DE69122187T2

DE69122187T2 - Verfahren zur Bandstandskontrolle

Info

Publication number: DE69122187T2
Application number: DE69122187T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hirano; Teruhito Noshiro; Takamoto Shimizu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-07-06
Also published as: JPH0469850A; US5552943A; EP0466414B1; KR100214104B1; KR920003299A; EP0466414A1; DE69122187D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandpositionssteuervorrichtung, wie sie etwa in einem Bandrecorder zur Bestimmung der Kopfposition beispielsweise während der Bearbeitung eines Digital-Audiobandes oder eines Videobandes verwendet werden kann.
In den vergangenen Jahren sind viele Situationen aufgetreten, in denen eine Digitalaufhahme ausgeführt wird, wie etwa wenn ein Mastertape zur Herstellung von optischen Digital-Audioplatten wie etwa Compact Discs oder dergleichen oder digitale Audiosoftware wie etwa Digital-Audiobänder vorbereitet wurden. Viele Verfahren einschließlich des Aufzeichnungsverfahrens bis zum Schneideverfahren werden digital ausgeführt. Solche Geräte für kommerzielle Verwendung erfordern eine hohe Genauigkeit und gute Funktionalität. Beispielsweise führt die Funktion eines schnellen Zugriffes auf eine gewünschte Zielposition oder einen Zielort auf dem Band zu einer verringerten Editierzeit. Dies führt daher zu verringerten Kosten. Solch ein schneller Zugriff auf eine vorgewählte Position auf einem Band wird durch eine Bandpositionssteuerung ausgeführt.
Um die Bandpositionssteuerung auszuführen wurde vorgeschlagen, eine Hilfsspur vorzusehen, auf der beispielsweise Bandpositionsinformation in dem Aufzeichnungsformat des Bandes aufgezeichnet ist, wodurch es ermöglicht wird, daß die Hilfsspur wiedergegeben wird und somit die Bandposition erfaßt werden kann. Sogenannte Steuer(CTL)-Spuren oder Zeitcode(TC)-Spuren können als Hilfsspur verwendet werden. Ferner wurde auch vorgeschlagen, die Drehung einer Bandspulenplattform, einer Bandkontaktwalze oder einer Zeitgeberwalze zu messen, um die Bandposition zu erfassen.
Ms Betriebsmoden zur Ausführung der Bandpositionssteuerung mittels der durch diese Verfahren erfaßten Bandpositionsinformation ist ein Steuer(CTL)-Modus zur Ausführung der Positionssteuerung mittels der Sektoradresse auf der Steuerspule, ein Zeitgebermodus zur Ausführung der Positionssteuerung mittels eines Zählwertes auf einer Zeitgeberwalze und ein Zeitcode(TC)-Modus zur Ausführung der Positionssteuerung mittels eines Zeitcodes auf der Zeitcodespur bekannt.
Der Konstruktionsentwurf für eine Bandtransport- und Ahsteuerungsvorrichtung einschließlich einer Servovorrichtung zur Bandpositionssteuerung wird nun anhand Fig. 5 der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
In Fig. 5 erfassen die Spulendurchmessersensoren 1A und 1B zunächst die Durchmesser der entsprechenden Spulen 5A und 5B eines verwendeten Bandes und senden die Information als die erfaßten Durchmesser einer Bandtransportsystemsteuereinheit (TRC) 2. Die Bandtransportsystemsteuereinheit 2 empfängt außerdem FG-Signale von Frequenzerzeugungs(FG)-Signaldetektoren 7A bis 7C zur Erfassung der Drehung der Spulen 5A und 5B bzw. der Kapstanwalzen 6A bzw. 6B und Steuerdaten oder Zeitcodedaten, die am Wiedergabemagnetkopf 8 erfaßt werden und ein Modusumschaltesignal. Die Bandtransportsystemsteuereinheit 2 führt die Verarbeitung auf Basis dieser Signale aus, um auf Basis dieser Signale ein EIN/AUS-Zugriffssteuersignal, ein Frequenzerzeugungs-/Steuer(FG/CTL-)-Servosignal oder dergleichen einer Kapstanservosteuerung 3 zuzuführen. In Abhängigkeit von diesen Signalen steuert die Kapstanservosteuerung 3 die Drehung der Kapstanwalzen 6A und 6B an. Ferner gibt die Bandantriebssystemsteuereinheit 2 einer Spulenservoschaltung 4 ein EIN/AUS- Steuersignal für die Geschwindigkeitsservosteuerung, ein Geschwindigkeitsservoverstärkungs-Anpassungssignal, ein EIN/AUS-Steuersignal für die Bandpositionssteuerverstärkung, ein Spannungswahlsignal und ein Anzeigespannungssignal aus. Die Spulenservoschaltung 4 steuert die Motorantriebe 9A und 9B, um die Drehung der jeweiligen Spulenmotoren anzusteuern. Weiterhin wird ein erfaßter Spannungswert von einer Spannungsanpassungseinheit der Spulenservoschaltung 4 zugeführt.
Die Spulenservoschaltung 4 bestimmt die Differenz zwischen der oben erwähnten erfaßten aktuellen Bandposition und einer Zielbandposition, auf die zugegriffen werden soll, in Form einer sogenannten Adressdifferenz (ADR-DIF), um die Spulenmotoren so anzusteuern, daß sich die Bandantriebsgeschwindigkeit in Ubereinstimmung mit einer Geschwindigkeit (Soll-Suchgegeschwindigkeit), die vorher in Übereinstimmung mit der Adressdifferenz (ADR-DIF) bestimmt wurde, verändert. Die oben erwähnte Soll- Suchgegeschwindigkeit (TGV) hat in diesem Fall eine Entfernungs-Geschwindigkeits- Charakteristik derart, daß beispielsweise die Bandantriebsgeschwindigkeit einen hohen Wert an einer Position relativ weit weg von der Bandzielposition und einen geringeren Wert annimmt, sobald die Entfernung zur Zielposition abnimmt, wobei die Bandbewegung schließlich an der Zielposition gestoppt wird. So erlaubt eine solche Bandpositionssteuerung einen sanften Zugriff auf die Bandzielposition mit trotzdem hoher Geschwindigkeit. In diesem Fall werden die Schritte Eingabe von Daten, die die Adressdifferenz (ADR-DIF) zu einer festgelegten Zielsuchgegeschwindigkeit in einem Festwertspeicher (ROM), Auslesen einer entsprechenden Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV- LOC), Addieren/Subtrahieren einer Beschleunigungsrate in jeder festgelegten Abtastperiode (etwa 10 ms) und anschließend Festsetzung einer Grenze an einer Grenzgeschwindigkeit werden durch Digitalsignalverarbeitung ausgeführt. Die Ausgangsdaten in Form einer aktuellen Anzeige wie Geschwindigkeit (CUR-TGV) werden über einen Digital-Analog(D/A)-Wandler einer Analogservoschaltungseinheit zugeführt, die eine Geschwindigkeitsservoschleife als kleine Schleife aufweist, in der eine Servosteuerung ausgeführt wird, so daß ein Fehler (Geschwindigkeitsabweichung) zwischen der aktuellen Bandgeschwindigkeit und den oben erwähnten Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) gleich Null wird.
Die Positionssteuerkurve, die die Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LDC) bezüglich der Adressdifferenz (ADR-DIF) angibt, und die in der oben erwähnten ROM-Tabelle festgelegt ist, wird vorher durch Berechnung unter Berücksichtigung der Maximalgeschwindigkeit und der maximalen Beschleunigungsrate usw. der Spulenservovorrichtung bestimmt. In der Praxis wird die Berechnung typischerweise ausgeführt unter der Annahme, daß die Maximalgeschwindigkeit 16 m/s und die maximale Beschleunigungsrate ungefähr 8 m/s² im Fall einer 10 inch(25 cm)-Spule und ungefähr 3 m/s² im Fall einer 14 inch(35 cm)-Spule beträgt.
Wenn die Ausführung einer wie oben beschriebenen Bandpositionssteuerung versucht wird, kann das Ansprechverhalten nicht mit Genauigkeit folgen, da die Schleifenverstärkung der Geschwindigkeitsservo-Spannungsservo-Steuerung in der Praxis nicht unendlich werden kann. Beispielsweise kann im Fall eines Flankenansprechens die Geschwindigkeitsabweichung nicht Null werden. Daher ist notwendigerweise eine Geschwindigkeitsabweichung proportional zu der Zeitkonstante und der Beschleunigung und umgekehrt proportional zu der Verstärkung vorhanden. Aus diesem Grunde nimmt die Ist-Geschwindigkeit bezüglich der Suchgeschwindigkeit (CUR-TGV) der Spulenservosteuerung mit der Größe der Geschwindigkeitsabweichung zu. Wenn die Beschleunigungsrate zunimmt, nimmt dessen Abweichung ebenfalls zu. Wenn man daher beispielsweise die Beschleunigungsrate (8 m/s²) der 10 inch-Spule und die Beschleunigungsrate (3 m/s²) der 14 inch-Spule berücksichtigt, ist die Geschwindigkeitsabweichung bei der 10 inch-Spule 8/3 mal so groß wie diejenige bei der 14 inch-Spule. Der Grund dafür ist, daß auch wenn die Steuerung so ausgeführt wird, daß der Betrieb mit der gleichen Suchgeschwindigkeit ausgeführt wird, die jeweiligen Beschleunigungsraten um die Differenz zwischen den jeweiligen mit den Spulendurchmessem verbundenen Trägheitsmomenten variieren.
Außerdem tritt bei dem oben beschriebenen Betriebsmodus der Positionssteuerung im TC- Modus eine rund 30 bis 42 mal größere Zeitverzögerung auf als im CTL-Modus, da die Abtastrate im TC-Modus grober ist als im CTL-Modus.
Infolge der oben beschriebenen Geschwindigkeitsabweichung, tritt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, im CTL-Modus ein Fehler zwischen einer Kurve b die die Soll- Suchgeschwindigkeitsdaten (TGV-LOC) und einer Kurve a die die Soll- Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) für die Spulenservosteuerung angeben, auf Andererseits ist im TC-Modus die Geschwindigkeitsabweichung die gleiche wie im Fall des CTL-Modus, aber die Differenz zwischen einer Kurve c die die Soll- Suchgeschwindigkeitdaten (TGV-LOC) und einer Kurve a, die die Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) im TC-Modus angibt, nimmt durch die mit der Abtastzeit verbundenen Zeitverzögerung weiter zu, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Aufgrund der Geschwindigkeitsabweichung bezüglich einer Ist-Geschwindigkeit und einer Zeitverzögerung aufgrund der Abtastung wird in jedem Modus die Beschleunigungsrate der Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) größer als 8 m/s² im Fall der 10-inch-Spule. Somit kann die Suchgeschwindigkeit nicht folgen.
US-Patent Nr. 3 737 751 beschreibt einen Motorsteuerungsmechnnismus, wie er im Oberbegriff des Anspruches 1 wiedergegeben ist, der geeignet ist zur Verwendung in einem Bandantriebsmechanismus, bei dem der Motor innerhalb einer vorher gewählten Entfernung durch ein Steuersystem gestoppt werden kann, das ein Ist- Motorgeschwindigkeits-/Entfernungs-Stopprofil mit einem Nennprofll vergleicht, um ein Fehlersignal zu erzeugen. Der Motor wird durch das Fehlersignal gesteuert, um durch die nächste Prüfposition das Nennprofil zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird eine Bandpositionssteuervorrichtung zur Steuerung des Antriebes eines Bandes in Übereinstimmung mit einer Position auf dem Band durch Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit eines Spulenmotors zum Antrieb des Bandes vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Einrichtung zur Erfassung der aktuellen Position auf dem Band;
eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signales in Ubereinstimmung mit einer Entfernung zwischen der aktuellen Position und einer festgelegten Position auf dem Band; und eine Motoransteuereinrichtung, die in Abhangigkeit von dem Signal die Rotationsgeschwindigkeit des Spulenmotors steuert;
wobei das Signal gemäß einer geschätzten Abweichung korrigiert wird, die eine Differenz zwischen einer gewünschten optimalen Rotationsgeschwindigkeit, mit der der Spulenmotor idealerweise angetrieben werden sollte und der Ist-Geschwindigkeit ist, mit der der Spulenmotor durch die Motoransteuereinrichtung angetrieben wird;
dadurch gekennzeichnet,
daß das korrigierte Signal durch die Signalerzeugungseinrichtung in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen erzeugt wird;
y = a x - x2 wenn x x3
y = b (x - x1) + y1 wenn x1 x < x3
y = y1 wenn x0 x < x1
y = 0 wenn x < x0
a = 2a
b = a x3 - x2 / x3
wobei y die gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Spulenmotors, x die Entfernung, x0 eine erforderliche Genauigkeit der Positionssteuerung, α die Beschleunigung des Spulenmotors und x3> x2> x1, x1, x2 ,x3 und y1 Werte sind, die in Übereinstimmung mit α berechnet werden, wobei α in Übereinstimmung mit der geschätzten Abweichung korrigiert ist.
Gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, das im folgenden eingehender beschrieben wird, ist der Ansatz der, ein mit der Entfernung zwischen einer aktuellen Position und einer gewählten Position auf dem Band erzeugtes Signal unter Berücksichtigung einer geschätzten Abweichung zu korrigieren, die die Differenz zwischen einer optimalen Rotationsgeschwindigkeit, mit der der Spulenmotor idealerweise angetrieben werden sollte und einer tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit ist, mit der der Spulenmotor durch die Motorantriebseinrichtung in der Praxis angetrieben wird. So kann eine große Genauigkeit erreicht werden und eine sanfte Bandpositionssteuerfunktion in jedem Operationsmodus ausgeführt werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Positionssteuervorrichtung für einen Bandrecorder gemäß einem erfindungsgemaßen Ausführungsbeispiel ist;
Fig. 2 ein Graph ist, der Kurven zeigt, die eine Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) bezüglich einer Adressdifferenz repräsentieren;
Fig. 3 ein Graph ist, der ein tatsächliches Beispiel einer korrigierten Positionssteuercharakteristikkurve im TC-Modus zeigt;
Fig. 4 ein Graph ist, der die Differenz zwischen einer Ist-Suchgeschwindigkeitskurve (NORM) und einer angepaßten Kurve (ADJUST) in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Ist-Geschwindigkeit und der Zeit zeigt;
Fig. 5 ein Blockdiagramm ist, das den Konstruktionsentwurf einer Bandantriebs- und Bandansteuerungsvorrichtung mit einer Servoeinrichtung zur Bandpositionssteuerung zeigt; und
Fig. 6 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Soil-Suchgeschwindigkeit und der Suchgeschwindigkeit für die Spulenservosteuerung im CTL- und im TC-Modus zeigt.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Konstruktionsentwurf einer Servovorrichtung einer Positionssteuervorrichtung für einen Bandrecorder gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt. In Fig. 1 werden Signale, die eine aktuelle Bandposition und eine Zielbandposition angeben, einer Subtraktionsschaltung 11 zugeführt, die deren Differenz liefert. Insbesondere wird eine gewünschte Zielbandposition, auf die zur Editierung oder dergleichen zugegriffen werden soll und die aktuelle Bandpositionsinformation auf Basis von Zeitcodedaten oder ähnlichem, wie sie durch einen Magnetkopf 20 ausgelesen werden, der Subtraktionsschaltung 11 zugeführt. Die Subtraktionsschaltung 11 subtrahiert die aktuelle Bandposition von der Soll-Bandposition, um einen Positionsfehler oder die sogenannte Adressdifferenz (ADR-DIF) zu bestimmen und sendet diese zu einer ROM-Tabelle 12 einer Sottwaresteuereinheit 14. Die ROM- Tabelle 12 gibt Soll-Suchgeschwindigkeitsdaten (TGV-LOC) auf Basis der Adressdifferenz (ADR-DIF), welche der Bandpositionsfehler ist, aus. In der Softwaresteuereinheit 14 wird ein Additions-/Subtraktions-Vorgang einer Beschleunigungsrate in Übereinstimmung mit Daten auf Basis der Soll- Suchgeschwindigkeitsdaten (TGV-LOC) beispielsweise alle 10 ms ausgeführt, um die Geschwindigkeitsdaten auf eine begrenzte Geschwindigkeit mittels eines Begrenzers 13 zu begrenzen, wonach die erhaltenen beschränkten Daten als Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) für die Spulenservosteuerung ausgegeben werden. Die Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) von der Softwaresteuereinheit 14 werden dann einer Hardwaresteuereinheit 19 zugeführt. Die Hardwaresteuereinheit 19 weist einen D/A- Wandler 15, einen Geschwindigkeitsservoblock 16, eine Motoransteuerschaltung 17 und einen Spulenmotor 18 auf und bildet somit eine Geschwindigkeits-Spannungsservo- Schleife. Die Hardwaresteuereinheit 19 führt die Geschwindigkeitssteuerung so aus, daß die Bandvortriebsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal (CUR- TGV) von der Softwaresteuereinheit 14 gebracht wird. Die Spulenservosteuerung wird in Betrieb gesetzt, so daß ein Fehler zwischen den Suchgeschwindigkeitsdaten (CUR-TGV) als Sollwert und die Ist-Bandvortriebsgeschwindigkeit gleich Null wird. Die Positionssteuercharakteristikkurve, die in der ROM-Tabelle 12 gespeichert ist, insbesondere die Kurve, die die Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) in Bezug auf die Adressdifferenz (ADR-DIF) angibt, wird einem Korrekturvorgang entsprechend der Geschwindigkeitsabweichung (der Differenz zwischen der als Servosollwert gegebenen Suchgeschwindigkeit und der Ist-Geschwindigkeit) in dem Spulenservosystem unterworfen. Tatsächlich wird bei dem Verfahren zur Berechnung der Soll- Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) in Bezug auf die Adressdifferenz (ADR-DIF) unter Berücksichtigung der Geschwindigkeitsabweichung eine Beschleunigungsrate gewählt. Zum Beispiel wird im Falle einer Beschleunigungsrate von 8 m/s² für die 10-inch-Spule, wenn der Betriebsmodus der CTL-Modus ist, diese Beschleunigungsrate berechnet unter Verwendung eines auf 6,4 m/s² geänderten Wertes, um eine Kurve zu wählen, bei der sichergestellt wird, daß die Beschleunigungsrate der tatsächlichen Bandvortriebsgeschwindigkeit durch die bei der tatsächlichen Servosteuerung notwendigerweise auftretenden Geschwindigkeitsabweichung auch im schlechtesten Falle 8 m/s² wird.
Wenn ferner der Betriebsmodus der TC-Modus ist (welches der Spulenservomodus unter Verwendung des oben beschriebenen Zeitcodes ist), wird, da dann das Problem der Zeitverzögerung aufgrund der groben Abtastung auftritt, der CTL-Modus als Referenz zur Optimierung der Funktionsweise verwendet, so daß er für den TC-Modus angepaßt ist, wodurch eine Kurve der Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) bezüglich der Adressdifferenz (ADR-DIF) gewählt wird.
Das Verfahren der Wahl einer solchen Kurve der Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) bezüglich der Adressdifferenz (ADR-DIF) wird nun anhand Fig. 2 beschrieben.
In Fig. 2 ist die Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) durch y auf der Ordinate und die Adressdifferenz (ADR-DIF) durch x auf der Abszisse reprasentiert, wobei x=0 der Zieladressposition entspricht. Zum Zeitpunkt einer festen Beschleunigungsrate wird die Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) als eine Funktion der Quadratwurzel der Adressdifferenz (ADR-DIF) ausgedrückt. In diesem Fall erfolgt die Auswahl eines tatsächlichen Soliwertes wie folgt. Eine etwas davor befindliche Position wird ursprünglich als Sollwert gewählt durch Addition eines festgelegten Offset-Wertes, so daß die Soll- Suchgeschwindigkeit den tatsächlichen Sollwert nicht überschreitet, auch wenn sie den gewählten Sollwert überschreitet. Wenn ferner die Adressdifferenz in einen festgelegten Bereich fällt, wird die Funktion, die die Zielsuchgeschwindigkeit angibt, in der Form einer geraden Linie gebildet, so daß eine Spannung proportional zur Adressdifferenz ausgegeben wird.
Die Bandposition oder Adressdifferenz x zum Zeitpunkt der konstanten Beschleunigungsrate α wird als eine Funktion der zweiten Potenz der Zeit ausgedrückt. Durch Verwendung der Zeit, wenn die Bandbewegung angehalten wird, als Referenz, gibt ein Ersetzen der Zeit, bevor die Bandbewegung angehalten, wird durch T:
x = 1/2 αT²
In diesem Fall wird die Geschwindigkeit y wie folgt ausgedrückt:
Durch Addition eines festgelegten Qifset-Wertes x&sub2; zu der Geschwindigkeit y erhält man:
y = a x - x&sub2;
Wenn andererseits die Adressdifferenz nicht größer als x&sub3; ist, wird die Positionsfunktion durch eine gerade Linie y = b(x-x&sub1;) + y&sub1; tangential zu der oben erwähnten Kurve am Punkt (x&sub3;, y&sub3;) ausgeführt. Wenn ferner die Adressdifferenz nicht größer als xi ist, ist die Zielsuchgeschwindigkeit y auf einen festen Wert y&sub1; festgelegt. Wenn schließlich die Adressdifferenz nicht größer als x&sub0; ist, wird die Geschwindigkeitsservosteuerung unterbrochen. Hier wird der Adressdifferenzwert x&sub0; in Abhängigkeit von der Positionsgenauigkeit bestimmt. In dem Fall, wenn beispielsweise eine Positionsgenauigkeit von ±16 Sektoren für den Zielwert erforderlich ist, wird x&sub0; zu 16 Sektoren gewählt. Ferner wird die Geschwindigkeit y&sub1; zu einem Wert gewählt, der innerhalb von ±16 Sektoren bezüglich des Zielwertes fällt, auch in dem Fall, wenn die Antriebsspannung entsprechend der Geschwindigkeit y größer ist als die Mindestantriebsspannung für die entsprechende Spule; wenn die Adressdifferenz in die 16 Sektoren in Bezug auf den Zielwert fällt, wird die Geschwindigkeitsservosteuerung unterbrochen und die Bandbewegung hält nur aufgrund von mechanischen Verlusten (mechanischer Reibung) an.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei der Berechnung der oben beschriebenen jeweiligen Offset-Werte x&sub1;, x&sub2; und x&sub3; eine Beschleunigungsrate verwendet, die unter Berücksichtigung der oben erwähnten Geschwindigkeitsabweichung geändert ist. Tatsächlich wird bei einer Beschleunigungsrate von 8 m/s² im Falle der 10-inch-Spule und der Beschleunigungsrate von 3 m/s² im Falle der 14-inch-Spule ein Wert von 6,4 m/s² bzw. 2,7 m/s² im CTL-Modus verwendet. Weiterhin werden im TC-Modus die Werte 7,2 m/s² und 2,7 m/s² zur Bestimmung der jeweiligen Offset-Werte, insbesondere der Werte x&sub2; und x&sub3; verwendet.
Fig. 3 zeigt ein tatsächliches Beispiel einer korrigierten Positionssteuercharakteristikkurve im TC-Modus. Wenn der TC-Modus als Bandpositionssteuerung gewählt wird, gibt die ROM-Tabelle 12 eine Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) in Ubereinstimmung mit der Charakteristikkurve in Fig. 3 in Abhängigkeit von der eingegebenen Adressdifferenz (ADR-DIF) aus.
In Fig. 3 wird im Fall der 10-inch-Spule eine theoretische Beschleunigungsrate, bei der eine Geschwindigkeitsabweichungsgröße der Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) berücksichtigt wird, zu 6,4 m/s² gewählt. Im CTL-Modus wird diese Kurve bei Werten verwendet, die theoretisch erwartet werden. Im TC-Modus wird eine Kurve verwendet, die durch weitere Optimierung der oben genannten Kurve erhalten wird. Insbesondere die in die ROM-Tabelle 12 geschriebene Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) C1 verwendet eine Geschwindigkeitskurve, die berechnet wird unter Verwendung der Beschleunigungsrate von 6,4 m/s² in dem Bereich größer x&sub3; und eine gerade Linie in dem Bereich der Adressen von x&sub3; bis x&sub1;. Es ist angegeben, daß die Suchgeschwindigkeit C2 (CUR-TGV; NORM) für eine tatsächliche Spulenservosteuerung bezüglich C1 (NORM), die in die ROM-Tabelle 12 geschrieben ist, sich mit der Geschwindigkeitsabweichung bezüglich der Zielsuchgeschwindigkeit bis zu der Adressdifferenz x&sub2; verändert. Hier im CTL-Modus könnte die Positionssteuerung ausgeführt werden mittels einer Charakteristikkurve, die so vorhergesagt ist, daß eine sanfte Abbremskurve geliefert würde. Wenn jedoch der Betriebsmodus der TC-Modus ist, kann eine solche konstruktionsbedingt vorhergesagte Kurve nicht durch eine solche Korrektur allein geliefert werden.
Angesichts dessen wird die Kurve C3 von Fig. 3, die eine weiter optimierte Soll- Suchgeschwindigkeit anzeigt, verwendet. Wenn der Betriebsmodus der TC-Modus ist, wird bei der theoretischen Beschleunigungsrate von 6,4 m/s² der Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) eine tatsächliche Beschleunigungsrate von 7,2 m/s² erhalten, wenn die Abweichung von der Geschwindigkeitsservoverstärkung 0 dB ist.
Es besteht eine Beziehung, daß eine tatsächliche Suchgeschwindigkeit (CUR-TGV) durch die Kurve C2 (NORM) bezüglich der Kurve C1 (NORM) der theoretischen Soll- Suchgeschwindigkeit (TGV-LOC) ausgedrückt wird. Unter Berücksichtigung der erwähnten Beziehung wird daher der Abschnitt der quadratischen Kurve der Charakteristikkurve bis zu den Punkten x&sub2; und x&sub3; auf der Kurve beseitigt, wenn die Beschleunigungsrate 7,2 m/s² ist. Durch Ausführung einer derartigen Anpassung (CUR- TGV) der Ist-Suchgeschwindigkeit wird die Kurve C4 (ADJUST) bezüglich der angepaßten Kurve C3 (ADJUST) der theoretischen Soll-Suchgeschwindigkeit (TGV- LOC) erhalten. Im Vergleich mit der Kurve C2 wird die Bandlaufgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit proportional zur Adressdifferenz ausreichend vor dem Zielpositionswert abgebremst.
Wenn man modellhaft die Differenz zwischen der Kurve C2 (NORM) und der Kurve C4 (ADJUST) in der Ist-Suchgeschwindigkeit (CUR-TGV) in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen der Ist-Geschwindigkeit und der Zeit darstellt, erhält man die in Fig. 4 gezeigte Kurve. In Fig. 4 unterliegt die Kurve C4 mit dem Zeitablauf einer sanften Geschwindigkeitssteuerung. Andererseits weist die Kurve C2 einen Abschnitt der Geschwindigkeitssteuerung auf, der im Vergleich mit der Kurve C4 um eine bestimmte Zeit verzögert ist.
In Übereinstimmung mit einem tatsächlichen Meßergebnis dann, wenn die Abweichung der Geschwindigkeitsservoverstärkung 0 dB ist, besteht im wesentlichen keine Differenz zwischen den beiden Kurven. Wenn jedoch die Abweichung der Geschwindigkeitsservoverstärkung -3 dB ist, besteht eine vergleichsweise große Differenz zwischen ihnen und der Effekt ist beim Betrieb merkbar.
Da ferner, wie oben beschrieben, auch wenn die Steuerung ausgeführt wird, um einen Betrieb bei der gleichen Suchgeschwindigkeit auszuführen, die jeweiligen Beschleunigungsraten sich aufgrund der Trägheitsmomente in Abhängigkeit von den Spulendurchmessern verändern, wird im Falle der 14-inch-Spule im TC-Modus der Wert der theoretischen Beschleunigung zu 2,7 m/s² gewählt.
Da in diesem Fall kaum eine Abweichung der Ist-Geschwindigkeit (FIV OUT) bezüglich (CUR-TGV) einer Ist-Suchgeschwindigkeit bei ungefähr -3 dB auftritt, besteht eine geringe Abweichung der Servoverstärkung.
Die Beziehung zwischen der Abweichung der Geschwindigkeitsservoverstärkung bei der gewählten Beschleunigungsrate und einer Ist-Beschleunigungsrate bezüglich der Charakteristikkurve der Positionssteuerung wird in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. TABELLE 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, beträgt bei -3 dB im Falle der 10-inch-Spule die tatsächliche gemessene Beschleunigungsrate 7,2 m/s² während die gewählte Beschleunigungsrate 6,4 mis2 ist und im Falle der 14-inch-Spule beträgt die tatsächlich gemessene Beschleunigungsrate 2,79 m/s², während die gewählte Beschleunigungsrate 2,7 m/s² ist. Wie daraus ersichtlich wird, besteht im wesentlichen keine Differenz zwischen dem gewählten Wert und der tatsächlich gemessenen Beschleunigungsrate auf Basis der Abweichung der Geschwindigkeitsservoverstärkung. Bei der Positionssteuerung der 14- inch-Spule ist die Geschwindigkeitsservoverstärkung 2 mal so groß wie im Falle der 10- inch-Spule, da das Umschalten zur Verstärkung für die Positionssteuerung in dem Abschnitt der Charakteristikkurve der angepaßten theoretischen Positionssteuerung gemacht wird, wenn die Adressdifferenz größer als 1024 Sektoren ist. Ferner entnimmt man Tabelle 1, daß die tatsächlich gemessene Beschleunigungsrate der 10-inch-Spule ungefähr 2,5 bis 3 mal größer ist als die tatsächlich gemessene Beschleunigungsrate der 14-inch-Spule. Da, wie oben beschrieben, die Geschwindigkeitsabweichung proportional zur Beschleunigung und der Zeitkonstante des Systems und umgekehrt proportional zur Geschwindigkeitsservoverstärkung ist, kann, wenn die Zeitkonstante des Systems im wesentlichen konstant ist, im Fall der 14-inch-Spule die tatsächliche Geschwindigkeitsabweichung beispielsweise durch Berechnung durch (1/2,5) x (1/2) = (1/5) repräsentiert sein. Entsprechend kann man annehmen, daß die Geschwindigkeitsabweichung der 14-inch-Spule in einem Bereich von 1/5 bis 1/6 der Geschwindigkeitsabweichung der 10-inch-Spule liegt. So ergibt sich im wesentlichen keine Abweichung der tatsächlichen Geschwindigkeit (F/V OUT) bezüglich der Suchgeschwindigkeit (CUR-TGV) für die Spulenservosteuerung.
Bisher wurde im Fall der Positionssteuerung im TC-Modus, wenn ein ungewöhnlicher Zustand, wie ein unstabiler Betrieb der Spulenservosteuerung aufgetreten ist, die Geschwindigkeitsservofunktion stark angepaßt, um mit diesem ungewöhnlichen Zustand zurechtzukommen. Jedoch war diese Anpassung schwierig und die Anpassung wurde ungenügend implementiert für einen unstabilen Betrieb einschließlich einer Differenz zwischen den Beschleunigungen aufgrund verschiedener Spulendurchmesser. Obwohl eine Anpassung so ausgeführt wurde, daß die Geschwindigkeitsservoverstärkung im Bereich von ±1 dB war, sind Unannehmlichkeiten wie ein Uberschwingen des Bandes aufgetreten. Durch Ausführung der Positionssteuerung auf die oben beschriebene Weise ist es jedoch möglich, eine Positionssteuervorrichtung für einen Bandrecorder derart zu liefern, daß der Bandvortrieb so gesteuert wird, daß er sanft an der Zielposition positionierbar ist und dort schnell gestoppt werden kann, wodurch die Betriebskosten verringert werden.
Es sei festgehalten, daß diese Erfindung nicht auf die oben beschriebene Technik beschränkt ist. Ein alternativer Ansatz kann auch das Verhältnis der Zielsuchgeschwindigkeit (TGV-LOC) bezüglich der Adressdifferenz (ADR-DIF) erhöhen/erniedrigen, wodurch ähnliche Effekte und/oder Vorteile möglich sind.
Durch Steuerung der Rotation des Bandantriebsspulenmotors in Übereinstimmung mit der Positionsinformation in Bandbewegungsrichtung mittels des oben beschriebenen Verfahrens kann in jedem Modus eine aufgrund der Geschwindigkeitsabweichung notwendigerweise wahrend des tatsächlichen Servobetriebes auftretende Abweichung von einem theoretischen Wert beseitigt werden. So kann der Bandvortrieb derart gesteuert werden, daß es sanft aber schnell die Zielposition erreicht, bei welcher es angehalten wird.

Claims

1 Bandpositionssteuervorrichtung zur Steuerung des Transportes eines Bandes in Übereinstimmung mit einer Position auf dem Band durch Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit eines Spulenmotors (18) zum Antrieb des Bandes, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Einrichtung (21) zur Erfassung der aktuellen Position auf dem Band;

eine Einrichtung (14) zur Erzeugung eines Signales (ADR-DIF) in Übereinstmmung mit einer Entfernung zwischen der aktuellen Position und einer festgelegten Position auf dem Band; und

eine Motoransteuereinrichtung (17), die in Abhängigkeit von dem Signal (ADR-DIF) die Rotationsgeschwindigkeit des Spulenmotors (18) steuert;

wobei das Signal (ADR-DIF) gemäß einer geschätzten Abweichung (CUR-TGV) korrigiert wird, die eine Differenz zwischen einer gewünschten optimalen Rotationsgeschwindigkeit (TGV-LOC), mit der der Spuienmotor (18) idealerweise angetrieben werden sollte und der ISt-Geschwindigkeit ist, mit der der Spulenmotor (18) durch die Motoransteuereinrichtung (17) angetrieben wird;

dadurch gekennzeichnet,

daß das korrigierte Signal durch die Signalerzeugungseinrichtung (14) in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen erzeugt wird;

y = α x - x2 wenn x x3

y = b (x - x1) + y1 wenn x1 x < x3

y = y1 werin x0 x < x1

a = 2α

b = a x3 - x / x3

wobei y die gewünschte Rotationsgeschwindigkeit (TGV-LOC) des Spulenmotors (18), x die Entfernung, x0 eine erforderliche Genauigkeit der Positionssteuerung, α die Beschleunigung des Spulenmotors (18) und x3> x2> x1, x1, x2, x3 und y1 Werte sind, die in Übereinstimmung mit α berechnet werden, wobei α in Übereinstimmung mit der geschätzten Abweichung (CUR-TGV) korrigiert ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungseinrichtung (14) einen Festwertspeicher (12) zur Speicherung des Signales, das die gewünschte Rotationsgeschwindigkeit des Spulenmotors (18) angibt, speichert.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Signal (ADR-DIF) in Übereinstimmung mit der geschätzten Abweichung (CUR- TGV) korrigiert ist, um ein Trägheitsmoment bezüglich der Größe der durch den Spulenmotor (18) angetriebenen Spule (5A) zu berücksichtigen.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionseffassungseinrichtung (21) ausgebildet ist, die aktuelle Position mittels eines Referenzsignales zu erfassen, wobei das Referenzsignal ein Steuersignal (CTL), das auf einer Steuerspur aufgezeichnet ist, ein Zeitcodesignal (TC) oder ein durch eine Zeitgeberwalze erzeugtes Zählsignal ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Signal (ADR-DIF) in Übereinstimmung mit der geschätzten Abweichung (CUR- TGV) korrigiert wird, um eine Verzögerung der Erfassung durch die Positionserfassungseinrichtung (21) bezüglich des Referenzsignales zu berücksichtigen.