DE1303547C2 - Vorrichtung zur korrelation zweier zeitabhaengiger physikalischer groessen, mit einem laengs eines wiedergabekopfes verschieblichen magnetband, sowie verfahren zur ausruestung eines solchen wiedergabekopfes mit einer elektrisch leitenden bahn - Google Patents
Vorrichtung zur korrelation zweier zeitabhaengiger physikalischer groessen, mit einem laengs eines wiedergabekopfes verschieblichen magnetband, sowie verfahren zur ausruestung eines solchen wiedergabekopfes mit einer elektrisch leitenden bahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrelation
zweier zeitabhängiger physikalischer Gröl.ienii(r)
undr(t). 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
zur Korrelation zweier Größen χ (/) und y(t) bekannt, bei der beide Größen — mit einer Verschiebung
(d) — auf ein endlos umlaufendes gemeinsames Magnetband aufgezeichnet werden. Über zwri — um
einen Abstand d + τ — gegeneinander versetzte Wiedergabekopfe werden die Größen y(/-r) sowie
λ(;) abgenommen und dann mittels eines Analogrechners multipliziert und integriert. Es ist also eine
- \eihültni-mäßig aufwendige besondere Einrichtung
tür die Durchführung der Multiplikation und der Integration erforderlich.
Ferner ist aus der Zeitschrift »Scicntia Electrica«,
ίο Band IL Heft 1 (1955). Seite 1 bis 29 (8 bis 11). ein
•■Fotoelektrisches Analogiegerät für die Berechung von I-'altungsintegmlen<: (S. Kitsopoulos) bzw. der
rSA.-Paienischrift 2 098 326 ein optischer Korrelator
mit einer entsprechend der ersten Größe gcschnit-
tenen 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 häufiü
nicht zu den gewünschten Ergebnissen, einmal, weil die Korrelation nur unvollständig ist, zum andern,
weil auch die Herstellung konturengetreuer Masken umständlich ist.
Die l'SA.-Patentschrift 2 836 359 zeigt eine Einrichtung
zur Integration elektrischer Signale, bei der eine auf ein Magnetband aufgezeichnete zeit- bzw.
weuabhängige Funktion mit Hilfe einer Mehrzahl \S iedergabeköpfc integriert wird, wobei durch die
Verbindung einer Mehrzahl Wiedergabeköpfe anstatt nur eines Wiedergabekopfes eine Erhöhung der Integrieigenauigkcit
erzielt werden soll. Dazu ist es noi 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, die den Abständen
der aufeinanderfolgenden Wiedergabeköpfe entsprechen. Eine Korrelation zweier verschiedener
Zeitfunktionen ist damit jedoch nicht vorgesehen und praktisch auch nicht möglich.
Auliuibe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Korrelation der ersten und der zweiten
Größe mit einem Minimum an Schaltimgsaufwand und insbesondere ohne die Zuhilfenahme eines besonderen
Rechenwerkes wie etwa eines Analogrechners, gleich/eilig jedoch ohne Kompromisse hinsichtlich
der Genauigkeit und ohne umständliche Nachbildungsverfahrcn 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 Wiedergabekopfes mit einer elektrisch leitenden Bahn ergeben
sich aus den Untcranspriichen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen
Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. I schematisch eine perspektivische Ansicht
einer Vorrichtung mit einem Wiedergabekopf nach wert der Kreuz-Korrelation >! r ersten Ableitung der
der Erfindung und einem dariiberceführten Mannet- Größere) mit der ersten Λ Jitung der Große r(i)
band, " ^ proportional. Wenn sich as Magnetband ani
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Wiedergabekopf Wiedergabekopf! vorbeibewegt, so stellt die AiHiC-nach
der Erfindung, auf den die leitende Bahn wie 5 rung dieser Spannung die Änderung der endlichen
bei der Herstellung »edruckter Schaltungen aufize- Kreuz-Korrelation dieser beiden Ableitungen in Abbracht
ist, ' ' häncigkeit von τ dar. Da alle betroffenen Vorgange
Fig. 3 perspektivisch eine Ansicht eine, Aufbaus linear sind, kann die Änderung der Kreuz-Korreiazur
Ausstattung eines Wiedergabekopfes nach der tion der Signale selb-i (an Steile der jeweiligen AnIa-Erfindung
mit einer elektrisch" leitenden Sahn ent- io Hingen) durch doppelte Integration über Γ erhalten
sprechend einem abgewandelten Verfahren nach der werden.
Erfindung und Das vorstehend erwähnte Kreuz-Korrelationsver-
F ig. 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 eii-.-m damit ziisammenwir- 15 Signale oder Größen, deren Korrelationswert erhalkenden
Magnetband. ten werden soll, jeweils aus einer Vielzahl Perioden.
Im einzelnen ist in Fig. 1 ein Macneiha;id 1 /u er- in der Praxis zehn oder auch hundert Perioden, bekennen,
das über einen neuartigen Wiedergabekopf! stehen. Es zeigte sich, daß unter diesen Bedingungen
nach der Erfindung läuft. Das Magnetband selbst die Auseungsspannuug des erläuterten Wiedergabekann
einen allgemein üblichen Aufbau aufweisen 20 kopfes sich für normte Verstärkereinrichuingcu
i;nd von einem herkömmlichen. au>reichend hoch- ohne weiteres eignet.
wenigen Bandantrieb angetrieben w.rden. Fig.2 zeigt einen Wiedergabekopf, der entspie-
Bevor das Magnetband 1 den W iedercabekopf 2 chend der Erfindung in gedruckter Technik herge
erreicht, wird es über einen herkömmlichen \uf- stellt werden kann. Dieser Wiedergabekopf weist
eichnungskopf (nicht dargestellt) aeführt. Sofern das 2-: einen elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus Fiber-Magnetband
1 in Form einer endlosen Schleife um- das hergesiellten Träger 10 auf. auf den eine lei ■
l.iuft. ist dem Aufzeichnungskopf ein herkömmlicher tende Bahn 11 mit einer Anzahl elektrischer Verbin-ί
öschkopf vorgeschaltet, so daß das Magnetband düngen 12 aufgebracht ist. Mit Hilfe diesei leitenden
stets neue Information erhält, bevo; es den Wieder- Verbindungen 12 können verschiedene ausgewählte
gabekopf2 beaufschlagt. Die wirksame Breite sowohl 30 Abschnitte der Bahn 11 angezapft werden, indem
.!es Aufzeichnungs- als auch des Löschkopfes soll zwischen paarweise angeordneten kleinen Kupfervorzucsweise
jeweils die cesamte Breite des Macnet- scheiben 13 eine entsprechende Verbindung hergeiuinde"sl
beeinflussen können. Druckkissen od^dgl. stellt wird. Diese kleinen Kupferscheiben 13 sind
{nicht dargestellt) sorgen dafür, daß da^ Magnet- ebenso wie die Bahn 11 auf den Träger 10 aufgeli.ind
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, von denen
Der Wiedergabekopf2. von dem in Fig. I nur ein die Ausgangsspannung abgenommen werden kann.
Teil aczeigt ist, weist einen Tracer4 aus Γ-oliermate- Lm den Verschleiß gering zu halten, kann die aus
nal Λ11, der mit einer leitenden Linie 3 versehen ist. Kupferfolie bestehende leitende Bahn 11 mit einem
i)ie Form dieser leitenden Linie 3 entspricht der grn- 40 Hartmetall plattiert werden, was sich jedoch in der
nhischen Aufzeichnung der Funk'ion »(/) mit einem üblichen Praxis als entbehrlich erwiesen hat.
Amplitudenmaßstab, der die Maximalamplitude der Zur Herstellung des W ;ederi'abekopfes nach
Funktion auf die Breite des Magnetbandes! be- F 1 g. 2 kann eine graphische Ausdehnung der ersten
schränkt. Der Zeitmaßstab entspricht genau der Ge- Größe κ C) bzw. eine negative Fotografie davon in
schwindigkcit, mit der das Magnetband am Aufzeich- 45 Form einer Schablone eingesetzt werden, wie sie alinungskopf
vorbeiläuft. " gemein in Verbindung mit dei Herstellung gedruck-
Die zweite Größe r(t) wird mittels des vorgenann- ter Schaltungen Verwendung findet. Die so unter
ten Aufzeichn-ingskopfes auf das Magnetband 1 Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegübertragen.
Die Änderungen der Nomialkomponente maßstab;:s erhaltene, eine Reproduktion der ersten
der aus dem Magnetband entsprechend der Auf- 50 Größe.?(/) darstellende Schablone wird auf den mit
zeichnung der Größe/■(/) austretenden Induktionsli- dünner Kupferfolie beschichteten, elektrisch lsohenien
stellen die erste Ableitung der Funktion,-(O renden Träger 10 aufgelegt, worauf anschließend
dar. wobei der Zeitmaßstab mit der Bandceschwin- mindestens ein die Konturen der ersten Große ,·,·(()
dickeit übereinstimmt. Die so senkrecht aus^dem Ma- freigebender Anteil der Kupfc.-folie weggeatzt 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 Bahn 3 eine Spannung, die dem auch n. chtiäglich angebracht werden.
Produkt aus der Normalkomponente deMnduktion. Dieses Verfahren zur Herstellung des Wiedergabe-
dem jeweiligen Anstieg der leitenden Bahn 3 quer kopfes nach F i g. 2 eignet sich dann, wenn die erste
zur Längsrichtung des Magnetbandes und der Ge- 60 Größe g(/) 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 hei der Heislel-
Funktion oder zweiten Größe g (t), und die Gesamt- lung einer gedruckten Schaltung _ zwangläufig m
spannung zwischen den beiden Enden der leitenden 65 Kauf genommen werden müssen, nicht zulassig, so
Bahn3 ist das Integral der Spannungen der Teilab- kann die erste Größe.υ(0 — wiederum unter Einhalschnitte
der Bphn3. Die Gesamtspannung zwischen tung eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstadcn
Enden der Bahn 3 ist somit dem Augenblicks- bes — mittels elektrisch leitender Tinte auf einen
cine geeignete Absorptionsfähigkeit für die Tinte aufweisenden
Träger aufgezeichnet werden. D;ss kann mit einem normalen Schreihmotor oder einem Diiscngalvanomclcr
geschehen. Die so erhaltene Auf-/eiehiuing
kann, nachdem ebenfalls mit elektrisch leitender Ί inte elektrische Verbindungen zu der leitenden
Hahn geführt worden sind, in gleicher Weise wie die leitende Hahn Il des Wiedergabekopfes nach
T i g. 2 als leitende Hahn eines Wiedergabekopf \er·»endet weiden.
I ine weitere Möglichkeit zur Herstellung der leitenden
Halm für den [-"all. daß eine rasche Aufzeichnung notwendig ist. während eine Zeitverzögerung
wie bei dem Wiedergabekopf nach I· i g. 2 nicht in Kauf genommen werden kann, ist mit Fig. 3 \eranschauliclit.
Tin normaler Schreibmotor hat einen Schreibslift 21. der in zwei im rechten Winkel zum
Sehieibstiftarm mit einem Abstand von etwa I).5 mm
angeordnete Schieibspitzen ausmündet. Diese Schreibspitzen 22 greifen an einer dünneu Metallfolie
23 an. die auf einer festen Unterlage 24 aufruht und zusammen mit dieser über Umlenkrollen 25 an dem
Schreibstift 21 vorbeigel'ührt wird. Zwischen den
Sehreibspitz.en 22 und der dünnen Metallfolie 23 herrscht eine hohe Spannungsdifferenz, so daß die
Metallfolie 23 gcgenii'nei den Schreibspilzen 22 ein
hohes elektrisches Potential führt. Wenn die Mctalllolie
mittels eines geeigneten herkömmlichen Antriebs an dem Schreibstift 21 vorbeigeführt wird, der
entsprechend der ersten Größe e (r) schwingt, so wird
die Metallfolie imier der Finvvirkung der hohen elektrischen
Spannungsdifferenz längs zweier feiner Linien 26 verdampft, zwischen denen somit eine streifenförinige
Bahn 27 verbleibt, deren Verlauf der CiröUe.!,'(/) entspricht. Diese so erhaltene leitende
Hahn 27 ist für den Wiedergabekopf maßgeblich, während die restliche Metallfolie 23 ohne nennenswerten
F.influß bleibt.
Der Antrieb für den Transport der Metallfolie 23 an dem Schreibet 20. 21 vorbei kann von dein Antrieb
für das Magnetband 1 getrennt sein, so daß der entsprechend Fig. 3 gewonnene Wiedergabekopf
erst in die erforderliche Zuordnung zu dem Magnetband 1 bzw. dem zugehörigen Antrieb gebracht
werden muß. Hbenso kann aber auch die Antriebsvorrichtung für das Magnetband einerseits und die
Metallfolie 23 andererseits in einer gemeinsamen Anordnung zusammengefaßt sein, wobei die Antriebsgeschwindigkeit
des Bandes und die Antriebsgeschwindigkeit der Metallfolie naturgemäß identisch sein
müssen.
ίο F i g. 4 gibt einen typischen Aufbau zur Mallei ung
eines Wiedergabekopfes nach der Friindung wicd. ι.
der hier mit 30 bezeichnet ist. Unabhängig davon, ob
der Wiedergabekopf30 nun entsprechend Fig. I.
F i g. 2 oiler aber Fig. "» hergestellt worden ist. kanu
er von einem festen Auflager 31 aufgenommen werden, das dem Wiedergabekopf mit einer leicht konvex
gekrümmten Hegrenzungsflächc zugewandt ist. Wenn ein hier mit 32 bezeichnetes Magnetband über
einen so abgestützten Wiedergabekopf läuft, so liegt das Magnetband 32 auch ohne Zuhilfenahme äußerer
Ciegcnlager od. dgl. ausreichend intensiv an dem Wiedergabekopf 30 an.
Wenn der Träger, auf den die leitende Bahn aulgebracht
ist. nicht selbst sehr dünn ist, so muß die durch die leichte Konvexität hervorgerufene Verzerrung
dei Zeilskala berücksichtigt werden (wenn die Ciröße,'.;.') aufgetragen wird). Das Trägermaterial
sollte eine ausreichend große mechanische Festigkeit aufweisen, um Störeinflüsse infolge Temperatur und
Feuchtigkeit vernachlässigen zu können. Is wurde gefunden, daß Fiberglas und Melamin sich für diesen
Zweck eignen.
Zur seitlichen zvvangläufigcn Führung des Magnetbandes
32 kann der Wiedergabekopf 30 entsprechemie Bandführungen (nicht dargestellt) aufweisen
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung
von genuteten Führungsrollcn 34 ausreich und das Hand über den Wiedergabekopf 30 läuft
ohne seitlieh ausgclcnkt zu werden. Ein Aufzcich nungskopf 33 kann vor dem Auflager 31 und hintci
der in Laufrichtung des Bandes gesehen vorderer Führuimsrolie 34 angeordnet sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- Patentansprüche:!. Vorrichtung zur Korrelation zweier zeitabhängiger physikalischer Größen ,if(i) und r(i). mit einem Magnetband, auf das die zweite Größe r(f) in einer ihrer zeitlichen Abhängigkeit entsprechenden örtlichen Verteilung aufgezeichnet ist und einem Wiedergabekopf, längs dessen das Magnethand verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe i? (/) in 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 Wiedergabekopl (2; 30) an dem Magnetband (1) anliegt.
- 2. Verfahren zur Ausrüstung eines Wiedergabekopfes twiner Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer elekinsch leitenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, dal.' die erste Größe #(/) unter Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstabes als Schablone reproduziert, hierauf auf einen mit dünner Kupferfolic beschichteten, elektrisch isolierenden Träger Π0. 24) aufgelegt und anschließend mindestens ein die Konturen der ersten Größe e (i) freigebender Anteil der Kupferfolie weggeätzt wird.
- 3. Verfahren zur Ausrüstung eines Wiedergabekopfes ei· jr Vorrichtung nach Anspruch I mit einer elektrisch leitenden P^hn. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe#(0 unter Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstabes mittels elektrisch leitender Tinte auf einen eine geeignete Absorbtionsfähigkcit für diese aufv. eisenden Träger aufgezeichnet wird.
- 4 Verfahren zur Ausrüstung eines Wiedergabekopfes einer Vorrichtung nach Anspruch I mit einer elektrisch leitenden Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe #{') unter Einhaltung eines geeigneten Amplituden- und Wegmaßstabes mittels eines entsprechend den gewünschten Ampliuidenausschlägen auslcnkbaren 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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