DE1424492B2 - Gatterschaltung zur Erzeugung von Bezugs -Synchronsignal en für die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit und der Phase einer rotierenden, ein Magnetband eines Magnetbandgerätes antreibenden Kapstanwelle - Google Patents

Description

1 2

Gatterschaltung zur Erzeugung von Bezugs-Syn- aufgezeichnete Signal getreu wiedergegeben wird. Es chronsignalen für die Steuerung der Winkelgeschwin- ist daher wünschenswert, ein Pilotsignal zu verwendigkeit und der Phase einer rotierenden, ein Magnet- den, um Synchronisierungsinformationen zu gewinband eines Magnetbandgerätes antreibenden Kapstan- nen, um mit diesen mittels des Intersynk-Synchroniwelle, wobei das Magnetbandgerät einen rotierenden, 5 sators die Phase des frequenzmodulierten, wiederzudas Magnetband abtastenden Magnetkopf aufweist, gebenden Signals zu justieren, das die gleichen Zeitmit dem auf dem Magnetband aufgezeichnete, fre- fehler enthält wie das Pilotsignal. Um diese Justie- ' quenzmodulierte Informationssignale und zugleich mit rung zu erreichen, muß jedoch dem Pilotsignal eine diesen aufgezeichnete Pilotsignale abgetastet werden. Frequenz gegeben werden, die nahe der Frequenz In vielen elektronischen Systemen, die elektrome- io eines Bezugssynchronisierungssignals ist, das von dem chanischen Geräten zugeordnet sind, ist es notwen- Synchronisator verwendet wird, um aus einem Verdig, für ein zu verarbeitendes Signal eine zeitliche gleich eine Fehlerspannung abzuleiten, die die fehler-Stabilität und Synchronisierung zu bewirken. In hafte Zeitverschiebung des Pilotsignals repräsentiert. Magnetbandgeräten zur Verarbeitung breitbandiger Diese Fehlerspannung kann dann zur momentanen Signale, bei denen eine Drehkopftrommel vorgesehen 15 Justierung der mechanischen Antriebselemente verist, die beispielsweise eine Mehrzahl magnetischer wendet werden.

Köpfe trägt, sollen die mechanischen Elemente zum Zur Vereinfachung der folgenden Erläuterungen

Antrieb des magnetischen Mediums oder des Bandes wird im folgenden angenommen, daß das Pilotsignal und der Drehkopf in genau derselben Phasen- und eine Frequenz von 500 kHz hat und das das Bezugs-Frequenzrelation beim Rückspielen stehen, die beim 20 synchronisierungssignal, das von dem Intersynk-Aufzeichnen herrschte. Irgendwelche zufälligen Synchronisator zur Feinphasenjustierung geliefert Unterschiede, die sich in diesen Beziehungen einstel- wird, eine Frequenz von 15 625 Hz hat. Das ist len, führen zu zeitlichen Instabilitäten und zu einem selbstverständlich nur ein Beispiel. Die Pilot- und Verlust an Synchronisation des wiedergegebenen Bezugssignale können auch andere Frequenzen haben, Signals. Es muß daher notwendigerweise eine Korn- 25 ohne daß dadurch die Erfindung verlassen wird, pensation durch Zeitjustierungsmittel erfolgen. Aufgabe der Erfindung ist es nun, in obigem Sinne

Aus diesem Grunde wird zur Synchronisierungs- verbesserte Signalverarbeitungseinrichtungen anzusteuerung ersten Grades eine Längssteuerspur längs geben.

eines Randes des Magnetbandes in bekannter Weise Die Erfindung schafft hierzu insbesondere eine

aufgezeichnet. Ein höherer Grad der Zeitbasissteue- 30 Gatterschaltung, die relativ scharfe Impulse einer vorrung kann erreicht werden, indem man ein Synchro- gegebenen Frequenz erzeugt, welche die gleichen nisierungssystem verwendet, das unter dem Namen zeitlichen Informationen enthalten, die ein wellenför- »Intersynk-Synchronisator« bekannt ist. Ein solcher miges Signal unterschiedlicher Frequenz enthält. Synchronisator ist in der USA.-Patentschrift Die Gatterschaltung ist gekennzeichnet durch einen

3 017462 beschrieben (»Intersynk« ist ein Waren- 35 ersten, aus den abgetasteten und von den Informazeichen der Patentinhaberin). In diesem Intersynk- tionssignalen abgetrennten Pilotsignalen unipolare Synchronisator wird ein Synchronisierungssignal, das Impulssignale erzeugenden Impulsgeber, ein mit mehrere Komponenten hat, erzeugt. Beispielsweise einem Eingang an diesen ersten Impulsgeber angehandelt es sich dabei um die horizontalen und verti- schaltetes, die unipolaren Impulssignale empfangenkalen Synchronisierungsimpulse eines Standard- 40 des UND-Gatter, einen an einem zweiten Eingang Fernsehsignals. Eine erste Synchronisierungskompo- des UND-Gatters angeschalteten Schaltkreis, welcher nente wird verwendet, um eine relativ grobe Justie- der Erzeugung eines Bezugssynchron-Impulssignals rung der Drehgeschwindigkeit der Drehkopfabtast- dient, das gegenüber den unipolaren Impulssignalen mittel vorzunehmen, um die vom Band abzunehmende eine geringere Frequenz besitzt und dessen Impuls-Information mit einer anderen Quelle von Signal- 45 dauer größer als die Impulsdauer einer vorgegebenen, informationen zu synchronisieren. Eine zweite Syn- geringen Zahl von unipolaren Impulsen ist, einen an chronisierungskomponente, die eine wesentlich grö- den Ausgang des UND-Gatters angeschalteten, auf ßere Frequenz hat als diejenige der ersten Kompo- die bei Koinzidenz der unipolaren Impulssignale und nente, wird verwendet, um eine relativ feine Justie- des Bezugssynchron-Impulssignals auftretenden Ausrung der Winkelgeschwindigkeit der Abtastmittel vor- 50 gangssignale des UND-Gatters ansprechende zweiten zunehmen. Impulsgeber zur Erzeugung eines Synchronsignals

Werden jedoch breitbandige Informationssignale, mit der gleichen Folgefrequenz wie die Folgefrequenz die kontinuierlich sind und die keine periodischen des Bezugssynchron-Impulssignals und mit einem, das Synronisierungsimpulse enthalten, aufgezeichnet und Synchronsignal und das Bezugssynchron-Impulssignal wiedergegeben, etwa Signale nach Art von Standard- 55 hinsichtlich der Phase vergleichenden Synchroni-Fernsehsignalen, so sind zusätzliche Mittel notwen- sator, welcher zwischen den zweiten Impulsgeber und dig, um die Zeitstabilität derart zu verbessern, daß das Magnetbandgerät geschaltet ist. im wesentlichen keine unerwünschten Übergangser- Nach der Lehre der Erfindung wird ein Zeitinfor-

scheinungen in dem wiedergegebenen Signal auftreten. mationen enthaltendes, wellenförmiges Signal, das •In einer Art von Magnetbandgeräten wird ein 6° eine relativ hohe Frequenz hat, in eine Reihe uni-Trägersignal verwendet, das durch ein Informations- polarer scharfer Impulse umgewandelt, die einem signal frequenzmoduliert ist und mit einem Pilot- UND-Gatter zugeführt werden.

signal beim Aufzeichnen addiert wird. Das Pilotsignal Gleichlaufend dazu wird ein wellenförmiges Syn-

erhält dann die gleichen Zeitfehler wie das frequenz- chronisierungsimpulssignal mit einer relativ niedrigen modulierte Informationssignal beim Aufzeichnen und 65 Frequenz zu kurzen Impulsen gleicher Polarität er-Wiederspielen. Daher können die Zeitfehler, die im zeugt, wie sie die hochfrequenten Impulse haben, wo-Pilotsignal erscheinen, verwendet werden, um eine bei die Dauer der aus dem Synchronisierungsimpuls-Kompensation in dem Sinne zu bewirken, daß das signal abgeleiteten Impulse eine sehr kurze Anzahl

3 ■ 4

der Hochfrequenzimpulse umfaßt. Die relativ nieder- Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sieh

frequenten und die hochfrequenten Impulssignale aus den Unteransprüchen.

werden zugleich dem Gatter zugeführt, das die sehr Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild nach der Erfin-

kleine Anzahl hochfrequenter Impulse durchläßt, die dung;

die zeitlichen Informationen oder die Phaseninforma- 5 F i g. 2 zeigt ein Schaltschema nach der Erfindung;

tionen des zeitgehenden Signals enthalten. Der erste Fig. 3 a und 3 b zeigen eine Reihe von Wellen^

Impuls des Gatterausgangssignals wird zur Auslösung formen, die in der Schaltung nach Fig. 1 auftreten,

einer monostabilen Kippstufe verwendet, um einen Mit der Schaltung nach den F i g. 1 und 2 wird ein

Synchranisierungsimpuls vorgegebener Frequenz und Eingangssignal, etwa ein Rechteckwellen-Pilotsignal

Dauer zu erhalten, der einem Standard-Bezugsimpuls io (Fig. 3 a) von 500 kHz aus einem mit Aufzeiehnun-

ähnlich ist, der von einem Synchronisierungssystem gen versehenen Band mittels eines Magnetband-

zu Vergleichszwecken geliefert wird. Der erzeugte geräts 10 abgeleitet und einer Sperrschwingeistufe 12

Synchronisierungsimpuls und der Bezugsimpuls wer- zugeführt. Der Sperrschwinger 12 kann ein Multiar

den in ihrer Phase verglichen, und aus dem Vergleich sein, wie er in dem Buch »Pulse and Digital

wird eine Fehlerspannung abgeleitet, die zur Phasen- 15 Circuits«, M ill man und Taub, S. 480, veröffent-

kompensation verwendet werden kann, etwa zur licht von der McGraw-Hill Book Company, 1956,

Justierung der Winkelphase einer Drehkopfanord- beschrieben ist. Wenn die Eingangsspannung die

nung in einem Magnetbandgerät. . Vorspannung übersteigt, die aus einer Spannungs-

In einer besonderen Ausführungsform der Erfin- quelle 14 über einen mit der Basis des Sperrschwinger^ dung wird ein Rechteckwellen-Pilotsignal relativ 2° transistors 18 gekoppelten Widerstand 16 abgeleitet hoher Frequenz, das von einem Frequenzstandard ist, wird eine Diode 20 im Basiskreis des Transistors abgeleitet ist und auf einem Magnetband zusätzlich 18 in Durchlaßrichtung vorgespannt und bewirkt, daß zu einem frequenzmodulierten Informationssignal der Transistor 18 leitend wird. Es beginnt nun ein aufgezeichnet ist, beim Abtasten vom Band abge- Rückkopplungszyklus bei dem der Sperrschwinger 12 leitet und der erfindungsgemäßen Schaltung züge- 25 eine Folge von abwechselnd positiven und negativen führt. Das Pilotsignal, das die gleichen zeitlichen Impulsen, wie sie in F i g. 3 b dargestellt sind, erzeugt. Fehler oder Phasenfehler wie das aufgezeichnete In- Diese Impulse treten in der dritten Wicklung 22 eines formationssignal hat, wird einem Sperrschwinger zu- Transformators 24 auf, der an den Sperrschwinger 12 geführt oder einer Impulsformerstufe, der Ausgangs- gekoppelt ist. Sie werden durch eine Diode 26 derart signale in Form von scharfen Impulsen mit positiven 3° beschnitten, daß nur die positiven Impulse 28 in der Spitzen liefert, die mit den ins Positive gehenden nächsten Stufe auftreten, die ein UND-Gatter 30 ist, Vorderflanken der Rechteckwelle koinzidieren. Nach Es ist hier zu bemerken, daß die scharfen positiven dem Abschneiden der negativen Spitzen werden die Impulse 28 mit den ins Positive gehenden Vorderverbleibenden scharfen positiven Impulse einer Seite flanken des Rechteckwellen-Pilotsignals (F i g. 3 a) eines UND-Gatters zugeführt. 35 koinzidieren und im Ergebnis die Phasen- und Zeit-

Zugleich wird ein Rechteckwellen-Impulssignal information repräsentieren, die in dem Pilotsignal relativ niedriger Frequenz von dem Frequenzstan- enthalten ist, _;
dard abgeleitet und als Synchronisierungsimpulssignal Gleichlaufend dazu wird eine 15 625^Hz-Rechteekverwendet. Das Rechteckwellen-Impulssignal wird welle mit einer Impulsbreite von etwa 32Mikroderart modifiziert, daß sich ein Signal relativ kurzer 40 Sekunden, wie sie in Fig. 3d dargestellt ist, von Dauer ergibt, welches eine kleine Anzahl der schar- einem Frequenzstandard 32 abgeleitet und über einen fen Impulse umfaßt, die von dem Sperrschwinger, Kondensator 34 der Basis eines Transistors 36 in dem Gatter zugeführt werden. Die modifizierten Im- einer monostabilen Kippstufe zugeführt. Widerstände pulse haben die gleiche Polarität wie das abgeschnit- 40, 42, 44 liegen zwischen einer Spannungsquelle 46 tene Pilotimpulssignal. Sie werden dem anderen Ende 45 und dem Transistor 36. Sie liefern der Basis des des Gatters zugeführt, um das Gatter zu öffnen, so Transistors 36 eine Vorspannung,
daß es eine kleine Anzahl scharfer Impulse durchläßt, Die monostabile Kippstufe 38 weist zwei Trandie das Rechteckwellen-Pilotsignal repräsentieren. sistoren36 und 48 auf. Der Transistor 48 ist nor-Der erste dieser scharfen Impulse, der mit der ins malerweise leitend, der Transistor 36 ist normaler-Positive gehenden Vorderkante des Rechteckwellen- 50 weise gesperrt. Wenn jedoch ein negativer Impuls Pilotsignals koinzidiert, löst eine monostabile Kipp- von dem Differentiator 36, 42, 44 entsprechend der stufe aus, die einen Synchronisierungsimpuls erzeugt. Vorderkante des Impulses nach Fig. 3d der Basis Dieser Synchronisierungsimpuls hat eine vorgegebene des Transistors 36 zugeführt wird, so wird dieser Dauer, die mit der Zeitkonstante des Multivibrators Transistor leitend, und seine Kollektorspannung geht: in Beziehung steht. Der erzeugte Synchronisierungs- 55 auf Null zurück. Die sich ändernde Kollektorspannung impuls hat eine Frequenz und eine Dauer, die ahn- des Transistors 36 liegt an der Basis des Transistors Hch der eines Synchronisierungssignals ist, das in 40 über einen Kupplungskondensator 50. Wird diese einem Synchronisator für ein Magnetbandgerät ver- Spannung hinreichend positiv, so wird der Transistor wendet wird. Er kann daher für einen Phasenver- 48 gesperrt. Da die Transistoren 36 und 48 eine gegleich verwendet werden, um eine Phasenfehlerspan- 60 meinsame Emitterkupplung haben, beeinflußt jede nung zu erzeugen. Die Fehlerspannung kann ihrer- Änderung der Leitfähigkeit des Transistors 48 die seits zur momentanen Justierung und Steuerung der Leitfähigkeit des Transistors 36. Die Zeitdauer, wäh-Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Elemente rend der der Transistor 48 gesperrt bleibt, hängt im des Magnetbandgeräts verwendet werden. Auf diese wesentlichen von der i?C-Zeitkonstante des Konden-Weise erfolgt eine genaue Synchronisation in einem 65 sators 50 und eines Widerstandes 52 ab. Wenn die Magnetbandgerät mit verbesserter und genauer Zeit- Basis des Transistors 48 hinreichend negativ wird, Stabilität, so daß ein aufgezeichnetes Signal natur- beginnt dieser wieder zu leiten. Das Multivibratorgetreu wiedergegeben wird. Ausgangssignal trifft an einer Verbindungsstelle 54

auf, die an den Kollektor des Transistors 48 über einen Belastungswiderstand 56 gekoppelt ist.

Dieses Ausgangssignal hat den Verlauf einer Rechteckwelle (Fig. 3 e), die im vorliegenden Beispiel eine Impulsbreite von etwa 3 Mikrosekunden hat. Die Zeitkonstante des Multivibrators 38 ist derart eingestellt, daß eine vorgegebene Anzahl scharfer Impulse (Fig. 3 c) durch das UND-Gatter 30 laufen kann, wenn die Ausgangssignale des Sperrschwingers 12 und des Multivibrators 38 zugleich an das Gatter 30 gelegt werden. Der 3-Mikrosekunden-Impuls (Fig. 3 e) des Multivibrators 38 wird dann in seiner Polarität durch einen Inventer 58 umgedreht (vgl. Fig. 3 f) und über einen Emitterverstärker 60 der Basis des Transistors 62 und dem UND-Gatter 30 zugeführt. Das UND-Gatter 30 wird beim koinzidenten Eintreffen der scharfen positiven Impulse (Fig. 3 c) bei einem Transistor 64 und der positiven Rechteckwellenimpulse (Fig. 3 f) beim Transistor 62 geöffnet, so daß eine sehr kleine Anzahl scharfer Impulse (Fig. 3 g), die mit den Impulsen der Fig. 3 c koinzidieren, zum Ausgang durchgelassen werden. Der erste dieser scharfen negativen Impulse (F i g. 3 g) kippt eine monostabile Kippstufe 68, der zwei emittergekoppelte Transistoren 70 und 72 aufweist und eine Zeitkonstante zur Entwicklung eines rechteckwellenimpulses hat, die eine Dauer von etwa 5 Mikrosekunden (Fig. 3 h) bekommt. Der 5-Mikrosekunden-Impuls, der die gleiche Dauer wie ein Bezugssignal hat, wird in dem Intersynk-Synchronisator24, wie oben erörtert, zu Zwecken des Phasenvergleichs verwendet und wird durch eine Emitterfolger-Stufe 76 geleitet, die negativ rückgekoppelt ist, damit sie eine niedrige Kopplungsfrequenz zum Intersynk-Synchronisator hat.

Im obigen wurde eine Transistor-Gatter-Schaltung beschrieben, die zur Umwandlung eines wellenförmigen Signals relativ hoher Frequenz, das Zeit- oder Phaseninformationen enthält, zu einem Impulssignal relativ niedriger Frequenz dient, das die gleiche Zeit- oder Phaseninformationen enthält.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gatterschaltung zur Erzeugung von Bezugs-Synchronsignalen für die Steuerung der Winkelgeschwindigkeit und der Phase einer rotierenden, ein Magnetband eines Magnetbandgerätes antreibenden Kapstanwelle, wobei das Magnetbandgerät einen rotierenden, das Magnetband abtastenden Magnetkopf aufweist, mit dem auf dem Magnetband aufgezeichnete, frequenzmodulierte Informationssignale und zugleich mit diesen aufgezeichnete Pilotsignale abgetastet werden, gekennzeichnet durch einen ersten, aus den abgetasteten und von den Informationssignalen abgetrennten Pilotsignalen unipolare Impulssignale erzeugenden Impulsgeber (12), ein mit einem Eingang an diesen ersten Impulsgeber (12) angeschaltetes, die unipolaren Impulssignale empfangendes UND-Gatter (30), einen an einem zweiten Eingang des UND-Gatters (30) angeschalteten Schaltkreis (32, 38, 58, 60), welcher der Erzeugung eines Bezugssynchron-Impulssignals dient, das gegenüber den unipolaren Impulssignalen eine geringere Frequenz besitzt und dessen Impulsdauer größer als die Impulsdauer einer vorgegebenen, geringen Zahl von unipolaren Impulsen ist, einen an den Ausgang des UND-Gatters (30) angeschalteten, auf die bei Koinzidenz der unipolaren Impulssignale und des Bezugssynchron-Impulssignals auftretenden ' Ausgangssignale des UND-Gatters ansprechende zweiten Impulgeber (68) zur Erzeugung eines Synchronsignals mit der gleichen Folgefrequenz wie die Folgefrequenz des Bezugssynchron-Impulssignals und mit einem das Synchronsignal und das Bezugssynchron-Impulssignal hinsichtlich der Phase vergleichenden Synchronisator (74), welcher zwischen den zweiten Impulsgeber (68) und das Magnetbandgerät (10) geschaltet ist.

2. Gatterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (32, 38, 58, 60) zur Erzeugung des Bezugssynchron-Impulssignals eine Frequenzstandardquelle (32), einen dritten Impulsgeber (38), einen Inverter (58) und einen Emitterfolgerverstärker (60) enthält.

3. Gatterschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzstandardquelle (32) an den Synchronisator (74) angekoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen