DE3039260C2

DE3039260C2 - Anordnung zum Versetzen der Abtastnadel in einem Plattenspieler

Info

Publication number: DE3039260C2
Application number: DE3039260A
Authority: DE
Inventors: George Herbert Needham Riddle; Byron Kent Carmel Ind. Taylor; Charles Martin Princeton N.J. Wine
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-10-17
Publication date: 1985-01-24
Also published as: ES8201792A1; FR2468180A1; GB2060950B; ES496029A0; GB2060950A; DE3039260A1; IT8025061A0; NL8005746A; PL227354A1; AU538156B2; IT1133648B; PL134777B1; ATA514280A; AU6316980A; AT376511B; FI803216L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die beim Abspielen einer Bildplatte eingesetzt werden kann, um die Abtastnadel des Plattenspielers aus einer Windung einer auf der Platte befindlichen Aufzeichnungsspur In eine andere Spurwindung zu versetzen.

Es gibt kapazitiv arbeitende Bildplattensysteme mit Auf?.elchnungsplatten, auf denen die Information In Form geometrischer Änderungen In einem leitenden Medium aufgezeichnet 1st, das sich nahe dem Boden einer glatten Spiralrille auf der Oberfläche der Platte befindet. Die Hauptmasse der Aufaelchnungsplaue kann aus einem homogenen leitenden Material mit einem dünnen dielektrischen Überzug auf den äußeren Oberflächen bestehen. Eine Abtastnadel, die an einem Ende eines Nadelarms sitzt und eine leitende Elektrode aufweist, greif·. In die Rille und folgt Ihr beim Abspielen. Die Nadelelektrode und das leitende Material der Platte bilden eine Kapazität, deren Wert sich beim Fort-

schreiten über die Platte entsprechend den geometrisehen Änderungen am Rillenboden ändert. Beim Drehen der Platte führt die dadurch hervorgerufene Relativbewegung zwischen Nadel und Platte zu ständlgen Kapazitätsänderungen, die gefühlt und verarbeitet werden, um Bild- und/oder oder Tonsignale zum Zwecke der Wiedergabe zu gewinnen.

Die bei Blldplattensystemeo des vorstehend beschriebenen Typs verwendeten Aufzelchnungsplatten können eine Rillendichte in der Größenordnung von 40G0 bis 8000 Rlllenwlnd.ungen pro Zoll (etwa 160 bis 320 Windungen pro mm) haben, in manchen Fällen sogar bis nahe an 10 000 Windungen/Zoll (entspricht etwa 400 Windungen/mm). Bei einer typischen Bildplatte kann der Abstand von Windung zu Windung in der Größenordnung von 2,7 Mikrometern liegen. Die Wände der relativ schmalen Rillen einer solchen Platte slnd zu schwach und zerbrechlich, um es Ihnen überlassen zu können, das Gewicht des Abnehmeranns um seinen Schwenk.punkt über die gesamte beschriftete Oberfläche der Aufzeichnungsplatte zu ziehen. Außerdem 1st es bei kapazitiv abtastenden Blldplattensystemen für eine genaue Wiedergabe der aufgezeichneten Signale erwünscht, die Abtastelektrode in praktisch glelchblelbender Stellung In der Spiralrille zu halten. Aus diesem Grund ist der Träger des Abnehmerarms mit einem Radiallaufwerk versehen, um das gelagerte Ende des Abnehmerarms In richtiger zeltlicher Abstlmmung mit der Radialbewegung der in die Spiralrille greifenden Abtasterspitze derart mitzubewegen, daß die Längsachse des Abnehmerarms stets praktisch tangentlal zur Spiralrille am Ort des Eingriffs gerichtet bleibt.

Aufzelchnungsplatten mit hoher Rillendichte können gelegentlich Fehler aufweisen, welche die Spiralrille vorzeitig enden lassen. Ein solches verfrühtes Rillenende führt häufig dazu, daß die Nadel an der betreffenden Stelle beim Abspielen nach auswärts gelenkt wird und dadurch eine bestimmte Rlllenwlndung in unerwünschter Weise wiederholt wird, was sehr lästig ist. Dieser Zustand kommt praktisch einer geschlossenen Rille (Endlosrille) gleich und wird daher als »Rillenschluß« bezeichnet. Um die besagte Auswärtslenkung der Abtastnadel zu korrigieren, enthalten manche Abspielgeräte Einrichtungen, die das Auftreten eines Rillenschlusses fühlen und gegebenenfalls einen Mechanismus betätigen, der die Nadel relativ zum Träger des Abtastarms In Einwärtsrichtung (d. h. zur Plattenmitte hin) bewegt. Beispiele für solche Stoßmechanismen zum Springenlassen der Abtastnadel aus einer Spurwlndung In die andere sind In den US-PS 39 63 861, 39 63 860 und 41 83 059 beschrieben.

Da die Maße der Abtastnadel, der Rille, der Rillen-Steigung, usw. besonders klein und die Dimensionen des Nadelarms, des tragenden Schlittens, der Bildplatte und des erwähnten Sioßmechanlsmus relativ groß sind, Ist es erwünscht, jeden Stoßmechanlsrnus auf die jewells verwendete Nadelanordnung mechanisch einjustleren zu können. Die Schaffung dieser Möglichkeit reicht aber nicht aus, um auch den Unterschieden In den körperlichen Dimensionen der Rillen von Aufzelchnungsplatte zu Aufzeichnungsplatte Rechnung zu tragen.

Aus der DE-AS 21 18 657 Ist es bekannt, bei einer Blldplattenaufzelchnung zusätzlich zu der Blldlnformation Positioniersignaip. In Form codierter Signale aufzuzeichnen, aufgrund deren die momentane Lage des Abtasters ermittelt und rCtlgenfalls korrigiert werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht In der Schaffung einer Anordnung zur automatischen Anpassung jeder Nadelstoßvonichtung an die jeweils zugeordnete Nadelanordnung und an die jeweils abgespielte Aufzeichnungsplatte. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in Verbindung mit Aufzelchnungsplatten verwendbar, in deren aufgezelchneter Information Rillen- oder Spuridentiflzierungsslgnale enthalten sind. Eine Steuerschaltung, die bei einer Unterbrechung des fortschreitenden Zuwachses in den Identifizierungssignalen anspricht, betätigt einen programmierbaren Impulsgenerator, um einen

'5 Nadelstoßmechanismus In der richtigen Richtung zu steuern. Der Impulsgenerator liefert einen ersten Impuls mit einem nominellen Amplitudenwert an den Stoßmechanismus. Je nachdem, ob sich die Abtastnadel daraufhin bewegt oder nicht, wird der Impulsgenerator

M durch die Steuerschaltung nachjustiert, um die Impulsamplitude in vorgeschriebenen Tellnv/U;n zu erhöhen (oder zu vermindern), bis sich die gewünschte Nadeibewegung durch einen einzigen, an den Stoßmechanismus gelegten Impuls einstellt. Die so erreichte Impulsamplitude wird anschließend als Nominalwert für die gerade abgespielt^ spezielle Aufzeichnungsplatte genommen.

Das heißt die Steuerschaltung sorgt zunächst dafür, daß die Nadel durch den Stoßmechanismus eine Versetzung erfährt und berechnet dann den Fehler oder die Abweichung zwischen dem programmierten Wert der vom Stoßmechanismus zu bewirkenden Versetzung und dem tatsächlichen Wert dieser Versetzung. Anschließend stellt die Steuerschaltung die Erregungssignale, für den Stoßmechanismus in solcher Welse nach, daß sich der Fehler vermindert, und dieses Spiel geht in Iterativer Welse v/elter, bis die tatsächliche Versetzung der programmierten Versetzung entspricht.

Für die Bedingung, daß der Stoßmechan.Ismus Immer an der gleichen Winkelkoordinate der Platte aktiviert wird, bringt ein solches System zufriedenstellende Ergebnisse. Wenn es jedoch das verwendete Blldplattensystem erfordert, daß die Nadel durch die Stoßvorrichtung an mindestens jeder Winkelkoordinate, wo ein Vertikalaustastintervall des aufgezeichneten Signals liegt, versetzt werden kann, dann muß ά>^α. Nadelstoßeinrichtung für jeden dieser Punkte geeicht werden. Es ist leicht einzusehen, daß Im Falle einer Plattenwerfung die Wechselwirkung zwischen Nadel und Platte unterschiedlich sein kann, je nachdem, ob die Nadel mit einer »hohen« oder einer »tiefen« Stelle der Platte In Kontakt 1st. Hiermit ergeben sich Unterschiede Im Druck zwischen Nadel und Platte, so daß auch die zur Versetzung der Nadel notwendige treibende Kraft des Stoßmecnanlsmus unterschiedlich 1st. Ähnlichen Einfluß auf die Forderung der vom Stoßmechanismus aufzubringenden Kratt haben auch Rlllenexzcntrlzltäten, die zu entgegengesetzten mechanischen Vorspannungen an um 180° beabstandeten Winkelposltlonen der Platte führen.

fio Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind In den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Beim Gegenstand des Anspruchs 8 muß die Sieuerschaltung so programmiert sein, daß sich eine Elntellung der Aufzeichnungsplatte In Sektoren ergibt. Die besagte Steuerschaltui.j arbeitet In der weiter oben beschriebenen Welse, um eine Tellelchung der Stoßelnrichtung für einen willkürlichen Sektor der Platte zu bringen, und führt den restlichen Eichfaktor für jeden

der übrigen Sektoren gemäß einer winkelabhängigen Korrelationsfunktion ein. Jedesmal wenn für einen bestimmten Sektor eine Teileichung oder eine Volleichung erfolgt, werden die neuen Koeffizienten über die Korrelatlonsfunktlon auf die übrigen Sektoren übertra- s gen. Auf diese Welse wird die Gesamtanzahl der Elchvorgängc reduziert und das Eingreifen In den normalen Abspielvorgang vermindert.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen naher erläutert. ">

Flg. 1 Ist ein Blockschaltbild eines Wiedergabegeräts für Aufzeichnungsplatten, das eine anpaßbare Nadelstoßelnrlchtung enthält;

Flg. 2 zeigt schematisch einen die Abtastnadel und den Abnehmerarm umfassenden Aufbau, der eine elektromagnstlsche Nadelstoßvorrlchtung enthält;

Flg. 3 Ist ein Blockschaltbild einer anpaßbaren Nadelstoßeinrichtung;

Flg. 4 A und 4 B zeigen programmierbare Stromquellen;

Flg. 5 A und 5 B zeigen In graphischen Darstellungen die Ausgangssignale des In der Einrichtung nach Flg. 3 enthaltenen Impulsgenerators, und zwar Im einen Fall unter Verwendung der programmierbaren Stromquelle nach Flg. 4 A und Im anderen Fall unter Verwendung der programmierbaren Stromquelle nach Fig. 4 B;

Flg. 6 ist ein Blockschaltbild der In der Einrichtung nach Flg. 3 enthaltenen Signalerkennungsschaltung;

Fig. 7 Ist ein Flußdiagramm, welches zeigt, wie die Einrichtung nach ΓI g. 3 die Nadelstoßvorrlchtung an die physikalischen Parameter des Abspielgeräts und der Aufzelchnungsplatte anpaßt.

Das In Flg. 1 dargestellte Wiedergabesystem für Bildplatten enthält einen Plattenspieler 10 mit einem Drehteller II als drehbare Auflage einer Aufzelchnungsplatte 12. Auf der Platte 12 befindet sich eine inföfffiätionsspur 'Aufzeichrsungsspur), die entweder splrallg oder konzentrisch sein kann. Jede Spur bzw. jede Windung der Spiralspur auf der Platte enthält Bild-Signalinformationen einschließlich Synchronkomponenten plus Informationen zur Identifizierung der betreffenden Spur. Ein Nadelaufbau enthält eine Signalabtastnadel und eine Stoßvorrichtung (Nadelstoßer). um der Abtastadel eine Bewegung mitzuteilen, durch welche sie über eine oder mehrere Windungen der Rille versetzt wird. Der Nadelaufbau 1st In einem Schlitten 13 montiert, um diesen Aufbau quer über die Platte zu verschieben. Die sich beim Abspielen ergebenden Änderungen der Kapazität zwischen der Nadel und der Aufzeichnungsplatte werden von Abnehmerschaltungen 16 gefühlt und einer Video-Verarbeltungselnrlchtung 18 zugeführt, um das abgetastete Signal In ein Format zu bringen, das sich mittels eines herkömmlichen Fernsehempfängers 20 wiedergeben läßt. Eine Steuerschaltung 25, die nur auf die Spuridentifizierungssignale anspricht, fiberwacht die Spumummern. Sobald der Fall eintritt, daß die Nadel nicht mehr In der gewünschten oder normalen Weise ihrer Spur folgt, liefert die Steuerschaltung 25 ein Signal eines vorgeschriebensn Nominalwerts (ein analoges oder ein digitales Signal) an einen Impulsgenerator 28. Der Impulsgenerator 28 erzeugt einen Impuls, der nach Form und/oder Amplitude geeignet Ist, den Nadelstoßer so zu erregen, daß er die Nadel um eine gewünschte Anzahl von Windungen versetzt. Bewegt sich die Nadel nicht oder überspringt sie ztiviele Windungen, dann erhöht bzw. vermindert die Steuerschaltung 25 den Wert des Steuersignals und regt einen weiteren Stoß an. Die Steuerschaltung betreibt dieses Spiel In Iterativer Welse weiter, bis das geeignete Steuersignal zur Bewirkung der jeweils gewünschten Nadelverselzung hergestellt Ist.

Es gibt verschiedene Möglichkelten, wann und wie eine solche, sich an die jeweiligen Verhältnisse anpassende Nadelbewegung erreicht werden kann. Eine erste Methode besteht darin, die Anpassung des Nadelstoßers unmittelbar nach dem Eingreifen der Nadel In die Aufzelchnungsplatte vorzunehmen, und zwar beim Durchlaufen einer gleichsam als Vorspann vorgesehenen Einlaufspur, In welcher Informationen zum Elchen des Plattenspielers aufgezeichnet sind. Sobald die Kennwerte des Steuerimpulses einmal eingestellt sind, bilden sie feste Konstanten für den restlichen Abspielvorgang der betreffenden speziellen Platte.

Eine zweite Methode besteht darin, die Eichung des Nadelstoßsystems In der unmittelbar vorstehend beschriebenen Welse durchzuführen mit der zusätzlicher· FlssibiÜiät, daß (ins System die Kenngrößen des Steuerimpulses jedesmal neu anpaßt, wenn ein Stoß nicht zum richtigen Ergebnis führt.

Gemäß einer dritten Methode kann das System geeicht werden, sobald das erste Mal eine Anomalltät Im Fortschreiten der Nadel eintritt.

Eine vierte Methode schließlich besteht darin, eine Teileichung des Nadelstoßsystems bei jedem Eintreten einer Anomalität des Fortschreltens der Nadel durchzuführen.

Die Flg. 2 zeigt den die Nadel und den Nadelstoßer enthaltenden Aufbau. Die Nadel 35 mit einer daran befindlichen Signalabtastelektrod? hat eine solche Kontur, daß sie In die Rillen 36 der Aufzelchnungsplatte 12 eingreift. Über eine Pendelleltung (Blattfeder) 38 wird ein elektrischer Kontakt zur Elektrode hergestellt. Die Pendelleltung 38 sorgt auch für einen gewissen Druck zwischen Nadel und Platte. Die Nadel 35 Ist am freien Ende eines Nadelarms 37 befestigt, dessen gegenüberliegendes Ende mit dem Schlittenaufbau 4Ö über eine biegsame Kupplung 39 verbunden 1st, die eine begrenzte Bewegungsfreiheit des Nadelarms In drei Dimensionen erlaubt. Am Nadelarm 37 relativ nahe der Nadel 1st ein Permanentmagnet fest montiert und so angeordnet, daß Im wesentlichen nur einer seiner Pole, z. B. der Nordpol, In die magnetischen Feldlinien wahlweise erregbarer Elektromagnete oder Spulen 46 taucht, wenn die Nadel in der Abspielposition ist. Die Spulen 46, die nichtmagnetische Kerne aufweisen, sind elektrisch so angeschlossen, daß sich die bei Ihrer Erregung erzeugten Magnetfelder unterstützen, um dem Magneten 45 und somit der Nadel eine Bewegung In Radialrichtung der Platte 12 mitzuteilen.

Die Flg. 3 zeigt das Schema eines anpaßbaren Nadel-Stoßsystems für den Plattenspieler 10. Ein Mikroprozessor 56, der die notwendigen Schaltungsanordnungen enthalte, um den normalen Betrieb des Plattenspielers als Antwort auf System- oder Programmbefehle 53 von den Bedienungs- und Steuereinrichtungen des Plattenspielers zu steuern, überwacht die Nadelpositlon über die Spuridentifizierungssignale und erzeugt entsprechend der Betriebsart der Wiedergabe Einwärts- oder Auswärtsstoßslgnale. Wenn 2. B. ein bestimmtes Video-Vollbild als Standbild »eingefroren« werden soll, dann wird die Nadel an der betreffenden Stelle der Wiedergabe bei jeder Umdrehung der Platte um eine Windung nach außen (d. h. von der Plattenmitte weg) gestoßen. Wenn in jeder Windung ein Vollbild aufgezeichnet ist, braucht sonst nichts weiter getan zu werden. Wenn pro

Windung mehrere Vollbilder aufgezeichnet sind, dann können zusätzliche Einrichtungen verwendet werden, um ein Flimmern Im wiedergegebenen Bild zu vermelden. Der Mikroprozessor 56 empfängt Spurldentlflzlerungsslgnale von der Erkennungsschaltung 54, rechnet die richtige Nadelposition und die augenblicklichen Fehler In der Nadelposition aus und ermittelt, wie das Steuersignal für den programmierbaren Impulsgenerator 28' und jeti Schalter 47 zu justleren Ist, um die Nadel In Richtung auf die gewünschte Spur zu verstellen. Der Impulsgenerator 28' erzeugt eine Rampen- oder Sägezahnspannung proportional zu dem Steuersignal, das über die Elngangs-Sammelleltung 58 vom Mikroprozessor geliefert wird. Das am Anschluß 51 erscheinende Ausgangssignal des Impulsgenerators wird einem Wendeschalter 47 angelegt, über den es auf die Nadelstoßspulen 46 gegeben wird. Der Wendeschalter 47, der vom Mikroprozessor 56 über die Leitung 57 gesteuert wird, steuert die Richtung des Stromfiusses in den Spulen 46 und somit die Richtung des zwischen den Spulen erzeugten Magnetfeldes und somit die Richtung des Nadelbewegung.

Der Impulsgenerator 28' enthält eine Stromquellenschaltung 49, die In einer ersten Betriebsart mit hoher Impedanz einen konstant-geregelten Strom liefert und In einer zweiten Betriebsart eine nlederohmlge Verbindung zu einem Bezugspotential darstellt. Wenn die Stromquelle In der zweiten Betriebsart arbeitet, wird die an einem Kondensator 55 liegende Spannung auf das Bezugspotentlal geklemmt. Mit dem Umschalten der Stromqville 49 In Ihre erste Betriebsart wird bewirkt, daß das Potential am Anschluß 50 monoton entsprechend der Ladegeschwindigkeit des Kondensators 55 ansteigt, d. h. gemäß der Funktion

V= I/C

wobei / die Amplitude des von der Quelle 49 gelieferten Stroms, C der Kapazitätswert des Kondensators 55 und ι die Ladezelt Ist.

Das Potential am Anschluß 50 wird durch einen Verstärker 48 gepuffert, der den erforderlichen Bereich von Ausgangsströmen zur Ansteuerung der Nadelstoßspulen 46 liefert.

Eine besondere Ausführungsform der Stromquelle 49 Ist In FI g. 4 A dargestellt. Eine herkömmliche Stromquelle 65 ist In Reihe In den KoHektorkrels eines Transistors 66 zwischen zwei Versorgungsklemmen 67 und 68 eingefügt. Eine gegenüber der Versorgungsklemme 68 positive Steuerspannung, die an den Steuereingang 58 gelegt wird, macht den Transistor 66 leitend, wodurch der gesamte Strom / von der Quelle 65 zur Klemme 68 abgeleitet wird. Eine negative Steuerspannung schaltet den Transistor 66 aus und macht damit den Strom / am Ausgangsanschluß 50 verfügbar.

Die Flg. 5 A veranschaulicht, wie der programmierbare Impulsgenerator 28' anspricht, wenn er die Schaltung nach F i g. 4 A als Stromquellenschaltung enthält. Das obere Bild (a) In Flg. 5 A zeigt den an den Impulsgenerator gelegten Steuerimpuls, und das untere Bild (b) zeigt das als Antwort darauf erscheinende Ausgangssignal des Impulsgenerators. Aus Gleichung (1) erkennt man, daß für einen bestimmten konstanten Strom / die Dauer »t« des Steuerimpulses vorgebend für die Ausgangsamplitude »ve des Impulsgenerators ist. Je breiter der negative Steuerimpuls 1st, desto höher ist die Amplitude »m der Ausgangsgröße.

Die Flg. 4 B zeigt eine mit Binärsignalen programmierbare Stromquelle zur Erzeugung von 16 diskreten Pegeln für den Ausgangsstrom. Wenn angenommenerweise jeder der Binäreingänge 2°-2³ ein Potential gleleher Amplitude hat, dann sind die Stromamplltuden jeder der Einzelstromquellen 107 bis 110 annähernd bestimmt durch das Eingangspotential geteilt durch den jeweiligen Emitterwiderstand In der betreffenden Einzelstromquelle. Die Ströme werden summiert und am Anschluß 50 bereitgestellt. Da die Widerstände entsprechend dem Binärsystem gewlchtet sind (d.h. R, 2R, 4R, 8R), sind die einzelnen Ströme aus den jeweiligen Einzelquellen 110, 109, 108 und 107 In entsprechender Welse nach dem Binärsystem gewlchtet, so daß die Kombination eine binärprogrammierbare Stromquelle bildet. Jede der Einzelquellen 107 bis 110 kann durch Anlagen eines Signals mit niedrigem Logikpegel an den betreffenden Eingangsanschluß leitend gemacht werden. Wenn also allen Binäreingängen 2° bis 2³ ein hohes Signal angelegt wird, dann wird die kombinierte Stromquelle ausgeschaltet und ein Transistor 106 über ein UND-Glied 105 eingeschaltet. Bei leitendem Transistor 106 wird der Anschluß 50 auf das an der Klemme 68 herrschende Bezugspotentlal geklemmt.

Die Flg. 5 B zeigt das Ausgangsverhalten des programmierbaren Impulsgenerators 28' für den Fall, daß er die Anordnung nach Flg. 4 B als Stromquelle 49 enthält. Aus der Gleichung (1) ist ersichtlich, daß für eine konstante Lade- oder Integrationszelt das Ausgangssignal höher wird, wenn der Betrag des Stroms / erhöht wird.

Der In Flg. 6 dargestellte Aufbau der Erkennungsschaltung 54' liefert die aufgezeichneten Identifizierungsdaten In einem bestimmten Format für die Verarbeltung Im Mikroprozessor. Es sei z. B. der Fall einer Bildplatte betrachtet, auf welcher die Information In einem allgemeinen NTSC-Format aufgezeichnet Ist, das Vertikal- und Horizontaiausiastiniervaüe enihäii. Normalerwelse enthalten die ersten 21 Horizontalzeilen jedes Teilbildes keine nutzbare Bildinformation, so daß dieser Teil eines Teilbildes zur Llnterbrlngung der Spuridentifizierungsinformation herangezogen werden kann. Wenn in jeder Spur oder Windung nicht nur ein, sondern mehrere Tellbilder aufgezeichnet sind und die

■»5 Teilbilder von Spur zu Spur radial miteinander ausgerichtet sind, so daß jedes Tellblld einer Spur einen Winkelsektor der Platte definiert, dann mögen Informationen zur Identifizierung sowohl der Spur als auch des Sektors eingefügt sein. Es sei z. B. angenommen, daß die Aufzeichnungsplatte eine Spiralrille mit acht Tellblldern je Windung aufweist und die Teilbilder von Wlmiung zu Windung In acht 45°-Sektoren ausgerichtet sind. Außerdem sei angenommen, daß In der neunzehnten Horizontalzelle jedes Teilbildes ein Dlgltalsignal aufgezeichnet ist, das ein aus N Bits bestehendes Erkennurigsslgnal gefolgt von einem aus M Bits bestehenden Identifizierungssignal enthält. Das M-stellige Identifizierungssignal Identifiziert die Windung und den Sektor, und das N-stelHge Erkennungssignal wird dazu herangezogen, dem System zu melden, daß die folgenden M Bits Nutzdaten, d. h. Spurnummern, beinhalten. Es sei angenommen, daß die maximale Bitfrequenz mit einer Grundfrequenz des Systems wie z. B. der Farbburstfrequenz gleich und mit dieser synchronisiert 1st.

Über die Verbindung 26 werden von der Vldeo-Verarbeltungselnrlchtung demodulierte Videosignale auf einen Taktgeber 90 und einen Schwellendetektor 91 gegeben. Der Taktgeber 90 erzeugt System-Taktsignale,

die sich mit einer konstanten Frequenz gleich und synchron mit der geforderten Grundfrequenz wiederholen und zur Ansteuerung logischer Schaltungen eignen. Der Schwellendetektor macht aus dem Videosignal einschließlich der Dlgltallnformatlon ein zwischen zwei 5 Pegeln wechselnden Signal, wobei die Amplituden der beiden Pegel normalen Logikwerten entsprechen. Das Signal vom Schwellendetektor 91 wird mit Hilfe der auf die Leitung 100 ergebenen Taktsignale durch ein für M Bits ausgelegtes Serlen/Parallel-Schlebereglster 92 und In ein für N Bits ausgelegtes angepaßtes Filter 94 geschleust. Wenn /; aufeinanderfolgende Bits des dem Filter 94 zugeführten Signals mit einem Im Filter programmierten Erkennungssignal übereinstimmen, dann liefert das Filter 94 einen Korrelatlonslmpuls auf der Leitung 96. Die folgenden M Signalbits, die gleichzeitig Im Register 92 enthalten sind, stellen die Bits der Spur- und Sektorinformation dar. M Informationsbits, die an M parallelen Ausgängen 95 zur Verfügung stehen, werden beim Auftreten des auf der Leitung 96 *> erscheinenden Korrelationsimpulses In einer Verriegelungsschaltung 93 verriegelt und In ein Format gebracht, das vom Mikroprozessor verarbeitet werden kann.

Statt der Verwendung eines Erkennungssignals (Kenncode) kann zur Bereitmachung des Systems auch eine Schaltung verwendet werden, welche die spezielle Horizontalzeile erkennt, In welcher die Identifizierungs-Information aufgezeichnet Ist. Eine hierzu verwendbare Einrichtung Ist z. B. In dem Aufsatz »VIR II System« w von S. K. KIm beschrieben, der In IEEE Transactions on Consumer Electronics, Band CE-24, Nr. 3, August 1978, veröffentlicht Ist.

Die verwendete Recheneinrichtung Ist In Flg. 3 als Mlkroprozessur 56 dargestellt, sie kann jedoch auch durch eine weniger leistungsfähige Schaltung oder Einrichtung realisiert sein, die allein auf die Funktion abgestimmt ist, eine NadeistoBvorrichtung in passender Welse zur Erreichung einer gewünschten Nadelversetzung zu erregen.

Ein Beispiel für die Folge von Vorgängen zur Bestimmung der notwendigen Parameter für den Antrieb des Nadelstoßers 1st durch das Flußdiagramm in Fig. 7 veranschaulicht. Das dort gezeigte Programm enthält nicht die allgemeine Überwachung des Systems und die Steuerung des Nadelstoßers. Das gezeigte Programm gilt für den Fall, daß die Parameter zur Anpassung des Nadelstoßsystems beim ersten Auftreten eines Nadelstoßes und jedes nachfolgenden Nadelstoßes erzeugt werden, der eine unrichtige Versetzung der Nadel bewirkt.

Sobald der Anpassungsvorgang eingeleitet ist, stellt ein erster Entscheidungsblock 71 fest, ob das System einen Stoß versucht hat. Falls ein Stoß nicht versucht worden war, hat das System keine Meßwerte zur Feststellung des Leistungsvermögens des Nadelstoßers, und das Anpaßprogramm wird verlassen. Wenn ein Stoß versucht worden war, stellt das System eine Einleitung auf die augenblicklich durchlaufene Rillenwindung und rechnet die Anzahl der übersrpungenen Windungen «> aus. Indem es die letzthöchtste der zuvor gefühlten Windungsnummern von der Nummer der laufenden Windung subtrahiert. Das System richtet sich danach aus, ob ein Einwärts- oder ein Auswärtsstoß durchgeführt wurde und ob eine Nadelbewegung In Einwärts- oder in Auswärtsrichtung erfolgte.' Sind diese Umstände festgestellt, dann wird Zugang zu den speziellen Steuerparametern für den Nadelstoß genommen, um diese Parameter Im Bedarfsfall ändern zu können.

Ein Entscheidungsblock 73 vergleicht die sofortige Nadelversetzung mit einem für den jeweiligen Stoß programmierten Minimalwert. Falls die Nadelversetzung geringer 1st als der minimale Vorgabewert für den programmierten Versetzungsbereich, dann werden die Steuerparameter für den Nadelstoßer erhöht (Block 76), d. h. die Parameter werden so nachgestellt, daß ein Stoß bewirkt wird, der größer Ist als der vorangegangene Stoß. Jede Erhöhung der Steuerparameter kann entweder ein festes konstantes Maß sein, oder die Erhöhungen können, falls die verwendete Recheneinrichtung genügende Rechenkapazität hat, proportional dem Fehler der Nadelversetzung gemacht werden.

Sobald die Steuerparamter erhöht worden sind, werden die neuen Parameter gegenüber einem voreingestellten Maximum geprüft (Block 78). Wenn die Parameter gleich dem Maximum oder größer als dieses sind, wird das Programm verlassen, um zu verhindern, daß das System eine endlose 'iteration durchführt, die den Plattenspieler oder die Aufzelchnungsplatte möglicherweise beschädigen könnte. Wenn andererseits die neuen Steuerparamter Innerhalb der akzeptierbaren Maximumgrenze liegen, werden die Inkrementalen Parameter als die Nadelstoßer-Steuerwerte für den dem jeweiligen Programmbefehl entsprechenden Nadelstoß festgelegt (Block 80). Anschließend bewirkt das System einen Nadelstoß (Block 81), um das Programm für den nächsten Iterativen Vorgang zu durchlaufen.

Wenn am Entscheidungsblock 73 festgestellt wird, daß eine Nadelversetzung größer als das Minimum Ist, dann folgt das Programm einer Abzweigung zu einem Entscheldungsblock 75, wo festgestellt wird, ob die Nadelversetzung ein voreingestelltes Maximum überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, dann nimmt das System an, daß es mit richtigen Steuerparametern arbeitet und die Anpassung der Nadelstoßeinrichtung für den betreffender. Program.mbefeh! vollständig !st. Falls die Nadelversetzung jedoch das Maximum überschreitet, werden die Steuerparameter vermindert (Block 77), d. h. zur Bewirkung eines weniger großen Nadelstoßes verstellt. Die Parameter der Verminderu/.g werden gegenüber einem voreingestellten Minimum geprüft und bewahrt (Block 80), falls sie innerhalb des akzeptierbaren Bereichs liegen. Ansonsten wird das Programm verlassen, um eine Beschädigung des Systems zu vermeiden.

Für jeden speziellen Typ eines Stoßes wird eine Tabelle von Steuerparametern bereitgehalten, da die Anforderungen an den Nadelstoßer für verschiedene Bedingungen unterschiedlich sein können. Die dynamischen Eigenschaften des Nadelarms sind für eine Einwärtsbewegung anders als für eine Auswärtsbewegung, und zwar aufgrund der naturgemäßen mechanischen Vorspannung. Somit sind die erforderliche Kraft des Nadelstoßers und daher auch seine Steuerparameter für eine Einwärtsversetzung der Nadel anders als für eine Auswärtsversetzung. Außerdem erfordert eine Einwärtsversetzung der Nadel über K Rillen einen anderen Steuerparameter als eine Einwärtsversetzung über H Rillen, usw. (K und H selen willkürliche ganze Zahlen).

Aufzeichnungsplatten, die Daten zur Identifizierung des Sektors sowie Daten zur Identifizierung der Spur oder Rille enthalten, erlauben Ausgestaltungen des Anpaßverfahrens. Bei Platten, die sich geworfen haben, ändert sich der Aüflagedruck zwischen Nadel und Platte, wenn die ungleichmäßige Oberfläche unter der relativ festen Position des Nadelaufbaus hindurchläuft.

Die praktische Folge Ist, daß die Energie, die zum Stoßen der Nadel über eine gegebene Anzahl von Rillenwindungen erforderlich Ist, von der Wlnkelstel- !■ ig der Platte abhängt. In ähnlicher Welse führt eine Klllenexzentrlzltät dazu, daß die erforderliche Treibkraft für den Nadelstoßer eine Winkelabhängigkeit hat.

Wenn also der Steuereinrichtung für den Nadelstoßer eine Sektorinformation zur Verfügung steht, dann Ist es zweckmäßig, die Parameter des Steuerimpulses für jeden Sektor einzustellen. Bei Realisierung des sektorabhängigen anpaßbaren Nadelstoßers wird für jede Art von Stoßbefehl eine Tabelle mit 5 Eintragungen verwendet, wobei 5 gleich der Anzahl der Sektoren auf

der Platte 1st. Die Eintragungen enthalten die Steuerpa- F= G[/+£ cos (6_S)]

rameter, die In jedem der 5 Sektoren zur Erregung des 15 bzv,'. F= G[I-W cos (20_S)].

Nadelstoßers benutzt werden. Wenn die Nadel gestoßen werden soll, dann wird der bevorstehende Sektor als Index für das Nachschlagen In der Tabelle genommen, und der passende Parameter wird entnommen und zur Einstellung des Antriebs des Nadelstoßers verwendet.

Die durch Er?.entrlzltät oder Plattenwerfuni* bedingten winkelabhängigen Anforderungen an den Stoßimpuls sind nicht statistisch oder unregelmäßig, sondern folgen Im allgemeinen annähernd Korrelationsfunktionen. Eine Rillenexzentrizität verursacht eine nach außen gerichtete Vorspannung der Nadel gegenüber dem Nadelarm bei einer Wlnkelpositlon, wo die exzentrische Rille maximal nach außen läuft. Bei der um 180° beabstandeten Wlnkelpositlon ergibt sich eine Vorspannung der Nadel gegenüber dem Nadelarm In Einwärtsrichtung. Zwischen diesen Extremen wird die Vorspannung jeweils vorübergehend gleich Null. Es 1st leicht zu erkennen, daß sich die Abhängigkeit der Vorspannung von der Sektorlage einer Kosinusfunktion Betriebsschritte zur Eichung des Nadelstoßers vermindert werden.

In der Praxis Ist es zeltraubend, die durch die Gleichung (2) ausgedrückte Funktion, die beide Kosinusfunktionen enthält, zu erfüllen. Daher wird das Ansprechen des Nadelstoßers bei Anlegen eines konstanten Steusrparameters In einer Anzahl von Sektoren beobachtet, um festzustellen, ob die Korrelation vom Einfachen des Winkelweges oder vom Zweifachen des Winkelweges abhängt, und dadurch die dominanten Merkmale für die jwelllge Platte herauszufinden. Die Korrelationsfunktion reduziert sich dann auf

Die Werte von E und W können experimentell für ein spezielles System bestimmt werden, oder sie können als Teil des Anpaßprozesses festgestellt werden. Durch Erzeugung eines konstanten Stoßes In jedem Sektor sei z. B. festgestellt worden, daß die Korrelationsfunktion nach der Gleichung (3) dominant ist. Der als Bezug genommene Null- oder Startwinkel wird demjenigen Sektor zugeschrieben. In welchem die geringste Nadelbewegung erfolgt. Den übrigen Sektoren werden Winkelwerte In zunehmenden Schritten von jeweils 360/5 Winkelgraden zugeschrieben (dabei Ist vorausgesetzt, daß die Stöße an jeweils einander entsprechenden Stellen in jedem Sektor erfolgen). Es sei angenommen, daß die Platte vier Sektoren hat und daß die Nadelversetzungen In aufeinanderfolgenden Sektoren bei konstanter Stoßkraft gleich T₀, T₁, T₂ und T₃ (In dieser Reihenfolge) sind. Diese Versetzungen sind direkt proportional zu der vom betreffenden Sektor abhängigen

nähert. Es hat sich gezeigt, daß auch Plattenwerfungen 35 Widerstandskraft, welche die Nadel einer seitlichen in ähnlicher Welse eine wellenartige Form haben, bei Bewegung entgegengesetzt, und daher In inverser Beziehung abhängig von der kompensierenden Korrelationsfunktion, d. h. Τ-, χ i/Gih-E cos 6_f). Es sei angenommen, daß eine Versetzung T₀ dem Sektor entsprechend dem 40 Winkelwert 0° entspricht und daß eine Versetzung T₂ dem Sektor entsprechend dem Winkelwert 180° entspricht. Dividiert man die für T₀ geltende Gleichung durch die entsprechende für T₂ geltende Gleichung,

welcher die Scheitel der Wellenberge um 180° auseinanderliegen, ebenso wie die Mitten der Wellentäler um 180° auseinanderlegen. Die funktionale Bszlehung nähert sich einer Funktion, die sich mit dem Kosinus des zweifach genommenen Winkelweges ausdrückt. Die Gesamt-Korrelatlonsfunktlon kann näherungsweise wie folgt geschrieben werden:

F= G(I + E cos (0_S) + W cos 2(0_S + η —))

dann erhält man

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hierin ist F die Korrelationsfunktion, G ist e'.n Nominalwert oder Verstärkungsfaktor, E ist das Maß der Exzentrizität, W Ist das Maß der Werfung, B_s Ist ein Winkelweg auf der Platte, der von einem willkürlichen Sektor aus gemessen und sich mit jedem Sektor um 360/5 Winkelgrade erhöht, und (Ö_s + η 360/5) 1st eine in Winkelgraden angegebene Winkelwegverschiebung um ganze Zahlen η von Sektoren 5 gegenüber 0_S.

Wenn die Korrelationsfunktion verwendet wird, wird die Nadel gestoßen und die Nadelversetzung geprüft. Falls der Nadelstoßer nicht eine gewisse Mindestversetzung (z. B. eine Versetzung über eine Rlllenwludung) bewirkt hat, wird die Korrelationsfunkion zu der Tabelle der Werte in der betreffenden Wlnkelwegversetzung hinzuaddiert. Falls der Stoß eine zu große Nadelversetzung verursacht hat, wird die Funktion von der Tabelle der Werte mit der entsprechenden Winkelwegversetzung subtrahiert. Die Verwendung der Korrelationsfunktion hat zur Folge, daß eine einzige anpassende Korrektur für einen Sektor über die Funktion auf alle Sektoren übertragen werden kann, wodurch die T_{0 =} G(I+ E cos Q₂)
T₁ G(I+ E cos 0_O)

Aufgelöst nach E ergibt dies:

E=(I- T₀IT₂)I(T₀IT₂ cos 0_O - cos 0₂), (6)

und nach Substitution der Werte für 0_O und Q₂ erhält man:

E=-(I-T₀IT₂)(I+ TaIT₂)

Der Koeffizient W in der Gleichung (4) kann In ähnlicher Weise bestimmt werden. Der Koeffizient »G« Ist willkürlich auf Irgendeinen Nominalwert eingestellt, von dem bekannt Ist, daß er zu einer Nadelversetzung führt. Durch eine Reihe von Messungen, eine für jeden Sektor, mit einer konstanten Stoßkraft und durch algebraische Operation gemäß der Gleichung (7) werden also die Korrelationsfunktionen bestimmt.

Bei einem typischen System 1st jedoch die Bestimmung der Koeffizienten »£«, »6« und »W« besser nicht

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Teil des Anpassungsprozesses, well die Korrelationsfunktion zweckmäßigerweise dazu verwendet wird, die Anzahl der Stoße zu vermindern, die dem System zu Versuchs- oder Meßzwecken aufgezwungen werden. Daher sollten die Koeffizienten auf einen statistisch bestimmten Non/'nalwert vorelBgestellt werden.

Der beschriebene spezielle Impulsgenerator kann durch eine programmierbare Spannungsquelle ersetzt werden, falls der verwendete Nadelstoßmechanismus auf Spannungssignale anspricht. Auch kann die mit dem Flußdiagramm beschriebene Programmfolge In einfacher Weise abgewandelt werden, um weniger oder noch mehr Prüfungen oder Funktionen des Systems zu umfassen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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55 60 (i.S

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Versetzen der Abtastnadel In einem Gerät zum Abtasten eines plattenförmigen, S drehangetriebenen Aufzeichnungsträgers, der informatlonshaltlge Spuren mit mindestens einem Synchronsignal pro Umdrehung des Aufzeichnungsträgers aufweist, wobei das Gerät einen Schlitten zum Verschieben der Abtastnadel radial über die Aufzeichnungsplatte enthält und die Abtastnadel an einem ersten Ende eines Nadelarms befestigt 1st, dessen zweites Ende am Schlitten mittels einer biegsamen Kupplung aufgehängt ist, und eine auf den Nadelarm wirkende Bewegungsvorrichtung vorgesehen Ist, die auf Erregungssignale anspricht, um der Abtastnadel selektiv eine Bewegung In Radialrichtung des Aufzeichnungsträgers mitzuteilen und wobei In dem Gerät ein programmierbarer Impulsgenerator vorgesehen ist, der auf Steuersignale anspricht, vn\ die Erregungssignale für die Bewegungsvorrlchtung zu erzeugen, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (56), die auf bei jedem Umlauf des Aufzeichnungsträgers abgetastete Spuridentlflzlerungsslgnate (26) nach Maßgabe von vorgebbaren Plattenspieler-Programmbefehlen (S3) anspricht, um die Steuersignale i29) zu erzeugen und die aus einer Abweichung zwischen den von der Bewegungsvorrichtung bewirkten Nadelbewegungen und programmierten Nadelbewegungen weitere Steuersignale (26) erzeugt Im Sinne einer Verminderung der Abweichui.g.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung folgendes aufweist: einen am Nadelann <;37) nahe seinem ersten Ende befestigten Permanentmagneten (45); zwei mit nicht-magnetischen Kernen ausgestattete beabstandete Spulen (46), die bei Beaufschlagung mit Erregungssignalen ein magnetisches Feld zwischen sich erzeugen und In fester Beziehung zum Schlitten (14) derart angeordnet sind, daß der Permanentmagnet (45) zwischen Ihnen liegt.

3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch: gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (56) folgendes aufweist: eine Einrichtung, die auf die von der Aufzeichnungsplatte (12) wiedergewonnene Information anspricht und die das Spuridentifizierungssignal (26) aus dieser Information extrahiert und In einem Im wesentlichen digitalen Format wiedergibt; eine Recheneinrichtung, die auf das Spurldentlflzierungsslgnal (26) und auf Plattenspieler-Programmbefehle anspricht, um ein Steuersignal zur Beaufschlagung des programmierbaren Impulsgenerators (28) zu erzeugen, und die eine Rückmeldung über diejenige Nadelbewegung, die von der Bewegungsvorrtchtung aufgrund eines bestimmten Steuersignals verursacht worden Ist In solcher Welse verarbeitet, daß eine Korrektur der Abweichung zwischen den von der Bewegungsvorrichtung bewirkten Nadelbewegungen und programmierten Nadelbewegungen durch weitere Steuersignale bewirkt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Recheneinrichtung der Steuerschaltung (56) erzeugte Steuersignal ein Impuls voreinstellbarer Dauer Ist und daß der programmlerbare Impulsgenerator (28) ein Erregungssignal erzeugt, das proportional der Dauer dieses Steuer

signals ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein binärcodlertes Signal 1st.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung in der Steuerschaltung^) einen Mikroprozessor enthält.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (56) auch auf Sektorldentlflzierungssignale anspricht, um die Steuersignale für diskrete Sektoren der Aufzeichnungsplatte (12) zu erzeugen, und daß die Steuereinrichtung den Fehler zwischen den tatsächlich bewirkten Nadelverschiebungen und programmierten Nadelverschiebungen errechnet und das Steuersignal Im Sinne einer Verminderung dieses Fehlers justiert.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (56) eine Einrichtung enthält, die nach Eichung eines für einen bestimmten Sektor eingestellten Steuersignals die Steuersignale für die übrigen Sektore» gemäß einer Kcrreiationsfunkiion ändert, weiche periodisch auftretende Unregelmäßigkeiten des Spurverlaufs und/oder eine Verwerfung des Aufzeichnungsträgers mit dem Winkelweg (O₅) der Abtastung korreliert.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelatlonsfunktlon proportional dem Ausdruck ^ + E cos β oder dem Ausdruck 1 + W cos (2 0) ist, wobei E ein das Maß der Exzentrizität der Aufzeichnungsspur anzeigender Koeffizient, W ein das Maß der Verwerfung des Aufzeichnungsträgers anzeigender Koeffizient und θ der Winkelabstand eines Plattensektors von einem willkürlichen Bezugssektor ist.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung folgendes aufweist: eine Signalerkennungsschaltung (54), die auf die Spur- und die Sektoridentifizierungssignale anspricht, um eine im wesentlichen digitale Darstellung dieser Signale zu liefern; einen Mikroprozessor (56), der auf Plattenspieler-Prograrnmbefehle anspricht, um die Bewegungsvorrichtung zur Bewirkung von Nadelbewegungen zu erregen und um die Erregersignale für die Bewegungsvorrichtung als Ergebnis einer Auswertung der Digitalsignale zu justleren.