DE3037248C2

DE3037248C2 - Pegeldetektorschaltung

Info

Publication number: DE3037248C2
Application number: DE3037248A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Musashino Tokio/Tokyo 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: 1985-04-25
Also published as: US4400633A; GB2062878A; DE3037248A1; GB2062878B; JPS5651674A

Description

Die Erfindung betrifft eine Pegeldetektorschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es wird seit einiger Zeit, beispielsweise in Kassettenbandaufzeichnungsgeräten eine Schaltung verwendet, die entsprechend der Art des verwendeten Bandes den am meisten geeigneten Aufzeichenvorstrom, die Aufzeichenaüsgleichkennlinie, die Aufzeichen- und/oder Wiedergabeempfindlichkeit und ähnliche Größen selbsttätig einstellt und festlegt, indem ein Mikrocomputer für die Ausführung der Msssung^i/ vorgesehen ist.

Bei dieser Art der selbsttätigen Messung ist es erforderlich, ein bestimmtes Signal auf einem Teil des Bandes aufzuzeichnen und dieses Signal wiederzugeben, um seinen Pegel festzustellen. Deshalb ist es notwendig, eine Pegeldetektorschaltung zu verwenden, die den Signalpegel genau feststellen kann.

Die bekannte Pegeldetektorschaltung (Aufsatz von Tomohiro Mori in »DENPAKAGAKU«, Ausgabe Januar 1979, Seite 100, Spalte 3 und Seite 101, Figuren 9 und 10, von Nihon Hoso Shuppan Kyokai), die einen Mikrocomputer verwendet, um den Pegel festzustellen, ist 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 wird, geladen wird, wobei die in dem Kondensator enthaltene elektrische Ladung, nachdem die obenerwähnte 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 die beschriebene Pegeldetektorschaltung beispielsweise zur automatischen Einstellung von Bandaufzeichengeräten verwendet wird, und wenn beispielsweise die Einstellung des am meisten geeigneten Aufzeichenvorstroms für das Bandaufzeichengerät, die Ab-

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schaltung der Empfindlichkeit des Magnetbandes, die tektorschaltung sind durch die Unteransprüche gekenn-

Einstellung der Frequenzkennlinie für die Ausgleich- zeichnet

schaltung für die Aufzeichnung und ähnliche Vorgänge Anspruch 2 ist auf eine Spitzenwertfeststell- und -haiausgeführt werden, dann kann es vorkommen, daß das teschaltung gerichtet, bei der eine zweite Umschakvor-Band derartig vorwärts bewegt wird, daß die Berührung 5 richtung mit dem nicht invertierenden Eingangsanzwischen dem Band und dem Magnetkopf aufgrund ei- Schluß des Operationsverstärkers verbunden ist.
ner unstabilen Bewegung des Bandes unvollständig ist, Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachsteso daß sich Schwankungen im wiedergegebenen Signal- hend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschriepegel ergeben. Wenn ferner Pegelschwankungen in dem ben. Dabei zeigt

dem Eingangsanschluß zugeführten Eingangssignal vor- 10 F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Pe-

kommen, d. h. also auch im vom Bandaufzeichengerät geldetektorschaltung und

wiedergegebenen Signal, oder wenn das wiedergegebe- F i g. 2(A) bis 2(E) Diagramme, die die Signalverläufe

ne Signal in dem bestimmten Zeitabschnitt zwischen an bestimmten Stellen der Schaltung nach F i g. 1 wie-

den beiden angegebenen Zeitpunkten ausfällt, dann läßt dergeben.

sich keine korrekte Pegelbestimmung ausführen, da in 15 In Fig. 1 wird das von einem Magnetband in einem dem bestimmten Zeitabschnitt die Spannung integriert Bandaufzeichengerät wiedergegebene Signal einer Einwird und sich diese bei entsprechenden Ausfällen be- gangsanschlußklemme 11 als Eingangssignal zugeführt trächtlich ändert Eine elektronische Umschaltschaltung 12 ist zur Erläu-Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine terung als ein Schaltungstyp dargeste¹;';, bei dem ein Pegeldetektorschaltung zu schaffen, mit der eine ge- 20 bewegbarer Kontakt zwischen festen Kcntaktpunkten naue Pegelfeststellung auch bei Ausfällen und Pegel- a und b umschaltbar ist Der Kontaktpunkt a ist mit Schwankungen des wiedergegebenen Signals als Aus- einer Gleichspannungsquelle (DC) verbunden, die eine gangspunkt für eine geeignete Ansteuerung des Bandes positive Spannung + Vcc abgibt und der Kontaktpunkt möglich ist b ist mit der Eingangsanschlußklemme 11 verbunden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Schal- 25 Der Schalter der elektronischen Umschaltschaltung 12 tung zur Feststellung des Pegels des wiedergegebenen ist mit einer nicht invertierenden Eingangsanschluß-Signals eine Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung klemme eines Operationsverstärkers 14 verbunden,
ist die den höchsten Spitzenwert, der während des be- Der Ausgang des Operationsverstärkers 14 ist mit stimmten Zeitabschnitts auftritt, feststellt und hält dem Gate g eines Feldeffekttransistors (FET) 15 über Es wurde also erkannt daß die Pegelschwankungen 30 eine Diode D verbunden, die in ihrer Polarität umgedes wiedergegebenen Signals in dem Bandaufzeichen- kehrt ist Ein Kondensator C ist zum Laden und Entlagerät durch symmetrisches Auf und Ab, wie bei einer den zwischen Masse und den Verbindungspunkt Pzwinormalen Amplitudenmodulation, erzeugt werden und sehen der Diode D und dem Gate ^ des Feldeffekttransidaß selbst bei dieser Schwankung des wiedergegebenen stors 15 geschaltet. Eine Konstantstromquelle 16 und Signalpegels sein Maximalwert im wesentlichen gleich 35 eine elektronische Umschaltschaltung 17 sind zwischen dem Maximalwert des wiedergegebenen Signals bei den Verbindungspunkt P und die Gleichspannungsquelnormaler Berührung zwischen dem Magnetband und Ie mit der Spannung + Vcc geschaltet Die elektronische dem Magnetkopf ist und daß der Pegel bei Pegel- Umschaltschaltung 17 ist zur Erläuterung als Ein-Ausschwankungen in anderen Teilen geringer ist, als der des Schalter dargestellt

normalen wiedergegebenen Signals. Nach der Erfin- 40 Die elektronischen Umschaltschalter 12 und 17 werdung wird eine Pegelfeststellung dadurch ausgeführt, den jeweils durch ein Umschaltsteuersignal angesteuert, daß der Spitzenpegel des wiedergegebenen Signals für das von einem Mikrocomputer (nicht dargestellt) über eine bestimmte Zeit gehauen wird, die ausreicht, daß Anschlußklemmen 13a und \3b zugeführt wird,
sich darin der Zeitabschnitt befindet während dem der Der Drain-Anschluß t/des FET 15 ist mii der Glcich-Maximalwert auftritt « Spannungsquelle der Spannung + Vcc verbunden und Es sei noch darauf hingewiesen, daß bereits eine MeS- der Source-Anschluß 5 ist mit der Gleichspannungsquelanordnung vorgeschlagen wurde (DE-OS 29 37 861), bei Ie mit der negativen Spannung — Vcc über einen Widerder zu einem frei wählbaren Zeitpunkt auftretende Au- stand R verbunden.

genblickswerte einer impuisartigen oder periodischen Ferner ist der Source-Anschluß s des FET 15 mit der Spannung beliebigen zeitlichen Verlaufs festgestellt 50 invertierenden Eingangsanschlußklemme des Operawerden. Die festgestellten Werte werden einer Analog- tionsverstärkers 14 verbunden und auch mit der nicht Digital-Umsetzung unterworfen und in einem Speicher invertierenden Eingangsanschlußklemme eines Operagespeichert Folglich befaßt sich diese Meßanordnung tionsverstärkers 18. Die invertierende Eingangsanmit einer Vorrichtung zur Anzeige von festgestellten schlußklemme des Operationsverstärkers 18 ist geerdei. Pegeln, und es sind keine Hinweise enthalten, wie die 55 Der Operationsverstärker 14, die Diode D, der Konder Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wer- densator C, der FET 15 und der Widerstand R bilden den kann. eine Schaltung, die Spitzenwerte der Kennlinie mit um-Nach einem anderen bekannten Verfahren (DE-AS gekehrter Polarität feststellt und festhält. Zusätzlich ar-17 66 812) zur digitalen Messung von Impulsamplituden beitet der Operationsverstärker 18 als ein sogenannter wird durch einen Impuls ein Speicherkondensator auf- eo Nulldurchgangsdetektor.

geladen. Der auf diese Weise aufgeladene Kondensator In der elektronischen Umschaltschaltung 12 wird der wird durch einen Konstantstrom entladen und die Zeit, Schalter zu einem Zeitpunkt U umgeschaltet und mit die erforderlich ist, um die Klemmenspannung des Kon- dem Kontakt b verbunden, wie es in F i g. 2(A) dargedensators auf eine vcrbestitfimte Spannung zu bringen, stellt ist, und zwar dann, wenn das Steuersignal des Miwird digital gemessen. DurcP dieses Verfahren wird so- 65 krocomputers über die Anschlußklemme 13a zugeführt mit auch kein Hinweis auf tM erfindungsgemäße Lehre wird. Entsprechend wird das Eingangssignal (das von gegeben. dem Magnetband in dem Bandaufzeichengerät wiederWeiterbildungen der erf'ndungsgemäßen Pegelde- gegebene Signal) des Kurvenverlaufs, der in Fig. 2(C)

dargestellt ist, der Eingangsanschlußklemme 11 zugeführt, und es wird nach dem Zeitpunkt U 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 Umschaltschaltung 12 wird, wie es id F i g. 2(D) dargestellt ist, zu einer Zeit U durch das Steuersignal des Mikrocomputers, das durch den Eingangsanschluß 136 zugeführt wird, ausgeschaltet. Die Verbindung des Schalters zu dem Kontakt b in der elektronischen Umschaltschaltung 12 und der Aus-Zustand der elektronischen Umschaltschaltung 17 wird bis zu einem Zeitpunkt h aufrechterhalten. Der Zeitabschnitt zwischen den beiden Zeitpunkten I, und I₂ ist auf einen konstanten Zeitabschnitt (beispielsweise 40 msec) festgelegt, und in diesem Zeitabschnitt wird der Maximalwert des Eingangssignals nach dem Zeitpunkt fi auftreten.

Wenn sich die elektronische Umschaltschaltung 17 im Aus-Zustand (zwischen den Zeitpunkten U und h) befindet, befindet sich der FET 15 im nichtleitenden 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 /2 festgehalten. Der Kurvenveriauf des Source-Äusgangs des FET 15 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 /j und /2 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 F i g. 2(E) dargestellt ist.

Ferner wird selbst dann, wenn die Berührung zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetband unstabil ist und eine Schwankung im Eingangssignal vorliegt, wie es in F i g. 2(A) dargestellt ist, durch den Kondensator C der Spitzenwert mit Hilfe der obengenannten 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 F i g. 2(B) dargestellt ist Dementsprechend läßt sich der maximale Spitzenwert des Eingangssignals feststellen, ohne daß er durch die o. g. Pegelschwankungen beeinflußt wird.

AIs nächstes wird zu einem Zeitpunkt f2, nachdem eine bestimmte Zeit vom Zeitpunkt fi verstrichen ist der Schalter der elektronischen Umschaltschaltung 12 auf die Seite mit dem Kontakt a umgeschaltet, wie es in F i g. 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 Gleichspannungsquelle der nicht invertierenden Anschlußklemme des Operationsverstärkers 14 über den elektronischen Umschaltschalter 12 zugeführt. Folglich wird die Diode D ausgeschaltet und die Fest-S stellung des Spitzenwertes des Eingangssignals wird unterbrochen.

Zu dem Zeitpunkt i2 wird die elektronische Umschaltschaltung 17 eingeschaltet, wie man anhand von F i g. 2(D) erkennt, und zwar mit Hilfe eines Steuersignals, das von dem Mikrocomputer über die Anschlußklemme 130 zugeführt wird. Deshalb fließt der konstante Strom der Konstantstromquelle 16 durch den Kondensator C und die elektronische Umschaltschaltung 17, und die auf den Kondensator C aufgebrachte elektri-

is sehe Ladung wird als Konstantstromentladung abgeleitet.

Durch die Konstantstromentladung des Kondensators C nach dem Zeitpunkt h 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 Alisgangsspannung 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 /3) 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 F i g. 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 /2 und tj.

Der Zeitabsehniü T, den die Klemmenspannung des Kondensators Cbenötigt, um eine bestimmte Spannung (in diesem Fall den Massepegel) zu erreichen, und zwar von dem Konstantstromentladezeitpunkt h aus zu dem Zeitpunkt /3, um die bestimmte Spannung zu erreichen, ist proportional dem negativen Spitzenwert auf den 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 Zeitabschnitt T mit Hilfe des Mikrocomputers der maximale Spitzenwert des Eingangssignals zwischen den Zeitpunkten /ι und fc genau messen und feststellen.

Es wird nun die Detektorschaltung nach der Έν*ν\- dung 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 länger sind als die Zeitabschnitte zwischen den Zeitpunkten fi und iz> 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 des-

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halb ist die Detektorschaltung nach der Erfindung für diese Art der Feststellung am besten geeignet. Außer dem kann die Detektorschaltung nach der Erfindung nicht nur angewendet werden für eine Pegelfeststellung, wenn ein Vorstrom aufgezeichnet wird, sondern auch 5 für eine Pegelfeststellung verwendet werden bei Nach stellung und Einstellung eines Aufzeichenausgleichers, bei Aufzeichnung und/oder Wiedergabe im empfindli chen Bereich oder bei ähnlichen Vorgängen. in	25
Hierzu I Blatt Zeichnungen	30
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Claims

Patentansprüche:

1. Pegeldetektorsghaltung zur Feststellung des Pegels eines Signals, das mit Hilfe eines ein Magnetband abtastenden Tonkopfes wiedergegeben wird und das aufgezeichnet worden ist, während das Signal für eine Zeitdauer eine bestimmte Frequenz aufwies,

mit einer Schaltung zur Feststellung des Pegels des wiedergegebenen Signals mit Hilfe eines zu ladenden Kondensators,

mit einer Entladungsschaltung, die eine konstante Stromentladung der auf dem Kondensator der Fest-' Stellschaltung aufgebrachten elektrischen Ladung ausführt,

mit einer Steuervorrichtung, die die Feststellschaltung aktiviert und die Entladungsschaltung hindert, eine Konstantstromentladung während eines bestimmten Zeitabschnitts auszuführen, der kurzer ist als die Eniiadungszeit des wiedergegebenen Signais und weiche die Entladungsschaltung aktiviert und die Feststellschaltung hindert, einen Feststellvorgang nach dem bestimmten Zeitabschnitt auszuführen, und

mit einer Detektoreinrichtung zur Feststellung des Pegels des wiedergegebenen Signals, in dem der bestimmte Zeitabschnitt gemessen wird, und zwar zwischen einem Zeitpunkt, zu dem die Konstantstromentladung des Kondensators durch die Entladungsschaltung begonnen wird, und einem Zeitpunkt, zu dem die Klemmenspannung des. Kondensators einen bestimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung 7-\tr Feststellung des Pegels des wiedergegebenen Signals eine Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung (14, D, C, 15) ist, die den höchsten Spitzenwert, der während des bestimmten Zeitabschnitts (T\ bis T₂) auftritt, feststellt und hält

2. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 1, bei der die Entladungsschaltung eine Konstantstromquelle aufweist, die mit dem Kondensator über eine erste Umschaltvorrichtung verbunden ist und wobei die Detektoreinrichtung einen Pegelvergleicher aufweist, durch den die Klemmenspannung des Kondensators mit einer bestimmten Spannung verglichen wird und die eine Vorrichtung aufweist zur Messung des Zeitabschnitts zwischen einem Zeitpunkt, zu dem die erste Umschaltvorrichtung geschlossen wird und einem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des Pegelvergleichers seine Polarität umkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwertfeststell- und -halteschaltung einen Operationsverstärker (14), eine mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (14) verbundene Diode (D) einen Transistor (15), dessen Eingangsanschluß über die Diode (D) mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (14) verbunden ist und dessen Ausgangsanschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (14) verbunden ist, wobei der Kondensator (C) zwischen Masse und den Eingangsanschluß des Transistorelements (15) geschaltet ist, und eine zweite Schaltvorrichtung (12) aufweist, die zwei Eingangsanschlüsse enthält, denen das vom Tonkopf abgegebene Signal und eine Umpolspannung für die Diode (D) von einer Spannungsquelle (+ Vcc) zugeführt werden und die einen Ausgangsanschluß aufweist, der mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (14) verbunden ist, daß die zweite Umschaltvorrichtung wahlweise entweder das vom Tonkopf abgegebene Signal oder die Umpolspannung für die Diode (D) hindurchläßt, daß während des bestimmten Zeilabschnitts (Ti bis T₂) die Steuervorrichtung die erste Umschaltvorrichtung (17) derart ansteuert, daß diese öffnet und die zweite Umschaltvorrichtung (14) derart ansteuert, daß diese das wiedergegebene Signal hindurchläßt, und daß nach dem bestimmten Zeitabschnitt (T_x bis T₂) die Steuervorrichtung die erste Umschaltvorrichtung (17) derart ansteuert, daß diese schließt und die zweite Umschaltvorrichtung (12) derart steuert, daß diese die Umpolspannung für die Diode (D) hindurchläßt

3. Pegeldetektorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung Einrichtungen zur Erzeugung von zwei Steuersignalen aufweist, deren Pulsbreite gleich dem bestimmten Zeitabschnitt (Ti bis T₂) ist, sowie Einrichtungen, durch die beide Steuersignale mit jeweils der ersten und der zweiten Umschaltvorrichtung (17, 12) verbunden werden, um den Verbindungszustand der ersten und der zweiten Umschaltvorrichtung (17, 12) einzeln zu steuern.