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Vorrichtung zur Wiedergabe von Mehrspuren-Aufzeichnungsträgern Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Mehrspuren-Aufzeichnungsträgern,
insbesondere zur Verwendung in verschiedensten ak~ustischen und visuellen Lehrmitteln.
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Es sind bereits verschiedene Wiedergabesteuervorrichtungen sowohl
zur Servoregelung von Aufzeichnungsträger-Spurgeschwindigkeiten als auch für verschiedene
Formen der Spurauswahl bekannt. Derartige Maßnahmen zur Aufzeichnung bzw. Aufnahme
und Wiedergabe kommen in den verschiedensten technischen Gebieten vor, wobei die
unterschiedlichen Ausbildungen der Vorrichtungen zum großen Teil durch die Beschr#nkungen
und Anforderungen auf dem entsprechenden technischen Gebiet bedingt sind. So sind
z.B. für die Bildaufnahme und -wiedergabe sehr genaue Bandgeschwindigkeits-Servoregelkreise
notwendig, da eine sehr genaue Geschwindigkeitsregelung und Abtastkonstanz notwendig
sind. Andererseits werden in anderen
technischen Gebieten wie bei
der geophysikalischen Untersuchung und weiteren wissenschaftlichen Untersuchungen
komplizierte Ausrüstungen benötigt, die hochentwickelte Vorrichtungen zur Mehrspurenaufzeichnung
und peripheren Regelung benötigen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Mehrspur-Wiedergabevor richtung
anzugeben, die schnell gesteuert bzw. geregelt werden kann, um irgendeine von ausgewählten
Aufzeichnungsträgerspuren mit verschiedenen Aurzeichnungsträgerge s chwindigkeiten
wiederzugeben. Insbesondere soll eine Wiedergabeeinrichtung zur Verwendung in einer
Lehrmaschine geschaffen werden, die mehrere Nachricnten einheiten von gleicher oder
stark unterschiedlicher Informationskapazität auf der~selben Länge eines Aufzeichnungsbands
wiedergeben kann. Ferner soll eine derartige Vorrichtung einen einfachen Aufbau
haben und zuverlässig im Betrieb sein. Schließlich soll eine derartige Vorrichtung
schnell ein- und auszuschalten sein und trotzdem eine Spuren- und Geschwindigkeitsauswahl
ermöglichen.
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Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zur Wiedergabe von
Mehrspur-Aufzeichnungsträgern angegeben, mit der verschiedene Aufzeichnungsträgerspuren
mit verschiedenen Geschwindigkeiten wiedergegeben werden können, und zwar durch
Steuerung bzw. Regelung mittels eines Spursteuersignals vorbestimmter konstanter
Frequenz, das mit jeder Aufzeichnungsträgerspur aufgezeichnet ist, die sich mit
der richtigen Geschwindigkeit bewegt. Genauer gesagt, die erfindungsgemäße Vorrichtung
hat einen Abtaster zur Wiedergabe des Steuersignals von einer ausgewählten Aufzeichnungsträgerspur
und Einspeisung in eine Regelschaltung, die eine Steuergleichspannung proportional
zur Steuersignalfrequenz erzeugt. Die Steuergleichspannung wird dann über ein nichtlineares
Netzwerk in einen Leistungsverstärker eingespeist, der seinerseits die Abtriebsdrehzahl
eines mit variabler Drehzahl umlaufenden Motors mit ausgeprägtem Pol steuert, der
der Vorlaufmotor der Wiedergabevorrichtung ist. Das Konstantfrequenz-Steuersignal
ist auf Jeder Aufzeichnungsträgerspur
vorhanden, so daß die Wiedergabe
einer ausgewählten Spur das Konstantfrequenz-Steuersignal nur erzeugt, wenn sie
mit der richtigen Geschwindigkeit abgespielt wird, und Frequenzabweichungen nach
oben und unten, d.h. oberhalb bzw. unterhalb der bestimmten Geschwindigkeit, die
Regelschaltung so beeinflussen, daß die Drehzahl des Vorlaufmotors korrigiert wird.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinheit gemäß
der Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht der Wiedergabeeinheit von Fig. 1; Fig.
3 einen Schnitt 3-3 in Fig. 2; Fig. 4 einen Teil eines Aufzeichnungsbands zusammen
mit mehreren Aufnahme-Wiedergabe-Köpfen; Fig. 5 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung mit einer Tonendstufe und einer Geschwindigkeitsregelschaltung;
Fig. 6 ein genaueres Schaltbild der Geschwindigkeitsregelschaltung von Fig. 5; und
Fig. 7 das Schaltbild einer Entzerrerschaltung von Fig. 5.
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In Fig. 1 - 3 ist eine Bandwiedergabeeinheit 10 abgebildet, die einen
Abwickelteller 12 auf einer Abwickelwelle 13 und einen Aufwickelteller 14 auf einer
Aufwickelwelle 15 mit einem sich dazwischen erstreckenden Aufzeichnungsband 16 hat.
Tatsächlich ist die Wiedergabeeinheit 10 für Bandkassetten vorgesehen, doch soll
zur Vereinfachung der Erläuterung vom üblichen Bandtransport ausgegangen werden.
Zwei Umlenkrollen 18 und 20 sind drehbar auf einem oberen Deckel 22 der Wiedergabeeinheit
10 gelagert, so daß das Band 16 an einer Antriebswelle 24 vorbeiläuft. Die Antriebswelle
24 dreht sich zwar in der Nähe des Bands 16, übt Jedoch keine Antriebskraft auf
das Band 16 aus, bis ein Schlitten 26 nach
innen zum Band 16 bewegt
wird.
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Der Schlitten 26 wird durch Betätigen eines Solenoids 28 bewegt, das
eine Gleitplatte)XFig; 2) bewegt was seinerseits den Schlitten 26 nach innen schiebt,
um eine Andruckrolle 32 an das Band 16 und die Antriebswelle 24 zu legen2 so daß
der notwendige Reibungsschluß mit dem Band 16 erzeugt wird, wodurch dieses angetrieben
wird. Die Andruckrolle 32 kann aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellt
und am Schlitten 26 durch einen geeigneten Bügel 34 schwenkbar gelagert sein. Ahnlich
sind zwei Aufnahme-Wiedergabe-Köpfe 36 und 38 durch entsprechende Bügel 40 und 42
gehaltert, so daß eine Bewegung nach innen des Schlittens 26 die Köpfe 36 und 38
in SignalSumwandlungs-BerUhrung mit dem Band 16 bringt. Eine Fotozelle 44 kann am
Schlitten 26 vorgesehen sein, um eine Uberwachungsfunktion auszuüben, z.B. das Bandende
zu erkennen.
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Gemäß Fig. 2 und 3 ist die Gleitplatte 30 hin-und her~beweglich in
zwei Gleitführungen 46 und 48 gehalten, die quer zu einem unteren Deckel 50 der
Wiedergabeeinheit 10 gelagert sind. Das Solenoid 28 ist am unteren Deckel 50 innerhalb
eines Ausschnitts 52 der Gleitplatte 30 gesichert, damit ein Anker 54 an einem Pfosten
56 angelenkt ist, der an der Oberseite der Gleitplatte 30 befestigt ist. Die Erregung
des Solenoids 28 bewirkt ein Schließen oder Einfahren des Ankers 54, um die Gleitplatte
30 zu verschieben. Eine Zugfeder 58 zwischen dem unteren Deckel 50 und der Gleitplatte
30 bewirkt deren Rückstellung nach Aberregung des Solenoids 28.
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Der obere Schlitten 26 ist starr von der Gleitplatte 30 durch zwei
nach oben stehende vertikale Pfosten 60 und 62 getragen, die in starrer Verbindung
parallel ausgerichtet sind. Ebenfalls beweglich von der Gleitplatte 30 über zwei
nach oben stehende Pfosten 64 und
66 ist ein Rücklaufmotor 68 getragen,
der ein in nur einer Drehrichtung umlaufender Wechselstrommotor für das Bandzurückspulen
ist. Der Motor 68 gibt also ein Drehmoment an einer Welle 70 zu einem Reibrad 72
ab, so daß bei Auslösen des Rücklauf und Aberregung des Solenoids 28, damit die
Gleitplatte 30 durch die Zugfeder 58 zurückgestellt wird, das Reibrad 52 in Drehberührung
mit einem Reibrad 74 größeren Durchmessers kommt, das seinerseits die Abwickelwelle
13 dreht.
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Der Bandvorlauf erfolgt über einen Motor 76 mit ausgeprägtem Pol und
nur einer Laufrichtung (wie noch genauer erläutert werden wird). Der Motor 76 treibt
eine Antriebswelle 78 an, die an der Unterseite des oberen Deckels 22 gelagert ist
und eine Antriebsscheibe 80 dreht. Die Antriebsscheibe 80 überträgt dann die Bewegung
über einen Riemen 82 oder dergleichen auf eine Scheibe 84, die die Bandantriebswelle
24 dreht, die das Band 16 berührt. Das untere Ende der Bandantriebswelle 24 trägt
ein Dämpfungsgewicht 86 und eine Antriebsscheibe 88, die über einen Riemen 90 eine
Reibkupplung 92 dreht. Die Reibkupplung 92 steht in Reibungsschluß mit der Aufwickelwelle
15, so daß kontinuierlich ein Bandaufwickeldruck ausgeübt wird.
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Obwohl verschiedene Ausführungen von Aufzeichnungsband und Bandformat
oder Spurverteilung bei der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung verwendet werden
können, ist ein bevorzugtes Ausfu~hrungsbeispiel eines Mehrspurbands in Fig. 4 abgebildet.
Diese Bandspurverteilung ist besonders vorteilhaft für ein 0,625 (0,25")-Magnetband,
da genügend Platz vorhanden ist; es können Jedoch auch 1,25 (0,511)#Aufzeichnungsbänder
mit 7 Spuren oder 14 Aufzeichnungskanälen verwendet werden. Ein Band 94 kann also
in mehrere Längskanäle unterteilt werden, wobei hier 8 parallele Aufzeichnungskanäle
96 gezeigt sind. Eine Aufzeicbnungsspur kann dann aus zwei Kanälen 96 bestehen,
die entweder benachbart oder
auch nicht benachbart sind, wobei der
eine ~Kanal 96 eine ak ustische oder Nachrichteninformation trägt, während der andere
Kanal 96 ein begleitendes Steuersignal von vorbestinimter konstanter Frequenz aufweist.
Ein erster Mehrspurkop 98 mit getrennten Wiedergabe köpfen 100 kann so ausgerichtet
sein, daß er nur die Nachrichtenkanäle der mehreren Aufzeichnungsträgerspuren abtastet,
im vorliegenden Fall also vier derartige Aufzeichnungsträgerspuren.
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Dann ist ein etwas versetzt gehalterter Mehrspurkopf 102 mit mehreren
Wiedergabeköpfen 104 so ausgerichtet, daß er die entsprechenden Steuersignallr,anäle
Jeder der mehreren Aufzeichnungsträgerspuren abtastet. Es. sC&?Idarauf hingewiesen,
daß Fig. 4 nur ein Ausführungsbeispiel dars tellt# d#h. die verschiedensten an sich
bekannten Anordnungen von mehreren Spuren und Abtastungen anwendbar sind #s versteht
oh auch, daß das Steuersignal im selben Spurbereich wie die Nachrichteninformation
aufgezeichnet sein kann, nämlich in einer demodulierbaren oder anderweitig rückgewinnbaren
Aufzeichnung für eine spätere Analyse und/oder zugehörige Regelung.
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Gemäß Fig. 5 besteht die Regelschaltui# der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung
aus einer Tonendstufe 110 und einer Geschwindigkeitsregelschaltung 112. Das Bandkopfausgangssignal,
z.B.
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von den Mehrspurband-Köpfen 98 und 102, kann über eine Mehrkanalleitung
(Kabel) 114 zu einem Spurwähler 116 geführt werden. Der Spurwähler 116 kann ein
von Hand betätigter Wählschalter sein, aber er kann auch in Abhängigkeit von vorbestimmten
Bedingungen in einer zugehörigen Steuereinheit 118 über eine Kupplung 120 geschaltet
werden. Z.B. kann die zugehörige Steuereinheit die verschiedenen Programmier- und
Prüfungssteuereinheiten einer Unterrichtsmaschine bilden, so daß verschiedene zusammenwirkende
Wiedergabe steuerungen mit der Kupplung 120 in Verbindung stehen können. Es versteht
sich, daß auch andere Arten der zugehörlgeti Steuereinheit in Zusammenhang mit tder
erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung Anwendniig flildeii können.
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Der Spurwähler 116 nimmt eine Auswahl sowohl von Nachrichteninformation
als auch Steuersignalinformation für eine gegebene oder ausgewählte Aufzeichnungsträgerspur
vor. Daher tritt eine Ton-oder Nachrichteninformation an der Ausgangsleitung 122
zur Ein speisung in einen Vorverstärker 124 auf. Das verstärkte Ausgangs signal
in einer Leitung 126 am Ausgang des Vorverstärkers 124 wird dann in eine Entzerrerschaltung
128 eingespeist. Die Entzerrerschaltung 128 kann insbesondere eine Kompensation
vornehmen, um eine bessere Hochfrequenzübertragung bei niedrigeren Bandgeschwindigkeiten
zu gewährleisten, wie noch beschrieben werden wird. Das entzerrte Tonsignal wird
dann über eine Leitung 130 in einen Endverstärker 132 eingespeist, der einen Lautsprecher
134 oder eine andere elektroak ustische Einrichtung aussteuert.
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Der Spurwähler 116 gibt auch das betreffende Spursteuersignal an einem
Ausgang 136 an einen Verstärker 138 ab. Das Ausgangssignal des Verstärkers 138 ist
eine Sinuswelle mit vorbestimmter konstanter Frequenz, d.h., wenn der Bandtransport
10 mit der richtigen Geschwindigkeit für die speziell ausgewählte Aufzeichnungsträger
spur betrieben wird. Das reine Sinuswellenausgangssignal wird dann in einen Begrenzungsverstärker
140 eingespeist, der ein üblicher cut-off/Sättigungs-Begrenzungsverstärker oder
übersteuerter Verstärker ist, der ein nahezu Rechteckwellenausgangssignal erzeugt.
Die Rechteokwelle wird durch einen Differentiator 142 kleiner Zeitkonstante geschickt,
um Spannungsspitzen mit abwechselndem Vorzeichen zu erzeugen, und das differenzierte
Ausgangssignal wird einem Begrenzungsverstärker 144, einem abschneidenden Verstärker,
zugeführt, so daß dessen Ausgangssignal auf nur ein Vorzeichen der Spannungsspitzen
beschränkt ist. Diese Spannungsspitzen werden dann in einem Integrator 146 integriert,
um eine mittlere Gleichspannung zu gewinnen, die in ein nichtlineares Netzwerk i48
eingespeist wird, das einen Leistungsver stärker 150 steuert. Der Leistungsverstärker
150 steuert dann die
Drehzahl des Vorlaufmotors 76 des Bandtransports
10. ueber eine Leitung 151 wird vom Leistungsverstärker 150 ein Entzerrungs-Rück
kopplungssignal zur Entzerrerschaltung 128 abgeführt.
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Ein zweiter Ausgang 145 des Integrators 146 leitet ein Steuersignal
in eine Bandvorlaufstopschaltung 147. Die BandvorlauSstopschaltung 147 steuert ihrerseits
ein Bandantriebsrelais 149, das eine Erregungsspannung dem Vorlaufmotor 76 zuführt.
Die Bandvorlaufstopschaltung 147 kann eine übliche Transistorstufe sein, die normalerweise
leitet und das betätigte Bandantriebsrelais 149 geschlossen hält. Ein Aufhören des
Steuertons zeigt eine Signaländerung im Ausgangssignal des Integrators 146 an, um
den Leitungszustand der Vorlaufbandstopschaltung 146 zu unterbrechen, was seinerseits
ein Abfallen des Bandantriebsrelais 149 zur Folge hat.
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Es sei Jetzt Fig. 6 betrachtet, in der die Geschwindigkeitsregelschaltung
112 genauer abgebildet ist. Das Bandgeschwindigkeitsregelsignal wird über eine Leitung
136 und einen Koppelkondensator 152 dem Schaltungseingang in Form der Basis eines
pnp-Transistors 154 zugeführt, der die erste Stufe des Verstarkers 138 darstellt.
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Die Basis des Transistors 154 ist zwischen Spannungsteilerwiderständen
153 und 155 vorgespannt. Der Emitter des Transistors 154 ist über einen Widerstand
156 geerdet, und eine Emitterentkopplung wird über einen Kondensator 158 vorgenommen.
Der Kollektor des Transistors 154 ist über einen Lastwiderstand 160 mit einem negativen
Versorgungsspannungsanschluß 162 verbunden, z.B. -24 V Gleichspannung. Das Verstärkerausgangssignal
vom Transistor 154 wird vom Kollektor über einen Koppelkondensator 164 zur Basis
eines pnp-Transistors 166 geleitet, der durch die Versorgungsspannung über einen
Widerstand 167 vorgespannt ist. Ein Kondensator 168 filtert das Ausgangssignal vom
Transistor 154 der ersten Stufe.
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Die Basis des Transistors 166 ist über einen Widerstand 170 vorgespannt,
während der Emitter über einen Emitterwiderstand 172 und einen dazu parallel geschalteten
Entkoppelkondensator 174 geerdet ist. Der Kollektor ist über einen Lastwiderstand
176 mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß 162 verbunden und auch über einen
Filterkondensator 178 geerdet. Das Ausgangssignal vom Kollektor des Transistors
166 wird dann über einen Koppelkondensator 180 als Eingangssignal in die Basis eines
pnp-Transistors 182 eingespeist, der die erste Stufe des übersteuerten oder Begrenzungsverstärkeres
140 darstellt. Der Eingang des Transistors 182 ist über einen geerdeten Basiswiderstand
183 vorgespannt.
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Vom Transistor 182 ist der Emitter direkt geerdet, während der Kollektor
über Reihenwiderstände 184 und 186 mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß
162 verbunden ist. Das Ausgangssignal wird vom Verbindungspunkt zwischen den Widerständen
184 und 186 zur direkten Einspeisung in die Basis eines npn-Transistors 188 abgenommen,
der in Kollektorschaltung geschaltet ist. Der Emitter des. Transistors 188 ist also
direkt mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß 162 verbunden, während der
Kollektor über einen Widerstand 190 geerdet ist, um ein übersteuertes, d.h. imwesentlichen
Rechteckwellenausgangssignal an einem Anschluß 192 zur Einspeisung in den Differentiatior
142 zu erzeugen. Das Ausgangssignal am Anschluß 172 wird dann durch einen Kondensator
194 und einen Widerstand 196 differenziert, um ein differenziertes Eingangssignal
der Basis eines pnp-Transistors 198 zuzuführen, der ebenfalls einen Begrenzungsverstärker
bildet.
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Der Begrenzungsverstärker oder Transistor 198 ist mit seinem Emitter
über einen Widerstand 200 geerdet, während sein Kollektor direkt mit dem negativen
Versorgungsspannungsanschluß 162 verbunden ist, um ein Ausgangssignal von negativ
verlaufender Spitzenspannung allein an einem Anschluß 202 zu erzeugen. Das vom Anschluß
202 abgenommene Ausgangssignal wird dann durch einen geerdeten
Kondensator
204 integriert, um ein relativ konstantes Gleichspannungseingangssignal der Basis
eines pnp-Transistors 206 zuzuführen. Der Transistor 206 bildet die Eingangsstufe
des nichtlinearen Netzwerks 148, und sein Emitter ist über einen Widerstand 208
geerdet, während sein Kollektor über einen Widerstand 210 und ein Potentiometer
212 mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß 162 verbunden ist. Das Potentiometer
212 hat einen relativ niedrigen Widerstandswert und dient zum Kalibrierungsabgleich
zur Voreinstellung des nichtlinearen Netzwerks. Der Ausgang 145 liefert das Steuersignal
an die Vorwärtsbandlaufstopschaltung 147 in Fig. 5.
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Vom Anschluß 214 wird ein Steuerspannungsausgangssignal in die Basis
eines npn-Transistors 216 eingespeist, dessen Emitter direkt mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß
162 und dessen Kollektor direkt mit einer Seite von zwei parallel geschalteten Lampen
220 und 222 verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende der Lampen 220 und 222 wird
über eine Zuleitung 223 versorgt, die mit einer Anzapfung 225 eines hochohmigen
Drahtwiderstands 227 verbunden ist, der als Spannungsteiler zwischen dem negativen
Versorgungsspannungsanschluß 162 und Erde geschaltet ist. Wenn am negativen Versorgungsspannungsanschluß
162 -24 V anliegen, wird die Anzapfung 225 so eingestellt, daß -22 V Gleichspannung
über die Zuleitung 223 den beiden Lampen 220 und 222 zugeführt wird.
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Die Lampen 220 und 222 sind zur Beleuchtung von entsprechenden Fotowider-ständen
224 und 226 angeordnet. Die Fotowiderstände 224 und 226 zeigen ein nichtlineares
Verhalten, da eine relativ kleine #nderung der Lichtabstrahlung durch die Lampen
220 und 222 zu einer großen Stromänderung zwischen Leitungen 228 und 230 führt,
um den Verstärker 150 anzusteuern. Die Fotowiderstände 224 und 226 können z.B. vom
Typ CK1114 sein, und die gleichspannungsver sorgten Lampen 220 und 222 können in
Abhängigkeit von den sonstigen Schaltungsparametern gewählt werden.
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Der Leistungsverstärker 150 und der Vorlaufmotor 76 werden durch eine
positive Versorgungsspannung versorgt, z.B. +100 V Gleichspannung an einem positiven
Versorgungsspannungsanschluß 232.
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Eine Antriebswicklung 234 des Vorlaufmotors 76 empfängt eine Netzwechselspannung
über Leitungen 236, und eine zusätzliche Gleichspannungssteuerwicklung 238 des Vorlaufmotors
76 nimmt die Drehzahländerung vor. Der Vorlaufmotor 76 ist eine Abwandlung des üblichen
Motors mit ausgeprägtem Pol, d.h., er ist ein Motor mit variabler Drehzahl und einer
Drehrichtung, der eine Drehzahländerung von 10:1 unter Last ohne Verlust an Nenndrehmoment
vornehmen kann. Ein derartiger Motor wird z.B. unter der Typenbezeichnung M8RC5BK
von der RMS Motor Corporation of Binghampton, New York, geliefert. Dieser betreffende
Motor ist ein Motor mit variabler Drehzahl und ausgeprägtem Pol, wobei er ein Drehmoment
von 1,7 Unzen x Zoll bei einem Drehzahländerungsbereich von 3000 bis 300 U/min aufweist.
Es versteht sich aber, daß auch andere Motoren mit variabler Drehzahl in Frage kommen.
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Die die Steuerspannung führende Leitung 228 vom Fotowiderstand 224
ist direkt mit der Basis eines pnp-Transistors 240 verbunden.
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Der Transistor 240 ist in Kollektorschaltung geschaltet, und zwar
ist der Kollektor über einen Widerstand 242 geerdet, während sein Emitter über einen
Widerstand 244 mit einer Spannungsversorgungsleitung 246 verbunden ist. Die Spannungsversorgungsleitung
246 geht von einer verstellbaren Anzapfung 248 an einem Spannungsteilerwiderstand
250 aus, der zwischen den positiven Versorgungsspannungsanschluß 232 und Erde liegt.
Bei einer Versorgungsgleichspannung von +100 V liegen an der Versorgungsspannungsleitung
246 etwa +12 V Gleichspannung an. Die Versorgungsspannungsleitung 246 ist auch über
einen Vorwiderstand 252 mit der Basis des Transistors 240 verbunden, während ein
Glättungs- oder Siebkondensator 254 dazu parallel geschaltet ist. Ein Zeitglied-
bzw. Verzögerungswider.
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stand 256 und ein dazu in Reihe geschalteter Kondensator 258 liegen
zwischen
der Versorgungsspannungsleitung 246 und der Basiseingangsleitung 228, während ein
Vorwiderstand 260 mit der Leitung 230 verbunden ist, um ein ausgewähltes Potential
an den Verbindungs punkt der Fotowiderstände 224 und 226 anzulegen. Die Widerstände
252 und 256 haben einen solchen Widerstandswert, daß das Eingangsnetzwerk des Transistors
240 eine geeignete Nichtlinearitätskonstante und Erholungszeit aufweist.
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Das Ausgangssignal vom Transistor 240 wird von dessen Kollektor an
einem Widerstand 262 abgenommen und in die Basis eines npn-Transistors 264 eingespeist.
Die Basis des Transistors 264 ist über einen Widerstand 266 und einen dazu in Reihe
liegenden Kondensator 268 geerdet, während der Emitter des Transistors 264 über
einen niederohmigen Widerstand 270, z.B. von 15 a geerdet und der-Kollektor direkt
über die Steuerwicklung 238 des Vorlaufmotors 76 mit dem positiven Versorgungsanschluß
232 verbunden ist.
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Der Widerstand 270 dient zur Erzeugung der Entzerrungssteuer spannung,
die dann über die Leitungen 151 in die Entzerrerschaltung 128 eingespeist wird.
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Gemäß Fig. 7, die ein mögliches Ausführungsbeispiel der Entzerrerschaltung
zeigt, hat diese einen pnp-Transistor 280, dessen Kollektor über einen Widerstand
282 mit einem negativen Versorgungsspannungsanschluß 284 und dessen Emitter über
Reihenwiderstände 286 und 288 mit Erde verbunden ist. Ein Basis eingangssignal wird
von der Eingangsleitung 126 über einen Fotowiderstand 290 und einen Widerstand 292
gewonnen. Die Basis ist über eine Reihenschaltung aus Widerständen 294 und 296 sowie
einem Kondensator 298 geerdet, während ein Ableitwiderstand 300 parallel zum Fotowiderstand
290 liegt. Ein relativ hochohmiger Widerstand 302 ist zwischen den Kollektor und
die Eingangsleitung 126 geschaltet.
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Eine Lampe 304 wird durch die Leitungen 151 vom Leistungsverstärker
150 gemäß Fig. 5 und 6 erregt. Bei einer niedrigeren Wiedergabegeschwindigkeit
senkt
also das Ausgangssignal am Widerstand 270 des Leistungsverstärkers 150 den Widerstandswert
des Fotowiderstands 290, so daß dem Endverstärker 132 ein vollerer Hochfrequenzgang
parallel geschaltet wird. Der Fotowiderstand 290 und die Lampe 304 können auch eine
Baueinheit wie die im Handel erhältliche vom Typ CK-1114 bilden.
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Betrieb Die erfindungsgemäße Wiedergabevorrichtung eignet sich besonders
für Anwendungen, bei denen mehrere Gruppen von Nachrichteninformation auf demselben
Band in ausgewählten von mehreren Spuren gespeichert werden können. Eine derartige
Aufzeichnungsverteilung ist besonders wünschenswert für Unterrichtsmaschinen mit
der Möglichkeit von Verzweigungen. Auf diese Weise können lnformationssegmente mit
unterschiedlichem Informationsgehalt hinsichtlich Komplexität, Zeitdauer der Aufzeichnung
und anderer Aspekte entsprechend dem Intelligenzgrad auf verschiedenen Aufzeichnungsspuren
zu einem selektiven Abruf durch die zugehörige Einrichtung aufgezeichnet werden.
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Das Mehrspurband 94 kann in verschiedener Weise vorbereitet werden.
Z.B. kann ein anfängliches Aufzeichnen der Spuren mit kommerziell erhältlicher peripherer
Einrichtung vorgenommen werden, die einer geschwindigkeitsselektiven Aufzeichnung
fähig ist, und ein vorbestimmtes Konstantfrequenz-Steuersignal, z.B.
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ein 2 kHz-Signal, kann von einem üblichen Tonfrequenzgenerator zur
Einspeisung in den Aufzeicbnungsspur-Steuerkanal erhalten werden (falls Jede Aufzeichnungsspur
in einem einzelnen Kanal aufgezeichnet ist). Das Steuersignal kann an sich irgendeinen
Frequenzwert haben, doch hat sich das 2 kHz-Signal als sehr vorteilhaft herausgestellt,
da es optimal hinsichtlich einer Störung der Nachrichteninformation durch Interferenz-
und Rauscheffekte ist, während es eine zu große Kreuzmodulation zwischen den Steuersignalkanälen
vermeidet.
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Ferner ist es wünschenswert, Anfangslektionenaufzeichnungen oder Aufzeichnungen
von Information und Steuerspuren mit einer ähnlichen Aufzeichnungs- und Steuervorrichtung
wie hier beschrieben vorzunehmen. Dies vermindert gewisse Effekte von Anlaufzeitverzögerung
und irgendwelchen Geschwindigkeitsänderungsnacheilungen, so daß ihr Auftreten tragbar
ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Magnetband 94 mit acht
getrennten Aufzeichnungskanälen über die Bandbreite gewählt, wobei zwei Kanäle für
Jede Aufzeichnungsspur vorgesehen sind. Jede Aufzeichnungsspur trägt dann einen
Kanal 96 zur Speicherung von Nachrichteninformation und einen benachbarten Kanal
96 zur Speicherung eines Steuersignals, das als vorbestimmte konstante Frequenz
bei der richtigen Wiedergabegeschwindigkeit für diesen speziellen Kanal der Nachrichteninformation
aufgezeichnet ist. Das Konstantfrequenz-Steuersignal wird also nur für seinen richtigen,
vorbestimmten Wert oderi/dessen Nähe wiedergegeben, wenn die Wiedergabeeinheit 10
das Band 94 (Band 16 in Fig. 1) mit der richtigen Wiedergabegeschwindigkeit transportiert.
Von den mehreren einzelnen Aufzeichnungsspuren auf dem Band 94 kann Jede der einzelnen
Aufzeichnungsspuren bei irgendeiner von vier verschiedenen Wiedergabegeschwindigkeiten
wiedergegeben werden, die in einem Bereich von etwa 10 : 1 liegen; d.h. der Vorlaufmotor
76 kann seine Drehzahl von 3000 U/min auf bis zu 300 U/min erniedrigen, so daß die
Bandgeschwindigkeiten von etwa 58 cm (23 Zoll)/sec auf 5,8 cm (2,3 Zoll)/sec herunterreichen
können. Im vorliegenden Ausführtingsbeispiel sind vier verschiedene Bandgeschwindigkeiten
verfügbar, doch kann die Zahl der Bandgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von den
beim Gebrauch auftretenden Forderungen gewählt werden.
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Wie in Fig. 5 gezeigt ist, steuert bei der Wiedergabe die Zusatzsteuereinheit
118 eine spezielle Wiedergabespur über den Spurwähler 116 an. Dadurch wird eine
spezielle Aufzeichnungsspur mit einem Kanal für Nachrichteninformation und
einem
Kanal für Konstantfrequenz-Steuersignal angesteuert, das die tatsächliche Wiedergabegeschwindigkeit
konkslliert.
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Die Ton- oder Nachrichteninformation wird durch den Vorverstärker
124 und den Entzerrer 128 zur hörbaren Wiedergabe dem Endverstärker 132 und dem
Lautsprecher 134 od. dgl. zugeführt. Das Steuersignal wird vom Spurwähler 116 über
die Leitung 136 in die Geschwindigkeitsregelschaltung 112 eingespeist.
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Gemäß Fig. 6 wird das Bandgeschwindigkeits-Steuersignal in den Verstärker
138 eingespeist, der aus zwei üblichen NF-Verstärkerstufen in Form der Transistoren
154 und 166 besteht. Das verstärkte Ausgangssignal wird dann über den Koppelkondensator
180 der ersten Transistorstufe 182 des übersteuerten Verstärkers oder Begrenzungsverstärkers
140 zugeführt. Der Transistor 182 ist in Emitter-Schaltung direkt geerdet, während
die zweite Transistorstufe 188 in Emitterschaltung direkt mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß
verbunden ist, so daß durch das Zusammenwirken der beiden Stufen ein Rechteckausgangssignal
abgegeben wird, d.h. ein übersteuertes Sinussignal. Diese Spannung wird über den
Zeitgliedkondensator 194 in Zusammenhang mit dem Zeitgliedwiderstand 196 geschickt,
um die Spannung in eine Folge von wechselnden Spitzensignalen am Basiseingang des
Transistors 198 zu differenzieren.
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Vom Transistor 198 ist der Kollektor direkt mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluß
verbunden, und ein begrenztes negatives Spitzenausgangssignal kann vom Anschluß
202 als Eingangssignal in den Integrator 146 abgenommen werden. Der Kondensator
'Q4 empfängt die aufelnanderfol L'enden Spitzenspannungen rnid wird kont;inuierlich
aufgeladen, um ein mittlere res Gleichspannungssignal an der Basis des Transistors
206 anzuleg<n, dem den Eingang des nichtlinearen Netzwerks 148
darstellt,
Es sei darauf hingewiesen, daß die mittlere Gleichspannung am Integrationskondensator
204 um einen Näherungswert schwankt, der auftritt, wenn ein richtiges 2 kHz-Steüersignal
an der Eingangsleitung 136 des Verstärkers 138 anliegt. Wenn also. die Geschwindigkeit
zu hoch ist, d.h. das aufgezeichnete 2 kHz-Signal gemäß der Wiedergabe eine augenscheinlich
höhere Frequenz hat, tritt eine erhöhte mittlere Gleichspannung an der Basis des
Transistors 206 auf, während das Gegenteil bei zu niedriger Geschwindigkeit der
Fall ist, wenn die scheinbare Wiedergabefrequenz des Steuersignals kleiner als ihr
richtiger Wert 2 kHz ist.
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Das nichtlineare Netzwerk 148 ermöglicht, mit einer relativ kleinen
Steuerspannung am Eingang eine große Stromänderung in der Steuerwicklung 238 des
Vorlaufmotors 76 hervorzurufen. Das ist notwendig, weil der Vorlaufmotor 76 eine
linear arbeitende Einrichtung ist und ein vollständiger Steuerbereich wünschenswert
ist. Daher sollte sowohl bei über- als auch bei Untergeschwindigkeit, sofern diese
erfaßt wird, die Regelschaltung die Größe der Gleichspannung erhöhen bzw. erniedrigen,
die an der Steuerwicklung 238 des Vorlaufmotors 76 abfällt.
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Es sei Jetzt der Fall der übergeschwindigkeit betrachtet, z.B., wenn
der Spurwähler 116 gerade eine Wiedergabe mit niedrigerer Geschwindigkeit angesteuert
hat, so daß die mittlere Gleichspannung am Integrationskondensator 204 ansteigt,
d.h. im vorliegenden Fall der Regelschaltung, die.
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eine negative Spannungsversorgung 162 verwendet, negativer wird. Die
negativer gesteuerte Basis des Transistors 206 bewirkt einen größeren Leitungsstrom
durch diesen, damit eine positivere Spannung an der Basis des Transistors 216 angelegt
wird. Da der Transistor 216 in Kollektorschaltung
geschaltet ist,
nimmt der Leitungsstrom zu, so daß die entsprechenden Lampen 220 und 222 heller
leuchten. Auf diese Weise zeigen die zugehörigen Fotowiderstände 224 und 226 einen
geringeren Widerstandswert an der Emitter-Basis-bzw. Emitter-Kollektor-Verbindung.
Die Änderung des Widerstandswerts der Fotowiderstände 224 und 226 liefert eine geichmäßige
oder proportionale Änderung an allen Betriebselementen des Transistors 240.
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Die Änderung in der Leucltstärke der Lampen 220 und 222 ist relativ
gering, da sie durch die Änderung in der Steuerspannung bewirkt wird. Dagegen ist
die Widerstandswertänderung der Fotowiderstände 224 und 226 außerordentlich groß,
nämlich nicht#linear gemäß der Betriebskennlinie, was einen Abfall in der positiven
Spannung an der Basis des Transistors 240 hervorruRt, um den Leitungsstrom durch
diesen zu erhöhen. Vom Anschluß 262 wird ein Ausgangssignal abgenommen, ebenfalls
eine ansteigende positive Spannung, die den Transistor 264 so steuert, daß er einen
größeren Leitungsstrom und damit auch einen größeren Strom durch die Steuerwicklung
238 des Vorlaufmotors 76 fließen läßt. Eine Erhöhung des Stroms durch die Steuerwicklung
238 führt zu einer Drehzahlverminderung des Motors 76, so daß die Bandwiedergabegeschwindigkeit
verringert wird und das Steuersignal sich seinem 2 kHz-Wert nähert. Das abgeleitete
und in der Regelschaltung 112 gemittelte Steuersignal nähert sich noch einmal seinem
richtigen Gleichspannungswert, um die richtige Wiedergabegeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
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Tatsächlich variiert das wiedergegebene Steuersignal von etwa l900
Hz bei der schnellsten Wiedergabegeschwindigkeit bis herunter zu etwa 2050 Hz bei
der niedrigsten Wiedergabegeschwindigkeit, wobei Zwischengeschwindigkeiten proportional
anderen Steuersignalfrequenzen entsprechen. Das ist ein relativ
enger
Frequenzbereich, so daß Abweichungen vom genauen Frequenzwert von 2 kHz einen geringen
oder keinen wahrnehmbaren Einfluß auf die Wiedergabe treue der Tonwiedergabe haben.
Der schmale Ausdehnungsbereich der Steuersignalfrequenz gestattet zusammen mit der
Möglichkeit, die gemittelte Steuergleichspannung zu nichtlinearisieren, eine Steuerung
der Wiedergabegeschwindigkeit innerhalb eines großen Bereichs.
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Die Wiedergabeeinheit 10 (Fig. 1) gewährleistet einen optimalen Mehrspurenbetrieb.
So wird die Wiedergabe durch Betätigung des Solenoids 28 ausgelöst, um die Gleitplatte
30 nach rückwärts zu verschieben, wodurch auch der Schlitten 26 in seine Betriebsstellung
gebracht wird. Diese Betriebsstellung bringt die Wiedergabe-Köpfe 36 und 38 in Wandlerberührung
mit dem AuRzeichnungsband 16, während die Andruckrolle 32 das Aufzeichnungsband
in Reibungsschluß mit der Antriebswelle 24 brSng; Die Wiedergabe kann dann mit dem
Spurwähler 116 (Fig 5) fortgesetzt werden, der die Wiedergabe einer bezeichneten
Wiedergabespur gewährleistet, wobei die Geschwindigkeitsregelschaltung 112 (Fig.
5) für die richtige Aufzeichnungsspur-Wiedergabegeschwindigkeit sorgt.
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Wenn die Aufzeichnungswiedergabe unterbrochen wird, z.B. bei Abschalten
des 2 kHz-Steuertons, wird das Solenoid 28 aberregt, um die Gleitplatte 30 freizugeben
und den Schlitten 26 in dessen Bereitschaftsstellung zurückzubewegen. Durch diese
Bewegung der Gleitplatte 30 wird auch der Rücklaufmotor 68 vorgezogen, so daß das
Rücklaufrad 72 in Reibungsschluß mit der Scheibe 74 tritt, um die Bandabwickelwelle
abzubremsen. Wenn nämlich die Bandrücklaufbetätigung vorgenommen werden muß, befindet
sich die Antriebskupplung im Eingriff, weshalb es nur notwendig ist, den Rücklaufmotor
68 zu erregen, damit das Aufzeichnungsband zurückläuft oder rückgespult wird.
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Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Aufseichnungswiedergabe-
und Geschwindigkeitssteuervorrichtung findet insbesondere Anwendung in Systemen,
die eine Mehrspur- und Mehrgeschwindigkeits-Wiedergabe erfordern. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann eine akustische Wiedergabe bei ausgewählten verschiedenen Geschwindigkeiten
unter schnellem Umschalten zwischen den Aufzeichnungsspuren vornehmen, wobei das
erfindungsgemäße Laufwerk in jedem Fall ein kurzes Anlaufen und Anhalten gewährleistet.
Diese Verbesserungen hinsichtlich des Betriebs und der Zuverlässigkeit werden durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne großen Aufwand erzielt.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel die Erfindung unter Bezugnahme auf
eine bestimmte Anzahl und Anordnung der Aufzeichnungsspuren erläutert, ferner bestimmte
Anwendungen besonders hervorgehoben sind, ist es Jedoch ersichtlich, daß verschiedene
äquivalente Lösungen hinsichtlich Mehrspur-Aufzeichnungstechnik, Spurwahl, zugeordneter
Steuersignale usw. verwendet werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut in Unterrichts- oder Lehrmaschinen
eingesetzt werden kann, gibt es für sie auch viele Anwendungen bei Analog- und Digitalaufzeichnung,
die ähnliche Formen von Mehrgeschwindigkeits-Aufzeichnungswiedergabe benutzen können.