DE1278482B

DE1278482B -

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Publication number: DE1278482B
Application number: DEF45639A
Authority: DE
Priority date: 1965-03-26
Filing date: 1965-03-26
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL6603957A; US3505466A; DE1278482C2

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche Kl.: 21 al - 32/11

Nummer: 1278 482

Aktenzeichen: P 12 78 482.6-31 (F 45639)

Anmeldetag: 26. März 1965

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung der Winkelgeschwindigkeit und Winkellage des Kopfrades in Anlagen zur magnetischen Speicherung von Fernsehsignalen od. dgl. in Quer- oder Schrägspuren des Magnetbandes mittels am Umfang des rotierenden Kopfrades angeordneter Magnetköpfe mit Hilfe einer durch Vergleich eines von der Kopfradwelle abgenommenen Signals und eines Bezugssignals gewonnenen Regelgröße.

Besonders geeignet ist das Verfahren für Femseh- -Magnetbandgeräte, bei welchem die Aufzeichnung des Fernsehsignals in einer zur Längsrichtung des Magnetbandes schwach geneigten Schrägspur mittels am Umfang eines Kopfrades angeordneten Magnetköpfen vorgenommen wird. Bei bekannten Geräten dieser Art läuft das Magnetband schraubenförmig über eine zweigeteilte, feststehende Trommel, wobei das Kopfrad konzentrisch zur Trommelachse rotiert und der Magnetkopf durch den ringförmigen Schlitz zwischen den beiden Trommelhälften das Magnetband berührt. Bei einer bekannten Ausführung eines derartigen Gerätes umschlingt das Magnetband die Trommel über deren gesamten Umfang und das mit einem Magnetkopf versehene Kopfrad rotiert mit Rasterfrequenz, so daß eine Spur das Signal eines Teilbildes enthält. Unter Zugrundelegung der europäischen Fernsehnorm mit 25 Bildern pro Sekunde und 50 Teilrastern pro Sekunde führt das Kopfrad 50 Umdrehungen pro Sekunde aus, entsprechend 3000 Umdrehungen pro Minute. Bei einer anderen bekannten Ausführung ist das Magnetband nur um etwas mehr als den halben Umfang der Trommel um diese herumgeführt und das Kopfrad trägt zwei um 180° auf dessen Umfang versetzte Köpfe. Dementsprechend beträgt die Umdrehungszahl des Kopfrades 25 Umdrehungen pro Sekunde bzw. 1500 Umdrehungen pro Minute.

Das Verfahren läßt sich mit Vorteil auch bei den bekannten Anlagen zur magnetischen Aufzeichnung von Fernsehsignalen anwenden, bei welchem die Aufzeichnung in Querspuren des Magnetbandes mittels eines Kopfrades mit vier um 90° auf dessen Umfang versetzten Köpfen erfolgen und bei denen das Magnetband durch eine zum Kopfrad konzentrische Führung der kreisförmigen Bahn der Magnetköpfe über einen Winkel von etwas mehr als 90° angepaßt wird.

Bei den ersterwähnten Geräten mit Aufzeichnung in Schrägspuren besteht die Forderung, daß das Kopfrad genau synchron zur Bildfrequenz mit 1500 bzw. 3000 Umdrehungen pro Minute bei der Aufzeichnung angetrieben wird. Bei den letztgenannten An-

Verfahren und Anordnung zur Regelung
der Winkelgeschwindigkeit und Winkellage
des Kopf rades in Anlagen zur magnetischen
Speicherung von Fernsehsignalen od. dgl.

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,

6100 Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Rudolf Prochnow, 6100 Darmstadt-Eberstadt;

Norbert Tebel, 4500 Osnabrück

lagen mit Aufzeichnung in Querspuren ist diese Forderung zwar nicht zwingend, jedoch erwünscht, da-

ao mit der vertikale Synchronimpuls des Fernsehsignals stets auf die gleiche Stelle einer Spur zu liegen kommt.

In allen Fällen muß die Winkelgeschwindigkeit

und die Winkellage des Kopfrades bei der Abnahme des aufgezeichneten Fernsehsignals derart geregelt

as werden, daß der Magnetkopf stets die aufgezeichneten Spuren bestreicht.

Die vorstehend gestellten Forderungen wurden bisher durch ein Regelsystem erfüllt, das folgendermaßen arbeitet: ein Impulsgeber am Kopfrad erzeugt pro Umdrehung einen Impuls. Dieser wird bei der Aufnahme mit dem Vertikalsynchronimpuls des aufgezeichneten Fernsehsignals bzw. einem Vielfachen hiervon in der Phase verglichen und die der Phasenabweichung proportionale Regelgröße dazu benutzt, die Frequenz oder/und die Antriebsleistung eines Wechselstrommotors zu beeinflussen, der das Kopfrad unmittelbar oder über eine starre Kupplung antreibt. Bei der Abnahme dient als Vergleichsfrequenz die Netzfrequenz, das Vertikalsynchronsignal des aufgezeichneten Fernsehsignals oder eine in eine Längsspur des Magnetbandes aufgezeichnete Steuerfrequenz von z. B. 250 Hz.

Das vorstehend genannte Regelsystem ist nur in der Lage, die Winkelgeschwindigkeit und Winkellage des Kopfrades einmal bei jeder Umdrehung zu korrigieren. Das Kopfrad läuft daher jeweils während einer vollen Umdrehung ungeregelt, so daß im Laufe einer Umdrehung ein relativ großer Fehler entstehen kann, und auf der anderen Seite ungleichmäßige Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit innerhalb einer Umdrehung, die sich z. B. durch Ungleichmäßigkeiten der Lagerreibung oder des Reibungswiderstandes zwi-

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sehen dem Band und den Köpfen ausbilden können, nung der Schwingung mit einer Genauigkeit von überhaupt nicht ausgeregelt werden. Ferner weist das wesentlich mehr als ^± 3 Bogensekunden herzustellen, bisher benutzte Regelsystem eine große Zeitkonstante Die Frequenz der Schwingung wird vorzugsweise

auf. Die Regelung erfolgt nur relativ langsam und gleich der doppelten Zeilenfrequenz, das ist bei der weist eine lange Einlaufzeit auf den Sollwert auf. 5 europäischen Fernsehnorm 31,5 kHz, gewählt. Bei Trotzdem erfordert das Regelsystem einen hohen einem Gerät mit einem Kopf, welches das Signal eines elektronischen Aufwand. Teilbildes in einer Spur aufzeichnet, beträgt die SoIl-

Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn der drehzahl des Kopfrades 3000 Umdrehungen pro Mi-Vergleich zwischen Soll- und Istwert mehrmals wäh- nute oder 50 Umdrehungen pro Sekunde. Durch die rend einer Umdrehung des Kopfrades vorgenommen io aufgezeichnete Schwingung mit doppelter Zeilenwird. Es wurde daher schon vorgeschlagen, den Im- frequenz wird der Umfang der Kopfradwelle somit in pulsgeber derart auszubilden, daß er mehrere Ver- genau 625 Teile geteilt. Bei der Zweikopf-Maschine, gleichsimpulse im Laufe einer Umdrehung abgibt. bei welcher das Kopfrad mit 1500 Umdrehungen pro Man hat hierzu versucht, an Stelle einer Markierung Minute oder 25 Umdrehungen pro Sekunde rotiert, auf der Kopfradwelle mehrere, z. B. 5 gleichmäßig 15 entfallen 1250 Schwingungen der doppelten Zeilenam Umfang verteilte Markierungen anzubringen. frequenz auf den Umfang des Kopfrades. Aber auch Diese Versuche haben jedoch kein befriedigendes bei einer Anlage mit vier Köpfen, bei welcher das Ergebnis gebracht, weil es bisher nicht gelungen ist, Kopfrad mit 15 000 Umdrehungen pro Minute oder die geforderte hohe Teilungsgenauigkeit der Markie- 250 Umdrehungen pro Sekunde rotiert, lassen sich rangen zu erzielen. Selbst komplizierte optische Tei- 20 noch immer 125 Schwingungen am Umfang des Kopflungsverfahren gestatten höchstens eine Teilungs- rades unterbringen.

genauigkeit von ^± 3 Bogensekunden. Diese ist jedoch Der Vergleich zwischen der von der konzentrischen

nicht ausreichend und eine ungenaue Teilung kann Spur abgenommenen Schwingung mit einem frequenzsogar Fehler der Winkellage des Kopfrades zur Folge konstanten Bezugssignal mit doppelter Zeilenfrequenz haben, die ursprünglich nicht vorhanden waren. 25 erfolgt daher bis zu 1250mal innerhalb jeder Um-Es ist bereits eine Anlage zur magnetischen Spei- drehung. Es werden also auch schon kleinste Abweicherung von Fernsehsignalen in Querspuren eines chungen von der Solldrehzahl bzw. der Sollzahl des Magnetbandes mit vier am Umfang eines rotierenden Kopfrades ausgeregelt, bevor der Fehler noch größere Kopfrades in gleichen Winkelabständen angeordneten Werte annehmen kann.

Magnetköpfen bekannt, bei welcher das Kopfrad 30 Zur Beeinflussung der Drehzahl und Lage des mittels eines starr mit dessen Welle gekuppelten Kopfrades wird eine Wirbelstrombremse auf der Motor angetrieben wird und zur Geschwindigkeits- Kopfradwelle benutzt. Dadurch ist gewährleistet, daß steuerung der Kopfradwelle eine elektromagne- die Übertragung der Regelgröße auf die Kopfradwelle tische Bremse vorgesehen ist, deren Magnet von _mit geringster Verzögerung und hoher Stellkraft ereinem Regelstrom gespeist wird, welcher durch Ver- 35 folgt. Vorzugsweise wird die Welle des Kopfrades mit gleich zwischen einer Impulsfolge von je vier Im- der darunter angebrachten Trommel des Impulspulsen pro Umdrehung der Kopfradwelle und einer gebers und der Scheibe der Wirbelstrombremse nicht Bezugsimpulsfolge gewonnen wird. unmittelbar von einem Motor angetrieben, wie dies

Bei eher Anordnung in Anlagen zur magnetischen bisher häufig z. B. bei den erwähnten Anlagen mit Speicherung von Fernsehsignalen od. dgl. auf einem 40 vier Köpfen auf dem Kopfrad der Fall ist, sondern Magnetband in Quer- oder Schrägspuren mittels am der Antrieb erfolgt indirekt über eine elastische Umfang eines rotierenden Kopfrades angeordneter Schlupfkupplung.

Magnetköpfe zur Regelung der Winkelgeschwindig- Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah-

keit und Winkellage des Kopfrades mittels einer rens ist es möglich, eine bisher nicht erzielbare Wirbelstrombremse, deren Magnet von dem durch 45 Gleichförmigkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Vergleich eines von der Kopf radwelle abgenommenen Magnetköpfe zu erzielen, und zwar sowohl bei der Signals mit einem Bezugssignal gewonnenen Regel- Aufzeichnung als auch bei der Abnahme des gestrom gespeist wird, ist erfindungsgemäß in einer mit speicherten Fernsehsignals.

dem Kopfrad verbundenen zu dieser konzentrischen Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der

Spur eine Schwingung mit einem hohen ganzzahligen 50 Figur am Beispiel eines Fernseh-Magnetband-Vielfachen der Drehzahlfrequenz, vorzugsweise mit gerätes mit einem mit 1500 Umdrehungen pro der doppelten Zeilenfrequenz des Fernsehsignals, Minute rotierenden Kopfrad und zwei Magnetköpfen aufgezeichnet, diese Schwingung wird von der Spur zur Aufzeichnung in Schrägspuren eines Magnetbanabgenommen und in einen ihrer Frequenz proportio- des näher beschrieben werden, wobei jede Schrägnalen Regelstrom umgewandelt und die Welle wird 55 spur das Signal eines Teilrasters umfaßt. In der Figur über einen elastischen Riementrieb von einem Syn- sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderchronmotor angetrieben, wobei die Welle bei nicht liehen Teile des Gerätes dargestellt. Das Kopfradi erregter Wirbelstrombremse mit etwas höherer Dreh- mit den um 180° am Umfang des Kopf rades versetzzahl als der Solldrehzahl läuft und bei durch den ten Magnetköpfen 2 und 3 sitzt auf einer Welle 4, Regelstrom erregter Wirbelstrombremse bei gleich- 60 die bei 5 und 6 gelagert ist. Auf der Welle 4 befindet bleibender Motordrehzahl auf die Solldrehzahl ab- sich eine Trommel1, deren Umfang mit einer Magebremst wird. gnetschicht versehen ist. Auf der Magnetschicht ist

Da die Frequenz der auf der konzentrischen Spur die doppelte Zeilenfrequenz von 31,5 kHz aufgeaufgezeichneten Schwingung ein Vielfaches der Dreh- zeichnet, derart, daß die Aufzeichnung genau 1250 zahlfrequenz ist, besteht die Aufzeichnung aus einer 65 Schwingungen mit einer wesentlich höheren Teilfortlaufenden Schwingung, deren Anfang und Ende genauigkeit als ± 3 Bogensekunden umfaßt. Die ohne Phasensprung ineinander übergehen. Durch be- Trommel 7 kann z. B. aus Messing bestehen und sondere Verfahren ist es dabei möglich, die Aufzeich- einen Durchmesser von 80 mm aufweisen. Auf der

Claims

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Welle 4 ist ferner die Scheibe 8 einer Wirbelstrom- ist noch eine zweite Regelung vorgesehen, deren bremse angebracht. Regelgröße durch Vergleich des Vertikalsynchron-Die Kopfradwelle 4 mit Kopfrad 1, Trommel 7 und impulses im Fernsehsignal und der Winkellage des Scheibe 8 wird vom Motor 10 über einen elastischen Kopfrades gebildet wird. Hierzu kann auf der Kopf-Riemenantrieb angetrieben. Der Motor 10 ist z. B. 5 radwelle in an sich bekannter Weise ein zweiter ein Hysterese-Synchronmotor, der bei Speisung aus Impulsgeber angebracht werden, der einen Impuls dem Wechselstromnetz mit 50Hz, eine Synchron- pro Umdrehung der Kopfraddrehung abgibt. Dieser drehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute auf- Impuls, der in dem vorliegenden Beispiel der Vertiweist. Ein Gumrniflachriemen 12 überträgt die Dre- kalfrequenz entspricht und 25 mal/S, auftritt, wird hung der Motorwelle von der Riemenscheibe 11 auf io nun in einer Phasenvergleichsstufe mit dem Vertikaldie Riemenscheibe 9 der Kopfradwelle 4. Der Durch- synchronimpuls des Fernsehsignals verglichen. Die messer der Riemenscheibe 9 ist etwas kleiner als der Phasenvergleichsstufe liefert eine Spannung, deren der Riemenscheibe 11, so daß die Kopfradwelle 4 Größe und Polarität vom Zeitabstand des von der mit einer etwas höheren als der Synchronendrehzahl Kopfradwelle abgenommenen Impulses und des Vervon 1500 Umdrehungen pro Minute läuft, solange 15 tikalsynchronimpulses abhängt. Diese Regelspannung die Wirbelstrombremse nicht erregt ist. wird dazu benutzt, um zusätzlich mittels der Wirbel-Gegenüber der Magnetschicht der Trommel 7 ist strombremse die Winkellage des Kopfrades in bezug mit geringem Abstand von z. B. 50 μ ein feststehender auf das Fernsehsignal festzulegen.
Magnetkopf 13 angeordnet, der bei der Solldrehzahl Um einen zweiten Impulsgeber von der Kopfradder Welle 4 von 1500 Umdrehungen pro Minute, eine ao welle für diesen Zweck einzusparen, wird nach einer Wechselspannung mit doppelter Zeilenfrequenz von Weiterbildung der Erfindung der Impulsgeber 7,13 31,5 kHz abgibt. Die Wechselspannung wird in einem derart ausgebildet, daß er außer dem Vielfachen der Verstärker 14, wie schematisch angedeutet, verstärkt Drehzahlfrequenz auch noch diese selbst liefert, und nach dem Verstärker einer Einrichtung 15 züge- Hierzu wird z. B. die Aufzeichnung der doppelten führt, welche eine der Frequenz der Spannung pro- 25 Zeilenfrequenz auf der Trommel 7 an einer Stelle portionale Ausgangsspannung liefert. Hierzu kann für kurze Zeit geschwächt. Es entsteht dadurch eindie Einrichtung 15, wie in der Figur angedeutet, einen mal bei jeder Umdrehung der Welle 4 ein impuls-Resonanzkreis enthalten, dem die Wechselspannung förmiges Signal zusätzlich zu der Wechselspannung z. B. über einen Transistor zugeführt wird. Die Reso- mit doppelter Zeilenfrequenz. Dieses wird in der nanzfrequenz des Schwingungskreises in der Einrich- 30 Stufe 14 ausgekoppelt und einer Einrichtung 18 zutung 15 ist derart gewählt, daß die Sollfrequenz von geführt, in welcher der Impuls von der Wechselspan-31,5 kHz auf eine Flanke der Resonanzkurve des nung abgetrennt und mit dem Vertikalsynchron-Schwingkreises zu liegen kommt. Die am Schwin- impuls in der Phase verglichen wird. Die auf diese gungskreis auftretende Spannung ändert sich daher Weise erhaltene Regelspannung wird über eine Trennetwa proportional mit der Höhe der Frequenz. Die 35 stufe 19 der Regelspannung von der Einrichtung 15 Spannung am Resonanzkreis wird anschließend hinzuaddiert und gemeinsam mit dieser im Impedanzgleichgerichtet. Die von der Einrichtung 15 abge- wandler 16 verstärkt und der Wicklung der Wirbelgebene Gleichspannung ist daher ebenfalls etwa pro- strombremse 17 zugeführt.

portional der Frequenz der vom Impulsgeber 13 ge- Bei der Aufzeichnung des Fernsehsignals wird der

lieferten Wechselspannung. Die von der Einrichtung 40 vertikalfrequente Vergleichsimpuls dem aufzuzeich-

15 gelieferte frequenzabhängige Spannung wird nenden Fernsehsignal in an sich bekannter Weise

schließlich über einen Impedanzwandler 16 der Wick- über ein Amplitudensieb und eine Impulstrennstufe

lung des Magneten 17 der Wirbelstrombremse züge- entnommen und in der Stellung »Aufnahme« des

führt. Umschalters 20 der Phasenvergleichsstufe 18 zuge-

Auf diese Weise wird die Winkelgeschwindigkeit 45 führt. Bei der Abnahme des gespeicherten Fernseh-

der Kopfradwelle laufend nachgeregelt und praktisch signals wird hierzu der Vertikalsynchronimpuls des

auf dieselbe Genauigkeit gebracht wie die Teilung aufgezeichneten Fernsehsignals herangezogen, aus

der Trommel 7. Es wird somit ein einfacher, schneller dem der Vertikalsynchronimpuls abgetrennt und in

und stets geschlossener Regelkreis für die Umfang- der Stellung »Wiedergabe« des Schalters 20 der Stufe

geschwindigkeit des Kopfrades mit hoher Regelsteil- 50 18 zugeführt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet,

heit hergestellt. Störmomente, z. B. durch wechselnde daß sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wie-

Bandreibung oder Lagerreibung, werden auf diese dergabe jeweils das Signal eines Teilbildes in einer

Weise sofort ausgeregelt. Der Kopfradantrieb braucht Spur aufgezeichnet wird und daß bei der Wiedergabe

dadurch nicht den extrem hohen, bisher erforder- die Köpfe in bezug auf die Spuren die gleiche Lage

liehen Genauigkeitsanforderungen zu entsprechen 55 einnehmen wie bei der Aufzeichnung,
und kann einfacher, z. B. wie in der Figur dargestellt,

ausgeführt werden. Patentansprüche:

Durch die beschriebene Regelanordnung ist jedoch

die Lage des Kopfrades gegenüber dem Fernsehsignal 1. Anordnung in Anlagen zur magnetischen

noch nicht definiert. Es muß außerdem noch die Be- 60 Speicherung von Fernsehsignalen od. dgl. auf

dingung erfüllt werden, daß der Vertikal-Synchron- einem Magnetband in Quer- oder Schrägspuren

impuls stets eine bestimmte Lage im Vergleich zur mittels am Umfang eines rotierenden Kopfrades

Aufzeichnung einnimmt. In dem vorliegenden Bei- angeordneter Magnetköpfe zur Regelung der

spiel eines Gerätes mit zwei Köpfen soll jede Spur Winkelgeschwindigkeit und Winkellage des Kopf-

das Signal eines Teilbildes enthalten und die Verti- 65 rades mittels einer Wirbelstrombremse, deren

kal-Synchronimpulse beim Übergang von einer Spur Magnet von dem durch Vergleich eines von der

auf die nächste auftreten. Um die Lage des Kopf- Kopfradwelle abgenommenen Signals mit einem

rades im Verhältnis zum Fernsehsignal festzulegen, Bezugssignal gewonnenen Regelstrom gespeist

wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer mit dem Kopfrad (1) verbundenen zu dieser konzentrischen Spur eine Schwingung mit einem hohen ganzzahligen Vielfachen der Drehzahlfrequenz, vorzugsweise mit der doppelten Zeilenfrequenz des Fernsehsignals, aufgezeichnet ist, und diese Schwingung von der Spur abgenommen und in einen ihrer Frequenz proportionalen Regelstrom umgewandelt wird, und daß die Welle über einen elastischen Riementrieb von einem Synchronmotor angetrieben wird, wobei die Welle bei nicht erregter Wirbelstrombremse mit etwas höherer Drehzahl als der Solldrehzahl läuft und bei durch den Regelstrom erregter Wirbelstrombremse bei etwa gleichbleibender Motordrehzahl auf die Solldrehzahl abgebremst wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem der Trommel zugeordneten Magnetkopf abgenommene Wechselspannung einem Resonanzkreis zugeführt wird, dessen Resonanzfrequenz derart gewählt wird, daß die Sollfrequenz auf der Vorderflanke der Resonanzkurve zu liegen kommt, daß die am Resonanzkreis aufgetretene Spannung gleichgerichtet und über einen Impedanzwandler an die Wicklung des Erregermagnetes der Wirbelstrombremse angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei jeder Umdrehung der Kopfradwelle auftretender Impuls mit dem Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignals in der Phase verglichen und die vom Phasenunterschied abhängige Regelgröße zusätzlich dem Magneten der Wirbelstrombremse zugeführt wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der konzentrischen Spur aufgezeichnete Schwingung an einer Stelle des Umfangs der Trommel geschwächt ist und der dadurch im Magnetkopf auftretende Impuls von der Wechselspannung abgetrennt und einer Phasenvergleichsstufe zum Vergleich mit dem Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignals zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1106 799.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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