DE1278482C2

DE1278482C2 - Anordnung zur regelung der winkelgeschwindigkeit und winkellage des kopfrades bei der wiedergabe von nach dem schraegspurverfahren magnetisch aufgezeichneten fernsehsignalen

Info

Publication number: DE1278482C2
Application number: DE19651278482
Authority: DE
Priority date: 1965-03-26
Filing date: 1965-03-26
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL6603957A; DE1278482B; US3505466A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Winkellage des Kopfrades bei der Wiedergabe von nach dem Schrägspurverfahren magnetisch aufgezeichneten Fernsehsignalen mittels einer auf der Kopfradwelle angeordneten Wirbelstrombremse, wobei die Kopfradwelle von einem Motor über einen Riemen derart angetrieben wird, daß ihre Drehzahl bei unerregter Wirbelstrombremse oberhalb der Solldrehzahl liegt, und der Erregermagnet der Wirbelstrombremse von einem Regelstram gespeist wird, der durch Phasenvergleich eines von der Kopfradwelle bei jeder Umdrehung abgenommenen Impulses mit dem Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignals gewonnen wird.

Bei den Geräten dieser Art erfolgt die Aufzeichnung des periodischen Fernsebsignals in zur Längsrichtung des Magnetbandes schwach geneigten schrägen Spurabschnitten. Entsprechend geschieht die Wiedergabe des aufgezeichneten Fernsebsignals von den Spurabschnitten mittels am Umfang eines Kopfrades angeordneter Magnetköpfe. Dabei läuft das Magnetband schraubenförmig über eine zweigeteilte, feststehende Tromnel, 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 etwa mehr als den halben Umfang der Trommel um diese herumgeführt, und das Kopfrad trägt zwei um 180 auf dessen Umfang versetzte Kopie. Dementsprechend beträgt die Solldrehzahl des Kopfrades 25 Umdrehungen pro Sekunde bzw. 1500 Umdrehungen pro Minute.

Bei den vorgenannten Geräten besteht die Forderung, daß das Kopfrad genau synchron zur Bildfrequenz mit 1500 bzw. 3000 Umdrehungen pro Minute bei der Wiedergabe angetrieben wird.

Bei einer bekannten Anordnung der eingangs genannten Art erfolgt die Regelung der Phase und der Drehzahl eines rotierenden Teiles mit Hilfe eines Bezugssignals mit V-Frequenz, indem eine konzentrisch mit dem rotierenden Teil verbundenen Wirbelstrombremse von einem Signal gesteuert wird, das durch Vergleich des Bezugssignals mit einem Vergleichssignal gewonnen wird, das durch periodischen Lichteinfall entsprechend den in der Scheibe der Wirbelstrombremse angebrachten Öffnungen entsteht. Der Vergleich der beiden Signale erfolgt also mit Vertikalablenkfrcquenz, das Kopfrad läuft während der übrigen Zeit ungeregelt, so daß in der Zeit zwischen zwei Signalvcrglcichen ein relativ großer Fehler entstehen kann und auf der anderen Seite ungleichmäßige Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit innerhalb einer Umdrehung, die sich z.B. durch Ungleichmäßige iten der Lagerreibung oder des Reibungswiderstandes zwischen dem Band und den Köpfen ausbilden können, überhaupt nicht ausgeregelt werden. Auch wird der zum Antrieb des Kopfrades verwendete Motor beim Abbremsen der Kopfradwelle mit abgebremst, entsprechend groß ist der Leistungsbedarf und der elektronische Aufwand zur Speisung der Wirbelstrombremse. Auch bereitet die geforderte Genauigkeit beim Einbringen der Bohrungen Schwierigkeiten, die mit wachsender Anzahl zunehmen. Eine ungenaue Teilung kann sogar Fehler der Winkellage des Kopfrades zur Folge haben, die ursprünglich nicht vorhanden waren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. die

Drehzahl des Kopfrades derart zu regeln, daß bei der Abnahme der aufgezeichneten Signale diese keinen störenden zeitlichen Schwankungen unterliegen.

Bei einer Anordnung zur Regelung der Winkelgeschwindigkeit und Winkellage des Kopfrades bei der Wiedergabe von nach dem Schrägspurverfahren magnetisch aufgezeichneten Fernsehsignalen mittels einer auf der Kopfradwelle angeordneten Wirbelstrombremse, wobei die Kopfradwelle von einem Motor über einen Riemen derart angetrieben wird, daß ihre Drehzahl bei unerregter Wirbelstrombremse oberhalb, der Solldrehzahl liegt, und der Erregermagnet der Wirbelstrombremse von einem Regelstrom gespeist wird, der durch Phasenvergleich eines von der Kopfradwelle bei jeder Umdrehung abgenommenen Impulses mit dem Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignals gewonnen wird, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Motor ein Synchronmotor und der Riementrieb derart elastisch ist, daß die Kopfradwelle bei erregter Wirbelstrombremse allein gebremst wird, ohne daß sich die Drehzahl des Motors mitändert, daß von einer mit der Kopfradwelle umlaufenden magnetischen Steuerspur außer dem Impuls eine Schwingung abgenommen wird, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehzahl der Kopfradwelle und bei der Solldrehzahl gleich der doppelten Zeilenfrequenz ist, und daß diese Schwingung in einen frequenzproportionalen Regelstrom umgewandelt wird, welcher dem Erregermagnet der Wirbelstrombremse zusätzlich zugeführt wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Drehzahl des Kopfrades laufend mit geringerer Regelzeitkonstante geregelt wird, wobei zusätzlich ein Phasenvergleich mit Vertikalsynchronimpulsen erfolgt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine bisher nicht erzielbare Gleichförmigkeit der Umlaufgeschwindigkeit der Magnetköpfe bei der Abnahme des gespeicherten Fernsehsignals zu erzielen.

Da die Frequenz der auf der konzentrischen Spur aufgezeichneten Schwingung ein Vielfaches der Drehzahlfrequenz ist, besteht die Aufzeichnung aus einer fortlaufenden Schwingung, deren Anfang und Ende ohne Phasensprung ineinander übergehen. Durch besonderere Verfahren ist es dabei möglich, die Aufzeichnung der Schwingung mit einer Genauigkeit von wesentlich mehr als r 3 Bogensekunden herzustellen.

Die Frequenz der Schwingung wird vorzugsweise gleich der doppelten Zeilenfrequenz, das ist hei der europäischen Fernsehnorm 31.5 kHz, gewähl;. Bei einem Gerät mit einem Kopf, welches das Signal eines Teilbildes in einer Spur aufzeichnet, betraut die Solldrehzahl des Kopfrades 3000 Umdrehungen pro Minute oder 50 Umdrehungen pro Sekunde. Durch die aufgezeichnete Schwingung mit doppelter Zcilenfrequenz wird der Umfang der Kopfradwelle somit in genau 625 Teile geteilt. Bei der Zweikopf-Maschine, bei welcher das Kopfrad mit 1500 Umdrehungen pro Minute oder 25 Umdrehungen pro Sekunde rotiert, entfallen 1250 Schwingungen der doppelten Zeilenfrequenz auf den Umfang des Kopfrades.

Der Vergleich zwischen der von der konzentrischen Spur abgenommenen Schwingung mit einem frequenzkonstanten Bezugssignal mit doppelter Zeilenfrequenz erfolgt daher bis zu 1250mal innerhalb jeder Umdrehung. Es werden also auch schon kleinste Abweichungen von der Solldrehzahl bzw, der Solldrehzahl des Kopfrades ausgeregelt, bevor der Fehler noch größere Werte annehmen kann.
Die Erfindung wird in der Gesamtheit der bean-

spruchten kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gesehen, ein Schutz von Teilmerkmalen wird nicht angestrebt.

Zur Ausführung der Erfindung werden an sich bekannte Schaltungen der Regelungstechnik, beispiels-

iQ weise PhasenvergleicBisschaltungen oder Frequenzspannungwandler (s. USA-Patentschrift 1 763 016) verwendet, welche doch für sich allein nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Figur

is am Beispiel eines Fernseh-Magnetbandgerätes mit einem mit 1500 Umdrehungen pro Minute rotierenden Kopfrad und zwei Magnetköpfen zur Aufzeichnung in Schrägspuren eines Magnetbandes näher beschrieben werden, wobei jede Schrägspur das Signal

eines Teilrasters umfaßt. In der Figur sind nur die zum Verständnis der T rfindung erforderlichen Teile des Gerätes dargestellt. Das Kopfrad 1 mit den um 180° am Umfang des Kopfrades versetzten Magneiköpfen2 und 3 sitzt auf einer Welle 4, die bei 5 und 6 gelagert ist. Auf der Welle 4 befindet sich eine Trommel 7, deren Umfang mit einer Magnetschicht versehen ist. Auf der Magnetschicht ist die doppelte Zeilenfrequenz von 31,5 kHz aufgezeichnet, derart, daß die Aufzeichnung genau 1250 Schwingungen mit einer wesentlich höheren Teilgenauigkeit als ± 3 Bogensekunden umfaßt. Die Trommel 7 kann z. B. aus Messing bestehen und einen Durchmesser von 80 mm aufweisen. Auf der Welle 4 ist ferner die Scheibe 8 einer Wirbelstrombremse angebracht.

Die Kopfradwelle 4 mit Kopfrad 1, Trommel 7 und Scheibe 8 wird vom Motor 10 über einen elastischen Riementrieb angetrieben. Der Motor 10 ist z. B. ein Hysterese-Synchronmotor, der bti Speisung aus dem Wechselstromnetz mit 50 Hz eine Synchrondrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute aufweist. Ein Gummiflachriemen 12 überträgt die Drehung der Motorwelle von der Riemenscheibe 11 auf die Riemenscheibe 9 der Kopfradwelle 4. Der Durchmesser der Riemenscheibe 9 ist etwas kleiner als der der Riemenscheibe 11, so daß die Kopfradwelle 4 mit einer etwas höreren als der Synchrondrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute läuft, solange die Wirbelstrombremse nicht erregt ist.

Gegenüber der Magnetschicht der Trommel 7 ist mit geringem Abstand von z.B. 50a ein feststehender Magnetkopf 13 angeordnet, der bei der Solldrehzahl der Welle 4 von 1500 Umdrehungen pro Minute eine Wechselspannung mit doppelter Zcilenfrequenz von 31.5 kHz abgibt. Die Wechselspannung wird in einem Verstärker 14, wie schanktisch angedeutet, verstärkt und nach dem Verstärker einer Einrichtung 15 zugeführt, weiche eine der Frequenz der Spannung proportionale Ausgangsspannung lie.'crt. Hierzu kann die Einrichtung 15, wie in der Figur an-

gedeutet, einen Resonanzkreis enthalten, dem die Wechselspannung z.B. über einen Transistor zugeführt vird. Die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises in der Einrichtung 15 ist derart gewählt, daß die Sollfrequenz von 31,5 kHz auf eine Flanke der

Rcsonanzkurve des Schwingkreises zu liegen kommt. Die am Schwingungskreis auftretende Spannung ändert sich daher etwa proportional mit der Höhe der Frequenz. Die Spannung am Resonanzkreis wird an-

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schließend gleichgerichtet. Die von der Einrichtung nung. deren Größe und Polarität vom Zeitabstand

15 abgegebene Gleichspannung ist daher ebenfalls des von der Kopfradwelle abgenommenen Impulses etwa proportional der Frequenz der vom Impulsge- und des Vertikalsynchronimpulses abhängt. Diese ber 13 gelieferten Wechselspannung. Die von der Rcgelspannung wird dazu benutzt, um zusätzlich Einrichtung 15 gelieferte frequenzabhängige Span- 5 mittels der Wirbelstrombremse die Winkellage des nung wird schließlich über einen Impedanzwandler Kopfrades in bezug auf das Fernsehsignal festzule-

16 der Wicklung des Magneten 17 der Wirbelstrom- gen.

bremse zugeführt. Um einen zweiten Impulsgeber von der Kopfrad-Auf diese Weise wird die Winkelgeschwindigkeit welle für diesen Zweck einzusparen, wird nach einer der Kopfradwelle laufend nachgeregclt und praktisch io Weiterbildung der Erfindung der Impulsgeber 7. 13 auf dieselbe Genauigkeit gebracht wie die Teilung derart ausgebildet daß er außer dem Vielfachen der der Trommel 7. Es wird somit ein einfacher, schnei- Drehzahlfrequenz auch noch diese selbst liefert, ler und stets geschlossener Regelkreis für die LIm- Hierzu wird z.B. die Aufzeichnung der doppelten fallgeschwindigkeit des Kopfrades mit hoher Re- Zcilenfrequcnz auf der Trommel 7 an einer Stelle für gelstcilheit hergestellt. Störmomente, z. B. durch 15 kurze Zeit geschwächt. Es entsteht dadurch einmal wechselnde Bandreibung oder Lagerreibung, werden bei jeder Umdrehung der Welle 4 ein impulsförmiges auf diese Weise sofort ausgeregelt. Der Kopfradan- Signal zusätzlich zu der Wechselspannung mit doptrieb braucht dadurch nicht den extrem hohen, bisher pclter Zeilenfrequenz. Dieses wird in der Stufe 14 erforderlichen Genauigkeitsanforderungen zu ent- ausgekoppelt und einer Einrichtung 18 zugeführt, in sprechen und kann einfacher, z. B. wie in der Figur *o welcher der Impuls von der Wechselspannung abgedargcstellt. ausgeführt werden. trennt und mit dem Vertikalsynchronimpuls in der Durch die beschriebene Regclanordnung ist jedoch Phase verglichen wird. Die auf diese Weise erhaltene die Lage des Kopfrades gegenüber dem Fcrnschsi- Regelspannung wird über eine Trennstufe 19 der gnal noch nicht definiert. Es muß außerdem noch die Regclspannung von der Einrichtung 15 hinzuaddiert Bedingung erfüllt werden, daß der Vertikal-Syn- 25 und gemeinsam mit dieser im Impedanzwandler 16 chronimpuls stets eine bestimmte Lage im Vergleich verstärkt und der Wicklung der Wirbelstrombremse zur Aufzeichnung einnimmt. In dem vorliegenden 17 zugeführt.

Beispiel eines Gerätes mit zwei Köpfen soll jede Spur Bei der Aufzeichnung des Fernsehsignal wird der

das Signal eines Teilbildes enthalten, und die Verti- vcrtikalfrequcnte Vergleichsimpuls dem aufzuzeich-

kal-Synchronimpulse sollen beim Übergang von einer 30 nenden Fernsehsignal in an sich bekannter Weise

Spur auf die nächste auftreten. Um die Lage des über ein Amplitudensieb und eine ImpulstrennsUifc

Kopfrades im Verhältnis zum Fernsehsignal festzule- entnommen und in der Stellung »Aufnahme- des

gen, ist noch eine zweite Regelung vorgesehen, deren Umschalters 20 der Phasenvergleichsstufe 18 ziige-

Regelgröße durch Vergleich des Vertikalsynchronim- führt. Bei der Abnahme des gespeicherten Fernsehsi-

pulses im Fernsehsignal und der Winkellage des 35 gnals wird hierzu der Vertikalsynchronimpuls des

Kopfrades gebildet wird. Hierzu kann auf der Kopf- abgenommenen Fernsehsignals herangezogen, aus

radwelle in an sich bekannter Weise ein zweiter Im- dem der Vertikalsynchronimpuls abgetrennt und in

pulsgeber angebracht werden, der einen Impuls pro der Stellung »Wiedergabe« des Schallers 20 der Stufe

Umdrehung der Kopfraddrehung abgibt. Dieser Im- 18 zugeführt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet,

puls, der in dem vorliegenden Beispiel der Vertikal- 4° daß sowohl bei der Aufnahme als auch bei der

frequenz entspricht und" 25mal pro Sekunde auftritt, Wiedergabe jeweils das Signal eines Teilbildcs in

wird nun in einer Phasenvergleichsstufe mit dem einer Spur aufgezeichnet wird und daß bei der

Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignal vcrgli- Wiedergabe die Köpfe in bezug auf die Spuren die

chen. Die Phasenvergleichsstufe liefert eine Span- gleiche Lage einnehmen wie bei der Aufzeichnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung der Winkelgeschwindigkeit und Winkellage des Kopfrades bei der Wiedergabe von nach dem Schrägspurverfahren magnetisch aufgezeichneten Ferr sehsignalen mittels einer auf der Kopfradwelle angeordneten Wirbelstrombremse, wobei die Kopfradwelle von einem Motor über einen Riemen derart j.o angetrieben wird, daß ihre Drehzahl bei unerregter Wirbelstrombremse oberhalb der Solldrehzahl liegt, und der Erregermagnet der Wirbelstrombremse von einem Regelstrom gespeist wird, der durch Phasenvergleich eines von der Kopfrad- is welle bei jeder Umdrehung abgenommenen Impulses mit dem Vertikalsynchronimpuls des Fernsehsignals gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Synchronmotor und der Riementrieb derart elastisch ist, daß die Kopfradwelle bei erregter Wirbelstrombremse allein gebremst wird, ohne daß sich die Drehzahl des Motors mitändert, daß von einer mit der Kopfradwelle umlaufenden magnetischen Steuerspur außer dem Impuls eine Schwingung abgenommen wird, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehzahl der Kopfradwelle und bei der Solldrehzahl gleich der doppelten Zeilenfrequenz ist, und daß diese Schwingung in einen frequenzproportionalen Regeistrorn umgewandelt wird, welcher dem Rrregermagnet der W'rbelst^rombrem<;e zusätzlich zugeführt wird.

2. Anordnung nach Ans^.^ruch 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 einer. Impedanzwandler an die Wicklung des Erregermagnetes der Wirbelstrombremse angelegt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. 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 Fernsehsignal¹·, zugeführt wird.