УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАГНИТНЫХ НОСИТЕЛЕЙ
DEVICE FOR QUALITY CONTROL OF MAGNETIC CARRIERS

Изобретение относится к области магнитной записи, в частности к технике контроля электрических сигналов, и предназначено для выходного контроля качества рабочих слоев магнитных носителей.
Известно устройство для контроля качества магнитных носителей, содержащее многодорожечный блок магнитной записи-воспроизведения (систему блок магнитных головок - магнитный носитель), задающий генератор, распределитель импульсов, делитель частоты, усилители, полосовой фильтр, амплитудный дискриминатор, детектор нуль-пересечений, триггеры, элемент НЕ, элементы И, счетчики, коммутаторы, регистры, одновибратор (см. авт. свид. СССР №847369 по кл.  G11B 27/36 за 1981 г.).
Принцип действия известного устройства основан на многодорожечной записи непрерывных последовательностей прямоугольных импульсов на магнитный носитель и последующем контроле уровня воспроизводимых сигналов с учетом перекосов магнитного носителя.
Недостатками известного устройства являются:
- необходимость записи на контролируемый носитель специального испытательного сигнала. Это приводит к изменению начального состояния магнитного рабочего слоя носителя и не позволяет проанализировать качество собственно магнитного покрытия, а также к усложнению устройства контроля;
- невысокая разрешающая способность контроля структуры магнитного покрытия, ограниченная величиной допустимых перекосов магнитного носителя.
В качестве прототипа выбрано устройство для контроля качества магнитных носителей, описанное в авт. свид. СССР №970457 по кл. G11B 27/36 за 1982 г., которое содержит последовательно соединенные блок магнитной записи-воспроизведения, усилитель воспроизведения, блок пороговых элементов, блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых подключены к блоку опроса, а также генератор, элемент И, формирователь сигналов разрешения опроса, блок усреднения и регистратор.
Принцип действия прототипа заключается в определении функции распределения вероятностей сигнала паразитной амплитудной модуляции, путем последовательного накопления тактовых импульсов, и оценке на этой основе качества магнитного носителя.
Недостатки прототипа заключаются в следующем:
- контроль носителя осуществляется с помощью предварительно записанного на него сигнала, что усложняет устройство и не позволяет оценивать качество собственно магнитного покрытия;
- невысокая разрешающая способность и точность контроля качества магнитного покрытия, ввиду того, что измерение функции распределения вероятностей сигнала паразитной амплитудной модуляции на интервале регистрации осуществляется путем последовательного накопления тактовых импульсов;
- невысокая производительность контроля качества магнитного покрытия, в связи с необходимостью выполнения измерений по одной дорожке.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для контроля качества магнитных носителей, в котором новое выполнение составляющих его частей позволяет повысить разрешающую способность, точность и производительность контроля при одновременном упрощении устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройство для контроля качества магнитных носителей, содержащее последовательно соединенные многодорожечный блок магнитной записи-воспроизведения, блок усилителей воспроизведения и блок пороговых элементов, а также регистратор, введены последовательно соединенные многовходовый сумматор, входы которого подключены к выходам блока пороговых элементов, и двухвходовый вычитатель, один вход которого подключен к выходу сумматора непосредственно, а другой вход - через элемент задержки, выход вычитателя подсоединен ко входу регистратора, а блок пороговых элементов выполнен с установочным входом.
Предлагаемое устройство не содержит блоков записи испытательного сигнала на магнитный носитель, так как позволяет контролировать качество магнитных покрытий носителей на основе анализа их собственных шумов.
Введение в устройство сумматора, вычитателя и элемента задержки повышает разрешающую способность и производительность контроля, ввиду практически безынерционного измерения функции распределения вероятностей шумов на интервале регистрации.
Выполнение блока пороговых элементов с установочным входом позволяет повысить точность определения дефектов носителей при сохранении высокой разрешающей способности, либо повысить разрешающую способность при сохранении высокой точности определения дефектов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана структурная схема устройства.
Устройство для контроля качества магнитных носителей содержит последовательно соединенные многодорожечный блок 1 магнитной записи-воспроизведения, блок 2 усилителей воспроизведения, блок 3 пороговых элементов, выходы которого объединены сумматором 4, элемент 5 задержки, одним входом двухвходовый вычитатель 6 и регистратор 7. Другой вход вычитателя 6 подключен к выходу сумматора 4. Блок 3 пороговых элементов выполнен с установочным входом 8.
Устройство работает следующим образом.
При движении магнитного носителя, например ленточного, относительно многодорожечного блока 1 записи-воспроизведения (системы блок магнитных головок - магнитный носитель) на выходах всех i головок появляются случайные сигналы (шумы магнитного носителя)
, ,
i
где α - чувствительность воспроизводящей магнитной головки по потоку, Ф(t) - магнитный поток, создаваемый собственными шумами магнитного носителя, воздействующий на i-ю головку, М - число воспроизводящих головок.
Случайные сигналы усиливаются в блоке 2 усилителей и на его выходах формируются сигналы
, ,
где k - коэффициент усиления по напряжению каждого усилителя воспроизведения.
Усиленные сигналы, снимаемые с выходов каждого усилителя подаются на соответствующие пороговые элементы (например, компараторы) блока 3. Эти сигналы сравниваются с одним и тем же пороговым уровнем х, устанавливаемым одновременно на всех пороговых элементах с помощью установочного входа 8. Тогда на выходах блока 3 пороговых элементов вырабатываются случайные сигналы
,,
где А - отличная от нуля постоянная.
Сигналы, снимаемые в выходов блока 3 пороговых элементов, суммируются сумматором 4, на выходе которого образуется случайный сигнал
.
Этот сигнал представляет собой, умноженную на постоянную А, несмещенную и состоятельную оценку функции распределения вероятностей собственных шумов магнитного носителя, усиленных в α·k раз (см., например, книгу Лившиц Н.А., Пугачев В.Н. Вероятностный анализ систем автоматического управления. - Кн.1. - М.: Советское радио, 1963. - 896 с, на с.380).
Сигнал V(x,t) задерживается элементом 5 задержки на время τ, после чего вычитается из незадержанного сигнала V(x,t) с помощью вычитателя 6. На выходе вычитателя 6 формируется сигнал разности
.
Этот сигнал поступает далее на регистратор 7 (самописец, осциллограф, счетчик, и т.п.). Время задержки τ выбирают из условия обеспечения заданной разрешающей способности контроля, а также в зависимости от скорости движения контролируемого магнитного носителя (обычно 0,01…1 мс).
i
i
При равномерном движении магнитного носителя относительно воспроизводящих магнитных головок и однородном бездефектном равнотолщинном рабочем покрытии носителя, в силу стационарности незадержанных N(t) и задержанных N(t-τ) сигналов, оценки V(x,t) и V(x,t-τ) практически совпадают, вследствие чего на регистратор 7 поступает сигнал V(x,t,τ)≈0.
Если в рабочем слое носителя имеются дефекты (песчинки, окатыши, немагнитные вкрапления, пустоты, разнотолщинности), то сигнал V(x,t-τ) в течение времени τ будет сохранять свое прежнее значение (представляющее собой оценку функции распределения вероятностей шумов бездефектного носителя), а сигнал V(x,t) изменит свое значение (представляющее собой оценку функции распределения вероятностей собственных шумов дефектного участка носителя). В результате сигнал V(x,t,τ) станет отличным от нуля, что и будет зафиксировано регистратором 7. При этом устройство принципиально не чувствительно к перекосам магнитного носителя.
Предлагаемое устройство позволяет контролировать качество магнитных слоев носителей, не записывая на них испытательные сигналы с высокими разрешающей способностью, точностью и производительностью. Так как статистическая точность контроля тем выше, чем больше значение порога х, то предлагаемое разностное устройство обработки позволяет повышать точность контроля при сохранении разрешающей способности, либо повышать разрешающую способность при сохранении точности контроля.