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Schaltungsanordnung zum Aufzeichnen oder Abspielen eines
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taktbehafteten Signals Im Gegensatz zu bandförmigen Aufzeichnungsträgern,
die ohne besondere Maßnahmen eine konstante Abtastgeschwindigkeit liefern, ist bei
plattenförmigen Aufzeichnungsträgers zur mit erheblichem Zusatzaufwand eine konstante
Abtastgeschwlndigkeit zu erreichen. Der Hauptvorteil des scheibenförmige-,) Aufzeichnungsträgers
gegenüber dem Band ist die leichte Vervielfältigungsmöglichkeit. Bei plattenförmigen
Aufzeichnungsträgern nimmt die Abtastgeschwindigkeit vom Außenrand der Platte nach
innen linear mit dem Radius ab, sofern die Antriebsdrehzahl konstant ist. Der innere
Bereich einer Platte wird nicht bespielt, da eine bestimmte Abtastgeschwindigkeit,
die von Frequenzband der Aufzeichnung abhängig ist, nicht unterschritten werden
darf.
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Bei einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger kann beispielsweise
die kürzeste noch fehlerfrei abtastbare Wellenlänge bei 0'6;fl liegen. Der Aufzeichnungsträger
r;tiß dauer so geschnitten werden, daß diese küreste Wellenlänge am inneren Rand
der Aufzeichnung nicht unterschritten wird Dadurch ergibt sich allerdings, daß am
äußeren Rand der
Aufzeichnung eine Wellenlänge vorhanden ist, die
wesentlich über dem noch möglichen Wert der Wellenlänge liegt.
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Da die abzutastende Wellenlänge sich entlang des Radius des Aufzeichnungsträgers
ändert, können z.B. für eine einwandfreie Signalwiedergabe besondere radiusabhängige
Entzerrungsmaßnahmen erforderlich sein. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, mit
dem abzutastenden Radius ein Potentiometer mitlaufen zu lassen, das jeweils die
vom Radius abhängigen notwendigen Entzerrungseinstellungen ermößlicht.
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Eine Platte für Aufzeichnungen mit konstanter Abtastgesc:r'lndigkeit,
d.h. veränderlicher Drehzahl, ist nur dann realisierbar, wenn es gelingt, beim Abspielen
an jedem Punkt der Spur die gleiche Geschwindigkeit einzustellen, die bei zur Aufzeichnung
vorhanden war. Beim Abspielen taktbehafteter Signale kann mit Hilfe von Phadenregelschaltungen
(PLL-Schaltungen) und Pufferspeichern eine zeitfehlerfreie Abspielung durchgeführt
werden, sofern die PLL-Schaltung fix die Taktregenerierung erst einmal gefangen
hat. Bein Aufsetzen an einem beliebigen Punkt der Platte besteht also das Problem,
die zu diesem Punkt gehörende Drehzahl möglichst schnell so genau einzustellen,daß
te Taktregenerierung , fängt. Der Vorschlag, die Voreinstellung der Drehzahl durch
ein von Radialvorschub gesteuertes Potentiometer auszuSühren, dürfte jedoch erhebliche
Gleichlaufprobleme bringen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung für die Antriebssteuerung
einer Aufzeichnungs- und Abspieleinrichtung anzugeben, mit der bei einem plattenförmigen
Aufzeichungsträger eine nahezu konstante Abtastgeschwindigkeit erreicht werden kann,
und die einen Zeitfehlerausgleich sowie einen schnellen Suchlauf ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann auch bei nicht ebenen z.3.
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walzen- oder kegelförmigen Aufzeichnungsträgern Anwendung finden.
Es muß nicht immer eine konstante Abrastgeschwindigkeit angestrebt werden. Bei der
Aufzeichnung von Signalen
mit verschiedenen Frequenzbereichen kann
anch die Abtastgeschwindigkeit jeweils so eingestellt werden, daß eine bestimmte
Wellenlänge auf dem Aufzeichnungsträger nicht un»taerschritten wird, und dabei der
Speicherplatz optimal ausgenutzt wird. Die allgemeine Aufgabe der Erfindung ist
es also,Schaltungen anzugeben, die es ermöglichen, bei der Wiedergabe einen der
Aufzeichnung entsprechenden Geschwindigkeitsverlauf zu reproduzieren.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angcgebene
Erfindung. Weitergehende Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Schaltung ergibt über den gesamten Alzeichnungsbereich
eines plattenförmigen AufzeIchnungstrrs eine annähernd konstante Abtastgeschwindigkeit.
Beim Abspielen einer derartigen Platte ist mit der erfindungsgemäßen Schaltung an
jedem Punkt der Platte die bleiche Geschwindigkeit einstellbar, wie sie bei der
Aufzeicholng vorhanden war. Vom Signal her ist eine genaue Ubereinstimmung der Abtastgeschwindigkeit
bei der Wiedergabe mit der Auf zeichnungsgeschwindigkeit herstellbar. Durch sehr
feine Drehzahlabstufung mittels digitaler Zählschaltungen, die für Aufnahme und
Wiedergabe zweckmäßigerweise gleich sind, ist es möglich, einen Suchlauf mit erhöhter
Geschwindigkeit bei abgehobenem Abtaster vorzunehmen, bei dem die Zuordnung zwischen
Abtasterstellung und Plattendrehzahl erhalten bleibt.
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Zur Taktregenerierung: beim ersten Aufsetzen auf eine neu aufgelegte
Platte kann am Außenrand der Platte ein Bereich konstanter Drehzahl vorgesehen werden,
in dem die Zähler gesetzt werden, wodurch eine Ausgangsbasis geschaffen wird.
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Die Verwendung reiner Digftalschaltungen ermöglicht eines hohen Integrationsgrad.
Die Erfindung ist anwendbar bei allen taktbehafteten Signalen, die entweder als
reine Digitalsignale vorliegen, oder, wenn sie als Analogsignale aufgezeichnet sind,
einen Pilotträger enthalten. Mit Hilfe der erfindunrsgemäßen Schaltungsanordnung
ist es möglich, die Aufzeichnungsdichte
eines plattenförmigen
Aufzeichnungsträgers gegenüber einer Aufzeichnung mit konstanter Drehzahl wesentlich
zu erhöhen.
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Bei der hier vorgeschlagenen Verwendung veränderbarer Fre quenzteiler
für die Einstel3ung der angenähert konstante3 G:,-schwindigkeit sind für Aufzeichnung
und Wiedergabe alle Gleichlaufprobleme gelöst. Bei der Wiedergabe müssen nac e Auf
legen einer Platte die Zsalschaltungen am gleichen Punkt gestartet werden wie bei
der Aufzeichnung. Diese Forderung muß so genau erfüllt werden, daß eine PLL für
die Taktregenerierung bei der ersten Signalabtastung sofort fangen kann. Die absolute
Feineinstellung erfolgt dann von Signal her und bleibt für den weiteren Betrieb
der Platte dank der reinen digitalen Schaltungstechnik erhalten. Das gilt auch für
beliebige Suchvorgänge irit abgehobenem Abtaster. Ps müssen nur noch die mechanischen
Aufsetztoleranzen nach jedem Aufsetzen des Abtasters ausgeglichen werden. Durch
den Verzicht auf eine völlig konstante Abtastgeschwindigkeit erhält man einen besonders
cinfach programmierten Frequenzteiler für die Erzeugung der radius abhängigen Antriebsfrequenzen
für Plattenteller und Radialvorschub aus dem frequenzkonstanten Zeittakt. In einem
ausgefahrten Beispiel beträgt die Wellenlängenändcrung -+ 3,3% für die Aufzeichnung
einer konstaten Frequenz in einem Durchmesserbereich von 1 : 0,46.
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In den äußeren Rillen der Platte wird bei einem Auführungsbeispiel
mit konstanter Drehzahl gearbeitet. Diese Maßnahme bringt drei Vorteile: a) der
Drehzahländerungsbereich wird merklich verkleinert, b) die Wellenlängenänderung
über die gesamte Aufzeichnungsbreite wird vermindert und c) nach dem Auflegen der
Platte kann der Abtaster zuerst in dem verhältnismäßig breiten Bereich bekannter
Drehzahl aufsetzen, um Adressierung und programmierte Frequenzteilung absolut einzustellen.
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Das Weiterschalten des Vor-Rück-Zählers für den veränderbaren Teiler
wird vorteilhaft im Spielbetrieb vom Einle:'e-und Auslese zähler eines Pufferspeichers,
der zur Zeitbasiskorrektur des abgetasteten Signales dient, so beeinflußt1 daB dieser
Speicher im optimalen Arbeitspunkt gehalten wird. Dadurch wird gewährleistet, daß
die von der Platte abgetastete zeitfehlerbehaftete Taktfrequenz im Mittel gleich
der aus einem freischwingenden Quarzoszillator abgeleiteten Taktfrequenz ist. Das
ist aber gleichbedeutend damit, daß beim Abspielen einer Platte der veränderbare
Teiler ständig auf den gleichen Divisor eingestellt wird, der bei der Aufzeichnung
der Platte an der betreffenden Stelle eingestellt war.
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In einem Ausfährungsbeispiel wird mit einer Bitrate von 1,728 Megabit
pro Sekunde in Biphase oder 3,456 Negabit pro Sekunde in Delaymodulation aufgezeichnet.
Die Taktfrequenz von 1,728 MHz oder 3, 456 MHz und die Eingangsfrequenz des programmierbaren
Teilers von 108 kHz werden durch Binärteiler aus einer Quarzfrequenz von 6,912 MHz
erzeugt. Für einen Adressengeber wird aus der Eingangs frequenz des progran.merbaren
Teilers über einen weiteren Teiler eine genaue 2 Hz-Schwingung erzeugt. Diese Schwingung
wird nach Teilung durch 3 dem Zähler für den veränderbaren Teiler zugeführt. Das
Teilerverhältnis des veränderbaren Teilers wird dadurch alle 1,5 Sekunden um eine
-Zähleinheit verändert. Beim Schneiden eines plattenförmigen Aufzeichnungsträgers
beginnt der Teiler in den äußeren Rillen mit einem Divisor von 4095, der für 420
volle Sekunden unverändert bleibt. Danach wird vom Adressengeber her der Zähler
für den programmierbaren Teiler freigegeben. Nun wird in gleichmäßigen Zeitabständen
von 1,5 Sekunden bis 2120 gezählt (420 + 1,5 . 2120 = 3600). Der Teiler durchläuft
dadurch von der 420. bis zur 3600. Snkuale die Divisoren 4095 bis 1976. Wenn die
mögliche Spieldauer von einer Stunde nicht ausgenutzt wird, ist der Endwert größer
als 1976. Bei einer längeren Spieldauer als eine Stunde kann der Endwert 1976 auch
unterschritten werden. Um eine möglichst geringe Wellenlängenänderung während der
vollen
Spielzeit zu erhalten, werden die Auf2eichnungsi-.utzhmesser so gewählt, daß sich
in der 420. und in der 3600. Sekunde die gleiche mechanische Wellenlänge ergibt.
Da aus reich konstanter Drehzahl all Anfang der Platte lie, wirkt sich dieser sehr
günstig aus. Die Wellenlängenänderung WE'½h rend dieses Zeitabschnittes liegt im
gleichen Bereich wie die sowieso vorhandene Wellenlangepänderung während der übrigen
Spielzeit. Der Wellenlängenverlauf hat bei der 420.
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Sekunde einen Knick, der bewirkt, daß die Gesamtwellenlängenänderung
verkleinert wird. Der andere Vorteil des Bereichs konstanter Drehzahl besteht darin,
daß für den Eereich veränderlicher Drehzahl bei einer bestimmten Stufenzahl des
programmierbaren Teilers sich kleinere Stufen er geben. Falls eine bestimmte Stufenhöhe
vorgegeben ist, kann die Stufenzahl vermindert werden.
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Für das Starten der Abspielung nach dem Auflegen einer Platte ist
es wichtig, daß ler Abtaster zunächst einmal im Bereich konstanter Drehzahl aufsetzt,damit
der Adressenzähler absolut richtig eingestellt werden kann. Der Abtaster kann danach
sofort wieder abgehoben werden zum schnellen Aufsuchen einer beliebigen Adresse.
Der Adressenzähler wird dabei durch Impulse so weitergeschaltet, so daß sein Stand
der jeweiligen Stellung des Abtasters entspricht. Das gleiche gilt für den veränderbaren
Teiler, der die Antriebsfrequenz zur Einstellung der Drehzahl des Aufzeichnungsträgers
liefert.
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Der Zähler für den veränderbaren Teiler wird dann beim uberschreiten
der 420. Sekunde (die Information liefert der Adressenzähler) freigegeben. Danach
zählt dieser Zähler ak.nlich wie der Adressenzähler weiter und sorgt dafür, daß
beim Aufsetzen des Abtasters an einer beliebigen Stelle der Aufzeichnung, die dieser
Stelle zugeordnete Drehzahl bereits vorhanden ist, so daß das abgetastete Signal
sofort ausgewertet werden kann. Die absolute Einstellung des veränderbaren Teilers
nach dem Auflegen einer Platte könnte ausn über einen Signalgeber (Kontakt, Lichtschranke),
der bei eine, bestimmten Stellung des Abtasters betätigt wird, erfolgen.
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Es müßten dann aber äußerst geringe Toleranzen für die Lz-e dieses
Signalgebers und den Beginn des Plattenschnittes eingehalten werden. Der Bereich
konstanter und bekannter Drehzahl am Außenrand der Platte und damit zu Beginn der
Spielzeit ist daher die einfachere und sicherere Lösung, die gleichzeitig die schon
erwähnten Vorteile bezdglich der Wellenlängenänderung bietet. Bei einer von innen
nach außen abgespielten Platte müßte sich dieser Bereich allerdings im Inneren der
Platte befinden. Hier würde er aber bewirken, daß die Gesamtwelenlängenänderung
vergrößert wird.
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Dies könnte vermieden werden, incem der Wellenlängenverlauf einen
Sprung macht. Das würde jedoch auch einen Drehzahl sprung bedeuten, der vom Motorantrieb
nicht durchgeführt werden kann. Der Motor wurde aus dem Synchronismus fallen oder
zumindest zu starken Pendelungen angeregt werden.
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Auch jeder Übergang des progrnmmierbaren Teilers auf den nächsten
Divisor bedeutet einen Geschwindigkeitssprung, dem der Motorantrieb mehr oder weniger
schnell folgt. Die b"tufen der Antriebsfrequenz sind aber so klein (sie bergen nur
0,25 bis 0,5 O/oo), daß sie den Antrieb praktisch nicht zu Pendelungen anregen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines AusfüLrungsbeispiels näher
beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung getakteter
oignale, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Wiedergabe getakteter Signale und Fig.
3 ein Diagramm zur Darstellung der radiusabhängigen aufgezeichneten Wellenlänge.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zur Aufzeichnung eines getakteten
oder mit einem Pilotton versehenen Signals wir von einem Oszillator (Quarzoszillator)
mit konstanter Erequenz, die im Beispiel 6,912 MHz beträgt, versorgt. Diese Oszillatorfrequenz
wird in einem Teiler 1 auf einen Wert
von 1,728 MHz heruntergeteilt.
Dieses ist die Taktfrequenz, die der Bitrate des eigentl~chen Aufzeichnungsswgnals
e: spricht, das über eine Leitung 61 einem Aufzeichnungskopf zugeführt wird. Das
Aufzeichnungssignal wird in einer PC 4-oder 60 erzeugt, dem aber Sr lie Leitung
63 das NF-Nutzsignal und über die Leitung 64 von einem Adressengeber 8 ein r; sensignal
zugeführt wird. Ias Adressensignal ist z.B. das Ausgangssignal eines Zählers, der
die Sekunden vom Aufzelchnungsbeginn an zählt.
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Ein weiterer Teiler 2 teilt die Frequenz von 1,728 NHz dan noch einmal
durch 16, 30 daß eine Frequenz von 108 kliz erreicht wird. Diese wird einerseits
einem veränderbaren Teiler 3 mit einem von "4095" bis "1976" einstellbarem Divisor
zugeführt, an dessen Ausgang eine Frequenz von 26,37 bis 54,66 Hz anlieSt, je nach
eingestelltem Teilenvcrhältinis. Die Zahlenwerte des Beispiels entsprechen einer
vorgeschlagenen Anordnung, je ach Einsatzzweck können aber auch anders Werte herangezogen
werden.
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Die so heruntergeteilte Oszillatorfrequenz wird als Antriebsfrequenz
dem Synchronantrieb 4 und einem Radialvorschub 5 des Kopfes 62 zueführt. Der Synchronantrieb
fahrt hier auf 9 Perioden der Antriebsfrequen eine volle Undrehung aus, und auch
der Radialvoischub, der z.B. von einem Schrittmotor angetrieben wird, entspricht
stets der zugeführten Periodenzahl. Der Syncyhronantrieb 4 und der Radialvorschub
5 sind daher direkt miteinander verkoppelt. Das Teilerverhältnis des veränderbaren
Teilers 3 wird durch den angeschlossenen Zähler 6 eingestellt. Aus der Frequenz
108 kHz am Punkt 7 wird andererseits über einen Teiler mit dem Teilerverhältnis
1 : 54000 eine Frequenz von 2 Hz erzeugt, die den Adressengeber 8 zugeführt wird.
Die dort durch Zählen der 2-Hz-Perioden erzeugten Adressen werden mit dem Signal
z'asammen auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet (Leitung 64). Die Frequenz 2
Hz am Punkt 10 wird noch einmal im Teiler 11 durch 3 geteilt und dem Zähler 6 zugeführt.
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Die Aufzeichnung wird in einem kleinen Bereich wer Aufzeichnung, die
sich ain Außenrand der gesamten Aufzeichn"trsfläche befindet, mit einer konstanten
Drehzahl ausgeführt.
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Im Beispiel beträgt die Drehzahl dort ca. 176 Umdrehungen pro Minute.
Dafür ist ein Teilerverhältnis des Teilers 3 ven "4095" erforderlich. Während der
Zeit des Bereichs konstan-:er Drehzahl wird die Stellung des Zählers auf "1t' gehalten.
DIe an den Eingang 9 des Zählers 6 gelangenden 0,67 Hz-Impulse können den Zähler
6 solange nicht weiterschalten, wie am Setzeingang 12 der Zähler auf den Wert 11111
gesetzt ist. Nach Ablauf der Zeit konstanter Drehzahl, die im Beispiel 7 Miruten
beträgt, wird der Zähler 6 nicht mehr festgehalten una er läuft schrittweise im
1,5 S-Takt bis zu seinem Endwert "2120".
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Das Teilerverhältnis des Teilers 3 verringert sich dadurch kontinuierlich
von "4095" auf "1976". Die Verringerung des Tei'erverhältnisses des Teilers 3 bewirkt
eine Erhöhung der Antriebsfrequenz am Ausgang 13 des Teilers 3, die eine langsame
Erhöhung der Drehzahl des Synchronantriebs 4 sowie eine Beschleunigung des Radialvorschubs
5 nach sich zieht.
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Die Drehzahl des Aufzeichnungsträgers ändert sich von 176 bis auf
364 U/min.
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Ein derart hergestellter AufzeicLnungsträger enthält also am Beginn
der Aufzeichnung einen Bereich konstanter Drehzahl, an den sich ein Bereich veränderlicher
Drehzahl anschließt.
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Durch die digitale Zählschaltung 6, die das Teilungsverhält;-nis des
veränderbaren Teilers 3 bestimmt, wird die gesamte Drehzahländerung auf etwa 200C
Stufen verteilt. Diese feine Abstufung entspricht einem nahezu kontinuierlichen
Drehzahl verlauf.
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Fig. 2 zeigt ein ausgeführtes Beispiel einer Wiedergabeschaltung für
einen Aufzeichnungsträger, der mit einer Schaltung nach Fig. 1 aufgezeichnet wurde.
Eine Oszillatorfrequens on z.B. 6,912 MHz, die in einem Quarzoszillator erzeugt
wird wird über Frequenzteiler 14, in dem die Oszillatorfrequenz durch 4 geteilt
wird, und den Teiler 15, in dem noch ein al
eine Teilung durch
16 erfolgt, dem ersten Eingang 17 eines Umschalters 16 zugeführt. Dem zweiten Eingang
18 ist die Oszillatorfrequenz direkt zugeführt. Die Oszillatorfreqner.
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bzw. die durch 64 geteilte Oszillatorfrequenz gelangt von Umschalter
16 zu einem veranderbaren Teiler í9 sowie zu einem Teiler 20 mit einem Divisor von
54000. Die in Teiler 20 heruntergeteilte Frequenz des Punktes 21 führt auf zwei
Teilen 22 und 23 mit einem Divisor von 3 bzw. 2. Aus dem e1le 3 gelangt die so erhaltene
Taktfrequenz auf den ersten Eing 24 des Umschalters 25, während am zweiten Eingang
6 dor schalters 25 über ein UND-Gatter 27 die vom Teiler 23 abgügebene Taktfrequenz
gelangt. Der zweite Eingang des JDt Gatters 27 ist mit einem D-Flip-Flop 28 verbunden.
om J,:--schalter 25 gelangt die Taktfrequenz über einen Einschalter 29 zum Vor-Rück-Zähler
30. Der Vor-Rück-Zähler 30 ist ÜCf r 12 parallele Leitungen a bis 1 mit dem programrmierbaren
Teiler 19 verbunden. Am Rückstelleingang des Vor-Rück-Zä lers 30 wird über ein UND-Gatter
32 ein Steuersignal aus dem J Flip-Flop 28 sowie ein Setzimpuls am Eingang 31 des
UND-Gatters 32 zugeführt.
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Das Ausgangssignal am Anscluß 46 des programmierbaren Tailers 19 gelangt
auf einen Teiler 54 sowie den ersten Eingang 33 eines Umschalters 34, dessen zweiter
Eingang 35 mit dem Susgang des Teilers 54 verbunden ist. Der Ausgang des Schalcenß
34 führt zum Synchronantrier 36. Der hier verwendete Synchnenantrieb ist z.B. ein
Synchronmotor mit einer Polpaarzahl von 9, oder er kann auch als phasengeregelter
Antrieb unter zur wendung eines Tachogeneratons ausgführt sein. Vom ausgang Les
Teilers 54 gelangt ein Signal weiterhin über den Einschalte: 37 zum Radialvorschub
38. Der Radialvorschub 38 wird a.B. d@@@n eine von einem Schrittmotor angetriebene
Spindel ausgeführt Die Laufrichtung des Radial-rorschubs 38 und die Zählrichtung
des Vor-Rück-Zählers 30 müssen stets einander entsprechen, Deshalb wird beiden Schaltungsteilen
vom Eingang J ein gemeinsames Signal zur Angabe der Laufrichtung zugeführt. Zun
Anhalten des Radialvorschub: 38 wird die Verbindung vom Um-
Adressensignalen
der Einlese- und Auslesezähler des Pufferspeichers verbunden. Weitere Angaben zur
Funktion des p ',e^-speichers sind in der pricritätsgleichen Anmeldung P (H 80/59)
enthalten.
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Im folgenden wird die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 2 dargestellt.
Der veränderbare Frequenzteiler 1 wiyr durch einen Vor-Rück-Zähler 30 gesteuert.
Dieser Vor-Rück-Zähler 30 und der Radialvorschub 38 erhalten stets den gleichen
Richtungsbefehl über die Leitung 47. Auch die Zäniimpulse werden stets gleichzeitig
angelegt oder wieder ab-,e trennt, so daß auch bei abgehebenem stimmung der Einstellungen
von Frequenzteiler 19 und Rad eslvorschub 38 erhalten bleibt. Der Suchlauf mit abgehobener
Abtaster 43 wird in der hier angegebenen Schaltung mit 64facher Geschwindigkeit
durchgeführt. Der Bereich von 1 Stunde Spielzeit wird also in ca. 56 Sekunden überstrichen,
In dieser Zeit muß sich die Motordrehzghl des Syflchrorar triebs 36 etwa im Verhältnis
1 : 2,2 ändern, ohne daß der Antrieb aus dem oynchronismus fällt oder zu Pendelungen
algeregt wird. Die Zugriffszeit läßt sich herabsetzen, indem z.B. die doppelte Ausgangsfrequenz
für den Suchlauf wendet wird, und die umzuschaltenden Teiler auf den Wert 128 erhöht
werden. Man hätte dann eine maximale Zugriffszeit von etwa 28 Sekunden.
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Mit der Schaltung nach Fig. 2 sind folgende-Betriebsarten möglich:
1. Spielbetrieb, wobei die Einstellung des veränderbaren Teilers vom abgetasteten
Signal her beeinflußt wird. 2. Suchlauf mit abgehobenem Abtaster, wobei das ver
änderbaren Teilerverhältnis durch Zähler der vom Teiler 22 abgegebenen Impulse auf
den richtigen Stand gehalten wird.
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Vorstehende Funktionen werden im folgenden naher erläutert.
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Spielbetrieb mit konstanter Drehzahl: Für die Zeit O bis 420 Sekunden
verbleibt der Vor-Rück-Zähler 30 in seiner Null stellung. Die Information, wann
die 420. Sekunde überschalter
25 zum Vor-Rück-Zähler 30 im Einschalter
9 scwie die Verbindung vom Teiler 54 zum Radialvorschub 38 im Einschalter 37 durch
ein Steuersignal, das dem ODER-Gatter 39 von ußen über dem Eingang 55 eingegeben
wird, bzw. das aus der Phasenangleichsstufe 40 abgeleitet wird, zugeführt. Der Phasenangleichsstufe
40 wird vom Ausgang 70 des Umschalters 34 das Signal zugeführt, das ohne Phasensprung
umzuschalten ist. Die Angabe, ob Suchlauf oder Spielbetrieb gewünscht ist, wird
über die Leitung i+4 zugeführt und veranlaßt die Phasenangleichsstufe, den Umschalter
34, den Umschalter 25 und den Umschalter 16 umzuschalten sowie gegebenenfalls etne
Rücksetzspannung auf das D-Flip-Flop 28, den programmierbaren Teiler 19 und den
Aller 54 zu geben.
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Das mit dem Abtastkopf 43 abgetastete Signal gelangt über die Leitung
66 auf den PCM-Decoder. Hier wird aus dem im Ubertragungscode (DM oder Biphase)
vorliegendem Signal der Takt regeneriert und ein NRZ-Signal erzeugt. Nach Fehlerkorrektur
und Zeitfehlerbeseitigung wird durch 1>igital-Analog-Wandlung das eigentliche
Nutzsignal wiedergewonnen, das über die Leitung 69 dem NF-Ausgang zugeführt wird.
Die Adresseninformation gelangt über die Leitung 67 auf die Schaltung 68 zur Adressenauswertung
und zur Programmablafsteuerung bei der Wiedergabe. Der PCM-Decoder enthält f;ir
die Zeitfehlerbeseitigung einen Pufferspeicher, in dem das zeitfehlerbehaftete abgetastete
Signal mit der regenerierten Taktfrequenz eingelesen wird und mit Hilfe der konstanten
Taktfrequenz (fT = 1,728 MHz) als zeitfehlerfreies Signal wieder ausgelesen wird.
Der Pufferspeicher ist z.B. als RAM ausgebildet, wobei die Einlese- und Ausleseadressen
durch einen Einlese- und einen Auslesezähler angegeben werden. Die Differenz der
beiden Zählerstände gibt ständig Auskunft darüber, welche Pufferbereiche für zeitlich
Vor- bzw. nacheilende Signalanteile verfügbar sind. Aufgrund dieser Information
wird im Abspielbetrieb das Weiterschalten des veränderbaren Teilers 19 gesteuert.
Dazu sind die beiden Eingänge 41 und 52 des D-Flip-Flops 28 mit den höchstwertigen
schritten
wird, liefert die Adressierungslogik 68, in vu während des Spielbetriebs ständig
die auf der Platte aa£gezeichneten Zeitangaben ausgewertet werden. Nach Auflegen
einer Platte setzt der Abtaster auf jeden Fall zuerst einmal im Bereich konstanter
Drehzahl auf. Da hier die Drehzahl vekannt ist und richtig voreingestellt werden
kann, fängt die Taktregenerierung auf Anhieb und der Zeitspeicher in dc-r Adressenlogik
wird durch das Signal von der Platte eingestellt. Es können danach beliebige Suchvorgänge
mit abgehobenem Abtaster treffsicher ausgeführt werden.
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Während des Bereichs konstanter Drehzahl wird der Eingang 31 des Gatters
32 auf 1 gesetzt und dadurch wird der Vor-Rck-Zähler 50 immer wieder auf Null gesetzt.
Im Spielbetrieb werden die höchstwertigen Adressensignale der Ein- und SusUesezähler
des Pufferspeichers über die Verbindungen 41 und 42 in einem D-Flip-Flop 28 verglichen,
und der programmierbare Teiler 19 wird derart gesteuert, daß eine Nachregelung des
Pufferspeichers in dem Sinne erfolgt, daß das Verhältnis der Pufferbereiche für
vor- und nacheilende Signale im Mittel einem vorgegebenen Wert zustrebt. Die Steuerung
des programmierbaren Teilers 19 erfolgt durch den Vor-$ück-Zähler 30. Wenn der Vor-Rück-Zähler
30 auf Null steht, ergibt sich im programmierbaren Teiler ein Teilerverhältnis von
409£'.
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Das Sollteilerverhältnis, das bei der Aufnahme vorhanden ist, beträgt
"4095", so daß das Einlesen in den Pufferspeicher ein wenig langsamer erfolgt als
eigentlich erforderlich ist. In diesem Zustand liefert also das D-Blip-Flop 28 an
seinem Ausgang 43 logisch "1" und am Ausgang 48 logisch "O". Durch das zu langsame
Weiterzählen des Einlesezählers verschiebt sich die Differenz zwischen den Zähler
ständen von Einlesezähler und Auslesezähler.Diese Verschiebung führt schließlich
zu einer Umschaltung des D-Flip-Flops 28, die bewirkt,daß das UND-Gatter 27 geöffnet
wird und daß der Vor-Rück-Zähler mit 1 Hz vomwärtsgezahlt wird.
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Durch diese langsame stufenweise Herabsetzung des Teilerverhältnisses
des programmierbaren Teilers 19 auf 114095 und
11409411 wird die
Geschwindigkeit des Synchronantriebs derart nachgeregelt, daß die Pufferbereiche
des Pufferspeichers wieder ihrem mittleren Wert zustreben und diesen schließlich
überschreiten, so daß das D-Flip-Flop 28 wieder ums<naitet noch ehe die Teilerstufe
11409311 erreicht wird. Ia Bereich konstanter Drehzahl werden also die Teilerverhältnisse
zwischen den Werten 1409611 und 11409411 umgeschaltet, während das Sollteilerverhältnis
von der Aufzeichnung her 1409511 beträgt. Sobald vom Ausgang des Adressenzählers,
der im Spielbetrieb die aufgezeichneten Adressen auswertet, das Signal erscheint,
daß die Zeit von 420 Sekunden abgelaufen ist, wird der Eingang 31 des Gatters 32
auf Null gesetzt, so daß unabhängig vom Zustand des D-Flip-Flops 28 kein Rückstellsignal
mehr an den Vor-Rück-Zähler 30 gelangen kann. Der Vor-Rück-Zähler 30 ist daher in
der Lage weiterzuzähln.
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Während des Spielbetriebs liegt der Umschalter 25 ständig am Ausgang
des Gatters 27. Die Weiterschaltung des Vor-Rück-Zählers 30 erfolgt dadurch im 1Hz-Rhythmus,
obwohl fgi: eine Sollweiterschaltung nur 0,67 Hz erforderlich sind.
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Dieses schnellere Weiterschalten bedingt, daß über das D-Flip-Flop
28 ein derartiges Steuersignal auf das Gatter 27 gelangt, das ab und zu ein Impuls
aus dem Teiler 23 weggelassen wird. Der Pufferspeicher pendelt also langsam um seinen
Sollwert. Wenn sich die Antriebsdrehzahl genügend schnell auf das jeweils neue Teilerverhältnis
einstellt, wird die Einstellung des Teilers nie um mehr als -+ 1 um den jeweiligen
Sollwert pendeln. Bei dieser Abweichung während einer Sekunde tritt eine maximale
Zeitverschiebung von + 0,5 0/00 einer Sekunde, das heißt um + 0,5 Millisekunden
auf. Der zu verwendende Pufferspeicher muß also mindestens diese Zeit zuzüglich
der Zeitschwankun, mit der vom Signal her zu rechnen ist, aufnehmen können.
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Von der Bedienungseinheit her ist es möglich, neben dem reinen Spielbetrieb
einen Suchlauf vorzusehen. Hierbei erfolgt der Antrieb des Radialvorschubs 38 mit
64facher Geschwindigkeit. Bei einer Aufzeichnung in dichtspeichertechnik
mit
einer Rillenführung muß dazu der Abtaster 43 abgehoben werden. Er hat dann keinen
Kontakt mehr mit dem Signal. Nit der Schaltung nach Fig. 2 ist es trotzdem möglich,
eine ber stimmte gewünschte Stelle auf der Platte aufzusuchen. Durch den Suchlaufbefehl
wird zunächst der Abtaster 43 abgehobem, in der Phasenangleichslogik wird dann ein
Steuersignal z-ar tjmschaltung der Schalter 34, 25 und 16 erzeugt. Dem Radialvorschub
wird danach eine 64fache Taktfrequenz zugeführt. @er Umschalter 16 schaltet den
Eingang des Teilers 20 und den Eingang des programmierbaren Teilers 19 direkt auf
die Oszillatorfrequenz 6,912 MHz. Diese erhöhte Taktfrequenz fW; zur Erhöhung der
Taktfrequenz am Radialvorschub 38. Da der Synchronantrieb aber weiterhin mit seiner
Normalgeschwindigkeit laufen soll, wird dessen Taktfrequenz durch den Umschalter
3* auf die durch 64 im Teiler 54 geteilte erhöhte Taktfrequenz des Radialvorschubs
umgeschaltet. Die Taktfrequenz für den Synchronantrieb 36 bleibt damit unverändert.
Der Umschalter 25 legt im Suchbetrieb den Eingang des Vor-Rück-Zäiilers 30 auf aen
Teiler 22, so daß das von der Aufnahme her erfonderliche Sollteilerverhältnis des
programmierbaren Teilers 19 während des Suchlaufs exakt der Aufeichnung entsprechend
weitergestellt wird. Im schnellen Suchlauf "Vorwärts" zahlt der Vor-Rück-Zähler
30 mitumdenRiktor 64 erhöhter Frequenz vorwärts, im schnellen Suchlauf "Rückwärts"
zählt er in gleicher Weise rückwärts.
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Die zur Umschaltung auf die 64fache Vorschubgeschwindigkeit erforderlichen
Umschaltungen zwischen Suchlauf und Spielbetrieb müssen ohne Phasensprung der Antriebsfrequenz
erfolgen, damit der Antrieb nicht zu Pendelungen angeregt wird. Eine Phasenangleichsschaltung
40 sorgt dafür. Die Phasenangleichsschaltung arbeitet z.B. folgendermaßen: Sobald
über din Leitung 44 der Umschaltbefehl "von Suchlauf auf Spiel" oder umgekehrt gegeben
wird, wartet die Schaltung, bis an der Leitung 70 der nächste Pegelübergang logisch
1 bis logisch 0 erfolgt. In diesem Moment werden dann die Teiler 19 und 54 zurückgesetzt.
Der Teiler, aus dem zuletzt der Synchronantrieb
gespeist wurde,
befindet sich in diesem Moment sowieso im zurückgesetzten Zustand. Es wird also
lediglich der Teiler, auf den der Synchronantrieb geschaltet werden soll, in die
gleiche Ausgangslage versetzt. Im selben Moment werden do Umschalter über die Leitung
72 betätigt. Dadurch ist dia phasensprungfreie Umschaltung der Antriebsfrequeni
an der Leitung 70 gewährleistet. Damit durch den Umschaltvorgan keine Fehlzählungen
verursacht werden, kann während des U:;-schaltvorganges über die Leitung 73 eine
Schaltspannung g-:-geben werden, die über das Gatter 39 auf die Schalter 29 u 37
wirkt, so daß die Eingangsfrequenzen vom Vor-Rück-Zähler 30 und Radialvorschub 38
abgetrennt sind. Während des Suchlaufs bleibt das D-Flip-Flop 28 über die leitunm
72 zurückgesetzt, so daß das Gatter 32 über die Leitung : geöffnet bleibt. Dadurch
kann im Bereich konstanter L'reh'- ahl der Zähler 30 vom Adressenauswerter her über
die Leitairg 5 zurickgesetzt werden. Der einstellbare Teiler bleibt in diesem Bereich
auf "4096" eingestellt. Durch Setzen des Zählers 30 auf 11I; ließe sich auch der
korrekte Wert "'so95" einstellen. Die Abweichung ist aber vernachlässigbar, so daß
der zusätzliche Aufwand nicht erforderlich ist.
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Die Laufrichtung des Radialvorschubs wird durch die Spannung am Eingang
47 des Vor-Rück-Zählers 30 sowie des Radialvorschubs 38 angegeben. Im Spielbetrieb
wird sich der Radialvorschub stets nur vorwärts bewegen, während der Divisor des
Teilers 30 bei einer von außen nach innen abgespielten Platte ständig verkleinert
wird. Im Suchlauf können beide Vorgänge auch umgekehrt verlaufen. Die entsprechende
Umschaltung erfolgt stets gemeinsam.
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Um den Radialvorschub des Abtasters auf Grund der zugefiiirten Impulse
genau zu dosieren, ist hier z.B. ein Schrittmotor geeignet, der direkt mit einer
Gewindespindel gekoppelt ist.
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Vom Auflegen der Platte an muß dann der Mitnehmer für den Abtaster
ständig im Eingriff mit der Spindel bleiben. ur zum Entfernen der Platte wird zur
schnellen Rückstellung des
Abtasters der Eingriff gelöst.
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Zum Anhalten der Abspielung, bzw. des schnellen Suchlaufs wird ein
Steuersignal über das ODER-Gatter 39 zur Abschaltung der Schalter 29 und 37 gegeben.
Damit ist der Radialvorschub und die Zählung des Vor-R.ück-Zählers 30 ausgeschaltet.
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Es wäre auch möglich, daß während des Spielbetriebs der Iror-Rück-Zähler
30 mit der Ausgangsfrequenz des Programmierbaren Teilers 19 weitergeschaltet wird,und
die Zählrichtung mit der aus dem Stand des Pufferspeichers gewonnenen Spannung am
Ausgang 48 des D-Flip-Flops 28 eingestellt wird.
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In Fig. 3 ist der Verlauf der Wellenlängenänderung über eine Platte
dargestellt. Auf der horizontalen Achse 50 ist die Spielzeit in Minuten angegeben,
auf der vertikalen Achse cer Riilenradius auf der Skala 51 bzw. die Wellenlänge
# einer aufgezeichneten konstanten Frequenz von 1,728 NHz auf der Skala 52. Mit
zunehmender Spielzeit wird der Rilienrasius zunehmend kleiner. Die Wellenlänge nimmt
im Bereich konstanter Drehzahl 56 im gleichen Verhältnis wie der Radius ab. Im Bereich
59 wird die Drehzahl durch Andern des Teilers für die Antriebsfrequenz zwischen
"4095" und "1976" in 2119 Stufen in gleichen Abständen von 1,5 Sek. verändert. Dieses
sehr einfach reproduzierbare Anderungsschema bedingt einen gekrmmten Wellenlängenverlauf.
Die Gesamtänderung der Wellenläne wird dadurch möglichst klein gehalten, daß die
Radien für den Beginn des gekrümmten Verlaufs 57 und für das Ende der Aufzeichnung
53 so gewählt werden, daß sich an diesen Stellen die gleiche Wellenlänge ergibt.
Die Wellenlänge liegt hier für die Gesaintspielzeit im Bereich 0,68 #m# 3,3%. In
diesem Anderungsbereich 58 liegt auch der Wellenlängenverlauf während der Abspielung
mit konstanter Drehzahl. O>nn den Bereich konstanter Drehzahl wäre bei gleicher
Spieldaer der gekrümmte Bereich länger, so daß sich eine größere Wellenlängenänderung
über die Gesamtspielzeit ergeben würde.
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Außerdem hat der Bereich 56 konstanter Drehzahl den Vorteil,
daß
hier auch bei einer neu aufgelegten Platte die richtige Drehzahl voreingestellt
werden kann, so daß eine erste Signalauswertung zwecks Einstellung aller Zähler
und Teiler erfolgen kann, und für den weiteren Betrieb ein definiertes Aufsetzen
des Abtasters 43 gewährleistet ist. Durch die annähernd konstante Wellenlänge über
die gesamte Platte erübrigt sich die Verwendung von rad ius abhängigen Entzerrlrgsmaßnahmen
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