DE68909821T2 - Schaltungsgerät für eine Spule. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umschalten einer Spule zwischen einem Zustand, in dem sie gespeist wird, und einem Zustand, in dem sie als Empfänger eingesetzt ist. Somit bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf die Umschaltung einer Spule, die in Verbindung mit einem Videorecorder-Magnetkopf benutzt wird, der als Lese- oder Schreibkopf dienen kann.
• Im Lese-Zustand ist einer der Spulenanschlüsse mit Masse verbunden, und es wird die Spannung am anderen Anschluß festgestellt. Im Schreib-Zustand ist der Anschluß, der an Masse angeschlossen war, mit einer Stromquelle verbunden, und der andere Anschluß ist mit einer Versorgungsspannung verbunden, wobei Einrichtungen zum Modulieren der Stromquelle und zum Durchleiten eines vom aufzuzeichnenden Signal abhängigen Stromes durch die Spule vorgesehen sind.
• Wenn von einem Zustand in den anderen umgeschaltet werden soll, ist es vorteilhaft zu vermeiden, daß an die Spule eine Spannung angelegt ist, während ihr anderer Anschluß direkt mit Masse verbunden ist, und im umgekehrten Falle, daß dieser andere Anschluß an Masse angeschlossen ist, während die Spule unter Spannung steht. Es könnten Überströme und Überspannungen entstehen, die für den Betrieb und die Lebensdauer der Vorrichtung nachteilig sind.
• Im Stand der Technik ist man bei der Lösung dieser Schwierigkeit im allgemeinen zu Vorrichtungen gekommen, die schwierig zu integrieren sind und eine große Anzahl Schalter aufweisen, deren Arbeitsweise mittels komplizierter Verfahren sorgfältig synchronisiert werden mußte.
• Das Dokument US-A-4.044.387 beschreibt eine Schaltungsanordnung zum Umschalten von zwei Leseköpfen mit vier Ausschaltern zum Umschalten der Leseköpfe zwischen einem Lese- und einem Schreibbetrieb.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche Umschaltvorrichtung vorzusehen, die besonders einfach ist, eine geringe Anzahl Schalter aufweist und bequem integrierbar ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Umschalten einer Spule vor, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Detektor- und Steuervorrichtung einen Vergleicher auf, der die Versorgungsspannung mit einer im voraus festgelegten Spannung vergleicht, welche niedriger ist als der Spannungsabfall der Diode in Durchlaßrichtung.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Versorgungsquelle mit der Diode über einen Zeitkonstanten-Schaltkreis verbunden, wobei der erste Schalter zwischen der Versorgungsquelle und diesem Zeitkonstanten-Schaltkreis angeordnet ist.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, welche den Zeitkonstanten-Schaltkreis entladen, nachdem der erste Schalter geöffnet worden ist und die Spannung die Schwellenspannung der Diode erreicht hat.
• Es sei darauf hingewiesen, daß sich ein besonderer Vorteil, der sich aus der Einfachheit und der Integrierfähigkeit des Schaltkreises ergibt, bei der Anwendung auf einen Videorecorder zeigt, bei dem hohe Frequenzen eingesetzt werden und die Vervielfachung der Komponenten und Verbindungen das Auftreten von Störreaktanzen mit sich bringt.
• Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile u.a. der vorliegenden Erfindung werden in detaillierterer Form in der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargelegt, in denen zeigt:
• Fig. 1 eine zum Teil als Blockschaltbild ausgeführte Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
• Fig. 2A, 2B, 2C zum Verständnis der Arbeitsweise des Schaltkreises gemäß Fig. 1 nützliche Steuerdiagramme.
• In Fig. 1 ist die für die Umschaltung vorgesehene Spule mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie ist mit einer Spule 2 gekoppelt, die mit einem Lese-/Schreibkopf 3 eines Videorecorders in Reihe geschaltet ist.
• Im Schreib- oder Aufzeichnungsbetrieb ist die Spule 1 in Reihe mit einer Versorgungsquelle VREC über einen Schalter TREC und einen Zeitkonstanten-Schaltkreis verbunden, der beispielsweise eine Reihenimpedanz 5 und einen Parallel-Kondensator 6 aufweist. Der andere Anschluß der Spule 1 ist über eine Stromquelle IREC an Masse angeschlossen. Diese Stromquelle gehört beispielsweise zu einem integrierten Schaltkreis 10, der nicht dargestellte Einrichtungen zur Modulation des Stromes in Abhängigkeit von dem durch den Schreibkopf 3 auf zuzeichnenden Signal umfaßt.
• Im Lese- oder Wiedergabebetrieb ist der untere Anschluß der Spule 1 durch einen Ausschalter TPB direkt mit Masse verbunden, und der andere Anschluß der Spule 1 ist durch einen Kondensator 8 mit einem an einen Verstärker 12 angeschlossenen Eingang 10-1 des integrierten Schaltkreises 10 verbunden, um das Lesesignal einem Ausgangsanschluß des integrierten Schaltkreises zuzuleiten.
• In einer Aufzeichnungsphase ist somit der Schalter TREC geschlossen und der Ausschalter TPB geöffnet, wogegen in einer Lesephase der Schalter TREC geöffnet, der Ausschalter TPB dagegen geschlossen ist.
• Gemäß der Erfindung wird nur der Schalter TREC von außen betätigt, und der Schalter TPB wird automatisch gesteuert, derart, daß das Schließen dieses Schalters verhindert wird, wenn an die Spule 1 eine Spannung angelegt ist. Zu diesem Zweck umfaßt die vorliegende Erfindung eine Diode 14, die, wie dargestellt, zwischen den oberen Anschluß 16 der Spule 1 und die Versorgungsspannung zwischengeschaltet ist. Der zweite, nicht mit dem Anschluß 16 verbundene Anschluß der Diode 14 ist ebenfalls mit einem Eingangskontakt 18 des integrierten Schaltkreises und von dort mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Vergleichers 20 verbunden. Der Kontakt 18 ist über eine Stromquelle 22 ebenfalls an Masse angeschlossen. Der invertierende Eingangsanschluß des Vergleichers 20 ist über eine Spannungsquelle VREF an Masse angeschlossen. Der Ausgang des Vergleichers 20 ist über eine Schnittstellen- Schaltungsanordnung 24, die insbesondere Kippglieder aufweist, mit dem Steuereingang des Schalters TPB und evtl. mit weiteren Stellen des Schaltkreises verbunden, z.B., wie dargestellt, mit einem Eingang 12-1 des Verstärkers 12.
• In Fig. 1 bezeichnet ein Quadrat, in das ein Kreuz eingezeichnet ist, einen Eingangskontakt des integrierten Schaltkreises 10.
• Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 wird in detaillierterer Form in Verbindung mit den Fig. 2A, 2B und 2C erläutert, von denen die Fig. 2A das Gleichspannungsniveau an den Anschlüssen 16 und 18, die Fig. 2B den Zustand des Schalters TREC und die Fig. 2C den Zustand des Schalters TPB darstellt. In den Fig. 2B und 2C entspricht der hochpegelige Zustand dem geschlossenen Zustand eines Schalters.
• Unter der Annahme, daß von einem Lese-Zustand ausgegangen wird, in dem der Schalter TREC geöffnet und der Schalter TPB geschlossen ist, und daß in einem Zeitpunkt t&sub0; der Schalter TREC geschlossen wird, beginnt die Spannung am Anschluß 18 anzusteigen, wogegen sich der Kondensator 6 auflädt. Im Zeitpunkt t&sub1;, in dem diese Spannung den Wert VREF erreicht, die kleiner als der Spannungsabfall VD in der Durchlaßrichtung der Diode 14 gewählt ist, schaltet der Vergleicher 20 um und die Schnittstellen-Schaltungsanordnung 24 verursacht die Öffnung des Schalters TPB. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Öffnung in einem Augenblick geschieht, in dem am Anschluß 16 keine Spannung anliegt, wobei das Auftreten einer Spannung an diesem Anschluß erst dann beginnt, wenn die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators 6 im Zeitpunkt t&sub2; den Wert VD erreicht hat.
• Der Aufzeichnungsbetrieb bleibt bis zu einem Zeitpunkt t&sub3;, in dem der Schalter TREC geöffnet wird. Ab diesem Zeitpunkt t&sub3; fließt die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators 6 unter dem Einfluß der Stromquelle IREC linear bes zu einem Zeitpunkt t&sub4; ab, in dem die Spannung am Anschluß 18 den Spannungsabfall über der Diode 14 in Durchlaßrichtung erreicht hat. Danach nimmt die Spannung am Anschluß 18 unter dem Einfluß der Stromquelle 22 weiter ab und wenn diese Spannung in einem Zeitpunkt t&sub5; den Wert VREF erreicht hat, schaltet der Vergleicher 20 erneut um, um über die Schnittstellen-Schaltungsanordnung 24 das Schließen des Schalters TPB zu veranlassen.
• Es sei darauf hingewiesen, daß die vom erfindungsgemäßen Schaltkreis ausgelöste Ereignisfolge den Vorteil hat, ab dem Augenblick, in dem nur der Schalter TREC betätigt wird, völlig automatisch zu sein, und daß der Schaltkreis vor dem Umlegen des Schalters TPB "überprüft", ob die Spannung an den Anschlüssen der Spule 1 Null ist. Somit ist dieser Schaltkreis besonders einfach, denn es wird ein einziger Schalter betätigt und der zweite Schalter wird automatisch betätigt.
• Wie dargestellt, kann dieser Schaltkreis im wesentlichen in Form eines integrierten Schaltkreises ausgeführt sein und praktisch keine externen Bauteile benötigen, wie z.B. Schalter oder Filter zur Erzeugung von Verzögerungen. Wegen seiner Einfachheit nimmt dieser Schaltkreis ferner nur eine kleine Fläche des integrierten Schaltkreises in Anspruch. Weil andererseits eine Referenzspannung VREF, die in bestimmter Weise kleiner als die Schwellenspannung einer Diode in Durchlaßrichtung ist, gut erzeugt werden kann, bietet dieser Schaltkreis eine große Betriebssicherheit und benötigt keine externe Regelung.
• Es versteht sich, daß für diesen Schaltkreis mannigfache Veränderungen und Abwandlungen möglich sind, die dem Fachmann ersichtlich werden, der insbesondere in der Lage ist, verschiedene Arten Schnittstellen-Schaltungsanordnungen und Schalter, wie z.B. den Schalter TPB, zu realisieren, die in den integrierten Schaltkreisen z.B. in Form von Bipolartransistoren ausgeführt sind.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Umschalten einer Spule (1) zwischen einem ersten Zustand, bei dem sie gespeist und für diesen Zweck übel eine Impedanz (IREC) zwischen einer Versorgungsquelle (VREC) und Masse angeschlossen ist, und einem zweiten Zustand, bei dem sie als ein Empfänger eingesetzt und für diesen Zweck zwischen einer Empfangsschaltung (12) und Masse angeschlossen ist, wobei ein erster Schalter (TREC) zwischen dem ersten Anschluß (16) der Spule (1) und der Versorgungsouelle angeordnet ist, gekennzeichnet durch

- eine Diode (14), die zwischen dem ersten Anschluß (16) der Spule und dem ersten Schalter gemäß einer Polarität angeschlossen ist, bei der ein Strom von der Versorgungsauelle zur Spule fliegen kann,

- einen zweiten Schalter (TPB), der parallel zu der Impedanz (IREC) zwischen dem zweiten Anschluß der Spule (1) und Masse angeschlossen ist,

- eine Vorrichtung (22) zum Ziehen des Potentials des Verbindungspunktes (18) zwischen der Diode (14) und dem ersten Schalter auf Masse, nachdem der erste Schalter geöffnet wurde, und

- eine Detektor- und Steuervorrichtung (20, 24), die mit dem Verbindungspunkt (18) verbunden ist, zum Erfassen des Zeitpunktes, zu dem die Spannung zwischen der Diode und Masse gleich einem vorgegebenen Wert (VREF) wird, der niedriger ist als der Spannungsabfall (VD) über der Diode in Durchlaßrichtung, und zum Steuern des zweiten Schalters (TPB) dadurch.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor- und Steuervorrichtung einen Vergleicher (20) aufweist, der die Spannung bei dem Verbindungspunkt mit einer vorgegebenen Spannung (VREF) vergleicht, die niedriger ist als der Spannungsabfall der Diode in Durchlaßrichtung.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsquelle mit der Diode über einen Zeitkonstanten-Schaltkreis (5, 6) verbunden ist, wobei der erste Schalter (TREC) zwischen der Versorgungsquelle und dem Zeitkonstanten-Schaltkreis angeordnet ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar die Impedanz (IREC) eine Stromquelle ist.