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Schaltung für Plattenspieler zum Drehen des Platten-
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tellers in eine bestimmte Ausgangsposition Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schaltung für Plattenspieler zum Drehen des Plattentellers in eine bestimmte
Ausgangsposition, in welcher Schaltung ein Tachogenerator an einen Eingang einer
Drehzahlregeleinheit angeschlossen und mit dem Plattenteller und dem den Plattenteller
antreibenden Motor zwangsgekoppelt ist, wobei die Schaltung mit einem Start-Bedienungsorgan,
einem Bremsmagneten und einem Stellorgan bestückt ist, der erste Eingang des Stellorgans
an den ersten Ausgang der Drehzahlregeleinheit, der Ausgang des Stellorgans an den
Schalteingang des Motors und der zweite Ausgang der Drehzahlregeleinheit an den
Schalteingang des Bremsmagneten angeschlossen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, die ermöglicht, das bisher
manuell durchgeführte Zurückdrehen des Plattentellers bei Plattenspielern zwecks
silbengenauen Starts automatisch zu bewerkstelligen. Für die studiotechnische Anwendung
von Plattenspielern ist es eine unerläßliche Notwendigkeit, daß man das erwünschte
Programm, z.B. den Teil einer Melodie oder ein bestimmtes Musikstück, eventuell
einen Textteil von der Schallplatte hochgenau und verzerrungsfrei abspielen
kann,
also anfangend mit einem bestimmten Musiktakt oder einer bestimmten Silbe eines
Textes. Zur einwandfreien Klangtreue ist es auch notwendig, daß die Drehgeschwindigkeit
des Plattentellers schon im Augenblick des Starts genau der Nenndrehzahl der Schallplatte
entspricht.
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Um dies zu erreichen, muß der Plattenteller vom Augenblick des Anlaufs
bis zum Einsatz der Tonwiedergabe eine für jedes Antriebssystem spezifisch zu bestimmende
Winkelverdrehung durchlaufen. Deren Wert ist eine Funktion einerseits des Trägheitsmoments
der gesamten sich drehenden Masse (#) und andererseits des Anlaufmoments (M) für
den verwendeten Antriebsmotor sowie der zu erreichenden Winkelgeschwindigkeit Man
Mankann also die spezifische Winkelverdrehung cpo in folgender Formel angeben:
Man muß also die Schallplatte aus einer Winkellage anlaufen lassen, die vom Anfangstakt
gerechnet um eine Winkelverdrehung yO zurückverlegt wurde, um zu gewährleisten,
daß sich der Plattenteller beim Erreichen des Anfangs takts schon mit der Nennwinkelgeschwindigkeit
SO dreht.
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0 Bei bekannten Systemen erfolgte das Zurückdrehen vorwiegend folgendermaßen:
Die bedienende Person senkt den Tonarm mit dem Tonkopf in denjenigen Teil der Rillenschar
ab, in welchem auch der erwünschte Anfangstakt aufgezeichnet ist. Beim Senden kann
die genaue Lokalisierung des Aufsetzpunkts mittels intensiver Nadelbeleuchtung erleichtert
werden, eventuell auch mittels einer Lupe, die am Ende des Tonarms über der Nadel
angebracht ist. Dann verdreht man manuell den Plattenteller und verfolgt das dabei
abgespielte Programm über den Uberwachungskanal. Es folgt aus der manuellen Durchführung
der Lokalisierung, daß sich währenddessen die Abspielgeschwindigkeit und
sogar
auch die Drehrichtung verändern kann. Wesentlich bei dieser Operation ist nämlich,
daß man den Plattenteller so lange, also mehrmals, hin- und zurückdreht, bis die
erwünschte Position gefunden ist, in der die Nadel des Tonkopfes im Sinne der richtigen
Drehrichtung bei der Tonwiedergabe unmittelbar vor dem Anfangstakt des Programms
steht. Danach muß dann der Plattenteller entsprechend der spezifischen Winkelverdrehung
kfo zurückgedreht werden. Dies wurde bei bekannten Systemen ebenfalls manuell vorgenommen.
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Die Erfindung bezweckt die Automatisierung des Zurückdrehens Wie erwähnt,
gilt für jede Nennwinkelgeschwindigkeit Mol #o2 # Clion ein anderer Verdrehungswinkel
ç 2 und #P , und die notwendigen Verdrehungs-Bogenlängen il, i2, ..., inwerden längs
des Randes des Plattentellers markiert. Diese Marken sind so angeordnet, daß von
einem gemeinsamen Anfangspunkt, nämlich der Position im Anfangstakt, die Marken
in der Abspielrichtung entgegengesetzter Richtung in der Reihenfolge der sich erhöhenden
Indexziffern aufeinander folgen. Die Marken sind üblich in der Umdrehungszahl U/min
kalibriert und der Plattenteller muß eben vom Anfangspunkt bis zu der Marke zurückgedreht
werden, welche mit der Umdrehungszahl der abzuspielenden Schallplatte bezeichnet
ist.
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Außerdem werden auch Verzögerungsschaltungen verwendet, welche den
Ton während der Anlaufzeit vom Kanalausgang abschalten, um zu vermeiden, daß die
während des Anlaufs erfaßten unerwünschten Aufzeichnungen bzw. bei einer Einschleusrille
von entsprechender Länge das Nadelgeräusch an den Lautsprecher gelangen.
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Das manuelle Zurückdrehen des Plattentellers ist aber in vielen Hinsichten
nachteilig: 1. Die manuelle Betätigung führt in großem Maße zu individuellen
Fehlern,
die also kein Systemfehler sind und daher nicht reproduziert werden können sowie
eine unbestimmbare Ungenauigkeit verursachen.
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2. Auch die Abweichungen in der Netzspannung und der Lagerreibung
wirken sich auf die Anlaufcharakteristik als schwankende Ungenauigkeiten aus.
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3. Auch die Einstellung der Verzögerungszeit erfolgt manuell und individuell
für jede Nenndrehzahl.
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4. Ein Gleichlauf mit derartig eingestellten Verzögerungszeiten kann
nicht über eine längere Zeitspanne sichergestellt werden.
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5. Mangel an Sorgfalt seitens des Bedieners kann das Ausspringen der
Nadel aus der Rille bewirken.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs beschriebenen
Art derart auszubilden, daß das Verdrehen des Plattentellers automatisch erfolgen
kann und die erwähnten Nachteile bekannter Schaltungen weitgehend vermieden werden.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der dritte
Ausgang der Drehzahlregeleinheit an den ersten Eingang eines Speichers und der Ausgang
des Speichers einerseits an einen steuerbaren Stromgenerator und andererseits jeweils
an einen Eingang des Stellorgans bzw. der Drehzahlregeleinheit angeschlossen ist,
daß der Ausgang des Stromgenerators mit einem Anschluß eines Speicherkondensators
verbunden ist, während der andere Anschluß des Speicherkondensators an ein konstantes
Potential, z.B. an den Massepunkt der Schaltung angeschlossen ist, daß der Eingang
eines Schweliwert-Diskriminators ebenfalls an den Ausgang des Stromgenerators
und
der Ausgang des Schwellwert-Diskriminators an einen Eingang einer Torschaltung angeschlossen
ist, daß der Ausgang der Torschaltung mit dem dritten Eingang der Drehzahlregeleinheit
verbunden ist und daß das Betätigungsorgan der Schaltung an den zweiten Eingang
des Speichers und das Start-Bedienungsorgan an den anderen Eingang der Torschaltung
angeschlossen ist.
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Weiterbildung bzw. zweckmäßige Ausbildungsformen der Erfindung gehen
aus den Ansprüchen 2 und 3 hervor.
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Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß zum Zurückdrehen des Plattentellers
eben der Antriebsmotor verwendet werden kann, wenn ein Motor verwendet wird, der
für beide Drehrichtungen ausgeführt ist und Mittel für den Richtungswechsel und
zur Erzeugung von Zeitspannensignalen vorgesehen werden sowie auch eine Drehzahlregeleinheit
verwendet wird, die geeignet für die Durchführung der erfindungsgemäßen Operationen
ausgeführt ist. Vorteilhaft wird diese Drehzahlregeleinheit in einer Weise ausgeführt,
daß nicht nur die Standardgeschwindigkeiten der Plattenspieler eingestellt werden
können, sondern auch Drehzahlen, die dem Produkt der Standarddrehzahlen mit einer
Konstante entsprechen, und daß die Drehzahlregeleinheit beim Erreichen der eingestellten
Drehzahl dieses Ereignis signalisiert. Die Erfindung kann selbstverständlich auch
bei Plattenspielern für nur eine einzige Plattennenngeschwindigkeit verwendet werden,
aber meist besteht ja die Forderung nach der Möglichkeit der Geschwindigkeitswahl;
im letzteren Falle muß dann auch eine Stufe für die Wahl der Geschwindigkeit vorgesehen
werden. Die wesentlichen Vorteile der Erfindung können auch erzielt werden, wenn
die Ausführung sich nicht auf eine gleichlaufende Verzögerung der Tonausgabe erstreckt.
Sollen aber auch die in den Punkten 4 und 5 erwähnten Nachteile vollständig beseitigt
werden, dann muß der Tonschalter auch in die Lösung einbezogen werden.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 ein Blockschema der erfindungsgemäßen Schaltung,
bei der auch die nicht unbedingt notwendigen Ergänzungseinheiten vorgesehen wurden,
und Fig. 2 die Wirkungsweise der Schaltung im Zeitdiagramm.
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Es ist ersichtlich, daß eine Zwangskopplung zwischen dem Plattenteller
2 eines Plattenspielers, dem den Plattenteller 2 antreibenden Motor 1 und dem Tachogenerator
besteht, indem alle drei an einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Der Tachogenerator
3 ist an einen Eingang einer Drehzahlregeleinheit 4 angeschlossen. Die Schaltung
ist mit einem Start-Bedienungsorgan 4, einem Bremsmagneten 20 und einem Stellorgan
9 bestückt. Der erste Eingang des Stellorgans 9 ist an den ersten Ausgang der Drehzahlregeleinheit
4, der Ausgang des Stellorgans 9 an den Schalteingang des Motors 1 angeschlossen.
Der zweite Ausgang 21 der Drehzahlregeleinheit 4 ist an den Schalteingang des Bremsmagneten
20 angeschlossen.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein dritter Ausgang 7 der Drehzahlregeleinheit
4 an den ersten Eingang eines Speichers 11 und der Ausgang des Speichers 11 einerseits
an einen steuerbaren Stromgenerator 12, andererseits an je einen Eingang des Stellorgans
9 bzw. der Drehzahlregeleinheit 4 angeschlossen ist. Der Ausgang des Stromgenerators
12 ist mit einem Anschluß eines Speicherkondensators 13 verbunden, während der andere
Anschluß des Speicherkondensators 13 an ein konstantes Potential, z.B. an den Massepunkt
der Schaltung angeschlossen ist.
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Der Eingang eines Schwellwert-Diskriminators 14 ist ebenfalls an den
Ausgang des Stromgenerators 12, der Ausgang des Schwellwert-Diskriminators 14 hingegen
an einen Eingang einer Torschaltung
15 angeschlossen. Der Ausgang
der Torschaltung 15 ist mit dem dritten Eingang 8 der Drehzahlregeleinheit 4 verbunden,
und das Betätigungsorgan 10 der Schaltung ist an den zweiten Eingang des Speichers
11, ein Start-Bedienungsorgan 19 hingegen an den anderen Eingang der Torschaltung
15 angeschlossen.
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Es wurde schon erwähnt, daß eine vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung mit einer Drehzahlwählstufe 18 bestückt ist; diese ist an den zweiten
Eingang 6 der Drehzahlregeleinheit 4 angeschlossen. Wenn auch die Automatisierung
der Tonverzögerung erwünscht ist, dann ist die Schaltung mit einem Tonschalter 17
versehen, dessen Steuereingang über eine weitere Torschaltung 16 einerseits an den
dritten Ausgang 7 der Drehzahlregeleinheit 4, andererseits an den Ausgang des Schwellwert-Diskriminators
14 angeschlossen ist.
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Der Motor 1 bewirkt unmittelbar den Antrieb einerseits des Plattentellers
2 und andererseits des Tachogenerators 3, dessen Ausgangssignal auf den Signaleingang
der Drehzahlregeleinheit 4 geschaltet ist. Die Drehzahlregeleinheit 4 ist zweifach
umschaltbar: einerseits entsprechend der erwünschten Plattengeschwindigkeit (wenn
die Einrichtung für eine einzige Plattengeschwindigkeit ausgeführt ist, wird diese
Umschaltmöglichkeit selbstverständlich wegfallen) über den zweiten Eingang 6, andererseits
auf das 1/r2 = 0,707-fache der gewählten Plattengeschwindigkeit über den ersten
Eingang 5. Zwischen demjenigen Ausgang der Drehzahlregeleinheit 4, welcher der Steuerung
des Motors 1 dient, und die entsprechende Klemme des Motors 1 ist das Stellorgan
9 geschaltet. Dieses steuert die Umdrehung des Motors 1 richtungsgerecht, bewirkt
also auch den Richtungswechsel. Die Drehzahlregeleinheit 4 gibt über ihren dritten
Ausgang 7 ein logisches Signal ab, wenn der Motor 1 im Laufe der Beschleunigung
die erwünschte Drehzahl erreicht hat, welche
entweder über den
ersten Eingang 5 oder den zweiten Eingang 6 der Drehzahlregeleinheit 4 gewählt wurde.
Der Stoppbefehl, der an den dritten Eingang 8 der Drehzahlregeleinheit 4 gegeben
wird, bewirkt das Abschalten des Motors 1 von der Speisespannung; zugleich wird
der Bremsmagnet 20 über den zweiten Ausgang 21 der Drehzahlregeleinheit 4 erregt,
zieht an und fixiert sowohl den Motor 1 als auch den damit zwangsgekoppelten Plattenteller
2 in der momentanen Position.
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Die Zurückdrehung wird durch das Betätigungsorgan 10 bewirkt.
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Dieses ist an den zweiten Eingang des Speichers 11 angeschlossen.
Vom Ausgang des Speichers 11 erhält das Stellorgan 9 den Steuerbefehl für den Richtungswechsel;
zugleich gelangt auch vom Ausgang des Speichers 11 ein Befehl an den ersten Eingang
5 der Drehzahlregeleinheit 4, welcher bewirkt, daß die Drehzahlregeleinheit 4 die
Geschwindigkeit, also die Drehzahl des Motors 1 auf einen Istwert regelt, welcher
das 0,707-fache des Nennwertes beträgt. Der Nennwert wurde über den zweiten Eingang
6 der Drehzahlregeleinheit 4 als Plattengeschwindigkeit gewählt. Wenn es nur eine
einzige Plattengeschwindigkeit gibt, ist keine Geschwindigkeitswählstufe 18 vorhanden.
Der Befehl, der vom Speicher 11 über den ersten Eingang 5 der Drehzahlregeleinheit
4 gegeben wird, bewirkt dann eben eine Regelung der Drehzahl des Motors 1 auf das
0,707-fache dieser einzigen Plattennenngeschwindigkeit. Es wurde erwähnt, daß der
Speicher 11 über den Stromgenerator 12 auch mit dem Speicherkondensator 13 und dem
Schwellwert-Diskriminator 14 verbunden ist. Der Ausgang des Schwellwert-Diskriminators
14 ist mit dem dritten Eingang 8 der Drehzahlregeleinheit 4 gekoppelt, und zwar
über die Torschaltung 15, welche vom Start-Bedienungsorgan 19 gesteuert wird; bei
der beispielsweisen Ausführungsform ist der Ausgang des Schwellwert-Diskriminators
14 auch an den Tonschalter 17 über eine weitere Torschaltung 16 angekoppelt, welche
vom dritten Ausgang 7 der Drehzahlregeleinheit
4 getastet wird.
Der Tonschalter 17 ist auf die Tonfrequenz-Ausgangsleitung geschaltet, und zwar
entweder in Reihen oder in Parallelschaltung. Das Signal vom dritten Ausgang 7 der
Drehzahlregeleinheit 4 bewirkt auch das Löschen des Inhalts im Speicher 11 über
den ersten Engang des letzteren.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Nachdem die bedienende
Person die Nadel des Tonkopfes in der schon beschriebenen Weise auf den Ausgangstakt
eingestellt hat, betätigt sie im Zeitpunkt To (Fig. 2) den Druckknopf des Betätigungsorgans
10, worauf das Zurückdrehen automatisch einsetzt. Der Speicher 11 kippt in den logischen
"L"-Zustand, schaltet das Stellorgan 9 in die ~Rückwörts"-Richtung um und gibt an
den ersten Eingang 5 der Drehzahlregeleinheit 4 ein Signal ab, welches den Sollwert
der Drehzahl auf einen Wert umschaltet, der das 0,707-fache der vorher schon gewählten
Nenndrehzahl beträgt. Außerdem wird auch der Stromgenerator 12 aktiviert, der dann
den Kondensator 13 linear auflädt. Im Zeitpunkt T1 erreicht die Momentanspannung
des Kondensators 13 den Vergleichspegel des Schwellwert-Diskriminators 14, dessen
Hysterese nahezu gleich Null ist, der logische Wert des Ausgangssignals am Schwellwert-Diskriminator
14 wechselt in den anderen Zustand und ein Start-Befehl gelangt über die Torschaltung
15 an die Drehzahlregeleinheit 4. Demzufolge bewirkt der Motor 1 den Anlauf des
Plattentellers 2 in "Rückwärts"-Richtung mit einem Moment M. Der Plattenteller 2
wird gleichmäßig beschleunigt, bis seine Geschwindigkeit das 0,707-fache der Plattennenngeschwindigkeit
erreicht. Wenn das Moment M des Motors 1 als konstant betrachtet werden kann, dann
wird dieser Geschwindigkeitswert genau dann erreicht, wenn die Hälfte des vorbestimmten
Versetzweges, also bei einer Drehbewegung die Hälfte der notwendigen Winkelverdrehung
zurückgelegt ist.
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Dies folgt aus den Gesetzen der Mechanik, denn für eine Drehbewegung
mit gleichmäßger Beschleunigung gilt die Funktion:
Im Zeitpunkt ~12, wenn der Motor auf das 0,707-fache der eingestellten Nenndrehzahl
beschleunigt worden ist, wird der Inhalt des SI,eidlers 11 durch ein logisches Signal
vom dritten Ausgang 7 der Drehzahlregeleinheit 4 gelöscht, die DrehzahlregeJeniieit
4 wird auf die Nenndrehzahl umgeschaltet, das Stlloan 9 bewirkt ein Moment in der
normalen Drelirichtung des Plattenspielers am Motor 1 und auch der Sinn des Stromgenerators
12 wird gewechselt, vom Aufladen ins Entladen des Kondensators 13. So wird also
das +M-Moment des Motors 1 vom Zeitpunkt T2 an die Rückwärtsbewegung des Plattentellers
2 verlangsamen,bremsen. Der Bremsabschnitt dauert ebenso lange wie der Beschleunigungsabschnitt
des Prozesses, bis zum Zeitpunkt T3, in dem der Stromgenerator 12 den Kondensator
13 genau so lange auf den Vergleichspegel des Schwellwert-Diskriminators 14 entladen
hat, wie lange der Kondensator 13 von diesem Pegel ausgehend aufgeladen wurde, also
T3 - T2 = T2 - T1. Die erfindungsgemäße Kombination von Speicher 11, Stromgenerator
12, Kondensator 13 und Schwellwert-Diskriminator 14 bildet also Zeitspannensignale,
die einander kopieren ("Zeitspannen-Reflektor"), wie das auch bei der Formulierung
des allgemeinen Erfindergedankens als notwendig erklärt wurde.
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Der Zeitpunkt T3 ist auch zugleich der Moment, in dem der Plattenteller
2 zum Stillstand kommt I+MI = I-MI und T3 - T2 = T2 l Diese Koinzidenz beruht also
auf der physikalischen Tatsache, daß im Laufe der Rückwärtsbeschleunigung, bzw.
der Bremswirkung auf die Rückwärtsbewegung die gleichen Bewegungsenergiemengen
übertragen
wurden. Daraus folgt, daß der Plattenteller 2 während des Bremsens der Rückwärtsbewegung
eine weitere Winkelverdrehung von γo/2 zurücklegt, insgesamt legte also der
Plattenteller 2 während der Rückdrehung eine Winkelverdrehung von 0/2 + yo/2 = γo
zurück. Er ist also genau um diejenige Bogenlänge zurück verschoben, die vom Anfangstakt
gerechnet zum silbengenauen Start notwendig ist. Im Zeitpunkt T3 erhält die Torschaltung
15 vom Schwellwert-Diskriminator 14 ein Sperrsignal, der Antrieb wird ausgesctiaitet
und der Bremsmagnet 20 hält den Motor 1 und so den Plattenteller 2 in der gewünschten
Versetzungsposition fest.
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Das logische Signal am dritten Ausgang 7 der Drehzahlregeleinheit
4 sowie das Ausgangssignal des Schwellwert-Diskriminators 14 dient auch dem Steuern
des Tonschaiters 17; das Sperren des Tonausgangs erfolgt also auch genau für die
Zeitspanne, in welcher der Rücklauf und später der Anlauf tatsächlich vor sich gehen.
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Die Durchführung des Zurückdrehens in der vorangehend beschriebenen
Weise stellt folgende Vorteile sicher: - Das Zurückdrehen geht unter gleichen Umständen
vor sich wie der darauffolgende Anlauf; weder Momentabweichungen beim Antriebsmotor,
also Netzspannungsschwankungen noch Reibungsschwankungen infolge Temperaturveränderungen
haben Einfluß auf die Genauigkeit des Vorgangs.
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- Es liegt auf der Hand, daß die Genauigkeit vom Bedienungspersonal
nicht beeinträchtigt werden kann.
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- Es ist nur das Moment des Antriebsmotors vonnöten, also keinerlei
externes Moment, z.B. Bremskraft, so daß auch keine sprunghafte mechanische Beanspruchung
erfolgt. Dies ist wichtig, da ja insbesondere bei kleinen Nadeldrücken eine solche
Beanspruchung das Entgleisen der Nadel aus der Rille oder zumindest eine Neigung
dazu verursachen würde.
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- Das teuersystem für das Zurückdrehen ist nicht von der Geschwindigkeit
abhängig und daher für alle Menndrehzahlen das gleiche.
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Es ist keine besondere Verzögerungsschaltung vonnöten.
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Das Signal, welches von der Drehzahlregeleinheit beim Erreichen der
eingestellten Geschwindigkeit geliefert wird, sowie das Signal des Zeitspannenreflektors
in der Größe von T3 -T1 bewirkt das Abschalten des Tonausgangs hochgenau für die
erwfjnsch Le Zeitspanne.
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L e e r s e i t e