DE2000893A1 - Bandantriebsanordnung - Google Patents

Description

ivoute 02, Bedford, Massachusetts 017:50 V".ü!i,A.

Bandantriebsari Ordnung

Die Erfindung besieht sich auf eine Aufaeichnungsvorrichcung, bei der ein Aufaeichnungsband, beispielsweise, ein Magnetband, zum Speichern und Wiedergeben von Informationen verwendet wird, die aufgezeichnete digitale Daten in iortn von Impulsen oder Bits sowie andere Arten von aufgezeichneten Signalen umfassen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Antriebsanordnung für solche Aufzeichnung bänder, bei der eine 'Konstante Bandgeschwindigkeit durch Verwendung eines drehzahlgeregelten Antriebsmotors an der Bandaufnahmerolle sogar während der Aufzeichnung verwendet wird und durch die sich die üblichen zusätzlichen Bandantriebsräder oder Bandantriebsachsen erübrigen. Die zur Kompensation des sich ändernden Durchmessers des Bandwickels auf derRolle notwendige Änderung der Drehzahl der Aufnehmerrolle wird durch ein Servo-Motorregelsysteoi erzielt, bei dem ein auf dera Band selbst vorauf gezeichnetes Drehzahlregelsignal verwendet wird.

Bisher bekannte Anordnungen dieser alLgem-jinen Art betreffen go trennte Bandantriebe odor BandantriobaaohGen, die das Baud direkt berühren und daher uLne konstante Binugoschvjindigkeit eraemgen können. Diese Bandantrieb3achseu orford;jra zua^:itzlichö 'Üinriohtung.ja; jie neigen auoh dazu, die Band— auf eine Aufzeichnung oder Wiedergabe in einer

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einzigen Richtung zu begrenzen. Auch eine zuverlässige Geschwindigkeitseinsteilung ist bei dlesen bisher bekannten Anordnungen schwierig durchzuführen und verhältnismässig kompliziert. Die eriLndungsgemässe Antriebsanordnung, bei die Motore sowohl mit der Abgabe- als auch mit der Aufnahmerolle verbunden sind, ist symmetrisch ausgeführt, und es erlaubt eine i3andbewegung während des Aufzeichnens oder des »7 Led ergeben·..; Ln jeder Richtung. Exakte Einstellungen der Bandgeschwindigkeit sind bei dieser neuartigen. Antriebsanordnung Leicht und zuverlässig ausgeführt. Bei bisherigen Anordnungen dieser Art, bei denen die Geschwindigkeitsregelung auf einem auf dem Band aufgezeichneten Signal beruhte, werden die Berichtigungen an die zusätzlichen Bandantriebsräder oder Bandantriebsachsen selbst gelegt. Dies hat zu einem noch komplizierteren elektromechanischen Regelsystem geführt, das die Bandbewegung immer noch auf eine Aufzeichnungs- oder .//ie d ergaber ichtung beschränkte.

Die erfintlungsgeraässe Bandantriebsanordnung wird zur Bewegung eines Aufzeichnungsbandes von einer Abgaberolle · zu einer Aufnahmerolle verwendet. Der Bandantriebsxotor ist direkt mit der Bandaufnahraerolle verbunden. Bin Motorregelsystem stellt die Rollendrehzahl kontinuierlich so ein, dass sich eine konstante Bandgeschwindigkeit ergibt. Das bevorzugte Verfahren zur Motorregelung.arbeitet mit einem auf dem Band aufgezeichneten irapulsförmigen Regelsignal. Dieses Signal wird durch einen Regelverstärker geschickt, damit eine Motorantriebsspannung mit abnehmendem Wert erzeugt wird, so dass die Rollendrehzahl kontinuierlich -ibnimmt, wenn der Durchmesser des Bandwickel^ auf der Aufuahraerolle wächst, damit dadurch eine konstante Bandgeschwindigkeit, erzielt wi-rd. Da kein das Band unmittelbar berührendes zusätzliches Antriebsrad odor keine Antriebs-

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achse erforderlich ist, ergibt sich durch Anbringen eines Motors sowohl an der Aufnahmerolle als auch an der Abgaberolle ein Zweirichtungsbetrieb. Während des Yorwärtsbetriebs ist der mit der Aufnahmerolle verbundene Motor an das Drehzahlregelsystera angeschlossen, während der andere Motor als Bremse verwendet wird. Während des Rückwärtsbetriebs sind die Punktionen der Motore umgekehrt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der .Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht eines Tonbandgeräts nach der Erfindung, bei dem die Banüabgabe- und Bandauf nahmerollen in einer Ei nhe its kassette untergebracht sind,

Pig.2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht , aus der sich die lage eines der Antriebsmotore erkennen lässt,

Fig.3 ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Motorregelsystemverstärkers und

Fig.4 eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungsbandabschnitts, wobei eine Form.der nach der Erfindung verwendeten Signale gezeigt ist.

Die hier dargestellte Aufzeichnungsanordnung kann bei jedem mit Band arbeitenden System verwendet werden, das eine Bandabgaberolle und eine Bandaufnahmerolle besitzt und bei dem das Band an einem an der Bahn des Bandes zwischen den Rollen angeordneten Aufzeichnungskopf vorbeibewegt wird. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt im Zusammenhang mit einem Tonbandgerät, bei dem eine typische, sowohl die Abgabe, als auch die Aufnahmerolle enthaltende Kassette verwendet wird, das Band eine herkömmliche Form besitzt,

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und die Kassette mit einem zugehörigen Bandantrieb, einem Tonabnehmerkopf und einem geeigneten Signalverstärker verwendet wird. Auch andere, mit Band arbeitende Anordnungen können verwendet werden. Die verschiedenen Teile sind hier so beschrieben und dargestellt, dass sie in einem Gehäuse befestigt sind, doch ist klar, dass sie in Einschüben oder in anderen räumlichen Anordnungen auf andere-Weise befestigt sein müssen.

In i"ig.1 und 2 ist eine Bandkassatte 1 dargestellt, die zwei voneinander getrennte, drehbar gelagerte Bandrollen und 3 und zugehörige Bandführungsteile enthält, damit das Band 4 zwischen den Rollen und zu seiner Freilegung für einen Tonabnehmerkopf 6 an einer öffnung 5 in der Kassette vorbeibewegt wird.

Es sind in einem Gehäuse 9 sitzende , voneinander entfernte Spindeln 7 und 8 dargestellt, die die zwei Rollen und 3 drehbar und antreibend halten, damit das Band 4 von einer Rolle zur anderen bewegt wird. Zum Halten der Kassette 1 sind herkömmliche Stütz- und Einstelleinrichtungen vorgesehen, die eine hintere Klemme 10 und z\*ei vordere, voneinander entfernt liegende Einstellstifte 11 enthalten. Der der Aufnahme und derWiedergabe dienende Kopf 6 ist am Gehäuse 9 derart angebracht, dass er sich durch die öffnung 5 in der Ka^ette in eine wirksame Lage bezüglich des Bandes 4 bewegt. Eine geeignete Einrichtung zum Bewegen des Kopfs 6 in die wirksame Stellung ist in Pig.1 und 2 dargestellt. Sie enthält eine Trägerplatte 12, die verschiebbar auf dem Gehäuse gelagert und wirkungsmässig mit einem Betätigungshebel 13 verbunden ist. Der Betätigungshebel 13 ist an seinem unteren Ende 14 drehbar .gelagert. Er bewegt die Trägerplatte 12 mit Hilfe eines Lagerglieds 15, das an der Trägerplatte 12 in einew gewissen Abstand über ihr befestigt ist. Wenn der Betätigungshebel 13 in seine in den Figuren mit ausgezogenen Linien dargestellte untere oder wirksame Stellung bewegt wird,

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werden so die Trägerplatte 12 und der daran befestigte Kopf 6 zur Abnehmertätigkeit nach vorne dicht gegen das Band 4 in der Kas^tte 1 bewegt. Wenn der Betätigungshebel 13 in die in Fig.2 mit strichpunktierten Linien dargestellte Lage geschwenkt;.wird, löst sich der Kopf 6 von der ZasKtte 1, so dass diese aus der Aufzeichnungsanordnung genommen werden kann.

Gcmäss der Erfindung sind die zwei Spindeln 7 und 8., die zua Halten und Antreiben der Rollen bestimmt'sind, mit Antriebsraotoren 16 bzw. 17 verbunden, die unterhalb der oberen Gehäuseplatte 18 befestigt sind. Der Motor jeder einzelnen Spindel arbeitet in einem Betriebszustand so, ' dass er diese Spindel mit sich ändernden und geregelten Drehzahlen antreibt, während er in einem anderen Betriebszustand in der Zeit, in der die andere Spindel angetrieben wird, als Bremse für die eine Spindel wirkt.

Das Motorregelsystera kann folgendermassen beschrieben herden:

Zuerst wird auf dem Band 4 eine Regelspur aufgezeichnet. Da3 in dieser Spur enthaltene Regelsignal 19 wird mit konstanter Dichte aufgezeichnet, so dass die sich ergebenden aufgezeichneten Impulse während der Wiedergabe in gleichem Abstand voneinander liegen.Zur ursprünglichen Vorbereitung der Regelspur kann beispielsweise ein von einer Bandantriebsachse gesteuertes Hauptsteuer-Bandaufzeichnungsgerät verwendet werden. Wenn sich das Band 4 mit konstanter Geschwindigkeit am Aufzeichnungskopf vorbeibewegt, wird auf dem Band ein aus einer Schwingungsfölge mit konstanter Frequenz bestehendes Regelsignal 19 aufgezeichnet. Die Regelspur würde normalerweise, nie gelöscht und brauchte·

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nicht wieder aufgezeichnet werden, wenn sie einmal aufgezeichnet ist.

Wenn das Band 4 durch. Voraufzeichnen der Regelspur 19 erst einmal vorbereitet worden ist, dann {ca η α es leicht in das hier beschriebene Tonbandgerät eingelegt werden.

An den Motor 17 der Aufnahmerolle wird Energie gelegt, und das Band 4 lauft, an. Das Regelsignal wird vom Kopf 6 abgegriffen; es wird wiedergegeben und mit einem vorbestimmten Bezugssignal verglichen. Eine Geschwindigkeits-Servoregelschaltung, die die Regelimpulse und dieBezugsnpannung miteinander vergleicht, liefert dann die Motor- . regelspannung, da das aufgezeichnete Regelsignal bestimmt, dass sich das Band 4 mit konstanter Geschwindigkeit am Kopf 6 vorbeibewegt. Nun wird die zu speichernde Information mit Hilfe des Kopfs 6 auf den Band aufgezeichnet. Wenn es erwünscht ist, kann das Regelsignal wie bei 19* im Abstand voneinander liegen, damit die digitalen Daten auf dem Band 4 im gewünschten Format unterbrochen werden.

V/enn das Tonbandgerät zur Inforaationswiedergabe verwendet 'A-ird, ist der Vorgang ähnlich. Das Regelsignal regelt die Bandgeschwindigkeit, und die Datenelektronik gibt die auf dem Band 4 aufgezeichneten Daten wieder.

Der Motor 16 der Abgaberolle kann als dynamische Bremse· angeschlossen sein, damit ein zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Kopf-Band-K_ontakts ausreichender Gegenzug erzeugt wird. Wo Gieichstrommotore verwendet werden, wird eine ohmsche Last hinzugefügt, damit sich der Abgabemotor wie ein belasteter Generator verhält. Ein ähnliches Bremsen wird bei Gleichstrommotoren dadurch erzielt, dass ein kleiner Energiebetrag an den bremsenden Motor abgegeben wird,

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der versucht, die Abgalaerolle in der entgegengesetzten Richtung zu drehen.

Schnelle Anhaltvorgänge der Bandbewegung können durch Kurzschiiessen der beiden Motoren zugeführten Energie erzielt werden. Wo ein überschüssiger Bandzug kein ' Problem darstellt, kann dem Zufuhrmotor ein starker Rückwartsimpuls zug^Tührt werden, damit er schnell anhält.

Die Einzelheiten einer· bevorzugten Regelschaltung sind in Fig.3 dargestellt. Es ist dabei das Aufzeichnungsband 4-üargestellt, das mit Hilfe des Antriebsmotors 17 von der-Abgaberolle 2 zur Aufnahmerolle -3 angetrieben wird. Der Motor 16 ist als dynamische Bremse wirkend dargestellt. Das Regelsignal wird vom lonabnehraerkopf 6 abgenommen; es wird zuerst durch einen Vorverstärker 20 geschickt. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 20 besitzt die Form einer Reihe von abgerundeten Impulsen. Zur Verbesserung der Form der Regelimpulse werden diese zuerst in eine gesättigte Verstärkerstufe 21 eingegeben und dann durch eine tnonostabile Kippstufe 22 geschickt. Die Impulse werden in der gesättigten Verstärkerstufe 21 rechteckig gemacht; sie werden in der Kippstufe 22 weiter zu rechteckigen Impulsen mit vorbestimmter L^:4nge geformt, so dass der sich aus der Integration dieser aus der Kippstufe kommenden Impulse ergebende Wert der Bandgeschwindigkeit direkt proportional ist. Diese Impulse werden nun über einen einstellbaren Widerstand 23 in eine Integrierschaltung 24 eingegeben, deren Ausgangssignal einen Differenzverstärker 25 speist.

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An den Differenzverstärker ist eine feste B_ezugsspannung angelegt. Das durch den Differenzverstärker 25 geschickte und auf diese Bezugsspannung bezogene A_usgangssignal der ■Integrierschaltung bildet eine stabilisierte Ausgangsregelspannung. Wenn sich die Geschwindigkeit des Bandes zu vergrössern sucht, dann nehmen die vom Band abgenommene Impulsfolgefrequenz und das Ausgangssignal der Kippstufe ebenfalls zu, so dass ein vergrössertes Regelsignal in den Differenzverstärker eingegeben wird, das das Ausgangsignal des Differenzverstärkers 25 und daher die Motordrehzahl zu verkleinern sucht. Der Differenzverstärker 25 und die Integrierschaltung 24 sind so eingestellt, da33 dieses Rückkopplungssystem bei der gewünschten Bandgeschwindigkeit im Gleichgewicht ist. Die Bandgeschwindigkeit wird durch den einstellbaren Widerstand 23 eingestellt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers wird durch eine Leistungsverstärkerstufe 26 geschickt, dessen Ausgangssignal an die !Feldwicklung 27 des Antriebsmotors 17 angelegt wird, wodurch eine kontinuierliche Einstellung der Antriebsmotordrehzahl durch die obige Regelschaltung bewirkt wird, damit sich die konstante Geschwindigkeit des Bandes 4 ergibt. Damit der Motor auch bei Fehlen eines vom Band abgenommenen Regel s ignals geregelt und vor dem Durchgehen bewahrt wird, ist eine Übersteuerungsregelschaltung enthalten. Diese enthält eine Teilerscnaltung aus dem Serienwiderstand 28, dem Transistor 29 und der Diode 30; der Eingang des Transistors ist dabei am Eingang der Kippstufe 22 angeschlossen. Der Transistor ist so eingestellt, dass er in Abwesenheit eines Signals an der Kippstufe leitet, damit für den Eingang desLeistungsverstärkers 26 ein vorbestimmtes Regelsignal erzeugt wird.

Man erkennt, dass eine -verbesserte Antriebsanordnung für Bandaufzeichnungsanordnungen geschaffen worden ist. Durch die direkte Motorankopplung der Anordnung erübrigen sich die komplizierten und empfindlichen Capstan-Antriebsteile;

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ausserdem. eignet sich die Anordnung für einen Betrieb in zwei Richtungen. Seim Zweirichtungsbetrieb steht der nachlaufende Motor, der in diesem Fall mit der bandabgebenden Rolle in Verbindung steht, als wirksame dynamische Bremse zur Verfügung.

Die Anordnung umfasst auch eine exakte und einfache elektrische Bandgescnwindigkeitseinstellung, die für eine Geschwindigkeitsänderung in einem unbegrenzten Ausmass sorgt und so gröbere mechanische Geschwindigkeitssteuereinrichtungen überflüssig macht. Die auf dem Band verwendeten Regelsignale .können diejenigen Signale sein, die sonst bei der regulären Randherstellung zur anfänglichen Bandprüfung verwendet werden.

Patentansprüche

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Claims (11)

1. Patentansp rüche

   { Antriebsanordnung zur Bewegung eines Aufzeichnungsbandes von einer Abgaberolle zu einer Aufnahmerolle, dadurch. gekennzeichnet, dass nit einer der Rollen eic Antriebsmotor verbunden ist, dass auf dem Band ein Regelsignal aufgezeichnet ist, dass eine Signalabnähme einrichtung vorgesehen ist uad dass mit der Signalabnahmeeinrichtung und dem Motor Regel- und Snergieabgabeeinrichtungen verbunden sind, die den Motor zur Erzielung einer konstanten Bandgeschwindigkeit mit sich ändernder Drehzahl antreiben.
2. 2. Antriebsanordnung nach Anspruch\l , dadurch gekennzeichnet, dass das Signal als eine Schwingungsfolge mit konstanter Frequenz aufgezeichnet ist.
3. 3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal als Impulsfolge mit konstanter Frequenz aufgezeichnet ist.
4. ·(. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit. der anderen der Rollen ein abwechselnd mit den Regel- und Energieabgabeeinrichtungen zu verbindender Motor verbunden ist.
5. 5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,. dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Snergieabgabeeinrichtungen eine Geschwindigkeitasrvoregelschaltung e nthalten.
6. 6. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsignal ein Signal mit konstanter Frequenz und sich änderndem Wert enthält und dass die Regel- und Energieabgabeeinrichtungen für den Motor eine Anordnung zur Integration des Signals und einen an diese Intcgiieraaorönung angeschlossenen Differenzverstärker enthalten.

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7. 7. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsignal ein Signal mit' konstanter !frequenz und sich ändernden] Wert enthält.
8. 8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Snergieabgabeeinrichtungen des Motors Einrichtungen enthalten, die die Kotorregelspannung umgekehrt proportional zum Aussendurchmesser des Bandwickeis auf der A_ufnähme rolle formen.
9. 9. Aufzeichnungsanordnung, gekennzeichnet durch eine Bandrolle und ein Aufzeichnungsband auf der Bandrolle, auf dem ein Regeisignal mit sich änderndem Wert und konstanter Frequenz veraufgezeichnet ist.
10. 10. Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelsignal ein impulsformiges Signal ist.
11. 11. Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsignal periodisch unterbrochen ist.

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