DE3831527A1

DE3831527A1 - Schaltungsanordnung zum aufsprechen eines breitbandigen signals auf magnetband

Info

Publication number: DE3831527A1
Application number: DE19883831527
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Heinz; Ottmar Dipl Ing Ploep
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1988-09-16
Publication date: 1990-03-22

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Aufsprechen eines breitbandigen Signals auf Magnetband nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Buch von Friedrich Manz "Video-Recorder-Technik", 1. Aufl., Vogel-Verlag, Würzburg, S. 151, ist ein Aufsprechverstärker mit zwei Emitter-Grundschaltungen bekannt, die basisseitig im Gegentakt über einen festen Übertrager angesteuert werden. Die Kollektor-Anschlüsse der zwei Emitter-Grundschaltungen sind mit der Stator-Wicklung eines rotierenden Übertragers verbunden, dessen Rotor-Wicklung über Umschaltkontakte an zwei in Reihe geschaltete Magnetköpfe angeschlossen ist. Die beiden Magnetköpfe dienen sowohl zur Aufzeichnung als auch zur Wiedergabe von Signalen.

Der Übertragungsbereich dieser Schaltungsanordnung weist eine Frequenzbandbreite von 0,8 MHz bis 8 MHz auf. Signale mit Frequenzen von unter 100 kHz können von dieser bekannten Schaltungsanordnung nicht mehr verlustfrei übertragen werden. Bei einer Aufzeichnung von Datensignalen wird jedoch üblicherweise eine untere Grenzfrequenz des Übertragungssystems von < 100 kHz gefordert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung gemäß der eingangs genannten Art den Übertragungsbereich zu unteren Signalfrequenzen hin zu erweitern.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß der rotierende Übertrager bei einer gegebenen Koppelinduktivität durch eine sehr niederohmige Ankopplung noch Signalfrequenzen von unter 100 kHz geradlinig überträgt. So werden beispielsweise mit einer Koppelinduktivität von 10 µH und einem rotorseitigen Eingangswiderstand der Ausgangsstufe von 5 Ω noch Signalfrequenzen von etwa 39 kHz von dem rotierenden Übertrager übertragen. Eine mechanische Vergrößerung des rotierenden Übertragers zur Erreichung einer größeren Koppelinduktivität ist nicht erforderlich. Außerdem erfordert die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nur wenige Schaltungsbauteile.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß eine Mittelanzapfung auf der Übertragerseite des rotierenden Übertragers entfallen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine ausführliche Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

In der Schaltungsanordnung der Fig. 1 wird bei 1 ein Datensignal mit ECL-Pegel (Emitter Coupled Logic) einem Verstärker 2 zugeführt. Der Verstärker 2 weist komplementäre Ausgänge auf, die zur Ansteuerung eines Differenzverstärkers vorgesehen sind. Dieser Differenzverstärker besteht aus Ein und Ausgangsstufen. Die Eingangsstufen werden durch zwei Transistoren 3 und 4 gebildet. Die Basisanschlüsse der Transistoren 3 und 4 sind mit den komplementären Ausgängen des Verstärkers 2 verbunden. Die Emitteranschlüsse der Transistoren 3 und 4 sind an einer Stromquelle 5 angeschlossen, die an dem negativen Potential einer Betriebsspannungsquelle liegt. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 3 und 4 sind an Wicklungsenden der Statorwicklung eines rotierenden Übertragers 6 angeschlossen. Eine Mittelanzapfung der Statorwicklung liegt auf einem Massepotential.

Der rotierende Übertrager 6 ist Teil eines rotierenden Abtastsystems, welches wendelförmig von einem Magnetband umschlungen ist, so daß schräg zur Bandkante verlaufende Spuren abgetastet werden. Das rotierende Abtastsystem weist einen Drehkörper auf, welcher den rotierenden Teil (Rotor) des rotierenden Übertragers 6 trägt. Am Umfang des Drehkörpers sind üblicherweise Aufzeichnungs- und Wiedergabemagnetköpfe befestigt. Der strichpunktiert umrahmte Teil der Schaltungsanordnung in der Fig. 1 zeigt jene Teile, die auf dem Drehkörper einer derartigen rotierenden Abtasteinrichtung angeordnet sind.

Der strichpunktiert umrahmte Teil der Fig. 1 zeigt die Ausgangsstufen mit Transistoren 7 und 8 in Basisgrundschaltung. Die Emitter der Transistoren 7 und 8 sind mit Wicklungsenden der Rotorwicklung des rotierenden Übertragers 6 verbunden. Eine Mittelanzapfung der Rotorwicklung des rotierenden Übertragers 6 sowie die Basisanschlüsse der Transistoren 7 und 8 liegen auf Massepotential. Die Kollektoranschlüsse der beiden Transistoren 7 und 8 sind an Enden der Kopfwicklung eines Aufsprech-Magnetkopfes 9 angeschlossen. Die Zuführung der Betriebsspannung Vpp erfolgt über eine Mittelanzapfung der Kopfwicklung des Aufsprechmagnetkopfes 9.

Die erfindungsgemäße Differenzverstärkeranordnung besteht im wesentlichen aus zwei in Kaskode geschalteten Transistorzweigen, welche ein- und ausgangsseitig über den rotierenden Übertrager 6 induktiv gekoppelt sind. Ein erster in Kaskode geschalteter Transistorzweig besteht aus den Transistoren 3 und 7 und ein zweiter Transistorzweig aus den Transistoren 4 und 8. Der Eingangswiderstand der in Basisgrundschaltung betriebenen Ausgangsstufen mit den Transistoren 7 und 8 ist sehr gering. In Abhängigkeit vom jeweiligen Kollektorstrom beträgt der Eingangswiderstand nur wenige Qhm, z. B. 2 bis 8 Ohm. Da für die untere Grenzfrequenz f _u des vom rotierenden Übertrager 6 übertragenen Signals folgender Zusammenhang besteht:

wobei Ri der Eingangswiderstand, Ra der Ausgangswiderstand und L die Koppelinduktivität des rotierenden Übertragers 6 ist. Gemäß der vorliegenden Beziehung wird die untere Grenzfrequenz f _u umso kleiner, je niederohmiger der rotierende Übertrager 6 betrieben wird und je größer die Koppelinduktivität L gewählt wird.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten ausführlichen Schaltungsanordnung sind Teile gleicher Wirkung mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das bei 1 anliegende Datensignal wird einem ECL-Treiberbaustein 2 zugeführt. Ein derartiger ECL-Treiberbaustein kann beispielsweise der Typ MC 10116 des Herstellers Motorola sein. Der inverse Eingang dieses ECL-Bausteins 2 ist an einer internen Mittelpunktspannung des Bausteins angeschlossen. An den komplementären Ausgängen des ECL-Bausteins 2 sind Emitterfolger mit den Transistoren 10 und 11 angeschlossen. Die Emitteranschlüsse der Transistoren 10 und 11 liegen über Widerstände 12 und 13 an dem negativen Potential der Betriebsspannungsquelle. Von den Emitteranschlüssen der Emitterfolger wird das Signal zu den Basisanschlüssen von Transistoren 14 und 15 weitergeleitet. Die Emitteranschlüsse der Transistoren 14 und 15 sind über Widerstände 16 und 17 an dem negativen Potential der Betriebsspannungsquelle angeschlossen. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren 14 und 15 sind über Widerstände 18 und 19 mit den Enden der Statorwicklung des rotierenden Übertragers 6 verbunden.

Im Gegensatz zu den Ausgangsstufen 7 und 8 der Fig. 1 ist der Arbeitspunkt der Transistoren 7 und 8 in dieser Schaltungsausführung so gelegt, daß ein Ruhestrom durch die Transistoren 7 und 8 fließt. Zur Einstellung des Ruhestroms ist für die Basisanschlüsse ein aus einem Widerstand 20 und zwei in Reihe geschalteten Dioden 21 aufgebauter Spannungsteiler vorgesehen, welcher zwischen dem positiven Potential der Betriebsspannungsquelle und dem Massepotential angeordnet ist. Der Strom durch die Kollektor-Emitter-Strecken der beiden Ausgangsstufen 7 und 8 wird durch Emitter-Widerstände 22 und 23 bestimmt. Zwischen den Emitteranschlüssen der Transistoren 7 und 8 liegt die Rotorwicklung des rotierenden Übertragers 6. Zur Verhinderung größerer Gleichstromanteile in der Wicklung des Aufsprech-Magnetkopfes 9 ist in einer Zuleitung der Rotorwicklung ein Koppelkondensator 25 zwischengeschaltet. Die Kapazität des Koppelkondensators 25 kann relativ klein gewählt werden, da die Ausgangsstufe in Form einer Stromquelle gespeist wird. Die Mittelanzapfung der Wicklung des Aufsprech-Magnetkopfes 9 liegt über einen Kondensator 24 hochfrequenzmäßig auf Massepotential.

Da die vorliegende Ausführungsform keine Anzapfung der Rotorwicklung benötigt, vereinfacht sich der Aufbau des rotierenden Übertragers 6 . Die in der Statorwicklung des rotierenden Übertragers 6 vorgesehenen Widerstände 18 und 19 dienen zur Impedanz-Anpassung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnungen stellen Varianten für bestimmte Ruhestromeinstellungen dar. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betrieb mit anderen Arbeitspunkten auch entsprechend modifiziert werden. Insbesondere kann auch die statorseitige Ansteuerung des rotierenden Übertragers 6 durch Zwischenschaltung eines festen Übertragers so erfolgen, daß die statorseitige Mittelanzapfung entfallen kann.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Aufsprechen eines breitbandigen Signals auf Magnetband, bei welcher das Signal der Statorwicklung eines rotierenden Übertragers zugeführt ist, bei welcher eine Rotorwicklung des rotierenden Übertragers Teil eines Drehkörpers ist, welcher am Umfang einen der Rotorwicklung zugeordneten Aufsprech-Magnetkopf aufweist, und bei welcher zwischen der Rotorwicklung und dem Aufsprech-Magnetkopf eine Verstärker-Anordnung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen Differenzverstärker mit zwei in Kaskode geschalteten Transistorzweigen, wobei die Basisanschlüsse von Eigangsstufen (3, 4) des Differenzverstärkers das breitbandige Signal komplementär zugeführt sind, wobei Kollektor-Anschlüsse der Eingangsstufen (3, 4) mit der Statorwicklung des rotierenden Übertragers (6) verbunden sind, wobei Emitter-Anschlüsse von in Basisgrundschaltung betriebenen Ausgangsstufen (7, 8) des Differenzverstärkers an der Rotorwicklung des rotierenden Übertragers (6) angeschlossen sind, und wobei Kollektoranschlüsse der Ausgangsstufen (7, 8) mit einer Wicklung des Aufsprech-Magnetkopfes (9) verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Basisgrundschaltung betriebenen Ausgangsstufen des Differenzverstärkers einen ersten und zweiten Transistor (7, 8) aufweisen, bei welchem die Basis-Anschlüsse an einem ersten festen Potential liegen, bei welchem die Emitter-Anschlüsse mit Wicklungsenden der Rotorwicklung des rotierenden Übertragers (6) verbunden sind und über je einen Emitter-Widerstand (22, 23) an einem zweiten festen Potential liegen und bei welchem die Kollektor-Anschlüsse an Wicklungsenden der Wicklung des Aufsprech-Magnetkopfes (9) angeschlossen sind, wobei eine Mittelanzapfung der Wicklung an einem dritten festen Potential liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstärkerstufe (2) mit komplementären Ausgängen, welcher das breitbandige Signal zugeführt ist, einen dritten und vierten Transistor (14, 15), denen basisseitig das an den komplementären Ausgängen liegende Signal zugeführt ist, die emitterseitig über Widerstände (16, 17) an einem vierten festen Potential liegen und die kollektorseitig an Wicklungsenden einer mittelangezapften Statorwicklung des rotierenden Übertragers (6) angeschlossen sind, wobei die Mittelanzapfung an dem dritten festen Potential liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den komplementären Ausgängen der Verstärkerstufe (2) und den Basisanschlüssen des dritten und vierten Transistors (14, 15) je ein Emitterfolger (10, 11, 12, 13) geschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektor-Anschlüssen des dritten und vierten Transistors (14, 15) und den Wicklungsenden der mittelangezapften Statorwicklung des rotierenden Übertragers 6 je ein Widerstand (18, 19) zwischengeschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Zuleitung der Rotorwicklung des rotierenden Übertragers (6) ein Kondensator (25) zwischengeschaltet ist.