CH647613A5

CH647613A5 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur der spalt-winkellage eines wiedergabekopfes.

Info

Publication number: CH647613A5
Application number: CH4906/79A
Authority: CH
Inventors: Niet Edmond De; Albert Maria Arnold Rijckaert; Herman Cornelis Lalesse
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1985-01-31
Also published as: FR2427659B1; GB2022874B; NO151101C; AU4748779A; DE2920912C2; IT7968132A0; GB2022874A; AT365355B; AU530671B2; DE2920912A1; ES8100518A1; IT1118702B; ES480924A0; ATA392579A; NO791725L; NZ190547A; FR2427659A1; NO151101B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, mit dessen Hilfe ein Spalt eines Wiedergabekopfes in bezug auf ein auf einen magnetischen Aufzeichnungsträger angebrachtes Signal in die richtige Winkellage gebracht bzw. in dieser Lage gehalten wird, bei dem der Phasenunterschied zwischen zwei abgetasteten Signalen gleicher Gestalt gemessen und daraus ein Regelsignal zum Korrigieren der Winkellage des genannten Spaltes abgeleitet wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 2 751 439 bekannt, nach dem ein mehrfacher Wiedergabekopf gleichzeitig eine Anzahl zusammengehöriger paralleler Spuren abtastet, von denen die äusseren Spuren identische Signale enthalten. Die Ausgangssignale derjenigen Teile des mehrfachen Magnetkopfes, die diese äusseren Spuren abtasten, werden nach Verstärkung je einem Eingang einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt, von der das Signal am Ausgang, das ein Mass für den Phasenunterschied zwischen den genannten Ausgangssignalen des Magnetkopfes ist, einer Vorrichtung zugeführt wird, die den Fehler der Winkellage des Wiedergabekopfes korrigiert. Dies hat den Zweck, Zeitfehler in der in den zusammengehörigen parallelen Spuren aufgezeichneten Videoinformation, die durch eine falsche Winkellage des Spaltes herbeigeführt werden, zu korrigieren.

Eine falsche Lage des Spaltes führt jedoch auch eine schlechtere Wiedergabe der hohen Frequenzen herbei. So kann z.B. eine Abweichung von nur einigen G-vad-Minuten eines Wiedergabekopfes für ein Audiosignal die Wiedergabe der hohen Frequenzen um einige kHz herabsetzen, so dass es klar sein wird, dass es auch aus diesem Grunde erwünscht ist, stets die richtige Lage des Spaltes aufrechtzuerhalten. ■ Bei dem bekannten Verfahren ist aber mindestens eine zusätzliche Spur erforderlich, um den Kopf richtig einstellen zu können, was auf Kosten der aufzuzeichnenden Informationsmenge geht. Ausserdem ist es z.B. bei Mehrspuren-Auf-nahme- und -Wiedergabegeräten möglich, dass die Spuren nicht aille auf demselben Gerät aufgenommen sind, so dass die richtige Lage von Spur zu Spur variiert und also nicht für alle Spuren erhalten werden kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein einfaches und zweckdienliches Verfahren anzugeben, das eine Korrektur der Lage des Kopfspaltes für jede Spur möglich macht, ohne dass dazu zusätzliche Spuren benötigt werden.

Dazu werden nach dem Merkmal der Erfindung die abgetasteten Signale dadurch erhalten, dass gleichzeitig die Ober-

und die Unterhälfte einer wiederzugebenden Informationsspur gesondert abgetastet werden.

Beim Bestimmen des Phasenunterschieds zwischen den zwei abgetasteten Signalen können sich wegen der Unregelmässigkeit desselben Schwierigkeiten ergeben. Diese werden nach einer Ausführungsform des erfmdungsgemässen Verfahrens dadurch vermieden, dass der Zeitunterschied zwischen jeweils zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen der abgetasteten Signale gemessen wird.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung werden die abgetasteten Signale durch je ein Tiefpassfilter hindurchgeschickt, dessen Grenzfrequenz unterhalb der Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Periode gleich dem maximalen Abstand zwischen zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen ist.

Dadurch wird eindeutig bestimmt, welche Nulldurchgänge der abgetasteten Signale zusammengehören, weil es dazu erwünscht ist, dass der Mindestabstand zwischen zwei Nulldurchgängen desselben Signals mindestens zweimal grösser als der Höchstabstand zwischen zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen beider Signale ist. Der Mindestabstand zwischen zwei Nulldurchgängen desselben Signals wird durch die Grenzfrequenz des Filters bestimmt.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung werden die abgetasteten Signale durch je ein Bandpassfilter hindurchgeschickt, dessen Bandbreite vorzugsweise gleich zwei Oktaven ist und dessen höchste Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Periode gleich dem Höchstabstand zwischen zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen ist, und die sich für Audioanwendungen vorzugsweise von ± 2 bis zu ±8 kHz erstreckt.

Damit wird erreicht, dass die Regelgeschwindigkeit nicht zu niedrig wird, während dennoch die Harmonischen der abgetrennten niedrigen Frequenzen dennoch für die Regelung nach wie vor zur Verfügung stehen.

Wenn die auf diese Weise gefilterten Signale direkt einer Phasenvergleichsschaltung zugeführt werden würden, wäre es möglich, dass beim Fehlen eines Signals oder bei kleinen Signalen die Nulldurchgänge des Rauschens für die Regelung benutzt werden; diese Nulldurchgänge liegen aber nicht ganz gleich, weil die beiden Rauschsignale nicht korreliert sind.

Um diese Möglichkeit auszuschliessen, werden bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung die abgetasteten Signale je nach Filterung einerseits über einen ersten Impulsformer einer Zeitfensterschaltung und andererseits über eine Schwellenschaltung mit einer Schwelle gleich oder grösser als die Rauschspannung des Signals einem zweiten Impulsformer zugeführt, wonach festgestellt wird, ob die Vorderflanke dieses Impulses innerhalb des Zeitfensters fällt, und wenn dies der Fall ist, ein am Ende des Zeitfensters erzeugter Impuis von einer Gatterschaltung durchgelassen wird, wobei die Summen der Zeitdauern des Zeitfensters und des erzeugten Impulses für beide abgetastete Signale gleich gewählt sind, wonach die erzeugten Impulse beider Kanäle je einem Eingang eines Phasendetektors zugeführt werden, der den Phasenunterschied zwischen den Hinterflanken der erzeugten Impulse misst.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung für Stereosignale werden für jedes Stereosignal die Signale über eine zugehörige eigene Regelvorrichtung einer logischen Schaltung zugeführt, in der die Regelsignale an den Ausgängen der Phasendetektoren zusammengefügt werden.

Eine ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung, die mit Wiedergabeköpfen versehen ist, deren Ausgänge zu den Eingängen eines Phasendetektors zum Messen

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des Phasenunterschiedes zwischen den zwei von den Wiedergabeköpfen abgetasteten Signalen gleicher Gestalt führen, dessen Ausgang mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, an den ein elektromechanischer Wandler angeschlossen ist, der die Winkellage des Wiedergabekopfes einstellen kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass der zu jeder Spur gehörige Wiedergabekopf aus zwei gleichen Teilen zum gleichzeitigen Abstasten der Oberhälfte und der Unterhälfte einer wiederzugebenden Informationsspur besteht.

Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist jeder Teil des Wiedergabekopfes mit einem Tiefpassfilter verbunden, dessen Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Wellenlänge gleich dem Grösstabstand zwischen zwei entsprechenden Punkten der Spalte der zwei Teile im Wiedergabekopf ist, in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gemessen.

Damit wird eindeutig bestimmt, welche Nulldurchgänge der abgetasteten Signale zusammengehören.

Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist jeder Teil des Wiedergabekopfes mit einem Bandpassfilter verbunden, dessen Bandbreite vorzugsweise gleich zwei Oktaven ist und dessen höchste Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz Hegt, die zu einem Signal gehört, dessen Wellenlänge gleich dem Grösstabstand zwischen zwei entsprechenden Punkten der Spalte der zwei Teile des Wiedergabekopfes ist, in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gemessen, welches Frequenzband sich für Audioanwendungen von ± 2 bis zu ±8 kHz erstreckt.

Damit wird erreicht, dass die Regelgeschwindigkeit nicht zu niedrig wird, während die Harmonischen der niedrigen Frequenzen nach wie vor für die Regelung zur Verfügung stehen.

Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist jeder Teil des Wiedergabekopfes über sein zugehöriges Filter einerseits über einen ersten Impulsformer mit einer Zeitfensterschaltung und andererseits über eine Schwellenschaltung mit einer Schwelle gleich oder grösser als die Rauschspannung des Signals mit einem zweiten Impulsformer verbunden, dessen Ausgang zu einem ersten Eingang einer UND-Schaltung führt, von der ein zweiter Eingang an den Ausgang der Zeitfensterschaltung angeschlossen ist, der ebenfalls zu dem Eingang einer Verzögerungsleitung führt, deren Ausgang einerseits mit einem ersten Eingang einer zweiten UND-Schaltung und andererseits mit dem Rücksetzeingang einer Schaltvorrichtung verbunden ist, deren Setzeingang an den Ausgang der ersten UND-Schaltung angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Schaltvorrichtung mit dem zweiten Eingang der zweiten UND-Schaltung verbunden ist, deren Ausgang zu einem Eingang des Phasendetektors führt, während die Summe der Zeitdauern des Zeitfensters der Zeitfensterschaltung und der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung für beide Kanäle nahezu gleich ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung bestehen die zusammengehörigen Zeitfensterschaltungen und Verzögerungsleitungen aus je ein und demselben von einem gemeinsamen HF-Taktgenerator gesteuerten verzögernden Element.

Damit können die Unterschiede zwischen den Summen der Zeitdauern des Zeitfensters der Zeitfensterschaltung und der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung für beide Kanäle durch das Wählen der Frequenz des HF-Taktgenerators beliebig klein gemacht werden, weil der maximale Fehler gleich der Zeitdauer eines ganzen Impulsabstandes der Taktimpulse ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung besteht der Phasendetektor aus zwei logischen Schaltungen mit je zwei Eingängen, deren Ausgang auf die Hinterflanke eines Signals am ersten Eingang gesetzt wird, wenn der andere Eingang einen ersten logischen Pegel aufweist, und zurückgesetzt oder im zurückgesetzten Zustand gehalten wird, wenn der andere Eingang einen zweiten logischen Pegel aufweist, wobei der erste Eingang der ersten logischen Schaltung mit dem zweiten Eingang der zweiten logischen Schaltung verbunden und der erste Eingang der zweiten logischen Schaltung mit dem zweiten Eingang der ersten logischen Schaltung verbunden ist.

Damit wird erreicht, dass am Ausgang des Phasendektors nur ein Signal auftritt, wenn an den beiden Ausgängen gleichzeitig ein Signal aus den beiden Spurhälften auftritt, wobei die Breite dieser Ausgangsimpulse der Zeitverschiebung zwischen den Nulldurchgängen der Signale aus den beiden Spurhälften proportional und also ein Mass für den Fehler in der Winkellage des Wiedergabekopfes ist.

Nach einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist für jede Stereospur eine eigene Regeleinrichtung vorhanden, wobei die Ausgänge der zwei Phasendetektoren dieser Regeleinrichtungen über eine logische Schaltung kombiniert werden.

Damit wird erreicht, dass im Falle von ungleichen Winkelfehlern der zwei Spalte der zu den Stereospuren gehörigen Köpfe auf den mittleren Winkelfehler eingestellt und/oder beim Fehlen eines Signals in einer der beiden Spuren auf das vorhandene Signal geregelt werden kann.

Ein magnetischer Wiedergabekopf nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er zwei nebeneinander angeordnete Magnetkerne enthält, die mit je einem Wiedergabespalt und einer elektrischen Wicklung versehen sind, wobei die Wiedergabespalte miteinander fluchten und je eine Breite aufweisen, die höchstens gleich der halben Breite der auszulesenden Informationsspur ist.

Für die Anwendung in z.B. einem Stereo-Cassettenrecor-der, wobei die ursprüngliche Monospur mit einer Breite von 1,5 mm bereits in zwei Spuren mit je einer Breite von 0,6 mm mit einem Zwischenraum von 0,3 mm aufgeteilt ist, bedeutet dies, dass ein Magnetkopf erforderlich ist, der zwei Magnetkerne, die je eine Hälfte der einen Spur abtasten, und zwei Magnetkerne enthält, die je eine Hälfte der anderen Spur abtasten. Dies bedeutet, dass der Kopf vier Kerne enthalten muss, die je eine Spur von höchstens 0,3 mm bestreichen. Ein diese Anforderung erfüllender Kopf lässt sich nicht einfach aufbauen, umso mehr als auch Raum gefunden werden muss, in dem die vier zugehörigen elektrischen Wicklungen untergebracht werden müssen.

Nach einer Ausführungsform des Magnetkopfes gemäss der Erfindung ist nun ein Stereokopf, der selber ein Signal erzeugt, das ein Mass für seine Azimutlage ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkopf pro Spur einen kurzen und einen langen Magnetkern enthält, wobei die elektrische Wicklung des langen Kernes, in der zu der Lauffläche des Kopfes cenkrechten Richtung gesehen, unter der elektrischen Wicklung des kurzen Kernes liegt.

Der Aufbau wird noch dadurch erleichert, dass sich herausgestellt hat, dass für eine befriedigende Wirkung des Magnetkopfes an die magnetische Trennung zwischen den Kernen, die die untere und die obere Hälfte derselben Spur bestreichen, keine hohen Anforderungen gestellt zu werden brauchen (was für die Kanaltrennung dagegen wohl der Fall ist), wodurch es möglich ist, die betreffenden Kerne ohne magnetische Abschirmplatte gegeneinander zu setzen, wobei sie gegebenenfalls nur durch z.B. eine dünne Leim-, Lackoder Kunststoffschicht voneinander getrennt sind.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Konfiguraton von Kopf und Band,

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Fig. 2 die Beziehung zwischen der höchsten Grenzfrequenz des Filters und dem Winkelfehler des Kopfes,

Fig. 3 eine Ausführungsform einer Schaltung zum Messen der Nulldurchgänge,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform dieser Schaltung, Fig. 5 die zu den Figuren 4 und 6 gehörige Wahrheitstabelle,

Fig. 6 eine Ausführungsform mit einem Schieberegister als Verzögerungselement,

Fig. 7 eine Ausführungsform eines Phasendetektors, Fig. 8 schematisch und in Draufsicht einen Magnetkopf der mit einem Magnetband zusammenarbeitet, und

Fig. 9 eine Ansicht eines Schnittes durch den Kopf nach Fig. 8 längs der Linie II-II.

In Fig. 1 ist ein Aufzeichnungsträger 1 dargestellt, der in diesem Falle mit zwei Spuren 2 und 3 versehen ist, in denen ein Signal aufgezeichnet ist. Diese Spuren werden von einem aus zwei Teilen 5 und 6 bestehenden Wiedergabekopf 4 abgetastet, welche Teile mit je einem Wiedergabespalt 7 bzw. 8 versehen sind, die hier durch einen kleinen Zwischenraum 9 voneinander getrennt sind und miteinander fluchten. Es ist natürlich auch möglich, die zwei Teile ohne Zwischenraum 9 direkt gegeneinander zu montieren. Auch ist es möglich, andere Typen Wiedergabeköpfe, wie z.B. Magnetowiderstandskopf, zu verwenden. Jeder Teil besteht hier aus einem Magnetkreis, der mit einer Wicklung versehen ist, wobei der Spalt 7 die Oberhälfte der Spur 2 und der Spalte 8 die Unterhälfte abtastet.

Fig. 2 zeigt den Wiedergabekopf 4 nach Fig. 1 in einer Lage, die der maximalen Abweichung a von der richtigen Lage entspricht. Die Hälfte der Wellenlänge X eines aufgezeichneten Signals, das zur Regelung der Winkellage benutzt wird, muss grösser als der Abstand a zwischen zwei entSprecher den Punkten b und c der Spalte 7 und 8 der zwei Teile 5 bzw. 6 des Wiedergabekopfes 4 sein, weil das System sonst nicht mehr weiss, dass der Zeitpunkt zu dem der Nulldurchgang e bei b eingetroffen ist, mit dem Zeitpunkt verglichen werden muss, zu dem dieser Nulldurchgang bei c eingetroffen ist, und dass nur nicht der Zeitpunkt, zu dem dieser Nulldurchgang e bei c eingetroffen ist, mit dem Zeitpunkt verglichen werden muss, zu dem der Nulldurchgang d bei b eingetroffen ist.

In Fig. 3 wird das Signal einem Bandpassfilter BF bzw. BF' zugeführt, dessen Bandbreite vorzugsweise gleich zwei Oktaven ist und dessen höchste Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Wellenlänge gleich dem Grösstabstand a in Fig. 2 zwischen zwei entsprechenden Punkten b und c der Spalte 7 und 8 der zwei Teile 5 bzw. 6 des Wiedergabekopfes 4 ist, in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers 1 gemessen, welches Frequenzband sich hier von 2 bis zu 8 kHz erstreckt. Dieses Bandpassfilter BF bzw. BF' ist einerseits über einen ersten Impulsformer PSi bzw. PSi' mit einer Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' und andererseits über eine Schwellenschaltung TD bzw. TD' mit einer Schwelle gleich oder grösser als die maximale Rauschspannung mit einem zweiten Impulsformer PS2 bzw. PS2' verbunden, dessen Ausgang zu einem ersten Eingang 1 einer ersten UND-Schaltung Gi bzw. Gì' führt, von der ein zweiter Eingang 2 an den Ausgang der Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' angeschlossen ist, welcher Ausgang ebenfalls zu dem Eingang einer Verzögerungsleitung DL bzw. DL' führt, deren Ausgang einerseits mit einem ersten Eingang 1 einer zweiten UND-Schaltung G2 bzw. G2' und andererseits mit dem Rücksetzeingang r einer Schaltvorrichtung FF bzw. FF' verbunden ist, deren Setzeingang s an den Ausgang der ersten UND-Schaltung Gi bzw. Gi' angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Schaltvorrichtung FF bzw. FF' mit dem zweiten Eingang 2 der zweiten UND-Schaltung G2

bzw. G2' verbunden ist, deren Ausgang zu einem Eingang des Phasendetektors PD führt. Der Ausgang des Phasendetektors PD ist mit einer Steuervorrichtung CD verbunden, an die ein elektromechanischer Wandler T angeschlossen ist, der die Winkellage des Wiedergabekopfes 4 einstellen kann. Ein derartiger elektromechanischer Wandler ist an sich aus der US-Patentschrift 2 751 239 bekannt.

Für Wiedergabezwecke werden die Ausgangssignale der beiden Kopfteile zueinander addiert, so dass dann wieder ein Wiedergabesignal mit einem normalen Rausch-Signal-Verhältnis verfügbar ist.

Die Wirkung dieser Schaltung ist wie folgt: Das dem Wiedergabekopf 4 entnommene Signal wird vom Bandpassfilter BF bzw. BF' gefiltert und weist dann z.B. die unter a in der Wahrheitstabelle nach Fig. 5 angegebene Gestalt auf. Dieses Signal wird von dem Impulsformer PSi bzw. PSi' in einen Impuls umgewandelt, dessen Vorderflanke mit dem Nulldurchgang des Signals a in Fig. 5 zusammenfällt. Dieser unter b in Fig. 5 angegebene Impuls wird der Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' zugeführt, in der ein Impuls c nach Fig. 5 mit einer bestimmten Zeitdauer ti erzeugt wird. Dieser Impuls öffnet die erste UND-Schaltung Gi bzw. Gi' für Signale an ihrem ersten Eingang 1.

Das Signal aus dem Bandpassfilter BF bzw. BF' wird ebenfalls einer Schwellenschaltung TD bzw. TD' mit einer in Fig. 5 mit k und 1 angegebenen Schwelle zugeführt, die gleich oder grösser als die Rauschspannung ist, wobei diese Schaltung an ihrem Ausgang des Signal an den zweiten Impulsformer PS2 bzw. PS2' weiterleitet. Die Vorderflanke dieses Signals tritt immer später als die Vorderflanke des Signals am Ausgang des Bandpassfilters BF bzw. BF' auf und wird in dem zweiten Impulsformer PS2 bzw. PS2' in den in Fig. 5 mit e "bezeichneten Impuls umgewandelt. Dieser Impuls wird von der geöffneten ersten UND-Schaltung Gi bzw. Gi' zu dem Setzeingang s der Schaltvorrichtung FF bzw. FF' durchgelassen, welche Schaltvorrichtung dadurch an ihrem Ausgang das in Fig. 5 mit f bezeichnete Signal abgibt und damit die zweite UND-Schaltung G2 bzw. G2' für ein Signal an ihrem ersten Eingang 1 öffnet. Die Hinterflanke des am Ausgang der Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' auftretenden Impulses c wird von der Verzögerungsleitung DL bzw. DL' als ein positiver Pegel an ihren Ausgang weitergeleitet, welcher Pegel nach einer Verzögerungszeit t2 wieder zu 0 zurückkehrt, so dass an dçn Ausgängen der Verzögerungsleitung DL bzw. DL' der Impuls d der Fig. 5 auftritt. Dieser Impuls wird von der geöffneten zweiten UND-Schaltung G2 bzw. G2' durchgelassen und dem Eingang des Phasendetektors PD zugeführt. Die Hinterflanke des Impulses d wird ebenfalls dem Rücksetzeingang r der Schaltvorrichtung FF bzw. FF' zugeführt und setzt diese Schaltvorrichtung zurück, so dass die zweite UND-Schaltung G2 bzw. G2' wieder geschlossen wird. Da die Summen der Zeitdauern des Zeitfensters ti bzw. ti' der Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' und der Verzögerungszeit t2 bzw. t2' der Verzögerungsleitung DL bzw. DL' gleich gewählt werden, sind die Hinterflanken der Impulse g an den Ausgängen der zweiten UND-Schaltungen G2 und G2' für den Zeitunterschied zwischen den zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen der abgetasteten Signale, d.h. der zu den Spalten 5 bzw. 6 gehörigen Signale, bestimmend. Dieser Zeitunterschied wird in dem Phasendetektor PD in ein Signal umgewandelt, von dem, abhängig von dem Phasendetektortyp, die Amplitude oder die Impulsbreite dem genannten Zeitunterschied proportional ist. Dieses Signal wird der Steuervorrichtung CD zugeführt, die ihrerseits einen elektromechanischen Wandler T steuert, der derart mit dem Wiedergabekopf 4 verbunden ist, dass er die Winkellage desselben einstellen kann und diese abhängig von dem ihm zugeführten Signal korrigiert.

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Die genannten Impulsformer PSi bzw. PSi' und PS2 bzw. PS2' können auf verschiedene Weise ausgebildet werden. So kann dafür z.B. eine Verstärkerstufe mit einer sehr grossen Verstärkung gewählt werden, der sich eine Begrenzerschaltung anschliesst, die die Amplitude auf einen bestimmten Wert begrenzt.

Für die Schwellenschaltung kann z.B. eine sogenannte Schmitt-Kippschaltung ST bzw. ST' verwendet werden, deren Kippegel einen Wert aufweist, der gleich der gewünschten Schwellenspannung ist, wodurch die Schwellenvorrichtung TD bzw. TD' und der zweite Impulsformer PS2 bzw. PS2' kombiniert ausgeführt sind. So kann auch die erste UND-Schaltung Gi bzw. Gi' mit der Schaltvorrichtung FF bzw. FF' zu einem D-Flipflop kombiniert werden, dessen D-Eingang den zweiten Eingang 2 der ersten UND-Schaltung Gi bzw. Gi' bildet und dessen Takteingang als erster Eingang der ersten UND-Schaltung Gi bzw. Gi' dient. Eine andere Möglichkeit ist, einen Verstärker mit grosser Verstärkung und eingebauter Schwelle anzuwenden, wobei der Ausgang des Verstärkers auf dem einen logischen Pegel liegt, wenn das Signal aus dem Filter BF bzw. BF' unterhalb des Schwellwertes bleibt, und auf dem anderen logischen Pegel liegt, wenn dieses Signal den Schwellenwert überschreitet.

Als Zeitfensterschaltung TW bzw. TW' kann ein monostabiler Multivibrator MV bzw. MV' gewählt werden; dies gilt auch für die Verzögerungsleitung DL bzw. DL'. In Fig. 4 ist dies veranschaulicht.

In Fig. 6, für die ebenfalls die Wahrheitstabelle nach Fig. 5 zutrifft, ist angegeben, wie die zusammengehörigen Zeitfensterschaltungen TW bzw. TW' und Verzögerungsleitungen DL bzw. DL' in einem verzögernden Element kombiniert werden können, für das hier ein Schieberegister SR bzw. SR' verwendet wird, das von einem gemeinsamen Taktgenerator CG gesteuert wird, der Impulse mit einer sehr nohen Frequenz von z.B. 1 MHz abgibt.

Das Filter BF bzw. BF' ist über den Impulsformer PSi bzw. PSi' mit dem Setzeingang ck eines bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi' verbunden, dessen Q-Ausgang zu dem Eingang eines Schieberegisters SR bzw. SR' und zu dem ersten Eingang 1 einer dritten UND-Schaltung G3 bzw. Gi' führt. Der Q-Ausgang dieses bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi' führt zu dem D-Eingang eines als Schaltvorrichtung wirkenden D-Fli-pflops FF2 bzw. FF2', dessen Takteingang ck an den Ausgang einer Schmitt-Kippschaltung ST bzw. ST' angeschlossen ist, die gleichzeitig als Schwellenvorrichtung und als Impulsformer wirkt und ihrerseits wieder an das Bandfilter BF bzw. BF' angeschlossen ist. Der Ausgang des Schieberegisters SR bzw. SR' führt zu dem Rücksetzeingang r des bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi', zu dem zweiten Eingang 2 der dritten UND-Schaltung G3 bzw. G3' und über eine Umkehrstufe I zu einem ersten Eingang 1 der zweiten Gatterschaltung G2 bzw. G2', deren zweiter Eingang 2 an den Q-Ausgang des D-Flipflops FF2 bzw. FF2' angeschlossen ist. Die Vorderflanke des Eingangsimpulses a aus dem Filter BF bzw. BF' legt über den Impulsformer PSi bzw. PSi' das bistabile Flipflop FFi bzw. FFi' um, wodurch dessen Ausgang Q niedrig wird und dieser niedrige Pegel mit der Frequenz des Taktgenerators CG durch das Schieberegister SR bzw. SR' geschoben wird. Gleichzeitig wird der Ausgang Q des bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi' hoch, wodurch das D-FIipflop FF2 bzw. FF2' beim Eintreffen eines Impulses aus der Schmitt-Kippschaltung ST bzw. ST' umklappt, wodurch dessen Q-Ausgang hoch und damit auch der zweite Eingang 2 der zweiten UND-Schaltung G2 bzw. G2' hoch wird. Wenn der niedrige Pegel am Ausgang des Schieberegisters SR bzw. SR' eintrifft, wird der Rücksetzeingang r des bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi' niedrig, wodurch dieses Flipflop zurückgesetzt und in diesem Zustand gehalten wird, so dass sein Ausgang Q wieder hoch wird und dieser hohe Pegel wieder in dem Schieberegister SR bzw. SR' von dem Taktgenerator CG weitergeschoben wird. Wenn dieser hohe Pegel am Ausgang des Schieberegisters SR bzw. SR' eintrifft, wird der zweite Eingang 2 der dritten UND-Schaltung G3 bzw. G3' hoch, während sein erster Eingang 1 bereits hoch war, weil Q des Flipflops FFi bzw. FFi' hoch war. Dadurch tritt am Ausgang der UND-Schaltung G3 bzw. G3' ein negativer Impuls auf, der das D-Flipflop FF2 bzw. FF2' zurücksetzt, wodurch die zweite UND-Schaltung G2 bzw. G2' geschlossen wird und sich der Pegel an dessen Ausgang ändert. Dadurch, dass der Ausgang des Schieberegisters SR bzw. SR' wieder hoch wird, wird auch der Rücksetzeingang des bistabilen Flipflops FFi bzw. FFi' hoch und kann dieses Flipflop von einem folgenden Impuls wieder gesetzt werden. Dadurch, dass dabei sowohl die abfallende als auch die ansteigende Flanke des Signals am Eingang des Schieberegisters SR bzw. SR' in Verbindung mit dem Weiterschieben des Signals durch das Schieberegister SR bzw. SR' verwendet wird, erfüllt es zusammen mit dem Flipflop FFi die Funktion der zwei monostabilen Multivibratoren der Fig. 4 und der Zeitfensterschaltung in Verbindung mit der Verzögerungsleitung der Fig. 3. Es ist einleuchtend, dass statt eines Schieberegisters als verzögerndes Element auch ein Zähler Anwendung finden kann.

In Fig. 7 ist angegeben, wie ein Phasendetektor einfach mittels zweier aus bistabilen Flipflops bestehender logischer Schaltungen mit zwei Eingängen aufgebaut werden kann, die auf die abfallende Flanke eines Signals an dem einen Eingang gesetzt und von einem niedrigen Pegel am zweiten Eingang zurückgesetzt und/oder in dem zurückgesetzten Zustand gehalten werden. Das von der Oberhälfte der abgetasteten Spur stammende Signal A wird dem Rücksetzeingang r eines bistabilen Flipflops FF3 und dem Setzeingang ck eines bistabilen Flipflops FF4 zugeführt. Das von der Unterhälfte der abgetasteten Spur stammende Signal B wird einerseits dem Rücksetzeingang r des Flipflops FF4 und andererseits dem Setzeingang ck des Flipflops FF3 zugeführt. Wenn der Nulldurchgang des Signals der Oberhälfte der Spur zuerst eintrifft, wird das Flipflop FF4 gesetzt und von dem Signal der Unterhälfte der Spur, dessen Nulldurchgang später eintrifft, zurückgesetzt werden. Da das Flipflop FF3 im zurückgesetzten Zustand gehalten wird, kann an dessen Ausgang kein Impuls auftreten, während dies am Ausgang Q des Flipflops FF4 wohl der Fall ist. Wenn jedoch der Nulldurchgang B des Signals der Unterhälfte der Spur zuerst eintrifft, wird das Flipflop FF3 gesetzt und von dem Nulldurchgang des Signals A der Oberhälfte der Spur zurückgesetzt werden, so dass an seinem Ausgang ein Impuls auftritt. In diesem Falle kann am Ausgang Q des Flipflops FF4 kein Signal auftreten.

Das Signal am Ausgang des Flipflops FF3 wird dann z.B. dazu benutzt, den Kopf nach links zu drehen, während das Signal am Ausgang des Flipflops FF4 dazu benutzt wird, den Wiedergabekopf nach rechts zu drehen, in der Weise, dass der Fehler in der Winkellage des Kopfes korrigiert wird.

In den beschriebenen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass die positiven Nulldurchgänge des Signals für die Regelung verwendet werden, aber es leuchtet ein, dass es auch möglich ist, dazu die negativen Nulldurchgänge oder sogar beide Arten von Nulldurchgängen zu benutzen und im letzteren Falle jede Art gesondert zu verarbeiten und die Ausgangssignale der Phasendetektoren zusammenzufügen und der Steuervorrichtung zuzuführen.

Bei Stereowiedergabe von zwei Stereospuren kann es erwünscht sein, auf die Signale aus beiden Spuren einzuregeln, so dass dann für jede Spur eine Schaltung nach den Figuren 3,4 oder 6 vorhanden ist, wobei die Ausgänge der zwei Phasendetektoren über eine logische Schaltung kombiniert werden.

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In Fig. 8 ist ein Magnetband 1 dargestellt, das in diesem Falle mit zwei Informationsspuren 2 und 3 versehen ist, in denen ein Stereosignal aufgezeichnet ist. Diese Spuren werden mit Hilfe eines mit dem Magnetband 1 zusammenarbeitenden Stereomagnetkopfes 4 abgetastet. Der Kopf 4 besteht aus einem Teil 5 mit einem Lesespalt 7, der die Spur 2 abtastet, und einen Teil 6 mit einem Lesespalt 8, der die Spur 3 abtastet.

Um die Azimutlage in bezug auf die Spuren 2 und 3 aus einer Phasenbeziehung ermitteln zu können, bestehen die Teile 5 und 6 aus je zwei Magnetkernen 9, 10 bzw. 11, 12, die die obere und die untere Hälfte der Spuren 2 und 3 gesondert abtasten.

Fig. 9, in der für dieselben Teile wie in Fig. 8 dieselben Bezugsziffern verwendet werden, zeigt den weiteren Aufbau des Kopfes 4 anhand einer Ansicht des Schnittes durch den

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Kopf nach Fig. 8 längs der Linie II-II. Ein kurzer C-förmiger Kernteil 13 trägt eine elektrische Wicklung 14 und ist neben einem langen C-förmigen Kernteil 15 angeordnet, der eine elektrische Wicklung 16 trägt. Unter einem Winkel a zu den 5 Kernteilen 13 und 15 ist ein langer C-förmiger Kernteil 17 angeordnet, der eine elektrische Wicklung 18 trägt und neben einem kurzen C-förmigen Kernteil 19 angeordnet ist, der eine elektrische Wicklung 20 trägt. Zur Bildung kompletter Kerne, die einen Weg für den Magnetfluss bilden, der bis auf den io Spalt geschlossen ist, können die C-förmigen Kernteile 13, 15, 17 und 19 mit Kernteilen zusammengebaut sein, die gleichfalls C-förmig oder I-förmig gestaltet sein können. Mit Rücksicht auf geringe Breite (für die Anwendung in einem Stereo-Cassettenkopf 0,25 mm) können die besonderen Kernteile 15 dabei je aus einer Lamelle einer weichmagnetischen Legierung, z.B. einer Nickel-Eisen-Legierung, hergestellt sein.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren, mit dessen Hilfe ein Spalt (7, 8) eines Wiedergabekopfes (4) in bezug auf ein auf einen magnetischen Aufzeichnungsträger (1) angebrachtes Signal in die richtige Winkellage gebracht bzw. in dieser Lage gehalten wird, bei dem der Phasenunterschied zwischen zwei abgetasteten Signalen gleicher Gestalt gemessen und daraus ein Regelsignal zum Korrigieren der Winkellage des genannten Spaltes (7,8) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Signale dadurch erhalten werden, dass gleichzeitig die Oberhälfte und die Unterhälfte einer wiederzugebenden Informationsspur (2) gesondert abgetastet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitunterschied zwischen jeweils zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen der abgetasteten Signale gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Signale je durch einen Tiefpass (BF, BF') geschickt werden, dessen Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Periode gleich dem Grösstabstand zwischen zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen der abgetasteten Signale ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Signale durch je ein Bandpassfilter (BF, BF') geschickt werden, dessen Bandbreite vorzugsweise gleich zwei Oktaven ist und dessen höchste Grenzfrequenz kleiner als die Hälfte der Frequenz ist, die zu einem Signal gehört, dessen Periode gleich dem Grösstabstand zwischen zwei zusammengehörigen Nulldurchgängen ist, welches Frequenzband sich für Audioanwendungen vorzugsweise von ± 2 bis zu + 8 kHz erstreckt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Signale je nach Filterung einerseits über einen ersten Impulsformer (PSi, PSi') einer Zeitfensterschaltung (TW, TW') und andererseits über eine Schwellenschaltung (TD, TD') mit einer Schwelle, die gleich oder grösser als die Rauschspannung des Signals ist, einem zweiten Impulsformer (PS2, PS2') zugeführt werden, wonach festgestellt wird, ob die Vorderflanke dieses Impulses innerhalb des Zeitfensters fällt, und wenn dies der Fall ist, ein am Ende des Zeitfensters erzeugter Impuls von einer Gatterschaltung durchgelassen wird, wobei die Summen der Zeitdauern des Zeitfensters und des erzeugten Impulses für beide abgetastete Signale gleich gewählt sind, wonach die erzeugten Impulse beider Kanäle je einem Eingang eines Phasendetektors (PD) zugeführt werden, der den Phasenunterschied zwischen den Hinterflanken zusammengehöriger erzeugter Impulse misst.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für Stereosignale jedes Signal über eine zugehörige Regeleinrichtung einer logischen Schaltung zugeführt wird, in der die Regelsignale zusammengefügt werden.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die mit Wiedergabeköpfen versehen ist, die zu einem Phasendetektor (PD) zum Messen des Phasenunterschiedes zwischen den zwei von den Wiedergabeköpfen abgetasteten Signalen gleicher Gestalt führen, dessen Ausgang mit einer Steuervorrichtung (CD) verbunden ist, an den ein elek-tromechanischer Wandler (T) angeschlossen ist, der die Winkellage des Wiedergabekopfes (4) einstellen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der zu jeder Spur gehörige Wiedergabekopf (4) aus zwei nahezu gleichen Teilen (5, 6) zum gleichzeitigen Abtasten der Oberhälfte und der Unterhälfte einer wiederzugebenden Informationsspur (2) besteht (Fig. 3).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil (5,6) des Wiedergabekopfes (4) mit einem Tiefpass (BF, BF') verbunden ist, dessen Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Wellenlänge gleich dem Grössstabstand zwischen zwei entsprechenden Punkten der Spalte der zwei Teile (5, 6) des Wiedergabekopfes (4) ist, in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (1) gemessen (Fig. 3).
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil (5,6) des Wiedergabekopfes (4) mit einem Bandpassfilter (BF, BF') verbunden ist, dessen Bandbreite vorzugsweise gleich zwei Oktaven ist und dessen höchste Grenzfrequenz niedriger als die Hälfte der Frequenz liegt, die zu einem Signal gehört, dessen Wellenlänge gleich dem Grösstabstand zwischen zwei entsprechenden Punkten der Spalte der zwei Teile (5,6) des Wiedergabekopfes (4) ist, in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (1) gemessen, welches Frequenzband sich für Audioanwendungen von ± 2 bis zu ±8 kHz erstreckt.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teil (5,6) des Wiedergabekopfes (4) über sein zugehöriges Filter einerseits über einen ersten Impulsformer (PS, PS') mit einer Zeitfensterschaltung (TW, TW') und andererseits über eine Schwellenschaltung (TD, TD') mit einer Schwelle, die gleich oder grösser als die Rauschspannung des Signals ist, mit einem zweiten Impulsformer verbunden ist, dessen Ausgang zu einem ersten Eingang einer ersten UND-Schaltung (Gì, Gi') führt, von der ein zweiter Eingang an den Ausgang der Zeitfensterschaltung angeschlossen ist, welcher Ausgang ebenfalls zu dem Eingang einer Verzögerungsleitung (DL, DL') führt, deren Ausgang einerseits mit einem ersten Eingang einer zweiten UND-Schaltung (Gz, Gz') und andererseits mit dem Rücksetzeingang einer Schaltvorrichtung (FF, FF') verbunden ist, deren Setzeingang an den Ausgang der ersten UND-Schaltung angeschlossen ist, wobei der Ausgang der Schaltvorrichtung mit dem zweiten Eingang der zweiten UND-Schaltung verbunden ist, deren Ausgang zu einem Eingang des Phasendetektors (PD) führt, während die Summen der Zeitdauern des Zeitfensters der Zeitfensterschaltung und der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung für beide Kanäle praktisch gleich sind (Fig. 3).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengehörigen Zeitfensterschaltungen und Verzögerungsleitungen aus je ein und demselben von einem gemeinsamen HF-Taktgenerator (CG) gesteuerten verzögernden Element (SR, SR') bestehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasendetektor (PD) aus zwei logischen Schaltungen (FF3, FF4) mit je zwei Eingängen besteht, deren Ausgang auf die Hinterflanke eines Signals am ersten Eingang gesetzt wird, wenn der andere Eingang einen ersten logischen Pegel aufweist, und zurückgesetzt bzw. im zurückgesetzten Zustand gehalten wird, wenn der andere Eingang einen zweiten logischen Pegel aufweist, wobei der erste Eingang (ck) der ersten logischen Schaltung mit dem zweiten Eingang (r) der zweiten logischen Schaltung und der erste Eingang (ck) der zweiten logischen Schaltung mit dem zweiten Eingang (r) der ersten logischen Schaltung verbunden ist (Fig. 7).
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Stereowiedergabe für jede Stereospur eine eigene Regeleinrichtung vorhanden ist, wobei die Ausgänge der zwei Phasendetektoren dieser Regeleinrichtungen über eine logische Schaltung kombiniert werden.
14. Magnetischer Wiedergabekopf zum Durchführen der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiedergabekopf (5) zwei nebeneinander angeordnete Magnetkerne (10,9) enthält, die mit je einem Wiedergabespalt und einer elektrischen Wicklung (18,20) versehen sind, wobei die Wiedergabespalte miteinander fluchten und je eine Breite aufweisen, die höchstens gleich

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

647 613

der halben Breite der auszulesenden Informationsspur (2) ist (Fig. 8,9).
15. Magnetischer Wiedergabekopf nach Anspruch 14, der sich zum Auslesen von Stereosignalen in zwei parallelen nebeneinander liegenden Informationsspuren (2, 3) eignet, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkopf (4) pro Spur (2) einen kurzen (19) und einen langen (17) Magnetkern enthält, wobei die elektrische Wicklung (18) des langen Kernes, in der zu der Lauffläche des Kopfes senkrechten Richtung gesehen, unter der elektrischen Wicklung (20) des kurzen Kernes liegt (Fig. 8, 9).
16. Magnetischer Wiedergabekopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der kurze (13) und der lange (15) Kern einer der beiden Spuren in einer ersten Ebene und der kurze ( 19) und der lange (17) Kern der anderen der beiden Spuren in einer zweiten Ebene liegt, die mit der ersten Ebene einen Winkel a einschliesst (Fig. 9).
17. Magnetischer Wiedergabekopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder kurze Kern (13, 19) zu dem zugehörigen langen Kern (15, 17) parallel ist (Fig. 9).