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Auswahleinrichtung für die Aufzeichnungs-
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spuren einer Schallplatte bei einem Plattenspieler Seit langem besteht
bereits der Wunsch, einen oder mehrere besondere Aufzeichnungsteile bei einer mehrere
Programmteile aufweisenden Langspielplatte, wie z.B. einer mit 33 1/3 Umdrehungen
abzuspielenden LP-Platte, vorzuwählen. Dieses ist z.B. dann der Fall, wenn die Aufzeichnung
auf der Platte eine Reihe unabhängiger Musik- oder Literaturstücke oder andere Aufzeichnungen
umfaßt und nur ein Teil von diesen dem Zuhörer dargeboten werden sollen. Dieses
kann dabei sowohl beim häuslichen als auch bei einen kommerziellen Gebrauch, wie
z.B. im Rundfunk, von Schallplatten der Fall sein.
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Die Auswahl solcher Aufzeichnungsteile von Hand ist natürlich unbefriedigend,
da sie zwangsläufig ungenau ist und zu Beschädi#ingen sowohl der Schallplatte als
auch des Tonabnehmersystems führt.
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Die am meisten benutzte Langspielplatte wird mit 33 1/3 Umdrehungen
abgespielt und weist gewöhnlich etwa 5 bis 7 Aufzeichnungsteile pro Seite bei Unterhaltungsmusik
und eine geringere Anzahl pro Seite bei klassischer Nusik auf.
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Auf jeden Fall können die Aufzeichnungsteile eine unterschiedliche
Zeitdauer und unterschiedliche Anzahl#pro Seite auf einer Schallplatte für irgendwelche
Zwecke haben.
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Solche Schallplatten werden gewöhnlich aus einem schwarzen Vinyl-
oder anderen polymeren Material hergestellt, das leicht Licht reflektiert. Sie werden
gewölmlich mit Hilfe einer Vorlagenforn gepreßt, die auf eine polymere Aufzeichnungsscheibe
spiralförmige Rillen einpreßt, die eine Tonsrur tragen und vom Umfang der Schallplatte
ausgehen und nahe,jedoch mit Abstand zum Mittelpunkt der Platte enden. Sind mehrere
Aufzeichnungsteile auf einer Seite der Schallplatte vorgesehen, so ist jeder dieser
Aufzeichnungsteile von dem nächsten durch ein schmales Band getrennt, das nicht
modulierte Rillen aufweist, um den Tonabnehmer des Plattenspielers von dem vorangegangenen
Aufzeichnungsteil, das durch ein Band mit Ton modulierten Rillen gebildet ist, zum
nächsten Band von mit Ton modulierten Rillen zu führen. Der Abstand zwischen den
mit Ton modulierten Rillen spricht jedoch sehr viel mehr auf die Reflektion von
Licht an als das durch die mit Ton modulierten Rillen gebildete Band, so daß dadurch
aufeinanderfolgende Bänder von tonmodulierten Rillen erfaßt werden können und mit
Hilfe einer geeigneten Einrichtung eine Programmierung eines Plattenspielers möglich
ist, um irgendeine5oder mehrere dieser Bänder für die Wiedergabe auszuwählen.
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Ein Lösungsversuch für eine solche-Programmierung ist in der US-PS
3 952 464 angegeben, wobei eine Lichtquelle und eine fotoelektrische Zelle benutzt
werden, um die jeweiligen Bänder der Schallplatte zu erfassen. Diese bekannte Anordnung
erfordert jedoch eine Hilf soptik, die Linsen auSweist, mit denen das Licht der
Lichtquelle und das reflektierte Licht
in Winkeln von etwa 450 auf
die ßchallplattenfläche gerichtet und von dieser reflektiert wird Eine aufwendige
Anordnung von Relais und Schaltern wird dann benutzt, um die gewünschte Steuerung
des Donarmes zu bewirken.
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Die Nachteile dieser bekannten Anordnung sind im einzelnen in der
US-PS 3 368 080 angegeben, die eine fotoelektrische Zelle und ein lichtemittierendes
Bauelement, jedoch kein herkömmliches optisches System beschreibt. Aber auch die-se
bekannte Anordnung kann in einer wirtschaftlichen Weise die erforderliche Genauigkeit
bei einer solchen Auswahleinrichtung nicht erreichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auswahleinrichtung der genannten
Art so weiterzubilden, daß sie eine gevunschte Steuerung des Tonarms mit hoher Genauigkeit
bewirkt, dazu jedoch nur einen einfachen Aufbau benötigt.
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Bei einer Auswahleinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß
der Erfindung gelöst durch ein lichtemittierendes Bauelement und einen Licht aufnehmenden
Fühler, die unterhalb des Tonarms an diesem angeordnet sind und Licht auf die Oberfläche
der Schallplatte richten, sowie Licht längs im wesentlichen senkrecht zur Schallplattenoberfläche
und parallel zueinander verlaufender Achsen aufnehmen, wenn das Bauelement und der
Fühler die Schallplatte abtasten, durch einen Impulse generator für das Bauelement
abwechselnd ein- und ausschaltende Impulse, durch zwei Abtast- und Balteschaltungen,
die abwechselnd das Ausgangssignal des Fühlers aufnehmen und abtasten, wobei die
eine das Ausgangssignal abtastet, wenn das Bauelement eingeschaltet ist, und die
andere das Ausgangssignal abtastet, wenn das Bauelement abgeschaltet ist, durch
einen die Ausgangssignale der Abtast- und Ralteschaltungen aufnehmenden Differenzverstärker
zum Subtrahieren des kleineren Ausgangssignals
von dem größeren,
um die.Wirkung des Umgebungslichtes zu beseitigen, durch einen Pegeldetektor zum
Erfassen von Signalen vom Differenzverstärker, die eine maximale Lichtreflektion
von nicht mit einer Schallaufzeichnung versehenen Bändern der Schallplatte angeben,
und durch eine Steuereinrichtung zum Einstellen des Tonarms zum Abspielen irgendeines
mit einer Schallaufzeichnung versehenen Teils der Schallplatte nach Maßgabe einer
vorgewählten Zahl in einem Programmspeicher und des Ausgangssignals des Pegeldetektors,
wenn der Tonarm über die Schallplatte schwingt.
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Mit Hilfe dieser neuen Auswahleinrichtung können bestimmte gewünschte
Bänder mit Tai modulierten Rillen in einem Plattenspieler vorgewählt werden, die
dann abgespielt werden. Diese Vorwahl oder Auswahl erfolgt dabei mit einer sehr
viel höheren Genauigkeit als bei den bisher bekannten, vergleichbaren Einrichtungen.
Dabei werden mit Hilfe des Fühlers und der mit ihm verbundenen Schaltungen die nicht
mit einer Schallaufzeichnung versehenen Teile der Schallplatte erfaßt, wenn der
Tonarm über die Schallplatte bewegt wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
ist auch ein optischer Kodierer vorgesehen, mit dem die Umfangs stellungen des Tonarmes
in Bezug auf den Plattenspieler erfaßt werden können.
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Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Auswahleinrichtung betreffende
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer
bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Auswahleinrichtung,
Fig.
2 perspektivisch eine Draufsicht auf einen Plattenspieler, der mit Hilfe der neuen
Auswahleinrichtung automatisch gesteuert ist, Fig. 4 schematisch und perspektivisch
einen Tonarm und eine bei der neuen Auswahleinrichtung benutzte Steuerung für den
Plattenspieler, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine
schematische Ansicht des Fühlers und des lichtemittierenden Bauelements, wie sie
in Fig. 3 gezeigt sind, Fig. 6 ein Signaldiagramm von verschiedenen, bei dem in
Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der neuen Auswahleinrichtung auftretenden
Signalen, Fig. 7 einen Stromlaufplan, der die in Fig. 1 gezeigten Schaltungen näher
darstellt, Fig. 8 eine Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten Schaltung und Fig. 9 eine
elektrische Schaltung, die bei der neuen Auswahleinrichtung zum Steuern und Einstellen
des Tonarms benutzt wird.
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Die neue Auswahleinrichtung benutzt eine lichtemittierende Diode (LED),
die vorzugsweise Licht im infraroten Bereich des Spektrums emittiert, und als Fühler
einen Fototransistor, der im wesentlichen alle Wellenlängen des Lichts aufnimmt.
Beide Bauelemente werden von dem Tonarm des Plattenspielers getragen, der sich
über
die Schallplatte bewegt. Diese beiden Bauelelemente sind in Fig. 1 schematisch mit
"Emitter " und ".FühLer" bezeichnet Die aus dem Emitter und Fühler gebildete Abtasteinrichtung
arbeitet mit Lichtreflektion, wobei das Licht von dem Emitter abgestrahlt und das
reflektierte Licht von dem Fühler längs Achsen empfangen wird, die im wesentlichen
senkrecht zur Schallplattenoberfläche und parallel zueinander verlaufen. Es wurde
festgestellt, daß die nicht mit einer Schallaufzeichnung versehenen Bereiche einer
durchschnittlichen Schallplatte, die sich zwischen den Bändern mit Tonmodulation
befinden, etwa 2 x so viel Licht längs senkrecht zu der Schailplattenoberfläche
verlaufenden Achsen reflektieren als die mit einer Tonaufzeichnung versehenen Bereiche
der Schallplatte. Dadurch wird die wirksame Benutzung von Licht zum Erfassen der
jeweiligen Bänder der Schallaufzeichnung vereinfacht. Eine besonders nützliche Abtasteinrichtung
bei der neuen Auswahleinrichtung besteht aus einer kombinierten lichtemittierenden
Diode und einem Fototransistor, die von der Monsanto Electronics special products
unter dem Warenzeichen "Optoisolator" hergestellt wird. Diese Abtasteinrichtung
emittiert Licht im infraroten Bereich des Spektrums, erfaßt jedoch Licht im wesentlichen
in allen Bereichen des Spektrums.
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Wie im einzelnen in Fig. 1 gezeigt ist, wird die lichtemittierende
Diode abwechselnd ein- und ausgeschaltet, während das Ausgangssignal des Fühlers,
der immer eingeschaltet ist, abwechselnd zu jedem der beiden Abtast- und Halteschaltungen
gegeben wird. Zu einem gegebenen Zeitpunkt führt eine Abtast-und Balteschaltung
eine Spannung, die nur das Ansprechen des Fühlers auf das Umgebungslicht angibt,
während die andere Abtast- und Halteschaltung eine Spannung führt, die das Änsprechen
des Fühlers sowohl auf das Umgebungslicht als auch
das infrarote
Licht darstellt, das von der Oberfläche der Schallplatte reflektiert wurde. Der
Emitter und die zwei Abtast- und Halteschaltungen werden von einem Rechteck-Impulsgenerator
in Verbindung mit einer eine bestimmte Signalform erzeugenden Logik und einer Inverterschaltung
impulsmäßig geschaltet, die die in Fig. 1 und auch in Fig. 6 gezeigten Signalformen
648, 646 und 651 erzeugen. Die jeweiligen Ausgangssignale der beiden Abtast- und
Halte schaltungen werden dann an einen Differenzverstärker mit einstellbarer Vestärkung
gegeben, indem die kleinere Spannung, die durch das Umgebungslicht gegeben ist,
von der größeren Spannung, die durch das Umgebungslicht zuzüglich des reflektierten
infraroten Lichts gegeben ist, abgezogen wird. Dadurch wird die Wirkung des Umgebungslichts
beseitigt. Die Verstärkung wird von einem Signal gesteuert, das sich mit der vertikalen
Stellung des Tonarms ändert, wie dieses in Fig. 8 gezeigt ist. Das Ausgangssignal
des Differenzverstärkers gibt die Intensität des reflektierten Lichtes an, das den
Fühler nach seiner Abstrahlung von der lichtemittierenden Diode erreicht. Das Ausgangssignal
wird dann an einen in Fig. 7 gezeigten Pegeldetektor gegeben, wo bestimmt wird,
ob das Licht von einem mit Ton modulierten Band oder von einem zwischen den mit
Ton modulierten Bändern vorgesehen Teil, der keine Schallaufzeichnung trägt, reflektiert
wurde. Das Ausgangssignal des Pegeldetektors kann dann als Rückkopplungssignal in
einer Regelschleife benutzt werden, die den Tonarm des Plattenspielers verstellt;
(Fig. 8). Dieses Ausgangssignal, das angibt, daß der Tonarm zwischen Bändern mit
Schallaufzeichnung eingestellt ist, wird auch einem Zähler zugeführt, der verfolgt,
welche Bänder der Schallaufzeichnungen hinter oder vor dem Tonarm liegen, wenn dieser
über die Schallplatte schwingt und diese abtastet.
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Der Zählerstand des Zählers wird kontinuierlich mit dem Inhalt eines
Registers verglichen, das mit Hilfe eines Tastenfeldes auf den Plattenspieler programmiert
wird, das die üblichen Bedienungselemente ersetzt. Ein die vertikale Stellung des
Tonarms angebendes Signal verändert die Verstärkung des Differenzverstärkers
entsprechend
der Höhe des Tonarms.
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Diese Anordnung ermöglicht die Programmierung des Plattenspielers
durch die Bedienungsperson, so daß dieser automatisch irgendeines oder irgendeine
Kombination von Bändern der Schallaufzeichnungen auf einer Schallplatte abspielt.
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Nachfolgend wird im einzelnen das in Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild
einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Auswahleinrichtung erläutert.
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Fig. 2 zeigt einen Platenspieler mit einem Gehäuse 200 und einem Drehteller
203. Der Plattenspieler weist einen Tonarm 205 mit einem Tonabnehmerkopf 207 auf,
der ein in Fig. 2 nicht gezeigtes Tonabnehmersystem aufweist, mit dem in üblicher
Weise eine Schallplatte abgetastet und die Schallaufzeichnung aufgenommen wird.
Die üblichen Bedienungselemente sind hier jedoch fortgelassen und durch ein Drucktasten
aufweisendes Tastenfeld 209 ersetzt, mit dem eine automatische Vorwahl der Aufzeichnungsteile
möglich ist, die einem Zuhörer von einer bestimmten Schallplatte dargeboten werden
sollen. Die Auswahleinrichtung hat daher eine Reihe von Drucktasten, die den Zahlen
von 1 bis 9 zugeordnet sind, jedoch auch irgendwelche anderen geeigneten Zahlen
tragen können, die die Nummer bestimmter Auswahlen angeben, die nacheinander auf
der jeweiligen Schallplatte erscheinen. Die Bedienungsperson drückt daher zuerst
eine Löschtaste, um die Programmschaltungen zurückzusetzen, damit danach die Tasten
der gewünschten Aufzeichnungsteile gedrückt werden können, wonach die "Start"-Taste
gedrückt wird. Wird das Abspielen aller vorgewählten Aufzeichnungsteile gewünscht,
so wird die "Auto"-Taste gedrückt. Die ~Stop"-Taste setzt natürlich den Plattenspieler
still und führt den Tonarm in seine Ruhestellung zu dem Widerlager 211 zurück.
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Wie in den Fig. 3 und 4 und insbesondere in Fig. 4 dargestellt ist,
werden der Emitter 400 und der Fühler 403 von dem Gonabnehmerkopf 207 neben dem
Aufnehmersystem und dem Abtastelement 309 getragen. Der Emitter 400 ist dabei eine
lichtemittierende Diode, die Licht im wesentlichen im infraroten Bereich des Spektrums
emittiert, während der Fühler 403 Licht im wesentlichen über den gesamten Bereich
des Spektrums, einschließlich des Umgebungslichtes, aufnimmt.
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Die Licht emittierenden und Licht aufnehmenden Bauelemente können,
wie in Fig. 4 gezeigt ist, quer zu dem Tonarm 205 angeordnet sein, oder aber, wenn
dieses ge#iünscht ist, um 180 Grad gedreht werden, um in Bezug auf den Tonarm in
axialer Richtung ausgerichtet zu sein, ohne daß sich dadurch nachteilige Wirkungen
ergeben. Dieses hängt jedoch teilweise von dem Abstand zwischen dem Emitter und
dem Fühler in Bezug auf den Abstand zwischen den einzelnen Schallaufzeichnungen
ab, um ein maximales Ansprechverhalten zu erreichen. Gewöhnlich it, wenn der Emitter
und der Fühler wie in Fig. 4 gezeigt, angeordnet sind, d.h. radial in Bezug auf
die Schallplattenfläche angeordnet sind, der Abstand zwischen dem Emitter 400 und
dem Fühler 403 vorzugsweise nicht größer als etwa 2 oder 3 x soviel wie die durchschnittliche
Breite der nicht mit einer Schallaufzeichnung versehenen Bänder zwischen den mit
Schallaufzeichnung versehenen Bändern der Schallplatte. Die Emitter-Fühler-Einheit
soll vorzugsweise so dicht wie möglich an dem Tonaufnehmersystem angeordnet sein,
um die genaueste Steuerung zu erreichen.
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Es wurde festgestellt, daß die bei einem programmierbaren Plattenspieler
benutzte Regelung nicht eine wahre Regelung im analogen Sinne, sondern stattdessen
ein vollständig digitales und mit Inkrementen arbeitendes Schrittsystem sein soll.
Wie dieses schematisch in Çig. 3 gezeigt ist, wird der Tonarm durch einen
Schrittmotor
386 gedreht, der mit Hilfe eines in dem Gehäuse 387 angeordneten Untersetzungsgetriebes
ausreichend stark untersetzt wird, um die erforderliche inkrementelle Auflösung
zu erreichen. Der Schrittmotor arbeitet mit einer hohen Geschwindigkeit von 20 bis
80 Impulsen pro Sekunde oder mehr, so daß der Tonarm in einer kontinuierlichen Bewegung
über die Schallplatte zu gleiten scheint, wenn die Inkremente der Bewegung ausreichend
klein sind. Jedes Inkrement hängt jedoch von der logischen Feststellung ab, die
nicht nur ein die Schrittgeschwindigkeit angebendes Signal, sondern auch das sich
ergebende Ausgangssignal der Programmschaltung, kombiniert mit dem Signal des Pegeldetektors
umfaßt, wie dieses in den Fig. 1 und 7 gezeigt ist. Nach Maßgabe dieser logischen
Feststellung bewirkt das die Schrittgeschwindigkeit angebende Treibersignal, das
die Eigenschaft eines Taktsignals hat, das Weiterdrehen des Motors 386, bis ein
Abstand zwischen Bändern mit Schallaufzeichnung erfaßt wird, wobei zu diesem Zeitpunkt;
ein in Fig. 9 gezeigter Zähler weitergezählt wird. Ist dieser ein bestimmtes Band
der Schallaufzeichnung angebende neue Zählerstand gleich der in einem in Fig. 9gezeigten
Programmregister enthaltenen Nummer, die das gewünschte nächste Band der Schallaufzeichnung
angibt, und durch eine Drucktaste eingegeben wurde, so wird das die in Fig. 7 gezeigten
Treibertransistoren für den Schrittmotor aktivierende Signal unterbrochen und die
Absenk-und Auslöseschaltung für den Tonarm aktiviert.
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Eine neue Art der Einstellung des Tonarms in seiner UmSangs- und seinen
Zwischenstellungen ist in den Fig. 3 und 5 gezeigt. Eine dünne geschlitzte Scheibe
381 ist an der Drehwelle des Tonarms unterhalb der Plattform 300 des Plattenspielers
befestigt. Drei Stellungen des Tonarms, nämlich die Ruhestellung, die Spiel- und
Rücklauf stellungen, werden von einer optischen Kodiereinrichtung
380
erfaßt, die aus einem Paar von lichtemittierenden Dioden 587 und 587' und einem
zugeordneten Paar von Fototransistoren 588 und 588' bestent, die hier in ihrer übertragenden
Betriebsweise benutzt werden. Die Ausgangssignale der Fototransistoren 588 und 588'
werden an die zuvor erwähnte digitale Einstelischaltung (Fig. 9), gegeben, wo sie
dekodiert werden. Diese drei Stellungen des Tonarms werden durch Schlitze in der
Scheibe 381 gesteuert, die sich von Schallplatte zu Schallplatte nicht ändern.
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Die Stelle eines Schlitzes 384 bestimmt den Punkt, an dem der Tonarm
seinen Rücklauf beginnt, nachdem seine bogenförmige Bewegung beendet ist. Die Stelle
eines Schlitzes 382 gibt die Stellung des Tonarms in seiner Ruhestellung an. Der
Tonarm wird sich bis zu dieser Stelle (382) nachfolgend auf die Erfassung des Schlitzes
384 bewegen, wodurch der reversible Schrittmotor 386 umgesteuert wird. Ein Schlitz
383 gibt die Stelle an, an der der Tonarm 205 sich in einer Lage befindet, in der
das erste Band der Schallaufzeichnung abgespielt werden kann, was nach Maßgabe des
Programms und der Erfassung durchgeführt wird, wobei die Steuereinrichtung den Tonarm
205 freigeben und absenken kann, um die programmierten und ausgewählten Aufzeichnungsteile
abzuspielen.
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Wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt ist, sind die Schlitze 382, 383 und
384 so gegenüber der Drehachse der Scheibe 381 angeordnet, daß der Schlitz 382 bei
einer Drehung der Scheibe 382 zwischen die lichtemittierende Diode 587' und den
Fototransistor 588', der Schlitz 383 zwischen die lichtemittierende Diode 587 und
den Fototransistor 588 und der Schlitz 384 zwischen beide lichtemittierenden Dioden
587 und 587' und beide Fototransistoren 588 und 588' gelangen. Das Ausgangssignal
dieser Kodiereinrichtung, wenn diese durch den Schlitz 383 beeinflußt wird, wird
daher das Ausgangssignal des Pegeldetektors in der logischen Schaltung zum Steuern
des Tonarinsunterstützen, wenn die in dem
Programmregister (Fig.
9) enthaltene Zahl 1 ist. Dadurch werden die mühsamen optischen Erfassungstechniken
der bisher bekannten Anordnungen zum Erfassen der Umfangsbänder einer Schallplatte
beseitigt.
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Wie dieses in Fig. 3 gezeigt ist, löst und verbindet eine Kupplungsmechanik
385 den Impulsmotor von und mit der Drehwelle des Tonarms. Diese Kupplungsmechanik
wird von einem in Fig. 9 gezeigten Elektromagneten 967 aktiviert, die den Tonarm
in üblicher Weise anhebt.
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Fig. 7 zeigt im einzelnen schematisch eine Erfassungsschaltung, deren
Ausgangssignal angibt, wenn der Tonarm über einem keine Schallaufzeichnung tragenden
Teil einer Schallplatte sich befindet. Die relative Lage der verschiedenen benutzten
Signalformen, die in Fig. 7 mit WF und der zugehörigen Nummer angegeben sind, ist
in Fig. 6 gezeigt. Die lichtemittierende Diode 400 und der Fühler 403, der auch
als Foto-Darlington-Schaltung bekannt ist, bilden den Emitter uid den Fühler, die
auf der Unterseite des Tonarms befestigt sind. Ein Widerstand 714 steuert den Strom
durch die lichtemittierende Diode, wenn der Transistor 713 gesättigt ist. Ein Widerstand
712 steuert den Basisstrom für diesen Transistor. Inverter 71 und 72 bilden zusammen
mit Bauelementen 73, 74, 75, 76 und 77 einen Oszillator, deren Ausgangssignal von
etwa 1,6 KHz an den Takteingang eines Binärzählers 78 gegeben wird, der als Frequenzteiler
benutzt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß obwohl die digitalen Bauelemente hier
im wesentlichen nach der C-MOS-echnologie hergestellt- sind, auch andere logische
Bauelemente mit den zugehörigen Abänderungen verwendet werden können. Obwohl außerdem
besondere Frequenzen angegeben sind, können auch andere benutzt werden, ohne daß
dabei das Prinzip der neuen Auswahl einrichtung beeinträchtigt wird
Ausgangssignale
Q3 und Q4 &Lc sind in Fig. 6 als Signalformen 649 mit etwa 200 Hz und 648 mit
etwa 100 Hz gezeigt. Das Ausgangssignal des Inverters 79 ist Q3, das die in Fig.
6 gezeigte Signalform 650 hat. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 710 hat die in
Fig. 6 gezeigte Signalform 647 und das Ausgangssignal des Inverters 711 ist in Fig.
6 als Signalform 646 gezeigt. Diese letzte Signalform 646 schaltet die lichtemittierende
Diode ein, wenn ihr logischer Pegel hoch ist.
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Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wirkt der Widerstand 717 als Belastung
für den in Foto-Darlington-Schaltung geschalteten Fühler 403, dessen Ausgang mit
zwei aus Feldeffekttransistoren gebildeten Vbertragungsgattern 718 und 719 verbunden
ist. Das Gatter 719 wird durch ein Ausgangssignal Q4 leitend geschaltet und läßt
das Ausgangssignal des Fühlers an einen Speicherkondensator 721 hindurch, so lange
und nachdem die lichtemittierende Diode 400 aktiviert ist. Der die lichtemittierende
Diode 400 aktivierende Impuls 646 endet vor dem Abtastimpuls 648, um eine relativ
langsame Abfallzeit für den Fühler 403 zu ermöglichen. Andere, schneller ansprechende
Fototransistoren können dieses Problem erübrigen. Bei der gezeigten Schaltung ist
das Ausgangssignal des Fühlers auf einen geeigneten Pegel für die nächste Abtastperiode
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Periode beginnt, abgefallen.
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Diese nächste Abtastperiode tritt auf, wenn das Signal Q4, d.h.
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die in Fig. 6 gezeigte Signalform 651, hohen Pegel hat. Das Signal
Q4 ist das Ausgangs signal des Inverters 724 und schaltet das Gatter 718 während
der Zeitdauer leitend, während der die lichtemittierende Diode 400 abgeschaltet
ist, wodurch die Spannung am Ausgang des Fühlers 403 in dem Kondensator 720 gespeichert
werden kann. Während dieses Schaltzustandes speichern beide Speicherkondensatoren
eine Spannung, die proportional dem von dem Fühler 403 erfaßten Umgebungslicht sind,
während nur der
Kondensator 721 die durch das von der lichtemittierenden
Diode 400 emittierte und von der Oberfläche der Schallplatte reflektierte Licht
bedingte zusätzliche Spannung speichert. Widerstände 722, 723, 725 und 726 bilden
zusammen mit einem Operationsverstärker 727 einen Differenzverstärker, der die im
Kondensator 720 gespeicherte Spannung von der im Kondensator 721 gespeicherten Spannung
abzieht. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers ist daher nur dem Licht proportional,
das von der lichtemittierenden Diode 400 stammt und zum Fühler 403 reflektiert wird.
Dieses Signal wird an einen nicht invertierenden Eingang eines weiteren Differenzverstärkers
gegeben, der aus Widerständen 728, 729, 733 und 734 sowie einem Operationsverstärker
745 gebildet ist. Der invertierende Eingang dieses Verstärkers ist mit einer durch
Widerstände 730, 731 und 732 gebildete einstellbare Spannungsquelle verbunden. Die
Ausgangsspannung dieser Spannungsquelle wird so eingestellt, daß das Ausgangssignal
des Verstärkers annähernd gleich 0 ist, wenn sich der Tonarm über einem Band mit
Schallaufzeichnung befindet. Dieses Ausgangssignal wird daher einen positiven Pegel
annehmen, wenn der Tonarm sich über einem stärker reflektierenden Teil der Schallplatte,
der keine Schallaufzeichnung trägt, befindet. Das sich ergebende Signal wird an
einen aus Transistoren 736 und 737 sowie Bauelementen 735, 738, 739, 740, 741 und
742 bestehenden Schmidt-Trigger gegeben.
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Diese Schaltung arbeitet als ein Pegeldetektor, dessen Schwelle so
eingestellt wird, daß sein Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 737 nur dann
hohen Pegel annimmt, wenn der Tonarm sich über einem nicht mit Schallaufzeichnung
versehenen Teil der Schallplatte befindet. Dieses Ausgangssignal wird an Inverter
743 und 744 gegeben, die als Puffer zwischen dem Schmidt-Trigger und der in Fig.
9 gezeigten Steuerschaltung wirken.
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Ein Ausgangssignal Q6 des in Fig. 7 gezeigten Binärzählers hat eine
Frequenz von etwa 25 Hz und wird in der in Fig. 9 gezeigten Schaltung zum Betätigen
des Schrittmotors 386 über seine Treiberschaltung
benutzt.
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Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zum Kompensieren von
Änderungen in der Intensität des reflektierten Lichts, das von dem Fühler 403 aufgenommen
wird, wenn es von der Schallplatte ankommt. Diese Schaltung besteht aus einem Differenzverstärker
mit änderbarer Verstärkung, der um den in Fig. 7 gezeigten Operationsverstärker
727 gebaut und von dem Ausgangssignal des NAND-Gliedes 965 der Fig. 9 gesteuert
werden kann. Dieser Verstärker hat zwei zusätzliche Eingangswiderstände 852 und
853, die parallel zum ursprünglichen Eingangswiderstand geschaltet sind, wenn die
tbertragungsgatter 854 und 855 leitend geschaltet sind. Dieses ist der Fall, wenn
die Anhebmechanik des Tonarms betätigt ist, und vergrößert die Verstärkung des Verstärkers
durch Verminderung des wirksamen Eingangswiderstandes, wodurch das Verhältnis des
Rückkopplungswiderstandes zu dem Eingangswiderstand vergrößert wird. Dadurch werden
Änderungen in der Intensität des reflektierten Lichts kompensiert, wenn der Tonarm
und damit auch der Fühler abgesenkt oder angehoben wird.
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Fig. 9 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine digitale Steuerung,
die den Tonarm nach Maßgabe der vorangegangenen Beschreibung einstellt. In Fig.
9 sind Flip-Flops vom D-Typ, wobei D einen Dateneingang, C einen Takt eingang, 5
einen Setzeingang, R einen Rücksetzeingang und Q einen Ausgang bezeichnen.
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Zu Anfang wird der Plattenspieler in einem Schaltzustand stillgesetzt,
bei dem der Tonarm sich in einem Ruhezustand befindet, der mit dem in Fig. 3 gezeigten
Schlitz 382 fluchtet, wenn er sich auf seinem Ruhelager befindet. Die in den Fig.
9 und 2 gezeigte Löschtaste 973 wird dann gedrückt, wodurch 10 D-Flip-Flops 958
(1 bis 10) für die Programmierung zurückgesetzt werden, die das Programmregister
bilden. Alle Schalter auf dem Tastenfeld+ sind vorzugsweise sogenannte Augenblicksschalter.
Jetzt kann
irgendein Band oder irgendwelche Bänder der Schallplatte,
die eine Bedienungsperson abzuspielen wünscht, durch Drücken der jeweiligen Tasten
959 (Tasten 1 bis 10) auf dem Tastenfeld gewählt werden. Jeder gedrückte Schalter
bewirkt das Setzen eines zugeordneten Flip-Flops in dem Programmregister. Sollen
bei dieser Betriebsfolge alle Bänder auf einer Seite der Schallplatte abgespielt
werden, so kann die XtAuto aste 972 gedrückt werden, die einfach alle Flip-Flops
in dem Programmregister in ihren ein Ausgangssignal hohen Pegels abgebenden Zustand
setzt. Dieses wird anstelle eines Drückens von den einzelnen Bändern der Schallplatte
zugeordneten Tasten vorgenommen.
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Als nächster Schritt wird die ~Start ~-Taste 974 gedrückt. Dadurch
wird das Flip-Flop 961 gesetzt, dessen Q-Ausgang einen niedrigen Pegel annimmt.
Das "Start"-Signal geht auch durch ein NOR-Glied 978 und den Inverter 979 hindurch,
wodurch das Flip-Flop 963 zurückgesetzt wird. Die Q-Ausgangssignale der Blip-Flops
961 und 963 gelangen dann zu dem NOR-Glied 964, dessen Ausgang einen hohen Pegel
annimmt, wodurch die Treiber-Gatter 969 und die Treiber- 111ransistoren 968 leitend
geschaltet werden, die die Wicklungen 910 für eine Drehung im Uhrzeigersinn.des
reversiblen Trittmotors 386 impulsmäßig ansteuern. Der Tonarm kann sich jetzt zur
Mitte des Plattentellers bewegen, da das Rücksetzen des Flip-Flops 963 auch bewirkt,
daß der Ausgang des NAND-Gliedes 965 einen hohen Pegel annimmt, wodurch der Transistor
966 leitend geschaltet wird, wodurch wiederum der Eleketromagnet 967 aktiviert wird,
der den Tonarm anhebt und die Antriebskupplung 385 (Fig. 3) des Tonarms in Eingriff
bringt. Wenn sich der Tonarm über den am Umfang der Schallplatte vorgesehenen, nicht
mit einer Schallaufzeichnung versehenen Teil bewegt, so befindet sich die optische
Xodiereinrichtung in der Stellung des in Fig. 3 gezeigten Schlitzes 383, wodurch
das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 990 in der Dekoderlogik hchen Pegel annimmt,
da der Fühler 403 einen nicht mit einer Schallaufzeichnung versehenen
Teil
der Schallplatte erfaßt, wodurch auch das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 990 in
der Dekoderlogik hohen Pegel annimmt. Auch das Ausgangssignal der in Fig. 7 gezeigten
Schaltung nimmt einen hohen Pegel an, da der Fühler 403 einen nicht mit Schallaufzeichnung
versehenen Teil der Schallplatte erfaßt. Dadurch wird der Binärzähler 956 getaktet,
wodurch sein Zählerstand von Binär 0000 sich auf 0001 ändert.
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Die Ausgangsleitung 1 einer einen 4:16-Dekoder bildenden integrierten
Schaltung 957 führt daher hohen Pegel. Wurde zuvor das erste Flip-Flop in dem Programmregister
958 gesetzt, wodurch angegeben. wird, daß das Band Nr. 1 der Schallplatte abgespielt
werden soll, so erhalten alle Eingänge des Vergleicher-N#TI)-Gliedes 929 hohen Pegel,
wodurch sein Ausgangssignal niedrigen Pegel annimmt, wodurch wiederum das Ausgangssignal
des Inverters 960 hohen Pegel annimmt. Dadurch wird das Flip-Flop 963 gesetzt, das
die Treiberschaltung für den Schrittmotor und den Elektromagnet 967 abschaltet.
Der Tonarm wird nun abgesenkt und ist frei, um das erste Band auf der Schallplatte
abzuspielen. An diesem Punkt ist darauf hinzuweisen, daß bei einer Abschaltung der
Anhebmechanik für den Tonarm eine Dämpfungsmechanik benutzt werden soll, um das
Aufsetzen der Abtastnadel auf der Schallplatte zu dämpfen.
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Nachdem das erste Band der Schallaufzeichnung abgespielt ist, gelangt
der Tonarm zum nächsten Teil ohne Schallaufzeichnung auf der Schallplatte, zu welchem
Zeitpunkt das Ausgangssignal der in Fig. 7 gezeigten Schaltung erneut hohen Pegel
annehmen wird, wodurch der Binärzähler auf den binären Zählerstand von 0010 weitergezählt
wird. Dadurch führt die Ausgangsleitung 2 der integrierten Schaltung 957 hohen Pegel
und, wenn das zweite Flip-Flop in dem Programmregister zuvor gesetzt wurde, nimmt
auch das Ausgangssignal des Inverters 960 einen hohen Pegel an, der an den Setz-Eingang
des Flip Flops 963 gegeben wird. Da das
Flip-Flop 963 bereits gesetzt
ist, bleibt es einfach in seinem gesetzten Zustand, wodurch der Tonarm frei bleibt,
um das zweite Band der Schallaufzeichnung auf der Schallplatte abzuspielen. Ist
jedoch bei der Erfassung der zweiten, nicht mit einer Schallaufzeichnung versehenen
Zone das zweite Flip-Flop in dem Programmregister nicht zuvor gesetzt, so daß also
der Plattenspieler z.B. auf ein Auslassen des zweiten Bandes der Schallaufzeichnung
programmiert war, so nimmt das Ausgangssignal des Inverters 960 keinen hohen Pegel
an. Dadurch nimmt das Ausgangssignal des Inverters 979 hohen Pegel an, der das Flip-Flop
963 zurücksetzt. Dadurch wird die Anhebmechanik des Tonarms und auch die Wicklungen
970 des Schrittmotors für eine Drehung im Uhrzeigersinn aktiviert. Der Tonarm wird
daher von der Schallplatte angehoben und bewegt sich im Uhrzeigersinn, d!.h. radial
nach innen, bis ein nicht mit einer Schallaufzeichnung versehener Teil erfaßt wird,
der einem zuvor programmierten Band der Schallaufzeichnung vorangeht. Zu diesem
Zeitpunkt wird erneut das Flip-Flop 963 gesetzt und der Tonarm abgesenkt und freigegeben,
um das gewünschte Band abzuspielen. Sind stattdessen keine weiteren Bänder der Schallaufzeichnung
zu ihrem Abspielen programmiert, so dreht sich der Tonarm weiter im Uhrzeigersinn
über die Schallplatte, bis der Schlitz 384 (Fig. 3) mit dem optischen Kodierer 380
fluchtet und von diesem erfaßt wird. Ist dieses der Fall, so nimmt das Ausgangssignal
des NAND-Gliedes 991 in der Dekoderlogik niedrigen Pegel an, wodurch das Ausgangssignal
des NAND-Gliedes 976 einen hohen Pegel annimmt, das seinerseits das Flip-Flop 961
zurücksetzt und das Flip-Flop 962 in seinen einen hohen Pegel führenden Schaltzustand
setzt. Das Ausgangssignal des NAND-Gliedes 976 kann ebenfalls zu irgendeinem Zeitpunkt
auf einen hohen Pegel gezwungen werden, indem die "Stop"-Taste 975 gedrückt wird.
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Dadurch wird die Drehung im Uhrzeigersinn unterbunden und sowohl die
Wicklungen 971 des Schrittmotors 386 für eine Drehung gegen
den
Uhrzeigersinn als auch der Elektromagnet 967 zum Anheben des Tonarms aktiviert werden.
Der Tonarm wird dann angehoben oder aber bleibt oberhalb der Schallplatte angehoben
und dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, bis der optische Kodierer die Ruhestellung
382 (Fig.3) erfaßt. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 989 in der Dekoderlogik nimmt
dann einen hohen Pegel an, wodurch das Flip-Flop 963 in einen hohen Pegel führenden
Schaltzustand gesetzt wird und das Flip-Flop 962 zurückgesetzt wird, wodurch das
Flip-Flop 963 abgeschaltet wird.Dadurch werden alle Treiber-Gatter 969 für den Schrittmotor
gesperrt und auch die Anhebmechanik für den Tonarm abgeschaltet. Der Tonarm fällt
daher auf sein Ruhelager, wo er bleibt, bis die "Start"-aste 974 erneut gedrückt
wird.
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Die vorstehend erläuterte Programmierung kann für automatische Plattenwechsel
ausgedehnt werden, wobei die auf jeder Schallplatte abzuspielenden Bänder eingegeben
werden, wenn die jeweiligen Schallplatten auf dem Schallplattenstapel angeordnet
werden. Die Steuerschaltung für den Plattenspieler muß dann ein zusätzliches Zähler-Register
haben, das die jeweils gespielten Platten verfolgt. Ein solcher automatischer Plattenwechsler
kann nicht nur zwischen einzelnen Bändern mit Schallaufzeichnung sondern auch zwischen
den einzelnen Schallplatten unterscheiden.
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Eine weitere zusätzliche Funktion kann sowohl bei automatischen Plattenwechslern
als auch bei Plattenspielern für Einzelplatten eingeführt werden, mit der ausgewählte
Bänder einer Schallplatte so oft wie gewünscht, immer wieder gespielt werden können.
Dabei kann das Tastenfeld 209 mit einer "x"-Taste versehen werden, so daß die Bedienungsperson
zuerst die Nummern der gewünschten Bänder einspeichern kann, dann die "x"-aste drücken
kann und schließlich eine der Anzahl der gewünschten Wiederholungen entsprechende
Ziffern-Taste drückt. Elektronisch kann dieses durch
einen weiteren
Satz von Zähler-Registern durchgeführt werden, um die jeweils vorgenommenen Wiederholungen
zu verfolgen, wodurch damit auch die gesamten Wiederholungen verfolgt werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß, obwohl der Fühler 403 als ein Fototransistor
des beschriebenen Typs angegeben wurde, auch andere Fühler benutzt werden können,
einschließlich einer Botodiode oder einer Fotodiode kombiniert mit einem Transistor
oder einem Fototransistor, zusammen mit einer geeigneten Modifizierung der Schaltung,
ohne daß dadurch jedoch das Prinzip der neuen Auswahleinrichtung verlassen wird.
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Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß alle aus der Beschreibung
und auch der Zeichnung jeweils zusammen oder für sich allein entnehmbaren Merkmale
erfindungswesentlich sein können.
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L e e r s e i t e