DE1412705C - Vorrichtung zur Steuerung der Dreh geschwindigkeit einer Magnetkopftrommel und det Geschwindigkeit eines Magnetban des eines Magnetbandgerätes - Google Patents

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 Geschwiridig-

kopfanordnung erfolgt, an der das Magnetband vor- keit abtasten, ist die Längsgeschwindigkeit des Ban-

beibewegt 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 Synchronisierungsanordnun-

rung 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 Zeitbasis-

gnetbandsysteme derart ausgebildet werden können, Stabilität sicherzustellen. 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 ao 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. 35 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-Behand-

von 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-möduliert sind, ins-Messungen der Temperatur, des Drucks, der Be- besondere durch Längsflatterbewegungen des Maschleunigung und der mechanischen Belastung wäh- 50 gnetbandes beeinflußt.

rend des Betriebs eines Flugzeugs wahrgenommen, Aus der deutschen Patentschrift 1 106 799 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 An-

Übcrgänge oder anderer sich rasch ändernder Phäno- 55 Ordnung ist dabei so getroffen, daß die Servosteue-

menc zu ermöglichen, müssen die Aufzeichnungs- rung für den Magnetbandantrieb bei Wiedergabe

und Wiedergabesysteme eine Baiidbrcitcnkapazität durch Signale von Magnetband gespeist wird, wäh-

haben, die sich der eines Fcrnseh-Aufzcichnungs- 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 Kopftrommclgeschwindigkeit 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 Kopftrommclgeschwindigkeit bei Aufnahme und

bei der Wiedergabe die übermittelte Information den Wiedergabe nicht korrelicrt ist. Schwankt beispicls-

vollen 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 Ahlnsttrommcl 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 1 071 754 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 endgültidicnt 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 kontinu-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- as 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 Seryoschleinete 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 eine'r 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 abeiner 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 35 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 nrlindung werden 65 Weitere Einzelheiten Und Vorteile der Erfindung

Breitbanddaten durch ein Querspur-Abtastsystem ergeben sich aiis 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 Auf/eich-

nungs- und VVicdcrgabc-Magnctbandsystcms nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und die Schcmadarstelliing eines Aufzeichnungssystems nach der Erfindung;

Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild und eine schematischc Darstellung eines Magnetband-Wiedergabesystems nach der Erfindung;

F i g. 4 zeigt ein Diagramm des Energieinhalts in Abhängigkeit von der Frequenz für ein Frequenzspektrum von Daten und Pilotträgersignalen, die in den erfindungsgemäßen Systemen verwendet werden;

F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Modulatorschaltung, die erfindungsgemäß in den Systemen nach F i g. 2 und 3 verwendet werden kann;

F i g. 6 zeigt in einem Blockschaltbild eine servogestcucrte Vorrichtung zur Feineinstellung der Zeit und ein Umschaltsystcm für Magnetbandsysteme nach der Erfindung;

Fig. 7 zeigt in einem Blockschaltbild eine Gattersignal-Generatorschaltung, die in den Systemen nach F i g. 2 und 3 erfindungsgemäß angewendet werden kann;

F i g. 8 zeigt eine andere Ausführungsform eines Zeiteinsteil- und Umschaltsystcms nach der Erfindung im Blockschaltbild;

F i g. 9 zeigt das Schemaschaltbild einer elektronisch variablen Verzögerungslinie, wie sie in einem erfindungsgemäßen System verwendet wird.

Der allgemeine Aufbau eines Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems nach der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Es ist ein einziges System dargestellt, das sowohl die Funktionen der Aufzeichnung als auch die der Wiedergabe ausführen kann. Aus den später im einzelnen beschriebenen Beispielen läßt sich jedoch erkennen, wie diese Funktionen vorteilhaft getrennt ausgeübt werden können.

Die Anordnung nach F i g. 1 ist zur Verarbeitung von Instrumentendaten bestimmt. Als Datenquellen dienen drei gesonderte Datenquellen 10 bis 12, die Signale mit hoher Informationsrate liefern. Diese Daten sollen aufgezeichnet und gesondert kontinuierlich wiedergegeben werden. Wegen der Bandbreitenkapazität kann das System in gleicher Weise zur Aufzeichnung von Fcrnseh- oder anderen Signalen dienen, obwohl solche Signale vor und nach der Aufzeichnung anders verarbeitet werden.

Bei der Aufzeichnung und Verarbeitung von Instrumentendaten liegen in der Regel die aufzuzeichnenden Informationen in einer Anzahl verschiedener Formen vor. Das von der ersten Datenquelle 10 gelieferte Signal kann beispielsweise eine Entfcrnungsmcß-lnformation hoher Geschwindigkeit sein, also ein Signal, für das in der Regel eine FM/FM-Aufzeichnung erfolgt. Die von der zweiten Datenquelle kommenden Signale können mit einer Impulskodierung modulierte Signale sein (PCM-Signalc), und die Signale von der dritten Datenquelle 12 können hochficquenzmodulicrt sein. Die verschiedensten Arten von Quellen, und vor allem mehr als drei Quellen können vorgesehen sein. Die Informationsraten der Signale von den verschiedenen Quellen können sich von der relativ niedrigen Hochfrequenzrate bis zur hohen Bitratc in den PCM-Datcn erstrecken. Nach der Lehre der Erfindung werden diese verschiedenen Signale in besonders vorteilhafter Weise durch Modulation mit einem Träger kombiniert, so daß sie . verschiedene Bänder in einem vorgegebenen Frequenzspektrum einnehmen. Die Signale der ersten Datenquelle 10 werden also mit einem ersten Träger einer ausgewählten Frequenz /, durch einen Modulator 14 moduliert. Ein Teil des Frequenzspektrums wird daher an die FM/FM-Signale gegeben, und zwar der Teil des Frequenzspektrums, der durch das von den Seitenbändern des Signals bedeckte Band bestimmt ist, wenn eine Amplitudenmodulation durch

ίο den /,-Träger erfolgt. Geeignete übliche Filter (nicht dargestellt) können zur Ausscheidung von Komponenten aus dem ausgewählten Frequenzband vorgesehen sein. In gleicher Weise werden die PCM-Signale von der zweiten Datenquelle 11 zur Amplitudenmodulation des Trägers f., anderer Frequenz in einem zweiten Modulator 15 verwendet. Das Frequenzband, das nun von der PCM-Information um die ^-Trägerfrequenz herum besetzt wird, überlappt nicht die FM/FM-Information, die um die /,-Träger-

ao frequenz herum liegt. In ähnlicher Weise wird ein dritter Modulator 16 verwendet, um noch einen weiteren Träger /₃ mit hörfrequentcn Signalen von der dritten Datenquelle 12 zu modulieren. Die Signale von den drei Modulatoren 14, 15, 16 gelangen par-

as allel zu Summationskreisen 18, in denen sie additiv vereinigt werden. Die vereinigten Signale besetzen sich gegenseitig ausschließlich Abschnitte eines vorgegebenen Frequenzspektrums, das die Frequenzen /, bis /., umfaßt und in einem Modulator 19 zur Fre-

quenzmodulation eines Trägers verwendet wird. Die von den Summationskreisen 18 abgeleiteten Komponenten werden als Analogsignale zur Steuerung des FM-Trägers verwendet. Die Mittelfrequenz des FM-Trägers verschiebt das gesamte Frequenzspektrum auf ein anderes Band, das zwischen den Frequenzen /₄ und /₅ liegt. Die Frequenzmodulation hat zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eine Anzahl von Vorteilen. Die Aufzeichnungsköpfe können fortlaufend auf ihrem optimalen Aufzeichnungspegel betrieben werden. Ein Vorerregungssignal wird nicht benötigt. Ferner wird die Gesamtzahl der Oktaven, die von den Köpfen erfaßt werden, verringert, so daß die Ausbildung der Köpfe unter Berücksichtigung schwerwiegender Kompromisse erfolgen muß. Bei Wiedergabe der aufgezeichneten Information kann, wie noch später erläutert wird, eine Signalbegrenzung erfolgen, um Fehler zu vermindern, die sich durch Teilausfälle ergeben, wie sie etwa von Ungenauigkeiten und Unsauberheiten der magnetisehen Beschichtung des Magnetbandes herrühren können.

Das tatsächlich aufzuzeichnende Signal enthält zusätzlich zum Signal vom Frequenzmodulator 19 eine sehr genau gesteuerte Standardfrequenz oder einen Pilotträger, der von einer stabilen Oszillatorquelle erhalten wird. Der Oszillator kann ein kristallgesteuerter Oszillator sein und beispielsweise eine Frequenzstabilität von 1 : K)⁷ oder größer haben. Die Frequenz F_n des Pilotträgers wird derart gewählt, daß sie außerhalb des von /₄ bis /, reichenden Frequenzbandes liegt. Am zweckmäßigsten liegt die Frequenz /₀ unterhalb /,. Diese Signale werden nun in einem Addierer 22 kombiniert, wobei eine Filterung, wenn gewünscht, erfolgen kann, und dann zur Aufzeichnung einem Breitbandaufzeichnungs- und Wiedergabesystem zugeführt, das mit Querspurabtastung arbeilet.

Aus Gründen der Einfachheit ist der Kopfmccha-

nismus 24, der eine Mchrkopf-Abtasttrommel aufweist und einen dieser zugeordneten Inipulsabnahmcmechanismus, der die Kopistellung mit dem Magnetband in bezug bringt, gesondert von dem Magneiband-Antriebssysiem 25 dargestellt, in dem die Haspeln, der Kapstanantrieb und der Muttcr-Führungsmechanismus vorgesehen sind, die in diesen Systemen bekannt und üblich sind. Längs-Aufzeichnungs- und Wiedcrgabeköpi'e 27 können zur gesonderten Aufzeichnung eines hörfrequenten Signals vorgesehen sein und auch zur Aufzeichnung eines Zeilkodierungssignals nach Maßgabe der vom Koni aufgenommenen Signale. Das Magnetband-Antriebssystcm 25 liegt an einer Stromquelle 28. Diese Stromquelle 28 speist auch ein Zeitbasis-Scrvosteucrungssyslcm 30 für die verschiedenen servogesteuerten Elemente der Vorrichtung.

Obwohl die Betriebsweise eines Breitband-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems, in dem eine Querspurabtastung erfolgt, so gut bekannt ist, daß sie nicht näher beschrieben zu werden braucht, so soll doch hier der Übersicht halber eine kurze Beschreibung der verschiedenen servogesteuerten Vorrichtungen erfolgen. Wenn aufeinanderfolgende Köpfe an der Abtasltrommcl nacheinander quer das Band abtasten, werden Zeitkodicrungssignale erzeugt, die — in der Regel magnetisch oder photoclektrisch — Kopfabnahmesignale liefern, welche die jeweilige Stellung des Kopfes zum Band beim Aufzeichnen repräsentieren. Die Zcitkodierungssignale werden dann auf einer Längsspur auf dem Band aufgezeichnet. Gleichlaufend wird der Pilotträger mit den Daten in den Querspuren aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden die Zeitkodierungssignalc von der Längsspur an das Zeitbasis-Servosteuerungssystem 30 zurückgegeben und mit den Kopfabnahmcsignalen verglichen, die von der sich drehenden Abtasttrommcl abgeleitet werden; daraus wird ein Fehlerkorrektursignal erzeugt, das die Abtastgeschwindigkeit steuert. Der Pilotträger wird hier als Bezugssignal zur Grob- und Feineinstellung benutzt, wodurch sich eine außergewöhnlich gute Zeitbasisstabilität ergibt. Gesonderte Kreise in dem Zeitbasis-Servosteuerungssystem 30 liefern Signale zur Einstellung der Drehzahl der Kapstanwelle und zur Einstellung der Lage der Band-Führung jeweils als Resultat des Vergleichs des wiedergegebenen Pilotträgers mit einer gesondert erzeugten Bezugsfrequenz. Bei der Wiedergabe der Datensignale werden gesonderte Signale von jedem der vier verschiedenen Köpfe abgeleitet und über gesonderte Vorverstärkerkreise 33 verschiedenen Filtern 34 einer Filtergruppe zugeführt. In dem Filter 34 wird durch selektive Elemente nur der Pilotträger ausgefiltert. Dieses Signal wird zu dem Zeitbasis-Servostcuerungssystem 30 zurückgeführt und ferner zur Frequenz- und Phasenstcucrung in den Phasenjustier- und Umschaltkreisen 36 verwendet. Die Kreise 36 vereinigen die Signale von den vqrschiedenen Köpfen in der Weise, wie sie aufgezeichnet waren. Nach Durchgang durch einen zugeordneten Begrenzer 37 werden die Signale in einem Demodulator 39 in Amplitudensignale zurückverwandelt, die Mittelfrequcnzcn /,. /._, und /., haben. Diese Signale durchlaufen dann Filterkreise 40, die die drei Informationssignalhündcr voneinander trennen. Die austretenden Signale werden dann als Ausgangssimiale durch Abgleich- und Verslärkerkreisc 42 abgegeben.

Die Elemente des Systems nach F i g. 1 sind näher in den Fi g. 2 und 3 dargestellt. Diese Figuren zeigen gesondert die Einheiten, die Aufzcichnungs- und Wiedergabefunktion haben, obwohl viele Elemente zugleich beiden Zwecken dienen. F i g. 2 zeigt, dal.' das kombinierte Signal, das die frequenzmodulierten Breitbanddaten und den Pilotträger enthält, vom Addierer 22 zu den KopfrSpeisekreiscn 50 gelangt, die an die nicht im einzelnen dargestellten Köpfe auf

ίο der Abtasltrommcl 52 gekoppelt sind. Die Abtastiromnicl 52 läßt die Köpfe (im vorliegenden Beispiel sind vier Köpfe vorgesehen) quer über das Band 53 mit hoher Drehzahl laufen. Das Band 53 wird relativ längs der Steuerwirkung einer antreibenden Kapslanwelle 55 bewegt, die mit einer Andruckrolle 56 zusammenwirkt. Die Drehzahl der Abtasttrommel und die Längsgeschwindigkeit des Bandes sind entsprechend der Bandbreite der aufzuzeichnenden Signale ausgewählt. Um ein 4-Mcgahcrtz-Band zu überdecken, läuft die Trommel 52 beispielsweise mit 12 000 U/min, und das Band 53 wird durch die Kapstanwelle 55 mit 32 cm/scc vorbewegt. Zur Abdekkung eines Megahertzbandes (1 MHz) können die Geschwindigkeiten auf 3000 U/min und 8 cm/scc verringert werden, um ein typisches Beispiel zu nennen. Ein relativ breites Magnetband 53, beispielsweise mit einer Breite von 5 cm, wird von einer Zufuhrhaspel 58 abgezogen und von einer Aufnahmehaspel 59 aufgenommen. Der Antrieb und der übrige Mechanismus für die Haspeln 58 und 59 und das Band 53 sind üblich und nur in großen Zügen dar-· gestellt. Der Bereich, in dem das Band 53 die Trommel 52 passiert, ist so beschaffen, daß dort das Band 53 rinnenförmig gebogen ist, um sich so dem Umfang der Trommel 52 anzupassen. Dies geschieht durch einen Führungsmechanismus 60, der überdies das Band 53 in genauer Ausrichtlage relativ zur Trommel 52 hält.

Der Antriebsmechanismus für die Abtasttrommel 52 und die Kapstanwelle 55 weist einen Trommelmotor 62 bzw. einen Kapstanmotor 63 auf. Diese Motore werden durch Signale von einer Stromquelle, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, gespeist. Eine Untersetzungskupplung 65 zwischen dem Trommelmotor 62 und der Abtasttrommel 52 — sie kann durch einen Riementrieb oder sonst ein Übersetzungsgetriebe gegeben sein — dreht die Abtasttrommel 52 mit der ausgewählten Nenn-Drchzahl. In gleicher Weise wird die Kapstanwclle 55 durch den Kapstanmotor 63 über eine Untcrsctzungskupplung 66 mit Nenndrehzahl angetrieben. Schwankungen in der Drehzahl der sich drehenden Elemente 52 und 55, die sich unvermeidbar durch Schwankungen des von der Stromquelle gelieferten Signals ergeben, und durch einen Schlupf der Antriebe u. dgl. werden nicht während des Aufzeichnungsvorgangs genau reguliert. Statt dessen ist ein Einstell-Mechanismus 68 an die Abtasttrommel 52 gekoppelt und genau zu dieser ausgerichtet; dieser Einstell-Mechanismus wird als Bezug für ein Zeitkodicrungssignal verwendet. Obwohl die verschiedensten Zeitsignalgeneratoren benutzt werden können; besteht doch der Einstell-Mechanismus 68 vorzugsweise und in der Regel aus einem Magnetabnchmermechanismus 69, der Signale synchron zur Drehung der Abtastlrommel 52 beim Aufzeichnungsbetrieb erzeugt. Diese schwankenden Signale werden nach Verarbeitung in geeigneten Form- und Verstärkerkreisen 70 einem Steuerspur-

ίο

verbleibenden Steucrschleifen erzeugen. In einer der Steuerschleifen führt das Hochpaßlilter 88 die sich schnell verändernden Komponenten in dem Phasenfehlersignal dem Steuercingang des Phasenschieber- 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 Zeitkodcmustcr 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 erfindungsgcmüßc System hat den Vorteil, daß to Signals werden durch ein Tiefpaßfilter 89 gewonnen die Aufzeichnungselemente, 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 Steucrals Teil einer kombinierten Aufzcichnungs- und Wie- schleife, die das Tiefpaßfilter 89 enthält, integriert die dcrgabeeinhcit. 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 Speiselcistung. 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 20 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 eliaufgcbaut 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 Abtasttrommcl 52 über eine *5 halb ±0,25 Mikrosekunden halten,
geeignete Drehkontaktanordnung, 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 tentschrift 3 017 462 erläutert. Aus dieser Patentextrahieren und Datensignalc den zugeordneten Ver- ^schnft ergeben sich auch noch weitere Einzelheiten arbcitungskreisen 75 liefern, die an anderer Stelle 30 ^übe>" die Wirkungsweise und die Eigenschaften der diskutiert sind. Eine Anzahl verschiedener Servo- Schalteinheiten.

Steucrschleifen trägt kumulativ zu der hochstabilen °as Servosystem zur Steuerung des Kapstan-

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

Dic Stcuerschlcife für den Abtastkopf 52 weist det die Zeitkodicrungssignalc vom Steuerspurkopf 72 drei miteinander verkettete Schleifen auf, die zu- 35 ^{untJ die} Signale vom Abnehmcrmechanismus 69. Von sammen ein in der Phase festgehaltenes Servosystem ^dem Former- und Verstärkerkreis 70 werden zykbilden. Der Pilotträger, der von dem wiedcrgegebc- ''sehe Wcllenformen geliefert und dem Abnehmernen Signal abgeleitet ist, enthält Felllerinformationen, 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 übridertcr stabiler Oszillator sein oder, wie unten crläu- g^c" 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 ^eiSⁿet eingestellt. Die Signale von den Former- und gekoppelten Frcquenzteilerschaltungen 77 bzw. 78 Verstärkerkreisen 70 und 90 gelangen also sowohl auf niedrigere Frequenzen gebracht. Dabei werden 45 ^7U den Phasenkomparator- und Filterkreisen 87' als aber die bestehenden Frequenz- und PhascndilTeren- 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- schwindigkcitsrückkopplungssignalc nach Maßgabe stimmtcr Weise zur Steuerung des Trommelsynchron- der Signale des Frcquenzdiskriminators 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

i i i Shlif di

Drehung des Troinmclmotors 62 wird ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssignal von einer Schleife abgeleitet. Diese Schleife enthält einen Frcquenz-Diskriminalor 82, der Fehler- und Bezugssignale von 55 den Frcquenzteilersclialtungen 77 und 78 erhält. Das Signal vom Frcquenz-Diskriminator 82 gelangt zu einem Phasenschieber- und Modulatorkreis 83, der auf die Signale eines Oszillators 85 variabler Frequenz anspricht. Wenn sich der Trommelmotor 6» 62 zur Verringerung des Fehlers in seiner Drehzahl ändert, verringert sich das Frequenzfehlcr-Slciierungssignal von dem Diskriminator 82, so daß ein Übersteuern iler Dieh/ahlkonekttii begrenzt wird. Λ 5

Das wiedergesehene Pilotsignal und das UezugssijMiiil werden ferner Phasenkomparator- und Filterkissen H7 zugeführt, die Fchlcrsignalc für die beulen

Schleife, die vom Ilochpaßfiller 88' zum Phasenschieber 83' gelangen und durch Steuerung des Oszillators 85' variabler Frequenz durch den Tiefpaßfilter 89'. Im Effekt wird, wie dies auch in der USA.-Patentschrift3OI7 462 beschrieben ist, die Drehzahl der Kapstanwelle 55 auf die korrigierte Drehung der Trommel 52 eingestellt.

Die letzte Servosteuerung, die in dieser Anordnung vorgesehen ist, steuert die Stellung der Miitteil'ührung 60 relativ zur Ablasllronimel 52. Da das Magnetband in seinen Abmessungen nicht stabil ist, insbesondere nach lirhitzuiig permanent schlupft, können beim Ablesen der Daten Änderungen tier Daleiigeschwindij'keit auftreten, wenn die körperlichen Abinessiiiigsäiuleruiigen des Magnetbandes nicht kompensiert werden. Hierzu muster! die Mutlei führung 60 die OuernhiucsNiiug des Miiguclhandcs 53, indem

sie das Magnetband in entsprechender Weise über die Trommel 52 streckt. Im Verarbeitungskreis 75 erfolgt ein Phasenvergleich zwischen dem wiedergegebenen Pilotsignal und dem Bczugssignal. Das sich dabei ergebende Phascnfehlersignal wird einem Ncigunj;:;-tiiterkreis 92 zugeführt. Die sich langsam verändernde Komponente des Signals vom Neigungsfilterkreis 92 wird durch ein Tiefpaßfilter 93 gewonnen und dem Muiterführungsmotor 94 zugeführt. Eine solche Anordnung wird weithin in Querspurabtastungs-Aufzeic'.inungs- und -Wiedergabesystemen verwendet und braucht daher hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Eine verallgemeinerte Darstellung des Frequenzspektrums der aufgezeichneten Signale ist in F i g. 4 gegeben. Wie aus dieser Figur ersichtlich, besetzen die Daten ein Frequenzspektrum von /₄ bis /₅, um eine mittlere Trägerfrequenz, die in der Mitte dieser . beiden Grenzen liegt. Der Pilotträger hat eine Frequenz /₆, die außerhalb des Datenbandes liegt. Innerhalb des Datenbandes besetzen die verschiedenen Eingangssignale sich gegenseitig ausschließend Abschnitte des Spektrums. Beide Seitenbänder um die Mittelfrequenz herum werden selbstverständlich nicht benötigt. Tatsächlich bleibt eines der vollen Seitenbänder in der Regel bei der Aufzeichnung und Wiedergabe nicht erhalten. Bei einer mittleren Trägerfrequenz von 6 MHz beispielsweise und bei Brcitbanddaten über 4 MHz erstreckt sich das frequenzmodulierte Spektrum von 2 bis 10 MHz. Es ist nicht notwendig, daß die Wiedergabeköpfe den ganzen Bereich erfassen, da die frequenzmodulierten Signale es nur erforderlich machen, daß sie einen Bereich von 2 bis 7,5 MHz erfassen. Die Frequenzen oberhalb 7,5 MHz gehen beim Aufzeichnen verloren. Ihr Informationsgehalt ist jedoch voll im anderen Seitenband vorhanden. Wenn die wiedergegebenen Signale später durch den Begrenzer laufen, werden die oberen Frequenzkomponenten wiederhergestellt.

Ein insbesondere brauchbarer frequenzmodulierter Kreis 19 (P'ig. 1) zur Erzeugung einer Spektralverteilung, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, ist als Blockschaltbild in F i g. 5 dargestellt. Die Eingangsdatensignale, die als Analogsignale verwendet werden, steuern zwei Oszillatoren 96, 97 variabler Frequenz, die in Abstand voneinander befindliche ausgewählte Mittelfrcquenzen haben. Es erwies sich insbesondere als /weckmäßig, die Oszillatorenkreise unter Verwendung spaniHingsabhängigcr Kondensatoren frequenzzu-modulieren. Solche Kreise sind außerordentlich empfindlich und erfassen einen weiten Bereich, und es lassen sich im Gegentakt Kupplungselemente für Nichtlinearitäten in den charakteristischen Kurven der spannungsabhängigen Kondensatoren betreiben. Für eine initiiere Trägerfrequenz von 6 MHz wurden beispielsweise für die Oszillatoren 96, 97 Nennmittelfrcqiicn/cii von 103 und 97MIIz gewählt. Die l'requenznioilulieiten Ausgangssignale von den Oszillatoren 96 und 97 wurden dabei in einem Mischer überlagert, und danach wurden die unerwünschten Harmonischen in l^;ilterkrciscn 99 entfernt. Dadurch entstanden Signale mit dein in l·' i g. 4 dargestellten Spektrum. Da Temperaturänderungen eine Frequenzänderung der l'requcnz.überlagci ten Signale in gleicher Richtung hervorrufen, ändert sich die Ausgangsfrequcnz nur wenig mit der Temperatur. Die durch das Signal erzeugten unerwünschten Frequenzen, die kohärent /in Fingangswello sind, werden auf einem Pegel gehalten, der unterhalb des mittels des Signals erzeugten weißen Geräuschs liegt.

In der F i g. 1 ist ein bevorzugter Phascnjustier- und Umschaltkrcis 36 dargestellt. Die wicdergcgcbencn Datensignale einschließlich des Pilotlrägcrs kommen von vier getrennten Vorverstärkerkreisen 33 (F i g. 1), während die vom Kopf abgenommenen Signale vom Servostcuersystem 30 der Fig. 1 geliefert werden. Das in Fig. 6 dargestellte System ist im

ίο wesentlichen ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten. Jedoch wird das Bezugssignal von einem Oszillator variabler Frequenz gewonnen, und die Bandpaßfiltcr zur Aussonderung des Pilotträgers sind getrennt dargestellt.

Die vom Kopf abgenommenen Signale betätigen einen Gattergenerator 100, der eine Anzahl verschiedener Ausgangssignale erzeugt. Diese Signale sind direkt als Zeitsignalc zu verwenden. Diese Zeitsignalc repräsentieren die jeweilige Drehzahl der Köpfe auf der Abtasttrommel und die jeweilige Lage der Köpfe zu jedem Zeitpunkt. Befinden sich an der Trommel vier Köpfe, so liefert der Gattergencrator 100 acht verschiedene Rechteckwellen mit einem Phasenabstand von 45° und der gleichen Frequenz wie die

.25 Drehzahl der Trommel.

Liegen die einzelnen Köpfe auf der Abtasttrommel im Winkelabstand von 90" voneinander, so befinden sich jeweils zwei benachbarte Köpfe in Kontakt mit dem Magnetband. Sie liefern dann Signale, die in einigen Abschnitten des vollständigen Zyklusses gleich sind. Die einander gegenüberstehenden Köpfe, die Paare 1 und 3 und 4 und 2 geben während des gleichen Zeitpunkts nirgendwo im Zyklus Signale ab. Diese Tatsache wird durch erste Gatterkreise 101 bzw. 102 ausgenutzt, die jeweils Signale von verschiedenen, einander gegenüberstehenden Kopfpaaren erhalten. Unter der Stcuerwirkung der jeweiligen Gattersignale wird daher jedes der Gatter 101 und 102 während eines 90°-Abschnitts der Drehung der Abtasürommcl aktiviert, jeweils dann, wenn eines der Kopfpaare in Kontakt mit dem Band ist, dann im nächsten 90°-Abschnilt entaktiviert, im folgenden 90"-Abschnitt reaktiviert usw.

Die wiedergegebenen Signale werden daher in zwei gesonderten Signalkanälen verteilt, in denen die endgültige Zeitbasisjustierung erfolgt. Die Phasenjustierung der wiedergegebenen Signale erfolgt vor der endgültigen Wiedervereinigung aus den verschiedenen Kanälen. In dem Kreis, der diejenigen Signale vom Gatter 101 enthält, die an den ersten und dritten Kopf gekoppelt sind, wird eine gesteuerte und genaue Verzögerung mittels einer elektronisch variablen Verzögerungsleitung 104 eingeführt, die von einem Phasenkomparator 105 gesteuert wird. Die variable Verzögerungsleitung 104, die im einzelnen später noch beschrieben wird, kann spaniuingsabhänpge Kondensatoren enthalten, mit denen elektronisch die Zeitkonstanten der Hlemente der Verzögerungsleitung zu verändern sind. Der Phasenkomparator 105 crhält Bezugssignale von eiiiein Oszillator 106 variabler Frequenz, der relativ langsam durch die niedrige Frequcn/koinponente justiert wird, welche durch ein Tiefpaßfilter 107 von dem System aufgenommen wird.

Der Pilotträger, der durch die variable Verzögerungsleitung 104 läuft, wird son einem Handpaßliller 108 entfernt und dem Phasenkomparator 105 zuiiefüliit, wo er in bezug zur variablen Frequenz des

Oszillators 106 gesetzt wird. Der Phasenkomparator 105 erzeugt ein Fchlersignal zur Steuerung der Verzögerung, die durch die variable Verzögerungsleitung 104 erzeugt wird. Da dies die letzte Zeitkorrektur in einer Reihe kumulativer Zeilkorrrektionen 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 Nenni'rcqiieii/. des l'ilotlrägers. 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 PhascndilVerenz zwischen dem■ wiedergegebenen Pilolträger und tier Standard! rcquenz beibehalten bleibt. Die konstante Phasendilleienz wird dazu verwendet, um die variable Verzögerungsleitung 104 in der Mitte ihres Arbeitsbereichs zu halten.

Das Bandpaßfiltcr 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 Bezugssignalc von dem Oszillator 106 variabler Frequenz und den Pilotträger von dem Bandpaßfilter 118. Die Pilotträgersignale werden in beiden Signalkanälcn durch Bandeliminationsfiltcr 109 bzw. 119 gedämpft und gemeinsam einem zweiten und letzten Gatterkreis 122 zugeführt, der von dem Gattergencrator 100 gesteuert wird. Diese Gatterkreise 122 bewirken ein langsames Übersehalten derart, daß die Übergänge, die auf Grund der hohen Sehaltgeschwindigkeit 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 Fchlersignalen von den Phascnkomparatorcn 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' Fig. 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. F.s können daher lang andauernde Verschiebungen nicht vorkommen, und die Zeilbasis ist unter fortwährender Kontrolle. Weilerhin wird an Bauelementen hinsichtlich Anzahl und Komplexität gespart. Es ergibt sich eine Herabsetzung der Gesamtkosten, dabei aber eine Erhöhung der Zuverlässigkeit. Neben der Zeilbasisstabilität ist besonders wichtig die kontinuierliehe Datenwiedcrgabc. 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 Gattcrsignal-Generator 100, der Zeilimpulse zur Steuerung der Gatter 101, 102 und 122 in der Anordnung nach Fig. 6 liefert, ist in F i g. 7 dargestellt. Das Umschaltsystem erfordert acht gleiche Abstände voneinander aufweisende Zcitsignale bei jeder Umdrehung der Abtasttrommel. Diese Zeitsignale werden nach Maßgabe der von dem Bezugsmechanismus 69 aufgenommenen Signale erzeugt; der Bezugsmechanismus 69 arbeitet mit der Ablasttrommcl 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 synchronisicrt. Diese Signale werden durch den Gattersignal-Generator 100 in acht gesonderte Signale umgewandelt, von denen jedes die Frequenz der Abtastrommcl hat, die jedoch einen Abstand von 45° untereinander relativ zur Trommcldrehung 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 bzw. 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 DifTerenzierkreis 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 Rcchtcckwelle mit der Abtasttrommelfrequenz in bezug zu einem ersten Impuls des Abtasttrommclzyklus 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 einsieht eine erste Rechteckwelle, wobei der eingestellte Ausgangsanschluß am Beginn des Zyklus »hoch«-geht und am 180 -Punkt »nach unten« gehl. Auf diese Weise entsteht ein Ausnaiiiissiiüial. das ein /1-Simial uenannt

führt, 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 ab-

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

Ähnlich, jedoch mit einer Phasenverzögerung von

45° in bezug zur beschriebenen ersten Rechteckwelle io gegeben, das eine feste Verzögerung relativ zum Einkommt eine Rechleekwelle an den Einstell-Ausgangs- gangssignal hat. Wird jedoch ein Fehlersignal vom anscliLuß des dritten Flip-Flops 137, der mit dem Phasenkomparator 105, 115 in Fig. 6 oder den Phazweiten Impuls der Reihe beginnt und mit dem sech- sendetektoren 150, 151 in F i g. 8 der variablen Verstcn Impuls der Reihe endet. Beides sind negative zögerungsleitung 104, 114 zugeführt, so wird die feste Impulse. Diese Impulse werden unabhängig vpnein- 15 Verzögerung nach Maßgabe der Spannung des Fehander durch das andere Entseheidungsnetz 134 unter lersignals verändert. Die Fehlerspannung verläuft der Steuerwirkung der Zähler 131 ausgewählt. Die etwa proportional zur vierten Potenz der Änderung Signale an den beiden Ausgangsanschlüssen des der festen Verzögerung. Jede Zunahme der Fehlerdritten Flip-Flops 137 können B- und F-Signale ge- . spannung erhöht die zusammengefaßten Kapazitäten nannt werden. Die Ausgangssignalc, die von dem 20 und das Ausmaß der Verzögerung. Die Fehler-Steuer-

zweiten bzw. vierten Flip-Flop 136 bzw. 138 angeliefert werden, weiden in ähnlicher Weise gesteuert, um den gewünschten Zeitzusammenhang in den Rechteckwellcn zu erhalten, die sie mit der Frequenz der Abtastlrommel erzeugen.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine oll'ene Servoschlcifen-Anordnung zur Phasenjustierung und für die Umschaltkreise 36 der F i a. 1 zu verwenden. Eine solche Aiiordnuna ist spannung 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 Pha-

in F i g. 8 dargestellt. Einzelheiten, die bereits in Zu- 30 senverzögerung. Wird die Anzahl vergrößert, so ersnmmenhang mit F i g. 6 erläutert wurden, sind in höht sich auch die feste Verzierung, und ferner ist F i g. 8 aus Gründen der Einfachheit fortgelassen. eine größere Variation des Bereichs der einstellbaren Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 erfolgt Verzögerung möglich. In Anbetracht des abgeglichecine Vorumschaltiing in ersten Gattern 101 und 102, nen Systems wirken die gegeneinandergeschalteten um einander gegenüberstehende Köpfe der Abtast- 35 spannungsabhängigen Kondensatoren eines jeden trommel während Intervallen zusammenzukoppeln, in Paares derart, daß die Effekte von irgendwelchen denen keine Übergänge in das System eingefühlt wer- Spannungsänderungen, die durch das Informationsden können. Variable Verzögerungsleitungen 104 und signal allein verursacht sein können, aufheben. Nur 114 justieren die Phase des Signals, das von den die Fehlersteuerspannungen, die von den Phasen-Schaltern 10t, 102 kommt. Eine endgültige Kombi- 40 komparatoren 105.115 oder den Detektoren 150 und

dieser Signale in den beiden Kanälen erfolgt in den letzten Gattern 120, wobei vorzugsweise die oben erörterten Techniken des allmählichen Überschaltcns verwendet werden. Die Steuerung dieser Anordnung mit einer offenen Schleife erfolgt unter Verwendung dieses Frequenznormals 20 und von zwei Phasendetektoien 150, 151. Wie es bei Anordnungen mit offener Schleife üblich ist, sind die Fehlersignale, die von den Pliasendetcktoren 150,151 geliefert werden, proportional zur Differenz zwischen dem Standardsignal und dem wiedergegebenen Signal. Ys erfolgt eine Steuerung der variablen Verzögerungsleitungen !04 und 114 derart, daß eine kompensierende Verzögerung eingeführt wird, die den Fehler bcv.'iiu'i.

In Fig. 9 ist eine Ausfühiiingsform 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 Parameterleitimg bilden. Die Kapazitäten der -Kondensatoren ändern sich nach Maßgabe eines Steuersignals, das an sie im Gegentakt gelegt werden kann. Im Betriebszustand werden die verarbeiteten Datensignal^· von den eisten Gattern 101 und 102 ab- <!i.-nominell und über einen Absclilußwiderstand oder einen Belastimgswiderstaiul 170 einer Schiene zugc- 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.

Claims (5)

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 Wiedergabe durch die von der Trommel getragene Magnetkopfanordnung erfolgt, an der das Magnetband vorbeibev.eg't wird und wobei eine erste, M)H auf einer I.üiigsspur aufgezeichneten Taktsignalen gesteuerte Servoeinrichtung zur Steuerung eines Bandantriebsniotors und eine zweite Servoeinrichtung zur Steuerung eines Tronimdantriebsmolors vorgesehen ist. dadurch gek e η η ζ e i c Ii net, daß zur Steuerung der Servo-

109 623/28

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, aufeinanderfolgende 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 Uberlappungsbereichen 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 deh 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