DE2747333A1 - Messverfahren und messeinrichtung zur erfassung der elektroakustischen eigenschaften von magnetbaendern - Google Patents
Messverfahren und messeinrichtung zur erfassung der elektroakustischen eigenschaften von magnetbaendernInfo
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Description
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Meßverfahren und Meßeinrichtung zur Erfassung der elektroakustischen
Eigenschaften von Magnetbändern
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Erfassung der elektroakustischen Eigenschaften von Magnetbändern gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 2.
Für die elektroakustisch^ Beurteilung von Magnetbändern, die
als Tonbänder Verwendung finden, werden üblicherweise folgende Bandeigenschaften herangezogen:
Em = Empfindlichkeit bei großen Wellenlängen
Ett = Empfindlichkeit bei kleinen Wellenlängen
AT = Aussteuerbarkeit bei großen Wellenlängen
A„ - Aussteuerbarkeit bei kleinen Wellenlängen K^ = Klirrdämpfung bei großen Wellenlängen
D-z = Differenztondämpfung bei kleinen Wellenlängen R= auf einen Referenzpegel bezogene Dynamik.
Bisher wurden diese Größen in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung
des Magnetbandes bei verschiedenen Parameterwerten, wie Klirrfaktor, Sättigungsmagnetisierung, durch manuelles
Einstellen der sich daraus ergebenden Meßbedingungen ermittelt. Während bzw. nach den einzelnen Messungen sind in vielen
Fällen Rechenoperationen notwendig, um den Zahlenwert einer Parametergröße, beispielsweise des Klirrfaktors, bzw.
den für eine graphische Darstellung geeigneten Zahlenwert der gesuchten Meßgröße zu erhalten. z.B. relativ zu einem Referenzband.
Für die Ermittlung der Größe AT zum Beispiel wird der Aufzeichnungspegel
so lange erhöht,, bis die Wiedergabespannung
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des Meßsignals auf dem Magnetband einen Klirrfaktor - durch die 3. Oberschwingung - von 5 % aufweist. Hierzu muß laufend
das Verhältnis von 3· Oberschwingung zum gesamten Schwingungsgemisch
berechnet werden, um die dem 5 #-Wert entsprechende Wiedergabespannung ablesen zu können, üblicherweise
wird dieser Spannungswert dann noch auf den Wert eines Vergleichsbandes (Referenzband) bezogen. Dieser Meßablauf wiederholt
sich für verschiedene Werte des Vormagnetisierungsstromes, wenn die AT-Größe in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung
graphisch dargestellt werden soll. Die anderen Meßgrößen werden in ähnlicher Weise ermittelt.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß diese Meßmethode kompliziert
ist und viel Zeit in Anspruch nimmt. Dabei ist die Zuverlässigkeit für richtige Meßergebnisse mit den vielen
Zwischenrechnungen belastet. Insbesondere sind die Messungen der Größen Am, A„; K-, und D, von diesen Nachteilen betroffen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und eine Meßeinrichtung zu entwickeln, mit denen die für
die elektroakustischen Eigenschaften eines Magnetbandes charakteristischen Größen schneller,zuverlässiger und genauer
ermittelt und dargestellt werden können als bisher.
Die erfindungsgemäß Lösung dieser Aufgabe ergibt sich insbesondere
aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2.
Das Meßverfahren und die Meßeinrichtung nach der Erfindung ermöglichen einen selbsttätigen Ablauf der Messungen der
die Bandeigenschaften kennzeichnenden Größen bis hin zum mechanischen Erstellen einer graphischen Darstellung der
Meßergebnisse. Die erforderlichen Meßpunkte können nun bedeutend schneller« zuverlässiger und auch exakter als bisher
bei wesentlich geringerem Bedienungsaufwand ermittelt werden.
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Dadurch eignen sich das neue Verfahren und die Einrichtung nicht nur für Routineprüfungen, z.B. Qualitätskontrolle in
der Fertigung, sondern auch für eine Steuerung der Magnetbandhers te llung hinsichtlich der Bandparameter.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Meßeinrichtung
Fig. 2 ein Zeitdiagramm des Meßablaufs für die Meßgrößen Atj Ky, D^
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Programmsteuerung
Fig. 4 Diagramme der Meßgrößen in Abhängigkeit von der
Vormagnetisierung
Auf einem in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Gerät für magnetisch Bandaufzeichnung wird das zu untersuchende
Magnetband an Magnetköpfen 1, 2 für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Meßsignalen vorbeigeführt (Fig. 1). Das Meßsignal
wird von einem Niederfrequenzgenerator 3 erzeugt und erhält in einem Niederfrequenzmodulator 4, wie Diagramm a in Figur 2
zeigt, ein Amplitudenmodulation, über einen Verstärker 5
wird das modulierte Signal dem Aufzeichnungskopf 1 zugeführt, der für die Vormagnetisierung des Magnetbandes noch mit einem
hochfrequenten Strom aus einem Hochfrequenzgenerator 6 beaufschlagt wird. Zur Einstellung der Vormagnetisierung dient ein
steuerbarer Treppengenerator 7> mit dem die Amplitude der Hochfrequenzspannung stufenweise veränderbar ist.
Das mittels des Wiedergabekopfes 2 vom Magnetband abgetastete Meßsignal wird den Auswerteschaltungen 10 für die Meßgrößen
ET; EH; AT; AR; K,; D,j RGA (in Fig. 4 in Abhängigkeit
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vom Vormagnetisierungsstrom I^ dargestellt) zugeführt,
die von einer Programmsteuerung 11 mit DigitalVoltmetern 12
für die Absolutwertanzeige und Relativwertanzeige sowie mit einem Drucker 13 und X/Y-Schreiber 14 verbunden werden.
In diese Verbindung sind ein Ratio-Logarithmierer 15 und
ein Zwischenspeicher 16 geschaltet, der aus einem steuerbaren Abtastteil für die vom Logarthmierer 15 angebotenen
Meßwerte und aus einem Halteteil besteht. Derartige Speicher sind in Fachkreisen unter der Bezeichnung "Sample and Hold"
bekannt und im Fachhandel beziehbar. Der Ratio-Logarithmierer 15 ist ebenfalls ein handelsübliches, elektronisches Bauteil,
durch den die gemessenen Spannungswerte des Wiedergabesignals
in Dezibel-Relationen (db) überführt werden.
Eine Meßablaufschaltung 17* die aus einem Schwellwertschalter
und einem von diesem steuerbaren Impulsgenerator mit Verzögerungsgliedern besteht, erhält vom Logarithm!erer 15 laufend
die an den Auswerteschaltungen 10 gerade abgefragten Werte des abgetasteten Meßsignals. Der auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise
einen Klirrfaktor von 5 % als Parameter, der im Logarithmierer 15 in einen Spannungswert umgesetzt wird, ansprechende
Schwellwertschalter veranlaßt den Impulsgenerator, Steuerimpulse an den Zwischenspeicher 16 zu senden, wodurch
der Spannungswert des in diesem Zeitpunkt gerade abgetasteten und zu einer bestimmten Amplitude des modulierten Aufzeichnungsstromes
gehörenden Meßsignals vom Ausgang des Logarithm!erers
15* der hierzu inzwischen auf die entsprechende Auswerteschaltung
umgeschaltet wurde, in den Zwischenspeicher übernommen
wird. Bis zur Ermittlung des nächsten Meßwertes liegt der gerade im Zwischenspeicher befindliche an den Anzeigeeinrichtungen
12 sowie am Drucker 13 und X/Y-Schreiber 14. Der Schwellwertschalter
der Meßablaufschaltung 17 wirkt ferner über
Verzögerungsglieder auf den Treppengenerator 7, so daß nach Abschluß des Meßzyklus die Spannung des Hochfrequenzgenerators
für die nächste Messung erhöht wird. Der Drucker 13 und der
X/Y-Schreiber 14 werden über weitere Verzögerungsglieder eben-
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falls von der Meßablaufschaltung 17 gesteuert.
Die Programmsteuerung 11 ist aus einem Impulsfolgegenerator 20, einem Pegelumsetzer 21, einer Triggerstuffe 22, einem
BCD-Codierer 2j5 und einer Diodenmatrix 24 aufgebaut (Fig. 3).
Der Impulsfolgegenerator 20 besteht aus einem programmierbaren Zähler und Exclusiv-Nor-Schaltkreisen, die über den
Pegelumsetzer 21 und die Diodenmatrix 24 das Einschalten der Jeweiligen Auswerteschaltung 10 bewirken. Hierzu erhält
der Impulsfolgegenerator 20 nach Abshluß jeder Messung einen Zählirapuls von der Meßablaufschaltung 17, wobei der
erste eintreffende Zählimpuls Je nach Programmierung eine der sieben Auswerteschaltungen 10 einschaltet, die solange
eingeschaltet bleibt, bis eine programmierbare Anzahl von
Zählimpulsen, d.h. Messungen abgeschlossen ist. Der nächstfolgende Zählimpuls schaltet auf die programmierbare, nächste
Auswerteschaltung 10 um.
Der Pegelumsetzer 21 erzeugt geeignete Signalgrößen für die
Diodenmatrix 24 und für den BCD-Codierer 23, an den der Drukker 13 angeschlossen ist, so daß bei Ausdruck der Meßwerte auch
die zugehörige Auswerteschaltung mit ausgedruckt wird. Weiterhin
ermöglicht der Pegelumsetzer 21 den Ersatz der programmierbaren automatischen Umschaltung der Auswerteschaltungen 10
durch manuelle Bedienung. Dabei sorgt ein Verzögerungsglied des Pegelumsetzers dafür, daß das erste, nach einer Umschaltung
gewonnene Meßergebnis erst ausgedruckt wird, wenn ein stationärer Zustand des gesamten Systems erreicht ist.
Für die graphische Darstellung der Meßergebnisse erzeugt der Pegelumsetzer 21 über die Triggerstufe 22 bei jedem Umschalten
zwischen zwei Auswerteschaltungen 10 einen Impuls für das Anlaufen des Treppengenerators 7, der diesen Zustand rückmeldet
und den Impulsfolgegenerator 20 solange sperrt und damit das
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Umschalten auf eine weitere Auswerteschaltung verhindert,
bis der Treppengenerator 7 nach Erreichen seines Höchstwertes in den Anfangszustand zurückgeht.
Die geschilderten Funktionskreise sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt und daher zeichnerisch nicht näher
dargestellt.
Zum besseren Verständnis des vorstehend allgemein beschriebenen Meßverfahrens und der Meßeinrichtung wird nachfolgend
anhand der in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagramme der Meßablauf erläutert.
Es sei angenommen, daß z.B. bei der Messung der Größe Am ein
amplitudenmodulier-tes Meßsignal (Diagr. a) der Frequenz 333 Hz
zum Zeitpunkt tQ die Amplitude hat, bei der der Klirrfaktor
des abgetasteten Meßsignals 5 % erreicht (Diagr. b). Die auf
den erreichten Klirrfaktorwert ansprechende Meßablaufschaltung
veranlaßt das Löschen des Zwischenspeichers l6 mittels eines Nadelimpulses (Diugr. e) dadurch, daß ein Komparator in der
Meßablaufschaltung 17 (Diagr. c) getriggert wird, der zum Zeitpunkt
t, zwangsweise durch Unterschreiten eines Klirrfaktormindestwertes rückgesetzt wird. Gleichzeitig wird durch den
Komparator zum Zeitpunkt t ein Verzögerungsglied angesteuert, das nach seiner Ablaufzeit zum Zeitpunkt t^ eine neue Messung
freigibt (Diagr. d). Anschließend wird der zu dem Klirrfaktorwert gehörende Spannungswert des Meßsignals in den Zwischenspeicher
übernommen (Diagr. f) und durch einen verzögerten Befehlsimpuls zum Zeitpunkt t^ ausgedruckt (Diagr. g). Die Weiterschaltung
der Vormagnetisierungsspannung (Diagr. k) erfolgt durch einen gegenüber dem Zeitpunkt tQ verzögerten Impuls
(Diagr. h) am Ende des Druckbefehls auf den Treppengenerator 7 zum Zeitpunkt t2· Die nächste Messung zur Ermittlung eines
weiteren Meßpunktes kann bei Berücksichtigung des zeitlichen Abstandes zwischen dem Aufzeichnungskopf 1 und dem Wiedergabe-
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kopf 2 frühestens zum Zeitpunkt t^ beginnen, so daß beim
erneuten Erreichen des Klirrfaktorwertes 5 % zum Zeitpunkt te der nächste Meßwert erfaßt werden kann. Der Abstand
zwischen den sich entsprechenden Meßzeitpunkten tQ - t,-ist
gleich dem zeitlichen Abstand zwischen den beiden Magnetköpfen 1 und 2 zuzüglich der für die Auswertung und den
Ausdruck des Meßwertes erforderlichen Zeit. Dabei ist die Modulationsfrequenz so gewählt, daß innerhalb dieser Zeit
auch für die übrigen Meßgrößen AH, K,, Oy für deren Ermittlung
ein amplitudenmoduliertes Meßsignal benötigt wird,jeweils
ein Meßwert gefunden werden kann.
Die Messung der Größen K-* und D, erfolgt auf die gleiche
Weise, wobei die Parametergröße ein bestimmter Wert der Wiedergabespannung des Meßsignals ist.
Bei der Messung der Größe A„ wird bei einer Meßfrequenz von
beispielsweise 10 kHz das zu untersuchende Magnetband jeweils bis zur Sättigung magnetisiert und bei Erreichen der Sättigung
der Wert A„ der Wiedergabespannung gemessen und registriert.
Die Größen ET; EH .und R_. können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung nach dem gleichen Meßablauf ermittelt werden; das Meßsignal ist dann nicht moduliert. Die Stuerung
der Erfassung der Meßwerte erfolgt dabei nicht durch eine gleichzeitig zu messende Parametergröße des Meßsignals, sondern
durch eine Zeitintervallschaltung der Meßablaufschaltung. Beispielsweise werden bei einer Geschwindigkeit des Magnetbandes
von 4,75 cm/s für jeden Meßwert 3 Sekunden benötigt.
Versuche mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung haben gezeigt,
daß bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm/s eine aus 10 Meßpunkten bestehende graphische Darstellung einer
Meßgröße in 30 Sekunden erstellt werden kann.
Zeichn. BASF Aktiengesellschaft
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Claims (3)
- BASF Alctic:-iges3ll3chaftUnser Zeichen: 0.2. 32 836 Sp/Fe 07-00 Ludwigshafen, 13.10.1977PatentansprücheMeßverfahren zur Erfassung der elektroakustischen Eigenschaften von Magnetbändern mittels aufgezeichneter Meßsignale unterschiedlicher Frequenz und Amplitude, bei dem vom Vormagnetisierungsstrom abhängige und zu bestimmten Parameterwerten gehörende Meßwerte der Wiedergabesignale dadurch erhalten werden, daß bei jedem der interessierenden Werte des Vormagnetisierungsstromes die Amplitude des aufzuzeichnenden Meßsignals solange verändert wird, bis der bestimmte Parameterwert des Wiedergabesignals erreicht ist, und der sich dabei einstellende und zu bestimmende Meßwert des Wiedergabesignals registriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein amplitudenmoduliertes Meßsignal aufgezeichnet wird und mit Hilfe einer Meßablaufschaltung bei Erreichen des Parameterwertes, der die Meßablaufschaltung steuert, der zugehörige, zu bestimmende Meßwert des Wiedergabesignals in einen Zwischenspeicher zur weiteren Auswertung übertragen und der Vormagnetisierungsstrom für die Bestimmung des nächsten Meßwertes verändert wird.
- 2. Meßeinrichtung zur Durchführung des Meßverfahrens nach Anspruch 1, mit einem Magnetkopf für die Aufzeichnung des Meßsignals auf ein zu untersuchendes Magnetband und einem Magnetkopf für Wiedergabe des Meßsignals, wozu das Magnetband an den Magnetköpfen vorbeibewegbar ist, und mit einem Niederfrequenzgenerator für das Meßsignal und einem Hochfrequenzgenerator für die Vormagnetisierung, die in ihrer Amplitude einstellbar und mit dem Aufzeichnungskopf verbunden sind, und mit einer Auswerteschaltungen und Anzei-13/77 -2-909817/0345~έ- ο. ζ. 32gemittel umfassenden Schaltungsanordnung, die mit dem Wiedergabekopf in Verbindung steht, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Ratio-Logarithmierers (15) und eines Zwischenspeichers (16) zwischen den Auswerteschaltungen (10) und den Anzeigemitteln (12, 13, 14) und durch eine MeSablaufschaltung (17), die einen auf den Ausgang des Ratio-Logarithmierers (15) ansprechenden Schwellenwertschalter und einen von diesem triggerbaren Impulsgenerator zur Erzeugung von Steuerimpulsen für den Zwischenspeicher (16) aufweist, mit denen das Speichern eines Meßwertes veranlaßt wird, ferner durch einen dem Niederfrequenzgenerator (3) zugeordneten Modulator (4) sowie durch einen vom Schwellwertschalter der Meflablaufschaltung (17) über ein Verzögerungsglied triggerbaren Treppengenerator (7)* rait dem die Amplitude des Hochfrequenzgenerators (6) stufenweise veränderbar ist.
- 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Programmsteuerung (11) zum Abfragen der einzelnen Auswerteschaltungen (10), mit einem programmierbaren Befehlsspeicher und Impulszähler, die ihrerseits in Abhängigkeit von der gerade abzufragenden Auswerteschaltung die Meßablaufschaltung (17) in der Anzahl der Meßwerte und im zeitlichen Ablauf der Messungen steuert und das Umschalten auf die nächste Auswerteschaltung veranlaßt.-3-909817/0345
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