DE2644259A1 - Vorrichtung zur magnetischen aufnahme und wiedergabe - Google Patents

Description

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Pat.-Anw.Drlna.Ruschk_e Dr. RUSCHKE & PARTNER Pat.-Anw.Dipl.-lna.

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Matsushita Electric Industrial Company Limited, Kadoma, Osaka,

Japan

Vorrichtung zur magnetischen Aufnahme und Wiedergabe

Zusammenfassung der Offenbarung

In einer Vorrichtung zur magnetischen Aufnahme und Wiedergabe von Videosignalen, bei der die Aufnahme intermittierend mittels eines

!magnetischen Drehkopfes erfolgt und ein imiederfrequenzsignal kontinuierlich auf einem Magnetband aufgezeichnet ist, wird das Band bei einer* Bandgeschwindigkeit, bei der die Wiedergabe des lonsignals praktisch möglich ist, mittels eines gewöhnlichen bürstenlosen G-S-Motors bewegt, während bei einer geringeren Bandgeschwin-

idigkeit der Motor durch externe Impulse angetrieben wird, so daß j das Band sich mit weniger GleichlaufSchwankungen sowie mit geringer Leistung treiben läßt»

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magneti- ! sehen Aufnahme und Wiedergabe und insbesondere eine solche Vor-

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richtung, mit der ein Videosignal intermittierend auf ein Magnetband unter Benutzung von Drehköpfen bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten aufgezeicnnet werden kann.

Gewöhnlich werden bei magnetischen Aufnahme- und wiederlabevor-, richtungen zur intermittierenden Aufzeichnung eines Videosignals, ι das aus jeweils N Halbbildern ausgezogen wird (M ganzzahlig;, ! auf einem Magnetband, das mit l/N der Normalgescnwindigkeit läuft,

j getrennte Motoren vorgesehen, um die übliche Bandgeschwindigkeit : sowie eine niedrige Bandgeschwindigkeit darzustellen, wobei diese

j Motoren abwechselnd betrieben werden«. Es müssen also so viele I Motoren vorgesehen sein, wie das Gerät Bandgeschwindigkeiten hat, j und dies ist wegen der hohen Kosten und der komplizierten Mechanik zum Betriebswechsel zwischen den Motoren unerwünschte

Weiterhin setzt man Impulsmotoren zur Bewegung des Magnetbandes ein und ändert die Bandgeschwindigkeit mittels der Frequenz der an den Impulsmotor gelegten Impulse. Da der Impulsmotor jedoch intermittierend dreht, treten insbesondere dann, wenn die Frequenz der angelegten Impulse niedrig ist, starke Schwankungen der Bandgeschwindigkeit auf, die es schwer machen, ein auf die Bandkante kontinuierlich aufgespieltes NP«Signal ohne Verzerrungen abzuspielen. Palis höherfrequente Impulse an den Motor gelegt werden, ist zum sicheren Antrieb des Motors eine hohe Betriebsleistungerforderliche

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neuartige

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und verbesserte magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung ¹ anzugeben, bei der ein Videosignal intermittierend auf ein Magnetband aufgespielt wird, das ein neuartiges.Antriebssystem mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt.

■ Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein derartiges neuartiges Bandantriebssystem anzugeben, das mit geringer : Leistung betrieben werden kann.

' Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige j

, j

j Schaltungsanordnung für ein derartiges neuartiges Bandantriebs- ;

system anzugeben, mit dem die oben beschriebenen Kachteile sich vermeiden lassen.

Hierzu soll ein bürstenloser Motor mit gleichmäßiger Drehung entsprechend einer mehrpoligen Magnetisierung als Bandantriebsmotor eingesetzt werden, der innerhalb eines bestimmten Bandgeschwindigkeitsbereich als üblicher bürstenloser G-S-Motor betrieben wird und bei sehr niedrigen Bandgeschwindigkeiten durch externe Lupulse zwangsgesteuert wird_o

Diese Ziele lassen sich erreichen, indem man eine magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung vorsieht, die einen bürstenlosen GS-Hotor zum Bewegen des Magnetbandes mit unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten mit einem Läufer, einem Ständerkern mit auf diese dem Läufer zugewandt auf- · gewickelten Hauptwicklung sowie eine Stellungsdetektoreinrichtung

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aufweist, die die Drehstellung· des Läufers ex-faßt, daß weiterhin eine Einrichtung Strom an die Hauptwicklurigen liefert, urn den Motor zu treiben, und eine externe Eingangseinrichtung von angelegten externen Impulsen betrieben wird, wobei diese Stellungsdetektoreinrichtung und die externe Eingangseinrichtung an die Strom liefernde Einrichtung angeschlossen sind, um letzterer Strom zuzuführen, und daß eine Wähleinrichtung die Stellungsdetektorein-' richtung oder die externe Eingangseinrichtung wählt derart, daß der Motor in einem ersten Bereich von Bandgeschwindigkeit exi, in

J dem eine Wiedergabe des Ni¹-Signals praktisch möglich ist, von der

ι Stellungsdetektoreinrichtung und in einem zweiten Bereich von

Bandgeschwindigkeiten, die niedriger als die des ersten Bereichs sind, von der externen Eingangseinrichtung angetrieben wird.

Diese und andere Besonderheiten der vorliegenden Erfindung sollen anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden,,

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer magnetischen Aufnahmevox'richtung nach der vorliegenden Erfindung; Pig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines Bandantriebsmotors für . die Vorrichtung nach Figo 1J

Figo 3 ist ein Stromlauf einer Antriebsschaltung für den Bandantriebsmotor der Fig. 2;

Fig. 4 zeigt den Stromlauf eines S-Phasen-Impulsgenerators, der Impulse an, die An st euer se haltung der Fig. 3 liefert; und Fig# 5 zeigt die Wellenformen von Impulsen zur Erläuterung der

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Funktionsweise des Impulsgenerators der Fig, 4·

In einej. magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird als V/ellenantriebsmotor ein bürstenloser GS-Motor verwendet; um die Bandgeschwindigkeit einwandfrei zu wechseln, wird die Drehphase des Antriebsmotors geänderte Es ist jedoch schwierig, den bürstenlosen G-S-Motor mit sehx¹ ge- j ■ ringer Geschwindigkeit sauber zu drehen, wie im folgenden beschrie-i ben wird.

Die Höhe der Last und die Größe der Laständerung, die auf dem das ι , Magnetband antreibenden Motor liegen, sind unabhängig von der ^{: !} Bandgeschwindigkeit fast konstante Folglich sollte das Änderungs- ! verhältnis der Drehgeschwindigkeit gegenüber der Last unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des Motors konstant sein. Bei sehr niedriger Drehgeschwindigkeit des Motors muß also das Änderungsverhältnis der Drehgeschwindigkeit gegenüber einer Laständerung sehr gering sein_o

Bei der Regelung der Drehgeschwindigkeit eines Motors bedeutet eine Verringerung der Änderung der Drehgeschwindigkeit gegenüber einer Laständerung eine Erhöhung des Verstärkungsfaktors der Geschwindigkeitsregelschleifeo Diese Erhöhung des Verstärkungsfaktors der Geschwindigkeitsregelschleife verschiebt den Frequenzgang der Schleife - einschließlich des Motors - verstärkungsproportional zu höheren Frequenzen,, Um den Motor stabil zu drehen, darf also die Geschwindigkeitsregelschleife einschließlich des

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¹ Motors bis zu hohen Frequenzen keine Phasenverzögerung aufweisen» '

' Andererseits ist die vom Drehgeschwindigkeitsgeber des Motors < abgegebene Frequenz, die dessen Drehgeschwindigkeit darstellt und [ j für die Regelung der Drehgeschwindigkeit des Motors wesentlich

j ist, der Drehgeschwindigkeit des Motors proportional, vv'enn man i

t ;

j also das Änderungsverhältnis der Drengescnwindigkeit gegenüber j

1 _ j

j einer auf den Motor gelegten Last betrachtet, besteht für eine j stabile Drehung des Motors mit geringer Geschwindigkeit eine natürliche Grenze, und dies gilt auch, wenn man den Motor unter Regelung seiner Drehphase dreht. Aus diesen Gründen wird nach der vorliegenden Erfindung bei sehr geringer Geschwindigkeit des das Band antreibenden Motors der übliche bürstenlose GS-Motor mit externen Impulsen zwangsgesteuert, damit sich die Bandantriebsgeschwindigkeit bei Laständerungen des Motors nicht ändert.

Der Bereich der Bandgeschwindigkeit, in dem der Motor durch externe Impulse angetrieben wird, bestimmt sich aus den Gleichlaufverzerrungen des NF-Signals und den gleichen Abständen zwischen den von den Drehköpfen intermittierend ausgebildeten magnetischen Spuren,, Für das NF-Signal wird dieser Bereich niedriger als eine Bandgeschwindigkeit angesetzt, bei der das kontinuierlich im Randbereich des Magnetbandes aufgespielte NF-Signal praktisch noch verarbeitet werden kann. Um die Aufzeichnungsspuren in gleichen Intervallen auszubilden, erfolgt die Bereichseinstellung so, daß keine externen Impulse zum Antrieb des Motors auftreten, während eine der Drehköpfe bei mit der Vollbildfrequenz des Videosignals

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synchron laufendem Drehkopf eine magnetische Spur ausbildet, d_oh_o,' daß die Frequenz der externen Impulse niedriger als die Vollbild« , frequenz (3o Hz) wird₀ In diesem niedrigen Geschwindigkeitsbereich wird zwar kein NF-Signal aufgezeichnet, läßt sich aber das , Videosignal sehr lange aufzeichnen.

Wird der externe Impuls an den Motor gelegt, folgt der Motor diesem Impuls und dreht zum nächsten stabilen Punkt weiter_o Wird dieser Impuls angelegt, während eine Magnetspur ausgebildet wird, hat die aufgezeichnete Spur iCreppenform und nimmt die Linearität der Spur ab. Wenn weiterhin die Anzahl der während jedes Intervalls für eine Magnetspur an den Motor gelegten externen Impulse unterschiedlich sind, obgleich sich die mittlere Bandgeschwindigkeit über längere Zeit nicht ändert, werden die Abstände zwischen den nebeneinanderliegenden Spuren ungleich. Um diesen Zustand zu verhindern, wird die Frequenz der an den Motor zu legenden Impulse geringer als 3o Hz und weiterhin synchron zum Drehkopf gemacht. In diesem Fall ist auch wegen der niedrigen Drehgeschwindigkeit die zum Antrieb des Motors durch die externen Impulse so niedriger Frequenz erforderliche Leistung gering«

Es soll nun angenommen werden, daß die vorliegende Erfindung angewandt wird auf ein normales magnetisches Aufnahme- und Wiedergabegerät des Typs I mit zwei magnetischen Drehköpfen» Bei einem solchen normalen Videorecorder ist die Bandgeschwindigkeit auf 19»o5 cm/sec eingestellt (Norm der EIAJ = Electx'ic Industry Association of Japan). Die Bandgeschwindigkeit für eine intermittie-

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■ rende Aufzeichnung des Videosignals ist bspw. auf etwa 2,4 cin/sec, -1,2 cm/sec, o,6 cm/sec und o,3 cra/sec eingestellt, d.h. 1/8, 1/16,· •1/32 bzwo 1/64 der oben genannten Normalgeschwindigkeit von I9,o5 cm/sec Andererseits liegt die Wellenlänge des NF-Signals, das

■ kontinuierlich auf eine Spur an der Bandkante aufgespielt ist,

; für eine stabile V/iedergabe bei 4 bis 5/um. V/enn man ein prak- ^; tisch sinnvolles EP-Frequenzband in Betracht zieht, ist bei den ^} oben genannten Geschwindigkeiten die Bandgeschwindigkeit, bei der

; das NF-Signal sich stabil bearbeiten läßt, höher als 1,2 cm/sec (entsprechend 1/16 der Kormalgeschwindigkeit).

Bei einer Bandgeschwindigkeit von mehr als 1,2 cm/sec wird also nach der vorliegenden Erfindung der Motor als gewöhnlicher GS-Motor eingesetzt, dessen Phase mittels eines Bezugssignals geregelt wird, um die Gleichlauf Schwankungen des NF-> Signals zu verbessern, die für den Antrieb des Motors erforderliche Leistung zu senken und die korrekte Bandgeschwindigkeit einzuhalten< > In dem Bereich, in dem die Bandgeschwindigkeit niedriger als 1,2 cm/sec ist, wird das genannte Bezugssignal als externer Impuls für den Motorantrieb benutzt, wobei die Ansteuerung derart erfolgt, daß der externe Impuls dem Motor nicht zugeführt wird, während ein Drehkopf eine magnetische Spur schreibt und die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Spuren gleich werden, um die richtige Bandgeschwindigkeit einzuhalten«,

.Eine Ausbildungsform der Erfindung wird im folgenden ausführlich unter Bezug auf die Zeichnungen beschriebene Im Blockdiagramm der

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, Fig«, 1 liegt ein Videosignal am Eingangsanschluß mit dein isezugszeichen 1, wird von einem Verstärker 2 verstärkt und auf einen

, Frequenzmodulator gegeben. Das Ausgangs signal des i'requenzmodula-

! tors 3 wird mittels einer Torschaltung 4 für eine Dauer durchgeschaltet, die etwas langer als ein Halbbild ist, und auf einen Aufnahmeverstärker 5 gegeben. Das vom Verstärker 5 verstärkte : Signal wird dann mittels eines Magnetkopfes (.nicht gezeigt) in ! einer Drehkopfanordnung 6 auf das Magnetband 7 aufgespielt.

Das Videosignal am Eingangsanschluß 1 wird auf eine Abtx'ennstufe gegeben, die das Bildsynchronsignal aus dem Videosignal auszieht. Das abgetrennte Bildsynchronsignal wird von der Wellenformerschaltung 9 geformt und auf einem Phasenkomparator 1o gegeben. Andererseits erzeugt ein Drehphasendetektor 11 bei jeder Drehung der Drehkopfanordnung 6 einen Impuls, der nach der Formung in einer Wellenformerschaltung 12 ebenfalls auf den Phasenkomparator 1o geht. Auf diese Weise wird die Phasendifferenz zwischen der Drehphase der Drehkopfanordnung 6 und dem Bildsynchronsignal im am Eingangsschluß 1 liegenden Videosignal ermittelt.

Die Drehkopfanordnung 6 wird von einem Motor 13 gedreht, der an ihrem Unterteil angebracht ist. Ein Drehgeschwindigkeitsdetektor 14, der unter dem Motor 13 sitzt, erzeugt ein Signal, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Motors 13 entspricht. Dieses Signal wird von einem Verstärker 15 verstärkt und auf eine Geschwindigkeit sschaltung 16 gegeben, die die der Drehgeschwindigkeit des Motors 13 entsprechenden Frequenz zu' einer Spannung wandelt.

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. Das Ausgangs signal dets Phasenkomparators 1o und das Ausgangssig- | : nal der Geschwindigkeitsdetektorschaltung 16 geben auf einen ■Addierer 17 und dessen Ausgangssignal auf einen Motortreiber 18, j der die Antriebsleistung für den iiotor 13 lieferte Folglich dreht j die Drehkopfanordnufig synchron mit den Bildsynchronimpulsen des ' Videosignals am Eingangsanschluß 1„ j

!
Weiterhin geht das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 12 lauf einen ersten Torsignalteiler 19 und dessen Ausgangssignal auf j einen zweiten Torsignalteiler 2o. Das Ausgangssignal des Seilers

20 liegt an einem dritten Torsignalteiler 21, dessen Ausgang wiederum auf einen vierten '!'orsignal toiler 22 geht. Jedes der Ausgangssignale dieser Seiler 19, 2o, 21 und 22 wird auf eine. Wählschaltung 23 gegeben, deren Ausgangssignal auf einen Torimpulsgenerator 24 geht. Der Torimpulsgenerator 24 ist an die Torschaltung 4 angeschlossen und bestimmt deren Durchschaltzeit_e Die Frequenzteilerverhältnisse des ersten bis vierten Teilers 19, 2o,

21 und 22 bestimmen sich aus der Zeit der intermittierenden Aufzeichnung des Videosignals auf dem Band 7 und werden, wie zu beschreiben sein wird, auf das UNtersetzungsverhältnis eines Motors

25 für die Bandantriebswelle abgestimmt.

Der Motor 25 bewegt das Magnetband 7 und trägt einen Generator 26, der ein Signal mit einer Frequenz abgibt, die der Drehgeschwindigkeit des Motors 25 entspricht,» Das Ausgangssignal des Generators

26 wird von einem Verstärker 27 verstärkt, dessen Ausgangssignal auf einen ersten Teiler 23 geht, um die Drehgeschwindigkeit des

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Motors 25 zu ändern. Das Ausgangssignal des ersten Teilers 28 wird auf einen zweiten Teiler 29 gegeben, und die Ausgangssignale der Teiler 28, 29 gehen gleichfalls an eine Wählschaltung 3o, deren Ausgangssignal auf eine bistabile "Lippstufe 31 geht. Das erste Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe 31 trig^ert einen Rechteckwellengenerator 32, das zweite Ausgangssignal einen Abtastimpulsgenerator 3% Der Impuls des Abtastimpulsgenerators 33 schaltet einen Momentanwertspeicker 34 auf, dex" die Recht eckwelle aus dem Rechteckwellengenerator 32 abtastet. Wenn mit der oben beschriebenen Schaltungsanordnung die Drehgeschwindigkeit des riotors 25 sich verschiebt, ändern sich auch die Frequenz des Generators 26, die Schaltdauer der bistabilen Kippstufe 32 und die Spannung am Momentanwert spei eher 34 entsprechend der oben genannten liauei-.

Andererseits geht das.zweite Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe 31 auf einen Teiler 35, dessen Teilungsverhältnis so eingestellt ist, daß seine Ausgangsfrequenz das n— oder l/n-fache der Bildsynehronfrequenz (n ganzzahlig) wird₀ Das Ausgangssignal des Teilers 25 und das Ausgangs signal der V/ellenformerschaltung 9 gehen auf einen Phasenkomparator 36, der die Drehphase des Antriebsmotors 25 mit der Phase des Bildsynchronsignals im Videosignal am Eingangsanschluß 1 vergleicht „ Die Phasenfehlerspannung aus dem Phasenkomparator 36 geht über eine Phasenkompensationsschal tung 37 auf einen Addierer 38. Andererseits erhält der Addierer 38 auch das Geschwindigkeitsfehlersignal aus dem Momentanwertspeicher 34· Das Ausgangssignal des Addierers 38 geht auf die Ansteuerschaltung 39 für den Bandwellenmotor, die im folgenden

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beschrieben wild und die Antriebsleistung für den Motor 25 liefert*

iDamit der Motor 25 von externen Impulsen gedreht werden kann, wie I zuvor erwähnt, wird das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung j 9 auf einen Teiler 4o und eine Wählschaltung 41 gegeben. Das Ausgangssignal der Wähl schaltung 41 wird an einen Impulsgenerator

42 gelegt, dessen Ausgangssignal wiederum auf die Ansteuerschal-I
tung 39 für den Antriebsmotor für die Bandwelle. Die Einzelheiten der Ansteuerschaltung 39 und des Impulsgenerators 42 werden unten beschrieben. Da die anderen in der Pig. 1 enthaltenden Blöcke dem Fachmann vertraut sind,, sollen sie hier nicht ausführlich beschrieben werden.

Die Figo 2 ist eine Schnittdarstellung des Motors 25 für die Bandantriebswelle, bei dem der Ständer eines bürstenlosen Kotors aus einen Ständerkern 44 auf einem Gehäuse 43 sowie eine Hauptwicklung 45 aufweist, die dreiphasig auf den Ständerkern 44 gewickelt ist. Ein Ringmagnet 47, der zu 16 Polen magnetisiert ist, ist auf dem Läufer befestigt, daß die inneren Polflächen dem Ständerkern 44 zugewandt sind. Der Läufer 48 ist an einer Sehulterhülse 49 befestigt und gegenüber dem Gehäuse 43 drehbar auf einer Achse 46 gelagert, die in den Lagern 5oa₅ 5ob beiderseits der Schul-terhülse 49 läuft. Im Ständerkern 44 befindet sich der Läufer 51 eines Stellungsdetektors mit drei Ansätzen. Dem Ständer 51 des Stellungsdetektors zugewandt ist der läufer 52 des Stellungsdetektors angeordnet, um die Drehstellung des an der Sclralterhülse 49

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■befestigten Läufers anzuzeigen. Eine Gruppe Primärspulen 53a, '53b und 53c sowie eine Gruppe Sekundärspulen 54a, 54b und 54c sind auf den Ständer 5'i aufgewickelt. In der Fig. 2 sind diese Spulen im gleichen ieil mit den Bezugszahlen 53,54 gezeigt. Andererseits befinden sich am Außenumfang des Läufers 52 des Stellungsdetektors Ansätze, mit denen die elektromagnetische Verkopplung zwischen den Paaren aus jeweils einer Primär- und einer Sekundärspule (53a und 54a, 53b und 54b, 53c und 54c) geändert werden kann. Die Anzahl dieser Ansätze beträgt 3, d.h. die Hälfte der Polzahl auf dem Magneten 47.

Die Ansteuerschaltung 39 zu drehen des Motors 25 ist in der Fig. 3 gezeigt. Ein Oszillator 55 liefert sein Ausgangswechselsignal auf die Priraärspulengruppe 53a, 53b, 53c sowie über den Läufer 52 des Stellungsdetektors auf eine der Sekundärspulen 54a, 54b, 54c. Befindet der Läufer 52 des Stellungsdetektors sicn in einer Stellung, in er die Primärspule 53a mit der Sekundärspule 54a eng verkoppelt, geht auf die Sekundärspule 54a ein stärkeres Wechselsignal über als auf die anderen Sekundärspulen. Dieses Wechselsignal wird von einer Gleichrichter- und Glättschaltung 56a zu einem Gleichsignal gewandelt und auf die Basis eines Stroraschalttransistors 57a gegeben. Es schaltet also nur der Transistor 57a durch und liefert Basisstrom an einen AuBgangetransistor 58a, der Strom durch die Hauptwicklung 45a fließen läßt. Wenn in der Hauptwicklung 45a Strom fließt, wie beschrieben, drehen der Läufer 48 und der Läufer 52 des Stellungsdetektors sich entsprechend der von diesem Strom gegenüber dem Magneten 47 bewirkten Anziehung und

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Abstoßung. Der Läufer 52 des Stellungsdetektors kommt dann in eine

,Lage, wo er die elektromagnetische ferkopplung zwischen der Primärspule 53b und der Sekundärspule 54a eng macht} entsprechend ;fließt dann der oben erwähnte Strom auf die Hauptwicklung 45b_o !Mit der Drehung des Läufers 48 werden also die Hauptwicklungen I 45a, 45b und 45c, durch die der Strom fließt, nacheinander umge~

• schaltet, wobei der Läufer kontinuierlich durchdreht»

Die oben gegebenen¹ Beschreibung gilt für den Pail, daß die erforderlichen Spannungen am Betriebsleistungsanschluß 59 und am Steuereingangsanschluß 6o liegen« Der Anschluß 6o führt zu,n Addierer 38, wie in S¹Ig₀ 1 gezeigt,, Die Gleichricht- und Glättschaltungen 56a, 56b und 55c sind den Sekundärspulen 54a, 54b und54c zugeordnet und erhalten die erforderlichen Vorspannungen über die Vorwiderstände 61, 62, Ein Entkopplungskondensator 63 liegt paral·- IeI zum Vorwiderstand 62_e Die Stromschalttransistoren 57a, 57b, 57c sind mit ihren Emittern zusammen auf einen Konstantstromtransistor 64 gelegt, der , wenn einer der Transistoren durchgeschaltet ist, die anderen beiden gesperrt hält. Die' Ströme in den Ausgangstransistoren 58a, 58b und 58c erzeugen über den Emitterwiderständen 65a, 65b und 65c Spannungsabfälle. An die Emitter der Ausgangstransistoren 58a, 58b und 58c sind auch die Rückführungswiderstände 66a, 66b und 66c angeschlossen, die die Schwankungen der Stromverstärkungsfaktoren dieser Transistoren verringern und den Übergangsleitwert der Ansteuerschaltung für die Antriebswelle, und das Änderungsverhältnis des in den Hauptwicklungen 54a, 45b und 45c fließenden Stromes gegenüber einer Spannungsänderung am

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!Steuereingangsanschluß 60 um den Wert des Widerstandes bestimmen» Diese Widerstände sind über einen Widerstand 67 an den Emitter eines Steuertransistors 68 gelegt.

.Es soll nun der Frequenzsignalgenerator 26 in der i'ig. 2 beschrie- ;ben werden, der auf dem Motor 25 sitzt und ein Signal erzeugt, dessen I'requenz proportional der Drehgeschwindigkeit des Motors äst, wie bereits ausgeführt. Ein Zahnrad 7o ist auf der Drehachse

I46 mittels einer Schulterscheibe 69 befestigt, und am Gehäuse

jsitzt ein Winkel 73. Um ein der Anzahl der Zähne des Zahnrades

entsprechendes Wechselsignal zu erzeugen, trägt der Winkel 73 einen Magnetkopf 71 sowie einen Ringmagnet 72. Mit diesem Aufbau läßt die Drehgeschwindigkeit des Motors 25 sich erfassen und dieser sich unter Steuerung durch die elektrische Schaltung kontinuierlich durchdrehen. Da der Ringmagnet 47 zu 16 Polen magnetisiert ist und der läufer 52 des Stellungsdetektors acht Ansätze aufweist, wie beschrieben, fließt in jeder der Hauptwicklungen 45a, 45b, 45c während einer Umdrehung des Motors 25 achtmal Strom.

In der Figo 3 sind den Hauptwicklungen 45a, 45b und 45c die Kondensatoren 74a, 74b und 74c parallelgeschaltet, die Spannungsspitzen abfangen. Um die kontinuierliche Drehung des Motors 25 zu stoppen, ist ein Transistor 75 vorgesehen, dessen Kollektor und Emitter über dem Forwiderstand 61 liegen. Wird der Anschluß 76 geerdet, schaltet der Transistor 75 durch und sperrt die Basis- -Emitter-Strecke der Stromschalttransistoren 57a, 57b, 57c; der Stromfluß durch die Hauptwicklungen 45a, 45b und 45c wird auf

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I diese Weise unterbrochene

H^ soll nun die Drehung des Motors durch externe Impulse beschrie-' ben werdenβ

In diesem Fall liegt der Anschluß 76 an Masse und sind die Ein« gangsanschlüsse 77a, 77b und 77c an den Impulsgenerator 42 angeschlossen, der im folgenden beschrieben wird«, Die Eingangsanschlüsse 77a, 77b und 77c sind mit den Stromverstärkertransistoren 79a, 79b, 79c über die Integrierschaltungen 78a, 78b, 78c verbunden, wobei die Emitter dieser Transistoren jeweils an den Basen der Ausgangstransistoren 58, 58b bzw. 58c liegen. Um eine Ansteuerung des Motors 25 durch den externen Impuls zu verhindern, sind Dioden, die an die Integrierschaltungen 78a, 78b und 78c angeschlossen sind, sowie ein Transistor 81 vorgesehen. Liegt der an der Basis des Transistors 31 liegende Anschluß 82 am Anschluß 59 für die Betriebsspannungszuführung, schaltet der Transistor 81 durch und sperrt die Stromverstärkertransistoren 79a, 79b und 79c„ Der Zustand, in dem der Motor 25 von den externen Impulsen gedreht wird, entspricht im Prinzip einem Betrieb als herkömmlicher Impulsmotor, und als Methode, die Hauptwicklungen 45a, 45b und 45c zu erregen, wird in der vorliegenden Erfindung in Anbetracht der Schrittzahl des Motors 25 und der Dämpfung bei der Drehung durch die externen Impulse eine 1-2-Phasenerregung ("1-2 phase excitation") angewandt. Weiterhin kann der Drehzustand des Motors 25 geändert werden, indem man die Anschlüsse 76 und 82 gemeinsam an den Betriebsspannungsanschluß 59 oder Masse legt.

709817/0688 ' original inspected

I\iun soll das Anlegen des Impulses an die Eingangsanschlüsse 77a, < 77b und 77c beschrieben werden. Wie bereits ausgeführt, sind die Hauptwicklungcn 45a, 45b und 45c dreiphasig gewickelt; die an die j Eingangsanschlüsse 77a, 77b, 77c gelegten Impulse sollten also gegeneinander um 2 ///3 *'ad phasenverschoben sein. Der Impulsgenerator 42 liefert diese drei Impulszüge, und die Pig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform dieser Schaltung nacn der vorliegenden Erfindung und die von dieser gelieferten Wellenformen. Der Impulsgenerator 42 enthält fünf JK-Plipflops 83 bis 87, die im folgenden als "JK-FP" bezeichnet werden sollen.

Wenn wie in J?ig. 5 gezeigt, ein Impuls α am Eingang 88 in Pig. liegt, der mit der Wählschaltung 41 in Fig. 1 verbunden ist, liefern die JK-PP 83 und 84, die einen 1/3-Ieiler bilden, die Impulse B, G und D als Q-Ausgang des JK-PP 84, "Q-Ausgang des JK-PP 84 bzw«. "Q-Ausgang des JK«FF 83. Wenn man diese Impulse B, c und I) jeweils auf den Eingang Ϊ der JK-PPs 85, 86, 87 gibt, steht am Ausgang Q des JIi-PP 85 der Impuls E (vergl. Pig. 5)· Der Impuls E geht über einen Kondensator 89 in der Wellenform P in Pig« 5 auf den Rücksetzanschluß R des JK-PP 86 j am Ausgang Q des JK-PP 86 steht dann der Impuls G-, legt man diesen Impuls G über einen Kondensator 87 in der Wellenform H der Figo 5 an den Rückstelleingang R des JK-PP 87, steht am Ausgang Q des JK-PP 87 der Impuls I₉ Diese Ausgangsimpulse des JK-FPs 85, 87 und 86 gehen über die Anschlüsse 91a, 91b und 97c auf die Eingangsanschlüsse 77a, 77b bzw. 77c der Pig. 3. V/ie aus den Wellenformen der Impulse E, I und G der Pig. 5 ersichtlich, sind die Impulse'E am Anschluß

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91a, I am Anschluß 9 1Td und G am Anschluß 91c gegeneinander um 2 H/3 rad phasenverschoben« Gibt man Impulse mit einem gegenseitigen Phasenabstand 2 I//3 rad auf die .Eingangsanschlüsse 77a, 77b, 77c, fließen durch die Hauptwicklungen 45a, 45b, 45c Ströme entsprechend der Amplitode dies.er Impulse» Ba die Haupt wicklung en 45a, 45b, 45c nach dem 1-2-Phasenerregungsverfahren erregt werden, wie bereits erwähnt, vollzieht der Motor 25 für die Antriebswelle eine Umdrehung für jeweils 48 an den Impulsgenerator 42 gelegte Impulseβ

Die Integrierschaltungen 78a, 78b, 78c zwischen den Eingangsanschlüssen 77a, 77b, 77c und den Basen der Stromverstärkertransi« storen 79a, 79b, 79c dienen dazu, den an die, Eingangsanschlüsse 77a, 77b und 77c gelegten Impulsen einen langsamen Anstieg und Abfall zu erteilen, und zwar aus folgendem Grund. Bei einer üblichen kontinuierlichen Drehung des Motors 25 tritt an den Hauptwicklungen 45a, 45b, 45c eine Gegen-EMK auf, die der Drehgeschwindigkeit des Motors 25 proportional ist. Hierbei handelt es sich um eine Wechselspannung, deren Nullpotential die am Anschluß 59 liegende Gleichspannung ist. Andererseits weisen die an die Eingangsanschlüsse 77a, 77b, 77c gelegten Impulse eine kurze Anstiegs- und Abfallzeit auf_o Gibt man diese Impulse unmittelbar auf die Stromverstärkertransistoren 79a, 79b, 79c, treten über den Hauptwicklungen 45a, 45b, 45c, da deren Impedanz im wesentlichen induktiv ist, starke Spannungsspitzen auf, die zum Durchschlagen der Ausgangstransistoren 58a* 58b, 58c führen können,, Schaltet man eine Diode zwischen den Kollektor des jeweiligen Ausgangstransi-

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stors 58a, 58b, 58c und den Betriebs Spannungsanschluß 59, urn die Ausgangstransistoren gegen die Spannungsspitzen zu schützen, liegt über diesen Dioden die Gegen-iüMK und bewirkt einen Stromfluß durch sie derart, daß der Motor 25 nicht kontinuierlich drehen kann» Folglich wird die erwähnte Induktionsspannung dadurch verringert, daß man den Anstieg und Abfall der an die Eingangsanschlüsse 77a, 77b₉ 77c gelegten Impulse mittels der Integrierschaltungen 78a, 78b, 78c verlängert. Die Tatsache, daß die Ausgangstransistoren 58a, 58b, 58c nicht in der Sättigung betrieben werden, ist einer der G-ründe, weshalb die induzierte Spannung durch Unterdrückung abrupter Änderungen am Eingang abgesenkt werden kann.

Die Emitterwiderstände 65a, 65b und 65c sind in die Emitters tr ekken der Ausgangstransistoren 55a, 58b und 58c aus folgendem Grund eingefügt« Wird der Motor 25 von den Impulsen aus dem Generator gedreht, tritt, da die Hauptwicklungen 45a, 45b und 45c nach dem 1-2~Phasenerregungsverfahren erregt werden, wie erwähnt, eine Zeitspanne auf, in der Strom jeweils durch zwei Wicklungen ( 45a und 45b, 45b und 45c, 45c und 45a) fließt. Andererseits richtet sich der den Hauptwicklungen 45a, 45b und 45c zugeführte Strom nach der an die Ausgangstransistoren 58a, 58b, 58c liegende Spannung und den Emitterwiderständen 65a, 65b und 65c. Beim Betrieb des Motors 25 als üblicher bürstenloser G-S-Motor liegt eine dreiphasige Differenzschaltung vor, bei der die Emitter der Ausgangstransistoren 58a, 58b, 58c anstelle der Emitterwiderstände 65a, 65b, 65c auf einem gemeinsamen Widerstand gelegt sind. Wenn also

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dieStröme gleichzeitig zu den erwähnten jeweils zwei Hauptwicklun-''gen fließen und die an die Eingangsanschlüsse 77a, 77t», 77e ge- !'legten Impulsamplituden geringfügig differieren, werden die Ströme zu den beiden Hauptwicklungen erheblich voneinander unterschied- ; lieh sein, Jm Extremfall fließt Strom nur zu einer Hauptwicklung, wodurch der Drehwinkel des Motors 25 sich um einen Schritt ändert. Aus diesem Grund erhält hier jeder der Ausgangstransistoren 53a, 5Sb, 58c seinen eigenen Emitterwiderstand 65a, 65b, 65c. Die Werte der Rückführungswiderstände 66a, 66b, 66c werden dabei gegenüber den Emitterwider ständen 65a, 65b, 65c groß genug gewählte

Es soll nun der Pail des üblichen I-Betriebs beschrieben werden, bei dem die Bandgeschwindigkeit 19,o5 cm/sec beträgt. In diesem Pail ist die Drehgeschwindigkeit des Motors für die Antriebswelle auf 12oo U/min eingestellt und das Zahnrad 7o hat 192 Zähne. Andererseits ist die frequenz des Signals aus der Wellenformerschaltung 9 auf 3o Hz eingestellt, d.h. die Vollbildfrequenz des Videosignals. Bei einer Drehgeschwindigkeit von I2oo U/iain ( 2o Umdrehungen in einer Sekunde) des Motors 25 wird die Frequenz des Signals aus dem Magnetkopf 71 (vergl. Pig. 2) gleich 384o Hz (192 χ 2o). Wie unter Bezug auf die Pig. 1 bereits erläutert, geht dieses Signal auf den 1/2-Teiler 28 und den 1/3-Teiler 29 und erscheint nach der Wählschaltung 3o mit einer Prequenz von 24o Hz, die weiter von der bistabilen Kippstufe 31 auf 12o Hz geteilt . . wird. Das zweite 12o~Hz-Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe teilt der 1/2-Teiler 35 erneut auf 6o Hz, d.h. das doppelte der Frequenz (3o Hz) aus der oben beschriebenen Wellenformerschaltung.

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- Beträgt die Bandgeschwindigkeit etwa 2,4 cm/sec, d.h. 1/8 der · ¹ Normalgeschwindigkeit, steht das Signal des 3/2-Teilers 28 hinter ' der Wählschaltung 3o; ist sie 1,2 cm/see, d_oh. 1/16 der Normalge-I schwindigkeit, steht das Signal des Verstärkers 27 hinter der

Wählschaltung 3o. Polglich ist die Frequenz des Signals aus der I Wählschaltung 3o trotz der Änderung der Bandgeschwindigkeit konstant. Die Drehgeschwindigkeit des Motors 25 ist I5o U/min für I
eine Bandgeschwindigkeit von 2,4 cm/see bzw» 75 U/min, für eine

Bandgeschwindigkeit von 1,2 cm/sec

Wenn der Motor 25 andererseits mit den Impulsen aus dem Impulsgenerator 42 gesteuert wird, ergibt sich folgender Zustand. Wie bereits beschrieben, führt der Motor 25 für 48 an den Impulsgenerator 42 gelegte Impulse eine Umdrehung aus. Falls also die Bandgeschwindigkeit etwa o,6 cm/sec beträgt, d.h„ 1/32 des Kormalgeschwindigkeit, steht hinter der Wählschaltung das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 9 mit einer Frequenz von 3o Hz. Dann wird die Drehgeschwindigkeit des Motors 25 zu 37,5 U/min (3o Kz χ 6o see / 48 Impulse = 37»5 U/min). Wenn die Bandgeschwindigkeit 1/64 der Eormalgeschwindigkeit beträgt, ist die Wählschaltung an den 1/2-Ieiler 4o angeschlossen. Folglieh erhält der Impulsgenerator keinen Impuls, während die Drehkopfanordnung 6 eine Spur schreibt ( etwa die Dauer eines Halbbildes), und das Band steht still. Da das Signal aus der Wellenformerschaltung 9 als Ansteuerimpuls für den Impulsgenerator 42 verwendet wird, ist bei der Ausbildung der aufeinanderfolgenden Spuren die während der Ausbildung jeder von ihnen auf den Impulsgenerator 42 gegebenen Im-

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ί pulsanzahl gleich. Das Frequenzteilungsverhältnis des ersten ior- j signalteilers 19 ist auf 1/8, das des zweiten bis zum vierten i'or-'

I signalteiler 2o, 21 und 22 jeweils auf 1/2 gesetzt. ,

Obgleich die vorliegende Erfindung hier für den Fall der Aufzeich-i nung des Videosignal auf dem Magnetband beschrieben wurde, läßt sich für die Wiedergabe des aufgezeichneten Videosignals die gleiche Bandgeschindigkeit wie für die Aufzeichnung erzielen, indem man bspw. anstelle des Ausgangssignals der Wellenformerschaltung 9 einen Oszillator mit einer Ausgangsfrequenz von 3o Hz verwendet. Das Verfahren zur Wiedergabe des auf das Band 7 aufgezeichneten Videosignals ist natürlich das gleiche wie bei üblichen magnetischen Aufnahme- und Wiedergabegeräten,,

Wie oben beschrieben, sind für den Motor, der das Magnetband antreibt, ein erster Drehzustand, in dem der zu den das Antriebsmoment erzeugenden Hauptwicklungen fließende Strom von einem die Drehstellung des Läufers angebenden Signal geschaltet wird, und ein zweiter Drehzustand vorgesehen, in dem der den Hauptwicklungen zugeführte Strom mittels externer Impulse geschaltet wird. Dabei wird für Bandgeschwindigkeiten von der Normalgeschwindigkeit bis zu derjenigen, bei der das NF-Signal sich praktisch verarbeiten läßt, der erste Zustand, in dem die Drehphase des Motors ausgenutzt wird, und für niedrigere als in Normalbereich liegende Bandgeschindigkeiten der zweite Drehzustand verwendet» Da in beiden Fällen das Bezugssignal gleich ist, dreht der Motor synchron mit dem Bezugssignal und kann die Bandgeschwindigkeit vorteilhaft über

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} einen breiten Bereich geändert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die GleichlaufSchwankungen im NF-Signal sich verbessern ; lassen, indem man die Linearität der Magnetspur verbessert, d.h. ¹ den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Spurabschnitten gleich hält_o Desgl. erreicht man eine geringe Leistungsaufnahme für den

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Bandantrieb.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1 ο/ Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung, bei dem ein Videosignal intermittierend mittels eines magnetischen Drehkopfes |

   I und ein Ki¹-Signal kontinuierlich auf einem Magnetband auf gezeich- ■ net werden, gekennzeichnet durch einen bürstenlosen GS-Motor zum j Antrieb des Magnetbandes mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, der einen Läufer, einen Ständerkern mit dem Läufer zugev/andt auf den Ständerkern aufgewickelten Hauptwicklungen und einer Stellungsdetektoranordnung aufweist, die die Drehstellung des Läufers erfaßt, durch eine Stromzuführeinrichtung, die zum Antrieb des Motors den Hauptwicklungen Strom zuführt, durch eine externe Eingangseinrichtung, die von angelegten externen Impulsen betätigt wird, wobei die Stellungsdetektoranordnung und die externe Eingangseinrichtung an die Stromzufuhreinrichtung angeschlossen sind, um dieser Strom zuzuführen, und durch eine Wähleinrichtung zur Wahl zwischen der Stellungsdetektoranordnung und der externen Eingangseinrichtung, so daß der Motor in einem ersten Bandgeschwindigkeitsbereich, in dem eine Wiedergabe des NF-Signals praktisch möglich ist, von der Stellungsdetektoreinrichtung und in einem zweiten Bandgeschwindigkeitsbereich der niedriger als der erste Bereich liegt, von der externen Eingangseinrichtung angetrieben wirdo

   2_O Magnetische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhreinrichtung eine Integrier schaltung enthält, um den von der externen iüingangseinrichtung bewirkten Ausgangsimpulsen eine geringere Anstiegs- und

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   ORIGINAL INSPECTED

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   Abfallzeit zu erteilen,,

   3, Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch ' 1, dadurch gekennzeichnet, daß die otellungsdetektoranordnung einen Stromschalttransistoi und die οtromzufuhreinrichtung eine Spannungsumschalteinrichtung aufweist, um die Basisspannung des ', Stromschalttransistors gegenüber dessen Emitter in den Sperrbereich zu bringen und so die Stromzufuhr von der otellungsdeteki:oranordnung zur Stromzufuhreinrichtung zu sperren.

   4. Magnetische Aufnahme- und //iedergabeeinrichtung nach Anspruch ;1, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Eingangseinrichtung 'einen 3-Phasen-Impulsgenerator aus einem i/3-^r-i-^leiler aus einem

   !ersten und einem zweiten JK-Flipflop aufweist, wobei die T-Einjgänge des ersten und des zweiten JK-Flipflops miteinander verbunder I
   der Q-Ausgang des ersten JK-Flipflops an den J-Eingang des zweiten JK-Flipflops und der Q-Ausgang des zweiten Flipflops an den J-iiingang des ersten JK-Flipflops gelegt sind, eine erste ϊ-1'lipflopschaltung mit dem !-Eingang am Q-Ausgang des zweiten JK-Flipflops, eine zweite T-Flipflop-Schaltung mit dem T-Eingang am Q-Ausgan_e des zweiten Flipflops und über eine JJifferenzierschaltung am Rücksetzanschluß am Q-Ausgang des ersten T-Elipflops und eine dritte T-Fl ipflop schaltung mit dem T-Anschluß an den "^-Anschluß des ersten JE-Flipflops und mit dem Rücksetzanschluß über eine weitere Differenzierschaltung am Q-Ausgang des zweiten 'ϊ-1'lipflops liegen, wobei ein Eingangssignal mit einer niedrigeren Frequenz als der Halbbildfrequenz des videosignals an die gemeinsamen T-Anschlüsse

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   des ersten und des zweiten JK-]?lipflops gelegt ist und an den Q-Ausgängen des ersten, des zweiten und des dritten T-Flipflops 'jeweils Äusgangsimpulse mit einem gegenseitigen Phasenabstand von jl/3 rad stehen.

   5. Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung nach An- ! spruch 1, gekennzeichnet weiterhin durch eine Einrichtung, die die Drehgeschwindigkeit des Motors erfaßt, eine Einrichtung, die j ein Eezugssignal erzeugt, dessen Frequenz gleich dem n- oder dem ι 1/n-fachen (n ganzzahlig) der I'requenz des Bild Synchronsignals im Videosignal ist, und durch eine Phasenerfassungseinrichtung, die die Phasendifferenz zwischen den Signalen aus der das Bezugssignal erzeugenden Einrichtung und der die Drehgeschwindigkeit erfassenden Einrichtung ermittelt, wobei .der Motor synchron mit dem Bezugssignal aus der das Bezugssignal erzeugenden Einrichtung gedreht wird, indem im ersten Bandgeschwindigkeitsbereich der zur Stellungsermittlungseinriehtung fließende Strom von der Phasener« mittlungseinrichtung gesteuert und im zweiten Bandgeschwindigkeitsbereich das Bezugssignal an die externe Eingangseinrichtung gelegt werden_e

   6. Magnetische Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet weiterhin durch eine Frequenzteilereinrichtung, die die i'requenz des Signals aus der die Drehgeschwindigkeit ermittelnden Einrichtung teilt, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Motors durch Ändern des Frequenzteilungsverhältnisses dieser Frequenzteilereinrichtung geändert wird.

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