NL8006932A

NL8006932A - Stelsel voor het waarnemen van de stand van een videoschijfnaald.

Info

Publication number: NL8006932A
Application number: NL8006932A
Authority: NL
Original assignee: Rca Corp
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE3048140A1; ATA626580A; IT8026681A0; PL228598A1; ES8106975A1; ES497982A0; GB2071332A; PT72201B; AT374947B; GB2071332B; AU6536480A; DK542580A; PL131062B1; DE3048140C2; PT72201A; IT1134742B; FR2473210A1; KR840000872B1; FI803867A7; FI803867L

Description

-VO 1295

Titel i Stelsel voor liet -waarnemen van de stand, van een videoschijfnaald.

De uitvinding heeft betrekking op een aftastinrichting voor een videoschij f signaal, en in het hij zinder op een inrichting voor het bepalen van de stand van een signaalaftastnaald ten opzichte van het wagensa-menstel, dat de aftastnaald radiaal verplaatst over* de sehijfregistratie.

5 Bij bepaalde soorten videoschijfstelsels wordt gebruik gemaakt van schijfregistraties, waarin informatie vooraf is geregistreerd door middel van geometrische veranderingen in sporen of groeven nabij het oppervlak van de schijf. De informatie wordt weergegeven door middel van een signaalaftastnaald, die het spoor of de groef aangrijpt en de geome-TO trische veranderingen waarneemt, die het vooraf geregistreerde signaal vertegenwoordigen► In de capacitieve stelsels, is de naald-registratie-samenwerking werkzaam voor het vormen van een met de tijd veranderende capaciteit wanneer de geometrische verandering in een; bepaald spoor langs de naald worden bewogen door het draaien van de schijf, welke met de tijd 15 veranderende capaciteit deel uitmaakt van een afgestemde keten voor het in amplitude moduleren van een draaggolffrequentie. De amplitudemodula-tie wordt vervolgens waargenomen en omgezet in video- en audio-signalen, die kunnen worden weergegeven op gebruikelijke ontvangers. Ih de drukge-voelige stelsels, oefenen geometrische veranderingen in de groef..een met 20 de tijd. veranderlijke kracht uit op de naald, die mechanisch is gekoppeld met een drukgevoelige overdrager voor- het omzetten in elektrische signalen.

Bij videoschijfstelsels van deze soort wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van sehijfregistraties, voorzien van spoor- of groefdichtheden 25 van 6000 - 10.000 per 2,5 cm. Als gevolg van dergelijke hoge groef dichtheden is het overeenkomstig het gebruikelijk af spelen moeilijk de naald betrouwbaar radiaal te verplaatsen over de schijf. Derhalve is de signaalaftastnaald gemonteerd in een wagensamenstel, aangedreven door motormidde-len voor het radiaal verplaatsen van de naald over de schijf in hoofd-f,0 zaak synchroon met het draaien daarvan. Omdat de sporen de neiging hebben enigszins excentrisch te zijn, is de naald voor een begrensde, radiale beweging ten opzichte van de wagen daarin gemonteerd. Een dergelijke onderlinge beweging drukt mechanisch de naaldmonteerarm vanuit zijn uit-gangsstand en beïnvloedt op ongewenste wijze een overdrager voor bet uit-35 buigen van de naald, welke overdrager het stilzetten van de beweging verschaft en andere bijzondere effecten. Teneinde deze toestand te vereffe- ft η n « q 1 o - 2 - nen, wordt de naaldstand ten opzichte van het wagens amen stel bewaakt, en wordt de vagenverplaatsing geregeld voor het in een in het algemeen niet onder druk staande toestand te houden van de naaldmonteerarm en het gecentreerd boven het spoor houden van de naald.

5 Een dergelijk stelsel, voor het bewaken van de naaldstand is be schreven in een samenhangende Amerikaanse octrooi-aanvrage 055*976 van 9 juli 1979* Hierbij wordt de naaldstand waargenomen door a) het tot stand brengen van een capaciteit tussen een eerste elektrode, bevestigd aan de wagen, en een tweede elektrode volgens een vast- verband, met de 10 naald, b) het meten van de verandering in capaciteit,, veroorzaakt door veranderingen in., de onderlinge nabijheid van de: eerste en tweede elektroden, c) het waarnemen van de betreffende amplitude van een trillingssig-naal, gekoppeld vanaf de eerste naar de tweede elektrode, en. d) het opwekken van een: regelsignaal evenredig- aan dit gekoppelde signaal. De wer-15 king van dit. stelsel kan echter worden beïnvloed door veranderingen in de parasitaire elektronische parameters,, aanwezig tussen het. naald-* naaldarm— registratie-stelsel, alsmede veranderingen in actieve apanningseleinenten van het stelsel. Veranderingen in de parasitaire parameters- hebben de neiging de amplitude te beïnvloeden van het trillings signaal,. gekoppeld van-20 af de eerste naar de tweede elektrode, en veroorzaken dientengevolge fouten in het regelstelsel, in het-bij zonder wanneer het gekoppelde signaal wordt gemeten tegen een vaste vergelijking.

De uitvinding is gericht op een symmetrisch waarneemstelsel, waarbij twee signalen van twee elektroden, opgesteld aan weerszijden van een 25 derde elektrode, volgens een vast verband met de naald, complementaire signalen koppelen met de derde elektrode. De twee signalen koppelen met de derde elektrode evenredig aan de veranderlijke capaciteit, gevormd tussen de elektroden, en zijn uitgevoerd tot nul te sommeren wanneer de derde elektrode en derhalve de naald zich in de gewenste stand bevindt.

30 Verplaatsing van de derde elektrode vanuit de gewenste stand geeft een verandering in de gesommeerde signalen, waarbij de amplitude en faze res-pectievelijk indicatief' zijn voor de mate en riehting van een dergelijke beweging.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, 35 waarin : fig. 1 gedeeltelijk schematisch en gedeeltelijk, in blokschema het symmetrische stelsel tonen voor het waarnemen van de naaldstand;

8 0 069 3 Z

- 3 - i fig. 2 een grafiek is van de signaalamplitude, uitgezet tegen de afstand van de naaldbeveging voor verschillende ketenvertakkingspunten in het stelsel van fig. 1; fig. 3 gedeeltelijk schematisch en gedeeltelijk in blokschema een Γ.·5 synchrone detectorstuurketen toont; fig. h- een Hokschema is van een sommeer- en middelketen voor het bewerken van het sensorsignaal; fig. 5 een blokschema is van een voorkeursketen voor het opwekken van het trillingssignaal en het waarnemen van het sensorsignaal; 10 fig. 6 gedeeltelijk schematisch en gedeeltelijk in blokschema het symmetrische stelsel toont voor het waarnemen van de stand van de . . signaalaftastnaald; fig. T een grafiek is van de tijd, uitgezet tegen de amplitude voor het verduidelijken van de potentialen, gelegd aan de sensorelektro— 15 den van. fig. 6; en fig. 8 gedeeltelijk schematisch en gedeeltelijk in blokschema het symmetrische stelsel toont voor het waarnemen van de stand van de signaalaftastnaald.

in fig. 1 grijpt een signaalaftastnaald 11 een registratieschijf 20 10' aan voor het weergeven van signalen, die vooraf zijn geregistreerd in sporen, die zich op het oppervlak van de schijf bevinden. De signalen op de schijf worden via de naald en verbindingsleidingen 12 en 21 gekoppeld met de aftast schakeling 22 voor het produceren van een in frequentie gemoduleerd of FM-signaal. Het FM-signaal wordt vervolgens bewerkt door een 25 schakeling 2h voor het conditioneren daarvan voor terugspelen op de TV— ontvanger 25. De naald 11' is vastgezet aan een naaldarm (niet weergegeven), die meegevend is gemonteerd aan een wagensamenstel voor het verplaatsen van de naald radiaal over de registratieschijf, d.w.z. de in de tekening met 3: aangeduide riehting. De montering van de naaldarm aan het wagensa-30 menstel kan direkt aan het wagensamenstel zijn of aan een verwijderbaar gemonteerde patroon in het wagensamenstel. De elementen 8 vertegenwoordigen draagdelen, bevestigd aan de patroon of het wagensamenstel en aangebracht aan weerszijden van het naald/naaldarmsamenstel. Aan de draagdelen en betrekkelijk dicht bij de naald zijn eerste 1^ en tweede 15 geleidings-35 elektroden vastgezet. Een derde elektrode 13 is vastgezet aan het naald/ naaldarmsamenstel en bevindt zich tussen de eerste en tweede elektroden 1k en 15 in. De derde elektrode 13 is gedwongen te bewegen overeenkomstig r η fi fi Q 3 ? -u- . althans de x gerichte naaldbeweging*. De elektrode 13 kan een afzonderlijk geleidend element zijn, vastgezet aan de naaldarm en elektrisch verbonden met de vrij beweegbare leiding' 12. voor het elektrisch, verbinden van de naald met de aftastschakeling of de elektrode 13 kan. een gedeelte zijn 5 van de· vrij beweegbare leiding op zichzelf’, welk gedeelte in het algemeen overeenkomstig de naald beweegt*

De eerste elektrode 1k en derde elektrode 13 vormen de platen van een eerste regelbare,, diëlektrische luchtcondensator,, waarbij de tweede elektrode 15 en. de derde* elektrode 13 de platen vormen van. een tweede re— 10 gelbare, diëlektrische luchtcondensator, en de capaciteit van de? eerste? en tweede regelbare condensatoren verandert op een kwaaie? complémentaire wijze wanneer de derde elektrode* een. x gerichte* beweging: ondergaat ten opzichte van de elementen 8,, bevestigd aan het wagensamenatel. De- eerste (tweede) condensator neemt in capaciteit toe, wanneer^de tweede (eerste)

£ A

15 condensator in capaciteit, afneemt overeenkomstig de· verhouding C * waarin £ de diëlektrische constante van lucht isA de oppervlakte· van de. elektrode 13' evenwijdig aan en naast de betreffende elektroden 1¾ en 15, d de helft van de afstand tussen de elektroden 1¾ en 15 en x de afstand waarover de elektrode 13 vanuit de middenstand is verplaatst. Voor 20 de elektrode 13, gecentreerd tussen de elektroden lU en. 15, is x gelijk aan nul, waarbij de eerste en tweede condensatoren: gelijke capacitèits— waarden hebben.

Een signaalbron 7 verschaft een met de tijd veranderlijk signaal met een in het algemeen trillende aard,, welk signaal een regelmatige 25 golfvorm kan zijn, zoals een sinusoidale of vierkante- golf bijvoorbeeld, of een willekeurige golfvorm. Ten behoeve van de beschrijving wordt aangenomen, dat bron 7 een sinusoïdaal veranderlijk signaal produceert. De bron 7 legt een eerste signaal V1 aan de elektrode 15 via de impedantie 1T. Het signaal van de bron 7 wordt ook bewerkt door de keten 20 voor het 30 vormen van een ander signaal V2, dat het complement is van- het signaal V1, en via de impedantie 16 wordt gelegd aan de elektrode ik» De complement van een signaal wordt hierbij gedefinieerd als een signaal met een momentele omgekeerde polariteit ten opzichte van het- gegeven signaal met betrekking tot een gegeven referentie. In het geval: van een· regelmatig 35 trillingssignaaL met een gelijkblijvende, frequentie,, is.zijn complement een soortgelijk signaal, maar met een 180° fazeverschil. De amplituden van het signaal en zijn complement behoeven voor deze toepassing niet 80 069 3 2 -5 - ' .. -gelijk te- zijn. Alleen, ia het geval, dat de fysische parameters van het symmetrische stelsel aan weerszijden van de aiddenelektrode gelijk zijn . en het gewenst is de naald nauwkeurig in het midden tussen de twee vaste elektroden in te stellen* zijn de amplituden van het signaal en zijn com- \ . plement gelijk.

.5 Be aan de. elektroden . 14 en 15 gelegde signalen V1 en 72 worden algebraïsch opgeteld; bij de elektrode 13 door het koppelen van de eerste en. tweede condensatoren. Onder· voorwaarde, dat. de. amplitude van het sig-- naai 71 'gelijk is aan de amplitude van het signaal V? is de som 73 van deze signalen gelijk aan. nul. voor de elektrode 13, op gelijke afstanden 10 van de elektroden en 15. Wanneer de elektrode 13 afwijkt vanuit de middenstand en. een van de elektroden 1^· en 15 nadert , neemt de potentiaal 73 in. amplitude toe en neemt deze de fazehoek aan van het signaal van de dichtstbij liggende elektrode. De amplitude en. faze van de potentiaal 13 zijn een aanwijzing· voor de mate en de riehting waarin de naald 11' is· 15 bewogen ten opzichte van de vaste elemental-8 (fig. 2). .

In fig- 2 hebben, de potentialen V1 en 12 een gelijkblijvende amplitude maar een tegengestelde faze, en zijn zij niet beïnvloed door de naaldstaad. De som 73 van het gedeelte van de signalen V1 en 72, gekoppeld met de elektrode 13, is nul voor een afwijking van nul vanuit de 20 middenstand* waarbij zijn amplitude toeneemt voor afwijkingen van de naald aan weerszijden van de middenstand. De faze van 73 wordt aangenomen in faze te zijn met 71 links van het midden en -in faze met 72 rechts van het midden. De som van 72 + 73 in de middenstand is derhalve gelijk aan 72, omdat 73 nul is, afnemende naar links van het midden, om-25 dat V2 en 73 180° uit faze zijn, en toenemende rechts van het midden, omdat 72 en 73 in faze zijn. De krommen 73 en 72 + 73 zijn in fig. 2 rechtlijnig afgebeeld, welke toestand wordt verkregen wanneer de aftastschake-ling 22 rechtlijnig is of.niet veranderlijk met de spanning. Indien aan de andere kant de schakeling 22 van de soort is, die niet rechtlijnige 30 iagaagseigensehappen heeft, vertonen de krommen 73 en 72 + 73 als gevolg ' daarvan niet-rechtlijnigheden en* kunnen, middelen nodig zijn voor het ver effenen van dergelijke niet-rechtlijnigheden. Bedacht moet worden, dat 73 en 72. + 73 in feite niet rechtlijnig zijn als gevolg van het 1 /x capaeitieve verband, maar dat voor kleine afwijkingen van dè middènelek— 35 trode de capaciteit3verandering· een rechtlijnige funetieverband benadert met de afstand 2.

8 0 069 3 2 - 6 - ' Het. signaal 73 is na bewerking door de aftast schakeling 22 in feite een- samengesteld signaal» dat Het Fte-signaal omvat, dat Het voor— af op de schijf geregistreerde signaal vertegenwoordigt», samengevoegd - met de som van de signalen 71 en 72. Dit samengestelde signaal aan de 5 aansluiting 23 wordt gelegd aan de bandzeefketen 26- De bandzeefketen 26 is ontworpen, om naar zijn uitgangsaansluiting 27 in hoofdzaak alleen ..frequentiecomponenten door te laten, die behoren bij de signalen 71 en V2. Het signaal aan de aansluiting 27 wordt gelegd aan de bewerkingsscha-keling 29, waar Het wordt waargenomen en tijdelijk opgeslagen voor het 10 moduleren van de potentiaal, gelegd aan de vagenaandrijfiaotor 31.

Fig. 3 toont een bepaalde keten 29’ voor het verwezenlijken van de? functie van de bewerkingssehakeling 29 voor- de motoraandrijving-.

Deze schakeling bestaat uit een synchrone detector en een buffer/stuur— keten Uo. De buffer/stuurketen Ud, die aanspreekt op een gelijkstroom— 15 potentiaal, gelegd aan zijn ingangsaansluitingr U2 door* een bron U3, wekt een nominaal signaal op aan zijn uitgang 30 voor het bekrachtigen van de motor 31 voor het radiaal over de schijfregistratie bewegen van de wagen in hoofdzaak synchroon met het draaien van de schijf. Het signaal aan de uitgang 30 van de buffer/stuurket en Uo is onderworpen aan 20 vergroting of verkleining overeenkomstig een correctiesignaal, gelegd aan een tweede ingangsaansluiting Ui. De synchrone detector omvat een transistorschakelaar 36, die wordt geopend en gesloten in faze met een van de signalen, gelegd aan de elektrode 1½ of 15. Dit signaal wordt gelegd aan de aansluiting 28 en is geconditioneerd door de versterker 37 25 voor het bekrachtigen van de regelelektrode van de transistor voor snelle overgangen tussen geleiding en niet geleiding. Het gesommeerde signaal 73 wordt gelegd aan de aansluiting 27, vanwaar het door de transistorschakelaar 36 gekozen wordt gelegd aan de condensator 39—weerstand 38 combinatie. Bij gesloten schakelaar 36, laadt de condensator 39 in po-30 tentiaal op overeenkomstig de potentiaal, die verschijnt aan de aansluiting 27. Wanneer de schakelaar 36 open is, ontlaadt de condensator gedeeltelijk via de weerstand 38. De daaruit voortvloeiende potentiaal * op de condensator 39, die wordt gelegd aan de aansluiting Ui, neigt naar de gemiddelde waarde van het half-gelijkgerichte signaal,73. De daaruit 35 voortvloeiende potentiaal is positief indien de signalen, gelegd aan de aansluitingen 27 èn 28, in faze zijn, en negatief, indien deze uit faze zijn. De synchrone detector kan dus signalen in twee richtingen leveren, 8006932 _ - voor· liet regelen van de buf f er/stuurketen Λο... Omgekeerd, kunnen, de conden-. ' - sator· 39 en de veerstand 38' worden teruggebracht naar een voorgeschreven . vergelijkingspotentiaal, die anders is dan aardvergelij king, in welk geval de potentiaal aan de aansluiting ^1 veranderlijk is rond de voorge-. - 5. schreven vergelijking voor bet* regelen van de buffer ^Q.

- · Fig- k is een schema van een andere- vaarneemketen 29”· In deze . . , ..-.keten· sommeert de versterker h9 de aan de aansluitingen 27 en 28 gelegde signalen voor bet opwekken van een wisselstroamuitgangspotentiaal aan de aansluiting 50,. uitgedrukt door 750 * 727 . Ï&7M5 +- 728 . rVtM6, 10 waarin 750, 727 en 728 respectievelijk de aaplituden zijn van de signalen 'aan de aansluitingen 50, 27 en 28, en R^5, R^6 en R^7 de betreffende weerstandswaarden zijn van de weerstanden ^5, b6 en 47· Indien het signaal 73,, gelegd aan de aansluiting 2T, nul is, overeenkomende met het in zijn gecentreerde stand zijn van de naald, is de potentiaal aan de uitgangs-. 15 aansluiting 50 van. de versterker k$ evenredig aan. het signaal 71 of 72, • gelegd .aan de aansluiting 28 en naar wordt- aangenomen met een in. hoofdzaak gelijkblijvende nominale amplitude. Dit signaal wordt waargenomen door de diodedetector, die de diode 52 omvat, verder de condensator 53 en de weerstand 5^, en dan tijdelijk opgeslagen door- de keten 51 voordat 20 het. beschikbaar wordt gesteld aan de uitgangsaansluiting 30. Wanneer de - naald vanuit de middenstand wordt verplaatst, wordt de amplitude van het wisselstroomsignaal aan de aansluiting 50 gemoduleerd door het aan de aansluiting 2T gelegde signaal. Indien de signalen aan de aansluitingen 27 en 28 in faze zijn, neemt de amplitude van het signaal aan de uit— 25 gangsaansluiting 50 toe tot boven de nominale waarde, en af wanneer zij uit faze zijn. De gelijkstroomuitgangspotentiaal aan de aansluiting 30 neemt toe en af overeenkomstig de toeneming of afneming in amplitude van het wisselstroomsignaal aan de aansluiting 50, voorgesteld door de kromme 72 + 73 in fig.· 2. Een gelijkstroompotentiaal, gelegd aan de niet-inver-30 terende ingangsaansluiting van de versterker k9 door de potentiaalbron 1*8, maakt het verstellen mogelijk van de nominale gelijkstroompotentiaal, die verschijnt aan de uitgangsaansluiting 30.

Fig. 5 toont de wijze waarop zowel de oscillator 7 als de bewer-kingsketens kunnen worden verwezenlijkt onder toepassing van een cammer-35 cieel beschikbare, geïntegreerde keten, zoals een FM-begrenzer en symmetrische produktdetector. De nummering in deze figuur komt overeen met de nummers van de verbindingspennen van het pakket voor het genoimali- 80 069 3 2 - 8 - seerde, tl· peas, tweevoudige in-lijn pakket van kunststof. Op te merken is,, dat de produktdetector wordt gebruikt als een synchrone detector, waarbij het- eerste ingangssignaal V3 wordt verkregen van de aftastschake-- ling, en een tweede ingangssignaal wordt genomen van de begrenzerver-5 sterker^ verbonden, met een keramische-zeeffceten voor'"het;.vormen^van'· een oscillator* die kan worden gebruikt voor het sturen van de elektroden 11· en 1J.

Fig; 6 toont een tweede uitvoeringsvorm van een symmetrische standsensor, waarbij de trilsignalen, gelegd aan de twee vaste sensorcon-10 densatorelekbroden, dezelfde fazen hebben, maar hun amplituden asymmetrisch zijn gemoduleerd op een kwasi complementaire wijze.

• Een gevolg van het leggen van. in faze zijnde signalen aan de vaste elektroden en ?8 is, dat de signaalcomponenten* gekoppeld met de derde elektrode TT niet optellen tot nul voor de naald in de nnlstand.

15 Teneinde een nulsi'gnaal tot stand, te brengen* zijn de aangelegde signalen zodanig aangebracht* dat het tijdgemiddelde van het gesommeerde signaal aan de derde elektorde TT gelijk is aan nul. De tijdgemiddelde van de som van de signalen wordt in deze uitvoering waargenomen in plaats van de absolute waarde van de som van de signalen.

20 Modulatie van de amplitudal van de aan de eerste en tweede elektro den. gelegde- signalen wordt tot stand gebracht bij de eerste en tweede elektroden door eerste en tweede in spanning- regelbare impedantiemiddelen, respectievelijk verbonden tussen de elektroden en een.punt met een ver-gelijkingspotentiaal. De in spanning regelbare impedantiemiddelen zijn 2? zodanig uitgevoerd, dat de door spanning tot stand gebrachte impedantie-verandering van de eerste regelbare impedantie, complementair is ten opzichte. van de door spanning-tot stand gebrachte impedantieverandering van de tweede regelbare impedantie, d.v.z.. dat de waarde van de eerste regelbare, impedantie toeneemt tegelijkertijd met een afneming in de tvee-30 de regelbare impedantie, en de waarde van de eerste regelbare impedantie afneemt tegelijkertijd met een toeneming - in de waarde van. de tweede regelbare impedantie.. De regelbare impedanties kunnen in de vorm zijn van condensatoren, weerstanden, enz., en zijn zodanig gekozen, dat hun impe-dantiewaarden het naald-regi'stratieschijf-aftastschakelingsstelsel niet 35 belasten.

In fig. 6 wordt een visselstroomsignaal van de spanningsbron 61 via. de potentiometer 63 en de weerstand 65 gelegd aan de vaste condensator- 8 0 06 9 3 2 -9 - I· -1* ' electrode 76* en. via de potentiometer- 63 en de -weerstand 67 gelegd aan die vaste condensator elektrode 78- De potentiometer 63 wordt gebruikt voor bet verstellen van de signalen, aan de elektroden 76 en 77 voor het ... · - produceren van. een- aulsignaal. aan de middenelektrode 77 wanneer deze .. 5 zich. in de gewenste stand bevindt- Een eerste door spanning regelbare ... rimpedantie- of WI 69 is: met een eerste einde daarvan bij een verbinding - 68 verbonden met de vaste condensatorelektrode 76, en bij een tweede' einde daarvan via een voorspanningspotentiaal 70 verbonden met een ver— geiijkingspotentiaal aan de aansluiting 71. Een tweede WI 73, soortge-10 lijk aan 69, is met een eerste einde bij een verbinding 7¾ verbonden met de condensatorelektrode 78 en bij een tweede einde via een voorspan— ningspotentiaal 72 verbonden met een vergelijkingssignaaL aan de aansluiting 71 - De Y7X 73 heeft, een tegengestelde polariteit tere opzichte van de WI 69». zodat een. pot entiaalverandering ,· aangelegd door* de potentiaal-15 bron 61, complementaire impedantieveranderingen·. verschaft in WI 73 en ' WI 69- WT 69 en de weerstand 65 vormen een spanningsdeler, die de wisselstroompotentiaal tot stand brengt aan de elektrode 76 als een functie van de aangelegde spanning bij de verbinding 64 of T[6 - 764 (Z69/ 20 (Z69 + R65)), waarin 776 en 764 respectievelijk de potentialen zijn aan de elektrode 76 en de verbinding 64, waarbij Z69 en R65 de impedantie— en ' weerstandswaardea zijn van WI 69 en de weerstand 65. De potentiaal 78 aan de. elektrode 78 wordt op soortgelijke wijze gegeven door V78 - 766 (273/( Z73 + R67)) · - 25 Ten behoeve van de verduidelijking wordt de potentiaal 764 gelijk geaeht aan de potentiaal 766, en wordt het potentiaalsignaal van de bron 61 geaeht een sinusoïdale golfvom te zijn (golfvorm 762 in fig. 7).

De positieve halve perioden van de golfvorm, verschijnende aan de verbinding 68, doen de Impedantie van WI69 toenemen, en de negatieve halve 30 perioden doen. de impedantie afnemen, zodat dus de potentiaal. Vj6 een groter gedeelte is van 764 voor de positieve halve kringlopen dan voor de negatieve halve kringlopen. Omgekeerd is de potentiaal 778 een groter gedeelte van 766 voor de negatieve halve perioden dan voor de positieve halve· perioden. Het gevolg is afgebeeld in golfvorm (b) van fig.'7, vaar— 35 bij is te zien, dat de piekpotentialen voor afwisselende halve kringlopen van 776 en 778 zijn samengedrukt en uitgezet.

Aannemende, dat de middenelektrode 77 zich op gelijke afstanden 8006932 - 10 - ƒ ’ . bevindt van de elektroden j6 en 78* en dat de daaraan verschijnende po tentialen V76 en VT8 soortgelijke amplituden hebben,, maar asymmetrische golfvormen ten opzichte van hun polariteit, is de gemiddelde vaarde van de met de elektrode 77 gekoppelde potentiaal gelijk aan nul, d.v.z., dat 5 het. gemiddelde van de som van de samengedrukte halve perioden gelijk is aan nul, en het gemiddelde· van de som van de niet-samengedrukte halve perioden nul is»- Wanneer de regelelektroda vanuit de midden- of nulstand wordt verplaatst, neemt de gemiddelde vaarde van de signalen, gekoppeld: met. de elektrode 7T, toe of af. Thans vordt het geval beschouwd, dat de 10 elektrode 77 de elektrode 78 nadert. In dit geval, vordt een groter gedeelte van het signaal VT8 en een kleiner gedeelte van het signaal V76 gekoppeld, met de elektrode 77· Omdat de gemiddelde vaarde van het signaal 778 » * ' op zichzelf negatief is,, en de som van. de signalen V78 en 776 bij op gelijke wijze koppelen met de elektrode TT net gelijk is aan mil, moet 15 de toestand van de elektrode 77» die de elektrode. 78 nadert, een gesommeerd. signaal produceren, dat een negatieve gemiddelde waarde heeft» Aangezien het signaal 77 S op zichzelf de positieve* gemiddelde vaarde heeft, is aan de andere kant het gevolg van het dichter naar de elektrode 76 verplaatsen van de elektrode 77» het produceren van een gesommeerd 20 signaal, dat een positieve gemiddelde vaarde heeft. Be vaarde van het gemiddelde signaal is dus een aanwijzing voor- de mate van verplaatsing van elektrode 77, en de polariteit is een aanwijzing voor de richting van zijn verplaatsing. Be voorspanningspotentialen 70 en 72 zijn opgenomen, indien toepasbaar, voor het conditioneren van de bepaalde in 25 spanning regelbare impedantie voor het werkzaam zijn in het gewenste gebied van zijn werkeigenschappen.

Be detector 87 in fig, 6 ia van de soort, die veranderingen in de gemiddelde vaarde bepaalt of daarop aanspreekt. Een *onderdoorlaat-zeefketen voert bijvoorbeeld de werking·uit, hoewel zijn aanspreking 30 langzaam is. Een symmetrische, synchrone detector of produkt detect or, zoals in fig. '5, is wenselijker.

Een tweede manier van werkzaam zijn van de keten van fig. 6 kan tot stand worden gebracht door het aanbrengen van de Wl-organen 73 en 69 en de regelbare diëlektrische luchtcondensatoren voor het direkt sa-35 menverken met de signaalaftast schakeling voor het opwekken, van een regel-signaal, evenredig aan de naaldstand- Bij deze wijze van werken, spreekt de aftast schakeling niet aan op het signaal op zichzelf vanaf de bron 61, 8006932 - 11 - bijvoorbeeld, een. met de tijd veranderlijke spanning of zijn gerouleerde componenten, gekoppeld met de derde elektrode. De aftast schakeling is van de soort , die een signaal opwekt in aanspreking op de momentele impedantie, die verschijnt aan zijn ingang. Deze uitvoering leent zich 5 voor het opwekken van. een regelsignaal met een absolute nul in plaats • van een in tijd. gemiddelde nul, zoals in het voorgaande. Een bepaalde uitvoeringsvorm* waarbij deze techniek wordt toegepast, is afgebeeld in fig. 8 ,f waarvan de werking: in zijn algemeenheid een voorbeeld is van de tweede manier van werkzaam zijn van de standwaarnemende schakeling.

10 De uitvoering van fig. 8 is een bepaalde toepassing van een symmetrisch sensor stelsel, waarbij gébruik wordt gemaakt van varactor dioden als in spanning regelbare impedanties in een capacitieve aftast— soort videoschijfstelsel. Lx fig. 8 vertegenwoordigt de schakeling 200, amlijnd door de onderbroken lijn, een bepaalde signaalafbastketen, die 15 samenver kt met. de naald-registratiecondensator lk3 voor het van de registratie schijf 145 verkrijgen van. het vooraf geregistreerde signaal.

De condensator lk3 is de werkzame condensator, gevormd tussen de naald ikk en de registratieschijf, en is veranderlijk overeenkomstig het geometrische patroon in de schijfgroef, die langs de naald beweegt. De· con— 20 densator lk3 is werkzaam in parallelschakeling met de condensator lik en smoorspoel. 1T5‘ voor het vormen van een. parallelle trillings- of tank— keten. Een spoel 116, gestuurd door een trillingspotentiaalbron 117, bijvoorbeeld, een sinusolde van 915 MHz, koppelt inductief een signaal met de tankketen op een frequentie, die iets hoger of iets lager· ligt 25 dan de nominale trillingsfrequentie van de tankketen. Meer in het bijzonder· onderschept het signaal, van de bron. 11T de amplitude-frequent iekarak-teristiek van de tankketen-bij de helft van zijn piekwaarde. Veranderingen in de capacitieve waarde van de condensator 11+3 als gevolg van het geregistreerde signaal, veranderen de trillingsfrequentie van de tankketen, 30 waardoor het' daarmede gekoppelde trillingssignaal in amplitude wordt gemoduleerd overeenkomstig het vooraf geregistreerde, signaal. Het in amplitude gemoduleerde trillings signaal wordt van de tankketen afgetast door de spoel 118 en gelegd aan de detectorketen, bestaande uit de diode 150 en de veerstand-eondensatorccmhinatie 152, 151,- welke keten doeltref-35 fend het trillingssignaal, opgewekt door de bron 117, verwijdert en een signaal levert, dat het vooraf geregistreerde signaal in de registratieschijf vertegenwoordigt,, aan de verbinding 119· Dit signaal wordt bewerkt 8 0 069 3 2 - 12 — ' door- de audio- en/of video-ketens 120 voor het zenden daarvan naar een genormaliseerde ontvanger.

Op het voorgaande stelsel wordt een symmetrische naaldstandsensor verwezenlijkt onder gebruikmaking van de elektroden 105». 106 en 109 voor ; 5 het vormen van voor de stand gevoelige condensatoren 107 en 108.. Een eerste varactordiode 103 schakelt de condensator .108 in serie met een : vergelijkingspotentiaal. 101, waarbij een tweede varactordiode 10¾ de condensator 107 in serie schakelt, met een vergelijkingspotentiaal 102.

De serieschakeling van de condensator 108 en de werkzame capaciteit van 10 de varactordiode 103, de serieschakeling· van. de condensator 107 en de werkzame capaciteit van de varactordiode 10¾ en de condensator 1^+3 zijn alle werkzaam in een parallelle schakeling met de condensator 11 ¾ en ferm**»™ verkzaam zijn voor het- veranderen, van de trillingsfrequentie van. de tankketen» 15 Een trillingssignaal van de hron 113 ». bijvoorbeeld een 262 kHz sinusoïde». legt een met' de tijd veranderlijke potentiaal, via de weerstanden 110’ en 111 respectievelijk aan de anode van de varactordiode .10¾ en aan de kathode van de varactordiode 103»- welk met de tijd veranderlijke signaal de modulatie veroorzaakt van de werkzame capaciteits— 20 waarden van de varactor en 103 en 10¾. De capaciteit van de varactor 103 neemt toe (neemt af) wanneer de capaciteit van de varactor 10¾ afneemt (toeneemt). De totale capaciteit, bijgedragen door de varactordioden, over de tankketenspeol 1T5" blijft gelijk voor de toestand, dat de condensatoren 107 en 108 gelijk zijn, en de varactoren soortgelijk zijn en 25 een rechtlijnig eapaciteit-spanningsverband hebben. Zolang de capaciteit van de stand-vaamemende elementen gelijk blijft, is er een nulsignaal-bijdrage. van de oscillator 113 aan de uitgang 119 van de detector 150 en kan derhalve een absolute nul worden verwezenlijkt.

Een verplaatsing van de naald en derhalve de middenelektrode 30 109veroorzaakt een toeneming (afneming) in de capaciteit 107 en een gelijktijdige afneming (toeneming) in de capaciteit 108. Aangenomen wordt, dat de capaciteit 107 is toegencmen door een verplaatsing naar rechts van de naald. De capaciteit 107 neemt toe en de totale capaciteit, vertoond door alle condensatoren over de tankketen, is groter in tijdsynchro-35 nisatie met de negatieve halve perioden van het signaal van de bron 113.

Voor een verplaatsing naar links van de naald is omgekeerd de totale werkzame capaciteit groter in tijdsynchronisatie met de positieve halve 8006932 - 13 - perioden van het signaal van de "bron 113* Deze condensatiemodulaties. "brengen een amplitudemodulatie tot stand van. het aan de tankketen vanaf "bron 11T gelegde signaal op een soortgelijke wijze als de door de re-gistratieschijf veroorzaakte modulatie. De mate van capaciteitsmodulatie • 5 en derhalve de amplitudemodulatie van het draaggolf signaal is een aanwij- „. , zing voor de mate van naaldverplaatsing, waarbij de faze van het uitein-•delijke signaal een aanwijzing is voor de richting van de verplaatsing.

De vooraf geregistreerde signalen en de door de verplaatsing opgewekte signalen vormen een samengesteld signaal, dat beschikbaar is 10 .aan de verbinding 119* Het door de verplaatsing opgewekte signaal wordt van het - samengestelde afgetrokken door de bandzeefketen 130 en vaar-.. genomen door de synchrone detector 1^0 voor het opwekken van een gelijk— stroomregelsignaal. aan de- ultgangsaansluiting Ιί2« list in fig. 8 afgebeelde stelsel, is niet beperkt tot het gebruik T? van varactoren als de in spanning regelbare impedantie-elementen. De primaire eis·,, gesteld door het stelsel is, dat de totale reactantie, die door de standwaameemelementen wordt gedrukt over de tankketen van de condensator 11¼ en de spoel 115", gelijk blijft voor een nulstand van de elektrode 109- 20. Het- signaal van de bronnen 61 en 113 in.respectievelijk de fig.

6 en 8, kan worden, gelegd aan de vaste condensatorelektroden via, de in spanning regelbare elementen in plaats van zoals in de tekening aangegeven, door een eenvoudig onderling· veranderen van de VVI’ s en de: weerstanden. In fig. 8 bijvoorbeeld, kan de varactor 103 worden verwisseld 25 met de weerstand ITO', zodat deze is verbonden tussen de voorspannings-potentiaal 101 en de elektrode 105, en de varactor 103 is verbonden tussen de bron 113' en de elektrode 105, waarbij de anode van de varactor is. verbonden met de bron 113'. Op soortgelijke wijze kunnen de varactor 10¼ en de weerstand 111’ onderling worden’verwisseld, in welk geval de kathode 30 van de varactor 10¼ is verbonden met de bron 113.. Ih afhankelijkheid van het signaal (bijvoorbeeld spanning] gevoelig of' impedantie gevoelig zijn van. het stelsel,, zijn er voordelen met betrekking tot de gebruikte werkwijze voor het verbinden van de bron met de in spanning regelbare elemen— 'ten en/of de condensatorelektroden, 35 Verder moet worden bedacht, dat de regelbare impedanties niet zijn beperkt tot de in spanning regelbare soort. In stroomregelbare impedanties, zoals verzadigbare smoorspoelen, kunnen bijvoorbeeld worden ge- 8006932 bruikt in. een bepaalde toepassing.

Het beschreven, symmetrische sensorstelsel kan worden toegepast bij zowel, capaciteit saft ast- als drukgevoelige stelsels. De af geheelde bepaalde uitvoeringsvormen zijn slechts een voorbeeld en de conclusies • 5 mogen niet worden uitgelegd als beperkt tot deze uitvoeringsvormen,, aangezien, gewapend met bet voorgaande, een deskundige op het gebied van waameemst els els, gemakkelijk-veranderingen kan bedenken zonder de strekking van de uitvinding te verlaten.

r 8006932

Claims

2. Inrichting volgens conclusie 1 gekenmerkt door waameemmiddelen, die aanspreken op het derde signaal voor het opwekken van een in hoofdzaak gelijkstroamcorrectiesignaal, dat evenredig is aan de betreffende 20 stand van. de naald voor het tot stand brengen van een. verandering in de snelheid van de wagen.
3. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de eerste en tweede met de tijd verandarlijke signalen sinusoïdale golfvormen zijn met eenzelfde frequentie en voorzien van een 180° faz ever schil.
25 Inrichting volgens conclusie 1 voorzieU'Van een bron voor met de tijd veranderlijke signalen, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen de eerste regelbare impedantiemiddelen in een eerste, serie-impedantie-combinatie verbinden met de eerste regelbare condensator, zodat de impe-dantiewaarde van de eerste regelbare impedantie synchroon wordt veranderd - 30 door de bron voor met de tijd veranderlijke signalen, respectievelijk toenemende en afnemende in irapedantiewaarde met eerste en tweede polariteits-signalen, welke koppelingsmiddelen de tweede regelbare impedantiemiddelen in een tweede serie-impedantieeomBinatie verbinden met de tweede regelbare condensator, zodat de impedantiewaarde van de tweede regelbare im-; 35 pedantie synchroon- wordt veranderd door de bron met in. tijd veranderlijke 8006932 - 16 - signalen, respectievelijk afnemende en toenemende impedantiewaarde met de: eerste en tweede polariteit ssignalen, welke eerste en tweede serie-impedantiecombinaties in parallelschakeling zijn met betrekking tot de derde- elektrode, en. een signaalaffcastschakeling aanwezig is, die aanspreekt 5 op impedaatiewaardea, welke schakeling, is gekoppeld met de derde elektrode voor het opwekken van een regelsignaal, dat indicatief is voor de im-.pedantiewaarde van de parallelschakeling .van de eerste en tweede serie-impedantiecambinaties-, als functie van de betreffende stand van de derde elektrode*.
5. Inrichting volgens conclusie U met het kenmerk, dat de eerste en tweede soortgelijke, regelbare impedanties eerste en tweede var act ordioden zijn* 6* Inrichting volgens conclusie k of 5- met het kenmerk,, dat de sig— naalaftastschakeling* een trillingsketen .bevat volgens- een parallelscha— . 15 keling met de eerste en tweede serie-impedantiecombinaties, zodat deze • de trillingsfrequentie van de trillingsketen synchroon veranderen met de bron met in tijd veranderlijke signalen en op een yoorgescfareven wijze met betrekking tot de betreffende stand van de derde elektrode.
7. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de signaal- 20 aftast schakeling een trillingsspanningsbron bevat, waarvan het signaal is gekoppeld met de trillingsketen, welk signaal, in amplitude is gemoduleerd in overeenstemming met veranderingen van de trillingsfrequentie •van de trillingsketen, verder detectormiddelen, gekoppeld met de trillingsketen voor het waarnemen van het in amplitude gemoduleerde signaal 25 en het produceren van een ander signaal, dat de amplitudemodulaties vertegenwoordigt, en een synchrone detector voor.het synchroon waarnemen van het andere signaal met het in-tijd: veranderlijke signaal*
8. Inrichting volgens conclusie k met het. kenmerk, dat de naald is vastgezet aan een naaldarm, die meegevend is gemonteerd aan het wagen- 30 samenstel voor het bewegen van de naald radiaal over een registratieschijf, waarbij de bron een wisselstroomsignaal verschaft, de eerste regelbare impedantie een eerste in spanning regelbare condensator bevat, die in een eerste serieecmbinatie is geschakeld met de eerste condensator, de verbindingsmiddelen de eerste in spanning regelbare condensator verbinden 35 met de middelen voor het aanleggen van een wisselstroomsignaal voor het vergroten van zijn capaciteit bij toenemende potentialen met een bepaalde polariteit van het wisselstrocmaignaal, de tweede regelbare impedantie 8 0 06 9 3 2 - 17 - een. tweede ia spanning regelbare condensator- bevat, die in een tweede seriecambinatie is geschakeld met de tweede condensator» de verbindingsmiddelen. de tweede in spanning regelbare condensator- verbinden met de middelen voor bet aanleggen van een visselstroamsignaal voor het verminde-5 ren van zijn capaciteit met- de toenemende potentialen met een bepaalde polariteit van het wisselstrocaaslgnaal, en de aftastschakeling aanspreekt op de· veranderingen van de capaciteit van de eerste, in serie geschakelde . condensatorcombinatie ten opzichte van de capaciteitsveranderingen van de tweede in serie geschakelde condensatorcaminatie voor het opwekken van ' 10 het regel'signaal» dat indicatief is voor de betreffende waarde van de eerste en tweede condensatoren en zodoende voor de stand van de naald met betrekking tot de wagen.
9- Inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk», dat de met de derde elektrode verbonden schakeling een synchrone detector bevat, verbon-15 den voor het ontvangen van een signaal, verkregen van de. derde elektrode, • en verder verbonden voor het ontvangen van een signaal van de middelen voor het aanleggen van het wisselstroomsignaal». welke synchrone detector aan een uitgangsaansluiting een ia hoofdzaak gelijkstr©ompotentiaal opwekt » evenredig aan de verplaatsing van de derde elektrode met betrekking 20 tot de eerste en tweede elektroden. 8 0 0693 2