. Ведущий вал в таких трактах содержит или пласт резины на поверхности (обрезиненный вал), или отверстия, через которые откачивается воздух в пустотелый вал, создавая вакуум, за счет которого носитель "залипает" на поверхности вала и протягивается со скоростью, соответствующей скорости вращения ведущего вала.

Носитель движется за счет превышения величины момента вращения на приемном узле момента вращения на подающем узле (он, для создания необходимого натяжения носителя, вращается в противоположном направлении). В настоящее время такой тракт практически не используется.

Более подробно с вопросами построения МТМН можно ознакомится в роботах Е.Н. Травникова.
































Рис. 6. Полузакрытый тракт МТМН "Ampex"

Рассмотрим историю и пути развития аппаратуры и методов магнитной записи информации


В настоящее время АМЗ – довольно сложная электронно-механическая аппаратура. При ее конструировании и производстве используются знания в разных областях фундаментальных и технических наук, позволяющие применить наиболее современные материалы, технические решения и технологии.

Наукоемкость такой аппаратуры – следствие сложности технических задач, стоящих ее при разработке и производстве. В свою очередь сложность технических и технологических решений обусловлена необходимостью получение высоких технических характеристик и постоянной конкурентной борьбой между фирмами-производителями таких приборов.

Развитие и усовершенствование АМЗ идет по двум направлениям: уменьшение стоимости сохранение одной единицы информации и повышение качества передачи сигналов в этой аппаратуре (т.е. снижение искажений передаваемых сигналов).

Исторически сложилось так, что сначала появилась ААМЗ. Сам способ магнитной записи звука было открыт, когда возле микрофона во время разговора был протащен стальной провод, а потом, случайно, тот же самый провод был протащен возле микрофона снова и присутствующие услышали какие-то звуки. Изобретенный принцип использовали для записи звука на движущийся магнитный носитель [29]. Сначала это были примитивные устройства с чрезвычайно низким качеством передачи информации. Нелинейные искажения в такой фонограмме достигали 50 %. Такое низкое качество передачи информации обусловлено нелинейностью процесса намагничивания магнитных материалов, а именно нелинейностью первоначальной кривой намагничивания. Но со временем (и очень быстро), благодаря значительным преимуществам перед записью звука на фонограф или перед грамзаписью, процесс развития ААМЗ позволил создать приборы, обеспечивающие передачу звука с качеством, достаточным для разборчивого восприятия речи. Это была так называемая прямая аналоговая магнитная запись с постоянным подмагничиванием. (Дать на доске картинку петли гистерезиса и вывод на линейный участок) Этот способ записи разрешил получить уровень нелинейных искажений не более 10 %. Такие приборы записывали звук на тонкую стальную проволоку. В дальнейшем была изобретена магнитная лента и способ записи с высокочастотным подмагничиванием. Эти изобретения были сделаны в Германии во время второй мировой войны. Естественно, что разработанная по этим способам аппаратура использовалась в большинстве случаев в специальных и военных целях.

После войны эти разработки стали достоянием победителей и началось их массовое внедрение в индустрию кино, быт и военное дело. С этого времени технические параметры ААМЗ достигли своего максимума, определяемого современным уровнем развития технологических процессов в областях пластических материалов, металлообработки, химической промышленности, микроэлектроники, автоматического управления, электродвигателей, лазерной обработки материалов и т.п.

С появлением ЭВМ возникла необходимость в хранении больших объемов цифровой информации. Было признано, что наиболее удачным методом хранения цифровой информации является ее цифровая магнитная запись, то есть запись информации в двоичном коде [30]. Сначала для хранения цифровой информации были разработаны цифровые аппараты, которые называют накопителями на магнитной ленте. Потом появились накопители на гибких и жестких магнитных дисках. Развитие этого направления магнитной записи в настоящее время разрешает в малых габаритах при наименьшей стоимости хранения одного бита информации сохранять ее гигантские объемы. Прогресс в этом направлении можно понять на примере того, что если десять лет назад объем информации, вмещавшейся на жестком диске, составлял 40 Мбайт, то в настоящее время диск минимальных габаритов на 120 Гбайт не вызывает удивления.

Приблизительно с начала 80-х годов ХХ века характеристики точности передачи информации в ААМЗ достигли своих верхних теоретических границ. К сожалению эти границы уже не удовлетворяли требованиям многих областей науки и техники, где применялась магнитная запись аналоговой информации (спектральный анализ, корреляционный анализ и т.п.). Для решения задачи повышения точности передачи аналоговой информации в АМЗ была использована цифровая магнитная запись с предшествующим преобразованием аналоговой информации в цифровую форму. Так появилась цифровая АМЗ (ЦАМЗ) для записи аналоговой информации. Сначала такая аппаратура была чрезвычайно сложной, больших размеров и веса и очень дорогостоящей. Разрабатывалась она для военных и (крайне редко) для научных целей.

Со временем развитие микроэлектроники и разработка новых, более совершенных, способов цифровой записи и необходимых для этого узлов и блоков, создало предпосылки для создания бытовой ЦАМЗ.

Следующим этапом развития магнитной записи стала запись аналоговой информации в цифровой форме на микросхемы памяти с магнитными элементами (магнитными пузырьками) и сменные диски малого диаметра.

В конце концов, появился новый тип приборов звукозаписи – аппаратура, которая записывает сигналы в цифровой форме в сменные (или не сменные) сверхбольшие микросхемы памяти (так называемые “чипы” или “флешкарты”) с возможностью воспроизведения информации и ее перезаписью. Такие приборы в прямом смысле не является АМЗ, т.к. в них запись сигналов проводится на нетранспортируемый магнитный носитель, они не имеют головок записи-воспроизведения и т.п. Но в вопросах, где подробно будет рассматриваться цифровая запись информации, будут рассмотрены и такие приборы.

Таким образом, для записи звука и изображений в настоящее время используются два широких класса АМЗ:

– аналоговая АМЗ;

– цифровая АМЗ.

Оба вида АМЗ имеют общие черты, но и имеют существенные различия как в конструкции, так и в способах записи информации.

Эти различия проявляются, в первую очередь, в степени точности передачи информации в таких устройствах, т.е. в уровнях и видах искажений сигналов такой аппаратурой.

В настоящее время существует три широких класса аппаратуры цифровой звукозаписи:

– приборы записи на флешкарты (или в сверхбольшие микросхемы памяти);

– цифровая аппаратура магнитной записи (ЦАМЗ);

– аппаратура записи звука на оптические носители (CD диски).

Главное различие между этими классами аппаратуры состоит в том, что приборы записи на флешкарты не имеют головок записи-воспроизведения и МТМН. Сигналы после усиления и АЦП записываются в микросхему памяти в виде цифровых слов. Каждое слово имеет свой адрес, по которому оно размещено в микросхеме. Соответственно, номера адресов записываются одновременно со словами. Потом они могут быть воспроизведены по адресам, которые указывают на размещение каждого слова в микросхеме.

Таким образом, такие приборы не имеют подвижных частей, запись и воспроизведение информации проводится в электронном виде в импульсной форме.

ЦАМЗ также имеет несколько классов:

– аппаратура с недвижимыми головками для записи на магнитную ленту;

– аппаратура с вращающимися головками для записи на магнитную ленту;

– аппаратура записи на минидискеты [11,12,13].

Усилитель и ФНЧ

АЦП

Кодер канального кода

Кодер блочного кода

Усилитель записи









Головка записи

Блок автоматического регулирования скорости носителя


Синхрогенератор







Механизм транспортирования носителя






Блок слежения за положением дорожки

Головка воспроизведения



Усилитель воспроизведения и формирователь импульсов
Цифровой выход


Декодер блочного кода

Декодер канального кода

Оперативное запоминающее устройство











Блок самосинхронизации

Блок исправления ошибок

ЦАП






ФНЧ и выходной усилитель




Аналоговый выход

Рис. 7. Общая блок-схема аппаратуры цифровой звукозаписи на подвижный носитель

На рис. 7 показана обобщенная блок-схема цифровой аппаратуры магнитной звукозаписи.

Особенностью такой аппаратуры является обязательное наличие аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на ее входе и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) на ее выходе.

Рассмотрим принципы проведения таких преобразований и особенности построения таких преобразователей.

Чтобы объяснить принцип аналого-цифрового преобразования, осуществляемого с помощью АЦП необходимо рассмотреть временную диаграмму, иллюстрирующую этот процесс.

На рис. 7 показано, что процесс дискретизации во времени происходит путем выборки с постоянной частотой мгновенных значений аналогового сигнала. Таким образом, аналоговый сигнал подвергается воздействию выборки короткими импульсами. Амплитудное значение любого из таких импульсов отвечает величине амплитуды аналогового сигнала во время действия этого импульса, которое запоминается от момента поступления следующего импульса. При этом аналоговый сигнал превращается в амлитудно-импульсно модулированный (АИМ) сигнал.

U











t

Рис. 8. Процесс дискретизации во времени аналогового сигнала



Этот сигнал превращают в цифровой код, т.е. измеряют величину значения уровня напряжения (или тока) каждого импульса и записывают это значение в цифровом коде. Этот процесс называют квантованием по уровню, (или еще дискретизацией по уровню). Он показан на рис. 9.

Квантовать по уровню сигнал можно по линейной шкале и по нелинейной. Квантование по линейной шкале носит название прямой импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), квантование по нелинейной шкале носит название нелинейной ИКМ. При этом линейность или нелинейность характеризует только шкалу преобразования.


Uквант. Uквант










U вх Uвх

а) б)

Рис. 9. Процесс квантования по уровню (дискретизации по уровню): а) – линейная шкала квантования; б) нелинейная шкала квантования.


Процесс квантования по уровню происходит путем пошагового добавления уровня младшего разряда к предшествующему значению, которое уже было добавлено и накоплено. На каждом шаге идет сравнение накопленного значения с запомненным значением выборки. Процесс происходит до тех пор, пока разность между накопленным значением сигнала и значением запомненного сигнала выборки не превысит величины значения младшего разряда (т.е. одного уровня). После завершения этого процесса подсчитывается количество импульсов младшего разряда (т.е. количество циклов накопления), необходимых для квантования, а их количество записывается в двоичном коде. Значение этого количества и есть тем кодом, которому отвечает измеренный уровень АИМ сигнала.

Прямая ИКМ меньше искажает передаваемые сигналы, но требует большей разрядности (количества разрядов двоичного кода) преобразования. Нелинейная ИКМ требует меньшей разрядности преобразования, но значительно искажает спектр сигналов, передаваемых с помощью такого преобразования.

Динамический диапазон преобразования сигнала прямой ИКМ определяется, как

D = 6·N + 1,8 (дБ) , (2)

где N – количество разрядов преобразования.


Периодическая последовательность АИМ сигнала записывается математическим соотношением [47]

, (3)

где

U(t) – нормированная функция, характеризующая форму импульса;

A0 – величина (уровень) импульса;

Θ1 – начало переднего фронта k –го импульса;

Θ2 – начало заднего фронта импульса;

Ti – период следования импульсов.


Если сигнал, предоставленный формулой (3), подвергнуть прямому преобразованию Фурье, то можно получить спектр АИМ сигнала. Такой спектр будет состоять из спектра прямоугольного импульса и спектра модулирующего колебания. При этом спектр модулирующего колебания будет перенесен на частоту сигнала дискретизации с дополнением его зеркальным отображением, как это показано на рис. 10.

На рис. 10 частота ωВ – верхняя частота диапазона сигнала, которая определяется частотой среза входного ФНЧ, ωД – частота дискретизации, ωД – ωВ – частота разности между частотой дискретизации и верхней частотой диапазона, ωН – частота наибольшего затухания ФНЧ, от которой проводится отсчет частоты дискретизации.


S(ω)













ωВ ωН ωД – ωВ ωД ωД + ωВ ω


Рис. 10. Спектры модулирующего и модулированного колебания, возникающие в процессе АИМ


Рис. 10 иллюстрирует спектральные процессы, происходящие при АИМ. Спектр любого сигнала, поступающего на АЦП, может быть значительно шире, чем требуется в соответствии с теоремой Котельникова. Поэтому его нужно ограничить в области верхних частот. Для этого используется ФНЧ. Крутизну спада фильтра избирают так, чтобы на частоте наибольшего затухания сигнал равнялся динамическому диапазону преобразования, которое определяется количеством разрядов АЦП в соответствии с формулой (2), а частота этой точки должна быть в два раза ниже частоты дискретизации.

Если крутизна спада АЧХ ФНЧ недостаточная, то в сигнале будут большие спектральные искажения.

В процессе преобразования значение аналогового сигнала в конкретный момент времени приобретает некоторую погрешность, величина которой определяется разрядностью АЦП, частотой дискретизации (т.е. периодом дискретизации), крутизной спада АЧХ входного ФНЧ и величиной тока утечки устройства выборки и хранения (УВХ), в котором и происходит преобразование аналогового сигнала в ИКМ сигнал. Более детально вопрос погрешностей такого преобразования будет рассмотрен в следующих разделах.

При необходимости вывода обработанного сигнала в аналоговой (т.е. непрерывной) форме применяется обратное преобразование, которое называют цифро-аналоговым, и выполняют с помощью ЦАП. Для осуществления такого преобразования на входы ЦАП (каждый из которых отвечает конкретному разряду преобразования) подают с частотой дискретизации кодовые значения (кодовые слова), соответствующие значениям величины уровня каждой выборки (отсчета). В ЦАП происходит преобразование кодов в АИМ сигнал, который после ФНЧ приобретает аналоговую форму.

Бывают АЦП трех типов: последовательный, параллельный и поразрядного уравновешивания. Среди них наименее быстродействующие – последовательные АЦП, среднего быстродействия – АЦП поразрядного уравновешивания, а наиболее быстрые – параллельные АЦП. Поэтому для обработки телевизионных сигналов и изображений нужен быстродействующий АЦП и выбирать его следует среди параллельных, для обработки звука и ультразвука – поразрядного уравновешивания, а для обработки сигналов с высшей частотой до 1000 Гц – можно пользоваться последовательными АЦП (кстати, они и наиболее дешевые) [48].

Мы рассмотрели особенности построения аппаратуры звукозаписи.

Разумеется, что за одну лекцию мы не могли охватить все нюансы ее построения и разнообразие конструктивного исполнения, но наиболее важные моменты в данной лекции охвачены.



Схожі:

Лекция по системам записи информации План Введение iconДокументи
1. /Аннотация 2.doc
2. /Аннотация.doc
Лекция по системам записи информации План Введение iconЛекция введение содержание
Естественнонаучные и социально-экономические предпосылки возникновения ландшафтоведения
Лекция по системам записи информации План Введение iconУчебник «Информатика и икт» для 8 класса
Представление информации. Информация, информационные объекты различных видов. Язык как способ представления информации: естественные...
Лекция по системам записи информации План Введение iconЛекция 3 Информационные технологии для организационного управления
...
Лекция по системам записи информации План Введение iconПрограммирование
Введение в программирование на языке Pascal. Программа. Структура программы. Идентификатор. Правила записи идентификатора. Блок описаний....
Лекция по системам записи информации План Введение iconЛекция Локальная организация ландшафтов с позиций относительной однородности потоков вещества, энергии и информации Понятие контрастности сред
Территориальные сопряжения геосистем: парадинамические, парагенетические геосистемы
Лекция по системам записи информации План Введение iconЯк працювати з книгою
Робочі записи бувають різні за джерелом походження: „чужі думки”, власні роздуми над прочитаним, спостереження. За формою робочі...
Лекция по системам записи информации План Введение iconУправление изменениями Лекция Введение
При этом долгосрочные цели развития остаются неизменны, а способы их достижения могут меняться в зависимости от изменения обстановки...
Лекция по системам записи информации План Введение iconЗакона Украины «О доступе к публичной информации»
Президентом Украины, с целью обеспечения доступа к публичной информации, распорядителями которой являются исполнительные органы Центрального...
Лекция по системам записи информации План Введение iconЛекция 3 основы теории тонкостенных оболочек план План 1 Расчет напряжений в оболочках цилиндрической формы 3 Сферическая оболочка 7 Эллипсоид 7
К числу основних форм, на которые подразделяются объекты биомеханики, относятся оболочки
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи