УСИЛИТЕЛЬ СЧИТЫВАНИЯ СИГНАЛОВ С МАГНИТНЫХ КАРТ
AMPLIFIER FOR READING SIGNALS FROM MAGNETIC CARDS

Предлагаемое изобретение относится к области электронных устройств и может быть использовано в системах считывания информации с банковских карт с магнитной полосой с ручным и автоматическим транспортированием карт, а также карт с магнитной полосой другого назначения и детекторов валют, содержащих магнитные нити.
Известен усилитель считывания информации с банковских карт с магнитной полосой (см. Гель П. Магнитные карты и ПК: Пер. с фр. - М.: ДМК Пресс, 2001. - 128 с.), который содержит (фиг.1) магнитную головку воспроизведения (МГВ), первый вывод которой подсоединен через резистор R1 к первому входу первого дифференциального усилителя DA1, охваченного обратной связью через цепь из параллельно соединенных резистора R3 и конденсатора С2. Выход первого дифференциального усилителя DA1 подсоединен через конденсатор С3 ко второму входу второго дифференциального усилителя DA2, который через резистор R5 подсоединен ко второму входу первого дифференциального усилителя DA1, к нулевой шине электропитания через резистор R4 и ко второму входу магнитной головки воспроизведения МГВ, подсоединенному также к нулевой шине электропитания через параллельно соединенные конденсатор С1 и резистор R2. Второй вход МГВ через резистор R6 подсоединен также к первому входу второго дифференциального усилителя DA2, к плюсовой шине электропитания через резистор R7 и через конденсатор С5 к нулевой шине электропитания.
Воспроизведенный с магнитной полосы карты сигнал получается на выходе второго дифференциального усилителя DA2, который охвачен обратной связью через цепь из параллельно соединенных резистора R8 и конденсатора С4.
Недостатком данного технического решения является ограниченность пределов допустимого скоростного диапазона транспортирования магнитной полосы карты относительно магнитной головки воспроизведения (МГВ) вследствие недостаточной чувствительности усилительного тракта, что не позволяет считывать информацию при малых скоростях транспортирования магнитной полосы, характерных для ручных считывателей информации, а также необходимость использования буферных каскадов для сопряжения с формирователем цифрового сигнала.
От ряда недостатков, присущих аналогу, позволяет избавиться устройство (фиг.2), принятое за прототип (см. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987. - 352 с.), к входной цепи которого для реализации функции считывания информации с банковских карт с магнитной полосой подсоединен первый вход магнитной головки воспроизведения (МГВ), второй вход которой подсоединен к нулевой шине электропитания. Входная цепь усилителя считывания, содержащая последовательно соединенные конденсатор С1 и резистор R1, подсоединена к объединенным входам первого цифрового инвертора DD1, инверсный выход которого подсоединен к объединенным входам второго цифрового инвертора DD2, выход которого подсоединен к объединенным входам третьего цифрового инвертора DD3, выход которого через резистор R2 подсоединен к объединенным входам первого цифрового инвертора DD1 и к первому выводу конденсатора С2. Выходной усиленный сигнал формируется на выходе третьего цифрового инвертора DD3 и снимается с второго вывода емкости С2.
Недостатком данного устройства является пониженная чувствительность усилительного тракта из-за несогласованности низкоомного активного сопротивления головки воспроизведения с высокоомным входом цифровых логических элементов, в особенности выполненных по КМОП-технологии, что не позволяет считывать информацию при малых скоростях транспортирования магнитной полосы, характерных для ручных считывателей информации, и, как следствие, ограничивает пределы допустимого скоростного диапазона транспортирования магнитной полосы карты относительно магнитной головки воспроизведения (МГВ).
Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального усилителя считывания сигналов с магнитных карт, обеспечивающего надежное считывание сигналов как в считывателях с автоматическим транспортированием карт, так и в ручных считывателях.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности усилительного тракта и, как следствие, расширение пределов допустимого скоростного диапазона транспортирования магнитной полосы карты относительно магнитной головки воспроизведения (МГВ).
Для достижения технического результата в известный усилитель считывания сигналов с магнитных карт, содержащий магнитную головку воспроизведения (МГВ), первый цифровой инвертор DD1, последовательно соединенные второй DD2 и третий DD3 цифровые инверторы, при этом выход третьего цифрового инвертора DD3 соединен через резистор R1 с входом первого цифрового инвертора DD1, дополнительно введены емкость С1, первый вывод которой подключен к выходу первого цифрового инвертора DD1 и первому входу магнитной головки воспроизведения (МГВ), второй вывод - к входу первого цифрового инвертора DD1, емкость С2, первый вывод которой соединен с выходом третьего цифрового инвертора DD3, второй вывод которой соединен с нулевой шиной электропитания, а второй выход магнитной головки воспроизведения (МГВ) соединен с входом второго цифрового инвертора DD2.
Предлагаемое подключение магнитной головки воспроизведения (МГВ) обеспечивает ее оптимальное сопряжение с усилительными каскадами, так как исключает необходимость подключения одного из выходов магнитной головки воспроизведения (МГВ) к нулевой шине электропитания, что стало возможным из-за обеспечения необходимого смещения по постоянному напряжению на входе первого цифрового инвертора DD1, охваченного обратной связью через электролитический конденсатор С1, к выходу которого подключен первый вывод магнитной головки воспроизведения (МГВ).
Перечень графического материала.
На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема аналога.
На фиг.2 изображена принципиальная электрическая схема прототипа.
На фиг.3 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя считывания сигналов с магнитных карт.
Предлагаемый усилитель считывания сигналов с магнитных карт (фиг.3) содержит магнитную головку воспроизведения (МГВ), первый вход которой подсоединен к выходу первого цифрового инвертора DD1, выход которого подсоединен через конденсатор С1 к входу DD1, а второй вход магнитной головки воспроизведения (МГВ) подсоединен к входу второго цифрового инвертора DD2, последовательно соединенного с третьим цифровым инвертором DD3, выход которого через резистор R1 подсоединен к входу первого цифрового инвертора DD1, а также к нулевой шине электропитания через конденсатор С2.
Предлагаемый усилитель считывания сигналов с магнитных карт работает следующим образом. Сигнал, воспроизведенный с магнитной полосы банковских карт, полученный на втором выходе магнитной головки воспроизведения (МГВ), подается на вход второго цифрового инвертора DD2, работающего в усилительном режиме. В свою очередь, усиленные сигналы с выхода второго цифрового инвертора DD2 поступают на вход третьего цифрового инвертора DD3, также работающего в усилительном режиме. Усиленный выходной сигнал получается на выходе третьего цифрового инвертора DD3, который подключен к нулевой шине электропитания через конденсатор С2, обеспечивающий фильтрацию высокочастотных помех на выходе усилителя считывания. Выход усилителя считывания через резистор R1 подключен к входу первого цифрового инвертора DD1, выход которого через электролитический конденсатор большой емкости С1 подсоединен к его входу, что создает постоянное смещение на входах всех цифровых инверторов DD1-DD3, необходимое для их перевода в гиперусилительный режим. Первый усилительный каскад, реализованный на инверторе DD1, вносит относительно малый вклад в общий коэффициент усиления предлагаемого устройства и служит в основном для задания необходимого смещения по постоянному току. Основной вклад в результирующий коэффициент предлагаемого устройства вносят второй и третий каскады, реализованные на цифровых инверторах DD2 и DD3 соответственно. Восстановление исходной формы записанного на магнитную полосу карты сигнала может быть восстановлено при помощи известной схемы триггера Шмитта.