高密度数字磁带

高密度数字磁带记录器主轮速度控制电路的主要功能是保障磁带以恒定的速度通过磁头。它有两种工作状态: 一是记录时的“稳速”状态; 二是重放时的“磁带伺服”状态。记录时, 主轮伺服电路控制磁带均匀地通过磁头, 磁带在记录其它信号的同时, 还用一路磁道记录控制磁带速度的伺服参考信号, 重放时, 利用从磁带恢复的参考信号与基准信号进行比较, 通过伺服系统, 使重放带速跟随记录带速的变化。

简介

工作原理

主轮伺服电路按如下方式工作。在记录时, 主轮伺服电路使磁带均匀地通过磁头, 将伺服参考信号记录在磁带上; 在重放时, 磁带信号通过磁带伺服信号处理电路, 形成方波信号。该信号和本地的基准信号进行比较, 控制主轮电机及磁带的运行速度, 使重放带速跟随记录带速的变化。磁带伺服信号经过记录过程和重放过程。两个工作过程中, 都要对伺服信号中心频率进行选择, 使伺服信号获得较高的信噪比。从磁头和磁带响应曲线上找到对应峰值的频率F 0, 可以作为伺服信号的记录频率。该频率为重放过程中伺服工作频率的整数倍, 这样可以得到较大的磁头输出信号, 使信号可靠地检出, 提高伺服系统的信噪比。

在记录过程, 可以增大记录电流以改变峰值响应,从而增加重放时的输出信号幅度。重放过程的功能是由磁带信号恢复电路来实现的。它忠实地复现记录时的频率, 提供连续的方波信号。

磁带伺服信号恢复电路由一级放大器、带通滤波器、二级放大器、整形器、漏失检出和锁相环组成。

放大器和带通滤波器

磁带机在重放时, 接近正弦的磁带信号进入第一级放大器和带通滤波器, 在这里实现选通伺服频率, 提高磁带信号的信噪比。这两级不应有严重的非线性失真, 带通滤波器的Q 值也较低(在2～ 5 之内) ,从而使工作区的相位特性为线性。否则, 将影响信号的拾取, 使锁相环产生码元滑动, 进而引起整个伺服带道的滑动。第二级线性放大器输出, 提供8～ 10V 峰值的正弦信号到整形器和漏失检出器。在整形器里采用过零检出, 输出对称方波进入锁相电路。同时只要磁带上有信号, 就可以可靠地检出, 抑制了噪声, 提高了信噪比。

漏失检出

漏失检出是指磁带机在重放中, 无磁带信号时中断信号输出。原则上, 要求把正常信号的- 12dB (即2～ 2. 5V ) 作为磁带漏失的检出阈值。当信号高于阈值时, 漏失检出器输出为高电平, 允许分频器输出伺服信号(F 0öN) ; 反之, 当信号低于阈值时, 漏失检出器输出为低电平, 阻断分频器输出信号。为了防止漏失信号频繁出现, 设置了锁相环和低通滤波器(滤除80Lm 的磁带漏失) 来弥补这一缺陷。

锁相环的应用

由于磁粉的脱落和堆积以及磁带的缺陷或其他物理原因, 造成磁头磁带间的瞬间分离, 引起漏失, 所以磁带信号不可能是连续的。用该信号控制磁带速度的优点是实时性, 其缺点是当信号丢失时将会对控制性能产生较大的影响,所以要对此信号进行处理。补充漏失长度小的信号, 可以通过锁相环来实现。

对鉴相器电路的要求是, 如遇到信号中断, 在中断部分用对称方波填充(中断部分的输出为零电平) , 异或门相位比较器较为适用, 当信号丢失时, 其VCO 的频率始终维持在中心频率F 0。锁相环带宽一定要大于伺服带宽, 使磁带机抖动的主要分量能通过, 使它的高频分量被滤除, 从而得到较为连续的方波信号, 减小了小量磁带漏失对伺服信号的影响。

总结

按要求设计的磁带伺服信号处理电路, 已成功地应用在高密度数字磁带记录器主轮伺服电路中。该记录器已经过了各种环境试验和在轨测试, 实践证明是可行的。

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