DE2753786C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs beschriebenen Art.

Herkömmliche Videorekorder besitzen eine rotierende Magnetkopfanordnung mit wenigstens einem Magnetkopf, der nacheinander parallel laufende Spuren auf einem Magnetband abtastet, um in diesen Spuren Videosignale aufzuzeichnen bzw. aus ihnen wiederzugeben. Während der Magnetkopf bzw. die Magnetköpfe sich relativ zu dem Magnetband drehen, wird dieses selbst in seiner Längsrichtung an der Magnetkopfanordnung vorbeigeführt. Das Magnetband ist schraubenlinienförmig um einen Teil des Umfangs der rotierenden Magnetkopfanordnung geschlungen.

Während des Aufzeichnens synchronisiert ein Servosystem die Drehbewegung der Magnetköpfe mit dem Bandtransport, wobei längs eines Randbereichs des Magnetbandes Steuersignale aufgezeichnet werden.

Bei der Wiedergabe dient das gleiche oder ein ähnliches Servosystem zur Synchronisierung der Bandbewegung und der Drehbewegung der Magnetköpfe nach Maßgabe der bei der Aufzeichnung erzeugten Steuersignale. Die Präzision der Wiedergabe hängt nun davon ab, daß das Servosystem die relative Bewegung und Stellung der Magnetköpfe und des Magnetbandes so steuert, daß jeder Magnetkopf während der Wiedergabe den gleichen Bandbereich abtastet wie bei der Aufzeichnung. Wenn die Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit mit der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit übereinstimmt, bewirkt das Servosystem also, daß die Abtastbahn der Magnetköpfe mit den zuvor aufgezeichneten Spuren zusammenfällt.

Zahlreiche Videorekorder sehen Wiedergabearten vor, z. B. Einzelbildwiedergabe, Zeitlupe und Zeitraffer, bei denen die Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit von der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit abweicht. Die Drehgeschwindigkeit der Magnetkopfanordnung bleibt dabei praktisch konstant. Dies hat zur Folge, daß bei den zuletzt genannten Wiedergabearten die Abtastbahn von der Aufzeichnungsspur abweicht und gegenüber dieser geneigt ist. Solche "Spurfehler" führen zu Rauschen oder Übersprechen, weil der jeweilige Magnetkopf beim Verlassen der Aufzeichnungsspur einen zwischen zwei benachbarten Spuren vorhandenen Sicherheitsstreifen abtastet und deshalb sein Ausgangssignal schwächer wird, bis schließlich Teile der Nachbarspur abgetastet werden.

Eine Schaltungsanordnung mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen ist durch die DE-OS 25 52 784 bekannt. Diese bekannte Schaltungsanordnung betrifft das oben erwähnte Servosystem, das bei "normaler" Wiedergabe, d. h. einer Wiedergabe, die mit derselben relativen Bandgeschwindigkeit erfolgt wie die Aufzeichnung, die Magnetkopfposition in der angegebenen Weise aufeinander abstimmt. Eine Steuerung der Kopfposition derart, daß die erwähnten Spurfehler kompensiert werden, die bei der Wiedergabe mit von der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit abweichender Bandgeschwindigkeit auftreten, ist bei dieser bekannten Schaltungsanordnung hingegen weder vorgesehen noch möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Magnetkopfanordnung relativ zu den auf dem Magnetband aufgezeichneten Spuren derart positioniert bzw. nachgeführt wird, daß auch bei von der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit abweichender Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit eine exakte Spurabtastung stattfindet.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird also die Position der Magnetkopfanordnung durch Detektion eines die Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes kennzeichnenden Geschwindigkeitssignals so gesteuert, daß die Kopfposition auch bei Wiedergabearten, z. B. Einzelbildwiedergabe, Zeitlupe und Zeitraffer, bei denen die Wiedergabe-Bandgeschwindigkeit von der Aufzeichnungs-Bandgeschwindigkeit abweicht, so justiert wird, daß die Spurabtastung ebenso präzise erfolgt wie bei normaler Wiedergabeart.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A eine stark schematisierte Draufsicht einer rotierenden Magnetkopfanordnung eines Video-Bandaufnahmegeräts,

Fig. 1B eine stark schematisierte Seitenansicht einer rotierenden Kopfanordnung eines Video- Bandaufnahmegeräts;

Fig. 2A bis 2C Darstellungen von Videosignalen, die auf ein Stück Magnetband aufgezeichnet sind;

Fig. 3A bis 3C etwas schematisch gehaltene Längsschnitte durch einen Wandler für eine Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4A bzw. 4B schematisch gehaltene Seiten- bzw. Druntersichten eines Teils einer rotierenden Kopfanordnung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zu der Kopfanordnung nach den Fig. 4A und 4B gehörigen Steuerschaltung;

Fig. 6 eine schematisch gehaltene Draufsicht auf die Kopfanordnung;

Fig. 7A die Darstellung von Videosignalen und Taktsignalen, die auf ein Magnetband aufgezeichnet sind;

Fig. 7B bis 7D zeitliche Beziehungen hinsichtlich der Wiedergabe der aufgezeichneten Signale nach Fig. 7A.

Aus Vereinfachungsgründen und zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung bezieht sich die Beschreibung im folgenden auf die Anwendung der Erfindung bei einem Videosignal- Aufnahmegerät und insbesondere bei einem Video- Bandaufnahmegerät. Jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf Videosignal-Aufnahmegeräte. Die Erfindung bezieht sich vielmehr auch auf Aufnahmegeräte zur Aufzeichnung anderer Arten von Analogsignalen, auf Aufzeichnungsgeräte für Digitalsignale und auf sonstige Abtastgeräte mit rotierendem Kopf zum Aufzeichnen, zum Wiedergeben und für sonstige Anwendungszwecke.

Fig. 1A zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine übliche Anordnung mit rotierendem Kopf zur Verwendung in einem Video-Bandaufnahmegerät oder einer vergleichbaren Vorrichtung. Wie üblich, besitzt diese Vorrichtung zwei Aufnahme/Wiedergabe-Magnetköpfe 1 a, 1 b, die um eine vertikale Mittelachse rotieren können. Eine Führungsrolle 2 kann ein Aufzeichnungsmedium, etwa ein Band 3 aufnehmen, das schraubenlinienartig mindestens 180° weit um den Umfang der Rolle gewickelt ist. Die Köpfe 1 a und 1 b können an diametral einander gegenüberstehenden Armen angebracht werden, die so in Drehung versetzt werden, daß sie parallellaufende schrägliegende Spuren auf dem Band 3 nacheinander abtasten. Die Köpfe 1 a und 1 b drehen sich daher in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, während das Band 3 in Längsrichtung bewegt wird, so daß auf ihm Signalinformationen aufgezeichnet werden können, die den Köpfen zugeleitet werden.

Die Führungsrolle 2 kann aber, wie in Fig. 1B dargestellt, auch aus zwei Rollen 2 a, 2 b zusammengesetzt werden, die mit Abstand einander gegenüberstehen, so daß sich zwischen ihnen ein Abtastspalt bildet. Das Band 3 wird schraubenlinienförmig um den Umfang der Führungsrolle 2 gewickelt, so daß die von den Köpfen 1 a, 1 b aufgezeichneten Aufzeichnungsspuren gegenüber der Bandlängsrichtung geneigt verlaufen. Wenn zwei Köpfe benutzt werden, ist es vorteilhaft, wenn sie abwechselnd Spuren aufzeichnen. Das heißt: zunächst zeichnet der Kopf 1 a die eine Spur, dann zeichnet der Kopf 1 b die nächstbenachbarte Spur, darauf der Kopf 1 a die folgende Spur und so fort. Bei der in Fig. 1B wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform sind die Köpfe 1 a und 1 b auf jeweils einer der Rollen 2 a, 2 b angebracht, und diese Rolle wird relativ zu der anderen Rolle so in Drehung versetzt, daß die Köpfe die vorgenannten Abtastbahnen durchlaufen.

Während eines Signalaufzeichnungsvorgangs und während eines Signalwiedergabevorgangs bei "normaler" Geschwindigkeit ist die Relativgeschwindigkeit des Bandes 3 gegenüber den Köpfen 1 a und 1 b die gleiche. Allgemein wird eine (nicht gezeichnete) geeignete Servosteuerschaltung vorgesehen, die die verhältnismäßig geringen Änderungen der Drehzahlen von Bandantrieb- und von Kopfantriebsmotor, der Schrumpfung des Bandes, der Banddehnung, der Unterschiede zwischen verschiedenen Geräten u. dgl. berücksichtigt. Dazu ist ein ein Kopfpositionssignal erzeugender Generator vorgesehen, der Impulse abgibt, wenn die Köpfe 1 a, 1 b in eine vorgegebene Position einlaufen, beispielsweise, wenn der Kopf 1 a erstmalig das Band 3 berührt, d. h., wenn dieser Kopf seine Abtastbahn zu durchlaufen beginnt. Üblicherweise besteht der Kopfpositions- Generator aus einem Magnetelement 4, das an der die Köpfe 1 a, 1 b in Drehung versetzenden Welle so befestigt ist, daß es mit diesen Köpfen umläuft, und das an einem in fester Lage angeordneten magnetischen Ansprechfühler 5 vorbeiläuft und dabei einen Positionsnachweisimpuls erzeugt. Wie an sich bekannt, zeichnet in den üblichen Video-Bandaufnahmegeräten jeder Kopf ein vollständiges Halbbild in einer zugeordneten Aufzeichnungsspur auf, und die Köpfe drehen sich mit 30 Umdr/sec für die Bildzahl von 30 Bildern je Sekunde. Die Positionsnachweisimpulse aus dem Ansprechfühler 5 haben somit eine Frequenz von 60 Hz.

Zweckmäßigerweise kann das Videosignal-Aufzeichnungs/ Wiedergabegerät sowohl für den normalen Wiedergabebetrieb als auch für einen "unnormalen" Wiedergabebetrieb eingesetzt werden. Beim normalen Betrieb wird das Aufzeichnungsmedium während eines Wiedergabevorgangs mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie während eines Aufnahmevorgangs. Demgegenüber bewegen sich bei unnormalem Wiedergabebetrieb die Köpfe zwar mit der gleichen Genauigkeit wie bei der Aufzeichnung, die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums ist demgegenüber jedoch geringer oder größer. Bei dem unnormalen Wiedergabebetrieb unterscheidet sich somit die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium und den Köpfen von der relativen Bewegungsgeschwindigkeit während der Aufzeichnung. Typische Beispiele für eine derartige unnormale Betriebsweise ist die Einzelbildschaltung, bei der das Aufzeichnungsmedium vollständig angehalten wird, so daß die Köpfe ein und dieselbe Aufzeichnungsspur wiederholt abtasten; beim Zeitdehnungsbetrieb wird das Aufzeichnungsmedium mit einer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt, die einem Bruchteil seiner normalen Geschwindigkeit entspricht, so daß die Köpfe ein und dieselbe Spur mehrere Male abtasten; beim Zeitrafferbetrieb wird das Aufzeichnungsmedium mit sehr viel größerer Geschwindigkeit bewegt als während der Aufnahme. Bei diesen unnormalen Wiedergabe-Betriebsarten besteht die gleiche Schwierigkeit, daß die von den Köpfen überstrichene Abtastbahn nicht mehr mit der zuvor aufgezeichneten Aufzeichnungsspur zusammenfällt. Das liegt natürlich an der Änderung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums im Verhältnis zu den Abtastköpfen bei derartigen unnormalen Wiedergabe-Betriebszuständen, verglichen mit der normalen Aufzeichnungsgeschwindigkeit. Wegen dieser Abweichungen fluchten die Köpfe nicht genau mit der Aufzeichnungsbahn und können daher Rauschen von den Schutzstreifen aufnehmen, die die nebeneinanderliegenden Aufzeichnungsspuren trennen, und/oder Übersprechen von Nachbarspuren. Wenn diese Schwierigkeit auch, wie erwähnt, bei jeder der genannten unnormalen Wiedergabe-Betriebsweisen auftritt, läßt es sich am besten anhand des Einzelbild- Betriebs erläutern.

In Fig. 2A ist eine Anzahl parallellaufender Spuren T wiedergegeben, die während eines Aufzeichnungsvorgangs auf dem Band 3 aufgezeichnet sind. Da das Band 3 in Pfeilrichtung A bewegt wird und da die Aufzeichnungsköpfe, etwa der Kopf 1 a, die Oberfläche des Bandes 3 in der Pfeilrichtung B überstreichen, werden parallele Spuren T gezeichnet, die gegenüber der Bandlängsrichtung geneigt verlaufen. Während eines normalen Wiedergabevorgangs wird das Band 3 wiederum in Richtung des Pfeils A mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei dem Aufzeichnungsvorgang vorwärtsbewegt. Und auch die Köpfe 1 a, 1 b werden in Richtung B mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei der Aufzeichnung bewegt. Daher stimmen die Abtastbahn beispielsweise des Kopfes 1 a bei normalem Wiedergabebetrieb und die Abtastbahn des gleichen Kopfes beim Aufzeichnungsbetrieb überein. Infolgedessen fällt die Abtastbahn des Kopfes 1 a zusammen mit der Spur T, wodurch die zuvor aufgezeichneten Videosignale genau wiedergegeben werden.

Wir gehen nun davon aus, daß das Band 3 bei einem Einzelbild- Wiedergabebetrieb in der Weise angehalten wird, daß der Kopf 1 a das Band zunächst an einer Stelle im Bereich zwischen aufeinanderfolgenden Spuren T berührt, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. Da das Band 3 stillsteht, fällt die von dem Kopf 1 a durchlaufende Abtastbahn nicht mehr mit den parallelen Spuren zusammen. Wie Fig. 2B zeigt, ist daher die Abtastbahn derart geneigt oder winkelmäßig versetzt gegenüber einer Aufzeichnungsspur T, daß nur der Anfangs- und der Endbereich der Abtastbahn mit dem Anfangs- und dem Endbereich der zugeordneten Aufzeichnungsspuren zusammenfallen.

Wäre das Band 3 in der Weise angehalten worden, daß der Mittelbereich der Abtastbahn (P₂ in Fig. 2C) mit dem Mittelbereich der Aufzeichnungsspur T zusammenfällt, so würde die Abweichung zwischen Abtastbahn und Aufzeichnungsspur die in der genannten Figur wiedergegebene Form annehmen. Obwohl die Köpfe 1 a bzw. 1 b die jeweiligen Abtastbahnen P₁ und P₂ je nach der speziellen Lage überstreichen, in der das Band 3 angehalten ist (vgl. Fig. 2B bzw. 2C), können die von den Köpfen wiedergegebenen Signale wegen der dargestellten Abweichungen zwischen der Abtastbahn und den Aufzeichnungsspuren keine genaue Wiedergabe der aufgezeichneten Signale sein. Wenn demnach einer der Köpfe eine Abweichung nach der einen oder der anderen Seite der abzutastenden Aufzeichnungsspur aufweist, so werden Rauschen oder Übersprechsignale vom Sicherheitsstreifen oder von der benachbarten Spur aufgenommen und verzerren die wiedergegebenen Signale. Wenn man in den Fig. 2A bis 2C das Verhältnis zwischen der Spur T und ihren Seitenstreifen geometrisch vergrößert darstellt, verläuft der unnormale Vorgang insgesamt gesehen in der beschriebenen Weise. Bei der praktischen Ausführung können Seitenstreifen bzw. Spur 50 µm bzw. 130 µm breit sein.

Der Zweck der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die automatische Herabsetzung der obenbeschriebenen Abweichungen auf ein Minimum. Die Arbeitsweise der Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Köpfe 1 a und 1 b auf einstellbaren Halterungen angebracht sind; dann kann die Position jedes Kopfes relativ zu einer Aufzeichnungsspur T während der Abtastung des Bandes durch den Kopf derart verändert werden, daß die Abtastbahn des Kopfes mit der Aufzeichnungsspur zusammenfällt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht jede einstellbare Kopfhalterung aus einem piezoelektrischen Element, das auf das Anlegen einer Gleichspannung im Sinne einer Biegung oder Ablenkung in einer Richtung anspricht, die senkrecht zu dessen Hauptflächen verläuft. Eine Kopfhalterung mit piezoelektrischen Bauelementen ist beispielsweise in der US-PS 37 87 616 beschrieben.

Die Fig. 3A bis 3C zeigen in schematischer Darstellung eine Kopfhalterung, wie sie für die Ausführungsform der Erfindung angewendet werden kann. Diese Halterung besteht aus zwei blattartigen Elementen 7 bzw. 9, die jeweils aus piezokeramischem Material hergestellt sind, dessen Polarisationsrichtungen durch die Pfeile C bzw. D angedeutet sind. Die gegenüberliegenden Hauptflächen des piezokeramischen Blattelements 7 sind mit Elektroden 6 a bzw. 6 b überzogen, und die gegenüberliegenden Hauptflächen des piezokeramischen Blattelements 9 sind in entsprechender Weise mit Elektroden 8 a bzw. 8 b überzogen. Wenn die piezokeramischen Elemente 7 und 9 übereinanderliegen, so daß die Elektroden 6 b und 8 a einander berühren, und wenn, wie in Fig. 3B angedeutet, eine variable Gleichspannung an die entsprechenden Elemente gelegt ist, sucht das piezokeramische Element 7 sich in Längsrichtung zu dehnen, während das piezokeramische Element 9 sich zusammenzuziehen sucht. Infolge dieser in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräfte verbiegt sich die Halterung oder wird ausgelenkt um einen Betrag, der von der Stärke des an jedes Element angelegten elektrischen Feldes abhängt. Wird die Polarität des elektrischen Feldes umgekehrt, so ändert sich in gleicher Weise auch die Verbiegungs- oder Ablenkrichtung des Elements.

Wenn die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente entgegengesetzt zueinander verlaufen, d. h. wenn die Elektrode 6 a des Elements 7 jetzt die Elektrode 8 a des Elements 9 berührt, wird die Spannung zur Erzeugung einer Auslenkung so angelegt, wie es in Fig. 3C dargestellt ist. Eine Spannung braucht somit nicht an die einander berührenden Elektroden gelegt zu werden. Vielmehr verbiegt sich die dargestellte Anordnung, wenn eine Vorspannung an die Elektrode 8 b und eine veränderliche Spannung an die Elektrode 6 b gelegt wird, nach unten, wenn die veränderliche Spannung kleiner ist als die Vorspannung, und sie verbiegt sich nach oben, wenn die veränderliche Spannung größer ist als die Vorspannung. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Vorspannung den Wert V₀/2 hat, während die Antriebsspannung sich zwischen 0 und V₀ verändert.

Ein praktisch ausführbares Beispiel für eine Kopfhalterung aus Blattelementen nach den Fig. 3A bis 3C ist in den Fig. 4A bzw. 4B dargestellt, die eine Ansicht von unten bzw. von der Seite darstellen. Eine Grundplatte 10 nimmt die piezokeramischen Elemente 7, 9 auf, die an der Grundplatte mit einem geeigneten Kleber oder Kunststofformteil 11 befestigt werden können. Die Blattelemente 7, 9 stehen von der Grundplatte 10 vor, und der Magnetkopf 1 a oder 1 b ist am freien Ende der Blattelemente angebracht. Die Grundplatte 10 kann an den rotierenden Armen der rotierenden Magnetkopfteile befestigt sein oder stattdessen auch beispielsweise an der Grundfläche der Führungsrolle 2 a (Fig. 1B). In jedem Falle ragen die Blattelemente 6, 7 von der Drehachse der Köpfe weg nach außen.

Vorzugsweise werden dämpfende oder federnde Elemente 13 a und 13 b aus Butylkautschuk, Weichkunststoff oder ähnlichem Material angebracht, um freie oder Resonanzschwingungen der Blattelemente 7, 9 zu dämpfen, die durch die Kräfte herbeigeführt werden können, die aufgrund der an die jeweiligen Elektroden gelegten Biegespannungen auftreten können. Diese Kräfte können beispielsweise die Blattelemente aus einer Anfangslage in eine Endlage verbiegen, wenn der daran angebrachte Kopf seine Abtastbahn durchläuft, und können die Blattelemente dann in ihre Ausgangslage zur Vorbereitung der nächsten Abtastung zurückführen. Die Dämpfungselemente sollen die Schwingungen der Blattelemente dämpfen, die durch diese Biegung verursacht werden. Dementsprechend sind die Dämpfungselemente 13 a bzw. 13 b mit Schellen 12 a bzw. 12 b verbunden, die von der von der Grundplatte 10 nach außen wegführenden Montageplatte 14 für die Dämpfungselemente ausgehen. Eine zweckmäßige Dämpfungswirkung ist erreicht, wenn die Dämpfungselemente 13 a und 13 b zwischen die Seitenflächen der Blattelemente und die Schellen 12 a und 12 b mit einer Kraft gepreßt sind, die geeignet ist, eine Schwingung in Richtung des Pfeils e, nicht aber die durch die zugeführte Spannung verursachte Verbiegung der Blattelemente in Richtung des Pfeils f zu verhindern. Die Zuführung der Biegespannung erfolgt durch ebenfalls eingezeichnete Leiterdrähte zu den jeweiligen Elektroden. Man kann auch zwischen den Blattelementen und der Montageplatte 14 einen (nicht gezeichneten) Anschlag vorsehen, um eine auf höhere Spannungen zurückzuführende Verbiegung zu dämpfen oder zu verhindern.

Die Hauptflächen der Blattelemente 7 und 9 haben keine Rechteckform, sondern eher die Form eines Dreiecks, wobei die Breite der Elemente in Richtung auf den Anbringungspunkt der Magnetköpfe 1 a und 1 b abnimmt. Wenn man eine derartige Form auswählt, kann man die Grundfrequenz oder sonstige Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Materials nach Bedarf vorbestimmen.

Während des Aufzeichnungsvorgangs sollten die Köpfe 1 a und 1 b in ihrer normalen, unabgelenkten Stellung verbleiben. Daher wird während der Aufzeichnung einem Paar der Blattelemente keine Ablenk- oder Antriebs-Spannung zugeführt. Dagegen wird während des Arbeitens beim unnormalen Wiedergabebetrieb, d. h. bei Einzelbild-, Zeitraffer- oder Zeitdehnerbetrieb, vorzugsweise eine Antriebsspannung zugeführt. Wenn beispielsweise die Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsspur der Abtastbahn P₁ entspricht (Fig. 2B), sollte die Antriebsspannung vom Pegel Null am Anfang der Abtastbahn auf einen Maximalwert am Ende der Abtastbahn ansteigen. Wenn die Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsbahn der Abtastbahn P₂ (Fig. 2C) entspricht, sollte die Antriebsspannung von einem Höchstwert am Beginn der Abtastbahn bis auf den Wert Null in der Mitte der Bahn fallen und dann bis zum Ende der Abtastbahn auf einen Höchstwert ansteigen. Die Antriebsspannung zum Auslenken der Kopfhalterung zwecks Korrektur der Abtastbahnabweichungen nach den Fig. 2B-2C sollte Sägezahn- oder Dreiecksform haben. Für die spezielle Abweichung und für die Anordnung mit piezokeramischen Blattelementen nach Fig. 3C sollte die Amplitude der veränderlichen Antriebsspannung V in der Wegmitte gleich der Vorspannung V₀/2 sein.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung einer Antriebsspannung, die zur Anwendung an einer Anordnung aus piezokeramischen Blattelementen geeignet ist, mit denen Abweichungen der Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsspur während deren Wiedergabe korrigiert werden können.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung 100 enthält eine Schaltung zur Erzeugung eines Steuersignals, das den Elementen 7 und 9 zugeführt wird und die Stellung der Köpfe 1 a und 1 b während der Wiedergabe in solcher Weise zu verändern gestattet, daß eine fehlerhafte Wiedergabe kompensiert wird, die anderenfalls auftreten könnte, und die zwei Ursachen hat.

Die erste Ursache einer möglichen fehlerhaften Spurführung liegt, wie oben beschrieben, in der Winkelabweichung zwischen der Bewegungsbahn des Kopfes und den aufgezeichneten Spuren, verursacht durch den Geschwindigkeitsunterschied gegenüber dem Kopf während der Aufzeichnung einerseits und der Wiedergabe andererseits. Die zweite Ursache ist das mögliche Ausbleiben einer genauen Synchronisation zwischen dem Vorübergang einer bestimmten aufgezeichneten Spur an der rotierenden Kopfanordnung und dem Magnetkopf 1 a oder 1 b. Derartige Synchronisationsmängel könnten natürlich auftreten, wenn die Bandbewegung für den Einzelbildbetrieb unterbrochen würde, aber natürlich auch unter anderen Umständen. Beim Fehlen einer genauen Synchronisation verlagert sich die Nachführungsbahn des Kopfes gegenüber den aufgezeichneten Spuren (vgl. Fig. 7A). Beim Auftreten von Synchronisationsfehlern und gleichzeitiger abweichender Rückspielgeschwindigkeit wird natürlich die Nachführungsbahn gegenüber den aufgezeichneten Spuren versetzt und geneigt.

In Fig. 5 ist 21 ein Magnetkopf, der der Steuerimpulsspur des Bandes 3 zugeordnet ist, und der Wiedergabekopf 5 wirkt als Impulsgenerator, wodurch die Position der rotierenden Köpfe 1 a und 1 b genau nachgewiesen werden kann. Der Kopf 21 befindet sich, wie in Fig. 6 gezeichnet, außerhalb der Bandrolle 2, während der Abnehmerkopf 5 so angeordnet ist, daß der Magnet 4 b (oder 4 a) am Ort des Aufnahmekopfes 5 in der Weise vorbeiläuft, daß ein Positionsnachweisimpuls, der die Drehposition des Kopfteils erkennen läßt, aufgenommen werden kann, um den rotierenden Kopf 1 b (oder 1 a) zum Abtasten des Bandes 3 starten zu lassen.

Die von den Köpfen 5 und 21 abgeleiteten Signale können zum Betreiben einer (nicht gezeichneten) üblichen Servoeinrichtung verwendet werden, die beispielsweise auf den rotierenden Kopfteil eine Bremswirkung ausübt, um die Synchronisation der Köpfe 1 a, 1 b mit den auf dem Band aufgezeichneten Spuren während des normalen Wiedergabebetriebs herbeizuführen.

Fig. 7B zeigt Steuerspurimpulse, die während eines Aufzeichnungsbetriebs aufgezeichnet wurden und die nun von dem Kopf 21 wiedergegeben werden. Die zeitliche Beziehung zwischen dem Anfangspunkt jeder Spur T und dem wiedergegebenen Steuerimpuls CTL wird vorbestimmt (in diesen Figuren fällt die Position CTL beliebig zusammen mit dem des Anfangspunkts auf der Spur), was auch für ihre Lagebeziehung auf dem Bande gilt, wobei zu beachten ist, daß der Kopf 21 Abstand von der Nachlaufbahn der Köpfe 1 a und 1 b hat.

Fig. 7A zeigt einen Nachlauffehler oder eine Fehlausrichtung zwischen der vorher aufgezeichneten Spur T₃ und der gestrichelt eingezeichneten Abtastbahn P des Kopfes. Die Versetzung zwischen den beiden ist durch einen Abstand D senkrecht zu den Spurrichtungen und eine Strecke d in Bandlängsrichtung dargestellt. Die Neigung der Abtastbahn P gegenüber den aufgezeichneten Spuren, die davon herrührt, daß die Bandgeschwindigkeit sich von derjenigen beim Aufzeichnungsvorgang unterscheidet, ist in Fig. 7A nicht berücksichtigt.

Wenn nun nach Fig. 7A eine Spurabweichung, dargestellt durch die Versetzung von P senkrecht zu den Aufzeichnungsspuren, auftritt, erhält man einen Impuls PG, der die Position des rotierenden Kopfes angibt und der um eine kurze Zeit τ der in Fig. 7C angegebenen Zeit vorausgeht, wodurch angezeigt wird, wann die Abtastung der Bahn P beginnt. Nach Fig. 6 gibt die Zeit τ die Verzögerung an, die zwischen dem Triggern des Fühlers 5 durch den Magneten 4 b und dem Beginn eines Abtastzyklus durch den Kopf 1 b liegt.

Über die Verstärker 22 und 23 wird ein wiedergegebenes Steuersignal (Fig. 7B) und ein Impuls PG, der die Position des rotierenden Kopfes anzeigt, an den Phasenvergleicher 24 abgegeben, in dem die Zeitdifferenz t, die als Phasenunterschied im Hinblick auf die konstante Drehgeschwindigkeit der Kopfanordnung aufgefaßt werden kann, nachzuweisen ist.

Nachdem gemäß Fig. 7A das Band 3 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung mit einer Geschwindigkeit V bewegt wird, schreitet das Band in der Zeit t um eine Strecke V · t fort.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Bandgeschwindigkeit V durch einen Gleichstrommotor 25 gesteuert, der seinerseits durch einen veränderlichen Widerstand 26 gesteuert wird, der die Versorgungsspannung für den Motor 25 regelt.

Die in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie umrandete Schaltung 27 kennzeichnet die Einrichtung für die Zuführung einer gewünschten Spannung in den Motor 25 der Einfachheit halber als veränderbaren Widerstand 26. Natürlich kann man diese Gleichspannung statt mit einem Widerstand 26 auf zahlreichen anderen Wegen erzielen. Die Spannung am Abgriff des Widerstands 26 bestimmt die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 25 und wird als solche auch als den Verstärkern 28 und 29 zuzuführendes, für die Motordrehzahl kennzeichnendes Signal verwendet.

Die der Phasen- oder Zeitdifferenz t entsprechende Ausgangsgröße des Komparators 24 und eine die Drehzahl des Motors 25 wiedergebende Spannung werden einem Regelverstärker 28 zugeführt, so daß sich eine V × t entsprechende Ausgangsgröße ergibt.

Die Ausgangsgröße aus dem Verstärker 28 gelangt zusammen mit der Ausgangsgröße des Verstärkers 29 in die Recheneinheit 30. Der Verstärker 29 ist vergleichbar dem Regelverstärker 28 und bildet eine V × t entsprechende Ausgangsgröße, worin die Phasenzeitdifferenz τ wie oben angegeben definiert ist und einen von der Bandgeschwindigkeit unabhängigen konstanten Wert hat.

Die Recheneinheit 30 bildet ein Signal, das l-V × t-V × τ darstellt, wobei l den Abstand zwischen den Spuren, d. h. den Schritt bedeutet und einen konstanten Wert hat. Dieses Signal am Ausgang der Recheneinheit 30 ist somit ein Maß für die Strecke d in Fig. 7A.

Um den Nachlauffehler oder die Abweichung d zu kompensieren, sollte eine Abweichung für den Kopf 1 a oder 1 b herbeigeführt werden, indem den piezoelektrischen Elementen ein Kompensationssignal zugeführt wird, so daß der Anfangspunkt der Abtastbahn mit der abzutastenden Spur T₃ zusammenfällt.

Die Richtung der Abweichung des Kopfes, die durch die Zuführung eines Signals an die piezoelektrischen Elemente hervorgerufen wird, steht etwa rechtwinklig zu der Richtung der Spuren T₁, T₂ und T₃, so daß zwischen den Strecken D und d die Beziehung gilt:

D = d sinR,

worin R, wie aus Fig. 7A zu entnehmen, der Winkel zwischen der Bahn P und der Bandlängsrichtung ist.

Um ein den Abstand D wiedergebendes Signal zu erhalten, wird hinter der Recheneinheit 30 eine Recheneinheit 31 vorgesehen, die das Produkt d × sinR bildet, wobei R als annähernd konstant angenommen werden kann; diese Größe wird der Additionsschaltung 32 zugeführt.

Das von der Recheneinheit 31 ausgehende und über die Additionsschaltung 32 geleitete Signal stellt also ein Vorspannungs- Signal mit während einer vollständigen Abtastperiode gleichbleibender Amplitude dar, welches dafür sorgt, daß der Anfangspunkt der Abtastung mit dem Anfang der aufgezeichneten Spur zusammenfällt.

Um die Abtastbahn so zu neigen, daß sie den gleichen Winkel gegenüber dem Band einhält wie die aufgezeichneten Spuren, wird der Impuls PG aus dem Verstärker 23 dem Multivibrator 33 zugeführt, um das Auftreten des Impulses geringfügig, d. h. um etwa τ Sekunden, zu verschieben, und der in dieser Weise verschobene, dem Anfangspunkt der Abtastbahn entsprechende Impuls P wird zum Triggern des Sägezahn-Signalgenerators 34 benutzt, von dem ein Sägezahnsignal mit einer Periode ausgeht, die gleich einer Teilbildabtastperiode ist (¹/₆₀ sec für eine Frequenz von 30 Teilbildern je Sekunde). Der Ausgang des Sägezahngenerators 34 wird einer Begrenzerschaltung 35 zugeführt, in der die Größe des Sägezahnsignals geregelt oder begrenzt wird nach Maßgabe der von der Schaltung 27 abgeleiteten Gleichspannung, die auch ein Maß für die Drehzahl des Bandantriebsmotors 25 ist. Mit abnehmender Bandgeschwindigkeit nimmt der Winkel R der Spur P zu. Um den Winkel R so einzustellen, daß er mit dem Winkel des aufgezeichneten Signals übereinstimmt, wird das regulierte Sägezahnsignal aus der Schaltung 35 dem anderen Eingang der Additionsschaltung 32 zugeführt.

Die Schaltung nach Fig. 5 bewirkt somit, daß der Beginn der Abtastbahn P mit dem Beginn der aufgezeichneten Spur T₃ zusammenfällt, und daß die Winkel von Abtastbahn und Spuren T₃ übereinstimmen, so daß eine genaue Abtastung der Spur erzielt wird.

Natürlich wird die Ausgangsgröße der Additionsschaltung 32 den elektromechanischen Wandlern 7 und 9 nötigenfalls über eine geeignete Antriebsschaltung zugeführt.

Die Schaltung nach Fig. 5 kann somit benutzt werden, um eine einwandfreie Abtastung zu erzielen, wenn die Wiedergabegeschwindigkeit größer oder kleiner als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist. Natürlich besteht, wenn das Band vollständig angehalten wird, keine Relativbewegung zwischen dem Band und dem Kopf 21, so daß auch keine Impulse entstehen, die den Beginn der aufgezeichneten Spuren anzeigen. Diese Schwierigkeit kann auf unterschiedliche Weise umgangen werden. Zum Beispiel kann die Ausgangsgröße der Recheneinheit 31 während der gesamten Periode des Bandstillstands gehalten werden, so daß der Wert beibehalten wird, den sie unmittelbar vor dem Anhalten des Bandes aufweist. Man kann stattdessen auch den piezoelektrischen Elementen eine zusätzliche Spannung zuführen, so daß die Abtastbahn absichtlich eine Neigung gegenüber den aufgezeichneten Spuren erhält und man erwarten kann, daß die Abtastbahn über mindestens einen Teil ihrer Längserstreckung mit der aufgezeichneten Spur zusammenfällt.

Die erläuterte Korrekturvorrichtung für Nachlauffehler ist insbesondere zur Anwendung bei der Korrektur von Nachlauffehlern beschrieben worden, die beim unnormalen Wiedergabebetrieb auftreten. Das bedeutet, daß, obwohl das Aufzeichnungselement während der Wiedergabe mit geringer Geschwindigkeit langsamer läuft und während der Wiedergabe mit hoher Geschwindigkeit schneller läuft, die bei diesen Betriebsarten auftretenden Nachlauffehler mit dieser Einrichtung korrigiert werden können. Insbesondere hat beim langsamen Lauf und beim schnellen Lauf das Gleichstrom- Vorspannungs-Signal, das von der Schaltung zur Einstellung des Anfangspunkts für die Abtastung und der von dem Kopf überstrichenen Abtastbahn, derart, daß sie die Aufzeichnungsspur in deren Mitte schneidet, abgegeben wird, keinen konstanten Pegel. Dieses Gleichstromsignal wird vielmehr periodisch verändert und geregelt.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Einstellung einer wenigstens einen Magnetkopf (1 a, 1 b), enthaltenden Magnetkopfanordnung ( 1 a, 1 b), welche in einer Kopftrommel (2) umläuft, um die ein in seiner Längsrichtung bewegtes Magnetband (3) schraubenlinienförmig um zumindest einen Teil des Trommelumfangs herumgeführt ist, wobei auf dem Magnetband (3) zum einen Informationssignale in schräg zur Bandlaufrichtung und parallel zueinander verlaufenden Schrägspuren und zum anderen die Anfänge der Schrägspuren gesondert angebende Markierungen in einer Bandlängsspur aufgezeichnet sind,
   mit einer der Magnetkopfanordnung (1 a, 1 b) zugeordneten elektrisch steuerbaren Einstelleinrichtung (7), durch deren Steuerung die Magnetkopfanordnung (1 a, 1 b) in ihrer Position relativ zu den Schrägspuren auf dem Magnetband (3) einstellbar ist,
   mit einem Kopfpositionsgenerator (4 a, 4 b, 5), der ein die Position der umlaufenden Magnetkopfanordnung (1 a, 1 b) in bezug auf eine Bezugsposition angebendes aus Positionsimpulsen bestehendes Signal liefert,
   und mit einer Steuerschaltung (21 bis 24, 28 bis 35), welche die ermittelten Markierungen bezeichnende Signale sowie das Positionssignal mittels eines Phasenkomparators (24) miteinander vergleicht, der ein der Phasendifferenz der jeweils miteinander verglichenen Signale entsprechendes Ausgangssignal für eine solche Ansteuerung der Einstelleinrichtung (7) abgibt, daß die Abtastung der Schrägspuren durch die Magnetkopfanordnung (1 a, 1 b) sichergestellt ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß das Ausgangssignal (t) des Phasenkomparators (24) mit einem die Transportgeschwindigkeit (v) des Magnetbandes (3) angebenden Geschwindigkeitssignal (V) unter Bildung eines ersten Produktsignals (v · t) multipliziert wird,
   daß eine die Verzögerungszeit (τ) zwischen einem Ausgangsimpuls des Positionsgenerators ( 4 a, 4 b, 5) und dem Beginn der Abtastung der nächsten Schrägspur auf dem Magnetband (3) angebendes Verzögerungssignal (τ) mit dem die Transportgeschwindigkeit (v) des Magnetbandes (3) angebenden Geschwindigkeitssignal (v) unter Bildung eines zweiten Produktsignals (v · τ) multipliziert wird,
   daß die beiden Produktsignale (v · t, v · τ) von einem den Abstand (1) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schrägspuren auf dem Magnetband (3) in dessen Längsrichtung angebenden Signal (1) unter Lieferung eines Differenzsignals (d) subtrahiert werden,
   und daß das Differenzsignal (d) zusammen mit einem Sägezahnsignal, welches von einem durch die vom Positionsgenerator (4 a, 4 b, 5) abgegebenen Impulse synchronisierten Sägezahnsignalgenerator (34) abgegeben wird, zur Ansteuerung der Einstelleinrichtung (7) dient.