DE4020948A1 - Servoschaltung fuer bandantriebsmotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Servoschaltungen für Bandantriebsmotoren, die beispielsweise in Geräten zur Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Daten verwendet werden, und insbesondere Servoschaltungen, die imstande sind, einen möglichst perfekten Übergang aufgezeichneter Daten an einem Anfügungsabschnitt eines Aufzeichnungs­ mediums zu erzielen, wobei von diesem Anfügungsabschnitt an Daten in einer Anschlußaufzeichnung nach bereits auf­ gezeichneten Daten aufgezeichnet wurden. Eine solche Zu­ satz- oder Nachtragseinschreibung von Daten auf einem Band ("append-write operation") wird im folgenden stets als Anschlußaufzeichnung bezeichnet.

Digitale Audiobandrecorder mit rotierenden Köpfen (R-DAT) sind auf dem Markt als Audiogeräte hoher Klang­ qualität verfügbar. Es sind ausführliche Studien gemacht worden, um die R-DATs als externe Speichereinrichtungen für Computer einzusetzen. Falls ein R-DAT als externe Speichereinrichtung verwendet wird, so liegt eine Spei­ cherkapazität pro Aufzeichnungsbandrolle von nicht weniger als 1 Giga (G) Byte vor.

Falls ein gebräuchlicher R-DAT selbst als externe Speichereinrichtung verwendet wird, stellt sich das Problem, daß die Daten, die an einem Anfügungsabschnitt während einer Anschlußaufzeichnung aufgezeichnet werden, nicht korrekt gelesen werden können (Wiedergabefehler). Der Grund hierfür liegt darin, daß die Spurteilungen oder Spurabstände vor und nach der Anfügungsstelle bzw. dem Anfügungsabschnitt während der Anschlußaufzeichnung nicht gleich sind, weil nämlich die Bandgeschwindigkeiten nicht gleich sind.

Bei einer Reihe musikalischer Signaldaten, die nicht korrekt wiederzugeben waren, konnten die Daten durch Fehlerkorrektur- oder Interpolationsschemata bis auf ein solches Ausmaß modifiziert werden, daß der menschliche Gehörsinn die Fehlermodifikation nicht erkennen konnte. Jedoch ist eine solche Fehlermodifikation z.B. im Fall von Computern nicht zulässig.

Der Anschlußaufzeichnungsvorgang unter Verwendung eines gebräuchlichen R-DAT wird im folgenden unter Be­ zugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine Systemauslegung einer gebräuchlichen Servo­ schaltung im Blockschaltbild, und die Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erklärung der Funktionsweise der Servo­ schaltung.

In Fig. 1 wird eine rotierende Trommel 1 mit Magnetköpfen (im folgenden der Einfachheit halber als Köpfe bezeichnet) 2a und 2b durch eine entsprechende, nicht dargestellte Servoschaltung so gesteuert, daß sie mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. Ein Capstan- oder Bandantriebsmotor 3 wird während der Wiedergabe durch eine Summe von Signalen von einem Geschwindigkeitsservo­ system und einem Spureinstellsystem gesteuert bzw. ge­ regelt und wird während des Aufzeichnungsmodus durch eine Summe von Signalen vom Geschwindigkeitsservosystem und Phasenservosystem geregelt.

Für die Bandantriebsservoregelung bzw. -steuerung während des Wiedergabemodus wird ein Spureinstellsignal (Positionsdetektorsignal), das auf einem Magnetband oder kurz Band 4 aufgezeichnet ist, mit Hilfe der Köpfe 2a und 2b gelesen und durch einen Verstärker 3 verstärkt. Das Spureinstellsignal wird dann einer Spureinstellposi­ tionsdetektorschaltung 6 zugeführt und in ein Spur­ einstellfehlersignal (Positionsfehlersignal) S_a umge­ setzt. Der Funktionsverlauf bzw. die Kurvenform dieses Signals S_a ist in Fig. 2(d) (Spureinstelldetektorsystem) gezeigt.

Die Spureinstellpositionsdetektorschaltung 6 stellt die Relativlage des Bandes 4 und der Köpfe 2a und 2b in Laufrichtung des Bandes 4 fest.

Während des Aufzeichnungsmodus wird das Spurein­ stellsignal von einer Signalverarbeitungsschaltung 10 er­ zeugt und auf dem Band 4 aufgezeichnet.

Im Geschwindigkeitsservosystem wird ein FG-Impuls­ signal S_d, das von einem Frequenzgenerator (FG) erzeugt wird, welcher gemeinsam mit einer Capstanmotorwelle 7 ro­ tiert, einer Geschwindigkeitsdetektorschaltung 9 zugeführt, die ein Geschwindigkeitsfehlersignal erzeugt.

Das Geschwindigkeitsfehlersignal und das Spurein­ stellfehlersignal S_a, das über einen Schalter 12 geführt wird, werden von einem Addierer 13 addiert. Entsprechend diesem Additionssignal steuert ein Steuerverstärker 14 die Antriebsspannung, die dem Bandantriebsmotor 3 zuzu­ führen ist, um so die Bandtransportgeschwindigkeit kon­ stantzuhalten. In diesem Fall steuert das Geschwindig­ keitsfehlersignal den hohen Geschwindigkeitsbereich und das Spureinstellfehlersignal steuert den Bereich geringer Geschwindigkeiten. Darüber hinaus hat das Geschwindig­ keitsfehlersignal die Aufgabe einer Grobsteuerung oder Grobregelung, und das Spureinstellfehlersignal hat die Funktion einer Feinregelung bzw. -steuerung.

Im folgenden wird die Bandantriebsservosteuerung während des Aufzeichnungsmodus erläutert. Ein Taktsignal S_e hoher Präzision, das von einem Taktgenerator 15 geliefert wird, der aus einem Kristalloszillator und einem Frequenz­ teiler besteht, sowie das FG-Impulssignal S_d werden einem Phasenkomparator 16 zugeführt, der ein Phasenfehlersignal S_b (Phasenservosystem) erzeugt. Das Signal S_b wird über den Schalter 12 dem Addierer 13 zugeführt, und das Geschwindigkeitsfehlersignal wird unmittelbar dem Addierer 13 zugeführt, um so die Antriebsspannung für den Bandantriebsmotor 3 zu steuern.

Die Schalter 11 und 12 und die Signalverarbeitungs­ schaltung 10 werden durch eine Signal/Schaltsteuerschal­ tung 17 gesteuert. Der Schalter 12 wird so lange von der Steuerschaltung 17 in seiner Aus-Schaltstellung gehalten, bis ein Signal vom Band erfaßt wird.

Im folgenden wird die Funktionsweise während einer Anschlußaufzeichnung erläutert, bei der neue Daten unmit­ telbar anschließend an einen Bereich aufgezeichnet werden, auf dem auf dem Band 4 bereits Daten aufgezeichnet worden sind.

Soll der Stoppmodus des Geräts auf den Aufzeichnungs­ modus geändert werden, so wird der Aufzeichnungsmodus nicht sofort freigegeben und ermöglicht, sondern zunächst wird wie in Fig. 2 dargestellt ist (zum Zeitpunkt t₀) ein Wiedergabemodus ausgeführt. Auch, nachdem das wiederzugeben­ de Spureinstellsignal stabil wird, d.h., nachdem das Spureinstellfehlersignal S_a stabil wird (nach der Zeit t₁), sind die Frequenzen des Taktsignals S_e und FG-Impulses S_d noch nicht richtig bezüglich einander koinzident infolge von Fehlern, die beispielsweise durch Dehnung und Kontrak­ tion des Bandes 4 hervorgerufen werden. Infolgedessen kann auch nach der Zeit t₁ das Phasendifferenzsignal S_b fluktu­ ieren, wie es durch die Kurvenform in Fig. 2(e) angezeigt ist.

Falls die Steuerschaltung 17 feststellt, daß das Spurfehlersignal S_a ausreichend stabilisiert ist, schal­ tet der Betrieb auf den Aufzeichnungsmodus (Zeitpunkt t₂) um, so daß damit begonnen wird, das Spureinstellsignal und Datensignal, die von der Signalverarbeitungsschaltung zugeführt werden, aufzuzeichnen. Zu diesem Zeitpunkt wer­ den die Schalter 11 und 12 ebenfalls auf die Aufzeichnungs­ modusstellung umgeschaltet. In der Übergangsperiode (am Datenanfügungsabschnitt) vom Wiedergabemodus zum Aufzeich­ nungsmodus treten die folgenden Probleme auf.

Zum Zeitpunkt t₂, bei dem der Aufzeichnungsmodus beginnt, folgen die Köpfe 2a und 2b der korrekten Spurposi­ tion, und das Band 4 läuft mit einer korrekten Geschwindig­ keit. Jedoch sind zum selben Zeitpunkt t₂ die Phasen von Taktsignal S_e und FG-Impuls S_d in den meisten Fällen nicht gleich. Infolgedessen ist das Ausgangssignal S_c vom Schalter 12 (das Ausgangssignal S_c wechselt nach dem Zeitpunkt t₂ auf das Phasenfehlersignal S_b) in negativer Richtung (oder positiver Richtung) stark gestört, wie in Fig. 2(f) gezeigt ist.Die Servoschaltung spricht auf diese Störung an und ändert die Antriebsspannung für den Bandantriebsmotor stark, so daß dieser der Capstan-Phase zu diesem Zeitpunkt schnell folgt. Infolgedessen ist die Bandgeschwindigkeit entsprechend Fig. 2(g) stark beein­ trächtigt und gestört. Signale, die an der Anfügungsstelle, wo die Bandgeschwindigkeit fluktuiert, aufgezeichnet wer­ den, können während des Wiedergabemodus nicht korrekt gelesen werden. Infolgedessen kann die gebräuchliche Servoschaltung keine nahtlose Anschlußaufzeichnung (Auf­ zeichnung ohne Anfügungsstelle) erzielen.

Die Bandgeschwindigkeit wird nach einer Zeit t₁ stabil, weil die Phase des Taktsignals S_e und FG-Impulses S_d durch die Servoschaltung koinzident gemacht werden.

Das obige Problem könnte gelöst werden, falls die Phase des Taktsignals S_e unmittelbar vor dem Umschalten vom Wiedergabemodus auf den Aufzeichnungsmodus mit der Phase des FG-Impulses S_d koinzident gemacht würde. Jedoch ist es bei den gebräuchlichen IC-Servoschaltungen (in Form integrierter Schaltungen) in den meisten Fällen schwierig, ein solches Verfahren anzuwenden. Der Grund hierfür besteht darin, daß eine gebräuchliche Servo-IC-Schaltung in inte­ grierter Form die Spureinstellpositionsdetektorschaltung 6, die Geschwindigkeitsdetektorschaltung 9, den Schalter 12, den Taktgenerator 15, den Phasenkomparator 16 und einen Teil der Steuerschaltung 17 enthält.

Im folgenden wird der Vorgang der Aufzeichnung von Daten auf einem neuen Band durch die obige Servoschal­ tung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläutert.

Wie aus Fig. 3(c) hervorgeht, wird der Schalter 12 bis zum Zeitpunkt t₂ auf AUS geschaltet gehalten. Während der Schalter 12 ausgeschaltet gehalten wird, wird das Ausgangssignal vom Schalter 12 auf einem Mittenpegel des Ausgangsignalbereichs der Spureinstellpositionsdetektor­ schaltung 6 und des Phasenkomparators 16 gehalten (dem Pegel mit keinem Fehler des Spureinstellfehlersignals S_a und dem Pegel mit Phasendifferenz von 0° des Phasenfehler­ signals S_b). Entsprechend wird der Bandantriebsmotor 3 bis zum Zeitpunkt t₂ nur durch das Geschwindigkeitsservo­ system servo-gesteuert bzw. -geregelt.

Wie oben bereits erläutert, ist zum Zeitpunkt t₂ die Phase des FG-Impulses S_d im allgemeinen nichtkoinzident mit der Phase des Taktsignals S_e, und der Pegel des Phasenfehler­ signals S_b fällt im allgemeinen nicht mit dem Mittenpegel des Ausgangssignalbereichs vom Phasenkomparator 16 zusam­ men. Wird also der Schalter 12 zum Zeitpunkt t₂ auf die Aufzeichnungsmodusstellung geschaltet und auf diese Weise das Phasenservosystem inkorporiert, so wirkt die Servo­ schaltung so, daß sie die Phase schnell korrigiert, wo­ durch die Probleme hinsichtlich Störungen der Bandge­ schwindigkeit entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, eine Servoschaltung für einen Bandantriebsmotor anzu­ geben, die imstande ist, Bandgeschwindigkeitsstörungen auch dann, wenn die Phase des Taktsignals und FG-Impulses zum Zeitpunkt der Umschaltung vom Wiedergabemodus auf den Aufzeichnungsmodus in einem R-DAT nicht koinzident sind, weitestgehend vollständig zu beseitigen, wobei es auf diese Weise möglich ist, leicht eine nahtlose Anschluß­ aufzeichnung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Servoschaltung umfaßt eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen eines Posi­ tionsdetektorsignals auf einem Aufzeichnungsmedium, das vom Bandantriebsmotor mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in eine vorbestimmte Richtung trans­ portiert wird, ferner einen Magnetkopf zur Wieder­ gabe des Positionsdetektorsignals, das auf dem Medium aufgezeichnet ist, eine Positionsdetektorschaltung zur Erfassung eines relativen Positionsfehlers in der Mediumtransportrichtung zwischen dem Medium und dem Kopf und zur Ausgabe eines Positionsfehlersignals, einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impulssignals, das eine Frequenz aufweist, die proportional zur Transportgeschwindigkeit des Mediums ist, eine Ge­ schwindigkeitsdetektorschaltung zum Ausgeben eines Geschwindigkeitsfehlersignals, das von der Differenz zwischen der Frequenz des Impulssignals und einer vorbestimmten Frequenz abhängt, einen Phasenkompara­ tor zum Vergleichen der Phasen eines Taktsignals, welches eine konstante Frequenz aufweist, und des Impulssignals und zur Ausgabe eines Phasenfehler­ signals, einen Schalter zur selektiven Ausgabe eines Signals, des Positionsfehlersignals oder des Phasen­ fehlersignals, und eine Geschwindigkeitssteuereinrich­ tung zum Steuern des Bandantriebsmotors mittels eines Geschwindigkeitssteuersignals, das gewonnen wird, indem das Geschwindigkeitsfehlersignal und das selektierte Signal vom Positionsfehlersignal und Phasenfehlersignal zueinander addiert werden.

Ferner kennzeichnet sich die Servoschaltung durch eine Signalhalteeinrichtung, die in Serie zu einem Signalübertragungspfad von der Positionsdetek­ torschaltung zur Geschwindigkeitssteuereinrichtung über diesen Schalter geschaltet ist. Gemäß einer Ausführung ist die Halteschaltung zwischen den Schalter und die Geschwindigkeitssteuereinrichtung geschaltet. Gemäß einer weiteren Möglichkeit ist die Halteschaltung zwischen die Positionsdetektor­ schaltung und diesen Schalter geschaltet. Ferner umfaßt die erfindungsgemäße Servoschaltung eine Vergleichseinrichtung, die das Phasenfehlersignal empfängt und ein Detektorsignal ausgibt, wenn das Phasenfehlersignal innerhalb eines vorbestimmten Pegelbereichs liegt. Eine Haltesteuereinrichtung empfängt das Detektorsignal von der Vergleichs­ einrichtung und steuert die Signalhalteeinrichtung in einer solchen Weise, daß, für den Fall, daß die Servoschaltung auf einen Aufzeichnungsmodus über­ geht, die Signalhalteeinrichtung, so lange, bis die Transportgeschwindigkeit des Mediums in ausreichen­ dem Maße eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, dazu veranlaßt wird, in seinem Signalübermittlungs­ zustand zu sein und daraufhin einen Signalhaltezu­ stand einzunehmen, und daß, wenn die Vergleichsein­ richtung das Detektorsignal für eine Periode ausgibt, die gleich oder länger als eine vorbestimmte Zeit­ dauer ist, die Signalhalteeinrichtung dazu veranlaßt wird, in den Signalübermittlungszustand zurückzukehren.

Durch die erfindungsgemäße Servoschaltung ist es möglich, die Transportgeschwindigkeit des Aufzeich­ nungsmediums an einem Anfügungspunkt auf demselben Wert wie vor und nach dem Anfügungspunkt auch für den Fall zu halten, daß neue Daten nach einem Bandbereich aufge­ zeichnet werden, auf dem Daten bereits auf dem Aufzeich­ nungsmedium eingeschrieben worden sind, d.h. eine Anschlußaufzeichnung durchzuführen. Die an Hand des Standes der Technik erläuterten Störungen werden durch die in obiger Weise gesteuerte Halteschaltung nicht mehr erzeugt. Infolgedessen kann eine Speichervorrich­ tung, die diese Servoschaltung verwendet, neue Daten, die an einer Anfügungsstelle aufgezeichnet sind, kontinuierlich im Anschluß an die Wiedergabe der bereits zuvor vor der Anschlußstelle aufgezeichneten Daten wiedergeben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die System­ auslegung einer gebräuchlichen Servoschaltung für Bandantriebsmotoren darstellt,

Fig. 2 ein Zeitfunktionsdiagramm, das die Funktionsweise der gebräuchlichen Servoschaltung aus Fig. 1 während einer Anschlußaufzeichnung verdeutlicht,

Fig. 3 ein Zeitfunktionsdiagramm, das die Funktion der Aufzeichnung von Daten auf einem neuen Magnetband durch die gebräuchliche Servoschaltung verdeutlicht,

Fig. 4 ein Blockschaltbild, das die System­ auslegung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen Servoschaltung für Bandantriebsmotoren zeigt,

Fig. 5 ein Zeitfunktionsdiagramm, das die Funktionsweise der in Fig. 4 gezeigten Servoschaltung während einer Anschlußaufzeichnung verdeutlicht,

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das die Schaltungs­ auslegung einer Halteschaltung der in Fig. 4 verwendeten Servoschaltung zeigt,

Fig. 7 ein Zeitfunktionsdiagramm, das die Phasen­ differenz und Spannungsumsetzung des Phasenkomparators der Servoschaltung im ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 zeigt,

Fig. 8 ein Zeitfunktionsdiagramm zur Erklärung der Funktion der Aufzeichnung von Daten auf einem neuen Magnet­ band mittels der dem ersten Ausführungsbeispiel entspre­ chenden Servoschaltung, und

Fig. 9 ein Blockschaltbild, das die Auslegung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Servoschaltung zeigt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun im einzelnen erläutert.

Das erste unter Bezug auf die Fig. 4 zu erläuternde Ausführungsbeispiel umfaßt die im dortigen Blockschalt­ bild gezeigten Komponenten. Die Fig. 5 zeigt seine Funktionsweise während einer Anschlußaufzeichnung. Elemente, die Elementen aus den Fig. 1 bis 3 entsprechen, sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und es wird auf ihre weitere Erläuterung verzichtet.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird eine Halteschal­ tung 18, ein zweiter Komparator 19 und eine Haltesteuer­ schaltung 20 verwendet, die der gebräuchlichen Servo­ schaltung hinzugefügt sind.

Die Halteschaltung 18 ist zwischen den Ausgang des Schalters 12 und den Eingang des Addierers 13 geschaltet. Der zweite Komparator 19 ist mit seinem Eingang an den Ausgang des ersten Phasenkomparators 16 geschaltet, und sein Ausgang ist mit dem Eingang der Haltesteuerschaltung 20 verbunden. Der Steuersignalausgangsanschluß der Schal­ tung 20 ist wiederum an die Halteschaltung 18 angeschlos­ sen. Das Schaltungsdiagramm der Halteschaltung 18 ist in Fig. 6 gezeigt.

Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, umfaßt die Halteschal­ tung 18 einen ersten Transistor TR1 in Form eines Metall­ oxidhalbleitertransistors (MOS) und einen weiteren MOS- Transistor TR2. Dem Drain-Anschluß des TR1 wird ein Signal zugeführt, das mittels des Schalters 12 umgeschaltet und ausgegeben wird. Seinem Gate wird das Steuersignal von der Haltesteuerschaltung 20 zugeführt. Dem Gate des zweiten Transistors TR2 wird das Source-Ausgangssignal des ersten Transistors TR1 zugeführt, seinem Drain-Anschluß wird eine Konstantspannung zugeführt und sein Source-Anschluß gibt ein Signalhaltesteuersignal zum Halten des Positionsfehler­ signals aus.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erläuterten Servoschaltung während einer Anschlußaufzeichnung erläutert. Während der Periode vom Stopp-Modus bis zur Zeit t₂ unmittelbar vor dem Aufzeichnungsbetrieb ist die Servo­ schaltung in den Wiedergabebetrieb geschaltet, und es erfolgt ein ähnlicher Funktionsablauf wie in der ge­ bräuchlichen Schaltung. Bis zur Zeit t₂ wird die Halte­ schaltung 18 durch die Steuerschaltung 20 in einem Signal­ übermittlungszustand gehalten, so daß das Ausgangssignal S_c (bis zur Zeit t₂ das Spureinstellfehlersignal S_a) vom Schalter 12, so wie es ist, dem Addierer 13 zugeführt wird.

Stellt die Steuerschaltung 17 in ihrer Beurteilung fest, daß das Spureinstellfehlersignal S_a ausreichend stabil ist (zum Zeitpunkt t₂), so veranlaßt die Steuer­ schaltung 17, daß der Betrieb der Schaltung in den Aufzeichnungsmodus geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schalter 11 und 12 aus dem Wiedergabemodus in den Aufzeichnungsmodus umgeschaltet. Die Steuerschaltung 20 spricht auf das Modusänderungssignal von der Steuerschal­ tung 17 an und veranlaßt die Halteschaltung 18, aus dem Signalübermittlungszustand in einen Signalhaltezustand zu schalten (wie aus Fig. 5(f) hervorgeht). Diese Betriebs­ zustandsumschaltung der Halteschaltung 18 wird zum selben Zeitpunkt t₂ ausgeführt, zu dem der Wiedergabemodus auf den Aufzeichnungsmodus geschaltet wird, oder zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Zeitpunkt t₂.

Durch die oben erläuterte Betriebsweise ist der Pegel des Ausgangssignals S_f, der vom Addierer 13 ausge­ geben und diesem zugeführt wird, derselbe wie der des Spureinstellmodus (Fig. 5(g)), so daß die Antriebsspannung für den Bandantriebsmotor 3 sich nicht bezüglich des Spannungswerts während des Wiedergabemodus (vor t₂) ändert. Infolgedessen wird zum Zeitpunkt der Umschaltung auf den Aufzeichnungsmodus die Bandgeschwindigkeit im wesentlichen auf derselben Zeitgeschwindigkeit gehalten wie während des Wiedergabemodus (vgl. Fig. 5(h)).

Während die Halteschaltung 18 sich in ihrem Halte­ zustand befindet, werden die Phase des FG-Impulses S_d und des Taktsignals S_e allmählich koinzident. Die für eine solche Koinzidenz erforderliche Zeit beträgt im allgemei­ nen 1 bis 20 s.

Der Komparator 19 stellt fest, daß die Phase des FG-Impulses S_d und des Taktsignals S_e im wesentlichen koinzident wird (daß der Pegel des Phasenfehlersignals S_b vom Phasenkomparator in die Vergleichsbreite oder -spanne des Komparators 19 eintritt), und gibt ein Detektorsignal an die Steuerschaltung 20. Wenn die Steuerschaltung 20 feststellt, daß das Detektorsignal über eine Periode an­ hält, die gleich oder länger als eine vorbestimmte Zeit­ dauer ist, so veranlaßt sie die Halteschaltung 18, in den Signalübermittelungszustand (Zeitpunkt t₄) einzutreten. Nimmt die Halteschaltung 18 den Signalübermittelungszustand ein, so wird das Phasenfehlersignal S_b vom Phasenkompara­ tor 16 dem Addierer 13 zugeführt. Die Phasen des FG-Impul­ ses S_d und des Taktsignals S_e fallen zu diesem Zeitpunkt (dem Zeitpunkt t₄) zusammen, so daß keine Störungen der Bandgeschwindigkeit auftreten.

Gemäß der obigen Beschreibung wird der Schalter 12 zum Zeitpunkt t₂ von der Wiedergabemodusstellung in die Aufzeichnungsmodusstellung geschaltet. Dieser Schaltzeit­ punkt kann auch der Zeitpunkt t₄ sein. Auf jeden Fall tritt die Halteschaltung 18 nach diesem Zeitpunkt t₄ in ihren Signalhaltezustand ein, so daß der Schalter 12 auf die Aufzeichnungsmodusstellung umgelegt werden sollte.

Durch die oben erläuterte Betriebsweise ermöglicht die Servoschaltung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt der Umschaltung aus dem Wiedergabemodus in den Aufzeichnungsmodus während einer Anschlußaufzeichnung eine konstante Bandgeschwindigkeit. Infolgedessen kann eine externe Speichervorrichtung, die diese Servoschal­ tung verwendet, zusätzlich aufgezeichnete Daten an der entsprechenden Anfügungsstelle korrekt ohne irgendeinen Wiedergabefehler wiedergeben, so daß eine nahtlose Anschlußaufzeichnung realisierbar ist.

Die folgende Beschreibung richtet sich auf die Vergleichsbreite bzw. den Vergleichsspielraum des Kompa­ rators 19, die mit der Zeitlage oder Zeitsteuerung (dem Zeitpunkt t₄) verknüpft ist, bei der die Halteschaltung 18 aus ihrem Haltezustand in den Signalübermittlungs­ zustand umschaltet, sowie auch auf die Zeitdauer, während der das Detektorsignal anhält, welches von der Steuer­ schaltung 20 erfaßt wird. Dabei ist die Vergleichsbreite auch mit dieser Zeitdauer verknüpft.

Je schmaler die Vergleichsbreite des Komparators 19 für die Beurteilung der Koinzidenz zwischen den Phasen des FG-Impulses S_d und des Taktsignals S_e ist, um so genauer wird im allgemeinen die Beurteilung. Jedoch ist eine zu schmale Vergleichsbreite anfällig für Rauschein­ flüsse, woraus mögliche Ausfälle und Fehler bei der Erfas­ sung der Phasenkoinzidenz resultieren können. Unter Berücksichtigung dieser Umstände wird die Vergleichsbreite bestimmt, indem die Funktionscharakteristik bzw. Kennlinie (zur Bestimmung des Phasenfehlersignals) der Phasendiffe­ renz in Abhängigkeit von der Spannungsumsetzung des Phasen­ komparators 16 berücksichtigt werden. Die Funktionscharak­ teristik der voneinander abhängigen Phasendifferenz und Spannungsumsetzung des Komparators 19 dieses Ausführungs­ beispiels weist wie in Fig. 7 gezeigt eine steile Kenn­ linie mit scharfer Kante auf, so daß die angezeigte relativ weite Vergleichsbreite ausreichend ist und genügt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vergleichsbreite auf 1/3 der Spitze-zu-Spitze Spannung festgelegt.

Um die Phasenkoinzidenz zu erfassen, ist es nötig, daß die Steuerschaltung 20 feststellt, daß das Phasen­ koinzidenzsignal vom Komparator 19 für eine Periode an­ hält und fortgesetzt existiert, die gleich oder länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist (daß der Pegel des Phasenfehlersignals über diese Zeitperiode innerhalb der Vergleichsbreite bleibt). Dies ist deshalb der Fall, weil eine fehlerhafte Erfassung einer Phasenkoinzidenz bei der in Fig. 7 gezeigten Differenz von 180° vermieden werden soll.

In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Zeit, die dafür erforderlich ist, daß das Phasenfehlersignal S_b, das vom Phasenkomparator 16 ausgegeben wird, auf der 180-Grad­ seite die Komparatorbreite passiert bzw. durch die Komparatorbreite hindurchgeht, etwa 1,5 ms. Demgegenüber wird die Zeit, die zum Durchgang auf der 0-Grad-Seite erforderlich ist, kürzer, sowie die Frequenzdifferenz zwischen dem FG-Impuls S_d und dem Taktsignal S_e groß wird. Die Servoschaltung dieses Ausführungsbeispiels hat eine 10%-ige variable Breite der Capstan-Geschwindigkeit, so daß die Durchgangszeit auf der 0-Grad-Seite mindestens 45 ms wird. Andererseits wird auch dann, wenn die Fest­ stellung einer wahren Koinzidenz verfehlt wurde, die Er­ fassung der nächsten Koinzidenz erfolgen.

Aus dem oben erläuterten Betrachtungsstandpunkt wird die Detektorzeitdauer des Detektorsignals, das vom Kompa­ rator 19 erfaßt wird, auf ungefähr 15 ms festgelegt, während auf der 180-Grad-Seite ein großer Abweichungs­ spielraum gegeben wird. Verbleibt insbesondere der Pegel des Phasendifferenzsignals S_b für eine Zeitdauer, die gleich oder länger als 15 ms ist, innerhalb der Vergleichs­ breite, so stellt die Steuerschaltung 20 bei ihrer Beur­ teilung fest, daß die Phasen im wesentlichen koinzident werden, und veranlaßt die Halteschaltung, in ihren Signal­ übermittelungszustand umzuschalten. Der Grund zum Ein­ stellen der Detektorzeitdauer auf etwa 15 ms ist im fol­ gen begründet. Falls der 180-Grad-Punkt fälschlicherweise als Phasenkoinzidenz aufgefaßt wird, so wird die Band­ geschwindigkeit sehr stark beeinträchtigt und gestört.

Im obigen Ausführungsbeispiel wird eine gebräuchliche Servo-IC-Schaltung verwendet, die darin integriert den Schalter 12, die Spureinstellphasendetektorschaltung, die Geschwindigkeitsdetektorschaltung 9, den Taktgenerator 15, den Phasenkomparator 16 usw. umfaßt. Die Funktion des Komparators 19 und der Steuerschaltung 20 wird tatsächlich von einem Mikrocomputer mit einem A/D-Eingang ausgeführt, der mit dem R-DAT vorgefertigt ist. Infolgedessen kann dieses Ausführungsbeispiel der Servoschaltung realisiert werden, indem lediglich die Halteschaltung einer derartigen gebräuchlichen Servo-IC-Schaltung hinzugefügt wird.

Das erste Ausführungsbeispiel ist infolgedessen insofern von Vorteil, als eine gebräuchliche IC-Servoschaltung so wie sie ist verwendet werden kann und die Anzahl der zu­ sätzlichen Komponenten äußerst gering ist, wodurch die Servoschaltung mit geringem Kostenaufwand verwirklicht werden kann.

Im folgenden wird der Vorgang der Aufzeichnung von Daten auf einem neuen Band anstelle der Anschlußaufzeich­ nung unter Bezug auf die Fig. 8 erläutert. Der Unterschied von der Anschlußaufzeichnung besteht darin, daß der Schal­ ter 12 bis zum Zeitpunkt t₂ ausgeschaltet gehalten wird bzw. in seiner AUS-Stellung verbleibt. Bis zu diesem Zeitpunkt t₂ wirkt die Servoschaltung lediglich über ein Geschwindig­ keitsservosystem ähnlich wie bei einem gebräuchlichen Gerät. In diesem Fall können beim Umschalten des Schalters 12 zum Zeitpunkt t₂ ebenfalls Störungen bezüglich der Bandgeschwin­ digkeit durch die Halteschaltung 18 vermieden werden.

Die Systemauslegung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in Fig. 9 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Halte­ schaltung 18A zwischen der Spureinstellpositionsdetektor­ schaltung 6 und der Wiedergabemodusseite des Schalters 12 geschaltet. Die Schaltungen 18A und 20A bilden eine Anschlußaufzeichnungskorrekturschaltung 21A.

Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels während der Anschlußaufzeichnung entspricht im wesentlichen der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels, außer daß der Schalter 12A bis zum Zeitpunkt t₄ auf den Wieder­ gabemodus geschaltet bleibt und daß die Umschaltung des Schalters 12A auf die Aufzeichnungsmodusstellung zum Zeitpunkt t₄ durch die Steuerschaltung 20A gesteuert wird, die darüber hinaus die Halteschaltung 18A dazu veranlaßt, in den Signalübermittlungszustand überzu­ gehen.

Die Servoschaltung dieses zweiten Ausführungsbei­ spiels kann ebenfalls eine nahtlose Anschlußaufzeich­ nung ausführen.

Claims (3)

1. Servoschaltung für einen Bandantriebsmotor, aufwei­ send eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen eines Positionsdetektorsignals auf einem Aufzeichnungsmedium, das vom Bandantriebsmotor mit einer vorbestimmten Ge­ schwindigkeit in eine Richtung transportiert wird, einen Magnetkopf zum Wiedergeben des Positionsdetektorsignals, das auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, eine Positionsdetektorschaltung zum Erfassen eines relativen Positionsfehlers in Mediumtransportrichtung zwischen dem Medium und dem Kopf und zur Ausgabe eines Positionsfehler­ signals, einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Impuls­ signals, welches eine Frequenz aufweist, die proportional zu einer Transportgeschwindigkeit des Mediums ist, eine Geschwindigkeitsdetektorschaltung zur Ausgabe eines Ge­ schwindigkeitsfehlersignals entsprechend einer Differenz zwischen der Frequenz des Impulssignals und einer vorbe­ stimmten Frequenz, einen Phasenkomparator zum Vergleichen der Phasen eines Taktsignals, welches eine konstante Fre­ quenz aufweist, und des Impulssignals und zur Ausgabe eines Phasenfehlersignals, einen Schalter zur selektiven Aus­ gabe eines Signals des Positionsfehlersignals und des Phasenfehlersignals und eine Geschwindigkeitssteuerein­ richtung zum Steuern des Bandantriebsmotors durch ein Geschwindigkeitssteuersignal, das gewonnen wird, indem das Geschwindigkeitsfehlersignal und das selektierte Si­ gnal vom Positionsfehlersignal und Phasenfehlersignal zueinander addiert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Servoschaltung ferner umfaßt:
eine Signalhalteeinrichtung (18; 18A), die in Serie zu einem Signalübertragungspfad von der Positionsdetektor­ schaltung (6) zur Geschwindigkeitssteuereinrichtung (13, 14) über diesen Schalter (12) geschaltet ist;
eine Vergleichseinrichtung (19; 19A), die das Phasenfehlersignal (S_b) empfängt und ein Detektorsignal ausgibt, wenn das Phasenfehlersignal innerhalb eines vorbestimmten Pegelbereichs liegt; und
eine Haltesteuereinrichtung (20; 20A), die das Detektorsignal von der Vergleichseinrichtung empfängt und die Signalhalteeinrichtung in einer solchen Weise steuert, daß, in dem Fall, daß die Servoschaltung in einen Aufzeichnungsmodus übergeleitet wird, die Signal­ halteeinrichtung, solange bis die Transportgeschwindigkeit des Mediums in ausreichendem Maße eine vorbestimmte Ge­ schwindigkeit erreicht, dazu veranlaßt wird, in einem Signalübermittlungszustand zu sein, und dann dazu veran­ laßt wird, einen Haltezustand einzunehmen, und daß, wenn die Vergleichseinrichtung das Detektorsignal über eine Zeitperiode, die gleich oder länger als eine vorbestimmte Zeitdauer ist, ausgibt, die Signalhalteeinrichtung dazu veranlaßt wird, in den Signalübermittlungszustand zurück­ zukehren.

2. Servoschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalhalteeinrichtung (18; 18A) die Vergleichs­ breitedetektoreinrichtung (19; 19A) und die Haltesteuer­ einrichtung (20; 20A) eine Anschlußaufzeichnungskorrek­ turschaltung (21; 21A) bilden, die Störungen bezüglich der Geschwindigkeit des Mediums zu dem Zeitpunkt besei­ tigt, wenn der Schalter (12) zwischen Wiedergabemodus, Aufzeichnungsmodus und einem Betriebsausschaltmodus geschaltet wird.

3. Servoschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung (18A) aufweist:
einen ersten Transistor (TR1) in Form eines MOS- Transistors, dessen Drain-Anschluß ein Signal zugeführt wird, das vom Schalter (12) geschaltet und ausgegeben wird, und dessen Gate das Steuersignal von der Haltesteuer­ schaltung (20; 20A) zugeführt wird; und
einen zweiten Transistor (TR2) in Form eines MOS- Transistors, dessen Gate das Source-Anschlußausgangs­ signal des ersten Transistors (TR1) zugeführt wird, dessen Drain-Anschluß eine Konstantspannung zugeführt wird, und dessen Source-Anschluß das Signalhaltesteuer­ signal zum Halten des Positionsfehlersignals (Fig. 6) ausgibt.