DE9319313U1

DE9319313U1 - Daten-Scanner

Info

Publication number: DE9319313U1
Application number: DE9319313U
Authority: DE
Original assignee: Exabyte Corp
Current assignee: Exabyte Corp
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2003-04-16

Description

DATEN-SCANNER

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Daten-Scanner zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten auf und von einem Magnetband einer Bandcassette des 8mm Video-Systems, wobei das Magnetband die Kopftrommel wendelförmig teilweise umschlingt und somit die Spuren schräg aufgezeichnet werden.

Geräte zum Speichern von Daten in digitaler Form sind allgemein bekannt. Sie werden verwendet für Datensicherung, Archivierung, Datenerfassung, Softwareverteilung und vieles andere mehr. Es werden beispielsweise Laufwerke zur Aufzeichnung auf Platten oder Laufwerke zur Aufzeichnung auf auf Bandspulen befindlichen Magnetbändern in Datenbanken eingesetzt. Weiterhin gibt es Geräte zur Datenaufzeichnung auf in Cassetten sich befindlichen Magnetbändern. Verwendet werden dazu teilweise im freien Handel angebotene Bandcassetten, die in Videogeräten eingesetzt werden. Im allgemeinen geht der Trend zu immer größerer Speicherkapazität des Speichermediums. Gleichzeitig werden auch höhere Daten-Übertragungsraten verlangt. Dabei geraten speziell solche Geräte, die mit handelsüblichen Bandcassetten arbeiten, sehr schnell an eine Grenze, an der keine größere Speicherkapazität mehr möglich ist.

Als Stand der Technik kann ein auf dem Markt sich befindliches Datenspeichergerät angesehen werden. Dieses Gerät benützt als Datenträger die preiswerte 8mm-Cassette, die mit metallbeschichtetem Band bestückt ist. Die 8mm-Cassette ist als Videocassette zum Einsatz in Camcordern und Video-Geräten des 8mm-Systems ja bestens bekannt. Bedingt durch die spezielle Bandbeschichtung und die Spurdichte, wie sie sonst nur von einem Winchester-Laufwerk erreicht wird, wird bei diesem Datenspeichergerät eine Speicherkapazität von 5 GByte bei einer Übertragungsrate von 500 KByte/sec erreicht. Die Aufzeichnung erfolgt nach dem Helical-Scan-AufZeichnungsprinzip. Als Grundlage für das Laufwerk wird ein modifiziertes Laufwerk aus dem audio-visuellen Bereich eingesetzt. Dabei tritt allerdings ein systembedingter Unterschied auf. Beim Standardlaufwerk für das 8mm Video-System umschlingt das Magnetband die Kopftrommel um 221 . Dabei werden, unter Ausnutzung der gesamten Bandbreite, Spuren von ca. 77mm Länge aufgezeichnet. Beim Einsatz des Laufwerks in einem Datensicherungsgerät der genannten Ausführung bleibt zwar der Kopftrommel-Umschlingungswinkel von 221 erhalten, die Aufzeichnung und Wiedergabe erfolgt jedoch nur auf einem Umschlingungswinkel von 180°. Der Grund dafür ist der, daß beim Datensicherungsgerät die Aufzeichnungsspuren unmittelbar zur Kontrolle wiedergegeben, also gelesen werden müssen. Auf dem Kopfrad befinden sich deshalb zwei Kopfpaare, wobei ein Kopfpaar aus zwei in der Höhe um den Spurabstand beabstandeten Magnetköpfen besteht. Die beiden Kopfpaare sind auf dem Kopfrad um 180 versetzt angeordnet. Das erste Kopfpaar besteht aus Aufzeichnungs- und das zweite aus Wiedergabeköpfen. Der Höhenversatz der beiden

Kopfpaare zueinander ist so, daß das dem Aufzeichnungskopfpaar nacheilende Wiedergabekopfpaar jeweils das vorletzte aufgezeichnete Spurenpaar liest. Die gelesenen Daten werden mit den noch in einem Speicher sich befindlichen Daten verglichen. Stimmen die Daten überein, so wird der Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Vorgang weiter fortgesetzt. Ist keine Übereinstimmung vorhanden (z.B. bei Bandbeschädigungen), so werden die Daten aus dem Speicher noch einmal aufgezeichnet. Dieser Vorgang kann sich gegebenenfalls öfter wiederholen, bis eine einwandfreie Aufzeichnung erfolgt ist. ,Eine volle Ausnützung der 221°-Umschlingung, also der Spurlänge von ca. 77mm, kann nicht erfolgen, weil, wegen des nach 180° beginnenden Lesevorgangs, der Aufzeichnungskopf sich noch aktiv in den restlichen befände und damit ein hohes Übersprechen zwischen Aufnahme- und Wiedergabekanal die Folge wäre. Ein Grund für das hohe Übersprechen ist, daß zur Übertragung der Signale vom rotierenden zum stationären Teil der Kopftrommel ein sogenannter Axialübertrager eingesetzt wird. Dessen beide sich plan gegenüberstehende Ferritteile sind jeweils einstückig und mit Nuten für die Wicklungen versehen. Durch die Einstückigkeit der Ferritteile ist die Eindämmung des Streuflusses sehr schwierig. Außerdem muß, wegen der zum Zentrum der Ferritscheiben hin abnehmenden Durchmesser der Übertragungsflächen der Magnetfluß dort erhöht werden. Die Folge ist ein schnelles Erreichen der Sättigungsgrenze.

Da also das Magnetband nur während eines Umschlingungswinkels von 180 ausgenützt wird, die Gesamtumschlingung aber, wie beim 8mra Standard-Laufwerk,

weiterhin 221 beträgt, wird, unter gleichem Spurwinkel, nur eine Spurlänge von ca. 63mra erreicht. Die zur Verfügung stehende Bandfläche wird demnach nur zu ca. 81% ausgenützt. Die Speicherkapazität des Magnetbandes könnte also noch um ca. 25% gesteigert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scanner zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten für den Einsatz in einem, für die Benutzung von 8mm-Cassetten geeigneten Laufwerk, so zu gestalten, daß

- die gesamte Bandfläche zur Speicherung von Daten ausgenutzt werden kann,

- die Wiedergabe von auf dem bisherigen Gerätesystem aufgezeichneten Cassetten gewährleistet, also eine Rückwärtskompatibilität gegeben ist,

- die Übertragungssicherheit erhöht und

- die Übertragungsrate gesteigert werden kann, sowie

- ein schnelles Auswechseln des Kopfrades bei Verschleiß, der Köpfe möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche,zeigen vorteilhafte Ausführungsformen auf.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die Kopfradumschlingung durch das Magnetband von 221° auf 180 zu verringern. Damit ist gewährleistet, daß das Aufnahmekopfpaar gerade den Bandbereich verläßt, wenn das Wiedergabekopfpaar in den Bandbereich eintaucht. Das erwähnte Übersprechen während gleichzeitiger Aufnahme und Wiedergabe kann hier also nicht auftreten. Da wegen der Rückwärtskompatibilität der Spurwinkel auf dem Magnetband nicht verändert werden darf, entsteht somit eine

Spurlänge von ca. 77mm. Das ist die gleiche Spurlänge, die auch beim 8mm-Standard-Laufwerk. mit 221° Umschlingung bei Verwendung als Video-Laufwerk aufgezeichnet wird. Um diese Forderung, 77mm Spurlänge bei 180 Umschlingung, zu erfüllen, muß der Kopftrommel-Durchmesser von 40mm beim Standard-Laufwerk auf ca. 47mm vergrößert werden. Die gesamte Bandfläche ist damit zur Datenaufzeichnung ausgenützt.

Zur Sicherung der Datenübertragung und zur Steigerung der Übertragungsrate muß der übertrager verbessert werden. Die Nachteile des in den Standard-Geräten nach dem Stand der Technik verwendeten Axialübertragers wurden eingangs bereits geschildert. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein, im Prinzip bereits vorbekannter, Radialübertrager eingesetzt. Da über insgesamt 5 Kanäle Daten übertragen werden müssen (zwei Aufnahme-, zwei Wiedergabeköpfe und ein Synchronisationskopf), sind 5 Ringpaare aus Ferrit mit den zugehörigen Wicklungen vorhanden. Zwischen den einzelnen Ferritring-Paaren liegen, zur Verbesserung der Übersprechdämpfung, Kurzschlußscheiben. Die Übertragungsspalte zwischen den rotierenden und den stationären Ferritringen sind, bedingt durch genauere Fertigungsmöglichkeiten, kleiner als bei einem Axialübertrager. Ein weiterer Vorteil ist, daß die einzelnen Übertragerspalte alle auf dem gleichen Durchmesser liegen. Das Problem des Erreichens der Stättigungsgrenze bei einzelen Übertragern ist also nicht so groß. Der erfindungsgemäße Radialübertrager ist so ausgeführt, daß die Anschlußdräthe zwischen den Köpfen und ihren kopfradseitigen übertragerteilen auf kürzestem Weg verlaufen. Damit wird, vor allem beim Wiedergeben der relativ schwachen Signale, die Gefahr des Einstreuens von

Störungen wesentlich verringert. Die negative Auswirkung von Kapazität und Induktivität der Leitungslängen werden kleiner. Die Resonanzfrequenz wir höher. Des weiteren ist beim erfindungsgemäßen Scanner im Vergleich zum Scanner
nach dem Stand der Technik durch den größeren
Kopftrommel-Durchmesser und durch die Verwendung eines
Radial- statt eines Axial-Übertragers Raum vorhanden, um im stationären Teil der Kopftrommel Leseverstärker und
die zugehörige Leiterplatte unterzubringen. Das gelesene relativ schwache Signal hat also nur den denkbar
kürzesten Weg vom Kopf zum Verstärker zurückzulegen. Die Einstreumöglichkeit ist damit auf ein Minimum reduziert. Besonderer Wert wurde bei dem erfindungsgemäßen Scanner
darauf gelegt, daß ein Auswechseln des Kopfrades, welches ja ein Verschleißteil darstellt, möglichst einfach zu
bewerkstelligen ist. Außerdem wurde das Kopfrad
konstruktiv so gestaltet, daß der daran befestigte
rotierende Teil des Übertragers, der ja ein teueres aber keinem Verschleiß unterworfenes Teil darstellt, sehr
schnell von dem gebrauchten Kopfrad entfernt und auf das neue Kopfrad montiert werden kann.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher
erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Scanner,

Fig. 2 den Bandverlauf in einem Laufwerk mit dem
erfindungsgemäßen Scanner

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Kopfrades mit dem
rotierenden Teil des Übertragers,

Fig. 4 den Bandverlauf in einem Laufwerk nach dem.Stand der Technik,

Fig. 5 die Schnittdarstellung eines Axialübertragers,

Fig. 6 das Kopfrad und den stationären Teil der Kopftrommel im demontierten Zustand und

Fig. 7 das Kopfrad und den rotierenden übertrager im demontierten Zustand.

In der Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Scanner A im Schnitt dargestellt. In dem stationären Trommelteil 1 ist über zwei Radiallager 3, 4 die Welle 5 gelagert. Eines der Radiallager ist mit seinem Außendurchmesser im Trommelunterteil 6 im Schiebesitz gelagert. Die zwischen den beiden Radiallagern 3, 4 gespannte Feder 7 dient dazu, das Axialspiel zwischen Trommelunterteil 6 und Kopfrad 8 zu eliminieren. Am trommelunterseitigen Ende der Welle 5 ist der Rotor 9 des Antriebsmotors 10 befestigt. Das andere Ende der Welle 5 trägt die Flanschbuchse 11, an der über zwei Schrauben 12 das Kopfrad 8 angeschraubt ist. Der rotierende Teil 13 des Übertragers ist wiederum mit vier Schrauben 14 mit dem Kopfrad 8 verbunden. In dem Ring 15 des rotierenden Teils des Übertragers 13 sind die Ferritringe 16 mit den, hier nicht gezeichneten Wicklungen, befestigt. Zwischen den einzelnen Ferritringen sind Kurzschlußscheiben 17 untergebracht. Den Ferritringen 16 radial mit einem Spalt von ca. 25um benachbart, befinden sich Ferritringe 18, die auf einer Buchse 19 befestigt sind, welche wiederum mit dem Trommelunterteil 6 fest verbunden ist. Eine

••8·

Leiterplatte 20 trägt unter anderem die Leseverstärker

21. An dem Kopfrad 8 angeschraubt sind die Magnetköpfe

22. Die Drehung des Antriebsmotors 10 wird über die Welle 5 und der Flanschbuchse 11 auf das Kopfrad 8 übertragen. Das von den Magnetköpfen 22 erzeugte Signal gelangt über, hier nicht gezeichnete, Anschlußdrähte auf die Wicklungen in den Ferritringen 16, wird induktiv auf die Wicklungen in den Ferritringen 18 übertragen und gelangt von dort unmittelbar in die Leseverstärker 21. Damit wurde der Signalweg von den Magnetköpfen zu den Leseverstärkern so kurz wie möglich gehalten und die Gefahr einer Fremdeinstreuung reduziert.

In der Fig. 2 ist der Bandverlauf in einem Laufwerk B mit dem erfindungsgemäßen Scanner A dargestellt. Das Magnetband 25 wird von einer Abwickelspule 23 aus über Umlenkrollen 26, Signalkopf 27 und Umlenkbolzen 30 im Schrägspurverfahren um den Scanner A geführt. Der Bandantrieb erfolgt vom Capstan 28 mit angedrückter Andruckrolle 29. Die Bandumschlingung am Scanner A beträgt 180°.

Die Fig. 3 zeigt das komplette rotierende Teil des Scanners A. In das Kopfrad 8 ist der Ring 15 mittels der Schrauben 14 eingeschraubt. Die Magnetköpfe 22, die auf der Planfläche des Kopfrades 8 befestigt sind, sind über Anschlußdrähte 31 mit den Wicklungen in den Ferritringen 16 verbunden. Der Verlauf der Anschlußdrähte 31 ist so ausgeführt, daß diese möglichst kurz sind.

Die Fig. 4 stellt ein Laufwerk C zum Betrieb mit der 8mm Video-Cassette nach dem Stand der Technik dar. Das Magnetband 25 umschlingt den Scanner D mit 221°, wodurch

dieser Scanner, wie weiter oben beschrieben, für die digitale Datenspeicherung nicht so gut geeignet ist.

Die Fig. 5 zeigt einen Axialübertrager E nach dem Stand der Technik in Schnittdarstellung. Gegenüber dem stationären Teil 36 des Übertragers E befindet sich in Abstand des Luftspaltes 38 der rotierende Teil 35. Beide Teile weisen Nuten 33 und Übertragerflächen 32 und 37 auf. In den Nuten sind die Wicklungen 34 untergebracht. Um den nötigen Magnetfluß zu erzeugen, sind die Windungszahlen der auf kleineren Radien liegenden Wicklungen größer. Es wird also mehr Wickelraum benötigt. Wegen des größeren Magnetflusses wird die Magnetsättigung an den auf kleineren Radien liegenden Übertragungskanälen ziemlich schnell erreicht. Der Übertrager ist damit an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit angelangt.

Eine Demonstration der leichten Auswechselbarkeit des rotierenden Trommelteils 2 ist in Fig. 6 dargestellt. Das rotierende Trommelteil 2 kann nach dem Herausdrehen der beiden Schrauben sehr leicht von dem stationären Trommelteil 1 abgenommen werden. Die Flanschbuchse 11 bleibt fest mit der Welle 5 verbunden. Ein Auswechseln des rotierenden Trommelteils 2 ist beispielsweise bei einem Verschleiß der Magnetköpfe 22 erforderlich. Da der am Kopfrad befestigte rotierende Teil 13 des Übertragers jedoch keinerlei Verschleiß unterworfen ist, muß nur das Kopfrad ausgewechselt werden. Der rotierende Teil 13 des Übertragers kann auch für das neue Kopfrad verwendet werden. Er ist von diesem nach dem Ablöten der Anschlußdrähte 31 und dem Lösen der Schrauben 14 abnehmbar, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Daten-Scanner (A) zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten auf das Magnetband (25) einer Bandcassette des 8mm Video-Systems, wobei das Magnetband die Kopftrommel wendelförmig teilweise umschlingt und somit die Spuren schräg aufgezeichnet werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

der Kopftrommel-Durchmesser ist größer als bei Scannern von standardisierten Video 8-Laufwerken; die Umschlingung· der Kopftrommel (1, 2) mit dem Magnetband (25) beträgt beim Aufzeichnen und Wiedergeben 180 ;

es ist ein Radialübertrager zum Übertragen von Signalen vorhanden, der aus mehreren Ferritring-Paaren (16, 18) mit dazwischenliegenden Kurzschlußscheiben

(17) besteht;

es ist je ein Doppelspurkopf (22) für Aufzeichnung und Wiedergabe vorhanden, die um ca. 180° versetzt, auf dem Kopfrad (8) angebracht sind; im stationären Teil (1) der Kopftrommel sind die Leseverstärker (21) angebracht; der Antrieb erfolgt von einem am stationären Teil des Scanners (A) angeflanschten Elektromotor (10).

2. Daten-Scanner nach Anspruch &iacgr;,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kopftrommel-Durchmesser ca. 47mm beträgt.

3. Daten-Scanner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Magnetband (25) aufgezeichnete Spur eine Länge von ca. 77mm besitzt.

4. Daten-Scanner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahme-Köpfe (22) MIG-Köpfe und als Wiedergabe-Köpfe Monopoly-Ferrit-Köpfe verwendet werden.

5. Daten-Scanner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und Wiedergabe-Köpfe (22) eine direkte, möglichst kurze Drahtverbindung (31) zum Übertrager besitzen.