DE3509584A1

DE3509584A1 - Verfahren zur aufzeichnung eines signals auf einem bandfoermigen aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3509584A1
Application number: DE19853509584
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. 3000 Hannover Keesen; Günter Dipl.-Ing. 3013 Barsinghausen Oberjatzas; Hans-J. Dr. 3005 Hemmingen Platte; Hartmut Schandl; Dietmar 7730 Villingen-Schwenningen Uhde
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1985-03-16
Filing date: 1985-03-16
Publication date: 1986-09-18
Also published as: JPH0758523B2; JPS61264501A; KR940006351B1; KR860007658A

Description

Verfahren zur Aufzeichnung eines Signals auf einem
bandftjrmigen Aufzeichnungsträqer Für die Aufzeichnung breitbandiger Signale wie z.B. von einem analogen oder digitalen Bildsignal, einem digitalen Tonsignal und sonstigen breitbandigen Datensiqnalen mit nur einem jeweils mit dem Band in Kontakt befindlichen Abtastelement wird eine hohe Abtastgeschwindigkeit, d.h. Relativgeschwindigkeit zwischen dem Abtastelement, z.R. einem Magnetkopf, und dem Aufzeichnungstrager, z.B. einem Magnetband, benötigt. Diese Abtastgeschwindigkeit liegt beim heutigen Videorecorder in der Größenordnung von 300 cm pro Sekunde.
Bei dem sogenannten Längsspurverfahren erfolgt die Aufzeichnung auf einer parallel zur Bandkante in Längsrichtung des Magnetbandes verlaufenden Längsspur vom Bandanfang zum Bandende. Zur Erzielung der hohen Abtastgeschwindigkeit muß daher das Magnetband in seiner Längsrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit transportiert werden, da hier die Transportgeschwindigkeit gleich der Abtastgeschwindigkeit ist. Dadurch ergibt sich bei üblichen Magnetbandlängen eine relativ kurze Spieldauer einer Spur vom Bandanfang zum Bandende. Deshalb wird bei bekannten Vorschlägen dieser Art über die Breite des Magnetbandes eine Vielzahl von Spuren aufgezeichnet, wobei die Abtastung z.B.
abwechselnd jeweils vom Bandanfang zum Bandende und dann mit reversiertem Magnetband vom Bandende zum Bandanfang erfolgt.
Diese Lösung erfordert jedoch eine häufige Umschaltung der Bandtransportrichtung und der Lage des Kopfes in Querrichtung zum Band. Durch die Umschaltung der Transportrichtung und die damit verbundene recht große Signalausfallzeit werden insbesondere kontinuierliche Signale wie z.B. ein Tonsignal, gestört.
Bei dem sogenannten Querspurverfahren, das insbesondere für professionelle Videoaufzeichnung Verwendung findet, wird das Signal in Spuren aufgezeichnet, die etwa senkrecht zur Kante eines Magnetbandes verlaufen. Die Aufzeichnung und Abtastung erfolgt dabei mit einem rotierenden Kopfrad mit mehreren Köpfen, an das das konkav gewölbte Band angelegt ist. Bei dieser Lösunq kann auf einer Querspur wegen deren geringen geometrischen Länge (gleich Breite des Bandes) nur ein relativ kurzer Siqnalteil von z.B. 16 Zeilen eines Fernsehbildes aufgezeichnet werden, so daß eine mehrfache Umschaltung zwischen Spurabschnitten während eines Bildes erforderlich ist.
Bei dem sogenannten Schrägspurverfahren werden die Signale entlang Spuren aufgezeichnet, die sich unter einem geringen Winkel von etwa 6 - 70 schräg zur Bandkante erstrecken. Wegen der erhöhten geometrischen Länge eines Spurabschnittes kann auf einem derartigen schräg zur Bandkante verlaufenden Spurabschnitt ein volles Halbbild eines Fernsehslgnales aufqezeichnet werden.
Diese Lösung wird insbesondere für Konsum-Videorecorder verwendet.
Die bekannten Lösungen haben verschiedene Nachteile bei der Aufzeichnung digitaler Signale, insbesondere eines digitalen Videosignals.
Videorecorder z.B. müssen Sonderbetriebsarten, sogenannte Trickmodi, wie z.B. Bildsuchlauf, Nachvertonung und dgl. ermöglichen.
Die Realisierung derartiger Trickmodi bringt bei der Aufzeichnung digitaler Signale erhebliche spezielle Probleme mit sich.
Einerseits muß ein digitales Bildsignal bei der Aufzeichnung prinzipiell stärker segmentiert werden als ein Analogsignal, selbst wenn man sich auf dieselbe Spurlänge bezieht. Andererseits erweisen sich die von der Aufzeichnung eines Analogsignals her bekannten recht einfachen Lösungen wie z.B. das Kreuzen des Videokopfes beim Bildsuchlauf über mehrere Spuren bei der Aufzeichnung eines Digitalsignals als nicht anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Aufzeichnungsverfahren zu schaffen, bei dem längere Segmente von Signalabschnitten möglich sind, und das sich besonders für die digitale Aufzeichnung eines Videosiqnals und für die Realisierung üblicher Trickmodi eignet.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch l beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die erfindungsgemäß Lösung ergeben sich folgende Vorteile, die insbesondere bei der Aufzeichnung eines digitalen Bildsignales zum Tragen kommen.
Es wird ein Bildsuchlauf ermöglicht, ohne daß ein teurer Aufwand an Mikromechanik für die Spurführung benötigt wird. Die Aufzeichnung des Tonsignals kann bei optimaler Ausnutzung der Speicherfläche so erfolgen, daß das Tonsignal getrennt von dem Bildsignal aufgezeichnet, wiedergegeben und gelöscht werden kann und somit auch eine Nachvertonung möglich ist. Die Aufnahme und Wiedergabe sind in beiden Laufrichtungen des Aufzeichnungsträgers möglich. Es ergibt sich auch ein einfacher Lademechanismus für den Aufzeichnungsträger.
Bei der erfindungem8en Lösung nehmen die jeweils aus einer Vielzahl von Spurabschnitten bestehenden Blöcke auf dem Träger annähernd rechteckförmige Flächen ein, die durch annähernd parallel und annähernd senkrecht zur Trägerkante stehende Linien begrenzt sind. Diese annähernd rechteckförmige Flächen einnehmenden Blöcke sind somit auf dem Magnetband matrixartig in Langsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet. Dabei ist vorzugsweise zwischen aufeinanderfolgenden Blöcken und auch benachbart parallel liegenden Spuren kein Zwischenraum vorgesehen. In Längsrichtung des Trägers hintereinanderliegende Spurabschnitte gehen also ohne Zwischenraum ineinander über oder überlappen einander. Vorzugsweise sind die Spurabschnitte je durch einen Anfangsimpuls und einen Endimpuls markiert. Die quer zur Längsrichtung des Träges parallel nebeneinander liegenden Spurabschnitte sind indessen aufgrund unterschiedlichen Azimutwinkels voneinander trennbar.
Die Aufzeichnung und Wiedergabe erfolgt vorzugsweise mit einer zylinderförmigen Kopftrommel, über deren Umfang mehrere Köpfe verteilt angeordnet sind. Die Kopftrommel wird von dem Magnetband über einen Winkel von z.B. 180° umschlungen, und zwar derart, daß die Längsrichtung des Magnetbandes annähernd quer zur Achse des Zylinders verläuft, also im Gegensatz zur Schrägspuraufzeichnung nicht gegen diese geneigt ist. Die beiden Kanten des Magnetbandes liegen also immer in einer Ebene. Die Lösung hat den Vorteil, daß das Magnetband im Gegensatz zur Schrägspuraufzeichnung stets in einer Ebene und parallel zur Wickelachse bleibt und daß auch der Aufwand für die Bandführung und die Anforderung an die Genauigkeit der Bandführung verringert werden.
Die Köpfe können am Umfang einer rotierenden Kopftrommel angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Köpfe auf einer rotierenden Kopfradscheibe anzuordnen, die sich zwischen zwei miteinander und mit der Kopfradscheibe koaxialen, fest stehenden Zylindern befindet. Bei dieser Lösung werden die Reibung zwischen dem Kopfrad und dem Magnetband und die träge Masse der drehenden Teile gegenüber dem Fall verringert, daß die gesamte Kopftrommel rotiert-.
Damit die Spuren quer zur Bandrichtung nebeneinander geschrieben werden, wird während des Abtastvorganges das Kopfrad in Richtung seiner Achse, also quer zur Längsrichtung des Magnetbandes, kontinuierlich verstellt. Dadurch kommt es zu einer geringen Schräglage der Spurabschnitte relativ zur Bandkante.
Durch die matrixartige Anordnung ist es möglich, bei der Abtastung durch entsprechende Änderung des Bereiches der Höhenverstellung des Kopfrades quer zur Bandrichtung nur bestimmte Bereiche jedes Blockes abzutasten. Einzelne Bereiche eines Blockes, die quer zur Bandrichtung aufeinanderfolgen, können daher unterschiedliche und voneinander unabhängige Signale enthalten, wie z.B. ein Bildsignal, verschiedene Tonsigna)e und Steuersignale. Dadurch, daß die Spurabschnitte annähernd parallel zur Bandkante liegen, können im Gegensatz zur Schrägspuraufzeichnung verschiedene aufgezeichnete Signale geometrisch separiert und getrennt vonein#ander wiedergegeben werden. Dies gilt auch für Bandgeschwindigkeiten, die von der Normalgeschwindigkeit abweichen, z.B. für Suchlauf.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird in der beschriebenen Weise das Magnetband nur über die halbe Breite beschrieben und entsprechend abgetastet. Durch diese Lösung wird eine sogenannten Wendekassette ermöglicht, bei der bei einem Abtastvorgang jeweils nur die halbe Breite des Magnetbandes und nach Umkehr der Kassette die andere halbe Breite beschrieben oder abgetastet wird. Das Magnetband kann jedoch auch unter Benutzung beider Halbspuren des Bandes mit z.B. zwei parallel arbeitenden Abtastsystemen quasi-kompatibel mit Signalen höherer Datenrate, wie z.B. einem hochaufgelösten Fernsehsignal (HDTV) beschrieben werden.
Bei der Aufzeichnung eines Fernsehsignals enthält ein Spurabschnitt ungefähr 1/50 Vollbild, also ungefähr 16 Bilder pro Block. Die Zahl der auf der Kopftrommel angeordneten Köpfe ist vorzugsweise eine oerade Zahl, beispielsweise 4. Auch die Zahl der Spurabschnitte pro Block ist vorzugsweise eine gerade Zahl und liegt in der Größenordnung von einigen 100 bis 1.000. Zur Verringerung des Über sprechens zwischen benachbarten Spurabschnitten erfolgt vorzugsweise die Aufzeichnung in benachbarten Spurabschnitten mit unterschiedlich geneigten Azimutwinkeln, z.B. +60 und -60. Dabei haben in Längsrichtung des Bandes hintereinanderliegende Spurabschnitte gleichen Azimutwinkel.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich eine Einrichtung zur automatischen Spurnachführung, ein sogenanntes DTF (Dynamic Track Following) vorgesehen sein, mit dem der Kopf insbesondere am Ende eines Spurabschnittes immer genau auf den Spurabschnitt eingestellt wird.
Vorzugsweise werden die einzelnen Blöcke mit einer Adressierung versehen, also einer durchlaufenden Numerierung, so daß ein bestimmter Block im Suchlauf angefahren und ggf. gelöscht, korrigiert oder durch einen anderen Signalinhalt ersetzt werden kann. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erlutert. Darin zeigen Fig. 1 die Anordnung der Spurabschnitte auf der halben Breite eines Magnetbandes, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Spurabschnitte gemaß Fig. 1, Fig. 3 die Zuordnung des Magnetbandes zu einer die Köpfe tragenden Kopftrommel, Fig. 4 den zeitlichen Ablauf der Aufzeichnung an einem Beispiel mit 4 Köpfen und 4 Spurabschnitten je Block für den Fall, daß der Bandvorschub und die Drehrichtung des Kopfes gleichsinnig sind, Fig. 5 den zeitlichen Ablauf nach Fig. 4 für den Fall, daß die Richtung des Bandvorschubes und die Richtung der Kopfbewegung gegensinnig gerichtet sind, Fig. 6 eine nähere Erläuterung der in Fig. 4,5 auftretenden Winkel für den praktischen Fall mit einer Vielzahl von Spurabschnitten je Block, Fig. 7 eine konstruktive Ausbildunq des Kopfrades, Fig. 8 einen Schnitt durch Fig. 7, Fig. 9 eine weitere Ausbildung des Kopfrades, Fig. 10 einen Schnitt durch Fig. 9 und Fig. 11 das Zusammenwirken zwischen einer das Magnetband enthaltenden Kassette und der Kopftrommel gemäß den Fig.
9,10.
Fig. 1 zeigt ein Magnetband 1, das bei der Aufnahme und bei der Wiedergabe in seiner Längsrichtung 2 mit konstanter Geschwindigkeit transportiert wird, z.B. in der Größenordnung von 10 - 30 mm/s. Die auf dem Magnetband 1 geschriebenen Spurabschnitte S mit der Breite b und der Länge 1 verlaufen unter einem geringen Winkel arctan zu arctan b/l, z.B. arctan 10 um/15 mm geneigt im wesentlichen parallel zur Bandkante 3. Zeitlich aufeinanderfolgende Spurabsehnìtte S liegen außer beim Übergang von einem Block zum anderen in Querrichtung des Bandes 1 nebeneinander und bilden somit einen Block B1 von Spurabschnitten. Die Begrenzungslinien 4,5 des Blockes Bl, d.h. die Linie der Anfangspunkte und Endpunkte der Spurabschnitte S, liegen senkrecht zur Bandkante 3.
Der Blolck B1 erstreckt sich nur über die halbe Breite des Bandes 1. Das hat den Zweck, daß auf der anderen Hälfte ein anderes, unabhängiges Signal aufgezeichnet werden kann (Wendekassette). Die geringe Schräglage der Spurabschnitte S zur Bandkante 3 ist dadurch bedingt, daß der die Spurabschnitte S abtastende Kopf während der Abtastung in Längsrichtung 2 gleichzeitig eine kontinuierliche Bewegung in Querrichtung 6 ausführt, damit beim Übergang von einem auf einen anderen Kopf dieser jeweils den nächsten parallel darunter liegenden Spurabschnitt S mit dem nötigen Versatz schreiben kann. Auf diese Weise werden nacheinander die Blöcke Bl, B2, B3, B4 usw. geschrieben, die je eine in Bandrichtung senkrecht zur Bandkante 3 begrenzte annähernd rechteckförmige Fläche auf dem Band 1 einnehmen. Wenn der letzte Spurabschnitt S an der unteren Kante des Blockes B1 geschrieben wurde, beginnt der nächste aktive Kopf mit dem entsprechenden Schreiben des nächsten Blockes B2, jedoch jetzt ausgehend von der Mitte des Magnetbandes 1 bis zur Bandkante 3 hin, wie durch die Pfeile dargestellt. Da sich jetzt der Kopf von der Mitte des Bandes 1 zur Bandkante 3, also nach oben, bewegt, ist auch die Schrägstellung der Spurabschnitte im Block B2 gegenüber der im Block B1 entgegengesetzt gerichtet.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung vier aufeinanderfolgende Spurabschnitte S1 - SO für den Block B2. Die Spurabschnitte S sind jeweils mit einem Anfangs impuls 7 und einem Endimpuls 8 gekennzeichnet, damit bei der Wiedergabe die Spurabschnitte S wieder erkannt werden können.
In Fig. 3 ist das Band 1 mit Umlenkrollen 9,10 um eine zvlinderförmige Kopftrommel 11 über einen Winde) von etwa 1800 herumgeführt. Das Band verläuft dabei senkrecht zur Achse 12 der Kopftrommel l], ist also nicht wie bei der sogenannten SchrSgspuraufzeichnung unter einem Winkel dazu geneigt. Das Band 1 erleidet also keine Verdrehung aus der Ebene der Wickelackssen. Das Kopfrad 11 trägt Köpfe Kl, K2, K3, K4, die nacheinander die Spurabschnitte S1, S2, S3, S4 auf dem Band 1 schreiben oder lesen. Dabei bewegt sich die Kopftrommel 11 in Richtung der Achse 12, und zwar für die aufeinanderfolgenden Blöcke B1, B2, B3, B4 in abwechselnder Richtung, wie in Fig. 1 durch die Pfeile dargestellt.
Wenn ein Kopf K einen Spurabschnitt S schreibt, beweqt sich während dieser Zeit das Band 1 in Längsrichtung 2 um einen bestimmten Betrag. Wenn jetzt der nächste Kopf den darauffolgenden Spurabschnitt S, z.B. S2, unter gleichen Voraussetzungen schreibt, wäre der zweite Spurabschnitt gegenüber dem davorliegenden entgegen der Richtung 2 um diesen Betrag versetzt. Die einzelnen Blöcke B gemäß Fig. 1,2 würden also nicht senkrecht zur Bandkante 3, sondern schräg zur Bandkante 3 liegen. Dann könnte das Band nicht voll ausgenutzt werden, oder es käme zu einer Überlappung von einzelnen Blöcken E.
Fig. 4 zeigt eine Steuerung der Köpfe an einem vereinfachten Beispiel von 4 Köpfen und 4 aufeinanderfolgenden Spurabschnitten S je Block, bei der die Lage der Spurabschnitte gemäB Fig. 1, 2 erreicht wird.
In Fig. 4a ist angenommen, daß der Kopf Kl mit der Anfangsphase 0° der Trommel durch Rotation der Kopftrommel 11 in der dargestellten Richtung über einen Winkel von 112,5° den Spurabschnitt S1 auf dem Band 1 schreibt und sich dabei gleichzeitig kontinuierlich in Richtung der Achse 12 bewegt. Während dieser Zeit ist jedoch die Lage des Bandes 1 zur Kopftrommel 11 nicht unverändert geblieben. Vielmehr hat sich das Band 11 in Richtung 2 um den Längsvorschub des Bandes bewegt. Die Länge des geschriebenen Spiurabschnittes auf Band entspricht damit einem Viqtel des Kopftrommelumfanges. Der Anfang des geschriebenen Spurabschnittes S1 befindet sich also am Ende des Shreihvorgangs nicht mehr an der in Fig. 4a mit K1 bezeichneten Stelle, sondern um 22,5 0 in Richtung 2 versetzt. Deshalb wird der Schreibvorgang mit dem Kopf K2 für den folgenden Spurabschnitt S2 mit einer Anfangsphase von 22,5 ° gestartet. Dadurch wird erreicht, daß der Spurabschnitt S2 ohne Versatz unmittelbar neben dem Spurabschnitt S1 lieqt, wie in Fig. 2 dargestellt.
Da sich nach dem Schreiben des Spurabschnittes 52 das Maqnetband 1 wiederum um den gleichen Betrag in Längsrichtung 2 bewegt hat, liegt jetzt der Anfang der gechriebenen Spur 52 an der in Fig.
4c mit K3 angedeuteten Stelle. Deshalb beginnt entsprechend der Schreibvorgang mit dem Kopf K3 für den Spurabschnitt 53 mit einer Anfangsphase von 450, damit wiederum der Spurabschnitt S3 unmittelbar neben dem Spurabschnitt S2 ohne Versatz liegt gemäß Fig. 2. Dementsprechend beginnt der Schreibvorgang mit dem Kopf K4 für den Spurabschnitt S4 gemäß Fig. 4d mit einer Anfangsphase von 67,50, so daß auch der Spurabschnitt 54 unmittelbar neben den übrigen Spurabschnitten S1 - S3 ohne Versatz liegt. Fig. 4e zeigt die Ausgangsstellung für das Schreiben der ersten Spur des nächsten Blockes B3 mit dem Kopf K2.
Der die Bandgeschwindigkeit innerhalb eines Blockes kompensierende Versatz der Spuranfangs und -endpunkte gegen den fest vorgegebenen Ein- und Auslauf jedes Kopfes in den vom Band umschlungenen Winkelbereich wird durch geeignete elektronische Schalter realisiert, d.h.: - Beim Aufnahmevorgang wird das Kopfsignal nur für den jeweiligen Winkelbereich beaufschlagt.
- Beim Lesevorgang wird aus dem gelesenen Signal der jeweils lige Zeitabschnitt ausgeblendet.
Fig. 5 zeigt die Abtastung des Magnetbandes 1 gemäß Fig. 4, jedoch für den Fall, daß die Transportrichtung 2 des Magnetbandes 1 der Drehrichtung der Kopftrommel 11 entgegengesetzt gerichtet ist. Da jetzt das Magnetband 1 am Umfang der Kopftrommel 11 den Köpfen K entgegenläuft, wird die geometrische Länge des geschriebenen Spurabschnittes vergrößert. Da die Länge eines Spurabschnittes wieder dem Umfang über 900 der Kopftrommel 11 entsprechen soll, wird jetzt der Winkel, während dessen ein Kopf X den Schreibvorgang oder Lesevorgang durchführt, um 22,50 verringert. In Fig. 5a beginnt die Abtastung mit dem Kopf Kl bei 112|5 uns endet bei 1800, beträgt also 900 - 22,50. Da sich das Magnetband 1 während dieser Abtastung nach links, also im Gegenuhrzeigersinn zur Kopftrommel 11 bewegt hat, befindet sich der geschriebene Spurabschnitt gemäß Fig. 5b bei 900, so daß gemäß Fig. 5b anschließend der nächste Spurabschnitt beginnend bei 900 wieder über einen Winkel von 900 - 22,50 geschrieben wird. Gemäß Fig. 5c und d verschiebt sich jetzt der Beginn des Abtastvorganges eines Kopfes K von Spurabschnitt zu Spurabschnitt um 22,50 entgegen der Drehrichtung der Kopftrommel 11.
In Fig. 5e beginnt die Abtastung eines Spurabschnittes des nächsten Blockes, wiederum bei einer Anfangsphase von 112,5°. Es ist ersichtlich, daß diese Abtastung nun mit dem Kopf K4 erfolgt. Entsprechend müssen die Köpfe mit den Signalen gespeist werden.
Fig. 6 zeigt verschied#ene Phasen der Aufzeichnung von Spurabschnitten innerhalb eines Blockes für den verallgemeinerten Fall vieler Spuren je Block. In einem für die Praxis sinnvollen Anwendungsfall wird hier von einem Magneteband der Breite 8 mm, einer Spurbreite b = 10 Fm und einem Xopfrad mit vier Magnetköpfen ausgegangen. Anstelle der theoretisch zu berechnenden Anzahl von 400 Spurabschnitten je Block wird unter Berücksichtigung von unvermeidbarem Mitten- und Randrasen auf dem Magnetband von nur 360 Spurabschnitten je Block ausgegangen. Damit berechnet sich die dynamische Verkürzung bzw. Verlängerung des zum Schreiben bzw. Lesen erforderlichen Drehwinkels des Kopfes, die in den Fig. 4 und 5 vereinfachend zu 22,50 angenommen war, zu # # = 90°/360 = 0,250 Fig. 6a zeigt nun das Schreiben des ersten von 360 Spurabschnitten je Block mit dem Magnetkopf K1 bei gegenläufiger Bewegung von Kopf und Band. Der Kopf K1 beginnt den Schreibvorgang mit einer Anfangsphase # l = 90° +# # = 90,25° und schreibt über einen Drehwinkel von 900 - ~\. Der nächste Magnetkopf K2 übernimmt den Schreibvorgang (vgl. Fig. 6b) bei einer Anfangsphase dv = Y = 900 und schreibt seinerseits wiederum über einen Drehwinkel von 90° - ##.
Fig. 6c zeigt den allgemeinen Fall des Schreibens des Spurabschnittes Nr. n (zwischen 1 und 360). Die Anfangsphase ergibt sich rechnerisch zu n = Nr 1 - (n-l) .
während der für den Schreibvorgang genutzte Drehwinkel konstant 90° - ## bleibt.
Fig. 6d zeigt die Winkelverhältnisse beim Schreiben der letzten Spur des betrachteten Blockes mit dem Kopf K4. Die Anfangsphase hat sich verringert auf # 360 = 2 .##.
Beim Übergang auf den ersten Spurabschnitt des nächsten Blockes (vgl. Fig. 6d) bleibt der Kopf K4 eingeschaltet und schreibt - praktisch kontinuierlich - ab der Anfangsphase yl = 900 Durch diesen Sprung der Anfangsphase um den zum Schreiben jeder Spur genutzten Phasenwinkel 900 - 6 T wird die in Bandlängsrichtung beabsichtigte lückenlose Abfolge von Blocks mit Begrenzungslinien senkrecht zur Bandkante erreicht.
Fig. 7 zeigt eine praktische Ausführung der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Kopftrommel 11. In dem Lager 52 ist drehbar, aber axial unverschiebbar die Welle 13 gelagert, auf der der Zvlinder 14 befestigt ist. Der Zylinder 14 wird wie in Fig. 3 von dem Magnetband 1 über einen Winkel von etwa 180C umschlungen. In dem Zylinder 14 ist relativ zu dieseni axial verschiebbar, aber unverdrehbar das Kopfträgerteil 15 gelagert. Dieses enthält vier über den Umfang verteilte, stegartige Teile 16, die in axial verlaufenden Nuten 17 des Zylinders 14 gleiten. Die Teile 16 verschließen die Nuten 17 bis auf einen geringen Zwischenraum von ca. 1/10 mm praktisch vollständig. Ihre Oberfläche ist der Oberfläche des Zylinders 14 weitestgehend angepaßt, so daß die Oberfläche des Zylinders 14 durch die Nuten 17 im Bereich der Lage des Magnetbandes 1 praktisch nicht unterbrochen ist. Die Teile 16 tragen die Magnetköpfe K1 - K4, die somit mit dem Magnetband 1 in Berührung kommen und die beschriebene Aufzeichnung vornehmen können. Das Kopfträgerteil 15 und der Motor 14 werden gemeinsam von dem Motor itt über den Übertrager 18 und die Welle 19 angetrieben, so daß die Abtastung des Magnetband 1 mit den vier Magnetköpfen R1 - K4 gemäß Fig. 4 erfolgt. Der übertrager 18 dient zur Zuführung der Signale zu den Köpfen K1 -K4 und zur Abnahme der Signale bei der Wiedergabe. Das obere Teil des Übertragers 18 rotiert also zusammen mit der Welle 19, dem Xopfträgerteil 15, dem Zylinder 14 und der Welle 13, während das untere Teil feststeht und zur Zuführung un#d Abnahme der Signale für die Köpfe oder von den Köpfen dient. Am unteren Ende des Motors 2 4ist eine nicht rotierende Welle 19 angeordnet, die in eine als Aktuator dienenden Tauchkernspule 20 eintaucht, die ihrerseits ortsfest an dem Chassis 21 befestigt ist. An die Tauchkernspule 20 ist eine dreieckförmige Spannung 22 angelegt.
Diese Spannung 22 bewirkt über die Tauchkernspule 20, die Welle 19, den Motor ;4 den Übertrager 18, die Welle 19, das Kopfträgerteil 15 und die Teile 16 die periodische Axialverschiebung der Köpfe K1 - K4 innerhalb der Nuten 17, die in Fig. 1 durch die abwechselnd nach oben und unten gerichteten Pfeile angedeutet ist.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 7, und zwar in einer Ebene senkrecht zur Achse und etwa in der Mitte des Magnetbandes 1. Die vier Köpfe Kl - K4 sind wie in Fig. 3 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Die stegförmigen Teile 16 bilden zusammen mit den Köpfen R1 bis K4 einen weitestgehend dichten Abschluß der Nuten 17, damit das Magnetband 1 im Bereich der Köpfe K1 - R4 keine nennenswerte Verformung erfährt. Die Spalte der Köpfe R1 - K4 ragen etwas über die Oberflächenlinie des Zylinders 14 hinaus, damit ein sicherer Kontakt zwischen den Köpfen und dem Magnetband 1 sichergestellt ist. Der rotierende Zylinder 14 ist in Richtung der Achse 23 unverschiebbar, während das Kopfträgerteil 15 zusammen mit den Köpfen Kl - K4 relativ zum Zylinder 14 in Richtung der Achse 23 gemäß Fig. 7 kontinuierlich und periodisch verstellt wird.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausbildung der Kopftrommel 11. Zwischen dem am Chassis 21 befestigten Ausleger 25 und dem Chassis 21 ist auf der feststehenden Welle 26 der die Köpfe K tragende Zylinder 14 mittels Radiallager 27,28 drehbar gelagert.
Der Zylinder 14 wird von dem Motor 24 über den Treibriemen 29 angetrieben. Durch eine ballige Ausführung der Riemenscheibe 30 wird die noch näher beschriebene Axialbewegung des Zvlinders 14 ausgeglichen. Auf dem Gestell 21 ist ein Zahnrad 31 mit einer Außenverzahnung und einem Innengewinde drehbar gelagert, in das das Ritzel 32 des Motors 33 eingreift. Der Motor 33 bewirkt die Höhenverstellung des Zvlinders 14 in Richtung der Achse 23 auf folgende Weise. Der Motor 33 dreht das Zahnrad 31. Das Teil 34 ist mit einem Stift 35 und einer Nut 36 in Richtung der Achse 23 verstellbar, aber unverdrehbar in dem Zahnrad 31 gelagert. Bei Drehung des Zahnrades 31 verschiebt sich durch das Gewinde zwischen Zahnrad 31 und Teil 34 das Teil 34 in Richtung der Achse 23 und wirkt über einen piezo-elektrischen Wandler 37 auf den Zylinder 14 ein, so daß dieser in Richtung der Achse 23 verstellt wird. Der piezo-elektrische Wandler 37 bewirkt eine Feinverstellung des Zylinders 14 in Richtung der Achse 23 zur automatischen Spurnachführung. Die Zuführung und Entnahme des Signales zu und von den Köpfen X erfolgt mit dem rotierenden Übertrager, dessen unterer, fester Teil mit dem Teil 34 und dessen oberer, rotierender Teil mit dem ZYlinder 14 verbunden ist. Das Kabel 38 führt zu dem Übertrager 18, dem Motor 33 sowie dem Phasendetektor 38, der zur Feststellung der jeweiligen Winkellage des Zylinders 14 dient.
Im Bereich der Umschlingung des Zylinders 14 durch das nichtdargestellte Magnetband ist die Bandführung 39 vorgesehen, die den Zylinder 14 über einen Winkel von etwas weniger als 180t umgibt. Die Bandführung 39 hat an der Oberseite und Unterseite abgewinkelte Ränder, die eine Höhenführung des Bandes bewirken.
An beiden Enden der Bandführung 39 sind Aufnahmen 40 mit trapezförmigen Einschnitten vorgesehen, die zur Aufnahme der Stifte dienen, die das Magnetband aus einer Kassette herauführe. Das Magnetband umschlingt somit den Zylinder 14 zwischen den beiden Aufnahmen 40, von denen nur die vordere in Fig. 9 dargestellt ist. Eine entsprechende Aufnahme 40 mit trapezförmigen Kerben 41 ist auf der anderen Seite, also hinter dem Zylinder 14 vorgesehen.
Fig. 11 zeigt, wie das Magnetband 1 aus der Kassette 4 heratls an den Zylinder 14 angelegt ist. Das zunächst in der Kassette 49 befindliche Magnetband 1 wird durch zwei Stifte 42,43 aus der Kassette 44 in Richtung der dargestellten Pfeile herausgezogen und an den Zylinder 14 angelegt. Die Stifte 42,43 legen sich dabei in die trapezförmigen Kerben 41 der Aufnahme 40 ein.
Gleichzeitig oder anschließend wird die Gummiandruckrolle 45 in Richtung des dargestelltenp$tiles herausgeschwenkt und drückt das Magnetband 1 gegen den Capstan 46. Außerdem legt sich das Magnetband 1 an einen Löschkopf 47 an. Das Magnetband 1 liegt also über einen Winkel von etwa 1800 an dem die Köpfe K tragenden Zylinder 14 an. Unmittelbar an die Austrittsstelle und Eintrittsstelle an dem Zylinder 14 folgen die Bandführungen 39, die eine genaue Höhenführung, also Führung des Bandes in Richtung der Achse 23 bewirken.
Die Lösung gemäß Fig. 9,10 hat den Vorteil, daß der Antriebsmotor 24 für die Kopftrommel nicht der Axialbewegung der Kopftrommel, also der Verstellung des Zylinders 14 in Richtung der Achse 23 unterworfen ist. Der Antriebsmotor 33 für die Axialbewegung mit dem Ritzel 32 ist in Fig. 10 nicht dargestellt. Das Magnetband 1 erfährt auf seinem Weg, wie auch Fig. 11 zeigt, keine Torsion, da die beiden Kanten des Magnetbandes 1 jeweils in einer Ebene verbleiben. Die Ebene des Magnetbandes 1 verbleibt also auf seinem ganzen Weg parallel zur den Achsen der beiden Wickelteller in der Kassette 44.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Kopf K über einen bestimmten Drehwinkel der Koptrommel 11 nicht mit dem Magnetband 1 in Berührung. Als Kriterium für den Kopf/Band-Kontakt wird die Winkellage des Kopfrades ausgewertet, indem an dem Kopfrad entsprechende Impulsgeber angeordnet sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Kopf/Band-Kontakt direkt ermittelt. Hierzu ist dem Magnetkopf in Spurrichtung versetzt unmittelbar dahinter ein zweiter Magnetkopf zugeordnet, Der erste Kopf wird einem Signal, z.B. einem Pilotträger, gespeist. Der zweite Kopf wird auf Lesen geschaltet, und in einer Auswertschaltung wird festgestellt, ob das dem ersten Kopf zugeführte Signal am Ausgang des zweiten Kopfes erscheint. Ist dies nicht der Fall, ist noch kein Kopf/Band-Kontakt vorhanden.
Wenn das dem ersten Kopf zugeführte Signal am Ausgang des zweiten Kopfes ermittelt wird, ist mit Sicherheit der Kopf/Band-Kontakt vorhanden, da sonst der zweite Kopf dieses Signal nicht lesen könnte. Vorzugsweise wird zur Sicherheit mehrmals, d.h.
während mehrerer Umdrehungen der Koptrommel 11 das Vorhandensein des Signals festgestellt und dann auf die jeweilige Funktion Schreiben oder Lesen umgeschaltet. Auf diese Weise kann unabhängig von einer Auswertung des Drehwinkels des Xopfrades festgestellt werden, ob der Kopf bereits in Kontakt mit dem Band ist und somit der Schreibvorgang oder Lesevorgang eingeleitet werden kann. Dadurch kann ggf. eine bessere Ausnutzung des Magnetbandes erreicht werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Aufzeichnung eines Signals auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger, insbesondere für ein Digitalsignal auf einem Magnetband (1), bei dem jeweils zeitlich aufeinanderfolgende, gegenüber der Länge des Tragers (1) kurze Spurabschnitte (S) auf dem Träger (1) nebeneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurabschnitte (51 - S4) etwa parallel zur Trägerkante (3) verlaufen und in Querrichtung (6) zur Trägerkante (3) derart nebeneinander liegen, daß die Begrenzungslinien (4,5) der gebildeten Blöcke (B) von Spurabschnitten (SI - S4) senkrecht oder annähernd senkrecht zur Trägerkante (3) gerichtet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schreiben und/oder Lesen bewirkenden Abtastelemente am Umfang einer zylinderförmigen, rotierenden Trommel (11) angeordnet sind, die vom Träger (1) umschlungen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (11) nur über einem Teil (1800) ihres Umfangs vom Träger (1) umschlungen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (11) mehrere über den Umfang verteilte Köpfe (K1 -K4) enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daR die Köpfe (K1 - K4) auf einer drehenden Scheibe angebracht sind, welche mit identischer Achse zwischen einem oberen und einem unteren nicht drehenden Zylinderstück angebracht ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (12) der rotierenden Trommel (11) bzw. die Achse der rotierenden Scheibe innerhalb der Trommel (118 annähernd senkrecht zur Kante (3) des sie umschlingenden Trägers (1) ausgerichtet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (11) bzw. die Kopfscheibe während der Abtastung der Spurabschnitte (S) in Fichtung ihrer Achse (12) relativ zum Träger (1) verstellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung durch eine mechanische Grobverstellung und eine elektromechanische, z.B. piezo-elektrische Feinverstellung realisiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daR der Bereich, über den die Verstellung erfolgt, so veränderbar ist, daß nur die Spurabschnitte über einen ausqewëhlten Teil der Breite des Trägers (1) abgetastet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trommeln oder Kopfeinheiten vorgesehen sind, die gleichzeitig die Spurabschnitte verschiedener Bereiche über der Breite des Trägers abtasten.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel der Köpfe (K), während dessen der Schreibvorganq eines Spurabschnitts (S) erfolgt, von Spurabschnitt zu Spurabschnitt innerhalb eines Blockes um einen solchen Betrag versetzt ist, daß der durch den Längsvorschub des Trägers (1) an sich auftretende Versatz aufeinanderfolgender Spurabschnitte (S) in ihrer Längsrichtung ausgeglichen wird und diese ohne Versatz in Trägerlängsrichtung auf dem Träger annähernd nebeneinander liegen.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspuren aufeinanderfolgender Blöcke in Längsrichtung des Trägers (1) einander überlappen.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete, daß die in Träger-Längsrichtung hintereinander liegenden Spurabschnitte (5) voneinander trennbar aufgezeichnet sind.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete, daß die geometrische Länge (1) eines Spurabschnitts (S) auf dem Träger (1) in der Größenordnung von 5 - 50 mm liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Spurabschnitte (S) in der Größenordnung von 5 - 50 F liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung des Spurabschnitts (S) hintereinander zwei Abtastelemente vorgesehen sind, von denen das erste für einen Schreibvorgang mit einem Signal gespeist wird und das zweite als Leselement wirkt, und das Vorhandensein des Signals am Ausgang des zweiten Abtastelementes als Kriterium für vorhandenen Kontakt zwischen Abtastelement und Träger dient.
17. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der auf der Kopftrommel (11) angeordneten Köpfe eine gerade Zahl ist.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Spurabschnitte (S) in einem Block (B) eine gerade Zahl ist.
19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß die Aufzeichnung von Spurabschnitt zu Spurabschnitt mit unterschiedlichen Azimutwinkeln erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Trägers (1) hinterein#nderliegende Spurabschnitte (S) mit dem gleichen Azimutwinkel aufgezeichnet sind.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spurnachregelung vorgesehen ist, die jeweils am Ende eines Spurabschnittes (S) eine genaue Lage des Ahtastelementes zum Spurabschnitt sicherstellt.
22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Blöcke (B) auf dem Träger (1) mit einer Adressierung versehen sind.
23. Kopftrommel für ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnete, daß innerhalb eines rotierenden Zylinders (14) ein axial dazu verstellbares, die Köpfe (K1 - K4) tragendes Kopfträgerteil (15) gelagert ist dessen Köpfe (K1 - K4) durch axial verlaufende Nuten (17) des Zvlinders (14) bis an die Oberfläche des Zylinders (14) hindurchragen (Fig.
24. Kopftrommel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe (K1 - K4) auf Teilen (16) des Kopfträgerteils (15) angeordnet sind, die die Nuten (17) im wesentlichen voll und bündig mit der Oberfläche des Zylinders (14) ausfüllen.
25. Kopftrommel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß für die axiale Verstellung des Kopfträgerteils (15) ein Hubmagnet (20) vorgesehen ist.
26. Aufzeichnungsträger für ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (1) die Spurabschnitte (Sl - S4) etwa parallel zur Trägerkante (3) verlaufen und in Querrichtung (6) des TrAgers derart nebeneinanderliegen, daß die Begrenzungslinien (4,5) der gebildeten Blöcke (B) von Spurabschnitten (S1 - S4) senkrecht oder annähernd senkrecht zur Trägerkante (3) qerichtet sind.
27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schreiben und/oder Lesen eines Spurabschnittes (S) nur etwa der halbe Winkel des Umschlingungswinkels genutzt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schreiben von Spurabschnitten (S) der Anfang und das Ende eines Spurabschnitts (S) nicht durch den zeitlichen Anfang und das zeitliche Ende des Kontaktes zwischen Träger und Abtastelement, sondern durch elektronische Schalter im Signalweg zu dem Abtastelement bestimmt werden.
29. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß beim Schreiben der Spurabschnitte (S) die Transportrichtung des Trägers der Drehrichtung des Abtastelementes entgegengesetzt gerichtet ist.
30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schreiben von Spurabschnitten (S) Anfang und Ende eines Spurabschnitts durch Kennsignale (7,8) markiert sind.
31. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig voneinander nutzbare Signalanteile, z.B. Bild und Ton mit einem oder mehreren Spurabschnitten (S) je Block (B) so aufgezeichnet werden, daß diese Spurabschnitte durch Parallelen zur Bandkante (3) begrenzt werden.
32. Kopftrommel für ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der rotierenden Kopftrommel eine station Führung für den Träger vorgesehen ist, an die sich der an die Kopftrommel angelegte Träger anlegt.
33. Kopftrotntnel für ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine Aufnahme für Stifte aufweist, die den Träger aus einer Kassette herausziehen.
34. Kopftrommel für ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopftrommel einen von einem Motor angetriebenen, Köpfe tragenden Zylinder und ein dazu koaxiales, nichtrotierendes, in Axialrichcung verstellbares Teil aufweist, das in Axialrichtung auf den rotierenden Zylinder einwirkt und für eine Grobverstellung des Zylinders in Achsrichtung verstellbar ist.
35. Kopftrommel nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rotierenden Zylinder und dem nichtrotierenden Teil ein Signalübertrager angeordnet ist.
36. Kopftrommel nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rotierenden Zylinder und dem nichtrotierenden Teil ein zur Feinverstellung der Lage des rotierenden Zylinders in Achsrichtung dienender elektromechanischer Wandler, insbesondere ein piezo-elektrischer Wandler, angeordnet ist.