DE1499852A1 - Traeger zur Aufzeichnung wenigstens zweier Signale in Mehrfachrillenschrift und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Hans-Joachim Klemp 1000 Berlin k5 (Lichterfelde)

En/La l8, November 1966

Träger zur Aufzeichnung wenigstens zweier Signale in Mehrfach·· rillenschrift und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger mit wenigstens zwei als Mehrf achrillenschrif t in einer gemeinsamen Rille auf-» gezeichneten Signalen sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung,,

Es ist bereits bekannt, in einer Schallplattenrille zwei Signale aufzuzeichnen, die vollständig voneinander unabhängig sein können« Das Übersprechen zwischen den beiden signalka~ nälen wird dadurch genügend klein gehalten, daß die zu den beiden Signalen gehörenden Auslenkungsrichtungen des Schneidstichels bzw. Abtaststiftes aufeinander senkrecht stehen. Beispielsweise kann das eine Signal als Tiefenschrift_t das andere Signal als Seitenschrift aufgezeichnet sein» Bevorzugt wird heute eine Aufzeichnungsart für zwei zu einem zweikanaligen Stereophoniesignal gehörende Teilsignale, bei denen die Auf-ζ ei chnangsri chtuj}gen unter Winkeln von +^5 für den einen Kanal und -4t5 für den anderen Kanal gewählt sind, wobei diese Winkel gegenüber der Normalen auf der Oberfläche des Rillenträgers bestimmt sind.

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Es ist auch bekannt, mehrere Tonsignale oder auch ein Fernseh-Bildsignal mit begleitendem Tonsignal auf einem magnetischem ' Speicher, vorzugsweise in Sandform, aufzuzeichnen» Bei entsprechend großem Materialaufwand lassen sich dabei vorzügliche Ergebnisse erzielen und der Perfektion der Aufzeichnung und Wiedergabe ist kaum eine praktische Grenze gesetzt. Alle diese Verfahren der magnetischen Speicherung weisen jedoch den gemeinsamen Nachteil auf, daß die gespeicherten Programme nicht auf einfache Weise vervielfältigt werden können. Diese Vervielfältigung ist nämlich nur durch Überspielen vom Originalspeicher auf weitere Speicher erreichbar, also durch einen Vorgang, zu welchem sowohl kostspielige Apparaturen als auch ein erheblicher Zeitverbrauch erforderlich sind«,

Demgegenüber steht der schätzenswerte Vorteil, daß die von den üblichen Schallplatten bekannte Rillenschrift von einer nach dem Original hergestellten Matrize durch einen Preßvorgang vervielfältigt werden kann, der für jeden hergestellten Träger nur wenige Sekunden Zeit in Anspruch nimmt und nur den Aufwand rein mechanischer Geräte erfordert.

Es besteht daher immer noch die Aufgabe, einen Träger zur Auf*· zeichnung wenigstens zweier Signale in Mehrfachrillenschrift zu schaffen, der die Speichermöglichkeit hinsichtlich der in einer Rille unterzubringenden Anzahl von Signalen gegenüber den bekannten Mehrfachrillenschriften um ein weiteres Signal vermehrt, oder der bei Speicherung nur eines Tonsignales in der Rille die Möglichkeit schafft, in der gleichen Rille ein weiteres Signal von wesentlich ausgedehnterem Frequenzbereich zu speichern, beispielsweise ein Tonsignal in der bereits foe··

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kannten Rillenschrift-Technik_t und dazu außerdem noch ein Bildsignal· Weitere Anwendungsmöglichkeiten solcher Träger, die in einer Rille die Speicherung; eines oder zweier niederfrequenter Signale und dazu eines weiteren höherfrequenten~ Signales erlauben, ergeben sich in der allgemeinen Informationstechnik, besonders in elektrischen Rechenatilagen«

Der Trager, mit welchem die zugrundeliegende Aufgabe gelöst wird, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Kombination einer durch mechanische Verformung eines aus magnetisiert» barem Material bestehenden Teiles der Rillenoberfläche erzeugten Magnetschrift für ein erstes Signal mit einer gewöhnlichen in räumlichen Eigenschaften der Rille bzw. des Rillenverlaufes bestehenden rein mechanischen Schrift für ein zweites Signal«

Durch die Erfindung werden zwei an sich bekannte Speichermethoden, nämlich die Nadeltonaufzeichnung und die magnetische Speicherung, miteinander so kombiniert, daß nicht nur ein Aufzeichnungsorgan beide Aufzeichnungsarten gleichzeitig herstellen kann, sondern daß auch ein gemeinsames Abtastorgan beide Aufzeichnungen ohne gegenseitige Beeinflussung wiedergeben kann« Da außerdem die Magnetschrift nicht, wie von Bandspeichern her bekannt, durch verschiedene Stärke der Magnetisierung des Trägermateriales an den verschiedenen Stellen erzeugt wird,- sondern durch dem Signal entsprechende mechanisch· Verformungen des aus magnetisierbarem Material bestehenden Trägers, läßt sich diese Art der magnetischen Aufzeichnung ebenso durch einen einfachen Preßvorgang vervielfältigen wie die mit ihr in derselben Rille verbundene mecha-

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nische Aufzeichnung, sei es eine Einkanal-Tonaufzeichnung in Seiten- oder Tiefenschrift oder eine stereophonische Aufzeichnung in der bekannten Zwei-Komponenten-Schrift mit Auslenkungewinkeln von +45° und -45°. Im letzteren Fall können also in derselben Rille drei Signale gespeichert werden, zwischen denen praktisch kein Übersprechen besteht, von denen für zwei Signal« die durch die mechanische Abtastung bedingten Frequenzbandgrenzen gegeben sind, während für das magnetisch aufgezeichnete Signal nur die im allgemeinen günstigeren Frequenzbandgrenzen der magnetischen Abtastung gelten.

Besondere Bedeutung besitzt die Erfindung für die Speicherung eines monophonisehen oder stereophoniechen Tonsignales in Verbindung mit einem Bildsignal, so daß auf diese Weise in derselben Rille alle Teile eines vollständigen Fernsehsignal·· mit Bild und Ton gespeichert werden können.

Es sei erwähnt, daß es nicht nur bekannt ist, eine magnetisch· Speicherung mittels Änderungen der Stärke der Magnetisierung zu bewirken, sondern daß auch ein magnetischer Träger bekannt ist, der für ein Diktiergerät am Speicheranf^ang,in dem magnetischen Träger eine mechanische Einprägung periodisch nach* einander ablaufender Vertiefungen besitzt, durch welche in dem Abnahmekopf infolge einer Änderung seines Abstandes von der wirksamen Oberfläche des magnetischen Speichers ein Tonsignal hörbar wird. Durch diese Anordnung ist die sogenannt« Abstandemodulation, die auch bei der Erfindung für die nag» netische Aufzeichnung benutzt wird, an sich bekannt geworden.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In Fig. 1 ist schematisch ein Teilstück 1 eines

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Trägers dargestellt, der sonst beliebige Form haben kann. Er kann beispielsweise die Form einer gewöhnlichen Schallplatte besitzen oder auch bandförmig oder walzenförmig sein. In der Rille 2 des magnet!sierbaren Trägers 1 ist nun für ein erstes Signal die Oberfläche beider Rillenflanken in ihrer Form geändert, so daß durch die kurzen dargestellten Wellen die Magnetschrift 3 gebildet wird. Die mechanische Verformung zur Erzeugung der das erste Signal speichernden Magnetschrift 3 weist dabei eine Schriftkomponente in Richtung der Rillentiefe auf, so daß bei der Annahme eines Schneidstichels mit Dreieckprofil beide Rillenflanken die die .Magnetschrift 3 bildenden Formänderungen aufweisen. Die Rille 2 weist aber noch andere, tieferfrequente Signalinhalte auf, welche dem höherfrequenten magnetisch gespeicherten Signal bei der Aufzeichnung unmittelbar superponiert werden können, die aber bei der Wiedergabe getrennt abgetastet werden· Die Aufzeichnung dieser niederfrequenten Signale drückt sich in der Rille durch die langwelligen Änderungen des Rillenverlaufes aus, von denen bei 3* ein Minimum und ein Maximum des Wellenzuges bezeichnet ist. Vorzugsweise kann diese mechanische Schrift zur Aufzeichnung des zweiten Signales eine an sich bekannte Zwei-Komponenten-Schrift sein.

In Fig. 1 ist auch angedeutet, wie die auf diese Weise gespeicherten Signale getrennt abgetastet werden können." Dazu dient ein gemeinsamer Abtaststift, der aus dem rein mechanisch wirksamen Teil k und dem mechanisch und magnetisch wirksamen Teil 5 zusammengesetzt ist. Die Ausbildung und Gestalt des Abtaststiftes geht noch deutlicher aus Fig. 2 hervor· Dieser Stift kann nun mit seiner kugelförmigen Spitze in an sich bekannter Weise auf den Rillenflanken laufen und so die mecha-

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nische Schrift 3* ία üblicher Weise wiedergeben. Für den Kugelradius der Spitze gibt es allerdings die Bedingung, daß der Radius so groß sein muß, daß die Kugelspitze immer auf mehreren "Höhen" der Magnetschrift 5 zugleich aufliegt, daß sie also nicht in die "Tiefen" zwischen zwei "Höhen" der Magnetschrift hineinfallen kann. Diese Beziehung läßt sich mathematisch folgendermaßen ausdrücken:

r U^ IoTVD A»B Aufzeichnungsmax max *" Wellenlänge des tiefsten

Bildfrequenzsignales

Um hierbei mit einfachen Begriffen arbeiten zu können, wird vorausgesetzt, daß es sich bei der höherfrequenten magnetischen Aufzeichnung um ein Bildfrequenzsignal und bei der tieferfrequenten mechanischen Aufzeichnung um ein Tönfrequenzsignal handelt, wobei das letztere zwei stereophonisch miteinander verknüpfte Signalanteile aufweisen kann» Genügt der Kugelradius r der Spitze des Abtaststiftes der angegebenen Bedingung, so führt der Abtaster mit Sicherheit keine mechanischen Bewegungen entsprechend den höherfrequenten Signalanteilen aus. ,

Es muß aber natürlich auch dafür gesorgt werden, daß der Kugelradius der Abtastspitze klein genug ist, um die mechanisch gespeicherten Signalanteile richtig abtasten zu können· Um das zu erreichen, muß der Radius r der Kugelspitze im Grenzfall der Beziehung genügen:

T μ Aufzeichnung]···

min

Wellenlänge des höchsten Tonfrβquenzβignale s

■ Auslenkwinkel der Rille

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Der Abtaststift wird konstruktiv mit einem mechanisch-elektrischen Wandler verbunden, so daß seine mechanischen Auslenkungen in bekannter Veise als elektrische Signalspannung· wiedergegeben werden· Dabei kann die Auslenkungsrichtung der mechanischen Schrift in der Rille unter einem Winkel zwischen +45° (rechte Rillenflanke) und -45° (linke Rillenflanke) liegen. Hierzu wird auf den oberen Teil der Fig.. 2 hingewiesen, in welcher über des Abtaststift 4, 5 diese Auslenkungsrichtungen schematisch angedeutet sind· Natürlich kann auch eine reine Tiefenschrift in Richtung der Achse t-t oder eine reine Seitenschrift in Richtung der Achse s-s für die mechanische Aufzeichnung verwendet werden.

Die Abtastung und Wiedergabe der magnetischen Aufzeichnung erfolgt durch die Wirkung der scharfen Kante des magnetisierbaren Teil·» 5 des Abtaststiftes, wenn diese über die kleinen Wellen der magnetischen Aufzeichnung 5 hinweggeführt wird. Dabei kommt es »u einer sogenannten Abstandsmodulation, weil zwischen dem magnetischen Material des Trägers 1 und dem mag» netisierbaren Teil 5 des Abtaststiftes innerhalb des magnetischen Kreises ein entsprechend der Schriftmodulation in seiner Breite schwankender Spalt eingeschaltet ist· Ke kommt daher zu entsprechenden Änderungen des magnetischen Flusses in dem magnetischen Teil 5 des Abtaststiftes, weiche in der um den Abtaststift herumgelegten Spule 7 entsprechende Spannungen induzieren· Um durch die hintereinander geschalteten magnetischen Medien des Rillenträgers 1 und des magnetischen Teiles 5 des Abtaststiftes einen magnetischen Fluß zu treiben, ist ein äußeres Hilfsfeld vorgesehen, dessen Feldlinien in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien und Pfeilspitzen sowie der Bezeichnung

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S und N angedeutet sind. Es ist auch möglich, als magnetisches Material des Trägers eii-in magnetisch harten Werkstoff zu verwenden und ihn bei der Herstellung in geeigneter Weise zu magnetisieren. - Für die Aufzeichnung der niederfrequenten Toneignale kann auch die der Stereotechnik bekannte Zwei-'Komponenten-Schrift benutzt werden, bei welcher die Aufzeichnung des einen Signalanteiles unter einem Winkel von -45 und die Aufzeichnung des anderen Signalanteiles unter einem Winkel von +^5 erfolgt·

Der Informationsträger kann plattenförmig, bandförmig oder walzenförmig sein und muß wenigstens in einer oberflächennahen, eine Rillentiefe einschließenden Schicht magnetisch wirksames Material enthalten. Zur Vermeidung nichtline*rer Verzerrungen bei der Wiedergabe der abgetasteten Magnetschrift sollte bei der Aufzeichnung nach bekannter Methode die elektrische Signalgröße im kompensierenden Sinne vorverzerrt sein. Diese Vorverzerrung kann eine Amplitudenverzerrung und eine Phasenverzerrung enthalten*

Der Träger nach der Erfindung hat den wesentlichen Vorzug, daß er in einem einfachen Preßvorgang wie eine gewöhnliche Schallplatte vervielfältigt werden kann. Aber auch die Herstellung des Trägeroriginales, nach welchem die Preßmatrize angefertigt wird, weist den Vorzug der Einfachheit auf. Die Magnetschrift 3 und die mechanische Schrift 3* können nämlich durch die Auslenkung eines gemeinsamen Schneidstichels in Abhängigkeit von der Summe der Momentanwerte einer dem ersten Signal und einer dem zweiten Signal entsprechenden elektrischen Größe erzeugt werden. Zur Vermeidung von Schwierigkeiten hinsichtlich der relativen Frequenzbandbreite der Signale empfiehlt es sich,

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das erste Signal und vorzugsweise auch das zweite Signal je in Form einer ersten bzw. zweiten modulierten Trägerschwingung aufzuzeichnen. Man kann dann die Frequenzbandbreiten durch Wahl der Trägerfrequenzen so ordnen, daß das erste Signal eine höhere Frequenzlage hat als das zweite Signal und der Frequenzbereich des ersten Signa4.es nicht in die von dem zweiten Signal eingenommene Frequenzbandbreite eingreift» Dies ist ohne Schwierigkeiten für ein Bildsignal als erstes Signal und für ein Tonsignal als zweites Signal erreichbar, wobei diese beiden Signale zusammen ein kombiniertes Fernsehsi,gnal _r bilden. _:.......

Schwierigkeiten bei der mechanischen Aufzeichnung, besonders des höherfrequenten ersten Signales, werden vermieden, wenn die Aufzeichnung mit gegenüber dem normalen Zeitablauf der Signale wesentlich verringerter Geschwindigkeit und entsprechend verringerten Auslenkungsfrequenzen für den Stichel erfolgt,

Praktische Versuche haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Träger und das erfindungsgemäße Verfahren seiner Herstellung gute Ergebnisse liefern, wenn der Träger z.B. die Größe und Form einer 17 cm-Schallplatte besitzt, wobei auf einen Millimeter Aufzeichnungsbreite in der Richtung des Plattenradius wenigstens 3o, vorzugsweise loo, Rillen kommen· Bei einer Um— drehungszahl von looo Umläufen pro Minute und loo Rillen pro Millimeter ergeben Io mm Aufzeichnungsbreite dann eine Minute Aufzeichnungszeit. Praktische Versuche lassen erwarten, daß entsprechend der Erfindung die Aufzeichnung und Wiedergabe eines kombinierten Fernsehsignales mit befriedigender Qualität möglich ist ο . .

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Claims (11)

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1) Träger mit. wenigsten· zwei ale Mehrfachrillenschrift in einer gemeinsamen Rille aufgezeichneten Signalen, gekennzeichnet durch die Kombination einer durch Mechanische Verformung eines aus magnetisierbarem Material bestehenden Teiles der Rillenoberfläche erzeugten Magnetschrift (3) für ein erstes Signal mit einer gewöhnlichen in räumlichen Eigenschaften der Rille (2) bzw. des Rillenverlaufes bestehenden rein mechanischen Schrift (3·) für ein zweites Signal.

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2) Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verformung zur Erzeugung der das erste Signal speichernden Magnetschrift (3) eine Schriftkomponente in Richtung der Rillentiefe aufweist.

3) Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Schrift (3a) zur Aufzeichnung des zweiten Signales eine an sich bekannte Zwei-Komponenten—Schrift ist. ' ' -—'

k) Verfahren zur Herstellung eines Trägers nach einem der .Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschrift (3) und die mechanische Schrift (3a) durch die Auslenkung eines gemeinsamen Schneidstichels in Abhängigkeit von der Summe der Momentanwerte einer dem ersten Signal und einer dem zweiten Signal entsprechenden elektrischen Größe erzeugt werden· - ■ -

5) Verfahren nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß ' das erste Signal eine höhere Frequenzlage hat als das zweite Signal.

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6) Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeich- ' net,-daß der Frequenzbereich des ersten Signales nicht in die von dem zweiten Signal eingenommene Frequenzbandbreite eingreift.

7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal in Fora einer (ersten) modulierten Trägerschwingung aufgezeichnet wird.

8) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch das zweite Signal in Form einer (zweiten) modulier ten Trägerschwingung aufgezeichnet wird.

9) Verfahren na ch einem der Ansprüche k bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal ein Bildsignal und das zweite Signal ein Tonsignal eines kombinierten Fernseheignales ist· -

10) Verfahren nach eine* der Ansprüche k bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung mit gegenüber dem normalen Zeitablauf der Signale wesentlich verringerter Geschwindigkeit Und entsprechend verringerten Auslenkungsfrequenzen für den stichel erfolgt.

11) Verfahren nach einem der Ansprüche k bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung nichtlinearer Verzerrungen bei der Wiedergabe des in Magnetschrift gespeicherten ersten Signales eine kompensierende Vorverzerrung des Signales bei der Aufzeichnung vorgenommen wird.

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