DE1907285B2 - Anordnung zum Einhalten einer vorgegebenen Laufzeit - Google Patents
Anordnung zum Einhalten einer vorgegebenen LaufzeitInfo
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Description
1 " 2
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerungen liegt schließlich noch darin, daß der
Einhaltung einer vorgegebenen Laufzeit für eine auf Bereich, innerhalb dessen eine gewünschte Laufzeit
einem Magnetband aufgezeichnete Information auf variiert werden kann, relativ begrenzt ist.
dem Wege von einem ersten zu einem zweiten Ma- Ausgehend von diesem bekannten Stande der
gnetkopf, bei der das Magnetband zwischen den 5 Technik, liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu-
beiden Magnetköpfen eine offene Schleife von mittels gründe, eine Anordnung zum Einhalten einer vorge-
eines Servomotors einstellbarer Länge durchläuft. gebenen Laufzeit zu schaffen, die einerseits ohne
Bei der Datenverarbeitung besteht häufig die Auf- schädliche Einwirkung auf die Vorschubgeschwingabe,
zwischen die Aufzeichnung und die Auslesung digkeit des Magnetbandes ist, außerdem eine breite
einer Information bzw. zwischen zwei aufeinander- io Variation in der einzuhaltenden Laufzeit ermöglicht
folgende Auslesungen einer Information von einem und schließlich ohne weiteres mit jedem handels-Magnetband
eine vorgebbare und entweder durch üblichen Magnetbandgerät gekoppelt werden kann,
manuelle Eingabe oder automatisch als Reaktion auf ohne daß dazu an diesem irgendwelche Umbauten
von einem vorgegebenen Programm gelieferte Be- vorgenommen werden müssen,
fehle einstellbare Verzögerung zu legen. Die gleiche 15 Zur Erreichung dieses Zieles macht die Erfindung Aufgabe tritt auch dann auf, wenn es darum geht, von einem von der Arbeitsweise der bisherigen An-Schallerscheinungen auf künstlichem Wege mit Ordnungen dieser Art grundsätzlich abweichenden einem Echo oder einem Nachhall zu versehen oder Prinzip Gebrauch, indem sie nicht mehr die Banddie Autokorrelationsfunktion einer Erscheinung oder geschwindigkeit, sondern den zwischen zwei interdie wechselseitige Korrelation zwischen zwei Er- 20 essierenden Abtaststellen zu durchlaufenden Bandscheinungen zu untersuchen, deren Auftreten auf weg entsprechend dem Ergebnis eines Laufzeitververschiedenen Spuren ein und desselben Magnet- gleiches variiert. Die Möglichkeit einer Änderung des bandes aufgezeichnet sind. Bandweges zwischen zwei Aufzeichnungsstationen,
fehle einstellbare Verzögerung zu legen. Die gleiche 15 Zur Erreichung dieses Zieles macht die Erfindung Aufgabe tritt auch dann auf, wenn es darum geht, von einem von der Arbeitsweise der bisherigen An-Schallerscheinungen auf künstlichem Wege mit Ordnungen dieser Art grundsätzlich abweichenden einem Echo oder einem Nachhall zu versehen oder Prinzip Gebrauch, indem sie nicht mehr die Banddie Autokorrelationsfunktion einer Erscheinung oder geschwindigkeit, sondern den zwischen zwei interdie wechselseitige Korrelation zwischen zwei Er- 20 essierenden Abtaststellen zu durchlaufenden Bandscheinungen zu untersuchen, deren Auftreten auf weg entsprechend dem Ergebnis eines Laufzeitververschiedenen Spuren ein und desselben Magnet- gleiches variiert. Die Möglichkeit einer Änderung des bandes aufgezeichnet sind. Bandweges zwischen zwei Aufzeichnungsstationen,
In allen diesen Fällen geht es vor allem darum, die auf ein Magnetband einwirken, ist für sich ge-
die Laufzeit des Magnetbandes zwischen der Auf- 25 nommen bekannt und auf der Seite 400 des Buches
zeichnung und der anschließenden Auslesung bzw. Automatic Control and Computer Engineering von
zwischen den verschiedenen Auslesungen so genau V. V. Solodovnikov (1961) beschrieben. Die
wie möglich konstant zu halten. Die meisten der dort dargestellte Anordnung zwingt dem Magnetband
bisher für die Lösung dieser Aufgabe verwendeten zwischen den beiden Aufzeichnungsstationen einen
Anordnungen arbeiten dabei in der Weise, daß die 30 eine offene Schleife enthaltenden Weg auf, und die
Differenz zwischen der tatsächlichen Laufzeit und der Länge dieser offenen Schleife ist mit Hilfe eines
einzuhaltenden Laufzeit ermittelt und zu einem Servomotors veränderbar/Irgendwelche Angaben
Steuersignal für den den Bandtransport bewirkenden über die Möglichkeit zur Erzielung einer konstanten
Antriebsmotor verarbeitet wird, der dann je nach Laufzeit für ein auf dem Magnetband aufgezeichnetes
dem Ergebnis der Laufzeitdifferenzermittlung schnei- 35 Signal zwischen den beiden Aufzeichnungsstationen
ler oder langsamer läuft. finden sich dagegen in dieser Literaturstelle nicht.
Beispiele für Anordnungen dieser Art finden sich Unter Verwendung dieses Grundprinzips und ausin
der britischen Patentschrift 824 041 und in der gehend von einer Anordnung der eingangs erwähn-USA.-Patentschrift
3288336. Im ersten Falle arbeitet ten Art kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Andie
Regeleinrichtung so, daß auf ein Magnetband 40 Ordnung dadurch, daß vor der Schleife ein Markierer
durch einen Aufzeichnungskopf Signale aufgezeich- zum Anbringen einer Kennmarke auf dem Magnetnet
und durch einen im Abstand davon angeordne- band und hinter der Schleife ein auf den Vorbeigang
ten Abtastkopf wieder abgenommen werden. Die der Kennmarke ansprechender Detektor angeordnet
aufgezeichneten Signale treten dabei periodisch auf, ist und außerdem ein von dem Markierer in Gang
so daß jeweils der nachfolgdende Impuls mit den 45 setzbarer und nach Verstreichen der einzuhaltenden
vorausgegangenen, inzwischen mit dem Magnetband Laufzeit ein Endsignal abgebender Zähler und eine
vor den Abtastkopf beförderten Impuls verglichen Komparatoreinrichtung vorgesehen sind, die das Zeitwerden
und als Ausgangsbasis für ein Vergleichs- Intervall zwischen dem Endsignal des Zählers und
signal zum Steuern der Geschwindigkeit der Band- dem Ausgangssignal des Detektors nach Größe und
antriebswelle verwendet werden kann. Im zweiten 50 Vorzeichen ermittelt und zu einem Steuersignal für
Falle wird ein mit Impulsen versehenes Magnetband den die Schleifenlänge bestimmenden Servomotor
von einem Lesekopf abgetastet, und die abgetasteten verarbeitet.
Impulse werden mit den Signalen einer Bezugsquelle Weitere Merkmale der Erfindung sind in den
verglichen. Je nach der Phasenlage der Vergleichs- Unteransprüchen herausgestellt. Die Erfindung wird
signale wird dann der Antriebsmotor für den Band- 55 an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Bei der Betransport
beschleunigt oder verzögert. Schreibung dieses Ausführüngsbeispiels wird auf die
Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Steuer- Zeichnung Bezug genommen; in dieser zeigt
anordnungen liegt zum einen darin, daß sie einen F i g. 1 eine schematische Darstellung der mecha-Eingriff in den Aufbau des Magnetbandgerätes ver- nischen Teile einer Registrier- und Wiedergabelangen, so daß ihre nachträgliche Anbringung sehr 60 einrichtung, die zur Regelung der Länge einer offenen erschwert ist. Außerdem läßt es sich bei den bekann- Schleife auf dem Wege eines Magnetbandes dient, ten Steuereinrichtungen nicht vermeiden, daß sich die F i g. 2 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild für Geschwindigkeit des Vorbeigangs des Magnetbandes eine Steuerung des Servomotors für die Änderung an einem die auszunutzende Information abtastenden der Länge der Magnetbandschleife von F i g. 1 und Lesekopf während der Änderung der Bandantriebs- 65 Fig. 3 eine für die Arbeitsweise der Einrichtung geschwindigkeit ebenfalls ändert, was zu unerwünsch- gemäß F i g. 1 charakteristische Kurve,
ten Verzerrungen und Störungen bei der Nutzsignal- F i g. 1 zeigt die Grundplatte eines Aufzeichnungsauslesung führt. Ein weiterer Nachteil der bekannten und Wiedergabegerätes mit einem Magnetband. Diese
anordnungen liegt zum einen darin, daß sie einen F i g. 1 eine schematische Darstellung der mecha-Eingriff in den Aufbau des Magnetbandgerätes ver- nischen Teile einer Registrier- und Wiedergabelangen, so daß ihre nachträgliche Anbringung sehr 60 einrichtung, die zur Regelung der Länge einer offenen erschwert ist. Außerdem läßt es sich bei den bekann- Schleife auf dem Wege eines Magnetbandes dient, ten Steuereinrichtungen nicht vermeiden, daß sich die F i g. 2 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild für Geschwindigkeit des Vorbeigangs des Magnetbandes eine Steuerung des Servomotors für die Änderung an einem die auszunutzende Information abtastenden der Länge der Magnetbandschleife von F i g. 1 und Lesekopf während der Änderung der Bandantriebs- 65 Fig. 3 eine für die Arbeitsweise der Einrichtung geschwindigkeit ebenfalls ändert, was zu unerwünsch- gemäß F i g. 1 charakteristische Kurve,
ten Verzerrungen und Störungen bei der Nutzsignal- F i g. 1 zeigt die Grundplatte eines Aufzeichnungsauslesung führt. Ein weiterer Nachteil der bekannten und Wiedergabegerätes mit einem Magnetband. Diese
Grundplatte trägt eine Vorratsspule 10 und eine Auf- zahl der zwischen diesen beiden Zeitpunkten liegen-
nahmespule 12, zwischen denen ein Magnetband 14 den Impulse aufzeichnet und damit ein Maß für die
mit mehreren Spuren umläuft. Außerdem trägt die absolute Größe dieses Zeitintervalls gewinnt. Der
Grundplatte einen Schreibkopf 16 und einen Lese- Komparator 56 besteht aus einer üblichen Schaltung,
kopf 18, vor denen das Magnetband 14 vorbeiläuft. 5 deren innere Logik so aufgebaut ist, daß dann, wenn
Als Antriebsorgan für den Vorschub des Magnet- der am Ausgang 54 des Auslesekopfes 18 auftretende
bandes 14 dient eine Spillrolle 20, die sich mit kon- Impuls dem am Ausgang 52 des Zählers 44 erschei-
stanter Geschwindigkeit dreht und gegen die das nenden Impuls vorangeht, ein Impuls an den Ausgang
Magnetband 14 ständig durch eine federbelastete 60 abgegeben wird, während im umgekehrten Falle
Rolle 22 angedrückt wird. io ein Impuls am Ausgang 62 erscheint.
Die Laufzeit zwischen dem Durchgang einer Stelle In dem Impulssummierwerk 58, das zur Bestimdes
Magnetbandes 14 vor dem Schreibkopf 16 und mung des Zeitintervalls dient, das den jeweils zuerst
vor dem Lesekopf 18 läßt sich durch Ändern der eintreffenden Impuls von dem jeweils als zweiter einLänge
einer von dem Magnetband 14 zwischen diesen treffenden Impuls trennt, erfolgt eine lineare Integration
beiden Köpfen 16 und 18 durchlaufenen offenen 15 der diesem Summierwerk 58 über eine Impulsformer-Schleife
einstellen. Diese offene Schleife des Magnet- stufe 64 von dem Taktgeber 50 zugeführten Impulse
bandes 14 wird durch eine zwischen zwei Umlenk- von dem Augenblick an, in dem der erste Impuls
rollen 24 und 26 angreifende Spannrolle 28 geschaf- entweder von dem Ausgang 52 oder dem Ausgang 54
fen, die auf einem entlang von Führungsstangen 32 her ankommt, bis zu dem Augenblick, wo das Sumverschiebbaren
Wagen 30 sitzt. Für die Verschiebung 20 mierwerk 58 den zweiten Impuls entweder von dem
des Wagens 30 ist ein Servomotor 34 vorgesehen, Ausgang 54 oder dem Ausgang 52 her zugeführt erder
eine Schraubspindel 36 antreibt, die ihrerseits hält. Mit dem Empfang des zweiten Impulses speist
eine an dem Wagen 30 befestigte Mutter durchquert, das Summierwerk 58 einen Speicher 66 mit einer der
und man sieht, daß der Motor 34 und die Schraub- Anzahl der von dem Taktgeber 50 empfangenen Imspindel
36 während ihrer Drehung je nach deren 25 pulse proportionalen Spannung U1. Außerdem speisen
Richtung den Wagen 30 auf den Führungsstangen 32 der Komparator 56 und der Speicher 66 eine Steuerin
der einen oder in der anderen Richtung ver- stufe 68 für den Servomotor 34. Die Steuerstufe 68
schieben. besitzt einen Einschub 70 bzw. 78, der die Amplitude
Die Drehung des Servomotors 34 im einen oder der Drehung des Servomotors 34 bestimmt, und einen
anderen Sinne wird durch eine elektronische Schal- 30 Einschub 69, der den Drehsinn dieser Rotation betung gesteuert, deren Blockschaltbild in Fig. 2 stimmt. Der Einschub 69 für die Bestimmung des
wiedergegeben ist. Zu dieser Schaltung gehört eine Drehsinns wird von den Ausgängen 60 und 62 her
Steuerstufe 38, die als Taktgeber dient und in gleich- gespeist und legt in jedem Augenblick den Sinn fest,
mäßigem Arbeitstakt an einem ersten Ausgang 40 in dem sich der Servomotor 34 drehen muß, um die
einen Rückstellimpuls für eine Anzahl von Bauteilen 35 Differenz zwischen der in die Steuerstufe 38 eingeder
weiter unten zu beschreibenden Anordnung und gebenen Laufzeit und der tatsächlich auftretenden
an einem zweiten Ausgang 42 ein Signal abgibt, das Laufzeit zu Null machen. Tritt der von dem Kompader
Emission des Impulses folgt. rator 56 gelieferte Ausgangsimpuls am Ausgang 60
Die Ausgänge 40 und 42 der Steuerstufe 38 sind auf, so bewirkt die Steuerstufe 68 eine Drehung des
mit dem Rückstelleingang bzw. dem Signaleingang 40 Servomotors 34 in dem Sinne, daß die Länge der
eines voreinstellbaren Impulszählers 44 verbunden. offenen Schleife abnimmt, während, wenn dieser Im-
Der Ausgangszählwert des Zählers 44 läßt sich ent- puls der Steuerstufe 68 über den Ausgang 62 zuge-
weder von Hand über den Eingang 46 oder mittels führt wird, die Steuerstufe 68 die Drehung des Servo-
einer Programmschaltung über den Eingang 48 ein- motors 34 im umgekehrten Sinne, d.h. so festlegt,
stellen. Die Zuführung eines von dem Ausgang 42 der 45 daß die Länge der offenen Schleife zunimmt.
Steuerstufe 38 kommenden Signals an den Zähler 44 Was nun die Amplitude der Drehbewegung anbe-
löst den Beginn einer Zählung der in konstanter Folge langt, die der Servomotor 34 ausführen muß, so gibt
von einem Normfrequenzgenerator, wie etwa einem es mehrere Möglichkeiten; so kann man:
Taktgeber 50, gelieferten Impulsen aus. Der Ausgang
Taktgeber 50, gelieferten Impulsen aus. Der Ausgang
42 der Steuerstufe 38 ist weiterhin mit dem Schreib- 50 a) den Motor 34 mit konstanter Drehzahl während
kopf 16 in der Weise verbunden, daß der Beginn der einer eine mit der Spannung U1 zunehmende
Zählung in dem Zähler 44 mit der Aufzeichnung Funktion darstellenden Zeitdauer in einem Sinne
eines Signals auf einer Spur des Magnetbandes 14 drehen lassen oder
durch den Schreibkopf 16 zusammenfällt. Dem
durch den Schreibkopf 16 zusammenfällt. Dem
Schreibkopf 16 ist vorzugsweise eine Signalkodier- 55 b) ihn während einer von vornherein vorgegebenen
stufe vorgeschaltet, um bei der Auslesung des auf- und konstanten Zeitdauer, aber mit einer eine
gezeichneten Signals eine Verwechslung mit Stör- mit der Spannung U1 anwachsende Funktion
geräuschen zu verhüten. darstellenden Drehzahl drehen lassen oder
Der Ausgang 52 des Zählers 44 und der Ausgang
54 eines mit dem Lesekopf 18 gekoppelten Dekodie- 60 c) ihn während einer vorgegebenen Zeitdauer und
rers sind einerseits an einem Komparator 56 ange- mit vorgegebener Geschwindigkeit drehen lassen,
schlossen, der zur Bestimmung des Vorzeichens des eine Lösung, die jedoch weniger vorteilhaft er-
Zeitintervalls dient, das den Augenblick des Endes scheint, da sie, wie weiter unten noch zu sehen
der Zählung durch den Zähler 44 und den Augen- sein wird, zu einer größeren Anzahl von Naeh-
blick des Vorbeigangs des auf dem Magnetband 14 65 führzyklen führt. Man kann sich ihrer jedoch
aufgezeichneten Signals vor dem Auslesekopf 18 von- dann bedienen, wenn es um eine sequentielle
einander trennt, und stehen andererseits mit einem Analyse geht, bei der man eine Reihe von auf-
Impulssummierwerk 58 in Verbindung, das die An- einanderf olgenden Verzögerungen benötigt, oder
d) sowohl die Zeitdauer als auch die Drehzahl für die Drehung des Motors 34 zu einer Funktion
der Spannung U1 machen, jedoch wird dann die Regelung sehr delikat.
Die in F i g. 2 veranschaulichte Steuerstufe 68 ist so ausgelegt, daß sie entweder die Möglichkeit a) oder
die Möglichkeit b) zuläßt. Sie weist einen in der Zeichnung in ausgezogenen Linien dargestellten Einschub
70 für die Bestimmung der Zeitdauer der Rotation auf, der seinerseits einen mit dem Speicher 66
verbundenen Eingang besitzt und die Zeitdauer festlegt, in der dem Motor 34 ein Steuerstrom für eine
Rotation mit konstanter Drehzahl zugeführt wird. Das Anlassen des Servomotors 34 während der Anlagezeit
für den Steuerstrom wird durch den Empfang des zweiten Impulses bestimmt, der über eine Teilerstufe
72 mit einem Untersetzungsverhältnis von zwei zu dem Impulssummierwerk 58 gelangt. Die Steuerstufe
68 selbst ist selbstverständlich mit einer Regeleinrichtung ausgestattet, die entweder handbetrieben
oder automatisch die Festlegung des Proportionalitätskoeffizienten für die Größe der Abweichung zwischen
der gewünschten Laufzeit und der tatsächlichen Laufzeit und die Dauer der Rotation des Servomotors
34 festzulegen gestattet.
Durch eine passende Wahl der Frequenz der von dem Kontaktgeber 50 kommenden Impulse und des
Proportionalitätskoeffizienten zwischen der Fehlergröße einerseits und der Drehdauer des Servomotors
34 andererseits ist es theoretisch möglich, die Abweichung in einem einzigen Nachstellzyklus zu beseitigen.
Praktisch wird diese Regelung jedoch sehr kritisch und delikat, wenn man die Gefahr von Pumperscheinungen
ausschließen will, und es können zeitliche Instabilitäten auftreten. Es ist daher im allgemeinen
vorzuziehen, einige aufeinanderfolgende Nachstellzyklen zur Erzielung einer vollständigen Beseitigung
der Abweichung zuzulassen und an Stelle eines Proportionalitätsgesetzes zwischen der Abweichung
und der Drehdaüer des Servomotors 34 eine andere Beziehung zu wählen und außerdem eine Abweichungsschwelle
einzuführen, unterhalb deren keine Regelung erfolgt. Eine solche Schwelle kann
man dadurch schaffen, daß man die Ausgangsspannung des Speichers 66 nicht nur der Steuerstufe 68
sondern außerdem einer Schwellwertstufe 74 zuführt, die nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die
Spannung U1 in dem Speicher 66 eine festgelegte Minimalspannung Ui0 übersteigt. Die Schwellwertstufe
74 speist über eine Leitung 75 eine Auslösestufe 76 für die Informationsverarbeitung, welche die
Steuerstufe 68 außerhalb der Zeitabschnitte sperrt, in denen die Spannung in dem Speicher 66 die festgelegte
Schwelle UiQ übersteigt, und unterbricht die
Nachführzyklen, sobald die Spannung U1 in dem Speicher 66 unter die Schwelle J7i0 absinkt.
Der in F i g. 2 in gestrichelten Linien dargestellte
Einschub 78 für die Bestimmung der Drehgeschwindigkeit für den Motor 34 in der Steuerstufe 68 kann
das Ausgangssignal von dem Speicher 66 an Stelle des Einschubs 70 zugeführt erhalten. Er bestimmt dann
das Proportionalitätsgesetz zwischen der Spannung E/,·
des Speichers 66 und der Drehgeschwindigkeit für den Servomotor 34.......
' Die Einschübe'70 und 78 sind vorzugsweise so
ausgebildet, daß sie zu einer Regelkennlinie führen, wie sie in F i g. 3 veranschaulicht ist, wo die Zeitdauer
für die Rotation des Servomotors 34 als Ordinate und die Größe der Abweichung der tatsächlichen
Laufzeit von der vorgegebenen Laufzeit als Abszisse aufgetragen sind. Die für die Zeitdauer der Rotation
des Servomotors 34 repräsentative Kurve in F i g. 3 weist einen linearen Teil mit einstellbarer Neigung
auf, und die Zeitdauer der Rotation des Servomotors geht für große Regelabweichungen gegen einen
Grenzwert. Auf diese Weise vermeidet man Pump-ίο erscheinungen in dem Servomechanismus. Für kleine
Abweichungen ändert sich die Zeitdauer der Rotation weniger schnell als bei mittleren Abweichungen entsprechend
dem linearen Teil der Kennlinie von Fig. 3, und unterhalb des vorgegebenen Schwellwertes
f/I0 gibt es überhaupt keine Regelung mehr,
die auf den Servomotor 34 einwirkt.
Zwar könnte man daran denken, daß eine kritische Einregelung der Regelschleife hinsichtlich der Auswahl der Frequenz des Taktgebers 50 und des Pro-
portionalitätsgesetzes zwischen der Regelabweichung und der Nachführamplitude zu deren Korrektur eine
Anullierung der Abweichung der tatsächlichen Laufzeit von der vorgegebenen Laufzeit im Rahmen eines
einzigen Nachführzyklusses ermöglichen müßte. In der Praxis ist eine solche kritische Regelung jedoch
zu delikat, und es ist daher vorzuziehen, mehrere aufeinanderfolgende und progressive Zyklen für die
Beseitigung der Abweichung zuzulassen.
Der Einschub 70 für die Bestimmung der Dauer der Rotation des Servomotors 34 in der Steuerstufe
68 weist einen Ausgang 80 auf, der als interne Arretierung bezeichnet werden kann. An diesem Ausgang
80 tritt gleichzeitig mit dem Aufhören der Rotation des Servomotors 34 sowohl dann, wenn die Steuerstufe
68 mit fester Dauer und eine Funktion der Spannung U1 in dem Speicher 66 darstellender Drehzahl
für die Rotation des Servomotors 34 arbeitet, als auch dann, wenn diese Drehung mit fester Drehzahl,
aber während einer mit der Spannung U1 variablen Dauer erfolgt, ein Impuls auf. Dieser Impuls
wird dem Eingang der Steuerstufe 38 zugeführt und löst dann den Beginn eines neuen Nachführzyklus
aus.
Vorzuziehen ist es weiter, eine Unterbrechungsmöglichkeit für die Nachführzyklen in der Weise vorzusehen,
daß man eine Arretierung des Einschubs 70 für die Zeitdauer der Rotation des Servomotors 34
durch einen von außen zugeführten Steuerbefehl vorsieht. In dem in F i g. 2 dargestellten Schaltbild wird
dieser Steuerbefehl durch die Leitung 82 symbolisiert, die einen Arretierungsbefehl führt, der von der Auslösestufe
76 dann abgegeben wird, wenn diese von der Teilerstufe 72 einen Impuls zugeführt erhält, der
für sie nur dann wirksam wird, wenn die Bedingung U1
<C Ui0 erfüllt ist. Zur Ausschaltung jeglicher fehlerhaften
Arbeitsweisen muß der äußere Arretierungsbefehl an dem Einschub 70 zur Bestimmung der
Rotationsdauer während der gesamten Dauer der Informationsverarbeitung aufrechterhalten bleiben.
Dieser durch die Leitung 82 aufrechterhaltene Arretierungsbefehl wird erst durch das Rückstellsignal
aufgehoben, das die Steuerstufe 38 im Zuge einer willkürlichen Wiedereinschaltung von Hand oder
nach einem automatischen Programm an ihrem Ausgang 40 abgibt.
Zur Vergrößerung des mit der dargestellten Anordnung überdeckbaren Bereichs für die Größe der
einstellbaren Laufzeit sind mit Vorteil zwei Unter-
brecher 86 und 88 vorgesehen, die am Ende seines Weges von dem Wagen 30 (F i g. 1) geschlossen werden.
Diese Unterbrecher 86 und 88 steuern den Antrieb des Motors für den Antrieb des Aufzeichnungsträgers
14 und ändern die Vorschubgeschwindigkeit des Magnetbandes 14, wenn der Wagen 30 an ihnen
zur Anlage kommt. Kommt der Wagen 30 mit dem in F i g. 1 oberen Unterbrecher 86 in Berührung und
schließt diesen, so bedeutet dies, daß die Vorschubgeschwindigkeit für das Magnetband 14 zu groß ist,
und dementsprechend muß diese Geschwindigkeit sofort auf eine geringere Größe umgeschaltet werden.
Kommt der Wagen30 dagegen an dem in Fig. 1
unteren Unterbrecher 88 zum Anschlag und schließt diesen, so muß die Vorschubgeschwindigkeit für das
Magnetband 14 sofort auf größere Werte umgeschaltet werden. Es ist sowieso vorzuziehen, den Unterbrecher
88 so zu legen, daß er eine untere Begrenzung bildet, d. h. mit anderen Worten zu verhindern, daß
der Wagen 30 ganz nach unten fährt; auf diese Weise kann man den Bereich, innerhalb dessen sich die Verzögerungen
einstellen lassen, abstecken. Eine durch den Unterbrecher 88 verkörperte untere Grenzlage,
die einem Zehntel des gesamten für den Wagen 30 zulässigen Weges entspricht, ergibt im allgemeinen
zufriedenstellende Ergebnisse.
Als nächstes soll nun ein Beispiel für die Arbeitsweise der oben beschriebenen Anordnung näher erläutert
werden:
Zur Vereinfachung sei angenommen, daß das Magnetband 14 nur drei Spuren aufweist, die im folgenden
als Spuren 14X, 142 und 143 bezeichnet werden
sollen. Der Schreibkopf 16 und der Lesekopf 18 sind Mehrfachköpfe, die unabhängig voneinander auf die
verschiedenen Spuren auf dem Magnetband 14 zur Einwirkung kommen können, wobei diese letzteren
für folgende Zwecke vorgesehen sind: Die Spur 14X für die Aufzeichnung des kodierten Signals für die
Bestimmung der jeweiligen Laufzeit, die Spur 142 für die Auslesung der zuvor aufgezeichneten Ursprungsinformation
und die Spur 143 für die Aufzeichnung und Auslesung der von dem Lesekopf 18 aus der
Spur 142 ausgelesenen Information.
Als erstes wird beispielsweise über den Steuereingang
46 in dem Zähler 44 die zu erzeugende Verzögerung in Form einer vorgewählten Impulszahl eingestellt.
Die von Hand über den Eingang 84 oder automatisch ausgelöste Arbeitsweise gestaltet sich
dann als sequentielle Wiederholung folgenden Zyklus:
1. Die Steuerstufe 38 gibt an ihrem Ausgang 40 einen Rückstellimpuls ab, der dem Zähler 44,
dem Impulssummierwerk 58, dem Speicher 60 und der Auslösestufe 76 zugeführt wird. Der
Übersichtlichkeit der Darstellung halber sind die Leitungen für die Übertragung dieser Rückstellimpulse
in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt.
2. Anschließend gibt die Steuerstufe 38 an ihrem Ausgang 42 einen Auslöseimpuls ab, der den
Beginn der Zählung in dem Zählwerk 44 veranlaßt und außerdem durch den Schreibkopf 16
in kodierter Form auf der Spur 14t des Magnetbandes 14 aufgezeichnet wird. Von diesem
Augenblick an zahlt der Zähler 44 die von dem Taktgeber 50 abgegebenen Signale, und das auf
der Spur 14X des Magnetbandes 14 aufgezeichnete
kodierte Signal beginnt seinen Weg in Richtung auf den Lesekopf 18.
Das Signal für die Größe der Abweichung zwischen der einzuhaltenden Laufzeit und der tatsächlichen
Laufzeit kommt dann folgendermaßen zustande:
Beendet der Voreingestellte Zähler 44 seine Zählung, bevor das auf der Spurl41 des Magnetbandes
aufgezeichnete kodierte Signal durch den Lesekopf 18 ausgelesen wird, so ist die tatsächliche Laufzeit
zu groß, und der Betrag der Abweichung von der einzuhaltenden Laufzeit ist gleich der Zeit, die
zwischen dem Auftreten des von dem Zähler 44 an seinem Ausgang 52 abgegebenen Signals für das Ende
der Zählung und dem Augenblick der Auslesung des kodierten Signals durch den Lesekopf 18 verstreicht.
Beendet der voreingestellte Zähler 44 dagegen seine Zählung erst nach dem Auslesen des auf dem
Magnetband 14 aufgezeichneten kodierten Signals durch den Lesekopf 18, so ist die tatsächliche Laufzeit
zu gering, und ihre Abweichung von der einzuhaltenden Laufzeit ist wieder gleich der Zeit, die
zwischen dem Auslesen des kodierten Signals durch den Lesekopf 18 und dem Ende der Zählung in dem
Zähler 44 vergeht.
3. Je nach dem Vorzeichen der Abweichung zwischen der tatsächlichen Laufzeit und der einzuhaltenden
Laufzeit tritt entweder am Ausgang 60 oder am Ausgang 62 des Komparators 56 ein Signal auf, das die Drehrichtung bestimmt, die
der Servomotor 34 zur Beseitigung der Abweichung einzuschlagen hat. Die Größe der
Abweichung wird in Form einer Anzahl von Impulsen des Taktgebers 50 in den Speicher 66
eingeschrieben.
4. Die Regelung für die Abweichung beginnt, sobald die Teilerstufe 72 ein Ausgangssignal abgibt.
Dies ist an das Auftreten eines Wirksamkeitssignals gebunden, das von der Auslösestufe
76 dann abgegeben wird, wenn die in dem Speicher 66 gespeicherte Spannung U1 den eingestellten
Grenzwert £/,·„ übersteigt. Dementsprechend können zwei Fälle auftreten:
a) Ist die in dem Speicher 66 gespeicherte Spannung
Ui größer oder gleich der Schwellwertspannung
Ui 0, so befindet man sich jenseits
der Toleranzgrenze. Der eingestellte Wert für die Schleifenlänge liegt dem richtigen
Wert nicht nahe genug, und es erfolgt eine Nachstellung, sobald die Teilerstufe 72 ein
Ausgangssignal abgibt.
b) Ist die in dem Speicher 66 gespeicherte Spannung U1 kleiner als die Schwellwertspannung
Ujo, so befindet man sich innerhalb
der Toleranzgrenzen, und es kommt zu keiner Nachstellung. Dabei ist im übrigen zu beachten, daß die oben formulierte Ungleichung
[/,·-< Ui 0 keine hinreichende Bedingung
ist, da die Spannung U1 in dem Augenblick, in dem der anfängliche Rückstellimpuls
eintrifft, Null ist und kleiner bleibt als die Schwellwertspannung l/,0, solange nicht eine hinreichende Anzahl von
Taktgeberimpulsen aufsummiert worden ist. Die Ungleichung U1
<CUi0 gewinnt einen
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signifikanten Wer,t erst am Ende des Integrationsvorgangs
in dem Impulssummierwerk 58, d. h., wenn die Teilerstufe 72 ihren Ausgangsimpuls abgibt.
Das Vorhandensein einer Schwelle schaltet die Gefahr von Pumperscheinungen aus, die ohne diese
Schwelle sehr erheblich werden kann, da der Servomechanismus zeitverschoben arbeitet, indem er zu
einem ersten Zeitpunkt das Signal für die Abweichung zugeführt erhält und zu einem zweiten
Zeitpunkt nach einer Verringerung dieser Abweichung strebt.
5. In dem Augenblick, in dem die Drehbewegung des Servomotors 34 aufhört, gibt der Einschub
70 für die Rotationsdauer an seinem Ausgang 80 das sogenannte interne Arretierungssignal
ab, das die Steuerstufe 38 von neuem wirksam werden und den erneuten Ablauf eines entsprechenden
Nachstellzyklus veranlassen läßt.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist selbstverständlich zahlreichen Abwandlungen gegenüber dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zugänglich:
Eine dieser Varianten besteht darin, die Drehgeschwindigkeit des Motors für den Antrieb der Antriebsrolle
20 für das Magnetband 14 durch einen Taktgeber 50 mit variabler Frequenz bestimmen zu
lassen. Diese Taktgeberfrequenz wird dann in Abhängigkeit von der geforderten Verzögerung gesteuert,
und die Drehgeschwindigkeit, die eine neu verfügbare Variable darstellt, wirkt dann im Sinne
einer Anullierung der Abweichung der tatsächlichen Laufzeit von der einzuhaltenden Laufzeit, indem sie
entweder die Wirkung der Schleifenlänge vervollkommnet oder aber im Gegenteil eine anfängliche
Verkleinerung bewirkt. Eine solche Variante vergrößert naturgemäß den Aufwand für die Logik der
Anordnung, da diese die Wahl treffen muß, welche Variable während der Abweichungskorrektur wirksam
werden soll, das es zu schwierig wäre, gleichzeitig sowohl die Vorschubgeschwindigkeit für das
Magnetband 14 als auch die Schleifenlänge zu ändern.
Gleichgültig aber, welche Ausführungsvariante zum Einsatz kommt, bleiben die wesentlichen Vorteile
der Erfindung erhalten:
Die aufgezeichnete Information behält ihre kontinuierliche analoge Form bei, während zahlreiche
andere bekannte Verfahren eine Umschreibung des ursprünglichen analogen Signals in kodierte digitale
Form verlangen. Dieser Vorteil verleiht der Erfindung eine große Elastizität und eröffnet ihr zahlreiche
Anwendungsmöglichkeiten z.B. in der Biologie und in der Medizin, wo die erfindungsgemäße Anordnung
im Rahmen der Elektrokardiographie, der Defibrillation, der Elektroenzephalographie und der
Wiederbelebung verwendet werden kann. Bei der Datenverarbeitung ermöglicht die erfindungsgemäße
Anordnung die Erzeugung von Kreuzkorrelationen und Autokorrelationen. Weiter gestattet sie bei der
Untersuchung akustischer Phänomene die Erzeugung von künstlichem Nachhall und von mehrfachen
Echos und schließlich ermöglicht sie es, ein unter anderem vorliegendes Signal durch Phasenverschiebung
um 180° mit sich selbst auszulöschen.
Claims (5)
1. Anordnung zum Einhalten einer vorgegebenen Laufzeit für eine auf einem Magnetband
aufgezeichnete Information auf dem Wege von einem ersten zu einem zweiten Magnetkopf, bei
der das Magnetband zwischen den beiden Magnetköpfen eine offene Schleife von mittels eines
Servomotors einstellbarer Länge durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß vor der
Schleife ein Markierer (Schreibkopf 16) zum Anbringen einer Kennmarke auf dem Magnetband
(14) und hinter der Schleife ein auf den Vorbeigang der Kennmarke ansprechender Detektor
(Lesekopf 18) angeordnet ist und außerdem ein von dem Markierer in Gang setzbarer und nach
Verstreichen der einzuhaltenden Laufzeit ein Endsignal abgebender Zähler (44) und eine Komparatoreinrichtung
(56, 58) vorgesehen sind, die das Zeitintervall zwischen dem Endsignal des Zählers und dem Ausgangssignal des Detektors
(18) nach Größe und Vorzeichen ermittelt und zu einem Steuersignal für den die Schleifenlänge
bestimmenden Servomotor (34) verarbeitet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoreinrichtung
einerseits einen eigentlichen Komparator (56), der ein Differenzsignal entsprechend dem Vorzeichen
des Zeitintervalls abgibt, das den Augenblick des Endes der Zählung durch den von einem Zeittaktgeber
pespeisten Zähler (44) und den Augenblick des Vorbeigangs der Kennmarke vor dem
Detektor (18) trennt, und andererseits ein Impulssummierwerk (58) enthält, das die Anzahl der
von einem Zeittaktgeber (50) zwischen den beiden Zeitpunkten speichert und damit ein Maß für
den Absolutwert des Zeitintervalls abgibt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Änderung der Schleifenlänge den Servomotor
(34) entweder mit konstanter Drehzahl während einer mit der Abweichung in der Laufzeit
wachsenden Zeitdauer oder während einer vorgesehenen Zeitdauer mit mit der Laufzeitabweichung
wachsender Drehzahl in Drehung versetzt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die
Komparatoranordnung (56, 58) und die Steuereinrichtung eine Schwellwertstufe eingefügt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Änderung
der Schleifenlänge ein zwischen zwei durch Anschläge vorgegebenen Endstellungen verschieblicher
Wagen (30) und außerdem eine Einrichtung (86, 88) zum Umschalten der Vorschubgeschwindigkeit
des umlaufenden Magnetbandes (14) zur Zeit der Ankunft des Wagens (30) an einem der
Anschläge vorgesehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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