DE1186650B

DE1186650B - Device for keeping the recording medium speed constant

Info

Publication number: DE1186650B
Application number: DE1962P0028890
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Genning; Ludwig C R Hannemann
Original assignee: PROTONA PRODUKTIONSGES
Current assignee: PROTONA PRODUKTIONSGES
Priority date: 1962-03-02
Filing date: 1962-03-02
Publication date: 1965-02-04

Description

Vorrichtung zur Konstanthaltung der Aufzeichnungsträgergeschwindigkeit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konstanthaltung der Aufzeichnungsträgergeschwindigkeit in einem Magnetton-Taschengerät unter Verwendung einer Magnetscheibe und eines mit dieser in Wirkungsverbindung stehenden Abtastelementes.Device for keeping the recording medium speed constant The invention relates to a device for keeping the recording medium speed constant in a pocket magnetic sound device using a magnetic disk and one with this operationally connected scanning element.

Eine Grundvoraussetzung für die Güte einer Schallaufzeichnung bzw. -wiedergabe ist die möglichst gleichförmige Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers. Magnetton-Taschengeräte arbeiten in der Regel mit relativ niedriger Aufzeichnungsträgergeschwindigkeit, beispielsweise mit 4,76 cm/sec. Bei derartigen Geschwindigkeiten machen sich Gleichlaufschwankungen, die durch nicht gleichförmige Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors oder der Tonrolle hervorgerufen werden, besonders störend bemerkbar.A basic requirement for the quality of a sound recording or -playback is the most uniform possible speed of the recording medium. Magnetic sound handheld devices generally operate at a relatively low recording medium speed, for example at 4.76 cm / sec. At such speeds, there are wow and flutter, caused by non-uniform angular speed of the drive motor or the Tonroll are caused, particularly disturbing noticeable.

Zur Beseitigung dieses Mangels sind bereits mannigfache Lösungen vorgeschlagen worden. Eine solche bestand z. B. darin, daß bei Abweichung von der Solldrehzahl eine von der Motordrehzahl abhängige Meßfrequenz mit einer zweiten Bezugsfrequenz verglichen wurde. Der Vergleich erfolgte dabei durch Zuführen der beiden zu vergleichenden Frequenzen zu einem kombinierten Phasen- und Frequenzdiskriminator, wobei zugleich durch die Ausgangsspannung der Vergleichsschaltung die Bremswirkung einer mit dem Motor gekuppelten Bremse beim Erreichen der Solldrehzahl schlagartig zur Wirkung gebracht wurde.Various solutions have already been proposed for eliminating this deficiency been. Such was z. B. is that if there is a deviation from the target speed a measuring frequency dependent on the engine speed with a second reference frequency was compared. The comparison was made by supplying the two to be compared Frequencies to a combined phase and frequency discriminator, whereby at the same time by the output voltage of the comparison circuit the braking effect of one with the Motor-coupled brake suddenly takes effect when the target speed is reached was brought.

Vorgeschlagen wurde des weiteren eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsregelung des elektromotorischen Antriebs einer Schwungmasse, z. B. eines Plattentellers. Bei dieser Anordnung war eine elastische Zunge als Schwingsystem vorgesehen, die aus einem Dauermagneten bestand. Der Plattentellerrand war bei dieser Lösung gezahnt und bestand aus ferromagnetischem Werkstoff. Die Plattentellerzähne versetzten den Dauermagneten auf magnetischem Wege in Schwingungen. Beim Stillstand hingegen hielten die ferromagnetischen Zähne den Plattenteller in der Anlaufstellung fest.A device for speed control was also proposed the electric motor drive of a flywheel, z. B. a turntable. In this arrangement, an elastic tongue was provided as an oscillating system consisted of a permanent magnet. The edge of the turntable was serrated in this solution and consisted of ferromagnetic material. The turntable teeth offset the Permanent magnets vibrate by magnetic means. On the other hand, stopped at a standstill the ferromagnetic teeth fix the platter in the start-up position.

Auch sind schon Drehzahl-Regelanordnungen vorgeschlagen worden, die die Resonanz einer mit Gewicht versehenen schwingungsfähigen Blattfeder zur Steuerung eines im Motorstromkreis liegenden Kontaktes ausnutzten. Bei einer solchen Anordnung übt die Blattfeder jedoch nur die einem Fliehkraftregler ähnliche Funktion aus, der beim überschreiten einer bestimmten Drehzahl den Kontakt öffnet oder schließt und beim Absinken der Drehzahl die Motorerregung ändert.Speed control arrangements have also been proposed that the resonance of a weighted oscillating leaf spring for control of a contact in the motor circuit. With such an arrangement However, if the leaf spring only performs a function similar to a centrifugal governor, which opens or closes the contact when a certain speed is exceeded and when the speed drops, the motor excitation changes.

Endlich sei auch noch eine vorgeschlagene elek-Irische Schaltung zur Drehzahlregelung von elektrischen Gleichstrom-Kleinmotoren mit permanenten Feldmagneten erwähnt. Bei dieser wird zur Erzielung einer konstanten Motordrehzahl die am Anker liegende Spannung in Abhängigkeit vom Lastzustand verändert. Dies geschieht dadurch, daß an einem im Motorstromkreis liegenden Serienwiderstand eine vom Ankerstrom abhängige Spannung zur Steuerung eines ebenfalls im Motorstromkreis liegenden Transistors verwendet wird, wobei die sich jeweils einstellende Motorbetriebsspannung in Relation zur Eingangsspannung stabilisiert ist.Finally, there is also a proposed electronic circuit for the Speed control of small electric direct current motors with permanent field magnets mentioned. In this case, in order to achieve a constant engine speed, the one at the armature lying voltage changed depending on the load condition. This is done by that a series resistance in the motor circuit is dependent on the armature current Voltage for controlling a transistor that is also located in the motor circuit is used, whereby the respective setting motor operating voltage in relation is stabilized to the input voltage.

Die Kleinheit von Magnetton-Taschengeräten und der deswegen zur Verfügung stehende geringe Platz macht es verständlich, daß voluminöse Bauelemente, z. B. Phasen- und Frequenzdiskriminatoren, in derartigen Taschengeräten nicht unterzubringen sind. Zu diesem Faktum kommen noch weitere hinzu: Wegen der zum Betrieb von Phasen- und Frequenzdiskriminatoren erforderlichen hohen Ströme ist es nicht möglich, Magnetton-Taschengeräte aus Trockenbatterien oder aus Klein-Akkumulatoren zu speisen. Eine gleitende Änderung der Drehzahl, wie sie vielfach besonders in der Nähe der Solldrehzahl erforderlich ist, stößt wegen der Methode der zu vergleichenden Frequenzen auf Schwierigkeiten und würde deshalb die Verwendung von Frequenzverfielfachern oder -teilern notwendig machen. Nachteilig würden sich auch die hohen Kosten für die Herstellung spezieller Asynchronmotoren sowie für die zu solchen Motoren gehörenden Nebengeräte auswirken. Durch das plötzliche Einsetzen der Wirbelstrombremsung würden schließlich mit Sicherheit Ungleichförmigkeiten im Gleichlauf, besonders bei Lastschwankungen, auftreten, die bei hochwertigen Magnetton-Taschengeräten unerträglich sind.The smallness of handheld magnetic sound recorders and the one that makes them available standing small space makes it understandable that voluminous components such. B. Phase and frequency discriminators cannot be accommodated in such handheld devices are. In addition to this fact, there are more: Because of the operation of phase and frequency discriminators required high currents, it is not possible to use magnetic sound handheld devices to feed from dry batteries or from small accumulators. A sliding change the speed, as it is often required especially in the vicinity of the target speed is encountered difficulties because of the method of the frequencies to be compared and therefore the use of frequency multipliers or dividers would be necessary do. The high costs for the production of special ones would also be disadvantageous Asynchronous motors as well as for the ancillary devices belonging to such motors. The sudden onset of eddy current braking would ultimately definitely cause Unevenness in synchronism, especially with load fluctuations, occur which are unbearable with high-quality magnetic sound handheld devices.

Einrichtungen, wie sie zur Geschwindigkeitsregelung von Plattentellern vorgeschlagen und verwendet wurden, konnten den Erfordernissen einer qualitativ hochwertigen Schallaufzeichnung bzw. -Wiedergabe nur dann gerecht werden, wenn die Schwungmasse relativ groß bemessen war. Eine derartige Bemessung ist in Magnetton-Taschengeräten jedoch nicht möglich. Hinzu kommt noch, daß die Beschleunigung der Schwungmasse infolge Trägheit der sie steuernden Kontakte ruckweise erfolgte. Diese Erscheinung würde sich also durch Rauheit des Tones, kurz durch Unsauberkeit, auf die Schallaufzeichnung bzw. -Wiedergabe auswirken.Devices such as those used for speed control of turntables proposed and used could meet the requirements of a qualitative high-quality sound recording or reproduction can only be achieved if the The flywheel was relatively large. One such rating is in handheld magnetic sound recorders but not possible. In addition, there is the acceleration of the flywheel occurred jerkily due to the inertia of the contacts controlling them. This appearance would affect the sound recording through the roughness of the tone, in short through impurity or playback.

Elektronische Schaltungen zur Drehzahlregelung von elektrischen Gleichstrom-Kleinmotoren mit permanenten Feldmagneten arbeiten nur so lange zufriedenstellend, wie keine Lastschwankungen auftreten. Wie Versuche mit wechselnder Last gezeigt haben, treten sodann auch Drehzahlschwankungen auf, die nur sehr langsam wieder ausgeglichen werden können.Electronic circuits for speed control of small electric direct current motors permanent field magnets only work satisfactorily as long as none Load fluctuations occur. As tests with changing loads have shown, pedaling then there are also fluctuations in speed, which are only compensated for very slowly can.

Das Polrad der zur Stabilisierung eines gleichstromgespeisten Antriebsmotors für Uhren od. dgl. vorgeschlagenen Einrichtung läuft an einer in ihrer Eigenfrequenz einstellbaren Schwingzunge vorbei. Die Zunge schwingt in dem Moment, wenn die Drehzahl pro Sekunde mal Polzahl in Resonanz mit der Zunge liegt. Der Schwingzunge gegenüber ist ein aus Spule und Magnetjoch bestehendes Abtastelement angeordnet. Im Resonanzfall schwingt die Zunge und erzeugt in dem Abtastkopf einen Strom, der zum Steuern eines Transistors dient. Dieser wiederum bestimmt die Größe des Erregerstromes von der Motor-Feldwicklung. Kommt in der vorgeschlagenen Einrichtung das Polrad außer Tritt, so schwingt auch die Zunge nicht mehr; im Abtastkopf herrscht zudem auch keine Induktionsspannung mehr. Der Transistor erhöht bzw. verringert den Erregerstrom der Feldwicklung - je nach Schaltungsart - und beschleunigt bzw. verlangsamt die Motordrehzahl dann jeweils so weit, bis das Polrad wieder in Resonanz mit der Schwingzunge liegt. Der Zungenschwinger stellt nicht nur ein die Einrichtung zusätzlich verteuerndes Bauteil dar, sondern bedarf zu seiner Einstellung auch noch eines besonderen Schiebegewichtes.The pole wheel used to stabilize a DC-fed drive motor for clocks or the like. Proposed device runs on a natural frequency adjustable swing tongue over. The tongue swings at the moment when the speed per second times the number of poles in resonance with the tongue. Opposite the swinging tongue a sensing element consisting of a coil and a magnetic yoke is arranged. In the event of a response vibrates the tongue and generates a current in the scanning head which is used to control a Transistor is used. This in turn determines the size of the excitation current from the Motor field winding. If the pole wheel gets out of step in the proposed device, so the tongue no longer vibrates either; In addition, there is no induction voltage in the scanning head more. The transistor increases or decreases the field winding excitation current - depending on the type of circuit - and then accelerates or slows down the engine speed in each case until the pole wheel is in resonance with the vibrating tongue again. Of the The tongue oscillator is not only an additional component that makes the device more expensive but also requires a special sliding weight to adjust it.

Zur Beseitigung dieser oder ähnlicher Mängel hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, mit relativ einfachen Mitteln eine Vorrichtung zu schaffen, die auf elektronischem Wege die Drehzahl der Tonrolle od. dgl. in Magnetton-Taschengeräten mit Sicherheit konstant hält. Durch ihren unvoluminösen Aufbau läßt sie sich zudem ohne Schwierigkeiten in das Triebwerk von Magnetton-Taschengeräten einfügen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Solldrehzahl des Geräteantriebsmotors mittels eines in einem geschlossenen Regelkreis vorgesehenen Potentiometers einstellbar ist und der Regelkreis zugleich über eine Abtastspule, Fotozelle od. dgl. durch eine auf dem Aufzeichnungsträger-Transportorgan, z. B. Tonrolle, befestigte Magnetscheibe entsprechend den am Motor auftretenden Änderungen der Winkelgeschwindigkeit gesteuert wird. Die induzierte Wechselspannung wird einem Verstärker zugeführt, der seinerseits den Energienachschub an den Motor, beispielsweise transistorisch, steuert: In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Magnetscheibe auf der Tonrollenachse baulich mit der Tonrollenschwungmasse gekuppelt oder auf andere Art und Weise vereinigt oder angetrieben sein. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einen Antriebsmotor für Magnetton-Taschengeräte, der über eine elastische Pese mit der Tonrolle oder deren Schungmasse in mechanischer Wirkverbindung steht, wird der gegebenenfalls zwischen Motor und Tonrolle bzw. Tonrollenschwungmasse vorhandene Schlupf der Pese selbsttätig ausgeregelt. Nach der Erfindung kann die Einstellung der gewünschten Tonrollen-Solldrehzahl durch ein einziges Einstellglied, beispielsweise durch ein Potentiometer, kontinuierlich geändert werden.The invention has been used to eliminate these or similar deficiencies set the task of creating a device with relatively simple means, the electronic way the speed of the tape roll od. Like. In magnetic sound pocket devices holds constant with certainty. Due to its bulky structure, it can also be insert into the drive mechanism of magnetic-sound handheld devices without difficulty. According to the invention this is achieved in that the target speed of the device drive motor by means of a potentiometer provided in a closed control loop and the control circuit at the same time via a sensing coil, photocell or the like one on the record carrier transport member, e.g. B. sound roll, attached magnetic disc controlled according to the changes in angular velocity occurring on the motor will. The induced alternating voltage is fed to an amplifier, which in turn controls the energy supply to the motor, for example, transistorically: In more advantageous Embodiment of the invention, the magnetic disc on the sound roller axis can be structurally coupled with the drum flywheel or combined in some other way or be driven. When applying the device according to the invention to a Drive motor for magnetic sound pocket devices, which is connected to the The clay roll or its shear mass is mechanically connected, if necessary Slippage of the Pese between the motor and the pulley or the pulley flywheel automatically regulated. According to the invention, the setting can be as desired Sound roller setpoint speed by a single setting member, for example by a Potentiometer, can be changed continuously.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 die Draufsicht auf den abwechselnd in Nord- und Südrichtung magnetisierten Scheibenmagneten mit der Induktionsspule und F i g. 2 den mit einer Schwungmasse verbundenen und auf der Tonrollenachse angeordneten Scheibenmagneten in Vorderansicht sowie den symbolisch dargestellten Verlauf der in der Induktionsspule induzierten Wechselspannung vom Verstärker zum Motor.In the drawing, the invention is shown using an exemplary embodiment. F i g. 1 the top view of the alternating north and south magnetized disc magnet with the induction coil and F i g. 2 den with one Disc magnets connected to the flywheel and arranged on the sound roller axis in front view and the symbolically shown course of the induction coil induced AC voltage from the amplifier to the motor.

Der oberhalb des Gerätechassis 1 befindliche Teil 2 a der in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichneten Tonrollenwelle treibt in an sich bekannter und deshalb nicht weiter dargestellter Weise einen - ebenfalls nicht dargestellten - Aufzeichnungsträger, beispielsweise ein Tonband, an. Auf der Tonrollenwelle 2 ist die Schwungmasse 3 befestigt. Diese kann, wie in F i g. 2 dargestellt, über eine elastische Pese 4 von einem Motor angetrieben werden. Selbstverständlich ist die Pese nicht in jedem Falle erforderlich. Der Antrieb der Schwungmasse 3 kann z. B. ebensogut auch durch Reibungsschluß zwischen der besonderen Schwungmassen-Reibscheibe 3 a und einem nicht weiter dargestellten Reiborgan (Reibrad, Reibkegel od. dgl.) erfolgen, das auf der Motorwelle befestigt ist. Der untere Teil 2 b der Tonrollenwelle 2 ist im Lager 5 leicht drehbar angeordnet. Koaxial zur Schwungmasse 3 ist auf der Tonrollenwelle 2 eine flache permanentmagnetische Scheibe 6 angebracht. Der Mantel dieser Scheibe ist abwechselnd in Nord- und in Südrichtung magnetisiert. Der besseren Übersicht halber sind in der Zeichnung die Nordpole N schwarz und die Südpole S weiß dargestellt. Die Verbindung bzw. Kupplung des Sternmagneten 6 mit der Schwungmasse 3 kann in Achsrichtung auf mannigfache Art und Weise geschehen. Vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbindung der beiden genannten Teile durch Kleben erfolgt.The part 2 located above the equipment chassis 1 a the designated in its entirety with 2 Tonrollenwelle drives in a known per se and therefore not further shown manner a - also not shown - recording medium, for example a tape, to. The flywheel 3 is attached to the drum shaft 2. This can, as shown in FIG. 2, are driven by a motor via an elastic Pese 4. Of course, the pese is not required in every case. The drive of the flywheel 3 can, for. B. just as well by frictional engagement between the special flywheel friction disk 3 a and a friction element (friction wheel, friction cone or the like.) Not shown, which is attached to the motor shaft. The lower part 2 b of the clay roller shaft 2 is arranged in the bearing 5 so as to be easily rotatable. A flat permanent magnetic disk 6 is attached to the drum shaft 2 coaxially to the flywheel 3. The jacket of this disk is magnetized alternately in north and south directions. For the sake of clarity, the north poles N are shown in black and the south poles S are shown in white in the drawing. The connection or coupling of the star magnet 6 with the flywheel 3 can take place in various ways in the axial direction. It has been shown to be advantageous if the two parts mentioned are connected by gluing.

In unmittelbarer Nähe des Magneten 6 ist eine Induktionsspule 7 befestigt, die aus einem Eisenjoch 7 a sowie aus den Spulen 7 b und 7 c besteht.In the immediate vicinity of the magnet 6 , an induction coil 7 is attached, which consists of an iron yoke 7 a and the coils 7 b and 7 c.

Beim Antrieb der Schwungmasse 3 und des mit ihr verbundenen Sternmagneten 6 wird in der Spule 7 eine Wechselspannung induziert. Diese Wechselspannung wird nun dazu benutzt, um den Antriebsmotor M auf die für die Tonrolle 2 erforderliche Drehzahl zu regeln. Hierzu ist es notwendig, die erzeugte Spannung dem Verstärker V zuzuführen, der wiederum z. B. transistorisch die Motordrehzahl steuert. Der Vorteil dieser Anordnung ist offenbar: Bei geringster Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Tonrolle 2 tritt in Bruchteilen von Millisekunden eine Drehzahländerung des Motors M ein; er läuft also bei Energienachschub schneller, bei Energieverminderung langsamer. In dem Falle, wenn der Motor M und die Tonrolle 2 durch eine elastische Pese 4 od. dgl. miteinander verbunden sind, erfolgt durch die beschriebene Anordnung selbsttätig eine Ausregelung des Schlupfes, weil die Tonrollenwelle 2, bedingt durch die Abtastung, eine konstante Drehzahl verlangt und der Motor M durch den Verstärker V so lange Energienachschub erhält, bis die erforderliche Winkelgeschwindigkeit, und damit zugleich die Solldrehzahl der Tonrollenwelle 2, wieder erreicht ist. Die Einstellung der gewünschten bzw. erforderlichen Solldrehzahl der Tonrollenwelle kann dabei durch ein einziges Einstellglied, z. B. durch ein Potentiometer 8, kontinuierlich geändert werden, wobei Spannungsschwankungen der Batterie bzw. des Klein-Akkumulators ausgeglichen werden können.When the flywheel 3 and the star magnet 6 connected to it are driven, an alternating voltage is induced in the coil 7. This alternating voltage is now used to regulate the drive motor M to the speed required for the drum 2. For this it is necessary to feed the generated voltage to the amplifier V, which in turn z. B. transistorically controls the engine speed. The advantage of this arrangement is obvious: With the slightest change in the angular speed of the sound roller 2, a change in the speed of the motor M occurs in fractions of milliseconds; so it runs faster when energy is replenished and slower when energy is reduced. In the event that the motor M and the sound roller 2 are connected to one another by an elastic pad 4 or the like, the described arrangement automatically regulates the slip because the sound roller shaft 2 requires a constant speed due to the scanning and the motor M receives energy supply through the amplifier V until the required angular speed, and thus at the same time the target speed of the pulley shaft 2, is reached again. The setting of the desired or required target speed of the clay roller shaft can be done by a single setting member, for. B. by a potentiometer 8, can be continuously changed, voltage fluctuations of the battery or the small accumulator can be compensated.

Die Abtastung der Winkelgeschwindigkeit an der Tonrollenwelle 2 kann selbstverständlich auch auf anderem als nur elektromagnetischem Wege erfolgen: Derselbe Effekt wird auch dadurch erreicht, wenn auf einer Tonrollenscheibe (oder auf der Schwungmasse) eine Schwarz-Weiß-Rasterung angebracht, von einer Lichtquelle erleuchtet und sodann von einer Fotozelle abgetastet wird. In diesem Falle werden die Fotoströme dem Verstärker zugeführt. Die Steuerung des Motors erfolgt jedoch genau in der bereits beschriebenen Art und Weise. Drehzahlkonstanz an der Tonrollenwelle 2 kann ebenso auch durch Änderung des magnetischen Flusses erzielt werden. Dies setzt voraus, daß an Stelle der Magnetscheibe eine Art Zahnrad aus Eisen auf der Tonrollenwelle angebracht wird und daß die Abtastung durch eine Spule erfolgt, deren Joch vormagnetisiert ist.The scanning of the angular velocity on the drum shaft 2 can of course also take place in a way other than just electromagnetic: the same Effect is also achieved when on a clay roller disc (or on the A black and white grid is attached, illuminated by a light source and then scanned by a photocell. In this case, the photo currents fed to the amplifier. The control of the motor takes place exactly in the already described manner. Speed constancy on the pulley shaft 2 can also can also be achieved by changing the magnetic flux. This requires, that in place of the magnetic disk a kind of iron gearwheel on the drum shaft is attached and that the scanning is carried out by a coil whose yoke is premagnetized is.

Claims

Claim: Device for keeping the recording medium speed constant in a magnetic-sound pocket device with a wire or tape-shaped recording medium using a magnetic disk and a scanning element that is operatively connected to it, characterized in that the target speed of the device drive motor is adjustable by means of a potentiometer provided in a closed control loop and the control circuit at the same time via a scanning coil, photocell or the like. B. sound roll, attached magnetic disk is controlled according to the changes in the angular velocity occurring on the motor. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1035 926, 1128 028; French Patent Specification No. 1,220,717. British Patent No. 559 213.