DE2532924A1 - Tension control unit esp. for tape recorders - with compensation of vibrations caused by interaction of motor, tape and sensor - Google Patents

Abstract

A magnetic tape tensioning unit for a tape recorder has a sensor (2, 9) to detect the tension between feed and take-up spools using a pressure cell or a resilient element. The braking or pulling effect of the spools is then increased or decreased depending on the tension, whereby forces due to tension are converted into an electrical signal to control a drive motor or a brake. The signals result from an exchange of vibrational energy between tape, motor and sensor, and are fed to the motor via a control unit so that the motor torque counteracts the vibrations of the sensor. The signals detected are enhanced by an operational amplifier.

Description

Einrichtung zum Regeln des Bandzuges für ein Magnetbandger ät, insbesondere Tonbandgerät - Zusatz zu P 2422 062.0 -Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln des Bandzuges für ein Magnetbandgerät, insbesondere Tonbandgerät, mit einer Abtasteinrichtung, welche beim Bandlauf des Bandes zwischen zwei Bandwickeln, von denen der eine ein ziehender und der andere ein gezogener Bandwickel ist, den Bandzug abtastet und in Abhängigkeit vom abgetasteten Bandzug eine erhöhte oder verringerte Brems - oder Zugwirkung auf das Band hervorruft und welche ortsfest angeordnet ist und infolge des Bandzuges einwirkende Kräfte mittels eines Wandlers in ein elektrisches Signal umsetzt und welche über eine Steuereinrichtung das Drehmoment eines Antriebsmotors für die Bandwickel oder eine Bremseinrichtung entsprechend steuert nach P 2422 062.0. Device for regulating the tape tension for a magnetic tape device, in particular Tape recorder - addition to P 2422 062.0 -The invention relates to a device for Regulating the tape tension for a magnetic tape recorder, in particular a tape recorder, with a Scanning device, which when the tape runs between two tape laps, from where one is a pulling and the other is a pulled tape roll, the tape tension scanned and, depending on the scanned strip tension, an increased or decreased Braking or pulling effect on the belt and which is arranged in a stationary manner and forces acting as a result of the belt tension into an electrical one by means of a transducer Signal converts and which, via a control device, the torque of a drive motor for the tape roll or a braking device controls accordingly according to P 2422 062.0.

Bei einem Magnetbandgerät, beispielsweise einem Tonbandgerät, vergrößert sich auf dem ziehenden Bandwickel der Wickeldurchmesser, während er auf dem gezogenen Bandwickel abnimmt. Aufgrund dieser sich ändernden Durchmesser und auch anderen Einflüssen, wie beispielsweise von unterschiedlich sich auswirkenden Lagerkräften, wird während des Bandlaufes bei konstantem Brems - und/oder Aufwickelmoment auf das Band ein sich ändernder Bandzug ausgeübt. Es sind verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden, um den Bandzug konstant zu halten.In the case of a magnetic tape recorder, for example a tape recorder, enlarged the winding diameter on the pulling tape roll, while it is on the drawn one Tape wrap decreases. Because of this changing diameter and others too Influences, such as bearing forces that have different effects, is opened while the belt is running at a constant braking and / or winding torque the tape exerted a changing tape tension. They are different devices became known to keep the belt tension constant.

Beispielsweise ist es bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 1 549 107), den Bandzug mittels Fühlhebel abzutasten und in Abhängigkeit vom abgetasteten Bandzug eine erhöhte oder verringerte Bremswirkung auf die Wickelteller auszuüben. Auf diese Weise kann man trotz Änderung der Wickeldurchmesser auf den Bandwickeln den Bandzug über die gesamte Bandlänge hin annähernd konstant halten. Die Fühlerbewegung kann man durch mechanische Übertragungsmittel auf die Bremseinrichtung übertragen. Aufgrund der Trägheit der mechanischen Mittel setzt die Bandzugregelung mit einer bestimmten Verzögerung ein. Außerdem besteht die Gefahr, daß das Regelsystem in Frequenzbereichen, die zum Ausregeln notwendig sind, ins Schwingen kommt.For example, it is known (German Offenlegungsschrift 1 549 107) to scan the strip tension using a feeler lever and depending on the scanned Tape tension to exert an increased or reduced braking effect on the winding disc. In this way you can wind on the tape despite changing the winding diameter keep the belt tension almost constant over the entire length of the belt. The feeler movement can be transmitted to the braking device by mechanical transmission means. Due to the inertia of the mechanical means, the belt tension control starts with a certain delay. There is also the risk that the control system in Frequency ranges, which are necessary for adjustment, start to oscillate.

Außerdem ist es bekannt, bei einer Einrichtung zum Regeln von Wicklerantrieben für band- oder strangförmiges Arbeitsgut, insbesondere Papier, einen Zugspannungsregler vorzusehen, dessen Zugspannungsmeßfühler von den beiden Bahntrumen während des gesamten Wickelvorganges unter gleichbleibendem Winkel umspannt wird. Das insbesondere bei Magnetbandgeräten auftretende Problem, daß sich bei abnehmendem Bandwickel bzw. bei wachsendem Bandwickel auch der Winkel ändert, mit dem der Meßfühler umspannt wird, tritt bei dieser Einrichtung nicht auf (deutsche Offenlegungsschrift 1 774 780).It is also known in a device for regulating winder drives for work goods in the form of strips or ropes, in particular paper, a tension regulator to provide the tension sensor of the two web sections during the entire Wrapping process is spanned at a constant angle. Especially with The problem that occurs with magnetic tape devices is that with decreasing tape roll or as the tape roll increases, so does the angle at which the probe spans does not occur with this facility (German Offenlegungsschrift 1 774 780).

Das gleiche gilt auch für die Vorrichtung zur Steuerung der Spannung einer Materialbahn in der deutschen Offenlegungsschrift 2 032 041. Bei dieser Einrichtung wird die Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn, über eine Walze geführt, wobei die beiden Trume der Materialbahn die Walze ständig unter einem gleichbleibenden Winkel während des gesamten Wickelvorganges umschließen.The same applies to the voltage control device a material web in German Offenlegungsschrift 2 032 041. In this device the material web, for example a paper web, is guided over a roller, with the two strands of the web of material the roller constantly under a constant Enclose the angle during the entire wrapping process.

In einer älteren Patentanmeldung ist bereits eine Bandzugregelung mit äußerst niedriger Fehlergrenze vorgeschlagen worden, wobei ein praktisch trägheitsfreies und rasches Ansprechen der Bandzugregelung auf Bandzugänderungen möglich ist. Bei diesem älteren Vorschlag kommt ein ortsfestes Umlenkelement, insbesondere eine Umlenkrolle, zur Anwendung, welches bzw. welche aufgrund des Bandzuges eine bestimmte Auslenkung erfährt, wobei Bandzugänderungen als Auslenkungsänderungen ermittelt werden, die von einem entsprechenden Wandlerelement in die geeigneten Regelgrößen umgewandelt werden. Da das Umlenkelement, insbesondere die Umlenkrolle, ortsfest gelagert ist, ist das Umlenkelement bzw. die Umlenkrolle bestrebt, in die Ausgangslage immer wieder zurückzukehren. Als Umlenkelemente können hierbei natürlich neben mechanischen Elementen, wie einer Umlenkrolle, die auf einer an einem Ende ortsfest gelagerten Welle sitzt, auch Tauchspulen, Kondensatorplatten und dgl. zur Anwendung kommen.A belt tension control is already in an older patent application with an extremely low margin of error has been proposed, being a practically inertia-free and rapid response of the strip tension control to changes in strip tension is possible. at This older proposal comes with a fixed deflection element, in particular a deflection roller, for the application which or which a certain deflection due to the belt tension experiences, wherein changes in band tension are determined as changes in deflection, the converted into the appropriate controlled variables by a corresponding converter element will. Since the deflection element, in particular the deflection roller, is mounted in a stationary manner, the deflection element or the deflection roller strives to return to the starting position again and again to return. As deflection elements, in addition to mechanical elements, like a pulley that sits on a shaft that is fixedly mounted at one end, also moving coils, capacitor plates and the like. Are used.

Da die Regelgrölin aus einer quasi "federnden" Auslenkung ermittelt werden und da der Tonträger, insbesondere das Tonband, eine gewisse Elastizität aufweist, besteht die Gefahr, daß durch den Energieaustausch zwischen Tonträger, Motor und Umlenkelement bzw. Druckaufnehmer, welcher den Bandzug aufnimmt, Schwingungen resultieren, die zu einem Aufschaukeln des gesamten Systems führen können, so daß eine konstante Bandzugregelung nicht mehr möglich ist.Since the control unit is determined from a quasi "resilient" deflection and because the sound carrier, especially the tape, has a certain elasticity there is a risk that the exchange of energy between the sound carrier, Motor and deflection element or pressure sensor, which absorbs the belt tension, vibrations result, which can lead to a buildup of the entire system, so that constant strip tension control is no longer possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Regeln des Bandzuges für ein Magnetbandgerät, insbesondere Tonbandgerät, zu zeigen, bei dem die Schwingungen, welche aus dem Energieaustausch zwischen Tonträger, Motor und Druckaufnehmer resultieren, kompensiert sind.The object of the invention is therefore to provide a device for regulating the Tape pull for a magnetic tape recorder, in particular tape recorder, to show in which the vibrations that result from the exchange of energy between the sound carrier, engine and Resulting pressure transducers are compensated.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signaländerungen, die aus einem Austausch von Schwingungsenergie zwischen Tonträger, Motor und Druckaufnehmer resultieren, über eine Steuereinrichtung dem Motor in der Weise zugeführt werden, daß der Motor Drehmomentsänderungen ausführt, die den Schwingungen des Druckaufnehmers entgegenwirken.This task is carried out in a facility of the type mentioned at the beginning according to the invention achieved in that the signal changes resulting from an exchange result from vibration energy between the sound carrier, motor and pressure transducer, are fed via a control device to the motor in such a way that the motor Performs torque changes that counteract the vibrations of the pressure transducer.

Hierdurch werden auch die Signaländerungen berücksichtigt, die auf den Schwingungen beruhen, welche aus dem Energieaustausch zwischen Tonträger, Motor und Druckaufnehmer resultieren.This also takes into account the signal changes that occur on The vibrations are based on the exchange of energy between the sound carrier and the engine and pressure transducers result.

Um entsprechende Drehmomentsänderungen des Motors, welche den Schwingungen des Druckaufnehmers bzw. des Umlenkelementes, um welches das Band gelegt ist, hervorrufen zu können, kann neben dem Regelkreis, der den Motor mit der sich in Abhängigkeit von den Bandwickeldurchmessern ändernden Steuerspannung ansteuert, ein zweiter Regelkreis für die höherfrequenten Signaländerungen des Wandlers berücksichtigt sein.Corresponding changes in the torque of the motor, which cause the vibrations of the pressure transducer or of the deflection element around which the tape is placed to be able to, in addition to the control loop, which the engine with which is dependent controls the control voltage that changes from the tape winding diameter, a second control circuit must be taken into account for the higher-frequency signal changes of the converter.

Hierzu können die Signaländerungen über einem Bandpaß einem invertierenden Eingang der Steuereinrichtung zur Kompensation der Signaländerungen zugeführt werden. Auf diese Weise werden die höherfrequenten Signaländerungen aus dem Originalsignal herausgefiltert und zur entsprechenden Drehmomentsänderung weitergeleitet.For this purpose, the signal changes can be converted to an inverting bandpass filter Input of the control device to compensate for the signal changes are fed. In this way, the higher-frequency signal changes are made from the original signal filtered out and forwarded to the corresponding torque change.

Das vom Wandler abgegebene Originalsignal wird über ein weiteres frequenzabhängiges Glied mit großer Zeitkonstante der Steuereinrichtung zugeführt, wobei die Steuereinrichtung als Operationsverstärker ausgebildet sein kann und das Originalsignal an den nicht invertierenden Eingang gelegt ist. In vorteilhafter Weise ist das frequenzabhängige Glied mit großer Zeitkonstante als Tiefpaß, insbesondere als RC-Glied, ausgebildet.The original signal emitted by the converter is transmitted via another frequency-dependent signal Member supplied with a large time constant of the control device, the control device can be designed as an operational amplifier and the original signal to the not inverting input is applied. This is advantageously frequency-dependent Element with a large time constant designed as a low-pass filter, in particular as an RC element.

Die Erfindung sieht somit neben dem Regelkreis, welcher zur Regelung des Bandzuges eine Regelgröße in Abhängigkeit von den sich ändernden Bandwickeldurchmessern abgibt, einen weiteren Regelkreis vor, der die Signaländerungen berücksichtigt, die auf Schwingungen beruhen, welche sich aus dem Enerzieaustausch zwischen Tonträger, Motor und bzw. Umlenkelement der Abtasteinrichtun Druckaufnehmer/ergeben. Bei der Erfindung werden diese echwingungen herausgefiltert und dem invertierenden Eingang der Steuereinrichtung zugeführt, so daß aufgrund dieser Signaländerungen Drehmomentsänderungen des Motors hervorgerufen werden können, die den Schwingungen des Druckaufnehmers entgegengesetzt sind. Man erhält dann die notwendige Stabilität des Systems für die konstante Bandzugregelung. Die Gleichlaufeigenschaften eines Magnetbandgerätes, insbesondere Tonbandgerätes, bei dem Auf- und Abwickelmotore zur Anwendung kommen, werden hierdurch erheblich verbessert.In addition to the control circuit, the invention thus provides for the control circuit of the tape tension is a controlled variable depending on the changing tape winding diameters outputs, another control loop that takes the signal changes into account, which are based on vibrations that result from the exchange of energy between sound carriers, Motor and / or deflection element of the scanning device pressure transducer / result. In the Invention, these echwochen are filtered out and the inverting input fed to the control device, so that torque changes due to these signal changes of the motor can cause the vibrations of the pressure transducer are opposite. One then obtains the necessary stability of the system for the constant strip tension control. The synchronism properties of a magnetic tape recorder, in particular tape recorder that uses winding and unwinding motors, are considerably improved as a result.

In der beiliegenden Figur ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und es soll anhand dieser Figur die Erfindung noch näher erläutert werden.In the accompanying figure is a preferred embodiment of the invention, and it should be based on this figure, the invention in more detail explained.

Die dargestellte Kompensationsschaltung bei der Bandzugregelung weist als Steuereinrichtung einen Operationsverstärker 1 auf. Dieser Operationsverstärker hat einen invertierenden Eingang a und einen nichtinvertierenden Eingang b. Der Wandler 2, welcher die infolge des Bandzuges einwirkenden Kräfte in ein elektrisches Signal umsetzt, kann beispielsweise als Fototransistor ausgebildet sein. Als Umlenkelement bzw. Druckaufnehmer der Abtasteinrichtung wird eine Umlenkrolle 17 verwendet, die auf einer einseitig festeingespannten Welle 18 sitzt. Die Welle 18 ist mit einer Blende 19 versehen, die in den Lichtstrahl einer Lichtquelle 20 eintauchen kann. Der Lichtstrahl ist auf den als Fototransistor ausgebildeten Wandler 2 gerichtet. In Abhängigkeit von der Eintauchtiefe der Blende 19 in den Lichtstrahl gibt der Wandler 2 ein Signal ab. Das von dem Wandler 2 erzeugte Signal wird über ein frequenzabhängiges Glied 3, 8, das eine hohe Zeitkonstante aufweist und im Ausführungsbeispiel aus Kondensator 3 und Widerstand 8 besteht, an den nichtinvertierenden Eingang b des Operationsverstärkers 1 gelegt. Die aus den durch den Doppelpfeil A angedeuteten Schwingungen resultierenden höherfrequenten Signaländerungen werden somit hier nicht berücksichtigt.The compensation circuit shown for the strip tension control has an operational amplifier 1 as a control device. This op amp has an inverting input a and a non-inverting input b. Of the Converter 2, which as a result of the tape tension acting forces converted into an electrical signal, can for example be designed as a phototransistor be. A deflection roller is used as the deflection element or pressure sensor of the scanning device 17 is used, which sits on a shaft 18 firmly clamped on one side. The wave 18 is provided with a diaphragm 19 which is inserted into the light beam of a light source 20 can immerse. The light beam is on the converter designed as a phototransistor 2 directed. Depending on the depth of immersion of the aperture 19 in the light beam the converter 2 emits a signal. The signal generated by the converter 2 is over a frequency-dependent element 3, 8, which has a high time constant and in the exemplary embodiment consists of capacitor 3 and resistor 8, to the non-inverting input b of the operational amplifier 1 placed. The one indicated by the double arrow A. Higher-frequency signal changes resulting from vibrations are therefore not here considered.

Die vom Wandler abgegebenen höherfrequenten Signale werden über ein als Bandpaß 4 ausgebildetes frequenzabhängiges Glied an den invertierenden Eingang a des Operationsverstärkers gelegt. Hierdurch werden diese höherfrequenten Signale des Wandlers, welche auf die Schwingungen des Systemes Tonträger, Motor und Druckaufnehmer zurückgehen, aus dem Originalsignal herausgefiltert. Diese höherfrequenten Signale liegen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches, für den der Bandpaß 4 durchlässig ist. Durch die konstruktiv fest vorgegebenen Eigenschaften des schwingfähigen Systems aus Tonträger, Motor und Druckaufnehmer ist der höherfrequente Frequenzbereich der Signale, für die der Bandpaß 4 durchlässig ist, vorgegeben und kann somit entsprechend eingestellt werden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 1 steuert über die Transistoren 5 und 6 den Motor 7 entsprechend an, so daß dieser Drehmomentsänderungen ausführt, die den Schwingungen des Druckaufnehmers bzw. der Umlenkrolle, um welche das Tonband geführt ist, entgegenwirken.The higher-frequency signals emitted by the converter are transmitted via a frequency-dependent element designed as a bandpass filter 4 to the inverting input a of the operational amplifier. This makes these higher frequency signals of the transducer, which reacts to the vibrations of the sound carrier, motor and pressure transducer system go back, filtered out of the original signal. These higher frequency signals lie within a certain frequency range for which the bandpass filter 4 is permeable is. Due to the structurally fixed properties of the oscillatable system consisting of the sound carrier, motor and pressure transducer, the higher frequency range is the Signals for which the bandpass filter 4 is permeable are given and can thus accordingly can be set. The output of the operational amplifier 1 controls via the transistors 5 and 6 the motor 7 accordingly, so that it executes torque changes, the vibrations of the pressure transducer or the pulley around which the tape is guided, counteract.

In der gezeigten Schaltung liegen die beiden Eingänge des Operationsverstärkers 1, d.h. der invertierende Eingang a und der nichtinvertierende Eingang b in der Nulldiagonalen einer aus Widerständen 9, 10, 11 und dem Fototransistor 2 gebildeten Brücke. Ein Gegenkopplungswiderstand 12 sorgt für eine definierte Verstärkung des Operationsverstärkers 1. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers wird über einen Strombegrenzungswiderstand 15 an die Transistoren 5, 6 und den Motor 7 weitergegeben. Ein Stromgegenkopplungswiderstand 16 sorgt für die Verbesserung der Stromkonstanthaltung durch die Transistoren 5 und 6. Ein Entkopplungswiderstand 13 entkoppelt den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers von der Brücke, während ein Entkopplungswiderstand 14 für die Entkopplung des RC-Gliedes 3, 8 sorgt.In the circuit shown, the two inputs of the operational amplifier are located 1, i.e. the inverting input a and the non-inverting input b in the Zero diagonals one formed from resistors 9, 10, 11 and the phototransistor 2 Bridge. A negative feedback resistor 12 ensures a defined gain of the Operational amplifier 1. The output signal of the operational amplifier is via a current limiting resistor 15 is passed to the transistors 5, 6 and the motor 7. A current negative feedback resistor 16 ensures the improvement of the current constant through the transistors 5 and 6. A decoupling resistor 13 decouples the inverting one Input of the op amp from the bridge while a decoupling resistor 14 ensures the decoupling of the RC element 3, 8.

Claims (6)

Patentansprüche Claims Einrichtung zum Regeln des Bandzuges für ein Magnetbandgerät, insbesondere Tonbandgerät, mit einer Abtasteinrichtung, welche beim Bandlauf des Bandes zwischen zwei Bandwickeln, von denen der eine ein ziehender und der andere ein gezogenener Bandwickel ist, den Bandzug mit Hilfe eines Druckaufnehmers bzw. federnd auslenkbaren Umlenkelementes abtastet und in Abhängigkeit vom abgetasteten Bandzug eine erhöhte oder verringerte Brems- oder Zugwirkung auf das Band hervorruft, und welche ortsfest angeordnet ist und infolge des Bandzuges einwirkende Kräfte mittels eines Wandlers in ein elektrisches Signal umsetzt, und welche über eine Steuereinrichtung das Drehmoment eines Antriebsmotors für die Bandwickel oder eine Bremseinrichtung entsprechend steuert nach P 24 22 062. 0, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale, die aus einem Austausch von Schwingungsenergie zwischen Tonträger, Motor und Druckaufnehmer bzw. des Umlenkelementes resultieren, über eine Steuereinrichtung dem Motor in der Weise zugeführt werden, daß der Motor Drehmomentsänderungen ausführt, die den Schwingungen des Druckaufnehmers entgegenwirken.Device for regulating the tape tension for a magnetic tape device, in particular Tape recorder, with a scanning device, which when the tape is running between two wraps of tape, one of which is drawn and the other is drawn Tape wrap is to deflect the tape tension with the help of a pressure transducer or resiliently Deflection element scans and an increased depending on the scanned strip tension or causes reduced braking or traction on the belt, and which is stationary is arranged and as a result of the tape tension acting forces by means of a transducer into an electrical signal, and which the torque via a control device a drive motor for the tape roll or a braking device accordingly controls according to P 24 22 062. 0, characterized in that the signals coming from a Exchange of vibration energy between the sound carrier, motor and pressure transducer or of the deflecting element result, via a control device to the motor in the manner are supplied that the engine performs torque changes that the vibrations counteract the pressure transducer. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Regelkreis, der den Motor mit der sich in Abhängigkeit von den Bandwickeldurchmessern ändernden Steuerspannung ansteuert, ein zweiter Regelkreis für höherfrequente Signale des Wandlers vorgesehen ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that in addition to the control circuit that controls the motor depending on the tape winding diameter controlling the changing control voltage, a second control loop for higher-frequency signals of the converter is provided. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höherfrequenten Signale über einen Bandpaß einem invertierenden Eingang der Steuereinrichtung zur Kompensation der Signale zugeführt werden. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the higher-frequency signals via a bandpass filter to an inverting input of the Control device for compensation of the signals are supplied. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Wandler abgegebene Originalsignal über ein weiteres frequenzabhängiges Glied mit großer Zeitkonstante der Steuereinrichtung zugeführt wird.4. Device according to one of claims 1 - 3, characterized in that that the original signal emitted by the transducer has another frequency-dependent signal Member is fed to the control device with a large time constant. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung als Operationsverstärker ausgebildet ist, wobei an dem nichtinvertierenden Eingang das über das frequenzabhängige Glied mit großer Zeitkonstante zugeführte Signal gelegt ist.5. Device according to one of claims 1 - 4, characterized in that that the control device is designed as an operational amplifier, with the the non-inverting input via the frequency-dependent element with a large time constant applied signal is applied. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere frequenzabhängige Glied mit großer Zeitkonstante ein Tiefpaß, insbesondere RC-Glied, ist.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the further frequency-dependent element with a large time constant is a low-pass filter, in particular RC element, is. L e e r s e i t eL e r s e i t e