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    公开号:WO1979000352A1
    申请号:PCT/DE1978/000037
    申请日:1978-12-06
    公开日:1979-06-28
    发明作者:O Klank
    申请人:Licentia Gmbh；
    IPC主号:G11B27-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Einrichtung zur Messung und Anzeige des Standes eines bandförmigen Wickelgutes
    [0002] Bei einem Magnetbandgerät kann der Bandstand durch Zählen von Impulsen ermittelt v/erden, die von einem mit dein Magnetband bewegten Teil, z.B. von den Wickeltellern abgeleitet werden. Der Zählwert kann zur Anzeige des Bandstandes verwendet werden. Da der Umfang der Bandspule sich mit der Ab- bzw. Aufwicklung des Magentbandes ändert, hat die Anzeige nicht linearen Charakter, d.h. es ergeben sich in Abhängigkeit vom Bandstand stark unterschiedliche Werte für die einem einzelnen Zählschritt zugeordneten Bandabschnitte.
    [0003] Zur Verbesserung der Linearität der Anzeige ist es bekannt (DT-AS 24 16 060.9), an beiden Wickeltellern je eine Abtasteinriebtung vorzusehen, mit diesen von beiden Wickeltellern Bandlaufimpulse abzuleiten und die Summe der Impulse einem Zähler zuzuführen. Auf diese Weise läßt sich die Anzeige zwar verbessern, jedoch reicht die Verbesserung der Linearität in manchen Fällen noch nicht aus, z.B. wenn die Anzeige in einem Längenmaß für die beförderte Bandlänge geeicht werden soll. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bezüglich der Linearität wesentlich verbessertes Verfahren zur Band standsanzeige zu schaffen, wodurch eine absolute Eichung in Metern oder Sekunden ermöglicht wird.
    [0004] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung und Schaltungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.
    [0005] Bei der Ermittlung des Bandstandes in einem Magentbandgerät durch Zählung von Impulsen, die beispielsweise von dein aufwickelnden Wickelteller abgeleitet werden, rufen die sich während des Wickelvorganges ändernden Spulendurchmesser einen über den Bandlänge nichtlinearen Verlauf dss Zählergebnisses hervor. Die Dicke und Länge des Magentbandes und die Durchmesser der Wickelkerne beeinflussen das Zählergebnis. Bei handelsüblichen Magnetbandkassetten ist die Banddicke und die Bandlänge je nach der Spieldauer der Kassette unterschiedlich.
    [0006] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die den Wickelvorgang beeinflussenden und bei der Linearisierung des Zählvorganges zu berücksichtigenden Größen durch zwei Werte wiedergegeben werden können, die leicht durch eiren Probelauf des Magnetbandgerätes erfaßt werden können:
    [0007] 1. Das Verhältnis des Durchmessers der vollen, bewickelten Spule zur Durchmesser des leeren Wickelkernes und
    [0008] 2. die gesamte Windungszahl der vollen Spule. Zur Erfassung dieser Größen werden von beiden Wickeltellern je eine Impulsreihe abgeleitet. Die erste Größe wird bei einem Probelauf aus der Anfangsstcllung des Magnetbandes heraus, in der die Aufwickelspule leer und die Abwickelspule voll ist, durch einen Frequenzvergleich der Impulsreihen ermittelt. Die zweite Größe wird durch eine Zählung der Impulse einer der Impulsreihen über die gesamte Bandlänge oder einen Teil der Bandlänge abgeleitet. Im beschriebenen AusführungsbeispieL werden die Impulse vom aufwickelnden Wickelteller gezählt.
    [0009] Unter der Annahme gleich großer Wickelkerne der Auf- und Abwickelspule kann der Bandstand mit diesen Größen nach folgender Formel ermittelt werden:
    [0010]
    [0011] Darin bedeuten : L der Bandstand, ein linear mit der transportierten Bandlänge sich ändernder Wert, der durch Anwendung eines geeigneten Faktors in einer Längeneinheit, z.B. in Metern, oder in einer Zeiteinheit, z.B. in Minuten, angezeigt werden kann.
    [0012] Do ist der Durchmesser der Wickelkerne,
    [0013] N1 die jeweilige Zahl der Windungen auf der Aufwickelspule,
    [0014] N1ges die mögliche Gesamtwindungεzahl und a das Frequenzverhältnis der von der Auf- und Abwickelspule abgeleiteten Impulsreihen am Anfang des Wickelvorganges.
    [0015] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
    [0016] Fig. 1 ein Blockschaltbild, Fig. 2 und 3 Schaltungseinheiten zur Schaltung nach Fig.1, Fig. 4 eine Schaltungsvεriante der Schaltung nach Fig. 3 . Fig. 5 ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines in der
    [0017] Schaltung nach Fig. 2 vorgesehenen Frequenzvergleichers, Fig. 6 eine Tabelle zur Schaltung nach Fig. 5 und Fig. 7 Impulsdiagramme zur Schaltung nach Fig. 5 .
    [0018] Fig. 1 zeigt einen Teil eines Magentbandkassettengerätes mit zwei Wickeltellern 1 und 2, zwischen denen ein Magnet band 3 beliebig hin und her transportiert werden kann. Dargestellt ist nur der äußere Umfang der Magentbandspulen, der sich mit dem Bandstand ändert. Im dargestellten Fall ist die linke Spule voll bewickelt und die rechte Spule leer. Durch den Transport des Magnetbandes werden Impulse erzeugt. Zu diesem Zweck sind die Wickelteller 1 und 2 oder ein anderes mit den Spulen bewegtes Teil, z. B. die Antriebswelle der Wickelteller 1 und 2, mit Markierungen 8 versehen. Zur Abtastung dieser Markierungen 8 sind Impulsaufnehmer 6 und 7 vorgesehen. Am Ausgang der Impulsaufnehmer 6 und 7 liegt bei laufendem Magnetband je eine Impulsreihe l6 bzw. 17. Bei dem dargestellten Bandstand hat die Impulsreihe l6 die niedrigste vorkommende und die Impulsreihe 17 die höchste vorkommende Frequenz, da der Umfang der Spulen im einen Fall den größten und im anderen Fall den kleinsten vorkommenden Durchmesser aufweist.
    [0019] Der Impulsaufnehmer 7 ist mit einem Zähler 12 verbunden, in dem die Impulse 17 vom Anfang des Bandes an gezählt werden. Da die Frequenz der Impulsreihe 17 sich mit der transportierten Bandlänge ändert, verhält der Zählerstand sich nicht linear zum Bandstand. Das Zählergebnis wird deshalb in einer Korrekturschaltung 13 korrigiert. Das korrigierte Zählergebnis am Ausgang der Korrekturschaltung wird in einer Anzeigeeinheit 14 angezeigt und zu einer Steuerschaltung 15 übertragen. Mit der Steuerschaltung 15 werden die Funktionen des Magentbandgerätes gesteuert, z.B. kann auch ein Suchlauf zu einem Bandstand der über eine Eingabetastatur eingegeben wird, vorgesehen sein. Bei einem solchen Suchlauf wird der eingegebene, gewünschte Bandstand mit dem ermittelten, tatsächlichen Wert verglichen. Der Transport des Magnetbandes wird so gesteuert, daß die Werte zur Übereinstimmung gebracht vrerden. Entsprechende Schaltungen sind an sich bekannt.
    [0020] In der Korrekturschaltung 13 wird eine den geometrischen Gesetzen des Wickelvorganges des Magnetbandes entsprechende mathematische Korrekturrechnung entsprechend der erwähnten Formel durchgeführt. L ist dabei das am Ausgang der Korrekturschaltung 13 vorliegende Meßergebnis, das den Bandstand angibt, und N. der den Umdrehungen des Wickeltellers 1 entsprechende Zählerstand des Zählers 12. N1ges bedeutet die Zahl der Windüngen der vollen Magnetband-Spule. Die in der Formel enthaltene. Größe a-1 wird in der Schaltung nach Fig. 1 in einem Block 10 ermittelt. Die Impulsaufnehmer 6 und 7 sind mit dem Block 10 verbunden. Durch einen Probelauf des Magnetbandes 4 aus der dargestellten Anfangsstellung heraus wird das Frequenzverhältnis der Impulsreihen 16 und 17 im Block 10 ermittelt und gespeichert und üter eine Leitung l8 der Korrekturschaltung 13 zugeführt. In einem Block 11 wird die Größe N,lges durch einen Durchlauf des Magnetbandes ermittelt, gespeichert und über eine Leitung 19 der Korrekturschaltung 13 zugeführt. Die Gesamtv.'indungszahl N1ges kann auch durch einen Lauf bis zur Mitte des Magnetbandes ermittelt werden, wobei die Frequenzgleichheit der Impulsreihen 16 und 17 als Abschaltkriterium verwendet werden kann.
    [0021] N1ges und a sind zwei die verwendete Magnetbandkassette eindeutig kennzeichnende Größen und werden deshalb nach dem Auflegen einer Kassette bzw. nach dem Einschalten des Gerätes einmal ermittelt und so lange gespeichert, wie das Gerät mit diesem Magnetband betrieben wird. Um eine -lineare Barrfetandsanzeige zu erhalten, muß also zunächst das beschriebene Verfahren durchgeführt werden, bei dem bei laufendem Magnetband die Größen N1ges und a ermittelt werden.
    [0022] In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Schaltungen der bei Fig. 1 beschriebenen Blöcke 10,11 und 12 dargestellt. Die Impulse von den Aufwickeltellern des Magnetbandgerätes werden an Eingangsklemmen 21 und 23 über Impulsformerschaltungen 22 und 24 zugeführt. Der Block 10 enthält einen vorprogrammierbaren Zähler 29. Durch einen Startimpuls am Eingang L des Zählers 29 wird eine an einem Eingang 34 des Zälilers 29 anliegende Additionskonstante -m in den Zähler aufgenommen. Über ein Tor 25 werden dem Eingang des Zählers 29 die Impulse vom Wickelteller 1 zugeführt. Das Tor 25 ist für die Zeit von m vom Wickelteller 2 kommenden Impulsen geöffnet. Zur Steuerunge des Tores 25 ist ein Zähler 27 und ein 1-BitSpeicher 28 vorgesehen. Der Zähler 27 wird durch den schon erwähnten Startimpuls in seine Ausgangsstellung gebracht und der 1-Bit-Speicher 28 in einen Zustand, bei dem am Ausgang
    des Speichers 28 der logische Zu stand "1" steht. Mit dem Ausgangssignal des 1-Bit-Speichers 28 wird das Tor 25 gesteuert. Das Tor 25 kann z. B. als Und-Gatter mit zwei Eingängen ausgebildet sein, wobei dem einen Eingang die Impulse zuzuführen sind und der andere Eingang mit dem Ausgang des 1-Bit-Speichers 28 zu verbinden ist. Beim Auftreten des Startimpulses an der Eingangsklemme 35 der Gesamtschaltung wird das Tor 25 geöffnet und nach m Impulsen vom Wickelteller 2 wieder geschlossen, da dann der Speicher 28 eine logische "1", entsprechend "0" am Ausgang
    übernimmt. Der Stand des Zählers 29 ist nach dieser Öffnungszeit m (a-1), wobei a das Frequenzverhältnis ehr vom Wickelteller 1 in Fig. 1 kommenden Impulsreihe 17 und der vom Wickelteller 2 abgeleiteten Impulsreihe 16 darstellt. Wenn der Wert m eine Dualzahl ist, der Teiler 27 also eitϊ Dual-Teiler (:m), kann dieser Wert leicht durch eine Division durch den Zahlenwert m, die einer Stellenverschiebung (Kommaverschiebung) entspricht, eliminiert werden. Der Zählerstand des Zählers 29 wird über die Leitung l8 zu der noch zu beschreibenden Korrekturschaltung 13 in Fig. 1 übertragen.
    [0023] Die Impulse vom Wickelteller 1 werden über einen Vorteiler 30 mit dem Teilungsverhältnis 1:n zu dem Eingang des Zählers 12 geleitet. Die Zahl der von dem Wickeltellern abgeleiteten Impulse ist zur Verbesserung der Genauigkeit des im Block 10 ermittelten Wertes so groß gewählt, daß nur jeder n-te Impuls im Zähler 12 gezählt zu werden braucht. Es sei angenommen, daß der Teilungsfaktor n der Zahl der Markierungen p auf den Wickeltellern entspricht. Dann gibt die Stellung des Zählers 12 gerade die Zahl der Umdrehungen N1 des Wickeltellers 1 an.
    [0024] Im Block 11 ist ein Frequenzvergleicher 31 und ein Speicher 32 enthalten. Die Zahl der Speicherstufen des Speichers 32 entspricht der Zahl der Zählerstufen des Zählers 12. Der Ausgang des Zählers 12 ist mit dem Eingang des Speichers 32 verbunden. Der Speicher 32 wird ebenso wie der Zähler 12 durch den Startimpuls an der Eingangsklemme 35 der Schaltung gelöscht. Der Zählerstand des Zählers 12 kann durch einen Ladeimpuls am Eingang L des Speichers 32 in den Speicher 32 übernommen werden. Mit dem Eingang L des Speichers 32 ist der Ausgang des Frequenzvergleichers 31 verbunden. Am Eingang des Frequenzvergleichers liegen die Frequenzen f1 und f2 der von den Wickeltellern abgeleiteten Impulsreihen. Bei Gleichheit der Frequenzen f1 und f2, die vorliegt, wenn die Durchmesser der Spulen gleich groß sind, die Bandmitte also erreicht ist, erhält der Speicher 32 am Eingang L ein Ladesignal. Durch dieses Ladesignal wird der Zählerstand des Zählers 12, der gerade die Hälfte der höchstmöglichen Gesamtwindungszahl entspricht in den Speicher 32 übernommen und
    dort gespeichert. Mit der Übernahme des Zählerstandes in den Speicher 32 sind alle für die Korrektur der Bandstand anzeige erforderlichen Größen gespeichert. Das Ladesignal am Eingang L des Speichers 32 dient deshalb zugleich als Stop-Befehl für die Steuerschaltung 15 in Fig. 1. Es kan an der Ausgangsklemme 36 abgenommen werden. Der Startirop am Eingang 35 der Schaltung wird nur einmal erzeugt, wen eine neue Kassette aufgelegt oder das Gerät eingeschaltet wird. Der Startimpuls kann z.B. durch das Einlegen der Kassette ausgelöst werden.
    [0025] Nachdem der Probelauf des Magentbandgerätes abgeschlosse ist, kann der Zähler 12 beliebig in Aufwärts- oder Abwärt richtung je nach Laufrichtung des Magnetbandes betrieben werden. Beim Rücklauf erhält der Zähler 12 an einem Eingang Abw. (Abwärts) über eine Eingangsklemme 33 von der in Fig. 1 mit 15 bezeichneten Steuerschaltung eine Gegenrichtungsinformation, durch die die Zählrichtung des Zählers 12 umgeschaltet wird. Wenn die Bandstandsanzeige zu einem bestimmten Zeitpunkt auf Null zurückgesetzt werden soll z.B. am Bandanfang, nachdem der Probelauf abgeschlossen ist, so dürfen die Zähler 12 und 48, nicht jedoch der Zähler 29 und der Speicher 32 zurückgesetzt werden. Sonst würden die gespeicherten Werte verlorengehen. Das Zurücksetzen kann über zusätzliche Rücksetzeingänge der Zähler 12 und 48 durch ein von dem Startimpuls unterschiedliches Signal erfolgen.
    [0026] Die in Fig. 2 am rechten Rand wiedergegebenen Signale werden zu der in Fig. 3 dargestellten Korrekturschaltung (13 in Fig. 1) übertragen.
    [0027] Die Korrekturschaltung enthält eine Schaltung 37 zur Quadrierung der Zählimpulse am Eingang des Zählers 12 in Fig. 2, außerdem eine Dividierschaltung 43 zur Division durch den Wert N1ges, einen Multiplizierer 44 zur
    [0028] Multiplikation mit dem Wert a-1 und einen Addierer 45 zur Addition des Ergebnisses mit dem Wert N1.
    [0029] Die Quadrierschaltung 37 enthält einen 1-Bit-Speicher 40, einen Zähler 38, einen Vergleicher 39 und ein Tor 41. Dem Zähler 38 und dem Eingang des Tores 4l ist von einem nicht dargestellten Oszillator über eine Eingangsklemme 42 ein Signal mit einer konstanten, relativ hohen Frequenz von beispielsweise 1 MHz zugeführt. Der Ausgang
    des 1Bit-Speichers 40 ist mit dem Reset-Eingang R des Zählers 38 verbunden. Der Ausgang des Zählers 38 ist mit einem Eingang Z1 des Verglei chers 39 und der Ausgang des Zählers 12 in Fig. 2 mit dem anderen Eingang Z2 des Vergleichers 39 verbunden. Die Zählimpulse sind dem Ladeeingang L des Speichers 40 zugeführt. Der Ausgang des Vergleichers 39 ist mit dem Reset-Eingang R des Speichers 40 verbunden. Beim Auftreten eines Zählimpulses wird der logische Zustand "1" in den Speicher 4θ übernommen, so daß an dessen Ausgang
    das logische Signal "0" steht. Damit ist wegen cer Verbindung des Ausganges
    zum Reset-Eingang R des Zählers 38 der Zähler 38 zählbereit geschaltet. Zugleich ist durch eine Verbindung vom Ausgang
    des Speichers 40 zum Tor 41 das Tor 41 geöffnet, so daß die erwähnten Impulse konstanter Frequenz von dem Tor 41 durchgelassen werden.
    [0030] Bei Gleichheit des Zählerstandes des Zählers 38 mit dem Zählerstand N1 des Zählers 12 in Fig. 2 erhält der ResetEingang R des Speichers 40 vom Vergleicher 39 ein ResetSignal. Dadurch wird der Zähler 38 zurückgesetzt und das Tor 41 geschlossen. Durch den nächsten Zählimpuls am Eingang L des Speichers 40 beginnt der beschriebene Vorgang von Neuem.
    [0031] Mit der Erhöhung des Zählerstandes N1 des Zählers 12 nimmt die Zahl der von dem Tor 4l bei jeweils einem Zählimpuls durchgelassenen Impulse konstanter Frequenz zu. Am Ausgang des Tores 41 erscheinen Impulspaktet, deren Impulszahl linear mit dem Wert N1 zunimmt. Die Impulse werden in einem Zähler 48 im Block 43 gezählt (addiert). Das Zählergebnis ist entsprechend der Summenformel einer arithmetischen Reihe:
    [0032] Da der quadratische Anteil überwiegt, kann der
    [0033] Anteil vernachlässigt werden.
    Vor den Zähler 48 ist ein programmierbarer Teiler 47 ge schaltet, dessen Programmiereingang mit dein Ausgang des Speichers 32 in Fig. 2 verbunden ist. Je nach Aufbau des verwendeten programmierbaren Teilers 47 kann noch eine Schaltung 46 zur Komplementbildung des im Speicher 32 enthaltenen Wertes zwischengeschaltet sein. Das Teilungsverhältnis des programmierbaren Teilers 47 ist bestimmt durch den Wert Auf diese Weise wird die Impulszahl
    dividiert, so daß der Zählerstand des Zählers 48 den Wert angibt.
    Der Ausgang des Zählers 48 ist mit einem Eingang des Multiplizierers 44 verbunden. Der andere Eingang ist über die Leitung 18 mit dem Ausgang des Zählers 29 in Fig. 2 verbunden. Der Ausgang des Multiplizierers 44 ist mit einem Eingang des Addierers 45 verbunden. Der andere Eingang des Addierers 45 liegt am Ausgang des Zählers 12 in Fig. 2. Am Ausgang des Addierers 45 erscheint ein Wert, der sich linear mit der transportierten Bandlänge ändert und zur Eandstaidsanzeige und- Steuerung entsprechend Fig. 1 herangezogen wird.
    [0034] Der Zähler 48 im Block 43 wird entsprechend dem Zähler 12 in Fig. 2 durch den schon erwähnten Startimpuls in seine Ausgangsstellung überführt und kann durch die schon erwähnte Gegenrichtungsinformation in siner Zählrichtung umgeschaltet werden. Bei den in Fig. 2 und 3 verwendeten Schaltungsblöcken handelt es sich um an sich bekannte und übliche Bauelemente der Digitaltechnik. Für den Multiplizierer 44 können z.B. bekannte integrierte Schaltungen SN 74284 von Texas Instruments und für den Addierer 45 die integrierte Schaltung SN 74283 desselben Herstellers jeweils in Kaskadenanordnungen verwendet werden. Die beschriebene Schaltung stellt ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. In vielen Einzelheiten kann die Schaltung abgewandelt werden ohne daß dabei das Verfahren zur Bandstandscrmittlung geändert wird. Zum Beispiel kann der Multiplizierer 44 in Fig. 3 durch einen programmierbaren Teiler ersetzt vrerden, der vor dem Zähler 48 anzuordnen ist. Anstelle der Größe (a-1) müßte dem programmierbaren Teiler der Kehrwer als steuernde Größe zugeführt werden, der durch Ver
    tauschen der beiden Eingangsinformationen von Schaltung
    [0035] 10 gewonnen werden kann.
    [0036] Bei der Schaltung nach Fig. 2 und 3 muß das Magnetband, nachdem der Probelauf zur Ermittlung der Größen a und N1ges beendet ist, zunächst in die Anfangsstellung zurückgeführ werden. Dort wird dann bei normalem Spielbetrieb des Magnetbandgerätes eine neue Zählung mit einer durch die gespeicherten Größen gesteuerten Korrektur begonnen. Der Normalbetrieb kann nicht aus der Stellung heraus, in der der Probelauf beendet wird, begonnen werden, weil die
    [0037] Zählung im Zähler 48 (Fig. 3) von der Größe N1ges abhängt
    [0038] Diese Größe liegt während des Probelaufes noch nicht vor.
    [0039] Fig. 4 zeigt eine Schaltung, die gegenüber der Schaltung nach Fig. 3 so abgewandelt ist, daß nach dem Probelauf un- mittelbar der Normalbetrieb aufgenommen werden kann. Die der Schaltung in Fig. 3 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die von dem Tor 41 im Quadrierer 37 durchgelass-enen Impulse werden zunächst im Zähler 48 gezählt und erst anschließend in einer Dividier stufe 49 durch den Wert geteilt. Damit ist der Inhalt des Zählers 48 nich
    t von den durch den Probelauf ermittelten Werten abhängig, so daß die Korrektur nach Beendigung des Probelaufes noch durchgeführt werden kann. In den übrigen Teilen entspricht die Schaltung der in Fig. 3 dargestellten Schaltung. Für den Dividierer 49 kann eine Zusammensetzung von bekannten integrierten Schaltungen gemäß "TTL Kochbuch", Texas Instruments, 1973, S. 235 verwendet werden.
    [0040] Der Dividierer 49, der Multiplizierer 44 und der Addierer 45 in Fig. 4 können zu einem Rechenwerk vereinigt werden. Ebenso die Blöcke 44 und 45 in Fig. 3. Auch der Quadrierer 37 könnte mit in das Rechenwerk eingeschlossen werden. Bei der Schaltung nach Fig. 4 kann der Probelauf auch in der Bandmitte begonnen werden. Das Magnetband wird dabei zunächst in diese Stellung gebracht, wobei vom Vergleicher 31 der Stopbefehl entnommen wird. Durch einen Probelauf bis an den Anfang oder das Ende des Magnetbandes wird dann der Wert bestimmt und anschließend am Ende bzw. am Anfang de
    s Magnetbandes der Wert a.
    [0041] Das anhand der Figuren 1 bis 4 erläuterte Verfahren verbessert die Linearität der Bandstandsanzeige wesentlich. Der Bandstand kann direkt in Meter (Bandlänge) oder in Minuten (die der Bandlänge entsprechende Spieldauer) angezeigt werden. Im letzteren Fall besteht der Vorteil, daß die Dauer eines aufgenommenen Stückes direkt von der Angabe des Anfanges und des Endes dieses Stückes abgelesen werden kann.
    [0042] Die beschriebene Schaltung zur Durchführung des Verfahrens wird mit Vorteil als integrierte Schaltung hergestellt.
    [0043] Der Frequenzvergleicher 31 in Fig. 2 muß zum Vergleich tiefer Frequenzen geeignet sein. Es wird deshalb mit Vorteil ein Vergleich über mehrere Periodendauern der beiden zu vergleichenden Impulsreihen durchgeführt. Fig. 5 zeigt eine dafür geeignete Schaltung, die im folgenden beschrieben wird. Über Eingangsklemmen 61 und 62 werden die von den Wickeltellern abgeleiteten Impulsreihen (16 und 17 in Fig. 1) mit den Frequenzen f1 und f2 zugeführt. Die Impulse mit der Frequenz f1sind dem Eingang eines BCD-Teilers 50 und die Impulse mit der Frequenz f2 dem Eingang eines gleichartigen Teilers 52 zugeführt. Die vier Ausgänge des BCD-Tealers sind mit A,B,C und D bezeichnet. Am Ausgang D der Teiler 50 und 52 erscheint während der Stellungen Null bis Sieben der Teiler 50 und 52 das logische Signal "0". Vom Ausgang D des Teilers 50 ist über einen Inverter 59 ein Tor 53 angesteuert und entsprechend vom Teiler 52 über einen Inverter 6θ ein Tor 55. Die Tore 53 und 55 änd z.B. als UND-Gatter mit zwei Eingängen ausgebildet. Der Ausgang des Inverters 59 und 60 ist jeweils mit dem Steuereingang des Tores verbunden. Dem anderen Eingang des Tores 53 bzw. 55 ist jeweils ein an einer Eingangsklemme 64 liegendes Impuls-Signal mit einer konstanten Frequenz f3 zugeführt. Der Ausgang des Tores 53 ist mit dem Zähleingang eines Zählers 54 und der Ausgang des Tores 55 mit dem Zähleingang eines Zählers 56 verbunden.
    [0044] Die Ausgänge der Zähler 54 und 56 sind mit den Vergleichseingärigen eines Vergleichers 57 verbunden. Am Ausgang des Vergleichers 57 erscheint das logische Signal "1", wenn die Zählerstände der Zähler 54 und 56 gleich sind. Ausgenommen sind jedoch die Zählerstände Null. Ein solcher Vergleicher 57 kann aus logischen Gattern leicht aufgebaut werden. Der Ausgang des Vergleichers 57 und die Ausgänge D der Teiler 50 und 52 sind mittels eines UND-Gatters 58 verknüpft. Der Ausgang des UND-Gatters 58 ist mit einer Ausgangsklemme 63 verbunden, die den Ausgang des Frequenzvergleichers 31 bildet. Mit den Ausgängen A, B,C und D des Teilers 50 ist ein Gatter 51 derart verbunden, daß am Ausgang des Gatters 51 das logische Signal "1" abgegeben wird, wenn der Zählerstand des Teilers 50 Neun wird. Durch eine gestrichelt dargestellte Verbindung des Gatters 51 mit dem Eingang des Teilers 50 wird erreicht, daß der logische Zustand am Ausgang des Gatters unmittelbar mit dem Erreichen des Zählerstandes Neun und nur für die Dauer des neunten Impulses erhalten wird. Der entstehende Impuls am Ausgang des Gatters 51 wird im folgenden mit "Rücksetzimpuls" bezeichnet. Das Gatter 51 kann z.B. als UND-Gatter mit drei Eingängen ausgebildet werden, von dem ein Eingang mit dem Ausgang A,ein anderer mit dem Ausgang D und der dritte Eingang mit dem Eingang des Teilers 50 zu verbinden ist. Der Ausgang des Gatters 51 ist mit einem Setzeingang des Teilers 52, mit dem der Teiler 52 in die Stellung Neun überführt werden kann, und außerdem mit Rücksetzeingängen R der Zähler 54 und 56 verbunden.
    [0045] Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß die Ausgangsstellung der Teiler 50 und 52 Neun ist. In den Teiler 50 werden über die Eingangsklemme 61 vom Wickelteller 1 (siehe Fig. 1 und 3) Impulse eingezählt. Das Tor 53 ist zunächst geöffnet, so daß die Impulse konstanter Frequenz f3 in den Zähler 54 eingezählt werden. Mit dem neunten Zählimpuls des Teilers 50 wird das Tor 53 geschlossen. Die Stellung des Zählers 54 nach dem Schließen des Tores 53 ist ein Maß für die Dauer von 8 Perioden der Frequenz f1. Entsprechend werden in den Teiler 52 neun Impulse vom Wickelteller 2 über die Eingangsklemme 62 eingezählt. Das Tor 55 ist wiederum während der Dauer von acht Zählimpulsen des Teilers 53 geöffnet. Der nach dieser Dauer erreichte Zählerstand des Zählers 56 ist ein Maß für die Dauer von acht Perioden der vom Wickelteller 2 abgeleiteten Impulse mit der Frequenz f2. Bei Gleichheit der Zählerstände der Zähler 54 und 56 nach einer Zählperiode stimmen die Frequenzen f1 und f2 überein. An der Ausgangs klemme 63 erscheint in diesem Fall das logische Signal "1", weil alle Eingänge des UND-Gatters 58 auf logisch "1" stehen.
    [0046] Die Frequenz f3 beträgt z.B. 100 KHz. Die Höhe der Freque bestimmt die Genauigkeit des Frequenzvergleichers. Beim Erreichen der Stellung Neun des Teilers 50 wird der Teile 52 durch den schon erwähnten Rücksetzimpuls in seine Ausgangsstellung Neun gesetzt. Gleichzeitig werden die Zähle 54 und 56 zurückgesetzt. Der beschriebene Zählvorgang beginnt von Neuem. Er wird fortlaufend periodisch wiederhol
    [0047] In Fig. 6 ist eine Tabelle dargestellt, die die logischen Signale an den Eingängen und am Ausgang des UND-Gatters 58 bei den verschiedenen Beziehungen der Frequenzen f1 und f2 zueinander wiedergibt. Nur im Falle der Frequenzgleichheit sind alle Eingänge des UND-Gatters 58 im logischen Zustand "1". Die eingeklammerten Signale gelten für ein in Fig. 7 dargestelltes Beispiel. Sie können jedoch unter bestimmten Bedingungen auch den entgegengesetz ten logischen Zustand annehmen. In Fig. 7 ist ein Inipulsdiagramm zu der Schaltung nach Fig. 5 dargestellt. In den ersten beiden Reihen sind die Impulsreihen mit der Frequenz f1 und f2 gezeigt. Darunter sind die Zählperioden des Zählers 54, die von der Stellung Null bis zur Stellung Acht des Teilers 50 reichen, wiedergegeben. Mit dem neunten Impuls der Impulsreihe f1, entstehen die in der vierten Reihe dargestellten Rücksetzimpulse, durch die der Teiler 52 und die Zähler 54 und 56 zurückgesetzt werden. Wie in den beiden nächsten Reihen zu erkennen ist, ist die Zählzeit des Zählers 56 für beide möglichen Fälle der Frequenzgleichheit größer als die Zählperiode des Zählers 54. Im Falle der Frequenzgleichheit in der untersten Zeile der Fig. 7 entspricht die Zählperiode des Zählers 56 gerade der des Zählers 54. Das bedeutet, daß von den Zählern 54 und 56 gleich viele Impulse der Frequenz f3 gezählt werden und am Vergleicher 57 das logische Signal "1" auftritt.
    [0048] Der Zählumfang der Teiler 50 und 52 wird mit Vorteil der Zahl der Markierungen oder eines ganzzahligen Vielfachen der Zahl der Markierungen entsprechend gewählt, so daß der Anfang und das Ende der Zählperioden der Zähler 54 und 56 jeweils durch die gleiche Markierung bestimmt wird. Dadurch werden Toleranzen des Abstandes zwischen den Markierungen ausgeglichen.
    [0049] Um den Zählumfang der Zähler 54 und 56 zu reduzieren, ist es möglich die Tore 53 und 55 während einiger Zwischenzustände des Teilers 50 zu sperren, z.B. vom Zustand Zwei bis zum Zustand Sechs. Es werden dann nur die Unterschiede am Anfang und am Ende der Zählperioden erfaßt. Der für den Vergleich unwesentliche Teil wird ausgeblendet. Die anhand von Fig. 5 beschriebene Schaltung stellt ein spezielles Beispiel dar. In den Einzelheiten kann die Schaltung den durch den Anmeldungsfall vorgegebenen Anforderungen angepaßt werden, Z.B. kann der Zählumfang der Teiler 50 und 52 und der Zähler 54 und 56 anders gewählt werden. Auch der periodische Ablauf der Funktion kann, z.B. durch eine andere Beschaltung des Gatters 51, verändert werden.
    [0050] Das beschriebene Verfahren kann auch für ein anderes bandförmiges Wickelgut, z.B. Filmmaterifal, das zwischen zwei Spulen transportierbar ist, angewendet werden.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren und Einrichtung zur Messung und Anzeige des Standes eines zwischen zwei Spulen transportierbaren bandförmigen Wickelgutes, insbesondere eines Magnetbandes, durch Zählung von Impulsen, die von den Umdrehungen der Spulen abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Probelauf das Frequenzverhältnis (a) der abgeleiteten Impulse in der Anfangssteilung in der eine der Spulen (1) im wesentlichen leer ist, und die höchstmögliche Gesamtwindungszahl (N1ges) ermittelt werden, daß die ermittelten Werte gespeichert (Zähler 29, Speicher 32) werden, daß von den Umdrehungen einer der Spulen abgeleitete Impulse vom Anfang des Magnetbandes an gezählt (Zähler 12) werden und daß entsprechend den geometrischen Gesetzen des Umspulvorganges mit den gespeicherten Werten eine Linearisierung des an sich nichtlinearen Zählergebnissen gesteuert wird.
    2. Verfahren bzw. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall gleich großer Durchmesser der unbewickelten Spulenkerne die Gesamtwindungszahl durch einen Probelauf bis zur Mitte des Magnetbandes ermittelt wird, wobei die Frequenzgleichheit der von der Bewegung der beiden Spulen abgeleiteten Impulse als Abschaltkriterium für den Probelauf verwendet wird.
    3. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Ermittlung des Frequenzverhältnisses und der Gesamtwindungszahl oder eines dieser Größen beinhaltenden Wertes und eine zur Durchführung der folgenden mathema tischen Funktion geeignete Rechenschaltung vorgesehen sind:
    darin bedeuten L das angezeigte Meßergebnis, z.B. in
    Meter oder Minuten, a der ermittelte und gespeicherte
    Wert für das Verhältnis der Frequenzen, N1 die Zahl der aufgelaxifenen Impulse, N1ges der für die Gesamtwindungszahl ermittelte Wert und k ein konstanter Eich faktor.
    4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Wertes a-1 eine Schaltung aus einem voreinstellbaren ersten Zähler (29), einem steuerbare Tor (25) und einem zweiten Zähler (27) vorgesehen ist, daß dem Zähleingang des voreinstellbaren ersten Zähler (29) über das Tor (25) die von der Bewegung einer der Spulen (1) abgeleiteten Impulse zuführbar sind, daß dem Zähleingang des zweiten Zählers (27) die von der Bewegung der anderen Spule (2) abgeleiteten Impulse zu geführt sind, daß der Steuereingang des Tores (25) mit einem Ausgang des zweiten Zählers (27) so verbunden is daß das Tor (25) von der Stellung O bis zu einer Stell m des zweiten Zählers (27) geöffnet ist, daß der erste Zähler auf den Wert m voreinstellbar ist und daß der erste und zweite Zähler durch einen Startimpuls voreinstellbar bzw. rücksetzbar sind.
    5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Gesamtwindungszahl eine Schaltung aus einem dritten Zähler (12), einem Speicher (32) mit einer der Zahl der Zählerstufen des dritten Zählers entsprechenden Zahl von Speicherstufen und einem Frequenzvergleicher (31) vorgesehen ist, daß dem Zähleingang des dritten Zählers (12) die von der einen Spule abgeleiteten Impulse zugeführt sind, daß die Ausgänge der Zählerstufen des dritten Zählers (12) mit den Eingängen des Speichers (32) verbunden sind, daß die von der Bewegung der Spulen abgeleiteten Impulsreihen je einem Vergleichseingang des Frequenzvergleichers (31) zugeführt sind, daß ein bei Glei chheit der Frequenzen der Impulsreihen ein Steuersignal führender Ausgang des Frequenzvergleichers (31) mit einem die Speicherung auslösenden Eingang (L) des Speichers (32) verbunden ist und daß der Speicher (32) und der dritte Zähler (12) durch einen Startimpuls löschbar bzw. rücksetzbatr sind.
    6. Schaltung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quadrierschaltung zur Quadrierung der Impulszahl der von einem der Wickelteller abgeleiteten Zählimpulse vorgesehen ist mit einem vierten Zähler (38), einem Tor (41), einem Vergleicher (39) und einem 1-BitSpeicher (40), daß dem Zähleingang des vierten Zählers
    (38) und dem Eingang des Tores (41) ein Impuls-Signal mit einer konstanten Frequenz zugeführt sind, daß die Ausgänge des vierten Zählers (38) mit dem einen Eingang (Z1) des Vergleichers (39) und die Ausgänge des dritten Zählers mit einem Eingang (Z2) des Vergleichers
    (39) verbunden sind, daß der Ausgang des 1-Bit-Speichers (40) mit einem Rücksetz-Eingang (R) des vierten Zählers (38) und mit dem Steuereingang des Tores (41) verbunden ist, daß der Ausgang des Vergleichers (39) mit einem solchen Steueπingang (R) des 1-Bit-Speichers (4θ) verbunden ist, daß bei einem Gleichheitssignal am Aus gang des Vergleichers (39) der vierte Zähler (38) durch das logische Ausgangssignal des 1-Bit-Speichers (40) zu- rückgesetzt und das Tor (41) geschlossen wird, und daß die Zählimpulse, deren Impulszahl zu quadrieren ist, an einen den entgegengesetzten logischen Zustand des 1- Bit-Speichers (40) bewirkenden Eingang gelegt ist und daß der Ausgang des Tores (4l) den Ausgang der Quadrier- schaltung bildet.
    7. Schaltung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Tores (41) über einen programmierbaren Teiler (47) mit dem Zähleingang eines fünften Zählers (48) verbunden ist und daß der Program miereingang des programmierbaren Teilers (47) mit dem Ausgang des Speichers (32) verbunden ist.
    8. Schaltung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Tores (41) mit dem Zähleingang eines fünften Zählers (48) verbunden ist, daß dar Ausgang des fünften Zählers (48) mit dem DividentEingang eims Dividierers (49) verbunden ist und daß der Divisor-Eingang des Dividierers (49) mit dem Ausgang des Speichers (32) verbunden ist.
    9. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des fünften Zählers (48) bzw. des Dividierers (49) mit dem einen Eingang eines Multlplizierers (44) verbunden ist, daß der andere Eingang des Multiplizierers (44) mit dem Ausgang des ersten Zählers (29) verbunden ist, daß der Ausgang des Multiplizierers mit einem Eingang eines Addierers (45) verbunden ist, daß der andere Eingang des Addierers (45) mit dem Aus gang des dritten Zählers (12) verbunden ist und daß das Signal am Ausgang des Addierers (45) zur Bandstands anzeige dient.
    10. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte und fünfte Zähler (12,48) mit der Laufrichtung de s Magnetbandes in ihrer Zählrichtung umschaltbar sind.
    11. Schaltung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: a) Der Vergleicher besteht aus zwei zueinander parallelen Schaltungszweigen, die je einen Teiler (50,52), ein Tor (53,55) und einen Zähler (54,56) enthalten. b) Den Zählern (54,56) sind jeweils über das zugeordnete Tor (53,55) Impulse konstanter Frequenz (f3) zuführbar. c) Den Eingängen der Teiler (50,52) sind je eine der von der Bewegung der Spulen abgeleiteten Impulsreihen zugeführt. d) Steuereingänge der Tore (53,55) sind jeweils mit wenigstens einem Ausgang (D) des zugeordneten Teiler (50,52) derart verbunden, daß die Tore (53,55) während periodisch wiederkehrender Zählperioden, die/feich über mehrere Periodendauern der Impulse der Impulsreihen erstrecken, geöffnet sind. e) Es ist ein Vergleicher (57) vorgesehen, dessen Vergleichseingängc mit den Ausgängen der Zähler (54,56) verbunden sind. f) Es ist eine Verknüpfungsschaltung (58) vorgesehen, in der ein Signal, das außerhalb der Zählperioden auftritt, mit dem Ausgangssignal des Vergleichers (57) verknüpft ist. Von dem Ausgang (A,D) eines der Teiler (50) ist ein Signal abgeleitet, mit dem der andere Teiler (52) zu definierten Zeitpunkten außerhalb der Zählperioden des einen Teilers (50) in den gleichen oder annähernd gleichen Ausgangszustand (Neun) wie der eine Teiler (50) setzbar ist und mit dem die Zähler (54,56) in ihren Ausgangszustand rücksetzbar sind.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1979-06-28| AK| Designated states|Designated state(s): GB JP SE US |
    1979-06-28| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): FR |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE19772754368|DE2754368C2|1977-12-07|1977-12-07||
    DE2754368||1977-12-07||JP50012578A| JPS6228507B2|1977-12-07|1978-12-06||
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