DE3000288C2 - Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines rotierenden, nach dem Piezoeffekt wirkenden Bauteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines rotierenden, nach dem Piezoeffekt wirkenden Bauteils, insbesondere zur Steuerung der Spurlage von rotierenden Videoköpfen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den meisten bekannten magnetischen Aufzeichnungsgeräten mit bandförmigem Aufzeichnungsmedi-".m erfolgt die Aufzeichnung der Videosignale auf das Magnetband mittels sogenannter Schrägspuraufzeichnung über auf einer Kopfscheibe angeordnete Videoköpfe. Damit keine Beeinträchtigung der Bildwiedergabe erfolgt, müssen die Videoköpfe bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Informationen genau in der Videospur verbleiben bzw. aufgrund der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen bei eventuellen Spurfehlern nachregelbar sein.

In der Regel erfolgt die Zuführung einer Regelspannung an eines (oder mehrere) für die Lageänderung des Videokopfes auf der rotierenden Kopfscheibe vorgesehenen Piezobauteils (auf der Kopfscheibe als ^wideokopfträger befestigtes Piezoplättchen) über Schleifkontakte, d. h. Schleifringe und Bürsten. Diese Schleifkontakte müssen sehr genau und feinfühlig ausgelegt sein, damit keine Störgrößen auf das mit sehr kleinem Zeitfehler umlaufende Kopfrad durch die entstehende Reibung übertragen werden bzw. damit sie keine ίο Laufgeräusche abgeben. Außerdem müssen die Schleifkontakte und die Laufbahnen zur sicheren Kontaktgabe hartvergoldet sein, was einen erheblichen Kostenfaktor darstellt Müssen im Servicefalle bei einem Kopfradwechsel die Schleifkontakte entfernt werden, besteht ferner die Gefahr des Verbiegens.

Aus der DE-AS 28 37 157 ist eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung piezokeramischer Biegelemente bekannt, bei welcher hochfrequente Schwingungen mit Hilfe eines rotierenden Transformators induktiv übertragen werden. Dabei wird die hochfrequente Schwingung mit den aus dem abgetasteten Videosignal abgeleiteten Steuerspannungen moduliert und über den rotierenden Transformator zwei Resonanzkreisen zugeführt, deren Teilspannungen nach entsprechender Gleichrichtung zur Wiederherstellung der Steuergleichspannungen verarbeitet werden, die ihrerseits den Piezoelementen zugeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

einfache und preisgünstige Schaltungsanordnung zu schaffen, welche eine Ansteuerung eines rotierenden, nach dem Piezoeffekt wirkenden Bauteils als Träger eines Videokopfes sicher und verschleißfrei ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

J5 Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die kontaktlose Spannungszuführung kein großer technischer wie auch kostenmäßiger Mehraufwand erforderlich ist und dennoch eine sichere Kontaktgabe erreichbar ist, welche ohne sonderliche Schwierigkeiten eine hohe Genauigkeit gewährleistet. Da es sich bei der rotierenden Videokopfscheibe bzw. der Kopftrommel um ein Präzisionsteil im Videogerät handelt und äußerst geringe Toleranzen im Spalt zwischen dem rotierenden und dem feststehenden Teil erforderlich und gegeben sind, läßt sich auf einfache Weise mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine genaue Steuerspannung übertragen und einwandfrei zuführen. Streufelder wie bei einer induktiven Übertragung treten dabei nicht auf.

Das in der folgenden Beschreibung erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet als Piezobauteil ein auf dem sogenannten »inversen« Piezoeffekt beruhendes Element (Piezokeramik). Demgegenüber läßt sich aber auch nach entsprechender Anpassung in analoger Weise der (eigentliche, nicht umgekehrte) piezoelektrische Effekt anwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgefc5 mäßen Schaltungsanordnung in Form eines Ersatzschaltbildes für einen Videokopf und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Videokopfantriebsanordnung, in welcher die Schaltungsanordnung gemäß

F i g. 1 schematisch eingebaut dargestellt ist.

Gemäß Fig. 1, welche ein Ersatzschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines rotierenden nach dem Piezoeffekt wirkenden Bauteils, insbesondere für einen rotierenden Videokopf eines magnetischen Aufzeichnungsgerätes, darstellt, gelangt die in einem (nicht dargestellten) Oszillator erzsagte hochfrequente Schwingung, welche mit den aus dem abgetasteten Videosignal gewonnenen Steuerspannungen moduliert wird, auf einen Resonanzschwingkreis, bestehend aus einem Kondensator 1 und einem dazu parallelgeschalteten Übertrager 2 (mit einem Übersetzungsverhältnis von z.B. 10:1). Durch den Resonanzkreis (Resonanztransformator; wird die ankommende Spannung hochtransformiert und gleichzeitig der Leistungsbedarf so gering als möglich gehalten. Die am Ausgang des Resonanzkreises abgegebene Wechselspannung wird dem einen Belag eines Kondensators 3 zugeführt Der andere Belag des Kondensators 3 ist über eine in Gegenrichtung gepolte Diode 4 an Masse gelegt. Mit dem mit der Kathode der Diode 4 verbundenen Belag des Kondensators 3 ist ferner die Anode einer für die Gleichrichtung vorgesehenen Diode 5 verbunden, deren Kathode zum einen mit einem Piezobauteil 8 und zum anderen mit einem an Masse liegenden Entladungswiderstand 7 (ζ. B. 1 ΜΩ) verbunden ist. Zwischen die Kathode der Diode 5 und Masse kann zur Glältung ein Kondensator 6 von beispielsweise ca. 100 ρ F vorgesehen sein. Die an die Elektroden des Piezobauteils 8 angelegte Spannung bewirkt bei diesem auf dem piezoelastischen Effekt bzw. der Elektrostriktion beruhenden Bauteil eine Auslenkung, wonach eine Lageveränderung der Videoköpfe in der jeweils gewünschten Richtung zur Spurlageregelung erzielt werden kann.

In Fig.2 ist schematisch dargestellt, wie die gemäß F i g. 1 beschriebene Schaltungsanordnung in einer Videokopfantriebsanordnung vorgesehen sein kann. Die dort nur mit den wesentlichsten Bauteilen dargestellte Videokopfantriebsanordnung zeigt ein festes Teil 19, die sogenannte Kopftrommel (Bandführungszylinder mit Schlitz) sowie eine Videokopfscheibe 20 mit darauf angeordnetem und schematisch dargestelltem Piezoplättchen 18 und darauf angeordnetem Videokopf 10 (nur ein Videokopf eingezeichnet) als rotierendes Teil 9. Die kontaktlose und kapazitive Spannungsübertragung der in einem Oszillator erzeugten hochfrequenten und amplitudenmodulierten Wechselspannung erfolgt gemäß F i g. 2 über Kondensatoren 11 und 13 (entsprechend den Kondensatoren 1 und 3 gemäß Fig. 1). Diese Kondensatoren 11 und 13 sind als ringförmige Plattenkondensatoren ausgeführt, welche zwischen dem festen Teil 19 und dem rotierenden Teil 9 der Videokopfantriebsanordnung vorgesehen sind. Am rotierenden Teil 9 ist für die Gleichrichtung de·· erzeugten Wechselspannung eine Diode 15 (entsprechend der Diode 5 gemäß F i g. 1) vorgesehen, während die der entgegengesetzt gepolten Diode 4 gemäß F i g. 1 entsprechende Diode 14 gemäß Fig.2 zwischen den Belag des Kondensators 13 am rotierenden Teil 9 und Masse geschaltet ist. Dem Piezobauteil 18 (entsprechend dem Piezobauteil 8 gemäß Fig. 1) auf der Videokopfscheibe 20 wird demnach eine gleichgerichtete Steuerspannung zugeführt Durch eine Amplitudenmodulation der im Oszillator erzeugten hochfrequenten Schwingungen entsteht eine Gleichspannungsänderung, aus der sich die erforderlichen Steuergleichspannungen für das Piezobauteil 18 ableiten lassen, was somit eine Lageänderung des Videokopfes 10 bewirkt Eine Diode 12 liegt anodenseitig an Masse des rotierenden Teils 9, ίο während kathodenseitig ein Anschluß an den dem rotierenden Teil 9 zugeordneten Belag des Kondensators 11 gegeben ist Mit diesem Belag ist ferner über eine Diode 21 der zweite (versetzt angeordnete) Videokopf verbunden.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform einer Videokopfantriebsanordnung sollte der an den Kondensatoren 11 und 13 entstehende ringförmige Luftspalt (Dielektrikum) durch die auf dem rotierenden Teil 9 (Welle) befindliche eine Elektrode des Kondensators nach Möglichkeit keine Abstandsänderung während des Umlaufs erfahren, da sonst pro Umlauf eine Spannungsveränderung entsteht. Diese Forderung läßt sich jedoch leicht erfüllen, da es sich bei der Videokopfantriebsanordnung, insbesondere dem rotierenden Teil, ohnehin um ein Präzisionstsi! mit hoher Genauigkeit bei der Lagerung handelt. Demzufolge ist aus den äußerst geringen Toleranzen im Spalt zwischen dem rotierenden und dem feststehenden Teil einer Videokopfantriebsanordnung eine genaue Steuerspannung ableitbar Durch die erfindungsgemäße Unterbringung der Schaltungsanordnung in der Videokopfantriebsanordnung gemäß F i g. 2 werden Störungen bzw. Schwankungen im Rundlauf des Antriebs ferner dadurch in ihren Auswirkungen auf die Steuerung verringert bzw. beseitigt, daß ein Auslenken an einer Stelle (»Erweiterung« des Bclägeabstandes) durch ein Einengen an der gegenüberliegenden Stelle (»Verminderung« des Belägeabstandes) aufgrund der Ausbildung als ringförmige Plattenkondensatoren kompensiert wird. Die Unterbringung in der Videokopftrommelnabe ist aber auch deshalb günstig, weil gleichzeitig eine gute Störstrahlungsabschirmung erzielt wird.

Durch geeignete Maßnahmen und Vorkehrungen in der Anordnung des Piezobauteils bzw. des Videokopfes und entsprechende Auslegung der Schaltungsanordnung lassen sich unterschiedliche Auslenkspannungen und Lageänderungen des Videokopfes erreichen. So kann beispielsweise durch Zuführen einer negativen und/oder positiven Steuerspannung eine um einen so Mittelwert in beide Richtungen wirkende Auslenkung und somit Nachführung des Videokopfes erzielt werden. Es kann aber auch mit einer Steuerspannung nur einer Polarität gearbeitet werden, indem eine von einem festen Endwert (»Anschlag«) für den Videokopf ausgehende Nachführung bzw. Auslenkung entsprechend der zugehörigen Auslenkspannung in einer Richtung erfolgt. Der Mittelstellung des Piezoplättchens ist dann nicht die Steuerspannung Null, sondern eine bestimmte — von Null abweichende — Steuerspannung zugeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines rotierenden, nach dem Piezoeffekt wirkenden Bauteils, insbesondere zur Steuerung der Spurlage von rotierenden Videoköpfen, mit einem hochfrequente Schwingungen erzeugenden Oszillator, welche durch die Steuerspannungen moduliert werden, wobei die modulierten Schwingungen auf einen Resonanzkreis gegeben werden und die im Resonanzkreis erzeugte Wechselspannung auf gleichrichtende Elemente gegeben und die entstehende gleichgerichtete Spannung als Steuergleichspannung an das Piezobauteil geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Wechselspannung über eine kapazitive Kopplungseinrichtung (3; 11,13) auf die gleichrichtenden Elemente (4, 5; 14, <S) übertragen wird, wobei die kapazitiven Kopplungselemente (3; 11, 13) zur kontaktlosen Steuerspannungsübertragung an das Piezobauteil (8; 18) als Plattenkondensatoren ausgebildet sind und daß ferner die gleichgerichtete Spannung über einen relativ hochohmigen Widerstand (7; 17) an Masse gelegt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kathode des zweiten gleichrichtenden Elements (5; 15) und dem Masseanschluß ein Glättungskondensator (6; 16) vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Oszillatorschwingung durch die zu übertragende Steuerspannung amplitudenmoduliert wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung in der Videokopfantriebsanordnung eines magnetischen Aufzeichnungsgerätes die kontaktlose, kapazitive Kopplungseinrichtung zur Regelspannungsübertragung in Form von ringförmigen Plattenkondensatoren (11, 13) zwischen dem rotierenden Teil (9) und dem feststehenden Teil (19) der Videokopfantriebsanordnung ausgebildet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Elektrode der ringförmigen Plattenkondensatoren (11, 13) und die gleichrichtenden Elemente (14,15) in der Videokopftrommelnabe untergebracht sind.