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Synchronisiereinrichtung für einen Laufbild-Projektor und ein Tonbandgerät
Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für einen Laufbild-Projektor
und ein Tonbandgerät zum lippensynchronen Bild-Tonablauf der auf getrennten Aufzeichniiigs-
-tragern aufgezeichneten beiden Informationen, wobei auf dem Ton-Aufzeichnungsträger
zusätzlich aufgezeichnete Steuerimpulse der Einrichtung zugeführt und mit der Bildfolgefrequenz
verglichen werden und wobei zur Erzwingung der Synchronisation die Drehzahl des
Projektormotors beschleunigt bzw. herabgesetzt wird.
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Bei der Vertonung von Schmalfilmen mit Hilfe eines Tonbandgerätes
ist es erforderlich, daß zur Gewährleistung eines lippensynchronen Bild-Tonablaufs
die Geschwindigkeit des Projektors automatisch durch eine Regeleinrichtung an die
des Tonbandgerätes angepaßt wird. Beim Abweichen vom Sollwert muß die Regeleinrichtung
die Geschwindigkeit des Projektors in kurzer Zeit korrigieren.
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Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind u. a. Einrichtungen folgender
Art bekannt:
a) Die in der Zeiteinheit ablaufende Filmlänge wird
mit dem in der Zeiteinheit laufenden Tonband verglichen. Eine Regeleinrichtung beschleunigt
oder vermindert die Geschwindigkeit des Projektors bei deren Abweichen vom Sollwert.
Das Tonband wird nach Passieren des Tonkopfes v-or dem Aufwickeln auf die auf dem
rechten Wickel teller liegende Spule aus dem Tonbandgerät herausgeführt und in einer
Schlaufe über eine Pendelrolle und einen Tonkoppler, der zusätzlich eine Tonwelle
und eine Gummiandruckrolle enthält, geleitet. Die zusätzliche Tonwelle erhält ihren
Antrieb vom Projektor über eine Übersetzung, die so ausgebildet ist, daß bei Normgeschwindigkeit
des Projektors die Tonwelle mit der Normgeschwindigkeit des Tonbandgerätes läuft.
Die Pendelrolle verändert durch ihre Bewegung einen Widerstand im Motorstromkreis
des Projektors. Läuft der Projektor zu schnell, so transportiert die TonweGle im
Tonkoppler mehr Tonband, als die Tonwelle des Tonbandgerätes freigibt. Die dadurch
entstehende Verkürzung der Bandschleife um die Pendelrolle bewirkt eine Vergrößerung
des Widerstandes im I4otorstromkreis des Projektors. Nachteilig bei dieser Einrichtung
wirkt sich aus, daß die Bsndlänge und nicht der Bandinhalt zur Synchronisierung
verwendet wird. Schrumpfung, Dehnung und Schlupf des Tonbandes beeinträchtigen den
Gleichlauf (USA-Patentschrift 3 248 163).
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Darüber hinaus ist bei dieser Einrichtung eine Zuordnung von Bild
und Ton bei der Film-Aufnahme nicht möglich.
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b) Phasenvergleich zwischen auf dem Tonband aufgezeichneten Steuerimpulsen
mit vom Projektor erzeugten Bildimpulsen.
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Ein von einer Antriebswelle des Projektors gesteuerter Unterbrecher
liefert Steuerimpulse mit einem Tastverhciltnis von 1 : 1, die einer elektronischen
Vergleichseinl'ichtung zugeführt werden, in der sie mit den vom Tonband tabgetasteten
und verstärkten Signalen phaserunaßig verglichen
werden. Je nach
der zeitlichen Versciiiebung zwischen den beiden Synchronisationszeichen, die vom
Vergleichsgerät, das u. a. eine Anzahl Relais, einen Gleichrichter, eine negativ
vorgespannte Röhre entllcilt, erfaßt werden, erfolgt das Zu-- oder Abschalten von
Widerständen im Stromkreis des Projektionsmotors. Beim Anlauf des projektors oder
bei Belastungsschwankungen können Phasenverschiebungen auftreten, die so groß sind,
daß ein oder mehrere Bilder übersprungen werden. Der Synchronlauf bleibt dalm außer
Tritt (DT-AS 1 232 019).
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c) Pilottonverfahren. Dcr Antrieb des Projektors erfolgt durch einen
Synchronmotor, der seine Steuerspannung von der Pilo-tv spur des Tonbandes erhält.
Ein leistungsstarker Verstärker ist dazu erforderlich, der neben dem teuren Synchronmotor
einen Aufwand darstellt, der bei Amateurgeräten nicht gerechtfertigt ist.
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Der Erfidnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung
zu scllaffen, bei der zeitliche Verschiebungen zwischen Bild und Ton bei zeitweilig
fehlendem Gleichlauf, z. B. bei Inbetriebsetzung der beiden Geräte zu unterschiedlichen
Zeiten oder bei Belastungsschwankungen, innerhalb kurzer Zeit aufgehoben sind, ohne
daß ein oder mehrere Bilder übersprungen werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf ein Planetengetriebe
in entgegengerichtetem Drehsinn einerseits ein Antrieb vom Projektormotor und andererseits
e.in Schrittmagnet einwirken, wobei der Schrittmagnet sein elektrische Versorgungsenergie
durch Umwandlung der über einen Impulskopf vom Ton-Aufzeichnungsträger abgetasteten
Steuerimpulse in Digitalsignale erhält, und daß mit dem Planetengetriebe ein Speicher
gekuppelt ist, der eine Regeleinrichtung für den Projektormotor betätigt.
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Um ein solches Planetengetriebe hinsichtlich seiner baulichen Abmessungen
klein zu gestalten, treibt nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die
Welle des Projektormotors ein grobes Sonnenrad an, mit dessen Innenverzahnung Planetenräder
kämmen, die drehbar an der Seitenfläche eines Abtriebszshnrndo angeordnet sind,
welches den Speicher antreibt, und kämmt ein kleinen an einer zentrischen Welle
ungeordnetes vom Schrittmagneten Uber die Welle angetriebenes Sonnenrad längs seines
Umfanges mit den Planetenrädern.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung besteht der Speicher
aus einem mechanischen ZUhlwerk, dessen Zahlenkranz der höchsten Steile des Zahlenwertes
mit eines Schaltnocken verbunden ist, der einen Schaltkontakt der Regeleinrichtung
derart steuert, daß von seinen beiden Schaltzuständen der eine im Zflhlwerk von
0 bis a.10x-1 und der andere von a.10x bis 10.10x-1 liegt, wobei a vorzugsweise
den Wert 5 und x vorzugsweise den Wert 2 aufweist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung bewirkt
der geschlossene Schaltkontakt der Regeleinrichtung eine ErhUhung der dem Pro3ektormotor
zugeführten Spannung durch Kurzschließen eines Vorwiderstandes im Motorstromkreis.
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Als Alternativlösung fUr den Antrieb des Planetengetriebes von der
Projektorseite her, ist als wichtiges Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die
Bildfolgsfrequenz ebenfalls Uber einen Schrittmagneten auf das Planetengetriebe
Ubertragen wird, wobei vorzugsweise die Zufuhr der Versorgungsenergie für den Schrittmagneten
Uber einen Schaltkontakt, der von einem auf der Filmtransportwelle des Pro3ektors
angeord-.
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neten Schaltnocken betätigt wird, im Rhythmus der Blldfolgefrequenz
erfolgt.
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Um ein handelsübliches Tonbandgerät nachträglich für den vorgesehenen
Einsatz verwendbar zu machen, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
die Schaltungsanordpung zur Umwandlung der Steuerimpulse vom Tonbandgerät in Digitalsignale
in einer Zusatzeinrichtung untergebracht und Anschlußmöglichkeiten zur Verbindung
der Schaltungsanordnung mit dem Tonbandgerät und dem den Digitalsignalen zugeordneten
Schrittmagneten vorgesehen.
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Schließlich ist zur nachträglichen Ergänzung einer aus einem Projektor
und einem Tonbandgerät bestehenden Anlage sowie um eine separate Einaatzinliglichkeit
der beiden Geräte Jederzeit wieder zu ermöglichen, nach einer Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen, daß das Planetengetriebe mit seinen beiden Antrieben, dem
Speicher und dem elektronischen Baustein zur Umwandlung der vom Tonbandgerät gelieferten
Steuerimpulse außerhalb des Projektors in einem Gehäuse als Zubehör untergebracht
ist, das mit dem Tonbandgerät über eine Leitung und mit dem Projektor bei mechanischer
Ankopplung Uber eine elastische Welle und bei elektrischer Ankopplung über eine
Leitung verbiundbar ist.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß sich ein lippensynchroner Bild-Tonablauf mit Slcherheit auch dann einpegelt,
wenn der Projektor und das Tonbandgerät zu verschiedenen Zeiten eingeschaltet werden.
Dies Zeitdifferenz darf dabei maximal einen Wert annehnzen, der sich aus der Kapazität
des Speichers und der Anzahl der auf dem Tonband aufgezeichneten Steuerimpulse pro
Bildfolge ergibt. Darüber hinaus ist die Einrichtung auf die Bedürfnisse des Amateurs
ausgerichtej, betriebssicher und nicht aufwendig Da das Tonband nicht au dem Tonbandgerät
herausgefUhrt werden muß, um Uber eine Regeleinrichtung geleitet zu werden, entfallen
die bei derartigen Einrichtungen erforderlichen Justierarbeiten
zur
herstellung einer Übereinstimmung zwischen den Bandlaufebenen der Regeleinrichtung
und des Tonbandgerätes.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ißt in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine stark schematisierte
Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bild-Ton-Wiedergabe, Fig. 2
eine perspektivische Ansicht des Planetengetriebes mit Speicher, Schaltnocken und
Schaltkontakt der Regeleinrichtung sowie den beiden Antrieben für die Regeleinrichtung.
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Die im Bild 1 dargestellte Bild-Ton-Wiederfabeeinrichtung besteht
aus einem Projektor 1, einem Tonbandgerät 2 und der Synchronisiereinrichtung, die
sich aus dem Planetengetriebe 3, den auf dieses Getriebe einwirkenden beiden Antrieben
und einem Abtrieb, einem Impulaformer 4, einem Speicher.5, der Regeleinrichtung
für den Projektormotor 6, 7 und einem nicht dargestellten Impulskopf am Tonbandgerät
zusammensetzt. Der Antrieb des PRanetengetriebes vom Protektormotor 8 erfolgt Uber
eine Welle 9 und Schneckenrad 10, während der als schrittmagnet 11 ausgebildete
zweite Antrieb seine Energie in Form von Digitalsignalen 12 zugeführt bekommt, die
durch Verarbeitung der vom Impulskopf vom Tonband abgetasteten Steuerimpulse 13
im Impulsformer 4 erhalten werden. Am Abtrieb 14 ist der Speicher 5 angekuppelt,
der mechanisch den Schaltkontakt 6 öffnet oder schließt und dadurch Uber die Verbindungsleitung
15 und den Widerstand 7 die elektrische Leistungsaufnahme des Projektormotors beeinträchtigt.
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Das Planetengetriebe nach Fig. 2 bildet das Koinzidenzglied der Synchronisiereinrichtung.
Ein kleines Sonnenrad 16 ist mit einer Welle 17 starr verbunden. Planetenräder 18,
deren
Anzllhl im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei betrugt,
kömmen einerseits mit der Verzahnung des kleinen Sonnenrades und endererseits mit
der Innenverzahnung einer großen Sonnenrades 19, auf denen Außenverzahnung 20 über
dai3 Schneckenrad 10 der Antrieb 9 vom Projektormotor einwirkt. Die Welle 17 trägt
ferner ein fest mit ihr verbundenes Sägezahnrad 21 des Schrittmagneten 11 und bildet
die frei bewegliche Lagerung für ein geschlossenes Zahnrad 22, dessen dem Getriebe
zutewandte Seite Lagerzapfen 23 für die Planetenräder aufweist.
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Das Zahnrad 22 steht in Eingriff mit einem ein Zählwerk 5 antreibden
Zahnrad 24. Das mechanische Zählwerk bildet den Speicher der Synchronisiereinrichtung.
Das Planetengetriebe 3 ermöglicht einen Doppelantrieb mit unterschiedlichen Drehzalllen
und Drehrichtungen der beiden Antriebe und Übertragung der Differenzdrehznhl auf
einen Abtrieb unter Berücksichtigung deren Drehrichtung. Der an den Abtrieb angekuppelte
Speicher 5 ist bei Verwendung von drei Zahlkränzen in seinem Zählwerk bei Anzeige
der Zahl 900 vollgespeichert. Der zum Zählen der höchsten Stelle des Zahlenwertes
vorgesehene Zahlenkranz wirkt im vorwärts und rückwärts gerichteten Drehsinn beim
Wechsel zwischen den Zahlen 4 und 5 auf einen Schaltnocken 25 ein, der den Schaltkontakt
5 schließt bzw. öffnet. Über die Verbindungsleitung 15 überbrückt der Schaltkontakt
dadurch bei zu langsamer Geschwindigkeit des Projektoririotors den Widerstand 7,
wodurch dessen Geschwindigkeit beschleunigt wird. Bei geöffnetem Schaltkontakt wird
die Geschwindigkeit des Motors herabgesetzt. Es hat sich ergeben, dan bei einer
Zuordnung von einem auf dem Tonband aufgezeichneten Steuerimpuls für je vier Bilder
einer Bildfolge keine Gefahr besteht, daß der Provektor oder das Tonbandgerät aus
dem Gleichlauf zueinander herausgeraten. Während des Gleichlaufs wird der Schrittmagnet
11 durch jeden Digitalimpuis vom Tonbandgerät eine Differenzdrehzahl im Planetengetriebe
hervorrufen, die den Speicher von
000 auf 999 zurückdreht und eine
kurzzeitige Beschleunigung des Projektors hervorruft. In dem Abstand bis zum nächsten
eintreffenden Digitalimpuls fällt die Differenzdrehzahl ab, der Zähler dreht sich
auf den Stand 000 zurück, der Schaltkontakt wird geöffnet und die Geschwindigkeit
des Projektors abgebremst. Der Speicher läßt aufgrund-der obigen Darlegungen bei
seiner Ausbildung mit drei Zahlenkränzen demnach maximale zeitliche Unterschiede
zur Ingangsetzung der beiden Geräte, Projektor und Tonbandgerät von 499 Bildimpulsen
zu, ohne daß befürchtet werden muß, einen Gleichlauf nicht zu erreichen.
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Die Speicherkapazität läßt sich durch Hinzufügen weiterer ZahlenkrEnze
jederzeit erweitern.
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Es ist selbstverständliche Voraussetzung für die Erzielung der Synchronisation,
daß sich Filmstreifen und Tonband beim Start der Geräte in einer genau definierten
Lage befinden, und daß sich diese Lage jederzeit reproduzieren läßt. Dazu können
in bekannter Weise Start-Markierungen auf den Bändern angebracht werden. Darüber
hinaus ist das Zählwerk vor dem Start auf die Position 000 zu bringen.
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Patentansprüche: