DE3037248A1

DE3037248A1 - Pegeldetektorschaltung

Info

Publication number: DE3037248A1
Application number: DE19803037248
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Musashino Tokio Mouri
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1981-04-23
Also published as: US4400633A; GB2062878A; JPS5651674A; DE3037248C2; GB2062878B

Description

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VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Tokyo, Japan

Die Erfindung bezieht sich auf Pegeldetektorschaltungen und sie befaßt sich insbesondere mit einer Pegeldetektorschaltung, die den maximalen Spitzenwert eines Eingangssignals hält und die dementsprechend den Maximalwert des Pegels des Eingangssignals feststellt.

Es wird seit kurzem in Kassettenbandaufzeichengeräten beispielsweise eine Schaltung verwendet die entsprechend der Art des verwendeten Bandes den am meisten geeigneten Aufzeichenvorstrom einstellt und festlegt, die Ausgleichkennlinie festhält, die Empfindlichkeit aufzeichnet und/ oder wiedergibt und ähnliche Vorgänge ausführt, indem ein Mikrocomputer zur Ausführung der Messungen vorgesehen ist. Bei dieser Art der automatischen Messung ist es erforderlich, ein bestimmtes Signal auf einem Teil des Bandes aufzuzeichnen und dieses Signal wiederzugeben, um den Pegel festzustellen. Deshalb ist es notwendig eine Pegeldetektorschaltung zu verwenden, die den Signalpegel genau feststellen kann.

Die bekannte Pegeldetektorschaltung, die einen Mikrocomputer verwendet, um den Pegel festzustellen war so aufgebaut, daß ein Eingangssignal einer integrierten Schaltung zugeführt wird, um eine integrierende Arbeitsweise dadurch auszuführen, daß ein Kondensator in der integrierten Schaltung während eines bestimmten Zeitabschnitts, der durch den Mikrocomputer gesteuert ist, geladen wird, wobei die in dem Kondensator enthaltene elektrische Ladung nach—

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dem die oben erwähnte spezielle Ladezeit verstrichen ist, entladen wird und daß die Entladezeit , während der die Spannung des Kondensators einen bestimmten Wert (beispielsweise Null Volt) erreicht, mit Hilfe des Mikrocomputers gemessen wird, um den Eingangssignalpegel durch Verwendung der obigen Zeit festzustellen.

Wenn jedoch die Berührung zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf wegen Instabilitäten in der Magnetbandgeschwindigkeit im Bandaufzeichengerät instabil ist dann ergeben sich Schwankungen im wiedergegebenen Signalpegel. Deshalb änderte sich die integrierte Spannung mit den Schwankungen im Signalpegel und es ergab sich der Nachteil, daß eine genaue Pegelfeststellung nicht ausgeführt werden konnte. Ferner ändert sich die integrierte Spannung bei teilweisem Ausfall'des wiedergegebenen Signals und dies führte auch zu dem Nachteil, daß eine genaue Pegelfeststellung nicht ausgeführt werden konnte.

Es wurde erkannt, daß die PegelSchwankung des wiedergegebenen Signals in dem Bandaufzeichengerät durch symmetrisches auf und ab wie bei einer normalen Amplitudenmodulation erzeugt wird und daß selbst bei der obigen Schwankung des wiedergegebenen Signalpegels sein Maximalwert im wesentlichen gleich dem Maximalwert des wiedergegebenen Signals bei normaler Berührung zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf ist und daß der Pegel bei Pegelschwankungen in anderen Teilen geringer ist als der des normalen wiedergegebenen Signals. Bei den bekannten Schaltungen wurde der ganze wiedergegebene Signalpegel integriert und es konnte keine genaue Pegelfeststellung durchgeführt werden. Nach der Erfindung wird eine Pegelfeststellung dadurch ausgeführt, daß der Spitzenpegel des wiedergegebenen Signals für eine bestimmte Zeit gehalten wird, die ausreicht, daß sich darin der Zeitabschnitt befindet, währenddem der Maximalwert auftritt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine neue und verbesserte Pegeldetektorschaltung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Einzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung soll eine Pegeldetektorschaltung geschaffen werden, die den Signalpegel dadurch feststellt, daß sie den Spitzenwert des Eingangssignals in einem Kondensator während eines bestimmten Zeitabschnitts festhält und die danach die in dem Kondensator enthaltene elektrische Ladung entlädt und die Entladezeit mit Hilfe eines Mikrocomputers mißt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben.- Dabei zeigen:

F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Pegeldetektorschaltung nach der Erfindung; und

Fig. 2(A) bis 2(E) Diagramme, die die Signalverlaufe an bestimmten Stellen der Schaltung nach Fig. 1 wiedergeben.

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In Fig. 1 wird das von einem Magnetband in einem Bandaufzeichengerät wiedergegebene Signal einer Eingangsanschlußklemme 11 als,Eingangssignal zugeführt. Eine elektronische Umsehaltschaltung 12 ist zur Erläuterung als ein Schaltungstyp dargestellt, bei dem ein bewegbarer Kontakt zwischen festen Kontaktpunkten a und b umschaltbar ist. Der Kontaktpunkt a ist mit einer Gleichspannungsquelle (DC) verbunden, die eine positive Spannung +Vcc abgibt und der Kontaktpunkt b ist mit der Eingangsanschlußklemme 11 verbunden. Der Schalter der elektronischen Umsehaltschaltung 12 ist mit einer nicht invertierenden Eingangsanschlußklemme eines Operationsverstärkers 14 verbunden .

Der Ausgang des Operationsverstärkers 14 ist mit dem Gate g eines Feldeffekttransistors (FET) 15 über eine Diode D verbunden, die in ihrer Polarität umgekehrt ist. Ein Kondensator C ist zum Laden und Entladen zwischen Masse und den Verbindungspunkt P zwischen der Diode D und dem Gate g des Feldeffekttransistors 15 geschaltet. Eine Konstantstromquelle 16 und eine elektronische Umsehaltschaltung 17 sind zwischen den Verbindungspunkt P und die Gleichspannungsquelle mit der Spannung +Vcc geschaltet. Die elektronische Umsehaltschaltung 17 ist zur Erläuterung als Offen-Geschlossen-Schalter dargestellt.

Die elektronischen Umschaltschalter 12 und 17 werden jeweils durch ein Umschaltsteuersignal angesteuert, das von einem Mikrocomputer (nicht dargestellt) über Anschlußklemmen 13a und 13b zugeführt wird.

Ein Drain-Anschluß d des FET 15 ist mit der Gleichspannungsquelle der Spannung +Vcc verbunden und ein Source-Anschluß s ist mit der Gleichspannungsquelle mit der negativen Spannung -Vcc über einen Widerstand R verbunden.

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Ferner ist der Source-Anschluß s des FET 15 mit einer invertierenden Eingangsanschlußklemme des Operationsverstärkers 14 verbunden und auch mit einer nicht invertierenden Eingangsanschlußklemme eines Operationsverstärkers ■ 18. Eine invertierende Eingangsanschlußklemme des Operationsverstärkers 18 ist geerdet.

Der Operationsverstärker 14, die Diode D, der Kondensator C, der FET 15 und der Widerstand R bilden eine Schaltung, die Spitzenwerte der Kennlinie mit umgekehrter Polarität feststellt und festhält. Zusätzlich arbeitet der Operationsverstärker 18 als ein sogenannter Nulldurchgangdetektor .

In der elektronischen Umsehaltschaltung 12 wird der Schalter zu einem Zeitpunkt t^ umgeschaltet und mit dem Kontakt b verbunden, wie es in Fig. 2(A) dargestellt ist und zwar dann, wenn das Steuersignal des Mikrocomputers über die Anschlußklemme 13a zugeführt wird. Entsprechend wird das Eingangssignal ( das von dem Magnetband in dem Bandaufzeichengerät wiedergegebene Signal) des Kurvenverlaufs, der in.· Fig. 2(C) dargestellt ist, der Eingangs ans chlußklemme 11 zugeführt und es wird nach dem Zeitpunkt t. der nicht invertierenden Eingangsanschlußklemme des Operationsverstärkers 14 zugeführt. Das obige Eingangssignal hat gewöhnlich einen sinusförmigen Verlauf mit konstantem Spitzenwert jedoch zeigt das Eingangssignal nach Fig. 2(A) eine unstabile Bewegung des Magnetbandes und eine Pegelveränderung .

Die elektronische Umsehaltschaltung 12 wird, wie es in Fig. 2(D) dargestellt ist, zu einer Zeit t,. durch das Steuersignal des Mikrocomputers, das durch den Eingangsanschluß 13b zugeführt wird, ausgeschaltet. Die Verbindung des Schalters zu dem Kontakt b in der elektronischen Umschalt-

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schaltung 12 und der Aus-Zustand der elektronischen Umschal tschaltung 17 wird bis zu einem Zeitpunkt tp aufrechterhalten . Der Zeitabschnitt zwischen den beiden Zeitpunkten t^ und tp ist auf einen konstanten Zeitabschnitt (beispielsweise 40 msec) festgelegt und in diesem Zeitabschnitt wird der Maximalwert des Eingangssignals nach dem Zeitpunkt t^ auftreten.

Wenn sich die elektronische Umsehaltschaltung 17 in einem Aus-Zustand (zwischen den Zeitpunkten t^ und t₂)befindet, befindet sich der FET 15 in einem nientgleitenden Zustand und das Signal, das einer Schwingungsdemodulation umgekehrter Polarität unterworfen worden ist und das sich aus den Ausgangssignalen des Operationsverstärkers 14, die durch die Diode D hindurchgegangen sind, ergibt, wird in den Kondensator C als Ladung eingegeben. Die Klemmenspannung des Kondensators C wird von dem FET 15 einer Source-Folgeschaltung abgegeben und dann der invertierenden Anschlußklemme des Operationsverstärkers 14 zugeführt. Als Folge davon wird der Spitzenwert des Eingangssignals umgekehrter Polarität in dem Kondensator C während des Zeitabschnitts zwischen den Zeitpunkten t^ und tp festgehalten. Der Kurvenverlauf des Source-Ausgangs des FET ist in Fig. 2 (B) dargestellt.

Das Source-Ausgangssignal des FET 15 wird in dem Operationsverstärker 18 mit dem Massepegel verglichen. Während des Zeitabschnitts zwischen den Zeitpunkten t.. und tp ist das Source-Ausgangssignal des FET 15 negativ und damit erhält man an einer Ausgangsanschlußklemme 19 des Operationsverstärkers 18 ein Ausgangssignal, das einen negativen gesättigten Wert -Vcc hat, wie es in Fig. 2 (E) dargestellt ist.

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Ferner wird, selbst dann, wenn die Berührung. zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband unstabil ist und.eine Schwankung im Eingangssignal vorliegt, wie es in Fig. 2 (A) dargestellt ist, durch den Kondensator C der Spitzenwert mit Hilfe der oben genannten Spitzenwerthalteschaltung gehalten und die Anschlußspannung des Kondensators C, die man von der Source-Anschlußklemme des FET 15 erhält ist immer eine Spannung, die dem Maximalwert des Eingangssignalpegels zu dem bestimmten Zeitpunkt entspricht, wie er in Fig. 2 (B) dargestellt ist. Dementsprechend läßt sich der maximale Spitzenwert des Eingangssignals feststellen,ohne daß er durch die o.g. Pegelschwankungen beeinflußt wird.

Als nächstes wird zu einem Zeitpunkt t~ nachdem eine bestimmte Zeit vom Zeitpunkt t. verstrichen ist der Schalter der elektronischen Umsehaltschaltung 12 auf die Seite mit dem Kontakt a umgeschaltet, wie es in Fig. 2 (C) dargestellt ist und zwar mit Hilfe eines Steuersignals, das von einem Mikrocomputer über die Anschlußklemme 13a zugeführt wird. Deshalb wird die Zufuhr des Eingangssignals zum Operationsverstärker 14 unterbrochen und es wird die positive Spannung +Vcc der Glexchspannungsquelle der nicht invertierenden Anschlußklemme des Operationsverstärkers 14 über den elektronischen Umschaltschalter 12 zugeführt. Folglich wird die Diode D ausgeschaltet und die Feststellung des Spitzenwertes des Eingangssignals wird unterbrochen.

Zu dem Zeitpunkt t₂ wird die elektronische Umsehaltschaltung 17 eingeschaltet, wie man anhand von Fig. 2(D) erkennt und zwar mit Hilfe eines Steuersignals, das von dem Mikrocomputer über die Anschlußklemme 13b zugeführt wird. Deshalb fließt der konstante Strom der Konstantstromquelle 16 durch den Kondensator C und die elektronische Umschalt-

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schaltung 17 und die auf den Kondensator C aufgebrachte elektrische Ladung wird als Konstantstromentladung abgeleitet.

Durch die Konstantstromentladung des Kondensators C nach dem Zeitpunkt tp erhöht sich die Anschlußklemmenspannung des Kondensators C und die Ausgangsspannung des Source-Anschlusses des FET 15 erhöht sich auch, wie es in Fig. 2(B) dargestellt ist. Die Ausgangsspannung an dem Source-Anschluß des FET 15 wird dauernd der nicht invertierenden Anschlußklemme des Operationsverstärkers 18 zugeführt.

Der Operationsverstärker 18, dessen invertierte Anschlußklemme geerdet ist, arbeitet als Null-Durchgangsdetektor,und sobald (zu dem Zeitpunkt t^) die Ausgangsspannung der Source-Anschlußklemme des FET 15 über den Nullpegel (Null Volt) ansteigt.kehrt sich das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 18 zu einer positiven gesättigten Spannung +Vcc um, wie es in Fig. 2(E) dargestellt ist. Das Ausgangssignal des obigen Operationsverstärkers 18 wird dem Mikrocomputer von seiner Ausgangsanschlußklemme 19 aus zugeführt. Der Mikrocomputer mißt den Zeitabschnitt T zwischen den Zeitpunkten tp und t^.

Der Zeitabschnitt T,. den die Klemmenspannung des Kondensators C benötigt, um eine bestimmte Spannung (in diesem Fall den Massepegel) zu erreichen und zwar von dem Konstantstromentladezeitpunkt t_? aus zu dem Zeitpunkt t^,, um die bestimmte Spannung zu erreichen, ist proportional dem negativen Spitzenwert, zu dem der Kondensator C aufgeladen ist. Da der Wert des Konstantstromes der Konstantstromquelle 16 und der Wert der Kapazität des Kondensators C bekannt sind, läßt sich durch Messen den Zeitabschnitts T mit Hilfe des Mikrocomputers der maximale Spitzenwert des

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Eingangssignals zwischen den Zeitpunkten t^ und t~ genau messen und feststellen.

Es wird nun die Detektorschaltung nach der Erfindung beschrieben, wie sie bei einem Gerät zur Erzeugung eines Vorstromes für ein Bandaufzeichengerät beispielsweise verwendet wird. Vor Aufzeichnung des Audiosignals auf einem Magnetband werden ein Signal im mittleren Frequenzbereich und ein Signal im Hochfrequenzbereich innerhalb des Hörfrequenzbereiches wechselweise aufgezeichnet und zwar für Zeitabschnitte, die geringfügig langer sind als die Zeitabschnitte zwischen den Zeitpunkten t. und tp und zwar dadurch, daß der Vorstrom nacheinander verändert wird. Dieses Signal wird dann wiedergegeben,indem die Pegel des Signals im mittleren Frequenzbereich und die Pegel des Signals im Hochfrequenzbereich während der Wiedergabe festgestellt werden und indem ein Vorstrom, aufgezeichnet wird, so daß der Pegel der beiden mit Hilfe eines Mikrocomputers auf den gleichen Wert eingestellt wird. Bei der obigen Feststellung der Pegel wird eine verhältnismäßig hohe Genauigkeit gefordert und deshalb ist die Detektorschaltung nach der Erfindung für diese Art der Feststellung am besten geeignet. Außerdem kann die Detektorschaltung nach der Erfindung nicht nur angewendet werden für eine Pegelfeststellung wenn ein Vorstrom aufgezeichnet wird, sondern auch für eine Pegelfeststellung verwendet werden bei Nachstellung und Einstellung eines Aufzeichenausgleichers , bei Aufzeichnung und/oder Wiedergabe: M empfindlichen lter ei cn oder bei ähnlichen Vorgängen.

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Claims

1.) Pegeldetektorschaltung,
gekennzeichnet durch eine Spitzenwertfeststeil- und -halteschaltung (14,D, C, 15) mit einem Kondensator (C), die den Spitzenwert eines Eingangssignals durch Ladung des Kondensators feststellt und hält, eine Betätigungssteuervorrichtung (12, 17) durch die das Eingangssignal der Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung während eines bestimmten Zeitabschnitts (T₁ - T₂) zugeführt wird, um eine Maximalwertfeststellung und einen Haltevorgang auszuführen, eine Entladeschaltung (16, 17), durch die eine Konstantstromentladung der in den Kondensator der Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung eingespeicherte Ladung nach dem bestimmten Zeitabschnitt ausgeführt wird_;und Detektoreinrichtungen (18, 19) um den Pegel des Eingangssignals durch Messung des Zeitabschnittes (T₂ - T-z) festzustellen und zwar zwischen dem Zeitpunkt (T₂), zu dem die Konstantstromentladung des Kondensators mit Hilfe der Entladungsschaltung beginnt, und einem Zeitpunkt (T^), zu dem die Klemmenspannung des Kondensators einen bestimmten Wert erreicht.

2. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung einen Operationsverstärker (14) aufweist, dessen .nicht invertierender Anschlußklemme das Eingangssignal zugeführt wird, daß eine Diode (D) in umgekehrter Polarität mit der Aus-

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gangsanschlußklemme des Operationsverstärkers verbunden ist, daß ein Transistor (15) mit der Diode verbunden ist und an seiner Ausgangsseite mit einer invertierenden Anschlußklemme des Operationsverstärkers verbunden ist und daß der Kondensator (C) zwischen Masse und einen Verbindungspunkt zwischen der Diode und dem Transistor geschaltet ist.

3. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch ge k e nnzeichnet, daß die Entladeschaltung eine Konstantstromquelle (16) aufweist, die zwischen einer Anschlußklemme einer Spannungsquelle mit einer positiven Spannung und den Verbindungspunkt (P) zwischen der Diode und dem Transistor geschaltet ist und ferner eine erste Umsehaltschaltung (17), die in Reihe mit der Konstantstromquelle geschaltet ist, wobei die erste Umsehaltschaltung während eines bestimmten Zeitabschnittes offen ist und nach Ablauf dieses bestimmten Zeitabschnittes geschlossen wird.

4. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs steuervorrichtung eine zweite Umschaltschaltung (12) aufweist, die mit der nicht invertierenden Eingangsanschlußklemme des Operationsverstärkers (14) verbunden ist und ferner eine Vorrichtung (I3a, 13b) mit deren Hilfe die erste Umsehaltschaltung während des bestimmten Zeitabschnittes geöffnet wird und der Verbindungszustand der zweiten Umschaltschaltung gesteuert wird, so daß das Eingangssignal dem Operationsverstärker zugeführt wird.

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5. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen zweiten Operationsverstärker (18) aufweist, dessen nicht invertierende Eingangsanschlußklemme mit der Ausgangsseite des Transistors verbunden ist und dessen invertierende Eingangsanschlußklemme mit Masse verbunden ist, daß der zweite Operationsverstärker die Ausgangspolarität umkehrt, wenn die der nicht invertierenden Eingangsanschlußklemme zugeführte Spannung Massepegel erreicht und daß eine Vorrichtung zur Messung des Zeitabschnitts vorgesehen ist, der zwischen dem Konstantstromentladungsbeginn und dein Zeitpunkt gegeben ist, wenn das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers seine Polarität umkehrt.

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