DE1303547B - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrelation zweier zeitabhängiger physikalischer Größen
g(i) und r(r), mit einem Magnetband, auf das die
zweite Größe >■(/) in einer ihrer zeitlichen Abhängigkeit
entsprechenden örtlichen Verteilung aufgezeichnet ist, und einem Wiedergabekopf, längs dessen das
Magnetband verschieblich ist.
Aus der Veröffentlichung »A Speech-Waveform Correlator with Magnetic Tape Delay and Electronic
Multiplication« von J. N. Holmes und J. M. C. Dukes, erschienen in »The Proceedings of the Institution
of Electrical Engineers«, London, Band 101, Teil III, Nr. 72 (1954), S. 225 bis 237, ist eine Vorrichtung
zu; Korrelation zweier Größen .v(r) undy(/)
bekannt, bei der beide Größen — mit einer Verschiebung (VO — auf ein endlos umlaufendes gemeinsames
Magnetband aufgezeichnet werden. Über zwei — um einen Abstand d + τ — gegeneinander versetzte
Wiedergabeköpfe werden die Größen y(i—t) sowie
je (r) abgenommen und dann mittels eines Analogrechners
multipliziert und integriert. Es ist also eine verhältnismäßig aufwendige besondere Einrichtung
für die Durchführung der Multiplikation und der Integration erforderlich.
Ferner ist aus der Zeitschrift »Scientia Electrica«, Band II, Heft 1 ("*35), Seite 1 bis 29 (8 bis 11), ein
»Fotoelektrisches Analogiegerät für die Berechung von Faltungsintegralen« (S. Kitsopoulos) bzw. der
USA-Patentschrift 2098326 ein optischer Korrelator mit einer entsprechend der ersten Größe geschnittenen
Blendenmaske od. dgl. sowie einer der zweiten Größe entsprechenden Maske bekannt. Ein optisches
Aufnahmegerät (Fotozelle od. dgl.) wirkt dabei als örtlicher Integrator. Das Arbeiten mit einem solchen
optischen Korrelator führt jedoch in der Praxis häufig nicht zu den gewünschten Ergebnissen, einmal,
weil die K«rreiatiun nur unvollständig ist, zum an
dem, weil auch die Herstellung konturengetreuer Masken umständlich ist.
Die USA.-Patentschrift 2 836 359 zeigt eine Einrichtung zur Integration elektrischer Signale, bei der
eine auf ein Magnetband aufgezeichnete zeit- bzw. wegabhängige Funktion mit Hilfe einer Mehrzahl
Wiedergabeköpfe integriert wird, wobei duii.!'. uie
Verbindung einei Mehrzahl Wiedergabeköpfe anstatt nur eines Wiedergabekopfes eine Erhöhung der Integriergenauigkeit
erzielt werden soll Dazu ist es nut wendig, die zu integrierende Funktion auch mit der
Anzahl Wiedergabeköpfe entsprechender Häufigkeit auf das Magnetband aufzuzeichnen und die einzelnen,
wiederholt aufgezeichneten Funktionen um Abstände gegeneinander zu versetzen, .Ii'' den Abständen
der aufeinanderfolgenden Wiedergabeköpfe entsprechen. Eine Korrelation zweier verschiedener
Zeittunktionen ist damit jedoch nicht vorgesehen und praktisch auch nicht möglich.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art «-o auszugestalten,
daß die Korrelation der ersten und der zweiten Größe mit einem Minimum an Schaltungsaufwand
und insbesondere ohne die Zuhilfenahme eines besonderen Rechenwerkes wie etwa eines Analogrechners,
gleichzeitig jedoch ohr.e Kompromisse hinsichtlich der Genauigkeit und ohne umständliche Nachbildungsverfahren
wie die Herstellung von Blendmasken durchgeführt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die erste Größe g(t) in Längsrichtung
des Magnetbandes mit ebenfalls ihrer zeitlichen Abhängigkeit entsprechender örtlicher Verteilung
kontinuierlich als elektrisch leitende Bahn auf die Fläche aufgezeichnet ist, mit der der Wiedergabekopf
an dem Magnetband anliegt. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung des Korrelationsvorgangs,
weil der Wiedergabekopf unmittelbar eine dem Integral der zu korrelierenden Größen proportionale
Spannung liefern kann.
Verfahren zur Ausrüstung eines solchen Wk.dergabekopfes
mit einer elektrisch leitenden Bahn ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen
Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 schematisch eine perspektivische Ansicht
i 303 547
einer Vorrichtung mit einem Wiedergabekopf nach wert der Kreuz-Korrelation der ersten Ableitung der
der Erfindung und einem dariibergeführten Magnet- Größe g(t) mit der ersten Ableitung der Größe r(t)
band, proportional. Wenn sich das Magnetband am
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Wiedergabekopf Wiedergabekopf2 vorbeibewegt, so stellt die Ändenach
der Erfindung, auf den die leitende Bahn wie 5 rung dieser Spannung die Änderung der endlichen
bei der Herstellung gedruckter Schaltungen aufge- Kreuz-Korrelation dieser beiden Ableitungen in Abbracht
ist, hängigkeit von τ dar. Da alle betroffenen Vorgänge
F i g. 3 perspektivisch eine Ansicht eines Aufbaus linear sind, kann die Änderung der Kreuz-Korrela-
zur Ausstattung eines Wiedergabekopfes nach der tion der Signale selbst (an Stelle der jeweiligen Ablei-
Erfindung mit einer elektrisch leitenden Bahn ent- io tungen) durch doppelte Integration über T erhalten
sprechend einem abgewandelten Verfahren nach der werden.
Erfindung und Das vorstehend erwähnte Kreuz-Korrelationsver-
F i g. 4 eine Seitenansicht einer bevorzugten Aus- fahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung
bildung eines Wiedergabekopfes nach der Erfindung erweisen sich dann als besonders geeignet, wenn die
in seiner Zuordnung zu einem damit zusammenwir- 15 Signale oder Größen, deren Korrelationswert erhal-
kenden Magnetband. ten werden soll, jeweils aus einer Vielzahl Perioden,
Im einzelnen ist in F i g. 1 ein Magnetband 1 zu er- in der Praxis zehn oder auch hundert Perioden, bekennen,
das über einen neuartigen Wiedergabekopf 2 stehen. Fr zeigte sich, daß unter diesen Bedingungen
nach der Erfindung läuft. Das Magnetband selbst die Ausgangsspannung des crlä ;.erten Wiedergabekann einen allgemein üblichen Aufbau aufweisen 20 kopfes sich für normale Verstärkereinrichtiingi-ii
und von einem herkömmlichen, ausreichend hoch- ohne weiteres eignet,
wertigen Bandantrieb angetrieben werden. F i g. 2 zeigt einen Wiedergabekopf, der entspre-
wertigen Bandantrieb angetrieben werden. F i g. 2 zeigt einen Wiedergabekopf, der entspre-
Bevor das Magnetband 1 den Wiedergabekopf 2 chend der Erfindung in gedruckter Technik hergeerreicht,
wird es über einen herkömmlichen Auf- stellt .vcrden kann. Dieser Wiedergabekopf weist
zeichnungskopf (nicht dargestellt) geführt. Sofern das 25 einen elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus Fiber-Magnetband
1 in Form einer endlosen Schleife um- glas hergestellten Träger 10 auf. auf den eine leiläuft,
ist dem Aufzeichnungskopf ein herkömmlicher lende Bahn 11 mit einer Anzahl elektrischer Verbin-Löschkopf
vorgeschaltet, so daß das Magnetband düngen 12 aufgebracht ist. Mit Hilfe dieser leitenden
stets neue Information erhält, bevor es den Wieder- Verbindungen 12 können verschiedene ausgewählte
gabekopf 2 beaufschlagt. Die wirksame Breite sowohl 30 Abschnitte der Bahn 11 angezapft werden, indem
des Aufzeichnungs- als auch des Löschkopfes soll zwischen paarweise angeordneten kleinen Kuplerv.rzugsweise
jeweils die gesamte Breite des Magnet- scheiben 13 eine entsprechende Verbindung hcrgcbandes
1 beeinflussen können. Druckkissen od. dgl. stellt wird. Diese kleinen Kupferscheiben Ϊ3 sind
(nicht dargestellt) sorgen dafür, daß das Magnet- ebenso wie die Bahn 11 auf den Träger IO aufgeband
1 stets in ausreichend innigem Kontakt mit dem 35 druckt und stehen über Leitungen 14 und 15 mit
Wiedergabekopf 2 gehalten wird. Endkontakten 16 und 17 in Verbindung, vun denen
Der Wiedergabekopf 2, von dem in F i g. 1 nur ein die Ausgangsspannung abgenommen werden kann.
Teil gezeigt ist, weist einen Träger4 aus Isoliermate- L'm den Verschleiß gering zu halten, kann die aus
rial auf, der mit einer leitenden Linie 3 versehen ist. Kupferfolie bestehende leitende Bahn 11 mit einem
Die Form dieser leitenden L'.iie 3 entspricht der gra- 40 Hartmetall plattiert werden, was sich jedoch in der
phischen Aufzeichnung der Funktion g(i) mit einem üblichen Praxis als entbehrlich erwiesen hat.
Amplitudenmaßstab, der die Maximalamplitude der Zur Herstellung des Wiedergnbekopfes nach
Funktion auf die Breite des Magnetbandes 1 be- Fig. 2 kann eine graphische Aufzeichnung der ersten
schränkt. Der Zeitmaßstab entspricht genau der Ge- Größe #(/) bzw. eine negative Fotografie davon in
schwindigkeit, mi' der das Magnetband am Aufzeich- 45 Form einer Schablone eingesetzt werden, wie sie all-
nungskopf vorbeilauft. gemein in Verbindung mit der Herstellung gcdruck-
Die zweite Größer(/) närd mittels des vorgcnann- ter Schaltungen Verwendung findet. Die so unter
ten Aufzeichnungskopf« auf das Magnetband 1 Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegübertragen. Die Änderungen der Normalkomponente maßslabes erhaltene, eine Reproduktion der ersten
der aus dem Magnetband entsprechend der Auf- 50 Groß ;;>(/) darstellende Schablone wird auf den mit
zeichnung der Größe r(t) austretenden Induktionsli- dünner Kupferfolie beschichteten, elektrisch isolienien
stellen die erste Ableitung der Funktion r(/) renüen Träger Io aufgelegt, worauf inschließend
dar, wobei der Zeitmaßstab mit der Bandgeschvvin- mindestens ein die Konturen der ersten Größe g(t)
digkeit übereinstimmt. Die so senkrecht aus dem Ma- freigebender Anteil der Kupferfolie weggeätzt wird,
gnetband austretenden Induktionslinien schneiden 55 Die verschiedenen Kontakte und Anschlüsse können
die leitende Bahn 3 und erzeugen zwischen den En- entweder zusammen mit der Schablone oder aber
den der leitenden B?hn 3 eine Spannung, die dem auch nachträglich angebracht werden.
Produkt aus der Normalkomponcntc der Induktion, Dieses Verfahren zur Herstellung des Wiedcrgabedem jeweiligen Anstieg der leitenden Bahn3 quer kopfes nach Fig.2 eignet sich dann, wenn die erste zur Längsrichtung des Magnetbandes und der Ge- 60 Größe #(/) im voraus bekannt oder eine Verzögerung schwindigkeit des Magnetbandes proportional ist. zwischen der Aufzeichnung und der Korrelation der
Produkt aus der Normalkomponcntc der Induktion, Dieses Verfahren zur Herstellung des Wiedcrgabedem jeweiligen Anstieg der leitenden Bahn3 quer kopfes nach Fig.2 eignet sich dann, wenn die erste zur Längsrichtung des Magnetbandes und der Ge- 60 Größe #(/) im voraus bekannt oder eine Verzögerung schwindigkeit des Magnetbandes proportional ist. zwischen der Aufzeichnung und der Korrelation der
Der Anstieg der Bahn 3 entspricht der ersten Ab- Daten zulässig ist.
leitung der auf den Wiedergabekopf 2 aufgetragenen Sind Zeitverzögerungen, wie sie bei der Hcrstcl-
Funktion oder zweiten Größe g(t), und die Gesamt- lung einer gedruckten Schaltung zwangläufig in
spannung zwischen den beiden Enden der leitenden 65 Kauf genommen werden müssen, nicht zulässig, so
Bahn 3 ist das Integral ujt Spannungen der Teilab- kann die erste Größe g(t) — wiederum unter Einhal-
schnitte der Bahn 3. Die Gesamtspannung zwischen tung eines geeigneten Amplituden- und Wcgmaßsta-
den Enden der Bahn 3 ist somit dem Augenblicks- bes — mittels elektrisch leitender Tinte auf einen
eine geeignete Absorptionsfähigkeit für die Tinte auf- erst in die erforderliche Zuordnung zu dem Magnetweisenden
Träger aufgezeichnet werden. Das kann band 1 bzw. dem zugehörigen Antrieb gebracht
mit einem normalen Schreibmotor oder einem Du- werden muß. Ebenso kann aber auch die Antricbssengalvanometer
geschehen. Die so erhaltene Auf- vorrichtung für das Magnetband einerseits und die
zeichnung kann, nachdem ebenfalls mit elektrisch 5 Metallfolie 23 andererseits in einer gemeinsamen Anleitender
Tinte elektrische Verbindungen zu der lei- Ordnung zusammengefaßt sein, wobei die Antriebsgctcnden
Bahn geführt worden sind, in gleicher Weise schwindigkcit des Bandes und die Antriebsgeschwinwie
die leitende Bahn 11 des Wiedergabekopfes nach digkeit der Metallfolie naturgemäß identisch sein
F i g. 2 als leitende Bahn eines Wiedergabekopfes müssen,
verwendet werden. io F i g. 4 gibt einen typischen Aufbau zur Halterung
verwendet werden. io F i g. 4 gibt einen typischen Aufbau zur Halterung
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der lci- eines Wiedergabekopfes nach der Erfindung wieder,
tcnden Bahn für den Fall, daß eine rasche Aufzeich- der hier mit 30 bezeichnet ist. Unabhängig clavon, ob
nung notsvcndig ist, während eine Zeitverzögerung der Wiedergabekopf30 nun entsprechend Fig. 1.
wie bei dem Wiedergabekopf nach Fig. 2 nicht in Fig. 2 oder aber Fig. 3 hergestellt worden ist, kann
Kauf genommen werden kann, ist mit Fig.3 veran- 15 er von einem festen Auflager 31 aufgenommen wer-
schaulicht. Ein normaler Schreibmotor hat einen den. das dem Wiedergabekopf mit einer leicht kon-
Schreibstift 21, der in zwei im rechten Winkel zum vex gekrümmten Begrcnzungsflächc zugewandt ist.
Schreibstiftarm mit einem Abstand von etwa 0.5 mm Wenn ein hier mit 32 bezeichnetes Magnetband über
angeordnete Sch.eibspitzen ausmündet. Die?i einen so abgestützten Wiedergabekopf läuft, so liegt
Schieibspitzen 22 greifen an einer dünnen Metallfolie 20 das Magnetband 32 auch ohne Zuhilfenahme äuße-
23 an, die auf einer festen Unterlage 24 aufruht und rer Gcgcnlager od. dgl. ausreichend intensiv an dem
zusammen mit dieser über Umlcnkrollcn 25 an dem Wiedergabekopf 30 an.
Schreibstift 21 vorbeigeführt wird. Zwischen den Wenn der Träger, auf den die leitende Bahn aufgc-
Schreibspitzen 22 und der dünnen Metallfolie 23 bracht ist. rueht selbst sehr dünn ist, so muß die
herrscht eine hohe Spannungsdifferenz, so daß die 25 durch die leichte Konvexität hervorgerufene Verzer-
Metallfolic 23 gegenüber den Schreibspitzen 22 ein rung der Zeitskala berücksichtigt werden (wenn die
hohes elektrisches Potential führt. Wenn die Metall- Größe g(t) aufgetragen wird). Das Trägermaterial
folie mittels eines geeigneten herkömmlichen Au- sollte eine ausreichend große mechanische Festigkeit
tricbs an dem Schreibstift 21 vorbeigeführt wird, der aufweisen, um Störcinflüsse infolge Temperatur und
entsprechend der ersten Größe g{t) schwingt, so wird 30 Feuchtigkeit vernachlässigen zu können. Es wurde
die Metallfolie unter der Einwirkung der hohen elck- gefunden, daß Fiberglas und Melamin sich für diesen
irischen Spannungsdifferenz längs zweier feiner Li- Zweck eignen.
nien 26 verdampft, zwischen denen somit eine strei- Zur seitlichen zwangläufigen Führung des Mafenförmige
Bahn 27 verbleibt, deren Verlauf der gneibandes 32 kann der Wiedergabekopf 30 entspre-GröLk.s,'(0
entspricht. Diese so erhaltene leitende 35 chende Bandführungen (nicht dargestellt) aufweisen.
Bahn 27 ist für den Wiedergabekopf maßgeblich, In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwährend
die restliche Metallfolie 23 ohne nennens- wendung von genuteten Führungsrollen 34 ausreicht
werten Einfluß bleibt. und das Band über den Wiedergabekopf 30 läuft.
Der Antrieb für den Transport der Metallfolie 23 ohne seitlich ausgelenkt zu werden. Ein Aufzeich-
an dem Schreiber 20. 21 vorbei kann von dem An- 40 nungskopf 33 kann vor dem Auflager 31 und hintei
trieb für das Magnetband 1 getrennt sein, so daß der der in Laufrichtung des Bandes gesehen orderer
entsprechend F i g. 3 gewonnene Wiedergabekopf Führungsrolle 34 angeordnet sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Korrelation zweier zeitabhängiger physikalischer Größen g (/) und r (r), mit
einem Magnetband, auf das die zweite Größe r(t) in einer ihrer zeitlichen Abhängigkeit entsprechenden
örtlichen Verteilung aufgezeichnet ist, und einem Wiedergabekopf, längs dessen das
Magnetband verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größeg(f) in xo
Längsrichtung des Magnetbandes (1) mit ebenfalls ihrer zeitlichen Abhängigkeit entsprechender
örtlicher Verteilung kontinuierlich als elektrisch leitende Bahn (3, 11, 27) auf die Fläche aufgezeichnet
ist, mit der der Wiedergabekopf (2; 30) an dem Magnetband (1) anliegt.
2. Verfahren zur Ausrüstung eines Wiedergabekopfes einer Ntrrichtung nach Anspruch 1 mit
einer elektrisch leitenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe g (t) unter Einhaitung
eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstabes als Schablone reproduziert, hierauf auf
einen mit dünner Kupferfolie beschichteten, elektrisch isolierenden Träger (10,24) aufgelegt und
anschließend mindestens ein die Konturen der ersten Größe g(t) freigebender Anteil der Kupferfolie
weggeätzt wird.
3. Verfahren zu' Ausrüstung eines Wiedergabekopfes einer Vorrichtung nach Anspruch 1 mit
einer elektrisch leitenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe r. (t) unter Einhaltung
eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstabes mittels elektrisch leitender Tinte auf einen
eine geeignete Absorbtionsfähigkeit für diese aufweisenden Träger aufgezeichnet wird.
4 Verfahren zur Ausrüstung eines Wied;rgabekopfes
einer Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer elektrisch leitenden Bahn, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Größe,ν(i) unter Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegmaß-Stabes
mittels eines entsprechend den gewünschten Amplitudenausschlägen auslenkbaren Schreibers
(20, 21) mit in Richtung der Amplitudenausschläge im Abstand voneinander angeordneten
Schreibspitzen (22) auf einen mit dünner Metallfolie (23), die gegenüber den Schreibspitzen (22)
ein hohes elektrisches Potential führt, beschichteten Träger (24) aufgezeichnet wird.
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