DE2124945C3 - - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/2805—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Synchronisiersystern der im Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 4 näher
bezeichneten Art Ein Herartiges Synchronisiersystem ist bekannt (US-PS 33 57 780).
Das bekannte Synchronisiersystem für Gleichlauf von Bildfilm und Tonband verwendet auf dem Bildfilm und
dem Tonband aufgezeichnete Binärkode, um bei der späteren Wiedergabe durch einen Vergleich des
Binärkodes auf dem Bildfilm mit dem Binärkode auf dem Tonband eine Synchronisierung sowohl der
Geschwindigkeit der Film- und Tonbandantriebe als auch der Phasenlage zwischen Film und Tonband zu
erzielen. Die Aufbringung eines Binärkodes auf einen Film ist jedoch nur mit teuren Studiokameras, nicht
jedoch bei Amateur-Schmalfilmkameras vom Kostenaufwand her möglich. Hinzu kommt, daß bei einem
Ausfall einzelner Bits die betreffende Periode des Binärkodes im Ganzen gestört ist und eine Synchronisierung erst wieder zu Beginn der nächstfolgenden
Kodeperiode erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ein .Synchronisiersystem der eingangs erwähnten
Art. dahingehend zu verbessern, daß eine zuverlässige Geschwindigkeits- und Phasensynchronisation bei wesentlich verringertem, auch bei Amateurkameras
vertretbarem Aufwand möglich ist undl darüber hinaus ein Ausfall einzelner oder mehrerer Synchronisiersignale, auf's Ganze gesehen, die geschwindigkeits- und
phasengetreue Synchronisierung nicht beeinträchtigt
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 bis 4 angegebenen
Merkmale gelöst
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
to des Synchronisiersystems nach diesen Ansprächet sind in den Unteransprächen gekennzeichnet
Bei dem erfindungsgemäßen Synchronisiersystem wird z. B. das erste Bild und die zugehörige erste
Tonpassage einem Frequenzband von 250 bis 400 Hz
is zugeordnet, das zweite Bild und die zweite Tonpassage
einem Frequenzband von 300 bis 350 Hz, das dritte BQd
und die dritte Tonpassage einem Frequenzband von 350 bis 400Hz usw. Aus einem Vergleich der beiden
Schwingungen läßt sich ein Regelsignal ableiten, das für
μ einen geschwindigkeits- und phasensynchronen Lauf
sorgt Mit Rücksicht darauf, daß über eine größere FiIm- und Tonbandlänge nicht genügend genau differenzierbare Frequenz- oder Amplitudenwerte zur Verfugung
stehen, wird man im allgemeinen über die Gesamtlänge
des Films und des zugehörigen Tonbandes mehrere, sich
aneinander anschließende Markierungen vornehmen, wobei dann jede Markierung einem mehrere Bilder
umfassenden Teilbereich der Gesamtlänge des Films bzw. Ton trägers zugeordnet ist
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schemacische Darstellung eines Tonbandgerätes und einer Kamera, die mittels des erfindungsgemäßen Systems synchronisiert werden;
Fig.2 bis 5 Zeitdiagramme zur Veranschaulichung der beiden bei dem erfindungsgemäßen System
vorgesehenen Signalfolgen für Synchronlauf, Voreilung und Nacheilung (Fig.2A—5A) sowie der durch einen
Vergleich der beiden Signalfolgen gebildeten »resultie
renden« Signale (F i g. 2B—5B),
Fig.6 und 7 Zeitdiagramme zur Veianschaulichung
der Auswertung der resultierenden Signale gemäß Fig.2B-5B,
erfindungsgemäßen System,
Fig.9 einen Teil der zur Verwendung bei dem
Synchronisiersystem geeigneten Kamera.
Die Markierung kann bei einer ersten Ausführungsform eine Schwingung mit in gleichbleibender Richtung
sich ändernder Frequenz sein.
Das in F i g. 1 veranschaulichte Tonband 1 eines Tonbandgerätes 2 trägt eine erste Markierung
(F i g. 2A—5A), die dort vor der Aufnahme aufgebracht ist. Während des Laufes des Tonbandgerätes 2 wird die
auf dem Band 1 aufgebrachte Markierung über einen Tonkopf oder dergleichen (nicht dargestellt) abgenommen und in eine Synchronisiereinrichtung 3 eingespeist.
In ähnlicher Weise wird eine zweite auf einem Bildfilm in einei Kamera 4 aufgezeichnete oder von einem von
μ der Antriebswelle 6 für die Bildfilm-Kassette 5
angetriebenen Signalgenerator 7,8,9 erzeugte Schwingung in die Synchronisiereinrichtung 3 eingespeist.
Letztere vergleicht die vom Tonbandgerät 2 und die von der Kamera 4 ankommenden Signalfolgen miteinander
hri und leitet daraus ein Regelsignal für den Kameramotor
ab.
Ir. den F i g. 2A, 3A, 4A und 5A sind die sich ändernden Charakteristika der beiden Markierungen Si
und Sj in ihrer gegenseitigen Zuordnung dargestellt.
Hierbei entspricht beispielsweise die mit dünnen Linien
gezeichnete Charakteristik S} der auf dem Band 1
aufgezeichneten Schwingung, wogegen die mit dicken Linien ausgezogene Charakteristik S+, der von der
Kamera 4 kommenden Schwingung entspricht Es sei ferner angenommen, daß in den dargestellten Diagrammen auf der Abszisse die Zeit, hingegen auf der
Ordinate die Frequenz aufgetragen ist In den dargestellten Ausfuhrungsbeispielen ergibt sich die
Sägezahnform uer Charakteristika dadurch, daß die Frequenz der Schwingung mit der Zeit fortschreitend
periodisch linear ansteigt Es ist aber auch ein anderer Verlauf der Markierung möglich. Es wäre nun möglich,
die Länge jeder Markierung, d. h. die Zeitdauer,
während der die Frequenz der Signalfolge, ausgehend von ihrem geringsten Wert, ihren höchsten Wert
erreicht so zu wählen, daß diese Länge der gesamten Länge des Bandes 1 oder des in der Kassette 5
enthaltenen Filmes entspricht Dies hätte den Vorteil, daß jedem Bild bzw. jeder Tonpassage des Films bzw.
Bandes ein bestimmter Frequenzwer* der (einzigen) Markierung zugeordnet wäre. Andererseits berteht die
Schwierigkeit daß bei einer so großen Länge der Markierung der Unterschied zwischen dem höchsten
und dem geringsten Frequenzwert sehr groß sein muß, daß also die Signalabnahmeeinrichtung am Tonbandgerät 2 bzw. an der Kamera 4 für einen ziemlich weiten
Bereich ausgelegt sein müßten. Ist dies hingegen nicht möglich, so wird die Steilheit des Anstiegs der
Frequenzwerte sehr flach, so daß die Signalabnahmeeinrichtungen sehr genau arbeiten müssen, um die
Unterschiede zwischen den Frequenzwerten noch zu erkennen. Es hat sich gezeigt daß unter Berücksichtigung auch nur geringster Anforderungen an handelsüb-
liehe Tonbandgeiäte im Falle von frequenzmodulierten
Signalfolgen die Tonfrequenz zweckmäßig einen Bereich zwischen 250 bis 5000 Hz, vorzugsweise 500 bis
2500 Hz, umfaßt
In den Fig. 2A—5A ist jeweils in der Spalte a der Fall
eines Synchronlaufes dargestellt Die in der Spalte b dargestellten Diagramme zeigen den Fall, bei dem der
Bildfilm in der Kamera 4 gegenüber dem Tonband 1 vorläuft während die Diagramme in Spalte c den Fall
darstellen, bei dem der Bildfilm gegenüber dem Tonband 1 nacheilt
Gemäß Fig. 2 sind die Charakteristika 5, und S4
linear mit gleicher Steigung und in gleicher Steigungsrichtung verlaufend ausgebildet, wobei sie hinsichtlich
ihrer Phasenlage miteinander übereinstimmen, also auch gleichphasig im Synchronlauf rind. Die Frequenzen
dieser Signalfolgen sind dabei nach ihrer Größe geordnet, wobei sich ein Sägezahnsignal ergibt.
Die beiden Signalfolgen werden in einer Regelvorrichtung zunächst einander überlagert wodurch sich
eine in den Fig.23—5B dargestellte, resultierende
Charakteristik ergibt. Für den Fall gleicher Steigungsrichtung der Charakteristika S\ und S« (Fig.2 und 3)
v/erden zweckmäßigerweise die Signalfolgen voneinander subtrahiert. Bei Synchronlauf ist der Unterschied
zwischen den Signalfolgen stets gleich groß, so daß sich eine resultierende Charakteristik S1 für Synchronlauf
gleichmäßiger Größe ergibt.
Im Falle eines Vorlaufs oder eines Nachlaufs ergeben
sich die in den Fig.2Ab und 2Ac veranschaulichten h->
Zuordnungen der beiden Charakteristika S\ und Si
sowie die zugehörigen resultierenden Charakteristika Sy bzw. Sn (Fig. 2Bb und ?Bc). Durch die Verwendung
frequenzmodulierter Signalfolgen wird voiteilhafterweise durch eine höherere Geschwindigkeit auch eine
höhere Frequenz vorgetäuscht, so daß ein Ansteigen der Filmgeschwindigkeit eine Voreilung und damit eine
Phasenverschiebung gegenüber dem Tonband simuliert Dadurch ergibt sich ein günstiges Regelverhalten für
den Kameraantrieb, das ein Pendeln praktisch ausschließt Eilt nämlich der Bildfilm gegenüber dem
Tonband 1 vor, so entsteht ein resultierendes Signal Sn
das bei relativ geringem Frequenzabstand zwischen den Signalfolgen im Synchronlauf (Fig.2Aa) fallweise
negative Werte ergibt Dies kann dadurch vermieden werden, daß der Abstand zwischen den beiden
Markierungen für Synchronlauf größer gewählt wird als die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten
Frequenzwert einer der beiden Signalfolgen. Im übrigen ergeben sich bei Abweichungen vom Synchronlauf, wie
die F i g. 1 Ab und 2Ac zeigsn, zwei verschiedene Werte
innerhalb des resultierenden Signals Sv bzw. Sn, die
abwechselnd auftreten. Diese Werte sind entweder bei großer Impulsbreite relativ wenig verschieden vom
resultierenden Signal & für Syncmonlauf, oder es besteht bei geringer Impulsbreite ein großer Werteunterschied.
Bei einer Phasenverschiebung der Signalfolgen von 180° (F i g. 3) sind der obere sowie der untere Wert des
resultierenden Signals von dessen Sollwert jeweils gleich weit entfernt (F i g. 3Ba). In diesem Falle treten
somit bereits im Synchronlauf wechselweise zwei verschiedene Werte für das resultierende Signal Ss auf.
Bei Vergleich dieses Signals Ss mit den sich bei
Abweichungen vom Synchronlauf ergebenden Signalen 5, bzw. Sn zeigt es sich, daß die Abweichungen der
oberen und unteren Werte der Signale Sn Sn vom
oberen Wert des resultierenden Signals 5, relativ gering sind, was durch entsprechende Bemessung der
Steilheit der Charakteristika S1 und S2 erzielt werden
kann. Auf diese Weise ist der Unterschied zwischen dem oberen und dem unteren Wert des resultierenden
Signals S5 größer als die sich bei Abweichungen vom
synchronen Lauf ergebenden Abweichungen der oberen bzw. unteren Werte der Signale Sn Sn, was die anhand
von F i g. 7 erläuterte Bildung des Regelsignals erleichtert
F i g. 4 zeigt den Fall, daß die Charakteristika S1 und
St zwar gleichphasig im Synchronlauf, jedoch einander
entgegengerichtet hinsichtlich des Verlaufs ihrer Frequenzwerte sind. Fig.4Aa zeigt, daß die Differenz
zwischen den Charakteristika S\ und S* während einer
Signalperiode ständig abnimmt. Es ist daher vorteilhaft, die beiden Signalfolgen beim Überlagern zu addieren. In
diesem Falle ergibt sich wiederum ein Signal S, gleichmäßiger Größe für Synchronlauf, wogegen sich
bei Abweichungen vom synchronen Lauf ähnliche Signale für die Signalfolgen Sn Sn ergeben wie im Falle
von F i g. 2.
Dies gilt im wesentlichen auch für die F i g. !>, bei der
die Markierungen nicht nur einander entgegengesetzt gerichtete Charakteristika aufweisen, sundern zusätzlich im Falle des synrhronen Laufe um 180° gegeneinander versetzt sind. Hier ergeben sich also bei Addition
der Signalfolgen ähnliche resultierende Signale wie bei der Ausführung gemäß F i g. 3.
Anhand von F i g. 6 soll die Erzeugung eines Regelsignals aus den resultierenden Signalen gemäß
F i g. 4B erläutert wert'?n. Dabei sind im rechten Teil des
dargestellten Diagramms das Signals S, mit voller Linie, das Signal S„strichliert und das Signal Sn strichpunktiert
eingezeichnet. Diesen verschiedenen Möglichkeiten des sich ergebenden resultierenden Signals werden nun
mindestens zwei Vergleichswerte gegenübergestellt, nämlich ein oberer Vergleichswert Ow und ein unterer
Vcrglcichswcrt Uw. Zweckmäßig wird jedoch zusätzlich noch ein Sollwert Sw für synchronen Lauf den sich
ergebenden resultierenden Signalen gegenübergestellt, welcher Wert Sw hinsichtlich seiner Größe dem
resultierenden Signal S, entspricht. Die beiden anderen Vergleichswerte Ow und Uw entsprechen dem oberen
bzw. unteren Wert eines Signals mit einer Phasenabweichung von ± 180". Sie könnten gegebenenfalls aber
auch anders gewählt sein, jedoch ist es zweckmäßig, sie
so zu wählen, daß sie einer Abweichung entsprechend einem Vorlauf oder einem Nachlauf des geregelten
Antriebs entsprechend 360 (S, + Sn) gewählt sind. Es
zeigt sich, daß das sich bei Vorlauf des Bildfilms ergebende resultierende Signal .V, mit seinem oberen
Wert lim iipn wlpirhpn Rplrao vom oberen VsrCT!ii!ChS-wert
Oh abweicht, um den es mit seinem unteren Wert
vom unteren Vergleichswert Uu differiert. Das gleiche gut für das Signal .Sn. so daß bei entsprechender
Filterung der resultierenden Signale und Gegenüberstellung zu den Vergleichswerten Oh und Uwb/w. 5h
leicht feststellbar ist. ob der geregelte Antrieb vor·,
nach oder synchron läuft
Ähnliches gilt für die Ausfuhrungsform gemäß F i g. 7. in der die Urzeugung eines Regelsignals aus den
resultierenden Signalen .S1. S, und Sn gemäß F i g. 5
dargestellt ist. Im synchronen Lauf ergeben sich zwei
abwechselnd auftretende Werte des Signals S„ wobei
zweckmäßigerweise die beiden Vergleichswerte Ow. Uw entsprechend diesen beiden Werten des Signals 5,
gewählt sind Hierfür wird, wie bereits erwähnt, die
Steigung der ( harakteristika S\ und S<
so gewählt, daß der Unterschied zwischen dem oberen und dem unteren
Wert des resultierenden Signals S1 größer oder höchstens gleich den sich bei Abweichungen vom
synchronen Lauf ergebenden Abweichungen im resultierenden Signal ist. Tatsächlich zeigt sich auch, daß die
oberen Werte der Signale S,. Sn nahe dem oberen
Vergleichst en Ow liegen, wogegen die jeweiligen
unteren Werte, in deutlichem Abstand vom oberen Vergleichswert Ot*-1. um den unteren Vergleichswert Uw
liegen. Somit kann auch hier durch entsprechende Filterung leicht festgestellt werden, ob die Werte für das
resultierende Signal oberhalb oder unterhalb der Vergleichswerte liegen.
In F ι g. 8 ist eine Finrichtung zur Durchführung des
erfmdungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei sind
die Eingänge fur die Signale S-. St in der F i g. 8 links
oben dargestellt. Während das Signal S unmittelbar einem Verstärker 10 zugeführt wird, wird das Signal &
gegebenenfalls zuerst mit einem nicht modulierten Referenzsignal Sr verglichen. Dies ist dann der Fall,
wenn der Signalgensrator, d. h. die Scheibe 9 (F i g. 1) in
der Kamera 4. die Signale in Form einer Nadeltonschrift enthält oder als Schallplatte ausgebildet ist In diesem
Falle ist nämlich die Tonabnahme-Einrichtung gegenüber Erschütterungen empfindlich, und es ware daher
denkbar, daß sich bei Auftreten einer Erschütterung ein Störsignal ergibt das unter Umständen die Synchronregelung
falsch beeinflußt. Dieses Störsignal muß also ausgefiltert werden, und dies geschieht am besten
dadurch, daß die Scheibe 9 gleichzeitig mit dem frequenzmodulierten Signal S<
ein unmoduliertes Referenzsignal Sn enthält, so daß bei Erschütterungen sich
die gleiche Störung sowohl im Signals S< als auch im
Referenzsignal S« ergibt. Zweckmäßig können die Tonrillen in einer Schallplatte entsprechend den Rillen
für Stereoton ausgebildet sein, wobei die eine Seite der Rille das modulierte, die andere Seite das unmodulierte
Signal enthält. Die Signale St, Sr können dann einer
Ό Differenzeinrichtung 11 zugeführt werden, die das
Slörsignal ausfiltert. Die Differenzeinrichtung 11 kann
jedoch bei anderen Aufzeichnungsarten für das Signal St entfallen. In diesem letzteren Fall wird das von der
Kamera kommende Signal St dann unmittelbar einem
Verstärker 12 zugeführt, wobei die Ausgänge der Verstärker 10, 12 an eine Überlagerungsschaltung 13
angeschlossen sind. In dieser Überlagerungsschaltung
13 wird das resultierende Signal gebildet. Da die Signale
artp (ϊιηηαΐ«
r» I Λ'
das resultierende Signal einer Frequenzerkennungsschaltung 14 zuzuführen. Diese Frequenzerkennungsschaltung
14 weist an ihrem Fingang einen Frequenzumformer 15 auf. In diesem Frequenzumformer 15 wird für
jede Änderung des Parameterwertes des resultierenden
■?5 Signals vom oberen zum unteren Wert ein Impuls
abgegeben. Somit entspricht also jeder vom Frequenzumformer 15 abgegebene Impuls gleichmäßiger Breite
einem Imp Js des resultierenden Signals unabhängig von dessen Breite. Die Impulsbreite des resultierenden
JO Signals geht auf diese Weise in das zu bildende
Regelsignal nicht ein. Angeschlosser an den Frequenzumformer 15 ist eine Vergleichsschaltung 16 mit
wenigstens zwei, im vorliegenden Fall jedoch drei Kanälen. Diese Vergleichsschaltung 16 dient im
Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Frequenz-Spannungs-Wandler. Hierzu ist am Ende eines jeden Kanals
je ein Schwellwertschalter 17a, 176, 17c vorgesehen.
Diese Schwellwertschalter 17a. 17fc. 17c besitzen vorzugsweise eine geringere Hysterese al· die Restwel-
«o ligkeit des Einganges. Jeder der drei Kanäle ist durch ein
entsprechend bemessenes RC-G\\ed auf eine bestimmte
Frequenz abgestimmt. Beispielsweise ist ein Kanal 16a auf 2 kHz. ein Kanal lob auf 3 kHz und ein Kanal 16rauf
4 kHz abgestimmt. Hierbei entspricht der Wert von
*5 2 kHz im Kanal 16a dem unteren Vergleichswert Uw
gemäß F i g. 6, der Wert von 3 kHz im Kanal 166 dem Sollwert Swund der Wert von 4 kHz im Kanal 16cdem
oberen Vergleichswert Ow. Die Ausgänge der drei Kanäle 16a. 16feund 16c werden einer Erkennungslogik
18 eingespeist, die ein Regelsignal abgibt. Dieses Regelsignai wird einer in der Kamera befindlich, η
Motorregelschaltung zugeführt.
F i g. 9 zeigt einen Tei! der in F i g. t schematisch
dargestellten Kamera mit einer Hauptwelle 102 und einer herkömmlichen Arretiereinrichtung für die
Hauptwelle. Mit Hilfe eines Sperrschiebers 124 wird in bekannter Weise die Welle 102 stillgesetzt, sobald
dieser Schieber 124 durch Verschieben des Auslösers nach links in die Bahn einer Nase 120 gerät und diese an
ho ihm anschlägt Die Scheibe 9 dient als Impulsgeber (vgl.
Fig. 1). Diese Impulsgeberscheibe beginnt beim Anlauf
der Kamera zweckmäßig immer von einer Nullstellung an zu laufen.
Claims (8)
1. Synchronisiersystem für Gleichlauf von Bjldfilm
und Tonträger durch Vergleich von darauf angebrachten Markierungen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Markierung eine Schwingung
mit in gleichbleibender Richtung sich ändernder Frequenz ist.
2. Synchronisiersystem für Gleichlauf von Bildfilm
und Tonträger durch Vergleich von darauf angebrachten Markierungen, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Markierung eine Schwingung mit in gleichbleibender Richtung sich ändernder Amplitude ist.
3. Synchronisiersystem für Gleichlauf von Bildfilm und Tonträger durch Vergleich von darauf angebrarhten Markierungen, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Markierung eine Impulsfolge mit in gleichbleibender Richtung sich änderndem Impulsabstand ist
4. Synchronisiersystem für Gleichlauf von Bildfilm und Tonträger durch Vergleich von darauf angebrachten Markierungen, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Markierung eine Impulsfolge mit in gleichbleibender Richtung sich ändernder Impulsgröße ist
5. Synchronisiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Änderung der Markierung von Bildfilm bzw. Tonträger linear ist und gleiche Steigung hat.
6. Synchronisiersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Markierungen gegensinüg verlaufen.
7. Synchronisiersystem nach e'jem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß Bildfilm
und Tonträger mehrere gleichartige, aneinander anschließende Markierungen aufweisen.
8. Synchronisiersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß pro 16 Bilder eine Markierung
vorgesehen ist
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Family Applications (1)
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