DE1549002B2 - Servosystem zur Regelung des von einem Asynchronometer angetriebenen drehbaren Abtastkopfrades in einem Magnetbandgerät - Google Patents

Description

drei dem Motor von den Leistungsverstärkern zugeführten Phasensignale nicht symmetrisch sind, ergibt sich keine Verschiebung der Motordrehachse, sondern der Motor rotiert glatt und gleichmäßig auf seiner Achse.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß ein Kopfrad-Servosystem mit Amplitudenregelung (AM-System) dem vorbeschriebenen frequenzmodulierten und/oder phasenmodulierten System (FM-System) in vieler Hinsicht überlegen ist.

Für Farbfernsehzwecke, wo ein farbiges Programm aufgezeichnet und später wiedergegeben werden soll, braucht das Bandgerät nur auf die Horizontalsynchronisierimpulse synchronisiert zu werden. Die Vertikalsynchronisation ist nämlich für den Farbbetrieb nicht erforderlich, da die Farbsignalverarbeitungsschaltungen keine Vertikalinformation benötigen, um einwandfrei zu arbeiten. Bei diesem Horizontal- oder Zeilensynchronisationsbetrieb erfolgt die Synchronisierung von Fernsehzeile zu Fernsehzeile, das heißt, der Kopfradmotor wird in Phase mit der Horizontalinformation gehalten. Um horizontale Synchronisationsfehler in engen Grenzen zu halten, ist ein breitbandiges Servosystem unter Verwendung von Horizontalfrequenztastung erforderlich. Die Vorteile des Zeilensynchronisationsbetriebs sind geringes Zittern und die rasche Erholung von Störungen, die sich durch Signalunterbrechung infolge schlechter Bandklebungen oder bei starker Störung des Kopfrads oder bei Ausfallen der Synchronisation usw. ergeben.

Bei einem Bandgerät, dessen Kopfrad mit einem AM-System geregelt wird, stößt ein reiner Zeilensynchronisationsbetrieb jedoch auf Schwierigkeiten. Wenn man, wie es dieser Betrieb erfordert, zur Gewinnung eines Fehlersignals das vom Band kommende Horizontalsynchroniersignal (»Bandhorizontal«) mit einem im Gerät erzeugten Bezugssignal, dem sogenannten »Bezugshorizontal« vergleicht, und eines dieser Signale infolge einer Störung verlorengeht, läuft das Kopfrad weg.

In der den Kopfradmotor steuernden Einrichtung wird ein starkes Überlagerungssignal erzeugt, welches den Motor periodisch beschleunigt und verlangsamt. Dieser Vorgang kann sich soweit aufschaukeln, bis eine Erholung des Systems nicht mehr möglich ist. Bei einer mit FM-System arbeitenden Kopfradregelung ist ein Zeilensynchronisationsbetrieb weniger problematisch, weil hier bei verlorengegangener Fehlerspannung im Falle einer Störung der den Synchronmotor mit Signalen speisende Oszillator immer noch eine Freilauf-Eigenfrequenz hat, auf Grund deren er den Kopfradmotor auf die Solldrehzahl zurückbringt, so daß die Phasensynchronisation bei Verschwinden der Störung wieder hergestellt werden kann.

Wegen seiner weiter oben beschriebenen Vorzüge kann es jedoch dennoch erwünscht sein, zur Kopfradregelung das AM-System heranzuziehen, wenn auch hierbei der reine Zeilensynchronisationsbetrieb nicht so ohne weiteres möglich ist wie bei dem FM-System. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein AM-Servosystem zur Regelung des Kopfradmotors zu schaffen, welche fiie Vorteile einer auf Zeilenbasis arbeitenden Phasenregelung mit den Vorteilen eines amplitudenmodulierbaren Kopfradmotors vereint.

Bei einem Servosystem der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Bezugssignal dem Phasenfehlerdetektor über eine Verzögerungseinrichtung zuführbar ist, deren Verzög^rungszeit vom zweiten Fehlersignal im Sinne einei gleichzeitigen Ausregelung der Phasen- und Geschwindigkeitsfehler des Motors durch die Bezugs- und Steuersignale beeinflußbar ist.

Das erfindungsgemäße System kann im Fall von

Fernsehaufzeichnungen so betrieben werden, daß das dem Fehlerdetektor zugeführte Bezugssignal ein im

ίο Gerät lokal erzeugtes Vertikalsynchronisiersignal ist, während das dem Vergleicher zugeführte zweite Bezugssignal ein lokal erzeugtes Horizontalsynchronisiersignal ist, welches im Vergleicher mit dem vom Band kommenden Horizontalsynchronisiersignal verglichen wird, um das zweite Fehlersignal zu erzeugen. Dieses zweite Fehlersignal ist dann ein Phasenfehlersignal, welches als Steuergröße zur Änderung des Bezugssignals für den Fehlerdetektor herangezogen wird, der zu dem die Geschwindigkeit des Kopfradmotors regelnden Regelkreis gehört.

Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1162413), die relative Lage einer beweglichen Abtasteinrichtung bezüglich eines magnetischen Speichermediums dadurch zu regeln, daß man die Ist-Stellung mit der Soll-Stellung der Abtasteinrichtung vergleicht und das daraus gewonnene Fehlersignal mit einem der Momentangeschwindigkeit der Abtasteinrichtung proportionalen Geschwindigkeitssignal entgegengesetzt addiert, um mit dem resultierenden Signal den Antriebsmotor für die Abtasteinrichtung zu steuern, bis letztere in der Soll-Stellung zum Stillstand kommt. Würde man dieses bekannte Regelungsprinzip statt zur Lagerregelung einer Abtasteinrichtung zu einer Geschwindigkeits- und Phasenregelung eines sich ständig drehenden Abtastkopfrads heranziehen, dann müßte an die Stelle des Stellungsfehlersignals ein Phasenfehlersignal und an die Stelle des Geschwindigkeitssignals ein Geschwindigkeitsfehlersignal treten. Dies führt jedoch nicht zu einer mit der Erfindung vergleichbaren Regelung, wo das Phasenfehlersignal als Steuergröße für die Phase eines Bezugssignals verwendet wird, welches als Sollwert einem Geschwindigkeits-Regelkreis zugeführt wird. Dieses erfindungsgemäße Regelungssystem ist empfindlicher als ein System, bei welchem zur Gewinnung des Motorsteuersignals die Fehlersignale der Geschwindigkeit und der Phase einfach miteinander addiert werden, wie es der Fall wäre, wenn man die Regelung in Anlehnung an das bekannte Prinzip durchführen würde.

Die erfindungsgemäße Motorregelung hat insbesondere den Vorteil, daß bei einem Ausfall des zweiten Fehlersignals infolge einer Störung das Kopfrad nicht wegläuft, weil das erste Bezugssignal nach wie vor vorhanden ist und auch bei ungeregelter Phase die Einhaltung der Sollgeschwindigkeit des Kopfrads über den Fehlerdetektor ermöglicht. Nach Beendigung der Störung kann das wieder auftauchende zweite Fehlersignal die Phasenregelung im Zeilensynchronisationsbetrieb sofort wieder übernehmen, weil während der Störung der Motor im Fangbereich dieser Regelung geblieben ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist also sämtliche Vorteile des AM-Systems und zusätzlich den weiteren Vorteil auf, daß ein Zeilensynchronisationsbetrieb möglich ist. Falls infolge eines Verlustes an Horizontalsignalcn auf dem Band oder aus anderen Gründen eine beliebig starke Systemstörung auftritt,

kann dank der erfindungsgemäßen Maßnahmen das System sofort auf die nächstfolgende Horizontalzeile einsynchronisiert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine durch eine vom zweiten Fehlersignal beaufschlagbare Differenzierschaltung vorgesehen, welche ein durch die Änderungsgeschwindigkeit des zweiten Fehlersignals bestimmtes Ausgangssignal unabhängig vom Regelkreis an eine Steuereinrichtung für den Motor liefert. Diese gesonderte D-Regelung hat den Vorteil, daß sie die Bandbreite des Regelkreises erhöht.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, deren einzige Figur das Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servosystems zeigt, erläutert.

In der Zeichnung ist ein Magnetband 10 gezeigt, auf dem mittels der Schrägspurtechnik ein Fernsehsignal aufgezeichnet ist. Eine ausführliche Beschreibung von Fernsehaufnahme- und -Wiedergabegeräten mit Schrägspurtastung findet sich in der einschlägigen Fachliteratur, beispielsweise in dem Buch von Julian Bernstein: »Video Tape Recording«, 1960, Rider Publisher Inc., New York. Die für die Wiedergabe des Fernsehsignals verwendete Einrichtung ist die Umkehrung der Aufnahmeeinrichtung. Das Fernsehsignal kann mit dem gleichen Gerät, mit dem es auf dem Band aufgezeichnet worden ist, wiedergegeben werden, oder man kann ein anderes, mit der gleichen Technik arbeitendes Gerät verwenden.

Das Band 10 kann mit gewünschten Geschwindigkeiten in bekannter Weise, beispielsweise durch einen Antriebsachsenmotor mit dazugehörigem Servosystem (nicht gezeigt) angetrieben werden. Das Band 10 kann in einer endlosen Schleife angeordnet sein, oder es können geeignete Abwickel- und Aufwickelspulen (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Das Band 10 kann auch geeigneten Vorrats- oder Speicherkassetten entnommen und in diese zurückgegeben werden. Ein Kopfradmotor 15 treibt ein Kopfrad 16 mit einer geeigneten Drehgeschwindigkeit (14 400 UpM gemäß den amerikanischen Fernsehnormen) an, so daß dieses sich in einer zur Laufrichtung des Bands 10 senkrechten Ebene dreht. Das Kopfrad 16 trägt vier im Abstand von 90° an seinem Umfang angeordnete Magnetköpfe 17. Durch geeignete Bandführungen (nicht gezeigt) wird das Band 10 so am Kopfrad 16 vorbeigeführt, daß die Magnetköpfe 17 das Band 10 erfassen können, wobei die Köpfe 17 nacheinander über die Breite des Bands tasten. Die von den Schrägspuren des Bands 10 durch die Köpfe 17 abgetasteten Signale und Synchronisierinformationen werden über Schleifringe oder einen Drehtransformator (nicht gezeigt) und eine Leitung 20 einer Videosignal-Empfangsschaltung 21 zugeleitet. Eine ausführliche Beschreibung einer derartigen Empfangsschaltung 21 findet sich ebenfalls in dem obengenannten Buch.

Der Kopfradmotor 15 treibt außerdem ein Tonrad 22 an. Das Tonrad 22 kann aus magnetisch suszeptiblem Material mit einer eingeschnittenen Kerbe oder Öffnung gefertigt sein. Jedesmal, wenn die Kerbe an einer Abtasteinrichtung 23 vorbeiläuft, wird ein Impuls erzeugt. Auf diese oder ähnliche Weise wird je volle Umdrehung des Kopfrads 16 jeweils ein einzelner Impuls erzeugt.

Die Kerbe des Tonrads 22 ist in bezug auf den Ort der Magnetköpfe 17 auf dem Kopfrad 16 so angeordnet, daß der je Umdrehung erzeugte Impuls anzeigt, wenn ein bestimmter der Köpfe 17 sich in der Mitte seiner Abtastspur auf dem Band 10 befindet.
Die auf dem Band 10 aufgezeichnete Information enthält Video-, Synchronisier- und Steuersignale. Die genaue Beschaffenheit der in den entsprechenden Spuren aufgezeichneten Information ist im einzelnen in dem obengenannten Buch beschrieben. Der gestrichelte Block 30 in der Zeichnung umfaßt den

ίο Regelkreis für den Kopfradmotor.

Um die Arbeitsweise des Systems deutlicher zu veranschaulichen, sei angenommen, daß das Bandgerät im Wiedergabebetrieb arbeiten soll und ferner ein auf dem Band aufgezeichnetes Farbfernsehsignal abgespielt werden soll. Das Gerät wird beim Einschalten durch eine geeignete Einrichtung (nicht gezeigt) mit Energie gespeist. Ferner sind in bekannter Weise zwischen den verschiedenen durch die Blöcke in^ der Zeichnung dargestellten Schaltungen

und Einrichtungen entsprechende Masseverbindungen und gemeinsame Rückleitungen (nicht gezeigt) vorgesehen. Der Kopfradmotor 15 dreht sich nicht. Ein im Regelkreis 30 vorhandener Drehzahlfehlerdetektor 24 nimmt wahr, daß das Kopfrad 16 bewegungslos ist, und bewirkt, daß dem Kopfradmodulator 25 über die Addierer 26 und 27 volle Energie zugeführt wird. Die Addierer 26 und 27 können Widerstandsnetzwerke oder Verstärker mit Summiernetzwerken an ihren Eingängen sein. Wenn der Kopfradmotor 15 beginnt, das Kopfrad 16 und das Tonrad 22 anzutreiben, wird auf Grund der beschriebenen Wirkungsweise des Tonrads 22 und der Abtasteinrichtung 23 je Umdrehung je ein Impuls in der Leitung 31 erzeugt. Dieser Impuls wird auf einen Tonradimpulsgenerator 28 gekoppelt, der das Signal in der Leitung 31 verstärkt und begrenzt sowie in ein sauberes, nutzbares Signal umformt. Das Ausgangssignal des Tonradimpulsgenerators 28 gelangt zu einem Multivibrator 40. Dieser Multivibrator 40 ist mit einem weiteren Multivibrator 41 gekoppelt. Die Kipperiode dieser Multivibratoren wird mittels eines Potentiometers 46 oder einer anderen geeigneten Einrichtung so eingestellt, daß sie gleich derjenigen Zeit ist, die für eine volle Umdrehung des Kopfrads 16 bei der gewünschten Solldrehzahl erforderlich ist. Das Ausgangssignal des Multivibrators 41 gelangt zum einen Eingang des Drehzahlfehlerdetektors 24. Die Multivibratoren 40 und 41 können monostabil sein und folglich eine feste Verzögerung für jeden von der Abtasteinrichtung 23 gelieferten und im Impulsgenerator 28 zugeformten Impuls erzeugen, oder sie können astabil sein und durch die Impulse von der Abtasteinrichtung 23 synchronisiert werden. Ein Trapezgenerator 42 formt das Ausgangssignal des Multivibrators 40 in ein Trapezsignal um, das die andere Eingangsgröße des Drehzahlfehlerdetektors 24 bildet. Der Drehzahlfehlerdetektor 24 vergleicht demnach die Tonradimpulsperiode, die gleich der Periode des Trapezgenerators 42 ist, mit der festen Periode, die durch die beiden Multivibratoren 40 und 41 erzeugt wird, und das Ausgangssignal des Drehzahlfehlerdetektors 24 bewirkt, daß der Kopfradmodulator 25 jede der drei Phasen des, Kopfradmotors 15 mit der entsprechenden Energie speist. Ein weiterer Trapezgenerator 44 ist mit dem Ausgang des Multivibrators 40 gekoppelt und erzeugt folglich ein Trapezsignal mit der gleichen Periode wie die Tonradimpulse in der Leitung 31. Das Ausgangssignal

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des Trapezgenerators 44 gelangt zum einen Eingang Phasenvergleichers 60, um die Erzeugung des obeneines Phasenfehlerdetektors 45. Während der Kopf- erwähnten Fehlersignals zu ermöglichen. Die Ausradmotor 15 auf die Solldrehzahl beschleunigt, hat gangsgröße des Phasenvergleichers 60 gelangt zum der Phasenfehlerdetektor 45 verhältnismäßig wenig einen Kontakt eines Schalters oder Relais 61, dessen Einfluß auf den Kopfradmodulator 25, da das Signal 5 gemeinsamer Anschluß oder Kontaktarm zum Steuervom Drehzahlfehlerdetektor 24 dominiert. Dies kann eingang 62 der veränderlichen Verzögerungseinrichdadurch erreicht werden, daß die Verstärkung des tung 50 führt. Die Verzögerung der veränderlichen Drehzahlfehlerdetektors 24 relativ zu der des Phasen- Verzögerungseinrichtung 50 kann durch die dem fehlerdetektors 45 entsprechend eingestellt wird oder Steuereingang 62 zugeführte Spannung so moduliert daß die Verstärkung des Addierers 26 beim Empfang io werden, daß die 60-Hz-Rasterwechselimpulse oder der Fehlersignale vom Drehzahlfehlerdetektor 24 und Bezugsvertikalsignale um einen solchen Betrag vervom Phasenfehlerdetektor 45 entsprechend einge- zögert werden, daß der 60-Hz-Rasterwechselimpuls stellt wird. vom Band oder das Bandvertikalsignal mit dem Wenn der Kopfradmotor 15 sich seiner Solldreh- Bezugsvertikalsignal selbst unter extrem ungünstizahl (gemäß den amerikanischen Fernsehnormen 15 gen Bedingungen (z.B. Phasenverschiebungen um 240 UpS) nähert, kommt die Periode der Tonrad- ± 200 nsek) zum Phasengleichlauf gebracht wird.
Trapezimpulse am Ausgang des Trapezgenerators 42 Wenn das Bandvertikalsignal einwandfrei mit dem der Gesamtperiode der Multivibratoren 40 und 41 Bezugsvertikalsignal in Phase ist, nimmt ein Koinzinahe und nähert sich die Ausgangsgröße des Dreh- denzgatter 64 dies wahr und betätigt ein Relais 65 zahlfehlerdetektors 24 einem Wert, bei dem diese 20 oder ein anderes geeignetes Steuerelement, das den nicht mehr allein die Regelung des Kopfrads 16 über Steuereingang 62 der veränderlichen Verzögerungsden Kopfradmodulator 25 bestimmt. Da nämlich zu einrichtung 50 auf ein Signal schaltet, das der Phasendiesem Zeitpunkt der aus den Gliedern 28, 40, 41, 42 abweichung zwischen dem Bezugshorizontalsignal und 24 gebildete Zweig des Regelkreises 30 den Kopf- und dem Bandhorizontalsignal proportional ist. Der radmotor 15 auf Touren gebracht hat, befindet sich 25 Kontaktarm des Relais 65 befindet sich jetzt in der das Servosystem jetzt innerhalb des Mitnahme- oder gestrichelt angedeuteten Stellung, und der Steuerein-Fangbereichs der aus dem Trapezgenerator 44 und gang 62 ist auf den Ausgang des Zeilensyhchronisadem Phasenfehlerdetektor 45 bestehenden Zweig des tions-Phasenstabilisiernetzwerks 66 geschaltet. Das Regelkreises. Somit bestimmt jetzt der Phasenfehler- Koinzidenzgatter 64 schaltet außerdem den Horizondetektor 45 die Regelung des Motors 15 und bewirkt, 30 talfrequenz-Sägezahngenerator 67 ein, wenn der daß das Kopfrad 16 und das Tonrad 22 so gleich- Vertikalgleichlauf erreicht ist. Durch das Einschalten laufen, daß die Tonradimpulse in der Leitung 31 mit des Sägezahngenerators 67 wird der eine Eingang der Eingangsphasenbezugsgröße des Regelkreises 30 des Horizontalvergleichers 68 aktiviert. Der andere phasensynchronisiert sind. Die Eingangsphasen- Eingang des Horizontalvergleichers 68 ist mit dem bezugsgröße ist in der Zeichnung als ein Signal 35 Horizontalfrequenz-Tastimpulsgenerator 69 verbun- »Bezugsvertikak bezeichnet, das von einer geeig- den, der bei Empfang des Bandhorizontalsignals, das neten örtlichen Quelle (nicht gezeigt) geliefert und aus der Taktinformation auf dem Band 10 mittels dem Eingang einer veränderlichen Verzögerungsein- Videosignal-Empfangsschaltung 21 und des Amplirichtung 50 zugeleitet wird, deren Ausgangssignal tudensiebs 29 erzeugt wird, einen Impuls liefert. Zu dem anderen Eingang des Phasenfehlerdetektors 45 40 diesem Zeitpunkt wird die Phase des Kopfradmotors zugeführt ist. Das Bezugsvertikalsignal wird beispiels- 15 durch den Phasenvergleich zwischen dem Bezugsweise örtlich mittels eines geeigneten Synchronisier- horizontalsignal und dem Bandhorizontalsignal gegenerators bekannter Ausbildung erzeugt. Als Ton- steuert.

i'j rad-Eingangsphasenbezugsgröße dient also das durch Das Servosystem, soweit bisher beschrieben, ist die veränderliche Verzögerungseinrichtung 50 ver- 45 ein schmalbandiges System, da der Regelkreis 30 zögerte Bezugsvertikalsignal (60 Hz gemäß den selbst schmalbandig ist und die gesamte Information amerikanischen Normen). Die veränderliche Ver- einschließlich der zusätzlichen Horizontalphasenzögerungseinrichtung 50 ist auf eine Sollverzögerung information verarbeitet. Um auf Grund der Horizoneingestellt, die ebenfalls einer Umdrehung des Kopf- talfrequenztastung eine sehr viel größere Bandbreite rads 16 bei dessen Solldrehzahl (4166 ttsek bei einer 50 zu erhalten, ist an den Kopfradmodulator 25 eine zugemäß den amerikanischen Fernsehnormen arbeiten- sätzliche Regelschleife angekoppelt. Die Ausgangsden Gerät) entspricht. größe des Horizontalvergleichers 68 wird mittels eines Wenn der Kopfradmotor 15 den obenerwähnten Kondensators 70 und eines Widerstands 71 differenphasensynchronisierten Zustand erreicht, vergleicht ziert. Der Kondensator 70 ist mit seiner einen Seite ein weiterer Phasenvergleicher 60 das vom örtlichen 55 an den Ausgang des Vergleichers 68 und mit seiner Synchronisiergenerator od. dgl. gelieferte Bezugs- anderen Seite an das eine Ende des Widerstands 71 vertikalsignal mit dem Bandvertikalsignal (dem vom angeschlossen, dessen anderes Ende an dem Bezugs-Band abgenommenen Vertikalsignal), und das resul- potentialpunkt oder Masse liegt. Der Verbindungstierende Fehlersignal moduliert die Verzögerung der punkt des Widerstands 71 und des Kondensators 7C veränderlichen Verzögerungseinrichtung 50 so, daß 60 ist an das Drehzahl-Stabilisiernetzwerk 73 angeschlosdas Bandvertikalsignal mit dem Bezugsvertikalsignal sen, das aus einem Gleichstromverstärker mit geeigphasensynchronisiert wird. Das Bandvertikalsignal, netem Kompensationsnetzwerk und geeignetem Ver wie sein Name besagt, wird aus auf dem Band 10 auf- Stärkungsgrad bestehen kann. Mit dem Stabilisier gezeichneten Steuer- oder Taktinformationen abgelei- netzwerk 73 ist außerdem ein Verstärkungsregler !<■ tet, in der Videosignal-Empfangsschaltung 21 ver- 65 gekoppelt, um das Netzwerk 73 auf optimale Verstär arbeitet und in der Synchronisiersignal-Abtrennstufe kung einzustellen. Das Ausgangssignal des Netz (Amplitudensieb) 29 abgetrennt. Das Bandvertikal- werks 73 gelangt zum Addierer 27, der dazu dieni signal gelangt sodann zum anderen Eingang des dieses Signal auf den Kopfradmodulator 25 zu kop

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pein, wie bereits beschrieben. Die Ausgangsgröße der An die eine Seite des Relais 65 ist ein mit »Zeilen-Differenzierschaltung 72 mit dem Kondensator 70 synchronisation« bezeichneter Schalter angeschlos- und dem Widerstand 71 ist der Änderungsgeschwin- sen. Bei seiner Betätigung aktiviert dieser Schalter 80 digkeit der Fehlergröße am Ausgang des Horizon- das Relais 65 und bewirkt, daß der Steuereingang 62 tafvergleichers 68 und folglich der Geschwindigkeit 5 der veränderlichen Verzögerungseinrichtung 50 in oder Drehzahl proportional. Die Differenzierschal- der beschriebenen Weise unter den Einfluß des tung 72 liefert also die Zeilensynchronisations-Dreh- Horizontalvergleichers 68 gelangt, während außerzahlinformation mit voller Bandbreite direkt zum dem das Koinzidenzgatter 64 gesperrt wird. Von Kopfradmodulator 25, während die Zeilensynchroni- diesem Zeitpunkt an verbleibt die Regelung im sations-Phaseninformation über den Regelkreis 30 io Zeilensynchronisationsbetrieb, gleichgültig, ob Vertigeliefert wird, indem die Ausgangsgröße des Hori- kalsynchronisation stattfindet oder nicht. Wenn die zontalvergleichers 68 einem Phasenstabilisierverstär- Bandsignale vorübergehend aussetzen oder wegen ker 66 zugeleitet wird und die Ausgangsgröße des einer schlechten Klebstelle im Band oder aus son-Verstärkers 66 direkt die Verzögerung der ver- stigen Gründen eine Kopfradstörung auftritt, synänderlichen Verzögerungseinrichtung 50 im Tonrad- 15 chronisiert das Kopfrad 16 auf die nächste Horizonservo-Phasenbezugskanal steuert. talzeile, ohne sich vertikal einzuregeln, wodurch der

Auf Grund der beschriebenen Wirkungsweise kann Erholvorgang beschleunigt wird.

zunächst eine Vertikalsynchronisation erfolgen und Durch die kombinierte Servoregelung mittels des wird dann automatisch über das Relais 65 auf Regelkreises 30 und der Zeilensynchronisations-Horizontalsynchronisation umgeschaltet, die dann in 20 schleife wird der gewünschte stabile, zitterarme Beder beschriebenen Weise einen Horizontalgleichlauf trieb bei der Farbwiedergabe erhalten und außerdem bewirkt. Wenn die volle Horizontal- und Vertikal- eine rasche Erholung von Systemstörungen erreicht, synchronisation erreicht ist, ist das Koinzidenzgatter Die Fehlersignale vom kombinierten System werden 64 immer noch aktiviert. Bei Auftreten etwaiger im Addierer 27 geeignet addiert, so daß während Störungen des Kopfradmotors 15, durch die das 25 Störungen, bei denen das Kopfrad 16 vorübergehend Koinzidenzgatter 64 vorübergehend geöffnet wird, außer Tritt gerät, das vom Addierer 26 gelieferte schaltet das Relais 65 auf den Kontakt 61 zurück, Fehlersignal des Tonrad-Servosystems dominiert und wodurch der Vertikal-Phasenvergleicher 60 wieder dadurch die Kopfraddrehzahl dicht beim Sollwert an die veränderliche Verzögerungseinrichtung 50 an- gehalten wird. Wenn die Systemstörung verschwingeschlossen und der Horizontalvergleicher 68 durch 30 det, übernimmt die Zeilensynchronisationsschleife Ausschalten des Sägezahngenerators 67 abgeschaltet über den Horizontalvergleicher 68 wieder die Regewird. Sodann wird der gesamte Regelzyklus mit nach- lung des Kopfrads 16. Es ist daher bei diesem einander Vertikalsynchronisation, Umschalten auf Ho- Zeilensynchromsationsbetrieb der Regelkreis 30 stets rizontalsynchronisation usw. eingeleitet. Dieser Regel- bereit, das Kopfrad rasch wieder einzuregeln, gleichvorgang kann mehrere Sekunden in Anspruch nehmen. 35 gültig wie stark die Systemstörung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 ein Synchronmotor (üblicherweise ein Dreiphasen-Patentansprüche: Synchronmotor) ist. Die Drehzahl- und Phasenregelung des Motors

1. Servosystem zur Regelung des von einem erfolgt hierbei durch Frequenz- und/oder Phasen-Asynchronmotor angetriebenen drehbaren Ab- 5 modulation seines Speisestroms. Die Synchrontastkopfrads in einem Magnetbandgerät zum Ab- frequenz des Motors und somit seine Drehzahl wird tasten einer ein erstes sich wiederholendes Steuer- von einem Oszillator veränderlicher Frequenz besignal enthaltenden Aufzeichnung, mit einem die stimmt. Der Ausgang des Oszillators ist gewöhnlich Geschwindigkeit und die Phase des Motors durch mit zwei oder drei Leistungsverstärkern gekoppelt, Amplitudenänderung des ihn speisenden Wechsel- io deren jeder je eine der Motorphasen steuert. Um Stroms elektrisch regelnden Regelkreis, be- neben der Drehzahlregelung eine genaue Regelung stehend aus einem Fühler, der ein die Geschwin- der momentanen Phase des Motors zu erhalten, werdigkeit und die Phase des Kopfrads anzeigendes den die Eingangs- oder Ausgangsgrößen der Leizweites Steuersignal abgibt, und einem Phasen- stungsverstärker zusätzlich moduliert. Durch diese fehlerdetektor, der nach Phasenvergleich dieses 15 kombinierte Modulation ergibt sich eine große Bandzweiten Steuersignals mit einem ersten Bezugs- breite und folglich eine genaue Regelung mit synsignal ein die Geschwindigkeit und die Phase des chronisationsfehlerarmem Betrieb.

Kopfrads steuerndes Fehlersignal erzeugt, sowie Trotz dieser Vorzüge bringt die Verwendung von mit einem Vergleicher, der nach Vergleich des Synchronmotoren für den Kopfradantrieb gewisse ersten Steuersignals mit einem zweiten Bezugs- 20 Nachteile ■ mit sich. Da der Dreiphasen-Synchronsignal ein von der Phasendifferenz dieser beiden motor stets, und zwar auch unter optimalen Lauf-Signale bestimmtes zweites Fehlersignal erzeugt, bedingungen bei richtiger Geschwindigkeit und dadurch gekennzeichnet, daß das erste Phase, die volle Leistung verlangt, kann er heiß-Bezugssignal dem Phasenfehlerdetektor (45) über laufen und eine Erwämung der in seiner Nähe befindeine Verzögerungseinrichtung (50) zuführbar ist, 25 liehen Kopfradanordnung bewirken, was zu empfindderen Verzögerungszeit vom zweiten Fehlersignal liehen Störungen führt. Solche Temperatureinflüsse im Sinne einer gleichzeitigen Ausregelung der bringen Bildverzerrungen mit sich und sind nachPhasen- und Geschwindigkeitsfehler des Motors teilig für die einwandfreie Aufzeichnung und Wiederdurch die Bezugs- und Steuersignale beeinfluß- gäbe. Weiterhin ist nachteilig, daß sämtliche Phasen bar ist. 3° des Synchronmotors von den Leistungsverstärkern

2. Servosystem nach Anspruch 1, gekennzeich- mit der gleichen Leistung gespeist werden müssen, net durch eine vom zweiten Fehlersignal beauf- Elektrische Schaltungsanordnungen, wie Dreiphasenschlagbare Differenzierschaltung (72), welche zur verstärker, Modulatoren u. dgl., können bekanntlich Erhöhung der Bandbreite des Regelkreises (30) nicht vollkommen identisch ausgebildet werden, ein durch die Änderungsgeschwindigkeit des 35 Darüber hinaus ist es schwierig, Synchronmotoren zweiten Fehlersignals bestimmtes Ausgangssignal mit identischer Induktivität, Kapazität und anderunabhängig vom Regelkreis an eine Steuereinrich- weitig vollkommener Symmetrie in entsprechenden tung (27, 25) für den Motor liefert! Wicklungen herzustellen, was zu Verzerrungen der

Drehfelder des Motors und infolgedessen zu unregel-

40 mäßigem Lauf des Läufers führt, auf Grund deren

Die Erfindung betrifft ein Servosystem zur Rege- das Kopfrad das Signal vom Magnetband mit Zeitlung eines von einem Asynchronmotor angetriebenen fehlern abtastet. Schließlich ist noch von Nachteil, drehbaren Abtastkopfrads in einem Magnetband- daß die verwendeten Synchronmotoren gewöhnlich gerät zum Abtasten einer ein erstes sich wieder- Hysteresemotoren und somit sehr empfindlich gegenholendes Steuersignal enthaltenden Aufzeichnung, 45 über Regelschwankungen sind, das heißt, leicht ins mit einem die Geschwindigkeit und Phase des Motors »Pendeln« geraten. Gewöhnlich pendeln diese Motoren durch Amplitudenänderung des ihn speisenden mit einer Frequenz in der Größenordnung von mehre-Wechselstroms elektrisch regelnden Regelkreis, be- ren Hertz. Dem wird im allgemeinen mit einer komstehend aus einem Fühler, der ein die Geschwindig- pensierenden Servoschleife entgegengewirkt, deren keit und Phase des Kopfrads anzeigendes zweites 50 Verstärkungs- und Phaseneigenschaften jedoch kri-Steuersignal abgibt, und, einem Phasenfehlerdetektor, tisch sind und sorgfältig eingestellt werden müssen, der nach Phasenvergleich dieses zweiten Steuer- Bei falscher Einstellung wird die Schleife unstabil, so signals mit einem ersten Bezugssignal ein die Ge- daß der Motor zu »schlagen« anfängt,
schwindigkeit und die Phase des Kopfrads steuerndes Aus diesen Gründen ist ein System der eingangs Fehlersignal erzeugt, sowie mit einem Vergleicher, 55 beschriebenen Art vorteilhafter, weil es zum Antrieb der nach Vergleich des ersten Steuersignals mit einem des Kopfrads einen Asynchronmotor enthält, dessen zweiten Bezugssignal ein von der Phasendifferenz die- Drehzahl und Phase sich durch Amplitudenmodulaser beiden Signale bestimmtes zweites Fehlersignal tion des Speisestroms regeln läßt, so daß die oben erzeugt. erwähnten bei Synchronmotoren auftretenden Schwie-

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sei haupt- 60 rigkciten nicht vorhanden sind. Dem Asynchronsächlich die Aufzeichnung und Wiedergabe von Fern- motor braucht nur gerade soviel Energie zugeführt sehsignalen, insbesondere von Farbfernsehsignalen. zu werden, um die Reibung und den Luftwiderstand Bei Videobandgeräten mit drehbarem Abtastkopf- zu überwinden und die gewünschte Phase beizurad muß die Drehzahl und Phase des Kopfrads behalten. Die Erwärmung des Motors ist daher gegenau geregelt werden, damit keine Synchronisations- 65 ring, so daß es keine nennenswerten störenden fehler im wiedergegebenen Bild auftreten. Diese Temperatureinflüsse gibt. Auch dreht sich der Läufer Regelung erfolgt unter elektrischer Steuerung des eines Asynchronmotors bei unsymmetrischem Dreh-Antriebsmotors für das Kopfrad, der in vielen Fällen feld nicht unregelmäßig, das heißt, selbst wenn die