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GERAT ZUM AUFZEICHNEN UND/ODER WIEDERGEBEN ELEKTRISCHER
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SIGNALE Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei der Aufzeichnung und selbstverständlich auch bei der späteren
Wiedergabe von elektrischen Signalen auf einem Magnetband muß eine bestimmte Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Magnetband und dem Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabekopf eingestellt werden,
die zum einen von der Spaltbreite des Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfes abhängt
und zum anderen von der höchsten aufzuzeichnenden Frequenz. Für Aufzeichnungsgeräte
von Videosignalen im professionellen Bereich sind heute z.B. Kopf-Band-Geschwindigkeiten
von ca. 20 m pro Sekunde üblich. Für Geräte, die für den Heimgebrauch entwickelt
wurden, ist man bei verminderter Bandbreite bereits auf 4 m pro Sekunde zurückgegangen.
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Um diese hohen Kopf-Band-Geschwindigkeiten realisieren zu können,
hat man sogenannte Querspur- oder Schrägspuraufzeichnungsgeräte entwickelt. Bei
diesen Geräten wird das Magnetband
mit einer relativ langsamen
Geschwindigkeit an einer rotierenden Kopftrommel vorbeigeführt. Bei den Querspurgeräten
wird das Band um das Kopfrad gewölbt. Das Kopfrad hat 4 um 90 Grad versetzt angeordnete
Köpfe und schreibt in einem relativ steilen Winkel quer zum Band liegende Spuren
auf. Bei den Schrägspurgeräten ist entweder eine Alpha- oder eine Omega-Umschlingung
des Bandes um die Kopftrommel erforderlich.
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Die Kopftrommel hat hier entweder einen oder zwei Aufzeichnungsköpfe,
die abwechselnd auf dem Band schrägliegende Spuren aufzeichnen. Die hohe Kopf-Band-Relativgeschwindigkeit
wird durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit der Kopftrommeln erreicht.
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Nach diesem Prinzip arbeiten alle zur Zeit auf dem Markt befindlichen
Videoaufzeichnungsgeräte.
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Bei den nach diesen Prinzipien arbeitenden Magnetbandaufzeichnungs-
und Widergabegeräten muß jedoch die Kopftrommel mit allergrößter Präzision angetrieben
und geregelt werden, ferner ist die Bandführung längs der Kopftrommel außerordentlich
kompliziert. Es ist deshalb ein hoher mechanischer und elektrischer Aufwand erforderlich,
wodurch die Herstellung der Geräte sehr teuer wird. Darüberhinaus ist beim Betrieb
auch ein hoher Wartungsaufwand erforderlich. Weitere Nachteile sind die relativ
geringe Kopflebensdauer sowie die Tatsache,
daß das Videosignal
nur über rotierende Transformatoren abgenommen werden kann.
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In letzter Zeit ist weiterhin ein Verfahren bekannt geworden, bei
dem mit einem feststehenden Kopf gearbeitet wird. Bei diesem sogenannten LVR-Verfahren
(Longitudinal-Video-Recording) wird das Band mit der erforderlichen Kopf-Band-Relativgeschwindigkeit
am Kopf vorbei bewegt. Nachdem das Band sein Ende erreicht hat, wird es relativ
schnell in seiner Bewegungsrichtung umgekehrt, gleichzeitig wird der Magnetkopf
in der Höhe um eine Spurbreite verstellt und dann wird die Aufzeichnung in entgegengesetzter
Bewegungsrichtung fortgesetzt. Dieses Verfahren hat gegenüber den Vorherbeschriebenen
den großen Vorteil, daß es nicht mehr mit einer rotierenden Kopftrommel arbeitet
und somit alle Nachteile, die damit verbunden sind, vermieden werden. Indessen entsteht
bei dem beschriebenen Verfahren eine Aufzeichnungslücke während der Zeit, in der
das Band in seiner Bewegungsrichtung umgekehrt wird. Aus diesem Grunde muß mit sehr
dünnem Band, mit sehr geringen Massen gearbeitet werden, um die Bewegungsumkehr
so schnell wie möglich durchführen zu können. Aus dem gleichen Grund wird die Bandgeschwindigkeit
relativ niedrig gehalten. Durch diese beiden Nachteile ist das LVR-Verfahren nur
begrenzt einsetzbar. Vor allem ist der Einsatz im professionellen Bereich nicht
möglich.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einem Gerät
der eingangs erwähnten Art mit feststehendem Kopf Aufzeichnungslücken bei der Bewegungsrichtungsumkehrung
des Bandes zu vermeiden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Gerätes nach Anspruch 1 ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gerät umfaßt die Magnetkopfanordnung zwei
gleichartige, voneinander unabhängige und im gegenseitigem Abstand längs der Bewegungsbahn
des Magnetbandes angeordnete Kopfaggregate, die jeweils einer der beiden Laufrichtungen
des Magnetbandes zugeordnet sind. Bei der Richtungsumkehrung des Magnetbandes wird
dieses während eines kurzen Zeitintervalles gleichzeitig an beiden Kopfaggregaten
in der jeweils zugeordneten Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabevorrichtung vorbei#ewegt,
so daß eine unterbrechungsfreie Aufzeichung oder Wiedergabe auch bei der Richtungsumkehrung
gewährleistet ist.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
Fig. la eine schematische Darstellung des
Grundprinzips des erfindungsgemäßen Magnetbandgerätes; Fig. lb ein Zeitdiagramm
für den Verlauf der Bandgeschwindigkeit vor, während und nach einer Bewegungsrichtungsumkehrung,
Fig. lc eine Draufsicht auf dem Magnetband mit verschiedenen, bei dem Gerät nach
Fig. la möglichen Spurlagen, und Fig. 2 eine schematische Darstellung weiterer Einzelheiten
des erfindungsgemäßen Gerätes.
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Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes.
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Bei dem in Fig. la dargestellten Gerät sei angenommen, daß sich das
Magnetband 6 momentan in Laufrichtung A bewegt. Das Band 6 wird von der Bandwickelspule
3 abgezogen und am Kopfaggregat 1 vorbei bewegt. Die Transportvorrichtung 4 sorgt
dafür, daß das Band 6 in der Laufrichtung A die Nenngeschwindigkeit einhält. Nach
Verlassen der Bandtransportvorrichtung 4 wird das Band 6 am Kopfaggregat 2 vorbeilaufend
auf die Bandwickel spule 5 aufgewickelt. Dies ist der Zustand, der in der Fig. lb
bis zum Zeitpunkt tl dargestellt ist. Während dieser Zeit wird vom Kopfaggregat
1 die Spur A1 1 (Fig. lc) aufgezeichnet.
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Der Zeitpunkt tl bei dem Diagramm nach Fig. lb markiert den Zeitpunkt
kurz bevor das Band auf der Bandwickelspule 3 sein Ende erreicht hat. Mit durchgezogener
Linie ist dabei die Bandbewegung vor dem Kopfaggregat 1 und mit gestrichelter Linie
die Bandbewegung vor dem Kopfaggregat 2 dargestellt. Von diesem Zeitpunkt an wird
durch die Transportvorrichtung 4 das Band vor dem Kopfaggregat 2 in seiner Laufrichtung
umgekehrt, bis es die Nenngeschwindigkeit in Laufrichtung B erreicht hat.
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Dieses ist der Zeitpunkt t2 bei dem Diagramm nach Fig. lb. Von diesem
Zeitpunkt t2 ab zeichnet das Kopfaggregat 2 die Spur B2 1 auf. Ab dem Zeitpunkt
t4 kann nunmehr auch das Kopfaggregat 1 abgeschaltet werden und die Laufrichtung
vor dem Kopfaggregat 1 umgekehrt werden. Da sich zwischenz-eitlich in der Transportvorrichtung
4 einiger Bandvorrat angesammelt hat, wird nun mit erhöhter Aufwickelgeschwindigkeit
in Laufrichtung B durch die Bandwickelspule 3 dieser Bandvorrat abgebaut, bis sich
ab dem Zeitpunkt t6 auch vor dem Kopfaggregat 1 die Nenngeschwindigkeit in Laufrichtung
B eingestellt hat.
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Nunmehr kann das Kopfaggregat 1 auf die nächste Aufzeichnungsspur
A1>2 umgeschaltet werden. Wird nun auf der Bandwickelspule 5 das Bandende erreicht,
so wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang, jedoch in umgekehrter Reihenfolge.
Das Diagramm gemäß Fig. lb erscheint nun in einer um die waagerechte Achse gespiegelten
Form.
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Bei der Wiedergabe der so aufgezeichneten Spuren wird zum Zeitpunkt
t3 von der Spur A1 1 auf die Spur B2 1 umgeschaltet. Da zu diesem Zeitpunkt das
Band 6 in beiden Laufrichtungen A und B vor den Kopfaggregaten 1,2 stabil mit Nenngeschwindigkeit
läuft, erfolgt eine störungs- und unterbrechungsfreie Umschaltung für die Wiedergabe
der aufgezeichneten Signale.
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Die in der Fig. lc dargestellte Spuranordnung ist nur beispielhaft.
Selbstverständlich können pro Kopfaggregat auch mehrere Spuren gleichzeitig aufgezeichnet
werden, z.B. eine Videospur und zwei Tonspuren oder auch bei Aufzeichnung digitalisierter
Video- und/oder Tonsignale mehrerer Spuren des gleichen Signals.
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Ebenso können die veränderten Spurlagen auf verschiedene Art und Weise
erreicht werden. So z.B. dadurch, daß in einem Kopfaggregat für jede Spur ein gesonderter
Kopf vorhanden ist oder dadurch, daß die Kopfaggregate in ihrer Querrichtung zum
Band insgesamt um eine Spurbreite angehoben oder abgesenkt werden.
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Anhand von Fig. 2 soll die Transportvorrichtung 4 des Magnetbandgerätes
näher erläutert werden. Die Transportvorrichtung 4 enthält zwei Capstan-Wellen 7
und 8, die von einem Motor angetrieben sein können und sich in entgegengesetzter
Drehrichtung bewegen. In dem dargestellten Beispielsfall wird davon ausgegangen,
daß es sich bei diesen um sogenannte Vakuum-Capstan
handelt. Durch
feine Löcher oder Schlitze wird an der Seite, an der die Capstan-Welle vom Band
umschlungen wird, das Band 6 durch Unterdruck in der Welle an diese Capstan -Welle
angedrückt und mitgenommen. Die andere Capstan-Welle hingegen, an der das Band nicht
mitgenommen werden soll, wird mit Oberdruck versehen, so daß das Band 6 an dieser
Welle sogar abgehoben wird. Durch diese Art des Band-Antriebes erreicht man sehr
schnelle Umschaltzeiten der Bewegungsrichtung des Bandes 6.
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Der während der Zeitpunkte tl und t5 gemäß dem Diagramm nach Fig.
lb anfallende Bandvorrat wird in einer Vakuumkammer 9 angesammelt. Bei dieser Kammer
9 wird ebenfalls durch Unterdruck dafür gesorgt, daß das Band ohne sich querzulegen
oder zu knittern aufgenommen werden kann. Diese Art der Vorratsbildung ist von Magnetbandgeräten
für Computeranwendungen her an sich bekannt.
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Des weiteren sind gemäß Fig. 2 Ausgleichshebel mit Umlenkrollen 10
und 11 vorgesehen, durch die die größere Trägheit der Bandwickel spulen 3 und 5
während der Umsteuerphasen ausgeglichen werden kann. Diese Ausgleichshebel 10 und
11 müssen so gesteuert werden, daß vor der aufwickelnden Bandwickelspule z.B. 5
eine möglichst große Bandschlaufe gebildet wird, wie das z.B. bei dem Ausgleichshebel
11 in der mit ausgezogener Linie gezeichneten Stellung in Fig. 2 der Fall ist, damit
bei Richtungsumkehrung
des Bandes 6 vor dem Kopfaggregat 2 genügend
Band zur Oberbrückung der mit größerer Trägheit reagierenden vollen Bandwickel spule
5 vorhanden ist, und damit sich der eine der Ausgleichshebel z.B. 10 vor der abwickelnden
Bandwickelspule z.B. 3 in der in Fig. 2 mit gestrichelter Linie eingezeichneten
Stellung befindet, damit der Bandvorrat bei Richtungsumkehr vor dem Kopfaggregat
1 schneller aus der Vakuumkammer 9 abgebaut wird.
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Alle genannten Maßnahmen sollen dazu dienen, die Richtungsumkehrungsphasen
zwischen den Zeitpunkten tl und t5 in dem Diagramm nach Fig. lb möglichst kurz zu
halten.
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Die Transportvorrichtung kann sich auch auf andere Art und Weise realisieren
lassen, was im Rahmen des fachmännischen Könnens liegt.
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Der sich in der Transportvorrichtung 4 bildende Bandvorrat während
der Richtungsumkehrung des Magnetbandes 6 ist in Fig. lb durch die sich im Zeitintervall
tl bis t5 zwischen der durchgezogenen und der gestrichelten Kurve liegenden Fläche
ausgedrückt. Hieraus geht hervor, daß dieser Bandvorrat einmal von der Geschwindigkeit
der Richtungsumkehrung
und zum anderen von der Bandgeschwindigkeit
abhängt. Der Flächeninhalt zwischen diesen Kurven im Zeitintervall tl und t5 muß
identisch sein mit dem Flächeninhalt zwischen den Zeitpunkten t5 und t6. Der sich
bildende Bandvorrat kann näherungsweise nach folgender Gleichung bestimmt werden:
Bv = (t5 - t1) . VB Bv = Bandvorrat in (m) t5 - t = Zeitdauer des Bandrichtungsumkehrvorganges
(sek) VB = Bandgeschwindigkeit (m/s) In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gerätes dargestellt, welche sich besonders für die Anwendung
von Magnetbandkassetten eignet. Hierbei sind die beiden Capstan-Wellen 7 und 8 nicht
zwischen den Magnetkopfaggregaten 1 und 2, sondern jeweils zwischen den Bandwickelspulen
3 und 5 und den Magnetkopfaggregaten 1 und 2 angeordnet.
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Die Funktionsweise der Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich
von der Ausführungsform nach Fig. 2 hauptsächlich
dadurch, daß
während des Betriebes in einer der beiden Laufrichtungen A oder B zwischen den beiden
Magnetkopfaggregaten 1 und 2 eine Bandschleife aufgebaut wird, die im Zeitpunkt
der Richtungsumkehr als erforderlicher Bandvorrat zur Verfügung steht und während
der kurzzeitigen gegenläufigen Bewegung des Bandes 6 vor den Magnetkopfaggregaten
1 und 2 abgebaut wird.
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Im einzelnen ergibt sich folgende Funktionsweise der Ausführung! form
nach Fig. 3: Nach Einlegen einer Kassette K in das Magnetbandgerät wird die Kassette
K abgesenkt. Während des Absenkens werden verschiedene Rollen in entsprechende Aussparungen
des Kassettengehäuses eingeführt. Dieses sind die Umlenkrollen 10 und 11 der Ausgleichshebel
sowie die beiden Gummiandruckrollen 12 und 13 und eine Einführungsrolle 14. Gleichzeitig
werden die beiden Wickeldorne der Wickelmotoren in die Bandwickelspulen 3 und 5
eingeführt und in Eingriff gebracht. Die Umlenkrollen U gehören zur Kassette. Das
Magnetband 6 befindet sich dann in der langgestrichelt gezeichneten Lage.
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Nach Absenken der Kassette wird die Einführungsrolle 14 aus der Position
14' in die Position 14 gebracht. Danach werden die beiden Bandschleifenhebel mit
den Umlenkrollen 15 und 16
von unten in die Bandschleife, die durch
die Rolle 14 gebildet wurde, eingeführt. Die endgültige Betriebsstellung ist erreicht,
wenn die Bandschleifenhebel 15 und 16 in die Positionen 15 und 16 gebracht worden
sind. In der Ausgangsstellung werden auch die beiden Zwischenrollen 17 und 18 in
der Position 17' und 18' gehalten. Diese beiden Rollen haben nur die Funktion, das
Band von dem nicht in Eingriff befindlichen Kopfaggregat jeweils abzuheben, um unnötigen
Abrieb zu vermeiden.
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Das Band 6 ist mit ausgezogener Linie in Laufrichtung A dargestellt.
Wenn weiterhin angenommen wird, daß sich das Band auf der Bandwickelspule 3 kurz
vor seinem Ende befindet, so erfolgt der Bandrichtungswechsel folgendermaßen: Als
erstes wird die Zwischenrolle 18 in die Position 18' gebracht, damit das Band am
Kopf 2 anliegt. Danach wird die Gummiandruckrolle 13 aus der Position 13' in die
Position 13 gebracht, wodurch das Band 6 vor dem Kopfaggregat 2 von Laufrichtung
A in die Laufrichtung B überwechselt. Gleichzeitig wird der Motor des Bandwickeltellers
3 in Aufwickeldrehrichtung gesteuert. Die Trägheit dieser Umsteuerung wird durch
den Ausgleichshebel mit der Umlenkrolle 10 ausgeglichen, der bis zur Position 10"
eine Bandschleife bilden kann.
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Während dieser Phase wird nunmehr die durch die Bandschleifenhebel
mit den Rollen 15 und 16 gebildete Bandschleife abgebaut.
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Hat das Band vor dem Kopfaggregat 2 die Nennlaufgeschwindigkeit B
erreicht, so wird vom Kopfaggregat 1 auf das Kopfaggregat 2 umgeschaltet. Anschließend
wird die Andruckrolle 12 in die Position 12' gebracht und gleichzeitig der Motor
der Bandwickelspule 5 in die Abwickelrichtung umgesteuert. Die -Umsteuerträgheit
wird wiederum durch den Ausgleichshebel mit der Umlenkrolle 11 ausgeglichen, die
bis in die Position 11' ausgleichen kann.
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Nunmehr wird wieder langsam eine Bandschleife durch die Bandschleifenhebel
15 und 16 aufgebaut und die Zwischenrolle 17 wird von Position 17' in die Position
17 gebracht, damit das Band frei vor dem Kopfaggregat 1 laufen kann. Danach kann
das Kopfaggregat 1 in die nächste Spurlage gebracht werden.