DE1449315A1

DE1449315A1 - Lese-Schreib-Verstaerkerschaltung

Info

Publication number: DE1449315A1
Application number: DE19631449315
Authority: DE
Inventors: Cochran Donald James; Patterson Donald Marvin
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1962-09-04
Filing date: 1963-09-04
Publication date: 1969-03-27
Also published as: DE1449315B2; GB988981A; US3261004A; NL296983A; NL131444C

Description

. 8 Kffinclven 21, Uhlstru-e 21
Ampex Corporation, 934, Charter Street, Redwood Oity/Oalif./USA.

Lese- Schreib- Verstärkerschaltung

Bie Erfindung betrifft Itese-Sehreib-Verstärkerschaltungen und Insbesondere solche, die in Geschwindigkeitsregelsystemen von Magnetjand-Aufzeichnunge- und Rüekspielgeräten Verwendung finden.

Beim Aufzeichnen und Rückspielen hochfrequenter Signale, wie atwa Jernseheignale, auf Magnetband, ist ein G-eschwindigkeitsregelsystem erforderlich, um sicherzustellen, daß die longitudinale Po- «ition des Bandes relativ zu der Position einer Leittrommel beim Rückspielen genau dieselbe ist wie sie bei der Aufzeichnung war. Das leachwindiglceitsregelBysteni stimmt die Bandbewegung von Spule zu 3pule derart auf die Drehung der Leittrommel ab, daß eine vorher iufgezeichnetβ Kontrollspur Über einen Kontrollspurkopf läuft» Während fer Aufaeichnung erzeugt ein Impulsgenerator ein Kontrollsignal von in«r froquem, die durch dit Umdrehungegeschwind!gkelt der Leitjroaael beetimmt wird» Dieses Kontrollsignal wird durch einen ersten ontroliveretärker verstärkt und dann länge eines Randes des Hagnetandee durch den Kontrollepurkopf aufgezeichnet. Beim Rückspielen d.rd da« K-0-atrollapurai^nal reproduziert und von einem zweiten KonrollveretÄricer veretörkt. Sas reproduzierte Kontrollspursignal wird It einem Auegaagewignal des Impulsgenerators verglichen, wobei jede lfferena bezüglich der Phase zwischen den zwei Signalen in eine igelBpannung umgeeettt wird, die einen Leittrommelmotor beschleunigt

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oder verzögert. Demzufolge ist die longitudinale Bandposition relativ zur Leittrommelposition während des Rückspielens genau die-;-' selbe wie sie bei der Aufzeichnung war»

Frühere Greschwindigkeitsregelsysteme für Magnetband-Aufzeichnungs- und Rückspielgeräte verwendeten zwei getrennte Kontrollverstärker, einen während der Aufzeichnung und den anderen während des Rückspielens. Überdies war dieser Typ eines Greschwindigkeitsregelsystems sehr kompliziert und kostspielig, da er zwei Kontrollverstärker benötigte.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen neuen Iiese-Schreib-Verstärker zur Verwendung in einer Magnetband-Aufzeichnungs-und Rückspieleinrichtung zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lese-Sehreib-Verstärkersclialtung zum G-ebrauch in einem G-eschwindigkeitsregelsystein eines Magnetband- Aufzeichnung«- und Rückspielgerätes zu schaffen»

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden detailierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeiapieles der Erfindung hervor in Verbindung mit der Zeichnung, die in der einzigen, Figur ein schematiseh.es Schaltbild einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Xn Übereinstimmung mit der Erfindung is_tt eine einzige Verstärkerschaltung zum Gebrauch in einem Magnetband-Aufzeichnungsund Rückspielgerät vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß sich der Wechsel vom Aufzeichnen zum Rückspielen durch Betätigung von Schaltern bewerkstelligen läßt. Die Lese^Sehreib-Verstärkerschaltung wird von einem ersten !Dransietor, der sich sowohl während der Aufzeichnung als auch während des Rückspielens in einer KoI-

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lektorschaltung befindet, sowie einem zweiten Transistor gebildet, der sich während des Aufzeichnens in einer Kollektor- und während des Eückspielens in einer Basisschaltung befindet. Die Schalter verbinden eine Energiequelle mit der Kollektorelektrode des zweiten Transistors, wobei der zweite Transistor eine Kollektorschaltung einnimmt, um während der Aufzeichnung eine Stromverstärkung herbeizuführen. So wandern Informationssignale durch die kollektorgeschalteten Verstärker zu einem Lese-Schreibkopf, der mit der Emitterelektrode des zweiten Transistors verbunden ist. Während des Rückspielens wird die Schaltung des zweiten Transistors von der Kollektorschaltung auf Basisschaltung umgelegt. Dies geschieht dadurch, daß die Energiequelle über einen Spannungsteiler mit der Basiselektrode des ersten Transist-ors verbunden wird. Der Spannungsteiler gestattet der Basiselektrode des ersten Transistors ein Potential anzunehmen, das durch den ersten Transistor der Baä-Belektrode des zweiten Transistors zugeführt wird. Das Potential bewirkt die Einstellung des Gleichstrom-Arbeitspunktes des zweiten Transistors, wobei der zweite Transistor eine Basisschaltung annimmt, um während des Rückspielens eine Spannungsverstärkung herbeizuführen. Die Schalter verbinden auch die Energiequelle über einen Belastungswiderstand mit der Kollektorelektrode des zweiten Transistors. So wird die vorher aufgezeichnete Information vom Lese-Schreibkopf abgenommen und dann durch den baaiegeschalteten Verstärker verstärkt. Somit ist die neue Lese-Schreib-Veretärkerschaltung in der Lage, Informationssignale in zwei Richtungen zu verstärken, indem eie zwei Transistoren verwendet, die während des Aufzeichnen^ beide als kollektorgeechaltete Verstärker eingesetzt sind, während der eine beim Ruckspielen als basisgeechalteter und nur der ander· ale

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kollektorgeschalteter Verstärker arbeitet.

In der einzigen Abbildung ist eine Lese-Schreib-Verstärkerschaltung dargestellt,die zur Verwendung im Regulierungseyetem eines Magnetband-Aufzeichnungs- und Rückspielgerätes bestimmt ist. Die· lese-Schreib-Verstärkerschaltung enthält zwei pnp-Transistören'10 und 11, von denen jeder die üblichen Emitter- Basis- und Kollektorelektroden besitzt, die bezüglich des Transistors 10 mit den Ziffern 12, 13 und 14 und bezüglich des Transistors 11 mit den Ziffern 15, 16 und 17 bezeichnet sind. Der Transistor 10 befindet sich in Kollektorschaltung, indem seine Kollektorelektrode 14 mit der ne-gativen Klemme der Energiequelle 18 verbunden iet und er behält diese Schaltanordnung sowohl während der Aufzeichnung ale auch während des Rückepielens bei. Zwischen der Emitterelektrode 12 des Transistors 10 und einem Erdanschluß 20 liegt ein Emitteraußenwiderstand 19· Der Emitterauegang des Traneietore 10 liegt an der Basiselektrode 16 des Transistors 11. Das eine Ende der Lese-Sohreib-Kopfspule 21 ist durch kapazitive Kopplung 22 mit der Emitterelektrode 15 des Transistors 11 verbunden, während das andere Ende an der Erdungsklemme 20 liegt. Die Emitterelektrode 15 dee Transistors 10 ist über einen den Strom begrenzenden Widerstand mit der Erdungsklemme 20 verbunden.

Der Lese-Sohreib-Verstärker ist durch Betätigung eines «raten Schalters 24 von "Aufzeichnung" auf "Rückspielen¹* und umgekehrt umschaltbar« Durch den Sohalter 24 wird die negative Klemme der Energiequelle 18 wahlweise entweder mit einem SchreibanaohluS 25 oder einem Ltetaneohluß 26 verbunden. Während der Aufzeichnung v»rbindet der Sohalter 24 die negative Klemme der Energiequelle 18 mit der Kollektorelektrode 17 des Traneietore 11, um den Transistor

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in Kollektorschaltung au bringen. Dadurch wird der Transistor 11 befähigt, stromveretärkend auf Informationssignale relativ hoher Spannung zu wirken. Der Transistor 41 ist nicht mit der negativen Klemme der Energiequelle 18 verbunden und daher während der Aufzeichnung nichtleitend. Somit gehen die Informationsaignale durch die Stromverstärker 10 und 11 zu der Lese-Schreib-Kopfspule 21, die an dem Ausgangskreis des Verstärkers 11 Ijqgt.

Während des Rückspielens verbindet der Schalter 24 die negative Klemme der Energiequelle 18 mit dem gemeinsamen Anschluß 27, der durch den Widerstand 28 mit dem gemeinsamen Anschluß 29 verbunden ist. Ein Spannungsteiler, der aus hintereinandergeschalteten Widerständen 30 und 31 besteht, die zwischen sich einen gemeinsamen Abgriff 32 besitzen, ist zwischen dem gemeinsamen Anschluß 29 und der Erdungsklemme 20 angeordnet. Dabei ist der gemeinsame Abgriff mit der Basiselektrode 13 des Transistors 10 verbunden. Daher verbindet der Schalter 24 die negative Klemme der Energiequelle 18 über die Widerstände 28, 30 und 31 mit der Basiselektrode 13 des Transistors 10. Die Basiselektrode 13 des Transistors 10 erreicht •in Potential., das gleich der Spannung über dem Widerstand 31 ist und das der kollektorgeschaltete Verstärker 10 seiner Emitterelektrode 12 zuführt. Der Emitterausgang des kollektorgeschalteten Verstärkers 10 liefert eine niedrige Impedanz-Vorspannung für die Basiselektrode 16 des Transistors 11. Die Spannung bewirkt daa Einstellen des eieiohstrom-Arbeitspunktes des Transistors 11, wobei sioh der Transistor in Basisschaltung befindet. Dies befähigt den transistor 11 spannung»verstärkend auf die abgelesenen Informationssignal· Ton niedriger Spannung zu wirken. Der Sohalter 24 verbindet ajieh die negative Klemm· der Energiequelle 18 über den Widerstand

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und den Belastungswiderstand 33 mit der Kollektorelektrode 17 des Transistors 11. Eine Entkopplungskapazität 34 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluß 29 und der Erdungsklemme 20 angeordnet» Der Wi-■derstand 28 und die Kapazität 34 bilden einen Entkoppler um Störungen, die von der Energiequelle 18 herrühren, auszufiltern.

Der Lese-Sehreib-Verstärker ist 'durch Betätigung eines zweiten Schalters 35 von "Aufzeichnung" auf "Wiedergabe" und umgekehrt umschaltbar. Eine impulserzeugende Schaltungsanordnung, bestehend aus einem Widerstand 38 und einer Kapazität 39', ist zwischen dem gemeinsamen Anschluß 32 oder der Basiselektrode 13 des Transistors 10 und dem Eingangsanschluß 40 angeordnet. Die Kapazität 39 liegt zwischen dem gemeinsamen Anschluß 32 und dem Schalter 35, während der Widerstand 38 zwischen der Eingangsklemme 40 und einem Schreibanschluß 36 angeordnet ist. Ein Leseanschluß 37 ist mit der Erdungsklemme 20 verbunden. Die Basiselektrode 13 des Transistors 10 ist durch die Kapazität 39 und den Schalter 35 wahlweise entweder mit dem Schreibanschluß 36 oder dem Leseanschluß 37 verbunden.

Während des Aufzeichnens wird an der Eingangsklemme 40 ein Informationseignal durch die impulserzeugende Schaltungsanordnung geformt, bevor es an die Basiselektrode 13 des Transietors 10 angelegt wird. Beim Rückspielen ist die Basiselektrode 13 des Transistor« 10 mit der Erdungsklemme 20 durch die. Kapazität 39 verbunden, die als Ableitkapazität zum Ausfiltern von Störgeräueoh dient.

Während des Rüokspielens ist der Ausgang des basisgeschalteten Verstärkers 11 mit einer zweiten Verstärkerstufe verbunden, die einen pnp-Transistor 41 enthält, der eine Emitterelektrode 42, eine Basiselektrode 43 und eine Kollektorelektrode 44 besitzt. Die KoI-lektroelektrode 17 des Transistors 11 ist über eine Kopplungskapar-

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zität 45 mit der Basiselektrode 43 des Transistors 41 verbunden¹. Ein Spannungsteiler, der aus den Widerständen 46 und 47 besteht, liegt zwischen dem gemeinsamen Anschluß 27 und der Erdungeklemme 20, um die Basiselektrode 43 des Transistors 41 vorzuspannen. Die Kollektorelektrode 44 des Transistors 41 ist über den Belastungewider-8tand 46 mit dem gemeinsamen Anschluß 27 verbunden, während seine Emitterelektrode 42 durch den strombegrenzenden Widerstand 49 mit der Erdungsklemme 20 verbunden ist. Eine Ableitkapazität 50 liegt über dem Widerstand 49» um Wechselkomponenten des Stromes zur Erde abzuleiten. Während des Rückspielens wird der Ausgang über der Ausgangsklemme 51 oder der Kollektorelektrode 44 und der Ausgangeklemme 52 oder der Srdungsklemme 20 abgegriffen.

Im Betrieb sind die. Schalter 24 und 35 (wie dargestellt) vorzugsweise gleichgeschaltet und mit den Schreibanschlüaeen 25 bzw. 36 verbunden. Wie vorher erwähnt, verbindet der Schalter 24 die negative Klemme der Energiequelle 18 mit dem Kollektoranschluß 17 des Transistors 11, um den Transisstor 11 in eine Kollektorschaltung zu bringen. Der Schalter 35 verbindet die Basiselektrode 13 des kollektorgeachalteten Transistors 10 über die aus Widerstand un4. Kapazität 39 bestehende impulserzeugende Schaltanordnung Bit der Eingangeklemme 40. Da die Kollektorelektrode 44 des Transietors 41 von der negativen Klemme der Energiequelle 18 getrennt wird, arbeitet der Transistor 41 während der Aufzeichnung nicht* Sin Impulserzeuger (nicht dargestellt) erzeugt ein Informationssignal, etwa eine Rechteokwelle, die an die Eingangsklemme 40 angelegt wird. Die

Rechteokwelle wird von der impuleerzeugenden RO-Sohaltung differenziert, die einen scharfen positiven und einen scharfen negativen Impuls erzeugt. Die scharfen negativen Impulse wandern duroh die

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pnp-Transistoren 10 und 11 zur Spul® 21 des Lese-Sohreib-Xopfes und werden dann auf ein Magnetband (nicht dargestellt) aufgezeichnet. Während des Rückspielens liegen die Schalter 24 und 35 bxl dem Leseanschluß 26 bzw. 37. Wie bereits erwähnt, verbindet der Schalter 24 die negative Klemme der Energiequelle 18 über die Widerstände 28, 30 und 31 mit der Basiselektrode 13 des Transistors 10. Der Schalter 24 verbindet aber auch durch die Widerstände 28 und 33 die negative Klemme der Energiequelle 18 mit der Kollektorelektrode 17 des Transistors 11. Der Schalter 35 verbindet die Basiselektrode 13 des Transistors 10 über die Kapazität 39 mit der Erdungsklemme 2Q. Beispielsweise sei angenommen, daß die negative Klemme der Energiequelle 18 ein Potential von - 20 Volt besitzt. Da der Widerstand 28 verglichen mit den Widerständen 30 und 31 sehr klein ist, kann er vernachlässigt werden und das negative 20 Volt-Potential erscheint über den Widerständen 30 und 31. Der Widerstand 30 ist vielmals größer ale der Widerstand 31, sodaß das Potential größtenteils über dem Widerstand 30 erscheint. Angenommen, es bestehe über dem Widerstand 30 ein negatives Potenzialgefälle von 19 Volt und über dem Widerstand 31 ein solches von 2 Volt, dann nimmt die Basiselektrode 13 des Transistors 10 ein Potential an, das gleich den negativen 2 Volt über dem Widerstand 31 ist und der kollektorgeschaltete Verstärker 10 führt das negative 2-VoIt-Potential der Basiselektrode des Transistors 11 zu. Das 2 Volt-Potential stellt den <*1eichetrom» Arbeitspunkt des Transistors 11 ein, wodurch der Transistor 11 kollektorgeechaltet wird. Die vorher auf dem Hagnetband (nicht dargestellt) aufgezeichneten Impulse werden von der Spule 21 des Leee- und Sohreifekopfsß abgenommen und erscheinen an der Emitterelektrode 15 des IrftEoiatore 11» Die abgenommenen Impulse werden vom Trans«

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•tor 11 verstärkt und dann vom Translator 41 weiterverstärkt. Die 'erstarkten Impulse erscheinen an den Ausgangsklemmen 51 und 52.

Man sieht also, daß dieser Lese-Schreib-Verstärker in der Lage et» Informationssignale in zwei Sichtungen zu verstärken. Obgleich ti der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung •aneiatoren 10, 11 und 41 vom pnp-Leitfähigkeitstyp Verwendung Lnden, versteht es sioh, daß in möglichen Ausführungen ebenso mit itspreohenden Abänderungen auch Tranaistoren vom npn-Ieitfähigkeitsyp verwendet werden können. Es versteht sich auch, daß anstelle on Transistoren Takuumröhren zu gebrauchen sind.

Obsohon der lese-Schreibverstärker in einem Kontrollsystem •ines Magnetband-Aufzeiohnungs- und RÜokspielgerätes. sich als nützlich erweist, kann er auoh in anderen Magnetband-Aufzeiohnungs- und tüokspielgeräten Verwendung finden, wie etwa bei Rechenanlagen und nstrumentierungseinrichtungen.

Obgleich die Brfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsielspieles beschrieben und dargestellt ist, soll sie auoh solohe nderungen und Modifikationen umfassen, die, ohne vom Erfindungsedanken abauweiohen, im Rahmen faohllohen Könnens liegen·

ORfGfI^i- IhfSPECTED

Claims

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Patentansprüche

. Lese-Schreibverstärkersohaltung, gekennzeichnet durch zwei Veratärkereinheiten (10,11), deren erste (10) beim Aufzeichnen ein Eingangssignal der zweiten (11) zuführt; eine Speisespannungsquelle (18); sowie Schalter (24_f35)_f die in zwei Stellungen überführbar sind, wobei in der ersten^ dem Aufzeichnen (Schreiben) zugeordneten Stellung die Speisespannung (18) an der aweiten Yerstärkereinheit (11) liegt, während in der zweiten, dem Rückspielen (lesen) zugeordneten Schalterstellung ein !Seil der Speisespannung (18) derart an die erste Yerstärkereinhalt (10) gelegt wird, daß an dieser eine Änderung der Gleioh-Torspannung eintritt·

» Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen eines Seiles der Speisespannung beim Buckapielen an die erste Yerstärkereinheit (10) mittels eines Spannungsteilers (30,31) erfolgt, der einen mit der ersten Verstärkereinheit (10) verbundenen Abgriff (32) aufweist und an dem in der zweiten Schalt erst ellung die Speisespannung liegt.

, Schaltung ftaoh Ane^ruoh 1 oder 2_f iaduroh gektnnitiohnet, dad ti« btiden Yfr*tär)r*rrtu£«n au· J» »inest Translator (10,11) mit jewtile einer eigan«a Emitter- (12 biw. 15), 5*iie- (13 biw» 16) und Xolltktoi tltktrod· (H biw. 17)btittßtn»

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4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koliektorelektrode (H) des ersten Transistors (10) sowohl während des Aufzeichnens als auoh beim Rückspielen unmittelbar an der Speisespannungsklemme (18) liegt , so daß der erste Transistor (10) kollektorgeschaltet ist, während der zweite Transistor (11) nur während des AufZeichnens kollektorgeschaltet ist, wobei seine Kollektorelektrode (17) ebenfalls unmittelbar mit der Speisespannungsklemme (18) verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff (32) dee Spannungsteilers (30,31) mit der Basiselektrode (13) des ersten Transistors (10) orerbunden ist, so daß in der zweiten Schalterstellung, wenn über dem Spannungsteiler die Speisespannung liegt, sich an der Basiselektrode (13) des ersten Transistors (10) ein dem Abgriff entsprechendes Potential einstellt, das sodann der Basiselektrode (16) des zweiten Transistors (11) zugeführt wird und die Einstellung des Gleichstrom-Arbeitspunktes dieses Transistors bewirkt, womit dieser Transistor (11) basisgeschaltet ist.

6. Sohaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Rückspielen entsprechenden zweiten Schalterstellung die Kollektorelektrode (17) des zweiten Transistors (11) über eine Belaetungs-Impedanz (33) an der Speisespannungeklemme (18) liegt*

7* Sohaltung naoh einem der Ansprüohe 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektrode (15) des zweiten Transistors (11) mit einem Lese-Sohreibkopf (21) verbunden ist.

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8. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 "bis 7$ gekennzeichnet durch eine impulserzeugende Schaltanordnung (38,39)» die in der ersten, dem Aufzeichnen entsprechenden Schalterstellung mit der Basiselektrode (13) des ersten Transistors (10) verbunden ist.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren (10,11) gleichartige Leitfähigkeit besitzen.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch einen dritten Transistor (41)» der mit dem zweiten Transistor verbunden und dazu bestimmt ist, während des Rückspielens die verstärkten Impulse weiter zu verstärken.

11. Schaltung nach den Ansprüchen 5 bis 10 zur Verwendung in dem Geschwindigkeit sr egel syst em eines Magnetband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalter vorgesehen sind, von denen der erste (24) dazu dient, die Speisespannungsklemme (18) während des AufZeichnens unmittelbar mit der Kollektorelektrode (17) des zweiten Transistors (11) und während des Rückspielens mit dem Spannungsteiler (30,31) zu verbinden, wobei dann die Kollektorelektrode (17) des zweiten Transistors (11) über die Belastungs-Impedanz (33) mit der Speisespannungsklemme (18) verbunden ist, während der zweite Schalter (35) dazu dient, beim Aufzeichnen die impulserzeugende Schaltanordnung (38,39) mit der Basiselektrode (13) des ersten Transistors (10) zu verbinden.

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