DE3829050A1 - Kopftraegertromel-steuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopfträgertrommel-Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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

Es ist allgemein gekannt, daß die meisten Videobandrecorder mit wendelförmiger Abtastung, die nunmehr auf dem Markt verfügbar sind, eine im wesentlichen zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung mit einer rotierenden und einer stationären Trommelhälfte 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 beabstandete Lager (6) trägt, durch die die Antriebswelle (1) koaxial hindurchläuft, um sich unabhängig von der unteren Trommelhälfte (2) zu drehen, sowie eine rotierende oder obere Trommelhälfte (3), die auf einem an der Antriebswelle (1) befestigten 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 Außendurchmesser der oberen Trommelhälfte (3) ist. Die obere Trommelhälfte (3) trägt mehrere, z. B. zwei magnetische Aufzeichnungs- 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. Diese magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) sind von unten an der oberen Trommelhälfte (3) mit Hilfe von jeweiligen Befestigungsplatten (4) gesichert, wobei die Spitzen der Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spalt zwischen der oberen und der unteren Trommelhälfte (2) und (3) gegenüberliegen. Innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung 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 Übertragern (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 Kopfträgertrommeleinrichtung herumgewickelt, und zwar mit seiner Längsrichtung unter einem vorbestimmten Winkel relativ zur Längsachse der Kopfträgertrommeleinrichtung.

Bei diesem dargestellten, herkömmlichen Aufbau sind die magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) an jeweils vorbestimmten 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 Verbindungen (10 a) und (10 b), dann über gedruckte Schaltungskarten (11 a) und (11 b) und schließlich über Verbindungen (12 a) und (12 b) jeweils verbunden. Bei fester Rotationsgeschwindigkeit der oberen Trommelhälfte (3), die durch die Antriebswelle (1) angetrieben wird, wird das Magnetband (13) in seiner Längsrichtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer Richtung vom Abwickelrad abgewickelt und in Richtung des Aufwickelrades transportiert und dort aufgewickelt. 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 Kopfträgertrommeleinrichtung herumgewickelt ist. Auf diese Weise erfolgt entweder eine Aufzeichnung oder eine Wiedergabe von Audioinformation und/oder Videoinformation.

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

Entsprechend der Fig. 7 weist die obere Trommelhälfte (3) einen Magneten (75) an iherer oberen Fläche auf, und zwar in der Nähe ihres äußeren Umfangsrandbereiches, wobei der Magnet (75) mit einem Magnetpositionssensor (76) zusammenarbeitet, 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 abzutasten 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) bezeichnet werden, wenn das letztere zur Wiedergabe von zuvor aufgezeichneter Information benutzt wird, und als Schreibspuren auf dem Längenstück des Magnetbands (13), wenn das letztere zur Aufzeichnung von Information verwendet wird.

In Fig. 8 stellt das Bezugszeichen (13 a) die Bewegungspur des Längenstückes des Magnetbands (13) dar. Das Bezugszeichen (V 1) repräsentiert die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetbands (13) während der Aufzeichnung und Wiedergabe von Information, während das Bezugszeichen (5 a) die Bewegungsspur 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 Bewegungsspur (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 allgemein 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 angibt. Erhöht sich jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit des Längenstückes des Magnetbands (13) während der Informationswiedergabe 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 irgendeinem der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) in Übereinstimmung mit der Spur (B) in Fig. 8(b) schräg zum Längsstück des Magnetbands (13).

Liegt die Umfangsgeschwindigkeit von irgendeinem der Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) fest bei einem vorbestimmten Wert, so wird das Längenstück des Magnetbands (13) mit einer Geschwindigkeit transportiert, die von derjenigen bei der normalen Informationswiedergabe verschieden ist, so daß während der Suchbetriebsart, während einer Bildwiedergabe mit schneller Bewegung, während einer Bildwiedergabe mit langsamer Bewegung und während einer Bildwiedergabe mit eingefrorenem Bild keiner der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) den aufgezeichneten bzw. Lesespuren auf dem Längsstück des Magnetbands (13) in geeigneter Weise folgen kann, was zu einer Verminderung des Pegels der durch die magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b) aufgenommenen Signale führt. Als Konsequenz ergibt sich eine Wiedergabe von Video- und Audioinformation mit verminderter Qualität, wobei ferner Rauschbalken im Videobild erhalten werden.

Um die oben genannten Probleme zu überwinden, wurde bereits vorgeschlagen, die magnetischen Wandlerköpfe in Übereinstimmung 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 gesagt relativ zur Bandgeschwindigkeit, mit der das Längenstück des Magnetbands während der Aufzeichnung von Information transportiert worden ist. Die am 28. November 1981 veröffentlichte japanische Patentpublikation Nr. 156-50329 offenbart bereits zwei Kopfpositions-Steuerelemente, die jeweils in Abhängigkeit der Größe eines ihnen zugeführten elektrischen Signals verschoben werden können, und die eine entsprechende bewegbare Einrichtung aufweisen. Die magnetischen Wandlerköpfe sind über die entsprechenden bewegbaren Einrichtungen der Kopfpositions-Steuerelemente an der rotierenden Trommelhälfte befestigt, so daß die magnetischen Wandlerköpfe (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 Bewegung.

In der US-PS 43 18 142 ist bereits eine automatisch kompensierte, bewegbare Kopfservoschaltung beschrieben, mit deren Hilfe der magnetische Wandlerkopf den Spuren bei der Bildwiedergabe genau folgen kann. Nach Beendigung der Bildwiedergabe unter Auslesen der Spuren läßt sich der magnetische Wandlerkopf in eine genaue Position bringen, um entweder die nächst nachfolgende Spur zu reproduzieren, dieselbe 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 angelegt 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 Fehlerkorrektursignal zum magnetischen Wandlerkopf zu liefern.

Ferner beschreibt die US-PS 44 51 859 ein Magnetkopf-Positionssteuersystem, bei dem ein konstantes Steuerpotential während der Informationsaufzeichnung an den positionierbaren magnetischen Wandlerkopf gelegt wird, um den magnetischen 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 Spuren auf dem Längenstück des Magnetbands reproduziert werden.

In jedem der herkömmlichen Kopfträgertrommel-Steuersysteme sind entweder eine elektromagnetische Kopplungseinrichtung, z. B. drehbare Übertrager oder Wandler, oder eine Kontaktbürsteneinrichtung vorhanden, die elektrisch leitende Schleifringe und elektrisch leitende Bürsten aufweist, da eine elektrische Versorgungseinrichtung ein Kopfpositionssteuerelement zur Lieferung eines elektrischen Treibersignals bzw. eines Steuersignals enthält, das zur Verschiebung der Wandlerköpfe erforderlich ist. Sowohl bei Einsatz der elektromagnetischen Kopplungseinrichtung als auch bei Einsatz der Kontaktbürsteneinrichtung ist eine separate Versorgungseinrichtung notwendig, so daß sich die Anzahl der Bauelemente und die Anzahl der Herstellungsschritte zur Herstellung der Treibereinrichtung insgesamt erhöhen. Dies führt ferner zu erhöhten Herstellungskosten, zu einer Herabsetzung der Betriebszuverlässigkeit und zu elektrischen Leistungsverlusten.

Bei keinem der herkömmlichen Kopfträgertrommel-Steuersysteme kommt darüber hinaus eine Strombegrenzungseinrichtung zum Einsatz, um den Strom des Steuersignals, das zum Antriebsmechanismus geliefert wird, zu begrenzen. Der Antriebsmechanismus neigt darüber hinaus bei einer Betriebsstörung zur Wärmeerzeugung, so daß er auf thermischem Wege beschädigt werden kann. Tritt dieser Fall auf, so können dadurch nicht nur die magnetischen Wandlerköpfe so stark verschoben werden, daß ihre Spurführung nicht mehr einwandfrei ist, sondern es können auch der Antriebsmechanismus einschließlich der magnetischen Wandlerköpfe mechanisch deformiert und/oder zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu überwinden und ein verbessertes Kopfträgertrommel-Steuersystem zu schaffen, das eine höhere Betriebszuverlässigkeit und einen einfacheren Aufbau aufweist. Es soll darüber hinaus aus mit weniger Herstellungsschritten und unter geringeren Kosten gefertigt werden können. Ferner soll der elektrische Leistungsverbrauch gesenkt werden. Eine geeignete Spurführung während der Bildwiedergabe soll unabhängig von Änderungen der Bandgeschwindigkeit erfolgen, also unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Längenstückes des Magnetbands, um auf diese Weise rauscharme Bilder bei der Reproduktion von Videobildern zu erhalten, die ein hohes Signal-/ Rauschverhältnis aufweisen.

Ein zweites wichtiges Ziel der Erfindung liegt darin, bei einem Kopfträgertrommel-Steuersystem der oben genannten Art dafür zu sorgen, daß der Strom des Steuersignals in geeigneter Weise auf einem Wert gehalten werden kann, so daß sich im Falle einer Betriebsstörung thermische und mechanische Beschädigungen der Einrichtung vermeiden lassen.

Eine Lösung der gestellten Aufgaben ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Kopfträgertrommel-Steuersystem nach der Erfindung zeichnet sich aus durch

• - eine drehbar gelagerte, zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung,
• - eine Mehrzahl von Antriebseinheiten, die mit der Kopfträgertrommeleinrichtung verbunden sind und jeweils eine innerhalb eines magnetischen Kreises liegende Spule sowie einen positionierbaren magnetischen Wandlerkopf aufweisen, der mittels der Spule in Breitenrichtung eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist, wobei jede der Antriebseinheiten eine gesteuerte Seite und eine nicht gesteuerte Seite aufweist,
• - eine drehbare Transformatoreinrichtung für jeden Wandlerkopf in der Kopfträgertrommeleinrichtung, wobei die drehbare Transformatoreinrichtung mit dem ihr zugeordneten Wandlerkopf elektrisch verbunden ist,
• - eine stationäre Transformatoreinrichtung, die mit der entsprechenden drehbaren Transformatoreinrichtung zusammenarbeitet, wobei die stationäre Transformatoreinrichtung innerhalb der Kopfträgertrommel angeordnet ist, gegenüber der drehbaren Transformatoreinrichtung zu liegen kommt und mit dieser magnetisch gekoppelt ist, und dadurch, daß
• - jede der Antriebseinheiten ein Steuersignal empfängt, das der zugeordneten Spule über einen Widerstand zur Einstellung des Pegels des Steuersignals, über eine Abtastbürste und eine Elektrode zugeführt wird, wobei diese Elemente in Reihe mit der Steuerseite der jeweiligen Antriebseinheit geschaltet sind, und
• - die nicht gesteuerten Seiten aller Steuereinheiten innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung zusammengeschaltet und über eine Elektrode sowie eine Abtastbürste mit einer Referenzpotentialquelle verbunden sind.

Da nach der Erfindung das Steuersignal zu jeder Spule über den zugeordneten Widerstand, über die zugeordnete Abtastbürste und schließlich über die zugeordnete Elektrode geführt wird, läßt sich der entsprechende Wandlerkopf physikalisch zusammen mit der zugeordneten Spule verschieben, und zwar generell in Breitenrichtung des Längsstückes des Magnetbands bzw. quer zur Längsrichtung des Magnetbands, und unter Zuhilfenahme einer magnetischen Kraft. Der entsprechende Wandlerkopf kann somit genau der aufgezeichneten bzw. Lesespur auf dem Längsstück des Magnetbandes folgen. Auch bei einer Wiedergabe, z. B. in der Hochgeschwindigkeits- Suchbetriebsart oder bei der Wiedergabe mit langsamer Bewegung, bei denen das Längsstück des Magnetbandes mit einer zur normalen Wiedergabe bzw. Aufzeichnung verschiedenen Geschwindigkeit bewegt wird, läßt sich daher ein genauer und stabilisierter Spurnachlauf erzielen, so daß rauscharme Bilder mit einem praktisch nicht verminderten Signalpegel erhalten werden.

Da sich die mehreren Antriebseinheiten auf der Kopfträgertrommeleinrichtung befinden, ist eine einfache Montage möglich. Ferner lassen sich die einzelnen Antriebseinheiten individuell steuern, wobei die nicht gesteuerten Anschlüsse der Spulen zusammengeschaltet und mit einer Referenzpotentialquelle verbunden sind, z. B. mit Erdpotential, und zwar über eine einzige Abtastbürste und eine Elektrode, so daß das Kopfträgertrommel-Steuersystem aufgrund der geringen Anzahl der Systemkomponenten kostengünstig hergestellt werden kann und eine hohe Betriebszuverlässigkeit aufweist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung enthält das Kopfträgertrommel- Steuersystem eine Treiberschaltung zur Ansteuerung jedes Wandlerkopfes (5 a, 5 b) mit einem Zyklus entsprechend dem Zyklus der Drehung der drehbar gelagerten Kopfträgertrommeleinrichtung, wobei die Treiberschaltung einen Widerstand und einen Strombegrenzer zur Einstellung des Stromes des Steuersignals auf einen zur Verschiebung des zugeordneten Wandlerkopfes (5 a, 5 b) erforderlichen Wert bei Einhaltung der folgenden Beziehung aufweist:

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

Hier sind das gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis ein Geschwindigkeitsverhältnis relativ zur normalen Bandgeschwindigkeit während der Wiedergabe, die Spurteilung (P) ein Abstand zwischen benachbart aufgezeichneten Spuren auf dem Magnetband (13), die Grenze der Verschiebung des Kopfes diejenige Grenze, bei der noch die Beziehung zwischen dem Wert des Stromes, der durch die Spule fließt, und der Verschiebung des zugeordneten Wandlerkopfes linear ist, und die strukturelle Grenze der Verschiebung des Kopfes diejenige Grenze, bei der der Wandlerkopf noch nicht die ihn umgebenden Bauteile berührt.

Wird der Strom auf diese Weise begrenzt, so wird eine mögliche thermische Beschädigung des Wandlerkopfes aufgrund der Selbstaufheizung des Wandlerkopfes minimiert oder eliminiert. Jede mögliche mechanische Deformation und/oder Beschädigung des Wandlerkopfes aufgrund einer zu großen Verschiebung des Wandlerkopfes wird ebenfalls ausgeschaltet. Das magnetische Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät mit dem System nach der Erfindung läßt sich somit durch den Steuerstrom für jede Antriebseinheit in geeigneter Weise betreiben, so daß das Gerät eine hohe Betriebszuverlässigkeit und eine große Lebensdauer aufweist.

Da sich ferner jeder Widerstand, der mit der Steuerseite einer jeweiligen Spule einer Antriebseinheit verbunden ist, gleichzeitig als Widerstandselement des zugeordneten Strombegrenzers und als Widerstandselement einer Stromrückkopplungsschleife für die Rückkopplung des elektrischen Stromes verwenden läßt, der bei stromgesteuertem Treiberbetrieb fließt, kann die Nutzhäufigkeit des Widerstandes minimiert werden, wodurch sich das gesamte System kompakt und billig herstellen läßt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kopfträgertrommeleinrichtung nach der Erfindung,

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

Fig. 3 einen weiteren Längsschnitt durch einen Teil der Kopfträgertrommeleinrichtung nach Fig. 1 im Bereich einer Antriebseinheit,

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

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung,

Fig. 6 einen Signalverlauf bei stromgesteuerter und spannungsgesteuerter Treiberansteuerung,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine herkömmliche Kopfträgertrommeleinrichtung und

Fig. 8 Diagramme mit verschiedenen Bewegungspuren der magnetischen Wandlerköpfe entlang des Magnetbandes.

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

Entsprechend den Fig. 1 und 2 sind bei einer Ausführungsform der Erfindung die magnetischen Wandlerköpfe (5) jeweils an einer Antriebseinheit (4 a) befestigt, die ihrerseits 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) befestigt, wobei Kontaktbürsten in gleitendem Kontakt mit entsprechenden Elektroden stehen, die eine Elektrodeneinrichtung (15) bilden. Die Elektrodeneinrichtung (15) mit den Elektroden, die in gleitendem Kontakt mit den Kontaktbürsten 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 Elektrodeneinrichtung (15) geliefert werden. Die Elektrodeneinrichtung (15) ist elektrisch mit der Antriebseinheit (4 a) über eine gedruckte Schaltungskarte (11) und weiter über eine Verbindung (16) verbunden.

Entsprechend den Fig. 3 und 4 weist die obere Trommelhälfte (3) einen Querschnitt auf, der im wesentlichen einem umgekehrten "U" entspricht, wobei eine ringförmige Ausnehmung (50) vorhanden ist, die sich nach unten in Richtung der stationären oder unteren Trommelhälfte (2) öffnet. Die Antriebseinheit (4 a) für jeden Wandlerkopf (5) befindet sich innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (50) in der oberen Trommelhälfte (3) und enthält im wesentlichen eine längliche 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 Spuleneinrichtung (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 Spuleneinrichtung (42).

Ein im wesentlichen kappenförmiges Jochelement (44) aus ferromagnetischem Material ist mit Hilfe einer Schraubeneinrichtung (49) an der oberen Trommelhälfte (3) befestigt und liegt innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (50) unmittelbar oberhalb der zylindrischen Spuleneinrichtung (42). Dieses Jochelement (44) weist einen "U"-förmigen Querschnitt auf, der sich in Richtung der Blattfeder (41) öffnet, wobei 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 Permanentmagneten (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 wegbewegt werden kann, um auf diese Weise den Wandlerkopf (5) in verschiedene Positionen zu bringen.

Das Jochelement (41) ist an seinem unteren Ende mit einer ferromagnetischen Platte (45) verbunden, die der Antriebseinheit (4 a) gegenüberliegt. Die ferromagnetische Platte (45) enthält eine Öffnung, die koaxial zum Permanentmagneten (43) liegt. Diese ferromagnetische Platte (45) arbeitet mit dem Permanentmagneten (43) zusammen und bildet mit diesem einen magnetischen Kreis. Sie weist ferner einen verlängerten Arm (45 a) auf, der sich in eine Richtung erstreckt, die vom Wandlerkopf (5) wegweist. Das gegenüberliegende Ende 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 ringförmiges Abstandselement (47) befindet sich zwischen dem verlängerten 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 Blattfeder (41) in Richtung parallel zur Antriebswelle (1) relativ zum gegenüberliegenden und feststehenden Ende der Blattfeder (41) verschieben, das über den verlängerten Arm (45 a) und das Jochelement (44) an der oberen Trommelhälfte (3) befestigt ist. Der ringförmige Spalt zwischen der Spuleneinrichtung (42) und dem Permanentmagneten (43) weist eine so große Breite auf, daß keine Störungen zwischen Spuleneinrichtung (42) und Permanentmagnet (43) während der Verschiebung der Spuleneinrichtung (42) relativ zum Permanentmagneten (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 Spuleneinrichtung (42) wird die Blattfeder (41) in entsprechender Weise verschoben, so daß der magnetische Wandlerkopf (5) in Breitenrichtung des Längenstückes des Magnetbands (13) verschoben wird.

Die Antriebseinheit nach der Erfindung läßt sich in einfacher 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 Vorrichtung hindurchtreten kann, wie anhand der Phantomlinie (53) in Fig. 3 zu erkennen ist. Durchragt die zylindrische Vorrichtung (53) die Zentrierperforation (52), so wird sie in Kontakt mit dem zylindrischen Permanentmagneten (43) gebracht. 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 Umgangslippenbereich der Öffnung innerhalb der ferromagnetischen Platte (45). Die Baueinheit mit dem Jochelement (44), das den Permanentmagneten (43) trägt, und der Blattfeder (41), das die Spuleneinrichtung (42) trägt, wird dann am verlängerten Arm (45 a) positionsgerecht befestigt, und zwar durch Festziehen des Trag-/ Druckbolzens (46), um das entgegengesetzte Ende der Blattfeder (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 Permanentmagneten (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 oberen Trommelhälfte (3) gezogen wird. Hierdurch wird die Montage der Antriebseinheit (4 a) in der oberen Trommelhälfte (3) beendet.

Nach beendeter Menge der Antriebseinheit (4 a) kann es erforderlich sein, die Position des Wandlerkopfes (5) relativ zur Kopfträgertrommeleinrichtung genau zu justieren und gegebenenfalls die Größe des Vorsprungs der Spitze des Wandlerkopfes (5) von der Kopfträgertrommeleinrichtung radial nach außen einzustellen. Für diesen Zweck weist die ringförmige obere Wand der oberen Trommelhälfte (3) drei Einstellöffnungen (51 a), (51 b) und (51 c) auf. Diese Einstellöffnungen (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) miteinander verbindet, im wesentlichen senkrecht zueinander an einem Punkt liegen, der mit der longitudinalen Achse des Permanentmagneten (43) fluchten sollte. Eine Lageröffnung (49 a), durch die die Schraube (49) hindurchragt, welche die Antriebseinheit (4 a) gegen die ringförmige, obere Wand der oberen Trommelhälfte (3) zieht, wie bereits zuvor beschrieben, 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) innerhalb der ringförmigen Ausnehmung (5) durch Eindringen der Schraube (49) in die Lageröffnung (49 a) und Anziehen der Schraube (49) vorläufig befestigt worden ist, werden keilförmige Positionierungselemente (nicht dargestellt) in die jeweiligen Einstellöffnungen (51 a) bis (51 c) eingesetzt, so daß über die Einstellöffnungen (51 a) und (51 b) Drehkräfte erzeugt werden können, um die Stellung des Wandlerkopfes (5) in Umfangsrichtung der Kopfträgertrommeleinrichtung zu justieren. Über die Einstellöffnung (51 c) erfolgt eine Justierung der Größe des Vorsprungs der Spitze des magnetischen Wandlerkopfes (5) in Richtung radial über die äußere Umfangsfläche 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 Positionsbeziehung aufrechterhalten bleibt, wenn die Schraube (49) danach vollständig angezogen wird, um die Antriebseinheit (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 Spuleneinrichtung (42) innerhalb des ringförmigen Spaltes (g) zwischen dem Permanentmagneten (43) und dem Umfangslippenbereich der ferromagnetischen Platte (45), der die Öffnung innerhalb der Platte (45) umgibt, liegt. Empfängt die zylindrische 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) verschoben. Um zu vermeiden, daß der magnetische Wandlerkopf (5) in umgekehrter Weise durch Teile des Magnetflusses beeinflußt wird, die aus der Spuleneinrichtung (42) in Richtung 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 beschrieben. Hierzu sei angenommen, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Längenstückes des Magnetbands (13) von einer Bandgeschwindigkeit (V 1) auf eine Bandgeschwindigkeit (V 2) ansteigt, um beispielsweise die Hochgeschwindigkeits-Suchbetriebsart ausführen zu können. Wird der magnetische Wandlerkopf (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 Bewegungspur des Wandlerkopfes (5) aus der Position (5 A) in die Position (5 B) zu bringen, so wird die Spur der Relativbewegung zwischen dem Längsstück des Magnetbandes (13) und dem Wandlerkopf (5) so sein, wie dies durch das Bezugszeichen (C) in Fig. 8(c) angegeben ist, und mit der Spur (A) koinzidieren, die während der Bildaufzeichnung auf dem Längsstück des Magnetbands (13) aufgezeichnet worden ist, so daß ein genauer Spurnachlauf erhalten wird.

Ein ähnlich guter Spurnachlauf wird erhalten, wenn die Bandgeschwindigkeit auf einen anderen Wert als die zuvor erwähnte 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 Längsstück 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 beschrieben. Im vorangegangenen wurde lediglich auf eine Antriebseinheit (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 oder 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 Wandlerkopf (5 b) gehören, den Buchstaben "b" tragen. Jeweils einander 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 Schaltsignal 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 detektieren, 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 b), Differentialverstärker (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) enthält. 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 b) 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 Steuerseite 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 liegenden 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 empfangen, 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 versetzen. 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) genau folgen. Der oben erwähnte Steuerstrom wird zur zugeordneten 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 Umwandlung mit Hilfe der zugeordneten drehbaren und stationären Wandler (7 a), (7 b) und (8 a), (8 b) zu entsprechenden Kopfverstärkern (72 a) oder (72 b) geliefert. Die auf diese Weise erhaltenen verstärkten Signale werden von den Kopfverstärkern (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 Signale die auf dem Magnetband (13) vorhandene Information reproduziert, um z. B. ein Videobild zu erhalten, und zwar in bekannter Weise.

Jeder der Strombegrenzer (65 a) und (65 b) enthält einen entsprechenden Fensterkomparator (66 a) oder (66 b) und eine Strombegrenzungseinrichtung (67 a) oder (67 b). Jeder Strombegrenzer (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 Stromwert, der erforderlich ist, um die Verschiebung des zugeordneten Wandlerkopfes (5 a) oder (5 b) nächst der nachfolgenden Beziehung durchzuführen:

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

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

Es sei darauf hingewiesen, daß das oben genannte gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis ein Geschwindigkeitsverhältnis relativ zur normalen Bandgeschwindigkeit während der Reproduktion 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 Betrieb 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 magnetischen 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 ausgewählt ist, daß er höher liegt als derjenige der zugeordneten Widerstände (70 a) oder (70 b), wobei ferner jeder Kondensator (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) und (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 zugeordneten 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 Endproduktes (rechter oberer Punkt) erfolgt, wobei die gewünschte Bewegungsspur in Übereinstimmung mit der durchgezogenen Linie (C) erhalten wird.

Jede der Treiberschaltungen, die die Steuerschaltung aufbauen, enthält eine Stromrückkopplungsschleife (L 1) und eine Spannungsrückkopplungsschleife (L 2), die parallel zueinander liegen. Die Stromrückkopplungsschleife (L 1) enthält 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 Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) fließt. Dagegen enthält die Spannungsrückkopplungsschleife (L 2) den zugehörigen Kondensator (71 a) oder (71 b) für die Rückkopplung einer Spannung über den zugehörigen Widerstand (68 a) oder (68 b).

Ist die Frequenz hoch, so nähert sich die Impedanz eines jeden Kondensators (71 a) oder (71 b) dem Wert Null. Demzufolge 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. Ansteuerbetrieb auf der Grundlage des Stromes stattfindet. Die Beziehung zwischen der fundamentalen Treiberfrequenz eines jeden der magnetischen Wandlerköpfe (5 a) und (5 b), die jeweils mit den Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) zusammenarbeiten, und der mechanischen Resonanzfrequenz der Antriebseinheit (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 ausgeführt, während der spannungsabhängige Treiberbetrieb bei einer Frequenz in der Größenordnung der mechanischen Resonanzfrequenz ausgeführt wird, so daß die über die zugeordnete Spuleneinrichtung (42 a) oder (42 b) während des spannungsgesteuerten Treiberbetriebs, bei dem die Ausgangsimpedanz niedrig ist, erzeugte elektromotorische Gegenkraft absorbiert 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 Komponenten oder Rauschkomponenten, die der fundamentalen bzw. Grundtreiberfrequenzkomponente überlagert sind. Haben daher die höheren harmonischen Komponenten eine Frequenzkomponente, 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 Spurnachlauf nicht mehr genau erfolgt. Die Resonanz der Antriebseinheit (4 a), die infolge der Zuführung der höheren harmonischen Komponenten mit hoher Frequenz auftritt, wird jedoch durch den oben beschriebenen Effekt der Kurzschlußbremsung absorbiert, so daß sich der Kopf relativ zum Band beim Spurnachlauf genau bewegen läßt.

Auf der anderen Seite liefert die Treiberschaltung die fundamentale Treiberfrequenzkomponente des Treiberstromes beim stromgesteuerten Treiberbetrieb. Die Zuführung des Treiberstromes (Steuersignal) mit vorbestimmten Wert zur Antriebseinheit (4 a) kann daher in stabiler Weise durchgeführt werden, und zwar unabhängig von der Selbstaufheizung der Spuleneinrichtungen (42 a) und (42 b) infolge der hohen Ausgangsimpedanz der Treiberschaltung während des stromgesteuerten Treiberbetriebs, und unabhängig von der Änderung beider Widerstände der Spuleneinrichtungen (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 minimieren, wurden folgende Schaltungskonstanten verwendet:

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

Verstärkung des Differentialverstärkers (69 b) = (Widerstandswert der Spuleneinrichtung (42 b))/(Widerstandswert des Widerstandes (68 b)).

Wird die Verstärkung während des stromgesteuerten Treiberbetriebs bezogen auf einen Lastwiderstand und auf eine Frequenz, 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 mechanischen 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 derart, 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 voneinander, so wird der Ausgang eines jeden zyklischen Signalgenerators (61 a) oder (61 b) schwanken, wie dies durch die Phantomlinie in Fig. 6(b) eingezeichnet ist. Es entsteht daher ein Linearitätsverlust im Steuersignal. Der Ausgang von jedem zyklischen Signalgenerator (61 a) oder (61 b) stellt ein Eingangssignal für die zugeordnete Treiberschaltung dar, also diejenige Spannung, die an die zugehörige Elektrode (15 a) oder (15 b) angelegt wird, wobei die Spannung einem linearen Teil des zyklischen Signals in Fig. 6(a) entspricht.

In der Praxis ist es allerdings nicht leicht, die Verstärkungen während des stromgesteuerten Treiberbetriebs und während 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 Schaltungskonstanten. 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 akzeptable 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 Aufzeichungs- und Wiederabgabesystem in verschiedenen Richtungen zueinander geneigt sind, so daß ein Wandlerkopf nicht der durch den anderen Wandlerkopf gebildeten Spur folgen kann. Da der Pegel eines Signals für jede 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 vielerlei Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

So können z. B. statt der Blattfeder (41), die in Form eines Auslegers gehalten wird, eine Torionsfeder oder eine Parallelfeder verwendet werden, oder aber auch eine steife Trägerplatte. Bei Verwendung einer steifen Trägerplatte muß diese in Richtung zum Permanentmagneten (43) und in entgegengesetzter 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 Antriebseinheit 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 Tragrahmen (9) ist nicht unbedingt erforderlich, da die obere Trommelhälfte (3) auch direkt an der Antriebswelle (1) befestigt sein kann.

Zusätzlich zu den drei Einstellöchern (51 a) bis (51 c) können ein oder mehrere weitere Einstellöcher in der ringförmigen 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 Permanentmagneten (43) in der Nähe der Antriebswelle (1) befindet, kann auch an der Seite des Permanentmagneten (43) nahe dem Wandlerkopf (5) vorhanden sein.

Claims (3)

1. Kopfträgertrommel-Steuersystem, gekennzeichnet durch

• - eine drehbar gelagerte, zylindrische Kopfträgertrommeleinrichtung (3),
• - eine Mehrzahl von Antriebseinheiten (4 a, . . .), die mit der Kopfträgertrommeleinrichtung (3) verbunden sind und jeweils eine innerhalb eines magnetischen Kreises (43 - 45) liegende Spule (42) sowie einen positionierbaren magnetischen Wandlerkopf (5 a, 5 b) aufweisen, der mittels der Spule (42) in Breitenrichtung eines Magnetbandlängsstückes bewegbar ist, wobei jede der Antriebseinheiten (4 a, . . .) eine gesteuerte Seite und eine nicht gesteuerte Seite aufweist,
• - eine drehbare Transformatoreinrichtung (7 a, 7 b) für jeden Wandlerkopf (5 a, 5 b) in der Kopfträgertrommeleinrichtung (3), wobei die drehbare Transformatoreinrichtung (7 a, 7 b) mit dem ihr zugeordneten Wandlerkopf (5 a, 5 b) elektrisch verbunden ist,
• - eine stationäre Transformatoreinrichtung (8 a, 8 b), die mit der entsprechenden drehbaren Transformatoreinrichtung (7 a, 7 b) zusammenarbeitet, wobei die stationäre Transformatoreinrichtung (8 a, 8 b) innerhalb der Kopfträgertrommel (3) angeordnet ist, gegenüber der drehbaren Transformatoreinrichtung (7 a, 7 b) zu liegen kommt und mit dieser magnetisch gekoppelt ist, und dadurch, daß
• - jede der Antriebseinheiten (4 a, . . .) ein Steuersignal empfängt, das der zugeordneten Spule (42 a, 42 b) über einen Widerstand (68 a, 68 b) zur Einstellung des Pegels des Steuersignals, über eine Abtastbürste (14 a, 14 b) und eine Elektrode (15 a, 15 b) zugeführt wird, wobei diese Elemente in Reihe mit der Steuerseite der jeweiligen Antriebseinheit (4 a, . . .) geschaltet sind, und
• - die nicht gesteuerten Seiten aller Steuereinheiten (4 a, . . .) innerhalb der Kopfträgertrommeleinrichtung (3) zusammengeschaltet und über eine Elektrode (15 c) sowie eine Abtastbürste (14 c) mit einer Referenzpotentialquelle verbunden sind.

2. Kopfträgertrommel-Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Treiberschaltung zur Ansteuerung jedes Wandlerkopfes (5 a, 5 b) mit einem Zyklus entsprechend dem Zyklus der Drehung der drehbar gelagerten Kopfträgertrommeleinrichtung (3), wobei die Treiberschaltung einen Widerstand (68 a, 68 b) und einen Strombegrenzer (65 a, 65 b) zur Einstellung des Stromes des Steuersignals auf einen zur Verschiebung des zugeordneten Wandlerkopfes (5 a, 5 b) erforderlichen Wert bei Einhaltung der folgenden Beziehung aufweist: |(Gewünschtes Geschwindigkeitsverhältnis) - 1|
× (Spurteilung P)
< (Grenze der Verschiebung des Kopfes)
< (Strukturelle Grenze der Verschiebung des Kopfes),worin das gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis ein Geschwindigkeitsverhältnis relativ zur normalen Bandgeschwindigkeit während der Wiedergabe, die Spurteilung (P) ein Abstand zwischen benachbart aufgezeichneten Spuren auf dem Magnetband (13), die Grenze der Verschiebung des Kopfes diejenige Grenze, bei der noch die Beziehung zwischen dem Wert des Stromes, der durch die Spule (42 a, 42 b) fließt, und der Verschiebung des zugeordneten Wandlerkopfes (5 a, 5 b) linear ist, und die strukturelle Grenze der Verschiebung des Kopfes diejenige Grenze sind, bei der der Wandlerkopf (5 a, 5 b) noch nicht die ihn umgebenden Bauteile berührt.

3. Kopfträgertrommel-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (68 a, 68 b) gleichzeitig als Widerstandselement des zugeordneten Strombegrenzers (65 a, 65 b) und als Widerstandselement einer Stromrückkopplungsschleife zur Rückkopplung des elektrischen Stromes dient, der bei stromgesteuertem Treiberbetrieb fließt.