DE2711975C2

DE2711975C2 - Anordnung zur Spurnachlaufregelung eines Video-Wiedergabekopfes bei einem Videomagnetbandgerät

Info

Publication number: DE2711975C2
Application number: DE2711975A
Authority: DE
Inventors: Richard A. Saratoga Calif. Hathaway
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1984-11-22
Also published as: FR2344912A1; DE2711975A1; GB1579853A; ATA187677A; FR2344912B1; CA1119719A; AT373418B; NL7702987A; US4165523A; JPS52114311A; BE852626A; IT1080035B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Spurnachlaufregelung eines Video-Wiedergabekopfes in einem Videomagnetbandgerät, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei magnetischen Aufzeiehnungs-ZWiedergabcgeräten, bei welchen Daten auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger in einer Reihe von einzelnen Spuren aufgezeichnet werden, muß der Magnetkopf bei der Wiedergabe in optimaler Übertragungslagc jeder einzelnen Spur nachgeführt werden.

Fehlerhafte Spurführung wird im allgemeinen von einer Mehrzahl von Faktoren bedingt. Einige dieser Faktoren beruhen auf physikalischen Instabilitäten, Unregelmäßigkeiten oder Dimen.sionsänderungct! des magnetischen Aufzeichnungsträgers, Unterschiede in den kritischen Spurführungsteilen des bei der Aufzeichnung verwendeten Geräts und des für die Wiedergabe benutzten Geräts, Dimensionsänderungen oder Unregelmäßigkeiten bei Aufzcichnungs- und Wicdergabegeräten und Veränderungen der Spurform selbst. Während der Daten-Wiedergabe führt eine fehlerhafte Spurführung oft zu einer Verstümmelung der aufgezeichneten Daten und allgemein zu einer Verminderung der Qualitat des wiedergegebenen Signals, dessen Amplitude stark vermindert wird. Besondere Probleme ergeben sich, wenn aufgezeichnete Signale von mehreren aufeinanderfolgenden Spuren wiedergegeben werden müssen, da jede Spur eine geringfügig verschiedene Konfigura-

tion haben kann.

Nachlauffchler dieser Art treten häufig bei Video-Magnetbandgeräten mit spiralförmiger Bandführung auf, bei welchen das Videosignal durch einen oder mehrere Magnetköpfc auf einem Magnetband in einer Reihe von diskreten parallelen Spuren diagonal aufgezeichnet wird. Der Wiedergabekopf eines solchen Video-Magnetbandgeräts, der die aufgezeichneten Spuren abtastet, weicht bei der Abtastung oftmals wesentlich von der Mittellinie der Spur ab und erzeugt eine verfälschte

Form des aufgezeichneten Signals.

F.S wurden verschiedene Anordnungen zur optimalen Ausrichtung eines Magnetkopfes im Bezug auf die längs eines Aufzeichnungsträgers verlaufende Spur vorgeschlagen. In dem US-Patent 38 38 453 ist eine Anordnung beschrieben, mittels der ein abtastender Magnetkopf auf die Mittellinie der Spur der aufgezeichneten Daten eingestellt werden kann. Bei Beginn des Abtastvorganges jeder Datenspur werden Spurführungsbezugssignale, welche am Anfang von jeder Spur angeord-

net sind, abgetastet. Eine Steuereinrichtung spricht auf die abgetasteten Spurführungsbezugssignale an und kompensiert Fehlspurführungsfehler, indem sie über einen Bandantriebsmotor die Magnetbandlage relativ zu den magnetischen Abtastköpfen justiert. Obgleich diese

Anordnung den Abtastkopf beim Beginn der Spurabtastung korrekt relativ zu der Spur anordnen kann, wird der Abtastkopf, wenn die Spur nicht genau gerade ist oder einem vorbestimmten Weg nicht genau folgt, längs der abgetasteten Spur von der optimalen Wicdergabe-

lage abweichen. Eine solche Anordnung ist nicht zur Anwendung bei Video-Magnetbandgeräten mit Spiralwegabtastung geeignet, da hier während der gesamten Abtastung einer Spur Spurführungskorrekturen durchgeführt werden müssen, um zu garantieren, daß die opti-

male Abtastposition über die gesamte Abtastung beibehalten wird.

Andere Anordnungen, welche den Aufzeichnungsträgertransport zur Steuerung der relativen Kopf-Aufzeichnungsträgerlage beeinflussen, sind in den US-Patenten 36 63 763 und 37 48 408 beschrieben. Bei einigen dieser den Aufzeichnungsträgertransport steuernden Positionicrungsanordnungcn werden getrennt von den Daten aufgezeichnete Sieuerspur-Informationen erzeugt, mittels der die Magnetbandspannung so gesteucrt wird, daß der Magnetkopf geeignet der Spur folgt (US-PS 37 48 408). In anderen dieser Aufzeichnungsträgertransporte steuernden Anordnungen werden die von dem Magnetkopf, dessen Spurführung gesteuert werden soll, wiedergegebenen Daten überwacht, um ein den Transport des Aufzeichnungsträgers für die Spurnachlaufregelung geeignet steuerndes Steuersignal zu erzeugen (US-PS 36 63 763). Änderungen der Transporlgcschwindigkcit des Aufzeichnungsträgers führen aber zu einer unerwünschten Änderung der Zeitbasis

b5 der wiedergegebenen Daten. Darüber hinaus sind Techniken, welche auf der Steuerung des Transportes des Aufzeichnungsträgers beruhen, für eine präzise Steuerung der Magnetkopflage relativ zu längs des Aufzeich-

nungsträgers verlaufenden Spuren ungeeignet. Dies ist speziell der Fall, wenn große Versetzungen (0,05 cm) des Magnetkopfs zum Aufzeichnungsträger bei hohen Ablenkraten (200 Ablenkungen pro Sekunde) für eine geeignete Spurnachlaufregelung erforderlich sind.

Eine andere Anordnung zur Spurnachlaufrcgelung eines Magnetkopf es relativ zu einer längs eines Aufzeichnungsträgers verlaufenden Spur ist aus der US-PS 32 46 307 bekannt Hier wird ein Wiedergabekopf relativ zu einer Spu; mit vor der Wiedergabe aufgezeichneten Daten positioniert. Der Kopf ist hierzu aus zwei separaten magnetischen Elementen zusammengesetzt und wird so weit bewegt, bis die beiden Elemente des Wiedergabekopfes gleiche Signale abgeben. Der Kopf ist dann richtig positioniert, und der Kopf wird auf normale Wiedergabe des aufgezeichneten Signals umgeschaltet

Eine Anordnung zur Spurnachlaufregelung ähnlich der aus dem US-Patent 32 46 307 bekannten Art ist aus dem US-Patent 32 92 168 bekannt. Dieses Patent zeigt ein Wiedergabegerät für magnetische Aufzeichnungsträger mit einer Vielzahl paralleler Längsspuren, die von einem quer zu den Längsspuren verschiebbaren Magnetkopf abgetastet werden. Der Magnetkopf kann mittels einer Servoeinrichtung über einen Seilzug wahlweise auf eine der Längsspuren eingestellt werden. Der Servoeinrichtung wird hierzu eine an einem Potentiometer einstellbare Bezugsspannung zugeführt, worauf die Servoeinrichtung den Wiedergabekopf auf die der Be/.ugsspannung entsprechenden Spur einstellt. Beiderseits des Wiedergabekopfs sind zwei mit dem Kopf zu einer Einheit verbundene weitere Wiedergabeköpfe angeordnet, die zusätzlich auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete Steuersignale wiedergeben. Eine an die weiteren Köpfe angeschlossene Schaltung leitet aus den zusätzlichen Steuersignalen ein Fehlersignal ab, dessen Polarität und Amplitude der Richtung und Größe der Abweichung des Wiedergabekopfs von der Datenspur entspricht. Das Fehlersignal wird der Servoeinrichtung zugeführt, die den Wiedergabekopf dementsprechend justiert. Da bei einer derartigen Spurnachlaufrcgelung auf den Informationsträger zusätzlich zu den Informationssignalen weitere Steuersignale aufgezeichnet werden müssen, verringert sich der für die Aufzeichnung der Nutzinformation zur Verfügung stehende Platz auf dem Aufzeichnungsträger, wenn die Steuersignale in getrennten Spuren aufgezeichnet werden. Sind die Steuersignale in den Datenspuren enthalten, so sind Abtrenneinrichtungen, beispielsweise Filter und dergleichen, erforderlich, und es wird der für die Nutzinformation zur Verfügung stehende Nutzfrequenzbereich eingeschränkt, was insbesondere bei der Aufzeichnur-p von Videosignalen nachteilig ist. Bei der aus dem US-Patent 32 92 168 bekannten Anordnung wird die Amplitude der Steuersignale zur Spurnachlaufregelung ausgenutzt. Aufgrund der zusätzlichen Steuersignale eignet sich die bekannte Spurnachlaufregelung nicht für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen.

Andere Anordnungen zur Spurnachlaufrcgelung benötigen zusätzliche Sleucrspuren und erzeugen zum Zwecke der Spurnachführung Vibrationen. Solche Anordnungen sind zum Beispiel aus den US-Patenten 35 26 726 und 37 69 464 bekannt. Das US-Patcnl 37 69 464 weist lediglich einen einzigen Meßwiedcrgabekopf auf, der mit dem Informationswiedergabekopf an einem Hebel-Feder-System befestigt ist. Das Hebel-Feder-System wird durch einen Elektromagnet in Gleichgewicht gehalten, wobei der Meßwiedergabekopf die Erregung des Elektromagnets und damit den Gleichgewichtszustand des zur Steuerung der Erregung des Elektromagnet?; vorgesehen ist, führt der Informations-Wiedergabekopf eine kontinuierliche Vibrationsbewegung aus. Derartige Anordnungen sind aber nur begrenzt einset/.bar, wenn Videosignale aus einer Folge von diskreten, mittels eines rotierenden Wandlerkopfs abgetasteten Spuren wiedergegeben werden sollen.

Eine andere Anordnung zur Spurführung, bei der ein

ίο Magnetkopf um die abzutastende Spur einer magnetischen Scheibe schwingt, ist in dem US-Patent 31 26 535 beschrieben. Ein Oszillator mit fester Frequenz steuert die Schwingungsbewegung des Magnetkopfs. Dies verursacht eine Amplitudenmodulation der wiedergegebenen Daten, welche ihrerseits dazu verwendet werden, um den Kopf über die Mitte der Spur zu positionieren. Dieses System umfaßt zwei diskrete Korrekturkanäle, von denen jeder einer Richtung der Kopflagefehler zugeordnet ist. Die Kopfpositionierung wird unwirksam geschaltet, wenn die Spurmitte eingestellt ist. Deshalb wird diese Anordnung in erster Linie für die Anfangseinstellungen eines Magnetkopfes in bezug auf die Mittellinie einer Datenspur und weniger für die fortlaufende Aufrechterhaltung der optimalen Abtastposition des Kopfes während der gesamten Abtastung der Spur eingesetzt. Solche Anordnungen sind zur Verwendung in Datenaufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten mit einer langen Spurausdehnung geeignet, bei welchen die Spurkonfiguration nicht kritisch ist.

)o Schließlich ist es aus der Zeitschrift »Control«, Juni 1967, Seiten 293 bis 296 bekannt, bei einem Magnetbandgerät, auf dessen Magnetband mehrere Parallellängsspuren aufgezeichnet sind, Schräglauffehler des die Spur gleichzeitig abtastenden Mehrspurkopfs da-

J5 durch zu kompensieren, daß der Mehrspurkopf um eine Achse senkrecht zum Band drehbar gelagert und über ein piezoelektrisches Biegeelement geschwenkt wird. Das piezoelektrische Biegeelement wird von zwei Wandlereinheitcn des Mehrspurkopfs gesteuert, die gesonderte Steuerspuren des Magnetbands abtasten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der aus dem US-Patent 32 92 168 bekannten Art so zu verbessern, daß in Schräg- oder Querspuren aufgezeichnete Videosignale ohne zusätzlich aufgezeichnete Steuersignale auch dann spurgetreu abgetastet werden können, wenn das Videosignal mit einer mehr oder minder starken, beispielsweise durch die aufnahmeseitige Frequenzmodulation entstandenen Amplitudenmodulation behaftet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Erfindung macht sich zunutze, daß die während der Synchronsignalintervalle aufgezeichneten Signale im wesentlichen amplitudenfehlerfrei sind. Die Abweichung der Meß-Wiedergabeköpfe von der abzutastenden Spur wird während der Synchronsignale abgetastet und während der möglicherweise durch Amplitudenmodulation verfälschten Bildsignale für die Spurnachlaufregelung gespeichert. Die

Mi Änderung des Spurnachlauffehlers innerhalb jeder Horizontal/eile für sich ist vernachlässigbar klein und wird von I lori/ontalzeile zu Horizontalzeile korrigiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Untcransprüchcn zu entnehmen.

b5 In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung in einem Video-Aufzeichnungs- und/ oder Wiedergabe-Magnetbandgerät mit schrauben!:· nienformigcr Abtastführung wird der Video-Wiedefga-

bekopf zusammen mit zwei magnetischen Meß-Wiedergabeköpfen an jeder Seite des Videokopfes versehen. Ein langgestrecktes piezoelektrisches Biegeelement ist einseitig an einer rotierenden Kopftrommel des Geräts befestigt. Die Köpfe sind an dem freien Ende des piezoelektrischen Biegeelements befestigt. Die Meßköpfc sind hierbei so befestigt, daß sie die auf dem Magnetband aufgezeichneten Video-Daten auf Wegen abtasten, die der Mitte der vom Videokopf abgetasteten Spur folgen. Das kann auf zweierlei Weise geschehen. Die Meßköpfe können so montiert sein, daß sie die beiden Ränder der wiederzugebenden Spur überdecken. Sie empfangen dann das aufgezeichnete Signal nahe den Führungsrändern auf jeder Seite oder an jeder Kante der wiederzugebenden Videospür. Die McGköpfe können andererseits auch so montiert sein, daß sie benachbarte Spuren überdecken. In Spiralspurabtastgeräten folgen die Spurmittellinien benachbarter Spuren genau entsprechenden Wegen. Mit den Meßköpfen verbundene Schaltkreise erzeugen ein Fehlersignal, dessen Wert ein Maß ist für die Differenz der Amplitudenpegel der beiden in den Meßköpfen induzierten Signale. Das Fchlersignal ergibt eine direkte Anzeige der seitlichen Lageabweichung des Videokopfes in bezug auf die Mittellinie der aufgezeichneten Videospur. Ist die Ausgangsamplitude der Signale der beiden Meßköpfe gleich, so wird der Videokopf richtig geführt. Sind die Signale jedoch ungleich, so besteht eine Fehlführung, und es wird dem Biegeelement abhängig von der Ampliludendifferenz zwischen den beiden Signalen Vorspannung (Fehlersignal) zugeführt, die das Biegeelcmcnt krümmt und die Lage des Videokopfs relativ zur Spur korrigiert, so daß die Differenz verschwindet.

Weitere Details der Erfindung werden anhand des folgenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des durch die Maßnahme nach der Erfindung zu lösenden Problems,

F i g. 2 eine teilweise Schnittdarstellung einer Videospiralspurkopftrommel-Einheit,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines im Rahmen der Erfindung verwendbaren Kopfträgers,

F i g. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Regelanordnung gemäß der Erfindung und

Fig.5 eine verkleinerte perspektivische Ansicht des Magnetbands nach Fig. 1, welches schraubenförmig um eine Kopftrommel gemäß F i g. 2 geschlungen ist.

Die Erfindung ist auf eine Anordnung zur automatischen Spurnachlaufregelung eines ein Magnetband abtastenden Magnetkopfes gerichtet, welcher kontinuierlich in einer gewünschten Lage im Bezug auf eine Daten- oder Informationsspur des Magnetbands gehalten wird. Die Maßnahmen nach der Erfindung sind besonders vorteilhaft für Spurabschnittsaufzeichnungs- und Wiedergabegeräte mit einem oder mehreren Magnetköpfen, welche mit hoher Geschwindigkeit relativ zu dem Magnetband rotieren. Es können verschiedene Aufzeichnungsformate angewendet werden. Das B;ind, auf das die Videosignale aufgezeichnet werden, wird jedoch bevorzugt schraubenlinienförmig um eine zylindrische Abtasttrommel geführt. Dies hat viele Vorteile hinsichtlich der relativen Einfachheit des Bandtransportes, des Steuermechanismus, der erforderlichen Elektronik, der Anzahl von Magnetkcpfen und der Ausnutzung des Bandes, d. h. der für eine gegebene Datenmenge notwendigen Bandlängc. Wird das Band schraubenlinienförmig um eine rotierende Abtasttrommel geführt, so genügt ein einziger Magnetkopf zur Wiedergabe der auf dem Band aufgezeichneten Information. Bei einem Aufzeichnungsgerät mit schraubenlinienförmiger Bandführung und einem einzigen Abtastkopf gibt es zwei Möglichkeiten zur Umsehlingung der Abtasttrommcl, ^r) die allgemein als »Alpha«- und »Omcgae-Umschlin- ι

gungsführung bezeichnet werden. Die Alphaumschlinguny führt das Band von einer Seite zu und umschlingt die Abtasltrommcl vollständig, so daß es an der entgegengesetzten Seile abgeführt wird. Die Bezeichnung

ίο Alphaumsehlingung rührt daher, daß das Band bei der vorstehenden Anordnung im wesentlichen in Form des griechischen Buchstabens λ verläuft. Die Omegaumschlingung führt das Band im wesentlichen radial gegen , ,; die Trommel und um ein Führuiigsglicd, um es in Kon- !·■'

π tüki mit der Oberfläche der Trommel zu bringen. Das % Band umschlingt dann schraubenförmig die Trommel :>;, und verläßt es um ein anderes Führungsglied, wobei es % die Trommel ebenfalls in im wesentlichen radialer Richtung verläßt. Das Band bildet hierbei allgemein die Form des griechischen Buchstabens Omega (Ω). Bei beiden Bandführungsarten wird das Band schraubenlinienförmig oder spiralförmig um die Abtasttrommel geführt, wobei es die Trommcloberfläehc mit einer axialen Versetzung relativ zur Bandzuführung verläßt. Mit anderen Worten verlaßt das Band, sofern die Trommel vertikal angeordnet ist, die Tromnieloberfiäche entweder höher oder tiefer als es zugeführt wird. Die Videoinformationssignale werden auf diskreten parallelen Spuren aufgezeichnet, welche in einem Winkel relativ zu der Längserstreckung des Bandes verlaufen. Auf diese Wei- > se kann eine Spurlänge erreicht werden, welche wesentlich größer als die Breite des Bandes ist. Die Winkellage der aufgezeichneten Spuren ist eine Funktion der Geschwindigkeit des Bandes, mit der es um die Abtasttrommel transportiert wird sowie der Geschwindigkeit des Abtastkopfes selbst. Der daraus resultierende Winkel ändert sich abhängig von den relativen Geschwindigkeiten des Bands und des Abtastkopfs.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit einem Videobandaufzeichnungsgerät mit Omegaumschlingung im einzelnen beschrieben; sie kann ebenso bei einer Aphaumschlingung angewendet werden. Außerdem ist die vorliegende Erfindung obwohl sie in Verbindung mit einem Gerät mit ungefähr 360^G-Omcgaumschlingungswinkel beschrieben wird, auch bei Geräten mit weniger als 360" Umschlingung, z. B. Geräten mit 180" Umschlingung und mehr als einem Kopf verwendbar. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Erfindung für Anordnungen anwendbar ist, deren Abtasttrommeln sich in jeder Drehrichtung bewegen können und bei weichen das Baiiu entweder oberhalb oder unterhalb des Ablaufwegs zugeführt wird. Die Beziehung der Kopfdrehung, der Bandtransporteinrichtung und die Weise der Bandführung, d. h. des Einführens des Bandes von oben oder von unten in den Abtastweg, erlaubt acht unterschiedliche Arbeitsweisen, von welchen nur eine im folgenden speziell beschrieben wird und durch die Richtung der Pfeile 25 in Fig. 5 dargestellt ist.

W) Die nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausfüh- _y rungsform erlaubt die Wiedergabe von früher aufgezeichneten Daten ohne wesentliche Verschlechterung ; der Qualität d_cr wicdergcgcbencn Daten.

in einem Videomagnetbandgerät mit schraubcnlinienförmiger Bandführung folgt der Videomagnetkopf : während des Wiedergabebetriebs einem Weg, welcher ;;" vielfach nicht voll mit der Spur der von dem Kopf aufge- L_; \ zeichneten Daten in Koinzidenz ist In Fig. 1 ist sehe- ;

malisch ein Videoband 10 mit einer Datenspur 12 gestrichelt dargestellt, welche vorher durch ein ebensolches Videomagnetbandgerät aufgezeichnet wurde. Wie vorstehend erwähnt, wird das Band während der Datenaufzeichnung und Wiedergabe unter einer solchen Spannung geführt, daß mit einer empfohlenen, festen Längsdehnung aufgezeichnet wird, welche einen ganz bestimmten Grad der Dehnung des Bandes hervorruft. Wenn aufgrund von Fehlern in dem Bandspannmcchanismus oder bei unvermeidlichen Unterschieden der Antriebsmechanismen von verschiedenen Maschinen Dehnungsänderungen auftreten, dann wird die Länge, Geradlinigkeit und Neigung der Spur relativ zu dem Videokopf unterschiedlich werden. Unter solchen Umständen folgt der Kopf nicht genau einem definierten Datenspurweg, was im Wiedergabebetrieb zu unerwünschten Änderungen in der Größe des erzeugten Signals, z. B. zu Amplitudenänderungen der HF-Uinhüllcnden 16 führt. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich, wenn ein korrekter Zug aufrechterhalten wird, jedoch das Band Schrumpfungen und Dehnungen aufgrund von Umgebungsänderungen, wie Temperatur oder Feuchtigkeit, unterworfen wird.

Auch unregelmäßige Bandkanten und Unterschiede in der Kantenführung von Maschine zu Maschine können unregelmäßige Veränderungen der Spuren oder Abtastungen hervorrufen. Dementsprechend führt der Weg 14, dem der Videokopf bei der Abtastung des Bandes 10 folgt, zu Fehlern, weil er mit dem gewünschten Weg der aufgezeichneten Spur 12 nicht exakt übereinstimmt. Es wurde gefunden, daß eine Abweichung von 0,0025 cm zwischen dem gewünschten Weg der aufgezeichneten Spur 12 und dem Weg 14 bereits zu einer wesentlichen Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Videosignals führt.

Die Erfindung offenbart einen Weg zur präzisen Führung eines Wiedergabekopfs längs einer Spur eines Aufzeichnungsträgers. Hierzu ist ein Video-Magnetkopf 40 auf einem eigenen Träger befestigt, mit dem er zusammen zwischen zwei stationären, im wesentlichen zylindrischen Führungstrommeln rotiert. Der Magnetkopf 40 kann alternativ auch auf einem Träger gehallen sein, welcher als obere rotierende Führungstromme! 22 ausgebildet ist, wobei diese Führungstrommel 22, wie in Fig.5 dargestellt, zusammen mit einer stationären unteren Führungstrommel 24 koaxial angeordnet ist und eine Abtasteinheil mit einer Oberfläche 19 zur Führung des Magnetbandes 10 bildet. Die obere Führungstrommel 22 ist fest auf einem Antriebsschaft 26 befestigt, welcher drehbar in einem Lager 28 geführt ist, das an der unteren Führungstrommei 24 befestigt ist und das durch einen (nicht dargestellten) Motor in bekannter Weise angetrieben wird. Das Magnetband 10 ist zur Abtastung durch den Magnetkopf 40 schraubenlinienförmig über einen Winkel von im wesentlichen 360" um die Führungstrommeln 22, 24 herumgeschlungen. Das Magnetband 10 wird so durch nicht gezeigte, allgemein bekannte Mittel in der Weise geführt, gespannt und bewegt, daß der Magnetkopf 40 der Führungstrommel 22, welcher in Richtung 21 entgegen der Richtung des Bandtransportes rotiert, um die Führungstrommeln, eine Serie von schräg verlaufenden Spuren 14 abtastet, von welchen nur eine in F i g. 1 gezeigt ist Es sei darauf hingewiesen, daß der Magnetkopf 40 in derselben Richtung, in der sich auch das Magnetband 10 um die Führungstrommeln 22,24 bewegt, rotieren kann. Diese Änderung der Kopfdrehrichtung ändert jedoch nicht die Einsatzmöglichkeiten der Erfindung.

Der Magnetkopf 40 ist extrem schmal und hat nur geringe Masse in der Größenordnung von 100 Milligramm. Er weisi zwei Polstücke 40b und 40c auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwi-

sehen sich einen nichtmagnetischen Übertragungsspalt 40a zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Signalen in Verbindung mit dem Magnetband 10 (vgl. F i g. 3) bilden. Der Spalt 40a verläuft in seiner Längsrichtung im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung 21 der Führungstrommel 22 relativ zum Magnetband 10. Es sei daran erinnert, daß in der Technik der magnetischen Aufzeichnung die »Länge« eines Spalts die Abmessungen von Poloberfläche zu Poloberfläche in der Richtung der relativen Aufzeichnungsbewegung ist. Üblicherwei-

f) se isi die »Breite« des Späiies senkrecht zu der relativen Bewegungsrichtung und parallel zu den Aufzeichnungsoberflächen ausgerichtet, und die »Tiefe« des Spaltes erstreckt sich senkrecht zu der Aufzeichnungsoberfläche. Wenn aus irgend einem Grund der Spalt schräg zur Richtung der Relativbewegung steht, wird die Länge (zumindest für die Zwecke der vorliegenden Erläuterung) in Richtung der Relativbewegung definiert, während die Breite und Tiefendimensionen als rechtwinklig zu der Länge angenommen werden. Die Signale werden zu oder von dem Magnetkopf 40 über Wicklungen 41 und Leitungen 39 (siehe F i g. 4) zugeführt bzw. von ihm abgenommen. Die Signale werden zwischen dem Magnetkopf 40 und der Aufzeichnungsoberfläche, welche an dem Spalt 40a vorbeiläuft, über einen Magnetweg

j» übertragen, welcher sich zwischen den zwei Polstücken 40b und 40c über die Aufzeichnungsoberfläche in der Richtung der Relativbewegung erstreckt und von hier in der gewünschten Spur auf der Oberfläche.

Um den Magnetkopf 40 quer (Pfeile 29 in F i g. 3) zu der Richtung 21 der Bewegung der Trommel 22 geführt bewegen zu können, ist der Magnetkopf 40 an einer Seitenfläche einer Stellvorrichtung, die hier beispielsweise als piezoelektrisches keramisches Biegeelement 30 ausgebildet ist, montiert oder beispielsweise mittels Epoxydharz angeklebt. Aus Fig.2 ist zu ersehen, daß der Magnetkopf 40 relativ zu der unteren stationären Führungstrommel 24 geführt wird. Das piezoelektrische Biegeelemeni 30 ist langgestreckt und mit einem Ende in einem fest an der oberen Führungstrommel 22 befe-

4S stigten Träger 32 montiert. Wie im einzelnen später beschrieben, biegt sich das Biegeelement 30 abhängig von einer angelegten Spannung in bekannter Weise in Richtung senkrecht zur Spur 12, womit der Magnetkopf 40 quer zur Spur 12 abgelenkt wird. Der Träger 32 ist in

so einer geeigneten Weise, beispielsweise aus bearbeitetem Aluminium aufgebaut und kann an der Führungstrommel 22 durch Schrauben oder dergleichen befestigt sein. Der Träger 32 muß bei Verwendung eines piezoelektrischen keramischen Biegeelements von dem Biegeelement 30 elektrisch isoliert sein.

Das piezoelektrische keramische Biegeelement 30 ist aus zwei Lagen 30a und 306 eines piezoelektrischen keramischen Materials aufgebaut, welche in bekannter Weise unter Zwischenfügung einer dünnen Messingschicht 31 miteinander verbunden sind. Das Biegeelement 30 hat längliche Form und ist deutlich breiter als dick. Ein Längen- zu Breitenverhältnis von 2:1 ist bei einer Dicke in der Größenordnung von 3% Breite von Vorteil für die Erzeugung der gewünschten Auslenkcharakteristik. Die Polarisationsachsen der beiden piezoelektrischen Lagen 30a, 306 sind gegeneinander so ausgerichtet, daß beim Anlegen einer Spannung quer zu den verbundenen Lagen 30a, 306 an die eine Lage sich

10

ausdehnen möchte, während sich die andere Lage zusammenzieht. Das Biegeelement wird hierdurch gestreckt bzw. gebogen. Das Ausmaß der Biegung hängt von der an die Lagen des piezoelektrischen Materials angelegten Spannung ab.

Links und rechts von dem Magnetkopf 40 sind auf dem freien Ende 33 des Biegeelemenls 30 je einer von zwei Meß-Wiedergabeköpfen 46 und 48 montiert. Diese Meßköpfe 46 und 48 werden zur kontinuierlichen Übcr-

dcm die Amplitude der Vidcoumhüllenden bestimmt werden kann, benötigt werden, wird nicht die gleiche Qualität oder Type benötigt, wie für den Videokopf 40. Vs ist jedoch vorteilhaft, die Qualität der Meßköpfc so gut zu wählen, daß eine möglichst gute Lageinformation erhalten wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 überlappen die von den Meßköpfen 46, 48 abgetasteten Wege jeweils die Kirnten der durch den Videokopf 40 abgetasteten

wachung der seitlichen Spurlage des Videokopfes 40 to Spur, solange er über die vorbestimmte Zone 45 der

und zur Erzeugung einer zur Steuerung der seitlichen Spurversetzung versetzt wird. Wenn der Videokopf 40

Lage des Videokopfes 40 ausgenutzten Information ver- eine aufgezeichnete Datenspur abtastet, erzeugen die

wendet. Die Meßköpfc 46 und 48 sind bei dieser Ausfüh- Meßköpfe 46 und 48 Daten von den überlappenden

rungsform an jeder Seite des Videokopfcs 40 montiert. Kanten der aufgezeichneten Spur, da sie dem Videokopf

aber quer zur Bewegungsrichtung 21 entgegengesetzt \« 40 folgen. Andererseits kann die Breite der MeBköpfc

versetzt, so daß sie links versetzte und rechts versetzte 46, 48 quer zur Bewegungsrichtung 21 des Videokopfs

Zonen 47 und 49 abtasten, die die Mittclzone 45, welche 40 schmäler als die Breite gewählt sein, um die Überlap-

mit dem erwarteten Bereich der Spurversetzung des pung mit der vom Videokopf 40 abgetasteten Spur zu

Videokopfes 40 übereinstimmt, überlappen. Wie aus verringern oder ganz zu eliminieren. Die Meßköpfc 46,

F i g. 3 zu ersehen, ist der Videokopf 40 direkt auf der 20 48 erstrecken sich jedoch vorzugsweise nicht quer über

Oberfläche des Biegeelements 30 befestigt, so daß er die Dimension der Führungsbänder, welche die aufge-

einen der Mittelzone 45 entsprechenden Versetzungs- zeichnete Spur flankieren, hinaus, wenn der Videokopf

bereich überstreichen kann. Der links aufgesetzte Meß- 40 korrekt der Spur folgt, womit die Meßköpfc 46, 48

kopf 46 ist auf einem Abstandselemcnt 51 befestigt, wel- normalerweise nicht Teile benachbarter Spuren lesen,

ches auf der Oberfläche des Bicgeelcmentes 30 befestigt 2^r> In jedem Fall sind die Köpfe 40, 46 und 48 so an der

ist. Die Dicke des Abstandselcmentes 51 ist geringer als die Breite des Videokopfes 40, so daß der Meßkopf 46 etwas, jedoch weniger als die Breite des Videokopfcs 40, über den Videokopf 40 hinausragt. Der rechte Meßkopf

Rihrungstroinincl 22 angebracht, daß sie seitlich mit der Außenoberfläche der Abtasteinheit 20 abschließen und eine geeignete Zuordnung zwischen Band- und Kopfoberflachc sichern. Um eine gewisse Freiheit in der Vcr-

49 ist auf einer abgesetzten Haltcplalte 53 befestigt, to setzung der Kopfeinheit 42 zu ermöglichen, kann eine

welche durch Ausschneiden einer Ecke des Biegcelements 30 erzeugt wird. Die Halteplattc 53 ist um einen Betrag unter die Oberfläche des Biegeclcmcnts 30 abgesetzt, der der Dicke des Abstandselements 51 entspricht, so daß der Meßkopf 48 tiefer zu liegen kommt als der Videokopf 40 und zwar um einen Wert, welcher geringer als die Breite des Kopfes 40 ist.

Der Videokopf 40 und die Meßköpfc 46 und 48 sind in F i g. 3, von der Oberfläche des Magnetbandes 10 gcse

vergrößerte öffnung 36 in der Führungstrommel 22 erforderlich sein. Darüber hinaus sollten die Meßköpfe 46, 48 so an der Kopfeinheit 42 montiert werden, daß die Ausgangsamplituden der Meßköpfe 46, 48 gleich werden, wenn der Videokopf 40 der Mittellinie der abzutastenden Spur geeignet folgt. Die Figuren zeigen lediglich eine Stellvorrichtung und einen Träger für einen Videokopf. Die Erfindung kann auch zur Positionierung einer Vielzahl von entweder auf getrennten positionier-

hen dargestellt, wobei die Breite ihrer Übertragungs- 40 baren Elementen oder auf einem einzigen Positioniespalte (z. B. 40a des Videokopfes 40) sich quer und im rungselement montierten Videoköpfen eingesetzt wcrwesentlichen senkrecht zur aufgezeichneten Spur 14 er- den.

streckt. Wenn der Videokopf 40 die abzutastende Spur In der F i g. 2 ist eine Steuerschaltung 50 dargestellt,

überdeckt, können die Abtastköpfe 46, 48 die Kanten die die Kopflageinformation der Meßköpfe 46, 48 aufderselben Spur, die Führungsränder zu beiden Seiten 45 nimmt und einer entsprechenden Vorspannung an dem der abzutastenden Spur oder benachbarte Spuren über- Biegeeiement 30 eine Vorspannung zuführt, die den Videokopf 40 in einer gewünschten seitlichen Lage innerhalb der abgetasteten Datenspur hält. In der Fig.4 schematisch gezeigte Leitungen übertragen die Lagcin-

sie die zuvor durch den Videokopf in benachbarten Spu- 50 formation von den Meßköpfen 46 und 48 zur Stcaerren aUigczciCurictcn Daten wiedergcucn. beispielsweise sciirittürig 50 ühu uic KörrcKtionsinioriTiation uann zu können beide Meßköpfe auf einer Seite des Videokopfs dem Biegeeiement 30. Solche Leitungen können auf der angeordnet werden, so daß sie vorher aufgezeichnete Oberfläche des Biegeelcments 30 direkt zur Steuer-Videosignale wiedergeben, während der Videokopf schaltung 50 verlaufen, wenn die Steuerschaltung an der neue Videosignale aufzeichnet. Weil physikalische und 55 rotierenden oberen Führungstrommel 22 montiert ist, elektrische Begrenzungen der Kopfform bei vielen be- oder sie können mit der Steuerschaltung 50 über kannten Köpfen ein Seite-an-Seite-Montieren verhin- Schleifringe oder drehende Übertrager verbunden sein, dem, werden sie versetzt zueinander angebracht Ande- wenn der Steuerkreis 50 anderswo montiert ist Die Leire Anordnungen der Video- und der Meßköpfe sind tungcn zur Steuerschaltung 50 können an den Mctallteimöglich, indem die beiden Meßköpfe an der rechten und bo len des Bicgcelements 30 durch Epoxydharzpunkte belinken Seite des Videokopfes, wie dargestellt, angeord- festigt sein.

net werden. Wenn die Meßköpfe an dem Biegeelement Wie vorstehend erwähnt, erzeugt die Steuerschaltung

30 so angeordnet sind, daß der Videokopf 40 der Mittel- 50 abhängig von der Kopflage eine Vorspannung, wellinie der wiederzugebenden Spur folgt, so sind die Aus- ehe dem Biegeeiement 30 zugeführt wird und das freie gangsamplituden der Meßköpfe 46, 48 gleich. Der Vi- 65 Ende quer zu der Datenspur zur Veränderung der Lage deokopf 40 kann ein üblicher in der Videoaufzeich- des Videokopfes 40 verschwenkt Die Kontakle zum nungS'/Wiedergabetechnik bekannter Kopf sein. Da die Anlegen der Vorspannung an das Biegeeiement 30 kön-Meßköpfe 46,48 nur zur Erzeugung eines Signales, aus nen herkömmlich ausgebildet sein. Beispielsweise kön-

decken. Um den Videokopf 40 während des Aufzeichnungsbetriebs in einer gewünschten Lage zu halten, werden die Meßköpfe vorzugsweise so angeordnet, daß

ncn an den äußeren Oberflüchen jeder piezoelektrischen Keramiklage Platten aus leitendem Material angebracht werden, und die entsprechenden Leitungen können durch Schweißpunkte befestigt werden. Weil das ßicgeelemcnt 30 in einer im wesentlichen senkrecht /u seiner Längs-ZBreitenebene verlaufenden Ebene gebogen werden muß, werden die zwei Vorspannungen nahe an dem Kinspannendc des Biegcelcmcnts 30 angelegt. Diese an sich bekannte Maßnahme ist wesentlich.

Wie vorstehend offenbart, sind die Meßköpfe 46, 48 und der Videokopf 40 an dem freien Ende des Biegeelements 30 befestigt. Das Biegeelement wird senkrecht zu der Spur entsprechend der Amplitude und dem Vorzeichen einer Vorspannung ausgelenkt, bis die Spannungsdifferenz zwischen den Meßköpfen Null wird. Ist die Spannungsdifferenz gleich Null, so folgt der Videokopf 40 der Spur in der gewünschten Querlage. Er wird ir. dieser Lage über die Länge der Spur gehalten, bis er-

um e^:ne kontinuierliche Spurführung zu garantieren. In io neut eine Differenz auftriti und die Lage des Biegeele-Verbindung mit der vorliegenden Erfindung bedeutet mems 30 korrigiert wird.

»kontinuierliche« Spurführung und/oder Justierung der Die HF-"-Videoumhüllenden kann Amplitudenmodula-

Lage eines Magnetkopfes, daß Führung und Justierung lionen enthalten, die von der Videomodulation eines unter keinen Umständen enden und sich deshalb über Trägers für die Aufzeichnung auf dem Magnetband herdie gesamte Abtastung einer Spur fortlaufend erstrek- is rühren. Diese Modulation kann zu einer fehlerhaften ken. Spurnachlaufregelung führen. Um solche Fehler zu un-

Eine Ausführungsform der Steuerschaltung 50 ist in !erdrücken, ist zwischen dem Ausgang jedes Gleichrich-F i g. 4 dargestellt. Während der Wiedergabe erzeugen ters 56,58 und dem Eingang des Differenzverstärkers 60 die beiden Meßköpfe 46, 48 Signale von gegenüberlie- eine Abtast- und Haltesiufe 64 bzw. 66 geschaltet, von genden Kanten der wiederzugebenden Spur, wie bei- 2» denen jede einen Speicherkondensator 72 bzw. 74 aufweist, der zwischen dem Abtast- und Haltekreis und Müsse geschaltet ist. Der Ausgang des Videokopfes 40 ist mit einem Vorverstärker 76 verbunden, dessen Aus

gang seinerseits mit einem Demodulations-Synchroni-

Wenn der Meßkopf das Führungsband vollständig überdeckt, wird das Signal verhältnismäßig klein sein. Überdeckt er einen wesentlichen Teil der aufgezeichneten Spur, dann wird der Signalpegel entsprechend höher.

Jeder der Meßköpfc 46, 48 ist mit einem Vorverstärker 52 bzw. 54 verbunden, der das erzeugte H F-Videosignal verstärkt. Die Ausgangssignale von jeweils an die Vorverstärker 52, 54 angeschlossenen Gleichrichter 56

spielsweisc der Spur 12 in Fig. 1. Die von jedem Meßkopf erzeugten Signale bestehen aus einem HF-Videosignal, welches auf dem Band aufgezeichnet ist. Die momentane Amplitude des von jedem der Meßköpfe erzeugten Signale hängt davon ab, wie weitgehend dieser 25 saiions-Scparator 78 verbunden ist. Der Separator 78 die aufgezeichnete Spur zu jedem Zeitpunkt überdeckt. arbeitet mit der Video-Horizontalzeilenrate und trennt

die Horizontal-Synchronimpulse von dem wiedergegebenen Videosignal ab. Die am Ausgang des Separators 78 auftretenden Horizontal-Synchronimpulse werden 30 einem Eingang der Abtast- und Haltestufen 64,66 zugeführt und veranlassen diese zum Abtasten der Spurführungsinformation währenddes Horizontal-Synchronimpuls-Intervalls. Das Ausgangssignal der Meßköpfe 46, 48 wird auf diese Weise mit der Horizontal-Zeilenrate bzw. 62 werden einem Differenzverstärker 60 züge- J5 entlang der vollständigen Spur 12 fortlaufend periodisch führt, welcher durch Vergleich der gleichgerichteten abgetastet. Eine solche Abtastung eliminiert mögliche Amplitudenwerte eine Fehlerspannung proportional zu
dem Spurführungsfehler erzeugt. Die dabei erzeugte
Ausgangsdifferenzamplitude ist proportional zur Differenz der Durehschnittsamplituden der durch die Meß- 40
köpfe 46 und 48 abgegebenen Amplituden und ihre Polarität gekennzeichnet, welche von den Durchschniltsamplitudcn die größere ist. Wenn sich der Videokopf 40
in einer geeigneten Spurlage befindet, sich die Durchschnittsamplituden der von den Meßköpfen 46,48 abgegebenen Signale gleich. Dementsprechend wird das
Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60 Null sein
oder der gewünschten Spurlage des Videokopfes 40 entsprechen. Ist der Videokopf 40 von der mittleren Spurli-

Amplitudeninterferenzen mit der Spurführungs-Fehlerinformation, weil die Frequenzmodulation der Aufzeichnung nicht die Synchronisierimpulsc beeinflußt.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet wie folgt. Ein Video-Magnetband 10 wird um die Abiasttrommel 20 in bekannter Weise geschlungen. Die obere Führungstrommcl 22 rotiert mit einer hohen Geschwindigkeit und trägt eine Kopfeinheit 42, welche an einem einstellbaren Element bzw. Biegeelement 30 befestigt ist, so daß der Videokopf 40 bei der Wiedergabe eine auf dem Band aufgezeichnete Spur abtastet. Das einstellbare Element wird in einer Richtung senkrecht zu der Spur verbogen, abgelenkt oder in einer anderen Weise vernie in Richtung des links versetzten Meßkopfes 46 ver- w setzt,
schoben (siehe Fig. 3), so vermindert sich die Durch- Meßköpfe 46, 48 tasten die Videokopflage vorzugs-

schnittsampiitude des von dem Meßkopf 46 wiederge- weise durch eine Abtastung gegenüberliegender Kangebenen umhüllenden Signals entsprechend, während ten der gelesenen Spur ab. Die Amplitude des von den das entsprechende Signal des rechten Meßkopfcs 48 Meßköpfen 46, 48 wiedergegebenen Videosignals wird entsprechend wächst. Die umgekehrte Folge tritt ein, 55 durch Gleichrichter 56,58 ausgewertet und durch einen wenn der Videokopf 40 von der Spurmitteilinie in Rieh- Differenzverstärker 60 zur Erzeugung eines Spurfühtung auf den rechten Meßkopf 48 zu verschoben wird, rungs-Korrektursignals verglichen. Das Korrektursid. h. die Durchschnittsamplitude des von dem Meßkopf gnal wird durch einen Verstärker 62 zur Erzeugung ei-48 abgegebenen einhüllenden Signals, welches sich ver- ner Vorspannung verstärkt Die Vorspannung wird dem mindert, während das entsprechende Signal des Meß- m> Biegeelement 30 zugeführt und löst eine Verbiegung . kopfes 46 anwächst Damit folgt die Amplitude der von entsprechend der Amplitude üci von den Meßköpfen -, der Steuerschaltung 50 aus der Differenz der Abweichungsfehler erzeugten Fehlerspannung der Abwei-
- chung, und das Vorzeichen der Fehlerspannung gibt die
v{ Richtung der Abweichung wieder. Das Ausgangssignal t,5
[^l des Differenzverstärkers 60 wird einem Verstärker 62
' , zugeführt, und das Ausgangssigna] dieses Verstärkers
" * liefert die Vorspannung für das Biegeelemenl 30.

erzeugten Signale zu·- Korrektur des Spu-führungspegels aus. Der Vid-^opf 40 wird dabei korrekt 4er abzutastender, .spur nachgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Spurnachlaufregelung des Video-Wiedergabekopfs eines Videomagnetbandgeräts auf Videosignale enthaltende Schräg- oder Querspuren eines Videomagnetbands, mit einer Stellvorrichtung, die den Video-Wiedergabekopf zusammen mit zwei Meß-Wiedergabeköpfen, welche einander gegenüberliegende Spurränder abtasten, quer zur wiederzugebenden Spur beweglich hält, mit Signalamplitudendetektoren, die aus den Ausgangssignalen der Meß-Wiedergabeköpfc Signale erzeugen, die ein Maß für die Abweichung der MeB-Wiedergabeköpfe von den Spurrändern sind und mit einer Vergleichsstufe, die die Stellvorrichtung abhängig von den Signalen der Signalamplitudcndetektoren so steuert, daß sich der Video-Wiedergabekopf in der Mitte der wiederzugebenden Spur befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Vergleicherstufe (60) und die beiden Signalamplitudendetektoren (56,58) Abtast- und Haltestufen (64,66) geschaltet sind und daß an den Video-Wiedergabekopf (40) eine Synchronsignal-Abtrennstufe (78) angeschlossen ist, die die Abtast- und Haltestufen (64,66) während der Synchronsignalintervalle des Videosignals zum Abtasten freigibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Abtrennstufe (78) die Abtast- und Haltestufen (64, 66) während der Horizontal-Synchronsignalintervallc zum Abtasten freigibt.

3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung als piezoelektrisches Biegeelement (30) ausgebildet ist, welches mit seinem einen Ende am rotierenden Teil (22) einer das Magnetband schraubenförmig führenden Abtasttrommel (22,24) gehalten ist und an seinem anderen freien Ende die Magnetköpfe (40,46,48) trägt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetköpfe (40,46,48) sowohl in Richtung der Drehachse des rotierenden Teils (22) als auch in Umfangsrichtung der Abtasttrommel (22, 24) gegeneinander versetzt auf dem Bicgeclcmcnt (30) befestigt sind.