DE2711976A1

DE2711976A1 - Magnetkopfeinheit fuer videobandaufzeichnungsgeraete

Info

Publication number: DE2711976A1
Application number: DE19772711976
Authority: DE
Inventors: David E Brown
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1976-03-19
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1977-09-22
Also published as: JPS5818686B2; NL7702989A; JPS52117105A; BE852622A; US4093885A; GB1579856A; FR2345050A1; CA1125909A; AT388465B; IT1082173B; FR2345050B1; ATA188277A; DE2711976B2; DE7708482U1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

AMPEX CORPORATION

401 Broadway

Redwood City, Calif. 94063

V.St.A.

Magnetkopfeinheit für Videobandaufzeichnungsgeräte

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf piezoelektrische Biege- oder Doppelelemente und im einzelnen auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer elektrischen Anzeige des momentanen Wertes der Abbiegung oder Schwingung von einem ablenkbaren Doppelelement.

-2-

709838/090Ü

Ein piezoelektrisches Doppelelement besteht im allgemeinen aus einem Paar von elektrisch gepolten piezokeramischen Elementen, die an einander gegenüberliegenden Seiten miteinander unter Zwischenfügen einer einfachen Substratschicht verbunden sind. Das Doppelelement kann bei einseitigem Einspannen durch Anwendung einer geeigneten Spannung zwischen jedem piezokeramischen Element und dem Substrat gebogen oder abgelenkt werden. Bei dieser Arbeitsweise kann das Doppelelement als Antrieb bezeichnet werden. Die Größe und die Richtung der Ablenkung des Doppelelementes kann durch Veränderung der Polarität und der Amplitude der angelegten Spannung beeinflußt werden.

Diese Eigenschaft eines Doppelelementes, abhägig von einem angelegten Signal ausgelenkt zu werden, macht es für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten geeignet. Eine derartige Anwendungsmoglichkeit ist in Magnetband-Videorekordern von einem Typ gegeben, wie er in den gleichzeitig eingereichten, auf eine Priorität aus USA zurückgehenden Anmeldungen Serial No. 668, 651 mit einem Titel "Einstellbarer Magnetkopf" und Serial No. 668,571 mit dem Titel "Automatische Abtastspurführung" beschrieben sind. Dabei hat, kurz ausgedrückt, eine Ausführungsform von einem Videobandrekorder mit schraubenförmiger Bandführung, wie er in den vorbezeichneten Anmeldungen beschrieben ist, einen Wiedergabe- oder "Lese"-Kopf, welcher an einem Endteil von einem auslenkbaren Doppelelement befestigt ist. Der Lesekopf ist in Berührungskontakt mit einem Videoband und fühlt ab oder "liest" die in diskreten Spuren auf dem Band aufgezeichneten Daten. In solchen Systemen ist es wichtig, daß der Lesekopf auf die Spur während des Lesevorganges

709838/0999

-B-

zentriert werden kann, um die Informationen in der Spur einwandfrei abzufühlen. Zur Sicherung, daß der Kopf korrekt ausgerichtet ist mit der Spur, welche gelesen werden soll, wird seine Lage hinsichtlich zur Mittellinie der Spur abgefühlt und ein Korrektionssignal wird erzeugt und dem Doppelelement zugeführt, um dieses auszulenken und den Lesekopf gegen die Mittellinie der Spur zu führen. Wenngleich derartige Doppelelemente für die genannten Zwecke sehr gut geeignet sind, müssen doch Vorkehrungen getroffen werden, um unerwünschte elektrische oder mechanische Schwingungen von dem Doppelelement abzuhalten oder zumindest zu dämpfen, und zwar vorzugsweise in einem Frequenzbereich von etwa 10Hz bis über 700 Hz.

Mechanische ,auf das Doppelelement einwirkende Schwingungen können entstehen, wenn der Magnetkopf plötzlich auf das Videoband auftrifft bzw. den Kontakt mit diesem löst. In einem Videorekorder mit schraubenförmiger Bandführung wird der Kontakt zwischen Leseokopf und Band am Ende von jeder Spur gelöst und kurz danach ein neuer Kontakt mit dem Band hergestellt, wenn die nächstfolgende Spur abgetastet werden soll. Mit dem Auftreffen und Lösen des Kontaktes mit dem Band wird ein mechanischer Impuls auf den Magnetkopf übertragen, der diesen und das Doppelelement zu Schwingungen anregt.

Es ist bekannt, derartige Schwingungen mit Hilfe von sogenannten "Totgummipuffer" (unelastische Gummipuffer) zu begrenzen, welche an jeder Seite des Magnetkopfes angeordnet sind, um Schläge des Magnetkopfes aufzunehmen ohne unmittelbares Zurückschwingen. Jedoch begrenzen sol-

709838/0999

choe Puffer die Ausdehnung bis zu welcher das Doppelelement abgelenkt werden kann und damit den Ablenkbereich des Magnetkopfes selbst. Zusätzlich werden, sofern solche Polster verwendet werden in Videorekordern mit schraubenförmiger Bandführung, wo die Magnetkopfeinheit bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert, diese Puffer sehr hohen Beschleunigungskräften, welche bis zu 100 G betragen können, unterworfen. Bei diesen Kräften besteht die Schwierigkeit, die Puffer in ihrer vorbestimmten Lage zu halten.

Schwingungen in dem Magnetkopf können auch durch elektrische Impulse verursacht sein. Beispielsweise können in einem Videobandrekorder, wie er in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung mit der US-PriorMt v. 19. 3.1976, Serial No. 668,652 beschrieben ist, langsame Bewegungen und andere Effekte in einer wiedergegebenen Videoszene erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Halbgeschwindigkeit-Zeitlupenwiedergabe von einem Band dadurch erreicht werden, daß die Bandgeschwindigkeit auf die Hälfte ihrer normalen Geschwindigkeit gebracht wird und der Lesekopf veranlaßt wird, jede Spur zweimal zu lesen, ehe er auf die nächste Spur überschaltet. Um eine Spur zweimal zu lesen, muß der Kopf mechanisch zurückgesetzt werden, zum Anfang von der Spur, welche wiederholt werden soll.Dieses Zurücksetzen des Lesekopfes wird durch Anwendung eines elektrischen Rücksetzsignals durchgeführt, welches an ein ablenkbares Doppelelement, an welchem der Kopf befestigt ist, angelegt wird und dabei das Doppelelement auslenkt und den Magnetkopf an den Anfang der gewünschten Spur versetzt. Das Rücksetzsignal hat die Form eines elektrischen Impulses, der das Doppelelement zu Schwingungen anregt und, wie oben ausgeführt, müssen solche Schwingungen gedämpft werden, um eine korrekte Führung

709838/0999

des Kopfes längs des Bandes zu garantieren. Die Verwendung von "Totgummipuffern" zur Durchführung des Dämpfens der elektrisch induzierten Schwingungen bringt die gleichen Nachteile mit sich, wie sie vorstehend in Verbindung mit der Dämpfung mechanischer Schwingungen erläutert wurden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, in Videobandrekordern mit Magnetköpfen, welche an einem auslenkbaren Doppelelement befestigt sind, Maßnahmen zu treffen zur Abfühlung der Schwingungen in dem Doppelelement und zur Erzeugung eines elektrischen, die Größe der Schwingungen anzeigenden Signals, welches verwendet werden kann als Dämpfungssignal zur Anwendung auf das Doppelelement, um dessen Schwingungen zu dämpfen.

Diese Aufgabe wird mit einer Magnetkopfeinheit entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches mit den Merkmalen des Kennzeichens dieses Anspruches gelöst.

Der Vorteil der elektrischen Schwingungsabfühlung bei einem Doppelelement, wie es in Verbindung mit einem Magnetkopf für Videobandrekorder verwendet wird, kann auch für andere Anwendungsfälle verwendet werden, wo eine Dämpfung der Schwingungen eines piezoelektrischen Doppelelementes gewünscht ist.

Zur Realisierung der Erfindung wird zunächst allgemein ein Schwingungsabfühler zur Verwendung mit einen Magnetkopf tragenden ablenkbaren Doppelelement benötigt.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß der Schwingungsabfühler billig sein soll und nur wenig Raum benötigt, und

709838/0999

* ι-

welcher eine Ermittlung der Schwingungen über einen weiten Frequenzbereich ermöglicht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines ein Doppelelement abtastenden Schwingungsfühlers, welcher speziell gut geeignet ist in Verbindung mit Videoband-Leseköpfen .

Somit bezieht sich die Erfindung auf einen Sensor zur Abfühlung der Schwingungen einer Magnetkopfeinheit und zum Erzeugen eines die Schwingungen anzeigenden elektrischen Signals. Der Sensor enthält einen piezoelektrischen Generator, welcher mit einem Doppelelement auf einem gemeinsamen Substrat befestigt ist. Der piezoelektrische Generator und das Doppelelement haben ein gemeinsames fest eingespanntes Endteil und ein gegenüberliegendes ablenkbares freies Ende, so daß die Ablenkung des freien Endteiles des Doppelelementes eine entsprechende Ablenkung des freien Endteiles des piezoelektrischen Generators verursacht, wobei der piezoelektrische Generator ein elektrisches Anzeigesignal von dem momentanen Wert der Ablenkung des Doppelelementes erzeugt.

Weitere Merkmale und die Vorteil ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Abtasteinheit eines Videobandrekorders mit schraubenförmiger Bandführung aus Anschaulichkeitsgründen stark vereinfacht,

709838/0999

-7-

— Ί —

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Lesekopfeinheit,

Fig.2a eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teiles der Magnetkopfeinheit nach Fig. 2 zur Erläuterung der Lagenkonstruktion dieser Einheit,

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Rückkopplungsschaltkreises zur Steuerung der Schwingungen in einem Doppelelement-Lesekopfeinheit ,

Fig.4a und 4b den Frequenz- und Phasenverlauf, welcher an dem Doppelelement-Magnetkopf in einem Steuersystem nach Fig. 3 auftritt,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm des Steuerkreises nach Fig. 3,

Fig. 6 die Arbeitsweise eines piezoelektrischen Doppelelementes in bekannter Ausführung,

Fig. 7 eine verbesserte Form der Ablenkung eines Doppelelementes,

Fig.8a die Steuerung eines piezoelektrischen Doppelelementes ,

Fig.8b den Spannungsverlauf zum Betrieb eines Doppelelementes gem. Fig.8a,

Fig. 9 ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Doppelelementes, wenn das Ablenksignal keine Gleichstromkomponenten oder niedrige Frequenzen enthält, und

709838/0999

' 40·

Fig. 10 schematisch einen Schaltkreis eines ablenkbaren Lesekopfsystems zur Anwendung einer verbesserten Ablenkmethode nach Fig. 8a.

Wie erwähnt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Abfühlelement zum Abfühlen der Bewegungen eines Doppelelementes in Form eines einen Magnetkopf tragenden piezoelektrischen Generators, welcher mit einem piezoelektrischen Antriebselement zum Abfühlen der Schwingungen kombiniert ist und dabei ein elektrisches Signal entsprechend den Schwingungen erzeugt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der den Magnetkopf tragende piezoelektrische Generator und der Antrieb auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet und erstrecken sich von einem Ende, so daß Ablenkungen oder Schwingungen von dem gegenüberliegenden Ende den Generator veranlassen, ein elektrisches Signal entsprechend des momentanen Wertes der Ablenkung des Antriebselementes und des getragenen Übertragers zu erzeugen. Die Antriebs-Generatorkombination ist vorzugsweise aus einem einzigen piezokeramischen Element mit einer Oberfläche, die an einem Substrat befestigt ist,gebildet und gegenüberliegende Oberflächen sind in einer leitfähigen Schicht abgedeckt, eine für den Antrieb und eine für den Generator. Die zwei leitenden Schichten sind durch einen dielektrischen Zwischenraum voneinander getrennt, um den piezoelektrischen Generator von den an den piezoelektrischen Antrieb angelegten Signalen zu trennen.

Es wird aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung in einer Vielzahl von Anwen-

-9-

709838/0999

-sf-

'4/1.

dungsmöglichkeiten eingesetzt werden kann und, daß sie speziell in Verbindung mit einem Videobandrekorder mit schraubenförmiger Bandführung vorteilhaft ist. Obwohl die Ausführungsform der Erfindung gezeigt und erläutert wird in Verbindung mit einem derartigen Videorekorder, so ist sie doch nicht in ihrer Verwendung in Verbindung mit solchen Geräten beschränkt.

Um die Erfindung klar zu beschreiben und ihre Zusammenarbeit mit anderen Erfindungen, welche in Videobandrekordern mit schraubenförmiger Bandführung verwendet werden, deckt die vorliegende Beschreibung nicht nur die Ausführungsform der Erfindung, sondern auch Ausführung sformen von anderen Erfindungen, die hier nicht beansprucht werden, mit ab. Die Erfindungen, welche erwähnt werden müssen, die aber nicht beansprucht sind, sind in gleichzeitig eingereichten Anmeldungen, welche auf die US-Anmeldungen Serial No. 668,653 und 668,580 zurückgehen, beschrieben. Wie schon oben ausgeführt wurde, beziehen sich die Ausführungsformen jeweils auf Videobandrekorder· Sie sind speziell auf Geräte und Verfahren zur Steuerung der Ausrichtung des Lesekopfes hinsichtlich der Spur auf dem Videoband gerichtet. Aus diesem Grunde wird zunächst eine kurze Beschreibung der Arbeitsweise von einem Lesekopf eines Videobandrekorders gegeben.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß eine Abtasttrommel 20 eines Videobandrekorders mit schraubenförmiger Bandführung ein rotierendes Teil hat, welches einen Wiedergabe- oder "Lese"-kopf trägt, welcher zur Abtastung in Kontakt» aufeinanderfolgender Spuren auf einem magnetischen Videoband gebracht wird.

709838/0999 "¹⁰~

Die Abtasttrommel 20 hat ein Paar von Trommelteilen 22 und 24, um welche das Videoband 26 geschlungen ist. Das Band 26 wird durch (nicht gezeigte) Bandtransportglieder in einer Richtung des Pfeiles A transportiert und läuft um die Trommelteile 22 und 24 in einem schraubenförmigen Weg. Das Band 26 wird in gutem Kontakt und ausgerichtet zu den Trommeln durch Führungsrollen 28 und 3 0 und den Transportgliedern gehalten.

In einem Videorekorder mit schraubenförmiger Bandführung verlaufen die Informationsspuren diagonal zu der Längserstreckung des Bandes und ein Abschnitt von einer solchen Spur 32 ist in einem übertriebenen Maßstab in Fig. 1 gezeigt. Um die in der Spur 32 aufgezeichnete Information abzufühlen ist ein Lesekopf 34 angeordnet an dem Trommelteil 22, welches in Richtung des Pfeils B rotiert. Die Bewegung des Bandes und die Rotation des Kopfes 34 bedingen, daß der Kopf 34 mit dem Band längs der Spur 32 in Berührung kommt und dabei ein elektrisches Signal erzeugt, das die vorher auf die Spur aufgezeichnete Information wiedergibt. Dieses elektrische Signal wird einem Signalverarbeitungskreis zur Verarbeitung in einer an sich bekannten Weise zugeführt.

Es ist ersichtlich, daß das Maß, mit welchem der Kopf 34 die Information einwandfrei wiedergeben kann, welche in der Spur 32 aufgezeichnet ist, von dem genauen Folgen des Kopfes 34 der Spur 32, also der Spurführung des Kopfes, abhängt. Spurführungsprobleme entstehen beispielsweise, wenn das Videoband oder die Spur verworfen wird, beispielsweise durch Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse, welche die Dimensionen des Bandes verändern oder durch Fehler in dem Spannmechanismus des Bandtransportes.

709838/0999

Es ist deshalb wünschenswert, die jeweilige Lage des Magnetkopfes 34 in Bezug zur Spur 32 abzufühlen. Geräte zur Abtastung der Lage von einem Wiedergabekopf im Bezug auf die Spur sind offenbart beansprucht in der vorgenannten gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung, welche auf die üS-Ser. No. 668,571 zurückgeht. Zusammengefaßt geschieht dies dadurch, daß, wenn keine einwandfreie Spurführung zwischen Wiedergabekopf und Spur gegeben ist, ein elektrisches Steuersignal auf einen auslenkbaren Trägerarm, wie beispielsweise ein piezoelektrisches Doppelelement gegeben wird, an welchem der Abtastkopf befestigt ist. Das Korrektursignal veranlaßt den Trägerarm zu einer Auslenkung und zu einer Führung des Kopfes über die Spurmitte und damit eine Verminderung der Spurführungsfehler.

Eine Ablenkung des Wiedergabekopfes ist auch erwünscht in einem Videobandrekorder mit schraubenförmiger Bandführung, wie sie beschrieben ist in der vorgenannten gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung, die auf die ÜS-Ser.No. 668,652 zurückgeht, in welcher feine Verstellungen und andere Effekte in einer wiedergegebenen Videoszene erzeugt werden, beispielsweise eine Halbgeschwindigkeit szeitverzögerung, welche erzeugt wird durch Reduzierung der Bandtransportgeschwindigkeit auf die halbe Geschwindigkeit und durch Doppelabtastung jeder Spur durch den Wiedergabekopf. Um eine Spur zweimal zu lesen, muß der Wiedergabekopf zurückgesetzt werden an den Beginn der Spur, welche wiederholt werden soll. Dieses Zurücksetzen des Wiedergabekopfes erfolgt in einer Ausführungsform eines Rekorders, wie er in der vorgenannten Anmeldung beschrieben ist, durch Anwendung eines elek-

709838/0999

271197S

trischen Rücksetzsignales auf den auslenkbaren Trägerarm, auf welchem der Wiedergabekopf montiert ist. Durch das Signal wird der Trägerarm und damit der Magnetkopf so ausgelenkt, daß der Kopf wiederum an den Beginn der gewünschten Spur gesetzt wird. Das Wiedergabesignal hat die Form eines elektrischen Impulses, welches den Trägerarm zu Schwingungen anregt und solche Schwingungen müssen gedämpft werden, um eine korrekte Führung zwischen Kopf und Band zu garantieren.

Schwingungen des den Magnetkopf tragenden Trägerarmes werden auch erzeugt, wenn der Magnetkopf in Kontakt mit dem Magnetband kommt oder sich von diesem löst. Beispielsweise ist in einer Abtasttrommelanordnung nach Fig. 1 der Magnetkopf 34 einer Spannungsfreigabe unterworfen, wenn er nach Kontakt mit dem Band 26 in dem Spalt zwischen den Umlenkrollen 28 und 30 während jeder Rotation der Trommel 20 geführt wird. Der Kontakt zwischen dem Kopf 34 und dem Band 26 wird wieder hergestellt, wenn der Übertrager die Umlenkrolle 28 bei seiner Drehung in Richtung des Pfeiles B passiert.

Die dadurch in dem Magnetkopfträger ausgelösten Schwingungen sind natürlich unerwünscht, da sie ein Verlassen des Kopfes von der Spur auslösen können. Dieses Verlassen der Spur aufgrund der Schwingungen kann verkleinert oder vollständig eliminiert werden durch Abtastung der Schwingungen in den auslenkbaren Trägerarm und durch Anwendung eines Dämpfungssignals auf den Trägerarm zur Kompensation der Schwingungen.

Auf diese Weise ist es bei Videobandrekordern mit schraubenförmiger Bandführung, in welchem ablenkbare Träger-

709838/0999

- MT-

arme zur Reduzierung der Spurführungsfehler vorgesehen sind, wünschenswert, Glieder zur Dämpfung von elektrisch oder mechanisch induzierten Schwingungen in dem ablenkbaren Trägerarm vorzusehen. Vorzugsweise kann die Dämpfung der Schwingungen elektronisch erfolgen, indem Schaltglieder zur Abfühlung der Amplitude der Schwingungen vorgesehen sind, zur Erzeugung eines elektrischen Anzeigesignals.

Eine ablenkbare Lesekopfeinheit, welche Schaltglieder zur Schwingungsabfühlung, die dort induziert werden ,enthält, istin Fig. 2 gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet.

An einem Ende der Einheit 3 6 ist der Lesekopf 34 angeordnet. Die in diesem Kopf induzierte Spannung wird über Drähte 38 zu einem Paar von Magnetkopfausgangsanschlüssen 40 geführt, von welchen ein üblicher Videoverarbeitungskreis 86 über die Leitung 82 gesteuert wird.

Ein pauschal mit 42 bezeichneter Trägerarm für das Halten und Versetzen des Magnetkopfes 34 ist ein piezoelektrisches Doppelelement, welches abgelenkt wird oder gebogen wird, wenn ein Ablenkungspotential angelegt wird. Das Doppelelement wird gebildet aus einer Anzahl von Schichten, welche miteinander verbunden sind, um einen piezoelektrischen Antrieb 43 zu bilden und enthält ein oberes piezokeramisches Element oder Schicht 44 und ein unteres piezokeramisches Element oder Schicht 46. Die verschiedenen Schichten der Übertragereinheit 36 sind deutlicher aus Fig. 2a zu entnehmen. Piezokeramische Elemente

709838/0999 "¹⁴~

44 und 46 sind in einer üblichen Weise mit einem elektrisch leitenden Substrat 48 verbunden. Das Substrat 48 beschränkt die Bewegung des Doppelelementes zu einer Biegebewegung, abhänging von einem angelegten elektrischen Potential.

Um ein elektrisches Potential den piezokeramisehen Elementen 44 und 46 aufzudrücken, übderdecken leitende Schichten 50 und 52 die äußeren Oberflächen dieser Elemente. Anschlüsse 54 und 56 (Fig. 2) sind elektrisch mit den Schichten 50 und 52 verbunden zum Empfang eines elektrischen Ablenkpotentials. Auch die Trägerschicht 48 hat einen Eingangsanschluß 58, welcher als elektrischer Masseanschluß für das angelegte Ablenkpotential dient. Das elektrische Potential zur Ablenkung des Trägerarmes 42 wird über das piezokeramische Element 44 zwischen den Anschlüssen 54 und 58 und über das piezokeramische Element 46 zwischen den Anschlüssen 56 und 58 angelegt.

Zur Auslenkung des Trägerarmes 42 an seinem freien Ende 60, wo der Magnetkopf 34 montiert ist, ist der Arm freitragend zwischen Isolierplatten 64, welche gehalten sein können von einem (nicht dargestellten) Bolzen, welcher durch die Bohrung 66 greift.

Im Betrieb werden geeignete Ablenkpotentiale über die piezokeramischen Elemente 44 und 46 über die Eingangsanschlüsse 54, 56 und 58 angelegt. Der Trägerarm 42 verbiegt sich dann an seinem freien Ende 60 und versetzt den Magnetkopf 34 in einer Richtung und in einem Maß, welche abhängig ist von der Amplitude und der Polarität des an den Anschlüssen 54,56 und 58 anliegenden Potentials.

709838/0999

OTTO I*?¹,*'

- νί-

In einigen Anwendungsfällen benötigt ein piezoelektrischer Antrieb nur ein einziges piezokeramisches Element, welches auf ein Substrat aufgebracht ist. Beispielsweise könnte ein einzelnes piezokeramisches Element eine obere Oberfläche, welche mit einer leitenden Schicht bedeckt ist und eine untere Fläche, welche mit dem leitenden Substrat verbunden ist, aufweisen, wobei das Element für eine Verkrümmung mit einem elektrischen Potential beaufschlagt wird, das zwischen das Substrat und die leitende Deckschicht angelegt wird. Jedoch,wo große Werte einer Auslenkung benötigt werden, wie beispielsweise bei Videobandgeräten, sollte ein Antriebselement zwei piezokeramisehe Elemente 44 und 46 aufweisen, wie in Fig.2 gezeigt ist.

Zusätzlich weist die Einheit 36 neben dem piezoelektrischen Antrieb 43 zum Versetzen des Magnetkopfes 34 einen Ablenkoder Schwingungssensor in Form von einem piezoelektrischen Generator 68 auf. Der Generator 68 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus einem Kantenteil des piezokeramischen Elementes 44, dessen untere Oberfläche verbunden ist mit dem Substrat 48, wie vorstehend beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, daß der Generator 68 gefertigt werden könnte als ein Teil in der Mitte von dem Element 44. Der Generator hat eine getrennte Leitschicht 72, welche den Elementenbereich 70 deckt. Die leitende Schicht 72 ist von der leitenden Schicht 50 durch einen dielektrischen Zwischenraum 74 isoliert, um den Ausgangswert des Generators 68 von dem an die leitende Schicht 50 angelegten Potential zu trennen.

709838/0999

ORIGINAL INSPCCTEO

Der Generator 68 ist freitragend bei 76 eingespannt und hat ein gegenüberliegendes frei auslenkbares Ende 78. Damit tritt, sofern Schwingungen oder Auslenkungen an dem Antrieb 43 auftreten aufgrund von elektrischen oder mechanischen Impulsen eine entsprechende Ablenkung oder Schwingung an dem freien Ende 78 des Generatorelementes 68 auf und erzeugt zwischen dem Trägersubstrat 48 und der leitenden Schicht 72 ein elektrisches Anzeigesignal von dem momentanen Wert der Auslenkung des Antriebes 43 und damit des Magnetkopfes 34.

In der vorstehenden Beschreibung des piezoelektrischen Antriebes und des Generators wurde ausgeführt, daß der Generator 68 einen Teil 7 0 des piezokeramischen Elementes 44 umfaßt und der Antrieb die Hauptmasse des piezokeramischen Elementes 44. Wie aus den Fig. 2 und 2a zu ersehen, ist der Teil 70 des piezokeramischen Elementes vorzugsweise Teil einer einheitlichen piezokeramischen Schicht oder eines Elementes 44. Jedoch ist es nicht zwingend, daß der Teil 70 Teil von einem breiteren einheitlichen Stück ist. Beispielsweise könnte der Spalt 74 nach unten durchgezogen werden, um die Schicht 44 durchzuschneiden und ein getrenntes Element 70 zu bilden. Es wurde jedoch gefunden, daß,sofern mit großer Amplitude Ablenksignale an das Element 44 und 46 angelegt werden, diese Ablenksignale nur unwesentlich auf den Generator 68 übergreifen, wenn das Elemententeil 70 Teil der einheitlichen Schicht 44 ist. Jedoch ergeben ein Durchziehen des Schnittes nach unten eine erhöhte Isolation von dem Antrieb zunGeneratorkreis und ein Anwachsen der Elementtoleranzen zu der Oberschichtenbeeinflussung.

-17-

709838/0999

ORIQiNAL INSPECTED

Irgend ein Schwingungssensor, welcher ein elektrisches Ausgangssignal der Schwingungen des Armes 42 erzeugt, sollte über einen Frequenzbereich von etwa 10Hz bis mindestens 400 Hz, bei welchem das dargestellte Doppelelement der Trägerarm seine Resonanzfrequenz hat, arbeiten. Der Generator 68 nach Fig. 2,welcher sich der Länge nach längs des Trägerarmes 42 erstreckt, hat einen guten Frequenzverlauf über diesen gewünschten Bereich. Diese Abhängigkeit ist wesentlich besser, speziell bei niedrigen Frequenzen, als die Frequenzabhängigkeit von einem Generator, welcher sich quer zu der Längsdimension des Trägerarmes 42 erstreckt.

Bevorzugte Abmessungen des Trägerarmes 42 sind eine Länge L vom freien Ende 60 zum Einspannpunkt 76 von etwa 2,3 cm und eine Breite W von etwa 1,3 cm. Jede von den Schichten 44, 46 und 48 ist vorzugsweise 0,01 mm dick, während die leitenden Schichten 50, 52 und 72 eine Dicke haben in einem Bereich von wenigen Mikrons. Die Breite der leitenden Schicht 72, gemessen zwischen dem Spalt 74 und der nächsten Kante des Trägerarmes 36, ist vorzugsweise etwa 0,8 mm. Das Substrat 48 ist vorzugsweise aus Messing gefertigt, während die leitenden Schichten 50,52 und aus einem Nickelniederschlag" bestehen. Die piezokeramischen Schichten 44 und 46 sind mit dem Substrat 48 durch ein adhädsives Epoxydharz oder dergleichen verbunden .

Die Lesekopfeinheit 36 kann in ein (nicht dargestelltes) Gehäuse eingebaut werden, welches einen oberen und unteren Teil aufweist, welche die Einheit 36 dazwischen halten. Die gesamte verkapselte Einheit kann zusammengehalten wer-

709838/0999

— 18 —

den durch einen Stift, welcher durch geeignete Bohrungen in einem oberen Teil des Gehäuses durch die Bohrung 66 (Fig. 2) und eine untere Bohrung in dem unteren Teil des Gehäuses geführt ist. Eine detailliertere Beschreibung von einem Gehäuse, welches verwendet werden kann für die Einheit 36,wird in der vorerwähnten Parallelanmeldung entsprechend der US-Anmeldung Serial No. 668,651 beschrieben, deren wesentliche Lehre durch die Bezugnahme übernommen wird.

Die piezoelektrische Antriebs-Generatorkombination wie vorstehend beschrieben, ist mit geringen Kosten zu erstellen und im Betrieb zuverlässig zur Überwachung einer kontrollierten Auslenkung und zur gleichzeitigen Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals zu der festgestellten Ablenkung oder dervai Schwingungen induzierten Ablenkung. Er ist speziell vorteilhaft als Teile einer Lesekopfeinheit für Videobandrekorder und wie schematisch beschrieben in Verbindung mit einem Videobandrekordersystem, wie es im folgenden erläutert wird.

Die piezoelektrische Antriebs-Generatoreinheit dient zur gleichzeitigen Ablenkung eines Abfühlmagnetkopfes und zum Abfühlen von Schwingungen, welche in einem elektronischen Rückkopplungs-Steuersystem zur Dämpfung der Schwingungen in einer Videoband-Abtasteinrichtung verwendet wird.

Es existieren Magnetkopfdämpfungs-Vorschläge, welche sogenannte "Totgummikissen" (unelastische Gummipolster) verwenden, um die Schwingungen am Magnetkopf zu absorbieren, aber diese Polster begrenzen auch den möglichen Abenkbereich der Übertrager. Sofern die Polster an dem

709838/0999

Lesekopf seitlich angeordnet sind in einem rotierenden Abtastsystem, sind sie ebenso wie die rotierende Trommel sehr hohen Beschlainigungskräften unterworfen. Unter diesen Bedingungen ist es schwierig, die Polster in einer geeigneten Lage auf der Trommel zu halten. Ein verbessertes Dämpfungssystem, in welchem die vorstehend beschriebene Antriebs-Generatorkombination verwendet werden kann, ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.Vor der Erläuterung dieses verbesserten Dämpfungssystems, soll jedoch eine kurze Beschreibung des zugehörigen Schaltkreises gegeben werden, um klarzumachen, wie das Dämpfungssystem mit dem zugehörigen Schaltkreis zusammenarbeitet.

Ein Lesekopf 34, vgl. Fig. 3, arbeitet wie vorstehend beschrieben und tastet ab oder liest vorher aufgezeichnete Informationen von einer Spur aus einem Videoband. Der Kopf 34 ist Teil von der Leseeinheit 36, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist und befindet sich auf einem auslenkbaren Trägerarm 42 zur Versetzung des Übertragers 34, abhängig von einem Auslenksignal, um die Ausrichtung des Kopfes 34 mit einer Spur zu korrigieren oder den Kopf 34 an den Anfang einer Spur zurückzusetzen, wie es in einer Zeitlupensshaltung notwendig ist. Der Trägerarm 42 ist fest am Punkt 76 eingespannt und sein gegenüberliegendes Ende, welches den Kopf 34 trägt, ist frei für Auslenkungen.

Die elektrischen Signale des Magnetkopfes 34 erscheinen an einem Leiter 82, welcher diese Signale zu einem üblichen Videoverarbeitungs-Schaltkreis 84 zur Erzeugung, beispielsweise eines zusammengesetzten Fernsehsignals für die RF-Obertragung führt.

-20-

70 9 838/0999

Die im Kopf 34 induzierte Spannung wird auch einem Magnetkopflagesteuerkreis 86 zugeführt. Die Arbeitsweise des Steuerkreises 86 ist beschrieben in der vorgenannten US-Anmeldung Serial No. 668,651 und ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Kurz sei jedoch ein Lagesteuerkreis 86 beschrieben, welcher ein "Zitter"-Signal einer festen Frequenz zur Anwendung an den auslenkbaren Trägerarm 4 2 erzeugt zur Auslenkung oder zum "Zittern" des Magnetkopfes 34 vorwärts und rückwärts über eine Spur über einen festen Bereich. Dieses Zitteren veranlaßt den Übertrager 34 zu einer Querbewegung relativ zu der Spur und das Ausgangssignal des Übertragers 34 wird in der Amplitude moduliert mit der Zitterfrequenz. Die Umhüllende des amplitudenmodulierten Signals enthält eine Information, welche die Ausrichtung zwischen dem Übertrager 34 und der Spur, welche gelesen werden soll, beinhaltet und wird abgetastet um ein Korrektionssignal zur Bewegung des Übertragers 34 gegenüber der Mittellinie der Spur zu erzeugen. Dieses Korrektionssignal und das Zittersignal erscheinen am Leiter 88 und werden im Endeffekt dem ablenkbaren Trägerarm 42 zugeführt.

Ein Magnetkopf-Rücksetzsignalgenerator 90 erzeugt ein elektrisches Signal zur Anwendung auf den auslenkbaren Trägerarm 42 zum ausgewählten Zurücksetzen des Übertragers 34 an den Beginn von einer Spur, wenn dies erforderlich ist. Der Schaltkreis zur Erzeugung von einem solchen Rücksetzsignal ist beschrieben und beansprucht in der vorgenannten US-Anmeldung Serial No. 668,652.

-21-

709838/0999

Das Rücksetzsignal vom Signalgenerator 90 und das Zitterkorrektionssignal vom Schaltkreis 8 6 werden beide einem Frequenzkompensator 92 zugeführt, welcher einen Verstärker umfaßt, dessen Frequenzabhängigkeit die unerwünschte Restabhängigkeitänderung des Trägerarmes 42 vervollständigt, wenn ein elektronischer Rückkopplungssteuerdämpfungskreis verwendet wird, wie er schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Der Frequenzkompensator 92 verstärkt die Tätigkeit des elektronischen Dämpfungskreises, um die gewünschte einheitliche Frequenzabhängigkeit für das gesamte System zu erreichen. Der Umfang der Verstärkung ist im 300 bis 400 Hz-Bereich, wo die elektronische Dämpfungsaktion nicht vollständig das Anwachsen der Frequenzabhängigkeit des Armes 42 an seiner ersten mechanischen Resonanz erreicht.

Die frequenzkompensierten Ablenksignale vom Kompensator 92 werden über den Leiter 94 zu einem Addierverstärker 96 gegeben, welcher die Ablenksignale mit einem Magnetkopf dämpfungssignal addiert, das durch den vorstehend beschriebenen Rückkopplungskreis erzeugt wird. Der Ausgang von dem Addierverstärker 96 führt über den Leiter 98 zu einem Steuerverstärker 100, welcher den Eingangswert verstärkt und dessen Ausgangswert an den ablenkbaren Trägerarm 42 zur gesteuerten Ablenkung des Magnetkopfes 34 auf die Mitte der Spur zugeführt wird und diesen mit der Spur geeignet ausgerichtet hält.

Die verschiedenen Ablenksignale, welche dem Trägerarm 42 zugeführt werden, und zwar speziell die vom Rücksetzgenerator 90 erzeugten Signale, können unerwünschte Schwingungen in dem Arm 42 beseitigen. Dies ist vorzugsweise gegeben, wenn der Arm 42 ein Doppelelement ist,da Doppelelemente Resonanzcharakteristiken zeigen, welche leicht eine gedämpfte Schwingung verursachen.

709838/0939

-22-

Zum Dämpfen solcher Schwingungen ist eine negative Rückkopplungsschleife in dem in Fig. 3 dargestellten System vorgesehen zur Einführung eines elektrischen Dampfungssignales und zur Anwendung des Dämpfungssignales auf dem Trägerarm 42, um dessen Schwingungen zu dämpfen. Das gewünschte Dämpfungssignal wird im allgemeinen von einem Signalgenerator abgeleitet, welcher ein Ablenkgeschwindigkeitssignal erzeugt, das repräsentativ für die augenblickliche Ablenkgeschwindigkeit des Abtastkopfes 34 ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 enthält der Signalgenerator einen Sensor 102, welcher auf dem Trägerarm 42 enthalten ist zur Erzeugung eines Signals, das repräsentativ für die augenblickliche abgelenkte Lage des Magnetkopfes 34 ist, und einen Differentiator 104 zur Umwandlung des Magnetkopflagesignals zu einem Magnetkopf geschwindigkeitssignal. Der Sensor 102 ist vorzugsweise ein piezoelektrischer Generator von dem Typ, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, welcher zusammengebaut ist mit dem Doppelelement-Trägerarm.

Die Ausgangsspannung des Sensors 102 wird zu einem Verstärker 106 mit hohem Eingangswiderstand gegeben, welcher nur eine geringe Belastung für den Sensor 102 darstellt, Da der Sensor 102 sich wie eine Spannungsquelle in Serie mit einer Kapazität verhält,muß jede elektrische Last an dem Sensor 102 klein sein, um eine gute Signalübertragung von dem Sensor 102 auch bei niederen Frequenzen zu garantieren.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 106 wird über einen Addierkreis 108, an dessen anderen Eingang ein Signal liegt, wie unten noch erläutert wird, einem Differentierglied 104 zugeführt, welches das Magnetkopflagesignal des

709838/0999

Sensors 102 differenziert und es zu einem Signal umwandelt, das der momentanen Magnetkopfgeschwindigkeit entspricht.

Das Differentierglied 101 ist mit einer Amplitude/Frequenzabhängigkeit dargestellt entsprechend einem Hochpaßfilter, Es erzeugt dementsprechend eine Phasenvoreilung zu dem Signal, welches es durchläuft. Das kennzeichnende der Phasenverschiebung, welche durch ein Signal, das die Rückkopplungsschleife durchläuft, hervorgerufen wird, wird unmittelbar anschließend erläutert/ um die Funktion der übrigen im einzelnen nicht beschriebenen Elemente der Rückkopplungsschleife besser zu verstehen.

Da der Trägerarm 42 vorzugsweise ein piezoelektrisches Doppelelement ist, besitzt er auch die allgemein bekannten Resonanz- und Antiresonanzcharaktieristiken von piezoelektrischen Kristallen. Die Fig. 4a zeigt den kombinierten Frequenzverlauf von einer Doppeleiementantriebs-Generatorkombination des Types nach Fig. 2. Die Abhängigkeit wird erzeugt durch Anlegen einer veränderlichen Frequenz konstanter Amplitude einer Sinuswelle an den piezoelektrischen Antrieb und durch Messen des resultierenden Ausgangswertes des piezoelektrischen Generators. Das Ergebnis von einer solchen Messung ist in Fig. 4a gezeigt, welche einen Resonanzpunkt nahe 400 Hz und einen Antiresonanzpunkt, welcher zwischen 700 Hz bis etwa 1000 Hz abhängig von einem speziellen Doppelelement, welches eingesetzt wurde, variiert, erkennen läßt. Der Maximumausgangswert von der Antriebs-Genera tor kombination tritt bei Resonanz auf und der Minimumausgangswert bei sehr niedrigen Frequenzen und bei dem Antiresonanzpunkt. Resonanzcharakteristiken

-24-709838/0999

höherer Ordnung sind in Fig. 4a nicht gezeigt. Weil der Ausgangswert der Antriebs-Generatorkombination sein Maximum bei Resonanz hat, werden Schwingungen vorwiegend bei dieser Resonanzfrequenz auftreten, wenn das Doppelelement durch einen elektrischen oder mechanischen Impuls angestoßen wird. Deshalb ist die Rückkopplungsschleife, um das Auftreten solcher Schwingungen zu beseitigen, so ausgelegt, daß das das Doppelelement dämpfende Rückkopplungssignal, welches um 18 0° zu der Phase des Signales, welches ursprünglich das Doppelelement zu Schwingungen anregt,versetzt ist,um dabei der Tendenz des Doppelelements zu Schwingungen entgegenzuwirken.

Um zu garantieren, daß das Dämpfungssignal die richtige Phase hat, muß die Phasenabhängigkeit der Doppelelementäntriebs-Generatorkombination in Relation gesetzt werden. Wie in Fig.4b mit der mit "Doppelelement" bezeichneten Kurve dargestellt, erscheinen die Signale nahe des Resonanzpunktes (um 4 00 Hz) mit einer Phasenverschiebung von etwa 90° beim Durchlauf durch die Antriebs-Generatorkombination und die höheren Frequenzsignale erscheinen mit einer Phasenverschiebung von 180°. Um zu garantieren, daß die Signale nahe der Resonanz eine Restphasenverschiebung von 180° um die Rückkopplungsschleife erfahren und weil alle Signale in der Schleife um eine Phase von 180° verschoben werden durch einen Invertier-Rückkopplungsverstärker bevor sie dem Trägerarm 42 zugeführt werden, müssen die Signale nahe dem Resonanzpunkt kompensiert werden durch 90°, so daß ihre tatsächliche Phasenverschiebung O ist am Eingang des invertierenden Rückkopplungsverstärkers. Dies garantiert, daß die Schleife nicht schwingt bei der Resonanzfrequenz auf-

709838/0999

grund der Instabilität des Rückkopplungssystems. Weil Signale mit einer Frequenz weit vom Resonanzpunkt eine sehr niedrige Amplitude haben,soll die Schleifenverstärkung des Rückkopplungskreises jeweils unterschiedlich sein für diese, so daß die Phasenverschiebung, welche sie erfährt, keine Instabilität in der Schleife hervorruft.

In der Rückkopplungsschleife nach Fig. 3 wird das von dem Differentierglied 104 erzeugte Magnetkopfgeschwindigkeitssignal einem Tiefpaßfilter 110 zugeführt, dessen obere Grenzfrequenz so gewählt ist, daß im wesentlichen Oberwellen zweiter und höherer Ordnung des Doppelelementes gedämpft werden. Derartige Signale besitzen im allgemeinen eine Frequenz von über 2000 Hz und werden gedämpft, um mindestens 20 db durch das Filter 110. Das Filter 110 verursacht eine gewisse Phasenverzögerung der Signale, welche es durchlaufen zusätzlich zu der Eingangsphasenverzögerung von 90°, welche von dem Doppelelement selbst verursacht ist (wie aus Fig. 4b zu ersehen).

Zur Kompensation der Totalphasenverzögerung der Signale nahe des Resonanzpunktes ist dem Filter 110 ein Phasenvoreilnetzwerk 112 nachgeschaltet, welches die Phase der von dem Filter 110 empfangenen Signale so verschiebt, daß jene Signale mit einer Frequenz nahe der Resonanz eine Gesamtphasenverschiebung von 0° beim Verlassen des Voreilnetzwerkes 112 aufweisen. Die mit "Voreilnetzwerk" bezeichnete Kurve in Fig.4b zeigt die Funktion des Voreilnetzwerkes 112. In der tatsächlichen Realisierung fügt das Differentierglied 104 auch eine gewisse Phasenverzögerung ein und unterstützt dabei das Voreilnetzwerk 112 in geeigneter Justierung der Phase der Signale nahe der Resonanz.

709838/0999

Die vom Voreilnetzwerk 112 abgegebenen Signale nahe der Resonanz haben eine Phasenverzögerung von 0 im Vergleich zu den Signalen, welche ursprünglich das Doppelelement erregt haben und sind geeignet, zur Zuführung eines negativen Rückkopplungsverstärkers 114, welcher die vom Voreilnetzwerk 112 empfangenen Signale invertiert. Der Ausgangswert des negativen Rückkopplungsverstärkers 114 ist das Dämpfungssignal, welches in dem Summierglied 96 mit dem über den Leiter 94 anliegenden Magnetkopfablenksignal kombiniert und durch den Antriebsverstärker 100 verstärkt dem Doppelelementträgerarm 42 zugeführt wird, um dessen Schwingungen zu dämpfen. Der Rückkopplungsverstärker 114 hat einen einstellbaren negativen Rückkopplungsweg zum Justieren der Verstärkung der Rückkopplungsschleife, um entsprechende Unterschiede der verwendeten Doppelelemente auszugleichen.

Die Rückkopplungsschleife nach Fig. 3 enthält auch SthaItglieder zur Kompensation der verschiedenen Antiresonanzabhängigkeiten der zu verwendenden Doppelelemente. Eine Frequenzabhängigkeitskurve ist in Fig. 4a durch eine ausgezogene Linie gezeigt und eine gestrichelte Linie zeigt eine abgewandelte Kurve einer Antiresonanzcharakteristik eines anderen Doppelelementes. Beispielsweise kann die Frequenzabhängigkeit von einem Doppelelement wesentlich unter der eines anderen sein, wie durch die Unterschiede der ausgezogenen und der gestrichelten Linien bei der Frequenz von 700 Hz, dargestellt ist. Aus Fig. 4b ist zu ersehen, daß die Phasenabhängigkeit des Rückkopplungssystems zusammen mit dem Voreilnetzwerk so gegeben ist, daß Signale nahe 700 Hz einer 180°-Phasenverschiebung unterworfen wird. Wenn Signale mit einer 180°-Phasenverschiebung dem Eingang des invertierenden Rückkopplungs-

709838/0999

- V-

Verstärkers 114 zugeführt werden, werden sie schließlich dem ablenkbaren Trägerarm 42 in Phase mit den Originalablenksignal zugeführt und Schwingungen mit solchen Frequenzen kommen vor, wenn ihre Amplitude groß genug ist bei Frequenzen entsprechend den positiven Rückkopplungsbedingungen der Rückkopplungsschleife. Doppelelemente mit einer Frequenzabhängigkeit, wie sie durch die fest ausgezogene Kurve von Fig. 4a dargestellt ist, haben einen sehr geringen Ausgangspegel bei 700 Hz, so daß die gesamte Schleifenverstärkung des Systems für solche Signale niedrig genug sein wird, um Schwingungen auszuschalten, ohne Rücksicht auf ihre Phasenabhängigkeit. Jedoch können Doppelelemente mit einer größeren Verstärkung bei 700 Hz, wie dargestellt durch die gestrichelte Linie, eine Instabilität induzieren in das System, wenn nicht eine andere Kompensation vorgesehen wird. Das Rückkopplungssystem nach Fig. 3 kompensiert solche Unterschiede zwischen den Doppelelementen durch Hinzufügen eines Teiles der Auslöseablenksignale zu dem Ausgangswert der Abtasteinrichtung 102, so daß Signale mit einer 180°-PhasenverSchiebung zwischen der Anwendung auf das Doppelelement 42 und dem Ausgangswert des Sensors 102 tatsächlich O werden. Signale,welche eine solche 180°-Phasenverschiebung aufweisen, sind in Fig. 4b in der Nähe der Antiresonanz gezeigt. Deshalb können Signale nahe der Antiresonanz tatsächlich auf O gebracht werden durch Verbindung über die Magnetkopfeinheit 36 als Teil des jeweils zugeführten Signals.

Der Fig. 3 ist eine Möglichkeit zur Zuführung eines Ablenksignals unter Kombination mit einem Positionierungssignal, welches vom Sensor 102 abgeleitet wird in Form

709838/0999

des Potentbmeters 116 und des Verknüpfungsgliedes 108. Die am Ausgang des Addiergliedes 96 erscheinenden Ausgangssignale werden sowohl dem Verstärker 100 als auch dem Potentiometer 116 zugeführt, von welchem ein Teil des Ablenksignals über den Leiter 118 an das Verknüpfungsglied 108 gegeben wird. Das Verknüpfungsglied 108 erhält außerdem vom Verstärker 106 die der Ablenkungslage entsprechenden Signale, welche vom Sensor 102 abgetastet werden. Die Ablenksignale, welche beim Durchlaufen vom Eingang des Trägerarmes bis zum Ausgang des Sensors 102 (d.h. die Frequenzen nahe der Antiresonanz) einer Phasenverschiebung von 180° unterworfen werden, führen zu O in dem Verknüpfungsglied, so daß die Schleife stabilisiert ist für Frequenzen nahe der Antiresonanz. Diese Arbeitsweise verursacht tatsächlich nahe 700 Hz einen künstlichen Nullwert, so daß, abgesehen von dem in der Kopfeinheit 36 verwendeten Doppelelement, der Eindruck entsteht, eine tatsächliche O nahe 700 Hz zu haben, so daß die Schleifenverstärkung für Signale nahe 700 Hz jeweils kleiner sein wird als Einheit und die Rückkopplungsschleife wird stabilisiert werden für Signale bei diesen Frequenzen.

Ein Schaltkreis zur Durchführung der Funktionen der verschiedenen Blocks in Fig. 3 ist in Fig. 5 dargestellt. Die Übertragerablenksignale einschließlich des Zittersignals und des Rückführsignals, wie sie oben erwähnt werden, werden am Anschluß 120 des Frequenzkompensators 92 angelegt, welcher ein Paar von üblichen Verstärkern 122 und 124 aufweist. Die Frequenzabhängigkeit des Kompensator s 92 wird üblicherweise durch die RC-Kopplung um den Versträker 122 und zwischen die Verstärker 122 und 124 gebildet, um im gesamten ein Verstärkung zu haben,

703838/0999 -29-

welche sich verringert mit Frequenzen im Bereich von 300 bis 400 Hz, um die Restfrequenzabhängigkeitsänderungen in der Ablenkempfindlichkeit des Trägerarmes 42 nach Anwendung einer elektronischen Dämpfung zu kompensieren.

Der Ausgang des Verstärkers 124 führt über einen Leiter 94 zum Addierverstärker 96, welcher an seinem nichtinvertierenden Eingang mit dem Rückkopplungssteuerkreis verbunden ist. Der Ausgang des Addierverstärkers 96 dient zum Steuern des Verstärkers 100 über den Leiter 98.

Die negative Rückkopplungsschleife beginnt am Anschluß 126, an welchem die Aussgangssignale des Sensors 102 anliegen. Das Signal vom Sensor 102 wird einem Verstärker 106 zugeführt, welcher einen konventionellen frequenzkoitpansierten rückgekoppelten Verstärker 128 enthält. Der Ausgang des Verstärkers 128 führt zum Inventieranschluß des Addierverstärkers 108, welcher auch an demselben Eingang einen Teil des Magnetkopfablenksignals erhält zur Erzeugung der künstlichen O beim Antiresonanzpunkt, wie vorstehend beschrieben. Dioden 131 schützen den Verstärker 128 vor Hochspannungsübertragungen aufgrund von Kurzschlüssen zwischen dem Sensor 102 und dem Eingang des Trägerarmes 42. Der Ausgang des Addierverstärkers 108 ist dann mit dem Differentiator 104 über eine Reihenschaltung aus Kondensator 129 und Widerstand 130 verbunden.

Das Tiefpaßfilter 110, welches vom Ausgang des Differentiators 104 gespeist wird, ist ein aktives, elliptisches Filter und enthält die Verstärker 132 und 134. Es ist

70 Q 838/09 P y

pauschal mit 136 bezeichnet. Das Voreilnetzwerk 112 nimmt den Ausgangswert des Filters 110 auf und besteht _ aus einem Kondensator 126 in Serie mit einem Widerstand 138. Der Ausgang des Voreilnetzwerkes 112 führt zu dem invertierenden Eingang eines üblichen Rückkopplungsverstärkers 114, dessen Rückkopplung und dementsprechend die Durchgangsverstärkung variierbar ist durch Justieren des veränderlichen Widerstandes 140. Der Ausgang des Verstärkers 140 führt zu dem nichtinvertierenden Eingang eines Summierverstärkers 96/ dessen Ausgangswert den Antriebsverstärker 100 speist, welcher seinerseits den ablenkbaren Trägerarm 42 betreibt zur Ablenkung des Magnetkopfes 34 in der vorstehend beschriebenen Weise.

Das oben beschriebene Dämpfungssystem erzeugt eine verbesserte Dämpfung für ablenkbare Videobandmagnetköpfe, ohne ihren dynamischen Bereich irgendwie zu begrenzen. Die Rückkopplungssteuerschleife in Kombination mit der Antriebs-Generatorübertragereinheit liefert eine zuverlässige und einfache (billige) Schwingungsdämpfung für Videobandrekorder und andere Anwendungen, wo Schwingungen mit einer ablenkbaren Doppelelementübertragereinheit auftreten, wenn diese gedämpft werden sollen.

Aus vorstehendem ergibt sich, wie ein Videobandlesekopf steuerbar abgelenkt und gedämpft werden kann, um eine Ausrichtung zwischen diesen und einer Bandspur aufrechtzuerhalten. Ein verbessertes Doppelelement-Übertragersystem einschließlich einem Verfahren der Anwendung der Ablenksignale zu dem ablenkbaren Doppelelement, um eine maximale Ablenkempfindlichkeit zu erreichen, wird im

709838/0999

.33,

folgenden noch beschrieben werden. Solch ein verbessertes System ist vorteilhaft in Bandrekordergeräten,wie vorstehend beschrieben,und wird deshalb in einer derartigen Verbindung erläutert. Dabei ist selbstverständlich, daß das verbesserte Verfahren zum Betrieb des ablenkbaren Doppelelementes ebenso vorteilhaft bei anderen Anwendungen sein kann, wo der Wunsch besteht, eine große Ablenkung zu erhalten.

Ein Doppelelement, welches für eine Ablenkung in beiden Richtungen bestimmt ist, besteht allgemein aus zwei Schichten eines piezokeramisehen Materials, welches an gegenüberliegenden Seiten mittels eines leitenden Substrates miteinander verbunden sind. Ein Ende des Doppelelementes ist eingespannt und das gegenüberliegende Ende liegt frei, um abhängig von einer an das Element angelegten Spannung ausgelenkt zu werden.

Die Richtung, in welcher ein Doppelelement sich verbiegt, hängt ab von der Polarität der angelegten Spannung und der Polungsrichtung des Paars der pieozokeramischen Elemente. Die Polungsrichtung von einem piezokeramischen Element hängt ab von einer ersten Formierung mit einem gerichteten elektrischen Feld, welches das Element polarisiert, abhängig zu der Richtung des Feldes. Das polarisierte piezokeramische Element hat dann eine "Polungsrichtung¹¹ und zeigt danach einheitliches mechanisches Verhalten, wenn es aufeinanderfolgend anliegenden Spannungen ausgesetzt wird.

Ein bekanntes Verfahren, ein Doppelelement abzulenken oder zu biegen ist in Fig. 6 dargestellt, in welchem

-32-

709838/0999

ein Doppelelement 142 zwei piezokeramische Elemente 144 und 146 enthält, welche an gegenüberliegenden Seiten mit einem leitenden Substrat 148 verbunden sind. Das Doppelelement 142 ist eingespannt bei 150, während das gegenüberliegende Ende 152 frei ist, um ausgelenkt zu werden.

Die piezokeramischen Elemente 144 und 146 sind jeweils mit einem Pfeil versehen, um ihre Polungsrichtung anzuzeigen. WEnn diese Polungsrichtung ausgerichtet ist, wie in Fig. 6 mit den Pfeilen gezeigt ist, in derselben Richtung, soll im folgenden davon gesprochen werden, daß die Elemente eine gemeinsame Polungsrichtung haben.

Die gezeigten Polungsrichtungen werden durch Anlegen einer Spannung über ein piezokeramisches Element erhalten, wobei das positivere Potential am Ende des Pfeiles und das negativere Potential an der Spitze des Pfeiles liegt. Beispielsweise ist in Fig. 6 das Doppelelement 142 nach oben abgelenkt dargestellt durch eine Spannungsquelle 154, welche zwischen die Elemente 144, 146 und das Substrat 148 eingeschaltet ist. Die Polarität der Spannungsquelle 154 ist derart, daß die Spannung im Element 144 in derselben Richtung wirkt, wie die ursprüngliche Polarisierungsspannung, während die Quelle 154 für das Element 146 eine Spannung von umgekehrter Polarität als die ursprüngliche Polarisierungsspannung bildet. Wenn die Polarität einer Ablenkspannung, welche an das piezokeramische Element angelegt wird, identisch ist mit der Polarität der Polarisierungsspannung, sei im folgenden die Ablenkspannung bezeichnet als in der Polungsrichtung wirkend. Somit bildet die Quelle für das Element 144 eine Spannung in der Polungsrichtung und für das Element 146 eine der Polungsrichtung entgegengesetzte Polarität.

709838/0999 -33-

Wenn Paare von piezokeramischen Elementen ausgerichtet sind und eingespannt werden, wie angezeigt in Fig. 6,wird das Doppelelement verbogen in der Richtung von dem Element, welches in seiner Polungsrichtung betrieben wird. Somit biegt sich das Doppelelement 142 aufwärts gegen das Element 144, wenn es durch eine Quelle 154 mit der eingezeichneten Polarität betrieben wird. WEnn keine Spannung angelegt wird an das Doppelelement, entsteht keine Ablenkung. Wenn eine Quelle 156 angeschlossen wird zwischen dem Substrat 148 und den Elementen 144 und 146, wie in Fig. 6 zu sehen, wird das Element 146 in seiner Polungsrichtung betrieben und das Doppelelement verbiegt sich abwärts, wie angezeigt.

Für viele Anwendungen ist das Verfahren des Betriebes eines Doppelelementes, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wobei eine Ablenkspannung angewendet wird in der Polungsrichtung von einem der piezokeramischen Elemente und entgegengesetzt zu der Polungsrichtung des zweiten piezokeramischen Elementes, ausreichend. Jedoch, wenn eine große Ablenkung gewünscht ist, werden auch große Ablenkspannungen benötigt. Es wurde gefunden, daß die Anwendung von großen Spannungen in einer Richtung entgegengesetzt zu der Polungsrichtung von einem piezokeramischen Element dazu führen können, daß dieses Element depolarisiert wird und damit seine Eigenschaft zum Auslenken oder Abbiegen vermindert.

Eine Möglichkeit zum Betrieb eines Doppelelements mit großen Amplitudenablenkungsspannungen,ohne die Gefahr der Depolarisierung eines piezokeramischen Elementes, ist in Fig. 7 dargestellt. In diesem verbesserten Ver-

709838/0939

fahren, besitzt ein Doppelelement 158 ein Paar von elektrisch gepolten piezokeramischen Elementen 160 und 162, welche ebenfalls ausgerichtet sind in einer gemeinsamen Polungsrichtung und verbunden sind mit einem dazwischengefügten gemeinsamen Substrat 164. Das Doppelelement ist eingespannt an einem Ende 166 und frei für Ablenkungen am gegenüberliegenden Ende 168. Bei dieser verbesserten Methode der Ablenkung eines Doppelelementes werden Ablenkspannungen angelegt an die piezokeramischen Elemente derart, daß die Polarität von der angelegten Spannung immer in der Polungsrichtung des Elementes liegt, so daß ein großer Grad von Ablenkung des Doppelelementes erreicht werden kann ohne Depolarisierung eines der piezokeramischen Elemente.

Aus Fig. 7 ist zu ersehen, daß, wenn das Doppelelement 158 nachjoben ausgelenkt werden soll, eine Spannungsquelle 170 eingeschaltet ist zwischen das piezokeramische Element 160 und das Substrat 164, so daß die Polarität der angelegten Spannung in der Polungsrichtung des Elementes 160 verläuft. Dem Element 162 wird keine Spannung aufgedrückt, womit die Biegung des Doppelelementes allein von dem Element durchgeführt wird, welches in seiner Polungsrichtung betrieben wird.

VJenn das Doppelelement 158 abwärts gebogen werden soll, wird eine Spannungsquelle 172 zwischen das Element 162 und das Substrat 164 derart eingeschaltet, daß die Polarität der angelegten Spannung in der Polungsrichtung des Elementes 162 verläuft. Dem Element 160 wird keine Spannung aufgedrückt.

-35-

70 9 338/0999

Um das Doppelelement 158 in den unausgelenkten Zustand zurückzuführen, werden zwei Spannungsquellen 170 und 172 von gleicher Größe zwischen die Elemente 160 und 162 und das Substrat 164 angeschaltet, so daß beide piezokeramische Elemente 160 und 162 in ihrer Polungsrichtung betrieben sind. DAs Resultat von dieser gleichen Ansteuerung der Elemente besteht in einer Nichtablenkung.

Obwohl die Quellen 170 und 172 dargestellt sind als Gleichspannungsquellen, müssen sie dies nicht sein. Wenn das Doppelelement 158 nach oben und unten mit unterschiedlichen Ablenkwerten abgelenkt werden soll, können die Quellen 170 und 172 variabel gemacht werden, um solche Bewegung zu erhalten. Jedoch sollte die Polarität von den den Elementen 160 und 162 zugeführten Spannungen jeweils in der Polungsrichtung des Elementes, an welchen sie wirken, entsprechen.

Eine Möglichkeit der Veränderung der Amplitude und der Frequenz der Ablenkung des Doppelelementes 158 ist schematisch dargestellt in Fig. 8a. Wie dort zu sehen, wird eine Gleichspannung von einer Quelle 174 an das Element 160 in der Polungsrichtung gegeben, Das Element 162 empfängt eine Gleichspannung von der Quelle 176 ebenfalls in der Polungsrichtung. Vorzugsweise erzeugen die Quellen 174 und 176 positive und negative Gleichspannungen mit einer Amplitude gleich 1/2V , wobei ^Vmax ^^{er Max}i^{malwert der} Amplitude des größten Ablenksignales ist, welche den Elementen 160 und 162 zugeführt werden soll. Die Elemente 160 und 162 sind damit entgegengesetzt "vorgespannt" mit 1/2 V und in Abwesenheit

IuS. X

von irgendeiner anderen Ablenkspannung führt das Doppelelernent 158 keine Auslenkung durch.

70S 338/0999

Zur Erzeugung unterschiedlicher Ablenkung des Doppelelementes 158 ist eine Wechselstromablenkquelle 178 zwischen die Elemente 160, 162 und das Substrat 164 über ein Paar von Verstärkern 180 und 182 und die Gleichstromquellen 174 und 176 geschaltet. Die Spannungsdifferenz zwischen positiver und negativer Amplitude des Wechselstromablenksignals, das in Phase den Elementen 160 und 162 zugeführt wird, kann nun so groß wie V sein, ohne daß einem der Elemente eine Spannung zugeführt wird, die entgegen der Polungsrichtung wirken würde.

Wenn das Ablenksignal der Quelle 178 im wesentlichen sinusförmig veräluft, tritt am Element 160 eine überlagerte Spannung auf, wie sie in Fig. 8b dargestellt ist. Wenn die Elemente 160 und 162 entgegengesetzt vorgespannt sind mit 1/2 V und das überlagerte Wechselstromablenksignal den Elementen in Phase zugeführt wird, dann hat die Gesamtspannung über jedes der Elemente 160 und 162 immer eine Polarität, welche in der Polungsrichtung des Elementes verläuft. Die mit "Ablenkung" bezeichneten Kurven in Fig.8b zeigen, daß das Doppelelement 158 ausgelenkt wird in Übereinstimmung mit den Werten der jeweiligen Amplitude der WEchselstromablenkspannung, die von der Quelle 178 angelegt wird.

Wenn die Gesamtspannung am Element 160 mehr (oder weniger) positiv um 1/2 V wird, wird die Gesamtamplitude

max

der Spannung am Element 162 weniger (oder mehr) negativ. Doch da die von der Quelle 176 abgeleitete Vospannung vorhanden ist, wird die Gesamtspannung an dem Element

709838/099Ü

162 inuner in der Polungsrichtung verlaufen, solange die Amplitude der Wechselstromablenkspannung nicht V

max

überschreitet.

Das in Fig 8a gezeigte System zum Betrieb des Doppelelementes 158 ist vollständig mit Wechselstrom gekoppelt, so daß das Doppelelement 158 auch betrieben werden kann bei sehr niederen Frequenzen durch die Quelle 178. In Anwendungsfällen in welchen niedere Frequenzablenkungen nicht benötigt werden, kann eine Ausführungsform, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, vorteilhaft sein. In dem System nach Fig.9 wird nur ein einziger Verstärker 184 benötigt zur Verstärkung der Ablenkwechselspannung von der Quelle 186. Die verstärkte Ablenkspannung wird den Elementen 160 und 162 über die Koppelkondensatoren 186 und 188 zugeführt. Getrennte Gleichstrom-Vorspannungsquellen 190 und 192 mit einer Spannung von 1/2 V spannen die Elemente 160 und 162 so vor, daß die resultierende Spannung an jedem Element jeweils in der Polungsrichtung liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8a sind die Gleichstromquelle 174 und der Verstärker 180 in ein qestricheltes Dreieck einqezeichnet, um anzuzeigen, daß in der praktischen Realisierung sie zusammenqebaut werden können in einen zusammengesetzten Verstärker, welcher das Ablenksiqnal verstärkt und dabei die qeeiqnete Vorspannunq erzeuqt. Ebenso können auch die Spannunqsquelle 176 und. der Verstärker 182 kombiniert werden zu einem einziqen zusammenqesetzten Verstärker. Ein Beispiel eines Paars von zusammenqesetzten Verstärkern zum Betrieb eines Doppelelementes ist in Fiq. 10 qezeiqt. Das Doppelelement, welches durch die Schaltung nach Fiq. 10 betrieben ist.

70:·338/099ίι

* YO-

ist Teil einer Lesekopfeinheit 194, welche in Verbindung mit einem Videobandgerät nach Fig. 3 verwendet werden soll. Die Kopfeinheit 194 ist schematisch und in einer vereinfachten Form in Fig. 10 dargestellt, aber sie ist vorzugsweise ähnlich zu der Magnetkopfeinheit 36, wie sie in Fig. 2 gezeigt wurde.(Der piezokeramische Generator 68 ist nicht gezeigt als Teil der Magnetkopfeinheit 194, um die Zeichnung zu vereinfachen).

Die Magnetkopfeinheit 194 hat eine obere piezokeramische Schicht 196 und eine untere piezokeramische Schicht 198, die gemeinsam mit einem Substrat 200 verbunden sind, welches an Erde liegt. Ablenksignale werden der Magnetkopfeinheit 194 an einem oberen und unteren Belag 202 und 204 zugeführt. Die piezokeramischen Elemente 196 und 198 sind in gemeinsamer Richtung, wie durch die Pfeile angezeigt, polarisiert.

Ein Lesekopf 199 ist an der Einheit 194 montiert und wird in Übereinstimmung den vorausgehenden Erläuterungen entsprechend ausgelenkt. Die piezokeramische Schicht 196 wird durch einen kombinierten Verstärker 206 und die piezokeramische Schicht 198 durch einen kombinierten Verstärker 208 betrieben. Die Verstärker 206 und 208 empfangen Wechselstromablenksignale am Eingangsanschluß 210 mit geringer Amplitude, welche sie verstärken, einer Vorspannung überlagern und den leitenden Schichten 202 und 204 zuführen. Im wesentlichen besteht der Verstärker 206 aus einer ersten Verstärkerstufe, welche durch das Differentialtransistorpaar 216 und 218 gebildet wird. Das Ausgangssignal des Transistors 218 wird demeine konstante Stromquelle bildenden Transistors 220 überlagert. Das verstärkte Signal am Kollektor des Transistors 218 wird

709838/0999

• if/I.

den Basen der als Emitterfolger geschalteten Transistoren 224 und 226 und über die Widerstände 228 und 23 0 dem Ausgangsanschluß 232 zugeführt. Das Signal am Anschluß 232 wird zurückgekoppelt zu der Basis des Transistors 214 über einen Rückkopplungswiderstand 234, so daß der Verstärker 206 arbeitet als ein konventioneller Operationalverstärker mit negativer Rückkopplung.

Die am Ausgangsanschluß 232 erscheinende Gleichspannungsvorspannung ist im wesentlichen +100 V und wird bestimmt durch die Größe der Widerstände 236, 238, den Rückkopplungswiderstand 234. Sie ist von der +200 V-Spannungversorgung abgeleitet. Ein Wechselstromablenksignal von 200 V von Scheitel zu Scheitel kann an dem Ausgangsanschluß 232 auftreten, ohne eine der Polarisierungsrichtung der piezokeramischen Schicht 196 entgegengesetzte Polarität zu verursachen. Die Transistoren 240 und 242 stellen einen Kurzschlußschutz für die Emitterfolger 224 und 226 dar, um den Ausgangsstrom in dem Fall zu begrenzen, daß der Anschluß 232 unvorhergesehen geerdet wird. Der Verstärker 208 ist ebenso wie der Verstärker 206 aufgebaut und erzeugt ein verstärktes Ablenksignal an seinem Ausgangsanschluß 244, welches einer Gleichstromvorspannung von -100 V überlagert ist. Der Verstärker 206 und 208 können zusammen verwendet werden, als Antriebsverstärker 100 in Fig. 3.

Die kombinierten Verstärker 206 und 208 geben Wechselstromablenksignale mit großer Amplitude, welche einer Gleichstromvorspannung überlagert ist, ab zum Betrieb der ablenkbaren Doppelelemente ohne eine Depolarisierung zu verursachen. Das übertragersystem nach Fig. 10 und das anhand der Fig. 8a und 9 erläuterte Verfahren ermöglichen einen verbesserten Betrieb für ablenkbare Doppelelemente.

709838/0999

Aus vorstehendem ist zu ersehen, daß verschiedene verbesserte Doppelelementeinrichtungen und Verfahren beschrieben wurden, während der Darstellung verschiedener Erfindungen, welche zusammen offenbart wurden in der Verbindung mit einem verbesserten Videobandlesesystem. Die Doppelelement-Antriebs-Generatorkombination z.B. stellt eine kompakte,betriebssichere Einrichtung zum Abfühlen der jeweiligen Ablenkposition von einem ablenkbaren piezokeramischen Träger dar. Die dargestellte Ausführungsform von dieser Einrichtung zeigt dies als Teil einer verbesserten Videobandeinheit zur Erzeugung eines Ausgangssignals zur Anzeige der Ablenkposition des Lesekopfes. Diese neue Einheit beseitigt Probleme, welche mit ablenkbaren Kopfeinheiten verbunden sind, welche Schwingungen,wenn sie einen elektrischen oder mechanischen Impuls empfangen, welcher umgewandelt werden kann in ein Dämpfungssignal zum Dämpfen der Kopfschwingungen.

Die Dämpfung von Kopfschwingungen wird durch den beschriebenen Rückkopplungssteuerkreis erreicht, welcher ein Signal entsprechend der Geschwindigkeit der Ablenkung oder Schwingung des Kopfes wiedergibt, das in ein Dämpfungssignal umgewandelt wird und verwendet wird als Dämpfungssignal für den Kopfträgerarm, um dessen Schwingungen zu dämpfen. Die verbesserte Doppelelement-Antriebs-Generatorkombination kann vorzugsweise verwendet werden in diesem Dämpfungssystem, um ein Signal zu erzeugen, zur jeweiligen Anzeige der Kopflage, wobei das Kopfgeschwindigkeitssignal abgeleitet wird durch Differention des Magnetkopflagesignals. Verschiedene Schaltglieder sind vorgesehen in dem Dämpfungssystem zum Stabilisieren des Rückkopplungssteuerkreises bei Frequenzen nahe des Resonanz- und Antiresonanzpunktes des Doppelelement-

7on338/oooy

antrieb-Generators. Dieses Rückkopplungssteuersystem in Verbindung mit der neuen Doppelelementantriebs-Generatorkopfeinheit erzeugt eine wirksame Dämpfung des ablenkbaren Videobandlesekopfes ohne den dynamischen Bereich einzuschränken. Darüberhinaus ist dieses elektronische Dämpfungssystem nicht großen Beschleunigungskräften ausgesetzt, welche normalerweise in Videobandlesesystemen auftreten.

Die Dämpfungssignale und die Magnetkopfablenkungssignale werden vorzugsweise dem Doppelelement-Magnetkopfträgerarm durch das beschriebene Verfahren zugeführt, wobei Depolarisierungseffekte beseitigt werden, die bei früheren Verfahren auftraten, dadurch, daß die angelegten Ablenksignale jeweils in der Holungsrichtung der piezokeramischen Elemente verlaufen, welche angelegt werden. Eine kombinierte Verstärkereinheit ermöglicht die Abgabe großer Amplituden zur Magnetkopfablenkung, wobei eine Ablenkung in beiden Richtungen ermöglich wird, ohne eine Depolarisierung zu befürchten, wodurch die Ablenkempfindlichkeit der Doppelelemente erhalten bleibt.

Die vorstehend beschriebene Verbesserung wurde kombiniert mit einem neuen verbesserten Videobandlesesystem zur Verwendung in Videobandrekordern und speziell zur Verwendung mit Videobandrekordern mit schraubenförmiger Bandführung. Jedoch können die Verbesserungen auch unabhängig voneinander verwendet werden und in anderen Anwendungen als bei Videobandlesesystemen. Darüberhinaus können viele Abwandlungen, Modifikationen und Variationen der speziellen Ausführungsform, wie sie vorstehend beschrieben wurden, durchgeführt werden.

- Patentansprüche 709838/0990

Claims

2 7119 7 δ

Patentansprüche

(1., Magnetkopf einheit für Videobandgeräte, mit einem ablenkbaren Magnetkopf an

einem ablenkbaren Trägerarm in Form eines piezokeramischen Antriebselementes, welches mit einem leitenden Substrat verbunden ist und mit einem Ende seiner Längsdimension eingespannt ist, so daß das andere Ende,welches den Magnetkopf trägt,frei auslenkbar ist abhängig von einem angelegten Ablenkpotential, dadurch gekennzeichnet, daß ein piezokeramisches Generatorelement (68) vorgesehen ist zur Anzeige der jeweiligen Ablenkung des Magnetkopfes (34), welches von dem Substrat (48), welches auch das Antriebselement (43) trägt, gesteuert ist.
2. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Antriebselement (43) und das Generatorelement (68) ein einheitliches piezokeramisches Element (36) bilden.
3. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Antriebselement (43) als auch das Generatorelement (68) jeweils eine untere und eine obere Deckfläche aufweisen, und daß die untere Deckfläche des Antriebselementes und des Generatorelementes mit einem gemeinsamen Substrat (48) verbunden sind und auf ihren oberen Deckflächen jeweils mit entsprechenden leitenden Schichten (50, 72) bedeckt sind, welche durch einen dielektrischen Zwischenraum (74) voneinander getrennt sind.

709838/0999

ORIGINAL
4. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der dielektrische Zwischenraum (74) von dem eingespannten Ende (76) des Antriebselementes (43) bis zum entgegengesetzten freien Endteils (60) des Antrxebselementes erstreckt.
5. Magnetkopfeinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselement (43) ein Doppelelement aus zwei piezokeramischen Elementen (44,46) vorgesehen ist, welche unter Zwischenfügen eines gemeinsamen elektrisch leitenden Substrates (48) miteinander verbunden sind.

70 0 838/0998