DE2706100A1

DE2706100A1 - Magnetisches aufzeichnungs- und wiedergabegeraet

Info

Publication number: DE2706100A1
Application number: DE19772706100
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ishii
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-02-13
Filing date: 1977-02-12
Publication date: 1977-08-25
Also published as: JPS5298507A; US4163264A; DE2706100B2; GB1563149A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN *· ^ü " ^{U U}

Postadresse Mündien: Patenlconsult 8 München 60 Radeckeslraöe 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/5*1998 Telex 04-186

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. 77/8707

72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Japan

Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bandrauschen wird als einer der Faktoren angesehen, die einer hohen Wiedergabegüte eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes im Tonfrequenzbereich entgegenstehen. Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät, das ein Band mit einer großen Spur-

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MUnchen: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbadi · Or. Bergen · Zwirner

s 2/061 υ α

breite benutzt und bei dem das Band mit der üblicherweise verwendeten hohen Geschwindigkeit von 38,|19 oder 7,5 cm/ Sekunden läuft, kann das Bandrauschen bis zu einem solchen Ausmaß vermindert werden, daß es den Gehörsinn nicht beeinflußt, wenn der Signalpegel groß ist. Der niedrigste Pegel eines Tonsignals,der auf einem Magnetband aufgezeichnet werden kann, wird Jedoch durch das Bandrauschen beeinflußt, so daß der Dynaraikbereich eingeengt wird.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät

bzw. -deck, wie einem Kassettenrekorder/~Täei dem das Band mit einer Geschwindigkeit von 4,8 cm/Sekunden läuft, und bei dem die Spurbreite etwa 0,3 mm beträgt, beeinträchtigt das Bandrauschen den Gehörsinn in starkem Maße, selbst wenn ein Bandmaterial benutzt wird, das möglichst rauscharm ist.

Bekannte Verfahren zur Verringerung des Bandrauschens sind das sogenannte ⁿDolbyⁿ-System und das "dbx"-System. Beim Dolby-System wird das Signal in einem ausgewählten Frequenzbereich (höher als einige 100 Hz), bei dem das Bandrauschen durch den Gehörsinn in besonders starkem Maße empfunden wird für die Aufzeichnung durch eine Kompressionsschaltung entsprechend einem Amplitudenpegel komprimiert und für die Aufzeichnung durch eine Expansionsschaltung gedehnt wird. Bei diesem Dolby-System sollen die Eingangspegel an der Kompressionsschaltung und an der

7 0 9.8S¹A /nöß 4

& 2706IQO

Expansionsschaltung stets gleich sein. Dieses System weist deshalb den Nachteil auf, daß als Folge unterschiedlicher Bandempfindlichkeiten mit großer Wahrscheinlichkeit eine Verzerrung der Klangqualität auftritt, und es entstehen Schwierigkeiten, die mit dem Dolby-System versehenen Rekorder untereinander austauschbar zu machen. Wenn die Wiedergabe durch verschiedene mit diesem System ausgerüstete Rekorder von einem Band erfolgt, auf dem die Musik mittels des Dolby-Systems aufgezeichnet 1st, dann variiert die wiedergegebene Klangqualität möglicherweise von Rekorder zu Rekorder bzw. von Deck zu Deck.

Verglichen mit dem Dolby-System ermöglicht das dbx-System die Kompression und Expansion der Tonsignale in einem höheren Ausmaß, wodurch das Bandrauschen noch wirksamer unterdrückt wird. Das dbx-System weist Jedoch den Nachteil auf, daß, da Kompressionsverstärker, d. h. Verstärker mit Dynamikpressung,und Expansionsverstärker, d. h. Verstärker mit Dynamikdehnung, verwendet werden, beträchtliche Schwankungen im Signalpegel auftreten, falls sich die Bandempfindlichkeit zum Beispiel zufolge einer Dehnung des Bandes während der Aufzeichnung oder der Wiedergabe ändert und der Mechanismus für den Bandlauf muß in starkem Maße stabilisiert sein. DarUberhinaus sind die erwähnten Kompressions- und Expansions-Verstärker sehr teuer*

7 0 ii;; i A / R 8 » A " ⁴ "

- Jr-

^ 2VUbIuO

Bekanntlich ist ein durch einen Verstärker verstärktes Tonsignal verschiedenen Verzerrungen unterworfen. Die von der Verstärkungskennlinie eines aktiven Bauelementes, wie einer Vakuumröhre oder eines Transistors, herrührende nichtlineare Verzerrung kann im allgemeinen auf einen so niedrigen Pegel herabgedrückt werden, daß die Wiedergabegute von reproduzierten Musiktönen nicht mehr merklich beeinflußt wird. Es wurde durch Untersuchungen des Erfinders festgestellt, daß die Wiedergabegüte von reproduzierten Musiktönen wesentlich durch harmonische Anteile beeinträchtigt wird, die durch eine geringfügig nichtlineare Kennlinie eines in einem Tonfrequenzverstärker verwendeten passiven Elementes, wie eines Widerstandes, eines Kondensators oder einer Diode erzeugt werden, während ein Tonsignal den Verstärker durchläuft sowie durch Verzerrungsanteile,die von Differenztönen herrühren.

Der Kondensator beeinflußt unter den passiven Elementen am meisten die Wiedergabegüte von reproduzierten Musiktönen. In der folgenden Tabelle sind die Verzerrungswerte angegeben, die von der nichtllnearen Kennlinie passiver Elemente, wie einem Kondensator und einem Widerstand, herrühren. Die Messung wurde mittels eines von CLTI hergestellten Linear!tats-Meßinstrumentes durchgeführt.

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Tabelle

2706 1 OU

Art des Kondensators Wert der dritten Harrao- Äquivalenter

nischen von 10 KHz Wert {%)

0,1
0,1
0,01

0,001 0,0001 0,00001 0,00001 weniger als 0,00001

Keramik	-60 (dB)
Tantal (gesintert)	-60
Chemischer (Elektro lyt-Kondensator)	-80
Metallpapier	-100
Lackfolie	-120
Mylar	-140
Polypropylen	-155
Styrol	weniger als -160

Art der Widerstände

Massiv	-80 (dB)
Kohleschicht	-120
Draht (gewickelt)	-120
Metallschicht	-140

0,01 0,0001 0,0001 0,00001

Die Tabelle zeigt, daß der Elektrolyt-Kondensator, der Tantalkondensator und der Keramikkondensator in besonders
starkem Maße das Rauschen bzw. die Harmonischenanteile
bis zu einem großen Wert erhöhen. Die durch einen Widerstand verursachten Störgeräusche bzw. das Rauschen ent-

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a 27Q61Ü0

spricht einem Rauschen, das gleichmäßig über den gesamten Hörfrequenzbereich verteilt ist.

Fig. 1 stellt abhängig von der Frequenz die inneren Verluste eines Elektrolytkondensators dar, die sich aus den dielektrischen Verlusten tan6 und den Elektrodenverlusten zusammensetzen. Wie aus der Figur ersichtlich, steigen die inneren Verluste bei höheren Frequenzen plötzlich an. Die nichtlinearen inneren Verluste des elektrolytischen Kondensators verursachen einen großen Betrag an Störgeräuschen durch Harmonische, durch die die Wiedergabegüte von reproduzierten Musiktönen ernsthaft beeinträchtigt wird. Ein Verstärker zum Vermindern derartiger Störgeräusche von Harmonischen ist bereits in den deutschen Patentanmeldungen P 25 50 146.6, P 26 1? 196.0 und P 26 17 197*1 vorgeschlagen worden.

Der Erfinder hat ferner festgestellt, daß bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät die in einem Verstärker erzeugten Harmonischen-Geräusche während der Aufzeichnung mit einem Vorspannungssignal hoher Frequenz, zum Beispiel 100 KHz, gemischt werden,

Mischfrequenzso daß/Anteile bzw. Störgeräusche dem gesamten hörbaren Frequenzbereich und dem darUberllegenden Frequenzbereich überlagert werden und damit sowohl der Dynamikbereich für die Aufzeichnung merklich verringert, als auch die

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27Ub lüü

WiedergabegUte beim Wiedergeben der Musiktöne merklich verschlechtert wird.

Wenn ein Band sehr schnell läuft, liegt der größere Anteil der überlagerten Komponenten außerhalb des Hörfrequenzbereiches und/oder in einem Abschnitt des Hörfrequenzbereiches, in dem das Ohr nicht so empfindlich ist« so daß auf den Gehörsinn praktisch keine schädlichen Einflüsse ausgeübt werden. Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät wie einem Kassettenrekorder bzw. einem Kassetten-Deck, bei dem die Bandgeschwindigkeit niedrig und die Spurbreite klein ist, erscheinen die Interferenz-Anteile bzw. Differenztöne oder die Rauschanteile in einem starken Ausmaß im Gehörsinn innerhalb des Frequenzbereiches von 1000 bis 4000 Hz, in dem das Ohr die größte Empfindlichkeit aufweist und verringern die WiedergabegUte der wiedergegebenen Musiktöne in einem hohen Maße. Bei dem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker erzeugt der Ausgangskreis niedriger Impedanz und der Speisespannungskreis, durch den ein großer Signalstrom fließt, am stärksten Harmonischen-Geräusche.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Verfügung zu stellen, das in der Lage 1st, Musiktöne mit hoher WiedergabegUte bzw. Klangtreue aufzuzeichnen und wiederzugeben. Ferner

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r/ubiuu

eoll bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für langsame Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes das Bandrauschen bis zu einem praktisch vernachlässigbaren Pegel unterdrückt werden können. Schließlich soll ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät geschaffen werden, bei dem der Pegelbereich (Dynamikbereich) des aufzuzeichnenden Signals vergrößert werden kann.

Die Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Danach ist dem Spannungsversorgungskreis bzw. dem Ausgangskreis des magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes ein Kondensatorblock aus einer Vielzahl von zueinander parallel geschalteten Kondensatoren zugeordnet, dessen innerer Verlust mit zunehmender Frequenz abnimmt.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 5 Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Kennlinie zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den inneren Verlusten eines elektrolytischen Kondensators und der Frequenz;

Fig. 2 die Schaltung eines magnetischen Aufzeichnungsund Wiedergabegerätes entsprechend einer Aueführungsform dieser Erfindung;

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Ü'/ÜbiUÜ

Pig. 3 die Schaltung eines magnetischen Aufzeichnungsund Wiedergabegerätes einer weiteren Ausführungsforra der Erfindung;

Fig. 4 die bei der Schaltung nach Pig. 3 benutzte Entzerrerschaltung und

Fig. 5 den in Fig. 3 benutzten Aufzeichnungs- bzw. Aufnahme verstärker .

Fig. 2 stellt ein vereinfachtes magnetisches Aufzeichnungsbzw. Aufnahme- und Wiedergabegerät dar, bei dem das von einem sowohl für die Aufnahme als auch für die Wiedergabe benutzten Magnetkopf 11 gelieferte Ausgangssignal über einen Umschalter 12a für Aufnahme und Wiedergabe einem Verstärker 13 zugeführt wird. Der Verstärker 13 wird sowohl für die Aufnahme als auch für die Wiedergabe verwendet und enthält einen Spannungsverstärkenden Transistor 14, einen zwischenverstärkenden Transistor 15 und einen Leistungsverstärker mit zwei Transistoren 16a und l6b, die durch den Transistor 15 gesteuert werden, ferner einen Eingangstransformator 17 und einen Ausgangstransformator l8. An die Ausgangsseite des Leistungsverstärkers 13 ist ein Lautsprecher 19 angeschlossen.

Eine Spannungsquelle für den Betrieb des Verstärkers 13

- 10 7 0 9 Γ ? /, / Π 8 B L

enthält einen Netztransformator 20 und zwei Oleichrichter 21a und 21b. Der Gleichstromausgang, aus dem der Verstärker 13 gespeist wird, ist durch einen Elektrolytkondensator 22 großer Kapazität von 5000 bis 20.000ZiF geglättet. Dem spannungsverstärkenden Transistor 14 des Verstärkers 13 wird über einen veränderbaren Widerstand 2j5 und einen Eingangskondensator 24 ein Eingangssignal zugeführt. Ein Vorspannungswiderstand 25, ein Emitterwiderstand 26 und ein Lastwiderstand 27 sind an dem Transistor 14 angeschaltet. Der Emitter des Transistors 14 ist mit dem Kollektor des Transistors 15 über einen Kondensator 28, einen Widerstand 29, einen zweiten Umschalter 12b und Frequenzentzerrerschaltungen 30, 31» die bei der Aufzeichnung bzw. Wiedergabe verwendet werden, verbunden. Der Basis des Transistors 15 wird ein durch den Transistor 14 verstärktes Signal über einen Koppelkondensator 32 und Vorspannungswiderstände 33 und 3^ zugeführt. An den Emitter des Transistors 15 ist die Parallelschaltung aus einem Emltterwiderstand 35 und einem Hochfrequenzentzerrer-Resonanzkreis 36 geschaltet. Das Ausgangssignal des Transistors 15 wird den Transistoren l6a und 16b über den Eingangsübertrager 17 zugeführt. Die Emitterelektroden dieser Transistoren 16a und 16b sind über einen gemeinsamen Widerstand 37 mit der Spannungsquelle verbunden. Der Mittelabgriff der Primärwicklung des Ausgangsübertragers 18 ist geerdet. Das eine Ende der Sekundärwick-

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lung des AusgangsUbertragers 18 1st über eine Ausgangsschaltung 42 zum Entzerren sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe mit dem Aufzeichnungs- und Wiedergabemagnetkopf 11 und mit einem Anschluß des Umschalters 12c für Aufnahme und Wiedergabe verbunden. Die Ausgangsschaltung 42 umfaßt die Parallelschaltung aus einem Widerstand 38 und einem Kondensator 39 sowie die Parallelschaltung aus einer Spule 40 und einen Kondensator

Bei der Aufzeichnung bzw. Aufnahme wird dem Magnetkopf 1"I ein Vorspannungssignal hoher Frequenz zum Beispiel 100 KHz zugeführt. Zu diesem Zweck ist ein Oszillator für das Vorspannungssignal hoher Frequenz vorgesehen, der zwei Transistoren 43 und 44 sowie einen Schwingungs-Ubertrager 45 enthält. Das Vorspannungssignal wird von einem Teil der Ausgangswicklung 47 über einen veränderbaren Kondensator 48 zum Magnetkopf 11 geliefert. Gleichzeitig wird ein Teil des Vorspannungssignals an den Löschkopf 49 geliefert.

Die Stromversorgung für den Oszillator 46 zur Erzeugung eines Vorspannungssignales hoher Frequenz erfolgt über einen Widerstand 50 und einen Umschalter 12d, wodurch der Oszillator 46 nur während der Zeitdauer der Aufzeichnung betätigt wird. Während der Aufzeichnung wird dem Eingang des Verstärkers 13 über eine Mikrofonbuchse 31 und den Umschalter 12a das aufzunehmende Tonsignal zugeführt.

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Bel dem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß dieser Erfindung ist dem Elektrolytkondensator 22 großer Kapazität,der die zuvor genannte gemeinsame Spannungsquelle bildet, ein nicht polarisierter bzw. nicht gepolter Kondensator 52 geringer Verluste parallel geschaltet, der z. B. au3 einer Polymethylenterephthalatfolie (bekannt unter dem Handelsnamen "Mylar") hergestellt ist. Ferner ist ein Polypropylen-Folienkondensator 53 mit kleinerer Kapazität und geringeren Verlusten als denen des Kondensators 52 parallel geschaltet, so daß ein Kondensatorblock 54 gebildet wird. Der Kondensator 52 ist so gewählt, daß sein Kapazitätswert etwa 1 bis IQuF beträgt und der Polypropylen-Folienkondensator 53 ist so ausgewählt, daß sein Kapazitätswert etwa 0,1 bis llxF beträgt. Ein besserer Effekt wird durch Parallel schalten eines Styrol-Kondensators (nicht dargestellt) erhalten, der die geringsten Verluste und einen Kapazitätswert von 0,01 bis 0,1 uF hat.

Ein aus einem Widerstand 55 und einem Elektrolytkondensator

56 großer Kapazität gebildeter Entkopplungskreis ist dem im Verstärker I3 enthaltenen Transistor 14 zugeordnet. Der Transistor 14 wird Über den Entkopplungskreis gespeist. Dem Elektrolytkondensator 56 sind ein "Mylar"-Kondensator

57 mit einer Kapazität von etwa 1 bis 10 UF, ein Polypropylenkondensator 58 mit einer Kapazität von etwa 0,1

-U-

7 0 9 f *U / 0 B fU

bis 1 U.F und ein nicht dargestellter Styrolkondensator mit einer Kapazität von etwa 0,01 bis O₁IuF parallelgeschaltet, um einen Kondensatorblock 59 zu bilden.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Arbeitswelse des magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes gemäß der Erfindung beschrieben. Im in Fig. 2 dargestellten Fall sind die Umschalter 12a bis 12d auf "Aufnahme" gestellt. Das der Mikrofonbuchse 51 zugeführte Signal wird durch den Verstärker IJ verstärkt, dessen Ausgangssignal über die Ausgangsschaltung 42 zum Magnetkopf 11 geleitet wird, um auf einem laufenden Magnetband (nicht dargestellt) aufgezeichnet bzw. aufgenommen zu werden. Ein vom Oszillator 46 geliefertes Vorspannungssignal wird durch den veränderbaren Kondensator 48 in seiner Oröße eingestellt und dann dem Magnetkopf 11 zugeführt.

Das von der Mikrofonbuchse 51 gelieferte Tonsignal nimmt zufolge der durch die nichtlinearen Elemente, wie Widerstände und Kondensatoren, die die Kopplungsschaltungen der Transistoren bilden, verursachten Kreuzmodulation Störgeräuschanteile auf, wenn es durch den Verstärker 13 verstärkt wird. Die Elektrolytkondensatoren 22 und 56 beaufschlagen das verstärkte Signal mit großen Störgeräuschkomponenten, insbesondere, wenn das Signal

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durch die Koppelkondensatoren 24 und J>2 und die Speisequelle läuft. Wenn das Störgeräusch behaftete verstärkte Signal nach dem Durchlaufen der Ausgangsschaltung 42 mit einem Vorspannungssignal hoher Frequenz gemischt wird, treten durch die Intermodulation des Vorspannungssignals hoher Frequenz und des mit dem Störgeräusch behafteten verstärkten Signals Interferenzkomponenten bzw. ein Bandrauschen über einen weiten Bereich von hohen bis zu niedrigen Frequenzen auf. Bei dem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß dieser Erfindung sind die Verluste der Kondensatoren,die die Kondensatorblöcke 54 und 59 bilden, umsomehr reduziert, Je kleiner die Kapazitätswerte der diese Blöcke bildenden Kondensatoren sind. Damit weist der Kondensatorblock die Eigenschaft auf, daß seine inneren Verluste mit zunehmender Frequenz abnehmen. Diese Charakteristik ist völlig verschieden von der eines Elektrolytkondensator, dessen innere Verluste nur progressiv ansteigen, wenn die Frequenz zunimmt. Der "Mylar"-Kondensator, der einen kleineren Kapazitätswert aufweist als der Elektrolytkondensator mit großer Kapazität, den im wesentlichen die Signale niedriger Frequenz passieren und der ein Passieren von Signalen mitteltiefer Frequenzen erlaubt, hat weit geringere innere Verluste, als der Elektrolytkondensator und deshalb tritt bei mitteltiefen Frequenzen ein kleinerer Betrag an Störgeräuschen auf als bei tie-

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fen Frequenzen. Die Signale mittelhoher Frequenzen treten im wesentlichen durch den Polypropylen-Folienkondensator hindurch, der einen kleineren Kapazitätswert und kleinere innere Verluste als der Mylar-Kondensator aufweist« so daß ein sehr viel kleinerer Betrag an Störgeräuschen erzeugt wird. Bei dem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß dieser Erfindung sind deshalb die von den Kondensatoren herrührenden Störgeräusche Über den gesamten Bereich hörbarer Frequenzen wesentlich mehr vermindert als bei den bekannten Geräten.

Bei der Tonsignalwiedergabe werden im allgemeinen Töne von Musikinstrumenten, die einen größeren Anteil an Harmonischen als an Grundschwingungen enthalten, wiedergegeben. Der Stromversorgungs-Nebenschlußkreis,dessen innere Verluste mit zunehmender Frequenz abnehmen, ermöglicht es deshalb, daß die Harmonischen der Musikinstrumente deutlich ohne Beeinträchtigung durch Störgeräusche wiedergegeben werden. Der oben beschriebene besondere Typ der Stromversorgungsschaltung vermindert die Interferenzgeräusche bzw. das Bandrauschen, das auftritt, wenn die dem Magnetkopf zügeführten Tonsignale einer Kreuzmodulation mit Vorspannungssignalen hoher Frequenz unterworfen werden. So kann zum Beispiel selbst bei einem Kassetten- eck _t bei dem das Band mit einer Geschwindigkeit von 4,8 cm/Sekunden läuft, und Spuren einer Breite von etwa 0,3 mm hat, die Aufzeichnung mit nur geringem Auftreten an hörbarem Bandrauschen ausgeführt werden.

μ ►' ρ ι - 16 -

Wenn der Umschalter 12 auf Wiedergabe gestellt wird und der Magnetkopf 11 die aufgezeichneten Signale wiedergibt, werden die im Wiedergabeverstärker erzeugten Störgeräusche aus dem oben erläuterten Grund τοπ vorneherein herabgesetzt, so daß eine Wiedergabe mit extrem hoher Wiedergabetreue ermöglicht wird.

Fig. 3 stellt das Schaltungsdiagramm eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes hoher Qualität gemäß einer weiteren AusfUhrungsform dieser Erfindung dar, bei der voneinander unabhängig ein Aufzeichnungsverstärker, ein Magnetkopf für die Aufzeichnung, ein Wiedergabeverstärker und ein Magnetkopf für die Wiedergäbe vorgesehen sind. Ein durch ein Mikrofon 6l erzeugtes Tonsignal wird einem Aufzeichnungs-Vorverstärker tugeführt. Nach Verstärkung wird das Tonsignal über einen Pegeleinsteller 63 zu einem Aufzeichnungsverstärker 64 gebracht. Das durch den Aufzeichnungsverstärker 64 verstärkte Signal wird über eine Ausgangsschaltung 68 dem Magnetkopf 69 für die Aufzeichnung zugeführt. Die Ausgangsschaltung ist aus einem Elektrolyt-Koppelkondensator 65 und einer Parallelschaltung 68 aus einem Widerstand 66 und einem Kondensator 67 gebildet.

Der Aufzeichnungsvorverstärker 64 ist mit einer Bandlauf-

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kompensationsschaltung ausgestattet« die aus einem induktiven Element 70, einem Wahlschalter 71 und einem Umschalter 72 gebildet ist, um demVerstärker 64 im Bereich hoher Frequenzen Charakteristiken zu verleihen, die an die drei Bandgeschwindigkeiten von 4,8 cm/Sekunden, 7,5 cm/Sekunden und 19 cm/Sekunden angepaßt sind. Für den Aufzeichnungs-Magnetkopf 69 ist ein Oszillator 73 für ein Vorspannungssignal hoher Frequenz vorgesehen. Dieser Oszillator wird über einen Schalter 74 mit Speisestrom versorgt, über einen veränderbaren Kondensator 75 wird zusammen mit dem Tonsignal dem Aufzeichnungs-Magnetkopf 69 ein Vorspannungssignal zugeführt.

Bei der Wiedergabe werden die auf dem Magnetband aufgezeichneten Signale durch einen Wiedergabe-Magnetkopf wiedergegeben. Das vom Wiedergabe-Magnetkopf 76 gelieferte Ausgangssignal wird einem Wiedergabe-Entzerrungsverstärker 77 zugeführt, um verstärkt zu werden. Das verstärkte Signal wird über einen Pegeleinsteller 78 und einen Umschalter 79 zu einem Leitungsverstärker 80 gebracht. Der Leitungsverstärker 80 verstärkt das bereits verstärkte Signal bis zu einem vorgegebenen Ausgangspegel. Das so verstärkte wiedergegebenc. Tonsignal wird zu einer Ausgangsklemme 8l geleitet· Ein Teil des aufzuzeichnenden Signals wird von einem Teil des Signals des Aufzeichnungskopfes 69 über einen Widerstand 82 abgeleitet. Der Aus-

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gangspegel an der Ausgangsklemme 8l und der Signalpegel am Kopf 69 werden über einen Umschalter 83 selektiv überwacht.

An der Eingangsseite des Aufzeichnungsverstärkers 64 ist ein Empfänger eingefügt, der laufenden den aufgezeichneten Zustand der Tonsignale überwacht. Eine Kompensationsschaltung aus einem Umschalter 86, Widerständen 87, 88, 89 und einem Kondensator 90 ist an den Wiedergabe-Entzerrungsverstärker 77 angeschlossen, um die Charakteristik dieses Entzerrers abhängig von der Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes zu variieren.

Die Stromversorgungseinheit für den Aufzeichnungs- und Wiedergabeverstärker enthält einen Netztransformator 91» Gleichrichter 92 und 93* zwei Elektrolytkondensatoren 94 und 95 großer Kapazität sowie einen Widerstand 96. Die Oleichspannung wird direkt an den Aufzeichnungsverstärker 64 und den Leitungsverstärker 80 angelegt und über einen Entkopplungskreis aus einem Widerstand 97 und einem Elektrolytkondensator 98 an den Wiedergabe-Entzerrungsverstärker 77* ferner über einen Entkopplungskreis aus einem Widerstand 99 und einem Elektrolytkondensator 100 an den Aufzeichnungsvorverstärker 62.

Die AusfUhrungsform nach Fig. 3 ist mit einem Kondensatorblock 104 ausgestattet, der einen nicht polarisierten

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Polyäthylenterephthalat-Folienkondensator 101 niedriger Verluste, einen Polypropylen-Folienkondensator 102 mit kleinerer Kapazität und noch kleineren inneren Verlusten als beim Kondensator 101 und einen Styrolkondensator 103 enthält, cfer wiederum eine kleinere Kapazität und weit kleinere innere Verluste, als der Kondensator 102 aufweist. Die genannten Kondensatoren sind dem Elektrolytkondensator 95 parallel geschaltet. Die AusfUhrungsform nach Flg. 3 ermöglicht es somit, daß die inneren Verluste des Kondensatorblockes progressiv verringert werden, wenn die Frequenz ansteigt. Es ist empfehlenswert, den Kapazitätswert des Mylar-Kondensators 101 auf 1 bis 10 LF, den des Polypropylen-Kondensators 102 auf 0,1 bis I LtF

t und den des Styrol-Kondensators IO3 auf 0,01 bis O₁IUF

zu bemessen.

Dem im Entkopplungskreis enthaltenen Elektrolytkondensator 98 sind ein Mylar-Kondensator 105 und ein Polypropylen-Kondensator 106 parallel geschaltet, um einen Kondensatorblock 107 zu bilden. Außerdem sind dem Elektrolytkondensator 100 ein Mylar-Kondensator IO8 und ein Polypropylenkondensator 109 parallel geschaltet, um einen Kondensatorblock 110 zu bilden. Dem in der Ausgangsschaltung 68 enthaltenen Elektrolytkondensator 65,der zwischen den Aufzeichnungsverstärker 6k und den Aufzeichnungsmagnetkopf 69 geschaltet ist, 1st ebenfalls ein Mylar-Kondensator 111 und ein Polypropylen-Kondensator 112 in ähnlicher Weise parallel

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geschaltet, um einen Kondensatorblock zu bilden. Da ein durch den Aufzeichnungsverstärker 64 verstärktes Tonsignal dem Aufzeichnungs-Magnetkopf 69 mit höchstem Pegel zugeführt wird, erzeugt der Kondensator der Ausgangssohaltung 68 äußerst schädliche Störgeräusche. Durch das Einfügen des erwähnten Kondensatorblockes,der den Mylarkondensator 111 und den Polypropylenkondensator 112 enthält, können Jedoch die Störgeräusche,die sonst im Elektrolytkondensator der Ausgangsschaltung 68 entstehen würden, wirksam unterdrückt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. J> sind voneinander unabhängig Verstärker für die Aufzeichnung und die Wiedergabe vorgesehen und unter optimalen Arbeitsbedingungen gehalten, Es ist Jedoch unmöglich, die schädlichen Einflüsse zu übersehen, die durch Störgeräusche ausgeübt werden, welche ▼on passiven Elementen einer Schaltung, insbesondere von in dieser Schaltung enthaltenen Elektrolyt-Kondensatoren herrühren, ferner Jene Einflüsse zu übersehen, die durch Interferenz-Komponenten oder Magnetbandrauschen zufolge einer Kreuzmodulation verursacht werden, wenn dem Aufzeichnungskopf 69 ein Vorspannungssignal hoher Frequenz zugeführt wird. Wird deshalb versucht, Signale mit einem Pegel kleiner als dem untersten Aufzeichnungspegel aufzuzeichnen, -55 dB bei einer Bandgeschwindigkeit von 38 cm/ Sekunden, dann wird wegen der Beeinträchtigung durch Band-

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rauschen die Aufzeichnung unmöglich gemacht. Die Ausführungsform nach Pig. 3, in die,wie oben beschrieben, ein Kondensatorblock eingesetzt ist, der in Parallelschaltung zum Elektrolyt-Kondensator nicht polarisierte bzw. nicht gepolte Kondensatoren enthält, ist demgegenüber so verbessert, daß der niedrigste aufζeichenbare Pegel bis auf -90 dB herabreicht, wodurch der Bereich des optimalen Aufzeichnungspegels zum Beispiel von -30 dB bis zu mehreren dB im Vergleich zum früheren Bereich von -10 dB bis mehrere dB erweitert ist, was eine deutliche Erweiterung des Dynamikbereiches zur Folge hat.

Fig. 4 stellt eine praktische Schaltung des Wiedergabe-Entzerrungsverstärkers 77 dar. Dieser Verstärker 77 enthält direkt gekoppelte Transistoren 120 und 121 in Emitterschaltung. Die Basis des Transistors 120 ist mit einem Basiswiderstand 122 und der Emitter des Transistors 120 mit einem Widerstand 12j5 verbunden, dessen eines Ende geerdet ist. Der Kollektor des Transistors 120 ist mit einem Lastwiderstand 124 verbunden und ferner mit der Basis des Transistors 121 der zweiten Stufe. Der Emitter des Transistors 121 ist über einen Widerstand 125 geerdet. Der Kollektor des Transistors 121 1st mit einem Lastwiderstand 126 und ferner über einen Elektrolytkondensator 127 mit einer nach außen geführten Ausgangsklemme 128 verbunden. Ein zur Ausgangsklemme 128 geleitetes Signal wird über

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einen Umschalter 129 und eine Entzerrerschaltung 130 mit Widerständen 131 und 132 zum Emitter des Transistors 120 zurUckgekoppelt.

Bei dem Wiedergabe-Entζerrungsverstärker 77 nach Fig. 4 1st zum Emitterwiderstand 125 ein Kondensatorblock gemäß dieser Erfindung aus einem Elektrolytkondensator 133, einem Mylar-Kondensator 134 und einem Polypropylen-Kondensator 135 parallel geschaltet. In ähnlicher Weise sind dem Elektrolytkondensator 127 ein Mylar-Kondensator I36 und ein Polypropylenkondensator 137 parallel geschaltet, um einen Kondensatorblock zu bilden. Der Lastwiderstand 124 des Transistors 120 1st mit einem Entkopplungskreis aus einem Widerstand 138 und einem Elektrolytkondensator 139 verbunden. Dem Elektrolytkondensator 139 sind ein Mylar-Kondensator 140 und ein Polypropylenkondensator parallel geschaltet.

Die Schaltung des in Fig. 4 dargestellten Wiedergabe-Entzerrungsverstärkers 77 unterbindet weitgehend das Auftreten von Störgeräuschen, das eine Folge der Nichtlinearität passiver in der Entzerrungsschaltung 77 enthaltener Elemente ist, wodurch deutlich eine Verschlechterung der Tonqualität verhindert wird.

Flg. 5 zeigt eine praktische Schaltung des Aufzeichnungs-

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Verstärkers 64, die im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 4 entspricht. Der Aufzeichnungsverstärker 64 enthält zwei direkt gekoppelte Transistoren 150 und I5I in Emitterschaltung. Zwischen die Ausgangsklemme 152 und den Emitter des Transistors I50 ist eine Kompensationsschaltung 153 fUr die Aufzeichnungskennlinie geschaltet.

Ein Teil der Kompensationsschaltung 153 ist über ein induktives Element 154, einen Umschalter 155 und Kondensatoren 156, 157* 158 geerdet. Ein aus dem induktiven Element 154 und einem der Kondensatoren 156, 157» 15Ö, der durch den Umschalter 155 ausgewählt ist, gebildeter Resonanzkreis kompensiert den Frequenzgang des Aufzeichnungsverstärkers 64 bei hohen Frequenzen. Der Aufzeichnungsverstärker 64 wird durch den Umschalter 155 in seiner Frequenzcharakteristik so verschoben, daß diese der Laufgeschwindigkeit des Nagnetbandes angepaßt 1st.

Der Aufzeichnungsverstärker 64 nach Fig. 5 weist die gleiche Schaltung, wie der Verstärker 77 nach Fig. 4 auf. Mit dem Emitter des Transistors I5I ist ein Kondensatorblock 159 verbunden und mit dem Kollektor ein Kondensator block 160. Mit dem Kollektor des Transistors 150 steht ein Kondensatorblock I6I, der einen Teil des Entkopplungskreises bildet, in Verbindung.

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Der Aufzeiehnungsvorverstärker 62 und der Leitungsverstärker 80 gemäß Fig. 2 können in bekannter Weise aufgebaut sein, so daß sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt.

Bei den erwähnten Kondensatorblöcken sind mit dem Elektrolyt-Kondensator nicht polarisierte bzw. nicht gepolte Kondensatoren zusamraengeschaltet. Anstelle eines nicht polarisierten Kondensators kann, falls verfügbar, auch ein Elektrolytkondensator kleiner Kapazität und niedriger Verluste verwendet werden.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

ZWIRNER · HIRSCH ^'jncAnn

JL / Uo I UU

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patenlconsull 8 München 60 Radeckeslraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 542943/561998 Telex 04-186237

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO., LTD. 77/8707

Kawasaki-shi, Japan

Patentansprüche

Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit einem Aufzeichnungsverstärker zum Verstärken eines Tonfrequenzsignals, einem Aufzeichnungs-Magnetkopf zum Aufzeichnen eines Ausgangssignals dieses Verstärkers auf einem Magnetband, eine Ausgangsschaltung zum Übertragen des Ausgangssignals des Aufzeichnungsverstärkers auf den Aufzeichnungs-Magnetkopf, einen Oszillator zum Zuführen eines Vorspannungssignals hoher Frequenz zum Aufzeichnungsmagnetkopf während der Aufzeichnung, einen Wiedergabe-Magnetkopf für die Wiedergabe des auf dem Magnetband aufgezeichneten Signals, einen Wiedergabeverstärker zum Verstärken des vom Wiedergabe-Magnetkopf gelieferten Ausgangssignals und eine Stromversorgungsschaltung zum Anlegen einer Speisespannung an den Aufzeichnungs- und den Wiedergabeverstärker, dadurch

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München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Or. Bergen · Zwirner

ORIGINAL INSPECTED

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gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsschaltung und/oder die Ausgangsschaltung einen Kondensatorblock (54, 59 in Fig. 2 bzw. 104, 65, 111, 112 in Fig. 3) aus einer Vielzahl von zueinander parallel geschalteten Kondensatoren enthält,dessen innere Verluste im Frequenzbereich von sämtlichen hörbaren Frequenzen bis zur Schwingfrequenz des Oszillators (46, 73) für das Vorspannungssignal hoher Frequenz mit zunehmender Frequenz abn^^mmt .

2. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorblock einen Elektrolyt-Kondensator (22, 95, 65) großer Kapazität und einen nicht polarisierten (nicht gepolten) Kondensator (52, 101, 111) enthält, dessen Kapazitätswert ausreichend kleiner als der des Elektrolyt-Kondensators ist, um den Durchgang eines Signals mit einer Frequenz zu gestatten, die höher als die mittlere Frequenz im hörbaren Frequenzbereich ist und daß dieser Kondensator dem Elektrolyt-Kondensator parallel geschaltet ist.

3· Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorblock einen Elektrolyt-Kondensator (22, 95, 65) ferner in Parallelschaltung hierzu einen ersten, nicht polarisierten Kondensator (52, 101, 111) mit ausreichend kleinerer Kapazität als der des Elektrolyt-Kondensators

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enthält, um den Durchgang eines Signals mittlerer Frequenz im hörbaren Frequenzbereich zu erlauben und schließlich ein zweiter nicht polarisierter Kondensator« (53, 102, 112) ebenfalls in Parallelschaltung zum Elektrolyt-Kondensator vorgesehen ist, der eine ausreichend kleinere Kapazität als der erste nicht polarisierte Kondensator aufweist, um den Durchgang eines Signals hoher Frequenz des hörbaren Frequenzbereiches zu gestatten und dessen innere Verluste kleiner als die des ersten, nicht polarisierten Kondensators sind.

4. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorblock eine Vielzahl Kondensatoren in Parallelschaltung enthält, die so gewählt sind, daß die gesamten inneren Verluste mit zunehmender Frequenz abnehmen, wobei jeweils ein Kondensator mit ausreichend kleinerer Kapazität als den übrigen und mit kleineren inneren Verlusten als den übrigen vorgesehen ist.

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