DE1276690B - System zur Wiedergabe einer auf einem magnetischen Aufzeichnungstraeger enthaltenen breitbandigen Aufzeichnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al-32/11

Nummer: 1276 690

Aktenzeichen: P 12 76 690.4-31 (A 35256)

Anmeldetag: 2. August 1960

Auslegetag: 5. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Wiedergabe einer auf einem insbesondere bandförmigen Aufzeichnungsträger enthaltenen magnetischen Aufzeichnung.

Es ist bereits ein eigener früherer Vorschlag eines solchen Systems bekannt, zu welchem ein umlaufender Antriebsmotor für den bandförmigen Aufzeichnungsträger und eine diesen in einer von der Längsrichtung abweichenden Richtung abtastende Drehkopfanordnung gehören; ferner ist eine Einrichtung zur Bildung eines von dem Aufzeichnungsträger abgeleiteten Steuersignals zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors vorhanden; mit dem Ausgang der Einrichtung zur Ableitung des Steuersignals ist eine Reaktanzröhre gekoppelt; zwisehen der erwähnten Einrichtung und der Reaktanzröhre ist eine Relaiseinrichtung eingekoppelt, die dazu dient, die Röhre bei Anwesenheit des abgeleiteten Steuersignals einzuschalten und sie bei Abwesenheit des Steuersignals auszuschalten; weiterhin ist eine so Phasenfühleinrichtung vorgesehen, um das Steuersignal, wenn es anwesend ist, mit einem Bezugssignal zu vergleichen, das der Drehgeschwindigkeit der Drehkopfanordnung entspricht, um ein Fehlersignal zu bilden; diese Phasenfühleinrichtung ist an den Eingang der Reaktanzröhre gekoppelt, um die Reaktanzeigenschaften der Röhre entsprechend dem Fehlersignal zu ändern.

In manchen Fällen, wie z. B. unmittelbar vor einer Aufzeichnung oder zwischen zwei Aufzeichnungen, kann auf dem Aufzeichnungsträger ein Spurenteil vorhanden sein, der keine das Abtasten eines Steuersignals ermöglichende Information enthält. Die nach Art eines Servosystems arbeitende Steuereinrichtung neigt dann dazu, auf eine extreme Arbeitsweise überzugehen und beispielsweise Pendelschwingungen auszuführen, und sie benötigt nach Wiederkehr der Steuerinformation auf dem Aufzeichnungsträger eine verhältnismäßig lange Aufholzeit. Der Antriebsmotor bewegt das Band mit einer schwankenden Geschwindigkeit in Längsrichtung, was eine Verzerrung des Ausgangssignals verursachen oder sogar ein vollständiges Verlorengehen des Signals dadurch zur Folge haben kann, daß die umlaufenden Kopfeinheiten der Drehkopfanordnung wegen Herausfallens aus dem Synchronismus nicht mehr die in Querrichtung verlaufenden Spurenteile bestreichen.

Zweck der Erfindung ist es hauptsächlich, diese Nachteile zu vermeiden und ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Ausfallen der Steuerspur keine Pendelschwingungen oder sonstigen extremen Arbeitsbedingungen der nach Art eines System zur Wiedergabe einer auf einem
magnetischen Aufzeichnungsträger enthaltenen
breitbandigen Aufzeichnung

Anmelder:

Ampex Corporation,

Redwood City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Werdermann, Patentanwalt,

2000 Hamburg 13, Innocentiastr. 30

Als Erfinder benannt:

Harold C. Clark, Menlo Park, Calif.;

Elwin MacRae, Los Altos, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 11. August 1959 (833 074)

Servosystems arbeitenden Steuereinrichtung zur Folge hat. Angestrebt wird vielmehr mit der Erfindung, daß ein Wegfall der Steuerinformation das Servosystem dazu bringt, mit einer vorbestimmten Antriebsfrequenz zu arbeiten. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Servosystem für den Antrieb zu schaffen, das eine Einrichtung zum Synchronisieren eines oder mehrerer Geräte aufweist.

Ein System der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des mit dem Ausgang der Reaktanzröhre gekoppelten Antriebsmotors dienenden Steueroszillator, der bei einer Frequenz schwingt, wie sie sich aus der Reaktanz der Reaktanzröhre ergibt, wenn diese eingeschaltet ist, und bei einer Mittenfrequenz schwingt, wenn die Reaktanzröhre ausgeschaltet ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Steueroszillator ein Oszillator in Wienscher Brückenschaltung sein, der ein Signal mit einer Mittenfrequenz liefert, wenn die Reaktanzröhre ausgeschaltet ist.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockschema eines Aufzeichnungsgerätes mit einem System gemäß der Erfindung.

809 599/370

Fig. 2 ist ein Blockschema eines Servosystems gemäß der Erfindung, und

F i g. 3 ist ein ins einzelne gehendes Schaltbild des in F i g. 2 dargestellten Servosystems.

F i g. 1 zeigt ein System, an welchem die Erfindung verkörpert ist.

Das Magnetband 11 passiert die Drehkopfanordnung 12 und die Löschköpfe 13 und 14, welche vor den zur Aufzeichnung bzw. Wiedergabe der Ton- und Steuersignale dienenden Köpfen 16 und 17 angeordnet sind. Das Band läuft ferner zwischen der Antriebsrolle 18 und einer Druckrolle 19 hindurch.

Die Antriebsenergie für die Drehkopfanordnung kann durch einen Vervielfacher 23 über einen dreiphasigen Kraftverstärker 24 geliefert werden; dieser treibt einen Synchronmotor 26, dessen Welle die umlaufende Trommel 27 mit mehreren Magnetkopfeinheiten 28 in Abständen auf ihrem Umfang trägt. Die Motorwelle kann ferner eine Scheibe 29 tragen, die zur Hälfte schwarz und zur Hälfte weiß gefärbt ist. Eine Lichtquelle 31 wird auf den gefärbten Teil der Scheibe fokussiert, und das reflektierte Licht wird mittels einer lichtempfindlichen Vorrichtung, beispielsweise einer Fotozelle 32, aufgenommen.

Das Ausgangssignal der Fotozelle hat annähernd rechteckige Form und eine von der Umlaufgeschwindigkeit der Magnetkopfanordnung abhängige Frequenz. Dieses Signal wird an einen Impulsformer 33, dann über einen Teiler 34 und ein Filter 36 an einen Kraftverstärker 37 geführt, der den Antriebsrollenmotor 38 speist. Das Ganze ist ein elektrisches Analogon zu einer mechanischen Getriebekette, durch welche die Drehbewegung der Antriebsrolle praktisch starr mit der tatsächlichen Drehbewegung der Kopfscheibe oder Kopftrommel gekoppelt wird. Die Energiezufuhr zur Antriebsrolle wird durch die Bewegung der Drehkopfanordnung gesteuert, die Antriebsrolle also von der Kopftrommel sozusagen »zwangläufig« geführt. Beim Aufzeichnungsvorgang wird das Band bei jeder Umdrehung der Kopftrommel um eine bestimmte Strecke in Längsrichtung bewegt; während dieses Zeitabschnittes werden vier seitliche Spuren, eine für jeden Kopf, auf dem Band aufgezeichnet; jede Spur ist von der nächsten durch einen vorbestimmten Mittenabstand getrennt.

Das Ausgangssignal aus dem Impulsformer 33 wird auch über ein Filter 39 an einen Aufzeichnungsverstärker 41 gelegt, der den Steuerspurkopf erregt. Ein direkt von der Geschwindigkeit der Antriebsrolle und der Drehkopf anordnung abgeleitetes Steuersignal wird in Längsrichtung auf einem Seitenrand des Bandes aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe wird das wiedergegebene Steuersignal zum Steuern der Relativstellung von Kopftrommel und Antriebsrollenwelle benutzt.

Wenn das mit der Aufzeichnung beschriebene Band abgespielt wird, wird die Frequenz der Antriebsenergie wiederum vervielfacht, verstärkt und zum Antreiben des Kopftrommelmotors benutzt, wobei der Antrieb mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die mit hoher Annäherung für die Zwecke des Abtastens der vorher aufgezeichneten Magnetspuren richtig ist.

Die Fotozelle erzeugt wiederum ein Signal mit einer der Drehzahl der Kopftrommel entsprechenden Frequenz. Dieses Signal wird durch ein Filter 39 geformt und weitergeleitet. Das gefilterte Signal wird an einen Verstärker 42 gelegt, der einen Phasenvergleicher enthält. Dieser Verstärker erhält auch das wiedergegebene Steuerspursignal zugeführt, das durch einen Verstärker 43 verstärkt ist. Die Phasen beider Signale werden miteinander verglichen, und es wird ein Signal abgeleitet, das eine Funktion der Phasendifferenz beider ist. Dieses wird an das Gitter einer Reaktanzröhre angelegt, die in den frequenzbestimmenden Kreis eines Wienschen Brückenoszillators eingeschaltet ist. Der Oszillatorausgang wird an den

ίο Verstärker 37 gelegt, der den Antriebsrollenmotor 38 speist.

In Fig. 2 ist ein vollständiges Blockschema des Verstärkers 42 dargestellt. Das Signal aus der fotoelektrischen Zelle wird an einen Begrenzer 53 und von da aus über eine Phasenumkehr- und Symmetrierstufe 54 an den Phasenfühlerkreis 56 gelegt. Das Signal aus der Steuerspur wird in gleicher Weise an einen Begrenzer 57, von da aus an eine zweite Begrenzerstufe 58 und über eine Phasenumkehr- und

ao Symmetrierstufe 59 an den Phasenfühlerkreis 56 gelegt, der ein Ausgangssignal zu der Reaktanzröhre 61 liefert. Ein Spannungsregler 62 sorgt für eine geregelte Spannung für die Reaktanzröhre 61. Die Reaktanzröhre 61 ist so geschaltet, daß sie die Frequenz eines Wienschen Brückenoszillators 63 steuert. Das Ausgangssignal des Oszillators wird bei 64 verstärkt und einem Verstärker 37, der den Antriebsrollenmotor speist, zugeführt.
Der Oszillator arbeitet bei einer vorbestimmten Nennfrequenz, die durch ein Korrektursignal aus dem Phasenvergleicher etwas nach oben oder nach unten modifiziert wird.

Im Endeffekt wird die Antriebsrolle dazu gebracht, sich bei der Wiedergabe innerhalb enger Grenzen in genau der gleichen Beziehung zu der umlaufenden Scheibe zu drehen wie während des Aufzeichnungsvorganges. Ist die Scheibe einmal zu Beginn der Wiedergabe auf die Spurmitte eingestellt, so hält das Servosystem die Beziehung konstant, und die umlaufenden Magnetköpfe bestreichen unentwegt genau die in Längsabständen aufgezeichneten Querspuren. Das Steuerspursignal wird auch an einen Spannungsverdopplerkreis 66, von da aus an einen Spannungsverdopplerkreis 66, von da aus an einen Verstärker 67 und an die Wicklung eines Umschaltrelais 68 gelegt. Ist ein Signal aus der Steuerspur verfügbar, so wird der Verstärker vorgespannt, so daß die Relaiskontakte 69 sich in der dargestellten Stellung befinden und die Reaktanzröhre so geschaltet ist, daß sie den Ausgang des Phasenfühlkreises empfängt. Bei Abwesenheit eines Steuersignals dagegen wird die Vorspannung des Verstärkers vermindert, und der Verstärker erregt die Wicklung, so daß die Relaiskontakte bewegt werden und der Eingang der Reaktanzröhre an Erde gelegt wird. Der Oszillator schwingt dann bei seiner Nennfrequenz.

Es ist also ersichtlich, daß das System selbsttätig eine Verriegelung des Oszillators im Falle eines Signalausfalles auf dem Magnetband bewirkt. Dadurch werden Abweichungen der Schwingfrequenz des Oszillators, Pendelschwingungen und/oder ein Flattern der Bandantriebsrolle sowie ein Verlorengehen des Spurlaufs bei der Wiedergabe verhindert. Im unteren Teil der F i g. 1 ist die zur Aufzeichnung und Wiedergabe der Signale dienende elektronische Schaltung angegeben. Das Eingangssignal gelangt an einen Modulator 72, dessen Eingangssignal bei 73 verstärkt, an die Aufzeichnungsverstärker 74

bis 77 gelegt und den Aufzeichnungsköpfen 1 bis 4 zugeführt wird.

Bei der Wiedergabe werden die Köpfe mit den Vorverstärkern 78 bis 81 verbunden und einer elektronischen Schaltvorrichtung 82 zugeführt, welche die Kommutierung zwischen den Köpfen bewirkt, so daß ein zusammengesetztes Ausgangssignal gebildet wird. Dieses wird bei 83 demoduliert. In einem Arbeitsverstärker 84 wird die Synchronisationsinformation abgestreift, wiederhergestellt und dem Videosignal erneut zugeführt. Ein Austastschalter 85 dient in Verbindung mit der Schaltvorrichtung 82 zur Verminderung der Verzerrung während des Austastteiles des Videosignals.

In F i g. 3 ist ein ins einzelne gehendes Schaltbild des Systems der Servosteuerung gemäß F i g. 2 gezeigt. Die Dioden 86 und 87 sind so miteinander verbunden, daß das Eingangssignal begrenzt wird. Das Signal wird an die Begrenzer- und Verstärkerstufe 57 gelegt. Das Ausgangssignal der Stufe 57 wird durch ao Dioden 88 und 89 begrenzt und an eine weitere Begrenzer- und Verstärkerstufe 58 gelegt. Das begrenzte Ausgangssignal wird der Phasenumkehr- und Symmetrierstufe 59 zugeführt. Die Signale von entgegengesetzter Phase werden an die einander gegenüberliegenden Klemmen des Brückendetektorkreises 56 gelegt.

Das Signal aus der fotoelektrischen Zelle wird durch Dioden 90 und 91 begrenzt und an eine Begrenzer- und Verstärkerstufe 53 gelegt. Die begrenzte Ausgangsspannung der Stufe 53 wird einer Phasenumkehr- und Symmetrierstufe 54 und dann dem anderen Paar einander gegenüberliegender Arme des Brückendetektorkreises 56 zugeführt.

Es tritt nun ein Ausgangswert an der gemeinsamen Klemme 92 der Brückenschaltung auf, sobald zwischen den angelegten Signalen ein Phasenunterschied besteht. Dieser Ausgangswert wird durch das Filternetzwerk mit der Spule 93, dem Widerstand 94 und den Kondensatoren 95 und 96 gefiltert. Der gefilterte Ausgangswert wird über die Leitung 97 zu der Reaktanzröhre 61 geführt. Durch den Kreis 62 wird eine geregelte Spannung an die Reaktanzröhre gelegt. Die Röhre 61 ist in den frequenzbestimmenden Kreis des Wienschen Brückenoszillators 63 geschaltet. Das Ausgangssignal des Oszillators wird bei 64 verstärkt, erscheint an dem Belastungswiderstand 98 und wird zu dem Verstärker 37 geführt.

Ferner ist bei der neuen Schaltung die Anwendung einer Überholeinrichtung, zu der die Potentiometer 99 und 100 gehören, vorgesehen. Bei der dargestellten Abgreiferstellung ist der frequenzbestimmende Kreis mit der Reaktanzröhre verbunden, und die Frequenz des Oszillators 63 wird durch die Reaktanzröhre 61 gesteuert. Werden jedoch die Abgreifer bewegt, beispielsweise nach oben, so wird die Reaktanzröhre abgetrennt und die Schaltung in der Weise abgeändert, daß die Frequenz im Sinne einer Beschleunigung verändert wird. Eine weitere Drehung bewirkt eine weitere Zunahme der Frequenz. Andererseits bewirkt eine Bewegung der Abgreif er nach unten eine Verringerung der Schwingungsfrequenz und damit auch der Ausgangsfrequenz und der Geschwindigkeit der Antriebsrolle. Somit kann die jeweilige Umlaufgeschwindigkeit der Antriebsrolle durch Drehen der Potentiometer 99 und 100 von Hand beschleunigt oder verzögert bzw. vergrößert oder verkleinert werden. Eine zweckmäßige Besonderheit der Potentiometer ist die, daß sie eine Verweilstellung aufweisen, die verrastet sein kann. Eine Bedienungsperson kann das System leicht wieder so einstellen, daß es unter seinen normalen Bedingungen arbeitet, nachdem die mit dem System zu mehreren verbundenen Maschinen synchronisiert sind.

Eine solche erprobte Schaltung arbeitete bei einer Nennfrequenz von 60 Hz, und die Frequenz wurde durch das an die Reaktanzröhre angelegte Fehlersignal nach oben und nach unten verändert. Die Antriebsrollen-Servoentriegelungseinrichtung diente zum Verriegeln des Systems, so daß es bei der Nennfrequenz arbeitete, falls ein Kontroll- oder Steuersignal nicht vorhanden war. Die Bandgeschwindigkeitsüberholanordnung war so einstellbar, daß die Frequenz in einem Bereich von ±20% linear verändert werden konnte. Die Sperrung des Schalters sah eine positive Wirkung bei Rückkehr in die Nennstellung

Claims (3)

Patentansprüche:

1. System zur Wiedergabe einer auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger enthaltenen breitbandigen Aufzeichnung mit einem umlaufenden Antriebsmotor für den Träger und einer Drehkopfanordnung sowie mit einer Einrichtung zur Bildung eines von dem Aufzeichnungsträger abgeleiteten Steuersignals zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors, einer Reaktanzröhre, die mit dem Ausgang der Einrichtung zur Ableitung des Steuersignals gekoppelt ist, einer zwischen dieser Einrichtung und der Reaktanzröhre eingekoppelten Relaiseinrichtung zur Einschaltung dieser Röhre bei Anwesenheit des abgeleiteten Steuersignals und zu ihrer Ausschaltung bei Abwesenheit des Steuersignals und einer Phasenfühleinrichtung zum Vergleich des Steuersignals mit einem Bezugssignal, das der Drehgeschwindigkeit der Drehkopf anordnung entspricht, um ein Fehlersignal zu bilden, wobei die Phasenfühleinrichtung an den Eingang der Reaktanzröhre gekoppelt ist, um die Reaktanzeigenschaften der Röhre entsprechend dem Fehlersignal zu ändern, gekennzeichnet durch einen zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des mit dem Ausgang der Reaktanzröhre gekoppelten Antriebsmotors dienenden Steueroszillator, der bei einer Frequenz schwingt, wie sie sich aus der Reaktanz der Reaktanzröhre ergibt, wenn diese eingeschaltet ist, und bei einer Mittenfrequenz schwingt, wenn die Reaktanzröhre ausgeschaltet ist.

2. System zur Wiedergabe einer magnetischen Aufzeichnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steueroszillator ein Oszillator in Wienscher Brückenschaltung ist, der ein Signal mit einer Mittenfrequenz liefert, wenn die Reaktanzröhre ausgeschaltet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem frequenzbestimmenden Kreis eine Uberholeinrichtung, bestehend aus zwei Potentiometern mit willkürlich bedienbaren Abgreif ern vorgesehen ist, die so in der Schaltung angeordnet ist, daß die bei einer normalen gegebenenfalls verrastbaren Stellung der Abgreifer die Oszillatorfrequenz steuernde Reaktanzröhre

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durch Bewegen der Abgreifer abschaltbar und statt dessen die Oszillatorfrequenz und damit die Drehgeschwindigkeit der Antriebsrolle direkt gegenüber dem Nennwert der Frequenz nach oben oder unten veränderbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Druckschrift der Fa. Siemens, »Magnetische Bildaufzeichnungsanlage, System Impex«, S. 8 und 9, erschienen 1958.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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