CN87102615A - 用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器 - Google Patents

Abstract

一种用于具有旋转单元的信息再现机器的角位置指示信号发生器，信息包括一参考信号。角位置指示信号发生器包括一用于检测旋转单元相对于该单元旋转平面的角位置的角位置检测电路，一用于检测旋转单元和参考信号之间的时间差的计数电路，一用于存储计数电路的计数值的存储电路；以及一用于根据存储电路里存储的计数值自动补偿角位置检测电路的检测输出的延迟电路。

Description

本发明涉及一种用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器，特别是涉及一种用于磁带录像器（以下简称为VTR）旋转头装置的角位置指示信号发生器。

一般情况下，VTR里的视频信号的纪录和重放操作是通过磁带的螺旋扫描系统执行的。在该螺旋扫描系统中，两个旋转头可旋转地安装在旋转头装置里，相对于旋转头的转轴分开呈180°。旋转头装置有一个圆筒，旋转头被同轴地支承于其中，并露出在圆筒的外表面。这样，每一旋转头扫描对角地环绕圆筒180°的磁带。旋转头的旋轴速度被控制为每一个旋转头扫描一帧视频信号。

由此可见，在一螺旋扫描系统VTR里，视频信号的记录操作和重放操作是由两个旋转头分担的。因此，例如，当记录或再现每个旋转头在预定磁带位置上的混合视频信号的连续信号时，有必要检测旋转头在转盘旋转平面上的角位置。

现在参见图1，它显示了一个用于产生指示一个旋转头相对于该转头旋转平面的角位置的信号的先有技术的电路。在图1里，一对第一和第二旋转头11a和11b设置在旋转头装置的转盘12的外缘。第一和第二旋转头11a和11b相对于转盘12的转轴相互分开呈180°角。一对第一和第二位置参考磁铁13a和13b也安装在转盘12上，分别与第一和第二旋转头11a和11b对应。该第一和第二位置参考磁铁13a和13b位于以转轴为中心的圆周上，并沿旋转方向超前对应的旋转头11a和11b角度θ₂和θb。该第一和第二位置参考磁铁13a和13b被定向为使它们产生一个极性与转轴的方向相反的磁场。一个磁场检测线圈14面向圆周设置，因此，在转盘12旋转的时候，第一和第二旋转头11a和11b交替地面对磁场检测线圈14。所以，磁场检测线圈14受第一和第二位置参考磁场13a和13b感应而产生一磁场检测信号S1。该磁场检测信号S1包含第一个和第二个相反极性的正弦波脉冲，它们对应于第一和第二位置参考磁铁13a和13b交替产生，如图2所示。

磁场检测线圈14连接到一矩形波整形电路，例如施密特（schmitt）电路15。因此，检测信号s1就施加到施密特电路15。因此，检测信号S1就施加到施密特电路15，结果是检测信号S1转换成矩形波信号S2。该矩形波信号S2对应于检测信号S1中的第一和第二个正弦波脉冲而下降或上升，如图2所示。矩形波信号S2并联地直接施加或通过一反相器17间接施加到一对第一和第二可调延迟电路16a和16b。该第一和第二可调延迟电路16a和16b是为了减小角度θa和θb与它们的标准角度不一致的影响而设置的，这将在后面描述。

第一和第二可调延迟电路16a和16b的控制端分别连接到第一和第二延迟时间调整电路18a和18b。第一和第二延迟时间调整电路中的每一个都包含一可变电阻和一电容器。因此，第一和第二可调延迟电路16a和16b各自产生第一个和第二个矩形脉冲信号S3和S4。第一个矩形脉冲信号S3包含对应于矩形波信号S2的上升沿，并具有第一个预定脉冲宽度d1的脉冲，如图2所示。第二个矩形脉冲信号S4包含对应于矩形波信号S2的下降沿并具有第二个预定脉冲宽度d2的脉冲，如图2所示。

此外，第一和第二延迟电路16a和16b的输出端分别连接到一复位置位触发器电路（此后简称为RS触发器电路）19的置位端S和复位端R。因此，RS触发器电路19就产生第二个矩形波信号S5。该第二个矩形波信号S5对应于第一和第二矩形脉冲信号S3和S4里的脉冲后缘的下降和上升，如图2所示。RS触发器电路19是由第一和第二可调延迟电路16a和16b的第一和第二矩形脉冲信号S3和S4触发的。因此，最后获得一个作为RS触发器电路19的输出信号的、指示旋转头11a和11b的角位置的输出信号H-SW。角位置指示信号，也即输出信号H-SW主要用作为切换旋转头11a和11b的输出并执行旋转头11a和11b在预定磁带位置上的视频信号的记录或重放操作的信号。

上述的角θa和θb的差异往往出现在大批生产的VTR结构里，特别是发生在旋转头11a和11b对于转盘12的安装精度不够高的情况下。因此，接入第一和第二可调延迟电路16a和16b，用以通过调整第一和第二矩形脉冲信号S3和S4里的脉冲宽度d1和d2来减小角度θa和θb的差异。

顺便提及，这里的第一和第二可调延迟电路16a和16b，前者是供第一个位置参考磁铁13a使用的，而后者是供第二个位置参考磁铁13b使用的。

调整过程如此进行，以使得在旋转头信号切换以后的一个规定时刻，视频信号的垂直同步信号V被记录或再现。例如，在家用盒式录象机制式（VHS）系统里，垂直同步信号在旋转头信号的相位切换之后提供记录或再现，延迟时间的规定值为5H-8H以内（H是水平扫描周期或一个磁场周期），通常，延迟时间调整在该范围的中心，也即6.5H。实际上，在VTR制造的调整过程中，在规定位置上记录着垂直同步信号Vr的测试磁带（也即参考磁带）被再现，当观察到再现的竖直同步信号Vr和角位置指示信号H-SW之间的时间差时，将延迟时间调整到规定值。

然而，在上述先有技术用于VTR的旋转头装置的角位置指示信号发生器里，为了调整，需要可变电阻和电容器。而且，为了调整，还需要一段相当长的时间。由于这一原因，它便存在总价格必然很高的缺点。并且，即使可通过使用自动装置使可变电阻的调整自动化，在调整精度方面还是有困难的。而且，由于长时间使用造成的变化以及温度特性的变化使调整出现不规则性。

如上所述，虽然在先有技术里，由于θa和θb的角度差的变化或差异造成的角位置指示信号H-SW的变化或差异被补偿，但需要装置用来调整的元件，调整的自动化是困难的，并且长时间使用会使调整精度受影响，等等。

于是，本发明的一个目的是提供一种用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器，它不需要用外界元件作调整，并适用于自动化调整。

本发明的另一个目的是提供一种用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器，它不受长时间使用造成的变化的影响，并能消除由于机械的不精密性所造成的一组和另一组角位置指示信号之间的变化或差异。

为了达到上述目的，按照本发明，用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器包括一个用于检测旋转单元相对于旋转单元旋转平面的角位置的角位置检测电路，一个用于检测旋转单元和参考信号之间的时间差的计数器电路，一个用于存储计数器电路的计数值的存储电路，以及一个根据存储电路里存储的计数值自动补偿角位置检测电路的检测输出的延迟电路。

图1是概括地显示用于VTR旋转头的先有技术角位置指示信号发生器的工作部件的示意图;

图2是表明图1的操作的时间波形图;

图3是显示本发明的一个实施例的一般结构的示意图;

图4和图5是表明图3所示的实施例的操作的时间波形图。

现在参照附图，即图3至图5，对本发明加以详细描述。为说明简单起见，用同样的参考号和文字来标志与图1（先有技术装置）里所使用的那些单元相同的或等效的单元。

广义地说，本发明是一个用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器，它具有响应旋转头产生一个旋转头相对于旋转头旋转平面的角位置指示信号的角位置检测器，一个用于检测旋转头的角位置指示信号和预定的参考信号之间的时间差的计数装置，一个用于存储时间差的计数值的存储器和一个根据预置数据自动补偿时间差的延迟装置。

现在参见图3来详细说明本发明的一个实施例。在图3里，一对第一和第二旋转单元，也即旋转头11a和11b设置在一旋转头装置的转盘12的外缘。该第一和第二旋转头11a和11b相对于转盘12的转轴分开呈180°的角度。一对第一和第二位置参考磁铁13a和13b也安装在转盘12上，分别与第一和第二旋转头11a和11b对应。该第一和第二位置参考磁铁13a和13b位于以转动轴为中心的圆周上，并沿旋转方向分别超前对应的旋转头11a和11b角度θa和θb。第一和第二位置参考磁铁13a和13b被定向成使它们产生一个极性与旋转轴方向相反的磁场。一个磁场检测线圈14面向圆周而设置，因此，在转盘12旋转的时候，第一和第二旋转头11a和11b交替地面对磁场检测线圈14。所以，磁场检测线圈14受第一和第二位置参考磁铁13a和13b感应而产生一磁场检测信号S1。该磁场检测信号S1包含第一和第二个相反极性的正弦波脉冲SPa和SPa，它们对应于第一和第二位置参考磁铁13a和13b交替产生，如图4所示。

磁场检测线圈14连接到一波形整形电路，例如施密特（Schmitt）电路15。这样，磁场检测信号S1被施密特电路15整形并转换成一矩形波信号S2。矩形波信号S2对应于磁场检测信号S1里的第一和第二个正弦波脉冲SPa和SPa下降和上升，如图4所示。矩形波信号S2的上升沿是通过一上升沿检测器23检测的，而下降沿是通过下降沿检测器24检测的。由此得到分别对应于磁场检测信号S1的第一和第二个正弦波脉冲SPa和SPa的上升沿指示信号S3和下降沿指示信号S4，如图4所示。逻辑和是通过“或”门（OR    gate）25从上升沿指示信S3和下降沿指示信号S4得到的，并且逻辑和作为复合的上升和下降沿指示信号S5输出，如图4所示。复合的上升和下降沿指示信号S5包括分别对应磁场检测信号S1的第一和第二个正弦波脉冲SPa和SPb的脉冲Pa和Pb。并且，复合的上升和下降沿指示信号S5具有比矩形波信号S2的频率高两倍的频率。

复合的上升和下降沿指示信号S5被施加到第一和第二RS触发器电路26和27，还被施加到一控制电路28。一个参考信号，例如通过旋转头11a和11b从一测试磁带再现、用于调整的竖直同步信号Vr被施加到第一个RS触发器电路26的置位端。第一个RS触发器电路26的一个反向输出信号S6被施加到第一“与”门（AND    gate）29的输入端之一，第一“与”门29的另一个输入端施加以第一时钟脉冲信号CP1。第一与门29的输出信号被施加到一正向计数器（up    counter）30的时钟输入端。通过这种连接方式，正向计数器30通过上升和下降沿指示信号S5的脉冲pa和Pb复位，并接着对第一时钟脉冲信号CP1计数。换句话说，每当接收脉冲Pa和Pb时，正向计数器30开始其计数操作。正向计数器30直至接收到再现的竖直同步信号Vr的时刻才停止其计数操作并保持其计数值Na或Nb。计数值Na和Nb相当于磁场检测信号S1的第一个和第二个正弦波脉冲SPa和SPb与再现的竖直同步信号Vr之间的时间差。正向计数器30的存数（Content）Na或Nb被施加到存储电路31的输入端。存储电路31由分别对应旋转头11a和11b的两个存储器31a和31b组成。通过下面将描述的存储器选择信号S7来选择存储器31a或另一个存储器31b。这样，计数值Na和Nb便分别地存储在存储器31a和31b里。复合的上升和下降沿指示信号S5和一个高电平的调整模式（mode）指令信号S8施加到控制电路28，而控制电路28输出多个控制信号。首先，控制电路通过施加第一个控制信号即如图4所示的“写”脉冲WR和第二个控制信号，即如图5所示的“读”脉冲RD控制着存储电路31。“写”脉冲WR是在调整模式的操作中施加的，而“读”脉冲RD是在不同于调整模式的常用模式，例如由使用者实际操作模式的操作中施加的。控制电路28还施加第三个控制信号S9，其极性根据VTR是处于调整模式还是常用模式而改变。第三个控制信号S9和第一个矩形波信号S2的“异”逻辑和（exclusive    logical    sum）通过“异或”逻辑电路32得到。“异”逻辑和作为存储器选择信号S7输出，如图4所示。而且，控制电路28施加第四个控制信号S10于转换开关35的控制端35a。

存储电路31的“读”输出Na或Nb被输送到一反向计数器（down    counter）33作为预置数，并且“读”脉冲RD被施加到反向计数器33的预置控制端。反向计数器33的输出信号被施加到一模型检测电路34。该模型检测电路34预置一个对应于预定延迟数据的规定的模型数据NP，例如上述的6.5H。这样，当反向计数器33的存数达到规定的模型数据NP时，模型检测电路34输出其输出信号S11。模型检测电路34的输出信号S11被施加到第二个RS触发器电路27的置位端。该第二个RS触发器电路27将一反向输出S12施加到第二“与”门36的输入端之一。第二与门36的另一个输入端施加以第二时钟脉冲信号CP2。并且第二与门36的输出被施加到反向计数器33的时钟输入端。通过这种连接方式，反向计数器33从预置数据开始，即从来自存储电路31的在矩形波信号S2的上升和下降沿“读”到的输出Na或Nb开始作减法计数，并且继续这种对第二时钟脉冲信号CP2的递减计数，直到反向计数器33的计数存数达到在模型检测电路34里规定的模型数据NP为止。因此，反向计数器33的时钟脉冲计数成为预置数据Na（或Nb）和规定的模型数据Np之差，即Na-Np（或Nb-Np）。第二RS触发器电路27的非反向输出信号S13的上升沿距离矩形波角位置指示信号S2的上升沿或下降沿延迟一个差值Na-Np（或Nb-Np）。分频器37将非反向输出信号S13的频率减半。而且，分频器37的分频输出信号S14的相位是通过上升沿指示信号S3造成的复位而决定的。因此，分频器37的输出信号S14被被恢复到矩形波信号S2的频率。分频器37的输出信号S14施加到转换开关35的第一个选择触点35b。矩形波信号S2被输送到转换开关35的第二个选择触点35c。在转换开关35的可动触点35d上获得的一输出信号变成为具有规定延迟时间的角位置指示信号H-SW。

下面参照图4和图5进一步详细地说明上述结构的操作。

首先，在图3所示的调整模式里，当“调整模式”指令信号S8被施加于控制电路28时，它便进入调整模式的控制操作。根据指令信号S8，控制电路28施加第四个控制信号S10到转换开关35的控制端35a。于是在转换开关35里，可动触点35d连接到第二个选择触点35c。这样，来自施密特电路22的矩形波信号S2直接输出作为角位置指示信号H-SW，而不进行延迟操作。在此条件下，测试磁带通过旋转旋转盘12而再现。当达到锁相条件时，在离开复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲Pa和Pb的一个适当的延迟时间上，控制电路28产生“写”脉冲WR，如图4所示。并且，在该时刻，第三个控制信号S9是“0”。这里假设当存储器选择信号S7为“1”时，存储器31b被存取;而当存储器选择信号S7为“0”时，存储器31b被存取，如图4所示。因此对应于复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲Pa到再现的竖直同步信号Vr的时间的计数数据Na被写入存储器31a。而对应于从复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲Pb到再现的竖直同步信号Vr的时间的计数数据Nb被写入存储器31b。通过这一系列操作，对应于第一位置参考磁铁13a和第一旋转头11a之夹角θa的计数数据Na和对应于第二位置参考磁铁13b和第二旋转头11b之夹角θb的计数数据Nb分别存储在存储器31a和31b里，于是，自动调整便完成了。

下面，参照图5说明用于不同于调整模式的常用模式的操作。在常用模式里，控制电路28的“调整模式”指令信号S8保持在低电平。而且，控制电路28输出第四个控制信号S10以使转换开关35选择信号S14。即，可动触点35d被连接到第一个选择触点35b。并且，如图5所示，在离开复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲Pa和Pb一适当的延迟时间产生“读”脉冲RD。此外，第三个信号S9变成“1”，并且存储器选择的极性与调整模式时的极性相反。换句话说，在矩形波信号S2为“1”期间提供存储器31b的存数Nb的读取，而在矩形波信号S2为“0”期间提供存储器31a的存数Na的读取。因此，在反向计数器33里，存储器31a的存数Na根据复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲pa而预置。因而，在对应于反向计数器33的计数值Na-Np的时间后，分频器37的输出信号S14上升。在反向计数器33里，存储器31b的存数Nb根据复合的上升和下降沿指示信号S5的脉冲Pb而预置。因而在对应于反向计数器33的计数Nb-Np的时间以后从分频器37输出的信号S14下降。于是，在模型检测电路34里，当预置模型数据Np已被设置到对应于规定的延迟时间的值，例如，如同前面所述的超前于测试磁带的竖直同步信号Vr6.5H时，常用模式里的竖直同步信号Vn在与测试磁带上的竖直同步信号Vr完全相同的位置上被记录和再现。

在上述实施例里，存储电路31最好由一长期保持计数数据Na和Nb的非易失型存储器组成。此外，当已经完成将计数数据Na和Nb写入存储电路时，通过停止将调整模式指令信号S8作用到控制信号28，可执行全自动的调整。这是通过使用当计数数据写到存储电路31里的过程结束时产生的信号并将其施加于一个合适的电路来实现的，该电路停止将调整模式指令信号S8作用到控制电路28。

角位置指示信号，或者旋转头切换信号H-SW可用于转盘11的转动伺服控制。在此情况下，伺服控制的精度取决于施加于反向计数器33的第二时钟脉冲信号CP2的精度。因此，第二时钟脉冲信号CP2最好有一比较高的频率。另一方面，用于正向计数器30的第一时钟脉冲信号CP1仅仅是用于确定规定的延迟时间，例如6.5H。然而，如上所述，在VHS系统里，规定的延迟时间允许取在5.0H至8.0H范围里的其他值。所以，第一时钟脉冲信号CP1的精度可低于第二时钟脉冲信号CP2的精度。

在上述实施例里，用于磁带录像器（VTR）的旋转头的角位置指示信号发生器除施密特（Schmitt）电路15外还包括数字化电路部件。然而矩形波整形电路本身也可由数字化系统组成。因此，用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器不需要可变电阻或电容器。而且，外部安装的元件数很少。于是就有可能生产高集成电路。此外，由于数字化，电路对老化和温度变化的影响不敏感。而且，既然所有电路都有自动化操作，调整就变得容易了。

顺便提及，本发明也有可能应用到这样一些系统，在这些系统里，通过对于转盘的一次旋转产生多个脉冲的分速控制信号将角位置指示信号或旋转单元切换信号H-SW限定到180°相位差。它还可应用到数字化地产生180°相位差信号的情况。在这些情况下，一个存储器便足够了。

如上所述，按照本发明，能提供一种用于信息再现机器旋转单元的角位置指示信号发生器，其中，没有外部安装的元件，例如可变电阻和电容器，其中，调整的自动化是容易的，并且在其中可获得没有任何显著变化和差异的高精度。

如上所述，本发明能提供一种用于信息再现机器旋转单元的极好的角位置指示信号发生器，它能够自动地调整旋转单元的角位置指示信号的延迟时间。

尽管上面已说明和描述了目前看作本发明的最佳实施例的例子，那些精通该项技术的人都明白，可以作各种变换和改进，并且对于其单元可用等同物替换，这些都不脱离本发明的实际范畴，此外，对于本发明的讲授，可以作各种修正以便适应特殊的情况或材料，这也不脱离其中心范畴，因此，并不打算将本发明局限于所披露的特殊实施例，虽然它是实现本发明的经仔细考虑的最佳方式，因此本发明包括落在从属权利要求范围内的所有的实施例。

Claims (10)

1、一种用于具有旋转单元的信息再现机器的角位置指示信号发生器，所述信息包括具有一预定的延迟时间的参考信号，它包括：

用于检测旋转单元(11a，11b)相对于该单元(11a，11b)旋转平面的角位置的角位置检测装置(13a，13b，14，15，23-26，32)，其特征在于，上述角位置指示信号发生器还包括：

用于检测旋转单元(11a，11b)和参考信号(V)之间的时间差的计数装置(30)；

用于存储计数装置(30)的计数值的存储装置(31)；以及

用于根据存储装置里存储的计数值自动补偿角位置检测装置(13a，13b，14，15，23-26，32)的检测输出的延迟装置(27，33-35，37)。

2、按照权利要求1所述的发生器，其特征在于，上述计数装置包括一个用于产生对应于旋转单元（11a，11b）和参考信号（V）之间的时间差的一个计数输出值的计数器（30）。

3、按照权利要求2所述的发生器，其特征在于，上述延迟装置包括一反向计数器（33），一预置预定的延迟时间的模型检测电路（34）和一逻辑电路装置（27，36），根据存储装置（31）的计数值和预定的延迟时间产生一个调整信号。

4、按照权利要求3所述的发生器，其特征在于，上述再现机器产生一个模式选择信号，而上述发生器还包括根据来自再现机器的模式选择信号将上述角位置指示信号发生器有选择地控制在一种调整模式里和一种常用模式里的控制装置28。

5、按照权利要求2所述的发生器，其特征在于，上述检测装置包括用于产生一检测信号的装置（13a，13b，14，15，23-25），而上述计数装置还包括响应检测信号的第一触发器电路（26）和一个连接到上述触发器电路（26）用以接收上述第一触发器电路（26）的输出信号的“与”门（AND  gate）（29）。

6、按照权利要求5所述的发生器，其特征在于，上述再现机器产生参考信号，而上述第一个触发器电路（26）还响应上述参考信号。

7、按照权利要求6所述的发生器，其特征在于，上述参考信号是一垂直同步信号。

8、按照权利要求1所述的发生器，其特征在于，上述角位置检测装置包括用于检测旋转单元（11a和11b）的旋转的线圈装置（14），响应于线圈装置（14）、用来将线圈装置（14）的输出改变成矩形波的矩形波整形装置（15），以及与之连接而接收上述矩形波整形装置（15）的矩形波输出信号以检测矩形波的上升和下降的边沿检测装置（23，24）。

9、按照权利要求3所述的发生器，其特征在于，上述逻辑电路装置包括响应上述模型检测电路（34）用以产生一延迟信号的第二触发器电路（27），以及一个连接到上述第二触发器电路（27）、用来对延迟信号分频并输出调整信号的分频器。

10、一种用于具有旋转头的磁带录像器（VTR）的角位置指示信号发生器，上述VTR再现一个具有一预定延迟时间的竖直同步信号（V），并包括：

用于检测旋转头（11a、11b）相对于该旋转头（11a，11b）旋转平面的角位置的角位置指示装置（13a，13b，14，15，23-26，32）;

用于检测上述竖直同步信号（V）和上述角位置指示装置（13a，13b，14，15，23-26，32）的检测输出信号之间的时间差的计数装置（30）;

用于存储计数装置（30）的计数值的存储装置（31）;以及

用于根据已经存储在存储装置（31）里的计数值延迟角位置指示装置（13a，13b，14，15，23-26，32）的检测输出的延迟装置（27，33-35，37）。

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