DE2637021B1 - Verfahren zum eliminieren von laufgeschwindigkeitsbedingten frequenz- und phasenabweichungen bei der wiedergabe von fortlaufend aufgezeichneten tonfrequenzen - Google Patents

Description

• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Aufzeichnungselektronik, F i g. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Wiedergabe-Schaltungsanordnung, Fig.3 das Diagramm eines üblichen Tonfrequenzbandes, Fig. 4 ein schematische Blockschaltbild einer anderen Schaltungsanordnung zur Aufzeichnung der Ton-oder Informationsfrequenz zusammen mit einer Trägerfrequenz, Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur frequenz- und phasengetreuen Wiedergabe des mit der in F i g. 4 dargestellten Schaltungsanordnung aufgezeichneten Ton- oder Informationsfrequenzbandes.
• Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, erstreckt sich das Tonfrequenzband, wie es bei Tonband- und Kassettengeräten üblich ist, von 30 Hz bis 15 kHz. Dieses Frequenzband wird dem Schreibkopf 1 (Fig. 1) über den Tonkanal (2) zugeführt und auf das vorbeilaufende Tonband (3) aufgezeichnet. Gleichzeitig wird dem Schreibkopf 1 über einen Kanal 4 eine Bezugsfrequenz, die konstant bei 16 kHz liegt, zugeführt und ebenfalls auf dem Tonband 3 gleichzeitig aufgezeichnet. Die Bezugsfrequenz liegt somit knapp oberhalb der oberen Bandgrenze des Informationsfrequenzbandes.
• Bei der Wiedergabe wird vom Lesekopf 5 (F i g. 2) sowohl die aufgezeichnete Informationsfrequenz w; des Ton- oder Informationsfrequenzbandes als auch die Bezugsfrequenz wo gelesen. Am Ausgang des Entzerrungsverstärkers 6, an welchen der Lesekopf 5 angeschlossen ist, erscheinen somit die Informationsfrequenz oi und die Bezugsfrequenz wo, die in der Regel wegen der Laufgeschwindigkeitsunterschiede des Magnetbandes 3 zwischen Aufnahme und Wiedergabe um die Störfrequenz w5 positiv oder negativ verschoben sind. Somit liegen am Ausgang des Entzerrungsverstärkers 6 die Frequenzen o; +¢s und oo + os an. An den Ausgang des Entzerrungsverstärkers 6 sind parallel ein Bandpaß 7, bestehend aus den Kondensatoren C1 und C2 und den Widerständen R 1 und R 2 und ein Tiefpaß 8, bestehend aus dem Widerstand R 3 und dem Kondensator C3 angeschlossen. Während am Ausgang des Bandpasses 7 nur die ggf. veränderte Bezugsfrequenz wo # on5 erscheint, die einem als selektiver Phasen- und Frequenzvergleicher arbeitenden PLL-Systern 9 zugeführt wird, gelangt durch den Tiefpaß 8 die ggf. veränderte Informationsfrequenz wf + w, in ein zweites als Rückmischer arbeitendes PLL-System 10, das mit dem PLL-System 9 verbunden ist. Dieses PLL-System 9 liefert an das PLL-System 10 durch den Vergleich der einerseits vom Bandpaß 7 ankommenden Frequenz wo f os und der andererseits von dem die Bezugsfrequenz wo liefernden Oszillator 11 an das PLL-System 10 zugleich die ggf. vorhandene reine Störfrequenz w#, die auch die vom Tiefpaß 8 ankommende Informationsfrequenz w; f oas beinhaltet.
• Durch die Wirkungsweise als Rückmischer des PLL-Systems 10 wird die Störfrequenz w, von der gelesenen Informationsfrequenz w; j ws eliminiert, so daß am Ausgang des PLL-Systems 10 die rekonstruierte Ton-oder Informationsfrequenz, so wie sie aufgezeichnet wurde, erscheint.
• PLL-Schaltungen sind phasensynchronisierte Regelschleifen (Phase-locked-loop), die in integrierter Form als preiswerte Bausteine für die unterschiedlichsten Anwendungen erhältlich sind.
• Bei den Schaltungsanordnungen der Fig.4 und 5 wird zum Eliminieren der durch Laufgeschwindigkeitsabweichungen des Magnetbandes 3 zwischen Aufnahme und Wiedergabe statt einer Bezugsfrequenz, die außerhalb der Informations- bzw. Ton-Frequenzbandes liegt, eine Trägerfrequenz wt verwendet. Die aus einem Verstärker 12 des Informationskanals kommende Informationsfrequenz wi wird in einem Mischer 13 mit der von einem Oszillator 14 gelieferten Trägerfrequenz Wr gemischt und über ein Bandfilter 15, bestehend aus dem Widerstand R 4 und dem Kondensator V4, der das obere Seitenband unterdrückt, der Aufzeichnungsstufe 16 bzw. dem Schreibkopf 17 zugeführt. Das obere Mischseitenband wird dabei nicht ausgenutzt. Um die volle Bandbreite der Aufzeichnungsstufe und des magnetischen Speichermediums ausnutzen zu können, wird als Trägerfrequenz w, die oberste Eckfrequenz der auszunützenden Bandbreite gewählt (bei Cassettenrecordern beträgt diese beispielsweise 12,5 kHz). Hinter dem Tiefpaß 15 steht also nur noch das untere Frequenzseitenband der Trägerfrequenz zur Verfügung, dessen obere Grenze die Trägerfrequenz , ist.
• Bei der Wiedergabe wird dieses untere Frequenzseitenband, das vom Lesekopf 18 gelesen wird, vom Entzerrervorverstärker 19 zusammen mit der in der Regel vorhandenen Phasen- und Frequenzverschiebung gleichzeitig einem selektiven Bandpaß 20 und über einen Tiefpaß 21, bestehend aus dem Widerstand R5 und der Kapazität C5, einem Produktdetektor 22 zugeführt. Der selektive Bandpaß 20 hat die Aufgabe, die Trägerfrequenz wt mit ihrer Fehlerkomponente, die sich aus der laufgeschwindigkeitsbedingten Phasen- und Frequenzverschiebung ergibt, von der Informationsfrequenz bzw. vom Informationsfrequenzband zu trennen, d. h. der selektive Bandpaß filtert die Informationsfrequenz oi heraus und läßt die Trägerfrequenz (wt) mit ihren Störkompomenten durch. Diese Trägerfrequenz wt mit ihren Störkomponenten ws wird mittels einer Phasenumkehrstufe 23 um 1800 invertiert dem Produktdetektor 22 zugeführt Der Produktdetektor mischt die beiden zugeführten Frequenzbänder ~~s +s und -wt i 05. Dabei wird +w, gegen -ws aufgehoben, so daß die Störfrequenz eliminiert ist. Übrig bleibt am Ausgang des Produktdetektors 22 das Frequenzgemisch w# + wi, das in einen nachgeschalteten Tiefpaß 24, bestehend aus dem Widerstand R 6 und der Kapazität C6, an dessen Ausgang oi übrigbleibt. Somit wird das originale Informationsfrequenzband wiedergegeben, und zwar unabhängig davon, ob bei der Aufzeichnung Geschwindigkeitsschwankungen aufgetreten sind oder ob sich die Lesegeschwindigkeit von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unterscheidet.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Eliminieren von laufgeschwindigkeitsbedingten Frequenz- und Phasenabweichungen bei der Wiedergabe von fortlaufend aufgezeichneten Tonfrequenzen, insbesondere beim Abspielen von Magnetbandaufzeichnungen. unter Verwendung einer mitaufgezeichneten Bezugsfrequenz zur Erkennung der Laufgeschwindigkeitsfehler, die bei der Wiedergabe mit einer Bezugssollfrequenz verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich aus dem in einem PLL-System (9) stattfindenden Vergleich zwischen der aufgezeichneten Bezugsfrequenz (wo + 05) und der von einem stabilen Oszillator (11) gelieferten Bezugsfrequenz (wo) ergebende Fehlerkomponente (pos) mit dem diese Fehlerkomponente (s) ebenfalls enthaltenden Ton- oder Informationsfrequenzband (wi) in einem zweiten als Rückmischer wirkenden PLL-System (10) gemischt wird.
2. 2. Verfahren zum Eliminieren von laufgeschwindigkeitsbedingten Frequenz- und Phasenabweichungen bei der Wiedergabe von fortlaufend aufgezeichneten Tonfrequenzen, insbesondere beim Abspielen von Magnetbandaufzeichnungen unter Verwendung einer mit aufgezeichneten Bezugsfrequenz zur Erkennung der Laufgeschwindigkeitsfehler, die bei der Wiedergabe mit einer Bezugssollfrequenz verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz als Trägerfrequenz (wt) eines Einseitenbandes des Ton- oder Informationsfre quenzbandes aufgezeichnet und bei der Wiedergabe nach entsprechender Ausfilterung und Invertierung zusammen mit dem ggf. verschobenen Einseitenband (~;) des Ton- oder Informationsfrequenzbandes einem Produktdetektor (22), der die Fehlerkomponente (ws) eliminiert, zugeführt und anschließend durch ein Tiefpaßfilter (24) ausgefiltert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz (wo) um die Wobbel-Frequenzbandbreite oberhalb des Ton-oder Informationsfrequenzbandes angesiedelt ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerfrequenz (wir) die obere Eckfrequenz des unteren Informationsfrequenzseitenbandes (-wi) verwendet wird.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eliminieren von laufgeschwindigkeitsbedingten Frequenz- und Phasenabweichungen bei der Wiedergabe von fortlaufend aufgezeichneten Tonfrequenzen, insbesondere beim Abspielen von Magnetbandaufzeichnungen, unter Verwendung einer mitaufgezeichneten Bezugsfrequenz zur Erkennung der Laufgeschwindigkeitsfehler, die bei der Wiedergabe mit einer Bezugsollfrequenz verglichen wird.

   Bisher hat man den Ausgleich bzw. das Verhindern von Phasen- und Frequenzverschiebungen bei Tonbandgeräten, Plattenspielern und dergl. dadurch zu erreichen versucht, daß man bei der Aufnahme und der Wiedergabe möglichst gleiche Laufgeschwindigkeiten der Aufzeichnungsträger erzielen wollte. Abgesehen davon, daß dazu ein sehr großer technischer Aufwand erforderlich ist, der in keinem günstigen wirtschaftlichen Verhältnis zu dem erreichbaren Erfolg steht, lassen sich absolut gleiche Laufgeschwindigkeiten bei der Aufnahme und bei der Wiedergabe, insbesondere dann, wenn die Aufnahme und die Wiedergabe auf verschiedenen Geräten erfolgen, nicht erreichen. Es sind deshalb bei qualitativ hochwertigen Aufnahme- und Wiedergabegeräten Laufgeschwindigkeitsabweichungen bis zu 0,2% zulässig und in Kauf zu nehmen. In der Regel haben aber vor allem billigere Aufnahme- und Wiedergabegeräte . höhere Laufgeschwindigkeitsabweichungen, die etwa bei 0,8% liegen. Die daraus resultierenden Phasen- und Frequenzverschiebungen sind ohne weiteres für das menschliche Ohr wahrnehmbar und werden als störend empfunden.

   Bei einem bekannten Gerät (DE-AS 1071 967) ist bereits vorgesehen, mittels einer aufgezeichneten Pilotfrequenz die Größe der Laufgeschwindigkeitsabweichungen meßbar zu machen und die Antriebsgeschwindigkeit zu regeln. Dabei muß jedoch in Kauf genommen werden, daß die rein mechanisch wirksam werdenden Regelvorrichtungen zwischen dem Erkennen der Laufgeschwindigkeitsabweichung und dem Einsetzen bzw. Wirksamwerden des Regelvorganges eine zeitliche Differenz aufweisen, so daß eine vollständige Unterdrückung von Phasen- und Frequenzverschiebungen nicht möglich ist.

   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem solche Frequenz- und Phasenverschiebungen vollständig unwirksam gemacht bzw. eliminiert werden können.

   Nach der Erfindung soll diese Aufgabe mit rein elektronischen Mitteln gelöst werden. Dabei besteht eine Lösungsmöglichkeit darin, daß die sich aus einem in einem PLL-System stattfindenden Vergleich zwischen der aufgezeichneten Bezugsfrequenz und der von einem stabilen Oszillator gelieferten Bezugssollfrequenz ergebende Fehlerkomponente mit dem diese Fehlerkomponente ebenfalls enthaltenden Ton- oder Informationsfrequenzband in einem zweiten als Rückmischer wirkenden PLL-System gemischt wird, wobei weiter vorgesehen ist, daß die Bezugsfrequenz um die Wobbel-Frequenzbandbreite oberhalb des Ton- oder Informationsfrequenzbandes angesiedelt ist.

   Eine andere Möglichkeit zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die Bezugsfrequenz als Trägerfrequenz eines Einseitenbandes des Ton- oder Informationsfrequenzbandes aufgezeichnet und bei der Wiedergabe nach entsprechender Ausfilterung und Invertierung zusammen mit dem ggf. verschobenen Einseitenband des Ton- oder Informationsfrequenzbandes einem Produktdetektor, der die Fehlerkomponente eliminiert, zugeführt und anschließend durch ein Tiefpaßfilter ausgefiltert wird.

   Beide Lösungsmöglichkeiten haben gegenüber den bisher angewendeten Verfahren und Methoden den Vorteil, daß sie sich nicht nur mit einem weit geringeren Aufwand durchführen lassen, sondern daß sie vor allem eine wirklich vollständige Eliminierung der durch Laufgeschwindigkeitsabweichungen hervorgerufenen Phasen- und Frequenzverschiebungen sicherzustellen, da sie nicht von der Uberwindung konstruktionsbedingter mechanischer Trägheitsmomente abhängig sind.