DE2243151C3 - - Google Patents

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von mehreren bei der Aufzeichnung modulierten und bei der Wiedergabe demodulierten zeitabhängigen Meßwertfolgen mittels eines Magnetbandes in mehreren jeweils so einer Meßwertfolge zugeordnete Kanälen, wobei auf der Aufnahmeseite zur Aufzeichnung der Meßwertfolgen auf einer Spur des Magnetbandes die Kanäle durch einen Multiplexer zusammengefaßt sind und auf der Wiedergabeseite zur Rückgewinnung der Meßwertfolgen den Kanälen zugeordnete Trennfilter und Demodulatoren vorgesehen sind.

Für die Aufzeichnung von Meßwertfolgen auf Magnetbändern müssen die Meßwertfolgen in eine dem Magnetband angepaßte Form umgeformt und moduliert werden.

Vielfach wird hierfür eine Frequenzmodulation verwendet, da bei der Wiedergabe der Meßwertfolgen Amplitudenschwankungen nicht störend eingehen. Eine solche frequenzmodulierte Aufzeichnung ermöglicht (^ auch einen Frequenz-Multiplex-Betrieb, mit dem mehrere frequenzmodulierte Meßwertfolgen auf einer Spur eines Magnetbandes in mehreren Kanälen gleichzeitig aufgezeichnet werden. Die modulierten Meßwertfolgen werden auf der Wiedergabeseite durch Bandfilter getrennt und demoduliert; vergleiche hierzu z.B. Instruments & Control Systems, voL 38, Heft 7, Juli 1975, Seite 91.

Die Rückbildung der Meßwertfolgen ist nur dann genau und eindeutig, wenn die Geschwindigkeit des Magnetbandes bei der Aufzeichnung und der Wiedergabe jeweils gleich und konstant ist, da durch eine schwankende Bandlaufgeschwindigkeit die Modulationsfrequenz verändert und die Meßwertfolgen bei der Aufnahme und Wiedergabe dementsprechend zeitmäßig verzerrt werden. Soll diese Verzerrung klein gehalten werden, so müssen hochwertige und teure Magnettongeräte verwendet werden.

Aus der DE-OS 19 02 054 ist es bekannt, eine Meßwertfolge auf eine Spur eines Magnetbandes aufzunehmen und gleichzeitig auf mindestens einer zweiten Hilfsspur ein aus der Meßwertfolge — hier dem Verstärkungsgrad — abgeleitetes Referenzsignal aufzunehmen. Bei der Wiedergabe der Meßwertfolge wird das auf der Hilfsspur aufgenommene Referenzsignal als Zeitbasissignal für die Auswertung der Meßwertfolge verwendet Zur Aufzeichnung mehrerer Meßwertfolgen sind hiernach ebenso viele Magnettongeräte mit mindestens zwei Spuren notwendig.

Die mehrspurigen Magnetbänder für jede Meßwertfolge werden nacheinander von einem als Schneilesegerät verwendeten Magnettongerät abgespielt, dessen Bandlaufgeschwindigkeit wesentlich höher ist als diejenige der zur Aufzeichnung verwendeten Magnettongeräte. Zur Rückbildung der Meßwertfolgen müssen die entsprechenden Magnetbänder nacheinander auf dem Schneilesegerät abgespielt und ausgewertet werden.

Zur Zeitsynchronisierung jeder einzelnen aufgenommen und wiedergegebenen Meßwertfolge ist hier eine Gruppe von mindestens drei periodischen Signalen notwendig, die auf der Aufnahmeseite auf mehreren Spuren in unterschiedlichen Modulationsarten aufgezeichnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der auf einer Spur eines Magnetbandes in gleicher Modulationsart mehrere zeitabhängige Meßwertfolgen und ein Referenzsignal aufgezeichnet und unabhängig von Schwankungen der Bandgeschwindigkeit wiedergegeben werden können.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Schaltungsanordnung zusätzlich auf der Aufzeichnungsseite einen mit dem Multiplexer verbundenen Modulator für ein allen Meßwertfolgen gemeinsames, in gleicher Modulationsart und in einem separaten Kanal aufgezeichnetes Referenzsignal zur Festlegung eines Zeitmaßstabes und auf der Wiedergabeseite ein diesem Referenzsignal zugeordnetes Trennfilter aufweist und daß der Ausgang dieses Trennfilters mit Steuereingängen aller Demodulatoren für die Meßwertfolgen zur Demodulation in dem durch das Referenzsignal festgelegten Zeitmaßstab verbunden ist.

Mit einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung können mehrere zeitabhängige Meßwerte auf lediglich einer Spur eines Magnetbandes eines handelsüblichen Magnettongerätes aufgezeichnet und unabhängig von Bandlaufgeschwindigkeiten zeitgenau wiedergegeben werden. Bei der Rückbildung der Meßwertfolgen gehen Schwankungen der Bandlaufgeschwindigkeit des Magnettongerätes nicht in das Ergebnis ein. Da sowohl die

Signale der jeweiligen Meßwertfolge und das Referenzsignal durch die gleichzeitige Aufzeichnung und Wiedergabe mit dem gleichen Zeitfehler behaftet sind, wird durch den angegebenen direkten Vergleich entsprechend einer Quotientenbildung der Meßwertsignale und des Referenzsignals dieser Zeitfehler eliminiert Das allen Meßwertfolgea gemeinsame Referenzsignal wird bei der Demodulation der Meßwertfolgen direkt mit diesen verknüpft, so daß sich eine separate Regelung etwa der Bandgeschwindigkeit des Magnettongerätes erübrigt

Die Genauigkeit der Wiedergabe der so aufgezeichneten Meßwertfolgen ist nur noch von der Genauigkeit der verwendeten elektronischen Geräte, wie Meßwertuniformer, Modulatoren, der Referenzsignalquelle und der in der Demodulationsschaltung verwendeten Schaltelemente abhängig.

D's Meßwertfolgen und das Referenzsignal werden in an sich bekannter Weise auf der Aufzeichrungsseite frequenzmoduliert und auf der Wiedergabeseite durch einzelne Frequenzweichen voneinander getrennt Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind dann die Ausgänge der den Meßwertfolgen zugeordneten Frequenzweichen jeweils mit einem Signaleingang eines Digitalzählers und der Ausgang der dem Referenzsignal zugeordneten Frequenzweiche mit den Takteingängen aller Digitalzähler verbunden.

Die angegebene Schaltungsanordnung ist z.B. bei biomedizinischen Beobachtungen, sei es die Beobachtung der Puls-, Herz- und Atemfrequenz oder des Blutdruckes, bei der Prozeßdatenerfassung oder in der Meeresforschung vorteilhaft anwendbar, d. h. überall dort, wo mehrere miteinander in Verbindung stehende Meßwertfolgen überwacht werden sollen, deren zeitliche Änderung gering in bezug zu der Frequenz des Referenzsignals ist

Die Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher erläutert die ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von zeitabhängigen frequenzmodulierten Meßwertfolgen darstellt

Mehrere Meßgeräte M\, M₂ bis M_n liefern den zu beobachtenden zeitabhängigen Meßwertfolgen entsprechenden Informationen an Meßwertumformer MUi, MLh, · · · MU_n, die den Amplituden der jeweiligen Meßwertfolgen entsprechende Spannungen abgeben. Diese werden in Spannungs-Frequenz-Wandlern VFi, VF2 ... VF_n in je einem eigenen Frequenzband des Spannungswertes moduliert und danach einem Multiplexer MP zugeführt Dieser besteht aus einer Anzahl nicht gezeigter Filterweichen durch die das jeweilige Frequenzband der Spannungs-Frequenz-Wandler VFi ... VF_n begrenzt wird. Eingangsseitig ist der Multiplexer MP noch mit einem Oszillator 1 verbunden, der eine feste Referenzfrequenz liefert, so daß am Ausgang des Multiplexers MP ein Signalgemisch aus den frequenzmodulierten Meßwertfolgen und der Referenzfrequenz erscheint. Dieses Signalgemisch wird von einem Schreibkopf 2 eines Magnettongerätes 3 auf eine Spur eines magnetischen Informationsträgers 4 aufgezeichnet

Zur MeBwertrückbildung der einzelnen Meßwertfolgen wird das Ausgangssignal des Magnettongerätes 4 einzelnen Frequenzweichen Fj,Fi...F_n zugeführt,deren Durchlaßbereich dem entsprechenden Frequenzband der Spannungs-Frequenz-Wandler VFi ·-- VF_n entspricht Außerdem ist eine Frequenzweiche F_r vorgesehen, die aus dem Signalgemisch die Frequenz des aufgezeichneten Referenzsignals ausfiltert Den einzelnen Frequenzweichen Fi bis F_n sowie F_rsind Begrenzer, beispielsweise Schmitt-Trigger STi, ST₂ ... ST_n sowie ST_r nachgeschaltet, die die jeweiligen stetigen Frequenzsignale in eine deren Frequenz entsprechende Impulsfolge umwandeln, jeder der Schmitt-Trigger STi bis STa ist mit dem Signaleingang je eines Digitalzählers Zi bis Z_n verbunden und dessen Takteingänge ihrerseits mit dem Schmitt-Trigger STr.

Da sowohl die Taktfrequenz der Zähler Zi, Z₂ bis Z_n und die aus den einzelnen Meßwertfolgen abgeleiteten Impulsfolgen mit dem gleichen, aus der Bandlaufungenauigkeit des Magnettongerätes 3 resultierenden Fehler behaftet sind, demnach auch im gleichen Verhältnis zueinander schwanken, erscheint an den Ausgängen der einzelnen Zähler Z\...Z„ ein Signal, dessen Zeitabhängigkeit identisch ist mit der der ursprünglich an den Meßgeräten M\ bis Af_n aufgenommenen Meßwertfolgen.

Weiterhin sind mit den Zählern Zi bis Z_n Demodulatoren DMi, DM₂ bis DM_n verbunden, in denen die vom Zähler gelieferten Zählimpulse entsprechend der Art eines gewünschten Anzeige- oder Schreibgerätes Ai, A₂ bis A_n demoduliert werden.

Mit der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von mehreren zeitabhängigen Meßwertfolgen angegeben, das sich durch die Verwendung lediglich einer Spur eines einzigen Magnettongerätes durch besondere Einfachheit auszeichnet; so ist es möglich, z. B. in der Meeresforschung gleichzeitig den Druck, die Temperatur, die Salinität, die Schallgeschwindigkeit und den pH-Wert innerhalb des gewählten Meerbereiches zu bestimmen. Die Zahl der zu bestimmenden Meßwertfolgen ist lediglich begrenzt durch die Bandbreite der Spannungs-Frequenz-Wandler, die Trenneigenschaften der verwendeten Filterweichen und den Frequenzbereich der Übertragungsstrekke und des Magnettongerätes. Die Frequenz des Referenzsignals wird dabei an die obere Grenze des

Übertragungsfrequenzbereiches gelegt, da durch sie die Taktfrequenz der Zähler und somit die Auflösung der Meßwertfolgen bestimmt ist

Obwohl hier nur eine Frequenzmodulation der Meßwertfolgen erwähnt wurde, ist es — ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen — selbstverständlich auch möglich, eine andere Art der Modulation zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von bei der Aufzeichnung modulierten und bei der Wiedergabe demodulierten zeitabhängigen Meßwertfolgen mittels eines Magnetbandes in mehreren jeweils einer Meßwertfolge zugeordneten Kanälen, wobei auf der Aufnahmeseite zur Aufzeichnung der Meßwertfolgen auf einer Spur des Magnetbandes die Kanäle durch einen Multiplexer zusammengefaßt sind und auf der Wiedergabeseite zur Rückgewinnung der Meßwertfolgen den Kanälen zugeordnete Trennfilter und Demodulatoren vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zusätzlich auf der is Aufzeichnungsseite einen mit dem Multiplexer (MP) verbundenen Modulator (1) für ein allen Meßwertfolgen gemeinsames, in gleicher Modulationsart und in einem separaten Kanal aufgezeichnetes Referenzsignal zur Festlegung eines Zeitmaßstabes und auf der Wiedergabeseite ein diesem Referenzsignal zugeordnetes Trennfilter (Fi) aufweist und daß der Ausgang dieses Trennfilters mit Steuereingängen aller Demodulatoren (Z\ bis Z_n, DM\ bis DM_n) für die Meßwertfolgen zur Demodulation in dem durch* das Referenzsignal festgelegten Zeitmaßstab verbunden ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Frequenzmodulation der Meßwertfolgen und des Referenzsignals in einzelnen zugeordneten Frequenzbändern auf der Wiedergabeseite in an sich bekannter Weise Frequenzweichen (F\ bis F_n F_r) zur Trennung der Meßwertfolgen und des Referenzsignals vorgesehen sind und daß die Ausgänge der den Meßwertfolgen zugeordneten Frequenzweichen (F\ bis F_n) jeweils mit einem Signaleingang eines Digitalzählers (Z\ bis Z_n) verbunden sind und der Ausgang der dem Referenzsignal zugeordneten Frequenzweiche (F_r) mit den Takteingängen aller Digitalzähler verbunden ist