DE1412705B2

DE1412705B2 -

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Publication number: DE1412705B2
Application number: DE19621412705
Authority: DE
Priority date: 1961-05-29
Filing date: 1962-05-24
Publication date: 1970-10-29
Also published as: JPS5623350B1; GB962032A; DE1412705A1; US3188615A; NL278652A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steue- magnetischen Köpfen vorgesehen ist. Die genauesten

rung der Drehgeschwindigkeit einer eine Magnet- dieser Systeme verwenden eine Mehrzahl von Köpfen, kopfanordnung tragenden Trommel und der Ge- die am Umfang der Abtasttrommel angeordnet sind schwindigkeit eines Magnetbandes eines Magnet- und bei denen sich die Trommel im wesentlichen bandgerätes bei Wiedergabe einer auf dem Magnet- 5 quer in bezug zu einem relativ breiten Magnetband band in Querspuren aufgezeichneten, kontinuierlichen dreht, das in Längsrichtung oder schraubenförmig breitbandigen Signalinformation, wobei die Wieder- relativ zur Achse der Trommel angetrieben wird.

gäbe durch die von der Trommel getragene Magnet- Obwohl die Köpfe das Band mit großer Geschwindigkopfanordnung erfolgt, an der das Magnetband vor- keit abtasten, ist die Längsgeschwindigkeit des Banbeibewegt wird und wobei eine erste, von auf einer io des vergleichsweise äußerst gering.

Längsspur aufgezeichneten Taktsignalen gesteuerte In solchen Querabtastsystemen oder in solchen

Servoeinrichtung zur Steuerung eines Bandantriebs- Systemen mit schraubengängiger Führung des Bandes motors und eine zweite Servoeinrichtung zur Steue- sind die verschiedensten Synchronisierungsanordnunrung eines Trommelantriebsmotors vorgesehen ist. gen vorgesehen, mit denen eine Zeitbezugsmarke auf Magnetbandsysteme werden vorwiegend zur Auf- 15 das Band während der Aufzeichnung aufgezeichnet

zeichnung und Wiedergabe großer Datenmengen wird. Diese Zeitbezugsmarken können dann bei der über relativ lange Zeitdauern benutzt. Obwohl Ma- Wiedergabe dazu benutzt werden, die Zeitbasisgnetbandsysteme derart ausgebildet werden können, Stabilität sieherzustellen. Auf diese Weise erreicht daß man relativ schnell Zugang zu gewissen Daten man eine Zeitbasisstabilität, die um wenigstens eine findet, und obwohl sie innerhalb Zeiten von einer 20 Größenordnung besser ist als die von anderen Breit-Millisekunde oder weniger in Gang gesetzt oder an- bandsystemen. Bei der Wiedergabe werden in dem gehalten werden können, sind ihre größten Vorteile System die Köpfe nacheinander beim Abtasten des gegenüber Datenspeichersystemen doch darin zu Bandes eingeschaltet, so daß das kontinuierliche sehen, daß sie die Aufzeichnung außerordentlich Signal wieder hergestellt wird. Diese Systeme finden

großer Datenmengen gestatten. _ 25 weithin bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen

Die Kapazität von Magnetbandsystemen in dieser Anwendung, können aber auch zur Aufzeichnung

Hinsicht beruht im wesentlichen auf ihrer Band- von Instrumentendaten verwendet werden, wobei breitenkapazität, ihrer hohen Informationsdichte und vorzugsweise eine große Anzahl von Eingangsdaten der Einfachheit ihrer Schaltung für die Aufzeichnung in mehrere Kanäle aufgeteilt wird (Multiplex-Be- und Wiedergabe. Die anspruchsvollsten Forderungen 30 handlung) und bei der späteren Wiedergabe wieder an solche Systeme ergeben sich bei der Aufzeichnung in einem Kanal vereinigt wird (Demultiplex-Behandvon Fernsehsignalen und instrumentalen Daten. Bei lung).

der Aufzeichnung von Fernsehsignalen muß ein Es ist hier zu bemerken, daß, je kompakter und

solches System beispielsweise in der Lage sein, billiger diese Systeme sind, um gewünschte Resultate Signale im Bereich eines 4-Megahertz-Bandes auf- 35 zu gewinnen, ihr Anwendungsbereich desto größer zunehmen, darüber hinaus die verschiedensten Syn- ist. Bisher war es schwierig, Schaltübergänge zu elichronisierungs- und Abgleichsignale. Dabei muß es minieren, die sich beim Umschalten zwischen den aber eine sehr genaue Zeitbasisstabilität gewähr- Köpfen im Wiedergabebetrieb ergaben. Wenn die leisten. Der geforderte Genauigkeitsgrad wird an- Schaltübergänge nicht eliminiert werden, verlaufen schaulich, wenn man bedenkt, daß die horizontale 40 die wiedergegebenen Daten nicht kontinuierlich. Die Abtastfrequenz in einem zusammengesetzten ein- Schaltübergänge wurden daher in die Rücklaufinterfarbigen Fernsehsignal 15 750 Linien/Sekunde ist. valle von Fernsehsignalen gelegt, wobei sich keine Eine vergleichbare Genauigkeit wird bei der Auf- .ernsthaften Schwierigkeiten ergaben. Es war jedoch zeichnung von Instrumentendaten gefordert, insbe- schwierig, zur Verarbeitung von Instrumentendaten sondere dann, wenn sich rasch verändernde Daten 45 ein System anzugeben, das ohne Wartung lange Zeit von einer großen Vielzahl von Datengattern zugleich bei Aufnahme von Informationen mit hohen Datenwährend des Betriebs eines komplexen Systems ab- raten arbeiten konnte, beispielsweise werden Entgegeben werden. Beispielsweise werden gesonderte fernungsmeßdaten, die FM/FM-moduliert sind, ins-Messungen der Temperatur, des Drucks, der Be- besondere durch Längsflatterbewegungen des Maschleunigung und der mechanischen Belastung wäh- 5° gnetbandes beeinflußt.

rend des Betriebs eines Flugzeugs wahrgenommen, Aus der deutschen Patentschrift 1106 799 ist ein

und es wird gewünscht, diese Daten zusammen mit Magnetband bekanntgeworden, bei dem sowohl der anderen und mit Sprachmitteilungen aufzuzeichnen. Magnetband-Antrieb als auch der Antrieb einer Um die Aufzeichnung sehr rasch sich ändernder Magnetkopftrommel servogesteuert werden. Die AnÜbergänge oder anderer sich rasch ändernder Phäno- 55 Ordnung ist dabei so getroffen, daß die Servosteuemene zu ermöglichen, müssen die Aufzeichnungs- rung für den Magnetbandantrieb bei Wiedergabe und Wiedergabesysteme eine Bandbreitenkapazität durch Signale von Magnetband gespeist wird, wähhaben, die sich der eines Fernseh-Aufzeichnungs- rend die Servosteuerung für die Kopftrommel durch systems nähert oder ihr gleicht. Von gleicher Wichtig- Signale erfolgt, die aus dem Phasenvergleich eines keit ist, daß die Zeitbasisstabilität eines solchen 60 der Kopftrommelgeschwindigkeit entsprechenden Si-Systems innerhalb von Bruchteilen einer Mikro- gnals und einem Frequenznormal gewonnen werden. Sekunde gewährleistet sein muß und daß die Daten Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die Steuerung

kontinuierlich aufgezeichnet werden müssen, damit der Kopftrommelgeschwindigkeit bei Aufnahme und bei der Wiedergabe die übermittelte Information den Wiedergabe nicht korreliert ist. Schwankt beispielsvollen Inhalt der Daten wiedergibt. 65 weise die Geschwindigkeit der Kopftrommel bei Auf-Außerordentlich zufriedenstellende Resultate er- nähme auf Grund von Instabilitäten im Antriebskreis, geben sich bei der Anwendung von Systemen, in so werden diese bei Wiedergabe nicht mehr identisch denen eine Abtasttrommel mit einem oder mehreren vorhanden sein, so daß trotz Steuerung der Kopf-

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trommel bei Wiedergabe Fehler vorhanden sein einer stabilisierten Quelle geliefert wird und eine

werden. Frequenz hat, die außerhalb des Frequenzspektrums

In der deutschen Auslegeschrift 1071754 ist eine der Breitbanddaten liegt. Bei der Wiedergabe der Einrichtung zur Wiedergabe eines in mehreren par- Signale wird der Pilotträger von den Daten abgeallelen Spuren auf einem bandförmigen Aufzeich- 5 trennt, jedoch als Zeitbezugssignal verwendet. Das nungsträger aufgezeichneten Signals großer Band- Zeitbezugssignal wird zur Servosteuerung bei der breite beschrieben, aus der als bekannt hervorgeht, Wiedergabe und auch zur elektronischen Justierung abgenommene Signale durch Verzögerungsglieder zu im Sinne einer Zeitbasisfeineinstellung verwendet. In beeinflussen, bevor sie wieder zusammengefaßt wer- einer besonderen Ausführungsform solcher Systeme den. Die in dieser Einrichtung enthaltene Schaltung io erfolgt die Feinjustierung der Zeit vor dem endgültidient lediglich zur Korrektur von Phasenabweichun- gen Umschalten durch eine elektronisch variable gen zwischen parallelen, longitudinal aufgezeichneten Verzögerungskette, die mit Phasendetektoren zukontinuierlichen Spuren. sammenarbeitet, welche auf eine Standardfrequenz

Das ältere deutsche Patent 1170 451 schlägt vor, und auf einen wiedergegebenen Pilotträger anbei auf einem Magnetband aufgezeichneten Fernseh- 15 sprechen. Diese Schaltung wird zusammen mit Mitsignalen die Horizontal-Synchronimpulse bei Wieder- teln zum allmählichen Überblenden der Signale der gäbe zur Steuerung der Kopftrommelgeschwindigkeit einzelnen Köpfe unter nachfolgender Feineinstellung heranzuziehen. Dabei fehlt jedoch eine entsprechende der Zeit verwendet. Es wird eine Zeitbasisstabilität in Steuerung der Bandgeschwindigkeit vollständig. der Größenordnung von einigen Mikrosekunden er- -'. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- ao reicht, obwohl vollständige Austauschbarkeit zwigrunde, bei einer Vorrichtung der in Rede stehenden sehen verschiedenen Aufzeichnungs- und Wieder-Art eine Korrelierung der Steuerung sowohl der gabesystemen besteht und die Wiedergabe kontinü-Bandgeschwindigkeit als auch der die Magnetkopf- ierlich erfolgt. Extrem kompakte tragbare Aufzeichanordnung tragenden Trommel bei der Wiedergabe nungssysteme können daher in mobilen oder nur der aufgezeichneten Signale anzugeben, wobei dar- 25 vorübergehend aufgebauten Anlagen verwendet werüber hinaus die bei der Aufnahme auftretenden den, und die Informationen können später, wenn es Fehler eine entsprechende Korrektur bei der Wieder- gelegen ist, mit irgendeinem Wiedergabegerät abgegabe erfahren. spielt werden. Ein weiteres Kennzeichen der Erfin-' Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der ein- dung ist die Verwendung spezieller elektronisch gangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Steue- 30 variabler Verzögerungsmittel zur Feineinstellung der rung der Servoeinrichtung für den Trommelantriebs- Zeitsteuerung. Zusammen mit den elektronisch varimotor bei Aufnahme in den Querspuren aufgezeich- ablen Verzögerungsmitteln können zwei Servoschleinete und bei Wiedergabe von der Magnetkopfanord- fen vorgesehen sein, die entweder offen oder genung abgetastete Pilotsignale dienen, wobei die um- schlossen sind und von denen die eine die Verzögelaufende Trommel mehrere, aufeinanderfolgende 35 rung auf einen geeigneten mittleren Arbeitspunkt Querspuren nacheinander in Überlappung abtastende herstellt und von denen die andere eine Feineinstel-Magnetköpfe trägt und an diese Magnetköpfe aus- lung der Zeit in bezug zu einer außerordentlich gegangsseitig einstellbare Verzögerungsglieder ange- nauen vorgegebenen Zeitbasis gestattet.
Schlossen sind, daß eine von den abgetasteten Pilot- In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wersignalen gesteuerte, die Verzögerungsglieder ein- 40 den besondere Vorteile durch die Art und Weise stellende dritte Servoeinrichtung vorgesehen ist und gewonnen, mit der der Pilotträger benutzt wird. Die daß an die Verzögerungsglieder ausgangsseitig eine Daten werden um eine ausgewählte mittlere Fredie aus den Verzögerungsgliedern zeitlich gestuft quenz frequenzmoduliert, so daß sie einen ausgekommenden Informationssignalabschnitte zu einem wählten Bereich im Frequenzspektrum einnehmen, kontinuierlichen breitbandigen Informationssignal zu- 45 Dann wird ein Pilotträger außerhalb dieses Speksammensetzende Schaltung angeschlossen ist. trums linear zu den frequenzmodulierten Daten-

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen Signalen vor der Aufzeichnung hinzugefügt. Bei der sich Phasenabweichungen innerhalb und zwischen Wiedergabe wird der Pilotträger von den Daten äbeiner Vielzahl aufeinanderfolgender Spurensegmente gefiltert und mit einem Standard verglichen,
korrigieren, die quer über ein Band in einem Auf- 50 Eine weitere Ausbildung der Erfindung ergibt sich nahmesystem redudanten Typs aufgezeichnet sind, dann, wenn man das Umschalten und die Arbeit der Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nicht variablen Verzögerungsschaltungen während der nur eine Phasen- und Frequenzkorrektur durchge- Wiedergabe der Signale in gegenseitige Beziehung führt, sondern die Vorrichtung enthält auch eine setzt. Einander gegenüberstehende Köpfe, von denen integrale Schalteinrichtung zum Kombinieren der 55 der eine aktiv und der andere inaktiv ist, werden wiedergegebenen Signalsegmente der Information zunächst zusammengekoppelt, um die wiedergegebezum Bilden eines kontinuierlichen Ausgangssignals. nen Signale abwechselnd in zwei Signalköpfen zu Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt also geben. Dann erfolgt eine Feineinstellung der Zeit eine Schalteinrichtung, mit der aufeinanderfolgende durch eine elektronisch variable Verzögerungsleitung Segmente einer Information gleichzeitig kombiniert 60 in jedem Kanal. Eine endgültige Vereinigung der beiwerden können, ohne daß ein Phasenverschieben den Signale erfolgt durch ein relativ allmähliches oder anderweitige Verluste einer Signalinformation Überblenden, wobei der Beitrag des einen Kanals in auftreten können, wobei während des Schaltens Ein- dem Maße verringert wird, wie der Beitrag des anschaltstoßsignale weitgehend unterdrückt werden. deren Kanals erhöht wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden 65 Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

Breitbanddaten durch ein Querspur-Abtastsystem ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung

aufgezeichnet, und zwar zusammen mit einem Pilot- unter Hinweis auf die Figuren*

Träger oder einem Standardfrequenzsignal, das von Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Aufzeich-

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nutigs- und Wiedergabe-Magnetbandsystems nach verschiedene Bänder in einem vorgegebenen Freder Erfindung; quenzspektrum einnehmen. Die Signale der ersten

Fi g. 2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und Datenquelle 10 werden also mit einem ersten Träger die Schemadarstellung eines Aufzeichnungssystems einer ausgewählten Frequenz^ durch einen Modunach der Erfindung; 5 lator 14 moduliert. Ein Teil des Frequenzspektrums

F i g. 3 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und wird daher an die FM/FM-Signale gegeben, und zwar eine schematische Darstellung eines Magnetband- der Teil des Frequenzspektrums, der durch das von Wiedergabesystems nach der Erfindung; den Seitenbändern des Signals bedeckte Band be-

F i g. 4 zeigt ein Diagramm des Energieinhalts in stimmt ist, wenn eine Amplitudenmodulation durch Abhängigkeit von der Frequenz für ein Frequenz- io den ^-Träger erfolgt. Geeignete übliche Filter (nicht spektrum von Daten und Pilotträgersignalen, die in dargestellt) können zur Ausscheidung von Kompoden erfindungsgemäßen Systemen verwendet werden; nenten aus dem ausgewählten Frequenzband vorge-

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels sehen sein. In gleicher Weise werden die PCM-Sieiner Modulatorschaltung, die erfindungsgemäß in gnale von der zweiten Datenquelle 11 zur Ampliden Systemen nach F i g. 2 und 3 verwendet werden 15 tudenmodulation des Trägers f₂ anderer Frequenz in kann; einem zweiten Modulator 15 verwendet. Das Fre-

F i g. 6 zeigt in einem Blockschaltbild eine servo- quenzband, das nun von der PCM-Information um gesteuerte Vorrichtung zur Feineinstellung der Zeit die ^-Trägerfrequenz herum besetzt wird, überlappt und ein Umschaltsystem für Magnetbandsysteme nicht die FM/FM-Information, die um die /j-Trägernach der Erfindung; ao frequenz herum liegt. In ähnlicher Weise wird ein

F i g. 7 zeigt in einem Blockschaltbild eine Gatter- dritter Modulator 16 verwendet, um noch einen weisignal-Generatorschaltung, die in den Systemen nach teren Träger /₃ mit hörfrequenten Signalen von der F i g. 2 und 3 erfindungsgemäß angewendet werden dritten Datenquelle 12 zu modulieren. Die Signale kann; von den drei Modulatoren 14, 15, 16 gelangen par-

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform eines 35 allel zu Summationskreisen 18, in denen sie additiv Zeiteinstell- und Umschaltsystems., nach der Erfin- vereinigt werden. Die vereinigten Signale besetzen dung im Blockschaltbild; sich gegenseitig ausschließlich Abschnitte eines vor-

Fig. 9 zeigt, das Schemaschaltbild einer elektro- gegebenen Frequenzspektrums, das die Frequenzen Z₁ nisch variablen Verzögerungslinie, wie sie in einem bis /₃ umfaßt und in einem Modulator 19 zur Freerfindungsgemäßen System verwendet wird. 30 quenzmodulation eines Trägers verwendet wird. Die

Der allgemeine Aufbau eines Aufzeichnungs- und von den Summationskreisen 18 abgeleiteten Kompo-Wiedergabesystems nach der Erfindung ist in Fig. 1 nenten werden als Analogsignale zur Steuerung des dargestellt. Es ist ein einziges System dargestellt, das FM-Trägers verwendet. Die Mittelfrequenz des FM-sowohl die Funktionen der Aufzeichnung als auch Trägers verschiebt das gesamte Frequenzspektrum die der Wiedergabe ausführen kann. Aus den später 35 auf ein anderes Band, das zwischen den Frequenim einzelnen beschriebenen Beispielen läßt sich je- zen/₄ und /₅ liegt. Die Frequenzmodulation hat zur doch erkennen, wie diese Funktionen vorteilhaft ge- magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eine trennt ausgeübt werden können. Anzahl von Vorteilen. Die Aufzeichnungsköpfe

Die Anordnung nach F i g. 1 ist zur Verarbeitung können fortlaufend auf ihrem optimalen Aufzeichvon Instrumentendaten bestimmt. Als Datenquellen 40 nungspegel betrieben werden. Ein Vorerregungssignal dienen drei gesonderte Datenquellen 10 bis 12, die wird nicht benötigt. Ferner wird die Gesamtzahl der Signale mit hoher Informationsrate liefern. Diese Oktaven, die von den Köpfen erfaßt werden, ver-Daten sollen aufgezeichnet und gesondert kontinuier- ringert, so daß die Ausbildung der Köpfe unter Belich wiedergegeben werden. Wegen der Bandbreiten- rücksichtigung schwerwiegender Kompromisse erkapazität kann das System in gleicher Weise zur 45 folgen muß. Bei Wiedergabe der aufgezeichneten InAufzeichnung von Fernseh- oder anderen Signalen formation kann, wie noch später erläutert wird, eine dienen, obwohl solche Signale vor und nach der Signalbegrenzung erfolgen, um Fehler zu vermindern, Aufzeichnung anders verarbeitet werden. die sich durch Teilausfälle ergeben, wie sie etwa von

Bei der Aufzeichnung und Verarbeitung von In- Ungenauigkeiten und Unsauberheiten der magnetistrumentendaten liegen in der Regel die aufzuzeich- 50 sehen Beschichtung des Magnetbandes herrühren nenden Informationen in einer Anzahl verschiedener können.

Formen vor. Das von der ersten Datenquelle 10 ge- Das tatsächlich aufzuzeichnende Signal enthält zulieferte Signal kann beispielsweise eine Entfernungs- sätzlich zum Signal vom Frequenzmodulator 19 eine meß-Information hoher Geschwindigkeit sein, also sehr genau gesteuerte Standardfrequenz oder einen ein Signal, für das in der Regel eine FM/FM-Auf- 55 Pilotträger, der von einer stabilen Oszillatorquelle zeichnung erfolgt. Die von der zweiten Datenquelle erhalten wird. Der Oszillator kann ein kristallkommenden Signale können mit einer Impulskodie- gesteuerter Oszillator sein und beispielsweise eine rung modulierte Signale sein (PCM-Signale), und die Frequenzstabilität von 1:10⁷ oder größer haben. Die Signale von der dritten Datenquelle 12 können hoch- Frequenz F₆ des Pilotträgers wird derart gewählt, daß frequenzmoduliert sein. Die verschiedensten Arten 60 sie außerhalb des von /₄ bis /₅ reichenden Frequenzvon Quellen, und vor allem mehr als drei Quellen bandes liegt. Am zweckmäßigsten liegt die Frekönnen vorgesehen sein. Die Informationsraten der quenz /₆ unterhalb /₄. Diese Signale werden nun in Signale von den verschiedenen Quellen können sich einem Addierer 22 kombiniert, wobei eine Filterung, von der relativ niedrigen Hochfrequenzrate bis zur wenn gewünscht, erfolgen kann, und dann zur Aufhohen Bitrate in den PCM-Daten erstrecken. Nach 65 zeichnung einem Breitbandaufzeichnungs- und Wieder Lehre der Erfindung werden diese verschiedenen dergabesystem zugeführt, das mit Querspurabtastung Signale in besonders vorteilhafter Weise durch Mo- arbeitet,
dulation mit einem Träger kombiniert, so daß sie Aus Gründen der Einfachheit ist der Kopfmecha-

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nismus 24, der eine Mehrkopf-Abtästtrommel auf- Die Elemente des Systems nach Fig. 1 sind naher weist und einen dieser zugeordneten Impulsabnahme- in den Fi g. 2 und 3 dargestellt; Diese Figuren zeigen mechanismus, der die Kopf stellung mit dem Magnet- gesondert die Einheiten, die Auf zeichnungs- und band in bezug bringt, gesondert von dem Magnet- Wiedergabefunktion haben, obwohl viele Elemente band-Antriebssystem 25 dargestellt, in dem die 5 zugleich beiden Zwecken dienen. Fig. 2 zeigt, daß Haspeln, der Kapstanantrieb und der Mutter-Füh- das kombinierte Signal, das die frequenzmodulierten rungsmechanismus vorgesehen sind, die in diesen Breitbanddaten und den Pilötträger enthält, vom Systemen bekannt und üblich sind. Längs-Aufzeich- Addierer 22 zu den Kopf-Speisekreisen 50 gelangt, nungs- und Wiedergäbeköpfe 27 können zur geson- die an die nicht im einzelnen dargestellten Köpfe auf derten Aufzeichnung eines hörfrequenten Signals io der Abtasttrommel 52 gekoppelt sind. Die Abtastvorgesehen sein und auch zur Aufzeichnung eines trommel 52 läßt die Köpfe (im vorliegenden Beispiel Zeitkodierungssignals nach Maßgabe der vom Kopf sind vier Köpfe vorgesehen) quer über das Band 53 aufgenommenen Signale. Das Magnetband-Antriebs- mit hoher Drehzahl laufen. Däs'Band 53 wird relativ system 25 liegt an einer Stromquelle 28. Diese Strom- längs der Steuerwirkung einer antreibenden Kapstanquelle 28 speist auch ein Zeitbasis-Servosteuerungs- 15 welle 55 bewegt, die mit einef^: Andrückrolle 56 zusystem 30 für die verschiedenen servogesteuerten sammenwirkt. Die Drehzahl der Abtasttrommel und Elemente der Vorrichtung. die Längsgeschwindigkeit des Bandes sind entspre-Obwohl die Betriebsweise eines Breitband-Auf- chend der Bandbreite der aufzuzeichnenden Signale zeichnungs- und Wiedergabesystems, in dem eine ausgewählt. Um ein 4-MegaMertz-Band zu über-Querspurabtastung erfolgt, so gut bekannt ist, daß 20 decken, läuft die Trommel 52 beispielsweise mit sie nicht näher beschrieben zu werden braucht, so 12 000 U/min, und das Band 53 wird durch die Kapsoll doch hier der Übersicht halber eine kurze Be- stanwelle 55 mit 32 cm/sec vorbewegt. Zur Abdekschreibung der verschiedenen servogesteuerten Vor- kung eines Megahertzbandes (1 MHz) können die richtungen erfolgen. Wenn aufeinanderfolgende Köpfe Geschwindigkeiten auf 3000 U/min und 8 cm/sec an der Abtasttrommel nacheinander quer das Band 25 verringert werden, um ein typisches Beispiel zu abtasten, werden Zeitkodierungssignale erzeugt, die nennen. Ein relativ breites Magnetband 53, beispiels-— in der Regel magnetisch oder photoelektrisch — weise mit einer Breite von 5 cm, wird von einer Zu-Kopfabnahmesignale liefern, welche die jeweilige fuhrhaspel 58 abgezogen und von einer Aufnahme-Stellung des Kopfes zum Band beim Aufzeichnen haspel 59 aufgenommen. Der Antrieb und der übrige repräsentieren. Die Zeitkodierungssignale werden 30 Mechanismus für die Haspeln 58 und 59 und das dann auf einer Längsspur auf dem Band aufgezeich- Band 53 sind üblich und nur in großen Zügen darnet. Gleichlaufend wird der Pilotträger mit den gestellt. Der Bereich, in dem das Band 53 die Trom-Daten in den Querspuren aufgezeichnet. Bei der mel 52 passiert, ist so beschaffen, daß dort das Band Wiedergabe werden die Zeitkodierungssignale von 53 rinnenförmig gebogen ist, um sich so dem UmderLängsspur an das Zeitbasis-Servosteuerungssystern 35 fang der Trommel 52 anzupassen. Dies geschieht 30 zurückgegeben und mit den Kopf abnahmesignalen durch einen Führungsmechanismus 60, der überdies verglichen, die von der sich drehenden Abtasttrom- das Band 53 in genauer Ausrichtlage relativ zur mel abgeleitet werden; daraus wird ein Fehlerkorrek- Trommel 52 hält.

tursignal erzeugt, das die Abtastgeschwindigkeit Der Antriebsmechanismus für die Abtasttrommel steuert. Der Pilotträger wird hier als Bezugssignal 40 52 und die Kapstanwelle 55 weist einen Trommelzur Grob- und Feineinstellung benutzt, wodurch sich motor 62 bzw. einen Kapstanmotor 63 auf. Diese eine außergewöhnlich gute Zeitbasisstabilität ergibt. Motore werden durch Signale von einer Stromquelle, Gesonderte Kreise in dem Zeitbasis-Servosteuerungs- die in F i g. 2 nicht dargestellt ist, gespeist. Eine system 30 liefern Signale zur:. Einstellung der Dreh- Untersetzungskupplung 65 zwischen dem Trommelzahl der Kapstanwelle und zur Einstellung der Lage 45 motor 62 und der Abtasttrommel 52 — sie kann der Band-Führung jeweils als Resultat des Ver- durch einen Riementrieb oder sonst ein Übersetzungsgleichs des wiedergegebenen Pilotträgers mit einer getriebe gegeben sein — dreht die Abtasttrommel 52 gesondert erzeugten Bezugsfrequenz. Bei der Wieder- mit der ausgewählten Nenn-Drehzahl. In gleicher gäbe der Datensignale werden gesonderte Signale Weise wird die Kapstanwelle 55 durch den Kapstanvon jedem der vier verschiedenen Köpfe abgeleitet 50 motor 63 über eine Untersetzungskupplung 66 mit und über gesonderte Vorverstärkerkreise 33 verschie- Nenndrehzahl angetrieben. Schwankungen in der denen Filtern 34 einer Filtergruppe zugeführt. In Drehzahl der sich drehenden Elemente 52 und 55, dem Filter 34 wird durch selektive Elemente nur der die sich unvermeidbar durch Schwankungen des von Pilotträger ausgefiltert. Dieses Signal wird zu dem der Stromquelle gelieferten Signals ergeben, und Zeitbasis-Servosteuerungssystem 30 zurückgeführt 55 durch einen Schlupf der Antriebe u. dgl. werden und ferner zur Frequenz- und Phasensteuerung in nicht während des Aufzeichnungsvorgangs genau den Phasenjustier- und Umschaltkreisen 36 verwen- reguliert/Statt dessen ist ein Einstell-Mechanismus 68 det. Die Kreise 36 vereinigen die Signale von den an die Abtasttrommel 52 gekoppelt und genau zu verschiedenen Köpfen in der Weise, wie sie aufge- dieser ausgerichtet; dieser Einstell-Mechanismus wird zeichnet waren. Nach Durchgang durch einen züge- 60 als Bezug für ein Zeitkodierungssignal verwendet, ordneten Begrenzer 37 werden die Signale in einem Obwohl die verschiedensten Zeitsignalgeneratoren Demodulator 39 in Amplitudensignale zurückver- benutzt werden körinen, besteht doch der Einstellwandelt, die Mittelfrequenzen f_v f₂ und /₃ haben. Mechanismus 68 vorzugsweise und in der Regel aus Diese Signale durchlaufen dann Filterkreise 40, die einem Magnetabnehmermechanismus 69, der Signale die drei Informationssignalbänder voneinander tren- 65 synchron zur Drehung der Abtasttrommel 52 beim nen. Die austretenden Signale werden dann als Aus- Aufzeichnungsbetrieb erzeugt. Diese schwankenden gangssignale durch Abgleich- und Verstärkerkreise 42 Signale werden nach Verarbeitung in geeigneten abgegeben. Form- und Verstärkerkreisen 70 einem Steuerspur-

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verbleibenden Steüerschleifen erzeugend In einer der Steuerschleifen führt das Hochpaßfilter 88 die sich schnell verändernden Komponenten in dem Phasenfehlersignal dem Steuereingang des Phasenschieber-5 und Modulatorkreises 83 zu. Veränderungen des Phasenschieberausgangssignals ändern dementsprechend die Drehzahl des Trommelmotors 62. Die sich relativ langsam ändernden Komponenten des aus dem Phasenkomparator- und Filterkreis 87 austretenden

kopf 72 zugeführt und längs einem Rand des Bandes 53 als Zeitkodemuster aufgezeichnet. Ein weiterer Kopf 73, der am gegenüberliegenden Rand des Bandes 53 liegt, liefert einen weiteren Kanal für hochfrequente oder sonstige Informationen. Löschköpfe und andere Konstruktionsmerkmale, die beim Aufzeichnungsvorgang verwendet werden können, sind aus Gründen der Einfachheit in der Figur nicht dargestellt.

Das erfindungsgemäße System hat den Vorteil, daß io Signals werden durch ein Tiefpaßfilter 89 gewonnen die Aufzeichnungs-Elemente, die in F i g. 2 darge- und zur Steuerung der Frequenz des Oszillators 85 stellt sind, gesondert verwendet werden können oder variabler Frequenz verwendet. Die äußere Steuerais Teil einer kombinierten Aufzeichnungs- und Wie- schleife, die das Tiefpaßfilter 89 enthält, integriert die dergabeeinheit. Werden die genannten Elemente ge- Phasendifferenz, um sicherzustellen, daß kein statiosondert benutzt, so ist das System leicht, kompakt 15 ^närer Phasenfehler entsteht oder benötigt wird. Ein und erfordert eine geringe Speiseleistung. Ferner extrem kleiner Phasenfehler, der von dem Gewinn können — was von großer Bedeutung für Breitband- der äußeren Schleife herrührt, kann die Schleife über systeme ist — die aufgezeichneten Daten mit hoher den zu erwartenden Schwankungsbereich hinaus be-Zeitbasisstabilität mit irgendeinem Wiedergabesystem lasten. Ein solcher Fehler ist jedoch so gering, daß wiedergegeben werden, das erfindungsgemäß dazu zo durch ihn eingeführte Abweichungen in den wiederangeordnet werden kann. Ein solches Wiedergabe- gegebenen Daten ohne weiteres durch die Wirkungssystem, das mit gleichen oder ähnlichen Elementen weise des nachfolgenden Verarbeitungskreises 75 eliaufgebaut ist wie das System nach Fig. 2, ist in miniert werden. Der gesamte Servomechanismus kann Fig. 3 dargestellt. Bei der Wiedergabe der Signale Zeitbasisfehler in den wiedergegebenen Daten innerwird jeder der Köpfe der Abtasttrommel 52 über eine 25 ^halb ±0,25 Mikrosekunden halten, geeignete Drehkontaktänordnung, die im einzelnen Gewisse Einzelheiten der Schaltanordnungen, wie

nicht dargestellt ist, und einen Vorverstärkerkreis 33 ^sie eben beschrieben wurden, sind in der USA.-Paan die Filterkreise 34 gekoppelt, die den Pilotträger tentschnft 3 017 462 erläutert. Aus dieser Patentextrahieren und Datensignale den zugeordneten Ver- schrift ergeben sich auch noch weitere Einzelheiten arbeitungskreisen 75 liefern, die an anderer Stelle 30 über die Wirkungsweise und die Eigenschaften der diskutiert sind. Eine Anzahl verschiedener Servo- Schalteinheiten.

Steuerschleifen trägt kumulativ zu der hochstabilen Das Servosystem zur Steuerung des Kapstan-

Zeitbasis bei. Motors 63, der die Kapstanwelle 55 antreibt, verwen-

Die Steuerschleife für den Abtastkopf 52 weist det die Zeitkodierungssignale vom Steuerspurkopf 72 drei miteinander verkettete Schleifen auf, die zu- 35 ^und die Signale vom Abnehmermechanismus 69. Von sammen ein in der Phase festgehaltenes Servosystem ^dem Former- und Verstärkerkreis 70 werden zykbilden. Der Pilotträger, der von dem wiedergegebe- ^liscne Wellenformen geliefert und dem Abnehmernen Signal abgeleitet ist, enthält Fehlerinformationen, mechanismus 69 zugeführt. Ähnliche Former- und während das Bezugssignal vom Frequenznormal 20 Verstärkerkreise 90 führen zyklische Wellenformen abgeleitet ist. Das Frequenznormal kann ein geson- 40 dem Steuerspurkopf 72 zu. Diese Kreise sind im übriderter stabiler Oszillator sein oder, wie unten erläu- gen die gleichen wie im Servosystem für die Abtasttert, eine Vorrichtung variabler Frequenz, die in be- trommel. Die Zeitkonstanten sind dabei jeweils gestimmter Weise aufgebaut ist. Die Signale werden in eignet eingestellt. Die Signale von den Former- und gekoppelten Frequenzteilerschaltungen 77 bzw. 78 Verstärkerkreisen 70 und 90 gelangen also sowohl auf niedrigere Frequenzen gebracht. Dabei werden 45 ^zu den Phasenkomparator- und Filterkreisen 87' als aber die bestehenden Frequenz- und Phasendifferen- auch zu einem Phasendiskriminatorkreis 82'. Dem zen zwischen den Signalen aufrechterhalten. Jede der Phasenschieber- und Modulatorkreis 83' werden Gedrei miteinander verketteten Schleifen trägt in be- schwindigkeitsrückkopplungssignale nach Maßgabe stimmter Weise zur Steuerung des Trommelsynchron- der Signale des Frequenzdiskriminators 82' zugeführt, motors 62 bei, der durch einen Motorantriebsver- 50 Eine genaue Justierung der Drehzahl des Kapstanstärker 80 erregt wird. Zur besseren Dämpfung der motors 63 erfolgt durch die Signale in der mittleren Drehung des Trommelmotors 62 wird ein Geschwin- Schleife, die vom Hochpaßfilter 88' zum Phasendigkeits-Rückkopplungssignal von einer Schleife ab- schieber 83' gelangen und durch Steuerung des Oszilgeleitet. Diese Schleife enthält einen Frequenz-Dis- lators 85' variabler Frequenz durch den Tiefpaßfilter kriminator 82, der Fehler- und Bezugssignale von 55 ⁸⁹'· ^{Im Eff}ekt wird, wie dies auch in der USA.-Paden Frequenzteilerschaltungen 77 und 78 erhält. Das tentschrift 3 017 462 beschrieben ist, die Drehzahl Signal vom Frequenz-Diskriminator 82 gelangt zu der Kapstanwelle 55 auf die korrigierte Drehung der einem Phasenschieber- und Modulatorkreis 83, der Trommel 52 eingestellt.

auf die Signale eines Oszillators 85 variabler Fre- Die letzte Servosteuerung, die in dieser Anordnung

quenz anspricht. Wenn sich der Trommelmotor 60 vorgesehen ist, steuert die Stellung der Mütterfüh-62 zur Verringerung des Fehlers in seiner Dreh- rung 60 relativ zur Abtasttrommel 52. Da das Ma-

zahl ändert, verringert sich das Frequenzfehler-Steuerungssignal von dem Diskriminator 82, so daß ein Übersteuern der Drehzahlkorrektur begrenzt wird.

Das wiedergegebene Pilotsignal und das Bezugssignal werden ferner Phasenkomparator- und Filterkreisen 87 zugeführt, die Fehlersignale für die beiden

gnetband in seinen Abmessungen nicht stabil ist, insbesondere nach Erhitzung permanent schlupft, können beim Ablesen der Daten Änderungen der Daten-65 geschwindigkeit auftreten, wenn die körperlichen Abmessungsänderungen des Magnetbandes nicht kompensiert werden. Hierzu mustert die Mutterführung 60 die Querabmessung des Magnetbandes 53, indem

11 12

sie das Magnetband in entsprechender Weise über die Pegel gehalten, der unterhalb des mittels des Signals Trommel 52 streckt. Im Verarbeitungskreis 75 erfolgt erzeugten weißen Geräuschs liegt,
ein Phasenvergleich zwischen dem wiedergegebenen In der Fig. 1 ist ein bevorzugter Phasenjustier-Pilotsignal und dem Bezugssignal. Das sich dabei er- und Umschaltkreis 36 dargestellt. Die wiedergegebegebende Phasenfehlersignal wird einem Neigungs- 5 nen Datensignale einschließlich des Pilotträgers komfilterkreis 92 zugeführt. Die sich langsam verändernde men von vier getrennten Vorverstärkerkreisen 33 Komponente des Signals vom Neigungsfilterkreis 92 (F i g. 1), während die vom Kopf abgenommenen wird durch ein Tiefpaßfilter93 gewonnen und dem Signale vom Servosteuersystem30 der Fig. 1 gelie-Mutterführungsmotor 94 zugeführt. Eine solche An- fert werden. Das in F i g. 6 dargestellte System ist im Ordnung wird weithin in Querspurabtastungs-Auf- io wesentlichen ähnlich dem in F i g. 1 dargestellten. Jezeichnungs- und -Wiedergabesystemen verwendet doch wird das Bezugssignal von einem Oszillator va- und braucht daher hier nicht im einzelnen beschrieben riabler Frequenz gewonnen, und die Bandpaßfilter zu werden. zur Aussonderung des Pilotträgers sind getrennt dar-

Eine verallgemeinerte Darstellung des Frequenz- gestellt.

spektrums der aufgezeichneten Signale ist in F i g. 4 15 Die vom Kopf abgenommenen Signale betätigen gegeben. Wie aus dieser Figur ersichtlich, besetzen einen Gattergenerator 100, der eine Anzahl verschiedie Daten ein Frequenzspektrum von /₄ bis /₅, um dener Ausgangssignale erzeugt. Diese Signale sind eine mittlere Trägerfrequenz, die in der Mitte dieser direkt als Zeitsignale zu verwenden. Diese Zeitsignale beiden Grenzen liegt. Der Pilotträger hat eine Fre- repräsentieren die jeweilige Drehzahl der Köpfe auf quenz /₆, die außerhalb des Datenbandes liegt. Inner- 20 der Abtasttrommel und die jeweilige Lage der Köpfe halb des Datenbandes besetzen die verschiedenen zu jedem Zeitpunkt. Befinden sich an der Trommel Eingangssignale sich gegenseitig ausschließend Ab- vier Köpfe, so liefert der Gattergenerator 100 acht schnitte des Spektrums. Beide Seitenbänder um die verschiedene Rechteckwellen mit einem Phasen-Mittelfrequenz herum werden selbstverständlich nicht abstand von 45° und der gleichen Frequenz wie die benötigt. Tatsächlich bleibt eines der vollen Seiten- 25 Drehzahl der Trommel.

bänder in der Regel bei der Aufzeichnung und Wie- Liegen die einzelnen Köpfe auf der Abtasttrommel

dergabe nicht erhalten. Bei einer mittleren Träger- im Winkelabstand von 90° voneinander, so befinden

frequenz von 6 MHz beispielsweise und bei Breit- sich jeweils zwei benachbarte Köpfe in Kontakt mit

banddaten über 4 MHz erstreckt sich das frequenz- dem Magnetband. Sie liefern dann Signale, die in

modulierte Spektrum von 2 bis 10 MHz. Es ist nicht 30 einigen Abschnitten des vollständigen Zyklusses

notwendig, daß die Wiedergabeköpfe den ganzen Be- gleich sind. Die einander gegenüberstehenden Köpfe,

reich erfassen, da die frequenzmodulierten Signale es die Paare 1 und 3 und 4 und 2 geben während des

nur erforderlich machen, daß sie einen Bereich von gleichen Zeitpunkts nirgendwo im Zyklus Signale ab.

2 bis 7,5 MHz erfassen. Die Frequenzen oberhalb Diese Tatsache wird durch erste Gatterkreise 101

7,5 MHz gehen beim Aufzeichnen verloren. Ihr In- 35 bzw. 102 ausgenutzt, die jeweils Signale von ver-

formationsgehalt ist jedoch voll im anderen Seiten- schiedenen, einander gegenüberstehenden Kopfpaaren

band vorhanden. Wenn die wiedergegebenen Signale erhalten. Unter der Steuerwirkung der jeweiligen

später durch den Begrenzer laufen, werden die oberen Gattersignale wird daher jedes der Gatter 101 und

Frequenzkomponenten wiederhergestellt. 102 während eines 90°-Abschnitts der Drehung der

Ein insbesondere brauchbarer frequenzmodulierter 40 Abtasttrommel aktiviert, jeweils dann, wenn eines der Kreis 19 (Fig. 1) zur Erzeugung einer Spektralver- Kopfpaare in Kontakt mit dem Band ist, dann im teilung, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, ist als Block- nächsten 90°-Abschnitt entaktiviert, im folgenden schaltbild in F i g. 5 dargestellt. Die Eingangsdaten- 90°-Abschnitt reaktiviert usw.
signale, die als Analogsignale verwendet werden, Die wiedergegebenen Signale werden daher in zwei steuern zwei Oszillatoren 96, 97 variabler Frequenz, 45 gesonderten Signalkanälen verteilt, in denen die enddie in Abstand voneinander befindliche ausgewählte gültige Zeitbasisjustierung erfolgt. Die Phasenjustie-Mittelfrequenzen haben. Es erwies sich insbesondere rung der wiedergegebenen Signale erfolgt vor der endals zweckmäßig, die Oszillatorenkreise unter Verwen- gültigen Wiedervereinigung aus den verschiedenen dung spannungsabhängiger Kondensatoren frequenz- Kanälen. In dem Kreis, der diejenigen Signale vom zu-modulieren. Solche Kreise sind außerordentlich 50 Gatter 101 enthält, die an den ersten und dritten empfindlich und erfassen einen weiten Bereich, und Kopf gekoppelt sind, wird eine gesteuerte und genaue es lassen sich im Gegentakt Kupplungselemente für Verzögerung mittels einer elektronisch variablen Nichtlinearitäten in den charakteristischen Kurven der Verzögerungsleitung 104 eingeführt, die von einem spannungsabhängigen Kondensatoren betreiben. Für Phasenkomparator 105 gesteuert wird. Die variable eine mittlere Trägerfrequenz von 6 MHz wurden bei- 55 Verzögerungsleitung 104, die im einzelnen später spielsweise für die Oszillatoren 96, 97 Nennmittel- noch beschrieben wird, kann spannungsabhängige frequenzen von 103 und 97 MHz gewählt. Die fre- Kondensatoren enthalten, mit denen elektronisch die quenzmodulierten Ausgangssignale von den Oszilla- Zeitkonstanten der Elemente der Verzögerungsleitung toren 96 und 97 wurden dabei in einem Mischer zu verändern sind. Der Phasenkomparator 105 erüberlagert, und danach wurden die unerwünschten 60 hält Bezugssignale von einem Oszillator 106 variabler Harmonischen in Filterkreisen 99 entfernt. Dadurch Frequenz, der relativ langsam durch die niedrige Freentstanden Signale mit dem in F i g. 4 dargestellten quenzkomponente justiert wird, welche durch ein Spektrum. Da Temperaturänderungen eine Frequenz- Tiefpaßfilter 107 von dem System aufgenommen änderung der frequenzüberlagerten Signale in gleicher wird.

Richtung hervorrufen, ändert sich die Ausgangsfre- 65 Der Pilotträger, der durch die variable Verzögequenz nur wenig mit der Temperatur. Die durch das rungsleitung 104 läuft, wird von einem Bandpaßfilter Signal erzeugten unerwünschten Frequenzen, die ko- 108 entfernt und dem Phasenkomparator 105 zugehärent zur Eingangswelle sind, werden auf einem führt, wo er in bezug zur variablen Frequenz des

Oszillators 106 gesetzt wird. Der Phasenkomparator 105 erzeugt ein Fehlersignal zur Steuerung der Verzögerung, die durch die variable Verzögerungsleitung 104 erzeugt wird. Da dies die letzte Zeitkorrektur in einer Reihe kumulativer Zeitkorrrektionen ist, ist die Justierung nur sehr gering. Sie liegt in der Größenordnung von Zehnteln einer Mikrosekunde maximal. Daher bleibt das Signal, das von dem Bandpaßfilter aufgenommen wird, sehr nahe an der Nennfrequenz des Pilotträgers. Aus diesem Grunde können die sich sehr langsam verändernden Komponenten oder die lange andauernden Verschiebungen im Fehlersignal zur Steuerung des Oszillators 106 variabler Frequenz in beschriebener Weise verwendet werden. Es wird damit darauf hingewirkt, daß eine konstante Phasendifferenz zwischen dem wiedergegebenen Pilotträger und der Standardfrequenz beibehalten bleibt. Die konstante Phasendifferenz wird dazu verwendet, um die variable Verzögerungsleitung 104 in der Mitte ihres Arbeitsbereichs zu halten.

Das Bandpaßfilter 108 muß einen genügend breiten Durchlaß haben, um alle normalen Schwankungen in dem wiedergegebenen Pilotträger zu erfassen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man eine relativ allmählich anwachsende Dämpfung für Frequenzen in dem Filter 108 vorsieht, die außerhalb der Nennfrequenz liegt.

Die Datensignale vom 2. und 4. Kopf werden in ähnlicher Weise hinsichtlich ihrer Phase in einer variablen Verzögerungsleitung 114 justiert, die von einem Phasenkomparator 115 gesteuert wird. Der Phasenkomparator 115 erhält Bezugssignale von dem Oszillator 106 variabler Frequenz und den Pilotträger von dem Bandpaßfilter 118. Die Pilotträgersignale werden in beiden Signalkanälen durch Bandeliminationsfilter 109 bzw. 119 gedämpft und gemeinsam einem zweiten und letzten Gatterkreis122 zugeführt, der von dem Gattergenerator 100 gesteuert wird. Diese Gatterkreise 122 bewirken ein langsames Überschalten derart, daß die Übergänge, die auf Grund der hohen Schaltgeschwindigkeit auftreten konnten, völlig aus dem letzten Ausgangssignal eliminiert werden, indem allmählich ein Signal eingeblendet wird, während das andere Signal allmählich gedämpft wird. Existiert eine kleine Phasendifferenz zwischen den Signalen, so kann in der Amplitude der vereinigten Signale eine kleine Delle auftreten. Eine solche Delle wird jedoch jedenfalls durch die nachfolgenden Begrenzerkreise eliminiert, da die Daten frequenzmoduliert sind.

Die sich langsam ändernden Komponenten in den Fehlersignalen von den Phasenkomparatoren 105 und 115 werden additiv in einem Addierkreis 120 vereinigt und zur Steuerung des Oszillators 106 variabler Frequenz über das oben beschriebene, eine sehr niedrige Grenze aufweisende Tiefpaßfilter 107 verwendet. Wie oben im Zusammenhang mit der Anordnung nach F i g. 3 erörtert, kann das von dem Summierkreis 120 abgegebene Signal auch der Schaltung zugeführt werden, die zur Steuerung des Mutterführungsmechanismus dient.

Es seien nun gewisse Vorteile erläutert, die sich aus der Verwendung der Anordnung nach F i g. 6 ergeben. Zunächst stehen alle zeitlichen Zusammenhänge und zeitlichen Beziehungen in bezug auf den stabilen und äußerst zuverlässigen Pilotträger. Es können daher lang andauernde Verschiebungen nicht vorkommen, und die Zeitbasis ist unter fortwährender Kontrolle. Weiterhin wird an Bauelementen hinsichtlich Anzahl und Komplexität gespart. Es ergibt sich eine Herabsetzung der Gesamtkosten, dabei aber eine Erhöhung der Zuverlässigkeit. Neben der Zeitbasisstabilität ist besonders wichtig die kontinuierliehe Datenwiedergabe. Hier darf bemerkt werden, daß die verschiedenen Schaltungen, die zur Phaseneinstellung, zur Verstärkungssteuerung und zur Signalformung in der Anordnung nach Fig. 6 dienen, aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sind,
ίο Ein geeigneter Gattersignal-Generator 100, der Zeitimpulse zur Steuerung der Gatter 101, 102 und 122 in der Anordnung nach Fig. 6 liefert, ist in Fig. 7 dargestellt. Das Umschaltsystem erfordert acht gleiche Abstände voneinander aufweisende Zeitsignale bei jeder Umdrehung der Abtasttrommel. Diese Zeitsignale werden nach Maßgabe der von dem Bezugsmechanismus 69 aufgenommenen Signale erzeugt; der Bezugsmechanismus 69 arbeitet mit der Abtasttrommel zusammen. Der sich drehende Be^ zugsmechanismus kann hierzu durch acht Radien in gleiche Segmente unterteilt werden, die abwechselnd einen Magnetfluß leiten oder nicht leiten. Signale von der Abnehmervorrichtung haben daher die vierfache Frequenz der Abtasttrommel und sind mit dieser synchronisiert. Diese Signale werden durch den Gattersignal-Generator 100 in acht gesonderte Signale umgewandelt, von denen jedes die Frequenz der Abtastrommel hat, die jedoch einen Abstand von 45° untereinander relativ zur Trommeldrehung haben. Die Eingangssignale für den Gattersignal-Generator 100 sind diejenigen, die vom Abnehmermechanismus 60 abgeleitet sind. Sie haben in der Regel Rechteckform. Die Rechteckwellen laufen durch einen Differenzierkreis 125, der abwechselnd ins positive und ins negative gehende Spannungsspitzen abgibt. Diese Spannungspitzen werden dann zwei gegensinnig gepolten, in einer Richtung liegenden Vorrichtungen 126, 127 zugeführt. Nach Umkehr der negativen Impulse in einem geeigneten Inverter 129 wird jede der gesonderten Impulsreihen einem Zähler 130 bzwi 131 zugeführt. Die Zähler 130 bzw. 131 sind Umlaufvorrichtungen mit jeweils drei binären Stufen. Jeder Zähler steuert ein gesondertes Entscheidungsnetz 133 bzw. 134. Die Netze 133 und 134 sind Dioden, Matrizen oder andere Elemente, die logische Gatterfunktionen auszuführen gestatten. Jedes der Entscheidungsnetze 133 und 134 steuert ein gesondertes, ihm zugeordnetes Paar von Flip-Flops 135,136 bzw. 137,138.

Dieser Mechanismus arbeitet wie folgt: Die positiven Impulse und die negativen Impulse, die von dem Differenzierkreis 125 abgegeben werden, haben einen Abstand von 45° untereinander (relativ zur Drehung der Abtasttrommel). Es liegen acht Impulse pro Zyklus vor. Der erste, dritte, fünfte und siebente Impuls sind im vorliegenden Beispiel positiv, die restlichen Impulse sind negativ. Zur Erzeugung einer ersten Rechteckwelle mit der Abtasttrommelfrequenz in bezug zu einem ersten Impuls des Abtasttrommelzyklus wird der Impuls der Reihe verwendet, um den ersten Flip-Flop einzustellen, und der fünfte Impuls, um den Flip-Flop zurückzustellen. Danach wird der Flip-Flop wieder durch den ersten Impuls der folgenden Reihe eingestellt. Auf diese Weise entsteht eine erste Rechteckwelle, wobei der eingestellte Ausgangsanschluß am Beginn des Zyklus »hoch«-geht und am 180°-Punkt »nach unten« geht. Auf diese Weise entsteht ein Ausgangssignal, das ein v4-Signal genannt

werden kann. Ein Signal, das um 180° außer Phase mit dem ^4-Signal ist (ein solches Signal kann Z-Signal genannt werden), wird gleichlaufend von dem Rückstellausgang des ersten Flip-Flops 135 abgeleitet. Die Einstell- und Rückstell-Funktionen des ersten Flip-Flops 135 wirken auf das Entscheidungsnetz 133 unter der Steuerungswirkung von Dreistufenzählern 130 in üblicher Weise.

Ähnlich, jedoch mit einer Phasenverzögerung von 45° in bezug zur beschriebenen ersten Rechteckwelle kommt eine Rechteckwelle an den Einstell-Ausgangsanschluß des dritten Flip-Flops 137, der mit dem zweiten Impuls der Reihe beginnt und mit dem sechsten Impuls der Reihe endet. Beides sind negative Impulse. Diese Impulse werden unabhängig voneinander durch das andere Entscheidungsnetz 134 unter der Steuerwirkung der Zähler 131 ausgewählt. Die Signale an den beiden Ausgangsanschlüssen des dritten Flip-Flops 137 können B- und F-Signale genannt werden. Die Ausgangssignale, die von dem zweiten bzw. vierten Flip-Flop 136 bzw. 138 angeliefert werden, werden in ähnlicher Weise gesteuert, um den gewünschten Zeitzusammenhang in den Rechteckwellen zu erhalten, die sie mit der Frequenz der Abtasttrommel erzeugen.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine offene Servoschleifen-Anordnung zur Phasenjustierung und für die Umschaltkreise 36 der F i g. 1 zu verwenden. Eine solche Anordnung ist in F i g. 8 dargestellt. Einzelheiten, die bereits in Zusammenhang mit F i g. 6 erläutert wurden, sind in F i g. 8 aus Gründen der Einfachheit fortgelassen. Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 6 erfolgt eine Vorumschaltung in ersten Gattern 101 und 102, um einander gegenüberstehende Köpfe der Abtasttrommel während Intervallen zusammenzukoppeln, in denen keine Übergänge in das System eingeführt werden können. Variable Verzögerungsleitungen 104 und 114 justieren die Phase des Signals, das von den Schaltern 101, 102 kommt. Eine endgültige Kombination dieser Signale in den beiden Kanälen erfolgt in den letzten Gattern 120, wobei vorzugsweise die oben erörterten Techniken des allmählichen Überschaltens verwendet werden. Die Steuerung dieser Anordnung mit einer offenen Schleife erfolgt unter Verwendung dieses Frequenznormals 20 und von zwei Phasendetektoren 150, 151. Wie es bei Anordnungen mit offener Schleife üblich ist, sind die Fehlersignale, die von den Phasendetektoren 150,151 geliefert werden, proportional zur Differenz zwischen dem Standardsignal und dem wiedergegebenen Signal. Es erfolgt eine Steuerung der variablen Verzögerungsleitungen 104 und 114 derart, daß eine kompensierende Verzögerung eingeführt wird, die den Fehler beseitigt.

In F i g. 9 ist eine Ausführungsform einer elektronisch variablen Verzögerungsleitung 104, 114 dargestellt, in der sich eine Mehrzahl spannungsabhängiger Kondensatoren (pn-übergang in Siliziumdioden) befinden, die gegeneinander abgeglichen zusammengeschaltet sind und eine zusammengefaßte abgeglichene Parameterleitung bilden. Die Kapazitäten der Kondensatoren ändern sich nach Maßgabe eines Steuersignals, das an sie im Gegentakt gelegt werden kann. Im Betriebszustand werden die verarbeiteten Datensignale von den ersten Gattern 101 und 102 abgenommen und über einen Abschlußwiderstand oder einen Belastungswiderstand 170 einer Schiene zugeführt, die eine Reihe von Induktivitäten 172,174,176 aufweist. Jede Induktivität liegt zwischen zwei Paaren von spannungsabhängigen Kondensatoren. Jedes Paar steht miteinander im Gleichgewicht, wobei die Anode des jeweils ersten spannungsabhängigen Kondensators 178,180,182,184 mit der Kathode des jeweils zweiten 186, 188, 190,192 verbunden ist. Das Informationssignal läuft durch die Verzögerungsleitung. Am Ende der Verzögerungsleitung wird ein Signal abgegeben, das eine feste Verzögerung relativ zum Eingangssignal hat. Wird jedoch ein Fehlersignal vom Phasenkomparator 105, 115 in F i g. 6 oder den Phasendetektoren 150, 151 in F i g. 8 der variablen Verzögerungsleitung 104,114 zugeführt, so wird die feste Verzögerung nach Maßgabe der Spannung des Fehlersignals verändert. Die Fehlerspannung verläuft etwa proportional zur vierten Potenz der Änderung der festen Verzögerung. Jede Zunahme der Fehlerspannung erhöht die zusammengefaßten Kapazitäten

ao und das Ausmaß der Verzögerung. Die Fehler-Steuerspannung kann im Gegentakt den Kathoden der spannungsabhängigen Kondensatoren 178-184 und den Anoden 186-192 zugeführt werden. Nebenschlußkondensatoren 194-200 sind zwischen das Netz der spannungsabhängigen Kondensatoren und ein Bezugspotential, wie etwa Erde, geschaltet.

Die Anzahl der aufeinander abgeglichenen Abschnitte der spannungsabhängigen Kondensatoren und der Induktivitäten bestätigen das Ausmaß der Phasenverzögerung. Wird die Anzahl vergrößert, so erhöht sich auch die feste Verzögerung, und ferner ist eine größere Variation des Bereichs der einstellbaren Verzögerung möglich. In Anbetracht des abgeglichenen Systems wirken die gegeneinandergeschalteten spannungsabhängigen Kondensatoren eines jeden Paares derart, daß die Effekte von irgendwelchen Spannungsänderungen, die durch das Informationssignal allein verursacht sein können, aufheben. Nur die Fehlersteuerspannungen, die von den Phasenkomparatoren 105,115 oder den Detektoren 150 und 151 kommen, bewirken eine Veränderung in der Verzögerung des Signalausgangs.

Obwohl im vorangehenden verschiedene Arten von Breitband-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen beschrieben wurden, bei denen eine Querspurabtastung verwendet wird, so ist doch die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Erfindung kann auch für andere Systeme verwendet werden, wie etwa Breitbandapparate mit schraubengängiger Bandführung.

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung der Dreh-Geschwindigkeit einer eine Magnetkopfanordnung tragenden Trommel und der Geschwindigkeit eines Magnetbandes eines Magnetbandgerätes bei Wiedergabe einer auf dem Magnetband in Querspuren aufgezeichneten, kontinuierlichen breitbandigen Signalinformation, wobei die Wiedergäbe durch die von der Trommel getragene Magnetkopfanordnung erfolgt, an der das Magnetband vorbeibewegt wird und wobei eine erste, von auf einer Längsspur aufgezeichneten Taktsignalen gesteuerte Servoeinrichtung zur Steuerung eines Bandantriebsmotors und eine zweite Servoeinrichtung zur Steuerung eines Trommelantriebsmotors vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Servo-

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einrichtung für den Trommelantriebsmotor (62) bei Aufnahme in den Querspuren aufgezeichnete und bei Wiedergabe von der Magnetkopfanordnung abgetastete Pilotsignale dienen, wobei die umlaufende Trommel (52) mehrere, auf ein- ;5 anderfolgende Querspuren nacheinander in Überlappung abtastende Magnetköpfe trägt und an diese Magnetköpfe ausgangsseitig einstellbare Verzögerungsglieder (104, 114) angeschlossen sind, daß eine von den abgetasteten Pilotsignalen gesteuerte, die Verzögerungsglieder einstellende dritte Servoeinrichtung (105, 106, 115; 150, 151) vorgesehen ist und daß an die Verzögerungsglieder ausgangsseitig eine die aus den Verzögerungsgliedern zeitlich gestuft kommenden Informations- signalabschnitte zu einem kontinuierlichen breitbandigen Informationssignal zusammensetzende Schaltung (120; 122) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Informationssignalabschnitte vereinigenden Schaltung (120,122) die Vereinigung der aus den Verzögerungsgliedern (104, 114) kommenden Informationssignal-

abschnitte in deren Überlappungsbereichen unter allmählicher Dämpfung der Amplitude des jeweils endenden und allmählicher Verstärkung der Amplitude des jeweils beginnenden Informationssignalabschnitts erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen die allmähliche Dämpfung und die allmähliche Verstärkung der sich jeweils überlappenden Informationssignalabschnitte steuernden Trapezwellenformen liefernden Generator (100).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Servoeinrichtung (105, 106, 115) einen Oszillator (106) variabler Frequenz und von dessen Ausgangssignalen und den Pilotsignalen gesteuerte Phasenkomparatoren (105,115) zur Steuerung der Verzögerungsglieder (104,114) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen die Verzögerungsglieder (104, 114) und die Schaltung (122) zur Zusammensetzung der Informationssignalabschnitte geschaltete Sperrfilter (109, 119) für die Pilotsignale.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen