DE3313780A1

DE3313780A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur ueberwachung der funktion einer aufzeichnungsschaltungsanordnung in einem mehrere rotierende aufzeichnungskoepfe aufweisenden aufzeichnungsgeraet

Info

Publication number: DE3313780A1
Application number: DE19833313780
Authority: DE
Inventors: Charles H. Redwood Calif. Coleman jun.
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1983-10-27
Also published as: FR2525375B1; JPS58182178A; GB2119557A; GB8310178D0; NL8300550A; CH656705A5; FR2525375A1; JPH0373957B2; GB2119557B; DE3313780C2

Description

ft A β · * β β · »

■*" Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung und Optimierung der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnurig in einem mehrere rotierende Aufzeichnungsköpfe aufweisenden Aufzeichnungsgerät. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur überwachung des Wiedergabeausgangssignals als Funktion des Aufzeichnungslaufpegels sowie zur kontinuierlichen und automatischen Aufrechterhaltung des Aufzeichnungslaufpegels bei einem vorgegebenen Wiedergabeausgangssignal in einem Aufzeichnungsgerät mit mehreren rotierenden Aufzeichnungs/Wiedergabekopfen.

Aufzeichnungsgeräte mit rotierenden Köpfen werden speziell bei der magnetischen Videoaufzeichnung verwendet. Bei einer klassischen Ausführungsform ist eine rotierende Kopfanordnung vorhanden, auf der mehrere Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe montiert sind. Die rotierende Kopfanordnung ist im Abstand von einem magnetischen Bandmedium angeordnet. Bei rotierender Kopfanordnung laufen die auf ihr montierten Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe über das magnetische Bandmedium und zeichnen dabei Datenspuren auf diesem auf.

Bestimmte Tonaufzeichnungsmaschinen mit festen Aufzeichnungsköpfen besitzen hinter diesen Überwachungsköpfe, welche die Aufzeichnung bei Wiedergabe überwachen und im Effekt die gesamte Aufzeichnung wiedergeben. In einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen ist es weit schwieriger, auf einen speziellen rotierenden Kopf ein Überwachungssystem folgen zu lassen. Eine Möglichkeit besteht darin, einen zweiten Satz von auf einer zweiten rotierenden Kopftrommel montierten Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfen vorzusehen, welche im Effekt die gesamte Aufzeichnung wiedergeben. Eine derartige Maßnahme ist zu aufwendig und ineffizient, um praktisch sinnvoll zu sein. Gegenwärtig existiert keine

Möglichkeit zur ökonomischen und wirksamen Überwachung der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnung sowie zur kontinuierlichen Optimierung des Aufzeichnungsprozesses bei einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnung sowie zur Optimierung des Aufzeichnungsprozesses in einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen anzugeben, bei dem insbesondere mehrere Aufzeichnungsköpfe in einer rotierenden Kopfanordnung montiert sind und lediglich ein fester Wiedergabekopf zur überwachung der Aufzeichnungsfunktion aller Aufzeichnungsköpfe erforderlich ist, so daß ein zweiter aufwendiger und ineffizienter Satz von in einer zweiten rotierenden Kopfanordnung montierten Wiedergabeköpfen für eine derartige Überwachungsfunktion nicht erforderlich ist.

„„ Weiterhin sollen dabei das Verfahren und die Schaltungsanordnung nicht wirksam sein, während in das Aufzeichnungsgerät eingespeiste Eingangsdaten aufgezeichnet werden, so daß die Aufzeichnung der Eingangsdaten nicht beeinflußt wird.

Darüber hinaus soll durch das Verfahren und die Schaltungsanordnung auch eine kontinuierliche und automatische Optimierung der Aufzeichnungsfunktion in einem Aufzeichnungsgerät mit mehreren rotierenden Köpfen möglich sein, wobei

QQ der Aufzeichnungslaufpegel jedes Aufzeichnungskopfes für die geltenden Kopf/Bandbedingungen auf einem Punkt eines vorgegebenen Wiedergabeausgangssignals gehalten wird.

Schließlich soll mit dem Verfahren und der Schaltungsangg Ordnung gleichzeitig die kontinuierliche und automatische Optimierung sowie die Überwachung der Funktionsweise der

Q * β

Aufzeichnungsschaltungsanordnung in einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 11 gekennzeichnet.

Weiterbildungen sowohl hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch hinsichtlich der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Pig_o 1 eine schematische Darstellung der relativen Orientierung einer rotierenden Kopfanordnung, eines Überwachungskopfs und eines magnetischen bandförmigen Mediums in einem Aufzeichnungsgerät

mit rotierenden Köpfen;

Fig„ 2 eine Ansicht in der Ebene 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine der Ansicht nach Fig. 2 entsprechende Ansicht in einer weiterbewegten Stellung der rotierenden Kopfanordnung;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Überwachung

der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanord-

nung in einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden

Köpfen;

Fig. 5 ein dem Schaltbild nach Fig. 4 zugeordnetes Zeitp. taktdiagramm;

Fig. 6 eine Abwandlung des Schaltbildes nach Fig. 4 zur Durchführung einer automatischen und kontinuierlichen Optimierung der Aufzeichnungsschaltungsanordnung in einem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen;

Fig. 7-A und 7-B jeweils ein dem Schaltbild nach Fig. 6 zugeordnetes Zeittaktdiagramm;

Fig. 8-A bis 8-C jeweils einen Signalzug zur Erläuterung

der Wirkungsweise von Pfeilen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und

_nn Fig. 9 eine typische Ausgangssignalkurve als Funktion des Aufzeichnungslaufpegels.

Generell machen sich das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur überwachung

_n_ der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnung sowie zur Optimierung des Aufzeichnungsprozesses in einem Aufzeichnungsgerät mit mehreren rotierenden Aufzeichnungsköpfen einen Teil eines magnetischen Bandmediums zunutze, der gewöhnlich als Überlappungsbereich bezeichnet wird.

gg Auf diesem Überlappungsbereich des magnetischen Bandmediums wird lediglich aufgezeichnet, wenn zwei benachbarte Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe in Wirkkontakt mit dem sich bewegenden magnetischen Bandmedium stehen, wobei der erste Kopf eine Datenspur auf dem sich bewegenden bandförmigen

op- Medium bzw. Magnetband aufgezeichnet hat und der zweite gerade eine solche Spur aufzeichnet. Normale Eingangsdaten

werden auf einer Spur des sich bewegenden Magnetbandes aufgezeichnet, wenn ein einzelner Aufzeichnungs/Wiedergabekopf sich über das Band bewegt. Befindet sich ein Aufzeichnungs /Wiedergabekopf im Überlappungsbereich, so werden durch diesen Kopf keine Eingangsdaten auf dem Magnetband aufgezeichnet. Die Aufzeichnung erfolgt erst durch einen anderen Kopf.

Gemäß einem Aspekt betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Abschaltung des normalen auf einen der Aufzeichnungs/ Wiedergabeköpfe führenden Eingangskanal, wenn sich ein Aufzeichnungs/Wiedergabekopf in den Überlappungsbereichen des sich bewegenden Magnetbandes befindet, sowie die Anschaltung eines Eichsignals an diesen Kopf. Dieses Eichsignal ist vorzugsweise periodisch und besitzt eine konstante Amplitude, eine variable Phase sowie eine Wellenlänge, deren Wert im Bereich der Wellenlängenwerte des Datensignals liegt. Das Eichsignal wird durch jeden Aufzeichnungs /Wiedergabekopf jedesmal dann auf dem Band auf- gezeichnet, wenn dieser den Überlappungsbereich überläuft. Werden diese aufgezeichneten Signale später getastet bzw. erfaßt, so dienen sie zur Rückbildung eines Signals, das proportional zur Amplitude des ursprünglich durch den speziellen Aufzeichnungs/Wiedergabekopf aufgezeichneten Eichsignals ist= Eine derartige Rückbildung führt zur Erzeugung eines Signals, das ein Maß für die Funktion der Aufzeichnungsschaltungsanordnung ist. Das aufgezeichnete Signal wird in eine überwachungseinrichtung eingespeist, in der es maschinell oder durch eine Bedienungsperson nutzbar gemacht werden kann. Dieses Verfahren ermöglicht die kontinuierliche und automatische Verifzierung der Aufzeichnüngsschaltungsanordnung für jeden Aufzeichnungs/Wiedergabekopf eines Aufzeichnungsgerätes mit rotierenden Köpfen.

Gemäß einem zweiten Aspekt macht sich das erfindungsgemäße Verfahren die vorstehend beschriebenen Prinzipien zunutze.

Grundsätzlich wird dabei der Aufzeichnungslaufpegel eines speziellen Aufzeichnungskopfs gemäß einem vorgegebenen Plan verändert der lediglich dann wirksam ist, wenn dieser Aufzeichnungskopf den Überlappungsbereich des sich bewegenden Magnetbandes überläuft und in diesem Bereich das Eichsignal aufzeichnet. Die vorstehend beschriebenen, dabei erzeugten resultierenden Signale können dann zur Lokalisierung bestimmter Punkte auf der Kennlinie des Aufzeichnungssystems ausgenutzt werden, in der ein Wieder

IQ gabeausgangssignal über dem Aufzeichnungslaufpegel aufgetragen ist. Speziell dient dies zur Festlegung des optimalen Aufzeichnungslaufpegels, was zu einem vorgegebenen Wiedergabeausgangssignal für die vorhandenen Kopf/Bandbedingungen führt. Ist der gewünschte AufZeichnungslaufpegel für einen speziellen Aufzeichnungs/Wiedergabekopf festgelegt, so wird der Aufzeichnungslaufpegel für den aktiven Teil (Datenteil) des Kopflaufs gleich diesem Wert gemacht. Währenddessen läuft im Eichteil des Kopflaufes der Test zur Festlegung des Optimalwertes weiter. Dieses Verfahren arbeitet getrennt und kontinuierlich für jeden einzelnen Aufzeichnungs/Wiedergabekopf und führt zu einer kontinuierlichen und automatischen Optimierung des Aufzeichnungslaufpegels für jeden Kopf.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine rotierende Kopfanordnung 10, ein magnetisches Bandmedium 12 sowie einen Überwachungskopf 14. Die rotierende Kopfanordnung 10 besitzt mehrere Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f und rotiert in Richtung eines Pfeils 18. Auf dem magnetischen Bandmedium 12 sind mehrere Spuren 20a bis 2Of vorhanden, welche sich für jede vollständige Umdrehung der Anordnung 10 wiederholen, wodurch eine Spursequenz 22 definiert wird. Jede der Spuren 20a bis 2Of ist jeweils einem der Köpfe 16a bis 16f zugeordnet. Ein Schutzabstand trennt die Spuren 20a bis 2Of zur Verhinderung einer Überlappung und eines Nebensprechens voneinander. Auf dem Medium 12 ist

weiterhin ein Paar von Überlappungsbereichen 24a und 24b vorhanden, die dadurch festgelegt werden, daß zwei der Köpfe 16a bis 16f sich im Bereich des Mediums 12 befinden (Fig» 3), wenn sich das Medium 12 in Richtung eines Pfeiles 26 bewegt. Wie im folgenden noch beschrieben wird, besitzt der Überwachungskopf 14 einen senkrecht zu den Spuren 20 a bis 2Of orientierten Spalt 28, d.h., dieser Spalt ist nicht senkrecht zur Bandbewegung orientiert, wie dies für einen festen Kopf üblich ist.

Die Köpfe 16a bis 16f zeichnen in den Spuren 20a bis 2Of auf. bzw. spielen Information von diesen Spuren ab. Zwar zeigen die Fig. 1 bis 3 eine querorientierte rotierende Kopfanordnung 10. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind jedoch bei jedem Aufzeichnungsgerät mit rotierenden Köpfen anwendbar, in denen die Köpfe nicht quer in bezug auf das Medium 12 angeordnet sind sondern mehrere schraubenförmige Spuren auf dem Bandmedium 12 definieren. Bei schraubenförmigen Spuren wird natürlich die Orientierung des überwachungskopfes 14 entsprechend modifiziert.

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einer Datenquelle 30, einem Eichsignalgenerator 32, einem Phasenschieber 34, einem ersten Satz von Schaltern S1 bis S6, einem, zweiten Satz von Schaltern S7 bis S12, mehreren Aufzeichnungstreiberverstärkern 36a bis 36f, einer Wiedergabeschaltung 38, einem Vervielfacher 40, mehreren Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f sowie einer überwachungseinrichtung 44. Jede Tast- und Halteschaltung 42a bis 42f besitzt jeweils einen Schalter S13 bis S18, einen Widerstand 46a bis 46f, einen Kondensator 48a bis 48f sowie einen Pufferverstärker 50a bis 5Of.

Jeder der Verstärker 36a bis 36f und jede der Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f sind jeweils einem Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f zugeordnet. Die Daten-

quelle 30 liefern elektrische Daten zu den Schaltern S1 bis S6. Diese Schalter S1 bis S6 werden sequentiell geschlossen, um diese elektrische Daten in die Verstärker 36a bis 36f einzuspeisen, wenn einer der Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f das Medium 12 (Fig. 1 bis 3) überläuft. Der Eichsignalgenerator 32 erzeugt ein Eichsignal mit konstanter Amplitude und Frequenz und speist dieses Signal in den Phasenschieber 34 ein. Wie im folgenden noch erläutert wird, ändert dieser Phasenschieber 34 die Phase des

■Lg Eichsignals periodisch. Das in der Phase verschobene Eichsignal vom Phasenschieber 34 wird in den zweiten Satz von Schaltern S7 bis S12 eingespeist. Dieser zweite Satz von Schaltern S7 bis S12 schaltet das Eichsignal auf jeweils einen der Verstärker 36a bis 36f, wenn einer der Aufzeich-

■^5 nungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f den Überlappungsbereich 24a überläuft. Jedes Mal, wenn einer der Aufζeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f das Medium 12 überläuft, schreibt er entweder Daten in eine der Spuren 20a bis 2Of zwischen den Überlappungsbereichen 24a und 24b ein oder liest Daten aus diesen Spuren aus. Unmittelbar nach dem Einschreiben von Daten zeichnet jeder Aufzeichnungs/Wiedergabekopf das Eichsignal im Überlappungsbereich 24b in der entsprechenden Spur 20a bis 2Of auf. Beim Auslesen von Daten aus den Spuren 20a bis 2Of erzeugt jeder Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f ein elektrisches Signal, das in die Wiedergabeschaltung 38 eingespeist wird. Die Schreib- und Leseoperationen der Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f werden durch eine konventionelle (nicht dargestellte)Steuerschaltung festgelegt, welche die Datenquelle 30 bzw. die Wiedergabeschaltung 38 selektiv aktiviert.

Der im Überlappungsbereich 24b angeordnete Überwachungskopf 14 erzeugt ein elektrisches Signal, das durch das im Überlappungsbereich 24b aufgezeichnete Eichsignal festgelegt ist. Dieses elektrische Signal wird in den Vervielfacher 40 eingespeist, der es in ein zweites elektrisches

Ο β

HO

Signal überführt, das aus der richtungsunabhängigen skalaren Größe des!ersten Signals festgelegt wird. Dieses zweite Signal wird in die Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f eingespeist. Der dritte Satz von Schaltern S13 bis S18 der Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f wird geschlossen, wenn der Überwachungskopf 14 über eine der durch den zugehörigen Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f definierten Spuren 20a bis 2Of läuft. Die durch jeweils einen Widerstand 46a bis 46f und einen Kondensator 48a bis 48f definierten RC-Zeitkonstanten sind so gewählt, daß sich eine Mittelwertbildung des in jede Tast- und Halteschaltung 42a bis 42f eingespeisten zweiten Signals ergibt. Das in den Kondensatoren 48a bis 48f gespeicherte gemittelte Signal wird über die Pufferverstärker 50a bis 5Of in die überwachungseinrichtung 44 eingespeist. In dieser Überwachungseinrichtung 44 wird das gemittelte Signal durch eine Bedienungsperson oder in maschineller Form nutzbar gemacht.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 wird im folgenden anhand von Fig. 5 näher erläutert.

Fig. 5 zeigt ein Zeittaktdiagramm 52. Die Operationssequenz des ersten Satzes von Schaltern S1 bis S6 ist in einer Zeile 54, die Operationssequenz des zweiten Satzes von Schaltern S7 bis S12 in einer zweiten Zeile 56 und die Operationssequenz des dritten Satzes von Schaltern S13 bis S17 in einer dritten Zeile 58 dargestellt. Die Zeile 54 zeigt, daß die Schalter S1 bis S6 einmal während jeder vollständigen Umdrehung der rotierenden Kopfanordnung 10 ge schlossen werden, so daß Daten von der Datenquelle 30 kontinuierlich auf einen der Aufζeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f gekoppelt werden. Die Zeile 56 zeigt, daß jeder Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f unmittelbar nach dem Aufzeichnen von Daten einen Teil des Eichsignals im Überlappungsbereich 24b aufzeichnet, was durch

O fr M

««•Mt«

Schließen des entsprechenden Schalters des zweiten Satzes von Schaltern S7 bis S12 erfolgt. Die gestrichelten Bereiche der Zeile 56 zeigen, daß während dieser Zeiten alle Schalter des zweiten Satzes von Schaltern S7 bis S12 offen sind. Die dritte Zeile 58 zeigt, daß der dritte Satz von Schaltern S13 bis S18 sequentiell mömentweise geschlossen wird, um die im Überlappungsbereich 24b aufgezeichneten Teile des Eichsignals aus der entsprechenden Spur 20a bis 2Of wiederzugeben. Die Zeile 58 zeigt weiterhin, daß aufgrund der Bandbewegungszeit zwischen dem rotierenden Kopf und dem Überwachungskopf eine unbekannte Zeitverzögerung vorhanden ist, was der Fall ist, wenn in der Spur 20a durch Schließen des Schalters S1 und ihrem zugeordneten Überlappungsbereich durch Schließen des Schalters S7 aufgezeichnet und nachfolgend durch Schließen des Schalters S13 wiedergegeben wird.

Aufgrund der unbekannten Zeitverzögerung zwischen der Aufzeichnung eines Eichsignals in einer speziellen Spur und dessen nachfolgender Erfassung durch den Überwachungskopf 14 sind konventionelle Schaltungsmaßnahmen erforderlich, um festzustellen, welches Signal welcher Spur entspricht. Eine Möglichkeit für diesen Zweck besteht darin, periodisch kein Eichsignal in einer oder mehreren ausgewählten Spuren aufzuzeichnen und die Aufzeichnung des Signals auf einer nächsten Spur mit einem vorgegebenen Aufzeichnungskopf zu beginnen. Wenn ein derartiges Fehlen eines Signals festgestellt wird, kann eine der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltungsanordnung zugeordnete Zeittaktschaltung die Identität des dieses nächste Spursignal liefernden Aufzeichnungs kopfes feststellen. Darüber hinaus kann eine konventionelle phasenstarre Schleife oder eine entsprechende Schaltung zur Erfassung von Signalsprüngen im Ausgangssignal des Überwachungskopfes 14 entsprechend den Signalsprüngen zwischen benachbarten Spuren vorgesehen werden, woraus sich eine

» «SO

Möglichkeit zur Festlegung ergibt, wann sich der Überwachungskopf 14 über dem Zentrum einer speziellen Spur befindet«

Das Eichsignal besitzt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Frequenz, welche ein gleichzahliges Vielfaches der Rotationsfrequenz der rotierenden Kopfanordnung 10 ist. Nach jeder vollständigen Umdrehung der Anordnung TO verschiebt der Phasenschieber 34 die Phase des Eichsignals um einen vorgegebenen Betrag, nachdem jede Spursequenz 22 aufgezeichnet ist. Zu diesem Zweck kann der Phasenschieber 34 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung drei Zweige für das Eichsignal besitzen. Der erste Zweig ändert die Phase des Eichsignals nicht, während der zweite Zweig die Phase des Eichsignals um 120° und der dritte Zweig die Phase des Eichsignals um'240° ändert (Fig. 8). Die Änderung der Phase kann durch Zeit- und Phasenschieberverstärker durchgeführt werden. Die Umschaltung zwischen den Zweigen kann zeitlich beispielsweise auf das Schließen des Schalters S7 bezogen werden, um die Phase des Eichsignals einmal während jeder Umdrehung der rotierenden Kopfanordnung 10 zu ändern. Jede gleichbeabstandete Phasenverschiebung ist solange möglich, als mehr als zwei Phasenverschiebungen pro Periode bei der Eichsignalfrequenz vorhanden sind.

Der Überwachungskopf 14 liefert eine Folge von bipolaren Spannungspegeln, die ein Maß für die Augenblicksamplitude des im Überlappungsbereich 24b der Spuren 20a bis 2Of aufgezeichneten Eichsignals sind. Diese Folge von Spannungs pegeln wird in den Vervielfacher 40 eingespeist, welcher jeden Spannungspegel mit sich selbst multipliziert, um eine Folge von quadrierten Spannungspegeln zu erzeugen, die nunmehr richtungsunabhängig sind. Durch Anordnung des Spaltes 28 des Überwachungskopfes 14 senkrecht zu den Spuren 20a bis 2Of und speziell genau parallel zu den Spalten

der Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f wird sichergestellt, daß ein eindeutiger Tastwert aus der bespielten Spur gewonnen wird. Gemäß dem Zeittaktdiagramm nach Fig. 5 und speziell gemäß dessen Zeile 58 werden die quadrierten Spannungspegel dann in die Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f eingespeist, wenn sich ein Teil der quadrierten Spannung, der vorhanden war, wenn eine der Spuren 20a bis 2Of durch den zugehörigen Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f aufgezeichnet wurde, unter dem Überwachungskopf

.Q 14 befand. Die durch die Widerstände 46a bis 46f und die Kondensatoren 48a bis 48f gebildete effektive Zeitkonstante ist so gewählt, daß die in den Kondensatoren 48a bis 48f gespeicherte Gleichspannung ein glatter Mittelwert der Einzelmessungen des durch den Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f in der zugehörigen Spur 2 0a bis 2Of aufgezeichneten Eichsignals ist.

Die Pufferverstärker 50a bis 5Of erzeugen an ihrem Ausgang ein Signal, das proportional zur mittleren Potenz des

2Q durch einen der der entsprechenden Tast- und Halteschaltung 42a bis 42f zugeordneten Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 16a bis 16f aufgezeichneten Eichsignals ist. Die gemittelten Signale sind proportional zur Potenz, da die aufgezeichneten Spannungspegel durch den Vervielfacher 40 quadriert

2g werden.

Das durch die Pufferverstärker 50a bis 5Of erzeugte gemittelte Signal kann in die überwachungseinrichtung 44 eingespeist werden, bei der es sich um einen Monitor handeln kann, der das gemittelte Signal in sichtbarer oder maschineller Form darstellt. Wie im folgenden noch erläutert wird, ist das eine Funktion des aufgezeichneten Pegels (im vorliegenden Fall proportional zu einem Potenzpegel) darstellende gemittelte Signal zur Festlegung der optimalen Ver-

gg Stärkung des Treiberpegels der Verstärker 36a bis 36f geeignet.

* O Λ ο I»

Eine gleichzeitige Optimierung und Verifizierung des Aufzeichnungsprozessors der Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f erfolgt in noch zu beschreibender Weise.

Fig„ 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 4, die sich speziell auf einen Ersatz der Verstärker 36a bis 36f sowie der Tast- und Halteschaltungen 42a bis 42f durch entsprechende Netzwerke nach Fig. 6 bezieht.

Speziell zeigt Fig. 6 mehrere Tast- und Halteschaltungspaare 60a bis 6Of, mehrere erste Verstärker 62a bis 62f mit variabler Verstärkung, mehrere zweite Verstärker 64a bis 64f mit variabler Verstärkung sowie mehrere Differenzverstärker 68a bis 68f. Ein Eingangssignal I wird vom ersten Satz von Schaltern S1 bis S6 und vom zweiten Satz von Schaltern S7 bis S12 (Fig. 4) abgenommen, während ein Ausgangssignal U auf die Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f gekoppelt wird. Weiterhin ist ein Rückkoppelzweig vom Vervielfacher 60 auf die Tast- und Halteschaltungspaare 60a bis 6Of vorgesehen. Jedes der Tast- und Halteschaltungspaare 60a bis 6Of besitzt einen ersten elektrischen Zweig, der auf den invertierenden Eingang der Differenzverstärker 68a bis 68f gekoppelt ist, sowie einen zweiten Schaltungszweig, der auf den nicht invertierenden Eingang der Differenzverstärker 68a bis 68f gekoppelt ist,, Der erste Zweig der Tast- und Halteschaltungspaare 60a bis 6Of enthält jeweils einen Schalter S19 bis S24, einen Widerstand 70a bis 7Of und einen Kondensator 72a bis 72f. Der zweite Zweig enthält jeweils einen Schalter S25 bis S30, einen Widerstand 74a bis 74f sowie einen Kondensator 76a bis 76f. Der Ausgang der Differenzverstärker 68a bis 68f ist auf einen Verstärkungsregeleingang der ersten Verstärker 62a bis 62f mit variabler Verstärkung gekoppelt. Ein Verstärkungsregeleingang der zweiten Verstärker 64a bis 64f mit variabler Verstärkung

ist über mehrere Schalter S31 bis S36 an eine erste Spannungsquelle V1, über Schalter S37 bis S42 an eine zweite Spannungsquelle V2 und über Schalter S43 bis S48 an eine Spannungsquelle V3 gekoppelt. Ist die Spannungsquelle V1 an den Verstärkungsregeleingang der Verstärker 64a bis 64f mit variabler Verstärkung angekoppelt, so ergibt sich in diesen Verstärkern eine Verstärkung von Null db. Ist die Spannungsquelle V2 an den Verstärkungsregeleingang der Verstärker 64a bis 64f angekoppelt, so ergibt sich

^O iⁿ diesen Verstärkern beispielsweise eine negative Verstärkung von 1,5 db. Ist die Spannungsquelle V3 an den Verstärkungsregeleingang der Verstärker 64a bis 64f angekoppelt, so ergibt sich in diesen Verstärkern beispielsweise eine Verstärkung von 3 db. Diese Verstärkungen sind

IQ für dieses Beispiel aus der entsprechenden Kennlinie (Wiedergabeausgangssignal über dem Aufzeichnungslaufpegel) gemäß Fig. 9 gewählt, wobei sich bei Erniedrigung oder Erhöhung des Aufzeichnungslaufpegels gemäß den Spannungen V2 und V3 eine Reduzierung des Wiedergabeausgangssignals um 2 db vom Optimum ergibt. Wie im folgenden noch erläutert wird, ist der optimale Pegel das Maximum für das Wiedergabeausgangssignal des im Überlappungsbereich aufgezeichneten Eichsignals, d.h., es muß nicht notwendigerweise das optimale Wiedergabeausgangssignal für durch die Datenquelle 30 gelieferte elektrische Daten sein. Der entsprechende Punkt auf der Kennlinie gemäß Fig. 9 für den optimalen Pegel des Wiedergabeausgangssignals für elektrische Daten kann entsprechend festgelegt werden.

Die Kennlinie gemäß Fig. 9 stellt eine Kurve des Aufzeich-* nungsstroms über der Wiedergabespannung dar. Diese Kurve der Wiedergabeleistung wird im Effekt durch die Überwachungseinrichtung 44 überwacht, da der Vervielfacher 40 ein zur Leistung proportionales Quadrat der Spannung liefert.

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n«A »no na « ft« β»

Gemäß Zeilen 80 und 86 in Fig. 7-A werden auch die Schalter S31 bis S36 sequentiell geschlossen, wenn die Schalter S1 bis S6 sequentiell geschlossen werden. Somit werden Daten von der Datenquelle 30 über den entsprechenden Verstärker 64a bis 64f immer mit einer Verstärkung von Null db in die Aufzeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f eingespeist» Überlaufen jedoch die Köpfe 16a bis 16f den Uberlappungsbereich 24b zur Aufzeichnung des Eichsignals, so werden die Schalter S37 bis S42 gleichzeitig mit dem entsprechenden Schalter der Schalter S7 bis S12 geschlossen, wie sich dies aus Zeilen 82 und 88 ergibt, um das Eichsignal mit einem tieferen Pegel aufzuzeichnen, der gemäß Fig. 9 um 1,5 db abgesenkt ist. Überlaufen die bespielten Spuren den Überwachungskopf 14, so werden die Schalter S19 bis S24 geschlossen, um die gemittelte Spannung in einem der Kondensatoren 72a bis 72f der entsprechenden Tast- und Halteschaltung 60a bis 6Of zu speichern. Es sind wenigstens drei Überläufe, vorzugsweise jedoch mehr, jedes der Aufζeichnungs/Wiedergabeköpfe 16a bis 16f über den Überlappungsbereich 24b erforderlich, um einen mittleren Leistungswert bei abgesenktem Aufzeichnungslaufpegel zu gewährleisten. Eine Zeile 84 gibt eine unbekannte Zeitverzögerung im oben beschriebenen Sinne an.

Gemäß Fig„ 7-B wird das Eichsignal mit einem höheren Laufpegel aufgezeichnet, wenn die Schalter S43 .bis S48 gleichzeitig mit den Schaltern S7 bis S12 gemäß Zeilen 94 und 100 geschlossen werden» Die Schalter S31 bis S36 werden wiederum gleichzeitig infolge mit den entsprechenden Schaltern S1 bis S6 geschlossen, wie sich dies aus Zeilen 92 und 98 ergibt, um bei Aufzeichnung von Daten in den Verstärkern 64a bis 64f eine Verstärkung von Null db zu realisieren ο Die Schalter S25 bis S30 werden geschlossen, um gemittelte Spannungen in den Kondensatoren 76a bis 76f mit einem höheren Laufpegel zu speichern, wobei eine Zeile 96 die oben erläuterte Zeitverzögerung angibt.

Wenn die durch die Serienkombination der Verstärker 62a bis 62f und 64a bis 64f gelieferten Aufzeichnungslaufpegel auf einem sich vom Optimum gemäß Fig. 9 unterscheidenden Punkt liegen, so sind die Eingänge der entsprechenden Differenzverstärker 68a bis 68f unabgeglichen und erzeugen eine diesem nicht vorhandenen Abgleich proportionale Spannung, welche in die Verstärkungsregeleingänge der entsprechenden Verstärker 62a bis 62f mit variabler Verstärkung eingespeist wird.

Die Wiederholung der Aufzeichnung des Eichsignals mit kleineren und größeren Aufzeichnungslaufpegel führt schließlich zu einem abgeglichenen Aufzeichnungslaufpegel sowie zu einem Ausgangssignal Null an den Differenzverstärkern 68a bis 68f.

Das vorstehend erläuterte Verfahren und die vorstehend erläuternden Schaltungsanordnungen eignen sich also zur Überwachung der Funktionsweise von Aufzeichnungsschaltungsanordnungen in einem Aufzeichnungsgerät mit mehreren rotierenden Aufzeichnungsköpfen. Darüber hinaus eignen sich das Verfahren und die Schaltungsanordnungen ebenso zur Optimierung der Funktionsweise von Aufzeichnungsschaltungsanordnungen oder andererseits zur Stabilisierung von deren Funktion auf einen vorgegebenen Pegel.

Claims

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Patentanwälte DiPL?-iNö."H/^EiCKMÄN°NrDiPL.--PHYs. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnung in einem mehrere rotierende Aufzeichnungsköpfe aufweisenden Aufzeichnungsgerät

Patentansprüche

Verfahren zur überwachung der Funktion einer Aufzeichnungsschaltungsanordnung in einem mehrere rotierende Aufzeichnungskopf e aufweisenden Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 05

(a) Erzeugung eines periodischen Eichsignals mit variabler Phase,

(b) Einspeisung des Eichsignals in einen der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f), wenn sich dieser eine Aufzeichnungskopf über einem Überlappungsbereich (24a, 24b) eines sich bewegenden bandförmigen Mediums (12) befindet, um das Eichsignal im Überlappungsbereich

(24a, 24b) aufzuzeichnen,
15

(c) nachfolgende Erfassung einer Komponente des auf dem

-2-

bandförmigen Medium (12) aufgezeichneten Eichsignals,

(d) Überführung der Komponente in eine Funktion ihrer richtungsunabhängigen skalaren Größe,

(e) Tastung und Haltung des Wertes der Funktion,

(f) Wiederholung der Verfahrensschritte ((a) bis (f)) für eine vorgegebene Zeitperiode,

(g) Erzeugung eines der Amplitude des aufgezeichneten

Eichsignals proportionalen Wertes aus den getasteten und gehaltenen Werten, und

(h) Ausgabe eines dem proportionalen Wert entsprechenden Signals.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung auf alle Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f).

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn-sich der eine Aufzeichnungskopf über dem Überlappungsbereich (24a, 24b) befindet, die Phase des Eichsignals um 120° in bezug auf die Phase des dann vorhanden gewesenen Eichsignals verschoben wird, wenn sich der Aufzeichnungskopf vorher in dieser Stellung befunden hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der richtungsunabhängigen skalaren Größe durch eine natürliche Potenz dieser Größe gebildet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die getasteten und gehaltenen Werte gemittelt werden, wobei der resultierende Mittelwert

ο ο O σ

-3-

proportional zu einer Funktion der Amplitude des aufgezeichneten Eichsignals ist.

6, Verfahren zur Optimierung des Aufzeichnungslaufprozesses eines mehrere rotierende Aufzeichnungsköpfe aufweisenden Aufzeichnungsgerätes, insbesondere nach Anspruch

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Die Verfahrensschritte ((a) bis (h)) nach Anspruch 1,

(i) Änderung des Aufzeichnungslaufpegels einer der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f), wenn sich dieser eine Aufzeichnungskopf über dem Überlappungsbereich (24a, 24b), befindet,

(j) Erfassung der Differenz zwischen den Werten der sich aus den Änderungen des Aufzeichnungslaufpegels ergebenden ausgegebenen Signale,

(k) Ableitung einer Fehlermessung aus der erfaßten Differenz, und

(1) Ausnutzung der Fehlermessung zur Regelung der Ver-Stärkung eines den Aufzeichnungskopf ansteuernden Verstärkers (62a bis 62f, 64a bis 64f).

ο Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch seine Anwendung auf jeden der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f).

8ο Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungslaufpegel für eine vorgegebene Zeitperiode um einen vorgegebenen Punkt geändert wird.

-A-

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlermessung durch Vergleich der erfaßten Differenz mit einer vorgegebenen erwarteten Differenz in den Werten der Ausgangssignale durchgeführt wird.

- Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Verstärkers (62a bis 62f, 64a bis 64f) so geändert wird, daß der Aufzexchnungslaufpegel des Aufzeichnungskopfes auf einen Punkt verschoben wird, indem die Fehlermessung auf Null reduziert wird.

11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Aufzeichnungsgerät mit einer rotierenden Kopfanordnung (10), mit mehreren radial auf der Kopfanordnung (10) montierten Aufzeichnungsköpfen (16a bis 16f) und einem sich bewegenden bandförmigen Medium (12), wobei jede Umdrehung der Kopfanordnung (10) einen Zyklus definiert, in dem jeder der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f) je einmal unter Festlegung mehrerer Spuren (20a bis 2Of) sequentiell über das bandförmige Medium (12) läuft, jede Spur (20a bis 2Of) jeweils einem anderen Aufzeichnungskopf (16a bis 16f) zugeordnet ist und die Spuren (20a bis 2Of) für jede Periode wiederholt werden und wobei auf dem bandförmigen Medium (12) ein die Spuren (20a bis 2Of) überlaufender Überlappungsbereich (24a, 24b) vorhanden ist,

gekennzeichnet durch

einen Generator (32) zur Erzeugung eines periodischen Eichsignals mit variabler Phase,

eine Schaltung (34; S1 bis S12, 36a bis 36f; 62a bis 62f, 64a bis 64f) zur Einspeisung des Eichsignals in einen der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f), wenn sich dieser eine Aufzeichnungskopf während einer vorgegebenen

Ι Anzahl von Zyklen im Überlappungsbereich (24a, 24b) befindet, wodurch dieser eine Aufzeichnungskopf während der vorgegebenen Anzahl von Zyklen eine Augenblickskomponente des Eichsignals im Überlappungsbereich (24a, 24b) jeder der Spuren (20a bis 2Of) aufzeichnet, mehrere jeweils einer der Spuren (20a bis 2Of) zugeordnete Tast- und Halteschaltungen (42a bis 42f; 60a bis 6Of)
und eine Überwachungsschaltung (14, 40) zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das durch eine richtungsunabhängige skalare Größe der aufgezeichneten Komponenten des Eichsignals in einer der Spuren (20a bis 2Of) festgelegt ist, und das in eine der der einen Spur zugeordneten Tast- und Halteschaltung eingespeist wird, welche ein der Amplitude des aufzeichneten Eichsignals entsprechendes Ausgangssignal erzeugt.

ο Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f) eine Augenblickskomponente des Eichsignals in jeder der zugehörigen Spuren (20a bis 2Of) aufzeichnen, und daß das elektrische Signal aus allen Spuren (20a bis 2Of) bestimmt und bei Überwachung der Spuren (20a bis 2Of) sequentiell in die Tast- und Halteschaltungen (42a bis 42f; 60a bis 6Of) eingespeist wird.

13o Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichsignal in jedem Zyklus um einen vorgegebenen durch 180° nicht teilbaren Phasenwinkel verschoben wird.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Phasenwinkel gleich 120° ist.

15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal aus einer ganzzahligen Potenz der Amplitude der aufgezeichneten Komponenten festgelegt ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ganzzahlige Potenz eine quadratische Potenz ist.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal ein Mittelwert des in die Tast- und Halteschaltungen (42a bis 42f; 60a bis 6Of) eingespeisten elektrischen Signals ist.

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal aus einer mit zwei potenzierten Amplitude der aufgezeichneten Komponenten festgelegt ist.

19. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert proportional zur elektrischen Potenz der Komponenten des in den Spuren (20a bis 2Of) aufgezeichneten Eichsignals ist.

20. Schaltungsanordnung insbesondere nach einem der Ansprüche 11 bis 19, gekennzeichnet durch einen festen Überwachungskopf (14) mit einem im Überlappungsbereich (24a, 24b) angeordneten Spalt, der parallel zu den Spalten der Aufzeichnungsköpfe (16a bis 16f) angeordnet ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das durch einen Tastwert der im überlappungsbereich (24a, 24b) aufgezeichneten Augenblickskomponente festgelegt ist.