DE2711935B2 - Anordnung zur Dämpfung von mechanischen Vibrationen eines auslenkbaren Trägers mit Übertragerkopf, insbesondere für Videoband-Geräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von mechanischen Vibrationen eines einen Übertrager· kopf an einem Speichermedium, insbesondere einem Videoband, haltenden, auslenkbaren Trägers, der auf ein elektrisches Befehlssignal hin ausgelenkt wird und dabei den Übertragerkopf relativ zum Speichermedium bewegt

Bei einer derartigen Anordnung besteht die Gefahr,

daß der auslenkbare Träger in mechanische Vibration versetzt wird, durch die der Betrieb der Abordnung empfindlich gestört werden kann.

Bei einigen Videobandgeräten berührt der Über-

tragerkopf das Band, wenn er eine Spur liest Allerdings verliert der Übertragerkopf am Ende einer Spur kurzzeitig den Kontakt mit dem Band, den er dann zu Beginn einer neuen Spur wieder herstellt Beim Herstellen und Verlieren des Bandkontaktes erhält der

so Übertrager einen mechanischen Impuls. Bei anderen Videobandgeräten, beispielsweise den meisten Typen mit einem schraubenförmig geschlungenen Band, entsteht zwischen dem Übertragerkopf und dem Band ein Luftfilm, der den Übertragerkopf an einem Kontakt mit dem Band während dessen Abtastung hindert Die Übertragerköpfe dieser Gerätetypen erhalten ebenfalls einen Impuls, wenn sie mit der Bandabtastung beginnen und aufhören, weil der Reibungskoeffizient des Luftfilmes um mehrere Größenordnungen größer ist als der

μ Koeffizient unter den Bedingungen des freien Raums, die die Übertragerköpfe zwischen ihren Bandabtastungen antreffen. Ist der Übertragerkopf an einem Ende eines als auslenkbaren Träger dienenden Zwei-Schicht-Elements befestigt, so bringt der Impuls dieses Element zum Vibrieren oder Schwingen und bringt den Übertragerkopf dazu, über seine richtige Position hinauszuschwingen. Man könnte auf beiden Seiten des Trägers Polster aus

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unelastischen* Gummi (sog. »dead-rubber pads«) anbringen, die den Ausschlag ohne sofortigen Rückstoß abfangen, Derartige Polster schranken allerdings die GrSBe der sonst erzielbaren gesteuerten Auslenkung ein und begrenzen daher den dynamischen Auslenkbereich des Trägers. Hinzu kommt ein weiterer Nachteil: Werden solche Polster in einem Gerät mit schraubenförmig geschlungenem Videoband verwendet, bei dem die den Übertragerkopf tragende Abtasttrommel mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, so sind die Polster-Kräften ausgesetzt, die 1000 g erreichen oder sogar übersteigen können. Es ist schwierig, die Polster so zu haltern, daß sie auch bei derart hohen Kräften in den ihnen zugedachten Positionen verbleiben.

Vibrationen m einem Übertrager können sowohl wie bereits ausführt durch mechanische Impulse als auch durch elektrische Impulse hervorgerufen werden. Bei einem Videobandgerät beispielsweise kann eine Zeitlupenwiedergabe mit halber Geschwindigkeit dadurch hervorgerufen werden, daß man die Bandtransportgeschwindigkeit auf die Hälfte ihres normalen Wertes verringert und den Übertrager jede Spur zweimal lesen läßt Damit die Abtastung der Spur wiederholt v/ird, d. b. die Spur em zweites Mal wiedergegeben wird, muß der Übertragerkopf auf den Anfang der zu wiederholenden Spur zurückgesetzt werden. Dieses Rücksetzen des Übertragers wird so bewerkstelligt, daß ein als Träger dienendes biegbares Zwei-Schicht-Element ein elektrisches ROckstellsignal empfängt und daraufhin durchgebogen wird. Da der Übertragerkopf auf dem Element befestigt ist, wird er bei Durchbiegung des Elements auf den Anfang der erwünschten Spur zurückgesetzt Das ROckstellsignal hat die Form eines elektrischen Impulses, der bei dem Zwei-Schicht-Element zur Vibrationen oder gar, bei der Resonanzfrequenz des Elements, zu Schwingungen führen kann. Derartige Vibrationen müssen, wie bereits erwähnt, gedämpft werden, damit der Übertragerkopf und das Videoband korrekt zueinander ausgerichtet sind. Die Verwendung der erwähnten Polster zur Dämpfung dieser elektrisch hervorgerufenen Schwingungen führt zu den gleichen Schwierigkeiten, wie sie bereits im Zusammenhang mit der Dämpfung von mechanisch induzierten Schwingungen geschildert wurden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine wirkungsvolle Anordnung zur Dämpfung von mechanischen Vibrationen des auslenkbaren Trägers zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Dämpfung von Vibrationen im bereich einer mechanischen Resonanz des Trägers ein Gegenkopplungskreis vorgesehen ist, umfassend einen Signalerzeuger, der ein der momentanen Auslenkung des Trägers entsprechendes elektrisches Lagesignal abgibt, einen Rückkoppelschaltungszweig, der das Lagesignal aufnimmt und ein den Vibrationsamplituden im Resonanzbereich entgegenwirkendes elektrisches Dämpfungsrignal abgibt und ein Verknüpfungselement, welches das Dämpfungssignal mit dem Befehlssigna] verknüpft und dem Träger zur demgemäBen Auslenkung zuführt

Im Bereich einer mechanischen Resonanz sind die Vibrationsamplituden besonders groß und dementsprechend störend. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden diese Vibrationsamplituden wesentlich herabgesetzt, wodurch sich die Aufnahme- und Wiedergabe- gs gute, mit der Informationssignale vom Übertragerkopf auf das Speichermedum übertragen bzw. vom Speichermedium abgelesen werden, erhöht. Dabei wird der dynamische Bereich des Trägen; nicht eingeschränkt; die erwähnten Naphteile mechanischer Damp fungsanordnungen bei hohen ^Kräften (Beschleunig gungskrlften) treten nicht auf,

Aus DB-AS 14 47 995 ist eine Anordnung mit einem auslenkbaren Träger 126 (Fig-)) bekannt, an dessen einem freien Ende t42 eine Tonabnehmernadel angebracht werden kann, die den Träger, den Windungen einer Schallplatte folgend, zum Auslenken bringt Der Träger wird also rein mechanisch ausgelenkt und nicht, wie bei der Erfindung, auf ein elektrisches Befehlssignal hin. Es ist zwar ein Signalerzeuger (Piezo-Widerstandselement 120) vorgesehen, der ein der momentanen Auslenkung des Trägers entsprechendes elektrisches Lägesignal abgibt; das Problem der Dämpfung mechanischer Vibrationen des Trägers ist jedoch an keiner Stelle der DE-AS1447095 behandelt Es wird im Gegenteil angestrebt, die zur Auslenkung des Trägers erforderliche Kraft möglichst klein zu halten.

In der DE-AS 14 99 874 wfe in Fig.1 ein auslenkbarer Träger 6 gezeigt, der auf fin elektrisches Befehlssignal hin von einem piezoelektrischen Schwinger 5 hin- und herbewegt wird und dabei mit einem Reibglied an einem Magnetband 1 anliegt Der Übertn$erkopf 3 ist hierbei vom Träger 6 völlig getrennt angeordnet Ebenso fehlt ein Signalerzeuger, der ein der momentanen Auslenkung des Trägers entsprechendes elektrisches Lagesignal abgibt Das Problem der Dämpfung mechanischer Vibrationen des Trägers ist an keiner Stelle der DE-AS 14 99 874 behandelt

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Teil eines Videobandgeräts mit schraubenförmig gewundenem Band; die Darstellung ist der Übersicht halber vereinfacht und zeigt vor allem eine drehbare Abtasttrommel und einen Übertragerkopf;

Fig.2 in einer perspektivischen Ansicht eine Übertragereinheit, die mit dem Übertragerkopf der F i fc. 1 verwendet werden kann;

Fig.2a von einem Teil der in Fig.2 dargestellten Übertragereinheit einen vergrößerten Querschnitt; die Figur läßt die Schichtkonstruktion der Übertragereinheit erkennen;

F i g. 3 in einem Blockdiagramm ein Rückkopplungs-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das die Vibrationen in einer Zwei-Schicht-Übertragereinheit steuert;

F i g. 4a und 4b in einer graphischen Darstellung, wie die Übertragereinheit der Fig.3 auf ein Signal mit konstanter Amplitude und variabler Frequenz reagiert; Fig.^a zeigt die Amplitude; Fig.4b die Phase der erzeugten Übertragereinheit-Vibration;

Fig.5 in einen; schematischen Diagramm das in F i g. 3 dargestellte Steuersystem;

F i g. 6 zum Stend der Technik gehörende Verfahren zur Auslenkung eines Zwei-Schicht-Elements;

Fig.7 eine Vetoesserte Methode zur Auslenkung eines Zwei-Schicht-Elements;

F i g. 8a eine verbesserte Methode zur Änderung der Richtung und Größe bei der Auslenkung eines Zwei-Schicht-Elements;

F i g. 8b in einer graphischen Darstellung die Summenspannung, die eine Schicht des Zwei-Schicht-Elements der F i g. 8a empfängt;

F i g. 9 ein verbessertes Verfahren zur Ansteuerung eines Zwei-Schicht-Elements für den Fall, daß das

Auslenksignal für das Element keine Komponenten mit sehr niedriger Frequenz oder Gleichstromanteile enthalt; und

Fig. 10 in einem schematischen Diagramm ein System mit einer biegsamen Obertragereinheit, bei der die in F i g. 8a illustrierte Biegetechnik verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf eine Anordnung zur Dämpfung von Vibrationen eines einen Übertragerkopf haltenden auslenkbaren Trägers, die den dynamischen Bereich des auslenkbaren Trägers nicht einengt und auch nicht mit den Nachteilen behaftet ist, die bei den einleitend geschilderten Polstern vor allem dann zu Tage treten, wenn der Träger hohen ^-Kräften ausgesetzt ist.

Aus der folgenden Beschreibung wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung für eine Vielzahl von Anwendungsfällen, insbesondere bei einem Videobandgerät mit schraubenförmig geschlungenem Band, geeignet ist. Auch wenn die Erfindung anhand von Videobandgeräten mit schraubenförmig geschlungenem Band genauer dargestellt und geschildert wird, ist sie keinesfalls auf derartige Gerattypen beschränkt

F i g. 1 zeigt eine Abtasttrommel 20 eines Videobandgerätes mit gewendeltem Band. Diese Trommel hat ein drehbares Teil, das einen Übertragerkopf 34 (Wiedergabe- oder »Lese«-Kopf) tragt. Dieser Kopf 34 steht mit Spuren auf einem magnetischen Videoband 26 in Berührung und tastet sie nacheinander ab.

Die Abtasttrommel 20 enthält zwei Trommelteile 22, 24, um die das Videoband 26 geschlungen ist Das Band 26 wird durch einen (nicht dargestellten) Bandtransportmechanismus dazu gebracht, sich in Richtung der Pfeile A zu bewegen und umschlingt die Trommelteile 22, 24 auf einer schraubenförmigen Bahn. Das Band 26 wird durch Führungsrollen 28, 30 und durch die Spannung, die durch den Bandtransportmechanismus auf das Band ausgeübt wird, in engem Kontakt und Übereinstimmung mit den Trommelteilen 22,24 gehalten.

Bei einem Videobandgerät mit gewendeltem Band verlaufen die Informationsspuren diagonal zur Längsachse des Bandes. Ein Teil einer solchen Spur 32 ist — zur Verdeutlichung größer als in Wirklichkeit — in F i g. 1 eingezeichnet Damit die auf der Spur 32 aufgezeichnete Information abgetastet werden kann, ist ein Übertragerkopf 34 auf dem Trommelteil 22 montiert, das in Richtung des Pfeiles B rotiert Die Bewegung des Bandes 26 und die Rotation des Übet tragerkopfes 34 bewirken, daß der Übertragerkopf 34 das Band 26 längs der Spur 32 kontaktiert und ein Signal erzeugt das die zuvor auf der Spur 32 aufgezeichnete (-..formation wiedergibt Dieses elektrische Signal wird auf einen Signalverarbeitungsschaltkreis gegeben, der es in bekannter Weise verarbeitet

Offensichtlich hängt die Wiedergabetreue, mit der der Übertragerkopf 34 die ursprünglich auf die Spur 32 aufgezeichnete information wiedergeben kann, davon ab, wie genau der Übertragerkopf 34 der Spur 32 folgt Abtastprobleme entstehen beispielsweise dann, wenn die Videobänder oder die Spuren gestört werden. Dies kann geschehen durch Dimensionsänderungen im Band aufgrund von Temperaturschwankungen oder Feuchtigkeit oder aufgrund fehlerhaft arbeitender Bandspannmechanik.

Wegen solcher Abtastschwierigkeiten ist es wünschenswert, die momentane Position des ÜbertragerkGpfes 34 relativ zur Spur 32 zu ermitteln. Immer dann, wenn der Übertragerkopf 34 der Spur 32 nicht genau folgt, wird ein elektrisches Korrektursignal auf einen einseitig eingespannten, biegsamen Träger 42 beispielsweise einem Zwei-Schicht-Element gegeben, auf dem der Übertragerkopf 34 befestigt ist Das Korrektursignal bringt den Träger 42 dazu, den Übertragerkopf 34 zur Spurmitte hin auszulenken und reduziert somit Abtastfehler.

Eine Auslenkung des Übertragerkopfes ist auch bei Videobandgeräten mit gewendeltem Band wünschenswert. Bei diesem Gerätetyp können Zeitlupeneffekte

ίο und andere Effekte in einer wiedergegebenen Bildszene hervorgerufen werden. Ein Zeitlupeneffekt mit annähernd halber Geschwindigkeit entsteht beispielsweise dadurch, daß die Bandtransportgeschwindigkeit auf die Hälfte ihres normalen Wertes herabgesetzt wird und

is der Übertragerkopf jede Spur zweimal liest Für diesen Wiederholungsvorgang muß der Übertragerkopf auf den Anfang der erneut zu lesenden Spur zurückgesetzt werden. Diese Rückstellung kommt folgendermaßen zustande: ein elektrisches Rückstellsignal wird auf den

beweglichen, den Übertragerkopf haltenden Träger gegeben und bewirkt eine Biegung des Tragers und damit eine Auslenkung des Übertragerkopfes. Die Auslenkung ist so groß, daß der Übertragerkopf auf den Anfang der erwünschten Spur gebracht wird.

Das Rückstellsignal hat die Form eines elektrischen Impulses, der in dem Träger Vibrationen oder Schwingungen hervorrufen kann. Derartige Vibrationen müssen gedämpft werden, damit eine korrekte Übereinstimmung zwischen dem Übertragerkopf und der jeweiligen Spur des Bandes sichergestellt ist

Vibrationen im biegbaren Träger entstehen auch dann, wenn der Übertragerkopf mit dem Band in Kontakt kommt oder diesen Kontakt wieder verliert Dies ist bei jeder Umdrehung der Trommel 30 der Fall.

M Im Bereich zwischen den Führungsrollen 28 und 30 hat der Übertragerkopf 34 keinen Kontakt mit dem Band 26; der Kontakt zwischen dem Übertragerkopf 34 und dem Band 26 wird wieder hergestellt wenn der Übertragerkopf 34 bei seiner Drehung in Richtung des

Pfeils β die Führungsrolle 28 passiert

Die in einem biegsamen Träger hervorgerufenen Vibrationen sind natürlich unerwünscht da sie dazu führen können, daß der Übertragerkopf seine Spur verliert Dieser vibrationsbedingte Spurverlust kann sehr klein gehalten oder gar eliminiert werden, wenn man die Vibrationen im Träger registriert und auf den auslenkbaren Träger ein Dämpfungssignal gibt das den

Vibrationen entgegenwirkt Deshalb empfiehlt es sich, bei Videobandgeräten mit

so gewendeltem Band, die zur Verringerung von Abtastfehlern mit einem biegsamen Träger ausgestattet sein sollten, Vorkehrungen zur Dämpfung von elektrisch und mechanisch erzeugten Vibrationen im Träger zu treffen. Vorzugsweise sollte die Vibrationsdämpfung elektro nisch erfolgen. In diesem Fall sind einige Schaltkreise erforderlich, die die Vibrationsamplitude registrieren und ein diese Größe darstellendes elektrisches Signal erzeugen.

F i g. 2 zeigt eine auslenkbare Übertragereinheit 36,

deren Vibrationen registriert werden.

An einem Ende der Einheit 36 befindet sich der Übertragerkopf 34. Dessen Ausgang ist über Drähte 38 mit zwei Übertrager-Ausgangsklemmen 40 verbunden, von denen eine Leitung 82 zu einem üblichen

Videoverarbeitungsschaltkreis 84 führt

Ein mit dem Bezugszeichen 42 bezeichneter Träger halten den Übertragerkopf 34 und lenkt ihn aus. Dieser Träger 42 ist ein piezoelektrisches Zwei-Schicht-EIe-

ment, das sich unter einem Auslenkpotential biegt. Das Zwei-Schicht-Element enthält eine Anzahl von miteinander verbundenen Schichten und wirkt als ein piezoelektrisches Antriebselement 43. Es enthält eine obere piezokeramische Schicht (Deckschicht) 44 und eine untere piezokeramische Schicht (Bodenschicht) 46. Die verschiedenen Schichten der Übertragereinheit 36 sind tut deutlichsten in Fig.2a zu erkennen. Die piezokeramischen Schichten 44 und 46 sind beide mit einem gemeinsamen, elektrisch leitfähigen Substrat 48 verbunden. Das Substrat 48 schränkt die Bewegung des Zwei-Schicht-Elements auf eine Biegebewegung unter einem elektrischen Potential ein. ..

Um die piezokeramischen Schichten 44 und 46 an ein Potential legen zu können, bedecken leitfähige Schichten 50 und 52 die äußeren Oberflächen der piezokeramischen Schichten 44 und 46. Klemmen 54 und 56 (F i g. 2) sind mit den Schichten 50 und 52 elektrisch verbunden und empfangen die elektrische Ausienkspannung. Das Substrat 48 enthält außerdem eine Eingangsklemme 58, die für die angelegten Auslenkspannungen als gemeinsamer Pol dient. Die Spannung für den Träger 42 wird auf die piezokeramische Schicht 44 zwischen den Klemmen 54 und 58 und auf die piezokeramische Schicht 46 zwischen den Klemmen 56 und 58 gegeben.

Um den Träger 42 dazu zu bringen, sich an seinem freien, mit dem Übertragerkopf 34 versehenen Ende zu biegen, ist der Träger 42 zwischen isolierenden Abstandselementen 64 eingespannt Die Abstandselemente 64 können mittels eines (nicht dargestellten) Bolze:.« fixiert werden, der durch eine öffnung 66 führt.

Im Betrieb werden geeignete Auslenkspannungen über die Klemmen 54, 56 und 58 auf die piezokeramischen Schichten 44 und 46 gegeben. Der Träger 42 biegt sich dann an seinem freien Ende 60 und lenkt den Übertragerkopf 34 in eine Richtung und in einem Maß aus, das von der Polarität und Größe der auf die Klemmen 54, 56 und 58 gegebenen Spannungen abhängt.

In einigen Anwendungsfällen braucht ein piezoelektrisches Antriebselement nur eine piezokeramische Schicht, verbunden mit einem Substrat, zu enthalten. Beispielsweise könnte eine einzige piezokeramische Schicht eine mit einer leitfähigen Schicht bedeckte Oberfläche und eine mit einem leitfähigen Substrat verbundene Bodenfläche aufweisen. Dieses Substrat würde die Schicht biegen, wenn zwischen dem Substrat und der leitfähigen Schicht eine Spannung anliegen würde. Sind allerdings große Auslenkungen erforderlich, wie dies beispielsweise bei Videoband-Übertragern der Fall ist, so ist ein Antriebselement mit zwei piezokeramischen Schichten (Schichten 44 und 46 der F i g. 2) vorzuziehen.

Die Übertragercinheit 36 hat neben dem piezoelektrischen Antriebselement 43 zur Auslenkung des Übertragerkopfs 34 auch noch einen Vibrationssensor in Form eines piezoelektrischen Wandlers 68. Zum Wandler 68 gehört im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Eckteil 70 der piezokeramischen Schicht 44, deren Bodenfläche, wie bereits beschrieben, mit einem Substrat 48 verbunden ist Es sei jedoch hervorgehoben, daß der Wandler 68 auch durch ein Teil gebildet werden könnte, das sich in der Mitte der Schicht 44 befindet Der Wandler 68 enthält eine gesonderte leitfähige Schicht 72, die über dem Eckteil 70 liegt Die Schicht 72 ist von der ieitfähigen Schicht 30 über einen dielektrischen Spalt 74 isoliert damit der Ausgang des Wandlers 68 von der auf die Schicht 50 gegebenen Spannung elektrisch getrennt ist.

Der Wandler 68 ist am Ort 76 eingespannt. Sein gegenüberliegendes Ende (Ende 78) ist frei und kann ausgelenkt werden. Somit tritt immer dann, wenn Schwingungen oder Auslenkungen im Antriebselement 43 aufgrund von elektrischen oder mechanischen Impulsen auftreten, eine entsprechende Schwingung bzw. Auslenkung am freien Ende 78 des Wandlers 68 auf. Die Bewegung des Endes 78 erzeugt zwischen dem

ίο gemeinsamen Substrat 48 und der Ieitfähigen Schicht 72 ein elektrisches Signal, das ein Maß für den momentanen Auslenkungsgrad des Antriebselementes 43 und des Übertragerkopfes 34 ist. Wie bereits erwähnt, gehört zum Wandler 68 ein piezokeramisches Eckstück 70 der Schicht 44 und enthält das Antriebselement 43 den Hauptteil der Schicht 44. Wie in den F i g. 2 und 2a dargestellt, ist das Eckstück 70 vorzugsweise ein Bestandteil einer umfassenden piezokeramischen Schicht 44. Das Eck stück 70 muß aber nicht notwendigerweise Bestandteil einer größeren Einheit sein. Beispielsweise könnte der Spalt 74 tiefer sein und die Schicht 44 durchschneiden, so daß ein gesondertes Teil 70 entstünde. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die auf die Schichten 44 und 46 gegebenen Auslenksignale, selbst wenn sie große Amplituden haben, mit dem Wandler 68 praktisch nicht gekoppelt sind, wenn das Stück 70 Teil der einstückigen Schicht 44 ist. Allerdings ist bei einer Durchtrennung beider Teile, d. h. bei einer Vertiefung des Spaltes bis zum Boden, die Isolation zwischen Antriebselement und Generator besser und die Unempfindlichkeit gegenüber Oberflächen verschmutzung größer.

Jeder Vibrationssensor, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von den Trägervibrationen abgibt, sollte auf Vibrationen in einem Frequenzbereich zwischen etwa 10 Hz bis mindestens 400 Hz ansprechen. Bei 400 Hz hat der dargestellte Zwei-Schicht-Träger 42 eine Resonanzfrequenz. Der Wandler 68 der F i g. 2 zeigt weil er sich längs des Trägers 42 erstreckt in der Tat Ober den verlangten Bereich eine gute Frequenzempfindlichkeit. Diese Ansprechcharakteristik scheint, vor allem bei niedrigen Frequenzen, viel besser zu sein als die Empfindlichkeit eines Wandlers, der sich quer zur Längsachse des Trägers 42 erstreckt

Ein bevorzugter Träger hat folgende Abmessungen: die Länge L, gemessen vom freien Ende 60 bis zur Einspannstelle 76, beträgt etwa 23 cm (0,9"), und die Breite W beträgt beträgt etwa 13 cm (0,5"). Die Schichten 44,46 und 48 sind dabei jeweils vorzugsweise

so etwa 0,015 cm (0,006") dick, während die Dicken der Ieitfähigen Schichten 50, 52 und 72 im Bereich von einigen Mikron liegen. Ferner beträgt die Breite der Ieitfähigen Schicht 72, gemessen zwischen dem Spalt 74 und der nächsten Kante des Trägerarms 36, vorzugswei se etwa 13 mm (50 mils). Das Substrat 48 besteht vorzugsweise aus Messing, die Ieitfähigen Schichten 50, 52 und 72 sind Nickelabscheidungen. Die piezokeramischen Schichten 44, 46 sind mit dem Substrat 48 über einen Epoxykleber oder dgl. verbunden.

Die Übertragereinheit 36 kann in einem (nicht dargestellten) Gehäuse mit Deck- und Bodenteilen untergebracht sein, die die Einheit 36 zwischen sich aufnehmen. Die gesamte Einheit einschließlich des Gehäuses kann mit einem Bolzen zusammengehalten werden, der durch eine geeignete öffnung im Deckteil des Gehäuses, durch die öffnung 66 (F i g. 2) und durch eine weitere Öffnung im Bodenteil des Gehäuses hindurchragt.

Die bereits beschriebene piezoelektrische Kombination aus dem Antriebselement 43 und dem Wandler 68 ist preisgünstig, zuverlässig und kann gesteuert ausgelenkt werden und dabei gleichzeitig ein Ausgangssignal erzeugen, das die gesteuerte oder vibrationsbedingte Auslenkung darstellt Die Kombination eignet sich vor allem für eine Übertragereinheit eines Videobandgerätes und sei Im folgenden in Verbindung mit den nachstehend geschilderten Videobandsystemen schematisch dargestellt

Die geschilderte piezoelektrische Antriebselement-Wandler-Kombination, die zugleich einen Übertragerkopf auslenkt und die Übertragervibrationen registriert, ist Teil eines elektronischen Rückkopplungssteuersystems zur Dämpfung der Übertragervibrationen (Vibrationen des den Übertragerkopf haltenden Trägers).

Man hat, wie bereits erwähnt, bereits versucht, Übertragervibrationen mit Polstern aus unelastischem Gummi abzufangen. Diese Polster schränken jedoch den effektiven Auslenkbereich des Übertragers ein. Werden die Polster im Bereich des Übertragerkopfes in einem drehbaren Abtastantrieb angebracht so sind sie bei rotierender Trommel hohen ^-Kräften ausgesetzt Unter diesen Bedingungen kann es schwierig sein, die Polster in ihrer richtigen Lage auf der Trommel zu halten. Ein verbessertes Dämpfsystem, in dem die bereits beschriebene Antriebselement-Wandler-Kombination verwendet werden kann, ist schematisch in F i g. 3 dargestellt Bevor auf dieses Dämpfsystem näher eingegangen wird, soll jedoch der Übertrager-Schaltkreis kurz erläutert werden, damit die Art des Zusammenwirkens zwischen dem Dämpfsystem und dem zugeordneten Schaltkreis klar wird.

Der in Fi g. 3 eingezeichnete Übertragerkopf 34 liest, wie bereits beschrieben, die zuvor auf Videobandspuren aufgezeichnete Information. Der Übertragerkopf 34 ist Teil der Übertragereinheit 36, wie sie in Fig.2 dargestellt ist, die den auslenkbaren Träger 42 enthält der den Übertragerkopf 34 auf Auslenksignale hin auslenkt Diese Auslenkung dient dazu, die Übereinstimmung des Übertragerkopfes 34 mit einer Spur sicherzustellen oder, beispielsweise bei dem bereits beschriebenen Zeitlupenbetrieb, den Übertragerkopf auf den Anfang einer Spur zurückzusetzen. Der Träger 42 ist am Punkt 76 eingespannt, sein gegenüberliegendes Ende trägt den Übertragerkopf 34 und kann frei ausgelenkt werdea

Der Übertragerkopf 34 gibt das von ihm erzeugte elektrische Signal auf die Leitung 82, die dieses Signal zu dem üblichen Videoverarbeitungsschaltkreis 84 führt Dieser Schaltkreis bildet beispielsweise ein zusammengesetztes Fernsehsignal für eine RF-Obertragung.

Der Ausgang des Übertragerkopfs 34 wird zugleich auf einen die Übertragerposition steuernden Schaltkreis 86 gegeben. Von diesem Schaltkreis 86 sei erwähnt daß er ein »Zitter«-Signal einer festen Frequenz erzeugt und dieses Signal auf den Träger 42 gibt Der Träger 42 wird daraufhin ausgelenkt er »zittert« mit einer vorgegebenen Frequenz in Hin- und Herbewegungen über eine Spur hinweg. Da dieses Zittern den Übertrager zu Transversalbewegungen bezüglich der Spur bringt ist der Signalausgang des Übertragerkopfs 34 mit der Zitterfrequenz amplitudenmoduliert Die Einhüllende des amplitudenmodulierten Signals enthält eine Information hinsichtlich der Übereinstimmung zwischen dem Übertragerkopf und der abgetasteten Spur. Diese Information wird registriertund zur Bildung eines Korrekiursignals verwendet Das Korrektursignal bewegt dann den Übertragerkopf 34 zur Mitte der Spur hin. Korrektursignal und Zittersignal erscheinen beide auf der Leitung 88 und werden letztlich auf den auslenkbaren Träger 42 geleitet.

Ein Signalgenerator 90 (Übertragerrückstellsignal-Generator) bildet ein elektrisches Signal, das auf den

Träger 42 geleitet wird und den Übertragerkopf 34 bei Bedarf selektiv auf den Anfang einer Spur zurücksetzt Das Rückstellsignal des Signalgenerators 90 und das

to Zitterkorrektursignal aus dem Schaltkreis 86 werden beide (die Befehlssignale ergebend) auf einen Frequenzkompensator 92 gegeben. Dieser Kompensator enthält einen Verstärker, dessen Frequenz-Ansprechcharakteristik die verbliebenen, unerwünschten Empfindlichkeitsschwankungen des Trägers 42 ausgleicht, wenn dieser in der schematisch in F i g. 3 dargestellten Art und Weise mittels einer elektronischen Rückkopplungssteuemng gedämpft wird. Der Frequenzkomnensator 92 verstärkt die Wirkung des elektronischen Dämpfkreises, damit sich die erwünschte gleichmäßige Frequenzempfindlichkeit des gesamten Systems einstellt Der Verstärkungsbereich liegt etwa zwischen 300 und 400 Hz, wo die elektronische Dämpfung den Anstieg in der Frequenzempfindlichkeit des Trägers 42 bei seiner mechanischen Resonanzfrequenz erster Ordnung nicht vollständig beseitigt.

Die frequenzkompensierten Befehlssignale des Kompensators 92 werden über eine Leitung 94 auf ein aus einem Summierverstärker 96 gebildetes Verknüpfungselement gegeben. Der Summierverstärker 96 addiert zu den Befehlssignalen ein Dämpfungssignal, das durch einen nachstehend beschriebenen Gegenkopplungskreis erzeugt wird. Der Ausgang des Summierverstärkers 96 wird Ober eine Leitung 98 auf einen Treiberverstärker 100 geleitet der seinen Eingang verstärkt und ihn auf den auslenkbaren Träger 42 gibt, damit der Übertragerkopf 34 zur Mitte der Spur gesteuert ausgelenkt wird und in dieser ausgerichteten Lage verbleibt

Die verschiedenen Befehlssignale, die der Träger 42 empfängt insbesondere die vom Signalgenerator 90 erzeugten Signale, können den Träger 42-in unerwünschte Vibrationen versetzen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn der Träger 42 als ein Zwei-Schicht-Element ausgebildet ist da derartige Elemente aufgrund ihrer Resonanzcharakteristik zu Schwingungen neigen.

Zum Dämpfen derartiger Schwingungen ist im

System der Fig.3 ein Gegenkoppelkreis mit einem Rückkoppelschaltungszweig vorgesehen. Dieser Zweig entwickelt das elektrische Dämpfungssignal, das vom Träger 42 empfangen wird und seine Vibrationen oder Schwingungen dämpft Das erforderliche Dämpfungssignal wird im allgemeinen von einem Geschwindigkeitssignalerzeuger abgeleitet der ein Auslenkgeschwindigkeitssignal erzeugt, das ein Maß für die momentane Auslenkgeschwindigkeit des Übertragers 34 ist Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 enthält dieser Geschwindigkeitssignalerzeuger einen Lagesignalerzeuger 102, der mit dem Träger 42 baulich integriert ist Der Lagesignalerzeuger 102 erzeugt ein die momentane Auslenkposition des Übertragerkopfs 34 darstellendes Signal. Zum Geschwindigkeitssignalerzeuger gehört außerdem ein Differenzierglied 104, das das Lagesignal des Übertragerkopfs in ein Geschwindigkeitssignal

&5 umwandelt Der Lagesignaierzeuger 1S2 ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Wandler 68 der in Fig.2 dargestellten Art bei der der Wandler 68 nrt dem als Zwei-Schicht-Element ausgebildeten Träger 42 zusam-

men ein Teil bildet.

Der Aurgang des Lagesignalerzeugers 102 wird auf einen Verstärker 106 mit hohem Eingangswiderstand geführt, welcher eine sehr geringe Belastung des Lagesignalerzeugers 102 darstellt. Da der Lagesignalerzeuger 102 im Ersatzschaltbild eine Spannungsquelle in Reihe mit einem Kondensator ist, muß jegliche elektrische Belastung für den Lagesignalerzeuger 102 klein sein, um von ihm Niederfrequenzsignale auskoppeln zu können, in

Der Ausgang des Verstärkers 106 ist Über ein Addierglied 108, dessen anderer Eingang noch beschrieben werden wird, mit dem Differenzierglied 104 verbunden. Dieses Teil differenziert das vom Lagesignalei zeuger 102 empfangene Lagesignal des Übertragerkopfs 34 und wandelt es zu einem der momentanen Übertragergeschwindigkeit entsprechenden Signal um.

Das Differerjzierglied 104 hat eine Amplituden-Frequenz-Charakteristik, die der eines Hechpaßfilters ähnlich ist und verschiebt daher die Phase des differenzierten Signals. Die Bedeutung dieser Phasenverschiebung, die das den Gegenkopplungskreis durchlaufendes Signal erfährt, wird im folgenden erklärt, um das Verständnis für die Funktion der übrigen, noch nicht beschriebenen Elemente des Kreises zu erleichtern.

Da der Träger 42 vorzugsweise ein piezoelektrisches Zwei-Schicht-Element ist, zeigt er die bei piezoelektrischen Kristallen wohlbekannte Charakteristik mit einer Resonanz erster Ordnung, einer Antiresonanz sowie Resonanzen höherer Ordnung. Fig.4a stellt die Frequenz-Ansprechcharakteristik einer Kombination aus einem Zwei-Schicht-Antriebselement und einem Wandler (Fig.2) dar. Diese Ansprechcharakteristik ergibt sich bei Anliegen einer Sinuswelle mit veränderlieher Frequenz und konstanter Amplitude an das piezoelektrische Antriebselement. Gemessen wird der resultierende Ausgang des piezoelektrischen Wandlers. Die Ergebnisse einer solchen Messung sind in Fig.4a eingezeichnet, die eine Resonanz bei 400 Hz sowie eine Antiresonanz anzeigt, deren ermittelter Wert, abhängig von dem speziellen Zwei-Schicht-Element, schwankt und zwischen etwa 700 und etwa 1000 Hz liegt. Der maximale Ausgang der Antriebselement-Wandler-Kombination tritt bei der Resonanzfrequenz auf, der kleinste Ausgang ist bei sehr geringen Frequenzen und am Antiresonanzpunkt zu verzeichnen. Resonanzen höherer Ordnung sind in F i g. 4a nicht eingezeichnet

Da der Ausgang der Antriebselement-Wandler-Kombination bei Resonanz am größten ist, werden Vibrationen oder Schwingungen vorzugsweise bei der Resonanzfrequenz der Kombination auftreten, wenn man das Zwei-Schicht-Element mit einem elektrischen oder mechanischen Impuls erregt Um die Möglichkeit solcher Schwingungen auszuschalten, ist daher die Rückkopplungsschleife so ausgelegt, daß sie auf das Zwei-Schicht-Element Dämpfungssignale zurückführt, die gegenüber den Signalen (Befehlssignalen), die anfänglich das Element in Schwingungen versetzt haben, eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen, und somit der Schwingungsneigung des Elements entgegenwirken.

Um sicherzustellen, daß die Däinpfungssignale die erforderliche Phasenbedingung erfüllen, muß der Phasengang der Kombination aus Zwei-Schicht-Antriebselement und Wandler in Betracht gezogen werden. Wie der mit »Zwei-Schicht-Element« bezeichneten Kurve der Fig.4b zu entnehmen, erfahren die Signale nahe der Resonanz (etwa bei 400 Hz) eine Phasenverschiebung von ungefähr 90°, wenn sie die Kombination Antriebseiement-Generator durchlaufen. Hochfrequenzsignale werden dabei in der Phase um 180° verschoben. Da alle Signale vor ihrer Abgabe auf den Träger 42 in der Schleife durch einen invertierenden Verstärker 114 in der Phase um 180° verschoben werden, müssen die Signale nahe der Resonanz, wenn sie auf ihrem Weg durch die Rückkopplungsschleife insgesamt eine Phasenverschiebung von 180" erfahren sollen, um 90° phasenverschoben werden. Die 90°-Verschiebung ergibt insgesamt eine Phasenverschiebung von Null am Eingang des invertierenden Verstärkers 114. Damit ist sichergestellt, daß der Kreis bei der Resonanzfrequenz nicht wegen einer Instabilität <m Rückkopplungssystem schwingen kann. Da Signale mit einer Frequenz weit weg von der Resonanz eine sehr geringe Amplitude haben, ist der Verstärkungsfaktor des Kreises für diese Signale stets kleiner als 1, so daß deren Phasenverschiebung zu keiner Instabilität des Kreises führen.

Im folgenden wird wieder Bezug auf die Fig.3 genommen. Das im Differenzierglied 104 gebildete Geschwindigkeitssignal wird auf ein Tiefpaßfilter 110 geleitet, dessen obere Grenzfrequenz so gewählt ist, daß sie diejenigen Signale praktisch ausfiltert die von den Resonanzen zweiter oder höherer Ordnung des Zwei-Schicht-Elements herrühren. Solche Signale haben im allgemeinen eine Frequenz von über 2000 Hz und werden durch das Filter UO um mindestens 2OdB gedämpft Das Filter UO verzögert die Phase der Signale — die Signalphasen sind bereits durch das Zwei-Schicht-Element um 90° verzögert (Fig.4b) um einen weiteren kleinen Betrag.

Zum Ausgleich der Phasenverzögerung, die nahe der Resonanz liegende Signale insgesamt erfahren haben, folgt dem Filter UO ein Netzwerk 112, das die Phase vorauseilen läßt. Dieses Netzwerk verschiebt die Phase des vom Filter UO empfar.genen Signals so weit, daß Signale mit einer Frequenz nahe der Resonanz bei Vtrlassen des Netzwerkes 112 eine Phasenverschiebung von insgesamt etwa 0° bezüglich derjenigen Signale (Befehlssignale), die anfänglich das Zwei-Sctr- ht-Element erregt haben, haben. Die mit »Netzwerk zur Phasenverschiebung« bezeichnete Kurve der Fig.4b gibt die Wirkung des Netzwerks 112 wieder. In der Praxis läßt das Differenzierglied 104 die Phase um einen gewissen Betrag vorauseilen, so daß das Netzwerk 1S2 bei der richtigen Phaseneinstellung für die Signale nahe der Resonanz durch das Diftcrenzierglied 104 unterstützt wird.

Die vom Netzwerk 112 abgegebenen Signale nahe der Resonanz haben also eine Phase von etwa 0° und können so wie sie sind dem invertierenden Verstärker 114 zugeführt werden. Dieser Verstärker invertiert die vom Netzwerk 112 empfangenen Signale. Der Ausgang des Verstärkers 114 ist das Dämpfungssignal, das im Addierglied 96 mit den Befehlssignalen der Leitung 94 kombiniert im Treiberverstärker 100 verstärkt und schließlich zur Vibrationsdämpfung auf den Zwei-Schicht-Träger 42 gegeben wird. Beim invertierenden Verstärker 114 ist das Maß der negativen Rückkopplung variabel, damit der Verstärkungsgrad des Gegenkopplungskreises auf verschiedene Zwei-Schicht-Elemente abgestimmt werden kann.

Durch das als Phasenkompensator dienende Netzwerk 112 wird der Gegenkopplungskreis bei Frequenzen nahe der Resonanzfrequenz des Trägers (Zwei-

Schicht-Element) stabilisiert

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Gegenkopplungskreis sind außerdem Vorkehrungen getroffen, um die unterschiedlichen Antiresonanz-Empfindlichkeiten verschiedener Zwei-Schicht-Elemente auszugleichen. In F i g. 4a ist eine mögliche Frequenzcharakteristik durch eine durchgehende Linie veranschaulicht, während eine gestrichelte Linie andeuten solle, daß die Antiresonanzcharakteristik von Element zu Element verschieden sein kann. Beispielsweise kann bei 700 Hz die Frequenzempfindlichkeit eines Elements erheblich geringer sein als die eines anderen, wie aus dem Abstand zwischen der durchgehenden Linie und der gestrichelten Linie bei der Frequenz von 700 Hz zu ersehen. Wie aus der F i g. 4b hervorgeht, hat das Rückkopplungssystem mit dem Netzwerk einen derartigen Phasengang, daß Signale nahe 700 Hz um 180° in der Phase verschoben werden. Werden Signale mit einer 180° -Phasenverschiebung auf den invertierenden Rückkopplungsverstärker 114 gegeben, so werden sie letztlich am Träger 42 in Phase mit den ursprünglichen, die Auslenkung erzeugenden Signalen erscheinen. Sie können dann zu Schwingungen bei dieser Frequenz führen, wenn sie bei Freqi inzen, bei denen der Kreis positiv rückkoppelt, eine ausreichend hohe Amplitude haben. Zwei-Schicht-Elemente mit einer Frequenzempfindlichkeit, wie sie durch die durchgehende Linie der F i g. 4a dargestellt wird, haben bei 700 Hz einen sehr kleinen Ausgangswiderstand, so djJJ der Schleifenverstärkungsfaktor des Systems für derartige Signale insgesamt .so klein ist, daß Schwingungen — ungeachtet des Phasengangs dieser Elemente — nicht auftreten. Haben Zwei-Schicht-Elemente jedoch bei 700 Hz einen größeren Verstärkungsfaktor, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, so können sie, wenn nicht auf andere Weise für eine (Phasen-) Kompensation gesorgt ist, das System instabil machen. Das in F i g. 3 dargestellte Rückkopplungssystem gleicht derartige Differenzen zwischen verschiedenen Zwei-Schicht-Tragern dadurch aus, daß ein Teil des erregenden Befehlssignals dem Ausgang des Lagesignajerzeugers 102 hinzuaddiert wird. Durch eine solche Addition werden die Signale, die normalerweise eine Phasenverschiebung von 180° zwischen dem Eingang des Zwei-Schicht-Trägers 42 und dem Ausgang des Sensors 102 erfahren, effektiv zum Verschwinden gebracht Signale mit einer solchen 180" -Phasenverschiebung liegen, wie aus Fig.4b hervorgeht, in der Nähe der Antiresonanz. Daher können Signale nahe der Antiresonanz wirkungsvoll zu KuU gemacht werden, wenn man die Obertragcreinheit 36 mit einem Teil des normalerweise eingegebenen Signals »kurzschließt«.

Zur Realisierung eines solchen »Kurzschlusses« mit einem Teil des Befehlssignals und zur Zusammenführung dieses Teils mit dem vom Lagesignalerzeuger 102 erzeugten Lagesignal sind ein Potentiometer 116 und das Addierglied 1OS vorgesehen. Die am Ausgang des Summierverstlrkers 96 auftretenden Befehlssignale werden durch das Potentiometer 116 geleitet Vom Potentiometer 116 wird ein Teil des Befehlssignals ober eine Leitung 118 auf das Addierglied 108 gegeben. Das Addierglied 108 empfingt daneben, vom Verstärker 106» die im Lagesignalerzeuger 102 gebildeten Lagesignale. Die Befehlssignale, die auf ihrem Weg vom Eingang des Trägers 42 bis zum Ausgang des Lagesignalerzeugers 102 eine Phasenverschiebung von 180° erfahren (diese Signale haben Frequenzen nahe der Antiresonanz), werden im Summierglied 108 zum Verschwinden gebracht, so daß die Schleife auch bei Frequenzen nahe der Antiresonanz stabil bleibt Diese Maßnahme schafft nahe 700 Hz eine künstliche NuJL so daß die Obertragereinheit, ungeachtet des verwendeten Zwei-Schicht-Elements, stets so wbkt, als habe sie nahe 700 Hz effektiv den Wert Null Aus diesem Grund istder Schleifenverstärkungsfaktor für Signale nahe 700Hz immer kleiner als 1; der Gegenkopplungskreis für Signale bei derartigen Frequenzen ist stabilisiert Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen können die Antire sonanzfrequenzen künstlich verstellt werden, um die unterschiedlichen Ansprechcharakteristiken von Zwei-Schicht-Elementen bei ihren Antiresonanzfrequenzen auszugleichen; die Stabilität des Gegenkopplungskreises hängt ja davon ab, daß die Antiresonanzfrequenz einen vorgegebenen Wert hat

Ein Schaltungszweig, der die Funktionen der in F i g. 3 schematisch als Blöcke angedeuteten Einheiten bewirkt, ist in F ig. 5 dargestellt

Die Befehlssignale für das Übertragerelement, ein-

schließlich des Zittersignals und der erwähnten Rückstellsignale, werden an der Klemme 120 auf den Frequenzkompensator 92 gegeben. Der Kompensator enthält zwei übliche Verstärker 122 und 124. Der Frequenzgang des Kompensators 42 ist in üblicher

2s Weise durch die ÄC-KoppIung in der Umgebung des Verstärkers 122 und zwischen den Verstärkern 122 und 124 bestimmt und hat eine Gesamtverstärkung, die mit der Frequenz im Bereich zwischen 300 und 400Hz abnimmt Diese Einsattelung dient dazu, die bei der

jo elektronischen Dämpfung verbliebenen frequenzabhängigen Schwankungen in der Auslenkempfindlichkeit des Trägers 42 auszugleichen.

Der Ausgang des Verstärkers 124 wird über die Leitung 94 auf einen Summierverstärker 96 gegeben, der außerdem, an seinem nicht-invertierenden Eingang, ein Signal vom Gegenkopplungskreis empfängt Der

Ausgang des Summierverstärkers 96 wird über die Leitung 98 zum Treiberverstärker 100 geleitet Der negative Rückkoppelschaltungszweig beginnt an

der Klemme 126, an der ein Signal des Lagesignalerzeugers 102 auftritt Das Signal vom Lagesignalerzeuger 102 wird auf einen Verstärker 106 gegeben, der aus einem üblichen, frequenzkompensierten Rückkopplungsverstärker 128 besteht Der Ausgang des Verstär- kers 128 wird auf den invertierenden Eingang des Addierglieds 108 gegeben, das außerdem am gleichen Eingiing einen Teil der Befehlssignale empfängt, um, wie bereits beschrieben, bei der Antiresonanzfrequenz eine künstliche Null zu erzeugen. Dioden 131 schützen den

so Verstärker 128 vor zerstörenden Hochspanmings schwankungen, die durch versehentliche Kurzschlüsse zwischen dem Lagesignalerzeuger 102 und dem

Eingang des Trägers 42 hervorgerufen werden könnten. Der Ausgang des Addierglieds 108 wird dann auf dus

Differenzierglied 104 geleitet, das einen Kondensator 129 in Reihe mit einem Widerstand 130 enthält

Das Tiefpaßfilter 110, das den Ausgang des Differenzierglieds 104 empfängt, besteht aus einem aus zwei Verstärkern 132 und 134 gebildeten aktiven

w elliptischen Filter 135.

Des Netzwerk 112 empfängt den Ausgang des Filters HO; es enthält einen Kondensator 136 in Reihe mit einem Widerstand 138. Der Ausgang des Netzwerks 112 wird auf den invertierenden Eingang eines herkömmli chen invertierenden Verstärkers 114 geführt, dessen Rückkopplung und damit auch dessen Durchlaßverstflrkung durch Einstellung eines variablen Widerstands 140 verändert werden kann. Der Ausgang des Verstärkers

114 ist mit dem nichMnvertierenden Eingang des Summierverstärkers 96 verbunden und wird dann auf den Treiberverstärker 100 geführt, der seinerseits den Träger 42 erregt und damit den Übertragerkopf 34 in der bereits geschilderten Weise auslenkt

Das beschriebene Dämpfsystem schafft eine verbes' serte Dämpfung für auslenkbare Videoband-Übertrager ohne Beschränkung des dynamischen Auslenkbereichs. Die Rückkopplungsschleife sorgt in Verbindung mit der Antriebselement-Wandler-Übertragerkopfeinheit dafür, daß Videobandgeräte zuverlässig und mit geringen Kosten vibrationsgedämpft werden. Neben Videobandgeräten kommen auch andere Vorrichtungen in Frage, bei denen Vibrationen in einer Übertragereinheit mit einem auslenkbaren Zwei-Schicht-Element eine Dämpfung erfordern.

Bisher wurde beschrieben, wie ein Videoband-Übertrager gesteuert ausgelenkt und gedämpft werden kann, damit die Übereinstimmung zwischen Übertrager und Bandspur gewahrt bleibt Im folgenden soll ein verbessertes Zwei-Schicht-Übertragersystem einschließlich eines Verfahrens zum Anlegen von Auslenksignalen an ein auslenkbares Zwei-Schicht-Element geschildert werden, mit dem sich eine besonders große Auslenkempfindlichkeit erzielen läßt Ein derart verbes- 2s series System eignet sich für die bereits erläuterte Bandgerät-Anordnung und wird im Zusammenhang mit dieser Anordnung dargestellt werden. Es ist jedoch selbstverständlich, daß das nachstehend beschriebene Verfahren zum Betrieb eines auslenkbaren Zwei-Schicht-Elements auch bei anderen Anwendungsfällen, bei denen ein großer Auslenkbereich für das Zwei-Schicht-Element erzielt werden sollte, sinnvoll ist

Ein Zwei-Schicht-Element für eine Auslenkung in beiden Richtungen besteht im allgemeinen aus zwei Schichten aus piezokeramischem Material, die an gegenüberliegende Seiten eines leitfähigen Substrates fixiert sind Ein Ende des Zwei-Schicht-Elements ist eingespannt das gegenüberliegende Ende endet frei und biegt sich, wenn man eine Spannung an das Element legt

Die Richtung, in die sich das Zwei-Schicht-Element biegt, hängt von der Polarität der angelegten Spannung sowie von der Polungsrichtung der beiden piezokeramischen Schichten ab. Die Polungsrichtung einer piezoke- ramischen Schicht wird dadurch erzeugt, daß man sie zunächst einem gerichteten elektrischen Feld aussetzt, das die Schicht in Feldrichtung polarisiert. Die polarisierte piezokeramische Schicht hat dann eine sog. »Polungsrichtung« und zeigt daraufhin charakteristi- so sehe mechanische Eigenschaften, wenn man Spannungen anlegt.

Eine bekannte Methode zur Auslenkung eines Zwei-Sdi'cht-Elemcntes ist in Fig.6 dargestellt. Bei dieser Technik enthält ein Zwei-Schicht-Element 142 piezokeramische Schichten 144 und 146, die an gegenüberliegenden Seiten eines leitfähigen Substrats 148 fixiert sind. Das Element 142 ist am Ort 150 eingespannt, während sein freies Ende 152 frei endet und sich biegen kann.

Die piezokeramischen Schichten 144,146 sind jeweils mit einem Pfeil versehen, der ihre jeweiligen Polungsrichtungen anzeigt. Sind sie so, wie in F i g. 6 dargestellt, ausgerichtet (beide Pfeile weisen in die gleiche Richtung), so haben sie eine gemeinsame Polungsrich- es tung.

Die dargestellten Polungsrichtungen kommen dadurch zustande, daß man an einer piezokeramischen Schicht eine Spannung anlegt, deren positives Potential am Ende des Pfeils und deren negatives Potential an der Pfeilspitze liegt In Fig,6 wird beispielsweise das Element 142 nach oben durch eine Spannungsquelle t54 gebogen, die zwischen den Elementen 144,146 und dem Substrat 148 eingeschaltet ist Die Pole der Quelle 154 liegen so, daß die am Element 144 liegende Spannung dieselbe Richtung hat wie die ursprüngliche Polarisierungsspannung, während die Quelle 154 auf die Schicht 146 eine Spannung gibt deren Polarität zu der der ursprünglichen Polarisierungsspannung entgegengesetzt ist Stimmt die Polarität einer auf eine piezokeramische Schicht gegebenen Auslenkspannung mit der Polarität der ursprünglichen Polarisierungsspannung für diese Schicht überein, so spricht man davcn, daß die angelegte Auslenkspannung in der Polungsrichtung anliegt Demgemäß ist die Quelle 154 mit der Schicht 144 in deren Polungsrichtung und mit der Schic 'Λ 146 entgegengesetzt zu deren Polungsrichtung verbunden.

Werden zwei piezokeramische Schichten so zusammengesetzt und eingespannt wie dies in Fig.6 dargestellt ist so biegt sich das Zwei-Schicht-Element in Richtung derjenigen Schicht die in Richtung ihrer Polungsrichtung erregt wird. Demgemäß biegt sich das Element 142 nach oben zur Seite der Schicht 144, wenn sie durch eine Quelle 154 mit der eingezeichneten Polarität angetrieben wird. Legt man an das Zwei-Schicht-Element keine Spannung, so tritt keine Auslenkung auf. Verbindet man das Substrat 148 und die Schichten 144, 146 mit einer Spannur.gsquelle mit umgekehrter Polung (Quelle 156 in F i g. 6c), so wird die Schicht 146 in ihre Polungsrichtung gebogen, und das Element 142 bewegt sich, wie dargestellt nach unten.

Für einige Anwendungsfälle reicht die in Fig.6 dargestellte Methode aus, bei der eine Auslenkspannung in die Polungsrichtung einer piezokeramischen Schicht und entgegengesetzt zur Polungsrichtung einer zweiten piezokeramischen Schicht angelegt wird. Werden jedoch große Auslenkstrecken verlangt so sind entsprechend große Auslenkspannungen erforderlich. Es hat sich herausgestellt daß das Anlegen von großen Spannungen in einer zur Polungsrichtung einer piezokeramischen Schicht entgegengesetzten Richtung zu einer Depolarisation dieser Schicht führen kann und damit das Biegevermögen dieser Schicht verringert.

In F i g. 7 ist ein Verfahren dargestellt mit dem sich ein Zwei-Schicht-Element mit Auslenkspannungen großer Amplitude betreiben läßt, ohne daß die Polarisierungen bei einer piezokeramischen Schicht zu befürchten sind. Bei diesem verbesserten Verfahren enthält ein Zwei-Schicht-Element zwei elektrisch gepolte piezokeramische Schichten 160, 162, die ebenfalls eine gemeinsame Polungsrichtung haben und mit einem gemeinsamen, zwischen den beiden Schichten befindlichen Substrat 164 verbunden sind. Das Element 158 ist an seinem einen Ende 166 eingespannt und an seinem anderen Ende (Ende 168) frei und biegbar. Bei dieser Auslenktechnik werden Auslenkspannungen auf die piezokeramischen Schichten in der Weise gegeben, daß die Polarität der an eine Schicht angelegten Spannung stets mit der Polungsrichtung dieser Schicht übereinstimmt. Dadurch kann das Zwei-Schicht-Element stark ausgelenkt werden, ohne daß eine der beiden piezokeramischen Schichten depolarisiert wird.

Wie aus F i g. 7 zu entnehmen, ist für den Fall, daß das Element 158 nach oben ausgelenkt werden soll, eine Spannungsquelle 170 zwischen die piezokeramische Schicht 160 und das Substrat 164 so eingesetzt, daß die

1.7

Polarität 4er an der Schicht 160 anliegenden Spannung der Polungsrichtung dieser Schicht entspricht. An der Schicht 162 jjegt keine Spannung mit entgegengerichteter Polarität, da ein Großteil der Biegebewegung des Elements durch die in ihre Polungsrichtung ausgelenkte Schicht bewirkt wird.

Soll das Zwei-Schicht-Elenient 158 nach unten ausgelenkt werden, so wird eine Spannungsquelle 172 zwischen die Schicht 162 und das Substrat 164 in der Weise gesetzt, daß die Polarität der an der Schicht 162 anliegenden Spannung gleichgerichtet ist zu der Polungsrichtung dieser Schicht. An der Schicht 160 liegt keine Spannung mit entgegengerichteter Polarität an.

Soll das Zwei-Schicht-Element 158 in seiner Ruheläge verbleiben, so werden Quellen 170 und 172 von gleicher '5 Größe zwischen die Schichten 160 bzw. 162 und dem Substrat 164 eingeschaltet, so daß beide piezokeramischen Schichten 160,162 in ihre jeweiligen Polungsrichtungen erregt werden. Da die auf beide Schichten ausgeübten «Vyslenkkräfte gleich sind, stellt sich im Ergebnis ein Zustand ohne Auslenkung ein.

Auch wenn die Quellen 170, 172 als Konstantspannungsquelien dargestellt sind, so braucht dies nicht immer der Fall zu sein. Soll das Zwei-Schicht-Element 158 nach oben und nach unten mit variablem Maß ²^ ausgelenkt werden, so könnten dii Quellen 170,172 zur Durchführung einer solchen Bewegung entsprechend variabel gestaltet sein. Allerdings sollte die Polarität der auf die Schichten 160,162 gegebenen Spannungen stets zur Polungsrichtung der jeweils beaufschlagten Schich- ^x ten gleichgerichtet sein.

Ein Verfahren zur Änderung dir·; Größe und Frequenz der Element-Auslenkung ist schematisch in Fig.8a dargestellt Fig.8a veranschaulich^v, daß eine Gleichspannung aus einer Quelle 174 auf die Schicht in deren Polungsrichtung angelegt wird. Die Schicht 162 enthält eine Gleichspannung aus einer Quelle 176, ebenfalls unter Beachtung der Polaritätsbedingung. Vorzugsweise sollen die Quellen 174 und 176 positive bzw. negative Gleichspannungen mit einer Größe von '/2 V_max haben, wobei V_ma die Differenz zwischen den Spitzenwerten des größten an die Schichten 160 bzw. 162 gelegtes Auslenksignals ist Die Schichten 160 und 162 sind somit mit entgegengesetztem Vorzeichen um '/2 V_mix »vorgespannt«, so daß in Abwesenheit von anderen Auslenk- spannungen das Zwei-Schicht-Element 158 nicht ausgelenkt wird.

Zur Erzeugung einer alternierenden Auslenkung des Zwei-Schicht-Elements 158 ist eine Wechselspannungsquelle 178 zwischen die Schichten 160, 162 sowie dem ^w Substrat 164 über zwei Verstärker 180, 182 und Gleichspannungsquellen 174 und 176 verbunden. Der Abstand zwischen den Spitzenwerten des Wechselspannungs-Auslenksignals, das in Phase an die Schichten 160 und 162 gelegt wird, kann nun so groß wie V_mu sein, ohne daß eine der beiden Schichten zu irgendeiner Zeit eine Summenspannung mit einer zur Polungsrichtung der Schicht entgegengesetzten Polarität empfängt

Ändert sich das Auslenksignal der Quelle 178 etwa sinusförmig, so liegt an der Schicht 160 eine ^M Summenspannung an, wie sie in Fig.8b eingezeichnet ist.- Sind die Schichten 160 und 162 entgegengesetzt mit '/2Km₃, vorgespannt und befindet sich das überlagerte Wechselspannungssignal in Phase mit den beiden Schichten, so hat die an jeder der Schichten 160 bzw. 162 *⁵ anliegende Summenspannung stets eine mit der Polungsrichtung der Schichten übereinstimmende Polarität. Die in Fig.8b mit »Auslenkung« bezeichneten Kurven zeigen, daß das Zwei-Schicht-Element 158 gemäß der momentanen Amplitude der Wechselspan^ nung aus Quelle 178 ausgelenkt wird.

Ist die Summenspannung an der Schicht 160 mehr (oder weniger) positiv, bezogen auf den Wert 1/2 VW. so wird die Summenspannung an der Schicht 162 entsprechend weniger (oder mehr) negativ. Wegen der von der Quelle 176 gelieferten Vorspannung Hrd aber die Summenspannung an der Schicht 162 stets in der Polungsrichtung dieser Schicht bleiben — unter der Voraussetzung, daß die Größe der Wechselspannung den Wert Vnw nicht überschreitet

Das zum Betrieb d<s Zwei-Schicht-EIements 158 vorgesehene System der Fig.8a ist gleichspannungsmäßig vollständig gekoppelt, so daß das Element 158 durch die Quelle 178 bei sehr niedrigen Frequenzen betrieben werden kann. In Fällen, in denen eine Niederfrequenzauslenkung des Zwei-Schicht-Elements nicht erforderlich ist könnte man ein System verwenden, wie es in F i g. 9 dargestellt ist In diesem System wird lediglich ein Verstärker 184 zur Verstärkung der Wechselspannung der Quelle 186 benötigt Die verstärkte Auslenkspannung wird an die Schichten 160 und 162 über Koppelkondensatoren 186 bzw. 188 angelegt Voneinander getrennte Gleichspannungsquellen 190, 192, die jeweils eine Amplitude von 72 Km, abgeben, spannen die Schichten 160 und 162 vor, so daß die Summenspannung an jeder Schicht in der Polungsrichtung dieser Schicht bleibt

Bei dem System der F i g. 8a ist um die Gleichspannungsquelle 174 und den Verstärker 180 eine gestrichelte Linie in Form eines Dreiecks gezogen, um anzudeuten, daß diese beiden Elemente in der Praxis zu einem einzigen zusammengesetzten Verstärker zusammengefaßt werden können, der sowohl das Auslenksignal verstärkt als auch für die geeignete Vorspannung sorgt Entsprechend können auch die Quelle 176 und der Verstärker 182 zu einer einzigen Verstärkereinheit zusammengezogen werden. Ein Bespiel für zwei solche Verstärkereinheiten zum Betrieb eines Zwei-Schicht-Elements ist in Fig. 10 dargestellt Das mit dem Schaltkreis in F i g. 10 betriebene Zwei-Schicht-Element ist Teil einer Obertragereinheit 194, die zur Verwendung in dem Videobandgerät der F i g. 3 gedacht ist. Die Obertragereinhuit 194 ist in Fig. 10 schematisch und vereinfacht dargestellt, sie ähnelt jedoch vorzugsweise einer Einheit 36 gemäß F i g. 2. (Der piezokeramische Generator 68 ist lediglich der Übersicht halber rieht als Teil der Übertragereinheit 194 eingezeichnet)

Die Übertragereinheit 194 enthält eine obere piezokeramische Schicht 196 und eine untere piezokeramische Schicht 198. Beide Schichten sind mit einem gemeinsamen, geerdeten Substrat 200 verbunden. Auslenksignale werden an die Übertragereinheit 194 über die obere und untere leitfähige Schicht 202 bzw. 204 gelegt Die piezokeramischen Schichten 196 und 198 sind, wie durch die Pfeile angedeutet, in einer gemeinsamen Richtung gepolt.

Auf der Einheit 194 ist ein Übertrager 199 befestigt, der in der bereits geschilderten Art und Weise ausgelenkt wird. Die piezokeramische Schicht 196 wird durch den zusammengesetzten Verstärker (Verstärkereinheit) 206, die piezokeramische Schicht 198 durch die Verstärkereinheit 208 betrieben. Die Verstärker 206 und 208 erhalten an EingangsanschlUssen 210 Wechselspannungsauslenksignale auf niedrigem Pegel, verstärken diese Signale und geben sie, überlagert einer Gleichspannungsvorspannung, auf die leitfähigen Schichten

27 il

202 und 204, Im allgemeinen enthält der Verstärker 206 eine erste Verstärkerstufe, die aus einem Differentialtransistorpaar (Transistoren 212 und 214) besteht, und eine zweite Verstärkerstufe, gebildet aus einem weiteren Differentialtransistorpaar (Transistoren 216 und 218). Der Ausgang des Transistors 218 überbrückt den Transistor (Transistor 220) der Gleichspannungsquelle. Das verstärkte Signal am Kollektor des Transistors 21S wird auf die Basen von Emitterfolgern 224 und 226 und über Einitterwiderstände 228 und 230 auf eine Ausgangsklemme 232 geführt Das am Ausgang 232 auftretende Signal Wird auf die Basis des Transistors 214 Ober einen Rückkopplungswiderstand 234 zurückgeführt, so daß der Verstärker 206 wie ein herkömmlicher Operationsverstärker mit negativer Rückkopplung is arbeitet.

Die an der Ausgangsklemme 232 anliegende Gleichspannung beträgt in einem typischen Beispiel +100 V und wird durch Widerstände 236 und 238, durch den Rückkopplungswiderstand 234 und durch die ±200- V-Stromversorgung bestimmt. An der Ausgangskiemme 232 kann ein Wechselspannungssignal mit einer Differenz von 200 V zwischen den Spitzen auftreten, ohne daß die Spannung an der piezokeramischen Schicht 196 eine zu deren Polungsrichtung entgegengesetzte Polarität annehmen würde. Transistoren 240 und 242 stellen für die Emitterfolger 224 bzw. 226 Kurzschlußsicherungen dar,' sie begrenzen deren Ausgangsstrom, wenn die Ausgangsklemme 232 versehentlich geerdet werden sollte. Die Verstärkereinheit 208 entspricht der Verstärkereinheit 206 und liefert ein verstärktes Auslenksignal an seinem Ausgang 244. Dieses Signal ist einer Gleichspannung von —100 V überlagert Die Verstärker 206 und 208 können zusammen verwendet werden, um die Verstärkung des Treiberverstärkers 100 aus Fi g. 1 durchzuführen.

Die Verstärkereinheiten 206 und 208 liefern Wechselspannungsausgangssignale mit großer Amplitude, die einer Gleichspannung überlagert sind. Die Summenspannung erregt das biegbare Zwei-Schicht-Element *o ohne es zu depolarisieren, so daß sichergestellt ist daß das ausgelenkte Element seine Auslenkempfindlichkeit nicht verliert Das Übertragersystem der Fig. 10 und die in den F i g. 8 und 9 dargestellten und beschriebenen Verfahren ermöglichen den auslenkbaren Zwei-Schicht-Elementen eine verbesserte Arbeitsweise.

Es wurden bisher verschiedene verbesserte Zwei-Schicht-Vorrichtungen und Verfahren beschrieben, die in Verbindung mit einem verbesserten Videoband-Lesesystem offenbart wurden. ^ςο stellt beispielsweise die Kombination aus dem Zwei-Schicht-Element und dem Wandler eine gedrungene, zuverlässige Vorrichtung zur Registrierung der momentanen Auslenkposition eines auslenkbaren piezokeramischen Trägers dar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Vorrichtung Teil einer verbesserten Videoband-Leseanordnung und erzeugt ein Ausgangssignal, das die Auslenkposition eines Übertragerkopfs anzeigt Mit dieser neuen Anordnung werden Schwierigkeiten überwunden, die sonst bei auslenkbaren Lesevorrichtungen auftreten; Die unerwünschten Übertrageryibrationen bei Empfang eines elektrischen oder mechanischen impulses werden durch Erzeugung eines Ausgangssignals verringert, das in ein Dämpfungssignal umgewandelt werden kann-

Dt'e Dämpfung der Übertragervibrationen wird durch das geschilderte Steuersystem mit Rückkopplung erzielt Dieses System erzeugt ein Signal, das die Geschwindigkeit eines ausgelenkten oder vibrierenden Übertragers anzeigt wandelt das Geschwindigkeitssignal in ein Dämpfungssignal um und gibt das Dämpfungssignal auf den Trägerarm für den Übertrager und dämpft damit die Übertragerschwingungen. Die verbesserte Kombination aus Zwei-Schicht-Antriebselement und Generator wird in diesem Dämpfungssystem vorzugsweise dazu verwendet ein die momentane Übertrage^position anzeigendes Signal zu erzeugen. Das Signal für die Übertragerge-ühwindigkeii wird durch Differenzierung des Signals für ότη übertragerort abgeleitet Bei dem Dämpfsystem sind Vorkehrungen dafür getroffen, daß das Rückkopplungssystem bei Frequenzen nahe der Resonanz und der Antiresonanz der Kombination aus Zwei-Schicht-Antriebselement und Generator stabilisiert wird. Die Rückkopplungsschleife führt im Zusammenwirken mit der neuen, ein Zwei-Schicht-Antriebselement sowie einen Generator enthaltenden Übertragereinheit zu einer wirksamen Dämpfung eines auslenkbaren Videoband-Übertragers ohne Einengung des dynamischen Übertragerbereiches. Hinzu kommt daß dieses elektronische Dämpfsystem durch die hohen Beschleunigungen, denen es normalerweise in einem Videoband-Lesesystem ausgesetzt ist, nicht nachteilig beeinflußt wird.

Die Dämpfsignale sowie die Signale zur Auslenkung des Übertragers werden vorzugsweise mit den hier offenbarten Verfahren und Vorrichtungen gegeben. Auf diese Weise werden die bei früheren Techniken stets aufgetretenen Depolarisationseffekte beseitigt. Dies geschieht dadurch, daß die Auslenksignale eine Polarität haben, die stets mit der Polungsrichtung der piezokeramischen Schicht, an der die Signale liegen, übereinstimmt Eine Verstärkereinheit, mit der diese verbesserte Technik realisiert werden kann, empfängt Auslenksignale mit großer Amplitude und gibt sie auf das Zwei-Schicht-Element das in beiden Richtungen stark ausgelenkt werden kann, ohne daß Depolarisationserscheinungen auftreten, und dadurch eine hohe Auslenkempfindlichkeit behält.

Die geschilderten Verbesserungen sind in einem neuen, verbesserten Videoband-Lesesystem für Videobandgeräte, insbesondere für Geräte mit gewendeltem Band, zusammengefaßt gewesen. Es dürfte jedoch klar sein, daß die einze'nen Verbesserungen auch unabhängig voneinander und in anderen Anwendungsfällen als Videoband-Lescystemen Verwendung finden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1. Anordnung zur Pfropfung von mechanischen Vibrationen eines einen Ubertrsgerkopf en einem Speichermedium, insbesondere einem Videoband, haltenden, auslenkbaren Trägers, der auf ein elektrisches BefeblssignaJ hin siusgelenkt wird und dabei den Übertragerkopf relativ zum Speichermedtum bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung von Vibrationen im Bereich einer mechanischen Resonanz des Trägers (42) ein Gegenkopplungskreis (102,106,108, 104, UO, 112, 114, 96, 100, 42) vorgesehen ist;.umfassend einen Signalerzeuger (102), der ein der momentanen Auslenkung des Tragers (42) entsprechendes elektrisches Lagesignal abgibt, einen Rückkoppelschaltungszweig (106, 108, 104, 110, 112, 114), der das Lagesignal aufnimmt und ein dem Vibrationsamplituden im Resonanzbereich entgengenwirkendes elektrisch Dämpfungssignal abgibt und ein. Verknflpfungseleraent (96), welches das Dämpfungssignal mit dem Befehlssignal verknüpft und dem Träger (42) zur demgemäßen Auslenkung zuführt

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkoppelschaltungszweig (106, 108,104, UO, 112,114) einen derartigen Phasengang aufweist, daß Dämpfungssignale mit Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenz des Trägers (42) gegenüber dem Befehlssignal um etwa 180° phasenverschoben sind.

   3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkoppshchaltungszweig (106, 108,104,110,112,114) <iinen phasenverschiebenden Schaltungszweig (104, IiO, ίΠ) umfaßt, der die Phase von Dämpftmgssignalen mit Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenz derart einstellt, daß die Phasendifferenz zwischen dem Dämpfungssignal und dem Lagesignal die Phasendifferenz zwischen dem Befehlssignal und dem Lagesignal im wesentlichen kompensiert

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkoppelschaltungszweig (105, 108, 104, UO, 112, 114) einen invertierenden Verstärker (114) umfaßt

   5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkoppelschaltungszweig (106, 108, 104, 110, 112, 114) ein Differenzierglied (104) enthalt

   6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkoppelschaltungszweig (106,108,104,110,112,114) bei einem Träger (42) mit mechanischen Resonanzen erster und höherer Ordnung einen Tiefpaßfilter (HO) umfaßt, der aus dem Lagesignal diejenigen Signalkomponenten im wesentlichen entfernt, deren Frequenzen im Bereich der Resonanzfrequenzen höherer Ordnung liegen.

   7. Anordnung nach Anspruch 3 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Rückkoppelschaltungszweig (106, 108, 104, UO, 112, 114) ein phasenverschiebendes Schaltungselement (112) vorgesehen ist, welches die vom Differenzierglied (104) und gegebenenfalls vom Tiefpaßfilter (HO) erzeugte Phasenverschiebung ausgleicht

   8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (104), der Tiefpaßfilter (110), das phasenverschiebende Schaltungselement (112) und der invertierende Verstärker

   (114) hintereinander in Reihe gescheitet sind, wobei das gegebenenfalls von eiflem weiteren Verstärker (106) yerstlrKte LjgestgRal dem Rifferenzjergl{ed (104) zugeführt wird und der invertierende Verstirker{n4)da5D8mpfungssignaJ abgibt,

   9, Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung von Vibrationen im Bereich einer mechanische-s Antiresonanzfrequenz des Trägers (42), bei der das Lagesignal um etwa 180° gegenüber dem Befehlssignal phasenverschoben ist, ein Addierglied (108) im Rückkoppelschaltungszweig (106,108,104, UO, 112, 114) vorgesehen fit, welches einen Teil des Befehlssignals zum Lagesignal hinzuaddiert

   10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeuger (102) ein mit dem Träger (42) gekoppeltes piezo-elektrisches Element ist

   U. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Element (102) mit dem ebenfalls piezoelektrischen Träger (42) vorzugsweise einstückig verbunden ist

   IZ Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Element (102) gegebenenfalls zusammen mit dem piezoelektrischen Träger. (42) als einseitig eingespanntes Biegeelement mit vorzugsweise zwei piezo-aktiven Schichten (44,46) ausgebildet ist