DE2163399C3 - Anordnung zur Steuerung der Klartonblende eines Lichttonaufnahmegerätes - Google Patents

Description

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hängig von der Brückenverstimmung. Wird dieses Wechselspannungssignal einem phasenabhängigen Gleichrichter zugeführt, der von dem die Brücke speisenden Oszillator geschaltet ist, so treten an dessen Ausgang Gleichspannungssignale auf, welche die Form von doppelweggleichgerichteten Wechselspannungssignalen haben, mit dem Unterschied, daß diese Gleichspannungssignale je nach dem Brückensignal positiv oder negativ sind. In einem Siebglied können sie geglättet werden, wobei die oben geschilderten Nachteile beim Gleichrichten des Tonfrequenzsignals und anschließendem Sieben mittels Ladekondensatoren auftreten.

In der Patentanmeldung P 20 54120.2 wurde ein Verfahren zur Gleichrichtung einer Wechselspannung vorgeschlagen, bei dem im Takt der Halbperioden der Eingangswechselspannung abwechselnd einer von zwei Speichern auf den Wert der Eingangswechselspannung aufgeladen wird und der andere Speicher den vorher aufgenommenen Wert an den Ausgang abgibt. Jeder Speicher wird zu Beginn derjenigen Halbperiode der Eingangswechselspannung, während der er auf den Wert der Eingangswechselspannung aufgeladen werden soll, kurzzeitig entladen. Ein derartiges Verfahren eignet sich nur zum Gleichrichten einer Wechselspannunp mit einer einzigen bestimmten Frequenz, nicht aber einem Signalgemisch mit verschiedenen Frequenzen, wie es bei Tonsignalen dei Fall ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die es ermöglicht, zur Steuerung der Klartonblende eines Lichttonaufnahmegerätes aus einem Tonfrequenzsignal ein Signal zu bilden, das dem Zeitverlauf dei Umhüllenden des Tonfrequenzsignals angenähert ist. Insbesondere sollen die Ein- und Ausschwingzeiten kurz sein, so daß das Tonfrequenzsignal in der zeitlichen Reihenfolge der Aufnahme und entgegengesetzt als Lichttonspur aufgezeichnet werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei voneinander entkoppelte Ladekondensatoren vorgesehen sind, an die Schalter angeschlossen sind, welche von einem Oszillator, dessen Frequenz höchstens gleich der niedrigsten Frequenz der Tonwechselspannung ist, derart angesteuert sind, daß die Ladekondensatoren wechselweise entladen und die Ladespannung des jeweils nicht entladenen Kondensators oder eine davon abgeleitete Spannung zur Steuerung der Klartonblende herangezogen wird. Bei Einsatz einer solchen Anordnung kann mit einem Lichttonaufnahmegerät ein Tonfrequenzsignal in beiden Richtungen aufgezeichnet werden, so daß sich, wie oben, die Überspielzeit auf mehrere Spuren um die Umspulzeiten verkürzt. Abgesehen davon kann eine derartige Anordnung auch zu anderen Regeloder Steuerzwecken mi: Vorteil eingesetzt werden, wenn das Signal für das Steilglied aus einem Wechselspannungsgemisch gewonnen wird und kurze Ein- und Ausschwingzeiten des Stellgliedes gefordert werden.

An Hand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 die Abhängigkeit der Ausgangsspannung /on der Eingangsspannung eines in der Anordnung lach Fig. 1 eingesetzten Verstärkers und

Fig. 3 und 4 Spannungödiagramme der Anordnung nach F i g. 1.

In Fig. 1 ist als Ausführungsbsispiel das Prinzipschaitbild einer Anordnung dargestellt, welche dazu dient, eine Steuerspannung tür die Klartonblende eines Lichttonaufnahmegerätes zu bilden. Die Eingangsspannung U_E dieser Anordnung ist gleich dem aufzuzeichnenden Tonfrequenzsignal, das mit einer anderen Schaltung für die Aufzeichnung aufbereitet

ίο wird. Das Signal Ug wird über einen Eingangsübertrager Ul einem Vorverstärker Vl zugeführt, dessen Übertragungsverhalten in dem in F i g. 2 gezeigten Diagramm aufgetragen ist. Aus diesem geht hervor, daß die Stufe Vl kleine Signale mehr verstärkt als große. Ein solches Übertragungsverhalten wird durch Einschalten von Dioden in den Gegenkopplungszweig erreicht. Der Stufe Vl ist eine weitere Verstärkerstufe V 2 nachgeschaltet, die über einen zweiten Übertrager U2 einen Gleichrichter Gr an-

ao steuert. Ihr Ausgangswiderstand ist niedrig, damit dem Gleichrichter Gr nachgeschaltete Kondensatoren Cl und C 2 rasch aufgeladen werden und der Gleichrichter als Spitzengleichrichter wirken kann. Die beiden Kondensatoren Cl und C 2 werden über

as je eine die Kondensatoren entkoppelnde Diode Dl bzw. D 2 und je einen die Aufladezeitkonstante der Kondensatoren Cl und Cl bestimmenden Widerstand Al bzw. Rl aufgeladen. Eine Zenerdiode Z begrenzt die Ladespannung der Kondensatoren Cl und C 2 auf einen bestimmten Wert, welcher der gewünschten Mittellage der Klartonblende entspricht. Ein Instrument / zeigt an, ob die Zenerspannung erreicht ist.
Die Kondensatoren Cl und C2 werden wechselweise mittels elektronischer Schalter, im Ausführungsbeispiel Feldeffekttransistoren TjI und Ts 2 kurzgeschlossen und dadurch entladen. Die Steuerelektroden der Transistoren sind an monostabile Kippstufen MKl und MKl angeschlossen, die ihrerseits mit den beiden Ausgängen eines astabilen Multivibrators AM verbunden sind. Immer dann, wenn dieser seinen Schaltzustand wechselt, wird eine der beiden monostabilen Kippstufen MKl und MKl angestoßen, welche den an sie angeschlossenen Transistor für die Dauer ihrer Zeitkonstante durchsteuert. Der astabile Multivibrator A M steuert fernei wechselweise zwei Transistoren Ti 3 und Ti 4 an, von denen jeder während seiner Ansteuerzeit die Ausgangsspannung eines Verstärkers V 3 bzw. V 4

auf den Eingang eines Verstärkers VS durchschaitet. Die Verstärker K3 und V4, die hohe Eihgangswiderstände haben, liegen an den Kondensatoren C1 und C 2. Der Verstärkungsgrad mindestens einer der Verstärker V 3 und V 4, im Ausführungsbeispiel des Verstärkers V3, ist regelbar, damit, wenn die Kondensatoren Cl und C 2 auf dieselbe Spannung aufgeladen sind, auch die Ausgangsspannungen der Verstärker V3 und V4 auf Gleichheit eingestellt werden können.

An Hand der Fig. 3 und 4 wird im folgenden die Arbeitsweise der Anordnung nach F i g. 1 erläutert. Im Beispiel nach F i g. 3 ist angenommen, daß zunächst die Eingangsspannung U_E Null ist und dann plötzlich ein sinusförmiges Signal erscheint, das nach einigen Schwingungen wiederum plötzlich auf Null zusammenbricht. Die Ladespannungen der Kondensatoren Cl und C 2, deren zeitlicher Verlauf in den Diagrammen el und el eezeiet ist. ist

ebenfalls Null. Die Schaltzustände der Transistoren Noch während sich die Klartonblende bewegt, schal-Ts 3 und Ts 4, die wechselweise durchgeschaltet wer- tet der astabile Multivibrator wieder um. Dadurch den, sind in den Diagrammen ts3 und ts4 darge- wird der Transistor Ts 4 gesperrt und der Transistor stellt, wobei die schraffierte Fläche anzeigt, in wel- Ts3 geöffnet, so daß dieser die im Verstärker V3 eher Zeit der jeweilige Transistor durchgeschaltet ist. 5 verstärkte Ladespannung des Kondensators C1 auf Zu Beginn der Zeitdarstellung der Fig. 3 ist der den Verstärker VS schaltet. Da die Ausgangsspan-Transistor Ts 3 durchgeschältet. Da die Ladespan- nungen der Verstärker V 3 und V 4 gleich sind, was nung des Kondensators Cl Null ist, ist die Ausgangs- durch Einstellen des Verstärkungsgrades des Verspannung des Verstärkers V 3 und damit auch die stärkers V 3 erreicht wurde, ändert sich die Eingangsdes Verstärkers KS, die mit Ul bezeichnet ist, Null. 10 spannung des Verstärkers VS und damit die Span-Nach einer gewissen Zeit kippt der astabile Multi- nung Vl nicht Mit dem Umschalten der astabilen vibrator AM um, so daß nunmehr der Transistor Ts3 Kippstufe AM wird ferner die monostabile Kippgesperrt ist und der Transistor Ti4 durchgeschaltet stufe MK2 angeregt, die den Transistor Ts2 durchist. Gleichzeitig wird die monostabile Kippstufe MK1 schaltet. Dadurch wird der Kondensator C 2 .entangestoßen, die ihrerseits den Transistor TsI zur 15 laden, was sich in einem Einbruch der Spannung c2 Entladung des Kondensators; Cl durchschaltet. Da zeigt. Der Widerstand R2 schützt dabei den Trander Kondensator Cl ohnedies nicht aufgeladen war, sistor Ts 2 durch Strombegrenzung gegen Überändert sich dadurch die Spannung el nicht. Mit dem lastung. Die Diode Dl entkoppelt die beiden Kon-Auftreten des Eingangssignals U_E, das nach Ver- densatoren, so daß der Kondensator Cl seine Lastärkung in dem Spitzen-Doppelweggleichrichter Gr ao dung beibehält. Nach Sperren des Transistors Ts 2 gleichgerichtet wird, werden zunächst beide Konden- steigt die Ladespannung des Kondensators C 2 mit satoren Cl und C 2 aufgeladen, wobei, da der Aus- dem Zeitverlauf der Eingangsspannung U_E bis zu gangswiderstand des Gleichrichters Gr niedrig sein deren Spitzenwert an. Diese Umschalt·, Entlade- und soll, die Aufladung etwa der anliegenden Sinuswelle Aufladevorgänge wiederholen sich stets, wobei die folgt. Da der Gleichrichter Gr ein Spitzengleich- 35 Spannung Vl bei konstanter Amplitude der Einrichter ist, werden die Kondensatoren Cl und C 2 gangsspannung konstant ist.

bis auf den Spitzenwert der an der Sekundärwicklung Nach dem Abbrechen der Eingangsspannung be-

des Übertragers V 2 auftretenden Eingangsspannung halten zunächst die Kondensatoren Cl und C 2 ihren aufgeladen. Ein Abbild des Aufladungsvorganges er- Ladezustand bei, bis der Multivibrator AM umschalscheint am Ausgang des Verstärkers V 4 und, da der 30 tet. Im gewählten Beispiel wird dann der Konden-Transistor Ti 4 durchgeschaltet ist, am Ausgang des sator C 2 entladen, was noch keine Auswirkung auf Verstärkers VS. Dementsprechend steigt die Span- die Spannung Vl hat, da nunmehr die Ladespannung Vl in gleicher Weise wie die Ladespannung nung des Kondensators C1 abgefragt wird. Erst nach C 2 an. dem nächsten Umschalten des Multivibrators wird

Die Spannung Vl wird mit einer in einer Einheit 35 auch der Kondensator Cl entladen, die Spannimg RF erzeugten Referenzspannung V 2 verglichen, U1 geht auf Null zurück und die Klartonblende bederen Wert unterschiedlich eingestellt wird, je nach- wegt sich in ihre Ruhelage. Hat die Ausgangsspandem, ob die Klartonblende bei stromlosem Anker nung des Multivibrators AM eine halbe Periodendie Mittellage, bei der maximale Modulation mög- dauer von z. B. 20 msec, was sich als günstiger Wert lieh ist, oder die Ruhelage, bei der keine oder nur 40 herausgestellt hat, so beträgt im gewählten Beispiel geringe Modulation möglich ist, einnimmt Im erste- die Zeit vom Abbrechen der Eingangsspannung bis ren Falle wird die Ruhelage durch einen Vorstrom zum Absinken der Spannung Vl auf Null nur etwa eingestellt, der dadurch erzeugt wird, daß z. B. die 25 msec. Die längstmögliche Dauer sind 40 msec. Spannung V 2 um einen bestimmten Betrag größer Derart kurze Zeiten werden auch dann, wenn das als die Spannung Vl bei fehlendem Wechselspan- 45 Tonereignis »rückwärts« aufgezeichnet wurde, nicht nungssignal gewählt wird. Mit steigendem Eingangs- bemerkt. Außerdem tritt auch bei tiefen Frequenzen pegel des Signals U_E steigt auch die Spannung Vl, keine Verzerrung durch die Klartonblende auf, da so daß der Strom durch den Klartonblendenanker die Spannung Ul ein glattes Plateau hat. zurückgeht, bis die Ausgangsspannung des Gleich- Fig.4 zeigt ein Zeitdiagramm, wie es beim Aufrichters Gr die Zenerspannung der Diode Z erreicht 50 treten einer langsam ansteigenden und langsam ausin diesem Falle muß die Klartonblende ihre Mittel- klingenden Eingangsspannung U_E entsteht Die Ladelage erreicht haben. Abweichungen können durch spannungen d und c2 der Kondensatoren Cl und Verändern des Verstärkungsgrades des Verstärkers C 2 steigen zunächst infolge der Verstärkungs-VS korrigiert werden. Im zweiten Falle, bei dem charakteristik des Verstärkers Vl plötzlich an, andie Klartonblende ihre Ruhelage einnimmt, wenn ihr 55 schließend wird der Anstieg etwas geringer, um spä-Anker stromlos ist, wird bei fehlendem Wechsel- ter wieder stärker zu werden. Die Anstiegsunterspannungssignal V_E die Referenzspannung Ü2 gleich schiede sind beabsichtigt Im Bedarfsfalle kann auch der Spannung Vl eingestellt Mit steigendem Pegel linearer Anstieg eingestellt werden. Die Transistoren der Spannung U_E wird dann die Spannung Ul grö- Ts3 und Ts4 werden- wieder wechselweise durchßer als die Spannung U 2 und der Ankerstrom 60 geschaltet, so daß sich eine Spannung Ul ergibt, in nimmt zu. der die Entladungen der Kondensatoren Cl und C

Die Diagramme der Fig. 3 gelten für beide Aus- nicht bemerkbar sind. Die Spannung Ul ist daher führungsarten der Klartonblende. Nach dem Anstieg in etwa gleich der Umhüllenden der Eingangsspander Spannung Ul bewegt sich auch die Blende, wie nung V_E. Auch die Klartonblende zeigt, wie aus dem im Diagramm bl gezeigt ist Infolge ihrer Trägheit 65 Diagramm bl zu ersehen ist, einen etwa linearen kann sie aber der Spannung Ul nicht folgen, son- Anstieg.

dem sie erreicht ihre MitteJlage einige Zeit, z. B. Beim Abklingen der Amplitude der Eingangsspan-

20 msec, später als die Spannung Ul ihren Endwert nung folgen jedoch die Ladespannungen der Kon-

densatoren Cl und Cl infolge der Entkopplung durch die Dioden Dl und D 2 nicht der Umhüllenden der Eingangsspannung, sondern die Kondensatoren behalten ihre Spannung jeweils bis zur Entladung durch den parallelgeschalteten Transistor bei. Anschließend werden sie auf den neuen Spitzenwert der Eingangsspannung aufgeladen. Es entsteht

dann eine treppenfönnig abfallende Spannung al, wobei eine Treppenstufe eine Dauer von etwa 20 msec hat. Diese Dauer ist so kurz, daß der Abfall der Spannung «1 als praktisch linear angesehen werden kann, zumal die Treppenstufen infolge der Trägheit der Klartonblende noch verwischt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. rend der kurzen Einschwiagzeit auftretenden Ver-

   Patentansprüche: Zerrungen werden bei der Wiedergabe von einem

   Hörer nicht bemerkt und auch das Rauschen nach

   1 Anordnung zur Steuerung der Klarton- einem lauten Tonereignis ist kaum feststellbar, blende eines Lichttonaufnahmegerätes mit einem 5 Anders verhält es sich, wenn man versucht, das Gleichrichter, dem die Tonwechselspannung zu- Tonereignis »rückwärts« aufzuzeichnen, d. h. wenn geführt ist und mit diesem nachgeschalteten mit der Aufzeichnung am Ende des Tonereigmsses Ladekondensatoren, dadurch gekennzeich- begonnen wird. Ein derartiges Aufzeichnungsverfahnet daß zwei voneinander entkoppelte Lade- ren könnte man dann anwenden, wenn mehrere kondensatoren (Cl, Cl) vorgesehen sind, an die io Lichttonspuren auf einen Film nebeneinander aufSchalter (TjI, MKl, Ts3] TsI, MKl, TsA) an- gezeichnet werden sollen. Dies ist z. B. dann der geschlossen sind, welche von einem Oszillator Fall, wenn auf einem Filmstreifen mehrere Schmal- (AM), dessen Frequenz höchstens gleich der nied- filme nebeneinander aufgebracht sind, von denen rigsten Frequenz der Tonwechselspannung ist, jeder mit einer Tonspur zu versehen ist und die nach derart angesteuert sind, daß die Ladekonden- 15 Entwickeln des Films gesplittet werden. Das Tonsatoren wechselweise entladen und die Lade- ereignis ist meistens auf einem Aufzeichnungsträger, spannung des jeweils nichx entladenen Konden- z. B. Magnetfilm oder Magnetband, gespeichert. Das sators (Cl, Cl) oder eine davon abgeleitete Aufzeichnungsverfahren liefe dann so ab, daß zuSpannung zur Steuerung der Klartonblende nächst eine Tonspur aufgezeichnet wird, während heranzogen wird. »° die beiden Aufzeichnungsträger in der einen Rich-
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- tung transportiert werden, daß dann die Aufzeichkennzeichnet, daß zur Verstärkung der Ton- nungsoptik des Lichttonaufnahmegerätes um den wechselspannung ein Verstärker (Vl) vorge- Abstand einer zweiten Tonspur von der aufgezeichsehen ist, dessen Verstärkungsgrad für kleine neten ersten Tonspur senkrecht zur Laufrichtung Signale größer als für große Signale ist. »5 des Films verschoben wird und die zweite Tonspur
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da- aufgezeichnet wird, während die Aufzeichnungsträdurch gekennzeichnet, daß an die beiden Lade- ger in entgegengesetzter Richtung transportiert werkondensatoren (Cl, Cl) je ein Verstärker (V3, den und daß dann gegebenenfalls weitere Spuren V A) mit hohem Eingangswiderstand angeschlos- nach jeweiligem Verschieben der Aufzeichnungssen ist, von denen mindestens einer einen ein- 30 optik und Änderung der Transportrichtung der Aufstellbaren Verstärkungsgrad hat und deren Aus- zeichnungsträger aufgezeichnet werden. Es würde gänge über je einen der als Abfrageschalter aus- also das Tonereignis einmal in üblicher Weise in der gebildeten Schalter (Ts 3, Tj 4) auf einen Knoten- zeitlichen Reihenfolge der Aufnahme und das andere punkt geschaltet sind. Mal rückwärts überspielt. Mit einem solchen Ver-
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 35 fahren werden die Rückspulzeiten der Tonaufzeichgekennzeichnet, daß die Steuereingänge der Ab- nungsträger eingespart. Ist der Aufzeichnungsträger, frageschalter (Ts 3, Ts 4) an die Ausgänge des auf dem das Tonereignis gespeichert ist, ein Magnetais astabiler Multivibrator (AM) ausgebildeten band, so kann es ohne weiteres »rückwärts« abge-Oszillators angeschlossen sind. spielt werden, ohne daß durch diesen Abspielvorgang

   40 Tonqualität verlorengeht. Dagegen wirkt sich die Rückwärtsaufzeichnung des Lichttones infolge der

   ____— langen Ausschwingdauer der Klartonblende bei der

   Wiedergabe dahingehend aus, daß laute Stellen des Tonereignisses mit einem störenden Rauschen ein-

   Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steue- 45 geleitet werden. Ähnliche Probleme treten auch in rung der Klartonblende eines Lichttonaufnahme- anderen Fällen, z. B. bei der Dynamikregelung auf, gerätes mit einem Gleichrichter, dem die Ton- in denen aus einem Wechselspannungssignai ein deswechselspannung zugeführt ist, und mit diesem sen Amplitude regelndes Signal gebildet wird, nachgeschalteten Ladekondensatoren. Es wurde erkannt, daß ein derartiges Aufzeich-

   In Lichttonaufnahmegeräten wird eine sogenannte 50 nungsverfahren gute Ergebnisse liefert, wenn die Klartonblende in der Weise gesteuert, daß bei ge- Steuer- oder Regelspannung für die Klartonblende ringen Amplituden des Wtchselspannungssignals nur gleich der Umhüllenden des Wechselspannungsein möglichst schmaler Streifen des Films nicht be- signals ist. Hierzu müssen die Ein- und Ausschwinglichtet wird, bei großen Amplituden aber dennoch zeiten kurz sein. Es ist zwar möglich, durch Verdie volle Breite des zur Aufzeichnung zur Verfügung 55 kleinem der Entladezeit des Siebkondensators die stehenden Filmstreifens ausgenutzt wird. Damit wird Ausschwingzeit zu verkürzen. Eine solche Maßerreicht, daß bei der Wiedergabe auch die leisen nähme bewirkt aber eine Verzerrung in den tiefen Stellen des aufgezeigten Tonereignisses nicht von Frequenzen des aufgezeichneten Signals, einem störenden Rauschen überlagert sind. Das Si- Aus der Zeitschrift »Elektrotechnik«, 51 (1969),

   gnal zur Steuerung der Klartonblende wird in den 60 Heft 11, S. 18 und 19, ist es bekannt, in Zusammenbekannten Geräten durch Gleichrichten des Ton- hang mit einem phasenabhängigen Gleichrichter ein frequenzsignals und anschließendes Sieben mittels Ausgangssignal zu erzeugen, das gleich der Umhüll-Ladekondensatoren gewonnen. Dabei hat die Klar- enden eines Wechselspannungssignals ist. Diese tonblende beim Auftreten von großen Amplituden Wechselspannung entsteht dadurch, daß eine Brücke eine kurze Einschwing- und eine lange Ausschwing- «5 von einem Oszillator gespeist ist und sich Brückenzeit. Bei normalem Betrieb, d. h., wenn das Ton- Verstimmungen im Auftreten eines Wechselspanereignis in der zeitlichen Reihenfolge der Aufnahme nungssignals an einer Brückendiagonale auswirken, aufeezeichnet wird, stöit dies nicht; denn die wäh· Die Amplitude des Wechselspannungssignals ist ab-