DE2027799B2

DE2027799B2 - Vorrichtung zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben eines sich zeitlich verändernden elektrischen Signals

Info

Publication number: DE2027799B2
Application number: DE2027799A
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Grenoble Isere Beauviala (Frankreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1970-06-05
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2027799C3; FR2045141A5; CH516207A; GB1313178A; US3761646A; DE2027799A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Aufzeichnung eines elektrischen, sich zeitlich ändernden Signals wird ein Informationsträger (Band, Platte, Folie, Trommel und dergleichen) mit möglichst konstanter Geschwindigkeit an einem feststehenden Schreibkopf vorbeigeführt, welcher das Signal auf den Informationsträger aufzeichnen kann.

Zur Wiedergabe wird dieser Informationsträger wieder mit möglichst konstanter Geschwindigkeit vor einem feststehenden Lesekopf vorbeigeführt

Um eine treue Aufzeichnung und Wiedergabe zu erreichen, ist es unbedingt erforderlich, daß die Laufgeschwindigkeiten konstant und möglichst groß sind.

Zu diesem Zweck werden Geschwindigkeitsreguli '-vorrichtungen benutzt, die kompliziert und kostspielig sind, jedoch nicht immer vollkommen befriedigend arbeiten.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise durch die DE-AS 11 88 846 bekanntgeworden. Der Oszillator gibt dort ein Signal mit konstanter Frequenz ab, welches eine Wellenlänge gleich der Wellenlänge der auf dem als Informationsträger verwendeten Band aufgezeichneten Signale mit Rechteckcharakteristik hat.

Durch das Buch G. L D a ν i e s, Magnetic Instrumentation, New York, Toronto, London 1961, Seiten 137 bis ist ferner bekannt, die Frequenz durch ein von dem Band geschleiftes Rad zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die einen optimalen Ausgleich der Ge-

schwindigkeitsänderungen des Informationsträgers unabhängig von der Größe dieser Geschwindigkeitsänderungen ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Zweckmäßigerweise besteht die ein elektrisches Impulssignal erzeugende Einrichtung aus einer am Umfang mit abstandsgleichen Gradteilungen versehe- ^!0 nen, durch den Informationsträger um eine zu dessen Laufrichtung senkrechte Achse beispielsweise durch Reibung in Drehung versetzte Scheibe sowie aus einem Wandler, der jede vor ihm vorbeilaufende Grad teilung in einen elektrischen Impuls umformt Wenn die '■> Gradteilungen aus undurchsichtigen Strichen bestehen und die Scheibe lichtdurchlässig ist, so kann ein optisch-elektronischer Wandler benutzt werden. Wenn die Gradteilungen aus Strichen von magnetischer Substanz bestehen und die Scheibe unmagnetisch ist, so -'» kann ein magnetisch-elektronischer Umwandler benutzt werden.

Mit der Erfindung wird der Zeitmaßstab des aufzunehmenden oder wiederzugebenden Signals so verändert, daß er sich dem sich aus den momentanen "' Geschwindigkeitsänderungen des Trägers ergebenden Zeitmaßstab anpaßt

Zu diesem Zweck besitzt die Aufnahmevorrichtung die durch den Phasenvergleicher gesteuerte Speichereinrichtung, in die das aufzuzeichnende Signal in einem ⁱⁿ linearen Zeitmaßstab eingeführt wird und aus der dieses Signal in einem Zeitmaßstab austritt, der dem Zeitmaßstab der Trägerbewegung vor dem Schreiblesekopf entspricht

Die Wiedergabevorrichtung besitzt hierbei ebenfalls >> die durch den Phasenvergleicher gesteuerte Speichereinrichtung, in welche das abgelesene Signal in einem dem Zeitmaßftab der Trägerbewegung vor dem Schreiblesekopf entsprechenden Zeitmaßstab eingeführt wird und aus der es in einem linearen Zeitmaßstab «> austritt

Die Speichereinrichtung kann aus bekannten Einrichtungen, wie einem Speicher mit komplexer Adreßlogik, einer Verzögerungskette mit Reiheneintritt und parallelen adressierbaren Ausgängen, einer Dreh verzöge- ^ rungskette und dergleichen, bestehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahme- bzw. ^r>u Wiedergabevorrichtung,

Fig.2 einen senkrechten Schnitt durch die ein elektrisches Impulssignal erzeugende Einrichtung,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahme- ^v"' bzw. Wiedergabeeinrichtung.

Die in F i g. 1 dargestellte Aufnahmevorrichtung M besitzt einen Schreibkopf !, der dit auf einen Informationsträger 2, beispielsweise ein Band, aufzuzeichnenden Informationen von einem Anschluß 3 ^wl empfängt. An dem Schreibkopf 1 ist ein optischer Wandler 4 befestigt Diese Baueinheit ist auf einer zur Vorschubrichtung B des Informationsträgers 2 senkrecht stehenden Achse 5 drehbar montiert. Der Informationsträger 2 wird gegen eine an dieser Achse 5 ⁽¹ > befestigte Trommel 6 angedrückt. Die Achse ist in Lagern drehbar gelagert und trägt eine Scheibe 7, die an ihrem vor dem optischen Wandler vorbeilaufenden Umfang mit abstandsgleichen Gradteiluogen versehen ist(vgL F ig. 2).

Der Ausgang des optischen Wandlers 4 ist mit einem der Eingänge eines Phasendiskriminators 8 verbunden, desjen anderer Eingang mit dem Ausgang eines Steueroszillators 9 verbunden ist Der Ausgang des Phasendiskriminators ist einerseits mit einem einen Motor Ii steuernden Verstärker 10 und andererseits mit einem den Steueroszillator 9 steuernden Integrierfilter

12 verbunden.

Der Motor 11 besteht beispielsweise aus einer Solenoidspule, deren hin- und herbewegbarer Anker über ein an diesem am Gelenk 14 angelenktes Gestänge

13 mit der beweglichen Baueinheit 1, 4 verbunden ist Dieses Gestänge ist über ein Gelenk 15 mit einer an der beweglichen Baueinheit vorgesehenen exzentrischen Kurbel 16 verbunden.

Wenn sich der Träger 2 in Bewegung setzt versetzt er die Trommel 6 in Drehung, so daß die auf der Scheibe 7 vorgesehenen Gradteilungen vor dem Wandler 4 vorbeilaufen. Dieser erzeugt dadurch ein elektrisches Impulssignal, dessen momentane Frequenz F, der momentanen Ablauffrequenz der Gradteilungen der Scheibe 7 vor dem Wandler 4 und damit der Ablaufgeschwindigkeit des Informationsträgers 2 entspricht

Wenn der Steueroszillator 9 ein elektrisches Imspulssignal mit der Bezugsfrequenz F aussendet, die beispielsweise dem Sollwert von Fi entspricht wenn der Träger 2 mit konstanter Geschwindigkeit abläuft, so sendet der Phasendiskriminator 8 ein Fehlersignal, das dem Motor 11 eingespeist wird.

Wenn die Ablaufgeschwindigkeit des Informationsträgers 2 zunimmt so wirkt das vom Phasendiskriminator 8 kommende Fehlersignal so auf den Motor 11 ein, daß der Anker sich in Richtung /1 bewegt Infolgedessen bewegt sich der Schreibkopf 1 in Laufrichtung des Informationsträgers und begleitet diesen, so daß dessen Geschwindigkeitszunahme ausgeglichen wird.

Wenn die Geschwindigkeit des Informationsträgers 2 abnimmt betätigt der Motor 11, dessen Anker sich hierbei in Richtung des Pfeils h bewegt den Schreibkopf 1 so, daß er sich dem Informationsträger entgegenbewegt und somit dessen Geschwindigkeitsabnahme ausgleicht.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung gestattet somit den Ausgleich der Wirkungen der Geschwindigkeitsänderungen des Informationsträgers 2. Wenn diese Änderungen in ' -zug auf die dem von dem Steueroszillator 9 ausgesandten Signal entsprechende Geschwindigkeit zu groß werden, müßte der Schreibkopf 1 zum Ausgleich der Geschwindigkeitsänderungen des Trägers Drehbewegungen von sehr großer Amplitude ausführen, die möglicherweise gar nicht mehr erreicht werden können.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die Frequenz des Bezugssignals des_ Steueroszillators 9 durch die mittlere Frequenz F= F/der Signale mit der Frequenz F₁ gesteuert. Diese Steuerung geschieht über das Integrierfilter 12, sie kann jedoch auch direkt von Signalen mit der Fr- quenz F, aus durchgeführt werden.

Die Integrationskonstante wird in Abhängigkeit von de- zulässigen Geschwindigkeitsschwankung des Informationsträgers 2 gewählt.

Die Signale der Frequenz F, messen also die Geschwindigkeit des Informationsträgers gegenüber dem Schrei, 'topf.

Im vorangehenden wurde anhand von Fig. 1 eine

Aufnahmevorrichtung beschrieben. Auf dieselbe Weise kann eine Wiedergabevorrichtung ausgebildet werden, wobei der Abschluß 3 nicht den Eingang der aufzunehmenden Informationen, sondern den Ausgang der abgelesenen Informationen darstellt. ι

Mit dieser Vorrichtung, bei welcher der Lese- oder Schreibkopf in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Informationsträgers gegenüber dem Schreib- oder Lesekopf mechanisch gesteuert wird, können kaum Geschwindigkeitsschwankungen von mehr als 50 bis κι 100 Hz ausgeschaltet werden. Für eine feinere Kompensierung ist es erforderlich, abgesehen von der Steuerung der Stellung des Schreib- oder Lesekopfes gegenüber dem Informationsträger den Zeitmaßstab der abzulesenden oder aufzunehmenden Signale zu ändern und an die Bewegung des Informationsträgers anzupassen. Hierfür ist zusätzlich zur Steuervorrichtung M zwischen dem Anschluß 3 und einem Anschluß 17 eine elektrische Steuervorrichtung E vorgesehen, die aus einem Analog-Digital-Wandler 18, einem Schieberegister 19 und einem Digital-Analog-Wandler 20 besteht. Diese drei Bauteile sind in Reihe geschaltet

Hierbei wird dem Anschluß 17 ein Analogsignal geliefert, das durch den Analog-Digital-Wandler 18 zerhackt und in ein Digitalsignal umgeformt wird; dieses wird anschließend in dem Schieberegister 19 gespeichert und durch den Digital-Analog-Wandler 20 wieder in ein Analogsignal zurückgeformt.

Wenn es sich bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung um eine Wiedergabevorrichtung handelt, «1 so besteht der Wandler 20 aus einem Analog-Digital-Wandler und der Wandler 18 aus einem Digital-Analog-Wandler. Hierbei wird ein von dem Lesekopf 1 erzeugtes Analogsignal durch den Wandler 20 zerhackt und in ein Digitalsignal umgeformt, anschließend in dem ss Schieberegister 19 gespeichert und in dem Wandler 18 wieder in ein Analogsignal umgesetzt. An dem Anschluß 17 erscheint also ein wiedergebildetes Analogsignal.

Der Phasendiskriminator8derin Fig. 1 dargestellten Vorrichtung besteht aus mehreren Elementen 81, 82... 8„, die kaskadenförmig geschaltet sind und jeweils einen Ausgang Si, Si... S_n besitzen. An diesen können je nach dem einander entgegengesetzten Fortschreiten dei Impulse des Signals F,- und der Impulse des Signals F zwei verschiedene elektrische Zustände auftreten.

Das Schieberegister 19 besteht aus mehrerer kaskadenförmig geschalteten Elementen 19n 192... 19„ deren jedes einen Eingang ei, ej ... e_n besitzt. Jeder dieser Eingänge ist mit dem Ausgang Si, Sj ... S, entprechenden Index verbunden. Hierbei könnet! Zahlenwerte schrittweise von 19„bis 19| (Aufnahmevorrichtung) oder von 19i bis 19„ (Wiedergabevorrichtung' übertragen werden, indem sie jeweils dem Fortschreiter der Impulse des Signals /-/oder der des Signals /v folgen.

Der Phasendiskriminator 8 und das Schieberegistei 19 sind vorzugsweise gemäß der FR-PS 20 44 562 ausgebildet.

Im Fall einer Aufnahmevorrichtung wird das Signal ir das Schieberegister 19 im Rhythmus der Impulse F zugeführt und wird im Rhythmus der Impulse F entnommen. Im Fall einer Wiedergabevorrichtung wire das Signal in das Schieberegister 19 im Rhythmus der Impulse Fi eingeführt und im Rhythmus der Impulse F entnommen.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung führt also mil der Vorrichtung M und der Vorrichtung E die beider obenerwähnten Ausgleichsweisen durch.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform isl kein mechanischer Ausgleich über die Elemente 10, 11, 13, 16 vorgesehen, sondern es wird mit Hilfe des Phasendiskriminators 8 und des Schieberegisters 19 nur eine elektrische Kompensierung durchgeführt Hierbei sind der Kopf 1 und der Wandler 4 feststehend ausgebildet und die Scheibe 7 dreht sich, so daß ihre Gradteilungen vor dem Wandler vorbeilaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufzeichnen und/oder Wiedergeben eines sich zeitlich verändernden elektrischen Signals auf einem Informationsträger mit Hilfe eines Schreib-/Lej;ekopfes, welche eine ein elektrisches Impulssignal, dessen momentane Frequenz eine Funktion der momentanen Ablaufgeschwindigkeit des Informationsträgers vor dem Kopf ist, erzeugende Signalerzeugungseinrichtung sowie einen ein Impulssignal mit einer Bezugsfrequenz abgebenden Steueroszillator und einen die jeweiligen Frequenzen der Signalerzeugungseinrichtung und des Oszillators vergleichenden Phasenverglsicher zum Ausgleichen der Unregelmäßigkeiten im Bewegungsablauf des Trägers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daB die Signalerzeugungseinrichtung eine Scheibe (7), die auf ihrem Umfang in gleichen Abständen angeordnete Markierungen trägt und durch den Informationsträger (2) in Drehung versetzbar ist, und einen Kodierer bzw. Umwandler (4) aufweist, welcher jede der vor ihm ablaufenden Markierungen in ein elektrisches Signal mit einer momentanen Frequenz (F$ umsetzt, daß zwischen den Ausgang des Phasenvergleichers (8) und einen Steuereingang des Steueroszillators (9) ein Integrierfilter (12) geschaltet ist, so daß der Steueroszillator abhängig vom anliegenden Spannungssignal ein Signal abgibt, dessen Frequenz gleich der mittleren Frequenz (Fi) der von der Signalerzeugungseinrichtung (4, 7) abgegebenen momentanen Signale ist, und daß eine Speichereinrichtung (19) vorgesehen ist, welche gesteuert von dem Phasenvergleicher (8), beim Aufzeichnen das aufzuzeichnende Signal mit der mittleren Frequenz (Fi) aufnimmt und mit der momentanen Frequenz (Fi) abgibt und beim Wiedergeben das wiederzugebende Signal mit der momentanen Frequenz (Fi) aufnimmt und mit der mittleren Frequenz ^abgibt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (19) ein von dem Phasenvergleicher (8) getaktetes Schieberegister ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer Aufzeichnungsvorrichtung vor der Speichereinrichtung (19) ein Analog-Digital-Wandler (18) und hinter dieser ein Digital-Analog-Wandler (20) vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer Wiedergabevorrichtung hinter der Speichereinrichtung (19) ein Digital-Analog-Wandler (18) und vor dieser ein Analog-Digital-Wandler (20) vorgesehen ist

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenvergleicher (8) η zwischen einem Eingang für ein erstes Impiilssignal und einem Eingang für ein zweites Impulssignal kaskadenförmig geschaltete, elektronische Elemente (8|, 82 ... B_n) mit zwei stabilen Zuständen enthält, in denen die beiden Impulssignale sich sei.rittweise in entgegengesetzten Richtungen durch aufeinanderfolgendes Kippen dieser Elemente fortpflanzen, und daß die als Schieberegister ausgebildete Speichereinrichtung (19) mindestens eine Reihe von η zwischen einem Informationseingang und einem Informationsausgang kaskadenförmig geschaltete Elemente (19|, 192

...1%) enthält, deren jedes durch eines der Elemente (81,82... S_n) der Steuervorrichtung (8) steuerbar ist, von denen jedes Einrichtungen, die bei einem Impuls des ersten Signals ein Kippen dieses Elementes vom ersten Zustand in den zweiten bewirken oder dieses in dem zweiten Zustand halten. Einrichtungen, die bei einem Impuls des zweiten Signals den Obergang dieses Elementes vom zweiten Zustand in den ersten bewirken oder es in dem ersten Zustand halten. Einrichtungen, die beim Kippen des betreffenden Elementes vom ersten Zustand in den zweiten das in Fortpflanzungsrichtung des ersten Signals vorangehende Element vom zweiten in den ersten Zustand zurückführen, und Einrichtungen besitzt, die beim Kippen des betreffenden Elementes vom ersten Zustand in den zweiten Zustand dem entsprechenden Element der gesteuerten Vorrichtung (19) einen Steuerimpuls liefern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (19) aus Elementen (19,, 192 ■■■ >V ^mit zwei stabilen Zuständen besteht, deren jedes Einrichtungen zur Aufnahme des Steuerimpulses, Einrichtungen, die bei Ankunft dieses Steuerimpulses bewirken, daß das betreffende Element bei einem Impuls vom ersten Zustand in den zweiten kippt und bei einem anderen Impuls in dem ersten Zustand gehalten wird, und Einrichtungen besitzt, die beim Kippen dieses Elements vom ersten Zustand in den zweiten das in Fortpfianzungsrichtung der Impulse vorhergehende Element vom zweiten Zustand in den ersten zurückbringen.