DE2923581A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufzeichnung und wiedergabe von information - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufzeichnung und wiedergabe von information

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DE2923581A1
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DE19792923581
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Wasao Takasugi
Kiichi Ueyanagi
Norio Yokozawa
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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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    • G11B7/0938—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following servo format, e.g. guide tracks, pilot signals
    • G—PHYSICS
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    • G11B21/02—Driving or moving of heads
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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information, beispielsweise Videosignale und Tonsignale.
In den letzten Jahren ist ein Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen bekannt geworden, bei dem die Information in einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet wird, indem man ein plattenförmiges Aufzeichnungsmedium einem Lichtstrahl, beispielsweise einem Laserstrahl, aussetzt, der mit den Videosignalen oder Tonsignalen moduliert ist, und bei dem während der Verfolgung der aufgezeichneten Informationsspur mit einem Auslesesensor die Information auf der Spur, ohne Kontakt bzw. Berührung gelesen wird.
In diesem Falle wird die auf dem plattenförmigen Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnende Information, ob es sich um ein Videosignal oder ein Tonsignal handelt, durch einen Impulszug ausgedrückt, der einer geeigneten Modulation unterworfen wird, beispielsweise einer Frequenzmodulation (FM), einer Impulsbreitenmodulation (PWM) oder einer Impulscodemodulation (PCM). Die Information wird auf der Informationsspur so aufgezeichnet, daß sie mit einer optischen Einrichtung in der Weise lesbar ist, daß das Aufzeichnungsmedium mit einer unebenen Oberfläche versehen wird oder sein Reflexionsfaktor sich entsprechend den Werten "1" und "0" ändert.
Die Information liefert somit eine spiralförmige Informationsspur um das RotationsZentrum des Aufzeichnungsmediums. In dieser Hinsicht weicht normalerweise das Rotationszentrum bei der Wiedergabe etwas von der bei der Aufzeichnung ab, und zwar aufgrund einer Fehlerabweichung im Betrieb zwischen der Rotationsachse und einem Montageloch im Aufzeichnungsmedium. Genauer gesagt kann beim Auslesen der Information von einem Abdruck, der aus dem Aufzeichnungsmedium durch geeignete Bearbeitung hergestellt worden ist, die Abweichung der RotationsZentren etwa einen Wert von 100 ym erreichen. Daher ändert sich der Radius der In-
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formationsspur auf dem Abdruck sinusförmig mit einer Amplitude von - 1OO ym bei jeder Umdrehung des Abdrucks. Nehmen wir einmal an, daß die Breite der Informationsspur ungefähr 1 ym beträgt und daß die Aufzeichnungsdichte der Informationsspuren in radialer Richtung des Aufzeichnungsmediums ungefähr 2 ym beträgt, so erfolgt eine Bewegung von 100 überzähligen Informationsspuren aufgrund der Abweichung der RotationsZentren. Es ist dementsprechend unerläßlich beim Auslesen der Information, die Position des Auslesesensors zu steuern, so daß die Informationsspur stets im Zentrum des Gesichtsfeldes des Auslesesensors liegen kann. Im allgemeinen wird in einem Auslesesensor die Amplitude einer damit erzielten reproduzierten oder wiedergegebenen Information maximal, wenn die Sensorposition mit dem Zentrum der Informationsspur zusammenfällt, und sie wird kleiner, wenn die Sensorposition weiter von der Informationsspur entfernt ist. Nur durch Abtasten der Wiedergabeinformation ist es jedoch schwierig, die Richtung festzustellen, in der der Auslesesensor gegenüber dem Zentrum der Informationsspur abgewichen ist.
Dementsprechend ist bislang ein Verfahren vorgeschlagen und bekannt geworden, bei dem die Aufzeichnung nur mit einem Synchronisationssignalteil der InformationsspurverSchiebung erfolgt und ein Ausgangssignal entsprechend der Abweichungsrichtung des Auslesesensors von der Informationsspur somit geliefert wird, so daß die Sensorposition mit dem Ausgangssignal gesteuert werden kann. Gemäß diesem bekannten Verfahren muß jedoch ein Signal, das die Polarität oder Phase der Versetzung angibt, nachstehend als Referenzsignal oder Bezugssignal bezeichnet, in der Information der Aufzeichnung enthalten sein. Dies wirft jedoch derartige Probleme auf, daß ein Demodulatorkreis für das Referenzsignal bei der Wiedergabe erforderlich ist und daß die Informationsdichte des Aufzeichnungsmediums zunimmt, damit der präzise Zustand der Wiedergabevorrichtung zuverlässiger wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung und zur Wiedergabe von Infor-
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mation anzugeben, wobei mit einer sehr preiswerten Konstruktion ein Auslesesensor dazu gebracht wird, daß seine Position in stabiler und präziser Weise dem Zentrum der Informationsspur folgt und es damit ermöglicht, das maximale Wiedergabe-Ausgangssignal zu erhalten.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß beim Aufzeichnen eines Informationszuges auf einer Informationsspur die Informationsspur in einer orthogonal dazu verlaufenden Richtung synchron mit Synchronisationssignalen, die in gleichen Zeitintervallen in dem Informationszug angeordnet sind, und mit einer Frequenz gewobbelt wird, die um ein ganzzahliges Vielfaches höher als die Synchronisationsfrequenz ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert« Die Zeichnung zeigt in
Figur 1 eine Charakteristik zur Erläuterung des Zusammenhanges zwischen der Position und dem Ausgangssignal eines Auslesesensors;
Figur 2 und 3 graphische Darstellungen zur Erläuterung der bisherigen Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information;
Figur 4 ein Blockschaltbild einer Informations-Wiedergabevorrichtung, die auf dem Verfahren nach Figur 3 basiert; Figur 5 und 6 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information;
Figur 7 graphische Darstellungen zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information;
Figur 8 und 9 Blockschaltbilder von Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Aufzeichnung bzw. Wiedergabe von Information unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information; und in Figur 10 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform eines Referenzsignalgenerators
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bei der Anordnung nach Figur 9.
Im allgemeinen weist bei einem Auslesesensor, auf den sich die Erfindung bezieht, der Zusammenhang zwischen der Amplitude einer von ihm erhaltenen Wiedergabeinformation und seiner Position in einer die Informationsspur orthogonal schneidenden Richtung eine Charakteristik auf, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Die Ordinatenachse 1 gibt die Ausgangsamplitude des Auslesesensors an, während die Abszissenachse 2 die Position des Auslesesensors bezeichnet.
Hier entspricht die Position der Ordinatenachse 1 einem Fall, wo der Auslesesensor im Zentrum der Informationsspur' liegt, und der Sensorausgang wird zu diesem Zeitpunkt maximal,-Wenn sich die Position des Auslesesensors mehr vom Zentrum der Informationsspur entfernt, so geht das Ausgangssignal des Auslesesensors zurück, wie es durch die beiden Kurven 3 und 31 angedeutet ist. Zu welcher Seite sich auch der Sensor vom Zentrum der jeweiligen Spur entfernt, bleibt die Polarität diegleiche. Nur mit der Ausgangsamplitude allein kann daher nicht entschieden oder festgestellt werden, auf welcher Seite der Auslesesensor vom Zentrum der jeweiligen Informationsspur abweicht. Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, sollen Beispiele der bisherigen Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information nachstehend beschrieben werden, die zur Steuerung der Sensorposition gedacht sind. Figur 2 zeigt ein derartiges Beispiel. Figur 2a zeigt eine Aufzeichnungsspur, die sich auf Videosignale bezieht und Figur 2b und 2c zeigen Hüllkurven oder Envelopes der Ausgangssignale des Auslesesensors. Das Diagramm in Figur 2a zeigt die Gestalt der Informationsspur modeliartig. In dem Diagramm ist ein zwischen den beiden Positionen 4 und 41 liegendes Teil die Informationsspur, und das Bezugszeichen 5 gibt die Mittellinie der Informationsspur an. Die Perioden, die mit den Bezugszeichen 6 und 7 bezeichnet sind, sind eine Periode für Videosignale einer horizontalen Abtastlinie bzw. eine Periode für ein horizontales Synchronisationssignal. Die Eigenschaft dieses Beispiels besteht darin, daß der Spurenteil der Periode 7
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des horizontalen Synchronisationssignals unter dem Zustand aufgezeichnet wird, unter dem er relativ zum Spurenteil der Periode 6 des Videosignals versetzt oder verschoben ist. Das Bezugszeichen 8 gibt die durchschnittliche Position zwischen der Mittelposition des Spurenteils der Periode des Videosignals und der Mittelposition des Spurenteils der Periode des horizontalen Synchronisationssignals an. Figur 2b zeigt die Amplitudenwellenform oder Envelopewellenform 9 - 9' des Ausgangssignals des Auslesesensors in dem Falle, wo die Position des Auslesesensors sich auf der Oberseite hinsichtlich der durchschnittlichen Position 8 befindet, wie sie in Figur 2a angedeutet ist. In gleicher Weise zeigt Figur 2c den Fall, wo die Position des Auslesesensors auf der Unterseite des Diagramms nach Figur 2a liegt. In dem Falle, wo die Position des Auslesesensors mit der durchschnittlichen Position 8 zusammenfällt, bleibt der Abstand zwischen dem Auslesesensor und dem Zentrum der Spur während der Periode 6 für das Videosignal und der Periode 7 für das Synchronisationssignal unverändert und damit bleibt auch die Amplitude des Ausgangssignals des Auslesesensors konstant. Wie oben bereits erwähnt, wird die Phase der Amplitudenwellenform des Ausgangssignals des Auslesesensors in Abhängigkeit davon umgekehrt, auf welcher Seite die Position des Auslesesensors gegenüber der durchschnittlichen Position 8 liegt. Dementsprechend wird die Enveloppe-Wellenform aus dem Ausgangs signal des Auslesesensors abgeleitet. Ferner wird mit dem Auftreten des Synchronisationssignals ein Referenzsignal mit der gleichen Periode wie das Synchronisationssignal erzeugt. Durch gleichzeitiges Gleichrichten der Enveloppe-Wellenform mit dem Referenzsignal wird ein Signal mit einem Vorzeichen erhalten, das der Position des Auslesesensors entspricht. Dieses Signal kann zu einem Steuersignal gemacht werden, damit der Auslesesensor der Informationsspur weiter folgt. Gemäß diesem Verfahren wird dann, wenn die Position des Auslesesensors mit der durchschnittlichen Position 8 zusammenfällt, das Steuersignal 0, und somit wird der Auslesesensor mit der durchschnittlichen Position 8 als Nachführungsziel gesteuert.
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Dementsprechend folgt der Auslesesensor nicht der Spur der Mittellinie 5 des Spurenteils der Periode des Videosignals, sondern folgt der etwas versetzten Position 8. Dies führt zu der Unzulänglichkeit, daß der Ausgang des Auslesesensors nicht auf ein Maximum gebracht werden kann. Ziel des in Figur 3 dargestellten Beispiels gemäß dem Stande der Technik ist es, Verbesserungen hinsichtlich der Unzulänglichkeit des obigen Ausführungsbeispiels zu schaffen und den Auslesesensor dazu zu bringen, daß er dem Zentrum des Spurenteils der Videosignalperiode folgt. Das Diagramm in Figur 3a zeigt die Form einer Informationsspur. Ein unterschiedliches Merkmal gegenüber dem ersten Beispiel nach Figur 2 besteht darin, daß die vorzunehmende Versetzung bei der Periode des horizontalen Synchronisationssignals bei jeder Periode für horizontale Synchronisationssignale in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Figur 3b zeigt eine Amplitudenwellenform des Ausgangssignals eines Auslesesensors in dem Falle, wo sich der Auslesesensor in der Nähe des Zentrums eines Teiles 71 im Diagramm nach Figur 3a befindet, während Figur 3c eine Amplitudenwellenform des Ausgangssignals eines Auslesesensors in dem Falle zeigt, wo der Auslesesensor sich in der Nähe des Zentrums eines Teiles 7 befindet, wobei das nächste Synchronisationssignal nach einem horizontalen Synchronisationssignal mit 7* bezeichnet ist. In Abhängigkeit davon, auf welcher Seite des Zentrums oder der Mittellinie 5 der Spur der Auslesesensor anliegt, wird eine der Amplitudenwellenformen mit inverser Phase nach Figur 3b und 3c erhalten. Auf diese Weise ist durch Kombination mit geeigneten Mitteln zur Erzeugung eines Referenzsignals ein Steuersignal für die Position des Sensors erhältlich. Dieses Verfahren verwendet die entgegengesetzten Verschiebungen abwechselnd bei sämtlichen benachbarten Perioden für horizontale Synchronisationssignale» so daß in der Balance-Position des Sensors der Sensor der Steuerung der seitlichen Hin- und Herbewegung, nachstehend als Wobbein bezeichnet, der Spur mit dem gleichen Zyklus wie die Versetzungen oder Verschiebungen unterliegt, wobei zwei Perioden horizontaler Synchronisa-
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tionssignale einem Zyklus entsprechen. Nimmt man an, daß das Ausmaß der Verschiebung auf beiden Seiten gleich groß ist, so liegt die Balance-Position im Zentrum 5 der Spur, und das vorliegende Beispiel ist diesbezüglich vorteilhafter als das vorherige Beispiel. Was das Referenzsignal anbetrifft, so muß eine Information, die als Schlüssel zur Bestimmung der Phase dient, auf dem Aufzeichnungsmedium vorbereitet sein. Die Synchronisationssignale können jedoch nicht in dem System nach Figur 3 verwendet werden, weil die Hin- und Herbewegungen oder das Wobbein der Spur abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen bei den jeweils benachbarten Perioden für horizontale Synchronisationssignale erfolgt. Es ist daher erforderlich, ein solches Hilfsmittel zu verwenden, bei dem ein Wobbelsignal, das mit einer Frequenz außerhalb des Bandes der Videosignale moduliert ist, den Videosignalen hinzugefügt wird, um ein zusammengesetztes Signal zu bilden, und dieses zusammengesetzte Signal wird mit einer einzigen Informationsspur aufgezeichnet und wiedergegeben, oder aber das zusammengesetzte Signal wird mit einem separaten Auslesesensor von einer Referenzsignal-Wiedergabespur wiedergegeben, die vorher getrennt auf dem Aufzeichnungsmedium angeordnet ist.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten Wiedergabesystems für aufgezeichnete Information, bei dem gemäß dem oben beschriebenen Ausweg die Hin- und Herbewegungen oder das Wobbein abwechselnd in einer senkrecht zur Richtung der Spur verlaufenden Richtung erfolgt und bei dem die Wobbelsignale, die mir einer Frequenz außerhalb des Bandes der Videosignale moduliert sind, den Videosignalen hinzugefügt werden, um ein zusammengesetztes frequenzmoduliertes Signal zu bilden.
Bei der Anordnung nach Figur 4 bezeichnen das Bezugszeichen 20 ein plattenförmiges Aufzeichnungsmedium, das Bezugszeichen 21 die Mittelachse des Aufzeichnungsmediums 20, das Bezugszeichen 22 eine Informationsspur auf dem Aufzeichnungsmedium 20, das Bezugszeichen 23 einen auf die Informationsspur 22 fallenden Lichtstrahl, das Bezugszeichen 24 ein
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optisches System zur Bündelung des Lichtstrahles 23, das Bezugszeichen 25 einen Reflexionsspiegel, das Bezugszeichen 26 einen Strahlteiler, das Bezugszeichen 27 eine Laserstrahlquelle, das Bezugszeichen 28 einen emittierten Laserstrahl, das Bezugszeichen 29 einen reflektierten Laserstrahl, das Bezugszeichen 30 einen Strahldetektor, das Bezugszeichen 31 einen Filter, das Bezugszeichen 32 einen Demodulator, das Bezugszeichen 33 einen Amplitudenmodulationsdetektor oder AM-Detektor, das Bezugszeichen einen Synchrongleichrichter, das Bezugszeichen 35 einen Antriebskreis, das Bezugszeichen 36 einen Videosignaldemodulator und das Bezugszeichen 37 einen Monitor.
Bei einer derartigen Konstruktion wird zur Wiedergabe der Information von der auf dem Aufzeichnungsmedium 20 aufgezeichneten Informationsspur 22 das Aufzeichnungsmedium mit der gleichen Winkelfrequenz oder Winkelgeschwindigkeit wie bei der Aufzeichnung um seine Mittelachse 21 in Rotation versetzt. Weiterhin wird der von der Laserstrahlquelle 27 emittierte Laserstrahl 28 vom Reflexionsspiegel 25 durch den Strahlteiler 26 reflektiert und der reflektierte Laserstrahl vom optischen System 24 auf einen feinen Strahl gebündelt und als Lichtstrahl 23 dazu gebracht, daß er auf die Informationsspur 22 fällt. Der reflektierte Laserstrahl 29 von der Informationsspur 22 ist ein intermittierender Strahl, der der gleichen Frequenzmodulation unterworfen wird, wie die aufgezeichneten,zusammengesetzten frequenzmodulierten Signale oder FM-Signale, und seine Hüllkurve oder Envelope unterliegt Veränderungen, die dem Schwankungsausmaß in Querrichtung der Spur entsprechen. Der reflektierte Laserstrahl 29 erreicht den Strahlteiler 26 über das optische System 24 sowie den Reflexionsspiegel 25, wird dann abgelenkt und dem Strahldetektor 30 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Strahldetektors 30 ist das zusammengesetzte frequenzmodulierte oder FM-Signal, bei dem die Amplitude seiner Enveloppe mit den Schwankungen oder Versetzungen in Querrichtung zur Informationsspur geändert wird. Das FM-Signal wird mit dem Filter 31 in die Videosignale und die Versetzungssignale
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aufgeteilt. Die Videosignale werden dem Videosignaldemodulator 36 zugeführt und als Bild vom Bildschirm oder Monitor 37 wiedergegeben. Auf der anderen Seite wird die Wobbeiinformation (Versetzungssignale) vom Demodulator 32 in die Wobbelsignale oder Referenzsignale demoduliert, die auf der Spur bei der Aufzeichnung gespeichert werden. Außerdem wird das Ausgangssignal des Strahldetektors 30 an den Amplitudenmodulations- oder AM-Detektor angelegt, um ein Enveloppesignal abzuleiten. Unter Verwendung der Referenzsignale vom Demodulator 32 wird das Enveloppasignal mit dem Synchrongleichrichter 34 gleichzeitig gleichgerichtet. Da das Ausgangssignal vom Synchrongleichrichter 34 der Positionsabweichung des Auslesesehsors vom Zentrum der Spur entspricht, kann die Position des Auslesesensors, in diesem Falle die des Lichtstrahles 23, dazu gebracht werden, daß sie der Informationsspur folgt, indem man das Ausgangssignal mit dem Antriebskreis 35 verstärkt und den Reflexionsspiegel 25 in Richtung der Abnahme der Positionsabweichung antreibt bzw. nachführt. Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten System muß jedoch, um das Referenzsignal zu erhalten, die Wobbeiinformation für das Referenzsignal beim Aufzeichnen der ursprünglich angestrebten Information hinzugefügt werden. Die Dichte der Gesamtinformation im Aufzeichnungsmedium wird daher in diesem Maße erhöht. Infolge dessen werden die Betriebsbedingungen des Aufzeichnungsmediutns, d.h. die Präzisionsbedingungen des optischen Systems und des Strahldetektors der Wiedergabevorrichtung schwieriger. Außerdem ist ein Demodulatorkreis für das Referenzsignal erforderlich. Dies sind jedoch Faktoren, welche zu einer Zunahme der Kosten der Wiedergabevorrichtung führen.
Figur--5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information.
Figur 5a zeigt die Anordnung von Information in einer Informationsspur auf einem Aufzeichnungsmedium. Die Information 41, beispielsweise Videosignale und Tonsignale, sind abwechselnd mit Synchronisationssignalen 40 vorgesehen, die
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in gleichen Zeitintervallen angeordnet sind.
Die Figuren 5b und 5d zeigen Wobbelsignale, die dazu dienen, gemäß der Erfindung die Informationsspur in einer orthogonal zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Richtung beim Aufzeichnen der Information hin- und herzubewegen. Das Wobbelsignal ist ein sinusförmiges Signal, das mit den Synchronisationssignalen 40 synchronisiert ist und eine Frequenz aufweist, die um den Faktor N höher als die Frequenz der Synchronisationssignale 40 ist, wobei N eine positive ganze Zahl ist.
Figur 5b entspricht dem Fall, wo N = 1 ist, während Figur 5d dem Fall entspricht, wo N = 2 gilt. Außerdem zeigen die Figuren 5c und 5e Referenzsignale mit den gleichen Frequenzen und Phasen wie die Wobbelsignale, die in Figur 5b bzw. 5d dargestellt sind. Durch synchrones Gleichrichten eines reproduzierten oder wiedergegebenen Ausgangssignals mit dem Referenzsignal kann der Auslesesensor dem Zentrum der Informationsspur folgen.
Ein Impulszug, der durch Auslesen der Informationsspur nach Figur 5a erhalten wird, ist ein Impulszug, bei dem die Synchronisationssignale 4O in gleichen Zeitintervallen angeordnet sind, wie es in Figur 6a dargestellt ist, und der in eine Fourier-Reihe zerlegt ist. Die beiden Wellenzüge I und II in Figur 6b zeigen die Grundwelle und höhere harmonische Wellenkomponenten zweiter Ordnung in dem Falle, wo die Synchronisationssignale in Fourier-Reihen entwickelt sind. Gemäß der Erfindung wird, wie oben bereits erwähnt, die Frequenz der Wobbelsignale so gewählt, daß sie ganzzahlige Vielfache der Folgefrequenz der Synchronisationssignale ausmacht. Daher stiitant die Wobbelsignalfrequenz mit der Frequenz irgendwelcher harmonischer Teilschwingungen des Impulszuges der nach Fourier entwickelten Synchronisationssignale überein (vergleiche Figur 6a), beispielsweise mit der Frequenz der Teilschwingungen I oder II in Figur 6b.
Dementsprechend enthält die Enveloppewellenform eines Ausgangssignals eines Auslesesensors neben der Wobbelfrequenzkomponente die Synchronisationssignal-Oberwellenkompo-
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nente, deren Frequenz mit der Frequenz der vorigen übereinstimmt. IM die gewünschte WobbeIfrequenzkomponente aus der Enveloppe-Wellenform - abzutasten und diese Signalkomponente der Synchrongleichrichtung oder Verstärkungsabtastung mit dem Referenzsignal zu unterwerfen, um ein Nachführ-Steuersignal zu erhalten, wird es erforderlich, die Oberwellenanteile der Synchronisationssignale zu entfernen und nur die Abweichung zu liefern, die auf dem Wobbein als effektivem Ausgangssignal beruht.
Um diese Voraussetzung zu erfüllen, wird die Synchrongleichrichtung mit den Referenzsignalen durchgeführt, die in einer Phasenrelation sind, welche die Oberwellenanteile oder harmonischen Teilschwingungen der Synchronisationssignale orthogonal schneiden, so daß die Oberwellenanteile der Synchronisationssignale beseitigt werden. Gleichzeitig damit werden die Wobbelsignale verwendet, die einer Phasenrelation genügen, die das Ausgangssignal der Synchrongleichrichtung der WobbeIfrequenzkomponente in wirksamer Weise mit den Referenzsignalen liefert, wobei eine gleichphasige Relation am besten ist.
Nimmt man beispielsweise an, daß die Wobbeifrequenz gleich der Frequenz der höheren harmonischen Teilschwingungen zweiter Ordnung (vergleiche den Wellenzug II in Figur 6b), basierend auf den Synchronisationssignalen in Figur 6a ist, so werden die Signale, deren Phasendifferenz relativ zu den harmonischen Teilschwingungen des Wellenzuges II in Figur 6b einen Wert von 90 besitzt, wie es in Figur 6d dargestellt ist, als Referenzsignale für die Synchrongleichrichtung verwendet. Wenn somit die im Wellenzug II in Figur 6b angegebenen Oberwellenanteile synchron mit den Referenzsignalen in Figur 6d gleichgerichtet werden, so wird der Mittelwert des resultierenden Ausgangssignales 0, so daß die Oberwellenanteile aus dem Signal heraus ge filtert werden.
Figur 6c zeigt das Wobbelsignal, das ein sinusförmiges Signal mit der gleichen Frequenz und Phase wie das Referenzsignal in Figur 6d ist. Die Phase der Enveloppe-Wellenform
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der Änderung des Ausgangssignals des Sensors zu dem Zeitpunkt, wo die Information der Informationsspur, die mit diesem Wobbelsignal durchgewobbelt ist, mit dem Auslesesensor ausgelesen worden ist, wird entweder die gleiche Phase wie in Figur 6c oder die entgegengesetzte Phase, in Abhängigkeit von der Seite, auf der sich der Auslesesensor gegenüber dem Zentrum der Informationsspur befindet. Ferner wird die Amplitude kleiner, wenn der Sensor dichter an das Zentrum der Informationsspur herankommt. Aus diesem Grunde kann das Ausgangssignal, das durch synchrones Gleichrichten der Envelopper-Wellenform der Veränderung mit dem Referenzsignal in Figur 6d erhalten wird, als das gewünschte Steuersignal für die Position des Auslesesensors verwendet werden.
Figur 7 zeigt die Wellenform einer anderen Ausführungsform des Wobbelsignals zur Verwendung bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Es wird anstelle des sinusförmigen Signals verwendet, das in Figur 5b dargestellt ist.
Figur 7a zeigt die Anordnung der Information in einer Informationsspur. Die Figuren 7b bis 7e zeigen Beispiele der Wellenform des Wobbelsignals, das Figur 7a entspricht, wobei diese Beispiele dem Fall von N = 1 entsprechen. Die Zahl N kann jedoch auch den Wert 2 oder höhere Werte annehmen.
Bei den Beispielen in Figur 7b und 7c werden dreieckige bzw. rechteckige Wellensignale als Wobbeisignale verwendet. Bei den Beispielen nach Figur 7d und 7e werden ein sinusförmiges Wellensignal bzw. ein rechteckiges Wellensignal, die abwechselnd und intermittierend sich in ihren beiden Richtungen ändern, als Wobbeisignale verwendet. In den Fällen der Beispiele nach Figur 7d und 7e ist es wünschenswerter, diejenigen Teile so kurz wie möglich zu machen, in denen sich die Signale nicht ändern. Das Wobbelsignal, das in Phasen- und Frequenzrelation mit den Synchronisationssignalen der oben beschriebnen Art liegt, kann ohne weiteres mit einem phasenstarren Oszillator oder dergleichen er-
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zeugt werden.
Figur 8 zeigt die Anordnung einer Ausführungsform einer Informations-Aufzeichnungsvorrichtung, bei der die Aufzeichnung der Information gemäß der Erfindung in der 5 oben beschriebenen Art erfolgt. In der Anordnung nach Figur 8 bezeichnen das Bezugszeichen 50 ein plattenförmiges Aufzeichnungsmedium, das Bezugszeichen 51 die Mittelachse des Aufzeichnungsmediums 50, das Bezugszeichen 52 eine Informationsspur auf dem Aufzeichnungsmedium 5O, das Bezugszeichen 53 eine Laserstrahlquelle, das Bezugszeichen 54 einen Strahlintensitätsmodulator, das Bezugszeichen 55 einen Reflexionsspiegel, das Bezugszeichen 56 ein optisches System, das Bezugszeichen 57 einen Lichtstrahl, das Bezugszeichen 58 einen Lichtstrahl bzw. einen Lichtfleck, das Be- zugszeichen 59 eine Informationsquelle, das Bezugszeichen 60 einen Modulator, das Bezugszeichen 61 einen Wobbelsignalgenerator und das Bezugszeichen 62 einen Antriebskreis.
Bei dieser Anordnung wird das Aufzeichnungsmedium 50 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit um die Mittelachse 51 in Rotation versetzt. Gleichzeitig fällt der Lichtstrahl 57 aus der Laserstrahlquelle 53 als Lichtstrahl oder Lichtfleck 58 durch den Strahlintensitätsmodulator 54, den Reflexionsspiegel 55 und das optische System 56 auf das Aufzeichnungsmedium 50. Auf diese Weise wird die Informationsspur 52 gebildet.
Außerdem wird ein Signalzug, der von der Informationsquelle 59 erhalten wird und der aus Synchronisationssignalen und Information, wie z.B. Videosignalen und Tonsignalen, besteht, mit dem Modulator 60 moduliert und dann an den Strahlintensitätsmodulator 54 angelegt. Im Strahlintensitätsmodulator 54 wird die Strahlintensistät des Lichtstrahles 57 durch das Signal vom Modulator 60 moduliert.
Im Wobbelsignalgenerator 61 wird das Wobbelsignal gemäß dem oben beschriebenen Vorgang unter Verwendung der Synchronisationssignale aus der Informationsquelle 59 erzeugt. Es wird über den Antriebskreis 62 and den Reflexionsspiegel 55 angelegt, um seinen Ablenkwinkel einzustellen.
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Dementsprechend wird die Informationsspur 52 auf dem Aufzeichnungsmedium 50 in Abhängigkeit vom Wobbelsignal in der orthogonal zur Längsrichtung der Informationsspur und in radialer Richtung des plattenförmigen Aufzeichnungsmediums 50 verlaufenden Richtung durchgewobbelt. Nur die Informationssignale und die Synchronisationssignale werden in der Informationsspur 52 aufgezeichnet.
Figur 9 zeigt die Anordnung einer Ausführungsform einer Informations-Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe der auf diese Weise in der Informatiönsspur des Aufzeichnungsmediums aufgezeichneten Information.
In Figur 9 bezeichnen das Bezugszeichen 70 einen Schaltkreis zur Wiedergabe der Taktsignale und zur Trennung der Synchronsignale, das Bezugszeichen 71 einen Zähler, das Bezugszeichen 72 das Synchronisationssignal und das Bezugszeichen 73 das reproduzierte oder wiedergegebene Taktsignal. Die anderen Bezugszeichen 20 bis 30 und 33 bis 37 entsprechen den gleichen Bezugszeichen bzw. Bauteilen wie in Figur 4, wobei der Betrieb dieser Bauteile identisch ist, so daß eine nähere Erläuterung an dieser Stelle entbehrlich erscheint.
Das Ausgangssignal des Strahldetektors 30 wird dem AM-Detektor 33, dem Videosignaldemodulator 36 und dem Schaltkreis 70 zur Wiedergabe der Taktsignale und Trennung der Synchronisationssignale zugeführt. Das Taktsignal 73 und das Synchronisationssignal 72, deren Information im Schaltkreis 70 reproduziert wird, werden dem Videosignaldemodulator 36 zugeführt, um das Originalsignal zu reproduzieren oder wiederzugeben. Der Zähler 71 wird vom Synchronisationssignal 72 zurückgesetzt und teilt und verringert die Frequenz des reproduzierten Taktsignals 73. Auf diese Weise wird ein Referenzsignal mit der gleichen Frequenz und Phase wie denjenigen des Wobbeisignals 78 erhalten, wie sie beispielsweise in Figur 5c oder 5e dargestellt sind* Unter Verwendung dieses Referenzsignals wird ein Enveloppe-Signal, das vom AM-Detektor 33 geliefert wird, gleichzeitig gleichgerichtet. Das resultierende Signal wird für den Antriebskreis 35 des Reflexionsspiegels 25 verwendet.
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Figur 10 zeigt ein weiteres Beispiel für einen Schaltkreis zur Erzeugung des Referenzsignals. Um das Referenzsignal zu erhalten, wird anstelle der Teilung der Frequenz der Taktsignale 73 unter Verwendung des Zählers 71 eine phasenstarre Schleife verwendet, die durch das Synchronisationssignal 72 verriegelt ist. Wie sich Figur 1O entnehmen läßt, liegt das Synchronisationssignal 72 an einem Eingang eines Phasenkomparators 74 der Phasensynchronisationsschleife. Das Ausgangssignal des Phasenkomparators 74 geht durch einen Filter 75 hindurch und wird dann an einen spannungsgesteuerten Oszillator 76 angelegt. Das Ausgangssignal des Oszillators 76 wird von einem Zähler 77 geteilt und dann an den anderen Eingang des Phasenkomparators 74 angelegt. Nimmt man an, daß die Frequenz mit dem Zähler 77 auf den Wert 1/N geteilt wird, so wird die Frequenz des Oszillatorausgangs 78a N-mal höher als die der Synchronisationssignale, und man erhält ein Signal mit derselben Frequenz wie das Wobbeisignal. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Zähler ein einfacher Binärzähler oder Binäruntersetzer sein, der N = 2n auswählt, wobei η entweder O oder eine positive ganze Zahl ist. Wenn N größer gemacht wird, so steigt die Welligkeitsfrequenz des Synchrongleichrichters 34 stärker an und die Welligkeitsentfernung ist leichter.
Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsformen ergibt, bietet die Erfindung, wie nachstehend angegeben, eine ganze Reihe von Vorteilen. (1) Irgendwelche Information zur Wiedergabe bzw. Reproduktion des Referenzsignals braucht dem ursprünglichen Informationssignal nicht hinzugefügt zu werden. Dementsprechend wird das Taktsignal des ursprünglichen Informationssignals stabilisiert und der Rand bei der Reproduktion des Taktsignals nicht beeinträchtigt, so daß eine stabile Wiedergabe der Information durchgeführt werden kann. (2) Da jegliche Information zur Reproduktion des Referenzsignales unnötig ist, braucht die Informationsdichte des Aufzeichnungsmediums nicht größer zu werden. Es ist dementsprechend vermeidbar, daß die Betriebsbedingungen des Aufzeichnungsmediums
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schwieriger werden. (3) Außerdem ist es vermeidbar, daß das Band der Auslesesignale breiter wird. Die Ränder werden daher der Funktion des optischen Systems und des elektrischen Signalsystems zur Verfügung gestellt. Dies dient dazu, die Kosten der Wiedergabevorrichtung niedrig zu halten. (4) Auf der Seite der Wiedergabevorrichtung kann das Referenzsignal erzeugt werden, indem man das Synchronisätionssignal verwendet, das mit höchster Stabilität ausgebildet ist. Es ist daher möglich, eine stabile Nachführung und damit ein stabilies Auslesen ohne weiteres zu gewährleisten. (5) Da die Spur in gleichem Maße auf der rechten und der linken Seite der Spur durchgewobbelt wird, wird der Auslesesensor mit dem Zentrum der Spur als Ziel gesteuert.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen erfolgte- die Beschreibung für den Fall, wo die Information optisch auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet und in gleicher Weise optisch wiedergegeben wird. Es darf jedoch.darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung ganz allgemein für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Information geeignet und anwendbar ist, wobei die Information auf einem Aufzeichnungsmedium mit den verschiedensten Mitteln aufgezeichnet und ohne Kontakt oder Berührung wiedergegeben wird.
Das Aufzeichnungsmedium ist selbstverständlich auch nicht auf plattenförmige Aufzeichnungsmedien beschränkt, sondern es kann sich dabei auch um bandförmige Aufzeichnungsmedien oder dergleichen handeln.
Auch die Wellenform des Wobbeisignals ist nicht auf die oben angegebenen Beispiele beschränkt, vielmehr sind verschiedene andere Formen durchaus ebenfalls möglich. Im wesentlichen kann jede Wellenform insofern verwendet werden, als die Grundfrequenz des Wobbeisignals ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Synchronisationssignals ist.
WS/US
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Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE
    SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HüPF EBBIN&HAUS F)NCK
    MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSEtPOSTFACH 95 O1 6O, D-ilOOO MÖNCHEN 95 2 9 2 3 S 8
    Hitachi, Ltd.
    DEA-5919
    11. Juni 1979
    VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR AUFZEICHNUNG UND WIEDERGABE VON INFORMATION
    Patentansprüche
    Qy Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information, gekennzeichnet durch einen ersten Verfahrensschritt des Wobbeins eines Informationszuges, bei dem Synchronisationssignale in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen wiederzugebender Information angeordnet sind, mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Wiederholungsfrequenz der Synchronisationssignale ist, und durch Aufzeichnen des Informationszuges auf einem Aufzeichnungsmedium unter Bildung einer Informationsspur; durch einen zweiten Verfahrensschritt des Auslesens des auf der Informationsspur aufgezeichneten Informationszuges mit einer Ausleseeinrichtung und durch einen dritten Verfahrensschritt der Steuerung einer Position der Ausleseeinrichtung relativ zur Informationsspur auf der Basis des ausgelesenen Informationszuges.
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    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Verfahrensschritt einen vierten Verfahrensschritt zur Trennung der Synchronisationssignale vom ausgelesenen Informationszug, einen fünften Verfahrensschritt der Erzeugung eines Referenzsignales, das die gleiche Frequenz und die gleiche Phase wie die der Wobbel-Wellenform des Informationszuges besitzen, auf der Basis der getrennten Synchronisationssignale,- und einen sechsten Verfahrensschritt der Steuerung der Position der Ausleseeinrichtung relativ zur Informationsspur unter Verwendung des erzeugten Referenzsignals und des ausgelesenen Informationszuges beinhaltet.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wobbel-Wellenform des Informationszuges eine sinusförmige Wellenform verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wobbel-Wellenform eine Wellenform verwendet wird, die eine Phasenrelation besitzt, die sich orthogonal mit einer harmonischen Teilschwingung der Synchronisationssignale kreuzt.
    5. Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information, gekennzeichnet durch ein Aufzeichnungsmedium, auf dem ein Informationszug mit Synchronisationssignalen, die in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen der zu reproduzierenden Information angeordnet sind, aufgezeichnet wird,
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    indem er mit einer Frequenz/ die ein ganzzahliges Vielfaches einer Wiederholungsfrequenz der Synchronisationssignale ausmacht, durchgewobbelt wird und damit eine Informationsspur bildet, durch eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen des in der Informationsspur aufgezeichneten Informationszuges und durch eine Steuerung zum Steuern einer Position der Ausleseeinrichtung relativ zum Informationszug auf der Basis des von der Ausleseeinrichtung ausgelesenen Informationszuges.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung folgende Baugruppen aufweist: eine Trenneinrichtung zum Trennen der Synchronisationssignale von dem von der Ausleseeinrichtung erhaltenen Informationszug; einen Generator zur Erzeugung eines Referenzsignals, das die gleiche Frequenz und die gleiche Phase wie die Wobbel-Wellenform des Informationszuges besitzt, auf der Basis der von der Trenneinrichtung getrennten Synchronisationssignale; und eine Einrichtung zur Steuerung der Position der Ausleseeinrichtung relativ zur Informationsspur unter Verwendung des vom Generator erzeugten Referenzsignals und des von der Ausleseeinrichtung erhaltenen Informationszuges.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuerung folgende Baugruppen aufweist: eine Trenneinrichtung zum Trennen des Informationszuges von der Ausleseeinrichtung in die zu reproduzierenden Informationssig-
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    nale und die Synchronisationssignale; einen Zähler zum Zählen der Taktimpulse der Informationssignale in Abhängigkeit von den Synchronisationssignalen von der Trenneinrichtung zur Erzeugung eines Referenzsignals; einen Generator zur Erzeugung eines Enveloipe-Wellenformsignals des Informationszüges von der Ausleseeinrichtung; einen Gleichrichter zum synchronen Gleichrichten des Enveloppe-Wellenformsignals vom Generator mit dem Referenzsignal vom Zähler; und eine Einrichtung zur Steuerung der Position der Ausleseeinrichtung mit einem Ausgangssignal des Gleichrichters.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung folgende Baugruppen aufweist: eine Trenneinrichtung zum Trennen des Informationszuges aus der Ausleseeinrichtung in die Informationssignale und die Synchronisationssignale; eine phasenstarre Schleifenschaltung, die ein Referenzsignal auf der Basis der Synchronisationssignale von der Trenneinrichtung erzeugt; einen Generator zur Erzeugung eines Enveloppe^Wellenformsignals des Informationszuges aus der Ausleseeinrichtung; einen Gleichrichter zum synchronen Gleichrichten des Enveloppe-Wellenformsignals vom Generator mit dem Referenzsignal von der phasenstarren Schleifenschaltung; und eine Einrichtung zur Steuerung der Position der Ausleseeinrichtung mit einem Ausgangssignal des Gleichrichters.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine
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    Eingangseinrichtung zum Anlegen des Informationszüges, durch einen ersten Generator zur Erzeugung eines Lichtstrahls / durch einen Modulator zum Modulieren der Intensität des Lichtstrahls von dem ersten Generator auf der Basis des Informationszuges von der Eingangseinrichtung/ durch einen zweiten Generator zur Erzeugung eines der Wobbelfrequenz entsprechenden Signals mit den Synchronisationssignalen aus der Eingangseinrichtung und durch eine Aufzeichnungseinrichtung, die den Lichtstrahl vom Modulator in Abhängigkeit von dem vom zweiten Generator erhaltenen Signal ablenkt und den abgelenkten Lichtstrahl auf das Aufzeichnungsmedium richtet, um den Informationszug aufzuzeichnen.
    10. Aufzeichnungsmedium für Information/ dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationszug, bei dem Synchronisationssignale in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen aufzuzeichnender Information angeordnet sind, aufgezeichnet wird, indem der Informationszug mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Wiederholungsfrequenz der Synchronisatxonssignale ausmacht, durchgewobbelt wird und damit eine Informationsspur bildet.
    11. Aufzeichnungsmedium für Information nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wobbel-Wellenform des Informationszuges eine Wellenform ist, die eine Phasenrelation besitzt, welche eine harmonische Teilschwingung der Synchronisationssignale orthogonal kreuzt.
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    292358!
    12. Aufzeichnungsmedium für Information nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wobbel-Wellenform des Informationszuges sinusförmig ist.
    13. Vorrichtung zur Aufzeichnung von Information, gekennzeichnet durch eine Eingangseinrichtung zum Anlegen eines Informationszuges, bei dem Synchronisationssignale in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen aufzuzeichnender Information angeordnet sind, durch einen ersten Generator zur Erzeugung eines Lichtstrahls, durch einen Modulator zum Modulieren der Intensität des Lichtstrahls vom ersten Generator auf der Basis des Informationszuges von der Eingangseinrichtung, durch einen zweiten Generator zur Erzeugung eines einer Wobbeifrequenz entsprechenden Signals mit den Synchronisationssignalen im Informationszug aus der Eingangseinrichtung, wobei die Wobbeifrequenz ein ganzzahliges Vielfaches einer Wiederholungsfrequenz der Synchronisationssignale ausmacht, und durch eine Aufzeichnungseinrichtung, die den Lichtstrahl aus dem Modulator in Abhängigkeit von dem vom zweiten Generator erhaltenen Signal ablenkt und den abgelenkten Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium richtet, wobei der Informationszug mit der Wobbelfrequenz durchgewobbeIt und auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird.
    14. Vorrichtung zur Wiedergabe von Information, gekennzeichnet durch eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen eines Informationszuges von einer Informationsspur auf einem Aufzeich-
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    nungsmedium, wobei die Informationsspur so ausgebildet ist, daß der Informationszug, bei dem Synchronisationssignale in vorgegebenen Zeitintervallen zwischen wiederzugebender Information angeordnet sind, durch Wobbein mit einer Frequenz aufgezeichnet ist, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Wiederholungsfrequenz der Synchronisationssignale ausmacht, und durch eine Steuerung zum Steuern der Position der Ausleseeinrichtung relativ zur Informationsspur auf der Basis des von der Ausleseeinrichtung ausgelesenen Informationszuges.
    15. Vorrichtung zur Wiedergabe von Information .nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung folgende Baugruppen aufweist: eine Trenneinrichtung zum Trennen der Synchronisationssignale von dem von der Ausleseeinrichtung erhaltenen Informationszug; einen Generator zur Erzeugung eines Referenzsignals, das die gleiche Frequenz und die gleiche Phase wie die Wobbel-Wellenform des Informationszuges besitzt, auf der Basis der von der Trenneinrichtung abgetrennten Synchronisationssignale; und eine Einrichtung zur Steuerung der Position der Ausleseeinrichtung relativ zur Informationsspur unter Verwendung des vom Generator erzeugten Referenzsignals und des von der Ausleseeinrichtung erhaltenen Informationszuges.
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