DE3829040A1 - Kopftraegertrommel-steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopfträgertrommel-Steu­ ereinrichtung gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche 1, 3 und 5.

Allgemein ist die Erfindung auf eine Einrichtung mit einem Magnetband zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe gerichtet, die auch als Videobandrecorder bezeichnet werden kann. Spe­ ziell betrifft die Erfindung eine Kopfträgertrommel-Steuer­ einrichtung in einem Videobandrecorder, bei dem wenigstens ein rotierender magnetischer Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabe­ kopf allgemein in Breitenrichtung eines längs verlaufenden magnetischen Aufzeichungsmediums verschiebbar gelagert ist, um einen geeigneten Nachlauf zur Sicherstellung einer hoch­ wertigen Videowiedergabe zu gewährleisten.

Es ist allgemein bekannt, daß die meisten Videobandrecorder mit wendelförmiger Abtastung, die nunmehr auf dem Markt verfüg­ bar sind, eine im wesentlichen zylindrische Kopfträgertrom­ meleinrichtung mit einer rotierenden und einer stationären Trom­ melhälfte aufweisen, wobei die rotierende Trommelhälfte eine magnetische Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabekopfeinrichtung trägt, die sich gemeinsam mit ihr dreht. Ein Beispiel einer derartigen Kopfträgertrommeleinrichtung ist in schematischer Weise in Fig. 7 dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Die in Fig. 7 gezeigte Kopfträgertrommeleinrichtung enthält eine motorgekoppelte Antriebswelle (1), eine stationäre oder untere Trommelhälfte (2), die auf einem nicht dargestellten Trägerrahmen befestigt ist und zwei voneinander beabstande­ te Lager (6) trägt, durch die die Antriebswelle (1) koaxial hindurchläuft, um sich unabhängig von der unteren Trommel­ hälfte (2) zu drehen, sowie eine rotierende oder obere Trom­ melhälfte (3), die auf einem an der Antriebswelle (1) be­ festigten Tragrahmen (9) montiert ist, um sich zusammen mit der Antriebswelle (1) und koaxial zur unteren Trommelhälfte (2) zu drehen, wobei die untere Trommelhälfte (2) einen Außendurchmesser aufweist, der exakt gleich dem Außendurch­ messer der oberen Trommelhälfte (3) ist. Die obere Trommel­ hälfte (3) trägt mehrere, z. B. zwei magnetische Aufzeich­ nungs- und/oder Wiedergabeköpfe (5 a) und (5 b), die sich mit ihr drehen und gegeneinander um 180° um die Drehachse der oberen Trommelhälfte (3) herum versetzt sind, wobei die Drehachse durch die Antriebswelle (1) definiert ist. Die­ se magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) sind von unten an der oberen Trommelhälfte (3) mit Hilfe von jeweiligen Be­ festigungsplatten (4) gesichert, wobei die Spitzen der Wan­ dlerköpfe (5 a) und (5 b) einem sich in Umfangsrichtung er­ streckenden Spalt zwischen der oberen und der unteren Trom­ melhälfte (2) und (3) gegenüberliegen. Innerhalb der Kopf­ trägertrommeleinrichtung werden sektorförmige Übertrager (7) bzw. Wandler durch den Tragrahmen (9) gehalten, so daß sie sich zusammen mit der Antriebswelle (1) oder der oberen Trommelhälfte (3) drehen können. Entsprechende sektorförmige Übertrager (8) bzw. Wandler kooperieren mit den oberen Über­ tragern (7) und sind fest auf der unteren Trommelhälfte (2) angeordnet. Ein allgemein mit (13) bezeichnetes Magnetband arbeitet an gegenüberliegenden Enden mit einer Aufwickelspule und einer Abwickelspule zusammen, die nicht dargestellt sind, und ist während des Betriebs wendelförmig um die Kopf­ trägertrommeleinrichtung herumgewickelt, und zwar mit seiner Längsrichtung unter einem vorbestimmten Winkel relativ zur Längsachse der Kopfträgertrommeleinrichtung.

Bei diesem dargestellten, herkömmlichen Aufbau sind die mag­ netischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) an jeweils vorbestimm­ ten Positionen um 180° gegeneinander um die Antriebswelle (1) versetzt herum angeordnet und durch die obere Trommelhälfte (3) gehalten, wobei ihre äußeren Spitzen gegenüber der äußeren Umfangsfläche der oberen Trommelhälfte (3) leicht nach außen vorstehen. Die magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) sind mit den oberen Übertragern (7) über Verbin­ dungen (10 a) und (10 b), dann über gedruckte Schaltungskar­ ten (11 a) und (11 b) und schließlich über Verbindungen (12 a) und (12 b) jeweils verbunden. Bei fester Rotationsgeschwin­ digkeit der oberen Trommelhälfte (3), die durch die An­ triebswelle (1) angetrieben wird, wird das Magnetband (13) in seiner Längsrichtung mit einer vorbestimmten Geschwin­ digkeit in einer Richtung vom Abwickelrad abgewickelt und in Richtung des Aufwickelrades transportiert und dort auf­ gewickelt. Die magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) kommen abwechselnd mit dem Magnetband (13) in Kontakt, um dieses abzutasten, wobei das Magnetband (13) um die Kopf­ trägertrommeleinrichtung herumgewickelt ist. Auf diese Weise erfolgt entweder eine Aufzeichnung oder eine Wieder­ gabe von Audioinformation und/oder Videoinformation.

Wie oben beschrieben, ist jeder obere Übertrager (7) am Tragrahmen (9) befestigt und zusammen mit diesem um die Antriebswelle (1) drehbar, wobei jeder obere Übertrager (7) unter einem geringen Abstand von dem ihm zugeordneten unte­ ren Übertrager (8) angeordnet ist, der elektrisch mit einem in Fig. 7 nicht dargestellten Signalprozessor verbunden ist. Während des Betriebs werden die sektorförmig ausge­ bildeten oberen und unteren Übertrager (7) und (8) magne­ tisch miteinander gekoppelt, so daß zwischen ihnen ein Sig­ nal übertragen werden kann.

Entsprechend der Fig. 7 weist die obere Trommelhälfte (3) einen Magneten (75) an ihrer oberen Fläche auf, und zwar in der Nähe ihres äußeren Umfangsrandbereiches, wobei der Magnet (75) mit einem Magnetpositionssensor (76) zusammen­ arbeitet, der unmittelbar oberhalb des Bewegungsweges des Magneten (75) angeordnet ist, um vom Magneten (75) erzeugte Magnetkraftlinien zu detektieren und dadurch ein Signal zu liefern, das die Position der oberen Trommelhälfte (3) relativ zur unteren Trommelhälfte (2) angibt.

Im nachfolgenden wird die Arbeitsweise der herkömmlichen Kopfträgertrommeleinrichtung im einzelnen beschrieben.

Bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Information tasten die magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) nacheinander ein Längenstück des Magnetbands (13) schräg zu seiner Längsrichtung ab, um aufeinander folgende Spuren abzu­ tasten bzw. darzustellen, die parallel zueinander liegen, wie die Fig. 8 zeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Bewegungsspuren der magnetischen Wandlerköpfe relativ zur Bewegung des Längenstückes des Magnetbands (13) allgemein als Lesespuren auf dem Längenstück des Magnetbands (13) be­ zeichnet werden, wenn das letztere zur Wiedergabe von zuvor aufgezeichneter Information benutzt wird, und als Schreib­ spuren auf dem Längenstück des Magnetbands (13), wenn das letztere zur Aufzeichnung von Information verwendet wird.

In Fig. 8 stellt das Bezugszeichen (13 a) die Bewegungsspur das Längenstückes des Magnetbands (13) dar. Das Bezugszei­ chen (V 1) repräsentiert die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetbands (13) während der Aufzeichnung und Wiedergabe von Information, während das Bezugszeichen (5 a) die Bewegungs­ spur irgendeines der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) relativ zum Längenstück des Magnetbands (13) angibt. Das Bezugszeichen (V 0) stellt die Bewegungsgeschwindigkeit irgendeines der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) dar. Wie zu erkennen ist, schneiden sich die Bewegungsspur (13 a) des Längenstückes des Magnetbands (13) und die Bewegungs­ spur (5 A) irgendeines der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) generell unter einem vorbestimmten Winkel.

Die durch irgendeinen der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) aufgenommenen Spuren auf dem Längsstück des Magnetbands (13) während der Informationsaufzeichnung oder während der normalen Informationswiedergabe verlaufen daher so, wie all­ gemein durch das Bezugszeichen (A) in Fig. 8(a) angegeben ist. Zwischen benachbarten Spuren (A) ist ein Abstand (P) vorhanden, der den Spurenabstand bzw. die Spurenteilung an­ gibt. Erhöht sich jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit des Längenstückes des Magnetbands (13) während der Informations­ wiedergabe von einem Wert (V 1) auf einen höheren Wert (V 2), wenn beispielsweise der Bediener eine Hochgeschwindigkeits- Suchbetriebsart einschaltet, um das nächste Videoprogramm auszulassen und das übernächste Videoprogramm zu adressieren, oder wenn eine Hochgeschwindigkeits-Bildwiedergabe bzw. Bildwiedergabe mit schneller Bildbewegung ausgewählt wird, so verlaufen die Bewegungsspuren von irgeneinem der magne­ tischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) in Übereinstimmung mit der Spur (B) in Fig. 8(b) schräg zum Längsstück des Magnet­ bands (13).

Liegt die Umfangsgeschwindigkeit von irgendeinem der Wan­ dlerköpfe (5 a) und (5 b) fest bei einem vorbestimmten Wert, so wird das Längenstück des Magnetbands (13) mit einer Ge­ schwindigkeit transportiert, die von derjenigen bei der nor­ malen Informationswiedergabe verschieden ist, so daß während der Suchbetriebsart, während einer Bildwiedergabe mit schneller Bewegung, während einer Bildwiedergabe mit langsamer Be­ wegung und während einer Bildwiedergabe mit eingefrorenem Bild keiner der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) den aufgezeichneten bzw. Lesespuren auf dem Längsstück des Mag­ netbands (13) in geeigneter Weise folgen kann, was zu einer Verminderung des Pegels der durch die magnetischen Wandler­ köpfe (5 a) und (5 b) aufgenommenen Signale führt. Als Kon­ sequenz ergibt sich eine Wiedergabe von Video- und Audio­ information mit verminderter Qualität, wobei ferner Rausch­ balken im Videobild erhalten werden.

Um die oben genannten Probleme zu überwinden, wurde bereits vorgeschlagen, die magnetischen Wandlerköpfe in Überein­ stimmung mit der Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Längenstückes des Magnetbandes zu verschieben, oder die Bandgeschwindigkeit für kurze Zeit relativ zu derjenigen während der normalen Bildwiedergabe zu verändern, genauer ge­ sagt relativ zur Bandgeschwindigkeit, mit der das Längen­ stück des Magnetbands während der Aufzeichnung von Informa­ tion transportiert worden ist. Die am 28. November 1981 veröffentliche japanische Patentpublikation Nr. 56-50329 offenbart bereits zwei Kopfpositions-Steuerelemente, die je­ weils in Abhängigkeit der Größe eines ihnen zugeführten elektrischen Signals verschoben werden können, und die eine entsprechende bewegbare Einrichtung aufweisen. Die magne­ tischen Wandlerköpfe sind über die entsprechenden bewegbaren Einrichtungen der Kopfpositions-Steuerelemente an der rotie­ renden Trommelhälfte befestigt, so daß die magnetischen Wan­ dlerköpfe (5 a) und (5 b) in Richtung parallel zur Drehachse der rotierenden Trommelhälfte versetzt werden können, um den diskreten, parallelen Spuren auf dem Längenstück des Magnetbands folgen zu können, wenn an die Kopfpositions- Steuerelemente ein elektrisches Signal zur Durchführung einer gewünschten Betriebsart angelegt wird, beispielsweise zur Durchführung der Hochgeschwindigkeits-Suchbetriebsart oder zur Durchführung der Bildwiedergabe mit langsamer Be­ wegung.

In der US-PS 43 18 142 ist bereits eine automatisch kompen­ sierte, bewegbare Kopfservoschaltung beschrieben, mit deren Hilfe der magnetische Wandlerkopf den Spuren bei der Bild­ wiedergabe genau folgen kann. Nach Beendigung der Bildwieder­ gabe unter Auslesen der Spuren läßt sich der magnetische Wandlerkopf in eine genaue Position bringen, um entweder die nächst nachfolgende Spur zu reproduzieren, die-selbe Spur oder eine andere Spur zu reproduzieren, so daß sich ein geeigneter, spezieller Bewegungseffekt erzielen läßt.

Dabei kommt eine Technik zum Einsatz, bei der eine kleine Schwingungsbewegung an den magnetischen Wandlerkopf ange­ legt wird, so daß er bezüglich der Spur in lateraler bzw. seitlicher Richtung vibriert. Die resultierende Schwingung der reproduzierten Signalhüllkurve wird geprüft, um ein Spurfehlerkorrektursignal zu erzeugen und das Fehlerkor­ rektursignal zum magnetischen Wandlerkopf zu liefern.

Ferner beschreibt die US-PS 44 51 859 ein Magnetkopf-Posi­ tionssteuersystem, bei dem ein konstantes Steuerpotential während der Informationsaufzeichnung an den positionierbaren magnetischen Wandlerkopf gelegt wird, um den magneti­ schen Wandlerkopf festzuhalten, wobei die Position des magnetischen Wandlerkopfes relativ zu den Spuren auf dem Längenstück des Magnetbandes während der Bildwiedergabe in Abhängigkeit von Signalen gesteuert wird, die von den Spu­ ren auf dem Längenstück des Magnetbands reproduziert wer­ den.

Jedes der oben beschriebenen herkömmlichen Systeme enthält eine Antriebseinheit mit Kopfpositions-Steuerelementen zur Verschiebung jedes magnetischen Wandlerkopfes entsprechend der zuerst erwähnten Publikation oder zur Erzeugung einer Schwingungsbewegung des magnetischen Wandlerkopfes ent­ sprechend der beiden zuletzt erwähnten Publikationen, wobei die Antriebseinheit eine mechanische Eigenresonanzfrequenz aufweist. Ferner wird bei jeder der oben erwähnten Publika­ tionen die Antriebseinheit bei einer Frequenz angesteuert, die mit dem Rotationszyklus der Kopfträgertrommel in Ver­ bindung steht, also mit dem Rotationszyklus der rotierenden Trommelhälfte, wobei der mechanischen Eigenresonanzfrequenz der Antriebseinheit keine besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird. Die Antriebseinheit zeigt eine mechanische Resonanz im Hochfrequenzbereich, so daß die Bewegungsspur der magne­ tischen Wandlerköpfe während der Bildwiedergabe schwingt, wie anhand der gebrochenen Linien in Fig. 9(b) dargestellt ist. Diese Schwingung erfolgt relativ zur Bewegungsspur der magnetischen Wandlerköpfe während der Informationsaufzeich­ nung, wie anhand der durchgezogenen Linien in Fig. 9(b) zu erkennen ist. Es erfolgt daher bei der Informationswieder­ gabe kein exakter Spurnachlauf, so daß die Einhüllende des reproduzierten Signals gemäß Fig. 9(c) ebenfalls schwingt, was zu Rauscherscheinungen in jedem Halsbereich (Bereich kleiner Amplitude) der Einhüllenden führt, die die Ursache für ein vermindertes Signal-/Rauschverhältnis sind.

Auch wenn die Antriebseinheit mit einer Spannung bei einer Frequenz angetrieben wird, die eine fundamentale bzw. Grund­ treiberfrequenz enthält, tritt ein Verlust auf, der sich aus dem Widerstand der Kopfpositions-Steuerelemente, multipli­ ziert mit dem Quadrat des zu den Kopfpositions-Steuerelementen der Antriebseinheit gelieferten Steuerstromes ergibt, wobei eine Selbstaufheizung der Kopfpositions-Steuerelemente erfolgt. Tritt diese Selbstaufheizung auf, so ändert sich die Umgebungstemperatur in einem solchen Ausmaß, daß sich einerseits der Widerstand der Kopfpositions-Steuerelemente und andererseits der Kontaktwiderstand zwischen den Kontakt­ elementen und den ihnen zugeordneten Elektroden verändert, durch die beide der Steuerstrom zur Antriebseinheit hindurchfließt. Variiert der Widerstand der Kopfpositions-Steuerelemente und/oder der Kontaktwiderstand zwischen den Kontaktelementen und den zugeordneten Elektroden in der oben beschriebenen Weise, so läßt sich nicht länger ein stabiler Steuerstrom zur Antriebseinheit führen. Die Bewegung des Wandlerkopfes relativ zum Band weicht daher stark von der vorbestimmten Bewegung ab, was zu Rauschbalken im Videobild führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bei den herkömmlichen Kopfträgertrommel-Steuereinrichtungen zu überwinden und eine verbesserte Kopfträgertrommel-Steuer­ einrichtung zu schaffen, bei der ein ungeeigneter Spurnach­ lauf bei der Bildwiedergabe infolge einer Widerstandsände­ rung der Antriebseinheit und aufgrund mechanischer Resonanz­ erscheinungen der Antriebseinheit wirksam vermindert bzw. unterdrückt wird, und zwar unabhängig von der jeweiligen Bandgeschwindigkeit, so daß sich rauscharme Videobilder mit hohem Signal-/Rauschverhältnis reproduzieren lassen.

Ein zweites wichtiges Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, eine verbesserte Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung zu schaffen, derart, daß sich das Steuersignal geradlinig zur Antriebseinheit übertragen läßt, und zwar unabhängig vom Status der Antriebseinheit, um eine stabile und rauscharme Bildreproduktion zu gewährleisten.

Lösungen der gestellten Aufgaben sind den kennzeichnenden Teilen der nebengeordneten Patentansprüche 1, 3 und 5 zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach der Erfindung enthält eine drehbar gelagerte und im wesentlichen zylin­ drische Kopfträgertrommeleinrichtung mit einem drehbaren und einem stationären Trommelteil, eine innerhalb der Kopf­ trägertrommeleinrichtung vorhandene Antriebseinrichtung mit einer innerhalb eines magnetischen Kreises liegenden Spu­ leneinrichtung und wenigstens einen mit der Spuleneinrich­ tung zusammenarbeitenden magnetischen Wandlerkopf, der durch diese Spuleneinrichtung in Richtung der Breite eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist, also quer zur Längs­ richtung des Magnetbandes, eine Kontaktbürsteneinrichtung, über die ein Steuersignal zur Antriebseinheit lieferbar ist, und eine mit der Kontaktbürsteneinrichtung in Kontakt stehende Elektrodeneinrichtung, die elektrisch mit der Spuleneinrichtung verbunden ist.

Ferner enthält die Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach der Erfindung eine Treiberschaltung zur Lieferung eines zur Ansteuerung der Antriebseinheit erforderlichen elektrischen Stromes (Steuersignal) bei einer mit dem Rotationszyklus der Kopfträgertrommeleinrichtung verbundenen Frequenz so­ wie während eines stromgesteuerten Treiberbetriebs bei einer wenigstens annähernd bei einer Grundtreiberfrequenz liegenden Frequenz, um dafür zu sorgen, daß die Bewegungsspur des Wandlerkopfes während der Informationswiedergabe der wäh­ rend der Informationsaufzeichnung mit Hilfe eines Wandler­ kopfes aufgezeichneten Spur exakt folgen kann.

Unabhängig von der Selbstaufheizung der Spuleneinrichtung, die dann erfolgen würde, wenn die Spuleneinrichtung durch einen elektrischen Strom bei relativ hoher Ausgangsimpedanz angesteuert wird, und unabhängig von der Änderung sowohl des Widerstandes der Spuleneinrichtung als auch des Kontakt­ widerstandes zwischen der Kontaktbürste und der Elektroden­ einrichtung infolge der sich ändernden Umgebungstemperatur, kann nach der Erfindung ein Steuerstrom mit vorbestimmtem Wert in stabiler Weise zur Antriebseinheit geliefert werden, so daß der magnetische Wandlerkopf exakt repositioniert werden kann, um irgendeiner der auf dem Längsstück des Mag­ netbandes aufgezeichneten Spuren folgen zu können. Es läßt sich somit ein exakter Spurnachlauf realisieren. Dies führt zu einer wesentlichen Verminderung von Rauschbalken im re­ produzierten Videobild.

Die Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach der Erfindung kann auch eine Treiberschaltung zur Lieferung einer zur Ansteuerung der Antriebseinheit erforderlichen elektrischen Spannung (Steuersignal) bei einer mit dem Rotationszyklus der Kopfträgertrommeleinrichtung verbundenen Frequenz sowie während eines spannungsgesteuerten Treiberbetriebs bei einer wenigstens annähernd bei der mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit liegenden Frequenz aufweisen.

Wird die Antriebseinheit durch das Steuersignal angesteuert, das hohe harmonische Komponenten (oder Rauschkomponenten) im hohen Frequenzbereich etwa bei der mechanischen Reson­ anzfrequenz während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs aufweist, so wird eine elektromotorische Gegenkraft mit einer Frequenzkomponente gleich der mechanischen Resonanz­ frequenz in der Spuleneinrichtung erzeugt, die auf die mechanische Resonanz der Spuleneinrichtung innerhalb des Magnetkreises einwirkt. Diese elektromotorische Gegenkraft ist so gerichtet, daß sie der Treiberspannung mit relativ niedriger Ausgangsimpedanz entgegenwirkt, um einen Kurz­ schlußbremseffekt zu erzielen, durch den sich die mechani­ sche Resonanz der Antriebseinheit einschließlich des Wandler­ kopfes effektiv steuern läßt. Die Spursteuerung während der Bildreproduktion läßt sich somit stabilisieren, so daß rauscharme Videobilder erhalten werden.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält die Kopf­ trägertrommel-Steuereinrichtung eine erste Treiberschaltung zur Lieferung eines zur Ansteuerung der Antriebseinheit er­ forderlichen elektrischen Stromes bei einer mit dem Rota­ tionszyklus der Kopfträgertrommeleinrichtung verbundenen fundamentalen bzw. Grundtreiberfrequenz während des strom­ gesteuerten Treiberbetriebs sowie eine zweite Treiberschal­ tung zur Lieferung einer zur Steuerung der Antriebseinheit erforderlichen elektrischen Spannung bei einer etwa bei der mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit liegenden Frequenz während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs, so daß die Verstärkung relativ zu einem Lastwiderstand wäh­ rend des stromgesteuerten Treiberbetriebs gleich der Ver­ stärkung relativ zu einem Lastwiderstand während des span­ nungsgesteuerten Treiberbetriebs gemacht werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Linearität des zur Elektrodenein­ richtung zu übertragenden Steuersignals sowohl während des stromgesteuerten Treiberbetriebs als auch während des span­ nungsgesteuerten Treiberbetriebs aufrechterhalten, so daß die Antriebseinheit in jedem Fall mit einem linearen Steuer­ signal versorgt wird. Der Spurnachlauf des Wandlerkopfes relativ zur Spur auf dem Magnetband läßt sich daher in be­ sonders genauer Weise ausführen, und zwar unabhängig vom Status der Treibersteuerung, also unabhängig davon, ob ein stromgesteuerter Betrieb oder ein spannungsgesteuerter Be­ trieb vorliegen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugsnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Kopf­ trägertrommeleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Kopfträgertrom­ meleinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch einen Teil der Kopfträgertrommeleinrichtung nach Fig. 1 zur Erläuterung von Einzelheiten,

Fig. 4 eine Bodenansicht des in Fig. 3 gezeigten Teils der Kopfträgertrommeleinrichtung,

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung,

Fig. 6 Signalverläufe bei strom- und spannungsgesteuertem Treiberbetrieb,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine konventionelle Kopfträgertrommeleinrichtung,

Fig. 8 Bewegungsspuren der magnetischen Wandlerköpfe auf einem Längsstück eines Magnetbands bzw. quer zur Längsrichtung des Magnetbands und

Fig. 9 die Wellenform eines zyklischen Signals sowie die Beziehung zwischen der Bewegungsspur des Wandler­ kopfes und einer Signalhüllkurve, wenn im Wandler­ kopf eine mechanische Resonanz auftritt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die mit den Bezugszeichen (1) bis (3) und (6) bis (13) in den Fig. 1 bis 4 bezeichne­ ten Teile die gleichen sind wie in Fig. 7, so daß sie nicht nochmals beschrieben werden.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 sind bei einer Ausführungs­ form der Erfindung die magnetischen Wandlerköpfe (5) je­ weils an einer Antriebseinheit (4 a) befestigt, die ihrer­ seits mit der sich drehenden oder oberen Trommelhälfte (3) verbunden ist, wobei sich die Antriebseinheiten (4 a) im wesentlichen parallel zur Antriebswelle (1) bewegen lassen, um den jeweiligen magnetischen Wandlerkopf (5) gemeinsam mit der Antriebseinheit (4 a) praktisch in Breitenrichtung des Längsstückes des Magnetbands (13) bewegen zu können.

Ein Kontaktfühler (14) mit einer Mehrzahl von Kontaktbürsten ist fest an einem stabilen und nicht dargestellten Glied oberhalb der drehbaren oder oberen Trommelhälfte (3) be­ festigt, wobei Kontaktbürsten in gleitendem Kontakt mit entsprechenden Elektroden stehen, die eine Elektrodenein­ richtung (15) bilden. Die Elektrodeneinrichtung (15) mit den Elektroden, die in gleitendem Kontakt mit den Kontakt­ bürsten des Kontaktfühlers (14) stehen, ist in geeigneter Weise auf dem Tragrahmen befestigt, so daß sie sich mit ihm drehen kann. Ein Steuersystem für die Antriebseinheit (4 a) kann somit über die Bürsten des Kontaktfühlers (14) und über die zugeordneten Elektroden der Elektrodeneinrich­ tung (15) geliefert werden. Die Elektrodeneinrichtung (15) ist elektrisch mit der Antriebseinheit (4 a) über eine ge­ druckte Schaltungskarte (11) und weiter über eine Verbin­ dung (16) verbunden.

Entsprechend den Fig. 3 und 4 weist die obere Trommelhälfte (3) einen Querschnitt auf, der im wesentlichen einem umge­ kehrten "U" entspricht, wobei eine ringförmige Ausnehmung (50) vorhanden ist, die sich nach unten in Richtung der stationären oder unteren Trommelhälfte (2) öffnet. Die An­ triebseinheit (4 a) für jeden Wandlerkopf (5) befindet sich innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (50) in der oberen Trommelhälfte (3) und enthält im wesentlichen eine längli­ che Blattfeder (41) aus nicht magnetisierbarem Material, die den jeweiligen Wandlerkopf (5) an ihrem freien Ende trägt. Das gegenüberliegende Ende dieser Blattfeder (41) ist mit der oberen Trommelhälfte (3) in einer Weise verbunden, die später genauer beschrieben wird, wobei diese Verbindung einen Trag- bzw. Druckbolzen (46) aufweist. Die Blattfeder (41) trägt eine im wesentlichen zylindrische Spuleneinrich­ tung (42), deren Zentrumslinie parallel zur Antriebswelle (1) liegt, wobei sich die zylindrische Spuleneinrichtung (42) in Richtung der ringförmigen Ausnehmung (50) erstreckt. Die Antriebseinheit (4 a) besteht somit im wesentlichen aus dem Wandlerkopf (5), der Blattfeder (41) und der Spulenein­ richtung (42).

Ein im wesentlichen kappenförmiges Jochelement (44) aus fer­ romagnetischem Material ist mit Hilfe einer Schraubenein­ richtung (49) an der oberen Trommelhälfte (3) befestigt und liegt innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (50) unmittel­ bar oberhalb der zylindrischen Spuleneinrichtung (42). Dieses Jochelement (44) weist einen "U"-förmigen Querschnitt auf, der sich in Richtung der Blattfeder (41) öffnet, wo­ bei mit dem Jochelement (44) ein zylindrischer Magnet (43) verbunden ist, welcher koaxial zu diesem liegt, so daß er frei in den Hohlraum der zylindrischen Spuleneinrichtung (42) eingreifen kann, wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist. Ein ringförmiger Spalt befindet sich zwischen dem Per­ manentmagneten (43) und der zylindrischen Spuleneinrichtung (42). Wie noch im einzelnen dargestellt wird, wirken die vom Permanentmagneten (43) und von der Spuleneinrichtung (42) erzeugten magnetischen Kräfte so zusammen, daß die Blattfeder (41) angetrieben wird, so daß der Wandlerkopf (5) in die Nähe des Permanentmagneten (43) und von diesem wegbe­ wegt werden kann, um auf diese Weise den Wandlerkopf (5) in verschiedene Positionen zu bringen.

Das Jochelement (44) ist an seinem unteren Ende mit einer ferromagnetischen Platte (45) verbunden, die der Antriebs­ einheit (4 a) gegenüberliegt. Die ferromagnetische Platte (45) enthält eine Öffnung, die koaxial zum Permanentmagne­ ten (43) liegt. Diese ferromagnetische Platte (45) arbeitet mit dem Permanentmagneten (43) zusammen und bildet mit diesem einen magnetischen Kreis. Sie weist ferner einen ver­ längerten Arm (45 a) auf, der sich in einer Richtung erstreckt, die vom Wandlerkopf (5) wegweist. Das gegenüberliegende En­ de der Blattfeder (41) entfernt vom Wandlerkopf (5) ist mit dem verlängerten Arm (45 a) mit Hilfe des Trag-/Druckbolzens (46) verbunden, der beide Elemente durchragt. Ein ringför­ miges Abstandselement (47) befindet sich zwischen dem ver­ längerten Arm (45 a) und der Blattfeder (41), während eine ringförmige Unterlegscheibe (48) zwischen dem Kopf des Trag-/Druckbolzens (46) und der Blattfeder (41) liegt.

Wie klar zu erkennen ist, kann sich das freie Ende der Blatt­ feder (41) in Richtung parallel zur Antriebswelle (1) rela­ tiv zum gegenüberliegenden und feststehenden Ende der Blatt­ feder (41) verschieben, das über den verlängerten Arm (45 a) und das Jochelement (44) an der oberen Trommelhälfte (3) be­ festigt ist. Der ringförmige Spalt zwischen der Spulenein­ richtung (42) und dem Permanentmagneten (43) weist eine so große Breite auf, daß keine Störungen zwischen Spulenein­ richtung (42) und Permanentmagnet (43) während der Verschie­ bung der Spuleneinrichtung (42) relativ zum Permanentmagne­ ten (43) entstehen, wobei die Verschiebung dann stattfindet, wenn ein Steuerstrom zur Spuleneinrichtung (42) geliefert wird, durch den ein magnetischer Fluß aufgebaut wird, der mit demjenigen zusammenwirkt, welcher vom Permanentmagneten (43) erzeugt wird. Bei der Verschiebung der Spuleneinrich­ tung (42) wird die Blattfeder (41) in entsprechender Weise verschoben, so daß auch der magnetische Wandlerkopf (5) in Breitenrichtung des Längenstückes des Magnetbands (13) ver­ schoben wird.

Die Antriebseinheit nach der Erfindung läßt sich in einfa­ cher Weise zusammenbauen, wie nachfolgend näher beschrieben wird. Die Blattfeder (41) weist eine Zentrierperforation (52) mit im wesentlichen kreisförmiger Gestalt in ihrem zentralen Bereich auf, durch die eine zylindrische Vorrich­ tung hindurchtreten kann, wie anhand der Phantomlinie (53) in Fig. 3 zu erkennen ist. Durchragt die zylindrische Vor­ richtung (53) die Zentrierperforation (52), so wird sie in Kontakt mit dem zylindrischen Permanentmagneten (43) ge­ bracht. Die zylindrische Spuleneinrichtung (42) kann somit genau relativ zum Permanentmagneten (43) zentriert werden, und zwar innerhalb eines ringförmigen Spaltes (g) zwischen dem Permanentmagneten (43) und dem Umfangslippenbereich der Öffnung innerhalb der ferromagnetischen Platte (45). Die Baueinheit mit dem Jochelement (44), das den Permanentmag­ neten (43) trägt, und der Blattfeder (41), das die Spulen­ einrichtung (42) trägt, wird dann am verlängerten Arm (45 a) posi­ tionsgerecht befestigt, und zwar durch Festziehen des Trag-/ Druckbolzens (46), um das entgegengesetzte Ende der Blatt­ feder (41) mit dem verlängerten Arm (45 a) zu verbinden. Auf diese Weise wird die Antriebseinheit (4 a) erhalten, in der die zylindrische Spuleneinrichtung (42) exakt zum Permanent­ magneten (43) zentriert ist.

Die Antriebseinheit (4 a) mit dem so montierten Jochelement (44) und der ferromagnetischen Platte (45) wird dann in die ringförmige Ausnehmung (50) in der oberen Trommelhälfte (3) eingesetzt, wobei das Jochelement (44) mit Hilfe einer Schraube (49) fest gegen die ringförmige obere Wand der obe­ ren Trommelhälfte (3) gezogen wird. Hierdurch wird die Mon­ tage der Antriebseinheit (4 a) in der oberen Trommelhälfte (3) beendet.

Nach beendeter Montage der Antriebseinheit (4 a) kann es er­ forderlich sein, die Position des Wandlerkopfes (5) relativ zur Kopfträgertrommeleinrichtung genau zu justieren und ge­ gebenenfalls die Größe des Vorsprungs der Spitze des Wan­ dlerkopfes (5) von der Kopfträgertrommeleinrichtung radial nach außen einzustellen. Für diesen Zweck weist die ring­ förmige obere Wand der oberen Trommelhälfte (3) drei Ein­ stellöffnungen (51 a), (51 ba) und (51 c) auf. Diese Einstell­ öffnungen (51 a) bis (51 c) und der Wandlerkopf (5) sind so positioniert, daß bei einer Draufsicht von oben in Fig. 4 die scheinbare Linie, die die Einstellöffnungen (51 a) und (51 b) miteinander verbindet, und die scheinbare Linie, die den Wandlerkopf (5) und die Einstellöffnung (51 c) miteinan­ der verbindet, im wesentlichen senkrecht zueinander an einem Punkt liegen, der mit der longitudinalen Achse des Perman­ entmagneten (43) fluchten sollte. Eine Lageröffnung (49 a), durch die die Schraube (49) hindurchragt, welche die An­ triebseinheit (4 a) gegen die ringförmige, obere Wand der oberen Trommelhälfte (3) zieht, wie bereits zuvor beschrie­ ben, befindet sich an einer Position, die gegenüber dem Schnittpunkt der zuvor erwähnten scheinbaren Linien um einen Abstand (D) radial nach innen versetzt ist.

Nachdem die mit dem jeweiligen Wandlerkopf (8) verbundene Antriebseinheit (4 a) an der oberen Trommelhälfte (3) inner­ halb der ringförmigen Ausnehmung (5) durch Eindringen der Schraube (49) in die Lageröffnung (49 a) und Anziehen der Schraube (49) vorläufig befestigt worden ist, werden keil­ förmige Positionierungselemente (nicht dargestellt) in die jeweiligen Einstellöffnungen (51 a) bis (51 c) eingesetzt, so daß über die Einstellöffnungen (51 a) und (51 c) Drehkräfte erzeugt werden können, um die Stellung des Wandlerkopfes (5) in Umfangsrichtung der Kopfträgertrommeleinrichtung zu ju­ stieren. Über die Einstellöffnung (51 c) erfolgt eine Justie­ rung der Größe des Vorsprungs der Spitze des magnetischen Wandlerkopfes (5) in Richtung radial über die äußere Umfangs­ fläche der oberen Trommelhälfte (3) hinaus. Auf diese Weise läßt sich die Position der Antriebseinheit (4 a) relativ zur oberen Trommelhälfte (3) exakt justieren, wobei diese Posi­ tionsbeziehung aufrechterhalten bleibt, wenn die Schraube (49) danach vollständig angezogen wird, um die Antriebsein­ heit (4 a) fest gegen die ringförmige, obere Wand der oberen Trommelhälfte (3) zu ziehen.

Der magnetische Kreis mit hohem magnetischen Fluß enthält den Permanentmagneten (43), das Jochelement (44) und die ferromagnetische Platte (45), wobei die zylindrische Spulenein­ richtung (42) innerhalb des ringförmigen Spaltes (g) zwi­ schen dem Permanentmagneten (43) und dem Umfangslippenbe­ reich der ferromagnetischen Platte (45), der die Öffnung in­ nerhalb der Platte (45) umgibt, liegt. Empfängt die zylin­ drische Spuleneinrichtung (42) das Steuersignal, so erzeugt sie eine Magnetkraft, die mit dem Permanentmagneten (43) derart zusammenwirkt, daß die Blattfeder (41) verschoben wird. Damit wird auch der magnetische Wandlerkopf (5) ver­ schoben. Um zu vermeiden, daß der magnetische Wandlerkopf (5) in umgekehrter Weise durch Teile des Magnetflusses be­ einflußt wird, die aus der Spuleneinrichtung (42) in Rich­ tung zum Wandlerkopf (5) herauslecken, ist die Position des verlängerten Armes (45 a) der ferromagnetischen Platte (45) so gewählt, daß sie fern vom magnetischen Wandlerkopf (5) liegt, wie bereits zuvor erwähnt.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der Einrichtung näher be­ schrieben. Hierzu sei angenommen, daß die Bewegungsgeschwin­ digkeit des Längenstückes des Magnetbands (13) von einer Bandgeschwindigkeit (V 1) auf eine Bandgeschwindigkeit (V 2) ansteigt, um beispielsweise die Hochgeschwindigkeits-Such­ betriebsart ausführen zu können. Wird der magnetische Wan­ dlerkopf (5) aus einer festen Position in einer Richtung verschoben, die in Fig. 8(c) durch den Pfeil (T) angegeben ist, also praktisch in Breitenrichtung des Längsstückes des Magnetbands (13), um die Bewegungsspur des Wandlerkopfes (5) aus der Position (5 A) in die Position (5 B) zu bringen, so wird die Spur der Relativbewegung zwischen dem Längs­ stück des Magnetbandes (13) und dem Wandlerkopf (5) so sein, wie dies durch das Bezugszeichen (C) in Fig. 8(c) an­ gegeben ist, und mit der Spur (A) koinzidieren, die während der Bildaufzeichnung auf dem Längsstück des Magnetbands (13) aufgezeichnet worden ist, so daß ein genauer Spurnach­ lauf erhalten wird.

Ein ähnlich guter Spurnachlauf wird erhalten, wenn die Band­ geschwindigkeit auf einen anderen Wert als die zuvor er­ wähnte Bandgeschwindigkeit eingestellt wird. Wird während der Wiedergabebetriebsart die Bandgeschwindigkeit auf einen Wert eingestellt, der sich von demjenigen unterscheidet, bei dem die parallelen aufgezeichneten Spuren auf dem Längs­ stück des Magnetbands (13) gebildet worden sind, so läßt sich ein geeigneter Spurnachlauf durch Verschiebung des Wandlerkopfes (5) in derselben Richtung in Breitenrichtung des Längsstücks des Magnetbands (13) erzielen, wobei der Wandlerkopf (5) repositioniert wird, um den aufgezeichneten bzw. Lesespuren exakt folgen zu können.

Die Steuerschaltung für das Kopfträgertrommel-Steuersystem wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 5 näher be­ schrieben. Im vorangegangen wurde lediglich auf eine An­ triebseinheit (4 a) mit einem magnetischen Wandlerkopf (5) Bezug genommen. Die in Fig. 5 gezeigte Steuerschaltung weist jedoch zwei identische Schaltungen für jeweils einen von zwei magnetischen Wandlerköpfen (5) auf. Gemäß Fig. 5 sind zwei magnetische Wandlerköpfe (5) vorhanden, die um 180° voneinander um die Drehachse der oberen Trommelhälfte (3) herum angeordnet sind, und die die Bezugszeichen (5 a) und (5 b) tragen. Die im Zusammenhang mit dem magnetischen Wandlerkopf (5 a) verwendeten Schaltungsteile tragen den Buchstaben "a", während jene, die zum magnetischen Wandler­ kopf (5 b) gehören, den Buchstaben "b" tragen. Jeweils ein­ ander entsprechende Teile sind mit den gleichen Ziffern versehen.

Entsprechend der Fig. 5 enthalten die Schaltungen, die mit den magnetischen Wandlerköpfen (5 a) und (5 b) verbunden sind, jeweils einen zyklischen Signalgenerator (61 a) oder (61 b), der durch ein Schaltsignal steuerbar ist. Dieses Schaltsig­ nal wird durch einen Schaltsignalgenerator (77) erzeugt, der innerhalb des Magnetpositionssensors (76) vorhanden ist. Wie bereits erwähnt, wird der Magnetpositionssensor (76) dazu verwendet, den Vorbeilauf des Magneten (75) zu detek­ tieren, der sich zusammen mit der oberen Trommelhälfte (3) dreht, um auf diese Weise ein Signal zu erzeugen, das die Position der oberen Trommelhälfte (3) angibt.

Ein Ausgangssignal vom zyklischen Signalgenerator (61 a) oder (61 b) wird zu einer jeweiligen Treiberschaltung geliefert, die einen Operationsverstärker (64 a) oder (64 a), Differen­ tialverstärker (69 a) oder (69 b), Strombegrenzer (65 a) oder (65 b), Widerstände (62 a), (63 a), (68 a), (70 a) oder (62 b), (63 b), (68 b), (70 b) und Kondensatoren (71 a) oder (71 b) ent­ hält. Die Treiberschaltung liefert als Ausgangssignal den Steuerstrom zu den zugeordneten Kontaktbürsten (14 a) oder (14 b), die jeweils in gleitendem Kontakt mit den zugehörigen Elektroden (15 a) oder (15 a) stehen, die elektrisch mit den jeweiligen zylindrischen Spuleneinrichtungen (42 a) oder (42 b) verbunden sind.

Wie dargestellt, sind die Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b), die mit den jeweiligen magnetischen Wandlerköpfen (5 a) und (5 b) zusammenarbeiten, mit einem an der Steuer­ seite liegenden Ende mit den jeweiligen Elektroden (15 a) und (15 b) verbunden, während die Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) jeweils mit dem an der ungesteuerten Seite lie­ genden Ende untereinander verbunden sind, und ferner mit der Referenzelektrode (15 c), die ein Referenzpotential über die geerdete Kontaktbürste (14 c) empfängt. Die oben genannte Steuerseite ist diejenige Seite, die zur Treiberschaltung für die jeweiligen Spuleneinrichtungen (42 a) oder (42 b) weist, während die nicht gesteuerte Seite diejenige Seite ist, die der gesteuerten Seite gegenüberliegt und nicht zur Treiberschaltung für die jeweiligen Spuleneinrichtungen (42 a) oder (42 b) weist. Die lichtgesteuerte Seite liegt fest auf dem Referenzpotential.

Das Magnetfeld, das durch jede der Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) erzeugt wird, wenn sie den Steuerstrom em­ pfangen, tritt in Wechselwirkung mit der Magnetkraft, die durch den zugeordneten Permanentmagneten (43) erzeugt wird, um den zugeordneten Wandlerkopf (5 a) oder (5 b) in Richtung der Breite des Längsstücks des Magnetbandes (13) zu ver­ setzen. Die Größe der Versetzung bzw. Verschiebung eines jeden Wandlerkopfes (5 a) oder (5 b) ist so gewählt, daß ein geeigneter Spurnachlauf erfolgt. Der jeweilige Wandlerkopf kann somit während der Bildreproduktion der aufgezeichneten bzw. Lesespur auf dem Längsstück des Magnetbands (13) ge­ nau folgen. Der oben erwähnte Steuerstrom wird zur zugeord­ neten Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) geliefert, auch wenn der Wandlerkopf (5 a) oder (5 b) nicht in gleitendem Kontakt mit dem Längsstück des Magnetbands (13) steht. Das durch jeden Wandlerkopf (5 a) oder (5 b) aufgenommene Video- und/oder Audiosignal wird nach elektromagnetischer Umwan­ dlung mit Hilfe der zugeordneten drehbaren und stationären Wandler (7 a), (7 b) und (8 a), (8 b) zu entsprechenden Kopf­ verstärkern (72 a) oder (72 b) geliefert. Die auf diese Wei­ se erhaltenen verstärkten Signale werden von den Kopfver­ stärkern (72 a) und (72 b) anschließend über einen Schalter (73) zu einem Signalprozessor (78) geliefert, wobei der Schalter (73) durch das Schaltsignal gesteuert wird, um die verstärkten Signale abwechselnd über den Schalter (73) zu leiten. Schließlich wird mit Hilfe der verstärkten Sig­ nale die auf dem Magnetband (13) vorhandene Information re­ produziert, um z. B. ein Videobild zu erhalten, und zwar in bekannter Weise.

Jeder der Strombegrenzer (65 a) und (65 b) enthält einen ent­ sprechenden Fensterkomparator (66 a) oder (66 b) und eine Strombegrenzungseinrichtung (67 a) oder (67 b). Jeder Strom­ begrenzer (65 a) oder (65 b) ist so aufgebaut, daß er den über den zugeordneten Widerstand (68 a) oder (68 b) fließenden Strom detektiert, der zur Einstellung des Stromes durch die Spuleneinrichtung dient, also zur Einstellung des Stromes, der erwartungsgemäß über die zugeordnete Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) fließt. Der Strombegrenzer (65 a) oder (65 b) reguliert den Strom des Steuersignals auf einen Strom­ wert, der erforderlich ist, um die Verschiebung des zuge­ ordneten Wandlerkopfes (5 a) oder (5 b) nächster nachfolgen­ den Beziehungen durchzuführen:

|(Gewünschtes Geschwindigkeitsverhältnis) - 1| × (Spurteilung P) < (Grenze der Verschiebung des Kopfes) < (Strukturelle Grenze der Verschie­ bung des Kopfes).

Die Spurteilung (P) kann auch als Track Pitch P oder als Spurbreite P bezeichnet werden. Zur Erfüllung der oben ge­ nannten Beziehung wird eine Spannung über dem jeweiligen Widerstand (68 a) oder (68 b) zum zugeordneten Strombegrenzer (65 a) oder (65 b) über den zugeordneten Differentialverstär­ ker (69 a) oder (69 b) sowie mit Hilfe des Operationsverstär­ kers (64 a) oder (64 b) zurückgekoppelt.

Es sei darauf hingewiesen, daß das oben genannte gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis ein Geschwindigkeitsverhältnis re­ lativ zur normalen Bandgeschwindigkeit während der Repro­ duktion bzw. Wiedergabe bedeutet, das einen negativen Wert annehmen kann, wenn das Längsstück des Magnetbandes in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung transportiert wird, die von der Abwickelspule (supply reel) zur Aufwickelspule (take-up reel) verläuft. Die Grenze zur Verschiebung des Kopfes ist diejenige Grenze, bei der noch ein genauer Be­ trieb der Antriebseinheit (4 a) garantiert werden kann, und zwar infolge der Tatsache, daß die Beziehung zwischen dem Wert des Stromes, der durch jede der Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) fließt, und der Größe der Verschiebung von irgendeinem der Wandlerköpfe (5 a) und (5 b), eine lineare Beziehung ist. Die strukturelle Grenze der Verschiebung des Kopfes ist diejenige Grenze, bei der noch keiner der magne­ tischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) mit den ihn umgebenden Elementen in Berührung kommt.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß jeder der Widerstände (63 a) oder (63 b) einen Widerstand aufweist, der so ausge­ wählt ist, daß er höher liegt als derjenige der zugeordne­ ten Widerstände (70 a) oder (70 b), wobei ferner jeder Kon­ densator (71 a) oder (71 b) eine Impedanz aufweist, die höher als der Widerstand der zugeordneten Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) ist.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der Steuerschaltung näher beschrieben.

Jeder der Synchronisationssignalgeneratoren (61 a) oder (61 b) erzeugt ein Signal, wie es in Fig. 6(a) dargestellt ist. Dieses Signal weist eine Wellenform auf, die mit dem Zyklus der Rotation des magnetischen Wandlerkopfes (5 a) und (5 b) übereinstimmt bzw. koinzidiert, wobei das Signal zu einem entsprechenden Operationsverstärker (64 a) oder (64 b) in Fig. 5 geliefert wird. Der jeweilige Operationsverstärker (64 a) oder (64 b) liefert an seinem Ausgang ein Signal, das zu dem an seinem Eingang vorhandenen Signal, das von dem zugeordneten Sychronisationssignalgenerator (61 a) oder (61 b) kommt, invertiert ist, wobei dieses Ausgangssignal zur zuge­ ordneten Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) übertragen wird. Demzufolge wird entsprechend Fig. 8(c) die Verschiebung eines jeweiligen Wandlerkopfes (5 a) und (5 b) in Richtung des Pfeils (T) am Startpunkt (linker unterer Punkt) der Relativbewegungsspur Null sein und progressiv ansteigen, wenn die Relativspurbewegung in Richtung des Endpunktes (rechter oberer Punkt) erfolgt, wobei die gewünschte Be­ wegungsspur in Übereinstimmung mit der durchgezogenen Linie (C) erhalten wird.

Jede der Treiberschaltungen, die die Steuerschaltung auf­ bauen, enthält eine Stromrückkopplungsschleife (L 1) und eine Spannungsrückkopplungsschleife (L 2), die parallel zu­ einander liegen. Die Stromrückkopplungsschleife (L 1) ent­ hält den zugeordneten Differentialverstärker (69 a) oder (69 b), um die Spannung über dem zugeordneten Widerstand (68 a) oder (68 b) zu detektieren, also den Strom, von dem erwartet wird, daß er durch die zugeordnete Spuleneinrich­ tung (42 a) oder (42 b) fließt. Dagegen enthält die Spannungs­ rückkopplungsschleife (L 2) den zugehörigen Kondensator (71 a) oder (71 b) für die Rückkopplung einer Spannung über den zu­ gehörigen Widerstand (68 a) oder (68 b).

Ist die Frequenz hoch, so nähert sich die Impedanz eines jeden Kondensator (71 a) oder (71 b) dem Wert Null. Demzu­ folge dominiert die Spannungsrückkopplung gegenüber der Stromrückkopplung, wobei der Ansteuer- bzw. Treiberbetrieb auf der Grundlage der Spannung stattfindet. Ist dagegen die Frequenz niedrig, so nähert sich die Impedanz eines jeden Kondensators (71 a) oder (71 b) einem unendlich großen Wert. Folglich dominiert die Stromrückkopplung gegenüber der Spannungsrückkopplung, wobei der Treiber- bzw. Ansteuer­ betrieb auf der Grundlage des Stromes stattfindet. Die Be­ ziehung zwischen der fundamentalen Treiberfrequenz eines jeden der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b), die je­ weils mit den Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) zusammen­ arbeiten, und der mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebs­ einheit (4 a) ist so, daß die fundamentale Trägerfrequenz niedriger als die mechanische Resonanzfrequenz ist. Daher wird der stromabhängige Treiberbetrieb bei einer Frequenz in der Größenordnung der fundamentalen Trägerfrequenz aus­ geführt, während der spannungsabhängig Treiberbetrieb bei einer Frequenz in der Größenordnung der mechanischen Reso­ nanzfrequenz ausgeführt wird, so daß die über die zugeordne­ te Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) während des spannungs­ gesteuerten Treiberbetriebs, bei dem die Ausgangsimpedanz niedrig ist, erzeugte elektromotorische Gegenkraft absor­ biert werden kann, um die Kurzschlußbremsung durchzuführen.

Das in Fig. 6(a) gezeigte Steuersignal zum Antreiben der Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) enthält höhere harmonische Kom­ ponenten oder Rauschkomponenten, die der fundamentalen bzw. Grundtreiberfrequenzkomponente überlagert sind. Haben daher die höheren harmonischen Komponenten einer Frequenzkom­ ponente, die gleich der mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit (4 a) ist, so kann eine mechanische Resonanz der Antriebseinheit (4 a) auftreten, mit der Konsequenz, daß die Bewegung des Kopfes relativ zum Band beim Spurnach­ lauf nicht mehr genau erfolgt. Die Resonanz der Antriebs­ einheit (4 a), die infolge der Zuführung der höheren harmo­ nischen Komponenten mit hoher Frequenz auftritt, wird je­ doch durch den oben beschriebenen Effekt der Kurzschluß­ bremsung absorbiert, so daß sich der Kopf relativ zum Band beim Spurnachlauf genau bewegen läßt.

Auf der anderen Seite liefert die Treiberschaltung die fun­ damentale Treiberfrequenzkomponente des Treiberstromes beim stromgesteuerten Treiberbetrieb. Die Zuführung des Treiber­ stromes (Steuersignal) mit vorbestimmtem Wert zur Antriebs­ einheit (4 a) kann daher in stabiler Weise durchgeführt wer­ den, und zwar unabhängig von der Selbstaufheizung der Spu­ leneinrichtungen (42 a) und (42 b) infolge der hohen Ausgangs­ impedanz der Treiberschaltung während des stromgesteuerten Treiberbetriebs, und unabhängig von der Änderung beider Widerstände der Spuleneinrichtung (42 a) und (42 b) sowie des Kontaktwiderstandes zwischen dem Kontaktfühler (14 a) und (14 b) und den Elektrodeneinrichtungen (15 a) und (15 b) infolge der Änderung der Umgebungstemperatur.

Um den Unterschied zwischen der Verstärkung während des stromgesteuerten Treiberbetriebs und der Verstärkung während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs zu minimie­ ren, wurden folgende Schaltungskonstanten verwendet:

Verstärkung des Differentialverstärkers (69 a) = (Widerstandswert der Spuleneinrichtung (42 a))/(Wi­ derstandswert des Widerstandes (68 a))

Verstärkung des Differentialverstärkers (69 b) = (Widerstandswert der Spuleneinrichtung (42 a))/(Wi­ derstandswert des Widerstands (68 b)).

Wird die Verstärkung während des stromgesteuerten Treiber­ betriebs bezogen auf einen Lastwiderstand und auf eine Fre­ quenz, die etwa bei der Grundtreiberfrequenz liegt, und die niedrig ist, so gewählt, daß sie im wesentlichen gleich der Verstärkung während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs ist, die bei einer Frequenz erfolgt, die etwa bei der mecha­ nischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit liegt, und die hoch ist, so kann die an jede der Elektroden (15 a) und (15 b) anzulegende Spannung aufrechterhalten werden, und zwar der­ art, daß sie den in Fig. 6(a) gezeigten Verlauf aufweist, so daß ein lineares Steuersignal erhalten wird.

Unterscheiden sich beispielsweise die Verstärkung während des stromgesteuerten Treiberbetriebs und die Verstärkung während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs voneinan­ der, so wird der Ausgang eines jeden zyklischen Signalgene­ rators (61 a) oder (61 b) schwanken, wie dies durch die Phan­ tomlinie in Fig. 6(b) eingezeichnet ist. Es entsteht daher ein Linearitätsverlust im Steuersignal. Der Ausgang von jedem zyk­ lischen Signalgenerator (61 a) oder (61 b) stellt ein Ein­ gangssignal für die zugeordnete Treiberschaltung dar, also diejenige Spannung, die an die zugehörige Elektrode (15 a) oder (15 b) angelegt wird, wobei die Spannng einem linearen Teil des zyklischen Signals in Fig. 6(a) entspricht.

In der Praxis ist es allerdings nicht leicht, die Verstär­ kungen während des stromgesteuerten Treiberbetriebs und wäh­ rend des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs aneinander anzugleichen, und zwar infolge möglicher Änderungen der Widerstände einer oder beider Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) sowie infolge möglicher Änderungen der Schaltungskon­ stanten. Durch Experimente wurde festgestellt, daß bei einer Angleichung der Verstärkungen mit einer Toleranz von ±3 dB ein Steuersignal erhalten wird, das in der Praxis eine ak­ zeptable Linearität aufweist.

Im Vorangegangenen wurde nicht auf den Neigungswinkel des Kopfspaltes in jedem der Wandlerköpfe Bezug genommen, also auf den Azimuth-Winkel des Kopfspaltes. Es ist allgemein bekannt, daß die entsprechenden Kopfspalte der paarweisen Wandlerköpfe beim VHS Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem in verschiedenen Richtungen zueinander geneigt sind, so daß ein Wandlerkopf nicht der durch den anderen Wandlerkopf gebil­ deten Spur folgen kann. Da der Pegel eines Signals für je­ de Lesespur bzw. aufgezeichnete Spur abnimmt, wie in Fig. 7(b) gezeigt ist, wirkt sich die Versetzung der Wandlerköpfe in Übereinstimmung mit der Erfindung vorteilhaft aus.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich in vie­ lerlei Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver­ lassen.

So können z. B. statt der Blattfeder (41), die in Form eines Auslegers gehalten wird, eine Torsionsfeder oder eine Para­ llelfeder verwendet werden, oder aber auch eine steife Trä­ gerplatte. Bei Verwendung einer steifen Trägerplatte muß diese in Richtung zum Permanentmagneten (43) und in entge­ gengesetzter Richtung bewegbar sein.

Der verlängerte Arm (45 a), der eine integrale Verlängerung der ferromagnetischen Platte (45) darstellt, kann auch aus einem nicht magnetisierbaren Element bestehen, das getrennt von der ferromagnetischen Platte (45) hergestellt und mit dieser verbunden ist. Der verlängerte Arm kann ferner auch mit dem Jochelement (44) integral verbunden oder an diesem befestigt sein.

Die Verwendung des Jochelementes (44) zur Verbindung der An­ triebseinheit mit der oberen Trommelhälfte (3) ist gemäß der Erfindung nicht wesentlich. Statt dessen kann auch die ferromagnetische Platte (45) so geformt und ausgebildet sein, daß mit ihrer Hilfe die Antriebseinheit an der oberen Trommelhälfte (3) befestigt werden kann.

Auch der mit der Antriebswelle (1) fest verbundene Tragrah­ men (9) ist nicht unbedingt erforderlich, da die obere Trom­ melhälfte (3) auch direkt an der Antriebswelle (1) befestigt sein kann.

Zusätzlich zu den drei Einstellöchern (51 a) bis (51 b) kön­ nen ein oder mehrere weitere Einstellöcher in der ringför­ migen oberen Wand der oberen Trommelhälfte (3) vorhanden sein. Die Lageröffnung (49 a) für den Durchgang der Schraube (49), die sich an einer Position an der Seite des Permanent­ magneten (43) in der Nähe der Antriebswelle (1) befindet, kann auch an der Seite des Permanentmagneten (43) nahe dem Wandlerkopf (5) vorhanden sein.

Claims (13)

1. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung, gekenn­ zeichnet durch:

• - eine drehbar gelagerte und im wesentlichen zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung (3),
• - eine innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung (3) vor­ handene Antriebseinheit (4 a, . . .) mit einer innerhalb eines magnetischen Kreises (43-45) liegenden Spulen­ einrichtung (42 a, 42 b) und wenigstens einem mit der Spu­ leneinrichtung (42 a, 42 b) zusammenarbeitenden magneti­ schen Wandlerkopf (5 a, 5 b), der durch diese in Richtung der Breite eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist,
• - eine Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b), über die ein Steuersignal zur Antriebseinheit (4 a, . . .) lieferbar ist,
• - eine mit der Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b) in Kon­ takt stehenden Elektrodeneinrichtung (15 a, 15 b), die elek­ trisch mit der Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) verbunden ist, und
• - eine Treiberschaltung zur Lieferung eines zur Ansteuerung der Antriebseinheit (4 a, . . .) erforderlichen elektrischen Stromes bei einer mit dem Rotationszyklus der Kopfträger­ trommeleinrichtung (3) verbundenen Frequenz sowie während eines stromgesteuerten Treiberbetriebs bei einer wenig­ stens annähernd bei einer Grundtreiberfrequenz liegenden Frequenz, um dafür zu sorgen, daß die Bewegungsspur des Wandlerkopfes (5 a, 5 b) während der Informationswiedergabe der während der Informationsaufzeichnung mit Hilfe eines Wandlerkopfes (5 a, 5 b) aufgezeichneten Spur exakt folgen kann.

2. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trei­ berschaltung einen Verstärker enthält, der eine Stromrück­ kopplungsschleife (L 1 a, L 1 b) aufweist.

3. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung, gekenn­ zeichnet durch:

• - eine drehbar gelagerte und im wesentlichen zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung (3),
• - eine innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung (3) vor­ handene Antriebseinheit (4 a, . . .) mit einer innerhalb eines magnetischen Kreises (43-45) liegenden Spulenein­ richtung (42 a, 42 b) und wenigstens einem mit der Spulen­ einrichtung (42 a, 42 b) zusammenarbeitenden magnetischen Wandlerkopf (5 a, 5 b), der durch diese in Richtung der Breite eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist,
• - eine Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b), über die ein Steuersignal zur Antriebseinheit (4 a, . . .) lieferbar ist,
• - eine mit der Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b) in Kon­ takt stehenden Elektrodeneinrichtung (15 a, 15 b), die elektrisch mit der Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) verbund­ den ist, und
• - eine Treiberschaltung zur Lieferung einer zur Ansteuerung der Antriebseinheit (4 a, . . .) erforderlichen elektrischen Spannung bei einer mit dem Rotationszyklus der Kopfträger­ trommeleinrichtung (3) verbundenen Frequenz sowie während eines spannungsgesteuerten Treiberbetriebs bei einer we­ nigstens annähernd bei einer mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit (4 a, . . .) liegenden Frequenz, um da­ für zu sorgen, daß die Bewegungsspur des Wandlerkopfes (5 a, 5 b) während der Informationswiedergabe der während der Informationsaufzeichnung mit Hilfe eines Wandlerkopfes (5 a, 5 b) aufgezeichneten Spur exakt folgen kann.

4. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung einen Verstärker enthält, der eine Span­ nungsrückkopplungsschleife (L 2 a, L 2 b) aufweist.

5. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung, gekenn­ zeichnet durch:

• - eine drehbar gelagerte und im wesentlichen zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung (3),
• - eine innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung (3) vor­ handene Antriebseinheit (4 a, . . .) mit einer innerhalb eines magnetischen Kreises (43-45) liegenden Spulenein­ richtung (42 a, 42 b) und wenigstens einem mit der Spulen­ einrichtung (42 a, 42 b) zusammenarbeitenden magnetischen Wandlerkopf (5 a, 5 b), der durch diese in Richtung der Breite eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist,
• - eine Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b), über die ein Steuersignal zur Antriebseinheit (4 a, . . .) lieferbar ist,
• - eine mit der Kontaktbürsteneinrichtung (14 a, 14 b) in Kon­ takt stehenden Elektrodeneinrichtung (15 a, 15 b), die elektrisch mit der Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) verbun­ den ist, und
• - eine erste Treiberschaltung zur Lieferung eines zur Ansteuerung der Antriebseinheit (4 a, . . .) erforderlichen elektrischen Stromes bei einer mit dem Rotationszyklus der Kopfträger­ trommeleinrichtung (3) verbundenen Frequenz und während eines stromgesteuerten Treiberbetriebs bei einer wenig­ stens annähernd bei einer Grundtreiberfrequenz liegenden Frequenz, sowie eine zweite Treiberschaltung zur Liefe­ rung einer zur Ansteuerung der Antriebseinheit (4 a, . . .) erforderlichen elektrischen Spannung bei einer wenigstens annähernd bei einer mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit (4 a, . . .) liegenden Frequenz während eines spannungsgesteuerten Treiberbetriebs, um dafür zu sorgen, daß die Bewegungsspur des Wandlerkopfes (5 a, 5 b) während der Informationswiedergabe der während der Infor­ mationsaufzeichnung mit Hilfe eines Wandlerkopfes (5 a, 5 b) aufgezeichneten Spur exakt folgen kann.

6. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung einen Verstärker enthält, der eine Strom­ rückkopplungsschleife (L 1 a, L 1 b) und eine Spannungsrückkop­ plungsschleife (L 2 a, L 2 b) parallel zur Stromrückkopplungs­ schleife aufweist.

7. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung bezogen auf einen Lastwiderstand während des stromgesteuerten Treiberbetriebs gleich derjenigen während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs ist.

8. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinheit (4 a, . . .) eine Blattfeder (41) aus nichtmag­ netisierbarem Material und der magnetische Kreis einen Mag­ neten (43) zur Erzeugung einer Magnetkraft, die mit der durch die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) erzeugten Magnet­ kraft wechselwirkt, sowie ein ferromagnetisches Element (45) aufweisen, das zusammen mit dem Magneten (43) einen Teil des magnetischen Kreises bildet, daß der positionier­ bare magnetische Wandlerkopf (5 a, 5 b) auf einem Ende der Blattfeder (41) befestigt ist, und daß die Spuleneinrich­ tung (42 a, 42 b) eine allgemeine zylindrische Form aufweist und auf der Blattfeder (41) so angeordnet ist, daß ihre Längsachse im wesentlichen in vertikaler Richtung senkrecht zur Blattfeder (41) verläuft, wobei sich die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) innerhalb eines ringförmigen Spalts (g) zwischen dem ferromagnetischen Element (45) und dem Magne­ ten (43) befindet.

9. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Element (45) einen verlängerten Arm (45 a) aufweist, der sich in zum Wandlerkopf entgegengesetzter Richtung erstreckt, und daß die Blattfeder (41) mit ihrem entgegengesetzten Ende am verlängerten Arm (45 a) befestigt ist.

10. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinheit (4 a, . . .) eine Blattfeder (41) aus nichtmag­ netisierbarem Material und der magnetische Kreis einen Mag­ neten (43) zur Erzeugung einer Magnetkraft, die mit der durch die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) erzeugten Magnet­ kraft wechselwirkt, sowie ein ferromagnetisches Element (45) aufweisen, das zusammen mit dem Magneten (43) einen Teil des magnetischen Kreises bildet, daß der positionier­ bare magnetische Wandlerkopf (5 a, 5 b) auf einem Ende der Blattfeder (41) befestigt ist, und daß die Spuleneinrich­ tung (42 a, 42 b) eine allgemeine zylindrische Form aufweist und auf der Blattfeder (41) so angeordnet ist, daß ihre Längsachse im wesentlichen in vertikaler Richtung senkrecht zur Blattfeder (41) verläuft, wobei sich die Spuleneinrich­ tung (42 a, 42 b) innerhalb eines ringförmigen Spalts (g) zwischen dem ferromagnetischen Element (45) und dem Magne­ ten (43) befindet.

11. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Element (45) einen verlängerten Arm (45 a) aufweist, der sich in zum Wandlerkopf entgegengesetzter Richtung erstreckt, und daß die Blattfeder (41) mit ihrem entgegengesetzten Ende am verlängerten Arm (45 a) befestigt ist.

12. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinheit (4 a, . . .) eine Blattfeder (41) aus nichtmag­ netisierbarem Material und der magnetische Kreis einen Mag­ neten (43) zur Erzeugung einer Magnetkraft, die mit der durch die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) erzeugten Magnet­ kraft wechselwirkt, sowie ein ferromagnetisches Element (45) aufweisen, das zusammen mit dem Magneten (43) einen Teil des magnetischen Kreises bildet, daß der positionier­ bare magnetische Wandlerkopf (5 a, 5 b) auf einem Ende der Blattfeder (41) befestigt ist, und daß die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) eine allgemeine zylindrische Form aufweist und auf der Blattfeder (41) so angeordnet ist, daß ihre Längs­ achse im wesentlichen in vertikaler Richtung senkrecht zur Blattfeder (41) verläuft, wobei sich die Spuleneinrichtung (42 a, 42 b) innerhalb eines ringförmigen Spalts (g) zwischen dem ferromagnetischen Element (45) und dem Magneten (43) befindet.

13. Kopfträgertrommel-Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Element (45) einen verlängerten Arm (45 a) aufweist, der sich in zum Wandlerkopf entgegengesetzter Richtung erstreckt, und daß die Blattfeder (41) mit ihrem entgegengesetzten Ende am verlängerten Arm (45 a) befestigt ist.