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Anordnung zur phasengenauen Drehzahlregelung einer rotierenden Welle
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur phasengenauen Drehzahlregeleng der Kopfradwelle
in einem Video-Magnetbandgerät mit ggf. von der Bandlaufrichtung abweichender Videospurrichtung,
bei der ein mit der Welle rotierendes Steuerglied in einem stationären Abtastorgan
einen Impuls pro Umlauf erzeugt, und bei der durch Phasenvergleich dieser Impulse
mit den auf dem Magnetband aufgezeichneten Vertikalsynchronimpulsen eines Videosignals
ein Regelsignal gewonnen wird, das dem Stellglied des Regelkreises zugeführt wird.
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Für die Regelung bei Aufnahmebetrieb werden bei den bekannten Anordnungen
die Vertikalsynchronimpulse aus dem Videosignal herausgetrennt und der Phasenvergleichsschaltung
zugeführt. Gleichzeitig werden die aus dem Fernsehsignal herausgetrennten Vertikalsynchronimpulse
mittels eines feststehenden Synchronmagnetkopfes auf einem der Ränder des Magnetbandes
direkt oder
nach einer Umformung in Bandlängsricht;iri_: aufeinanderE,-)lgc,nd
aufgezeichnet. Bei Wiedergabebetrieb werden die getrennt zeichneten Vertikalsynchronimpulse
mit dem ortsfesten Synchronmagnetkopf abgetastet und wieder der Phasenvergleichsschaltung
zugeführt. Für die Aufzeichnung der Randspur wird bei diesen Anordnungen ein Teil
der Bandfläche benötigt, so daß die für die Aufzeichnung der Fernsehsignale ausnutzbare
Fläche des Bandes verringert wird.
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Diesen Nachteil vermeiden andere bekannte Anordnungen, die auf die
Aufzeichnung einer gesonderten Syncrironrandspur verzichten. Dabei werden bei Wiedergabebetrieb
die Magnetisierungsunterschiede zwischen deri aufgezeichneten Videomagnetspuren
und den Spurzwischenräumen mittels eines ortsfesten SyiichroiimacJnet:-kopfes abgetastet
und zur Erzeugung der Synchronsignale ausgewertet. Bei ä11en bekannten Anordnungen
ist aber ein gesonderter, ortsfester Synchronmagnetkopf vo:handen, mit dem bei der
Wiedergabe eine auf dem Magnetband in Bandlängsrichtung aufeinanderfolgend aufgezeichnete
Synchronsignalimpulsfolge abgetastet und nach Verstärkung der Vergleichsschaltung
zugeführt wird. Dieser ortsfeste Synchroninagnetkopf bildet einen Bezugspunkt, an
dem die als Korrekturgröße für die Kopf radregelung ausgewerteten Abweichungen von
der geforderten konstanten Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetband und Magnetköpfen
festgestellt wirrt. Mit der Abtastung der Syn!-,1-ironimpulse wird also praktisch
eine Messung
der Bandgeschwindigkeit vorgenommen, die zur Regelung
der Kopfraddrehzahl ausgenutzt wird.
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Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Anordnungen besteht
darin, daß zwischen chr Abtaststelle für das Videosignal mittels rotierender Video-MagnetkÖPfe
und der Abtaststelle für die Synchronimpulse mittels eines ortsfesten Synchronmagnetkopfes
aus konstruktiven Gründen immer ein Abstand vorhanden ist. Die unvermeidl ichen
Banddehnungen, denen die- zwischen den beiden Abtaststellen liegende Bandstrecke
bei. untersch=iedlichem Bandzug ausgesetzt ist, führt dazu, daß aufgrund. des dadurch
geänderten Abstandes zwischen Synchronimpuls und zugehöriger Videospur auf dem Magnetband
der rotierende Videokopf nicht mehr genau die abzutastende Videospur trifft. 11(,-i1
außerdem die Entfernung des Synchronmagnetkopfes von dem entsprechenden Impuls auf
der Videospur nicht bei allen Gräten gleich ist, haben die bekannten Anordnungen
außerdem nach den Nachteil, daß bei Wiedergabe von Bändern, die nicht auf der. zum
Abspielen verwendeten Gerät aufgenommen wurden, ein konstanter Phasenfehler auftritt.
Mit keiner der üblichen Regelanordnungen werden diese Fehler erkannt. Sie . werden
daher auch nicht selbsttätig korrigiert. Zum Ausgleich dieser Fehler ist ein von
Hand zu bedienender Einstellknopf üblich, dessen kritische Einstrt-llung für den
Benutzer eines Video-Magnetbandes eine unzumutbare Ersschwerung der Bedienung darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bei den bekannten Geräten erforderlichen
Aufwand zu verringern und für ein Video-
Magnetbandgerät mit rotierenden
Köpfen eyne einfache, preisgünstige Anordnung zur Drehzahlregelung der Kopfradwelle
zu
| n |
| schaffen, die die Nachteile der bekannten AnordnuncIvermeidet. |
Die Erfindung besteht darin, daß bei Wiedergabebetrieb die in den aufgezeichneten
Videosignalspuren enthaltenen Vertikalsynchron-Impulse mittels einer dem Abtastkopf
bzw. den Abtastköpfen nachgeschalteten Impulsabtrennstufe herausgetrennt und der
Phasenvergleichsschaltung zugeführt werden.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, d aß Abweichungen von der
geforderten konstanten Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetband und rotierendem
Magnetkopf bzw. rotierenden Magnet.-köpfen mit den rotierenden Köpfen selbst festgestellt
werden können, weil sich nämlich jede Abweichung eines rotierenden Magnetkopfes
von einer abgetasteten Video-Magnetspur aus einer Komponente in Bandlaufrichtung
und einer Komponente in Richtung der Video-Magnetspur zusammensetzt. Die in Richtung
der Video-Magnetspur auftretende Kcmponerite der Abweichung kann als Korrekturgröße
für die Kopfradregelung ausgewertet werden. Man kann also auf die bisher übliche
Messung der Bandgeschwindigkeit verzichten und bei der erfindungsgemäßen Anordnung
einen ortsfesten Synchronmagnetkopf und die dazu gehörige Schreib- und Leseelektronik
einsparen. Diese Verringerung des Aufwandes führt zu einer erheblichen Senkung der
Herstellungskosten. Die Einsparung des
ortsfesten Synchronmagnetkopfes
führt au -h auix Fortfall rler gesonderten Synchronspur, wodurch die für die Videoaufzeichnung
freigehaltene Fläche des Magnetbandes vergrößert wird: Besonders vorteil@af t ist
es auch, daß erfindungsgemäß die Abtaststelle für das aufgezeichnete Fernsehsignal
und fcir die Synchronimpulse zusammenfallen. Die durch Banddehnung verursachten
Phasenfehler werden aus diesem Grund ohne zusätzlichen Aufwand- selbsttätig ausgeregelt.
Dadurch ist es auch möglich, für Aufnahme und Wiedergabe verschiedene Geräte zu
verwenden, ohne daß ein geräteseitig veruraachter, konstanter Phasenfehler auftritt.
Außerdem wird die
| Geschwindigkeitsschwankungen: |
| Regelgenauigkeit erheblich erhöht, weil fni@S@nn@nsitxaicutia
des |
Bandes sieh bei der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber der bekannten Anordnung
im Verhältnis der hohen Umlaufgeschwindigkeit zur niedrigen Bandtransportgeschwindigkeit
weniger stark auswirken. Der Videokopf wirkt praktisch wie eine Synchronimpulslupe.
Die Regelschwankungen des Kopfradsystems werden dadurch für den Wiedergabefall wesentlich
reduziert, da das Führungssignal,nämlich der abgetrennte Bildsyrichronmpuls, durch
Bandgleichlaufschwankungen wesentlich weniger beeinflußt wird. Insbesondere wirkt
sich der dadurch erzielte-ruhigere Kopflauf bei Farbbildaufzeichnung aus, da gerade
dort Geschwindigkeitsschwankungen des Kopfrades sich als fransenartige Farbstörungen
auswirken.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert: .
Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild
bzw. ;1s schematische Darstellung die wesentlichen Teile der Schaltung und des mechanischen
Aufbaues einer erfindungsgemäßen Regelanordnung. In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus
einem für die Aufzeiähnung verwendeten Magnetband mit schräg zur Bandlaufrichtung
verlaufenden Video-Magnetspuren und die Stellung eines rotierenden Magnetkopfes
zu zwei verschiedenen Zeitpunkten schematisch dargestellt.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine von einem Motor 2 angetriebene Welle eines
Video-Magnetbandgerätes gezeigt, welche ein Kopfrad.3 trügt, auf dem ein Videomagnetkopf
K angeordnet ist. Auf der Welle 1 ist außerdem eine Scheibe 4 befestigt, auf der
ein Geber 5 angeordnet ist, der in einem stationären Abtastorgan 6 bei jelem Umlauf
einen Impuls erzeugt, Ein mittels des Videomagnetkopfes K auf einem Magnetband ?
aufzuzeichnendes Fernsehsignal wird einem Fernsehempfänger 8 entnommen, in einer
nachgeschalteten Modulatorstufe 9 z.B. freguenzmoduliert und gelangt beispielsweise
über eine Schleifringzuführung auf den Videomagnetkopf. Gleichzeitig wird das dem
Fernsehempfänger 8 entnommene Fernsehsignal einer Impulsabtrennstufe 10 zugeführt,
in der die darin enthaltenen Vertikalsynchronimpulse herausgetrennt werden. Die
am Ausgang der Impulsabtrennstufe 10 abgenommenen Vertikalsynchronimpulse und die
in dem stationären Abtastorgan 6 erzeugten Impulse werden einer Phasenvergleichsschaltung
11, die z.B. aus einem Phasendiskriminator bestehen kann, zugeführt. Der
von
einem etwaigen Phasenunterschied der beiden Impulsreihen abhängige Ausgangsgleichstrom
der Vergleichsschaltung 11 wird ggf. über eine nicht dargestellte Verstärkerstufe
einem Stellglied des Regelkreises zugeführt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Stellglied eine der Kopfradwelle zugeordnete Wirbelstrombremse, die aus
einem Elektromagneten 12 und einer auf der Kopfrädwelle befestigten Bremsscheibe,
im vorliegenden Fall der ohnehin vorhandenen Scheibe 4, besteht.
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Die Umschaltung auf Wiedergabebetrieb erfolgt durch Umschaltung eines
Aufnahme-Wiedergabeschalters 13. Das auf dem Magnetband 7 z.B. in Schrägspuren frequenzmoduliert
aufgezeichnete Videosignal wird mittels des rotierenden Vi,deomagnetkopfes K abgetastet
und über eine Demodulatorstufe 14 auf den Fernsehempfänger £i gegeben: Gleichzeitig
wird das demodulierte Fernsehsignal der auch bei Aufnahmebetrieb benötigten Abtrennstufe
10 zugeführt, in der die Vertikalsynchronimpulse herausgetrennt und zusammen mit
den vom Abtastorgan 6 kommenden Impulsen wieder der Phasenvergleichsschaltung 11
zugeführt werden, deren Ausgangsgleichstrom die der Kopfradwelle zugeordnete "dirbelstrombremse
steuert.
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In Fia. 21 .st ein ausschnitt des fürydie Aufzeichnung verwendeten
Magnetbandes 7 mit darauf aufgezeichneten, schräg zur Bandlaufrichtung geneigten
und untereinander parallelen Videomagnetspuren 15 vergrößert dargestellt. Beim.
dargestellten Ausfiihrungsbeispiel
ist in jeder Videosignalspur
ein Bild bzw. Halbbild und somit ein Vertikalsynchronimpuls 16 enthalten. Mit K(t1)
und K(t2) ist der in Fig. 1 mit K bezeichnete rotierende Videomagnetkopf zu den
aufeinanderfolgenden Zeitpunkten t2 und t2 bezeichnet. Die Geschwindigkeit des in
Richtung eines Pfeiles 17 bewegten Magnetbandes 7 ist mit vB und die Umlaufgeschwindigkeit
des sich in Richtung eines Pfeiles 18 relativ zum Band bewegenden Videomagnetkgpfes
K mit vK bezeichnet. Das Geschwindigkeitsverhältnis
ist ein Maß für die geforderte konstante Relativgeschwindigkeit zwischen Videomagnetkopf
und Magnetband. Die.Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung bei der Wiedergabe
eines aufgezeichneten Fe-nsehsignals ,soll nun im folgenden an Hand der Fig. 2 beschrieben
werden.
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Der zum Zeitpunkt t1 betrachtete Videomagnetkopf K(t1) schert aufgrund
einer Störung der Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetband und Magnetkopf seitlich
von der gerade abzutastenden Videomagnetspur aus. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Anordnung ist dabei unabhängig von der Ursache die diese Störung 'hervorruft. Für.
die vorliegende Betrachtung ist angenommen, daß sich die Relativgeschwindigkeit
und damit das Geschwindigkeitsverhältnis
vergrößert hat. Weil die Spurabweichung des Magnetkopfes aus einer Komponente in
Richtung des Pfeiles 17 und einer Komponente in Richtung des Pfeiles 18 zusammengesetzt
ist, bedeutet dies, daß der mit d1 bezeichnete Abstand des senkrecht zur Richtung
der Videomagnetspur ausgerichteten Videomagnetkopfspaltes 19 von dem in der Videomagnetspur
vorhandenen Vertikalsynchronimpuls kleiner
ist, als er bei konstanter
Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetkopf und Magnetband wäre. Der Vertikalsynchronimpuls
wird also zu einem früheren Zeitpunkt als erwartet abgetastet. Dies bedeutet eine
Phasenabweichung des abgetasteten Vertikalsynchronimpulses vom entsprechenden Vergleichsimpuls,
der im stationären Abtastorgan & erzeugt wird. Der die Wirbelstrombremse steuernde
Ausgangsgleichstrom der Phasenvergleichsschaltung 11 wird also größer, das Kopfrad
wird so stark gebremst, daß zum Zeitpunkt t2 der Videomagnetkopf K(t2) die zum Zeitpunkt
t2 gerade abzutastende Videomagnetspur genau überstreicht. Der mit d2 bezeichnete
Abstand zwischen Videomagnetkopfspalt 19 und Vertikalsynchronimpuls in der dann
gerade abzutastenden Videomagnetspur ist jetzt so groß, daß der abgetastete Vertikalsynchronimpuls
und der entsprechende, .vom stationären Abta'storgan 6 abgegebene Impuls die Phasenvergleichsschaltung
11 zum richtigen Zeitpunkt erreichen. Der Phasenunterschied ist also ausgeregelt,
und der Ausgangsgleichstrom der Phasenvergleichsschaltung bleibt solange konstant
bis eine erneute Störung des* Geschwindigkeitsverhältnisses
zwischen Videomagnetkopf und Magnetband auftritt.