DE3231558A1

DE3231558A1 - Informations-aufzeichnungs- und wiedergabegeraet sowie aufzeichnungs- und wiedergabeverfahren

Info

Publication number: DE3231558A1
Application number: DE19823231558
Authority: DE
Inventors: Billy Richard Redwood City Calif. Baker
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1982-08-25
Publication date: 1983-07-14
Also published as: HK45990A; JPS5880130A; JPH063668B2; GB2108750B; DE3231558C2; FR2512247B1; FR2512247A1; US4485414A; GB2108750A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Informations-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit einer Wandleranordnung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf bzw. von einer Vielzahl von parallelen Sätzen von Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium sowie ein Verfahren zur Aufzeichnung von mit sich ändernden Geschwindigkeiten gelieferter Information mit hoher Aufzeichnungsdichte.

Umfangreiche Forschungen und Entwicklungen auf dem Gebiet der Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten haben zu vielen wesentlichen Verbesserungen von Geräten geführt, mit denen Information auf einem Band oder anderen Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet bzw. davon wiedergegeben wird. Im Rahmen vieler Aufzeichnungs- und Wiedergabemöglichkeiten hat sich die Möglichkeit als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der Signale auf einem Magnetband aufgezeichnet werden, das in einer Spirale um eine zylindrische Bandführungstrommel geführt wird. Diese Möglichkeit hat sich hinsichtlich der Bandtransport-Antriebs- und Regelmechanismen als besonders einfach erwiesen, wobei auch die notwendige Elektronik, die Anzahl von Wandlerköpfen und die effiziente Verwendung von Band hinsichtlich der für die Aufzeichnung einer gegebenen Informationsmenge notwendigen Bandmenge besonders günstig ist. Durch spiralförmige Führung des Bandes um einen rotierenden abtastenden Kopf kann eine einzige Wandlerkopfanordnung zur Wiedergabe der auf dem Band aufgezeichneten Information verwendet werden. Wird eine einzige Wandlerkopfanordnung in einem Gerät mit spiralförmiger Bandführung verwendet, so sind zwei Alternativen zur Führung des Bandes um die Wandlerkopfanordnung, nämlich eine mit "Alpha-Führung" und eine mit "Omega-Führung" bezeichnete Führung möglich.

Atf.

Bei der Alpha-Führung wird das Band von einer Seite eingeführt und vollständig um die Trommel geführt, so daß es auf der entgegengesetzten Seite austritt. Diese Führung wird als Alpha-Umschlingung bezeichnet, da sie von oben gesehen die Form des griechischen Buchstabens Alpha besitzt. Bei der Omega-Führung wird das Band generell in Radialrichtung auf die Trommel geführt und läuft sodann um ein Führungselement, um es mit der Trommeloberfläche in Kontakt zu bringen. Das Band wird dabei spiralförmig um die Trommel oder einen Teil der Trommel geschlungen und läuft sodann um ein weiteres Führungselement, so daß es von der Trommel ebenfalls in generell radialer Richtung abläuft. Von oben gesehen nimmt das Band dabei die Gestalt des griechischen Buchstabens Omega an.Bei beiden Ausführungsformen ist eine spiralförmige Umschlingung in der Weise vorhanden, daß das Band bei seiner Führung um die Trommel die Trommeloberfläche in bezug auf die Eintrittsstelle an einer axial verschobenen Stelle verläßt. Ist die Achse der Trommel vertikal orientiert, so verläßt das Band die Trommeloberfläche mit anderen Worten bezogen auf den ersten Kontakt mit der Trommeloberfläche an einer höheren oder tieferen Stelle. Die Dateninformationssignale werden auf diskreten parallelen Spuren aufgezeichnet, welche unter einem Winkel relativ zur Längsachse des Bandes verlaufen, so daß in bezug auf die Breite des Bandes eine wesentlich größere Spurlänge realiesierbar ist. Die Winkelorientierung der aufgezeichneten Spuren ist eine Funktion sowohl der Geschwindigkeit des um die Bandführungstrommel transportierten Bandes als auch der Drehzahl der Wandlerkopfanordnung selbst. Der resultierende Winkel ändert sich daher in Abhängigkeit von den Relativgeschwindigkeiten sowohl der rotierenden Wandlerkopfanordnung als auch des transportierten Bandes.

Werden Informationssignale auf einem Band unter einem vorgegebenen Winkel aufgezeichnet, welcher sich aus einer genauen

Umdrehungsgeschwindigkeit der Wandlerkopfanordnung und der Bandtransportgeschwindigkeit ergibt, so muß eine nachfolgende Wiedergabe der Informationssignale mit denselben Geschwindigkeiten durchgeführt werden, wenn die Wandlerkopfanordnung genau den Spuren folgen soll. Dies bedeutet jedoch, daß die Wandlerkopfanordnung in derselben Äquatorealebene rotiert. Wird die Bandgeschwindigkeit bei Wiedergabe geändert, etwa reduziert oder gestoppt, so folgt die Wandlerkopfanordnung der aufgezeichneten Spur nicht mehr genau, wobei sie sogar auf eine benachbarte Spur übergehen kann. Ein Fehler im genauen Lauf auf der Spur bei Wiedergabe führt zu einer falschen Wiedergabe der aufgezeichneten Information. Es sind verschiedene Möglichkeiten zur Reduzierung derartiger unerwünschter Effekte aufgrund des genauen Laufes der Wandlerkopfanordnung auf den Spuren bekannt geworden, wobei viele dieser Möglichkeiten sogar bei normalem Lauf mit Geschwindigkeiten nicht erfolgreich sind, die identisch mit den Geschwindigkeiten bei der Aufzeichnung sind.

In einem bekannten Gerät werden zwei Wandlerköpfe mit einer Schalteranordnung verwendet, welche den Wandlerkopf mit maximalem Ausgangssignal auswählt. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß keiner der Köpfe genau auf der gesamten Länge der aufgezeichneten Spur läuft, so daß auch das Signal-Rausch-Verhältnis schlecht ist. Bei weiteren Geräten zur Wiedergabe von spiralförmig aufgezeichneten Signalen wurde versucht, den Effekt der Spurungenauigkeit durch Synchronisations-Impulstechniken und durch Modifizierung des Spiralwinkels durch Änderung der Bandführungselemente um die Abtasttrommel so klein wie möglich zu halten.

Neuerdings wurden die vorgenannten Probleme durch Maßnahmen vermieden oder jedenfalls gemildert, die in der US-PS 4 165 523 beschrieben sind. Derartige Geräte sind auch in den US-PS 4 151 569 und 4 151 570 beschrieben. Ein in diesen Druckschriften beschriebenes Gerät beruht auf geänderten,

Zeitbasis-Referenz-Effekten bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationssignalen auf einem Medium mit einem einzigen Wandlerkopf. Werden mehrere Wandlerköpfe in einer einzigen Wandlerkopfanordnung zur Aufzeichnung und Wiedergäbe auf bzw. von einer entsprechenden Anzahl von extrem schmalen parallelen Spuren von Daten auf einem Medium verwendet, so gestaltet sich ein genauer Gleichlauf kritischer, d.h., andere Möglichkeiten erweisen sich als besser. Speziell wird in einem Gerät der vorgenannten Art ein aus zwei Schichten gebildetes Element verwendet, das an einem Ende eingespannt ist und an dessen anderem Ende der Wandlerkopf, angeordnet ist, so daß dieser bewegbar ist. Diese Anordnung eignet sich für eine Aufzeichnung und eine Wiedergabe in einer einzigen Spur. Für mehrere Spuren, beispielsweise für siebenundzwanzig oder mehr extrem schmale parallele Spuren,ist eine entsprechende Bewegung jedoch nicht möglich. Es sind daher Anordnungen erforderlich, mit denen eine Mehrfach-Wandlerkopfanordnung um eine große Strecke, beispielsweise im Bereich von 0,0508 bis 0,1016 cm bewegbar ^ist*

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät und ein Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information mit hohen Informationsdichten und sich 2g ändernden Folgefrequenzen anzugeben.

Dabei soll eine genaue Einstellung und Regelung des Laufs einer Wandlerkopfanordnung in bezug auf eine Vielzahl von Spuren auf einem Medium in einem Aufzeichnungs- und Wie-„Q dergabegerät möglich sein.

Weiterhin soll eine genaue Wiederholbarkeit mit einer sich ändernden Zeitbasisreferenz in einem Informations-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät ohne Beeinflußung der Qualität gg des wiedergegebenen Signals möglich sein.

Al

Schließlich soll ein Betrieb mit virtuell unbegrenzten variablen Geschwindigkeiten innerhalb vorgegebener Grenzen sowohl bei Aufzeichnung als auch bei Wiedergabe möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 sowie bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des entsprechenden Verfahrensanspruchs gelöst.

Ausgestaltungen sowohl hinsichtlich des erfindungsgemäßen Geräts als auch des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet. . .

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfacht perspektivische Ansicht einer die Erfindung verkörpernden Bandführungstrommel zur spiralförmigen Führung eines Bandes in Form eines Omega;

Fig. 2 einen Aufriß der Bandführungstrommel gemäß Fig. in teilweise weggebrochener Darstellung;

Fig. 2a eine ebene Teilschnittansicht der Struktur nach Fig. 2 in einer Ebene 2a-2a in Fig. 2;

Fig. 3 ein vergrößert dargestelltes Segment eines Magnetbandes mit mehreren auf diesem aufgezeichneten Spursätzen;

Fig. 4 eine Vergrößerung eines Teils eines Satzes von Spuren gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein Gesamtblockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 6 ein detaillierteres Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Schnittstellenschaltung;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung des Zeittaktzusammenhangs für einen Sprung oder ein Rücksetzen einer Magnetkopfanordnung;

Fig. 9 eine bildliche Darstellung einer spiralförmigen Spur um die Bandführungstrommel;

Fig. 10 eine schematische Darstellung von Puffern in einem Hauptspeicher einer CPU;

Fig. 11 ein Schaltbild eines Phasencodierers des Gerätes gemäß den Blockschaltbildern nach den Fig. 5 und

Fig. 12 ein Signaldiagramm einer Kraftdatenberechnung;

Fig. 13 ein Schaltbild einer weiteren Schnittstellenschaltung in der im erfindungsgemäßen Gerät verwendeten CPU;

Fig. 14 ein Schaltbild einer in der Schaltung nach Fig. 7 verwendeten Abtastumdrehungslogik;

Fig. 15 ein Zeittaktdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 7;

Fig. 16 ein vereinfachtes Flußdiagramm der CPU-Funktion während verschiedener Operationen im Gerät;

Fig. 17 ein vereinfachtes Flußdiagramm der CPU-Funktion während der Eichung des Geräts; und

Fig. 18 ein vereinfachtes Flußdiagramm der CPU-Funktion während der Erzeugung von Kraftdaten unter Ausnutzung verschiedener Harmonischer.

Die Erfindung wird im folgenden speziell in Verbindung mit einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit spiralförmiger Bandführung beschrieben. Sie ist jedoch ebenso auf andere Typen von Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten, wie beispielsweise Geräten mit scheibenförmigen Aufzeichnungsmedium oder Geräten mit longitudinaler Bandführung oder Quadruplex-Geräten geeignet. Weiterhin wird die Erfindung im folgenden in Verbindung mit der Aufzeichnung und Wiedergabe von Information auf einem Magnetband unter Verwendung elektromagnetischer Wandlerköpfe erläutert. Sie ist jedoch ebenso etwa in Verbindung mit optischen Geräten und dazu entsprechenden Aufzeichnungsmedien verwendbar.

Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß die Erfindung für Geräte geeignet ist, in denen der abtastende Kopf in beiden Rotationsrichtungen laufen kann und das Band entweder oberhalb oder unterhalb des Austrittsweges eingeführt und in beiden Richtungen um die Bandführungstrommel geführt werden kann. Die Zusammenhänge von Kopfdrehung, Bandtransportrichtung und Art der Bandführung, d.h., Einführung des Bandes oberhalb oder unterhalb von dessen Austrittsweg, können bis zu acht unterschiedliche relative Anordnungen

5Q ergeben, von denen lediglich eine in Verbindung mit Fig. 1 speziell beschrieben wird.

Generell gesprochen betrifft die Erfindung ein Gerät und ein Verfahren zur genauen Einstellung einer Wandleranordnung jg auf einem gewünschten Weg zur Aufzeichnung paralleler Informationsspuren, wobei die Information mit sich ändernden

—Ά—

Folgefrequen2en übertragen wird, sowie zur Wiedergabe aufgezeichneter Information mit sich ändernden Bandtransportgeschwindigkeiten. Für den Fall, daß Daten mit hohen Folgefrequenzen und auf einer relativ kontinuierlichen Basis aufgezeichnet werden sollen, muß die Bandtransportgeschwindigkeit erhöht werden. Erfolgt andererseits die Datenaufzeichnung intermittierend oder mit kleineren Folgefrequenzen, so muß die Transportgeschwindigkeit verringert werden, um eine relativ hohe Dichte von aufgezeichneten Daten aufrechtzuerhalten. Da eine Änderung der Bandtransportgeschwindigkeit auch eine Änderung des Kopf-Spur-Winkels bedingt, muß die Wandleranordnung ersichtlich entsprechend • um einen vorgegebenen Betrag bewegt werden, um Sätze von Informationsspuren parallel zueinander aufzuzeichnen, wenn die Bandtransportgeschwindigkeit bei der Aufzeichnung unterschiedlicher Sätze unterschiedlich ist. Der Betrag und die Richtung der Bewegung der Wandleranordnung ist eine Funktion der Bandgeschwindigkeit und der Bandlaufrichtung. Bei Wiedergabe ermöglicht das Gerät, daß die Wandleranordnung den Spuren genau folgt, auch wenn die Transportgeschwindigkeit des Bandes sich in weiten Grenzen ändern kann.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Einrichtung zur Bewegung der Wandlerkopfanordnung in Querrichtung relativ zur Längsrichtung der Sätze von Informationsspuren vor, wonach die Stellung der Kopfanordnung selektiv geändert wird, um den Kopf so richtig einzustellen, daß er die Aufzeichnung auf einem weiteren Spursatz parallel zu dem vorher aufgezeichneten Spursatz beginnt. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei einer Aufzeichnung mit konstanter Geschwindigkeit eine vollständige Umdrehung der abtastenden Kopfanordnung dazu führt, daß die Wandlerkopfanordnung einen Spursatz unter einer vorgegebenen Winkelorientierung relativ zur Bandlängsrichtung aufzeichnet, und daß die Bewegung des Bandes am Ende der Abtastung dazu führt, daß die aufzeichnende Kopfanordnung in ihrer Lage, derart um eine vorgegebene. Strecke graduell verschoben wird, um die Aufzeichnung des

nächstfolgenden benachbarten Satzes von Spuren zu beginnen. Auf diese Weise werden die Sätze von Spuren parallel zueinander aufgezeichnet. Unter der Annahme, daß die Transportgeschwindigkeit des Bandes und die Drehzahl der die aufzeichnende Wandlerkopfanordnung tragenden rotierenden Trommel konstant gehalten wird, besitzt der Satz von Spuren einen konstanten Abstand relativ zu benachbarten Sätzen von Spuren, d.h., der Abstand von Mitte zu Mitte zwischen Sätzen von Spuren ist bei Fehlen von geometrischen Fehlern konstant.

D Derartige geometrische Fehler können aufgrund einer Dehnung oder anderer durch Temperatur oder Feuchtigkeit hervorgerufener Änderungen in der Abmessung des Bandes oder etwa durch falsche Spannungsmechanismen im Bandtransport hervorgerufen werden.

Sollen jedoch Daten aufgezeichnet werden, die mit unterschiedlichen Folgefrequenzen übertragen werden, so wird die Kopfanordnung vorzugsweise so ausgelenkt, daß die Daten unter dem gleichen Winkel auf dem Band aufgezeichnet werden.

Im erfindungsgemäßen Gerät sind Maßnahmen getroffen, um die Kopfanordnung im Aufzeichnungsbetrieb um einen ausreichenden Betrag auszulenken, so daß der Satz von Spuren immer unter einem Winkel entsprechend einem unausgelenkten Aufzeichnungswinkel bei der höchsten Betriebsgeschwindigkeit aufgezeichnet wird. Je langsamer die Information übertragen wird, umso größer muß daher die Auslenkung der Kopfanordnung sein, um Sätze von Spuren parallel zueinander unter einem Hochgeschwindigkeits-AufZeichnungswinkel aufzuzeichnen. Im Gerät sind weiterhin Maßnahmen getroffen, um die Kopfanordnung

D in geeigneter Weise auszulenken, so daß sie bei Wiedergabe den Sätzen von Spuren unter dem richtigen Winkel folgt, um eine genaue Wiedergabe der Daten zu gewährleisten, die in den Spuren aufgezeichnet sind, auch wenn die Bandgeschwindigkeit bei der Aufzeichnung geändert werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß bei Wiedergabe der Weg, welchen die Wandlerköpfe folgen, während die Kopfanord-, nung rotiert, in einem genauen Winkelzusammenhang zur

Längsrichtung des Bandes steht. Bei Wiedergabe mit einer Bandgeschwindigkeit wird dieser Weg auch als "normal" bezeichnet, wenn er der gleiche Weg ist, dem der unausgelenkte Wandlerkopf folgt, während das Band mit normaler Transportgeschwindigkeit bewegtwird. Aufgrund der Tatsache, daß die Breiten der hier betrachteten Spuren extrem schmal sind, d.h., in der Größenordnung von etwa 2,54 χ 10 cm liegen, ist die Abweichung des Kopfes von einem vorgegebenen Weg, welcher den Spuren genau folgt, extrem kritisch. Das erfindungsgemäße Gerät enthält einen Computer zur Berechnung des richtigen Weges, dem die Wandleranordnung bei Aufzeichnung oder bei Wiedergabe folgen muß. Bei Aufzeichnung erzeugt das Gerät Kraftdatensignale zur Einspeisung in die die Wandlerköpfe tragenden Auslenkeinrichtung, so daß die Spuren unter einem geeigneten Winkel relativ zur Längsrichtung des Bandes aufgezeichnet werden, selbst, wenn das Band mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten transportiert wird. Das Gerät erzeugt weiterhin auch Kraftdatensignale zur Einspeisung in die Auslenkmontageeinrichtung für eine genaue Führung auf den aufgezeichneten Spuren bei Wiedergabe, selbst wenn sich die Bandtransportgeschwindigkeit von der normalen Transportgeschwindigkeit unterscheidet.

In den Fig. 1, 2 und 2a ist eine mit 10 bezeichnete Führungstrommelanordnung zur spiralförmigen Bandführung in teilweise weggebrochener Darstellung dargestellt. Eine derartige Führungstrommelanordnung und die sie bildenden Teile sind im einzelnen in der oben genannten US-PS 4 212 043 beschrieben. Kurz gesagt, besitzt die Führungstrommelanordnung 10 einen drehbaren zentralen Trommelteil 12 mit einem oberen Scheibenteil 12a und einem unteren Scheibenteil 12b sowie einen oberen und einen unteren stationären Rand- bzw. Führungsteil 14 bzw. 15. Der zentrale rotierende Teil 12 ist auf einer Welle 16 befestigt, welche ihrerseits drehbar in einem auf dem unteren Führungsteil 15 montierten Lager gelagert ist. Die Welle 18 wird durch einen (nicht darge-

stellten) Motor angetrieben, der in konventioneller Weise mit der Welle gekuppelt ist. Die Führungstrommelanordnung 10 besitzt weiterhin ein Paar von sich diametral gegenüberliegenden Wandlerkopfanordnungen 20 die von dem drehbaren Trommelteil 12 getragen werden und auf einer in der US-PS 4 212 043 beschriebenen Kopfhalterungseinrichtung 22 montiert sind. Diese Einrichtung 22 besitzt ein Paar von parallen Platten 22a und 22b, die durch ein Hohlrohr 22c im Abstand voneinander gehalten und miteinander verbunden sind.

Gemäß Fig. 2a ist die Einrichtung 22 mittels eines Paares von Federbiegegelenken 22d mit einem Paar von starren parallen plattenförmigen Verbindungselementen 22e und 22f verbunden, welche ihrerseits mittels eines weiteren Paares von Federbiegegelenken 22h mit einem festen Basisblock 22g verbunden sind, der einen Teil des unteren Scheibenteils 12b bildet. Somit kann sich die Kopfanordnung 20 in Richtungen parallel zur Trommelachse relativ frei nach oben und unten bewegen. Zum Antrieb der Kopfanordnung zu einer derartigen Bewegung ist ein Linearmotor vorgesehen.

^:0 Dieser Linearmotor besitzt eine auf einem Fortsatz des Hohlrohrs 22c montierte und durch Signale von einer Treiberschaltungsanordnung 34 (siehe Fig. 5 und 6) angesteuerte Schwingspule 23 sowie einen durch eine Permanentmagnetanordnung 24 gebildeten Stator. Die Permanentmagnetanordnung

^!5 24 wird durch einen am oberen rotierenden Scheibenteil 12a befestigten Magneten 24a aus unlegiertem Stahl sowie einen äußeren und einem inneren Polstück 24b bzw. 24c gebildet, welche ebenfalls auf dem Scheibenteil 12a so montiert sind, daß sie die Spule 23 umgeben und vom Scheibenteil 12a umgeben sind. Für die Kopfmontageeinrichtung ist weiterhin ein Stellungserfassungssensor 25 vorgesehen, der eine Spule 25a aufweist, die ebenso derart auf dem Hohlrohr 22c montiert ist, daß sie ein Ferritelement 25b umgibt. Dieses Ferritelement 25b ist auf einem vom Polstück 24b ausgehenden Abstandselement 25c aus Aluminium montiert. Die

Spule 25a ist an eine Sensorschaltung in der Schaltung angekoppelt, um elektrische Signale zu erzeugen, die ein Maß für die Stellung der Kopfanordnung 20 sind. Dieser Sachverhalt wird im folgenden noch genauer erläutert.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Führungstrommelanordnung 10 Teil eines Bandgerätes mit spiralförmiger Bandführung in Form eines Omega, bei dem ein Magnetband 26 in Richtung von Pfeilen 44 und 46 um die Trommelführungsanordnung läuft.

Speziell wird das Band in der Zeichnung gesehen von rechts um eine Führung 28 auf die Führungstrommelanordnung geführt, wobei die Führung 28 das Band mit der Außenfläche des stationären unteren Teils 15 in Kontakt bringt, wonach das Band auf einem Winkel von etwa 180° um den Umfang der Führungstrommelanordnung läuft, bis es an einer zweiten Führung 30 vorbei läuft, welche die Richtung des von der Führungstrommelanordnung nach einer Aufzeichnung oder einer Wiedergabe ablaufenden Bandes ändert.

Di© bewegliche Kopfhalterungseinrichtung 22 bewegt die auf ihr montierte Wandlerkopfanordnung 20 gemäß Fig. 2 in Vertikalrichtung. Dies erfolgt als Funktion von elektrischen Signalen, die über Leitungen 32 von der schematisch als Block 34 dargestellten Schaltungsanordnung in die Schwingspule 24 eingespeist werden. Die Wandlerkopfanordnung 20 ist so montiert, daß sie um etwa 2,54 bis 5,08 χ 10~ cm durch eine öffnung 36 über die Außenfläche des rotierenden Trommelteils 12 hinausragt. Die Einrichtung 22 ist so an die Schwingspule 24 angekoppelt, daß die Wandler-

QO kopfanordnung in der öffnung 36 kontrolliert in bezug auf das Magnetband eingestellt werden kann. Bei normaler Betrachtung der Zeichnung bewegt sich die Einrichtung 22 nach oben oder unten und verschiebt die Wandlerkopfanordnung als Funktion der über die Leitungen 32 eingespeisten elektrischen Signale.

Wird die Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes relativ zur Geschwindigkeit/ mit der Information aufgezeichnet wurde, geändert, so wird der effektive Winkel der Spirale geändert. Damit die Wandlerkopfanordnung der Spur unter dem anderen Winkel folgt, werden Fehlerkorrektursignale erzeugt. Da die Einrichtung 22 in beiden Richtungen bewegbar ist, kann das Band in bezug auf die Aufzeichnungsgeschwindigkeit entweder mit größerer oder mit kleinerer Geschwindigkeit um die Führungstrommelanordnung 10 geführt werden, wobei die Einrichtung 22 die Wandlerkopfanordnung 2 0 so einstellen kann, daß sie dem Satz von Spuren unter beiden Bedingungen folgt.

Ein in Fig. 3 dargestelltes Segment des Bandes 26 besitzt erfindungsgemäß eine Anzahl von Sätzen aufgezeichneter Spuren A bis F. Pfeile 40 und 42 zeigen dabei die Richtung der Bandbewegung um die Führungstrommelanordnung 10 bzw. die Richtung der Kopfabtastung relativ zum Band selbst an. Wie oben ausgeführt, besitzt die Wandlerkopfanordnung 20 eine Vielzahl von einzelnen Wandlerköpfen, welche eine entsprechende Vielzahl von parallelen Spuren aufzeichnen, bzw. aus diesen Spuren wiedergeben. Der Begriff "Satz von Spuren" bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang eine Vielzahl von Spuren, welche durch die Wandlerkopfanordnung während eines einzigen Laufes über das Band aufgezeichnet werden. Die Orientierung der.Sätze von Spuren und Pfeilen gemäß Fig. 3 fällt mit den Verhältnissen zusammen, die sich durch die Bewegungen des rotierenden Trommelteils 12 und des Bandes 26 gemäß Fig.. 1 ergeben (siehe Pfeile 44 und 46). Mit konstanter Transportgeschwindxgkeit und Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Trommelteils 12 sind die Sätze von Spuren A bis F gerade und parallel zueinander unter einem Winkel (von beispielsweise 17°) relativ zur Längsrichtung des Bandes, wobei der in der Zeichnung nach rechts verlaufende Satz von Spuren aufeinanderfolgend während des Aufzeichnungsvorgangs erzeugt wird. Da beispielsweise der

-χ ι Satz B unmittelbar nach der Aufzeichnung des Satzes A bei konstanter Kopfabtastungsdrehung und Bandgeschwindigkeit aufgezeichnet wird, ergibt sich bei Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeiten bei Wiedergabe, daß die Wandlerkopfanordnung 20 den Satz B während einer folgenden Umdrehung unmittelbar nach der Erzeugung der Information aus dem Satz A wiedergibt. Wird jedoch die Bandgeschwindigkeit bei Aufzeichnung geändert, so ändert sich entsprechend der Winkel der aufgezeichneten Sätze von Spuren. Das erfin-XO dungsgemäße Gerät gewährleistet ebenfalls eine Aufrechterhaltung eines konstanten Winkels 0 der aufgezeichneten Sätze von Spuren bei Aufzeichnung, selbst wenn die Geschwindigkeit der Bandbewegung sich ändern sollte.

Waren die Bedingungen ideal und wurde keine Verzerrung erzeugt, so folgt die Kopfanordnung 20 einfach den aufeinanderfolgenden benachbarten Sätzen von Spuren ohne Justierung bei Wiedergabe, da keine Fehlersignale zur Querbewegung der Kopfanordnung 20 relativ zu den Sätzen von Spuren erzeugt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt, bedeutet dies, daß die Wandlerkopfanordnung automatisch in der richtigen Stellung steht, um die Wiedergabe des folgenden Satzes B nach Abschluß der Wiedergabe der Information aus dem Satz A zu beginnen. Selbst wenn sich die Bandtransportgeschwindigkeit relativ zur Transportgeschwindigkeit bei Aufzeichnung ändert und der Winkel des Satzes von Spuren damit relativ zur Kopfanordnung geändert wird und daher die Kopfanordnung zur Aufrechterhaltung einer genauen Führung bei Wiedergabe über den Satz von Spuren bewegt wird,

gO so steht die Kopfanordnung am Ende des wiedergegebenen Satzes nichtsdestoweniger in einer Stellung, um die Wiedergabe des nächstbenachbarten Satzes, d.h., des Satzes B zu beginnen, wenn die Wiedergabe des Satzes A abgeschlossen ist. Dies ist selbst dann der Fall, wenn das Band gestoppt wird oder sich im Vergleich zur Transportgeschwindigkeit bei Aufzeichnung langsamer oder schneller bewegt.

Τ.*

-yr-

Um mit sich ändernden Geschwindigkeiten übertragene Information auf einem Band oder auf einem anderen Medium aufzuzeichnen, ist es notwendig, die Transportgeschwindigkeit des Bandes um die abtastende Kopfanordnung zu ändern bzw. zu justieren. Das bedeutet, daß die Transportgeschwindigkeit relativ zur Normalgeschwindigkeit erhöht wird, um Information mit hoher Geschwindigkeit aufzuzeichnen, während die Bandtransportgeschwindigkeit um die Bandführungstrommel relativ zur Normalgeschwindigkeit reduziert werden muß, um mit einer kleinen Geschwindigkeit aufzuzeichnen.

Das erfindungsgemäße Gerät kann in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden, bei denen die Aufzeichnung oder Wiedergabe von Information durch Justierung der Bandtransportgeschwindigkeit effektiv erhöht oder vermindert werden kann, wobei die Funktion der abtastenden Kopfanordnung entsprechend geregelt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß sich die abtastende Kopfanordnung mit konstanter Drehzahl bewegt und daß die Daten, welche entweder aufgezeichnet oder wiedergegeben werden, auftreten, wenn die Wandlerköpfe zur Durchführung der gewollten Betriebsart betätigt werden. Wird die Information auf einer generell kontinuierlichen Basis aufgezeichnet, so besitzt die Bandtransportgeschwindigkeit ihr vorgegebenes Maximum, wobei bei jeder Umdrehung der rotierenden abtastenden Kopfanordnung die Sätze von Spuren aufgezeichnet werden. Dies wird generell als Normaltransportgeschwindigkeit bei Aufzeichnung bezeichnet.

Treten jedoch die aufzuzeichnenden Daten intermittierend auf, so braucht es für die Aufzeichnung nicht notwendig zu sein, in einem derartigen Falle kontinuierlich durchgeführt zu werden. Es können dabei Umdrehungen der abtastenden Kopfanordnung vorhanden sein, in denen die Wandlerköpfe nicht erregt werden, so daß während dieser Umdrehungen keine Daten aufgezeichnet werden. In einem derartigen Falle braucht das Band offensichtlich nicht be-

\ wegt zu werden. Wenn die vom Gerät aufzuzeichnenden Daten mit einer relativ kleineren Folgefrequenz empfangen werden, als sie typischerweise aufgezeichnet werden, und die Daten durch das Gerät mit einer höheren Dichte zum Band geführt werden sollen, als dies während eines kontinuierlichen Empfangs der Daten der Fall ist, so können die Daten beispielsweise in einem geeigneten Speicher inkrementell gespeichert und danach während selektiver Umdrehungen der abtastenden Kopfanordnung ausgelesen werden, wobei IQ die abtastende Kopfanordnung so geregelt wird, daß die Spuren in einer speziellen Winkelorientierung relativ zur Längsrichtung des Bandes aufgezeichnet werden, selbst, wenn das Band mit einer im Vergleich zur Normalgeschwindigkeit kleineren Geschwindigkeit transportiert wird. Das findig ergebnis ist, daß die Spuren eine Aufzeichnungsdichte und eine Winkelorientierung besitzen, welche gleich dem Fall sind, der sich bei Aufzeichnung von kontinuierlichen Daten mit normaler Bandtransportgeschwindigkeit ergibt.

2Q Es ist darauf hinzuweisen, daß Daten durch das Aufzeichnungsgerät in kontinuierlicher Weise, jedoch mit einer Folgefrequenz empfangen werden können, welche kleiner ist, als sie durch das Aufzeichnungsgerät auf dem Medium aufgezeichnet werden kann. In einem derartigen Fall können die

2J= Daten ebenfalls in einem geeigneten Speicher gespeichert und sodann zur Aufzeichnung mit einer weit höheren Datenfolgefrequenz bzw. Datendichte ausgelesen werden, was ebenfalls zu einer intermittierenden Aufzeichnung führt. Mit anderen Worten ausgedrückt, können Umdrehungen der

QQ abtastenden Kopfanordnung vorhanden sein, in denen keine Aufzeichnung erfolgt. In einer derartigen Situation wird das Band nicht mit der normalen Bandtransportgeschwindigkeit transportiert.

g₅ Aus diesen beiden Beispielen folgt, daß im Aufzeichnungsgerät ein geeigneter Puffer zwischen ankommenden Daten-

-W-

Folgen kleiner Datenfolgefrequenz vorgesehen werden kann und daß dann eine Aufzeichnung mit sehr hoher Datendichte auf dem Band erfolgen kann, was zu einer sehr wirtschaftlichen Ersparnis an Bandfläche führt. Wird die Aufzeichnung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt, so können die Daten mit normalen Transportgeschwindigkeiten wiedergegeben werden, wobei die bei Wiedergabe gewonnenen Daten die volle hohe Datendichte bzw. Folgefrequenz besitzen.

Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß die schnellen Daten bzw. die Daten mit voller Packungsdichte bei Wiedergabe wiederum in einen Puffer eingelesen werden können und das Band des erfindungsgemäßen Gerätes bei Wiedergabe gestoppt und die wiedergebenden Wandlerköpfe abgeschaltet werden können, während die Daten mit kleinerer Datenfolgefrequenz vom Puffer zu einem anderen Gerät oder zu einem anderen Informationskanal übertragen werden, bis der Puffer leer ist, wonach er wiederum geladen werden kann. Bei der letztgenannten Betriebsart ist die Bandtransportgeschwindigkeit kleiner als die Normalgeschwindigkeit, wobei intermittierende Zeiten vorhanden sind, in denen die Wiedergabeköpfe nicht aktiviert sind. Auch bei dieser Betriebsart muß die Montageanordnung notwendigerweise für einen genauen Lauf auf den Spuren mit Kraftdatensignalen gespeist werden, da die abtastende Kopfanordnung bei reduzierter Geschwindigkeit oder selbst bei gestopptem Band unter einem anderen als dem normalen Winkel läuft. Aus den vorstehenden Beispielen folgt, daß das Gerät die Wandlerkopfanordnung automatisch einstellt, damit sie einem Satz von aufgezeichneten Spuren vom Beginn bis zum Ende folgt, wonach die Stellung der Kopfanordnung (falls eine Justierung notwendig ist) auf den Beginn des richtigen Satzes von Spuren justiert wird. Darüber hinaus hält das Gerät automatisch den gleichen Winkel von aufgezeichneten Sätzen von Spuren im Aufzeichnungsbetrieb aufrecht, selbst wenn die Geschwindigkeit

der Bandbewegung sich ändern sollte.

Unter bestimmten Bedingungen setzt das erfindungsgemäße Gerät die Wandlerkopfanordnung am Ende eines Satzes von Spuren in eine Stellung entsprechend dem Beginn eines sich vom nächstfolgenden benachbarten Satz unterscheidenden Satzes zurück bzw. bewegt die Wandlerkopfanordnung in Querrichtung. Die Entscheidung zur Querbewegung bzw. Justierung der Kopfanordnung hängt von der Betriebsart, in der das Gerät arbeitet und davon ab, ob der Betrag der Querbewegung in vorgegebenen Grenzen, welche erreicht werden können, liegt. Wird die Wandleranordnung mit anderen Worten um ihren maximalen Betrag in einer Richtung bewegt, so kann sie in dieser Richtung nicht weiter bewegt werden. Der gesamte Bereich der Bewegung sollte in praktischen Grenzen liegen, welche durch die Eigenschaften der Einrichtung 22 und der Schwingspule 2 4 festgelegt sind.

Eine genauere Darstellung eines beispielhaften einzigen Satzes von Spuren auf dem Band 26 zusammen mit einem Diagramm einer typischen Wandlerkopfanordnung 20 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kopfanordnung enthält eine Vielzahl von einzelnen Wandlerköpfen. Anstelle der elf dargestellten Köpfe,nämlich Köpfe D₁ bis Dg und S bis S_ können in der Kopfanordnung 20 auch noch weitere Köpfe vorgesehen sein. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Köpfe D₁ bis Dg Lese/Schreib-KÖpfe zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von Information oder Daten. Die Köpfe S₁ und S„ dienen zur Aufzeichnung eines Paares paralleler Spuren von Regelinformation, welche im folgenden als Regelspuren 48 bezeichnet werden. Diese Regelspuren werden durch den Regelspur-Lesekopf S_ ausgelesen. Die Regelspuren und die zugehörigen Köpfe dienen zur Spurausrichtung der Wandlerkopfanordnung 20 im Wiedergabebetrieb. Beispielsweise sind die Regelspuren 48 in eine Folge von diskreten Zuständen aufgeteilt, wobei jeder Zustand, wie dargestellt, in alternierender Form

gegensinnig polarisiert ist. Die Sequenz der Polarisation ist dabei auch zwischen den beiden Regelspuren versetzt. Der Lesekopf S₃ besitzt einen Spalt 49, welche sich von der Mitte einer Regelspur zur Mitte der zweiten Regelspur erstreckt. Der Kopf S₃ gibt daher ein Wechselsignal wieder, wenn die Kopfanordnung 20 den Satz von Regelspuren abtastet.

Wenn die Kopfanordnung aus der Spur triftet, so nimmt die Amplitude des aus der Spur in Richtung der Verschiebung wiedergegebenen Signals zu. Diese Amplitudenzunahme wird durch eine Schaltung des Geräts zur Rückeinstellung der Kopfanordnung auf die Spur ausgenutzt. Eine derartige Anordnung ist im einzelnen in den US-PS 3 838 453 und 3 534 344 beschrieben. Anstelle der vorstehend beschriebenen Regelspuren in Form einer Folge von diskreten Zuständen, in denen jeder Zustand in alternierender Weise gegensinnig polarisiert ist, können die Spuren auch jeweils eine besondere Frequenz enthalten, was zu einer entsprechenden Fehlersignalinformation führt.

Gemäß dem Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes nach Fig. 5 ist der Schwingspulenmotor 24 mechanisch an die Wandlerkopfanordnung 20 angekoppelt. Ebenso ist der Stellungssensor 25 mechanisch an die Anordnung 20 angekoppelt. Das

!5 Ausgangssignal vom Stellungssensor 25 wird auf einen von zwei Eingängen eines Multiplexers 50 sowie auf einen von zwei Eingängen einer Summationsstufe 52 gekoppelt. Das Ausgangssignal der Summationsstufe 52 wird auf einen Eingang eines konventionellen Servokompensationsnetzwerkes 54 gekoppelt. Das Ausgangssignal des Kompensationsnetzwerkes wird auf einen Eingang eines Motortreiberverstärkers 56 gekoppelt, dessen Ausgang an einen Eingang des Schwingspulenmotors 24 angekoppelt ist. Der Ausgang des Sensors 25 bildet daher über die Summationsstufe 52 ein Rückkoppelnetzwerk für den den Schwingspulenmotor 2 4 ansteuernden Motortreiberverstärker; dieses Rückkoppelnetzwerk wird im vor-

liegenden Zusammenhang als "innere Schleife" bezeichnet.

Wie oben ausgeführt, bildet der Regelspur-Lesekopf S- eine weitere Maßnahme zum Nachziehen der Stellung der Wandlerkopfanordnung 20 bei Wiedergabeoperationen. Das durch den Lesekopf S_ wiedergegebene Signal bildet daher ein zweites Eingangssignal für den Multiplexer 50. Der Ausgang des Multiplexers 50 ist auf einen Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 58 gekoppelt, dessen Ausgang über eine Leitung 61 an einen Eingang einer Schnittstellenschaltung 60 angekoppelt ist. Diese Schnittstellenschaltung 60 überträgt bzw. empfängt Signale zu bzw. von einer CPU 62, welche typischerweise ein von der Firma Data General Corporation hergestellter Mikrocomputer mit der Typen-Bezeichnung NOVA 1220 sein kann. Andere Mikrocomputer bzw. Mikroprozhessoren ausreichender Kapazität sind im Rahmen der Erfindung ebenfalls verwendbar. Die CPU 62 berechnet und erzeugt Kraftdatensignale zur Bewegung der Wandlerkopfanordnung als Funktion verschiedener Eingangsdaten und System parameter, über Leitungen 64 werden verschiedene Informations- und Steuersignale von der Schnittstellenschaltung 60 zur CPU 62 übertragen. In entsprechender Weise werden Informations- und Steuersignale von der CPU 62 über Leitungen 66 zur Schnittstellenschaltung 60 übertragen. Es ist darauf hinzuweisen, daß eine in der Zeichnung dargestellte einzige Leitung Mehrfachleitungen repräsentieren kann.

Zusätzlich zu den Informations- und Steuersignalen, welche von der Schnittstellenschaltung 60 zur CPU 62 geliefert werden, liefert ein Phasencodierer 63 Information über Leitungen 63a zur CPU zum Zwecke der Bereitstellung von Daten, welche den geometrischen Zusammenhang zwischen der Kopf-Bandstellung relativ zur Drehstellung der abtastenden Wandlerkopfanordnung angeben. Diese Information wird in der CPU zur Berechnung des Weges der Wandlerköpfe benutzt, so daß diese entweder bei Aufzeichnung oder bei Wiedergabe auf

dem richtigen Weg laufen. Eine weitere Schnittstelle 65, welche über eine Leitung 65b Transportgeschwindigkeitsinformation erhält, ist über eine Leitung 65a an die CPU angekoppelt. Die sich auf die Geschwindigkeit beziehenden Daten dienen in der CPU 62 ebenfalls zur Berechnung der Kraftdatensignale zur Ansteuerung der Wandlerköpfe im Sinne von deren Führung auf dem richtigen Weg.

Ein weiterer Ausgang der Schnittstellenschaltung 60 ist über eine Leitung 67 an einen Auswahleingang des Multiplexers 50 angekoppelt, wodurch Eingangssignale vom Sensor 25 oder vom Regelspur-Lesekopf S_ ausgewählt werden. Die von der CPU 62 über die Leitungen 66 zur Schnittstellenschaltung 60 übertragenen Daten werden von dieser auf .5 Leitungen 69 auf einen Digital-Analog-Wandler 68 gegeben, dessen Ausgangssignal in einen zweiten Eingang der Summationsstufe 52 eingespeist wird.

Wie im folgenden noch genauer ausgeführt wird, berechnet

!0 die CPU 62 eine Serie von Binärzahlen, welche in serieller Form den Betrag der Auslenkkraft (bzw. die Kraftdaten) festlegen, die bei Aufzeichnung oder Wiedergabe eines Satzes von Datenspuren in die Wandlerkopfanordnung 20 eingespeist wird. Der Digital-Analog-Wandler 68 überführt diese

Ib Sequenz von Binärdaten in ein diese repräsentierendes Analogsignal, das über die Summationsstufe 52 und das Kompensationsnetzwerk 54 in den Motortreiberverstärker 56 eingespeist wird. Der Motortreiberverstärker 56 speist einen Strom in die Wicklung des Schwingspulenmotors 54 ein, wodurch die Kraftauslenkung bewirkt wird. Der Sensor 25 dient zur Rückkopplung von Information, welche die Stellung des Schwingspulenmotors 24 repräsentiert. Diese Information wird über den Multiplexer 50, den Analog-Digital-Wandler 58 und die Schnittstellenschaltung 60 in die CPU 62 einge-

!5 speist. Andererseits kann die Stellung der Wandlerkopfanordnung 20 bei Wiedergabe durch den Lesekopf S erfaßt werden, wobei die entsprechende Information über einen ent-

sprechenden Weg übertragen wird. Die CPU 62, die Schnittstellenschaltung 60, der Multiplexer 50 und die Wandler 58 und 68 bilden zusammen mit dem Lesekopf S und dem Sensor 25 ein zweites Rückkoppelnetzwerk, das auch als "äußere Schleife" bezeichnet wird. Fig. 6 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes. Der rotierende Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 ist mittels einer gestrichelten Linie 70 eingefaßt. In diesem rotierenden Teil der Schaltungsanordnung befinden sich der Schwingspulenmotor 24, der Sensor 25 sowie die Wandlerkopfanordnung 20. Die Wandlerkopfanordnung 20 besitzt typischerweise eine Vielzahl von Lese/Schreib-Köpfen D , D ... D , die Regelspur-Schreibköpfe S₁ und S sowie den Regelspur-Lesekopf S-. In Fig. 6 sind zwar lediglich drei Datenköpfe dargestellt. Es ist jedoch festzuhalten, daß mehrere weitere Köpfe in gleicher Art zugeschaltet werden können. Die Regelspur-Schreibköpfe S. und S₉ sind mittels Schleifringen 75 und 76 an die Ausgänge von Verstärkern 72 und 74 angekoppelt. Diese Verstärker werden als Funktion eines über eine Leitung 78 eingegebenen Schreibfreigabesignals durch eine Regelspur-Freigabe- und Treiberlogik 77 angesteuert. Zur Signalkopplung zwischen den rotierenden und den festen Schaltungsteilen können auch rotierende Transformatoren verwendet werden. Anstelle der Schleifringe oder der rotierenden Transformatoren können auch optische Signalkoppler verwendet werden.

Der Lesekopf S- ist über einen rotierenden Transformator 80 an eine Entzerrerschaltung 79 angekoppelt. Die Ausgänge der Datenköpfe D₁, D₉ ...D sind mittels rotierender Transformatoren T₁,T ...T an Entzerrerschaltungen EQ₁, EQ₉ ..., EQ angekoppelt. Die Ausgänge der Entzerrerschaltungen EQ₁, EQ₉, ...EQ sind an Datenleitungen angekoppelt, welche von der Wandlerkopfanordnung 20 auf eine (nicht dargestellte) konventionelle Lese/Schreib-Schaltungsanordnung führen.

Der Sensor 25 besitzt typischerweise eine mechanisch mit der Wandlerkopfanordnung 20 gekoppelte Spule 25a, welche zur magnetischen Kopplung um einen permanent befestigten Kern 25b gewickelt ist. Die Spule ist weiterhin elektrisch mit den Eingängen eines Oszillators 86 gekoppelt, zwischen denen ein Kondensator C10 liegt. Ein Anschluß dieses Kondensators C10 ist an Masse gekoppelt. Die Ausgänge des Oszillators 86 sind an eine Seite eines rotierenden Transformators 88 angekoppelt. Der Oszillator 86 kann typischerweise ein von der Firma Motorola Semiconductor hergestellter integrierter Schaltkreis mit der Typen-Bezeichnung MC 1648 sein. Die stationären Wicklungen des Transformators 88 sind an Eingänge eines konventionellen FM-Demodulators 90 angekoppelt. Der Oszillator 86 bewirkt eine Schwingung in einem durch die Spule 25a und den Kondensator C10 gebildeten Schwingkreis, dessen Schwingfrequenz durch die Stellung des Kerns 25b in der Spule 25a festgelegt ist. Wenn die Spule 25a in bezug auf den Kern 25b in eine andere Stellung bewegt wird, so wird die Schwingfrequenz geändert, wobei die Änderung in der Frequenz über den Transformator 88 auf den FM-Demodulator gekoppelt wird. Das Ausgangssignals dieses Demodulators wird auf einen der beiden Eingänge des Multiplexers 50 und auf einen negativen Eingang der Summationsstufe 52 gekoppelt. Die Frequenzänderungen der Schwingungen bewirken daher, daß der FMrDemodulator 50 eine Spannung liefert, welche die Stellung der Wandlerkopfanordnung 20 angibt. Dies ist wiederum eine Funktion der Schwingfrequenz des Schwingkreises. Dieses Signal wird durch den Multiplexer 50 auf einen Eingang des Analog-Digital-Wandlers 58 gekoppelt, über die Leitungen 61 in binärer Form zur Schnittstellenschaltung 60 übertragen und sodann über die Leitungen 64 in die CPU 62 eingespeist.

Auf diese Weise kann die Stellung jeder der Wandlerkopfanordnungen 20 relativ zur Führungstrommelanordnung 10, d.h.,

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deren vertikale Stellung, genau gemessen und zur CPU 62 übertragen werden, um die notwendigen Kraftdatensignale zur Regelung der Wandlerkopfanordnungen 20 zu erzeugen. Dies dient zur Regelung der Wandlerkopfanordnungen, wenn diese sich in Wandlerstellung in bezug zum Magnetband befinden, sowie auch zur Regelung während der Periode jeder Umdrehung, in der sich die Wandlerkopfanordnungen nicht im Bereich des Bandes befinden. Sie werden dann entsprechend eingestellt, um in einer nachfolgenden Umdrehung wieder in der richtigen Wandlerstellung in bezug auf das Band zu stehen. Für den Fall, daß die Wandlerkopfanordnungen um eine relativ große Strecke bewegt werden müssen, was oft als Rücksetzbewegung zu deren Einstellung in die richtige Stellung für die Wiedergabe von Sätzen von Spuren bezeichnet wird, kann es notwendig sein, für diesen Zweck Kraftdatensignale zu erzeugen, welche für die entsprechend große Bewegung der Wandlerkopfanordnungen sorgen. Die Information für die Vertikalstellung der Wandlerkopfanordnungen wird dabei durch den Sensor 25 und die zugehörige Schaltung geliefert.

Die Stellung der Wandlerkopfanordnung relativ zu aufgezeichneten Spuren auf dem Band kann auch bei einer Wiedergabeoperation durch den Regelspur-Lesekopf S_ erfaßt werden.

Die Signale von diesem Lesekopf S_ werden über den rotierenden Transformator 31 in den Eingang der Entzerrerschaltung 79 eingespeist, deren Ausgang an den Eingang eines Fehlerprozessors 92 angekoppelt ist, welcher jeden Spurlauffehler der Wandlerkopfanordnung erfaßt. Ein Beispiel für einen derartigen Fehlerprozessor ist in der bereits genannten US-PS 3 838 453 beschrieben.

Der Ausgang des Prozessors 92 ist an den zweiten Eingang des Multiplexers 52 angekoppelt. Während einer Leseoperation liefert daher der Lesekopf S^ ein Signal, das die Augenblicksstellung der Wandlerkopfanordnung 20 in bezug

A «. ψ m λ ,

auf die aufgezeichneten Spuren angibt. Diese Information wird durch den Analog-Digital-Wandler 58 in eine binäre Form überführt und über den bereits beschriebenen Weg in die CPU 62 eingespeist.

Das Treibersignal für den Schwingspulenmotor 24 wird in der CPU 62 in Form von Binärzahlen erzeugt, welche über die Leitungen 66 in die Schnittstellenschaltung 60 eingespeist werden. Diese Binärzahlen werden durch den Digital-Analog-

[0 Wandler 68 in ein Analogsignal überführt. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 68 ist ein Analogsignal, das auf den positiven Eingang der Summationsstufe 52 und über das Kompensationsnetzwerk in den Eingang des Motortreiberverstärkers 56 eingespeist wird. Die Wicklungen des

[5 Schwingspulenmotors 24 sind mittels Schleifringen 94 an den Motortreiberverstärker 56 angekoppelt.

Die Drehzahl der in der gestrichelten Linie 70 eingefaßten beweglichen Anordnung wird durch einen Tachometer 96 erjQ faßt. Die Ausgänge dieses Tachometers 96 sind über Leitungen 98 an die Schnittstellenschaltung 60 angekoppelt, um im folgenden noch zu beschreibende Synchronisationssignale bereitzustellen .

Fig. 7 zeigt im einzelnen ein Blockschaltbild der Schnittstellenschaltung 60. über die Leitung 98a der Leitungen vom Tachometer 96 wird ein Transfertaktsignal bzw. ein Transfertaktimpuls vom Tachometer in einen Takteingang eines VerzögerungsZählers 100 eingespeist. Gemäß einer Ausführungs-

JQ form liefert der Tachometer 96 256 Impulse pro Umdrehung der abtastenden Wandlerkopfanordnung. Das Transfertaktsignal wird weiterhin in einen von drei Eingängen einer Abtast-Umdrehungszeittaktlogik 102, den Takteingang eines 8 Bit-Zählers 104, einen Eingang einer Steuerlogik 106, den Takt-

Ig eingang eines Kraftregisters 108 und den Takteingang eines Stellungsregisters 110 eingespeist, über die Leitung 98b

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der Leitungen 98 wird ein mit Grob-Umdrehung bezeichnetes Signal in einen Ladeeingang des Zählers 100 eingespeist. Bei diesem Grob-Umdrehungssignal handelt es sich um einen Impuls, der jeweils für eine Umdrehung der Führungstrommelanordnung 10 erzeugt wird.

Die Leitungen 66a der Leitungen 66 von der CPU 62 sind an einen internen Datenbus 114 angekoppelt. Die auf den Leitungen 66a übertragenen Signale umfassen 16 Datenbits, die im folgenden mit D_ bis D₁- bezeichnet sind. Der interne Datenbus 114 koppelt entweder bestimmte oder alle Datenbitleitungen 66a an verschiedene Register oder Zähler in der Schnittstellenschaltung 60, was im folgenden noch genauer erläutert wird. Acht der Datenbitleitungen D_ft bis D₁,. des Datenbus 114 sind an Eingänge eines Verzogerungsregisters 116 angekoppelt, das als Funktion eines von der CPU 62 auf einer Leitung 66b gelieferten, mit Verzögerungsregisterladen bezeichneten Datenausgangs-Steuersignals getaktet wird.

Der Ausgang des Verzögerungsregisters 116 ist an Eingänge des Verzögerungszählers 100 angekoppelt. Die im Verzögerungsregister 116 gespeicherten Daten bilden ein eine bestimmte Zeitverzögerung repräsentierendes Binärwort, das als Funktion des Grob-Umdrehungssignals auf der Leitung 98b in den Verzögerungszähler 100 geladen wird. Die Zeitverzögerung dient zur genauen Versetzung einer elektrischmechanischen Zeittaktreferenz, um die Funktion der verschiedenen Komponenten des Systems genau aber in einfacher Weise miteinander zu koordinieren.

Der Zähler 100 wird durch das Transfertaktsignal dekrementiert, wobei ein als Umdrehungssignal bezeichneites übertrags-Ausgangssignal (C_Q) in einen zweiten Eingang der Abtast-Umdrehungszeittaktlogik 102 eingespeist wird, wenn eine Zählung der in diesen Zähler geladenen Binärzahl abgeschlos-

sen ist. Das Umdrehungssignal ist gleich dem der verzögerten Grob-Umdrehungssignal, das zeitlich so verzögert ist, wie es für die Abwärtszählung der in den Zähler 100 geladenen Binärzahl notwendig ist.

In einen dritten Eingang der Logik 102 wird ein als Startsignal bezeichnetes Steuersignal über eine Leitung 66c von der CPU 62 eingespeist. Als Funktion des in die Logik 102 eingespeisten Startsignals wird ein erstes Ausgangssignal über eine Leitung 127 in einen Eingang der Steuerlogik eingespeist. Das über die Leitung 127 gelieferte Signal bewirkt, daß die Steuerlogik 106 über Leitungen 64c Belegt-Statussignale in die CPU 62 einspeist. Ein zweites Ausgangssignal der Logik 102 wird über eine Leitung 129 in den Takteingang eines Pufferausgangsregisters 128 eingespeist, wobei dieses Signal bewirkt, daß der Inhalt eines Folgepuffer-Ausgangsregisters 130 in das Register 128 geladen wird. Ein drittes Ausgangssignal der Logik 102 wird über eine Leitung 131 in einen Eingang (Eingang Nr. 7) eines Multiplexers 132 eingespeist. Dieses Signal wird als Umdrehung-Null-Signal bezeichnet und als Funktion des nächsten, einen Zähler in der Logik 102 inkrementierenden Umdrehungssignals geliefert, was im folgenden noch genauer erläutert wird. Ein weiteres Ausgangssignal, das als Um-

jFj drehungs-Signal bezeichnet wird, wird in einen Löscheingang des 8 Bit-Zählers 104 eingespeist. Die Ausgänge des Zählers 104 sind an weitere Eingänge (Nr. 8 bis 15) des Multiplexers 132 angekoppelt.

(0 Die acht höchstwertigen Bitleitungen (D_Q bis D_) des Datenbus 114 sind an Eingänge des Folgepuffer-Ausgangsregisters 130 angekoppelt. Der Takteingang dieses Registers ist an eine von der CPU 62 kommende Datenausgangs-Steuersignalleitung 66d angekoppelt, wobei das auf dieser Leitung ste-

J₅ hende Signal mit Folgepuffer-Ausgangsregisterladen bezeichnet ist. Die Ausgänge des Registers 30 sind an Ein-

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gänge des Pufferausgangsregisters 128 angekoppelt, während die Ausgänge des Registers 128 an Eingänge (Nr. 0 bis 6) des Multiplexers 132 angekoppelt sind.

Der Multiplexer 132 ist bei dieser Ausführungsform ein 16 Bit-Multiplexer. Die Ausgänge des Registers 128 werden durch sieben Leitungen, die Umdrehung-Null-Ausgangssignalleitung 131 von der Logik 102 durch eine einzige Leitung und die Ausgänge des 8 Bit-Zählers 104 durch acht Leitungen gebildet, welche insgesamt zusammen einen Satz von zwei auswählbaren Sätzen von 16 Bit-Eingangsanschlüssen des Multiplexers bilden. Die 16 Bit-Ausgangsanschlüsse des Multiplexers 132 sind an eine Gatterstufe 136 angekoppelt, welche durch ein von der Steuerlogik 106 über eine Leitung 137 geliefertes Signal freigegeben wird. Die Ausgänge der Gatterstufe 136 sind an die Leitungen 64a angekoppelt, welche ihrerseits an den Adressbus der CPU 62 angekoppelt sind

Der interne Datenbus 114 ist weiterhin an Eingänge eines 16 Bit-Adresszählers 138 sowie an einen Wortzähler 140 angekoppelt. Der Zähler 138 wird als Funktion eines von der CPU 62 auf einer Leitung 66e gelieferten, mit Adresszählerladen bezeichneten Datenausgangs-Steuersignals geladen und als Funktion eines von der Steuerleitung 106 über eine Leitung 141 gelieferten Taktsignals inkrementiert. In entsprechender Weise wird der Wortzähler 140 als Funktion eines durch die CPU 62 auf einer Leitung 66f gelieferten, mit Wortzählerladen bezeichneten Datenausgangs-Steuersignals geladen und als Funktion eines auf einer Leitung 142 von der Logik 106 gelieferten Taktsignals dekrementiert. Ausgänge des Adresszählers 138 sind an einen weiteren Satz von sechzehn Eingängen (Nr. Ö" bis 1~5) des Multiplexers 132 angekoppelt.

Der Adresszähler 138 wird als Funktion des auf der Leitung 66e vorhandenen Steuersignals mit den auf dem Bus

114 vorhandenen Daten geladen und das über die Leitung 144 von der Logik 106 gelieferte Taktsignal inkrementiert. Als Funktion des Wertes eines auf einer Leitung 144 von der Steuerlogik 106 gelieferten Aus/Ein-Steuersignals werden Speicheradressen über den Multiplexer 132 zur Gatterstufe 136 geliefert. Der Wortzähler 140 wird durch die Taktsignale auf der Leitung 142 als Funktion jeder Übertragung einer Adresse auf den Leitungen 54a zur CPU dekrementiert, wobei ein Nullzählsignal zur Logik 106 auf einer Leitung 146 geliefert wird, wenn der Zähler 140 einen Zählwert von Null erreicht. Das Nullzählsignal bewirkt die Abschaltung der Gatterstufe 136, wodurch jede weitere Übertragung von Daten zur CPU gesperrt wird.

Der interne Datenbus 114 ist weiterhin an Eingänge eines Datenkanal-Ausgangssregisters 148 sowie an ein Befehlsregister 150 angekoppelt. Das Datenkanal-Ausgangsregister 114 wird als Funktion eines Taktsignals von der Logik 106 auf einer Leitung 149 mit Daten auf dem Bus 114 geladen. Die Ausgänge

!0 des Registers 148 sind an Eingänge des Kraftregisters 118 angekoppelt. Das Kraftregister wird als Funktion der Transfertaktsignale geladen, wobei der Ausgang dieses Registers über die Leitungen 69 an den Digital-Analog-Wandler 68 (Fig. 6) angekoppelt ist. Die Binärzahlen, welche die Stellung repräsentieren, in welche die Wandlerkopfanordnung 20 auszulenken ist, werden auf die vom Kraftregister 108 abgehenden Leitungen 69 gegeben, wobei diese Binärzahlen durch die CPU 62 berechnet wurden. Das Befehlsregister wird als Funktion eines mit Befehlsregisterladen bezeichneten und auf einer Leitung 6 6g von der CPU 62 gelieferten Datenausgangs-Steuersignals mit Daten auf dem Bus 114 geladen. Die im Register 150 gespeicherten Binärzahlen werden auf Leitungen 151 als Steuersignale in die Schaltungsanordnung nach Fig. 6 eingegeben. Diese Signale werden im folgenden noch genauer erläutert. Weiterhin liefert eine einzige Datenbitposition des Befehlsregisters 150 ein Datenkanal-Freigabesignal auf einer Leitung 152 zur Datensteuer-

logik 106. Weitere Steuersignale werden der Steuerlogik 106 auf Leitungen 66h von der CPU 62 zugeführt. In entsprechender Weise werden Steuersignale von der Steuerlogik

106 auf Leitungen 64c zur CPU 62 geliefert. 5

Die Stellung der Wandlerkopfanordnung wird entweder durch den Regelspur-Lesekopf S^ oder den Sensor 25 (Fig. 6) erfaßt, wobei das entsprechende Stellungssignal durch den Analog-Digital-Wandler 58 in eine Folge von Binärzahlen

^ überführt und auf den Leitungen 61 in Eingänge des Positionsregisters 110 eingespeist wird. Das Positionsregister wird als Funktion des in seinen Takteingang eingespeisten Transfertaktsignals geladen. Die Ausgänge des Positionsregisters 110 sind an eine Gatterstufe 154 angekoppelt,

° welche durch ein Signal von der Steuerlogik 106 auf einer Leitung 155 freigegeben wird. Das Ausgangssignal der Gatterstufe 154 wird über die Leitungen 64b in einen (nicht dargestellten) Datenbus in der CPU 62 eingespeist.

Die primäre Funktion der Schnittstellenschaltung 60 besteht generell darin, Stellungsdaten aufgrund der erfaßten Stellung der Wandlerkopfanordnung 20 zur Speicherung in einem Hauptspeicher in die CPU 62 einzuspeisen und Daten aus dem CPU-Speicher zur Überführung in ein Kraftsignal zur Ansteuerung des Schwingspulenmotors 2 4 zu übernehmen. Wenn Stellungsdaten im Hauptspeicher zu speichern sind, werden Speicherstellen zur Speicherung derartiger Stellungsdaten durch den Inhalt des Adresszählers 138 über den Multiplexer 132 und die Gatterstufe 136 geliefert. Die Anfangsadresstelle zur Speicherung der Stellungsdaten wird durch die CPU 62 festgelegt, wobei die Anfangsadresse im Zähler 138 gespeichert wird. Weitere Speicheradressteilen, welche sequentiell auf die Anfangsadressteile folgen, werden durch Inkrementierung des Zählers 138 mit auf der Leitung 141 von der Logik 106 gelieferten Taktsignalen geliefert.

Die im Hauptspeicher zu speichernden Stellungsdaten werden am Ausgang der Gatterstufe 154 auf den Leitungen 64b geliefert. Speziell wird jedes auf den Leitungen 61 gelieferte Binärwort der Stellungsdaten (typischerweise 16 Datenbits pro Wort) zeitweise im Register 110 gespeichert, bevor es durch die Gatterstufe 154 gleichzeitig mit den Adressteilen über die Gatterstufe 136 übertragen wird.

Hinsichtlich der Qröße der Hauptspeicher in der CPU sind jedoch praktische -Grenzen vorhanden. Daher erfolgt in der CPU eine Auswahl hinsichtlich der maximalen Anzahl von Wörtern der Stellungsdaten/ die in jeweils einem Zeitpunkt im Hauptspeicher zu speichern sind. Natürlich können neue Daten durch "überschreiben" von vorher gespeicherten Daten im CPU-Speicher gespeichert werden. Die Auswahl der Anzahl von zu speichernden Wörtern der Positionsdaten wird durch eine Binärzahl repräsentiert, welche im Wortspeicher 140 gespeichert ist. Jedesmal, wenn der Adresszähler 138 inkrementiert wird, wird der Wortzähler 140 dekrementiert. )Q Wenn der Wortzähler einen Zählwert von Null erreicht, werden die Gatterstufen 136 und 154 abgeschaltet. Es wird daher lediglich eine vorgegebene Anzahl von Wörtern der Positionsdaten im Hauptspeicher in jedem gegebenem Zeitpunkt gespeichert.

Wenn der Hauptspeicher Kraftdatensxgnale zur Ansteuerung des Schwingspulenmotors 24 liefert, um die Wandlerkopfanordnung 20 speziell einzustellen, werden Daten aus dem Hauptspeicher an Adressteilen entnommen, die durch den jQ entgegengesetzten Satz von Eingängen (Nr. 0 bis 15) des Multiplexers 132 geliefert werden. Das bedeutet, daß der Multiplexer 132 durch den Pegel des Aus/Ein-Signals auf der Leitung 144 so ausgewählt wird, daß die Kombination von Ausgangssignalen vom Pufferausgangsregister 128 und vom 8 Bit-Zähler 104 zusammen mit dem Wert des Umdrehung-Null-Signals auf der Leitung 131 durch die Gatterstufe auf die Leitungen 64a in Form einer Anfangs-Hauptspeicheradresse zur Entnahme der Kraftdaten übertragen wird.

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Wie bereits ausgeführt, dienen die Kraftdaten zur richtigen Einstellung der Wandlerkopfanordnungen 20 in dem Sinne, daß sie dem korrekten Weg sowohl bei Aufzeichnung als auch bei Wiedergabe folgen. Die Stellungsinformation wird durch die CPU zur Erzeugung der Kraftdaten ausgenutzt, da die Kraftdaten, welche die Wandlerkopfanordnungen bewegen, notwendigerweise eine Funktion der Stellung der Wandlerkopfanordnungen als auch der Stellungen sind, in die diese richtigerweise einzustellen sind. Die Geschwindigkeit und der Betrag der Bewegung der Wandlerkopfanordnungen werden daher sowohl durch die vorhandene Stellung als auch die notwendige gewünschte Stellung festgelegt. Zwar ist bei Wiedergabe der Erzeugung einer Fehlerinformation durch den Lesekopf S~ zur genauen Einstellung auf die Spuren zweckmäßig, wenn die Wandlerköpfe die Spuren abtasten. Die durch den Sensor 25 gelieferte Stellungsinformation ist jedoch ebenfalls während des Teils jeder Umdrehung, in dem die Köpfe sich nicht auf den Spuren befinden und zur Abtastung eines nachfolgenden Satzes von Spuren während der folgenden Umdrehung eingestellt werden, ebenfalls zweckmäßig und notwendig. Während einer Aufzeichnungsoperation ist die Stellungsinformation für die CPU notwendig, um die Kraftsignale zu erzeugen, speziell, wenn die Bandtransportgeschwindigkeit kleiner als die Normalgeschwindigkeit ist und der vorgeschriebene oder beabsichtigte Weg der Wandlerköpfe so beschaffen ist, wie es der Fall wäre, wenn die Bandtransportgeschwindigkeit normal wäre.

Die Wirkungsweise der insoweit beschriebenen Schaltungsan-Ordnung wird im folgenden anhand der Fig. 8, 9 und 10 noch genauer erläutert.

Fig. 8 zeigt den Zeittaktzusammenhang für einen Sprung bzw. ein Rücksetzen der Wandlerkopfanordnung 2 0 von einem Satz von Spuren M auf einen benachbarten Satz von Spuren N. Ein derartiger Sprung der Wandlerkopfanordnung tritt auf, wenn

-35-

, keine Abtastung des Bandes erfolgt (d.h., die Wandlerkopfanordnung steht nicht mit dem Band in Verbindung), und ist nötig, wenn die Wandlerkopfanordnung in einer Richtung bis zu ihrer maximalen Auslenkgrenze ausgelenkt ist.

Wird die Wandlerkopfanordnung graduell bei jeder abtastenden Umdrehung der Führungstrommelanordnung ausgelenkt und immer weiter in der gleichen Richtung aus.gelenkt, so ist es notwendig, die Wandlerkopfanordnung springen zu lassen bzw. ihre Stellung rückzusetzen, wenn die maximale Auslenkung erreicht ist. Ein Signalzug 160 zeigt die tatsächliche Sprung-., bewegung der Wandlerkopfanordnung in bezug auf den Umdrehungswinkel der Führungstrommelanordnung. Es ist zu bemerken, daß der Sprung etwa bei einem Referenzwinkel φ

._ von 0° beginnt und in einer Umdrehung von etwa 180° abge-

schlossen wird. Aufgrund des bekannten Trägheitsphänomens ergibt sich jedoch eine schwingende Bewegung der Wandlerkopfanordnung. Um diese Schwingung abzumildern, werden die in den Schwingspulenmotor eingespeisten Kraftsignale derart modifiziert, daß sie den Trägheitsschwingungen entgegenwirken. Es verbleibt jedoch ein kleiner Betrag der schwingenden Bewegung, der durch einen Teil 160a des Signalzuges 160 wiedergegeben ist.

Signalzüge 162und 163 repräsentieren die Zeit, in der Daten so

aus den Spuren M und N ausgelesen werden können. Ein Signalzug 164 repräsentiert die Zeit, in der die CPU 62 die Schaltungsanordnung freigibt. Dieses Signal wird als Startsignal bezeichnet. Ein Signalzug 165 repräsentiert das am Ausgang des Verzögerungszählers 100 gelieferte Umdrehungssignal. Folgend auf das Startsignal von der CPU 62 löst das nächstfolgende Umdrehungssignal die Operation der Schaltungsanordnung aus. Durch einen Pfeil 166 ist die Auslösung der Messung der Stellung der Wandlerkopfanordnung 20 angegeben (Signalzug 167). Weiterhin löst der erste Umdrehungssprung die Entnahme von Kraftdaten aus einem JBUF-Puffer im CPU-

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Hauptspeicher im Zeitpunkt des Umdrehung-Null-Signals aus, um den Sprung von der Spur M zur Spur N auszulösen. Der JBUF-Puffer enthält Kraftdaten zur Auslösung eines Sprungs von einem Satz von Spuren auf einen weiteren Satz und trägt speziell der Masse einer speziellen Wandlerkopfanordnung 20 Rechnung, um die auf einen Sprung folgende Trägheitsschwingbewegung abzumildern (siehe Teil 160a des Signalzuges 160). Gemäß Fig. 7 löscht das Komplement des Umdrehungs signals (Umdrehung) den 8 Bit-Zähler 104. Der gelöschte Zustand dieses Zählers in Verbindung mit dem ersten Pegel des Umdrehung-Null-Signals sowie der Inhalt des Registers 128 bilden die Adresse im Hauptspeicher der JBUF-Puffersteile. Der nächstfolgende Sprung des Umdrehungssignals löscht den 8 Bit-Zähler 104. Allerdings ändert sich der

. ρ- Wert des Umdrehung-Null-Signals, wodurch eine weitere Speicheradressteile gewonnen wird, welche die Wandlerkopfanordnungen derart regelt, daß sie dem Satz N von Spuren folgen. Die neue Adressteile enthält dann durch die CPU berechnete Kraftdaten zur Ansteuerung des Schwingspulen-

„„ motors auf den Satz von Spuren N. Wird eine Adresse des J-Puffers geliefert, welche anzeigt, daß ein Sprung von einem Satz von Spuren auf einen anderen Satz erforderlich ist, so wird der Schwingspulenmotor durch vom J-Puffer erhaltene Schwingdaten geregelt, wodurch der gewünschte Sprung erfolgt. Bei der Durchführung des Sprungs, erhält der Α-Puffer eine andere Adresse, so daß der die Wandlerkopfanordnungen regelnde Schwingspulenmotor bei Beendigung des Sprungs mit den geeigneten Daten versorgt wird, um einem anderen Satz von Spuren zu folgen. Bei der Ausführung eines

_on Sprungs unter Verwendung der Daten vom J-Puffer führt die CPU jedoch automatisch den B-Puffer ein, falls keine weitere Adresse geliefert wird, wodurch eine Bewegung der Wandlerkopfanordnung unterbunden wird, so daß sie keine großen Auslenkungen erfährt, was unerwünscht ist und möglicherweise zur Zerstörung des Mechanismus führen kann. Der B-Puffer zirkuliert, wobei das Ausgangssignal im B-Puffer weiter

zirkuliert, bis eine neue Adresse für den Α-Puffer oder einen entsprechenden Ausgangspuffer geliefert wird.

Die tatsächliche Stellung der Wandlerkopfanordnung wird gemessen, während die Wandlerköpfe sich in bezug auf das Band in einer Wandlerstellung befinden. Dies erfolgt für etwa 180° oder etwa für die Hälfte jeder Umdrehung, wobei die Information den Eingangspuffern zugeführt wird. Es sind drei Eingangspuffer vorhanden, von denen jeder 128 Tastwerte oder Wörter empfängt. Drei Eingangspuffer sind lediglich aufgrund der Synchronisationsanforderungen mit anderen durch die CPU durchgeführten Routinen erforderlich, was der einzige Grund dafür ist, eine derartige Anzahl von Eingangspuffern vorzusehen. Die Eingangspuffer laden Stellungsinformation hinsichtlich der Wandlerkopfanordnung oder empfangen Fehlerinformation vom Lesekopf S₃, wobei die letztgenannte Information typischerweise bei Wiedergabe ausgenutzt wird. Nachdem der 128. Tastwert in einem Eingangspuffer empfangen wurde, wird eine Unterbrechung erzeugt, welche anzeigt, daß die Daten bereitstehen, wonach die Unterbrechungsroutine dann mit der Steuerung der Puffer beginnt.

In Fig. 9 ist der Trommelteil 12 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. .Die Spur der Wandlerkopfanordnung-Bewegung während eines Sprungs ist durch ein Band 170 dargestellt. Rotiert der Trommelteil mit 9000 Umdrehungen pro Minute und werden 256 Tastintervalle pro Umdrehung erzeugt, so dauert jedes Tastintervall etwa 26us. Es ist darauf ) hinzuweisen, daß die innere Schleife eine Bandbreite von etwa 4 kHz und eine Ansprechzeit von etwa 1 ms besitzt. Aus diesem Grunde ist die computergesteuerte äußere Schleife erforderlich, um eine vorhersagbare Korrektur von Fehlern im Bahnverlauf des Weges zu erzeugen, die durch andere ι Faktoren, wie beispielsweise eine Dehnung des Bandes, ein Ausschlagen von Lagern (was auch als Taumeln bezeichnet wird)i

323155a

1 oder durch Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen hervorgerufen werden. Alle diese Fehler beeinflussen die Genauigkeit des Spurlaufes. Die durch einen Computer unterstützte äußere Schleife tastet und mittelt den Fehlersignalverlauf im Betrieb und bestimmt den harmonischen Gehalt des Fehlers, wobei die Daten verwendet werden, um ein Korrekursignal zu erzeugen, das den Fehler aufgrund der Bestimmungen effektiv voraussagt, wodurch die durch die Wandlerkopfanordnung getragenen Wandlerköpfe zur Realisierung einer genauen Wiedergabe auf den richtigen Weg gehalten werden.

Fig. 10 zeigt schematische Darstellungen des ABUF-, JBUF- und BBUF-Puffers im Hauptspeicher. Da 256 Tastwerte pro Umdrehung vorhanden sind, enthält jeder Puffer 256 Adressstellen zur Speicherung von 256 Tastwerten bzw. Wörtern der in die Wandlerkopfanordnung 20 einzuspeisenden Kraftdaten.

Die generelle Organisation des Programms für den Computer, das die Bewegung der Wandlerkopfanordnungen steuert, ist in den Fig. 16 bis 19 dargestellt, wobei Fig. 16 die generelle Funktion der CPU 62 zeigt. Der vorgenannte NOVA-Computer der Firma Data General arbeitet mit einem MILE 3 bezeichneten Programm, das die Schnittstelle zwischen einer Bedienungsperson und der das gesamte Gerät bildenden Schaltungsanordnung darstellt. Die Computeranzeigen fordern die notwendigen Parameter für sieben getrennte Aufgaben an, welche im folgenden erläutert werden. Der Computer besitzt ein Schalttableau mit einer Anzahl von Schaltern gemäß dem Standard des NOVA-Computers, wodurch die Unterprogramme einer der sieben Aufgaben, nämlich die mit "Iteration" bezeichnete Aufgabe gesteuert werden. Dabei handelt es sich um die Aufgabe, welche im Normalbetrieb entweder bei Aufgabe oder bei Wiedergabe verwendet wird. Die zur Verfügung stehenden Aufgaben, welche aus der Gesamtzahl von Aufgaben ausgewählt werden können und sich in einer Adressliste befinden, sind

die folgenden:

1. Eichung;

2. Ausgabe einer einziger Harmonischen;

3. Änderung von Werten für Fenster, Verzögerung, N-Passung, Verstärkung;

4. Iteration einschließlich Sensorschaltern 13, 14 und 15;

5. Stoppen der Steuerung der automatischen Abtastführung; ,

6. Geschwindigkeijtseinstellung; und 7. Programmstopp.

Die Gesamtfunktion ist im Diagramm nach Fig. 16 dargestellt, das zeigt, daß die Au^gangsstartliste geliefert wird, nachdem das Basisprogramm gestart ist und daß eine Bedienungsperson einen der geeigneten Eingangswege festlegen kann, welcher sodann durch die CPU ausgeführt wird. Die meisten Aufgaben liegen im MILE 3-System-Programm im "Programmverlauf" ("In-line") während bestimmte Hauptaufgaben und andere komplexere Aufgaben in Unterprogramm-Modulen lie-

Q gen, welche in der folgenden Tabelle angegeben sind:

Tabelle 1

TTIT — Harmonischer Korrektur FAST —- Niederfrequenzkorrektur JMPINIT -- Aufstellen von Parametern für Füllen eines

.Sprungpuffers

JMPFILL — Füllen eines Sprungpuffers SETSPD — Aufstellen von Geschwindigkeitskonstanten RDSPD — Auslesen Geschwindigkeit einer Schnittstelle SWIN — Lesen Erfassungsschalter CMCAS — Senden eines Befehls zur Schnittstelle STCAS — Starten der Schnittstelle und Daten

lesen/schreiben

RDCAS — Lesen eines weiteren Datensatzes FILON — Integration eines Satzes von realen Zahlen LMSQ — geringste mittlere Quadratanpassung

323155

Nach dem Anlauf wird das Gerät geeicht, was gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 17 in Verbindung mit den Diagrammen nach Fig. 12 erfolgt. Bei dieser Eichung betrachtet die CPU die innere Schleife bzw. die computergesteuerte Schleife als black box, so daß bei Einspeisung einer Kraftfunktion von sin tot in den Eingang der black box eine resultierende Verschiebung von f = f R sin (uit + φ) erfolgt, worin R einen Dämpfungsfaktor und φ den Phasenwinkel bzw. die Nacheilung des Ausgangssignals in bezug auf das Eingangssignal bedeuten. Während der Eichung werden sinusförmige Kraftfunktionen benutzt, um die äußere Schleife anzusteuern, wobei der Computer die entsprechende Verschiebung unter Ausnutzung des Sensors 25 aufzeichnet. Es werden sodann Fourier-Transformationen verwendet, um den Dämpfungs

l§ faktor R und die Phasenverzögerung φ für jede Hormonische der Umdrehungsfrequenz der rotierenden Trommelanordnung festzulegen. Die gewünschte Verschiebung wird sodann durch Fourier-Verfahren analysiert, um die verschiedenen Frequenz komponenten einschließlich ihrer Amplituden und Phasen festzulegen. Aus der vorher aufgezeichneten Ansprechcharakteristik der inneren Schleife ist es dann möglich, die notwendige Kraftfunktion in Form ihrer Harmonischen festzulegen. Diese Harmonischen werden sodann zur Bildung einer angenäherten Fourier-Folge kombiniert, wobei diese Kraftfunktion das gewünschte Ausgangssignal der inneren Schleife erzeugt.

Die in Fig. 12 dargestellten Diagramme zeigen die verschiedenen Sinusverläufe, welche als Ergebnis der Fourier-Analyse erzeugt werden, um die geforderte Kraftfunktion zwecks Realisierung der gewünschten Ausgangscharakteristik zu erzeugen. Die Bewegung der Wandlerkopfanordnung ist generell durch einen Signalzug 315 (und 308) dargestellt, wobei die Kraftdaten, welche als Ergebnis der Analyse zur Bewegung der Wandlerkopfanordnung in Übereinstimmung der durch den Signalzug 315 dargestellten Bewegung durch

-Μι den Signalzug 316 dargestellt ist. Das gewünschte Muster der Bewegung der Wandlerkopfanordnung 20 wird durch die Signalzüge 308 und 315 repräsentiert, während verschiedene Harmonische der Berechnungen durch Signalzüge 312 und 314 dargestellt sind.

Gemäß Fig. 16 führt die Aufgabe 2, bei der es sich um die Ausgabe einer einzigen Harmonischen handelt, zur Erzeugung einer sinusförmigen Kraftfunktion bei einer ausgewählten Harmonischen der Fundamentalfrequenz der rotierenden Trommelanordnung. Die Amplitude der Kraftfunktion kann bei der dargestellten Ausführungsform im Bereich von 0 bis 32.767 liegen. Die Amplitude von 32.767 erzeugt eine Bewegung von etwa 1,016 cm entsprechend der vollen Bewegung des Digital-Analog-Wandlers. Die Daten werden in eine ganzzahlige Matrix von 512 eingegeben, wobei die Adresse der Matrix zur Schnittstelle 60 ausgegeben wird. Die Schnittstelle nimmt bis zum Stoppen Daten kontinuierlich von der Matrix auf, wobei die Schnittstelle durch einen expliciten Aufruf der

;0 Aufgabe 5 oder durch einen impliciten Aufruf einer anderen Aufgabe, welche die Schnittstelle benutzt, gestoppt werden kann.

Die dritte Aufgabe, bei der es sich um die Änderung der ;5 Werte von vier Parametern handelt, die für eine spezielle rotierende Trommelanordnung voreingestellt werden, wobei es sich um die mit "Fenster", "Verzögerung", N-Anpassung" und "Verstärkung" bezeichneten Parameter handelt, kann geändert werden und ist gewöhnlich notwendigerweise auch zu ändern, wenn eine spezielle rotierende Trommelanordnung für ein spezielles Gerät geändert wird. Generell ausgedrückt, handelt es sich bei dem "Verzögerungs"-Parameter um die Steuerung eines Verzögerungszählers in der Schnittstelle, welcher jede winkelmäßige Fehlorientierung der Trommel relativ zum Band justiert. Da das Umdrehungssignal von einem Tachometer abgeleitet wird, ist dessen Stellung relativ

zur Kopfstellung bei der Festlegung, wann der Kopf sich auf dem Band befindet, kritisch.

Das "Fenster" repräsentiert den Teil der Drehung der abtastenden Trommelanordnung, in dem die Wandlerköpfe eine Wandleroperation in bezug auf das Band durchführen. Der Fenster-Parameter, welcher 128 nicht übersteigen sollte, repräsentiert die Anzahl von Tastwerten, welche im Eingangspuffer als Ergebnis der das Band abtastenden Wandler- IQ köpfe vorhanden ist.

Der "N-Anpassung"-Parameter stellt die Anzahl von Tastwerten zur Realisierung einer Anpassung in Form einer geraden Linie zwecks Erzeugung der Kraftfunktion bei nicht in Wirkverbindung mit dem Band stehender Wandleranordnung dar. Diese Zahl wird nominell auf 40 Tastwerte eingestellt. Diese 40 Tastwerte sind sowohl im beginnenden Teil als auch im Endteil des überlaufenen Weges angeordnet, während die Wandlerköpfe über das Band laufen. Die 40 Tastwerte werden zur Eliminierung von Rauschen gemittelt.

Der "Verstärkungs"-Parameter stellt die Anzahl von Einheiten dar, welche am Eingang der Schnittstelle erforderlich ist, um eine solche Bewegung der Wandlerkopfanordnung zu erzwingen, daß sich die Wandlerköpfe exakt um 0,00254 cm bewegen. Diese Zahl wird nominell auf 1600 eingestellt. Mit anderen Worten ausgedrückt, repräsentiert diese Zahl auch die Änderung des Eingangssignals, das notwendig ist, um den Digital-Analog-Wandler um 2,54 χ 10 cm anzusteuern

go Es handelt sich um eine Umsetzung zwischen dem internen Computerwort und der externen körperlichen Bewegung der Wandlerkopfanordnungen.

Die "Iteration" der Aufgabe Nr. 4 ist im Flußdiagramm nach 2g Fig. 19 dargestellt. Es handelt sich dabei um den gründ-

legenden Betriebsprozess, welcher die Bewegung der Wandlerkopfanordnung mit Harmonischen- und Gleichspannungskorrektur sowie mit der Geschwindigkeitsänderungsstrategie steuert.

Wie oben ausgeführt, arbeitet die Schnittstelle 60 mit zwei Sätzen von Puffern, d.h., mit den Eingangs- und Ausgangssätzen von Puffern, wobei der Eingangssatz die Stellungs- bzw. Fehlerdaten liefert, während der Ausgangs-LO satz die zusammengesetzte Kraftfunktion bzw. die Kraftdaten enthält, welche die Führung der Wandlerköpfe im Betrieb steuern. Jede Umdrehung der rotierenden Trommelanordnung 10 liefert 128 Datenpunkte in bezug auf die 180° der Umdrehung, während welcher Zeit sich die Wandlerkopfanordnung in Wandlerbeziehung zum Band befindet. Es sind dabei 256 Datenpunkte zur Steuerung der die Wandlerköpfe tragenden Wandlerkopfanordnung erforderlich. Per Definition treten die Tastpunkte 0 bis 127 auf, wenn die Köpfe eine Wandlerfunktion durchführen, während die Tastpunkte 128 bis 255 auftreten, wenn sich die Wandlerköpfe nicht auf dem Band befinden.

Die Harmonischen-Analyse tritt lediglich auf, wenn die UnterbrechungsServiceroutine untätig ist, wobei sowohl die Harmonischen-Analyse als auch die Unterbrechungsserviceroutine sowohl Eingangs- als auch Ausgangsdaten ausnutzen kann. Es werden somit verschiedene Puffer jedes Satzes von Eingangs- und Ausgangspuffern verwendet. Alle Eingangsund Ausgangspuffer werden entweder durch die Harmonischen-Korrekturroutine oder durch die_ Gleichspannungskorrekturroutine jedoch niemals durch beide gehandhabt. Die Harmonischen-Korrekturroutine enthält eine Logik, welche Daten unter Verwendung beider Verfahren annimmt und liefert. Die Harmonischen-Korrekturroutine hat weiterhin die Möglichkeit des Arbeitens in zwei Betriebsarten, wobei es sich um ein "Alleinstehen" und einen "Betrieb mit einer Gleichspannungskorrekturroutine" handelt. Im erstgenannten Be-

5H-

trieb führt die Routine die Hauptschritte in der Reihenfolge ihrer Abarbeitung aus, wobei es sich um folgende Schritte handelt: Eingabe von Daten, Glätten der Eingangsdaten, Berechnung einer die Fehlersignale über den Teil, in dem sich die Wandlerkopfanordnung nicht auf dem Band befindet, erstreckenden geraden Linie, Filterung und Berechnung der Kraftfunktions-Signalkomponenten und Berechnung der Summe der Anzahl von Harmonischen des Kraftsignals sowie Einspeisen der Daten in die Ausgangspuffer zur Verwendung bei der Durchführung der Korrektur. Die Daten werden so schnell eingegeben, wie es die Berechnungszeit der CPU ermöglicht, welche so beschaffen ist, daß nicht aufeinanderfolgende Umdrehungen der Abtasttrommelanordnung 10 die Eingangsdaten liefern. Die Daten für 10 Umdrehungen werden in einem Puffer gesammelt und dann gemittelt, um Änderungen auszufiltern, welche mit einer gegenüber der Änderungsperiode schnelleren Folgefrequenz auftreten. Lediglich die Daten für den Teil, in dem sich die Wandlerkopfanordnung auf dem Band befindet, sind für die Änderung von Spurlauffehlern brauchbar. Der Teil jeder Umdrehung, bei dem sich die Wandlerkopfanordnung nicht auf dem Band befindet, wird durch eine gerade Linie ersetzt, welche an das erste und letzte Ende angepaßt ist, wobei jede Endanpassung im vorbeschriebenen Sinne 40 Tastwerte aufweist. Nach der Berechnung einer Anpassung in Form einer geraden Linie für den Teil der Umdrehung, in dem sich die Wandlerkopfanordnung nicht auf dem Band befindet, erfolgt eine Berechnung der Fourier-Transformation-Kraftfunktionskoeffizienten für die speziell ausgewählte Anzahl von Harmonischen, wobei diese Koeffizienten

go ^mit denen bei der Eichung berechneten Koeffizienten summiert werden, um die Korrektur-Kraftfunktionssignale für die nächste Periode zu erzeugen. Der Ausgangspuffer wird sodann gefüllt und in das Unterprogramm des Lesens eines weiteren Datensatzes überführt, das den Zugang der Schnittstelle zu den Daten und die Verwendung der Daten durch diese Schnittstelle ermöglicht.

Iininer dann, wenn eine Gleichspannungs- bzw. Verschiebungskorrektur durchgeführt wird, wird die Steuerung der Schnittstelle von der übermittelten Routine abgeleitet, welche die folgenden Aufgaben in der Reihenfolge ihres Auftretens abarbeitet: Erfassung der Datenspur, Festlegung des zu verwendenden Sprungtyps, d.h., ob es sich um einen kleinen oder großen Sprung handelt, sowie Aussendung eines Impulses zum Signalsystem. Immer wenn Daten bei der nächsten Umdrehung zur Verfügung stehen, erfolgt eine Berechnung der Anpassung durch eine aerade Linie zwecks Festlegung des in den Fehlerdaten vorhandenen Gleichspannungsversatzes, eine Festlegung des richtigen Eingangs/Ausgangspuffers zur Verwendung bei der Auffüllung des Ausgangspuffers mit der Summe des Sprungpuffers, eine Harmonischen-Korrektur sowie eine Korrektur der vorhergesagten Spurlage und des Gleichspannungsversatzes.

Während des Erfassungsteils der Operation müssen die Daten vom Phasencodierer 63 mit der Vorhersage der Lage der Spur synchronisiert werden, um eine falsche Vorhersage zu vermeiden. Dies erfolgt durch Verwendung des ersten Wertes des Phasencodierers, welcher gleich Null ist, wonach bis zur nächsten Umdrehung gewartet wird, bevor die Steigung der Daten vom Phasencodierer berechnet wird. Die Steigung der Werte vom Phasencodierer für 128 Tastpunkte wird zur Erzeugung eines vorhergesagten Wertes für die nächste Umdrehung benutzt, wobei diese Steigung gleich der Summe der laufenden Auslesung und der berechneten Steigung ist. Die 128 Tastpunkte.der Eingangsdaten werden dann zur Berechnung der geringsten mittleren Quadratanpassung (least mean square fit) benutzt.

Nachdem die Erfassung durchgeführt ist und die Konstanten für eine gegebene Geschwindigkeit eingestellt sind, wird lediglich der vorhergesagte Versatz für die Vorspannung des Sprungpuffers für jede Umdrehung der rotierenden Trommel-

' *■-■·-«■ '-'-·" 323 1

-Μ Ι anordnung 10 hergestellt. Immer dann, wenn die Geschwindigkeit geändert und eine unterschiedliche Geschwindigkeit ausgewählt wird, ruft das Hauptprogramm eine Routine ab, um einen neuen Satz von Sprungpuffern vorzubereiten, wobei die Gleichspannungskorrekturroutine gestoppt und erneut gestartet wird. Die Daten für die Sprungpuffer werden vor der Operation durch einen Satz von Routinen gebildet, welche für die durch das Register (ISPEED) aus der Schnittstelle 65 ausgelesene Geschwindigkeit als Aufstellen von Parametern für das Füllen eines Sprungpuffers und Füllen eines Sprungpuffers definiert sind.

Die Sprungpuffer sind insgesamt so ausgelegt, daß zwei Puffer vorhanden sind, welche jeweils einen speziellen Sprungverlauf beschreiben, der vorzugsweise parabelförmig ist. Dies bewirkt eine derartige Auslenkung der Wandlerkopfanordnung, daß der geeignete Anfangsverlauf angenommen wird, um dem nächsten Satz von Spuren mit der richtigen Steigung zu folgen. Der Sprung erfolgt dabei unter Ausnutzung eines Verlaufes, der die geringste Energie benötigt. Der erste Puffer enthält Daten für kleine Sprünge und der zweite Puffer Daten für große Sprünge. Wenn für die ausgewählte Geschwindigkeit zwei Größen von Sprüngen nicht erforderlich sind, so enthalten die beiden Puffer den gleichen Datenpuffer. Puffer mit kleinen Sprüngen werden immer verwendet, wenn der vorhergesagte Wert am Ende der aufgezeichneten Spur nicht größer als eine vorgegebene untere Grenze ist. Wird die Grenze erreicht, so wird dann der Puffer mit dem großen Sprung verwendet. Die Daten für die Sprungpuffer werden unter Vernachlässigung des Versatzes gebildet, um den Beginn der nächsten Spur zu erreichen. Daher müssen die in den Puffern enthaltenen Werte einen zusätzlichen Wert aufweisen, welcher dem vorhergesagten Ende der aufgezeichneten Spur entspricht. Dies wird als Vorspannung definiert und vor der Einspeisung in den Ausgangspuffer der Versatzkorrektur hinzu addiert und sodann vor dem Beginn der nächsten Umdrehung subtrahiert.

-45"-

Bei sich von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unterscheidenden Geschwindigkeiten ist immer mindestens eine Umdrehung vorhanden, in der Daten nicht gelesen werden. Beispielsweise bei der halben Geschwindigkeit enthält jede zweite Umdrehung keine Daten, während bei einer Geschwindigkeit von einem Viertel drei von vier Umdrehungen keine Daten erzeugen. Die Festlegung von gültigen Daten erfolgt unter Verwendung von Voreinstellregistern, welche eindeutig codierte Bitmuster enthalten, und einer sich wiederholenden Zählung. Die Register sowie die Zählung werden mit ihren voreingestellten Werten jedesmal dann ausgelöst, wenn die Zählung ihren Endzustand erreicht, wobei die Zählung gleich dem Reziprokenwert der Geschwindigkeit ist und bei jeder Umdrehung der rotierenden Trommelanordnung dekrementiert wird. Diese Register werden bei jeder Umdrehung vor der Festlegung der Signalgültigkeit nach links verschoben, so daß immer dann, wenn das Register einen Null-Bit-Satz aufweist, eine entsprechende Aktion stattfindet. Wenn die Ausleseaktion durchgeführt wird, so wird ein neuer Wert für die Gleichspannungskorrektur durch Ausführung einer geringsten mittleren Quadratanpassung an die Daten berechnet.

Ein Schaltbild des oben anhand der Blockschaltbilder nach den Fig. 5 und 6 beschriebenen Phasencodierers 63 ist in Fig. 11 dargestellt. Dieser Phasencodierer enthält vier getrennte differentielle Leitungsempfänger auf der linken Seite, welche mit 330, 332, 334 und 336 bezeichnet sind. Der Empfänger bzw. Treiber 330 besitzt Eingangsleitungen 338, welche ein Bandbildsignal führen, das durch eine konventionelle Schaltung geliefert wird und den Beginn einer Spur auf dem Band definiert. Leitungen 340, welche Eingangsleitungen des Empfängers bzw. Treibers 332 bilden, führen ein Signal, das im wesentlichen gleich der 256-fachen Bandbildfolgefrequenz ist, wodurch lediglich ein Ausgangssignal geliefert wird, das gleich der 256-fachen Bild-

-Ιοί folgefrequenz ist. Eingangsleitungen 342 des Empfängers bzw. Treibers 334 führen ein Signal, das gleich der 512-fachen Umdrehungs-Tachometerfolgefrequenz ist, während ■ das einfache Tachometersignal von den Eingangsleitungen 98 in den Empfänger bzw. Treiber 336 eingespeist wird.

Die Bandbild- und Bandreferenzsignale auf den Eingangsleitungen 338 und 340 legen fest, wann eine Spur auf dem Band beginnt, während das Signal auf den Leitungen 98 die Nullstellung der rotierenden Trommelanordnung definiert. Die IQ Eingangsleitungen 342 führen ein Signal, das gleich der 512-fachen Folgefrequenz des Tachometersignals ist.

Der Phasencodierer ist im wesentlichen eine einfache Zählerschaltung, welche über die Leitung 63a eine Information zur CPU 62 liefert, wobei es sich um Daten handelt, die anzeigen, wieweit die Spur relativ zur Nullstellung der rotierenden Trommelanordnung fehlorientiert ist. Diese Zählung gibt den Betrag der Fehlorientierung an, der im Gerät vorhanden ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, stellt das Bandbildsignal den Zähler auf Null, während ein Vielfaches des Bandreferenzsignals den Zähler taktet, bis die Nullstellung auftritt. In diesem Zeitpunkt wird die in den Zählern vorhandene Zählung in ein Register übertragen, um bei Bedarf in die CPU geladen zu werden.

Die daher zur CPU gelieferte Zählung ist eine Anzeige des Grades des Fehlers zwischen dem Beginn einer Spur und der Nullstellung der rotierenden Wandlerkopfanordnung. Für eine genaue Führung ist es zweckmäßig, daß der Beginn der Spur mit dem Punkt zusammenfällt, in dem die Wandlerkopfanordnung für einen Wandlervorgang mit dem Band in Kontakt kommt, damit diese bei Wiedergabe der Spur genau folgt. Der Betrag des Fehlers liefert weiterhin eine definierte Zählung, welche eine wahre Anzeige des Grades des Fehlers ist, der in diesem Zeitpunkt vorhanden ist. Die CPU kann diese Information benutzen, um Kraftdatensignale zur Korrek-

-ντ-

\ tür des Spurlauffehlers zu erzeugen. Was als Ergebnis der Signale vom Phasencodierer erwünscht ist, ist eine effektive Messung der Höhe einer Spur relativ zur Kante eines Bandes. Dies kann auf zwei Wegen erfolgen, d.h., durch Messung des Kopfes, was eine Funktion der Winkelstellung während einer Umdrehung ist, oder durch Messung der Spur auf dem Band, was eine Funktion der longitudinalen Stellung des Bandes ist. Wird vom Abstand des Kopfes von der Kante des Bandes, wobei es sich im wesentlichen um eine Messung der LO Drehstellung des Wandlerkopfes handelt, der Abstand der Spur von der Kante des Bandes subtrahiert, was in sich die Messung der longitudinalen Stellung der Spur darstellt, so ist das Ergebnis der Subtraktion der Agstand des Kopfes von der Spur.

Die Schaltung nach Fig. 11 liefert daher eine Messung des Abstandes vom Beginn der Spur, bis die rotierende Wandlerkopfanordnung in ihrer Nullstellung das Band erreicht. Diese Zählung wird durch die CPU benutzt, um die Fehlerkorrektur-Kraftsignale zu erzeugen. Die Schaltung nach Fig. 11 besitzt eine Anzahl von integrierten Schaltkreisen 344, welche zusammen einen neuen Bit-Zähler bilden, dessen Ausgangsleitungen 346 zu integrierten Schaltkreisen 348 führen, die ein 9-Bit-Register bilden. Ausgangsleitungen 350 dieses. Registers führen zu Bustreibern 352, deren Ausgangsleitungen 63a zur CPU 62 führen. Der Zähler 344 wird über eine Leitung 354 getaktet, welche den Ausgang eines EXCLUSIV-ODER-Gatters 356 bilden. Das Ausgangssignal des Empfängers 332 wird auf einer Leitung 358 geliefert, welche an ein D-Flip-

JO Flop 360 angekoppelt ist, das seinerseits an ein weiteres D-Flip-Flop 362 angekoppelt ist.

Das Bandbildsignal vom Empfänger 330 erscheint auf einer Leitung 364, welche ein D-Flip-Flop 366 taktet, das seinerig seits an ein weiteres Flip-Flop 368 angekoppelt ist. Die Kombination von Flip-Flops stellt das Taktsignal zeitlich

Co

-AX-

geeignet ein, so daß der Zähler 344 stabilisiert wird, bevor er in konventioneller Weise getaktet wird.

Das Abtast-Referenzsignal wird auf einer Leitung 370 vom Empfänger 334 geliefert und durch ein EXCLUSIV-ODER-Gatter 372 auf eine Leitung 374 getaktet, über die die Flip-Flops 362 und 368 sowie ein weiteres Flip-Flop 326 taktet, dessen D-Eingang über eine Leitung 328 an ein Flip-Flop 380 angekoppelt ist. Dieses Flip-Flop 380 wird beim Auftreten jedes Tachometerimpulses vom Empfänger 338 auf der Leitung 382 getaktet. Ein Paar von EXCLUSIV-ODER-Gattern 384 mit zugehöriger Schaltung bildet einen Vervielfacher mit dem Vervielfacherfaktor zwei, welcher das Bandreferenzsignal um zwei vervielfacht und es auf eine Eingangsleitung 386 des EXCLUSTV-ODER-Gatters 356 gibt. Die Frequenz des Signals auf der Leitung 354, welche die Zähler taktet, ist daher eine Funktion des Bandreferenzsignals, das die Zähler 344 wie gewünscht inkrementiert.

Das Auftreten des Bandbildsignals .am Eingang 338 hat den Effekt, daß die Zähler 344 und das Register 348 gelöscht werden. Die Zähler 344 werden sodann durch die Bewegung des Bandes getaktet, wodurch angezeigt wird, daß ein zunehmender Abstand vom Beginn des Bandes gezählt wird, bis das Tachometersignal erzeugt und in die Eingangsleitungen 98 eingespeist wird. Dies führt dazu, daß das Flip-Flop 376 ein Signal auf die Leitung 388 liefert, das in das Register 34 8 eingespeist wird und die auf den Leitungen 346 in diesem Zeitpunkt vorhandene Information taktet.

Die CPU liefert ein Ausgangssignal auf einer Eingangsleitung 390. Dadurch werden die Bustreiber 352 freigegeben, so daß die Daten vom Register 348 wie gewünscht in die Busleitungen 63a der CPU 62 eingespeist werden. 35

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß der Beginn der · Spur durch das Bandbildsignal auf der Leitung 338 angezeigt

CA

wird und die Zähler gelöscht werden und zu zählen beginnen, bis der Tachometerimpuls empfangen wird. Sodann wird die akkumulierte Zählung in den Zählern in das Register eingegeben, wonach die Daten von diesem Register bei Abruf in die CPU 62 eingespeist werden.

Die Abtast-Umdrehungszeittaktlogik 102 ist im einzelnen in Fig. 13 dargestellt. Das Umdrehungssignal vom Verzögerungszähler 100 wird als ein Eingangssignal in einen Inverter 180 und ein UND-Gatter 182 eingespeist. Der Ausgang des Inverters 180 liefert das Umdrehung-Signal, das weiterhin auf einen Eingang eines UND-Gatters 184 und einen Takteingang eines Flip-Flops 186 gekoppelt wird. Der Ausgang des UND-Gatters 182 ist an einen Dateneingang D eines Flip-Flops 188 angekoppelt. Das auf der Leitung 98a gelieferte Transfertaktsignal wird in einen Takteingang des Flip-Flops 188 eingekoppelt. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 188 ist an die Leitung 127 angekoppelt, welche ihrerseits an einen Ein gang der Steuerlogik 106 (Fig. 7) angekoppelt ist.

Das Umdrehungssignal wird weiterhin auf einen Takteingang eines Zählers 190 gekoppelt. Dieser Zähler 190 kann durch einen integrierten Halbleiterschaltkreis mit der Typenbezeichnung 74LS161 oder einen äquivalenten Schaltkreis

!5 gebildet werden. Das auf der Leitung 66c gelieferte Startsignal wird in einen Löscheingang des Zählers 190 eingespeist. Ein erster Datenausgang Q, des Zählers 190 ist an einen Eingang eines NAND-Gatters 192, einen Eingang eines UND-Gatters 194 sowie an einen ersten von zwei Eingängen eines weiteren UND-Gatters 196 angekoppelt. Ein zweiter Datenausgang Q_n des Zählers 190 ist an Eingänge von Invertern 198 und 200 angekoppelt. Der Datenausgang Q des Zählers 190 ist weiterhin an den zweiten Eingang des NAND-Gatters 192 angekoppelt. Die Ausgänge der Inverter 198 und

;5 200 sind an jeweils einen zweiten Eingang der UND-Gatter 194 bzw. 196 angekoppelt. Der Ausgang des UND-Gatters

ist an den zweiten Eingang des UND-Gatters 182 angekoppelt, . während der Ausgang des NAND-Gatters 192 an einen Freigabeeingang des Zählers 190 angekoppelt ist. Der Ausgang des UND-Gatters 194 ist an den Eingang eines Inverters 202 und den zweiten Eingang des UND-Gatters 184 angekoppelt. Der Ausgang des Inverters 202 ist an einen Dateneingang D des Flip-Flops 186 angekoppelt. Der Ausgang des UND-Gatters 184 ist an die Leitung 192 angekoppelt, welche ihrerseits an den Takteingang des Pufferausgangsregisters

Q 128 (Fig. 7) angekoppelt ist. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 186 ist an die Leitung 131 angekoppelt, welche das Umdrehung-Null-Signal auf den Multiplexer 132 koppelt.

Das Startsignal auf der Leitung 66c löscht den Zähler 190, j5 wodurch beide Datenausgänge Q und Q einen tiefen Pegel annehmen. Das NAND-Gatter 192 wird freigegeben, wodurch auch der Zähler 190 freigegeben wird. Weiterhin wird das UND-Gatter 182 gesperrt, da das UND-Gatter 196 gesperrt wird, weil der Ausgang Q einen tiefen Pegel annimmt. Der Signal- 2Q pegel auf der Leitung 127 bleibt daher in seinem vorherigen Zustand. Das UND-Gatter 194 wird ebenfalls gesperrt, wodurch der Inverter 202 freigegeben wird, um das Flip-Flop 186 beim nächsten negativen Sprung des Umdrehung-Signals gesetzt wird. Der Signalpegel auf der Leitung 131 liegt daher hoch. Durch die Sperrung des UND-Gatters 194 wird auch das UND-Gatter 184 gesperrt, so daß der Signalpegel auf der Leitung 129 tief liegt. Das Umdrehungssignal taktet den Zähler 190, so daß der Datenausgang Q einen hohen Pegel annimmt. Der Datenausgang Q_R bleibt auf einem tiefen Pegel.

QQ Die UND-Gatter 196 und 182 werden daher freigegeben, wodurch das Flip-Flop 188 gesetzt wird und daher das Signal auf der Leitung 127 einen tiefen Pegel annimmt. Das UND-Gatter 194 wird freigegeben, wodurch auch das UND-Gatter 184 zusammen mit der Änderung des Pegels des Umdrehung-Signals am Ausgang des Inverters 180 freigegeben wird. Damit nimmt das Signal auf der Leitung 129 auf der Hinterflan-

-StI-

ke des Umdrehung-Signals einen hohen Pegel an. Der Inverter 202 wird nun gesperrt, wodurch das Flip-Flop 186 rückgesetzt wird, so daß das Signal auf der Leitung 131 einen tiefen Pegel annimmt (d.h., Beginn des Umdrehung-Null-Signals).

Das nächstfolgende in den Takteingang des Zählers 190 eingespeiste Umdrehungs-Signal bewirkt, daß der Datenausgang Q einen tiefen Pegel und der Datenausgang Q_ß einen hohen

Q Pegel annimmt. Die Inverter 198 und 200 werden daher gesperrt, wodurch die UND-Gatter 194 und 196 gesperrt werden. Dies bewirkt eine Rücksetzung des Flip-Flops 188, wodurch das Signal auf der Leitung 127 einen hohen Pegel annimmt. Die Sperrung des UND-Gatters 194 bewirkt weiterhin, daß

c das UND-Gatter 184 gesperrt wird, wodurch das Signal auf der Leitung 129 einen tiefen Pegel annimmt.

Wie bereits ausgeführt, kann die CPU 62 ein durch die Firma Data General Corporation hergestellter NOVA-Minicomputer

_n sein. Wird ein derartiger Minicomputer verwendet, so kann eine Ausführungsform der Steuerlogik 106 eine solche sein, wie sie in einem Handbuch der Firma Data General Corporation, Southboro, Massachusetts mit dem Titel "How To Use The Nova Computers" beschrieben und dargestellt ist. Die Steuerlogik 106 ist in Fig. 14 im einzelnen dargestellt.

Ein CPU-Dateneingangs-Steuersignal von der CPU 62 wird auf eine Leitung 66h. der Leitungen 66h gegeben, welche an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 210 angekoppelt

_n ist. Die Transfertaktsignal-Leitung 98a ist an Takteingänge C von Flip-Flops 212 und 214 angekoppelt. Ein Dateneingang D und ein komplementärer Setzeingang S" des Flip-Flops 212 sind über einen Widerstand R10 an eine Quelle positiven Potentials +V angekoppelt. Ein weiteres, mit Datenkanal-Ausgangssignal bezeichnetes Steuersignal von der CPU 62 wird in eine Leitung 66h₂ eingespeist. Die Leitung 66h₂ ist

323155

an einen komplementären Rücksetzeingang R des Flip-Flops 212 und den Eingang eines Inverters 216 angekoppelt. Der Ausgang des Inverters 216 ist an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 218 angekoppelt. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 212 ist an einen Dateneingang D eines weiteren Flip-Flops 220 sowie an die Leitung 144 angekoppelt, welche das Aus/Ein-Auswahlsignal auf den Multiplexer 132 (Fig. 7) koppelt. Weiterhin ist dieser Ausgang Q des Flip-Flops 212 an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 222

IQ angekoppelt. Ein komplementärer Ausgang Q des Flip-Flops 212 ist an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 224 angekoppelt. Der Ausgang dieses NAND-Gatters 22 4 ist an die Leitung 141 angekoppelt, welche das Taktsignal zum Adresszähler 138 (Fig. 7) überträgt. Ein komplementärer

·,,- Setzeingang S und ein komplementärer Rücksetzeingang R des Flip-Flops 220 sind ebenfalls über den Widerstand R10 an die Quelle positiven Potentials angekoppelt.

Ein Takteingang C des als Betriebsart-Flip-Flop bezeichneten

2Q Flip-Flops 220 ist an den Ausgang eines UND-Gatters 2 26 angekoppelt, das im folgenden noch genauer erläutert wird. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 220 ist an den Eingang eines Inverters 228 angekoppelt, dessen Ausgang an eine Leitung 64C₁ der Leitungen 64 angekoppelt ist, welche ein mit Daten-

2g kanal-Betriebsart bezeichnetes Signal überträgt. Eine Leitung 66h-, welche ein Anforderungs-Freigabe-Steuersignal von der CPU 62 überträgt, ist an einen Takteingang C eines Datenkanal-Anforderungs-Flip-Flops 230 angekoppelt. Ein Dateneingang D des Flip-Flops 230 ist an einen Ausgang

„Q Q des Datenkanal-Synchron-Flip-Flops 214 angekoppelt. Der Ausgang Q des Flip-Flops 230 ist an einen von zwei Eingängen eines UND-Gatters 232, einen Eingang eines Inverters sowie an einen von vier Eingängen des UND-Gatters 226 angekoppelt. Der zweite Eingang des UND-Gatters 232 ist an

„p. eine von der CPU kommende Leitung 66Iv angekoppelt, welche ein Datenkanal-Prioritätssignal überträgt. Die Leitung

ist weiterhin an den zweiten der vier Eingänge des UND-Gatters 226 angekoppelt. Der Ausgang des UND-Gatters 232 ist an einen Dateneingang D eines Datenkanal-Auswahl-Flip-Flops 236 angekoppelt. Eine ein Datenkanal-Adresssignal von der CPU 62 übertragende Leitung 66h_g ist an einen dritten Eingang des UND-Gatters 226 und den Takteingang C des Flip-Flops 236 angekoppelt. Das Datenkanal-Adressignal zeigt an, daß die CPU 62 eine Adresse von der Schnittstellenschaltung 60 anfordert.

Der Ausgang Q des Flip-Flops 236 ist an den vierten Eingang des UND-Gatters 226, einen ersten von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 238 und einen Eingang eines UND-Gatters 240 sowie an den zweiten Eingang des NAND-Gatters 218 angekoppelt. Der Ausgang des NAND-Gatters 218 ist an die Leitung 149 angekoppelt, welche das Taktsignal zum Ausgangsregister 148 (Fig. 7) überträgt. Der Ausgang des NAND-Gatters 238 ist an die Leitung 142 angekoppelt, welche das Taktsignal zum Wortzähler 140 überträgt. Der Ausgang des UND-Gatters 240 ist an die Leitung 155 angekoppelt, welche das Freigabesignal zur Gatterstufe 154 überträgt. Eine Leitung 66h₇ von der CPU 62 ist an die zweiten Eingänge der Gatter 238 und 240 angekoppelt. Diese Leitung 66h₇ überträgt das Datenkanal-Eingangssignal, das anzeigt, daß die CPU eine Datenübergabe auf den Datenbus anfordert.

Komplementäre Setzeingänge S der Flip-Flops 214, 230 und 236 sind über den Widerstand R₁₀ an die Quelle positiven Potentials angekoppelt. Eine Leitung 66h., welche das Rücksetz-Signal von der CPU 62 überträgt, ist an den ersten von zwei Eingängen von UND-Gattern 242, 244 und 246 angekoppelt. Die Leitung 152, welche das Datenkanal-Freigabesignal vom Befehlsregxster 150 (Fig. 7) überträgt, ist an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 244 angekoppelt. Der Ausgang des UND-Gatters 24 4 ist an die komplementären Rücksetzeingänge R

cc

der Flip-Flops 230 und 236 angekoppelt.

Der Ausgang des UND-Gatters 226 und des NAND-Gatters 222 sind an zwei Eingänge eines NAND-Gatters 247 angekoppelt. Der Ausgang dieses NAND-Gatters 247 ist an den zweiten Eingang des UND-Gatters 242 angekoppelt, dessen Ausgang an den komplementären Rücksetzeingang R des Flip-Flops 214 angekoppelt ist.

IQ Die Leitung 146, welche das Nullzählsignal vom Wortzähler 140 überträgt, ist an Takteingänge eines Paars von Flip-Flops 248 und 250 angekoppelt. Ein Dateneingang D des Flip-Flops 248 ist an Masse angekoppelt. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 248 ist an einen Dateneingang D des Flip-Flops 250 sowie an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 252 angekoppelt. Der Ausgang Q des Flip-Flops 250 ist an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 254 angekoppelt. Ein komplementärer Ausgang Q des Flip-Flops 250 ist an den zweiten Eingang des NAND-₅Gatters 2 22 angekoppelt. Eine Leitung 66hg von der CPU 62, welche ein Gerätauswahlsignal überträgt, ist an einen von zwei Eingängen eines NAND-Gatters 256 sowie an die zweiten Eingänge der NAND-Gatter 252 und 254 angekoppelt.

Eine Leitung 66h„ von der CPU 62, welche ein Löschsignal überträgt, ist an den zweiten Eingang des NAND-Gatters angekoppelt. Der Ausgang dieses NAND-Gatters 256 ist an den zweiten Eingang des UND-Gatters 246 angekoppelt. Der Ausgang dieses UND-Gatters 246 ist an den komplementären

gO Rücksetzeingang R des Flip-Flops 248 und den ersten von zwei Eingängen eines UND-Gatters 258 angekoppelt. Die Leitung 127, welche ein die Tätigkeit des Datenkanals anzeigendes Setzsteuersignal von der Logik 102 überträgt, ist an den zweiten Eingang des UND-Gatters 258 sowie an den komplementären Setzeingang ~S des Flip-Flops 2 48 angekoppelt. Der Ausgang des UND-Gatters 258 ist an den komplementären Rücksetzeingang R des Flip-Flops 250 angekoppelt.

Das Flip-Flop 248 bildet ein Tätigkeits-Flip-Flop, während das Flip-Flop 250 ein Tätigkeitsabschluß-Flip-Flop bildet. Diese Flip-Flops liefern Steuersignale zur CPU, welche den Status der Schnittstellenschaltung 60 anzeigen (d.h., ob die Schnittstellenschaltung hinsichtlich einer speziellen Operation tätig ist oder diese spezielle Operation abgeschlossen hat). Die den Status zur CPU 62 übertragenden Signale werden auf einer Leitung 64c₃ am Ausgang des NAND-Gatters 252 zur übertragung eines Tätigkeitsauswahlsignals (Tätigkeitsauswahl) oder auf einer Leitung 64c, am Ausgang des NAND-Gatters 254 zur Übertragung des Tätigkeitsabschlußsignals (Tätigkeitsabschluß)zur CPU erzeugt.

Fig. 15 zeigt ein Zeittaktdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungen nach den Fig. 7 und 14. Ein Signalzug 400 repräsentiert das auf die Leitung 98a gelieferte Transfertaktsignal. Die Periode dieses Transfertaktsignals beträgt etwa 26 μΞ. Ein Signalzug 402 repräsentiert die Tast- und Haltefunktion des Analog-Digital-Wandlers 58, wobei aus diesem Signalzug ersichtlich ist, daß es etwa 5 με dauert, bevor ein stabiles Ausgangssignal erreicht wird. Ein Signalzug 404 repräsentiert die Funktion des Analog-Digital-Wandlers 58. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, benötigt der Analog-Digital-Wandler 58 eine Gesamtzeig von etwa 25 \xs, um ein stabiles Ausgangssignal zu erreichen. Dies liegt unmittelbar vor der positiven Vorderflanke der nächsten Periode des Transfertaktsignals.

Ein Signalzug 406 repräsentiert die Wirkungsweise des Datenkanal-Synchron-Flip-Flops 214 (Fig. 14) während ein Signalzug 408 den entsprechenden Zustand des auf die Leitung 64c^ (Fig. 14) gelieferten Datenkanal-Betriebsartsignals repräsentiert. Ein Signalzug 410 repräsentiert die Datenkanal-Ausgangsperiode, wobei es sich um das Zeitfenster in jeder Transfertaktperiode handelt, in dem neue Kraftdaten

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zum Datenkanal-Ausgangsregister 148 (Fig. 7) übertragen werden. Ein Signalzug 412 repräsentiert die Datenkanal-Eingangs periode, wobei es sich um das Zeitfenster in jeder Transfertaktperiode handelt, in dem Stellungsdaten zum CPU-Speieher übertragen werden.

Ein Signalzug 414 repräsentiert den Status des Datenkanal-Ausgangsregisters 198 (Fig. 7), das seinen Status nach dem Abschluß der,Datenkanal-Ausgangsperiode (Signalzug

410) ändert, wie dies durch einen Punkt 414a auf dem Signalzug 414 dargestellt ist. Ein Signalzug 416 repräsentiert den Status des Stellungsregisters 110 (Fig. 7), während ein Signalzug 418 den Status des Kraftregisters 418 repräsentiert. Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Register ihren Status zur gleichen Zeit ändern, welche der positiven Flanke des Transfertaktsignals entspricht. Ein Signalzug 420 repräsentiert das auf die Leitung 144 (Fig. 7) gegebene Multiplexer-Auswahlsignal (AUS/EIN). Schließlich repräsentiert ein Signalzug 422 das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 68.

Das vorstehend beschriebene Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät besitzt mehrere wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Geräten. Dabei handelt es sich unter anderem um die Möglichkeit der Aufzeichnung einer Vielzahl von Sätzen von Spuren gleichzeitig in sehr schmalen Spuren, wobei das Gerät die Fähigkeit besitzt, den Spuren bei Wiedergabe genau zu folgen, auch wenn die Bandtransportgeschwindigkeit sich wesentlich ändert. Bei Aufzeichnung können weiterhin Sätze von Spuren unter einem gewünschten Winkel relativ zur Längsrichtung des Bandes aufgezeichnet werden, selbst, wenn sich die Bandgeschwindigkeit ändert. Die Verwendung einer CPU zur Aufnahme von Stellungsinformation von Wandlerköpfe tragenden Wandlerkopfanordnungen sowie Erzeugung von Kraft-Signalen zur Bewegung der Wandlerkopfanordnungen in dem Sin-

ne, daß sie einer gewünschten Spur folgen, macht es möglich, daß die Wandlerkopfanordnung bei Wiedergabe einer vorher aufgezeichneten Spur oder einem gewünschten Weg bei Aufzeichnung folgt, selbst, wenn sich die Bandtransportgeschwindigkeit von der Normalgeschwindigkeit unterscheidet. Die Verwendung der CPU zur Durchführung von Berechnungen und Erzeugung der Kraftsignale zur Regelung der genauen Einstellung der die Wandlerköpfe tragenden Wandlerkopfanordnungen macht es möglich, daß das Gerät mit einer weitgrößeren Drehzahl im Vergleich zu bekannten Geräten betrieben werden kann, wobei ein genauer Lauf auf extrem schmalen Spuren möglich ist, was mit bisher bekannten Fehlerkorrekturmechanismen dieser Art nicht möglich war.

Claims

ATENTANWÄLTE DiPL.-InSv H.^:WElC-KMANN,.EtCBI..-PHYS. Dr. K. FlNCKE

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86 25· AU9· 1982

POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22

TELEFON(OK) 980352

TELEX 522621

TIiLI-GRAMM PATI-NTWEICKMANN MÜNCHEN

Ampex Corporation

Broadway, Redwood City, California 94063

V.St.A.

DXIIIA

Informations-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät sowie Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren

Patentansprüche

ζ 1. >Informations-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit einer Wandleranordnung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information auf bzw. von einer Vielzahl von parallelen Sätzen von Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium,

)5 gekennzeichnet durch

eine Montageeinrichtung (22) für die Wandleranordnung (20), so daß diese relativ zur Längsrichtung der Sätze von Spuren (A bis F) quer bewegbar ist, wobei die Montageeinrichtung (22) durch ein drehbares Element (12) gehaltert ist, das mit relativ großer Drehzahl rotiert, so daß es im wesentlichen die gesamte Relativbewegung zwischen der Wandleranordnung (20) und dem Aufzeichnungsmedium (26) für die Informationsaufzeichnung realisiert, eine Einrichtung (23, 24) zur selektiven Bewegung der Montageeinrichtung (22) derart, daß die Wandleranordnung (20) als Punktion von in die Montageeinrichtung (22) eingespeisten selektiven elektrischen Signalen aus einer Grundstellung in beiden Richtungen und in vorgegebenen

Beträgen quer bewegt wird,

und eine Schaltungsanordnung (34) zur Erzeugung der elektrischen Signale und deren Einspeisung in die Bewegungseinrichtung (23, 24) sowie zur Erzeugung von Signalen zur Einstellung der Wandleranordnung (20) derart, daß ein Satz von Spuren genau auf einem vorgegebenen Weg und danach weitere Sätze von Spuren auf dem vorgegebenen Weg parallelen Wegen aufgezeichnet werden, wobei der vorgegebene Weg unabhängig von der Geschwindigkeit und der Richtung des Transports des Aufzeichnungsmediums (26) ist.
2. Magnetband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit einer durch eine rotierende Einrichtung gehalterten Wandleranordnung zur Abtastung eines Magnetbandes längs einer Vielzahl von benachbarten Sätzen von Spuren, bei dem die rotierende Anordnung eine die Wandleranordnung tragende Bewegungseinrichtung aufweist und als Funktion von Treibersignalen eine Bewegung der Wandleranordnung in entgegengesetzten Richtungen relativ zu einer Grundstellung bewirkt, wobei die Bewegung generell quer zur Richtung der Sätze von Spuren verläuft, insbesondere nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch

eine an die Wandleranordnung (20) angekoppelte Einrichtung (25) zur Erfassung der Querbewegung der Wandleranordnung (20), wobei die Erfassungseinrichtung (25) Stellungsdaten liefert, welche die augenblickliche Querstellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung repräsentie^ren'.

eine Anordnung (in 62) zur Speicherung der Stellungsdaten, und eine Schaltungsanordnung (50 bis 68) zur Erzeugung der elektrischen Signale und Einspeisung dieser Signale in die Bewegungseinrichtung (23, 24), welche die Signale als Funktion der Querstellungsdaten erzeugt, um die Wandleranordnung (20) zur Aufzeichnung eines Satzes von Spuren,

längs eines gewünschten Weges sowie zur Aufzeichnung zusätzlicher Sätze von Spuren auf zu dem gewünschten Weg parallelen Spuren genau einstellt, wobei der gewünschte Weg als Funktion einer speziellen Geschwindigkeit und Richtung des Bandtransportes festgelegt ist.
3. Magnetband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information auf einem mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten bewegbaren Aufzeichnungsmedium, insbesondere nach Anspruch

gekennzeichnet durch

eine Wandleranordnung (20) zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information auf bzw. von einer Vielzahl von generell parallelen Sätzen von Spuren (A bis F), die unter einem spitzen Winkel relativ zur Längsrichtung eines Aufzeichnungsmediums (26) orientiert sind, eine als Funktion der Aufzeichnungsmedium-Transportgeschwindigkeit Transportgeschwindigkeits-Anzeigesignale erzeugende Anordnung (65),

eine Montageeinrichtung (22) für die Wandleranordnung (20), so daß diese relativ zur Längsrichtung der Sätze von Spuren (A bis F) quer bewegbar ist, wobei die Montageeinrichtung (22) durch ein drehbares Element (12) gehaltert ist, das mit relativ großer Drehzahl rotiert, so daß es im wesentlichen die gesamte Relativbewegung zwischen der Wandleranordnung (20) und dem Aufzeichnungsmedium (26) für die Informationsaufzeichnung realisiert, eine Einrichtung (23, 24) zur Bewegung der Montageeinrichtung (22) in zwei Richtungen relativ zu einer Grundstellung als Funktion von in die Montageeinrichtung (22) eingespeisten Treibersignalen,

eine an die Montageeinrichtung (22) angekoppelte Einrichtung (25) zur Erfassung der Querstellung sowie zur Erzeugung von Stellungssignalen, welche die Augenblicksstellung der Montageeinrichtung (22) relativ zur Grund- stellung angeben,

und eine Schaltungsanordnung (50 bis 68) zur Erzeugung von Treibersignalen für die Bewegung der Montageeinrichtung (22), so daß die Wandleranordnung (20) längs eines vorgegebenen Führungsweges bewegt wird, um Spuren unter einem speziellen Wegwinkel parallel zueinander aufzuzeichnen wobei die die Treibersignale erzeugende Schaltungsanordnung auf die Stellungssignale und die Geschwindigkeitsanzeigesignale anspricht und zur Anpassung an unterschiedliche Aufzeichnungsmedium-TransportgeschwindigkeitA^ unterschiedliche Treibersignale zu erzeugen, wodurch der spezielle Wegwinkel bei Aufzeichnung erhalten bleibt.
4. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information auf einem mit unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten bewegbaren Aufzeichnungsmedium, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Wandleranordnung (20) zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information auf einer Vielzahl von generell parallelen Sätzen von Spuren (A bis F), welche unter einem spitzen Winkel relativ zur Längsrichtung des Aufzeichnungsmediums (26) ,

eine als Funktion der Aufzeichnungsmedium-Transportgeschwindigkeit Transportgeschwindigkeits-Anzeigesignale erzeugende Anordnung (65),

eine Montageeinrichtung (22) für die Wandleranordnung (20), so daß diese im wesentlichen quer relativ zur Längsrichtung der Sätze von Spuren (A bis F) bewegbar ist, wobei die Montageeinrichtung (22) durch ein drehbares EIement (12) gehaltert ist, das mit relativ großer Drehzahl rotiert, so daß es im wesentlichen die gesamte Relativbewegung zwischen der Wandleranordnung (20) und dem Aufzeichnungsmedium (26) für die Informationswiedergabe realisiert,

eine Einrichtung (23, 24) zur Bewegung der Montageeinrichtung (22) quer in zwei Richtungen relativ zu einer

Grundstellung als Funktion von in die Montageeinrichtung (22) eingespeisten Treibersignalen, eine an die Montageeinrichtung (22) angekoppelte Einrichtung (25) zur Erfassung der Querstellung und Erzeugung von Stellungssignalen, welche die Augenblicksstellung der Montageeinrichtung (22) relativ zur Grundstellung anzeigen,

und eine Schaltungsanordnung (50 bis 68) zur Erzeugung von Treibersignalen für die Bewegung der Montageeinrichtung (22), so daß die Wandleranordnung (20) längs eines vorgegebenen Führungsweges bewegt wird, um Information aus zueinander parallelen Spuren wiederzugeben, wobei die die Treibersignale erzeugende Schaltungsanordnung auf die Stellungssignale und die Geschwindigkeitsanzeigesignale anspricht und zur Anpassung an sich ändernde Aufzeichnungsmedium-Transportgeschwindigkeiten sich ändernde Treibersignale erzeugt, wodurch die Wandleranordnung (20) den Spuren (A bis F) bei Wiedergabe folgt.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine die Stellung der.Wandleranordnung (20) erfassende Einrichtung (25) , die an die die elektrischen Signale erzeugende Schaltungsanordnung (34) angekoppelt ist und Querstellungsdaten liefert, die ein Maß für die Au-

;5 genblickstellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung sind.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (25) eine elektromagnetische Spulenanordnung mit einem mit der Wandleranordnung (20) gekoppelten beweglichen Kern aufweist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung einen in der Wandleranordnung (20) angeordneten Lesemagnetkopf (S₃) aufweist, der zur Auslesung wenigstens einer, wenigstens

eine Spur in jedem Spursatz (A bis P) bildenden Regelspur dient.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (25) einen an die Wandleranordnung (20) gekoppelte elektromagnetische Spulenanordnung (25a) mit einem stationären Kern (25b) aufweist.
IQ 9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrischen Signale erzeugende Schaltungsanordnung (34) einen Speicher zur Speicherung von Daten aufweist, welche die zur selektiven Bewegung der Wandleranordnung (20) auf dem vorgegebenen Weg dienenden elektrischen Signale repräsentieren.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Tachometer (96) zur Erzeugung einer Folge von elektrischen Impulsen, welche die Teilung jeder Um-

2Q drehung des rotierenden Elementes (12) in eine diskrete Anzahl von Segmenten einer Winkelstellung repräsentieren und durch eine in der die elektrischen Signale erzeugenden Schaltungsanordnung (34) vorgesehene Schaltung zur Erzeugung einer digitalen Adresszahl für jedes der diskreten Segmente der Winkelstellung, wobei der Wert jeder der Adresszahlen der Augenblickswinkelstellung der Wandleranordnung (20) während jedes diskreten Segmentes entspricht.

QQ
11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Umwandlung der Querstellungsdaten in einem Block von digitalen Stellungszahlen von denen jede die Augenblicksquerstellung 4er Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung repräsentiert.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Wandlerschaltung durch die elektrischen Impulse vom Tachometer (96) angesteuert ist, so daß jede Stellungszahl einem Drehsegment des rotierenden Elementes (12) entspricht.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung der Stellungszahlen in eindeutigen Adressteilen, wobei die Adressteilen den binären Adresszahlen entsprechen.
14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Computer (62) zur Berechnung eines Blocks von Digitalzahlen, welche elektrische Signale zur Querbewegung der Wandleranordnung (20) entsprechen, wobei der Block von Zahlen auf der Basis der Überwachung der Stellung der Wandleranordnung (20) und der im Speicher gespeicherten Querstellungszahlen erfolgt.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrischen Signale erzeugende Schaltungsanordnung (34) die Signale in die bewegliche . Montageeinrichtung (22) einspeist, um die Wandleranordnung (20) bei Wiedergabe den Sätzen von Spuren (A bis F) folgen zu lassen, daß der Wert der elektrischen Signale sich als Funktion der Stellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung ändert, daß die die elektrischen Signale erzeugende Schaltungsanordnung (34) die Stellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung überwacht und die elektrischen Signale zur selektiven Querbewegung sowie zur Unterbindung der Querbewegung der Wandleranordnung (20) am Ende der Wiedergabe eines Satzes von Spuren erzeugt, so daß die Wandleranordnung (20) so eingestellt wird, daß sie die Wiedergabe des als Funktion der Geschwindigkeit und der Richtung der Bewegung des Mediums (26) festgelegten richtigen Satzes von Spuren beginnt.
16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegung der Montageeinrichtung (22) graduell erfolgt, so daß die Wandleranordnung (20) den Sätzen von Spuren bei Wiedergabe folgt und daß die Querbewegung am Ende der Wiedergabe eines Satzes von Spuren für den Fall, daß die Wandleranordnung (20) bis zu ihrer maximalen Querbewegungsgrenze bewegt ist, abrupt erfolgt.
17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung (20) am Ende der Wiedergabe eines Satzes von Spuren bei Fehlen einer Querbewegung für den Beginn der Wiedergabe des nächstfolgenden benachbarten Satzes von Spuren eingestellt wird, und daß die dem Abstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Sätzen von Spuren etwa gleiche Querbewegung der Wandleranordnung (20) in einer ersten Richtung die Wiederholung der Wiedergabe des unmittelbar vorher wiedergegebenen Satzes von Spuren bewegt, wobei ein gleicher Betrag der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung ein überspringen eines Satzes von Spuren bewirkt.
18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandleranordnung (20) eine Vielzahl von magnetischen Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen (D₁ bis Dg) zur Aufzeichnung und Wiedergabe einer entsprechenden Vielzahl von Informationskanälen auf dem Medium (26) aufweist, daß wenigstens ein Regelspur-Aufzeichnungsmagnetkopf (beispielsweise S₁) und wenigstens ein Regelspur-Wiedergabemagnetkopf (S-) vorgesehen sind und daß die Regelspur-Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe (S., S₃) zur überwachung der Stellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung und der Regelspur-Wiedergabekopf (S^) zur Erzeugung von Fehlersignalen für die die elektrischen Signale erzeugende Schaltungsanordnung (34),

-9-dienen.
19. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (62) zur Berechnung des Blocks von Binärzahlen, welche die elektrischen Signale zur Einstellung der Wandleranordnung (20) längs des ausgewählten Weges repräsentieren, durch die Querstellungsdaten angesteuert ist.
20. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Treibersignale erzeugende Schaltungsanordnung (34) Treibersignale zur Realisierung eines Wegverlaufes erzeugt, welcher eine Bewegung in einer Querrichtung für die Wandleranordnung (20) erfordert, damit diese dem Wegverlauf bei Aufzeichnung folgt, und welche eine Bewegung der Wandleranordnung (20) in entgegengesetzter Richtung erfordert, damit die Wandleranordnung (20) in eine Stellung zurückkehrt, welche wiederum eine Bewegung auf dem Wegverlauf ermöglicht, wobei der Wegverlauf beginnt, bevor die Wandleranordnung (20) mit dem Aufzeichnungsmedium (26) für eine Informationsumwandlung in Wirkverbindung tritt.
21. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die die Treibersignale erzeugende Schaltungsanordnung (34) Signale zur Bewegung der Wandleranordnung (20) in der entgegengesetzten Richtung während einer oder mehrerer aufeinanderfolgender Umdrehung des rotierenden Elementes (12) erzeugt, wenn eine Aufzeichnung nicht während jeder aufeinanderfolgenden Umdrehung erfolgt.
22. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Schaltungsanordnung (34) zur Erzeugung der Treibersignale enthaltene digitale Computer (62) zur Erzeugung der Treibersignale von den Stel-

-ΙΟΙ lungssignalen und den Geschwindigkeitsanzeigesignalen angesteuert ist.
23. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die die Montageeinrichtung (22) bewegende Einrichtung (23, 24) auf die Treibersignale in analoger Form anspricht, daß die die Treibersignale erzeugende Schaltungsanordnung (34) einen Digital-Analog-Wandler (68) zur Umwandlung der digitalen Treibersignale vom digitalen Computer (62)in eine analoge Form für die Einspeisung in die die Montageeinrichtung (22) bewegende Einrichtung (23, 24) enthält.
24. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Fehlersignale zur Anzeige der Abweichung der Wandleranordnung (20) von den Spuren (A bis F) erzeugende Schaltung (in Fig. 6) und durch eine Ansteuerung der die Treibersignale erzeugenden Schaltungsanordnung (34) zur Erzeugung der Treibersignale zur Bewegung der Montageeinrichtung (22) , so daß die Wandleranordnung (20) den Spuren (A bis F) bei Wiedergabe genauer folgt.
25. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlersignale im Computer (62) dazu benutzt werden, um eine Änderung des Wegverlaufs derart zu berechnen, daß die Wandleranordnung (20) den Spuren (A bis F) bei Wiedergabe genau folgt.
26. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Computer (62) durch die Fehlersignale, die Stellungssignale und die Geschwindigkeitsanzeigesignale zur Erzeugung der Treibersignale angesteuert ist.
27. Verfahren zur Aufzeichnung von mit unterschiedlichen Folgefrequenzen übertragenen Daten für ein Aufzeichnungs-

und Wiedergabegerät mit einer durch eine rotierende Einrichtung gehalterten Wandleranordnung zur Abtastung eines Mediums längs einer Vielzahl von unter einem Winkel relativ zur Längsrichtung des Mediums verlaufenden benachbarten Sätzen von Spuren, wobei die rotierende Einrichtung eine die Wandleranordnung tragende Bewegungseinrichtung aufweist und die Wandleranordnung in gegensinnigen Richtungen relativ zu einer Grundstellung längs eines generell quer zur Richtung der Sätze von Spuren verlaufenden Weges bewegt und wobei die rotierende Einrichtung eine Einrichtung zur Querbewegung der Wandleranordnung relativ zur Grundstellung für eine parallele Aufzeichnung der Sätze von Spuren aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

L5 die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Einrichtung (12) generell konstant gehalten wird, die Transportgeschwindigkeit des sich um die rotierende Einrichtung (12) bewegenden Mediums (26) in einem Bereich zwischen einer oberen Grenze in Vorwärtsrichtung

>0 und einer Grenze in Rückwärtsrichtung auf einen vorgegebenen Wert justiert wird, wobei der Bereich die Geschwindigkeit Null enthält,

die Stellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung überwacht wird,

die Stellung der Wandleranordnung (20) mit einer Stellung verglichen wird, welche einem durch eine spezielle Geschwindigkeit und eine spezielle Richtung des Transports des Mediums (26) festgelegten Abtastweg entspricht, und die Wandleranordnung (20) als Punktion des überwachungs- und Vergleichsschritts in eine Stellung quer bewegt wird, welche dem gewünschten Abtastweg entspricht, so daß Sätze von Spuren (A bis F) parallel zueinander aufgezeichnet werden,
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Überwachungsschritt Querstellungsdaten erzeugt werden, welche die Augenblicksstellung der Wandleranord-

-12-nimg (20) angeben.
29. Verfahren nach Anspruch 27 und/oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Impulse erzeugt werden, welche diskrete Winkelteilungen der rotierenden Einrichtung (12) repräsentieren.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß digitale Adresszahlen für jedes diskrete Segment der Winkelstellung erzeugt werden, wobei der Wert jeder Adresszahl der Augenblickswinkelstellung der Wandleranordnung (20) für eine entsprechende diskrete Winkelteilung der Umdrehung der rotierenden Einrichtung (12) entspricht.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch

gekennzeichnet, daß die Querstellungsdaten in einen Block von digitalen Stellungszahlen überführt werden, wobei jede Stellungszahl der Augenblicksquerstellung der Wandleranordnung (20) relativ zur Grundstellung entspricht.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstellungsdaten in eindeutigen Speicherstellen eines Speichers gespeichert werden, wobei jede Adressteile den Adresszahlen entspricht.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block von Digitalzahlen erzeugt wird, welche elektrische Signale zur Querbewegung der Wandleranordnung (20) repräsentieren und daß der Block von Digitalzahlen auf der Basis der überwachung der Stellung der Wandleranordnung (20) und der im Speicher gespeicherten Querstellungsdaten erfolgt.