DE1412705A1 - Magnetbandaufzeichnungs- und Wiedergabesystem - Google Patents

Description

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DIPL.-ING.F.WEICKMANN, Dr. Ing. A.Weickmann, Dipl.-Ing. H.Weickmann

Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte 1 Λ 1 O 7 Π R

MÜNCHEN, BRUNNSTRASSE 5 u. 7, RUFNUMMER 221604 u. 29907« f * f V W

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AMPBX COEPOEATIOIi, 934 Charter Street, Bedwood City, Calif./tJSA Magnetbandaufzeiehnungs- und -Wiedergabesystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetbandsystem zur Aufzeichnung und Wiedergab· von Informationen auf bzw. von einem Magnetband, das eine sehr genaue Zeitbasisstabilität bat und eine sehr große Bandbreitenkapazität·

Magnetbandsysteme werden vorwiegend zur Aufzeichnung wnd Wiedergabe großer Datenmengen Über relativ lange Zeitdauern benutzt. Obwohl Magnetbandsysteme derart ausgebildet werden können, daß man relativ schnell Zugang zu gewiseen Daten findet, und obwohl sie innerhalb

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Zeiten τοη einer Millisekunde oder weniger in Gang gesetzt oder angehalten werden können, sind ihre größten Vorteile gegenüber Datenspeichersystemen doch darin zu sehen, daß sie die Aufzeichnung außerordentlich großer Datenmengen gestatten.

Die Kapazität von Magnetbandsystemen in dieser Hinsicht beruht im wesentlichen auf ihrer Bandbreitenkapazität, ihrer hohen Informationsdichte und der Einfachheit ihrer Schaltung für die Aufzeichnung und Wiedergabe· Die anspruchsvollsten Forderungen an solche Systeme erg eich bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen und instrumentalen I Bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen muß ein solches System beispielsweise in der Lage sein, Signale im Bereich eines 4-Megahertz-Bandes aufzunehmen, darüberhinaus die verschiedensten Synchronisierungs- und Abgleichsignale· Dabei muß es aber eine sehr genaue Zeit- f basisStabilität gewährleisten. Der geforderte Genauigkeitsgrad wird anschaulich, wenn man bedenkt, daß die horizontale Abtastfrequenz in einem zusammengesetzten einfarbigen Fernsehsignal 15 750 Linien / Sekunde ist. Eine vergleichbare Genauigkeit wird bei der Aufzeichnung τοη Instrumentendaten gefordert, insbesondere dann, wenn sich rasch verändernde Daten von einer großen Vielzahl von Datengattern zugleich während dea Betriebs eines komplexen Systems abgegeben werden. Beispielsweise werden gesonderte Messungen der Temperatur, des Drucke, der Beschleunigung und der mechanischen Belastung während des Betriebs

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eines Flugzeugs wahrgenommen, und es wird gewünscht, diese Daten zusammen mit anderen und mit Sprachmitteilungen aufzuzeichnen. Um Die Aufzeifhnung sehr rasch sich ändernder Übergänge oder anderer sich rasch ändernder Phänomene zu ermöglichen, müssen die Aufzeichnungs- und Widergabesysteme eine Bandbreitenkapazität haben, die sich der eines Fernseh- Aufzeichnungssystems nähert oder ihr gleicht. Von λ gleicher Wichtigkeit ist, daß die Zeitbasisstabilität eines solchen Systems innerhalb von Bruchteilen einer Mikrosekunde gewährleistet sein muß und daß die Daten kontinuierlich aufgezeichnet werden müssen, damit bei der Wiedergabe die übermittelte Information den vollen Inhalt der Daten wiedergibt.

Außerordentlich zufriedenstellende Resultate ergeben sich bei der Anwendung von Systemen, in denen eine Abtasttrommel mit einem oder mehreren magnetischen Köpfen vorgesehen ist. Die genauesten dieser Systeme verwenden eine Mehrzahl von Köpfen, die am Umfang der Ab- " tasttrommel angeordnet sind und bei denen sich die Trommel im wesentlichen quer in Bezug zu einem relativ breiten Magnetband dreht, das in Längsrichtung oder schraubenförmig relativ zur Achse der Trommel angetrieben wird. Obwohl die Köpfe das Band mit großer Geschwindigkeit abtasten, ist die Längsgeschwindigkeit des Bandes vergleichsweise äußerst geringe

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In -solchen Querabt as t systemen oder in solchen Systemen ait schraubengängiger Führung des Bandes sind die verschiedensten Synchronisierungsanordnungen vorgesehen, mit denen eine Zeitbezugsmarke auf das Band «jährend der Aufzeichnung aufgezeichnet wird· Diese Zeitbezugsnarken können dann bei der Wiedergabe dazu benutzt werden, die Zeitbasis-

| Stabilität sicherzustellen. Auf diese Weise erreicht man eine Zeitbasisstabilität, die um wenigstens eine Größenordnung besser ist als die von anderen Breitband systemen. Bei der Wiedergabe werden in dem System die Köpfe nacheinander beim Abtasten des Bandes eingeschaltet, so daß das kontinulierliehe Signal wieder hergestellt wird. Diese Systeme finden weithin bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen Anwendung, können aber auch zur Aufzeichnung von Instrumentendaten verwendet werden, wobei vorzugsweise eine große Anzahl von Eingangsdaten in mehrere Kanäle aufgeteilt wird (Hultiplex-Behandlung) und bei der späteren Wiedergabe wieder in einem Kanal vereinigt wird (Demultiplex-

' Behandlung·

Es ist hier zu bemerken, daß, je kompakter und billiger diese Systeme sind, um gewünschte Resultate zu gewinnen, ihr Anwendungsbereich desto größer ist. Bisher war es schwierig, Schaltübergänge *u eliminieren, die sich beim Umschalten zwischen den Köpfen i» Wiedergäbetetrieb ergaben. Wenn die Sehaltübergänge nicht el«iminiert werden, verlaufen die wiedergegebenen Daten nicht kontinuierlich. Di« Sohaltflbergänge

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wurden daher in die RücklaufIntervalle von Fernsehsignalen gelegt, wobei eich keine ermsthaften Schwierigkeiten ergaben· Ss war jedoch schwierig» zur Verarbeitung von Instrumentendaten ein System anzugeben, das ohne Wartung lange Zeit bei Aufnahme von Informationen mit hohen Datenraten arbeiten konnte, beispielsweise werden Entfernungemeidaten, di· FM/FM-moduliert sind, insbesondere durch Längs- | flatterbewegungen de« Magnetbandes beeinflußt. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung» ein extrem kompaktes Breitbandaufzeichnungssystem anzugeben, das mit genauer Zeitbasisstabilität arbeitet«

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein außerordentlich kleines und relativ billiges Aufzeiehnungs- und Wiedergabesystem anzugeben, das eine sehr große Bandbreitenkapazität hat·

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes, zuverlässiges Aufzeichnung*- und Wiedergabesystem anzugeben, in dem der AufzeiehnungsVorgang gesondert mit ausgezeichneter Zeitbasisstabilität erfolgt und dies· Zeitbaeisstabilität ^bei der Wiedergabe erhalten bleibt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein vielseitiges und kompaktes Aufaeiohnungssystea anzugeben, das über sehr lange Zeit im Aufzeichnungebetrieb arbeiten kann, jedohh relativ wenig Betriebsleistung erfordert·

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Magnetaufzeichnung- und Wiedergabesystem anzugeben, bei dem Querspuren oder schraubengängige Sauren abgetastet werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Systeme zur genauen Aufzeichnung und Wiedergabe kontinuierlicher Daten mit hohen Informationsraten anzugeben.

Die erfindungsgemäßen Systeme gestatten diese und auch noch andere Aufgaben dadurch zu lösen, daß in ihnen ein Magnetaufzeichnunga- und Wiedergabesystem vorgesehen ist, welches mit einem genau gesteuerten Frequenzstandard zusammenarbeitet. Die Standardfrequenz wird zusammen mit den Daten aufgezeichnet und wird zur groben und feinen Zeitsteuerung bei der nachfolgenden Wiedergabe der Daten verwendet.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden Breitbanddaten durch fc ein Querspur-Abtastsystem aufgezeichnet, und zwar zusammen mit einem Pilot-Träger oder einem Standardfrequenzsignal, das von einer stabilisierten Quelle geliefert wird und eine Frequenz hat, die außerhalb des Frequenzspektrums der Breitbanddaten liegt· Bei der Wiedergabe der Signale wird der Pilotträger von den Daten abgetrennt, jedoch als ²eitbezugssignal verwendet. Das ^eitbezugssignal wird zur Servosteuerung bei der Wiedergabe und auoh zur elektronischen Justierung im Sinne einer Nonius-Vernier-Zeitbasis-Hegulierung verwendet. In einer besonderen Ausführungsform solcher System· erfolgt die ?ein-

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justierung der Zeit vor dem endgültigen Umschalten durch eine elektronisch variable Verzögerungskette, die mit Phasendetektoren zusammenarbeitet, welche auf eine Standardfrequenz und auf einen wiedergegebenen Pilotträger ansprechen. Diese Schaltung wird zusammen mit Mitteln zum allmählichen Verblenden der Signale der einzelnen Köpfe unter nachfolgender Feineinstellung der Zeit verwendet. Bs wird eine Zeitbasisstabilität in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden erreicht, obwohl vollständige Austauschbarkeit zwischen verschiedenen Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen besteht und die Wiedergabe kontinuierlich erfolgt« Extrem kompakte tragbare Aufzeichnungssysteme können daher in mobilen oder nur vorübergehend aufgebauten Anlagen verwendet werden, und die Informationen können später, wenn es gelegen ist, mit irgendeinem Wiedergabegerät abgespielt werden· Ein weiteres Kennzeichnen der Erfindung ist die Verwendung spezieller elektronisch variabler Verzögerungsmittel zur Feineinstellung der Zeitsteuerung· { Zusammen mit den elektronisch variablen Verzögerungsmitteln können zwei Servoechleifen vorgesehen sein, die entweder offen oder geschlossen sind und von denen die eine die Verzögerung auf einen geeigneten mittleren Arbeitspunkt herstellt und von denen die andere eine Feineinstellung der Zeit in Bezug zu einer außerordentlich genauen vorgegebenen ^eitbasis gestattet·

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden besondere Vorteile

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durch die Art und Weise gewonnen, mit der der Pilotträger benutzt wird. Die Daten werden um eine ausgewählte mittlere Frequenz frequenzmoduliert, so daß sie einen ausgewählten Bereich im Frequenzspektrum einnehmen· Sann wird ein Pilotträger außerhalb dieses Spektrums linear zu den frequenzmodulierten Datensignalen vor der Aufzeichnung hinzugefügt. Bei der Wiedergabe wird der Pilotträger von den Daten abgefiltert und mit einem Standard zur Servosteuerung verglichen.

Sine weitere Ausbildung der Erfindung ergibt sich dann, wenn man das Umschalten und die Arbeit der variablen Verzögerungaschaltungen während der Wiedergabe der Signale in gegenseitige Beziehung setzt. Einander gegenüberstehende Köpfe, von denen der eine aktiv und der andere inaktiv ist, werden zunächst zusammeηgekoppelt, um die wiedergegebenen Signale abwechselnd in zwei Signalkanäle zu geben. Dann erfolgt eine Feineinstellung der ^eit durch eine elektronisch variable Verzögerungsleitung in jedem Kanal. Eine endgültige Vereinigung der beiden Signale erfolgt durch ein relativ allmähliches Überblenden, wobei der Beitrag des einen Kanals in dem Maße verringert wird, wie der Beitrag des anderen Kanals erhöht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Hinweis auf die figuren.

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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Aufzeichnunga- und Wiedergabe-Magnet band sy st ems nach der Erfindung*

Pig» 2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und die Schemadarstellung eines Aufzeichnungüsystema nach der Erfindung.

Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und eine schematische Darstellung eines Magnetband-Wiedergabesystems nach der Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm des Energieinhalts in Abhängigkeit von der Frequenz für ein Frequenzspektrum von Daten und Pilotträgersignalen, die in den erfindungsgemäßen Systemen verwendet werden.

Fig« 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Modulatorschaltung, die erfindungsgemäß in den Systemen nach Fig. 2 und 3 verwendet werden kann»

Fig. 6 zeigt in einem Blockschaltbild eine servo-gesteuerte Vorrichtung zur Feineinstellung der Zeit und ein Umschaltsystem für ( Magnetbandsysteme nach der Erfindung.

ffig« 7 zeigt in einem Blockschaltbild eine Gattersignal-Generatorschaltung, die in den Systemen nach Fig. 2 und 3 erfindungsgemäß angewendet werden kann.

Fig« 8 zeigt eine andere Ausfiihrungsform eines Zeiteinsteil- und ümschaltsysteme nach der Erfindung im Blockschaltbild.

Fig» 9 zeigt das Schemaachaltbild einer elektronisch variablen Verzögerungelinie, wie sie in einem erfindungsgemäßen System verwendet wird.

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Der allgemeine Aufbau einea vereinigten Aufzeiohnungs- und WiedergabeBystems nach, der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Es ist ein einziges System dargestellt, das sowohl die Funktionen der Aufzeichnung als auch die der Wiedergabe ausführen kann. Aus den später im einzelnen beschriebenen Beispielen läßt sich jedoch, erkennen, wie diese W Funktionen vorteilhaft getrennt ausgeübt werden können»

Die Anordnung nach Fig» 1 ist zur Verarbeitung von Instrumentendaten bestimmt. Als Datenquellen dienen drei gesonderte Datenquellen 10 bis 12» die Signale mit hoher Informationsrate liefern. Diese Daten sollen aufgezeichnet und gesondert und kontinuierlich wiedergegeben werden, fegen der Bandbreitenkapazität kann das System in gleicher Weise zur Aufzeichnung von Fernseh- oder anderen Signalen dienen, obwohl solche Signale vor und nach der Aufzeichnung anders verarbeitet werden.

Bei der Aufzeichnung und Verarbeitung von Instrumentendaten liegen in der Regel die aufzuzeichnenden Informationen in einer Anzahl verschiedener Formen vor. Das von der ersten Datenquelle 10 gelieferte Signal kann beispielsweise eine Entfernunfsmeß-Information hoher Geschwindigkeit sein, also ein Signal, für dae in der Regel eine FM/FM-Aufzeichnung erfolgt. Die von der zweiten Datenquelle kommenden Signale können mit einer Impulskodierung modulierte Signale sein (PCM-Signale), und die Signale von der dritten Datenquelle 42 können hochfrequenz-

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moduliert sein. Die verschiedensten Arten von Quellen und vor allem mehr als drei Quellen können vorgesehen sein. Die Informationsraten der Signale von den verschiedenen Quellen können aich von der relativ niedrigen Hochfrequenzrate bis zur hohen Bitrate in den FCM-Daten erstrecken. Nach der Lehre der Erfindung werden diese verschiedenen Signale in besonders vorteilhafter Weise durch Modulation mit einem Träger kombiniert, so daß sie verschiedene Bänder in einem vorge- " gebenen Frequenzspektrum einnehmen. Die Signale der ersten Datenquelle 10 werden also mit einem ersten Träger einer ausgewählten Frequenz f.. durch einen Modulator 14 moduliert. Ein Teil des Frequ<>n7.spektrums wird daher an die FM/FI'i-Signa Je gegeben, und «war der Teil des Frequenzspektrums, der durch das von den kcitenluindern (U-u Signals bedeckte Band bestimmt ini, wenn oine Amp.11 tuckmr>odu.lni-ion durch den f .-Träger erfolgte Geeignete übliche Fi 1 tor (nidit (J ar {urteilt) können zur Ausscheidung von Komponenten au» chi:, rim<gc vujiili ui Yj eque-nzband vorgesehen oein_c In gleicher Wtiüe weraoit die I'CK· >.'ifumle von der j zweiten Datenquelle 11 ;mr AmpIitudeiiüodul ation det» Trkßora f« anderer Frequenz in einem zweiten Modulator 1D verwendete Das Frequenzband, das nun von der POM-Information um die f«-Trägerfrequenz herum besetzt wird, überlappt nicht die ΡΜ/ΪΜ-Information, die um die f..-Trägerfrequenz herum liegt« In ähnlicher Weise wird ein dritter Modulator 16 verwendet, um noch einen weiteren Träger f, mit hör- frequenten Signalen von der dritten Datenquelle 12 zu modulieren«

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Sie Signale von den drei Modulatoren 14,15,16 gelangen parallel zu Summationskreisen 18, in denen sie additiv vereinigt werden· Die vereinigten Signale besetzen eich gegenseitig ausschließend Abschnitte eines vorgegebenen Frequenzspektrums, das die Frequenzen f. bis f- umfaßt und in einen Modulator 19 zur Frequenzmodulation eines !Trägere verwendet wird· Sie von den Summationskreisen 18 abgeleiteten Komponenten werden als Analogsignale zur Steuerung des FM-Trägers verwendet. Sie Mittelfrequenz des TM-Trägers verschiebt das gesamte Frequenzspektrum auf ein anderes Band, das zwischen den Frequenzen f. und f,- liegt« Sie Frequenzmodulation hat zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eine Anzahl von Vorteilen. Sie Aufzeiohnungeköpfe können fortlaufend auf ihrem optimalen Aufzeichnungspegel betrieben werden. Ein Vorerregungssignal wird nicht benötigt· Ferner wird die Gesamtzahl der Oktaven, die von den Köpfen erfaßt werden, verringert, so daß die Ausbildung der Köpfe unter Berücksichtigung schwerwiegender Kompromisse erfolgen muß. Bei Wiedergabe der aufgezeichneten Information kann, wie noch später erläutert wird, eine Signalbegrenzung erfolgen, um Fehler zu vermindern, die sich durch Teilausfälle ergeben, wie sie etwa von Uhgenauigkeiten und Unsauberheiten der magnetischen Beschichtung des Magnetbandes herrühren können.

San tatsächlich aufzuzeichnende Signal enthält zusätzlich zum

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Signal vom Frequenzmedulator 19 eine sehr genau gesteuerte Standardfrequenz, «der einen Pilotträger, der τοη einer atabilen Oszillatorquelle erhalten wird* Der Oszillator kann ein kriβtaligesteuerter Oszillator sein und beispielsweise eine Frequenzstabilität von 1t1O' oder größer haben· Die Frequenz Ig des Pilotträgere wird derart gewählt, daß sie außerhalb des τοη f. bis fg reichenden Frequenzbandes a liegt. Am zweckmäßigsten lieget die Frequenz fg unterhalb f.. Diese Signale werden nun in einem Addierer 22 kombiniert» wobei eine Filterung, wenn gewünscht, erfolgen kann, und dann zur Aufzeichnung einem Breitbandaufzeiohnungs- und -Wiedergabesystem zugeführt, das beispielsweise mit Querspurabtastung arbeitet·

Aus Gründen der Einfachheit ist der Kopfmeohanismus 24t der eine Hehrkopf-Abtasttrommel aufweist und einen dieser zugeordneten Impulsabnahmemeohanismus, der die Kopfstellung mit dem Magnetband in Sezug bringt, gesondert τοη dem Hagnetband-Antriebssystem 25 dargestellt, ( in dem die Haspeln, der !Capstanantrieb und der Mutter-Führungsmechanismus Torgesehen sind, die in diesen Systemen bekannt und üblich sind. Längs-Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe 27 können zur gesonderten Aufzeichnung eines hörfrequenten Signals vorgesehen sein und auch zur Aufzeichnung eines Zeitkodierungssignals naoh Haßgabe der vom Kopf aufgenommenen Signale. Das Hagnetband-Antriebssystem 25 liegt an einer Stromquelle 28. Diese Stromquelle 28 speist auch ein Zeitbasis-SerTOsteuerungssystem 30 für die Terschiedcnen serro-

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gesteuerten Elemente der Vorrichtung.

Obwohl die Betriebsweise eine» Breitband-Aufzeiehnungs- und -Wiedergabesystems, in dem eine Querspurabtastung erfolgt, so gut bekannt ist, daß sie nicht näher beschrieben zu werden braucht, so soll doch hier der Übersicht halber eine kurze Beschreibung der verschiedenen servogesteuerten Vorrichtungen erfolgen· Wenn aufeinanderfolgende Köpfe an der Abtasttrommel nacheinander quer das Band abtasten, werden Zeitkodierungssignale erzeugt, die-in der Eegel magnetisch oder photoelektrisch - Kopfabnähmesignale liefern, welche die jeweilige Stellung des Kopfes zum Band beim Aufzeichnen repräsentieren. Sie Zeitkodierungssignale werden dann auf einer Längsspur auf dem Band aufgezeichnet. Gleichlaufend wird der Pilotträger mit den Baten in den Querspuren aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden die Zeitkodierungssignale ron der Längssfur an das Zeitbasis-Servosteuerungssystem 30 zurückgegeben und den Kopfabnahme signal en verglichen, die von der sich drehenden Abtasttrommel abgeleitet werden) daraus wird ein Fehlerkorrektursignal erzeugt, das die Abtastgeschwindigkeit steuert. Der Pilotträger wird hier als Bezugssignal zur Grob- und Peineinstellung benutzt, wodurch sich eine außergewöhnlich gute Zeitbasisstabilität ergibt. Gesonderte Kreise in dem Zeitbasis-Servosteuerungssystem 30 liefern Signale zur Einstellung der Drehzahl der Kapstanwelle und zur Einstellung der Lage der Mutter-Führung jeweils als Resultat des Vergleichs des wiedergegebenen Pilotträgers mit einer gesondert erseugten Bezugsfrequenz.

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Bei der Wiedergabe der Datensignale werden gesonderte Signale von jedem der vier verschiedenen Köpfe abgeleitet und über gesonderte Yorverstärkerkreiee 33 verschiedenen filtern 34- einer Filtergruppe zugeführt. In dem filter 34 wird durch selektrive Elemente nur der Pilotträger ausgefiltert· Dieses Signal wird zu dem Zeitbaas-Servosteuerungssystem 30 zurückgeführt und ferner zur Frequenz-und Phasensteuerung in den Phasen^ustier- und Umschaltkreisen 36 verwendet« Die % Kreise 36 vereinigen die Signale von den verschiedenen Köpfen in der Weise, wie sie aufgezeichnet waren. Nach Durchgang durch einen zugeordneten Begrenzer 37 werden die Signale in einem Demodulator 39 in Amplitudensignale zurückverwandelt, die Mittelfrequensen ^₁»fp und f_ haben. Diese Signale durchlaufen dann Pilterkreise 40, die die drei Informationssignalbänder voneinander trennen. Die austretenden Signale werden dann als Ausgangssignale durch Abgleich- und Verstärkerkreise 42 abgegeben.

Die Elemente des Systems nach Fig. 1 sind näher in den Figuren Z und 3 dargestellt. Diese Figuren zeigen gesondert die Einheiten, die Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktion haben, obwohl viele Elemente zugleich beiden Zwecken dienen. Fig. 2 zeigt, daß das kombinierte Signal, das die frequenzmodulierten Breitbanddaten und den Pilotträger enthält, vom Addierer 22 zu den Kopf-Speisekreisen 50 gelangt, die an die nicht im einzelnen dargestellten Köpfe auf der Abtasttrommel

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gekoppelt sind. Die Abtarittrommel 52 läßt die Köpfe (im vorliegenden Beispiel sind vier Köpfe vorgesehen) quer über das Band 53 mit hoher Drehzahl laufen« Das Band 53 wird relativ längs der Steuerwirkung einer antreibenden Kapstanwelle 55 bewegt, die mit einer Andrückrolle 56 zusammenwirkt. Die Drehzahl der Abtaettrommel und die Längs- geschwindigkeit des Bandes sind entsprechend der Bandbreite der aufzuzeichnenden Signale ausgewählt. Um ein 4-Megahertz-Band zu überdecken,läuft die Trommel 52 beispielsweise mit 12 000 ü/min, und das Band 53 wird durch die Kapstanwelle 55 mit 55 om/sec (12 1/2 Zoll/ seo) vorbewegt. Zur Abdeckung eines Megahertzbandeβ (1 MHz) können die Geschwindigkeiten, auf 3000 ü/min und 8 om/see (3 1/8 Zoll/sec) verringert werden, um ein typisches Beispiel zu nennen. Sin relativ breites Magnetband 53, beispielweise mit einer Breite von 5 cm (2 Zoll) wird von einer Zufuhrhaspel 58 abgezogen und γοη einer Aufnahmehaspel 59 aufgenommen. Der Antrieb und der übrige Mechanismus für

' die Haspeln 58 und 59 und das Band 53 sind üblich und nur in großen Zügen dargestellt. Der Bereich, in dem das Band 53 die Trommel 52 passiert, ist so beschaffen, daß dort das Band 53 rinnenföradg gebogen ist, um sich so dem Umfang der Trommel 52 anzupassen. Dies geschieht durch einen Mutter-Führungsmeohanismus 60, der überdies das Band 53 in genauer Ausriohtlage relativ zur Trommel 52 hält.

Der Antriebsmechanismus für die Abtasttrommel 52 und die K^stanwelle

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«eist einen Trommelmotor 62 bzw· einen Kapetanmotor 63 auf. Hotore werden durch Signale von einer Stromquelle, die in Pig· 2 nicht dargestellt ist, gespeist« Eine Untersetzungskupplung 65 zwischen dem Trommelmotor 62 und der Abtasttrommel 52 - sie kann durch einen Riementrieb oder sonst ein Übersetzungsgetriebe gegeben sein -dreht die Abtaettrommel 52 mit der ausgewählten Nenn-Dreheahl. In gleicher Weise wird die Kapstanwelle 55 durch den Kapstanmotor 63 " über eine Untersetzungskupplung 66 mit Nenndrehzahl angetrieben· Schwankungen in der Drehzahl der sich drehenden Elemente 52 und 55, die sich unvermeidbar durch Schwankungen des von der Stromquelle gelieferten Signals ergeben und durch einen Schlupf der Antriebe u.dgl., werden nicht während des Aufzeiehnungsvorgangs genau reguliert· Stattdessen ist ein Index-Meohanismus 68 an die Abtasttrommel 52 gekoppelt und genau zu dieser ausgerichtet; dieser Index-Mechanismus wird als Bezug für ein Zeitkodierungssignal verwendet. Obwohl die verschiedensten Zeitsignalgeneratoren benutzt werden können, besteht j doch der Index-Mechanismus 68 vorzugsweise und in der Regel aus einem Magnetabnehmermeohanismus 69, der Signale synohron zur Drehung der Abtasttrommel 52 beim Aufzeiohnungebetrieb erzeugt. Diese achwankenden Signale werden naoh Verarbeitung in geeigneten form- und 7eretärkerkreisen 20 einem Steuerepurkopf 72 zugeführt und längs einem Band des Bande· 93 *·· als Zeitkodemuster aufgezeichnet. Ein weiterer Kopf 73» der am gegenüberliegenden Band des Bandes 53 liegt, liefert

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einen «eiteren Kanal für hochfrequente oder sonstige Informationen. LÖBohköpfe und andere Konstruktionsmerkmale* die beim Aufzeichnungsvorgang verwendet werden können, sind aus Gründen der Einfachheit in der Figur nicht dargestellt·

Das erfindungsgemäße System hat ddn Vorteil, daß die Aufzeichnungselemente, die in Fig. 2 dargestellt sind, gesondert verwendet werden können oder als Teil einer kombinierten Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinheit· Werden die genannten Elemente gesondert benutzt, so ist das System leicht, kompakt und erfordert eine geringe Speiseleistung. Ferner können - was von großer Bedeutung für Breitbandsysteme ist -die aufgezeichneten Daten mit hoher Zeitbaslsstabilität mit irgendeinem Wiedergabesystem wiedergegeben werden, das erfindungegemäß dazu weiter angeordnet werden kann. Sin solches Wiedergabesystem, das mit gleichen oder ähnlichen Elementen aufgebaut ist wie das System nach Fig. 2, ist in Fig. 3 dargestellt. Bei der Wiedergabe der Signale wird jeder der Köpfe der Abtasttrommel 52 über eine geeignete Drehkontaktanordnung, die im einzelnen nicht dargestellt ist, und einen Vorverstärkerkreis 33 an die Filterkreise 34 gekoppelt, die den Pilotträger extrahieren und Datensignale den zugeordneten Verarbeitungskreisen 75 liefern, die an anderer Stelle diskutiert sind. Eine Anzahl verschiedener Servo-Steuersohleifen trägt kumulativ zu der hoch-stabilen Zeitbaj&e bei.

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Die Steuerschleife für den Abtastkopf 52 weist drei miteinander verkettete Schleifen auf, die zusammen ein in der Phase geblocktes Servosystem bilden. Der Pilotträger, der von dem wiedergegebenen Signal abgeleitet ist, enthält Fehlerinformationen, nährend das Bezügesignal rom Frequenzstandard 20 abgeleitet ist. Der Frequenzstandard kann ein gesonderter stabiler Oszillator sein oder wie unten erläutert, eine Vorrichtung variabler Frequenz, die in bestimmter Weis· aufgebaut ist· Die Signale werden in gekoppelte Frequenzteilerschaltungen 77 bzw« 78 auf niedrigere Frequenzen gebracht· Dabei werden aber die bestehenden Frequenz- und Phasendifferenzen zwischen den Signalen aufrechterhalten· Jede der drei miteinander verketteten Schleifen trägt in bestimmter Weise zur Steuerung des Trommelsynchronmotors 62 bei, der durch einen Motorantriebsverstärker 80 erregt wird. Zur besseren Dämpfung der Drehung des Trommelmotors 62 wird ein Gesehwindigkeits-Rückkopplungssignal von einer Schleife abgeleitet· Diese Schleife enthält einen Frequenz-Diskriminator 82, der Fehler- und { Bezugssignale von den Frequenzteilerschaltungen 77 und 78 erhält· Das Signal vom Frequenz-Diskriminator 82 gelangt zu einem Phasenschieberund Modulatorkreis 83» der auf die Signale eines Oszillators 85 variabler Frequenz anspricht. Wenn sich der Trommelmotor 62 zur Verringerung des Fehlere in seiner Drehzahl ändert, verringert sich das Frequenzfehler-Steuerungssignal von dem Diskriminator 82, so daß ein überlaufen der Drehzahlkorrektur begrenzt wird.

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Das wiedergegebene Pilotsignal und das Bezugssignal werden ferner Phasenkomparator-und Filterkreisen 87 zugeführt, die Fehlersignale für die beiden verbleibenden Steuerschleifen erzeugen· In einer der Steuerschleifen führt das Hochpaßfilter 88 die sbh schnell verändernden Komponenten in dem Phasenfehlersignal dem Steuereingang des Phasenschieber- und Modulatorkreises 83 zu· Veränderungen des Phasenschieberaus gang β signals ändern dementsprechend die Drehzahl des Trommelmotors 62· Die sich relativ langsam ändernden Komponenten des aus dem Phasenkomparator- und Filterkreis 87 austretenden Signale werden durch ein Tiefpaßfilter 89 gewonnen und zur Steuerung der Frequenz des Oszillators 85 variabler Frequenz verwendet» Die äußere» Steuerschleife, die das Tiefpaßfilter 89 enthält, integriert die Phasendifferenz, um sicherzustellen, daß kein stationärer Phasenfehler entsteht oder benötigt wird« Ein extrem kleiner Phasenfehler, der von dem Gewinn der äußeren Schleife herrührt, kann die Schleife über den zu erwar-) tenden Schwankungsbereich hinaus belasten. Ein solcher Fehler ist Jedoch so gering, daß durch ihn eingeführte Abweiehungei^Ln den wiedergegebenen Daten ohne weiteres durch die Wirkungsweise des naohfolgenden Yerarbeitungskreiaeo 75 eliminierte' Der gesamte Servomechanismus kann Zeitbasisfehler in den wiedergegebenen Daten innerhalb + 0,25 Mikrosekunden halten.

Gewisse Einzelheiten der Schaltanordnungen, wie sie eben beschrieben wurden, sind in der US-Patentschrift 3 017 462 erläutert· Aus dieser

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Patentschrift ergeben sich auch noch weitere Einzelheiten über die Wirkungsweise und die Eigenschaften der Dchalteinheiten*

Das Servosystem zur Steuerung des Kap stan-BIo tors 63» der die Kapstanwelle 35 antreibt, verwendet die Zeifckodierungasignale vom Steuerspurkopf 65 und die Signale vom Abnehmermechanismus 69ο ton dam Former- und Verstärkerkreis 70 werden zyklische ffellenformen geliefert und dem Abnehmermechanismus 69 zugeführt, Ähnliche Former- und Verstärkerkreise 90 führen zyklische Wellenformen dem Steuerspurkopf zu« Diese Kreise sind im übrigen die g!le Lehen wie im Servosystem für die Abtasttrommel« Die Zeitkonstanten sind dabei jeweils geeignet eingestellt· Die Signale von den "Former- und yerstärkerkreisen und 90 gelangen also sowohl zu den Phasenkomparator- und Filterkreisen 87' als auch zu einem Phasendiskriminatorkreis 82'· Dem Phasenschieber- und Modulatorkreis 83' werden Geschwindigkeitarückkopplungssignale nach Maßgabe der Signale des Frequenzdiskrimi- ( nators 82' zugeführt. Eine genaue Justierung der Drehzahl des Kapstanmotors 63 erfolgt durch die Signale in der mittleren Schleife, die vom Hochpaßfliter 88' zum Phasenschieber 83» gelangen, und durch Steuerung des Oszillators 85' variabler Frequenz durch den Tiefpaflfilterkreis 89». Im Effekt wird, wie dies auch in der US-Patentschrift 3 017 462 beschrieben ist, die Drehzahl der Kapstanwelle 55 auf die korrigierte Drehung der Trommel 52 eingestellt·

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Die letzte Servosteuerung, die in dieser Anordnung vorgesehen ist, steuert die Stellung der Mutterführung 60 relativ zur Abtasttrommel

52. Da das Magnetband in seinen Abmessungen nicht stabil ist, insbesondere nach Erhitzung permanent schlupft, können beim Ablesen der Daten Änderungen der Datengeschwindigkeit auftreten, wenn die körperlichen Abmeasungeständerungen des Magnetbandes nicht kompen-" siert werden» Hierzu justiert die Mutterführung 60 die Querabmessung des Magnetbandes 53, indem sie das Magnetband in entsprechender Weise über die Trommel 52 streckte Im Verarbeitungskreis 75 erfolgt ein Phasenvergleich zwischen dem wiedergegebenen Pilotsignal und dem Bezugssignal. Das sich dabei ergebende JPhasenfehlersignal wird einem Neigungsfilterkreis 92 zugeführt» Die sich langsam verändernde Komponente des Signals vom Neigungsfilterkreis 92 wird durch ein Tiefpaßfilter 93 gewonnen und dem Mutterführungsmotor 94 zugeführt. ^ine solche Anordnung wird weithin in Querspurabtastungs-Aufzeichnungsund-Wiedergabesystemen verwendet und braucht daher hier nicht ,im, einzelnen beschrieben zu werden. ..,_,.

Bine verallgemeinerte Dargstellung des Prequenzspektrums der aufgeseiohneten Signale ist in Figo 4 gegeben. Wie aus dieser Figur ereiehtlicn, besetzen die Daten ein Frequenzspektrum von f. bis ί_?+ um eine mittlere Trägerfrequenz, die in der Mitte dieser beiden Grenzen liest· Der Pilotträger hat eine Frequenz fg, die außerhalb des Datenbande· lieft· Innerhalb des Datenbandes besetzen die verschiedenen

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Eingangssignale sieh gegenseitig ausechließend Abschnitte des Spektrums. Beide Seitenbänder um die Mittel frequenz herum werden selbstverständlich nicht benötigt. Tatsächlich bleibt eines der vollen Seitenbänder in der Regel bei der Aufzeichnung und Wiedergabe nicht erhalten» Bei einer mittleren Trägerfrequenz von 6 MHz beispielsweise und bei Breitbanddaten über 4 MHz erntreckt sich das frequenzmodulierte Spektrum von 2 bis 10 MHz. Es ist nicht notwendig, daß die Wiedergabekopfe den ganzen Bereich erfassen, da die frequenzmodulierten Signale; e3 nur erforderlich machen, daß sie einen Bereich von 2 bis 7$'> MIIz erfassen. Die Frequenzen oberhalb 7»5 MHz gehen beim Aufzeichnen verloren. Ihr Informationsgehalt ist jedoch voll im anderen Seitenband vorhanden« Wenn die wiedergegebenen Signale später durch den Begrenzer laufon, werden die oberen Frequenzkomponenten wiederhergestellt*

Ein insbesondere -tirauchbarcr frequenzmodulierter Ereie 19 (Fig· 1) zur Erzeugung einer Spektralverteilung, wie sie in Pig. 4 dargestellt | ist, ist als Blockschaltbild in Fig. 5 dargestellte Die Eingangsdatensignale, die als Analogsignale verwendet werden, ,steuern zwei Oszillatoren 96,97 variabler Frequenz, die in Abstand voneinander befindliche ausgewählte Mittelfrequenzen haben.Es erwies sich insbesondere als zweckmäßig, die ^szillatorenkreise unter Verwendung spannungsabhängiger Kondensatoren frequenz-zu-modulieren· Solche Kreise sind außerordentlich empfindlich und erfassen einen weiten Bereich, und es lassen sich im Gegentakt Kupplungselemente für

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Nichtlinearitäten in den charakteristischen Kurven der spamrangsabhängigen Kondensatoren "betreiben. Für eine mittlere Trägerfrequenz von 6 IflHz wurden beispielsweise für die Oszillatoren 96,97 Nennmittelfrequenzen von 103 und 97 MHz gewählt«, Die frequenzmodulierten Ausgangssignale von den Oszillatoren 96 und 97 wurden dabei in einem Mik scher überlagert, und danach wurden die unerwünschten Harmonischen in Filterkreisen 99 entfernt. Dadurch entstanden Signale mit dem in Fig.4 dargestellten Spektrum. Da Temperaturänderungen eine Frequenzänderung der frequenz-überlagerten Signale in gleicher Richtung hervorrufen, ändert sich die Ausgangsfrequenz nur wenig mit der Temperatur. Die durch das Signal erzeugten unerwünschten Frequenzen, die kohärent zur Eingangswelle sind, werden auf einem Pegel gehalten, der unterhalb des mittels des Signals erzeugten weißen Geräuschs liegt«

In den Figuren 1 und 6 sind bevorzugte Phasenjustier- und Umschaltkreise 36 dargestellt. Die w^dergegebenen Datensignale einschließlich des Pilotträgers kommen von vier getrennten Vorverstärkerfcreisen 33 (Fig« 1)» während die vom Kopf abgenommenen Signale vom Servosteuersystem 30 der Figo 1 geliefert werden. Das in Fig. 6 dargestellte System ist im wesentlichen ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten. Jedoch wird das Bezugssignal von einem Oszillator variabler Frequenz gewonnen, und die Bandpaßfilter zur Aussonderung des Pilotträgers sind getrennt dargestellt,

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Die vom Kopf abgenommenen Signale bestätigen einen Gattergenerator 100, der eine Anzahl verschiedener Ausgangssignale erzeugt, Diese Signale sind direkt als Zeitsignale an verwenden, Diese Zeitaignale repräsentieren die jeweilige Drehzahl der Köpfe auf der Abtaattrommel und die jeweilige Lage der Köpfe zu jedem Zeitpunkt, Befinden sich an der Trommel vier Köpfe, so liefert der Gattergenerator !00

id von 45^u und der gleichen Prequenz wie die Drehzahl der Trommel.

8 verschiedene Rechteckwellen mit einem Phassnabstand von 45° und

Liegen die einzelnen Köpfe auf der Abtasttrommel im Winkelabatand von 90 voneinander, so befinden sich jeweils zwei benachbarte Köpfe in Kontakt mit dem Magnetband. Sie liefern dann Signale, die in einigen Abschnitten des vollständigen Zyklussea gleich sind. Die einander gegenüberstehenden Köpfe, die Paare 1 und 3 und 4 und 2 geben während des gleichen Zeitpunkts nirgendwo im Zyklus Signale ab. Diese Tatsache wird durch erste Gatterkreiae 101 bzw, 102 ausgenutzt, die jeweils Signale von verschiedenen, einander gegenüberstehenden Kopfpaaren erhalten. Unter der Steuerwirkung der jeweiligen Gattersignale wird daher jedes der Gatter 101 und 102 während eines 90°-Abeehnitte der Drehung der Abtasttrommel aktiviert jeweils dann, wenn eines der Kopfpaare in Kontakt mit dem Band 1st, dann im nächsten 90°-Abachnitt entaktiviert, im folgenden 90°-Abechnitt reaktiviert usw.

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Die we^dergegebenen Signale werden daher in zwei gesonderten Signalkanälen verteilt, in denen die endgültige Zeitbasisjustierung erfolgt. Die -^haeen justierung der wiedergegebenen Signale erfolgt Tor der endgültigen Wiedervereinigung aus den verschiedenen Kanäien. In dem Kreis, der diejenigen Signale vom Gatter 101 enthält, die an den ersten und dritten Kopf gekoppelt sind, wird eine gesteuerte und genaue P Verzögerung mittels einer elektronisch variablen Verzögerungsleitung 104- eingeführt, die von einem Phasenkomparator 105 gesteuert wirde Die variable Verzögerungsleitung 104» die im einzelnen später noch beschrieben wird, kann spannungsabhängige Kondensatoren enthalten, mit denen elektronisch die Zeitkonstanten der Elemente der Verzögerungsleitung zu verändern sind«, Der Phasenkomparator 105 erhält BessugsBignale von einem Oszillatorkreis 105 variabler Frequenz, der relativ langsam durch die niedrige Frequenzkomponente justiert wird, welche durch ein Tiefpaßfilter 107 von dem System aufgenommen wird,

* Der Pilotträger, der durch die variable Verzögerungsleitung 104 läuft, wird von einem Bandpaßfilter 108 entfernt und dem Phasenkomparator 105 zugeführt, wo er in Bezug zur variablen Frequenz des Oszillators 106 gesetzt wird. Der Phasenkomparator 105 erzeugt •in fehlersignal zur Steuerung der Verzögerung, die durch die variable Verzögerungsleitung 104 ereeugt wird. Da dies die letzte Zeitkorrektur in einer Beine kumulativer Zeitkorrektionen ist, ist die Justierung nur sehr gering. Sie liegt in der Größenordnung von Zehnteln einer MikroSekunde maxiaal· Daher bleibt das Signal, das von

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Nenndem Bandpaßfilter aufgenommen wird, sehr nahe an der/Frequenz des Pilotträgt:rs· Aus diesem Grunde können die sich sehr langsam verändernden Komponenten oder die lange andauernden Verschiebungen im Fehlersignal zur »Steuerung des Oszillators 106 variabler Frequenz in beschriebener Weise verwendet werden. Es wird damit darauf hingewirkt» daß eine konstante Phasendifferenz zwischen dem wiedergegebenen Pilotträger und der Standardfrequenz beibehalten bleibt» Die konstante Phasendifferenz wird dazu verwendet, um die variable Verzögerungsleitung 104 in der Mitte ihres Arbeitsbereichs zu halten_o

Das Bandpaßfilter 108 muß einen genügend breiten Durchlaß haben, um alle normalen Schwankungen in dem wiedergegebenen Pilitträger zu erfassen* Dies kann dadurch erreicht werden, daß man eine relativ allmählich anwachsende Dämpfung für Irequonscn in dem Pi]tor 108 vorsibeht, die außerhalb der Honnfrequeue 3irgen<·

Die Datensignale vom 2. und 4. Kopf werden in ähnlicher Weise hinsichtlich ihrer Phase in einer variablen Verzögerungsleitung 114 jTistiert, die von einem Phasenkomparator 115 gesteuert wird. Der Phasenkomparator 115 erhält Bezugssigiiale von dem Oszillator 106 variabler Frequenz und den Pilotträger von dem Bandpaßfilter 118· Die Pilotträgersignale werden in beiden Signalkanälen duroh Bandeliminationsfilter 109 bzwo 119 gedämpft und gemeinsam einem zweiten

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und letzten Gatterkreis 122 zugeführt, der von dem Gattergenerator gesteuert wird· Diese Gatterkreise 122 bewirken ein langsames Überschalten derart, daß die Übergänge, die aufgrund der hohen Schaltgeschwindigkeit auftreten konnten, völlig aus dem letzten Ausgangssignal eliminiert werden, indem allmählich ein Signal eingeblendet wird, während das andere Signal allmählich gedämpft wird. Existiert eine kleine Phasendifferenz zwischen den Signalen, so kann in der Amplitude der vereinigten Signale eine kleine Delle auftreten. Eine solche Delle wird jedoch jedenfalls durch die nachfolgenden Begrenzerkreise eliminiert, da die Daten frequenz-moduliert sind.

Die sich langsam ändernden Komponenten in den Fehiersignalen von den Phasenkomparatoren 105 und 115 werden additiv in einem Addierkreis 120 vereinigt und zur Steuerung des Oszillators 106 variabler Frequenz über das oben beschriebene, eine sehr niedrige Grenze aufweisende Tiefpaßfilter 107 verwendet· Wie oben im Zusammenhang mit der Anordnung nach Figl 3 erörtert, kann das von dem Summierkreis 120 abgegebene Signal auch der Schaltung zugeführt werden, die zur Steuerung des Mutterführungsmechanismusses dient.

Es seinen nun gewisse Torteile erläutert, die sich aus der Verwendung der Anordnung nach Fig« 6 ergeben. Zunächst stehen alle zeitlichen Zusammenhänge und zeitlichen Beziehungen in Bezug auf den stabilen und

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äußeräfc zuverlässigen Pilotträger. Es können daher lang andauernde ■Verschiebungen nicht vorkommen, und die Zeitbasis ist unter fortwährender Kontrolle« Weiterhin wird an Bauelementen hinsichtlich Anzahl und Komplexität gespart. Es ergibt sich eine Herabsetzung der Gesamtkosten, dabei aber eine Erhöhung der Zuverlässigkeit» Heben der Zeitbasisstabilität ist besonders wichtig die kontinuierliche Datanwiedergabe, Hier darf bemerkt werden, daß die verschiedenen Schaltun- | gen, die zur Phaseneinstellung, zur Yerstärkungssteuerung und zur Signalformung in der Anordnung nach Pig, 6 dienen, aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sind.

Ein geeigneter Gattergenerator 100, der Zeitimpulse zur Steuerung der Gatter 101, 102 und 122 in der Anordnung nach Pig« 6 liefert, ist in iig· 7 dargestellt«, Das Umsehaltsystem erfordert acht gleiche Abstände voneinander aufweisende Zeitsignale bei jeder Umdrehung der Abtasttrommel· Diese Zeitsignale werden nach Maßgabe dar von dem Bezugsmechanismus 69 aufgenommenen Signale erzeugt; der Bezugsmechanismus 69 arbeitet mit der Abtasttrommel zusammen« Der sich drehen de Bezugsmechanismus kann hierzu durch acht Radien in gleiche Segmente unterteilt werden, die abwechselnd einen Magnetfluß leiten oder nicht leiten· Signale von der Abnehmervorrichtung haben daher die vierfache frequenz der Abtasttrommel und sind mit dieser synchronisiert. Diese iignale werden durch den Gattergenerator 100 in acht gesonderte Signale umgewandelt, von denen jedes die frequenz

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der Abtasttrommel hat, die jedoch, einen Abstand von 45° untereinander relativ zur Trommeldrehung haben« Die Eingangssignale für den Gattergenerator 100 sind diejenigen, die vom Abnehmermechanismus 60 abgeleitet sindο Sie haben in der Regel Rechteckfornu #ie Rechteck-Wellen laufen durch einen Differenzierkreis 125, der abwechselnd ins positive und ins negative gehende Spannungspitaen abgibt» Diese Spannungspitzen werden dann zwei gegensinnig gepolten, in einer Richtung liegenden Vorrichtungen 126, 127 zugeführt» lach Umkehr der negativen Impulse in einem geeigneten Umkehrkreis 129 wird jede der gesonderten Impulsreihen einem Zähler 130 bzw, 131 zugeführt» Die Zähler 130 bzw. 131 sind Umlaufvorrichtungen mit jeweils drei binären Stufen«, Jeder Zähler steuert ein gesondertes Entscheidungsnetz 133 bzw. 134« Die Hetze 133 und 134 sind Dioden, Matrizen oder andere Elemente, die logische Gatterfunktionen auszuführen gestatten, Jedes der Entscheidungsnetze 133 und 134 steuert ein gesondertes ihm zugeordnetes Paar von Flip-Flops 135» 130 bzw. 137,138. .- -

Dieser Mechanismus arbeitet wie folgt:

Die positiven Impulse und die negativen Impulse, die von dem Differenzierkreis 125 abgegeben werden,haben einen Abstand von 45° untereinander (relativ zur Drehung der Abtasttrommel)· Es liegen acht Impulse pro Zyklus vor. Der erste, dritte, fünfte und siebente Impuls sind im vorliegenden Beispiel positiv, die restlichen Impulse sind negativ· Zur Erzeugung einer ersten Eeehteckwelle mit der Abtasttrommelfrequenz in Bezug zu einem ersten Impuls des Abtasttrommel-

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zyklüsses wird der Impuls der Reihe verwendet, um den ersten Flip-Flop einzustellen, und der fünfte Impuls, um dän Flip-Flop zurückzustellen« Danach wird der Flip-Flop wieder durch den ersten Impuls der folgenden Reihe eingestellt· Auf diese Weise entsteht eine erste Rechteckwelle, wobei der eingestellte Ausgangsanschluß am Beginn des Zyklüsses "hoch^ir-geht und am 180°-Punkt "nach unten" gehto Auf diese Weise entsteht ein Ausgangssignal, das ein Α-Signal genannt werden ™ kann· Ein Signal, das um 180° außer Phase mit dem Α-Signal ist (ein solches Signal kann Ä-Signal genannt werden), wird gleichlaufend von dem Rückstellausgang des ersten Flip-Flops 135 abgeleitet. Die Einstell- und Rüekstell-Funktionen des ersten Flip-Flops 135 wirken auf das Entscheidungsnet-z 133 unter der Steuerungswirkung von Dreistufenzählern. 130 in üblicher Weise.

Ähnlich, jedoch mit einer Phasenverzögerung von 45° in Bezug zur beschriebenen ersten Eechteckwelle kommt eine Rechteckwelle an den Ein— stell-Ausgangsanschluß des dritten Flip-Flops 137» der mit dem zweiten' Impuls der Reihe beginnt und mit dem sechsten Impuls der Reihe endet· Beides sind negative Impulse. Diese Impulse werden unabhängig voneinander durch das andere Entscheidungsnetz 134 unter der Steuerwirkung der Zähler 131 ausgewählt. Die Signale an den beiden Ausgangsanschlüssen des dritten Flip-Flops 137 können B- und 33-Signale genannt werden. Die Ausgangssignale, die von dem zweiten bzw« vierten Flip-Flop 136 bzw. 138 geliefert werden, werden in ähnlicher Weise gesteuert, um den gewünschten Zeitzusammenhang in den Rechteckwellen zu erhalten, die sie mit der Frequenz der Abtasttrommel erzeugen·

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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine offene Servoschleifen-Anordnung zur Phasenjustierung und für die Umschaltkreise 36 der fig, 1 zu verwenden· Eine solche Anordnung ist in Pig. 8 dargestellt« Einzelheiten, die bereits in Zusammenhang mit Pig· 6 erläutert wurden, sind in Pig. 8 aus Gründen der Einfachheit fortgelassene Wie bei der Ausführungsform nach Pig· 6 erfolgt eine Torumschaltung in ersten Gattern 101 und 102, um einander gegenüberstehende £öpfe der Abtasttrommel während Intervallen zusammenzukoppeln, in denen keine Übergänge in das System eingeführt werden können· Variable Verzögerungsleitungen 104 und 114 justieren die Phase des Signals, das von den Schaltern 101, 102 kommt. Eine endgültige Kombination dieser Signale in den beiden Kanälen erfolgt in den letzten Gattern 120, wobei vorzugsweise die oben erörterte Technik des allmählichen Überschaltens verwendet wird. Sie Steuerung dieser Anordnung mit einer offenen Schleife erfolgt unter Verwendung des Frequenzstandards 20 und von zwei Phasendetektoren 150,151· Wie

es bei Anordnungen mit offener Schleife üblich ist, sind die Fehler- « -

■ signale, die von den Phasendetektoren 150,151 geliefert werden, proportional zur Differenz zwischen dem Standardsignal und dem wiedergegebenen Signal· Es erfolgt eine Steuerung der variablen Verzögerungsleitungen 104 und 114 derart, daß eine kompensierende Verzögerung eingeführt wird, die den fehler beseitigt,

■ ■ . *

In Pig» 9 ist eine Ausführungsform einer elektronisch variablen Verzögerungsleitung 104» 114 dargestellt, in der sich eine Mehrzahl

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spannungsahhängiger Kondensatoren (Varicaps) oder Kondensatoren mit Siliziumtibergängen /befinden, die gegeneinander abgeglichen zusammengeschaltet sind und eine zusammengefaßte (lumped) Parameterleitung bilden· Sie Kapazitäten der Varicaps ändern sich nach Maßgabe eines Steuersignals, das an sie im Gegentakt gelegt «erden kann· Im Betriebszustand werden die verarbeiteten D_aten-signale von den ä ersten Gattern 101 und 102 abgenommen und über einen Absehlußwiderstand oder einen Belastungewiderstand 170 einer Schiene zugeführt, die eine Reihe von Induktivität eil 172» 174_fi76 aufweist. Jede Induktivität liegt zwischen zwei Paaren von Varicaps· Jedes Paar steht miteinander im Gleichgewicht, wobei die Anode des jeweils ersten Varicaps 178,180,182,184 mit der Kathode des jeweils zweiten Varicaps 186,188,190,192 verbunden, ist. Sas Informationssignal läuft durch die Verzögerungsleitung, Am Ende der Verzögerungsleitung wird ein Signal abgegeben, das ein· feste Verzögerung relativ zum Eingangssignal hat« Wird jedoch ein Pehlersignal vom Phasenkomparator 105, * 115 in fig· 6 oder den Phasendetektoren 150,151 in ^ig. 8 der variablen Verzögerungsleitung 104,114 zugeführt, so wird die feste VerzÖge*- rung nach Maßgabe der Spannung des Fehlersignals verändert· Die fehler spannung verläuft etwa proportional zur vierten Potenz der änderung der festen Verzögerung· Jede Zunahme der fehlerspannung erhöht die zuaammengefaßten Kapazitäten und das Ausmaß der Verzögerung· Sie Fehler-Steuer spannung kann im Gegentakt den Kathoden der Varicap« 178-r 184 und den Anoden der Varicaps 186-192 zugeführt werden»

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Nebensehlußkondensatoren 194-200 sind zwischen das Varicap-Netz und ein Bezugspotential, wie etwa Erde, geschaltet·

Die Anzahl der aufeinander abgeglichenen Abschnitte der Varicaps und der Induktoren bestätigen das Ausmaß der Phasenverzögerung· Wird die Anzahl vergrößert, so erhöht sich auch die feste Verzögerung, und ferner ist eine größere Variation des Bereichs der einstellbaren Verzögerung möglich, In Anbetracht des abgeglichenen Systems wirken die gegeneinander geschalteten Varicaps eines jeden Paars derart, daß sie Effekte von irgendwelchen Spannungsänderungen, die durch das Informationssignal allein verursacht sein können, aufheben· Nur die fehl erst euer spannungen, die von den Phasenkomparator en 105, 115 oder den Detektoren 150 und 151 kommen, bewirken eine Veränderung in der Verzögerung des Signalausgangs·

Obwohl im vorangehenden verschiedene Arten von Breitband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabesystemen beschrieben wurden, bei denen eine Quer spurabtastung verwendet wird, so ist doch die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Erfindung kann auch für andere Systeme verwendet werden, wie etwa Breitbandapparate mit schraubengängiger Bandführung« -

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Claims (1)

1. ietentansprüchei

   und-+ic<J«rgabeeyeteai *«r Verarbeiten* kontinuierlicher Hraitband-£5ignallnfOBe«tlon«l alt genau·!¹ 2eit«· baeie-L'tabllltät, iß dem da· InfonBatioöeeigiiel fretiuenaeodu- I

   Utrt wird und ein Pllot-üeeugeeignal dt* frequenzmoduliert«! Info rmatior.« signal wahrend dta Auf»iohnuneebe triebe· addiert wir*_t das «Ine Freauens hat« die w«»«ntllob nl«drlc«r ü«gt al· tit Iiandbrelt· dt· Infoircationeelgnal· «na in dt» di· kontinui·»·

   Slgnalinformetionen durch tint ^cbxmahl τβη ^Ägnetwundlt»

   werden, die alt gleithtn bstUnden imtertlnaadtr an einer Drehtrommel angeordnet Bind, wobei jede» Magnetwendltr ein gesonderter yignnlTererboituni-elsanal angeordnet itt tieft tin ^.citkodemuuter geoondert auf dta ilagnetband aufgeeeieheet wird, jttkenngeiofaatt du roh träte iiervoalttel (SJ) eur Ein· teilung der ürthaahl der ürehtroraael naoh Maßgabe dta wiedergesehenen durch elektronieoli Tariaelt

   (tO4,114)t die stir Korrektur von ihaetnfehlern an die TerarbeitungBkanule ««koppelt »lud, durcb swelte Serrtaittel (105«115·106) »ur vteuerung dtr variablen ¥ereügeruni»glieder nach UaBgebe dta wiedergegebenea Χ^1ο%·ϋ·*ακ··1ίηβ1· med doroh ^chalteittel (108,109,118,119·122)» die die Signale vm dec variablen Vergagenaigtglltdtrn aufeinander fol^end trhalttn and

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