SE438222B - Apparat for reproducering av informationssignaler som er registrerade i ett spar pa en registreringsberare - Google Patents

Description

7813380-8 2 Ett par av elektriskt polade piezokeramiska element inplacera- de mellan inre och yttre elektroder är förbundna med varandra vid de inre elektroderna och en spänning anbringas mellan de med varandra förbundna inre elektroderna och vardera elemen- tets yttre elektrod så att spänningen ligger i polningsrikt- ningen för det ena elementet och i motsatt riktning mot pol- ningsriktningen för det andra elementet. Böjningseffekten mul- tipliceras med avseende på den som kan ernås med endast ett enda piezokermiskt element. Om emellertid en kraftig grad av böjning erfordras måste motsvarande stora avböjningsspänningar anbringas. En sådan stor avböjningsspänning tenderar, när den anläggs i en riktning, som är motsatt polningsriktningen för ett piezokeramiskt eller piezoelektriskt element, att avpolari- sera detta element och reducera dess framtida förmåga att böja sig.

En användning av ett bimorft blad där bladet måste kunna böja sig kraftigt är att bära ett magnethuvud i en videobandspelare så att, medan magnethuvudet rör sig utmed ett spår på en upp- teckningsbärare på vilket videosignaler eller andra informa- tionssignaler skall in- eller avspelas, en drivspänning eller drivsignal kan matas till det bimorfa bladet för att avböja huvudet i en riktning på tvären mot spårets längdriktning, t.ex. för att vidmakthålla optimal lägesinställning för huvu- det med avseende på registreringsbärarens spår.

Arrangemang har föreslagits för att åstadkomma böjning i båda riktningar och med stor amplitud för ett bimorft blad utan att detta därmed avpolariseras. I dessa arrangemang ges de vid va- randra fastsatta piezokeramiska elementen samma polningsrikt- ning och de till de piezokeramiska elementen matade avböj- ningsspänningarna bringas att ha samma polaritet i_samma rikt- ning som polningsriktningen för de element vid vilka avböj- ningsspänningarna anbringas. Närmare bestämt matas en likströms- förspänning till vardera det piezokeramiska elementet på sådant 7a1z3soëa sätt att den anbringade spänningen ligger i polningsriktningen för elementet. En växelströmsavböjningsspänning överlagras lik- strömsförspänningen för att styra böjningen av det bimorfa bla- det. Styrkan av förspänníngen är tillräckligt stor för att till- försäkra att den nettospänning som matas till vardera det piezo- keramiska elementet alltid har en polaritet som ligger i pol- ningsriktningen för detta element.

Det ovanstående arrangemanget, vilket syftar till att undvika avpolarisering av ett bimorft blad, är ofördelaktigt, särskilt i det fall där det bimorfa bladet utnyttjas för montering av ett magnethuvud på ett roterande parti av en styrtrumma i en videobandspelare. Vid denna användning av ett bimorft blad ma- tas drivspänningarna eller -signalerna för avböjningen av det bimorfa bladet, och därvid förflyttningen av magnethuvudet på tvären mot uppteckningsspåret, genom två drivförstärkare och två förspänningskällor till var och en av de yttre elektroder- na av de píezokeramiska elementen, vilkas inre elektroder, som är förbundna med varandra, är jordade; Bortsett fràn den kost- nad som det innebär att ha två drivförstärkare och tillhörande förspänningskällor erfordrar det beskrivna arrangemanget en förhållandevis komplicerad konstruktion för elektrisk isolering av magnethuvudet från det bimorfa bladet. Dessutom erfordras två släpringar för att överföra drivspänningarna från drivkäl- lorna till det roterande partiet av styrtrumman. På grund av de likströmsförspänningar som matas till de piezokeramiska ele- menten i syfte att förhindra dessas avpolarisering tenderar emellertid längden av det bimorfa bladet att ändra sig över en utsträckt tidsperiod. Denna längdändring får till följd att projektíonen av magnethuvudet mot styrtrummans omkretsyta på ett ofördelaktigt sätt varierar.

Föreliggande uppfinning syftar till att í.en apparat av det i ingressen till det bifogade patentkravet 1 angivna slaget förse en piezoelektrisk omvandlare av det slag, som har ett par elek- _. ..-._....____..__._....-.- vcxnacni v 1 VTI '- »in 7813380-8 triskt polade piezoelektriska element, med en drivkrets för böj- ning av omvandlaren samtidigt som avpolarisering av elementen undviks och samtidigt som de ovan omnämnda nackdelarna med de tidigare kända arrangemangen likaledes undvikes{ Närmare bestämt syftar uppfinningen till att i den nämnda appa- raten förse en piezoelektriskomvandlare,t.ex. ett bimorft blad, med en drivkrets som undviker avpolarisering av de piezokeramiska eller -elektriska element som bildar bladet, samtidigt som en yttre elektrod av bladet kan anslutas till jord vilket underlät- tar montering av ett magnethuvud på bladet utan att isolering måste anordnas mellan blad.och huvud.

Uppfinningen avser även att i apparaten av den nämnda typen åstadkomma blad så beskaffade att det bimorfa bladets längd inte ändrar sig med tiden.

Det utmärkande för uppfinningen är att de piezoelektriska ele- menten är motsatt polade, och drivspänningen anläggs över de yttre elektroderna av de piezoelektriska elementen. Ett spän- ningsdelarnät låser spänningen vid de med varandra förbundna inre elektroderna på ett tämligen lågt största värde såsom gen- svar på att drivspänningen har åtminstone en polaritet, som är motsatt den riktning i vilken det ena av de piezoelektriska elementen är polat. Därigenom undviks väsentlig avpolarisering av åtminstone det nämndaenapiezoelektríska elementet. 7813580-s I det fall där drivspänningen är en växelspänning, t.ex. för att åstadkomma en darrande svängning av omvandlaren eller det bimorfa bladet, innefattar drivkretsen företrädesvis dessutom organ för låsning av spänningen vid de med varandra förbundna inre elektroder på ett tämligen lågt största värde såsom gen- svar på att drivspänningen har en polaritet, som är motsatt den riktning i vilken det andra av de piezoelektriska elemen- ten är polat för att därigenom undvika väsentlig avpolarise- ring även av det andra av de piezoelektriska elementen I en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar varde- ra organet för låsning av spänningen ensriktande organ, t.ex. en diod, som är kopplade över detifrågavarande piezoelektriska elementet och som är polariserade så att de medger strömflöde genom dioden i en riktning, som är motsatt den riktning i vil- ken det ifrågavarande piezoelektriska elementet är polad, samt spänningsbegränsande organ, t.ex. innefattande en zenerdiod, kopplade i serie med det ensriktande organet.

En utföringsform av uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. l är en schematisk sidovy av ett bimorft blad enligt teknikens ståndpunkt, vilket blad visas i förstorad skala, fig. 2 är en med fig. l likartad vy, som schematiskt visar böjningen av det bimorfa bladet när en driv- eller avböjningsspänning an- läggs över bladet, fig. 3 är en schematisk sidovy visande ett annat känt bimorft blad och en annan känd drivkrets för detta, vilket blad utnyttjas för att avböja ett av bladet buret mag- nethuvud t.ex. i en videobandspelare, fig. 4 är en annan sche- matisk sidovy liknande den i fig. 3, men fig. 4 visar ett an- nat känt arrangemang som föreslagits i syfte att undvika avpo- larisering av de elektriskt polade elementen i det bimorfa bla- det, fig. 5'är en schematisk sidovy~likartad den i fig. 4 men i fig. 5 visas en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 6 är ett partiellt blockschema samt en schematisk vy över ett automatiskt magnethuvudföljesystem för en videobandspelare, 'P0 ”w'cni<ïUfií$Fï 7813380-8 vilket system innefattar ett bimorft blad och en drivkrets för detta i enlighet med föreliggande uppfinning, och fig. 7 är ett kopplingsschema som visar detaljerna i ett parti av det i fig. 6 visade systemet. i Fig. l visar en känd piezoelektrisk omvandlare i form av ett bimorft blad l0, som innefattar ett par piezoelektriska eller piezokeramiska plattor ll och 12 vilka kan vara långsträckta och vilka är inplacerade mellan inre och yttre elektroder 13 och 15 respektive inre och yttre elektroder l4 och 16. Ele- menten eller plattorna ll och 12 är förbundna med varandra vid de respektive inre elektroderna l3 och 14. Vidare visas de pie- zokeramiska elementen eller plattorna ll och l2 vara elektriskt polade eller polariserade i en gemensam riktning markerad med pilarna l7 och 18. När en elektrisk potential från en källa 19 anläggs över varje piezokeramiskt element ll och 12, t.ek. mel- lan de yttre och inre elektroderna l5 och l3 och mellan de ytt- re och inre elektroderna 16 och 14 kommer,-såsom visas i fig. 2, elementet eller plattan ll att utvidga sig och elementet el- ler plattan 12 att draga ihop sig, varigenom det bimorfa bladet ll böjer sig i sin längdriktning_i en grad som är beroende av styrkan av det pålagda elektriska fältet. Om polariteten för den från källan 19 över det bimorfa bladet 10 pålagda spänning- en kastas om kommer bladets böjningsriktning att ske åt motsatt håll jämfört med vad som visas i fig. 2. Det är emellertid tyd- ligt att i vardera fallet ligger den till den ena eller andra av piezokeramiska elementen ll och 12 matade spänningen i en riktning som är motsatt den elektriska polningen av dessa ele- ment. Om således den potential eller drivspänning som från käl- lan l9 matas till det bimorfa bladet 10 göres förhållandevis stor i syfte att erhålla en kraftig böjning kan en sådan spän- ning åstadkomma en avpolarisering av det element ll eller 12,. som är polat i en riktning, som är motriktad den i vilken dení höga spänningen anläggs över ifrågavarande elemtnt.

En känd applikation för ett bimorft blad 10A visas i fig. 3., De piezokeramiska elementen llA och l2A i det bimorfa bladet är inplacerade mellan inre elektroder 13A och l4 A respektive 7813380-8 yttre elektroder 15A och 16A. De piezokeramiska elementen är förbundna med varandra vid sina inre elektroder 13 A och 14A.

De piezokeramiska elementen llA och l2A är emellertid i detta fall elektriskt polade i motsatta riktningar vilket markeras med pilarna 17A een 1sA;gviaere är det bimerfa bladet 1oA fri- bärande eller uppburet vid den ena änden, vilket markeras vid hänvisningssiffran 20,och ett magnethuvud 21 är monterat vid den andra eller fria änden av det bimorfa bladet 10. En iso- lator 22 är anordnad att hålla magnethuvudet 21 på avstånd från den yttre elektroden 15A. Den kända drivkretsen med vars hjälp det bimorfa bladet 10A bringas att böja sig innefattar en växelspänningskälla 19A vars båda sidor är kopplade till de yttre elektroderna l5A och 16A. Denna drivkrets kan böja det bimorfa bladet 10A uppåt eller nedåt för att framkalla motsva- rande rörelser vid magnethuvudet 21 i bladets fria ände. Det har emellertid visat sig vara svårt att montera magnethuvudet 21 på det bimorfa bladet 10A eftersom en isolator 22 måste an- vändas mellan huvudet 2l och elektroden 15A för att isolera de av huvudet 21 reproducerade videosignalerna, eller andra infor- mationssignaler, från den driv- eller avböjningssignal som från växelspänningskällan 19A påläggs det bimorfa bladet 10A. Det är tydligt att under varje halvperiod av den växelspänning, som från växelspänningskällan l9A matas till det bimorfa bladet 10A, kommer polariteten av denna driv- eller avböjningsspän- ning att befinna sig i en riktning som tenderar att avpolari- sera antingen det piezokeramiska elementet llA eller det piezo- keramiska elementet 12A. Om den konstruktion 20 från vilken det bimorfa bladet 10A skjuter ut eller är fribärande tÅex. är ett roterande parti av en bandstyrtrumma i en videobandspelare av spiralavsökningstyp så erfordras två släpringar, schematiskt markerade med hänvisningssiffrorna 23 och 24 i fig. 3, för att överföra driv- eller avböjningsspänningen från växelspânnings- källan l9A till det roterande trumpartiet och därifrån till de yttre elektroderna 15A och 16A av det bimorfa bladet.

I syfte att undvika den avpolariserande effekt som arrangemang- et enligt fig. 3 medför har ett arrangemang enligt fig. 4 före- _7813380-8 slagits i de ovan nämnda amerikanska patentansökningarna. En- ligt detta kända arrangemang föras att bimorft blad 1oB med piezokeramiska element llB och l2B vilka är elektriskt pola- de i samma riktning, dvs. i en gemensam riktning, vilket mar- keras med pilarna l7B och l8B. De inre elektroderna l3B och l4B, vid vilka elementen llB och l2B är förbundna med varandra, är anslutna till jord, visas med hänvisningssiffran 25, t.ex. genom en konstruktion 20B vid vilken den ena änden av bladet l0B är fribärande uppburen. I det kända arrangemanget enligt fig. 4 är den ena änden av växelspänningskällan l9B för driv- spänningen kopplad till jord vid 26, medan den andra änden därav är kopplad till den yttre elektroden l5B genom en driv- förstärkare 27 i serie med en likströmsförspänningskälla 28; En krets bestående av en drivförstärkare 29 och en likströms- förspänningskälla 30 är även kopplad mellan nämnda andra sida av växelspänningskällan l9B och den yttre elektroden l6B pa- rallellt med motsvarande andra seriekrets.

Likströmsförspänningskällorna 28 och 30 har motsatt polaritet så att motsvarande likströmsförspänningar vid elementen llB och l2B kommer att verka i polningsriktningarna för de piezo-. keramiska elementen llB respektive l2B. Vidare väljes lik- strömsförspänningen för var och en av likströmsförspännings- källorna 28 och 30 företrädesvis vara l/Zvmax största topp- till topputgångsspänningen från respektive driv- , där Vmax är den förstärkare 27 eller 29. Även om således utgångsspänningen från drivförstärkaren 27 eller 29 är l/Zvàax eller -l/2Vmax kan den spänning som matas till elementet llB eller l2B inte kastas om med avseende på polningsriktningen för sistnämnda element.

Detta kända arrangemang enligt fig. 4 hindrar effektivt avpola- risering av de piezokeramiska elementen llB och l2B men har lik- väl andra ofördelaktiga egenskaper. Om t.ex. det bimorfa bla- det l0B utnyttjas för att bära ett magnethuvud 2lB och för att avböja detta i beroende av drivspänningen eller -signalen från 7813380-8 växelspänningskällan l9B, måste en isolator 223 anordnas mel- lan huvudet 2lB och den yttre elektroden l5B så att den av huvudet 2lB reproducerade signalen elektriskt isoleras från drivsignalen vilket gör att monteringskonstruktionen för hu- vudet 2lB blir ofördelaktigt komplicerad. I det fall att den konstruktion 20B från vilken det bimorfa bladet l0B fri- bärande uppbäres är ett roterande parti av en bandstyrtrumma erfordras även här två släpringar 23B och 24B, vilka visas scnexnatiskt i fig. 4, för att överföra arivsignaisrna :iii ae yttre elektroderna l5B respektive l6B av det bimorfa bladet.

Vidare innebär nödvändigheten av två drivförstärkare 27 och 29 och två likströmsförspänningskällor 28 och 30 en nackdel ef- tersom kretsen blir komplicerad och dessutom kostsam. På grund av de likströmsförspänningar som kontinuerligt ligger över de piezokeramiska elementen llB och l2B tenderar den totala läng- den av det bimorfa bladet l0B att öka under en utsträckt tids- period. Om bladet l0B då utnyttjas till att hålla ett magnet- huvud 2lB med avseende på ett roterande parti av bandstyrtrum- man i en videobandspelare kommer den nämnda ökningen i det bi- morfa bladets l0B längd att ofördelaktigt ändra den grad med vilken huvudet 2lB skjuter ut från bandstyrtrummans omkrets- yta.

Fig. 5 visar en piezoelektrisk omvandlare enligt föreliggande uppfinning. Den piezoelektriska omvandlaren eller det bimorfa bladet l0C uppvisar ett par piezoelektriska eller piezokera- miska element eller plattor llC och l2C, vilka är elektriskt polade i motsatta riktningar såsom markeras med pilarna l7C och l8C. Dessa element llC och l2C är förbundna med varandra vid de inre elektroderna l3C och l4C. I drivkretsen enligt föreliggande uppfinning är en källa l9C med växelströmsdriv- spänning vid sin ena ände kopplad till jord 26C medan källans andra ände är kopplad till den yttre elektroden l5C av det bimorfa bladet l0C. Den andra yttre elektroden l6C av det bi- morfa bladet l0C är kopplad till jord 25C, t.ex. genom den konstruktion 20C vid vilken den ena änden av bladet 10C är fri- bärande uppburen. Eftersom den yttre elektroden l6C är jordad kan ett magnethuvud 21C, t.ex. för reproducering av videosigna- ler, direkt och enkelt fastsättas vid det fria ändpartiet av 7815380-s 10 bladet l0C vid dettas yttre elektrod l6C utan risk för att ine terferens uppstår mellan de video- eller andra informations- signaler som huvudet 2lC reproducerar och drivsignalen för böj- ning av bladet loc. ' I enlighet med föreliggande uppfinning är drivkretsen för det bimorfa bladet l0C vidare försett med organ för låsning av spänningen vid de med varandra förbundna inre.elektroderna l3C och l4C på ett tämligen lågt största värde åtminstone såsom gensvar på en polaritet av drivspänningen från växelspännings- källan l9C, vilken polaritet är motsatt den riktning i vilken det ena av de piezoelektriska elementen llC och l2C är polat för att därigenom undvika väsentlig avpolarisering av åtminsto- ne nämnda ena piezoelektriska element.

I den i fig. 5 visade utföringsformen av uppfinningen utgöres nämnda lâsorgan av en diod 31 och en Zenerdiod 32, vilka är kopplade i serie mellan de med varandra förbundna inre elektro- derna l3C och l4C och den yttre elektroden l5C, samt en diod 33 och en Zenerdiod 34 som är kopplad i serie mellan de inre elektroderna l3C och l4C och den yttre elektroden l6C eller förbindelsen till jord vid 25C. Dioderna 31 och 33 är anordna- de att leda i de riktningar i vilka elementen l2C respektive llC är polade. Företrädesvis väljes Zenerdioderna 32 och 34 ha , där IflaX Emax är maximumvärdet för den spänning som kan påföras elemen- tet llC eller l2C i den riktningei vilken sistnämnda element en Zenerspänning Vz som ligger mellan l/3Emax och l/2E är polat varigenom ett i huvudsak linjärt förhållande erhålles mellan den erhållna avböjningen och den påförda spänningens värde.

Om det bimorfa bladet l0C används för att montera huvudet 2lC på ett roterande parti av bandstyrtrumman i en videobandspela- re kan detta roterande parti av trumman vara av metall samt vara jordat och dioderna 31 och 33 samt zenerdioderna 32 och 34 kan utgöra en del av ett kretsaggregat, som är monterat på styrtrummans roterande parti vilket betyder att endast en släp- ring 23C erfordras för att överföra drivspänningen eller driv- signalen från källan l9C till det bimorfa bladet IOC. 78133580-8 ll Dioderna 31 och 33 samt Zenerdioderna 32 och 34 tjänstgör så- som en Späflüngfliflare, varför, om drivspänningen från växelspän- ningskällan l9C är iE, spänningen fl/2E matas till vart och ett av de piezoelektriska elementen ll C och l2C. När denna spänning fl/2E är mindre än Zenerspänningen Vz, dvs. när :E ('¿ 2Vz, så befinner sig varje Zenerdiod 32, 34 i sitt icke- -ledande tillstånd, varför det bimorfa bladet 1OC drivs av spänningen iE. Om drivspänningen ÉE är större än f2Vz kommer den ena eller den andra av de två Zenerdioderna 32 och 34 att blilledande varigenom den ledande Zenerdiodens spänning låses vid fvz. När drivspänningen +E > +2Vz är dioden 31 backförspänd varför Zenerdioden 32 befinner sig i sitt icke~ledande till- stånd, medan däremot dioden 33 är framförspänd vilket får till följd att Zenerdioden 34 befinner sig i sitt ledande tillstånd.

Spänningen i den gemensamma punkten mellan Zenerdioderna 32 och 34 låses således vid +Vz. Trots att den till det piezo- elektriska elementet l2C matade spänningen har motsatt riktning mot detta elements polningsriktning tillförsäkrar den ovan be- skrivna låsningen att spänningen låses vid det konstanta, för- hållandevis låga värdet Vz. Samtidigt matas spänningen (E-Vz) till det piezoelektriska elementet llC i dettas polningsrikt- ning varigenom det bimorfa bladet l0C böjer sig uppåt.

När drivspänningen -E blir mindre än -2Vz backförspännes dioden 33 och Zenerdioden 34 bringas därvid in i sitt icke-ledande tillstånd samtidigt som dioden 31 framförspännes så att Ze- nerdioden 32 bringas till sitt ledande tillstånd. Den konstan- ta, tâmligen låga spänningen Vz, vilken är motriktad pol- ningsriktningen för elementet llC, matas till sistnämnda ele- ment medan spänningen (E-Vz) matas till det andra elementet l2C varigenom det bimorfa bladet l0C böjer sig nedåt.

Det bör noteras att böjningskänsligheten för det bimorfa bla- det l0C enligt uppfinnigen är konstant oberoende av värdet på drivspänningen. När således det absoluta värdet på drivspän- ningen E är mindre än 2Vz kommer spänningen l/2E att matas till vardera 'elementet l1C och l2C. Den resulterande böjningen av 731338048 _12 det bimorfa bladet l0C kommer således att svara mot det abso- luta värdet E av drivspänningen. När absolutväfdet âV Öriv' spänningen E är högre än 2Vz så kommer Vz att matas till det ena av elementen llC och l2C och spänningen (E-Vz) till det andra av elementen llC och l2C. Det ena av elementen llC och l2C böjer sig således i enlighet med spänningen Vz medan det andra av elementen llC och l2C böjer sig i enlighet med spänningen (E-V2) varför den totala böjningen av det bimorfa bladet lOC svarar mot spänningen E.

Eftersom Zenerspänningen Vz har ett tämligen lågt värde, t.ex. mellan l/3 Emax och l/2Emax sådan låg spänning till det ena eller andra av elementen llC enligt ovan, kommer matning av en och l2C i en riktning som är motsatt ifrågavarande elements polningsriktning att inta åstadkomma någon väsentlig avpola- risering av ifrågavarande element.

Om växelströmsdrivspänningen av den ena av de två polariteter- na för drivspänningen från växelströmskällan l9C har ett vä- sentligt begränsat absolut värde kan antingen seriekretsen med dioden 31 och Zenerdioden 32 eller seriekretsen med dio- den och Zenerdioden 34 utelämnas i drivkretsen enligt förelig- gande uppfinning.

Fig. 6 visar hur ett bimorft blad lOC och en drivkrets för det-- ta i enlighet med föreliggande uppfinning utnyttjas vid ett automatiskt huvudföljesystem i en videobandspelare av spiral- avsökningstyp. För det bimorfa bladet och drivkretsen används samma hänvisningsbeteckningar som tidigare. Den visade video- bandspelaren har en styrtrumma 35 vilken visas med punkt- -streckade linjer. Styrtrumman innefattar ett roterbart öv- re trumparti 20C av elektriskt ledande metall. Detta parti 20C bildar-stöd för det bimorfa bladet l0C. Styrtrumman 35 in- nefattar vidare ett stationärt undre trumparti 36 med ett ra- diellt mynnande periferiellt spår 37 bildat mellan trumparti- erna 20C och 36. Det bimorfa bladet l0C enligt föreliggande 7813380-8 13 uppfinning är vid sin underdel, dvs. sitt inre ändparti, fast- satt vid undersidan av det roterbara övre trumpartiet 20C t.ex. med hjälp av en fästvinkel 38, som bildar en elektriskt ledan- de bana mellan den yttre elektroden l6C på bladet l0C och den elektriskt ledande metallen av tnumpartiet 200. Det bimorfa bladet l0C är långsträckt så att det vid sin montering [så det ovan beskrivna sättet med avseende på det roterande trumpartiet 20C magnethuvudet 2lC, som har formen av en bricka monterad vid den fria eller yttre änden av bladet, skjuter ut genom spå- ret 37 och är rörligt i vertikal riktning, dvs. i en riktning parallellt med rotationsaxeln för trumpartiet 20C. såsom gen- svar på avböjning av det bimorfa bladet l0C när en drivsignal Sf matas till det senare. Ett icke visat magnetband är avsett att lindas spiraliskt, dvs. med en vinkel i förhållandet till planet för spåret 37, runt en väsentlig del, t.ex. hälften, av trummans 35 omkrets. När således huvudet 21 roterar tillsam- mans med det övre trumpartiet 20C kommer huvudet 2lC att av- söka snett över magnetbandet och det kommer samtidigt att rö- ra sig eller svänga i en riktning som är vinkelrät mot avsök- ningsriktningen såsom gensvar på avböjningen av det bimorfa bladet l0C.

Fig. 6 och 7 visar_hur föreliggande uppfinning kan tillämpas i ett automatiskt huvudföljesystem. En töjningsgivare 39 är , fastsatt på den yta av det bimorfa bladet l0C vilken bildas av den yttre elektroden l6C. Töjningsgivaren 39 påverkas i olika grad i beroende av det bimorfa bladets böjning och sam- verkar med en krets 40 för alstring av en avböjningstetekte- rande signal Sg, vilken anger graden och riktningen för huvu- dets 2lC avböjning från ett viloläge. I det automatiska hu- vudföljesystemet i fig. 6 ingår avböjningssignaldetektOrn 40 och en avspelningsförstärkare 41, som förstärker utsignalen från huvudet 2lC, i ett kretsaggregat 42, som på sätt är anordnad inuti det roterande trumpartiet lämpligt 20C av styr- trumman 35.

Som framgår av fig. 7 överförs de av huvudet 2lC reproducera- 15, qaufyfiïr., »V \ ' al* .av ,.-«-'“.~ , ¿~s.- 'x v .-, w¿í¿_.»_._,. . t., ~~- ' 7813380-8 l4 de signalerna, efter förstärkning i avspelningsförstärkaren 41, från det roterande trumpartiet 20C i form av en avspelnings- signal Sa med hjälp av en roterande transformator 431 I fig. 7 visas töjningsgivaren 39 dels i sitt verkliga läge på den yttre elektroden lOC av det bimorfa bladet l0C och dels i ett läge skiljt från det föregående, nämligen dess inkoppling i avböjningssignaldetektorn_40. Töjningsgivaren 39 kan vara av motståndstrådtyp och matas med konstant ström från en fält- effekttransistor 44, som är kopplad till en lämplig, icke vi-_ sad, spänningskälla via en släpring, som markeras med hänvis-I ningssiffran 45. Det är tydligt att en böjning av det bimor- fa bladet l0C åstadkommer en motsvarande ändring i reistans- värdet för töjningsgivaren 39 och därmed även i spänningen över töjningsgivaren. Denna spänning över töjningsgivaren repre- senterar således den avböjningen detekterande signalen. Denna avböjningsdetekterande signal eller spänning förstärks i en förstärkare 46, vilken innefattar en operationsförstärkare 47, motstånd 48, 49 samt en kondensator 50. Utsignalen från ope- rationsförstärkaren 47 matas, i form av en avböjningsdetekte- rande signal S till en släpring 5l med vars hjälp signalen går till den övriga delen i det i fig. 6 visade följesystemet.

En annan släpring 52 kan finnas anordnad för anslutning till jord. Den tidigare omnämnda släpringen 23C finns för att mot- taga den elektriska drivsignalen Sf för det bimorfa bladet l0C.

Det är tydligt att tack vare jordningen av den yttre elektro- den l6C av det bimorfa bladet l0C kan töjningsgivaren 39 lätt monteras på den yttre elektroden l6C utan att den avböjnings- detekterande signalen Sg, vilken motsvarar huvudets 2lC avböj- ning från sitt viloläge, överlagras på drivsignalen Sf för det bimorfa bladet l0C. Såsom omnämnts ovan medger jordningen av den yttre elektroden l6C även att avspelningshuvudet 2lC en- kelt kan monteras direkt på denna yttre elektrod utan att de reproducerade video- eller andra informationssignalerna överlag- ras vare sig på den avböjningsdetekterande signalen eller driv- signalen. Kretsarrangemanget med dioderna 31 och 33 jämte Ze- nerdioderna 32 och 34, vilket även ingår i kretsaggregatet 42 7813380-8 l5 i fig. 7, med hjälp av vilket drivsignalen Sf matas till det bimorfa bladet l0C i fig. 7 fungerar dessutom, såsom beskri- - vits ovan i samband med fig. 5, så att det förhindrar avpo- larisering av de piezokeramiska elementen llc och l2C medan det tillförsäkrar att det bimorfa bladet har likformiq käns- lighet för drivsignalen. Ett enda kretsarrangemang med dio- derna 31-34 har dessutom alla övriga fördelar beskrivna i samband med fig. 5.

I det i fig. 6 visade automatiska huvudföljesystemet, i vil- ket uppfinningen med fördel utnyttjas, matas den reproducera- de signalen Sa, vilken erhållits genom den roterande trans- formatorn 43 från avspelningsförstärkaren 41 och vilken kon- ventionellt är en frekvensmodulerad signal, till en envelop- detektor 53; I den nedanstående beskrivningen är signalen Sa amplitudmodulerad med en darr- eller svängningssignal SC som har en fast frekvens fc, vilken kan vara ca 450 Hz. Amplitud- variationerna i utgångs- eller envelopsignalen Sb från enve- lopdetektorn 53 representerar bland annat följefel, vilka förekommer mellan rörelsebanan för huvudet 2lC och ett re- gistreringsspår på ett magnetband, som styrs av trumman 35 och som avsöks av huvudet. Envelopsignalen Sb innehåller även icke önskade frekvenskomponenter vid sidan av följefelinforma- tionen med darr- eller svängningssignalfrekvensen fc, t.ex. ' frekvenskomponenter på de primära och sekundära resonans- frekvenserna och på anti-resonansfrekvensen för det bimorfa bladet l0C samt olika andra frekvenskomponenter härrörande från insvängningsförlopp. Sådana icke önskvärda frekvenskom~ ponenter, vilka ofördelaktigt skulle påverka detekteringen av och korrigeringen för följefel mellan huvudets 2lC avsök- ningsbana och uppteckningsspåret på magnetbandet elimineras genom att envelopsignalen Sb får passera ett bandpassfilter 54 som är så konstruerat att det genomsläpper ett frekvensband, som är centrerat på darr- eller svängningsfrekvens'fc, vilken innehåller följefelinformationen. Den från bandpassfiltret 54 erhållna utsignalen S'b, vilken fortfarande innehåller de ovan beskrivna icke önskvärda frekvenskomponenterna, leds till ena POOB QUALITY 7813380-8 16 ingången av en multiplikator eller balanserad modulator 55.

Den avböjningen detekterande signalen Sg, vilken erhålles från avböjningssignaldetektorn 40 genom släpringen 51 matas genom ett annat bandpassfilter 54, som har i huvudsak samma egenskaper som filtret 54, varför filtret 56 även är avpas- sat för genomsläppning av ett frekvensband, som är centrerat på darr- eller svängningsfrekvensen fc. Utsignalen S'g från filtret 56 innehåller fortfarande de icke önskvärda frekvens- komponenterna, t.ex. komponenter vid de första och andra re- sonansfrekvenserna och vid antiresonansfrekvensen för det bi- morfa bladet l0C samt olika andra frekvenskomponenter till följd av insvängningsförlopp, förutom den önskade frekvens- komponenten på darr- eller svängningsfrekvensen fc. Signalen Sg eller S'g representerar huvudets 2lC avvikelse från sitt viloläge snarare än huvudets läge i förhållande till centrum för ett aktuellt avsökt spår, varför signalen S'g, som inmatas på en annan ingång till multiplikatorn 55, inte innehåller nå- gon information beträffande följefelet. Det inses att frekven- sen, fasen av amplituden av de icke önskvärda frekvenskompo- nenterna i den amböjningen indikerande signalen S'g i huvudsak motsvarar frekvensen, fasen respektive amplituden av motsva- rande icke önskvärda frekvenskomponenter ingående i envelopsig- nalen S'b från filtret 54. Utsignalen Sj från multiplikatorn eller den balanserade modulatorn 55, vilken framställer skill- naden eller summan av frekvenserna av de signaler som inmatas på multiplikatorns 55 två ingångar, innehåller således inte komponenter med darr- eller svängningsfrekvensen fc och inte heller komponenter på de icke önskvärda frekvenserna, såsom t.ex. resonans- och antiresonansfrekvenserna av första och an- dra graden för det bimorfa bladet l0C.

Utsignalen Sj från multiplikatorn 55 innehåller informationen avseende följefelen och även en frekvenskomponent, som har frekvensen Zfc, vilken framställs av multiplikatorn 55 och vilken elimineras av ett bandelimineringsfilter 57. Filtret 57 kan vara anordnat att blockera genomsläppning av frekvenskom- ponenter inom ett tämligen smalt frekvensband centrerat på 7813380-3 17- frekvensen 2 SC; Av det ovanstående framgår tydligt att utsig- nalen från bandelimineringsfiltret 57 framställer en följefel- signal Sk, som representerar huvudets 2lC avvikelse från cen- trumlinjen för ett av huvudet avsökt uppteckningsspår. Följe- felsignalen Sk matas till en additionskrets 58 i vilken den- na signal adderas till en darr- eller svängningssignal SC, vil- ken erhållits från en oscillator 59. Additionskretsens 58 ut- signal matas till en drivförstärkare 60 som avger en motsva- rande drivsignal Sf, vilken genom släpringen 23C matas till den yttre elektroden l6C av det bimorfa bladet l0C samt till den av dioderna 31, 33 och Zenerdioderna 32, 34 uppbyggda spän- ningsdelande lâskretsen enligt uppfinningen. Det är tydligt att denna drivsignal Sf driver det bimorfa bladet l0C så, att noll- läget för huvudet 2lC, när detta svänger i den tvärgående rikt- ningen till uppteckningsspårets längdriktning, svarar mot cent- rum för uppteckningsspåret sett i spårets tvärgående riktning.

Som framgår av fig. 6 kan additionskretsen 58 mottaga en till- kommande signal Si, vilken är av triangelvågtyp och vilken på i och för sig känt sätt påföres när videobandspelaren har funk- tionssättet slow-motion eller visar stillbilder för att kompen- sera för vinkelavvikelsen av det roterande huvudets 2lC bana i förhållande till den längsgående riktningen för varje re- gistreringsspår på magnetbandet, vilken vinkelavvikelse beror på att framföringshastigheten av bandet vid dessa funktions- sätt för videobandspelaren skiljer sig från den framförings- hastighet bandet har under normal inspelning av varje registre- ringsspår.

Sammanfattningsvis framhålles att vid ett bimorft blad och en drivkrets för detta enligt föreliggande uppfinning undvikes avpolarisering av de piezokeramiska eller piezoelektriska ele- menten i det bimorfa bladet utan att man behöver tillgripa nå- gon komplicerad eller dyrbar drivkrets motsvarande t.ex. de tvâ drivförstärkarna 27 och 29 och de två likströmsförspän- ningskällorna 28 och 30 i den tidigare kända kretsen enligt fig. 4. När det bimorfa bladet enligt uppfinningen monteras på -pooa QUN-m 7813380-8 18 ett roterande element, t.ex. ett roterande parti av bandstvr- trumman i en videobandspelare,erfordras endast en släpring 23C för att överföra drivsignalen till det bimorfa bladet l0C. När uppfinningen utnyttjas i ett automatiskt huvudföljesystem en- ligt fig. 6 och 7 behöver någon isolering inte anordnas mellan magnethuvudet 2lC och den jordade yttre elektroden l6C av det bimorfa bladet och töjningsgivaren 39 kan sättas fast direkt på den jordade elektroden l6C av det bimorfa bladet l0C utan' att senare påverkas av det elektriska fältet.

Den ovan beskrivna utföringsformen enligt uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för uppfinning- ens grundtanke.

Claims (8)

W 7813380-8 PATENTKRAV il !

1. Apparat för reproducering av informationssignaler som är registrerade i ett spår på en registreringsbärare, innefattande en omvandlare som är rörlig utmed spåret för att reproducera i spåret registrerade informationssignaler, en omvandlarhållare som inkluderar ett bimorft blad, vilket är fribärande uppburet vid sin ena ände och bär omvandlaren vid sin andra ände, vilken är fri för att böja sig i en riktning på tvären mot spårens längdriktning, vilket bimorfa blad uppvisar ett par elektriskt polade piezoelektriska element inplacerade mellan inre och yttre elektroder, vilka element är förbundna med varandra vid de inre elektroderna, samt en drivkrets för matning av en drivspänning till det bimorfa bladet i och för böjning av detta, k ä n n e t e c k n a d av att de piezoelektriska elementen (11C, l2C) är motsatt polade, att källan (60) för drivspänningen (Sf) är kopplad över de yttre elektroderna (l5C, 16C) av de piezoelektriska elementen, ooh att ett spänningsdelarnät (31-34) låser spänningen vid de med varandra förbundna inre elektroderna (l3C, l4C) på ett tämligen lågt största värde (Vz) såsom gensvar på att drivspänningen (Sf) har åtminstone en polaritet, som är motsatt den riktning (l7C eller l8C) i vilken det ena av de piezoelektriska elementen är polat för att därigenom undvika väsentlig avpolarisering av åtminstone nämnda ena piezoelektriska element.

2. Apparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den yttre elektroden (16C) av det ena av de piezoelektriska elementen är kopplad till jord (25C) och att källan (60) för drivspänningen är kopplad mellan den yttre elektroden (l5C) av den andra av de piezoelektriska elementen och nämnda jord (26C). Pøoa QUALITXÛ 7813389-s â°

3. Apparat enligt krav 2, k äyn n e t e c k n a d av att registreringsbäraren är ett magnetband som har nämnda spår, vilket sträcker sig på tvären över bandet och vilket köregås och efterföljes av likartade spår, som är parallella med det förstnämnda och i vilka informationssignaler likalkdes-är registrerade, att bandet sträcker sig spiraliskt runt åtminstone ett parti av periferin av en jordad styrtrumma (35) och är anordnat att framflyttas i sin längdriktning, att åtminstone ett parti (20C) av styrtrumman (35) är roterbart, att det bimorfa bladet (IOC) är monterat vid den yttre elektroden (lÉC) av nämnda ena piezoelektriska element (l2C) på det roterbara partiet (2OC) av styrtrumman för att rotera tillsammans med sistnämnda parti och därigenom söka utmed det spår som befinner sig i närheten av det bimorfa bladet vid bandets framflyttning.

4. Apparat enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att drivspänningen är en växelspänning, att spänningsdelarnätet låser spänningen vid de med varandra förbundna inre elektroderna (l3C, l4C) på ett tämligen lågt största värde (Vz) såsom gensvar på att drivspänningen (Sf) har en polaritet' som är motsatt den riktning (l8C eller l7C) i vilken det andra av de piezoelektriska elementen (l2C eller llC) är polat för att därvid undvika väsentlig avpolarisering även av nämnda andra piezoelektriska element.

5. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att för* låsning av spänningen nämnda spänningsdelarnät innefattar ett ensriktat element (31 eller 33) som är kopplat över varje ifrågavarande piezoelektriska element (llC, 12C) och som medger strömflöde i en riktning som är motsatt den riktning ¿ (l7C, l8C) i vilken nämnda respektive element (llC, l2C) är polat, samt en spänningsbegränsare (32 eller 34) i serie med varje ensriktat element (31, 33).

6. Apparat enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att .._...H._._..-......____... _.. ._ Q' 7813380-s l I varje ensriktat element utgöres av en diod (31, 33) och att varje spänningsbegränsare utgöres av en zenerdiod (32, 34).

7. Apparat enligt något eller några av kraven 4-6Ä k ä n- n e t e c k n a d av att en avböjningssignalgenerator 39, 40) för alstring av en avböjningssignal (S9) motsgarande omvandlarens (2lC) avvikelse i den tvärgående riktningen från ett viloläge, och av att drivkretsen vidare innefattar dels en oscillator (59) för bildning av en darrsignal (SC) som vid påförande pâ_det bimorfa bladet (100) bringar omvandlaren (2lC) att svänga i den tvärgående riktningen runt ett nolläge, dels en enveloppdetektor (53) för detektering av enveloppen av utsignalen från omvandlaren (2lC) när denna rör sig utmed spåret och svänger i den tvärgâende riktningen, dels en synkrondemodulator (55) för demodulering av den detekterade enveloppen från evenloppdetektorn (53) med hjälp av nämnda avböjningssignal (Sg) för erhållande av en följefelsignal (Sk) som är representativ för avvikelsen av nämnda nolläge för omvandlaren (21C) från centrum av spåret räknat i den tvärgående riktningen, och dels en additionskrets (58) för addition av följefelsignalen (Sk) och darrsignalen (SC) för bildning av nämnda drivspänning (Sf) för det bimorfa bladet (IOC). '

8. avböjningssignalgeneratorn innefattar en töjningsgivare (39L vilken är fastsatt vid den yttre elektroden (l6C) som är kopplad till jord, och vilken därvid utsättes för påkänningar som svarar mot böjningen av det bimorfa bladet (10C), samt en Apparat enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att krets (40) för bildning av nämnda avböjningssignal i enlighet med påkänningen på töjningsgivaren (39).