DE2747333C3 - Meßverfahren und Meßeinrichtung zur Erfassung der elektroakustischen Eigenschaften von Magnetbändern - Google Patents

Description

E₁. = Empfindlichkeit bei großen Wellenlängen E₁₁ = Empfindlichkeit bei kleinen Wellenlängen Aj = Aussteuerbarkeit bei großen Wellenlängen A„ = Aussteuerbarkeit bei kleinen Wellenlängen

= Klirrdämpfung bei großen Wellenlängen D₃ = Differenztondämpfung bei kleinen Wellenlängen R_GA = 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 Fallen Rechenoperationen notwendig, um den Zahlenwert ein&pParametergröße, 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 A₇. zum Beispiel wird der Aufzeichnungspegel so lange erhöht, bis die Wiedergabespannung 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 Spannun_yf$wert dann noch

auf den Wert eines Vergleichsbandes (Referenzband) bezogen. Dieser Meßablauf wiederholt sich für verschiedene Werte des Vormagnetisierungsstromes, wenn die /l_r-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 Meßergeb-

nisse mit den vielen Zwischenrechnungen belastet. Insbesondere sind die Messungen der Großen A_T, A_H ; K₃ und D₃ von diesen Nachteilen betroffen.

Der Erfindung lagdaher die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und eine Meßeinrichtung zu entwik-

kein, mit denen die für die elektroakustischen Eigenschaften eines Magnetbandes charakteristischen Größen schneller, zuverlässiger und genauer ermittelt und dargestellt werden können als bisher. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe er-

gibt 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 Bandeigenschuften kennzeich·

nenden Größen bis hin zum mechanischen Erstellen einer graphischen Darstellung der Meßergebnisse. Die erforderlichen Meßpunkte können nun bedeutend schneller, zuverlässiger und auch exakter als bis-

her bei wesentlich geringerem Bedienungsaufwand ermittelt werden.

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 Magnetbundherstellung hinsichtlich der Bandparameter,

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand, 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 A₁.; K₃; D₃,

Fi g. 3 ein Blockschaltbild der Programmsteuerung,

Fig. 4 Diagramme der Meßgrößen in Abhängigkeit 's von der Vormagnetisierung.

Auf einem in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Gerät für magnetische Bandaufzeichnung wird das zu untersuchende Magnetband an Magnetköpfen 1,2 für die Aufzeichnung und Wiedergabe von ^o Meßsignalen vorbeigeführt (Fig. 1). Das Meßsignal wird von einem Niederfrequenzgenerator 3 erzeugt und erhält in einem Niederfrequenzmodulator 4, wie Diagramm a in Fig. 2 zeigt, eine 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 Treppenge- jo nerator 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 E_x; E₁₁; A_T; A₁₁; K₃ « D₃ R_aA (in Fig. 4 in Abhängigkeit vom Vormagnetisierungsstrom I_HF 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-Logarithm ierer 15 und ein Zwischenspeicher 16 geschaltet, der aus einem steuerbaren Abtastteil für die vom Logarithmierer 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 Dezi- w bel-Relationen (db) überführt werden.

Eine Me3ablaufschaltung 17, die aus einem Schwellwertschalter und einem von diesem steuerbaren Impulsgenerator mit Verzögerungsgliedern besteht, erhält vom Logarithmierer 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 eo 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 gehö- μ renden Meßsignals vom Ausgang des Logarithmierers 15, der hierzu inzwischen aif die entsprechende Aus* werteschaltung 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 ebenfalls von der Meßablaufschaltung 17 gesteuert»

Die Programmsteuerung 11 ist aus einem Impulsfolgegenerator 20, einem Pegelumsetzer 21, einer Triggerstufe 22, einem BCD-Codierer 23 und siner 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 ,"öweiligen Auswerteschaltung 10 bewirken. Hierzu erhält der Impulsfolgegenerator 20 nach Abschluß jeder Messung einen Zählimpuls von der Meßablaufschaltung 17, wobei der erste eintreffende Zählimpuls je nach Programmierung eine der sieben Auswerteschaltungen 10 einschaltet, die so lange eingeschaltet bleibt, bis eine programmierbare Anzahl von Zählimpulsen, d. h. Messungen, abgeschlossen ist. Der nächstfolgende Zählimpuls schaltet auf die programmierbare, nächste Auswerteschaltung 10 um.

De? Pegelumsetzer 21 erzeugt geeignete Signalgrößen für die Diodenmatrix 24 und für den BCD-Codierer 23, an den der Drucker 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 so lange sperrt und damit das 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 Gpbiet bekannt und daher zeichnerisch nicht näher dargestellt.

Zum besseren Verständnis des vorstehend allgemein beschriebenen Meßverfahrens und der Meßeinrichtung wird nachfolgend an Hand der in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagramme der Meßablauf erläutert.

Es sei angenommen, daß z. B. bei der Messung der Größe A₁. ein amplitudenmoduliertes Meßsignal (Diagr, a) der Frequenz 333 Hz zum Zeitpunkt I₀ 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 Zwischen-

Speichers 16 mittels eines Nadelimpulses (Diagf. 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 /₀ ein Verzöge· rungsglied angesteuert« das nach seiner Ablaufzeit zum Zeitpunkt f. eine neue Messung freigibt (Diagr. d). Anschließend wird der zu dem KHfffaktorweft gehörende Spannungswert des Meßsignals in den Zwischenspeicher übernommen (Diagr. f) und durch einen verzögerten Befehlsimpuls zum Zeitpunkt f, ausgedruckt (Diagr. g). Die Weiterschaltung der Vormagnetisierungsspannung (Diagr. k) erfolgt durch einen gegenüber dem Zeitpunkt t₀ verzögerten Impuls (Diagr. h) am Ende des Druckbefehls auf den Treppengenerator 7 zum Zeitpunkt t_v Die nächste Messung zur trmittiung eines weiteren MeBpunktes kann bei Berücksichtigung des zeitlichen Abstandes zwischen dem Aufzeichnungskopf 1 und dem Wiedergabekopf 2 frühestens zum Zeitpunkt r₄ beginnen, so daß beim erneuten Erreichen des Klirrfaktorwertes 5% zum Zeitpunkt t_s der nächste Meßwert erfaßt werden kann. Der Abstand zwischen den sich entsprechenden Meßzeitpunkten t_o-t₅ ist gleich dem zeitlichen Abstand zwischen den beiden Magnetköpfen 1 und 2 zuzüglich der fUr die Auswertung und den Ausdruck des Meßwertes erforderlichen Zeit. Dabei ist die Modulationsfrequenz so gewählt, daß innerhalb

dieser Zeit auch für die übrigen Meßgrößen A_n, K₁, D₃, für deren Ermittlung ein amplitudenmoduliertes Meßsignal benötigt wird, jeweils ein Meßwert gefunden werden kann.

Die Messung der Größen K₃ und D₃ erfolgt tnif 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 IcHz das zu untersuchende Magnetband jeweils bis zur Sättigung magnetisiert und bei Erreichen der Sättigung der Wert A₁₁ der Wiedergabespannung gemessen und registriert.

Die Größen E₇-; E₁₁ und R~_A können ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung nach dem gleichen Meßablauf ermittelt werden; das Meßsignal ist dann nicht moduliert. Die Steuerung 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 voi? 4,75 cm/s eine aus 10 Meßpunkten bestehende graphische Darstellung einer Meßgröße in 30 Sekunden erstellt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Meßverfahren 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 Vormagnetisienmgsstromes die Amplitude des aufzuzeichnenden Meßsignals so lange 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 Meßablauf schaltung 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 eiiväm Nitverfrequenzgenerator für das Meßsignal und einem Hochfrequenzgenerator für die Vormagnetisic wng, die in ihrer Amplitude einstellbar und mit dem Aufzeichnungskopf verbunden sind, und mit einer Auswerteschaltungen und Anzeigemittel 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 Meßablaufschaltung (17), die einen auf den Ausgang des Ratio-Logarithmierers (15) ansprechenden Schwellen· wertschalter 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 Meßablaufschaltung (17) über ein Verzögerungsglied triggerbaren Treppengenerator (7), mit 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 Befehlsspeichef und Impulszähler, die ihrerseits in Abhängig* keit 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.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßverfahren zur Erfassung der elektroakustiscben Eigenschaften von Magnetbändern gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 2.

Für die elektf oakustische Beurteilung von Magnetbändern, die als Tonbänder Verwendung finden, werden üblicherweise folgende Bandeigenschaften herangezogen: