DE960319C - Einrichtung zur Aufzeichnung einer Tonschrift mit Steuerung des Abstandes der Tonspuren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. MÄRZ 1957

T 8939 VIIId/₄2g

Es ist bei der Tonaufzeichnung, ζ. B. auf eine Schallplatte, bekannt, den Abstand der Tonspuren (Rillen) in Abhängigkeit von der Amplitude der aufzuzeichnenden Tonspur derart zu steuern, daß sich die Mittellinie der aufzuzeichnenden Tonspur der Mittellinie der benachbarten, bereits aufgezeichneten Tonspur um so mehr nähert, je kleiner die Amplitude ist, um die Raumausnutzung zu verbessern.

Es ist ferner bekannt, die Steuerung des Vorschubes der Tonaufzeichnungsvorrichtung nicht nur von der Amplitude der aufzuzeichnenden Tonspur, sondern auch vom 'Verlaufe der Umhüllenden der benachbarten, bereits aufgezeichneten Tonspur abhängig zu machen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Raumausnutzung noch größer wird. Eine VersuchseLniriehtung arbeitete jedoch nicht zufriedenstellend, weil zum Teil der Abstand der Rillen zu groß wurde und zum Teil die Rillen ineinanderliefen. Eine nähere ao Untersuchung zeigte, daß bisher die Aufzeichnung der Tonspur an einer Stelle, die einer größeren Amplitude auf dar vorhergehenden Tonspu'r benachbart ISt₁ nicht in der richtigen Weise erfolgte. Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten.

Die Erfindung besteht in der gleichzeitigen Anwendung der folgenden Merkmale:

i. Eine Steuerspannung wird nur während des Anstieges der Amplitude und eine zweite aus demselben Vorabtaster erhaltene Steuerspannung

nur während des Absinkens der Amplitude gewonnen, und diese Steuerspannungen werden getrennten Steuerkanälen mit je einer Speichervorrichtung zugeführt.

2. Die erste Speichervorrichtung ist so ausgebildet, daß die ihr entnommene Steuerspannung etwas früher wirksam ist, als der Stelle des Anstieges der Amplitude der vorhergehenden Tonspur entspricht,, und die zweite Speichervorrichtung ist so ausgebildet, daß die ihr entnommene Steuerspannung etwas später wirksam ist, als der Stelle des Absinkens der Amplitude der vorhergehenden Tonspur entspricht.

3. Es werden Mittel zur gegenseitigem Auslöschung der beiden Steuerspannungen bei derjenigen der nachfolgenden Tonspuren angewendet, bei der die zwischen dem Anstieg und dem Absinken der Amplituden liegende Ausweichstelle gerade die Länge der Tonspur einer Umdrehung ao erreicht hat und deshalb die beiden Steuerspannungen gleichzeitig auftreten.

Es wird somit, wenn die Ausweichstelle auf

jeder folgenden Tonspur langer wird und sich nach einigen Umdrehungen sogar auf einen ganzen Kreis verteilt, die ursprüngliche Verformung der Tonspur fortfallen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des zweiten Merkmals der Erfindung besteht darin, daß der Abstand zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf auf beiden Speichervorrichtungen und/oder die Umlaufgeschwindigkeiten der Speichervorrichtungen so bemessen sind, daß das gewünschte frühere Einsetzen, bzw. spätere Einsetzen der Steuerspannung erzielt wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des dritten Merkmals der Erfindung¹, welches sich, auf die Auslöschung der Steuerspannungen bezieht, besteht darin, daß die dem Anstieg und Absinken der Amplitude entsprechenden Steuerspannungen die gleiche Polarität haben und den beiden Steuerzweigen zugeführt werden und daß aus den beiden Zweigen je eine Steuerspannung umgekehrter Polarität gewonnen -und jeweils dem anderen Zweig zur Auslöschung bei zeitlichem Zusammentreffen •45 der S teuer spannungen zugeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der als Beispiele dienenden Abbildungen näher erklärt: In Abb. ι läuft das Magnettonband B zunächst an dem Kopf K₁ vorbei, der zur Gewinnung der Steuerimpulse dient, und dann erst an dem Kopf K₂, der das Aufzeichnungsorgan AO (in Abb. ι rechts) speist. Hierdurch wird in bekannter Weise bewirkt, daß der Rillenabstand beim Auftreten einer großen Amplitude bereits die erforderliche Größe erreicht hat. Die im Kopf K₁ induzierte Spannung wird zunächst im Verstärker V verstärkt. Der Ausgang dieses Verstärkers V gabelt sich in zwei Steuerkanäle. Am Eingang dieser Kanäle befinden sich zwei umgekehrt gepolte Spitzengleichrichter G₁ und G₂, die zur Gewinnung der positiven und negativen Umhüllenden der Tonfrequenzspannung dienen, wie unten in Fig. 12 erklärt werden soll. In den Filtern F₁ und F₂ wird die Tonfrequenzspannung zum Teil unterdrückt. Die Differenzierglieder D₁ und D₂ dienian zur Gewinnung von, Impulsen, die dem Anstieg bzw. Absinken der Amplitude entsprechen. Mittels der Gleichrichter G₃ und G₄ werden die Impulse mit der jeweils gewünschten Polarität unterdrückt.

In Abb. ι a ist bei α der Verlauf einer Tonfrequenzspannung während einer bestimmten Zeit dargestellt. Durch Gleichrichtung in den erwähnten Spitzengleichrichtern - G₁ und G₂ werden die beiden Umhüllenden gemäß Bild b gewonnen. Bild c zeigt die durch die Differenzierglieder D₁ und D₂ erhaltenen Impulse. Im oberen Kanal sind nur die dem Anstieg der Amplitude entsprechenden Impulse erwünscht, während im unteren Kanal nur die dem Absinken der Amplitude entsprechenden Impulse durchgelassen werden sollen. Die erwünschten Impulse sind im Bild c schraffiert. Am Ausgang der Gleichrichter G₃ und G₄ erscheinen nur die gewünschten Impulse gemäß Bild d. Die gewünschten Impulse werden einerseits den Modulatoren M₁ und M₂ und andererseits dem »Gedächtnis« (unterer Teil der Abb. 1) zugeführt. In den beiden Modulatoren M₁ und M₂ wird eine z. B. dem Wechselstromnetz. entnommene Spannung (50 Hz) mit den aus den Eingangskanälen gelieferten Impulsen moduliert, weil in diesem Beispiel als Steuermotor ein Ferrarismotor dient. Die Hauptwicklung 1 des Steuermotors ist z. B. an das Wechselstromnetz angeschlossen (kann aber auch von den Ausgangsleitungen der Verstärker V₁ und V₂ gespeist werden), während die durch die Impulse des oberen Steuerkanals modulierte Wechselspannung, die im Verstärker V₁ verstärkt wird, der Hilfswicklung 2 zugeführt wird. Der anderen Hilfswicklung 3 wird die durch die Impulse des unteren Steuerkanals modulierte Wechselspannung nach Verstärkung im Verstärker F₂ zugeführt. Der Kondensator C dient zutr Erzielung der für den Ferrairisniotor erforderlichen Phasenverschiebung.

Der Steuermotor StM treibt das Gehäuise eines Differentialgetriebes D an, von. dem das eine Zahnrad durch den Vorschubmotor VM angetrieben wird, während das andere Zahnrad mit der Spindel Sp verbunden ist, welche zum Vorschub des Aufzeichnungsorgans AO (Schneiddose) dient. Steht der Steuermotor StM still, so bewirkt der Vorschubmotor VM den normalen Vorschub der Spindel Sp₁ so daß eine gleichmäßige Spirale geschnitten wird. Die Abweichungen von dieser Spirale entsprechend der Amplitude der aufzuzeichnenden Tonspur und der Umhüllenden der vorher aufgezeichneten Tonspur werden von dem Steuermotor 5YM bewirkt. Die Steuerspannungen, die der Umhüllenden der vorher aufgezeichneten iao Tonspur entsprechen, werden dem »Gedächtnis« entnommen, welches in der unteren Hälfte der Abb. ι dargestellt ist. Bevor diese Schaltung näher beschrieben wird,' soll zunächst an Hand der Abb. 2 erläutert werden, welche Anforderungen an dieses »Gedächtnis« gestellt werden.

In Abb. 2 ist ein Teil einer Schallplatte dargestellt. Es ist hier angenommen, daß die erste Tonspur ι ohne Ton aufgezeichnet ist, also, wie man sagt, keine Modulation enthält. Die zweite Tonspur 2 sei dagegen während eines kurzen Weges moduliert. Die Tonspuren 3, 4, 5 usw. müssen deshalb dem modulierten Teil der Tonspur 2 ausweichen. Man sieht, daß die Ausweichstelle bei jeder nachfolgenden Spur langer sein muß, wenn die Tonspuren nicht ineinanderlaufen sollen. Um dies besonders deutlich zu machen, sind die Tonspuren 3 bis S mit scharfen Ecken eingezeichnet, die natürlich in Wirklichkeit abgerundet sind. Man kann sich vorstellen, daß die Ausweichstelle nach einer gewissen Zahl von Umdrehungen so groß wird, daß sie eine ganze Umdrehung einnimmt. Dies ist tatsächlich bereits nach wenigen Umdrehungen der Fall. Dann muß also die Steuerspannung verschwinden und lediglich der normale, vom Vorsehuibmotar VM bewirkte Vorschub (» Null· vorschub«) vorhanden sein.

In Abb. ι werden zur Erzielung dieser Forderungen die dem Ausgang der Gleichrichter G₃ und G₄ entnommenen Impulse den, Modulatoren.

M₃ und M₁ zugeführt, wo sie eine Trägerfrequenz von 185 Hz modulieren. Auf diese Weise wird eine Aufzeichnung auf magnetischem Wege erleichtert. Diese Trägerfrequenz ist so gewählt, daß sie einen genügend großen Abstand von der Netzfrequenz von 50 Hz hat und auch keine Harmonische der Netzfrequenz darstellt. Andererseits ist die Trägerfrequenz niedrig bemessen, damit die Köpfe nicht auf der Magnetspur zu schleifen brauchen und der Luftspalt klein gegen die Wellenlänge der aufzuzeichnenden Trägerschwingung ist. Die mit den Impulsen modulierten Trägerschwingungen werden in den Verstärkern V₃ und V_i verstärkt und den Aufnahmeköpfen. A₁ und A₂ zugeführt. Die dem Anstieg der

Amplitude entsprechenden Impulse werden auf der Magnettonplatte P₁ und die dem Absinken der Ampiditude etitsp rechenden Impulse aui der Magnettonplatte P₂ aufgezeichnet und von den Wiedergabeköpfen W₁ und W₂ abgenommen.

Die Platte P₁ dreht sich mit derselben Geschwindigkeit wie die aufzuzeichnende Schallplatte. Da ein vom Aufnahmekopf A₁ aufgezeichneter Impuls den Wiedergabekopf W₁ bereits vor Ablauf einer ganzen Umdrehung erreicht hat, ist die oben gestellte Forderung erfüllt, daß gemäß Abb. 2 die dem Anstieg entsprechende Steuerspannung früher einsetzt als die Steuerspannung für die vorhergehende Tonspur. Um die andere Bedingung zu erfüllen, müßte man die Lage von Aufnahme- und Wiedergabekopf bei der Platte P₂ vertauschen, was jedoch nicht möglich ist, weil sich zwischen diesen beiden Köpfen der Löschkopf befinden muß. Deshalb läuft die Platte P₂ mit so viel kleinerer Geschwindigkeit, daß der von dem Aufnahmekopf A₂ aufgezeichnete Impuls den Wiedergabekopf W₂ erst dann erreicht, wenn die aufzuzeichnende Schallplatte bereits etwas mehr als eine Umdrehung ausgeführt hat. Zwischen den beiden Platten P₁ und P₂ befindet sich also ein entsprechendbemessenesUntersetzungsgetriebe UG.

Die den Wiedergabeköpfen W₁ und W₂ entnommenen, mit den Impulsen modulierten Trägerschwingungen werden in den Verstärkern V₅ und V₆ verstärkt und einer Gleichrichteranordnung zugeführt, die so geschaltet ist, daß beim zeitlichen Zusammentreffen von Impulsen diese sich gegenseitig auslöschen, wie oben verlangt wurde.

Die Schaltung dieses Gleichrichters g ist in Abb. 3 dargestellt und enthält sechs Gleichrichter G₇, G₈, G₉, G₁₀, G₁₁ und G₁₂ und die zugehörigen Belastungswiderstände und Kondensatoren. Man sieht z. B., daß sich der Stromkreis des Gleichrichters G₈ über seinen Belastungswiderstand R₅, den Punkt e, den Belastungswiderstand R₆, den Gleichrichter G₁₀ und die Innenwiderstände der beiden Verstärker V₅ \d V₆ (Abb. 1) schließt. Liefert nur der obere Kanal einen Impuls in Form einer Modulation der Trägerschwingung von 185 Hz, so tritt der Impuls am Punkt e auf. Führt dagegen der untere Kanal gleichzeitig einen Impuls in Form einer Modulation der Trägerschwingung von 185 Hz, so tri t der darauf gewonnene Impuls wegen der umgekehrten Polung des Gleichrichters G₁₀ am Punkt e mit umgekehrter Polung auf und löscht den vom Gleichrichter G₈ gelieferten Impuls aus, wenn er gleiche Länge und Amplitude hat. In gleicher Weise arbeiten die beiden Gleichrichter G₇ und G₉ zusammen. Die Gleichrichter G₁₁ und G₁₂ bezwecken, daß in jedem Kanal nur Impulse positiver Richtung weitergeleitet werden.

Die vom Gleichrichter g in Abb. 1 gelieferten Impulse modulieren nun in den Modulatoren M₅ und M₆ wieder die Netzfrequenz von 50 Hz. Diese too der Umhüllenden der vorhergehenden Tonspur entsprechenden' Schwingungen werden, dann den von den Modulatoren M₁ und M₂ gelieferten Schwingungen überlagert.

Das im unteren Teil· der Abb. 1 dargestellte »Gedächtnis« würde in der beschriebenen Form nur diejenigen Impulse liefern, die dem Anstieg und dem Absinken der Amplitude der vorhergehenden Tonspur selbst entsprechen. Da aber auch die weiter zurückliegenden Tonspuren be- no rücksichtigt werden müssen, sind noch zwei Rückführungswege U₁ und U₂ vorgesehen, die bewirken, daß die den Wiedergabeköpfen W₁ und W₂ entnommenen Impulse wieder neu aufgezeichnet werden, solange dies erforderlich ist. Mit Hilfe der Löschköpfe L₁ und X₂ müssen nämlich die aufgezeichneten Impulse jeweils wieder gelöscht werden, da die Aufzeichnungsplatten P₁, P₂ mit dem »Gedächtnis« wieder nach einer Umdrehung aufnahmebereit sein müssen. Die Rückführungswege U₁ und U₂ enthalten zwei regelbare Widerstände R₃ und R₁ und die Modulatoren M₇ und M₈. Die Modulatoren M₃ und M₄ können nicht für die Rückführungswege verwendet werden, weil sich dann unerwünschte Rückkopplungen ergeben. Die Wideirsitände R₃ und i?₄ werden so eingestellt,

daß keine Selbsterregung auftritt. Die Impulse müssen vielmehr nach der neuen Aufzeichnung die gleiche Stärke haben wie vorher. Die Impulse werden dann nicht wieder aufgezeichnet, wenn sie sich auf die oben beschriebene Weise im Gleichrichter g vorher auslöschen.

Alle erwähnten Modulatoren sind zweckmäßig Gegentaktmodulatoren (z. B. unter Verwendung von Trockengleichrichtern), da sich dann auf einfache Weise unerwünschte Rückkopplungen vermeiden lassen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zur Aufzeichnung einer Tonschrift, bei der der Abstand zwischen den Mittellinien der benachbarten Tonspuren gleichzeitig durch die Amplitude der aufzuzeichnenden Tonspur und durch den auf einer Speichervorrichtung aufgezeichneten Verlauf der benachbartem, vorher aufgezeichneten, Tonspur stetig derart gesteuert wird, daß die Umhüllenden dieser Tonspuren sich dauernd eng aneinariderschmiegen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus demselben Vorabtaster erhaltene Steuerspannung in zwei Kanäle aufgezweigt wird, von denen einer die Steuerspannung während des Anstieges der Amplitude und der andere diese Spannung während des Ab-Sinkens der Amplitude zu den entsprechenden Steuerimpulsen umformt und je einer gesonderten Speichervorrichtung zuführt, und daß hierbei die der ersten Speichervorrichtung entnommene Steuerspannung etwas früher wirksam wird, als der Stelle des Anstieges der Amplitude der vorhergehenden Tonspur entspricht, während die zweite Speichervorrichtung die ihr entnommene Steuerspannung etwas später abgibt, als der Stelle des Absinkens der Amplitude der vorhergehenden Tonspur entspricht, und daß Mittel angewendet sind, die eine gegenseitige Auslöschung der beiden von den Speichervorrichtungen abgegebenen Steuerspannungen der nachfolgenden Tonspuren bewirken, wenn die zwischen dem Anstieg und dem Absinken der Amplituden liegende Ausweichstelle gerade die Länge der Tonspur einer Umdrehung erreicht hat.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtungen aus je einer Magnettonplatte od. dgl. bestehen und daß der Abstand zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf auf den beiden Speichervorrichtungen und/oder die Umlaufgeschwindigkeiten der Speichervorrichtungen so bemessen sind, daß das gewünschte frühere Einsetzen bzw. spätere Einsetzen der Steuerspannung erzielt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anstieg und Absinken der Amplitude entsprechenden Steuerspannungen die gleiche Polarität haben und den beiden Steuerzweigen zugeführt werden und daß aus diesen je eine Steuerspannung umgekehrter Polarität gewonnen und dem anderen Zweig zur Auslöschung bei zeitlichem Zusammentreffen der Steuerspannungen zugeführt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 617/260 i. 56 (609 843 3. 57)