DE2008494A1 - Verfahren zur Bandlangenmessung in Tonbandgeraten - Google Patents

Description

• VERFAHREN ZUR BANDLÄNGENMESSUNG IN TONBANDGERÄTEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bandlängenmessung in Tonbandgeräten und ist insbesondere für Kassettengeräte geeignet, weil mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine beliebige, von einer Abwickel- zu einer Aufwickelspule durchgelaufene Bandmenge hinterher ermittelt werden kann, d.h. ohne daß es erforderlich ist, den Umspulvorgang selbst zu überwachen. Mit anderen Worten: Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht der zeitliche Vorgang des Umspulens beobachtet, noch wird von diesem Vorgang auf die dabei umgespulte Bandmenge rückgeschlossen, sondern die umgespulte Bandmenge wird als Ganzes ermittelt.
• Die Bandlängenmessung handelsüblicher Tonbandgeräte beruht, wie praktisch jede Längenmessung von in ihrer Längesrichtung bewegten Bändern, Drähten oder dergleichen, daraif, daß eine Welle von dem bewegten Band in Umdrehungen versetzt wird und daß diese Umdrehungen gezählt werden. Dabei ist es im Prinzip vollkommen gleichgültig, ob die Zählung der Umdrehungen unmittelbar mechanisch oder nach Umwandlung der Umdrehungen in elektrische Impulse elektrisch erfolgt; es ist auch gleichgültig, ob das Band eine besondere Zählrolle antreibt oder ob - wie meistens bei Tonbandgeräten - die Umdrehungen der Auf- oder Abwickelspule gezählt werden; schließlich ist es gleichgültig, ob die Umdrehungen einer vom Band angetriebenen Rolle oder t)estimmte Ruf dem Band aufgebrachte, äquidistante Markierungen beim Vorbeilauf des Bandes an einem geeigneten Abtas torgail goi.ähl t werden. Entscheidend ist vSelmehr, daß das Baiid in gewisse Einheiten, beispielsweise in äquidistante Markierungen oder in Zählrollenumfänge unterreilt wird, daß diese Hinheiten gezätilt werden und dal3 von dieser Zählung auf die Bandlänge nur rückgeschlossen werden kann, wenn tatsächlich von Anfang an gezählt worden ist.
• Diese letzte Bedingung ist bei mit zieL 1 getrennten Bandspulen arbeitenden Tonbandgeräten praktisch immer erfüllt, weil sich ein teilweise abgespultes, also auf zwei Spulen befindliches Tonband weder vernünftig aufbewahren noch gar archivieren läßt.
• Ebenso ist diese Bedingung notwendigerweise immer bei Geräten erfüllt, die mit sogenannten Einspulenkassetten arbeiten, weil diese in einem beliebigen Umspulzustand überhaupt nicht vom Gerät genommen werden können, sondern immer erst zum Bandanfang zurückgespult werden müssen. Bei Kassettentonbandgeräten dagegen, die mit Zweispulen-Kassetten arbei ton, bei denen also die Auf- und die Abwickelspule in einer Kassette enthalten sind, 1 legen andere Betriebsbedingungen vor, und derartige Tonbandkassetten sind geradezu dazu bestimmt, in jedem beliebigen Umspulzustand vom Gerät genommen, auf das Gerät gesetzt aller aufbewahrt zu wer<ieii.
• Bei solchen Tonbandkassetten-Geräten versagt also die übliche Bandlängenmessmethode Ebenso versagt, eine weitere Messmethode, die gelegentlich angewendet wird und bei der ein Fijhlhebel den Durchmesser eines Spulenwickels, beispielsweise der Aufwickelspule abtastet, zum Teil weil diese Messmethode relativ ungenau ist, zum Teil aber auch, weil Tonbandkassetten möglicht allseitig geschlossene Gebilde sein sollen und weil derartige gerätefeste Fühlhebel zusätzliche Durchbrüche in der Kassettenwandung erforderlich machen würden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine -mit dem Tonbandgerät fest verbundene Bandlängenmessvorrichtung und T3andlängenanzeige zu schaffen, die auch und insbesondere dann anwendbar ist, wenn es sich um ein Gerät fiir ZWeispulen-Tonbandkassetten handelt. Diese. Aufgabe wird dadurch gelost, daß din Drehzahlen der Aufwickel- und der Abwickelspule gemessen und zueinander ins Verhältnis gesetzt werden. Damit wird also die Bandlängenmessung nicht mehr vom Abzählen von Umdrehungen oder anderen Einheitenj d.h. nicht mehr von der Vorgeschichte abgängig, die zu einem bestimmten Zustand geftihrt hat, sondern dieser bestimmte, augenblickliche zustand wird unmittelbar und ohne Kenntnis der Vorgeschichte festgestellt.
• Im Gegensatz zur konventionellen Abzhlung von Einheiten bricht bei einer Drehzahlmessung, die nur vom augenblicklichen Zustand abhängt, der Messwert bei Stillstand züsaminen. Um diesen bei Tonbandgeraten unerwünschten Effekt zu vermeiden, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der aus der Verhältnisbildung der beiden Drehzahlen gewonnene Messwert, bzw. dessen Anzeige im Gerät immer so lange gespeichert, bis ein neuer Messwert gebildet ist.
• 4 Zum besseren Verständnis der Erfindung sei daran erinnert, daß bei Zweispulen-Tonbandgeräten die Auf- und Abwickelspule durch das Tonband wie <Jui'ch einen Riemen gekoppelt sind und daß daher die Umfangsgeschwindigkeit des ablaufenden und des auflaufenden Spulenwickels in jedem Augenblick immer gleich sind. Bezeichne also n1 die Drehzahl und r1 den Radius des ablaufenden Spulenwickeis und n21 bzw. r2 die Drehzahl, bzw. den Radius des auflaufenden Spulenwickels, so kann: n1/n2 = r2/r1 s k gesetzt werden. Bezeichne ferner R den größtmög lichcn Radius eines Spulensickels (d.h. wenn sich die gesamte Länge eines Tonbandes auf einer Spule befindet) und r0 den kleinstmöglichen Radius (der natürlich dem Spulenkernradius entspricht), so kann mit ß = R/rO das dimensionalose Drehzahlverhältnis k ersichtlich zwischen dem Kleinstwert 1/D und dem Größtwert ß variieren. Wie eine einfache Rechnung zeigt, ist schließlich die auf der Aufwickelspule vorhandene Bandlänge in normierter, d.h. von der Banddicke unabhängiger Schreibweise: und soniit nur abhängig vom Drehzahlverhältnis k, sofern ß als konstant unterstellt werden kann.
• Letzteres ist aber bei Tonbandkassetten in aller Regel der Fall. Wenn also in einem beliebigen Augenblick die Drehzahlen der Auf- und der Abwickelspule gemessen und zueinander ins Verhältnis gesetzt werden, wird eine Größe gewonnen, die ein unmittelbares Maß ftir die auf der Aufwickelspule befindliche Randmenge darstellt.
• Die Zeichnung zeigt ein nur führungsbeispiel der Erfindung. Auf der Welle 1 der Abwickelspule und auf der Welle 2 der Aufwickelspule ist je ein Unterbrecher angebracht, beispielsweise in Form von Schaltern 3 und 4, die von Nockenscheiben 5 und 6 betätigt werden; stattdessen können natürlich auch Kollektoren oder andere Unterbrecher verwendet werden. Wessentlich ist, daß der eine Unterbrecher 5 pro Umdrehung sehr häufig öffnet und schließt, während der andere Unterbrecher 6 nur einmal pro Umdreliiiiig flir eine kurze Zeit geschlossen wird. I3ei der erwähnten Zuordnung von 1 zur Abwickelspulenwelle wird in der weiter unten beschriebenen Weise +-in Maß für das Drehzahlverhältnis k gewonnen. Grundsätzlich kann 1 auch der Aufwickelspulenwelle zugeordnet werden und 2 der Abwickelspulenwelle; in diesem Fall wird in der weiter unten beschriebenen Weise lediglich ei Maß fÜr das reziproke Drehzahlverhältnis I/k gewonnen, das genauso brauchbar ist und nur eine andere Skaleneintellung erforderlich macht. Der Kondensator 1 1 in der Zeichnung ist um ein Vielfaches größer als der Kondensator 8; ferner ist die au Widerstand 7 und Kondensator 8 bt'.-9 t immbare Zeitkonstante etwa zehnmal kleiner Rls die kleinstmögliche Öffnungszeit des Schalters 3.
• Damit wird sichergestellt, daß der Ladevorgang des Kondensators 8, der bei jedem Schließen des Schalters 3 über die Diode 9 entladen wird, beim Öffnen des Schalters 3, unabhängig von dessen Öffnungszeit, auf jeden Fall abgeschlossen ist.
• Bei jeder Umdrehung der Aufwickelwelle 2 wird der Kondensator 11 entladen und wird immer wieder nach Maßgabe der dazwischenliegenden Anzahl von Öffnungen des Schalters 3 aufgeladen. Die jeweilige Spitzen spannung des Kondensators 11 entspricht also der pro Umdrahung der Aufwickelwelle vorhandenen Umdrehungszahl der Abwickelwelle, d.h. dem Verhältnis k. Dieser Wert wird liber den Transistor 12 auf den Kondensator 13 übertragen, wobei die Aufladezeitkonstante möglichst klein, die durch den Widerstand 14 gegebene Entlarlezeitkons tante während des Vorlaufs, d.h. wenn das Verhältnis k mit der Zeit ansteigt, groß gegen die größtmögliche Umdrehungs zeit der Aufwickelwelle 2 se ill muß. Fjir- len im allgemeinen wesentlich schnelleren Rücklauf, d.h.
• wenn das Verhältnis k mit der Zeit fällt, muß die Entladezeitkonstante wesentlich kleiner sein. Die geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß ein Schalter 15 gemeinsam mit dem Einschalten des Rücklauf geschlossen wird und daß damit ein Widerstand 16 dem Kondensator 13 parallel geschaltet wird, der wesentlich kleiner als 14 ist. Dabei ist es zweckmäßig, den Widerstand 16 so zu bemessen, daß bei mittleren Rücklaufdrehzahlen, also k2 1 die Änderungsgeschwtndigkeit des der hältnisses k etwa gleich der Änderungsgeschwindigkeit der Spitzenspannungen am Kondensator 11 ist, 4 Die Spannung-am Kondensator 13 wird kontinuierlich mit hilfe einer an sich bekannten Nachlaufsteuerung gemessen, beispielsweise indem von ihr zwei Komplementärtransistoren t7 und 18 aneesteuert werden, die zusammen mit zwei weiteren Komplementärtransistoren 19 und 20 eine Brücke bilden; in der einem Brflckendiagonale liegt die Betriebs spannung Ub, in der anderen ein kleiner Gleichstrommotor 21, der den Schleifer einer aus den Widerständen 22, 23 und 24 bestehenden Potenz tiometerschaltung immer so lange verschiebt, bis die Backe abgeglichen ist und der Motor 21 stromlos wird.
• Mit der Welle des Motors 21 ist über ein Gestänge, Zahnräder od. dgl. der Zeiger 25 einer gerätefesten Skala 26 verbunden, an der somit über die- jewilige Stellung des Motors das jeweils gemessene Drehzahlverhältnis k abgelesen wird. Damit die Anzeige auch bei Stillstand des Gerätes erhalten bleibt, sind die beiden Schalter 27 und 28 vorgesehen, von denen 27 bei den Betriebsarten Aufnahme, Viedergabe, schneller Vorlauf und schneller Rticntuf geschlossen und 28 beim Betätigen der Pausentaste geöffnet wird.
• Da an der Skala 26 primär das Drehzahlverhältnis k angezeigt wird, der Benutzer aber eine Angabe Uber die sich auf der Aufwickelspule (bzw.
• Abwickelspule) befindliche Bandlänge haben will, ergibt sich bei der Eichung von 26 iii Längenein heiten eine stark nichtlineare Skala. Dies folgt aus der oben angegebenen Beziehung zwischen m und k, und zwar steigt k umso schneller an, d.h. der Zeiger 25 legt fUr gleiche durchlaufende ilandlängen immer größere Wegstrecken zurück, je mehr Band sich auf der Aufwickelspule befindet. Zur Unterdrückung dieser Nichtlinearität wird erfindungsgemß bereits die Messung und Verhälteisbildung der Drehzahlen nach einer entsprechend kompensierenden nichtlinearen Kennlinie vorgenommen. In 4 wächst beispielsweise je Um-** der Zeichnung drehung der Welle 2 die Spannung am Kondensator 11 auf den Wert Ub # (1-(1-c)n), wenn mit n die Zahl der Unterbrechungen an 3 und mit c das Verhäl tnis der Kapazität des Kondensators 8 zur Summe der Kapazitäten der Kondensatoren 8 urid 11 bezeichnet wird. Ersichtlich wird also durch fairte geeignete Wahl von c und n bereits eine recht gute Linearität erzielt; verbleibende Restfehler können durch eine ent sprechende Weg-Widerstandskennlinie an 23 ausgeglichen werden.
• Tonbandkassetten, sofern es sich um leerkassetten fiir Eigenaufnalimen handelt, haben immer das gleiche Radiusverhältnis ß. Bei industriell hergestellte Musikkassetten kann Je nach Programm ß variieren, und dies würde, da 1/ß # k # ß immer gilt, bedeut.en, daß sich der Skalenanfang und das Skalegende von 26 verschiebt. Erfindungsgemäß werden daher die Widerstände 22 und 24 veränderlich, und zwar mit Hilfe einer geeigneten Verstellhandhabe 29 gleichsinnig veränderlich eusgeführt, so daß durch Betätigung von 29 die Skalenanzeige immer den einzelnen Kassetten und ihren unterschiedlichen Etadiusverhdltnissen ß angepasst und die Skala immer in ein und demselben konstanten Bereich ausgefahren werden kann.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Bandlängenmessung in Tonbandgeräten mit je einer Aufwickel- irnd einer Abwickelspule, insbesondere in Geräten für Tonbandkassetten, deren jede eine Aufwickel- und eine Abwickelspule enthält, die beim Aufsetzen der Kassette auf das Gerät mit entsprechenden gerätefesten Aufwickel-und Abwickelwellen in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Aufwickelwelle und der Abwickelwelle gemessen werden, daß das Verhältnis der beiden Drehzahlen ermittelt, zur Anzeige gebracht und die Anzeige auch bei Stillstand des Geräts solange gespeichert wird, bis ein neuer Messwert gebildet worden ist.

2- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Drehzahlen der beiden Wellen und zur Bildung des Drehzahlverhältnisses die Umdrehungen der einen Welle je Umdrehung der anderen Welle gezählt werden.

3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, ,dafl eine mit den Umdrehungen der einen We 1 le ansteigende und nach jeder Umdrehung der anderen Wen lot wieder auf Null reduzierte elektrische Spannung erzeugt wird, deren Größtwerte fortlaufend gespeichert werden.

4- Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzeitkonstante des Größtwertspannungsspeichers zwischen Vor- und Rücklauf des Tonbandes, umschaltbar ist.

5- Anordnung zur DurChführung des Verfahrens # nach -Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Speicher vorhandene Größtwert mit Hilfe einer an sich bekannten, sich selbst abgleichenden Nullbrücke gemessen wird, wobei der Abgleichzustand der Nullbrlcke zur Anzeige gebracht wird.

6- Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Halt- oder Pausen stellung des Geräts sämtliche Zweige der Nullbrücke stromlos sind.

7- Anordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Umdrehungen der einen Welle ansteigende elektrische Spannung einem zumindest ähnlichen Wachstumsgesetz folgt wie die durchgelaufene Bandlänge in AbhEngigkeit vom Drehzahlverhältnis.

8- Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennseichnet, daß der Messbereic-h der Nulibrücke bei gleichbleibender Anzeige eingeengt oder erweitert werden kann.

L e e r s e i t e