DE3927705A1 - Verfahren und vorrichtung zur servosteuerung der kopftrommel einer magnetbandwiedergabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel einer Magnetbandwieder­ gabevorrichtung für einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf, bei denen insbesondere die Anlaufzeit dadurch verkürzt werden kann, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Kopfes nach Maßgabe der Änderungen in der Laufgeschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes bei einem digitalen Tonbandgerät gesteuert wird.

Bei einem Hochgeschwindigkeitssuchlauf in einem digitalen Tonbandgerät wird im allgemeinen die Laufgeschwindigkeit des Bandes auf das bis zu 200fache der normalen Abspielgeschwindigkeit erhöht. Die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel wird in diesem Fall jedoch nicht auf das 200fache erhöht, so daß die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel dann erhöht werden muß, wenn die Wiedergabetaktfrequenz gleich der normalen Wiedergabefrequenz wird. Es nimmt sehr viel Zeit in Anspruch, die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel zu erhöhen, so daß die Anlaufzeit verlängert ist, was es unmöglich macht, einen schnellen Hochgeschwindigkeitssuchlauf durchzuführen.

Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt das Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel, bei der während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes eine Bezugsfrequenz f₁ an einem Frequenzkomperator 1 liegt und eine Hochfrequenz HF, die während der Drehung der Kopftrommel 6 erzeugt wird, an einem HF-Verstärker 5 liegt. Der HF-Verstärker 5 verstärkt die HF-Signale, wobei diese HF- Signale über eine Phasenregelschleife 2, die im folgenden kurz PLL genannt wird, am Frequenzkomperator 1 liegt, um der Wiedergabetaktfrequenz zu folgen. Der Frequenzkomperator vergleicht die beiden ankommenden Signale, liefert Ausgangs­ fehlersignale einem Addierer 3 und liefert gleichfalls die Ausgangssignale VH eines eine lineare Spannung erzeugenden Generators oder Sägezahngenerators 7 zum Erzeugen einer linearen Spannung oder Sägezahnspannung während des Suchlaufes dem Addierer 3. Zwei Arten von Signalen, die dem Addierer 3 eingegeben werden, werden addiert, wobei die addierten Signale mit einem gegebenen Verstärkungsfaktor durch einen Verstärker 4 verstärkt werden, um sie an die Kopftrommel 6 auszugeben. Die Kopftrommel 6 wird auf eine Drehgeschwindigkeit gesteuert, die dem anliegenden Antriebsspannungssignal equivalent ist. Der Sägezahngenerator 7 unterbricht die Erzeugung seiner Sägezahnspannung auf den Empfang von Steuersignalen VC von der PLL 2 nach dem Umschalten auf den normalen Laufbetrieb und hält die Ausgangsspannung zum Augenblick der Unterbrechung bei.

Wenn in Fig. 2, die den Betriebszustand der Spule und der Trommel während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes darstellt, der Betrieb des Hochgeschwindigkeitssuchlaufes zum Zeitpunkt a begonnen wird, dann zeigt der Punkt a den Zustand der Trommelsteuerspannung VD und der Spulensteuerspannung VT, die den Änderungen in den zugehörigen Umdrehungsgeschwindigkeiten entsprechen. Der Punkt b ist derjenige Punkt, an dem der Sollwert der Laufgeschwindigkeit des Bandes erreicht ist, d. h. an dem die Erhöhung der Bandgeschwindigkeit abgeschlossen ist. Der Abschnitt c gibt das Zeitintervall wieder, über das die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel hochgezogen wird, um die Relativgeschwindigkeit der Kopftrommel auf einen konstanten Wert entsprechend der Erhöhung der Spulengeschwindigkeit zu regeln. Der Abschnitt f gibt das Zeitintervall wieder, über das die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel einer Feineinstellung unterworfen wird, während der Punkt d die Stelle wiedergibt, an der die festgelegte Drehgeschwindigkeit der Trommel erreicht ist.

Das heißt, daß in den Zeitintervallen c und f Steuerungen in der Weise folgen, daß die Wiedergabetaktfrequenz der Wiedergabedaten gleich der Wiedergabetaktfrequenz des normalen Laufbetriebes wird. Die Geschwindigkeit der Kopftrommel muß erhöht werden, bis die beiden Frequenzen gleich werden, wobei jedoch die Geschwindigkeit der Kopftrommel erhöht wird, ohne daß die Kopftrommelsteuerspannung, die vom Sägezahngenerator 7 ausgegeben wird, irgendeinen bestimmten Sollwert hat, so daß das Zeitintervall c in Fig. 2 stark ausgedehnt wird, was den Hochgeschwindigkeitssuchlauf verlangsamt.

Eine Servosteuervorrichtung für ein digitales Tonbandgerät DAT ist in der JP-OS 63-1 53 759 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird zur Vermeidung der Unmöglichkeit, Daten auszulesen, in der Übergangsphase von der normalen Wiedergabe auf einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel schrittweise erhöht und wird nach Maßgabe der Änderung der Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel die Laufgeschwindigkeit des Bandes mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit der Kopftrommel servogesteuert, was zur Folge hat, daß die Unmöglichkeit, Daten auszulesen, vermieden wird und daß ein Übergang auf einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf erfolgen kann.

Obwohl in dieser Weise die Unmöglichkeit, Daten auszulesen, vermieden werden kann, ist jedoch dennoch die Anlaufzeit ausgedehnt, so daß wirkliche Hochgeschwindigkeitssuchläufe nicht verwirklicht werden können.

Durch die Erfindung sollen die Mängel des Standes der Technik beseitigt werden und soll somit ein Verfahren zur Servosteuerung der Kopftrommel einer Magnetbandwiedergabevorrichtung geschaffen werden, mit dem die Anlaufzeit dadurch verkürzt werden kann, daß der Zeitabschnitt der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit verkürzt wird, indem eine Spannung, die der Sollgeschwindigkeit der Kopftrommel entspricht, nach Maßgabe der Änderung der Laufgeschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes eines digitalen Tonbandgerätes erzeugt wird.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel für eine Magnetbandwieder­ gabevorrichtung geschaffen werden, die sich zur Durchführung des obigen Verfahrens eignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zu diesem Zweck in der folgenden Weise ausgebildet. Bei einer Magnetbandwiedergabevorrichtung mit einer Servosteuerung für die Kopftrommel, die es möglich macht, die Bandspuren in einer unter einem konstanten Winkel R schräg relativ zur Laufrichtung des Bandes verlaufenden Richtung abzutasten, erfolgen vorher Einstellungen hinsichtlich des konstanten Relativgeschwindigkeits­ spannungswertes VR für die Kopfgeschwindigkeit relativ zur Bandlaufgeschwindigkeit während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes und gleichfalls hinsichtlich des Cosinuswertes (cos R) und Sinuswertes (sin R) des konstanten Neigungswinkels R, während der Spannungswert VH der Kopfumdrehungsgeschwindigkeit auf der Grundlage der folgenden Gleichung nach Maßgabe der Änderung in der Bandlaufgeschwindigkeit VT berechnet wird:

wobei VT den Spannungswert der Bandlaufgeschwindigkeit wiedergibt, so daß im Falle eines Übergangs von der normalen Wiedergabe auf einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel schnell anzusteigen beginnt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt dazu eine Kopftrommel zum Drehen eines Kopfes, der Bandspuren in einer Schrägrichtung unter einem konstanten Neigungswinkel R relativ zur Laufrichtung des Magnetbandes abtasten kann, d. h. zum Drehen dieses Kopfes nach Maßgabe einer anliegenden Antriebsspannung und zum Erzeugen von HF-Signalen entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Kopfes, eine Verstärkereinrichtung zum Verstärken der HF-Signale, eine Phasenregelschleifeneinrichtung oder PLL-Einrichtung zum Erzeugen von Vergleichstaktsignalen, die der Wiedergabetaktfrequenz entsprechen, nachdem die von der Verstärkereinrichtung verstärkten HF-Signale empfangen werden, eine Frequenzvergleichseinrichtung zum Erzeugen einer Fehlerspannung VE nach einem Vergleich der Frequenzen der Vergleichstaktsignale und der wiedergegebenen Bezugstaktsignale, eine Einrichtung zum Liefern einer Kopftrommeldrehgeschwindigkeitsspannung VH während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes und eine Addier- und Verstärkungseinrichtung zum Addieren der Fehlerspannung VE und der Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannung und zum Verstärken dieser Spannungen, um sie in Form einer Kopftrommel­ antriebsspannung auszugeben.

Bei dem Magnetbandwiedergabegerät mit dem oben beschriebenen Aufbau umfaßt die Einrichtung zum Ausgeben der Kopftrommel­ umdrehungsspannung während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufs eine Einrichtung zum Liefern einer Spannung, die dem Cosinuswert (cos R) des konstanten Neigungswinkels R entspricht, eine Einrichtung zum Liefern einer Spannung, die dem Sinuswert (sin R) des konstanten Neigungswinkels R entspricht, eine Einrichtung, die einen konstanten Relativ­ geschwindigkeitsspannungswert VR für die Kopfumdrehungsgeschwindigkeit relativ zur Laufgeschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes liefert, eine Einrichtung, die den Wert der Bandlaufgeschwindigkeitsspannung (VT cos R ) der Spuren in Bandlaufrichtung dadurch berechnet, daß sie den gelieferten Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert VT und den Spannungswert multipliziert, der dem Cosinuswert (cos R ) entspricht, eine Einrichtung, die einen Relativgeschwindigkeitsspannungswert

in der Bandspurrichtung dadurch berechnet, daß sie die Quadratwerte der gelieferten Bandlaufgeschwindigkeitsspannung VT, des Spannungswertes, der dem Sinuswert (sin R ) entspricht, und des Relativgeschwindigkeitsspannungswertes VR subtrahiert, und eine Einrichtung, die einen Kopftrommeldreh­ geschwindigkeitsspannungswert VH dadurch berechnet, daß sie den Relativgeschwindigkeitsspannungswert

in Bandspurrichtung und den Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert (VT cos R ) in Bandspurrichtung addiert.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer herkömmlichen Servosteuervorrichtung der Kopftrommel für einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf,

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung die Spannungen bei Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 ein Vektordiagramm der Relativgeschwindigkeit des Kopfes gegenüber der Laufgeschwindigkeit des Bandes zur Darstellung eines Beispiels zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel und

Fig. 5 in einem speziellen Schaltbild den arithmetischen Teil der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt in einem Vektordiagramm das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, das darin besteht, daß die Relativgeschwindigkeit des Kopfes gegenüber der Laufgeschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes durch die Gleichung = - wiedergegeben werden kann. Die oben genannten Geschwindigkeitsvektoren , werden in Einheitsvektoren , ausgedrückt, so daß sich die folgende Gleichung ergibt:

Daher kann der Relativgeschwindigkeitsvektor wie folgt geschrieben werden:

= (VH cos R - VT) · + VH sin R ·

Der oben erwähnte konstante Relativgeschwindigkeitswert ist der Absolutwert des konstant gehaltenen Vektors , so daß die Höhe von VR, d. h. der Absolutwert des Relativgeschwindigkeits­ vektors geschrieben werden kann:

Wenn angenommen wird, daß der Absolutwert VR der Relativ­ geschwindigkeit in der obigen Gleichung konstant ist, dann kann die Gleichung die Beziehung zwischen der Bandlaufgeschwindigkeit VT und der Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeit VH in der unten angegebenen Weise geschrieben werden, indem die Bandlaufgeschwindigkeit VT als unabhängige Variable und die Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeit VH als abhängige Variable genommen werden:

VH ² - 2 VT · VH cos R + VT ²-VR ² = 0

Die Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeit VH ergibt sich daher nach der folgenden Gleichung:

In der obigen Gleichung bezeichnet R die Neigung der Bandspur des Bandes oder die Neigung der Leselinie des Kopfes, wobei R unabhängig von der Laufgeschwindigkeit des Bandes konstant ist. In der obigen Gleichung ist es weiterhin Ziel der Steuerung, die Relativgeschwindigkeit VR konstant zu halten, so daß dann, wenn die Relativgeschwindigkeit VR konstant ist, sich die Kopfgeschwindigkeit VH in der obigen Gleichung in Abhängigkeit von der Bandlaufgeschwindigkeit VT ändert.

Weiterhin bezeichnet in der obigen Gleichung VT cos R den Wert der Bandlaufgeschwindigkeit in Bandspurrichtung, während

den Wert der Relativgeschwindigkeit des Kopfes in Bandlaufrichtung wiedergibt. Das heißt, daß der Relativgeschwindigkeitswert VR cos Φ des Kopfes in Bandspurrichtung gemäß Fig. 2 nach der folgenden Gleichung erhalten werden kann:

Bei einem Hochgeschwindigkeitssuchlauf wird daher gemäß der Erfindung der Relativgeschwindigkeitswert VR des Kopfes gegenüber dem Band vorher festgelegt und werden der Cosinuswert und der Sinuswert des Neigungswinkels R der Abtastrichtung des Kopfes relativ zum Band gleichfalls vorher festgelegt. Bei einem Übergang von der normalen Wiedergabe auf einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf kann daher die Dreh­ geschwindigkeit der Kopftrommel nach dem folgenden Verfahren auf der Grundlage der obigen Gleichung in Abhängigkeit von der Änderung der Laufgeschwindigkeit des Bandes berechnet werden.

Es wird zunächst ein erster Verfahrensschritt ausgeführt, der darin besteht, daß die Bandlaufgeschwindigkeit und der Cosinuswert addiert werden, indem ihre jeweiligen logarithmischen Werte gebildet werden, woraufhin VT cos R dadurch erhalten wird, daß der Antilogarithmus des addierten Wertes genommen wird. Das heißt:

log VT + log cos R = log VT cos R
antilog (log VT cos R) = VT cos R

Dann wird ein zweiter Verfahrensschritt ausgeführt, der darin besteht, daß die jeweiligen logarithmischen Werte der Bandlaufgeschwindigkeit und des Sinuswertes (sin R ) addiert werden, daß dieser addierte Wert mit 2 multipliziert wird und daß der Wert VT ² · sin² R dadurch erhalten wird, daß der Antilogarithmus auf der Grundlage der folgenden Gleichungen gebildet wird.

log VT + log sin R = log VT sin R
2 log VT sin R = log (VT sin R ) ²
antilog {log(VT ² sin² R ) } = VT ² sin² R

Es wird ein dritter Verfahrensschritt durchgeführt, der darin besteht, daß der Logarithmus des Relativgeschwindigkeitswertes genommen wird, der in der oben beschriebenen Weise festgelegt wurde, daß sein Wert mit 2 multipliziert wird und daß der Wert VR ² dadurch erhalten wird, daß sein Antilogarithmus in der folgenden Weise genommen wird:

log VR = 2 log VR
2 log VR = log VR ²
antilog (log VR ²) = VR ²

Es wird ein vierter Verfahrensschritt durchgeführt, der darin besteht, daß die Ausdrücke VR ² und VT ² · sin² R des zweiten und dritten Verfahrensschrittes subtrahiert werden, daß die logarithmischen Werte dieser subtrahierten Ausdrücke genommen werden und dann halbiert werden und daß der Ausdruck VR ²- VT ² · sin² R durch Bilden des Antilogarithmus in der folgenden Weise berechnet wird:

Es wird ein fünfter Verfahrensschritt ausgeführt, der darin besteht, daß die beiden Ausdrücke, die im ersten und im vierten Verfahrensschritt erhalten wurden, addiert werden und daß dann die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kopftrommel in der folgenden Weise berechnet wird:

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel bei einem Hochgeschwindigkeitssuchlauf. Die Kopftrommel 10 weist einen Magnetkopf auf, der die Bandspuren unter einem konstanten Neigungswinkel R relativ zur Laufrichtung des Bandes abtastet. Die Kopftrommel 10 wird über eine anliegende Antriebsspannung gedreht und erzeugt HF-Signale, die der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kopftrommel entsprechen. Diese HF-Signale werden durch eine Verstärker­ einrichtung 11 verstärkt und liegen dann an einer Phasen­ regelschleife PLL 12. Nach dem Empfang der HF-Signale gibt die PLL 12 Vergleichstaktsignale aus, die der Frequenz des Wiedergabetaktes entsprechen.

Die Vergleichstaktsignale liegen an einer Frequenzvergleichseinrichtung 13, um mit der Frequenz der Wiedergabezugstaktsignale verglichen werden, wobei die Frequenzvergleichseinrichtung 13 eine Fehlerspannung VE erzeugt, die dem Frequenz­ unterschied der beiden Signale entspricht.

Ein Spannungswert VT für die Spulenlaufgeschwindigkeit, der proportional zur Laufgeschwindigkeit des Bandes ist, liegt an einem arithmetischen Teil 14 oder einer Einrichtung zum Liefern einer Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannung während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes. Der arithmetische Teil 14 berechnet die Kopftrommeldrehgeschwindigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und erzeugt eine Kopftrommeldrehgeschwindigkeitsspannung VH. Die Fehlerspannung und die Kopftrommeldrehgeschwindigkeitsspannung VH werden von einem Addierer 15 und einem Verstärker 16 der Addier- und Verstärkungseinrichtung addiert und verstärkt und liegen als Antriebsspannung an der Kopftrommel 10.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, besteht der arithmetische Teil 14 oder die Einrichtung zum Liefern der Kopftrommel­ umdrehungsgeschwindigkeitsspannung während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes aus einer Einrichtung 20 zum Liefern einer Spannung, die dem Cosinuswert cos R des konstanten Neigungswinkels R entspricht, einer Einrichtung 30 zum Liefern einer Spannung, die dem Sinuswert sin R des konstanten Neigungswinkels R entspricht, einer Einrichtung 40 zum Liefern einer konstanten Kopfrelativgeschwindigkeitsspannung VR, die relativ zur Geschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes konstant ist, einer Einrichtung 50 zum Berechnen der Bandlaufgeschwindigkeits­ spannung VT cos R in Bandspurrichtung und einer Einrichtung 60 zum Berechnen der Relativgeschwindigkeitsspannung

in Bandspurrichtung und zum Berechnen der Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannung VH.

Die Einrichtung 50 zum Berechnen der Bandlaufgeschwindigkeitsspannung in Bandspurrichtung nimmt über die Loga­ rithmiereinrichtung die jeweiligen Logarithmen für die Spannungswerte, die der Bandlaufgeschwindigkeitsspannung VT und dem Cosinuswert cos R entsprechen, addiert die Aus­ gangssignale der Logarithmiereinrichtung an einer Addiereinrichtung 53 und nimmt dem Antilogarithmus der addierten Signale an einer Antilogarithmiereinrichtung 54, um dadurch die Bandlaufgeschwindigkeitsspannung VT cos R in Bandspurrichtung zu berechnen und das Ergebnis auszugeben.

Die Einrichtung 60 zum Berechnen der Kopfrelativgeschwindigkeits­ spannung

in Bandspurrichtung besteht aus einer Einrichtung 60 A zum Berechnen des Qua­ dratausdruckes (VT ²-sin² R ) der Bandlaufgeschwindigkeits­ spannung (VT sin R ) in Vertikalrichtung relativ zu den Bandspuren, eine Einrichtung 60 B zum Berechnen des Qua­ dratausdruckes VR ² der Relativgeschwindigkeitsspannung und einer Einrichtung 60 C zum Subtrahieren der obigen beiden Quadratausdrücke und zum Bilden der Quadratwurzel.

Die Einrichtung 60 A zum Bilden des Quadratausdruckes der Spannung der Bandlaufgeschwindigkeit in Vertikalrichtung relativ zu der Bandspur nimmt über jeweilige Logarithmiereinrichtungen 61, 62 die jeweiligen logarithmischen Werte der Spannungswerte, die dem Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert VT und dem bestimmten Sinuswert (sin R ) entsprechen, addiert die Ausgangssignale der Logarithmiereinrichtung 61, 62 durch eine Addiereinrichtung 63, verstärkt die Ausgangssignale der Addiereinrichtung 63 über eine Verdopplungsverstärkereinrichtung 64, nimmt den Antilogarithmus der verstärkten Signale über eine Antilogarithmiereinrichtung 65 und bildet den Wert des Quadratausdruckes (VT ² · sin² R ).

Die Einrichtung 60 B zum Bilden des Wertes des Quadratausdruckes der Relativgeschwindigkeitsspannung nimmt den Logarithmus der bestimmten Relativgeschwindigkeitsspannung VR über eine Logarithmiereinrichtung 66, verstärkt die Ausgangssignale der Logarithmiereinrichtung 66 mittels einer Verdopplungsverstärkereinrichtung 67, um diese Signale auszugeben und nimmt den Antilogarithmus der verstärkten Signale mittels einer Antilogarithmiereinrichtung 68, um dadurch den Wert des Quadratausdruckes VR ² zu bilden.

Die Einrichtung 60 C, die die beiden obigen Quadratausdrücke subtrahiert und die Quadratwurzel bildet, subtrahiert die beiden obigen Quadratausdrücke (VR ² und VT ² sin² R ) mittels einer Subtrahiereinrichtung 69, halbiert die Ausgangssignale der Subtrahiereinrichtung 69 über eine Dämpfungs- oder Reduzierungseinrichtung 71 und nimmt den Antilogarithmus der halbierten Signale über eine Antilogarithmiereinrichtung 72, um dadurch den Wert des Quadratwurzelausdruckes

zu bilden.

Die Einrichtung 80, die den Spannungswert

der Relativgeschwindigkeit und den Spannungswert (VT cos R ) der Bandlaufgeschwindigkeit in Bandspurrichtung addiert und den Kopftrommeldrehgeschwindigkeitsspannungswert VH berechnet, besteht aus einer Addiereinrichtung 81 und einer Maßstabseinrichtung 82, die dazu dient, die Ausgangssignale der Addiereinrichtung auf eine Spannung einzustellen, die für die Drehmomentcharakteristik des Kopftrommelmotors geeignet ist.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im folgenden hinsichtlich seiner Funktion und Wirkung unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 im einzelnen beschrieben.

Der arithmetische Teil 14, der in Fig. 4 dargestellt ist, dient dazu, die Kopftrommeldrehgeschwindigkeitsspannung zu berechnen und zweckmäßigerweise werden die Geschwindigkeit des Kopfes, die Laufgeschwindigkeit des Bandes und die Relativgeschwindigkeit jeweils bestimmen Codes VH, VT und VR zugeordnet, die auch die Bezugscodes der Kopfumdrehungssteuerspannung, der Spulenumdrehungssteuerspannung und der Relativgeschwindigkeitsspannung jeweils sind.

Der arithmetische Teil 14 führt die Berechnung auf der Grundlage der obigen Gleichung A nach Empfang des Spulenum­ drehungssteuersignals VT durch und gibt die berechneten Ergebnisse aus.

Die Kopftrommelumdrehungssteuersignale VH, die das Ergebnis des obigen Arbeitsvorganges sind, liegen an dem Addierer 15, so daß Signale VH, die mit den Ausgangssignalen der Fre­ quenzvergleichseinrichtung 13 gemischt sind, dem Verstärker 16 ausgegeben werden. Die am Verstärker 16 liegenden Signale werden mit einem bestimmten Verstärkungsfaktor verstärkt und bewirken, daß sich die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel 10 ändert.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5 die Arbeit des arithmetischen Teils 14 beschrieben. Der Multiplizierungsvorgang für die Gleichung A wird zunächst anhand eines Beispiels einer Multiplizierschaltung beschrieben. Wenn angenommen wird, daß A × B = C ist, um A × B zu berechnen und die logarithmischen Werte für die beiden Seiten der Gleichung A × B = C genommen werden, dann werden die folgenden Beziehungen erhalten:

log (AB) = log C
log (A) + log (B) = log C
C = antilog (log C) = antilog (log A + log B)

Die beiden zu multiplizierenden Signale werden somit über logarithmische Schaltungen jeweils addiert, woraufhin der Antilogarithmus gebildet wird, um schließlich den multiplizierten Wert zu erhalten. Wenn die obigen Gleichungen auf den arithmetischen Teil 14 angewandt werden, dann werden Spulenumdrehungssteuersignale VT, die von außen anliegen, in Form eines logarithmischen Wertes der Spulenumdrehungssteuersignale VT über die erste Logarithmiereinrichtung 51 ausgegeben, während die Konstante cos R in Form eines logarithmischen Wertes von cos R über die zweite Loga­ rithmiereinrichtung 52 ausgegeben wird. Die beiden Ausgangssignale der ersten und der zweiten Logarithmiereinrichtung 51, 52 liegen an einer ersten Addiereinrichtung 53, wo sie aufaddiert werden, wobei Signale mit den aufaddierten Werten an eine erste Antilogarithmiereinrichtung 54 ausgegeben werden. Die erste Antilogarithmiereinrichtung 54 bildet einen Antilogarithmus und multipliziert die Spulenum­ drehungssteuersignale VT mit der Konstanten cos R, um den Wert VT cos R zu bilden und auszugeben.

Die Spulenumdrehungssteuersignale VT, die von außen anliegen, werden in Form eines logarithmischen Wertes über eine dritte Logarithmiereinrichtung 61 ausgegeben, während die Konstante sin R in Form eines logarithmischen Wertes über eine vierte Logarithmiereinrichtung 62 ausgegeben werden. Die Ausgangssignale der dritten und der vierten Logarithmiereinrichtung 61, 62 liegen an einer zweiten Addiereinrichtung 63, von der Signale, die aus einer Kombination der obigen Signale gebildet sind, einer zweiten Verstärkereinrichtung 64 ausgegeben werden. Die zweite Verstärkereinrichtung 64 verstärkt die addierten Signale auf das Doppelte und gibt sie an eine zweite Antilogarithmiereinrichtung 65 aus, die den Antilogarithmus dieser Signale bildet. Die zweite Antiloga­ rithmiereinrichtung 65 multipliziert das Spulensteuersignal VT mit der Konstanten sin R um VT ² · sin² R durch Quadrieren des multiplizierten Wertes zu bilden. Der Rechenvorgang zum Bilden von VT ² sin² R läuft z. B. in der folgenden Weise ab:

(AB) ² = C
log (AB) ² = log C
2 (log A + log B) = log C
C = antilog (log C) = antilog [2 (log A + log B)]

Die Konstante VR von der die Relativgeschwindigkeitsspannung festlegenden Einrichtung 40 liegt an einer fünften Loga­ rithmiereinrichtung 66, die deren logarithmischen Wert ausgibt, der seinerseits an der zweiten Verstärkereinrichtung 67 liegt. Die zweite Verstärkereinrichtung 67 verstärkt die eingegebenen Signale auf das Doppelte und gibt sie einer dritten Antilogarithmiereinrichtung 68 aus, die den Antilogarithmus der anliegenden Signale bildet, um VR ² durch Quadrieren der Konstanten VR auszugeben. Das Ausgangssignal der zweiten Antilogarithmiereinrichtung 65 und das Ausgangssignal der drittten Antilogarithmiereinrichtung 68 liegen an einer Subtrahiereinrichtung, beispielsweise einem Differentialverstärker 69, der den logarithmischen Wert von VR ²-VT ² sin² R, der gleich dem Unterschied zwischen den oben genannten beiden Eingangssignalen darstellt, zur Einrichtung 71 ausgibt. Das in die Dämpfungs- oder Reduzierungs­ einrichtung 71 eingegebene Signal wird halbiert und durch eine vierte Antilogarithmiereinrichtung 72 antilogarithmiert, um in Form von

ausgegeben zu werden. Der Rechenvorgang zum Berechnen von

läuft z. B. in der folgenden Weise ab:

B = A-log B = ½ log A
B = antilog (log B) = antilog (½ log A)

Das Ausgangssignal der ersten Antilogarithmiereinrichtung 54 und das Ausgangssignal der vierten Antilogarithmiereinrichtung 72 liegen an der dritten Addiereinrichtung 81, wo diese beiden Signale addiert werden. Die aufaddierten Signale der dritten Addiereinrichtung 81 liegen an der Maßstabseinrichtung 82 und das Eingangssignal der Maßstabseinrichtung 82 wird so eingestellt, daß es als Spannung für die Dreh­ momentcharakteristik des Trommelmotors geeignet ist. Nach der Einstellung der Signalspannung gibt die Maßstabseinrichtung 82 ein Kopftrommelumdrehungssteuersignal VH unter Verwendung von

aus, nachdem die imaginäre Wurzel

beseitigt ist.

Der arithmetische Teil 14 mit dem oben beschriebenen Aufbau kann auch in einem DAT-Datendekodierer verwandt werden.

Wie es oben beschrieben wurde, sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß dann, wenn die Laufgeschwindigkeit des Bandes und die Relativgeschwindigkeit der Kopftrommel relativ zur Laufgeschwindigkeit des Bandes während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes in einem digitalen Tonbandgerät zu steuern sind, die Steuerung dadurch erfolgt, daß die Kopftrommel­ umdrehungsgeschwindigkeitssteuerspannung entsprechend der Laufgeschwindigkeit des Bandes berechnet wird, was zur Folge hat, daß die Anlaufzeit während des Übergangs von der normalen Wiedergabe auf den Hochgeschwindigkeitssuchlauf verkürzt werden kann und der Hochgeschwindigkeitssuchlauf stabilisiert und beschleunigt werden kann, indem die Relativgeschwindigkeit konstant gehalten wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Servosteuerung der Kopftrommel einer Magnetbandwiedergabevorrichtung für einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf, bei dem die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel mit Köpfen zum Abtasten der Bandspuren in einer Schrägrichtung unter einem konstanten Neigungswinkel R servogesteuert wird, gekennzeichnet durch einen Verfahrensschritt, in dem eine konstante Relativgeschwindigkeitsspannung VR für den Kopf relativ zum Band und der Cosinuswert (cos R ) und der Sinuswert (sin R ) des Neigungswinkels R bei einem Hochgeschwindigkeitssuchlauf vorher eingestellt werden, und einen Verfahrensschritt, bei dem der Kopfumdrehungsgeschwindigkeits­ spannungswert VH nach Maßgabe der Änderungen der Bandlaufgeschwindigkeit VT auf der Grundlage der folgenden Gleichung berechnet wird: wobei VT den Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert wiedergibt, so daß die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel während des Übergangs von der normalen Wiedergabe auf einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf schnell anzusteigen beginnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnungsverfahren für den Kopfumdrehungsgeschwindigkeits­ spannungswert VH aus einem ersten Schritt, in dem die jeweiligen logarithmischen Werte der Bandlaufgeschwindigkeitsspannung VT und des Cosinuswertes (cos R ) genommen werden, um diese zu addieren, und in dem der Antilogarithmus des addierten Wertes gebildet wird, aus einem zweiten Schritt, in dem die logarithmischen Werte des Bandlauf­ geschwindigkeitsspannungswertes VT und des Sinuswertes (sin R ) genommen werden, um diese zu addieren, in dem der addierte Wert auf das Doppelte verstärkt wird und in dem der Antilogarithmus des verstärkten Wertes genommen wird, einem dritten Schritt, in dem der logarithmische Wert des festgelegten Relativgeschwindigkeitsspannungswertes VR gebildet, dieser Wert auf das Doppelte verstärkt und der Antilogarithmus des verstärkten Wertes gebildet wird, einem vierten Schritt, in dem die logarithmischen Werte der Unterschiede zwischen den Ausgangswerten des zweiten und dritten Schrittes gebildet werden, diese auf das Doppelte verstärkt werden und der Antilogarithmus daraus gebildet wird, und einem fünften Schritt besteht, in dem der Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeits­ spannungswert VH dadurch gebildet wird, daß die Endwerte des ersten bis vierten Schrittes addiert werden.

3. Vorrichtung zur Servosteuerung der Kopftrommel einer Magnetbandwiedergabevorrichtung für einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf, gekennzeichnet durch eine Kopftrommel (10), die nach Maßgabe einer Antriebsspannung einen Magnetkopf dreht, der die Bandspuren in einer konstanten Schrägrichtung relativ zur Laufrichtung des Magnetbandes abtasten kann und die HF-Signale erzeugt, die der Umdrehungsgeschwindigkeit des Kopfes entsprechen, eine Verstärkungseinrichtung (11) zum Verstärken der HF-Signale, eine Phasenregelschleife (12) zum Erzeugen von Vergleichstaktsignalen, die der Wiedergabetaktfrequenz entsprechen, nachdem die verstärkten HF-Signale empfangen sind, eine Frequenzvergleichseinrichtung (13), die eine Fehlerspannung nach einem Vergleich der Vergleichstaktsignale und der Wiedergabebezugstaktsignale erzeugt, die vom Band wiedergegeben werden, eine Einrichtung (14) zum Liefern eines Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannung während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes und eine Addier- und Verstärkungseinrichtung (15, 16) zum Aufaddieren der Fehlerspannung und der Kopftrommelumdrehungsspannung und zum Verstärken dieser Spannungen, um sie als Kopftrommelantriebsspannung auszugeben, wobei die die Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannung erzeugende Einrichtung (14) für einen Hochgeschwindigkeitssuchlauf eine Einrichtung (20), die eine Spannung liefert, die dem Cosinuswert (cos R ) des konstanten Neigungswinkels R entspricht, einer Einrichtung (30), die eine Spannung liefert, die dem Sinuswert (sin R ) des konstanten Neigungswinkels R entspricht, eine Einrichtung (40), die eine konstante Kopfrelativgeschwindigkeitsspannung VR liefert, wobei die Relativgeschwindigkeit relativ zum Band während eines Hochgeschwindigkeitssuchlaufes konstant ist, eine Einrichtung (50) zum Ausführen eines Rechenvorganges an den gelieferten Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert VT und einem Spannungswert, der dem Cosinuswert (cos R ) entspricht, um einen Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert (VT cos R ) in Bandspurrichtung zu berechnen, eine Einrichtung (60) zum Berechnen eines Relativgeschwindigkeitsspannungswertes in Bandspurrichtung durch Ausführen eines Rechenvorganges an dem gelieferten Bandlauf­ geschwindigkeitsspannungswert VT und an den Spannungswerten, die dem Sinuswert (sin R ) und dem Relativgeschwindigkeitsspannungswert VR entsprechen, und eine Einrichtung (80) umfaßt, die den Kopftrommelumdrehungsgeschwindigkeitsspannungswert VH dadurch berechnet, daß sie den Relativgeschwin­ digkeitsspannungswert in Bandspurrichtung und den Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert (VT cos R ) in Bandspurrichtung addiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (50) zum Berechnen des Bandlaufgeschwindigkeits­ spannungswertes (VT cos R ) in Bandspurrichtung die jeweiligen logarithmischen Werte des gelieferten Bandlauf­ geschwindigkeitsspannungswertes VT und eines Spannungswertes bildet, der dem Cosinuswert (cos R ) entspricht, und den Antilogarithmus des aufaddierten Wertes nimmt, um den Bandlaufgeschwindigkeitsspannungswert (VT cos R ) in Bandspur­ richtung zu berechnen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60) zum Berechnen des Relativgeschwindigkeits­ spannungswertes in Bandspurrichtung den logarithmischen Wert des Relativ­ geschwindigkeitsspannungswertes VR bildet, diesen auf das Doppelte verstärkt, den Antilogarithmus davon nimmt, um den Quadratausdruck VR ² des Relativgeschwindigkeitsspannungswertes VR zu berechnen, die jeweiligen logarithmischen Werte der Spannungswerte bildet, die jeweils dem gelieferten Bandlauf­ geschwindigkeitsspannungswert VT und dem Sinuswert (sin R ) entsprechen, um diese aufzuaddieren, den addierten Wert auf das Doppelte verstärkt, den Antilogarithmus davon bildet, um den Quadratausdruck (VT ² sin² R ) des Bandlaufgeschwindig­ keitsspannungswertes (VT sin R ) in vertikaler Richtung relativ zu den Bandspuren zu berechnen, diesen Quadratausdruck (VT ² sin R ) vom Quadratausdruck VR ² abzieht, den logarithmischen Wert des abgezogenen Wertes bildet, diesen halbiert, und den Antilogarithmus davon nimmt, um den Relativgeschwindigkeitsspannungswert in Bandspurrichtung zu berechnen.