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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Synchronisieren der Antriebe eines Tonbandes und eines Films, wobei durch den Ablauf des Tonbandes ein erstes Signal und durch den Ablauf des Films ein zweites Signal erzeugt wird und aus den beiden Signalen ein Verknüpfungssignal mit vorbestimmtem Verlauf für die Regelung eines der beiden Antriebe gewonnen wird und auf eine Einrichtung und ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Synchronisieren sind bisher zahlreiche verschiedene Verfahren bekanntgeworden. Wesentlich für den synchronen Ablauf ist nicht nur eine einander entsprechende Geschwindigkeit der beiden Antriebe, sondern auch die richtige Phasenlage. Alle jene Systeme, die lediglich auf eine Synchronisierung der Geschwindigkeiten abzielen, weisen somit den Nachteil auf, dass damit noch immer nicht eine phasengerechte Zuordnung erzielt ist, wie sie für die Vertonung von Filmen aber auch für andere Zwecke wesentlich ist. Besonders schwierig ist es, eine phasengerechte Zuordnung während des Hochlaufs bzw. des Auslaufs der Antriebe zu erlangen. Es ist zwar bekannt, zur Synchronisierung von Film- und Tonband perforierte Tonbänder zu benutzen, die über Zahntrommeln angetrieben werden. Der wesentliche Nachteil dieses Systems liegt darin, dass perforierte Tonbänder nur schwer erhältlich sind.
Auch die Synchronisierung mittels Pilotton lässt leicht Fehler in der Phasenlage zu, denn da die Pilottonsignale einander gleichen, lässt sich bei Ausfall eines oder mehrerer Signale die phasengerechte Zuordnung von Bild und zugehörigem Ton nur schwer mehr finden. Dies gilt auch für jene Systeme, bei denen die absolute Zahl der Impulse gespeichert und die gespeicherten Impulse von jedem Band miteinander verglichen werden. Man hat versucht, diese Nachteile durch zusätzliche Signale, wie Startmarken zu vermeiden, doch blieben bei den bekannten Systemen die Fehlerquellen noch immer unverhältnismässig gross.
Nun ist wohl für das Schneiden von Bild- und Tonbändern bereits der Gedanke aufgetaucht, die einzelnen Bildund Tonfolgen mittels Morsezeichen zu numerieren, so dass sich auch bei Verlust eines dieser Zeichen stets eine eindeutige und phasengerechte Zuordnung von Bild und Ton ergab. Leider liess sich dieses System für die Synchronisierung zweier Antriebe wegen des komplizierten Aufbaues der Signale und der Schwierigkeit, diese Signale automatisch zu lesen, nicht anwenden.
Durch die Erfindung werden alle diese Nachteile nun dadurch beseitigt, dass beide Signale einen zwischen einem Höchstwert und einem Tiefstwert periodisch veränderlichen Parameter, vorzugsweise die Frequenz aufweisen, wobei die Parameter einen vorbestimmten gesetzlichen Zusammenhang besitzen, und die Soll-Periodendauer der beiden Signale ein Mehrfaches der Wiedergabedauer eines Filmbildes beträgt.
Erfindungsgemäss werden somit den beiden Antrieben solche Signale zugeordnet, die über verschiedene Längenbereiche zumindest einen Parameter verschiedener Grösse aufweisen, wobei praktisch die jeweilige Grösse des Parameters eine Numerierung des zugeordneten Längenbereiches ergibt. Als Parameter kommt die Amplitude, vorzugsweise jedoch die Frequenz des Signals in Betracht. Das Signal muss dabei keineswegs ein Tonsignal sein, sondern es könnte sich beispielsweise auch um Lichtsignale handeln. Wiewohl es nun möglich wäre, zur Numerierung der Bandlängen jeden beliebigen Code zu verwenden, so wird man doch zweckmässig den variablen Parameter nach steigender oder fallender Grösse ordnen.
Kennt man nun den gesetzmässigen Zusammenhang der Parameter der den beiden Antrieben zugeordneten Signale, so lässt sich leicht aus dem Vergleich der beiden Signale während des Ablaufs ein Regelsignal ableiten, das für den synchronen Lauf eine vorbestimmte Sollgrösse ergibt. Wie an Hand der Zeichnungen noch besprochen werden wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Sollgrösse-es kann sich hiebei auch um zwei voneinander verschiedene Werte handeln-konstant ist. Wiewohl es möglich wäre, die Periodendauer der beiden Signale unterschiedlich zu wählen, so ist es doch vorteilhaft, wenn die beiden Signale gleiche Periodendauer aufweisen.
Mit Rücksicht darauf, dass über eine grössere Bandlänge nicht genügend genau differenzierbare Parameterwerte zur Verfügung stehen, wird man im allgemeinen darauf verzichten müssen, über die Gesamtlänge des jeweils zugehörigen Bandes verschiedene Parameterwerte zu verteilen. Immerhin hat es sich gezeigt, dass es vollauf genügt, wenn die beiden Signale über Teilbereiche der Gesamtlänge des zugehörigen Bandes einen Parameter variabler Grösse aufweisen.
Ist dies der Fall, so ist es vorteilhaft, wenn zumindest auf einem der beiden Bänder ein periodisch wiederkehrendes im zeitlichen Abstand der Periodendauer des zugeordneten Signals auftretendes Phasenvergleichssignal aufgezeichnet wird, das zugeordnete Signal synchron mit dem Ablauf des Bandes abgegeben wird, und mit Hilfe des Phasenvergleichssignals die Aufzeichnung des Bandes zum Signal in der richtigen Phasenbezeichnung gehalten wird.
Einrichtungen zur Aufzeichnung von Signalen an Filmen sind in verschiedener Ausführung bekannt und beispielsweise der österr. Patentschrift Nr. 272837 zu entnehmen. Da nämlich im Falle, dass das Band nicht selbst Träger des ihm zuzuordnenden Signals ist, zu Beginn einer Aufnahme oder einer Wiedergabe die richtige Zuordnung der Phasenlagen nicht ohne weiteres gefunden werden kann, bedarf es hiezu besonderer Verfahrensschritte, die eine automatische Zuordnung von Bild- und Tonaufzeichnung ermöglichen. Dies geschieht durch das oben erwähnte weitere Signal, das beispielsweise zu Beginn jeder Periodendauer des dem Band, besonders dem Film, zuzuordnenden Signals aufgezeichnet wird.
Beim Einschalten des Gerätes stellt sich dann der Signalgenerator so ein, dass das am Band aufgezeichnete weitere Signal mit der vorbestimmten Stelle innerhalb der Signalperiode zusammenfällt.
Im Rahmen der Erfindung ist nun die Auswertung der Signale auf verschiedene Art und Weise denkbar.
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Beispielsweise könnten die, vorzugsweise gleichförmig verlaufenden Signale, die den beiden Antrieben zugeordnet sind, gegebenenfalls nach vorheriger Umformung und/oder Verstärkung, einer Brückenschaltung, beispielsweise einer Wheatstone'schen Brücke, zugeführt werden, in deren Diagonale sich bei Abweichungen vom Synchronlauf Regelsignale ergeben. Laufen die beiden Antriebe synchron, so beträgt der Unterschied zwischen den Parametern am Eingang der Brücke Null, wogegen sich bei Verschiebungen gegenüber dem Synchronlauf in der Diagonale der Brücke ein Signal ergibt, das direkt oder invertiert als Regelsignal benutzt werden kann. Es werden somit bei dieser Ausführungsform laufend die Parameterwerte der beiden Signale miteinander verglichen und nur bei Abweichungen vom Synchronlauf entsteht ein Regelsignal.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch zur Synchronisation aus den beiden, vorzugsweise frequenzmodulierten, Signalen Signale gebildet, welche den Verläufen der variablen Parameter der beiden erstgenannten Signale entsprechen, diese Signale miteinander verknüpft und aus dem Verknüpfungssignal das Regelsignal für einen der Antriebe bildet. Die Verwendung frequenzmodulierter Signale ergibt hiebei den Vorteil, dass diese Signale weniger störungsanfällig sind. Es kann sich dabei sowohl um Ton- als auch um Lichtsignale handeln. Zweckmässig ist dabei die Differenz zwischen dem grössten und kleinsten Parameterwert bei beiden Signalen gleich gross, denn dadurch ergeben sich bei richtiger Form der Überlagerung konstante Sollwerte des Parameters für den Synchronlauf.
Für die Form und den Verlauf der Signale sind hiebei zwei besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten denkbar. Im einen Fall ist die Polarität des Verlaufs der Parameter für beide Signale gleich, vorzugsweise auch gleichphasig im Synchronlauf, und in diesem Falle ist es zweckmässig, die beiden Signale beim Verknüpfen zu subtrahieren. Auf diese Weise ergeben sich ein oder auch zwei konstante Sollwerte für den Synchronlauf.
Eine andere Möglichkeit für den Verlauf der beiden Signale besteht darin, dass die Polarität des Verlaufs der Parameterwerte für beide Signale einander entgegengesetzt, vorzugsweise aber gleichphasig im Synchronlauf, ist, und dass die Signale addiert werden. Auch hiebei ergeben sich konstante Sollwerte für den Synchronlauf, wobei die Signale hinsichtlich des Parameterabstandes voneinander keiner Beschränkung unterliegen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Parameterwert des demjenigen Band zugeordneten Signals, dessen Antrieb geregelt ist, innerhalb der Periode ansteigt.
Es ergibt sich nämlich bei rascherem Lauf des geregelten Antriebs gegenüber dem regelnden Antrieb das Phänomen, dass die frequenzmodulierten Signale nicht nur durch die Geschwindigkeitsdifferenz einen Unterschied in der Phasenlage der beiden Signale zueinander anzeigen, sondern auch dadurch, dass durch die höhere Geschwindigkeit auch die Frequenz der Signale steigt und eine Phasenverschiebung simuliert, die praktisch noch gar nicht stattgefunden hat. So ergibt sich ein besonders günstiges Regelverhalten. Für tonfrequentierte Signale hat es sich erwiesen, dass die günstigsten variablen Parameterwerte in einem Bereich zwischen 250 und 5000 Hz, vorzugsweise zwischen 500 bis 2500 Hz liegen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens sowie verschiedener Ausführungsbeispiele. Fig. 1 zeigt ein Schema zur Veranschaulichung des erfindungsgemässen Verfahrens unter Anwendung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Kamera. Die Fig. 2A bis 5A zeigen die Zuordnung zweier Signale, wobei die Fig. 2B bis 5B die sich aus dieser Zuordnung ergebenden resultierenden Signale darstellen. Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen die erfindungsgemässe Vorgangsweise zur Auswertung der resultierenden Signale. Die Fig. 8 bis 12 zeigen Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Wesentlich für die Erfindung ist die Verwendung einer bestimmten Art von Signalen, in Zuordnung zu den zu synchronisierenden Antrieben, wobei vier mögliche Formen bzw. Zuordnungen der Signale später an Hand der Fig. 2 bis 5 beschrieben seien. Zunächst sei lediglich festgehalten, dass ein erstes Signal beispielsweise auf dem Tonband--l--eines Tonbandgerätes--2--bereits vor der Aufnahme aufgebracht sein kann. Während des Laufes des Tonbandgerätes--2--werden die auf dem Band--l--aufgebrachten Signale über einen Tonkopf od. dgl.
(nicht dargestellt) abgenommen und in eine Synchronisiereinrichtung--3--eingespeist. Zu gleicher Zeit wird der Kameraauslöser einer Kamera-4-betätigt. In der Kamera --4-- ist eine Kassette - -5-- strichliert angedeutet, in der sich der nicht dargestellte Film befindet, wie dies für Kameras üblich ist.
Die in der Kassette--5--befindliche Aufwickelspule erhält ihren Antrieb über eine Welle--6--.
Theoretisch wäre es denkbar, ebenso wie am Tonband-l-auch auf den Film entsprechende Signale aufzubringen. In der Praxis wird dies mit Schwierigkeiten verbunden sein, und es ist deshalb vorteilhaft, an Stelle des Aufbringens der Signale auf den Film einen in Abhängigkeit von der Filmgeschwindigkeit in der Kamera - -4-- gesteuerten Signalgenerator vorzusehen.
Gemäss Fig. 1 besteht dieser Signalgenerator aus einer von einem auf der Welle--6--sitzenden Zahnrad --7-- und einem damit kämmenden Zahnrad--8--angetriebenen Scheibe--9--, die in irgendeiner Weise
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angeordnet sein muss. Die Art dieser Signalabnahmevorrichtung richtet sich selbstverständlich nach der Art der Speicherung des Signals auf der Scheibe--9--, d. h. im Falle einer magnetischen Speicherung muss ein
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entsprechender Tonkopf vorgesehen sein, im Falle der Verwendung einer Schallplatte wird ein entsprechender Tonarm verwendet werden bzw. wird im Falle, dass die Scheibe --9-- das Signal in Form eines Lichttones enthält, eine für Lichtton geeignete Tonabnahmeeinrichtung in der Kamera --4-- vorgesehen sein.
Für den
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enthält, ist die Gefahr von Abnutzungserscheinungen gegeben, und es ist deshalb vorteilhaft, wenn die Platte --9-- mehrere in sich geschlossene Signalspuren enthält, auf die wahlweise die Tonabnahmeeinrichtung ausrichtbar ist. Sobald also eine der Spuren abgenutzt ist, kann über eine entsprechende Verstelleinrichtung die Tonabnahmeeinrichtung auf eine andere, unabgenutzte Spur ausgerichtet werden.
Die von der Scheibe --9-- abgenommenen Signale werden ebenfalls der Einrichtung-3-zugeführt, wo die vom Band-l-und die von der Scheibe --9-- herkommenden Signale miteinander verglichen werden und daraus ein Regelsignal für den Kameramotor abgeleitet wird. Da also der Film die Synchronisiersignale nicht selbst trägt, sondern die Signale durch einen im Gleichtakt mit dem Film arbeitenden Signalgenerator geliefert werden, ist es zweckmässig, bei der Wiedergabe von Anbeginn an dafür zu sorgen, dass die Signale des Bandes--l--mit den vom Signalgenerator abgeleiteten Signalen phasengerecht liegen.
Zu diesem Zweck weist die Kamera--4-zweckmässig eine an sich bekannte Markiereinrichtung auf, durch die pro Periodendauer des von der Scheibe --9-- abgeleiteten Signals zumindest ein weiteres Signal auf dem Film aufgezeichnet wird. Beispielsweise liegt dieses weitere Signal jeweils am Beginn der Periodendauer des von der
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Verschluss für den Markierungsstrahlengang öffnet.
Wenn auch gemäss der bisherigen sowie der folgenden Beschreibung vorzugsweise tonfrequente Signale, besonders verschiedener Frequenz erzeugt werden, so sei doch erwähnt, dass es grundsätzlich möglich ist, auch Lichtsignale verschiedener Frequenz oder auch Signale verschiedener Amplitude zu erzeugen.
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sei ferner angenommen, dass in den dargestellten Diagrammen auf der Abszisse die Zeit, hingegen auf der Ordinate die Frequenz aufgetragen ist. Somit ergibt sich, dass die den beiden Antrieben zugeordneten Signale einen Parameter, nämlich die Frequenz, verschiedener Grösse pro Zeiteinheit aufweisen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen besitzen die Signale die Form von Sägezähnen, jedoch sind grundsätzlich auch andere Signalformen möglich.
Es wäre nun möglich, die Periodendauer des Signals, d. h. die Zeitdauer, während der der variable Parameterwert des Signals ausgehend von seinem geringsten Wert seinen höchsten Wert erreicht, so zu wählen, dass diese Periodendauer der gesamten Länge des Bandes-l-oder des in der Kassette-5enthaltenen Films entspricht. Dies hätte den Vorteil, dass jeder Länge des jeweils zugeordneten Bandes ein Parameterwert des Signals ganz bestimmter Grösse entspricht. Damit wäre auch die Zuordnung zweier Signale leichter zu bestimmen.
Anderseits besteht die Schwierigkeit, dass bei einer so langen Periodendauer der Unterschied zwischen dem höchsten und dem geringsten Parameterwert des Signals sehr gross sein muss, dass also die Signalabnahmeeinrichtungen am Tonbandgerät --2-- bzw. an der Kamera --4-- für einen ziemlich weiten Bereich ausgelegt sein müssen. Ist dies hingegen nicht möglich, so wird die Steilheit des Anstiegs der Parameterwerte sehr flach, so dass die Signalabnahmeeinrichtungen sehr genau arbeiten müssen, um die Unterschiede zwischen den Parameterwerten noch zu erkennen.
Es hat sich gezeigt, dass unter Berücksichtigung auch nur geringster Anforderungen an handelsübliche Tonbandgeräte im Falle von frequenzmodulierten Signalen die Tonfrequenz zweckmässig einen Bereich zwischen 250 und 5000 Hz, vorzugsweise 500 bis 2500 Hz, umfasst.
In den Zeichnungen stellen die Fig. 2Aa, 3Aa, 4Aa, 5Aa, verschiedene Möglichkeiten der Zuordnung zweier
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Synchronlauf (vgl. Spalte a) entspricht. Schliesslich stellen die Diagramme in Spalte--c--denjenigen Fall dar, in dem der Film gegenüber dem Tonband nachläuft, somit also die Periode des Signals --S4-- später beendet ist als dies dem Synchronlauf entspricht.
Gemäss Fig. 2 sind die Signale-Si, S4- gleichförmig bzw. gleichartig gewählt, wobei sie hinsichtlich ihrer Phasenlage miteinander übereinstimmen, also auch gleichphasig im Synchronlauf sind. Die Frequenzen dieser Signale sind dabei nach ihrer Grösse geordnet, wobei sich ein Sägezahnsignal ergibt. An sich wäre es auch möglich, die Parameterwerte nach einem beliebigen Code zu verteilen, jedoch ergibt dies Schwierigkeiten bei der Verarbeitung dieser Signale zu einem Regelsignal.
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Um nun ein Regelsignal zu erhalten, kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass die in Fig. 2 dargestellten Signale im Synchronlauf (Fig. 2Aa) kein Abstand hinsichtlich der Parameterwerte voneinander aufweisen, und dass die beiden Signale einer Vergleichseinrichtung eingegeben werden, beispielsweise einer Brückenschaltung, in deren Diagonale bei Synchronlauf sich kein Ausgangssignal ergibt, bei Abweichungen vom Synchronlauf hingegen ein Signal je nach der Richtung der Abweichung.
Gemäss einer andern, bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Signale --SI, S4-- zunächst miteinander verknüpft, und es wird aus den beiden Signalen--Si, S4-- ein Verknüpfungssignal hergestellt. Sind nun die beiden Signale --SI, S4-- gleichartig gewählt (Fig. 2, 3) so ergibt sich dann eine günstige Form des Verknüpfungssignals, wenn die Signale --S1,S4-- voneinander subtrahiert werden. Fig. 2B zeigt deutlich, dass der Unterschied zwischen den Signalen-Si und S4-gemäss Fig. 2A bei Synchronlauf stets gleich gross ist, so dass sich ein Verknüpfungssignal --Ss-- für Synchronlauf gleichmässiger Grösse ergibt.
Wollte man hingegen die Signale-Si, S4- in der Anordnung gemäss Fig. 2 addieren, so ergäbe sich ein Verknüpfungssignal mit Sägezahncharakteristik, dessen schräge Flanken die doppelte Steilheit der Flanken der Signale--Si bzw. S4--aufweisen würden. Prinzipiell könnte auch ein solches Verknüpfungssignal zum Regeln eines Antriebes verwendet werden, jedoch wären hiezu zusätzliche Einrichtungen erforderlich. Beispielsweise könnte hiezu ein verstellbarer Widerstand Verwendung finden, der synchron mit dem Umlauf des regelnden Antriebs zum Ausgleich des pulsierenden Verknüpfungssignals verstellt wird.
Ergibt sich irgendein Unterschied in der Phasenbeziehung zwischen den den beiden Antrieben zugeordneten Signalen, sei es, dass es sich um eine blosse Phasenversetzung handelt, sei es, dass die beiden Antriebe mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen, so ergeben sich Zuordnungen der beiden Signale--S1, S4--, wie sie aus den Fig. 2Ab und 2Ac ersichtlich sind. Dabei ergibt sich durch die Verwendung frequenzmodulierter Signale der Vorteil, dass durch eine höhere Geschwindigkeit auch eine höhere Frequenz vorgetäuscht wird bzw. sich tatsächlich ergibt, so dass gerade dann, wenn dem geregelten Kameraantrieb ein Signal zugeordnet ist, dessen Frequenzwerte innerhalb der Signalperiode steigen, ein Ansteigen der Filmgeschwindigkeit bereits ein Vorauseilen und damit eine Phasenverschiebung gegenüber dem Tonband simuliert.
Dadurch ergibt sich ein überaus günstiges Regelverhalten, das ein Pendeln praktisch ausschliesst. Eilt nun die Kamera gegenüber dem Tonband vor, so entsteht ein Verknüpfungssignal--Sv--, das bei relativ geringem Frequenzabstand zwischen den Signalen --SI und Slim Synchronlauf (Fig. 2Aa) fallweise negative Werte ergibt. Dies kann dadurch vermieden werden, dass der Abstand zwischen dem Signal--Si--und dem Signal --S4-- für Synchronlauf grösser gewählt wird als die Differenz zwischen dem grössten und dem kleinsten Parameterwert eines der beiden Signale.
Im übrigen ergeben sich bei Abweichungen vom Synchronlauf, wie die Fig. 2Ab und 2Ac zeigen, zwei verschiedene Werte im Verknüpfungssignal--Sv bzw. Sn--, die abwechselnd auftreten. Diese Werte sind hiebei entweder relativ wenig verschieden vom resultierenden Signal--Ss--für Synchronlauf, haben aber eine grosse Impulsbreite oder es besteht ein grosser Unterschied, in welchem Falle die Impulsbreite geringer ist. Bei einer
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Bild, wie es aus Fig. 3Ba ersichtlich ist.
Gemäss der in Fig. 3 dargestellten Zuordnung liegen die Signale-Sl, S4-- im Synchronlauf bereits
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sich bei Abweichungen vom Synchronlauf ergebenden Signalen-Sv bzw. Sn-zeigt es sich, dass die Abweichungen des jeweiligen oberen Wertes der Signale--Sv, Sn--vom oberen Wert des Signals--Ss-- relativ gering sind, und das gleiche gilt für den unteren Wert. Dies wurde durch entsprechende Bemessung der Steilheit der schrägen Flanken der Signale-Si, S4- erzielt. Dadurch ist nämlich der Unterschied zwischen dem oberen und dem unteren Wert des Signals-Ss-grösser als die sich bei Abweichungen vom synchronen Lauf ergebenden Abweichungen der oberen bzw. unteren Werte der Signale--Sv, Sn--.
Dies erleichtert die Bildung eines Regelsignals, wie später an Hand der Fig. 7 noch beschrieben werden wird.
Die Fig. 4 zeigt den Fall, dass die Signale--Si und S4--zwar gleichphasig im Synchronlauf, jedoch einander entgegengerichtet hinsichtlich des Verlaufs ihrer Frequenzwerte sind. Fig. 4Aa zeigt, dass die Differenz zwischen den Signalen-Si und S4-- während einer Signalperiode ständig abnimmt. Wollte man also die beiden Signale beim Verknüpfen voneinander subtrahieren, so ergäbe sich hier ein Verknüpfungssignal mit Sägezahncharakteristik, ähnlich wie es bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 2 und 3 bei Addition der Signale entstünde. Bei Signalen mit einander entgegengesetzt gerichteter Charakteristik ist es daher vorteilhaft, die beiden Signale zu addieren.
In diesem Falle ergibt sich wieder ein Signal --Ss-- gleichmässiger Grösse für Synchronlauf, wogegen sich bei Abweichungen vom synchronen Lauf ähnliche Signale für die Signale--Sv, Sn--ergeben, wie im Falle der Fig. 2.
Dies gilt im wesentlichen auch für die Fig. 5, bei der die Signale --SI, S4-- nicht nur einander entgegengesetzt gerichtete Charakteristik aufweisen, sondern zusätzlich im Falle des synchronen Laufes um 1800 gegeneinander versetzt sind. Hier ergeben sich also bei Addition der Signale --S l, S4 -- ähnliche resultierende Signale wie bei der Ausführung gemäss Fig. 3.
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In den Fig. 2 bis 5 wurden lediglich vier typische Beispiele für die Möglichkeiten der Auswahl und Zuordnung von Signalen dargestellt. Alle übrigen Möglichkeiten leiten sich praktisch aus den dargestellten Ausführungsbeispielen ab. So wäre es beispielsweise denkbar, an Stelle von Sägezahnsignalen sinusförmige Signale zu benutzen. Dies entspräche etwa der abwechselnden Verwendung gleichartiger und entgegengesetzt gerichteter Signale. Im Falle von ungleichphasiger Anordnung der Signale im Synchronlauf (Fig. 3, 5) muss die Versetzung auch nicht unbedingt 1800 betragen, sondern praktisch beliebig gewählt sein.
An Hand der Fig. 6 sei nun eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Hiebei sind im rechten Teil des dargestellten Diagramms die Verknüpfungssignale gemäss Fig. 4 eingetragen, wobei das Signal --Ss-- mit voller Linie, das Signal--Sv--strichliert und das Signal--Sn--strichpunktiert eingezeichnet ist. Diesen verschiedenen Möglichkeiten des sich ergebenden Verknüpfungssignals werden nun mindestens zwei Vergleichswerte gegenübergestellt, nämlich ein oberer Vergleichswert--Ow--und ein unterer Vergleichswert --Uw--.
Zweckmässig wird jedoch zusätzlich noch ein Sollwert--Sw--für synchronen Lauf den sich ergebenden Verknüpfungssignalen gegenübergestellt, welcher Wert--Sw--hinsichtlich seiner Grösse dem Sollverknüpfungssignal--Ss--entspricht. Die beiden andern Vergleichswerte--Ow, Uw--entsprechen dem oberen bzw. unteren Wert eines Signals mit einer Phasenabweichung von 180 . Sie könnten gegebenenfalls aber auch anders gewählt sein, jedoch ist es zweckmässig, sie so zu wählen, dass sie einer Abweichung bei einem Vorlauf oder einem Nachlauf des geregelten Antriebs um 3600 (Sv + Sn) entsprechen.
Es zeigt sich, dass das sich bei Vorlauf der Kamera ergebende Verknüpfungssignal--Sv--mit seinem oberen Wert um den gleichen Betrag vom oberen Vergleichswert-Ow--abweicht, um den es mit seinem unteren Wert vom unteren Vergleichswert - differiert. Das gleiche gilt für das Signal--Sn--, so dass bei entsprechender Filterung der Verknüpfungssignale und Gegenüberstellung zu den Vergleichswerten--Ow und Uw bzw. Sw--leicht feststellbar ist, ob der geregelte Antrieb vor-, nach- oder synchron läuft. Es müssen nur bei der Auswertung dieser gleichsinnigen Abweichungen vom oberen bzw. unteren Vergleichswert auch gleichsinnige Regelsignale für den Antrieb gebildet werden.
Ähnliches gilt für die Ausführungsform gemäss Fig. 7, bei der die Signale-Ss, Sv und Sn--entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 5 gewählt sind. Somit ergeben sich im synchronen Lauf zwei abwechselnd auftretende Werte, wobei in diesem Falle zweckmässig die beiden Vergleichswerte--Ow, Uw--den beiden Werten des Signals--Ss--entsprechen. Wie bereits erwähnt, wurden die Signale--Sl, S4--so gewählt, dass der Unterschied zwischen dem oberen und dem unteren Wert des Verknüpfungssignals --SS-- grösser oder höchstens gleich ist den sich bei Abweichungen vom synchronen Lauf ergebenden Abweichungen im Verknüpfungssignal.
Tatsächlich zeigt sich auch, dass die oberen Werte der Signale--Sv, Sn--nahe dem oberen Vergleichswert--Ow--liegen, wogegen die jeweiligen unteren Werte in deutlichem Abstand vom oberen Vergleichswert--Ow--um den unteren Vergleichswert--Uw--liegen. Somit kann auch hier durch entsprechende Filterung leicht festgestellt werden, ob die Werte für das resultierende Signal oberhalb oder unterhalb der Vergleichswerte liegen.
In Fig. 8 ist nun eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Hiebei sind die Eingänge für die Signale --S}, S4-- in der Fig. 8 links oben dargestellt. Während das Signal--Si-
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Signalgenerator, d. h. die Scheibe --9-- (Fig. 1) in der Kamera--4--die Signale in Form einer Nadeltonschrift enthält oder als Schallplatte ausgebildet ist. In diesem Falle ist nämlich die Tonabnahmeeinrichtung gegenüber Erschütterungen empfindlich, und es wäre daher denkbar, dass sich bei Auftreten einer Erschütterung ein Störsignal ergibt, das unter Umständen die Synchronregelung falsch beeinflusst. Dieses Störsignal muss also ausgefiltert werden und dies geschieht am besten dadurch, dass die Scheibe--9--
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--SR-- ergibt.
Zweckmässig können die Tonrillen in einer Schallplatte entsprechend den Rillen für Stereoton ausgebildet sein, wobei die eine Seite der Rille das modulierte, die andere Seite das unmodulierte Signal enthält.
Die Signale--S4, SR-- können dann einer Differenziereinrichtung --11-- zugeführt werden, die das Störsignal ausfiltert. Die Differenziereinrichtung--11--kann jedoch bei andern Aufzeichnungsarten für das Signal--S4--entfallen. In diesem letzteren Fall wird das von der Kamera kommende Signal--S4--dann unmittelbar einem Verstärker--12--zugeführt, wobei die Ausgänge der Verstärker--10, 12--an eine
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zu bildende Regelsignal nicht ein. Angeschlossen an den Impulsformer--15--ist eine Vergleichsschaltung - mit wenigstens zwei, im vorliegenden Fall jedoch drei Kanälen. Diese Vergleichsschaltung--16-dient im Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Frequenz-Spannungs-Wandler.
Hiezu ist am Ende eines jeden Kanals je ein Schwellwertschalter --17a, 17b, 17c-- vorgesehen. Diese Schwellwertschalter --17a, 17b, 17c-besitzen vorzugsweise eine geringere Hysterese als die Restwelligkeit des Einganges. Jeder der drei Kanäle ist durch ein entsprechend bemessenes RC-Glied auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt. Beispielsweise ist ein Kanal --16a-- auf 2 kHz, ein Kanal--16b--auf 3 kHz und ein Kanal --16c-- auf 4 kHz abgestimmt.
Hiebei entspricht der Wert von 2 kHz im Kanal--16a--dem unteren Vergleichswert--Uw--gemäss Fig. 6, der Wert von 3 kHz im Kanal--16b--dem Sollwert--Sw--und der Wert von 4 kHz im Kanal--16c-- dem oberen Vergleichswert--Ow--. Die Ausgänge der drei Kanäle--16a, 16b, 16c--werden einer Erkennungslogik-18--mit Invertern eingespeist, die ein Regelsignal abgibt. Dieses Regelsignal wird einer in der Kamera befindlichen Motorregelschaltung--19--zugeführt.
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- wird von einem Vergleichstransistor--22--angesteuert. An der Basis dieses Vergleichstransistors - liegt ein Spannungsteiler.
Es wurde nun gefunden, dass das von der Logikschaltung--IS-- abgegebene Regelsignal über einen Eingangstransistor--23--der Motorregelschaltung vorteilhaft einem Ast des an der Basis des Vergleichstransistors --22-- liegenden Spannungsteilers aufgeprägt wird. Dieser Ast weist
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--24-- auf,Bei der Beschreibung der Fig. 8 wurde zu den Schwellwertschaltern--17a, 17b, 17c--ausgeführt, dass diese eine geringere Hysterese als die Restwelligkeit ihres Einganges aufweisen sollen. Es wurde nun gefunden, dass sich hiezu ein Schmitt-Trigger besonders gut eignet, wie er in Fig. 9 dargestellt ist. Dieser Schmitt-Trigger weist in herkömmlicher Art einen Eingangstransistor--27--und einen Ausgangstransistor --28-- auf.
Abweichend von bekannten Schaltungen ist hiebei jedoch die Mitkopplung durch einen zwischen Basis des Eingangstransistors-27-und Kollektor des Ausgangstransistors-27-geschalteten Widerstand-29- erzielt. Bei den beiden Transistoren--27, 28--handelt es sich um komplementäre Transistoren, wobei der Eingangstransistor-27--ein pnp-Transistor, der Ausgangstransistor--28--hingegen ein npn-Transistor ist.
Zur Einstellung der Hysterese des dargestellten Schmitt-Triggers kann einerseits der an der Basis des
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Schwellwertes im Emitterkreis des Eingangstransistors--27--ein von zwei Widerständen--31, 32-- gebildeter Spannungsteiler vorgesehen. Der dargestellte Schmitt-Trigger eignet sich nicht nur im besonderen Masse für eine Schaltung gemäss Fig. 8, sondern für alle jene Schaltungen, in denen ähnliche Eigenschaften gefordert werden, wie sie oben beschrieben sind. Eine weitere Anwendung der beschriebenen Schaltung wird an Hand der Fig. 10 beschrieben.
Diese Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform für die in Fig. 8 dargestellte Motorregelschaltung-19--.
Während aber die Motorregelschaltung--19--als Strom-Spannungs-Regelschaltung klassifiziert werden könnte, müsste die Regelschaltung gemäss Fig. 10 als Impuls-Regelschaltung bezeichnet werden. Durch die dargestellte
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-34-- vorgesehen.Glättungskondensator--37--, der jedoch im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungen eine verhältnismässig geringe Kapazität aufzuweisen braucht. Während nämlich bei den bekannten Schaltungen dieser Art das Bestreben darauf gerichtet ist, am Ausgang des Frequenz-Spannungswandlers eine möglichst geglättete Spannung zu erhalten, wurde nun gefunden, dass man in vorteilhafter Weise gerade die Restwelligkeit des Ausgangs dieses Wandlers zur Motorregelung benutzen kann.
Zu diesem Zweck ist an den Frequenz-Spannungswandler ein Schwellwertschalter, nämlich ein Schmitt-Trigger der in Fig. 9 dargestellten Art mit einem Eingangstransistor --27'-- und einem ausgangstransistor --28'-- geschalter. Zur Mitkopplung ist wieder zwischen Kollektor des Ausgangstransistors--28'-und Basis des Eingangstransistors--27'--ein Widerstand--29'-geschaltet. Ein Justierwiderstand--38--dient der Abstimmung. Wie bereits erwähnt, ist zur Einstellung des Schwellwerts im Emitterkreis des Eingangstransistors--27'--ein Spannungsteiler vorgesehen.
Dieser Spannungsteiler weist einerseits einen verstellbaren Widerstand--39--auf, anderseits wird diesem Spannungsteiler das von der Logikschaltung--18-- (Fig. 8) kommende, einer Eingangsklemme--40--
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zugeführte Regelsignal aufgeprägt. Der Ausgang des dargestellten Schmitt-Triggers wird schliesslich über ein in üblicher Weise ausgeführtes Schaltglied mit einem Transistor--41--dem Motor--33--zugeführt. Somit erhält der Motor--33--Stromimpulse, deren Impulsbreite entsprechend den eingegebenen Führungsgrössen variiert.
Bereits bei der Beschreibung der Fig. 2 wurde darauf hingewiesen, dass es grundsätzlich möglich ist, die beiden dem Tonband--l--bzw. dem Kinogerät--4--zugeordneten Signale--Sj, S4--völlig gleichartig für Synchronlauf auszubilden, wobei sich beim Vergleich der beiden jeweils vorliegenden Parameterwerte ein Regelsignal ableiten lässt. Eine grundsätzliche Möglichkeit für den Vergleich solcher Signale zeigt die Fig. 11.
Hiebei werden die Signale--Si, S4-- in die eine Diagonale einer Wheatstone'schen Brücke--42-- eingespeist. Sind die jeweils vorliegenden Parameterwerte beider Signale gleich gross, so ist die Brücke--42-- ausgeglichen, und es ergibt sich in der andern Diagonale dieser Brücke--42--kein Ausgangssignal. Hingegen zeigen Ausgangssignale in der einen oder andern Richtung einen Vor- oder Nachlauf des geregelten Antriebs an.
Die Ausgangssignale der Brücke--42--können sodann in verschiedener Weise zu einem Regelsignal weiterverarbeitet werden. In Fig. ll ist die Möglichkeit veranschaulicht, wonach in der Ausgangsdiagonale der
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Wechselstromkreis verstellt. Der so modulierte Wechselstrom wird einer Steuerschaltung --45-- für einen Motor--46--eingegeben, der auf diese Art und Weise geregelt wird. An Stelle des Instrumentes--43-könnte jedoch auch ein Differenzverstärker vorgesehen sein, dessen Ausgangssignale einer entsprechend ausgebildeten Motorregelschaltung eingegeben werden.
Eine Lösung unter Verwendung eines Differenzverstärkers zeigt die Fig. 12. Hiebei werden die Signale --S, S4--jeweils einem Frequenz-Spannungswandler mit Transistoren--47, 47a-- und am Ausgang dieser Transistoren liegenden Glättungskondensatoren--48, 48a-- eingegeben. Die den beiden Signalen entsprechenden Spannungen werden sodann einem Differenzverstärker mit den Transistoren-49, 50, 51-zugeführt, wobei der Ausgang dieses Differenzverstärkers an die Kanäle --16a, 16b, 16c--gemäss Fig. 8 angeschlossen ist. Die weitere Verarbeitung der Signale erfolgt dann ebenso, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Synchronisieren der Antriebe eines Tonbandes und eines Films, wobei durch den Ablauf des Tonbandes ein erstes Signal und durch den Ablauf des Films ein zweites Signal erzeugt wird und aus den beiden Signalen ein Verknüpfungssignal mit vorbestimmtem Verlauf für die Regelung eines der beiden Antriebe
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einem Tiefstwert periodisch veränderlichen Parameter, vorzugsweise die Frequenz aufweisen, wobei die Parameter einen vorbestimmten gesetzmässigen Zusammenhang besitzen, und die Soll-Periodendauer der beiden Signale ein Mehrfaches der Wiedergabedauer eines Filmbildes beträgt.