DE2805714C2

DE2805714C2 - Verzögerungsvorrichtung zur Abgabe eines Ausgangssignales mit bezüglich des Auftretens eines elektrischen Eingangssignals veränderbarer Verzögerungszeit

Info

Publication number: DE2805714C2
Application number: DE2805714A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kawasaki Kanagawa Hongu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1981-09-17
Also published as: US4165498A; AT375795B; FR2380671B1; GB1591562A; FR2380671A1; AU511444B2; CA1092667A; NL7801540A; ATA91578A; JPS5399748A; DE2805714A1; DE2805714B2; AU3315178A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungsvorrichtung zur Abgabe eines Ausgangssignales mit bezüglich des Auftretens eines elektrischen Eingangstignals veränderbarer Verzögerungszeit, mit einem Itabförmigen magnetostriktiven Element aus einem Maferial, dessen Youngscher Modul sich in Abhängigkeit von der Stärke eines angelegten Magnetfeldes Indert. mit einem an einem Endteil des magnetostriktiven Elementes angeordneten Eingangswandler, der von einem Signaleingangsanschluß ein elektrisches Eingangssignal aufnimmt und dieses iil eine Ultraschallwelle umsetzt, mit einem an dem anderen Endteil des magnetostriktiven Elementes angeordneten Ausgangswandler, der die Ultraschallwelle in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzt und dieses an einen Signalausgängsaftschluß abgibt, und mit einer Einrichtung, die ein zwischen dem Eirtgarigswandler und dem Ausgangs· wandler vorgesehenes, entlang dem magnetostriktiven Element örtlich verschieden starkes Magnetfeld er zeugt.

Es sind bereits ein Verfahren und eine Anordnung ί zum zeitlichen Aufbereiten von elektrischen Signalimpulsen bekannt (DE-OS 20 45 502). Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich um ein Kompressionsfilter für (Radar-)Impulssignale, um eine zeitliche Kompression von Mikrosekunden auf Nanosekunderv vorzuneh-Mi men. Dabei wird zwar ebenfalls mit magnetostiiktivem Material gearbeitet, in das und auf dem durch Piezowandler elastische Scherwellen eingekoppelt bzw. ausgekoppelt werden. Die dabei jedoch insgesamt vorhandenen, zusammengefaßt zu betrachtenden Mais gnetfelder bewirken jedoch, daß elastische Scherwellen und Spinwellen ineinander übergeführt werden, und zwar mit Hilfe eines örtlich gleichförmigen, aber zeitlich variablen Magnetfeldes. Bezüglich eines dieser Magnetfelder ist es zwar bekannt, daß dieses entlang d^s für die 2<> Signalweiterleitung vorgesehenen Elementes auch örtlich verschieden stark sein kann, ohie daß indessen in diesem Zusammenhang bekannt ist. welchem Zweck eine solche Maßnahme dienen könnte.

Im Zusammenhang mit den bisher üblicherweise 2) verwendeten Verzögerungsvorrichtungen der oben betrachteten Art ist zu beachten, daß dann, wenn die Länge der Signalübertragungsbahn einer Verzögerungsleitung zur Ve; eögerung eines elektrischen Signals mit / und die Übertragungs- oder Ausbreitungsge-It) schwindigkeit des elektrischen Signals durch die Signalübertragungsbahn der Verzögerungsleitung mit ν angenommen wira, eine Verzögerung- oder Laufzeit tj des elektrischen Signals entsprechend folgender Beziehung erzielt wird:

Zur Veränderung der Laufzeit rj, die ein eine Verzögerungsleitung durchlaufendes elektrisches Signal erfahren kann, sind zwei grundsätzliche Verfahren möglich. Gemäß dem einen Verfahren wird die Übertragungsgeschwindigkeit ν des betreffenden Si-

4-. gnals verändert, und nach dem anderen Verfahren wird die Länge /der Verzögerungsleitung verändert.

Unter der Annahme, daß die Frequenz eines Eingangssignals f\ und dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit ν, betragen, genügt die Wellenlänge λι des Signals

V) in der Verzögerungsleitung folgender Beziehung:

'•ι ~-

Wenn somit die Laufzeit eines die Verzögerungsleitung durchlaufenden Signals durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit ν verändert wird, dann ist die Wellenlänge λ der Ausbreitungsgeschwindigkeit ν im ortsfesten Zustand proportional. Wenn die betreffende Verzögerungsleitung in einem Videobandrecorder zur Korrektur von Synchronisationsstörungen herangezogen wird, die in von dem betreffenden Videobandrecorder wiedergegebenen Signalen auftreten, und wenn die Laufzeit beispielsweise während der .Zeilenaustastpefiode schrittweise verändert wird, so verändert sich eine Frequenz U in eine Frequenz & Das der Verzögerungsleitung zugeführte Signal habe die Wellenlänge Ai, d, h.

die Frequenz /Ί, und die Ausbreitungsgeschwindigkeit unmittelbar vor der Veränderung sei v\. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt, zu dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit von ιί auf v> geändert worden ist, und die durch die Verzögerungsleitung dem Signal erteilte Verzögerungs/eit von r,/i auf τ,η geändert ist, gilt für die Ausgangsfrequenz /j folgende Beziehung:

Il

Γ|

Aus der vorstehenden Betrachtung wird ein Mangel insofern ersichtlich, als die Frequenz /i des Eingangssignals von der Frequenz /; des verzögerten Ausgangssignals verschieden ist.

Arbeitet man im Unterschied zu den betrachteten Verfahren mit einer nennenswerten Veränderung der Länge /der Signalübenragungsbahn der Verzögerungsleitung, so tritt dieser gerade aufgezeigte Nachteil zwar nicht auf. Dafür erfordert jedoch das Verändern der Länge /der Verzögerungsleitung die Ausführung eines mechanischen Vorgangs. Dies bedeutet aber, daß dann die Laufzeit nicht mit hoher Geschwindigkeit gesteuert werden kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß keine Frequenzänderung des elektrischen Signals eintritt, wenn gerade eine rasche gesteuerte Veränderung der Laufzeit durchgeführt wird,

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Verzögerungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß bei Anwendung der Verzögerungsvorrichtung zur Entzerrung von aufgezeichneten Videosignalen das Magnetfeld in seiner Intensität vom Eingangswandler bis zum Ausgangswandler linear ansteigend oder abfallend ist.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise eine Signalverlängerung oder Signalkompression ohne eine damit verbundene Frequenzänderung erzielt werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes vorliegender Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine schematische Anseht einer Ausführungsform einer Verzögerungsvorrichtung;

Fig. 2 zeigt eine schematische graphische Darstellung zur Veranschaulichung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Verzögerungsvorrichtung:

F i g. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Fernsehsipnal-Steuervorrichtung unter Verwendung der Verzögerungsvorrichtung;

Fig. 4A bis 4F zeigen schematisch Signalbilder zur Erläuterung der in F i g. 3 gezeigten Videosignal-Steuervorrichtung.

Eine Ausführungsform der Verzögerungsvorrichtung zur Korrektur von Synchronisationsstörungen bei einem beispielsweise von einem Videnbandrecorder wiedergegebenen Fernsehsignal wird nachstehend unter Bezugnahme auf F1 g. 1 bis 4F erläutert.

In Fig. 1 ist eine AusfütirUngsforrn einer Verzögerüngsvorrichtung veranschaulicht. In Fig. 1 bezeichnet 1 einen stabförmigen magnetostriktiven Teil aus einem amorphen magnetischen Werkstoff, der Eisen enthält und dessen YoungScher Modul durch ein daran angelegtes Magnetfeld stark verändert wird. Diese Tatsache führt dazu daß dann, wenn sich ein Ultraschallwellensignal am stabförmigen magnetostriktiven Teil 1 ausbreitet, die Ausbreitungsgesdnvindigkeit dieses Ultraschallwellensignals verändert wird. Es isi

■-, bekannt, daß die Laufzeit eines Ultraschallwellensignals in einer Verzögerungsvorrichtung mit einem stabförmigen magnetostriktiven Teil durch das Anlegen eines Magnetfeldes infolge veränderten Youngschen Moduls verändert werden kann.

ίο Ein ein elektrisches Signal in ein Uliraschullwellensignal umsetzender Eingangswandler 2 ist an einem Ende des stabförmigen magnetostriktiven Teils 1 vorgesehen, während an dessen anderem Ende ein Ausgangswandler 3 zum Umsetzen dieses Ultraschallwellensignals in ein

ti elektrisches Signal vorgesehen ist. Hierbei sind der Eingangs- und der Ausgangswandler 2 bzw. 3 ähnlich ausgebildet Ein solcher Wandler 2, 3 besieht beispielsweise aus einer Spule, die auf einen nicht dargestellten Spulenkörper gewickelt ist der das Teil I nicht berührt.

jo Das stabförmige magnetostriktive Teil 1 ist durch den Spulenkörper hindurchgeführt. In F ig 1 /eigen 4 und 5 Magnete zum Anlegen von Vormagi.<:üsierungsfeldern an den Eingangs- bzw. Ausgangswandlei 2 bzw. 3. Mit 6a und 6b sind Dämpfungsglieder bezeichnet, die an

y> beiden Enden des stabförmigen magnetostriktiver Ttils 1 zur Vermeidung einer Reflexion des IJltraschallwel· lensignaij an dem betreffenden Ende vorgesehen sind und die auch als Halterung dienen. Eine ein Magnetfeld erzeugende Vorrichtung 7 ist in Verbindung mit dem

jo stabförmigen magnetostriktiven Teil 1 zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangswandler 2 bzw. 3 vorgesehen. Hierbei ist die Magnetfeldverteilung der Vorrichtung 7 so gewählt, daß sich das Magnetfeld in der Längsrichtung des stabförmigen magnetostriktiven

π Teils 1 verändert. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die da? Magnetfeld erzeugende Vorrichtung 7 eine auf dem magnetostriktiven Teil 1 zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangswandler 2 bzw. 3 gewickelte Spule, wobei die Wickeldichte bzw.

Windungszahl pro Längeneinheit der Spuie sici. von dem Eingangswandler 2 zum Ausgangswandler 3 hin allmählich ändert. Die Spule ist z. B. derart gewickelt, daß ihre Wickeldichte von dem Eingangswandler 2 zum Ausgangswandler 3 hin zunehmend dichter wird. Ein durch die Spule fließender steuerbarer Stroin erzeugt eine magnetische Feldstärke M [AT/ini (Amperewindungen pro Meter) in dem Teil 1. die durch die Gleichung: M= kx +M_n gegeben ist, worin * die Ortskoordinate entlang dem Teil 1 zwischen dem Eingangswandler 2 und dem Ausgangswandler 3. k eine Konstante und /V/o eine Vormagnetisierung ist. Der Verlauf der magnetischen Feldstärke ist hierbei in der graphischen Darstellung der Fig. 2 gezeigt. Entsprechend steigt proportional mit dem Anstieg der ltngr. .iitchen Feldstärke M die Schallgeschwindigkeit des Ultraschallwellensignals an, das sich durch das aus dem amorphen magnetischen Material bestehenden magnetostriktiven Teil 1 hindurch ausbreitet. Die Ausbreitungszeit, d. h. die Laufzeit des Signals durch den magnetostriktiven Teil 1 nimmt dementsprechend ab.

Anhand der F i g. 3 wird nachfolgend beschrieben, wie

mit der obigen veränderbaren Verzögerungsvorrich-

, tüng Synchrönisationsstörüngen in einem wiedefgege-

benen Videosignal oder Fernsehsignalgemisch bei einem Videobandrecorder berichtigt bzw. entzerrt werden. Gemäß Fi<j. 3 ist eine Wiedergabe-Videosignalquelle 9 eines (nicht dargestellten) Videobandrecorders an den Eingang 2a des Eingangswandlers 2 zum

Anlegen eines Videosignals angeschlossen, dessen Synchronisationsstörung beseitigt bzw. entzerrt werden soll. Das an dem Ausgang 3a des Ausgangswandlers 3 zu erhaltende elektrische Signal wird über einen Verstärker 8 einem Ausgang 8a zugeführt. Eine steuerbare Stromquelle 10 ist an den Eingang 7a der ein Magnetfeld erzeugenden Vorrichtung 7 angeschlossen, um die Synchronisationsstörungen zu korrigieren.

Die Arbeitsweise der obigen Vorrichtung zur Korrektur von Synchronisationsstörungen wird unter Bezugnahme auf die F i g. 4A bis 4F beschrieben. Ein in Fig. 4A gezeigter gesteuerter Strom wird an den Eingang 7a der das Magnetfeld erzeugenden Vorrichtung 7 angelegt. Gemäß F i g. 4A stellt die Ordinate die Zeit und die Abszisse den Strom /;, dar. Dieser Strom wird in seiner Größe entsprechend der zeitlichen Schwankung des eingehenden Videosignals geändert. Bei diesem Beispiel wird eine Synchronisationsstörung korrigiert, die darin besteht, daß die Dauer der

Tiuuw>3igiiuii3 um uiv.

Zeit Δ kürzer ist als die genormte Zeilendauer H_a. Es wird diese Zeit Δ auskorrigiert. In Fig.4A ist Hb die Dauer der Zeilenaustastperiode des Videosignals.

Fig.4B zeigt ein zur Zeit it zwischen dem Eingang und dem Ausgang der veränderbaren Verzögerungsvorrichtung anliegendes Videosignal mit einer solchen Synchronisationsstörung, daß dessen Signalperiode bzw. Zeilendauer um die Zeit Δ kürzer ist als die normierte Zeilendauer H₃. Am Ausgang der veränderbaren Verzögerungsvorrichtung fällt das Signalende in die Zeilenaustastperiode des Videosignals. Zu dem Zeitpunkt h wird der Eingang la der Vorrichtung 7, die das Magnetfeld erzeugt, mit dem in Fig.4A gezeigten stufenförmig veränderten Strom Ib gespeist, so daß die Laufzeit des Videosignals in der Verzögerungsvorrichtung von deren Eingang zu deren Ausgang um das durch den Strom /s erzeugte Magnetfeld verändert wird. Die Signalverteilung wird in der Verzögerungvorrichtung in der Zeilenaustastperiode Wßgemäßden Fig. 4Cund4D verändert, und das Videosignal wird gedehnt. Beim Endzeilpunkl t% der Zeilenaustastperiode Hb ist gemäß Fig.4D der Videosignaiteil im wesentlichen gleich der normierten Zeilendauer Migemacht.

Infolgedessen ist auch die anfangs in dem Videosignal ■5 enthaltene Synchronisationsstörungskomponcnle innerhalb der Zeilenaustastperiode Hi, korrigiert worden. Wenn das Zeilenende in einer Weise wie in Fig.4E dargestellt auftritt, wird kein Strom an die das Magnetfeld erzeugende Vorrichtung 7 angelegt. Wenn

to die Zeilenaustastperiode Hb wieder wie in Fig.4F gezeigt liegt, so wird die Synchronisationsstörung des Videosignals wieder wie oben korrigiert.

Wie oben beschrieben, wird in der Verzögerungsvorrichtung die Laufzeit durch Veränderung der Größe des

H durch die Vorrichtung 7 erzeugten Magnetfeldes verändert, das in dem magnetostriktiven Teil 1 wirkt Und das entlang der Längsrichtung des magnetostriktiven Teils 1 verändert wird. Dementsprechend werden die Geschwindigkeit ν und die Wellenlänge λ des sich

Verzögerungsvorric

rrichtung ausbreitender;

uurch die

Ultraschallwellensignals gleichzeitig wesentlich verändert. Im Ergebnis kann dies ohne Veränderung der Frequenz des verzögerten elektrischen Ausgangssignals, d. h. ohne jegliche Verzerrung desselben durchgeführt werden.

Mit der oben beschriebenen Verzögerungsvorrichtung kann die Laufzeit mit hoher Geschwindigkeit gesteuert werden.
Bei d "m in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Synchronisationsstörung des Videosignals korrigiert, dessen Zeilendauer kürzer als die normierte Zeilendauer H_a isf. Es kann jedoch nach demselben Prinzip auch eine solche Sjnchronisationsstörung korrigiert werden, bei der die Zeilendauer des Videosignals länger als die normierte Zeilendauer H_a ist. und zwar dadurch, daß die das Magnetfeld ereeugende Vorrichtung 7 eine Magnetfeldverteilung erzeugt, die jener des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 3 entgegengesetzt ist.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verzögerungsvorrichtung zur Abgabe eines Ausgangssignales mit bezüglich des Auftretens eines elektrischen Eingangssignals veränderbarer Verzögerungszeit, mit einem stabförmigen magnetostriktiven Element aus einem Material, dessen Youngscher Modul sich in Abhängigkeit von der Stärke eines angelegten Magnetfeldes ändert, mit einem an einem Endteil des magnetostriktiven Elements angeordneten Eingangswandler, der von einem Signaleingangsanschluß ein elektrisches Eingangssignal aufnimmt und dieses in eine Ultraschallwelle umsetzt, mit einem an dem anderen Endteil des magnetostriktiven Elementes angeordneten Ausgangswandler, der die Ultraschallwelle in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzt und dieses an einen Signalausgangsanschluß abgibt, und mit einer Einrichtung, die ein zwischen dem Eingangswandler und dem * usgangswandler vorgesehenes, entlang dem magnetostriktiven Element örtlich verschieden starkes Magnetfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung der Verzögerungsvorrichtung zur Entzerrung von aufgezeichneten Videosignalen das Magnetfeld in seiner Intensität vom Eingangswandler (2) bis zum Ausgangswandler (3) linear ansteigend oder abfallend ist.

2. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des linear ansteigenden oder abfallenden Magnetfeldes von einer das magnetostriktive Element umgebenden Spule gebildet ist, deren Wicklungsverteilung vom EL.gangswandler (2) bis zum Ausgangswandler (3) kontinuierlich ansnigt oder abfällt.

3. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende des magnetostriktiven Elementes (1) ein mechanisch akustisches Dämpfungsglied (6a. bb) vorgesehen ist, welches Reflexionen der Ultraschallwelle vermeidet.

4. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß das magnetostriktiv«.' Element (1) aus amorphem magnetischen Material hergestellt ist.