DE69321173T2 - Lese-/Schreibeumschaltvorrichtung des Kopfes eines Video-Aufzeichnungsgerätes - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Leseköpfe von Video-Aufzeichnungsgeräten (Video-Recordern), insbesondere den sogenannten Kontroll- bzw. Steuer-Lesekopf, der nach der Durchführung eines Schreibvorgangs sehr rasch in den Lesebetrieb bzw. -modus umgeschaltet werden muß.
• Viele Video-Aufzeichnungsgeräte (Video-Recorder) gestatten eine Realzeit-Zählung der Bandlänge. Hierzu zeichnet man bei der Aufzeichnung eines Programms auf dem Band gleichzeitig auf einer Kontroll- bzw. Steuerspur dieses Bandes mit Hilfe eines Kontroll- bzw. Steuerkopfes ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von ca. 25 Hz auf. Bei der Lese-Wiedergabe des Bandes gestattet dieses Kontroll- bzw. Steuer-Rechtecksignal somit eine Zählung des Banddurchlaufs in Realzeit, unabhängig von der Bandgeschwindigkeit (Schnellsuchlauf, Langsamsuchlauf, normale Wiedergabe...). Außerdem gestatten bestimmte Modelle von Video-Aufzeichnungsgeräten die Nutzung des Kontroll- bzw. Steuersignals zur gleichzeitigen Aufzeichnung von auch als Index bezeichneten Markierungen. Ein Index gestattet beispielsweise, im Schnellsuchlauf den Anfang einer durch den Index markierten Sequenz aufzufinden.
• Fig. 1 zeigt den Verlauf eines Beispiels eines auf einem Band aufgezeichneten Kontroll- bzw. Steuer-Rechtecksignals C, sowie den Verlauf H eines vom Lesekopf beim Lesen des Signals C erzeugten Signals.
• Während der beiden ersten dargestellten Perioden des Signals C weist dieses Signal ein Tastverhältnis von 50% auf, entsprechend einer Situation, bei welcher das Band nicht mit einem Index markiert ist. Die dritte dargestellte Periode des Signals C weist ein Tastverhältnis von 27,5% und die vierte Periode ein Tastverhältnis von 60% auf. Diese normalisierten Werte des Tastverhältnisses von 27,5% bzw. 60% entsprechen den Binärzahlen 1 bzw. 0. Um somit das Band mit einem digitalen Index von n Bits zu markieren, zeichnet man eine Kombination von Tastverhältnissen von 27,5 und 60% in n aufeinanderfolgenden Perioden des Signals C auf.
• Der Kontroll- bzw. Steuerkopf verhält sich tatsächlich wie ein das Kontroll- bzw. Steuersignal C differenzierender Differentiator. Somit weist in der dargestellten Weise das von dem Kontrollkopf gelieferte Signal H jeweils einen positiven Impuls an der ansteigenden oder Vorderflanke des Signals C und jeweils einen negativen Impuls an der abfallenden oder Hinterflanke des Signals C auf. Die ansteigenden oder Vorderflanken des Signals C haben voneinander jeweils einen Abstand entsprechend einer konstanten Periode, was die Durchführung einer Zählung des Banddurchlaufs in Realzeit durch Detektion der positiven Impulse des Signals H (mittels Überschreitung einer positiven Schwelle Vs) gestattet. Die abfallenden oder Hinterflanken des Signals C sind zeitmoduliert und entsprechen den erwähnten Werten des Tastverhältnisses. Somit kann man mittels Detektion der negativen Impulse des Signals H (d. h. der Überschreitung einer negativen Schwelle -Vs) feststellen, ob das Kortroll- hzw. Steuersignal C Binärdaten 0, 1 enthält oder nicht.
• Die Aufbringung einer Indexmarkierung auf dem Band, wenn beispielsweise der Benutzer eine Sequenz auf dem Band markieren will, erfolgt in der folgenden Weise. Eine Markierschaltung stellt im Lesebetrieb bzw. -modus eine Anstiegs- bzw. Vorderflanke des Signals C fest, geht in den Schreibmodus über, zeichnet während des erforderlichen Zeitintervalls (27,5% oder 60% der Periode) einen hohen Wert auf, sodann einen niedrigen Wert während wenigstens bis zu 60% der Periode in dem Fall, wo zuvor ein hoher Wert nur während 27,5% der Periode aufgezeichnet wurde. Sodann muß die Einrichtung schnell wieder in den Lesemodus übergehen, zum Lesen der nächsten ansteigenden oder Vorderflanke des Signals C. Der Übergang vom Schreibmodus in den Lesemodus stellt gewisse Probleme hinsichtlich der Entmagnetisierung des Lesekopfes und der Stabilisierung der Leseverstärkerschaltung, um nicht parasitäre Impulse auf dem Band aufzuzeichnen und in korrekter Weise die nächste Anstiegs- oder Vorderflanke des Kontroll- bzw. Steuersignals festzustellen. Diese Probleme werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben.
• Fig. 2 zeigt schematisch eine herkömmliche Auswertschaltung für einen Kontroll- bzw. Steuer-Lesekopf 10. Ein Anschluß A des Lesekopfs 10 ist mit dem nicht invertierenden Eingang V+ eines Differenzverstärkers hoher Verstärkung 12 verbunden, der andere Anschluß B des Kopfs 10 mit dem invertierenden Eingang V- des Verstärkers 12. Der V+-Eingang des Verstärkers 12 wird über einen Widerstand R1 vorgespannt, der mit einer Bezugsspannung Vref verbunden ist, die annähernd gleich der halben Speisespannung VCC der dargestellten Schaltung ist. Der V- -Eingang des Verstärkers 12 ist des weiteren über einen Kondensator bzw. eine Kapazität C1 mit Masse und über einen Widerstand R2 mit dem Ausgang H des Verstärkers 12 verbunden. Diese spezielle Ausbildung des Verstärkers 12 gestattet eine Regelung der Ruhepunktspannung im Ausgang des Verstärkers auf einen Betrag von etwa Vref, unabhängig von einer eventuellen parasitären Spannungsversetzung am Eingang des Verstärkers. Die Zeitkonstante R2 · C1 wird groß gewählt, um an den Anschlüssen der Kapazität C1 eine im wesentlichen konstante Spannung gleich dem Mittelwert der Spannung H im Ausgang des Verstärkers 12 zu erhalten.
• Der Ausgang H des Verstärkers 12 ist mit einem Hysterese- Komparator 14 mit oberem bzw. unterem Schwellwert Vs bzw. -Vs, wie sie in Fig. 1 angegeben sind, verbunden. Dieser Komparator 14 dient zur Detektion bzw. zum Nachweis der positiven und negativen Impulse der Spannung H. Würde man die Ruhespannung des Verstärkers 12 nicht regeln, so könnte diese mit der Spannungsversetzung (Off-set-Spannung) variieren, die ihrerseits stark in Abhängigkeit von der Temperatur variiert. Es könnte dann geschehen, daß der Komparator 14 die positiven Impulse oder die negativen Impulse des Signals H nicht mehr nachweist. Die Ausgangsgröße des Komparators 14 wird in nicht dargestellten Schaltungen ftär die Realzeit-Zählung des Banddurchlaufs und für die Detektion der Indexmarkierung ausgewertet.
• Der Anschluß B des Lesekopfs 10 kann über einen Schalter 51 mit der Spannung Vref verbunden werden. Der Anschluß A kann über einen Schalter 52 mit der Spannung VCC verbunden werden, oder über einen Schalter 53 und eine Stromquelle 11 mit Masse. Des weiteren kann der Anschluß A über eine Reihenschaltung eines Schalters 54 und einer regelbaren Stromquelle 12 mit Masse verbunden werden. Die regelbare Stromquelle 12 wird durch einen invertierenden Verstärker 16 gesteuert, dessen Eingang über eine Stromquelle 13 mit der Spannung VCC und über eine Kapazität bzw. einen Kondensator C2 mit Masse verbunden ist. Der Kondensator C2 kann über einen Schalter 55 kurzgeschlossen werden.
• Der Widerstand R2 kann mittels einem Schalter 56 kurzgeschlossen werden.
• Der Ausgang des Komparators 14 kann über einen Schalter 57 auf hohe Impedanz eingestellt werden.
• Die Schalter 51 bis 57 werden über eine Steuerschaltung (CTRL) 18 in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert, um den Kopf auf Lese- oder Schreibbetrieb zu schalten und im letzteren Fall auf dem Band bei Erregung mit einem Signal B0 einen Binärwert 0 oder bei Erregung mit einem Signal B1 einen Binärwert 1 auf dem Band aufzuzeichnen. Die Seguenzfortschaltung der Schalter 51 bis 57 wird von der Steuerschaltung 18 in Abhängigkeit von der Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C2 bestimmt, der mit der Stromquelle 13 und dem Schalter 55 einen Rampenspannungsgenerator bildet.
• Fig. 3 zeigt den Verlauf verschiedener Signale, welche in der Schaltung von Fig. 2 eine Rolle spielen, wenn man auf dem Band einen Binärwert aufzeichnen will. Das dargestellte Beispiel entspricht der Aufzeichnung eines Rechteckimpulses mit Tastverhältnis 60%, d. h. der Aufzeichnung eines Binärwerts 0.
• Die Kurve B0 zeigt den Verlauf des Signals B0, d. h. des Schreibbefehls für den Binärwert 0. Die Kurve C entspricht dem Verlauf des auf dem Band aufgezeichneten Kontroll- bzw. Steuersignals. Die Kurven 51 bis 57 geben jeweils die an die Schalter 51 bis 57 angelegten Steuersignale wieder, wobei der hohe Zustand eines dieser Signale jeweils einem geschlossenen Schalter entspricht. Die Kurve VC2 gibt die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C2 für die Rampenerzeugung wieder. Die Kurve VH zeigt voll ausgezogen die Spannung V+ am nicht invertierenden Eingang des Ver stärkers 12 (oder am Anschluß A) und gestrichelt die Spannung V- am invertierenden Eingang des Verstärkers 12 (oder am Anschluß B). Die Spannung V- stellt gleichzeitig auch die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C1 dar. Die Kurve I10 gibt den Strom im Kopf 10 wieder. Und schließlich zeigt die Kurve H die Ausgangsspannung des Verstärkers 12.
• Das Zeitintervall, während welchem das Signal C sich in seinem hohen Zustand befindet (27,5% oder 60% der Periode des Signals C), ist in komprimiertem Maßstab wiedergegeben, um die bedeutsamen Vorgänge, welche sich im letzten Intervall von 40% der Periode des Signals C abspielen, besser hervortreten zu lassen.
• In einem Zeitpunkt t0 trifft ein Schreibbefehl zum Schreiben eines Binärwerts 0 auf dem Band in Form eines Impulses B0 auf. Die Kontrollschaltung befindet sich in ihrem Lesemodus (die Signale 51 bis 56 befinden sich auf niedrigem Pegel und das Signal 57 auf hohem Pegel) und verbleibt bis zur nächsten ansteigenden oder Vorderflanke des Kontrollsignals C in einem Zeitpunkt t1 in diesem Lesezustand.
• In einem Zeitpunkt t2 vor dem möglichen Auftreten einer abfallenden oder Hinterflanke des Kontrollsignals C (27,5% der Periode des Signals C nach dem Zeitpunkt t1 für einen aufgezeichneten Binärwert 1) erfolgt der Eintritt in den Schreibmodus auf dem Band. Zur gleichen Zeit wird der Schalter 57 geöffnet, damit die Schwankungen der Ausgangsgröße H des Verstärkers 12 im Verlauf dieses Schreibmodus und eines nachfolgenden Übergangsmodus nicht beachtet werden. Der Schreibmodus umfaßt zwei Phasen, die an der Kurve I10 mit 1 und 2 numeriert sind.
• Die Phase 1 besteht darin, daß man in dem Kopf 10 einen positiven Strom fließen läßt, um auf dem Band einen hohen Pegel aufzuzeichnen. Hierzu wird der Schalter 51 geschlossen, um den Anschluß B des Kopfs 10 mit der Spannung Vref zu verbinden, ebenfalls wird der Schalter 52 geschlossen, um den Anschluß A des Kopfs 10 mit der Spannung VCC zu verbinden. Somit wird an die Anschlüsse des Kopfs 10 eine Spannung VCC - Vref angelegt. Der Schalter 51 wird geschlossen, um die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C1 konstant zu halten, damit diese Spannung nicht durch die kommenden Schwankungen der Ausgangsspannung H des Verstärkers 12 beeinflußt wird. Vor dem Schließen des Schalters 51 war die Spannung V- an den Anschlüssen des Kondensators, wie die Kurve vH zeigt, geringfügig größer als die Spannung Vref. Die während dieser Phase an dem Kopf 10 angelegte Spannung hat einen positiven Strom in dem Kopf zur Folge, der auf dem Band einen hohen Wert des Kontrollsignals aufzeichnet. Die Phase 1 dauert bis zu einem Zeitpunkt t3, der in diesem Beispiel bei 60% der Periode des Signals C eintritt. Beim Schreiben eines Binärwerts 1 auf dem Band, was hier nicht wiedergegeben ist, tritt der Zeitpunkt t3 bei 27,5% der Periode des Signals C auf.
• Im Zeitpunkt t3 erfolgt der Eintritt in die Phase 2 des Schreibmodus. Diese Phase besteht im Schreiben einer abfallenden oder Hinterflanke des Kontrollsignals C. In allen Fällen (Schreiben eines Binärwerts 0 oder 1 auf dem Band) verlängert sich die Phase 2 geringfügig über 60% der Periode des Signals C, beispielsweise bis 61%. Beim Schreiben eines Binärwerts 1, was nicht der dargestellte Fall ist, dauert diese Phase von 27,5% bis 60% der Periode des Signals C, um einen möglichen zuvor aufgezeichneten Binärwert 0 zu löschen. Der Schalter 52 wird geöffnet und der Schalter 53 geschlossen. Der Schalter 53 verbindet den Anschluß A des Kopfs 10 über eine Stromquelle 11 mit Masse. Hierdurch wird in dem Kopf 10 ein negativer Strom eingeprägt, der einen niedrigen Wert auf dem Band aufzeichnet. Die Spannung V+ fällt auf einen niedrigen Wert ab, entsprechend dem Stromfluß des negativen Stroms in dem Kopf.
• In einem Zeitpunkt t4 endet der Schreibmodus, und es beginnt ein Übergangsmodus für den raschen Übergang in den Lesemodus vor dem Auftreten der nächsten ansteigenden oder Vorderflanke des Signals C. Der Übergangsmodus umfaßt drei aufeinanderfolgende, an der Kurve I10 mit 3 bis 5 bezeichnete Phasen. Die Phase 3 stellt tatsächlich eine unerwünschte Latenzphase dar. Nach dem Schreibmodus muß der in der induktiven Komponente des Kopfs 10 vorhandene Strom auf einen Wert Null zurückgeführt werden, und zwar ausreichend langsam, um keine Überspannung und Aufzeichnung eines parasitären Impulses auf dem Band hervorzurufen. Hierzu versucht man dem Kopf 10 eine in ihrem Absolutbetrag abnehmende Stromrampe aufzuprägen. Im Zeitpunkt t4 wird der Schalter 55 geöffnet und damit die Aufladung des Kondensators C2 durch die Stromquelle 13 ermöglicht. Die Spannung VC2 an den Anschlüssen des Kondensators C2 beginnt linear anzusteigen. Im Zeitpunkt t4 wird auch der Schalter 53 geöffnet und der Schalter 54 geschlossen, der die gesteuerte Stromquelle 12 mit dem Anschluß A des Kopfs 10 verbindet. Da die Stromquelle 12 von der Spannung VC2 negativ gesteuert wird, nimmt der Strom 12 nach seinem Absolutwert in Abhängigkeit von der Spannung VC2 ab. Und zwar nimmt der Strom 12 ausgehend von einem maximalen theoretischen Wert I2max aus ab, der so nahe wie möglich dem Betrag 11 des im Kopf 10 zu Ende der Phase 2 vorliegenden Stroms gewählt wird. Dieser Strom I2max muß jedoch so gewählt werden, daß er größer als 11 ist, um zu vermeiden, daß infolge Fabrikationstoleranzen und Temperaturschwankungen dieser Strom I2max kleiner als 11 werden könnte, was eine Stromstufe im Kopf und die Aufzeichnung eines parasitären Impulses auf cem Band zur Folge haben könnte. Somit ist im Zeitpunkt t4 und bis der Strom 12 den Betrag 11 erreicht hat, die Stromquelle 12 gesättigt, d. h. daß der Kopf 10 weniger Strom aufnimmt als die Stromquelle 12 tendenziell zuführt. Da die Neigung bzw. Steigung des Stromverlaufs 12 klein ist, dauert die Phase 3 lange.
• In einem Zeitpunkt t5 erreicht der Strom der Quelle 12 den Betrag 11, und es erfolgt der Eintritt in die Phase 4 der effektiven Entladung des in dem Kopf 10 kumulierten Stroms. In einem Zeitpunkt t6 wird der Strom in dem Kopf 10 zu Null. Dieser Zeitpunkt wird näherungsweise detektiert bzw. festgestellt, sobald die Spannung VC2 einen geeignet gewählten Schwellwert V1 erreicht. Im Zeitpunkt t6 befindet man sich in einer Situation, wo die Spannung V+ über ihrem Anfangswert liegt und die Spannung V-, d. h. die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C1, unter ihrem Anfangswert liegt. Es erfolgt der Eintritt in die Phase 5, die zum Zweck hat, die Eingangsspannungen V+, V- des Verstärkers 12 schnellstmöglich auf die Anfangswerte zurückzuführen. Die Schalter 51 und 54 werden geöffnet. Der Verstärker 12 nimmt damit wieder seine Konfiguration mit Ruhespannungsregelung ein. Des weiteren wird der Schalter 56, welcher den Widerstand R2 kurzschließt, geschlossen. Dies hat zur Folge, daß der Gleichgewichtszustand des Verstärkers 12 dank der raschen Aufladung des Kondensators C1 sehr schnell erreicht wird. Wie dargestellt, nehmen die Spannungen V+ und V- rasch ihre anfänglichen Werte wieder ein.
• Die Phase 5 muß ausreichend verlängert werden, um sicherzugehen, daß die Spannungen V+ und V-ihre Anfangswerte vor dem Ende dieser Phase wieder annehmen. Die Phase 5 endet in einem Zeitpunkt t7, der dadurch bestimmt wird, daß die Spannung VC2 an den Anschlüssen des ständig durch die Stromquelle I3 geladenen Kondensators C2 einen geeignet gewählten Schwellwert V2 annimmt. Der Schalter 56 wird geöffnet und der Verstärker 12 in seine anfängliche Konfiguration mit langsamer Regelung der Ruhespannung zurückgeführt. Der Lesemodus könnte im Zeitpunkt t7 wiederhergestellt werden. Tatsächlich erfolgt die Wiederherstellung in einem späteren Zeitpunkt t8, in dem der Schalter 57 geschlossen wird, um den Ausgang des Verstärkers 14 wieder zu aktivieren.
• Jedoch hat die abrupte Öffnung des Schalters 56 zur Folge, daß ein Vorspannstrom i des Verstärkers 12 genügend Zeit zur Aufladung des Kondensators C1 findet, bevor die Ruhespannungsregelung wirksam wird. Wie durch die Kurve VH veranschaulicht, nimmt die Spannung V- leicht zu und beginnt dann dank der Ruhespannungsregelung langsam abzunehmen.
• Wie die Kurve H veranschaulicht, folgt die Ausgangsgröße des Verstärkers 12 den Verläufen der Spannungsdifferenz V+ - V-. Diese Änderungen bleiben zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t8 infolge der Tatsache, daß der Schalter 57 zwischen diesen Zeitpunkten geöffnet bleibt, außer Betracht. Der Zeitpunkt t8 wird durch die Tatsache detektiert bzw. nachgewiesen, daß die Spannung VC2 an den Anschlüssen des Kondensators C2 einen Schwellwert V3 erreicht, der geringfügig unterhalb dem von der Spannung VC2 angenommenen Endwert liegt (ca. VCC).
• In einem Zeitpunkt t9 tritt die nächste ansteigende oder Vorderflanke des Signals C auf. Wie durch die Kurve H veranschaulicht, befindet sich die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 im Zeitpunkt t9 noch unter ihrem Ruhewert, als Folge der parasitären Ladung des Kondensators C2 durch den Strom i. Wenn im Zeitpunkt t9 die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 noch sehr weit vom Ruhewert entfernt ist, kann es dahinkommen, daß der der ansteigenden oder Vorderflanke des Signals C entsprechende Impuls von dem Komparator 14 nicht detektiert bzw. festgestellt wird. In der Praxis verfügt man über weniger als 40% der Periode des Signals C, d. h. ca. 15 ms, um den Ausgang des Verstärkers 12 nach einem Schreibvorgang auf einem geeigneten Wert (der die Detektion der nächsten ansteigenden oder Vorderflanke des Signals C gestattet bzw. gewährleistet) zu stabilisieren.
• Jedoch besteht nach den aktuellen Normempfehlungen die Tendenz zu fordern, daß diese Stabilisierung rascher erfolgt. Dies wird mit der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Schaltung schwierig.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Schaltung zur Umschaltung eines Lesekopfes zwischen Lese- und Schreibmode bzw. -betrieb, die eine besonders rasche Umschaltung vom Schreibmode in den Lesemode ermöglicht.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der oben dargelegten detaillierten Analyse einer herkömmlichen Schaltung und sieht einerseits eine Einrichtung zur Beschleunigung der Abnahme des Stroms der Quelle 12 während der Phase 3 sowie andererseits eine Einrichtung zur sanften Umschaltung am Ende von Phase 5 vor.
• Die vorliegende Erfindung betrifft näherhin eine Einrichtung zur Umschaltung von einem Schreibmodus zu einem Lesemodus eines Lese- bzw. Wiedergabekopfes, wobei die Einrichtung umfaßt: nach einem Schreibvorgang aktive Mittel zur Erzeugung einer Spannungsrampe; sowie eine variable Stromquelle zur Entladung des Stroms aus dem Lesekopf, wobei die variable Stromquelle zur Abnahme proportional zu der genannten Spannungsrampe zwischen dem Beginn der Rampe und einem Schwellwert der Rampe gesteuert wird und einen maximalen Anfangswert aufweist, der größer als der Anfangswert des Stroms in dem Kopf ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung Mittel aufweist zur Akzentuierung der Steigung bzw. Neigung der Rampe zwischen dem Beginn der Rampe und einem Zeitpunkt, wo der Entladestrom gleich dem in dem Kopf vorliegenden Strom wird.
• Die Mittel zur Erzeugung der Rampe umfassen eine durch eine erste Konstantstromquelle geladene Kapazität. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zur Akzentuierung der Steigung bzw. Neigung eine zweite Konstantstromquelle, deren Betrag größer als der der ersten Quelle ist, sowie ein Schaltermittel aufweisen, welches die zweite Stromquelle zwischen dem Beginn der Rampe und dem Zeitpunkt, in welchem der Strom der variablen Stromquelle gleich dem in dem Kopf vorliegenden Strom wird, parallel zur ersten Stromquelle schaltet.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zur Akzentuierung der Rampensteigung bzw. -neigung Detektormittel zum Nachweis der Sättigung der variablen Stromquelle aufweisen, welche das genannte Schaltermittel steuern, sobald die variable Stromquelle gesättigt wird.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zur Akzentuierung der Rampensteigung bzw. -neigung einen Detektionstransistor in Reihe zwischen der variablen Stromquelle und dem Eingang eines Stromspiegels umfassen, wobei der Emitter des Transistors mit der variablen Stromquelle verbunden ist, der Ausgang des Stromspiegels die genannte Kapazität speist und die Basis des Transistors eine Spannung zugeführt erhält, die wenigstens gleich der Summe aus der Sättigungsspannung der variablen Stromquelle und dem Spannungsabfall zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors ist.
• Der Lese- bzw. Wiedergabekopf liegt zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers, der zweite Eingangsanschluß ist über eine zweite Kapazität mit einem konstanten Potential und über einen Widerstand mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden. Es sind Mittel zur Umschaltung des genannten Widerstands auf einen niedrigen Wert wenigstens zwischen dem genannten Schwellwert und einem weiteren Schwellwert vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung Detektionsmittel zum Nachweis des genannten anderen Schwellwerts umfaßt, welche in der Nachbarschaft um diesen Schwellwert eine progressive Steuerung der genannten Umschaltmittel gewährleisten.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Umschaltmittel zwei Schalttransistoren vom gleichen Typ aufweisen, die parallel zu dem genannten Widerstand und entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Detektionsmittel zum Nachweis des genannten anderen Schwellwerts zwei als Differenzstufe geschaltete Transistoren aufweisen, die an ihrem einen Eingang eine Spannung gleich dem genannten anderen Schwellwert und an ihrem anderen Eingang die genannte Rampenspannung zugeführt erhalten, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Basisanschlüssen der Schalttransistoren einen Strom zuzuführen, der proportional dem in dem einen oder in dem anderen Transistor der Differenzstufe fließenden Strom ist.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß sie einen Stromspiegel in solcher Anordnung umfaßt, daß er in den Basisanschlüssen der Schalttransistoren den in dem einen oder in dem anderen der Transistoren der Differenzstufe fließenden Strom kopiert bzw. reproduziert.
• Diese und weitere Ziele, Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen dargelegt; in der Zeichnung zeigen:
• die (oben bereits beschriebenen) Figg. 1 bis 3 dienen zur Erläuterung des Stands der Technik,
• Fig. 4 eine Ausführungsform der Umschalt-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 5 eine detaillierte Ausführungsform eines Elements der Schaltung aus Fig. 4,
• Fig. 6 den Verlauf bzw. die Wellenform verschiedener Signale der Schaltung aus Fig. 4 beim Übergang vom Schreibin den Lesemodus.
• In Fig. 4 finden sich dieselben Elemente wie in Fig. 2 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Zur Vereinfachung der Zeichnungsfigur sind aus Fig. 2 nur bestimmte Elemente wiedergegeben.
• Gemäß der Erfindung ist der invertierende Eingang eines Komparators 20 mit einem Punkt zwischen dem Schalter 54 und der steuerbaren Stromquelle 12 verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 20 ist mit einer Spannung Vsat verbunden, die im wesentlichen gleich der Sättigungsspannung der Stromquelle 12 ist. Der Ausgang des Komparators 20 steuert einen Schalter 58 in Reihe mit einer Stromquelle 14. Die Stromquelle 14 und der Schalter S8 liegen parallel zur Ladestromquelle 13 der Kapazität C2. Der von der Quelle 14 zugeführte Strom ist groß im Verhältnis zu dem von der Quelle 13 gelieferten Strom.
• Wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wird, gestattet diese Schaltung, die oben erwähnte Latenzphase 3 auf eine vernachlässigbare Dauer zu verringern.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung vergleicht eine aus zwei NPN-Transistoren Q1 und Q2 gebildete Differenzstufe die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators C2 mit einer Schwellspannung V2, die mit der von Fig. 6 identisch sein kann. Die Transistoren Q1 und Q2 sind über Emitterwiderstände R3 und R4 mit einer Stromquelle 15 verbunden, die ihrerseits an Masse liegt. Die Stromquelle 15 kann durch ein Signal E5 aktiviert oder desaktiviert werden. Die Widerstände R3 und R4 sind zur Begrenzung und zur Linearisierung der Verstärkung der Differenzstufe bestimmt. Die Basis des Transistors Q1 erhält die Schwellwertspannung V2 zugeführt, die Basis des Transistors Q2 die Spannung VC2 an den Anschlüssen des Kondensators C2. Der Kollektor des Transistors Q2 ist mit der Spannung VCC verbunden, der Kollektor des Transistors Q1 ist mit dem Eingang·eines Stromspiegels M1 verbunden, der seinerseits mit der Spannung VCC verbunden ist. Der Stromspiegel M1 weist zwei Ausgänge auf, welche die Basisanschlüsse von zwei antiparallel geschalteten NPN- Transistoren Q3 und Q4 speisen. Die Transistoren Q3 und Q4 bilden den Schalter 56, welcher die Kurzschließung des Widerstands R2 gestattet.
• Wie in Verbindung mit Fig. 6 ersichtlich, gestattet diese Schaltung, die in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene Schwankung der Spannung V- gegen Ende der Phase 5 praktisch zu anullieren bzw. zu beseitigen.
• Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Ensembles aus Komparator 20, Stromquelle 14 und Schalter 58. Die Kapazität bzw. der Kondensator C2 wird von der Stromquelle 13 geladen und gegebenenfalls außerdem durch den Ausgang eines mit der Spannung VCC verbundenen Stromspiegels M2. Zwischen der steuerbaren Stromquelle I2 und dem Eingang des Stromspiegels M2 liegt in Reihe ein NPN-Transistor Q5. Dieser Transistor Q5 erhält an seiner Basis die Summe aus der weiter oben erwähnten Spannung Vsat und einer Spannung Vbe gleich der Spannung des Basis-Emitter-p,n-Übergangs des Transistors Q5. Bei dieser Schaltungsanordnung ist, wenn die Spannung an den Anschlüssen der Stromquelle 12 kleiner als Vsat ist, d. h. wenn die Stromquelle 12 gesättigt ist, der Transistor Q5 leitend, und die Differenz zwischen dem von der Quelle 12 gelieferten Strom und dem Strom I10 wird dem Eingang des Stromspiegels M2 zugeführt. Dieser Eingangsstrom wird gegebenenfalls in dem Stromspiegel M2 mit einem Faktor K multipliziert und der Kapazität C2 zugeführt. Wenn die Stromquelle 12 nicht gesättigt ist, befindet sich der Transistor Q5 im gesperrten Zustand, und die Kapazität bzw. der Kondensator C2 wird nur von der Quelle 13 geladen.
• Fig. 6 zeigt die Verläufe bzw. Wellenformen verschiedener Signale der Schaltung aus Fig. 4 in derselben Situation wie in Fig. 3. In dieser Figur finden sich dieselben Kurven, Zeitpunkte und Phasen mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 3 bezeichnet.
• Das Schreiben bzw. Aufzeichnen eines Binärwerts 1 oder 0 auf dem Band, das zwischen den Zeitpunkten t0 und t4 stattfindet, erfolgt auf dieselbe Weise wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Man findet somit dieselbe Phase 1 für das Schreiben eines hohen Wertes auf dem Band und dieselbe Phase 2 für das Schreiben eines niedrigen Wertes.
• Im Zeitpunkt t4 soll die Kapazität bzw. der Kondensator C2 zur Erzeugung einer Rampe geladen werden, die dank der steuerbaren Stromquelle 12 eine zunehmende Entladung des Stroms aus dem Lesekopf gestattet. Der Schalter 55 ist geöffnet und der Schalter 54 geschlossen. Die Stromquelle I2 befindet sich im Sättigungszustand, da vorgesehen ist, daß sie einen Anfangswert I2max besitzt, der nach seinem Absolutwert größer als der im Zeitpunkt t4 im Kopf 10 vorliegende Strom I1 ist. Dieser Sättigungszustand wird durch den Komparator 20 detektiert bzw. festgestellt, welcher den Schalter 58 schließt und hierdurch die einen großen Strom aufweisende Stromquelle 14 parallel zur Stromquelle 13 legt. Auf diese Weise wächst die Spannung an den Anschlüssen der Kapazität bzw. des Kondensators C2 sehr rasch an. Korrelativ hiermit nimmt der theoretisch von der Stromquelle 12 zugeführte Strom ab, derart daß er rasch den Strom 11 im Zeitpunkt t5 erreicht. Die Stromquelle 12 ist dann nicht mehr gesättigt, was durch den Komparator 20 detektiert bzw. festgestellt wird, der den Schalter 58 öffnet. Die Ladung der Kapazität bzw. des Kondensators C2 erfolgt dann normal mit Hilfe der Stromquelle 13 während der Phase 4, die mit der Phase 4 aus Fig. 3 übereinstimmt.
• Somit wird die Latenzphase 3 beträchtlich verringert, und sie ist um so kürzer, je größer der Strom der Quelle 14 im Verhältnis zu dem Strom der Quelle 13 ist.
• Im Zeitpunkt t6 wird die Stromquelle 15 der Differenzstufe Q1, Q2 aktiviert. Die Stufe Q1, Q2 ist dann gesättigt, da die Basisspannung V2 des Transistors Q1 hinreichend größer als die Basisspannung VC2 des Transistors Q2 ist. Der Transistor Q1 nimmt die Gesamtheit des Stroms der Quelle 15 auf. Der Strom des Transistors Q1 wird in den Basisanschlüssen der den Schalter 56 bildenden Transistoren Q3 und Q4 reproduziert. Je nach den Vorzeichen der Spannungen V- und H gelangt einer dieser Transistoren Q3, Q4 in den Sättigungszustand und schließt den Widerstand R2 kurz. Man erhält so einen mit der Phase 5 von Fig. 3 übereinstimmenden Beginn der Stabilisierungsphase 5.
• Wenn die Spannung VC2 sich der Spannung V2 annähert, gelangt die Differenzstufe Q1, Q2 in einen linearen Betriebszustand. In dem Maße, wie die Spannung VC2 weiter anwächst, nimmt der Strom in dem Transistor Q1 ab, während der Strom in dem Transistor Q2 zunimmt. Somit nimmt der den Basisanschlüssen der den Schalter 56 bildenden Transistoren Q3, Q4 zugeführte Strom ab, und diese Transistoren sperren zunehmend. Die Transistoren Q3, Q4 gehen endgültig in den gesperrten Zustand über, sobald die Spannung VC2 einen im Verhältnis zu V2 hinreichend großen Wert annimmt. Die Differenzstufe Q1, Q2 ist dann gesättigt, und der Transistor Q2 nimmt den gesamten Strom der Quelle 15 auf.
• Auf diese Weise erfolgt eine fortschreitende Umschaltung des Widerstands R2 von einem niedrigen Wert in seinen hohen Anfangswert; dies läßt der Regelschleife für die Ruhespannungsregelung Zeit, die Ladung des Kondensators C1 durch den Vorspannstrom i zu kompensieren. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist um den Zeitpunkt t7 dieser progressiven Umschaltung herum praktisch keinerlei Änderung der Spannung Verkennbar. Dies bedeutet, daß die nächstfolgende ansteigende oder Vorderflanke des Signals C unmittelbar nach dem Zeitpunkt t7 auftreten kann. Auf diese Weise kann man die Verringerung der Latenzphase 3 und die sanft-glatte Umschaltung im Zeitpunkt t7 vereinen, was eine beträchtliche Verringerung der für die Umschaltung des Kopfs 10 aus dem Schreibmodus in den Lesemodus erforderlichen Zeit ermöglicht.
• Wie im Fall der Schaltung aus Fig. 3 wird der Ausgang des Verstärkers 12 aktiviert, sobald die Spannung VC2 den Schwellwert V3 erreicht. Das Steuersignal E5 für die Stromquelle 15 ist, wie weiter oben angegeben, im Zeitpunkt t6 aktiv. Es kann deaktiviert werden, sobald der Transistor Q2 den gesamten Strom der Quelle I5 aufnimmt, beispielsweise im Zeitpunkt t8, in dem man den Ausgang des Komparators 14 aktiviert.
• Die Sianale 51 bis 55 und 57 sind die Sianale, wie sie her kömmlicherweise von der Steuerschaltung 18 in rFig. 2 geliefert werden. Der Fachmann kann eine Schaltung zur Lieferung eines geeigneten Aktivierungssignals E5 schaffen, beispielsweise mittels eines in Reihe mit der Quelle 15 angeordneten Schalters, der durch einen Fenster-Komparator mit Schwellwerten V1 und V3 gesteuert wird. Die Quelle 15 könnte permanent aktiv sein, was die Schließung des Schalters 56 nach dem Zeitpunkt t2 zur Folge hätte. Dies würde die Ausgangsgröße H des Verstärkers 12 beeinflussen, was jedoch ohne Bedeutung ist, da diese Ausgangsgröße zwischen den Zeitpunkten t2 und t8 keine Rolle spielt.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Umschaltung eines Lese-bzw. Wiedergabekopfes (10) aus einem Schreib-bzw. Aufzeichnungsmodus in einen Lese-bzw. Wiedergabemodus, die Einrichtung umfassend:

- nach einem Schreibvorgang aktive Mittel (13, C2, 55) zur Erzeugung einer Spannungsrampe;

- eine variable Stromquelle (12) zur Entladung des Stroms aus dem Lesekopf, wobei die variable Stromquelle zur Abnahme proportional zu der genannten Spannungsrampe zwischen dem Beginn (t4) der Rampe und einem Schwellwert (V1) der Rampe gesteuert wird und einen maximalen Anfangswert (I2max) aufweist, der größer als der Anfangswert (I1) des Kopfes ist;

dadurch gekennzeichnet

daß die Einrichtung Mittel (20, 14, 58) aufweist zur Akzentuierung der Steigung bzw. Neigung der Rampe zwischen dem Beginn (t4) der Rampe und einem Zeitpunkt (t5), wo der Entladestrom gleich dem in dem Kopf vorliegenden Strom wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Mittel zur Erzeugung der Rampe eine durch eine erste Konstantstromquelle (13) geladene Kapazität (C2) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Akzentuierung der Steigung bzw. Neigung eine zweite Konstant-Stromquelle (I4), deren Betrag größer als der der ersten Quelle ist, sowie ein Schaltermittel (58) aufweist, welches die zweite Stromquelle zwischen dem Beginn (t4) der Rampe und dem Zeitpunkt (t5), in welchem der Strom der variablen Stromquelle gleich dem in dam Kopf vorliegenden Strom wird, parallel zur ersten Stromquelle schaltet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Akzentuierung der Rampensteigung bzw. - neigung Detektormittel zum Nachweis der Sättigung der variablen Stromquelle (I2) aufweisen, welche das genannte Schaltermittel (58) steuern, sobald die variable Stromquelle gesättigt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Akzentuierung der Rampensteigung bzw. -neigung einen Detektionstransistor (Q5) in Reihe zwischen der variablen Stromquelle (I2) und dem Eingang eines Stromspiegels M1) umfassen, wobei der Emitter des Transistors mit der variablen Stromquelle verbunden ist, der Aasgang des Stromspiegels die genannte Kapazität (C2) speist und die Basis des Transistors eine Spannung zugeführt erhält, die wenigstens gleich der Summe aus der Sättigungsspannung der variablen Stromquelle und dem Spannungsabfall (Vbe) zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Lese- bzw. Wiedergabekopf (10) zwischen dem ersten (A) und dem zweiten (B) Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers (12) liegt, der zweite Eingangsanschluß über eine zweite Kapazität (C1) mit einem konstanten Potential und über einen Widerstand (R2) mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, und wobei die Einrichtung Mittel (56) zur Umschaltung des genannten Widerstands auf einen niedrigen Wert wenigstens zwischen dem genannten Schwellwert (V1) und einem weiteren Schwellwert (V2) aufweist, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung Detektionsmittel (Q1, Q2) zum Nachweis des ge nannten anderen Schwellwerts umfaßt, welche in der Nachbarschaft um diesen Schwellwert eine progressive Steuerung der genannten Umschaltmittel gewährleisten.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltmittel zwei Schalttransistoren (Q3, Q4) vom gleichen Typ aufweisen, die parallel zu dem genannten Widerstand (R2) und entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsmittel zum Nachweis des genannten anderen Schwellwerts (V2) zwei als Differenzstufe geschaltete Transistoren (Q1, Q2) aufweisen, die an ihrem einen Eingang eine Spannung gleich dem genannten anderen Schwellwert (V2) und an ihrem anderen Eingang die genannte Rampenspannung zugeführt erhält, wobei Mittel (M1) vorgesehen sind, um den Basisanschlüssen der Schalttransistoren (Q3, Q4) einen Strom zuzuführen, der proportional dem in dem einen oder in dem anderen Transistor der Differenzstufe fließenden Strom ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stromspiegel (M1) in solcher Anordnung umfaßt, daß er in den Basisanschlüssen der Schalttransistoren (Q3, Q4) den in dem einen oder in dem anderen der Transistoren der Differenzstufe fließenden Strom reproduziert.