Wie wurde in früheren Tonbandgeräten die Winkelgeschwindigkeit der Bandspule eingestellt?

Tonbandgeräte, die Magnetbandspulen verwenden, übertragen das Band beim Abspielen / Aufnehmen von einer Spule auf eine andere. Die Spule mit weniger Klebeband muss schneller gedreht werden als die andere. Hier ist so ein Kassettenrekorder / Player. Dies ist das Craig Model 212.

Zu Beginn dreht sich die Spule mit dem gesamten Klebeband langsam und die leere Spule schnell. Wenn das Band abgespielt und auf die anfangs leere Spule übertragen wird, ist die Situation umgekehrt. Um zu verhindern, dass das Band reißt und mit konstanter Geschwindigkeit abgespielt / aufgenommen wird, müssen wir die Winkelgeschwindigkeit jeder Spule in Echtzeit fein einstellen. Die Winkelgeschwindigkeit ist jeweils eine Funktion der Bandmenge auf der Spule.

Tonbandgeräte gibt es seit der Erfindung des Transistors, bevor der Mikroprozessor erfunden wurde. Welche Art von Schaltung / Elektronik wurde verwendet, um die Geschwindigkeit des Bandes zu steuern und wie?

Das System war mechanisch.

Abbildung 1. Bandkopf und Laufwerksystem. Bildquelle .

Unter der Bandkopfabdeckung auf Ihrem Foto befindet sich das Capstan-Laufwerk. Eine Andruckrolle drückt das Band auf die mit konstanter Geschwindigkeit laufende Winde. (Dies ist die kritische Konstantgeschwindigkeitsregelung, die eine genaue Tonhöhenregelung über die Länge des Bandes gewährleistet.) Die Abwickelspule wird durch eine Bremse sanft verzögert, und die Aufwickelspule wird durch eine mechanische Kupplung angetrieben. (Offensichtlich) muss die Aufwickelspulenverzahnung so eingestellt sein, dass sie schnell genug läuft, um das zugeführte Band bei minimalem Rollendurchmesser aufzunehmen. Es wird langsamer, wenn sich die Spule füllt.

Beim schnellen Vor- oder Zurückspulen variiert die Geschwindigkeit mit dem Durchmesser der angetriebenen Rolle.

Die gesamte Bandbewegung wurde von einem Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Die Winde wurde vom Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Die verschiedenen Funktionen der Spulen wurden durch Ein- und Auskuppeln von Antriebsrädern und Riemen gesteuert. Bei den Kupplungen kann es sich um alles handeln, von einfachen Filzscheiben zwischen zwei gefederten Kunststoffkupplungsscheiben bis hin zu Flüssigkeitskupplungen usw., abhängig von der Qualität der Maschine. Einige benutzten "Tänzerarme", um die Kupplung zu steuern und die Bandspannung bei variierendem Rollendurchmesser konstant zu halten.

Die Drehung der Bandspulen war nicht das, was die Bandgeschwindigkeit vor dem Aufnahme- / Wiedergabekopf regulierte. Stattdessen wurde die Bandgeschwindigkeit durch eine Welle und eine Andruckrolle gesteuert, die mit einer konstanten Geschwindigkeit arbeiteten, wobei das Band zwischen dieser Welle und der Andruckrolle lief. Dieser Mechanismus wurde als Capstan bezeichnet.

Die Rollen wurden so konstruiert, dass sie der Bewegung des Bandes folgen, die durch diese Winde reguliert wird. Die Zuführspule könnte sich gerade frei drehen, während die Aufwickelspule eine Art von angetriebenem Antrieb zum Aufwickeln des Bandes benötigte. Es gab verschiedene Methoden, um den Antrieb auf die Aufwickelspule aufzubringen, von denen viele mechanischer Natur waren.

Die Rollen waren nicht drehzahlgeregelt (während des "Spielens") - sie waren drehmomentgeregelt. Die Aufwickelspule hatte häufig eine schwache mechanische Bremse, und die Aufwickelspule wurde häufig mit einem Schlupfriemenantrieb angetrieben - schneller als erforderlich, der von der Bandrolle mit konstanter Geschwindigkeit auf Drehzahl gehalten wurde.

Bei "Pro" -Decks (der EMI TR90 und einige andere) waren die Spulen auf Wechselstrommotoren montiert, die über große Widerstände angetrieben wurden, um das Drehmoment während des Spiels zu begrenzen. Bei FF und Rewind wurden die Widerstände ausgeschaltet, um die Spulen mit einem Durchmesser von 10,5 Zoll so schnell wie möglich zu wickeln .

Kein solcher Versuch, es gab verschiedene Versuche, nur die Bandspannung in akzeptablen Grenzen zu halten. Einfache Methoden wie das Begrenzen des Drehmoments mit rutschigen Teilen und dem Widerstand im Stromkreis des Spulenmotors werden bereits von anderen erklärt.

High-End-Rekorder hatten und haben eine Bandspannungsregelung. Federbelastete Arme biegen das Band leicht. Diese Arme sind 1 und 2 im nächsten Bild (von Studer)

Die Regelschaltung gibt an die Wickelmotoren solche Spannungen ab, dass die bekannte Biegekraft die gewünschte Position der Biegearme verursacht. Die Regelklugheit kann heute in einem Computerprogramm liegen, vor modernen Mikroprozessoren waren es jedoch analoge Schaltungen.

Neben Tonbandgeräten (oder "Decks") für analoge Audiosignale verwendeten frühe Computer (um 1950-1980) konzeptionell ähnliche, aber größere und teurere Magnetbandlaufwerke für digitale Daten . Einige Beispiele finden Sie unter https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape . Beachten Sie, dass diese fast immer vertikal montiert wurden. Einige Audio-Decks waren auch vertikal, insbesondere wenn sie in Geräteträgern zusammen mit anderen verwandten elektronischen Geräten wie Verstärkern, Empfängern, Sendern, Signalprozessoren usw. montiert werden sollten.

Da Computer in jenen Tagen nach heutigen Maßstäben einen sehr kleinen Arbeitsspeicher hatten (weniger als moderne Mikroprozessoren im L1-Cache), mussten sie im Allgemeinen Magnetband-Datenblöcke separat lesen und schreiben. Dies erforderte die Fähigkeit, das Band schnell von stationär auf schnell genug zu beschleunigen, um es zu lesen oder zu schreiben, mit hoher, aber konstanter Geschwindigkeit in Bewegung zu halten und es dann ebenso schnell zum Stillstand zu bringen, ohne dass es zu Spannungen kommt, die sich dehnen (oder sogar reißen). das Band.

Einige Unterzahlgeregelte Antriebe taten dies mit gefederten mechanischem Folger oder ‚Faulenzer‘ Armen, ähnlich wie user287001 Antwort , aber die meisten verwendete sogenannte Vakuumkolonnen . Diese pumpten etwas Luft aus einem geschlossenen Kanal, so dass eine bescheidene Druckdifferenz (kein echtes Vakuum) eine U-förmige "Bandschleife" mit wenig Spannung auf voller Länge halten würde. Wenn das Band durch die Winde an den Köpfen vorbeigeführt wurde, wurde eine Schlaufe länger und bewegte sich die Säule hinunter, während die andere kürzer wurde und sich nach oben bewegte. Drucksensoren in den Säulen erfassten diese Bewegungen und schalteten die Spulenmotoren ein und aus Es musste mehr Band für die jetzt kurze Schleife und das Aufwickelband für die jetzt lange Schleife bereitgestellt werden.

Nerds in jenen Tagen (einschließlich mir) verspotteten Filme und Fernsehsendungen, in denen oft angebliche Computer und Bandlaufwerke gezeigt wurden, aber beide Walzen ununterbrochen mit der gleichen Geschwindigkeit drehten, wenn echte unabhängig und getrennt voneinander unter Kontrolle kurze Ruckler machten der Vakuumsäule oder Leerlaufsensoren.

Als die Mikrocontroller um 1980 in der Lage waren, genug Leistung zu erbringen, gab es einige "Streaming" - Laufwerke für das damals als "Standard" bezeichnete Magnetband, die kompliziertere Steueralgorithmen verwendeten, um die Spulenmotoren direkt anzutreiben, mit ausreichend langsamer Beschleunigung und Verzögerung, um das Band zu schützen viel größere Puffer, um normalerweise viele Blöcke gleichzeitig lesen und schreiben zu können. Zu diesem Zeitpunkt waren die Platten jedoch (viel) größer und billiger geworden und ersetzten das Band für die meisten Datenspeicher, und für die Sicherung und den Transport wurden viel kleinere (aber dichtere) Kassetten- und Kassettenbandformate entwickelt und ersetzten größtenteils das "Rollen" -Band.

Die vorherigen Kommentare sind im Allgemeinen korrekt. Was sie nicht explizit machen, ist, dass die Spannung des Bandes gegen die Platten- und Abspielköpfe genau gesteuert werden muss. Andernfalls treten Probleme mit dem unregelmäßigen Kontakt zwischen Band und Kopf auf, die zu Aussetzern im aufgezeichneten / wiedergegebenen Signal führen. Hierzu gibt es zwei grundlegende Konstruktionen: 1) Druckkissen (aus Filz oder einem ähnlichen Material) drücken das Band gegen die Köpfe. Preiswerte Verbrauchermaschinen verwendeten diese Methode. Oder 2) die von der Vorratsspule kommende Bandspannung wird in der Regel durch einen Vorratsspulenmotor in Kombination mit einem federbelasteten Bandführungshebel genau reguliert, um einen gleichmäßigen Kontakt von Band zu Kopf zu gewährleisten. Diese letztere Methode ist typisch für professionelle High-End-Maschinen.