DE2239832A1 - System zum aufzeichnen und wiedergeben eines signals auf einem magnetband - Google Patents

Description

• System zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Signals auf einem Magnetband Bei-der Magnetbandaufzeichnung ist bekanntlich die höchste Frequenz, die aufgezeichnet werden kann, in erster Linie durch die Breite des Kopfspaltes und die Relativgeschwindigkeit zwischen Kopfspalt und Band gegeben.
• Zur Erzielung einer besonders hohen, z.B. für Videosignale geeigneten Grenzfrequenz ist es bei sogenannten Schnelläufergeräton bekannt, das Band mit einer außerordentlich hohen Längsgeschwin digkeit an dem mit seinem Kopfspalt senkrecht zum Band stehenden Kopf vorbeizuführen. Diese Lösung erfordert jedoch einen außerordentlich hohen Bandverbrauch.
• Es ist auch bekannt, die Spuren mit rotierenden Köpfen schräg zur Band-Längsrichtung auf das Band aufzuzeichnen. Solche Geräte erfordern meist mehrere Köpfe, zwischen denen das Signal umgeschaltet werden muß.
• Es sind auch nach dem Schrägspurverfahren arbeitende Geräte mit nur einem Kopf bekannt. Auch diese Anordnung ist hinsichtlich ihrer Konstruktion und Justierung recht kompliziert und stellt hohe Anforderungen an die Genauigkeit. Für einfachere Geräte, wie z.B. kleine Diktiergeräte, wäre diese Lösung nicht geeignet.
• Uoi Diktiergeräten ist eine hohe Aufzeichnungsbandbroite an sicli nicht erforderlich, da für Sprache eine Grenzfrequenz von etwa 3 kllz ausreicht. o solchen Geräten ist man Jedoch bemüht, den Bandverhrauch goring zu halten, d.h. bei möglichst kleiner Bandes menge eino lange Sprechzeit zu orzielcn, damit die Geräte klein konstruiert werden können. Bei Diktiergeräten, bei denen das ritl in seiner Längsrichtung an einen ortsfesten Kopf vorbeigefuhrt wird, ist der Bandgeschwindigkeit nach unten eine Grenze gesetzt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Magnotbandaulzeichnung mit in Längsrichtung bewegten Band und ortsfestem Magnetkopf ein System zu schaffen, das eine beträchtliche Yerringerun) der Geschwindigkeit des Bandes gestattet.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die auf eine bestimmte, in Bandlängsrichtung gemessene Bandlänge aufgebrachte Spur beträchtlich erhöht, so daß bei einer vorgegebenen Grenzfrequenz die Geschwindigkeit des Bandes in seiner Längsrichtung verringert werden kann.
• Außerdem wird die Beanspruchung des Kopfes verringert, da das Band mit verringerter Geschwindigkeit an dem Kopf vorbei läuft und nußci dem jeweils nur eine geringe Fläche des Bandes an den Kopf angedrückt wird. Eine Umschaltung zwischen verschiedenen Köpfen ist dabei nicht erforderlich. Es kann ein üblichor für die Sprachaufzeichnung auf Magnetband geeigneter Kopf verwendet werden. Auch die Justierung ist einfach, da nur ein einziger Kopfspalt relativ zum Band ausgerichtet werden muß.
• Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Aufgrund des starken exponentiellen Abfalls der Magnetisierung mit steigendem Abstand zwischen Band und Kopfspalt ist es möglich, das Band in einem solchen Abstand am Kopfspalt vorbeizuführen und jeweils an einem Punkt an den Kopfspalt anzudrücken, daß einerselt in dem nicht an den Kopfspalt angedrückten Bereich des Bandes eine Magnetisierung durch das im gesamten Kopfspalt vorhandene Magnetfeld praktisch nicht auftritt und andererseits im Bereich des punktförmigen Kontaktes dennoch eine Aufzeichnung des in den Kopf eingespeiston Signals erfolgt.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Fig. 1 ein AusführungsbeispieL der Erfindung, Fig. 2 im Prinzip die sich ergebende Aufzeichnung auf dem Band, Fig. 3 bis 6 vier weitere Ausfühnngsbe'ispiele der Erfindung Fig. 1 zeigt einen üblichen Ton - Aufnahmemagnetkopf 1, der mit einem Tonsignal 2 gespeist wird und mit einem ägli;chen Luftspalt 3 versehen ist. An dem Kopf 1 ist ein übliches Magnetband 4 mit einer Breite von 6, 35 mm quer zur Zeichenebene vorbeigeführt. Die Längsrichtung des Kopfspaltes 3 sieht also senkrecht zur Längs- und Transportrichtung des Bandes 4* Im Gegensatz zu einem bekannten Gerät, bei dem das Band 4 über die ganze Länge des Kopfspaltes 3 fest an diesem anliegt, ist erfindungsgemäß das Band 4 in einem Abstand a an dem Kopfspalt 3 vorbeigeführt. Der Abstand a ist so groß bemessen, daß das am Kopfspalt 3 wirksame Magnet feld praktisch keine Magnetisierung der auf der rechten Seite des Bandes 4 befindlichen Magnetschicht bewirkt. Erfindungsgema'ß ist ferner ein Endlosband 5 vorgesehen, das über Rollen 6, 7 in Richtung 8 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Mit dem Band 5 sind Kugeln 9 verbunden. Wenn eine Kugel 9 auf die Rückseite des Bandes 4 auftrifft, bewirkt sie zwischen Band 4 und Kopfspalt 3 einen punktförmigen Kontakt 10, der von oben nach unten über die Länge des Kopfspaltes 3 wandert. Wenn eine Kugel 9 das Band 4 verlassen hat, trifft die nächste Kugel 9 von oben auf das Band 4 auf.
• Gemäß Fig. 2 ergibt sich durch den Transport des Bandes 4 senkrecht zur Zeichenebene und durch die Bewegung der Kugel 9 in senkrechter Richtung auf dem Band 4 eine schräg zur Bandlängsrichtung 11 verlaufende Spur 12, wobei die punktförmigen, zeitlich aufeinanderfolgenden Kontakte durch die Kreise dargestellt sind. An die Spur 12 schließt sich dann die nächste Spur 12 aii. Fig. 2 läßt erkennen, daß bei einer bestimmten, in Richtung 11 gomessenen Handlänge die Länge der Gesamtzahl der darauf enthaltenen Spuron 12 wesentlich größer ist als diese Bandlänge. Das bedeutet, daß zur Erzielung einer bestimmten Grenzfrequenz bei der Aufzeichnung die Bewegung des Bandes 4 in Richtung 11 wesentlich geringer sein kann als bei herkömmlichen Cerriten, wo sie z.B. 4,75 cmZs beträgt.
• In Fig. 3 ist in einem ortsfesten Block 13 eine Vielzahl von einzeln verschiebbaren Scheiben 14 vorgesehen. Durch eine roticrendt Nockenwelle 15 würden die Scheiben zeitlich nacheinander gegen das Band 4 gedrückt, so daß sich wieder ein in Richtung tles Kopfspaltes 3 wandernder punktförmiger Kontakt 10 ergibt.
• In Fig. 4 ist eine in Richtung 19 rotierende Trommel 16 vorgesehen, auf deren Umfang einen feinen Strahl 17 abgebende Düsen 18 angeordnet sind. Der Andruck des Bandes 4 sn den Kopfspalt 3 wird durch den in Längsrichtung des Kopfspaltes 3 bewegten Strabl 17 bewirkt.
• In Fig. 5a läuft das Magnetband 4 von einer ablaufenden Spule 20 über Umlenkrollen 21, 22, 23 sowie eine Antriebsrolle 24 zu einer auflaufenden Spule 25. Mit einer Andruckrolle 26 wird das Magnetband 4 an den Aufnabme - und Wiedergabekopf 1 üblicher Bauart angedrückt. Der Kopf 1 liegt auf der Mittellinie zwischen den Rollen 22, 23 soweit nch außen ersetzt, daß Tangenten, die am äußeren Umfang der Rollen 22, 23 verlaufen und sich am Spalt des Kopfes 1 trcrfon, einen Winkel von 90° bilden. Die Andruckrolle 26 ist zylinderförmig ausgebildet und steht mit ihrer Achse parallel zur Längsrichtung des Kopfspaltes. Die Oberfläche der Rolle 26 ist jedoch nicht glatt, sondern mit schräg zur Achsrichtung verlaufonden Stegen 27 versehen In Fig. 5b ist der Querschnitt dieser Stege dargestellt, während Fig 5c einen in Fig. 5b mit x dargestellten Ausschnitt zeigt.
• Die abgerundete Oberkante 31 der Stege 27 drückt das Band 4 punktförmig an den Kopfspalt an. Durch die Schräglage der Stege 27 wandert bei der Rotation der Andruckrolle 26 der Andruckpunkt über die Länge des Kopfspaltes 3. Eine Ebene, die durch die Achse der Rolle 26 gelegt wird und gleichzeitig durch den höchsten Punkt am Anfang eines Steges 27 geht, , trifft in einer Entfernung von 6,35 mm am Umfang von Anfang des Steges den höchsten Punkt des nächsten Steges. Zwischen den Stegen 27 wird von Basis zu Basis die direkte Verbindung gewählt, so daß das Band t; in einem genügend großen Abstand vom Kopfspalt geführt werden kann. Die Umdrehungszahl der Andruckrolle 26 ist so gewählt, daß sich während eines Vorschubs um eine Breite des Kopfspaltes gerade ein Steg 27 über die Breite des Bandes 4 abwickelt. Im einzelnen gelten für dieses Ausführungsbeispiel folgende Werte : Bandgc'chwindigkei t: 0,095 cm/s Broitt des Kopfspaltes: 0,003 mm Breite des Magnetbandes: 6,35 mm Dicke des Magnetbandes: 16 µ Durchmesser der Andruekrolle 26: 20 mm Umdrehungszahl der Andruckrolle 26: 3800 U/min.
• Die Drehrichtung der Andruckrolle 26 ist entgegengesetzt zur Transportrichtung des Bandes 4. Die Oberflächen des Bandes sowie die der Stege 27 sind hochglanzpoliert. Rechnet man zu jedem Zeitpunkt mit einer Auflage des Kopf spaltes von 0,1 17 mm, so ist eine unterschiedliche Magnetisierung von 54 Punkten längs des Kopfspaltes möglich. Die Spattbreite des Kopfspaltes lä'ft sich 316 mal in der Sekunde auf dem Band abwickeln, so daß in der Sekunde 17 064 Punkte mit unterschiedlicher Magnetisierung vorgesehen werden können.
• Darus ergibt sich eine Grenzfrequenz für dio Aufzeichnung von etwa 8,5 kHz.
• In Fig. 6 erfolgt der Andruck durch eine Schallwelle. Dns Band 4 ist in einem solchen Abstand am Kopf 1 vorbeigeführt, daß bei Vollausteuerung des Kopfes 1 eine Magnetisierung des Bnndos 4 gerade nicht auftritt. Mit seiner dem Kopf spult gegenüberliegenden Seite liegt das Band 4 flächig an einem Block 28 an. Dieser enthalt eine Viel zahl von parallelen Schallkanälen 29, Die Kanäle 29 wirken senkrecht auf das Band 4 und sind auf den Kopfspalt 3 ausgerichtet. Am linken Ende des Blockes 28 werden alle Kanäle von einer Schallquelle 30 sinusförmig gespeist. Wenn am rechten Ende eines Kanals 29 ein Maximum der Schallwelle auftritt, wird durch die Schallwelle das Band 4 punktförmig an den Kopfspalt 3 angedrückt. Durch die unterschiedliche' Länge der Kanäle 29 treffen die Maxima der Schallwellen am Band 4 zeitlich nacheiuander ein, so daß das Band 4 in Längsrichtung des Kopfspaltes 3 zeitlich nacheinander mit d Kopfspalt 3 in punktförmigen Kontakt gebracht wird.
• Bei einer Ausbildung dieser Einrichtung für die Aufzeichnung eines Videosignals gelten folgende Werte : Längsgeschwindigkeit des Bandes 4 : 38 cm/s Breite des Kopfspaltes 3: 0,003 mm Breite des Bandes : 4: 6,35 mm Dicke des Bandes 4: 16 µ Anzahl der Schallkanäle 29: 54 Durchmesser der Schallkanäle 29 : 60 µ Abstand der Schallkanäle 29 voneinander : 100 µ Breite einer Spur: 0,95 mm Frequenz der Schallwelle ; Die Einbeit nach Fig. 6b ist so brmessen, daß über die 54 Kanäle ein Phasensprung der Schallwelle von 360° besteht, der sich in 54 gleiche Phasenschritte für die einzelnen Schallkanäle 29 aufieilt.
• Die einzelnen Schallkanäle 29 können auch durch getrennte Schallquellen gespeist werden die dann von einem Impulsgeber, z.B. einem Ringzähler, zeitlich nacheinander impulsartig erregt werden. Die Schallwelle ist vorzugsweise sinusförmige. Zur Erzielung eines ausreichenden Hubes am Band 4 kann im Weg der Schallkanäle noch eine Drucktransformation vorgesehen sein.
• Bei einem anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der dem Spalt 3 gegenüberliegenden Seite des Bandes 4 eine Vielzahl von Brähten vorgesehen, die in Bandlängsrichtung ausgerichtet sind und in Längsrichtung des Spaltes 3 nebeneinander liegen. Die Drähte bilden mit dem Kopf 1 eine möglichst große Kapazität. Durch Anlegen hoher Impuls-Spannungen. zwischen jeweils einem Draht und dein Kopf 1 werden die Drähte nacheinander an den Kopf J angezogen und bewirken dadurch ähnlich wie in Fig. 3 den zeitlich fortschreitenden punktförmigen Kontakt 10. Bei einer anderen Ausführungsform sind neben dem Aufnahmekopf Düsen angebracht, din nacheinander durch eine rotierende Lochscheibe betätigt werden und einen Unterdruck direkt neben dem Spalt hervorrufen, wodurch das Band den Spalt herangezogen wird Die Wiedergabe des erfindungsgemäß aufgezeichneten Signals erfolgt auf die gleiche Weise, z.B. durch eine der in den Figuren dergestellten Anordnungen, wobei dann der Kopf 1 als Wiedergabekopf wirkt Vorzugsweise ist der Kopf als kombinierter Schreib/Lese-Kopf ausgebildet.
• Da zwischen Band 4 und Kopf nur ein punktförmiger Kontakt besteht, wird auch immer nur eine der Spuren 12 gemäß Fig. 2 abgetastet und somit eine gleichzeitige Abtastung mehrerer Spuren vermieden. Es ist auch möglich, zusätzlich i,egeleinrichtungen vorsehen, die bewirken, daß der punktförmige Kontakt bei der Wiedergabe stets genau entlang einer Aufzeichnungsspur 12 gemäfil Fig. 2 verläuft. Eine solche Regelschaltung kann z.B. von einem zusätzlich aufgezeichneten Pilotsignal gesteuert sein. Es kann z.B. bei der Aufzeichnung jeweils zu Beginn einer Spur 12 ein Mar-.
• kierimpuls aufgezeichnet werden, der bei der Wiedergabe mit einem feststehenden Kopf abgefragt wird und somit die Information über die Lage der Spur beinhaltet. Über eine von diesem Impuls gespeiste Regelsehaltung können dann der Antrieb für die Längsbewegung des Magnetbandes 4 und der Antrieb für das Andruckmittel so gesteuert werden, daß die Abtastung immer genau auf den bei der Aufzeichnung geschriebenen Spuren 12 gemäß Fig. 2 verläuft.

Claims (13)

P a t e n a n s p r ii c h e

1. System zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Signals, bei dem ein Magnetband in seiner Längsrichtung an einem ortsfesten Kopf vorbeigeführt ist, dessen Kopfspalt mit seiner Längsrichtung quer zur Längsrichtung des Bandes liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, E, daß das Band (4) im Abstand (a) an dem Kopfspalt (3) vorbeigeführt und in Längsrichtung des Kopfspaites (3) zeitlich fortschreitend mit dem Kopfspalt (3) in etwa punktförmigen Kontakt (10) gebracht ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Kopfspalt (3) gegenüberliegenden Seite des Bandes (4) ein punktförmiges Andruckmittel vorgesehen und in Richtung des Kopfspaltes (3) über das Band (4)-geführt ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmittel eine Kugel (9) ist (Fig. 1).

4. System nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Andruckmittel aus einer Vielzahl von quer zur Bandebene verschiebbaren Scheiben (14) besteht, die zeitlich nacheinander gegen das Band (4) gedrückt werden (Fig. 3).

5. System nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Andruckmittel aus einem quer zur Bandlängsrichtung (11) bewegten, feinen, auf den Kopfspalt (3) gerichteten Düsenstrahl (17) besteht (Fig. 4).

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (4) an den Kopfspalt (3) mit einer rotierenden zylinderförmigen Rolle (26) angedrückt ist, deren Achse parallel zur Längsrichtung dos Kopfspoltos (3) steht und die an ihrer Oberflpicho mit schräg zur Axialrichtung verlaufenden, den punktförmigen Andruck bewirkenden Stegen (27) versehen ist (Fig. 5).

7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Band (4) eine Vielzahl von in Längsrichtung des Bandes (4) liegenden, in Längsrichtung des Kopfspaltes (3) gegeneinander versetzten Drähten vorgesehen ist, dic zeitlich nacheinander durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Jeweiligen Draht und dem Kopf an den Kopf angezogen werden.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Kopfspaltes (3) eine Vielzahl von Diesen angebracht ist, die zeitlich nacheinander mit einem Unterdruck gespeist sind und das Band an den Kopfspalt (3) heranziehen.

9. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmittel eine Schallwelle ist (Fig. 6).

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Band (4) ein Block (28) mit einer Vielzahl von auf das Band (4) und auf den Kopfspalt (3) gerichteten Schallkanälen (29) angeordnet ist und die Schallkanäle so gespeist sind, daß die Maxima der Schallwellen der einzelnen Kanäle zeitlich nacheinander auf das Band (4) auftreffen (Fig. 6).

11. System nach Anspruch 10, dadlxrch gekennzeichnet, daß die Schallkanäle (29) an ihren dem Band (4) abgewandten Enden von einem gemeinsamen Schallgeber (30) gespeist und llnterschiedlich lang beniessen sind (Fig. 6!.

12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die-Schallkanäle (29) je mitsiner Schallquelle gekoppelt sind und diese Schallquellen zeitlich nacheinander impulsartig erregt werden.

13. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Wiedergabe der Antrieb des Bandes und des Andruckmittels durch eine Regelschaltung, die durch ein vom Band abgetastetes, die geschriebenen Spuren markierendes Pilotsignal gesteuert ist, so geregelt ist, daß der punktförmige Andruck entlang den bei der Aufzeichnung geschriebenen Spuren erfolgt.