DE2641816A1

DE2641816A1 - Anordnung zur aufzeichnung und/oder wiedergabe breitbandiger videosignale

Info

Publication number: DE2641816A1
Application number: DE19762641816
Authority: DE
Inventors: Michael Obremski
Original assignee: Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Current assignee: Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE2641816C3; DE2641816B2; AT350646B; ATA331477A; US4156256A; GB1557106A

Description

GRUNDIG E.M.V. 15. September 1976

ELEKTRO-MECHÄNISCRE VER- R3Q/hz - Reg. 1712

SÜCHSANSTALT MAX GRUNBIG
KÜRGÄRTENSTR. 37 „ B51Q EÜRTH

ANORDNUNG ZUR AUFZEICHNUNG UND/ODER WIEDERGABE BREITBANDIGER VIDEOSIGNALE

Wegen der begrenzten Frequenzbandbreite einfacher Video-Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte für den Heimgebrauch kann ein vollständiges FBAS-Signal nur mit gewissen Qualitätsverlusten und nach einer erheblichen Umformung des ursprünglichen Videosignals aufgezeichnet werden. Beispielsweise werden bei dem weitverbreiteten VCR-Verfahren Helligkeits- und Farbsignal voneinander getrennt: Mit dem auf etwa 2,7 MHz begrenzten Helligkeitssignal wird ein bei etwa 4 MHz liegender Träger frequenzmoduliert, während das Farbsignal aus seiner ursprünglichen Frequenzlage in eine neue Frequenzlage umgesetzt wird, die tiefer liegt als die untere Eckfrequenz des unteren Seitenbandes des frequenzmodulierten Helligkeitssignals. Anschließend werden frequenzmoduliertes Helligkeitssignal und frequenzumgesetztes Farbsignal addiert und aufgezeichnet.

Von demselben Prinzip macht das sogenannte Betamax-Verfahren Gebrauch, das ebenfalls speziell für den Heimgebrauch entwickelt worden ist. Damit haften aber beiden Verfahren gemeinsam folgende Nachteile an: Es ist umständlich und enthält eine Reihe von Fehlermöglichkeiten, wenn Helligkeits- und Farbsignal getrennt, auf unterschiedliche Weise aufbereitet und dann wieder zusammengefügt werden müssen; die Bandbreite des Helligkeitssignals muß eingeengt werden; ein Teil der letztlich auf Band aufgezeichneten Information steckt in der Amplitude, so daß damit der eigentliche Vorteil einer Frequenzmodulation wieder weitgehend entfällt und die Spurbreite einen gewissen Mindestwert nicht unterschreiten kann; die Färbinformation wird mit relativ großen Wellenlängen aufgezeichnet, so daß die Gefahr des Übersprechens zwischen benachbarten Spuren gerade dort besteht, wo es am auffälligsten ist. Dieser letzte Fehler wird beim VCR-Verfahren durch unbeschrittete Schutzstreifen zwischen den Spuren, also durch höheren Bandbedarf vermieden. Beim Betamax-Verfahren entfällt zwar der Schutzstreifen zwischen Nachbarspuren, dafür werden Nachbarspuren mit unterschiedlichem Azimut geschrieben und abgetastet, und, was wesentlicher ist, die Farbinformation wird von Zeile zu Zeile umgepoltj dies bedeu-

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tet nicht nur einen zusätzlichen Elektronik-Aufwand, sondern zwingt auch zu radikal unterschiedlichen Auslegungen der gesamten Elektronik, je nach dem ob das Gerät für NTSC, PAL oder SECAM bestimmt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Anordnung für breitbandige Videosignale auf bzw. von einem magnetisierbaren Träger anzugeben, die die obigen Fehler vermeidet, die also insbesondere das volle Video-Frequenzband auch mit kleinen billigen Geräten aufzuzeichnen gestattet, und zwar ohne zusätzlichen Bandverbrauch und bei voller Ausnutzung der Vorteile einer Frequenzmodulation. Außerdem soll das spezielle Farbübertragungsverfahren für die Art der Aufzeichnung keine Rolle spielen, so daß ein und dasselbe Gerät bis auf die Netzfrequenz und die damit meistens gekoppelte Bildfrequenz brauchbar ist. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Obwohl die einzelnen Merkmale in Kennzeichen von Anspruch 1, jedes für sich genommen, bekannt sind, ist ihre erfindungsgemäße Kombination neu und hat ein überraschendes Ergebnis zur Folge. Beispiels-

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weise ist die frequenzmäßige Umsetzung eines Teils des FBAS-Signals aus dem bereits erwähnten VCR- oder Betamax-Verfahren bekannt; andererseits ist es aus der US-PS 3.234.323 bekannt, Helligkeit und Farbe jeweils für sich einem Träger in der Frequenz aufzumodulieren und in parallelen Spuren aufzuzeichnen; und aus der DT-OS 1.935.109 istjfes bekannt, nebeneinanderliegende Spuren ohne Zwischenraum, aber mit unterschiedlichem Azimut zu schreiben. Dagegen erlaubt es keine der bekanntgewordenen Anordnungen, ohne zusätzlichen Bandverbrauch und bei voller Ausnutzung der Vorteile einer Frequenzmodulation das volle FBAS-Frequenzband ohne Qualitätseinbuße mit kleinen billigen Geräten aufzuzeichnen, und zwar unabhängig von dem gerade vorliegenden Farbübertragungsverfahren.

Ein Beispiel mag dies verdeutlichen: Beim VCR-Verfahren beträgt der Spurmittenabstand 187 μβ, die Breite der Spur selbst 130 με, der Frequenzmodulationshub geht von 3,1 MHz bis 4,5 MHz, und als Ergebnis können Videosignale bis 2,7 MHz mit 10 dB Abfall aufgezeichnet werden. Wird nun nach der Erfindung der Spurmittenabstand in zwei parallele und ohne Zwischenraum nebeneinanderliegende Spuren von je 93,5 μβ Spurbreite aufgeteilt und wird entsprechend Fig. 1 von dem an der Klemme 1 zugeführten FBAS-Signal über einen Tiefpaß 2 ein unterer Bsceich bis 2,7 MHz

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abgetrennt, so kann dieser in einem Modulator 3 genauso frequenzmoduliert und nach entsprechender Verstärkung in einem Verstärker 4 von einem Magnetkopf 5 aufgezeichnet werden,, wie in einem normalen VCR-Gerät. Gleichzeitig werden in einer Abtrennstufe 6 die Zeilensynchronimpulse separiert und wird über einen Hochpaß 7 ein oberer Frequenzbereich des FBAS-Signals von 2,7 MHz bis 5,5 MHz zur Verfügung gestellt. Die Frequenz der Ausgangsspannung eines steuerbaren Oszillators 8 mit einer freilaufenden Frequenz von etwa 2,6 MHz wird in einem Teiler 9 durch beispielsweise 166 geteilt und in einem Phasenvergleicher 10 mit den in 6 abgetrennten Zeilensynchronimpulsen verglichen; das dabei entstehende Differenzsignal synchronisiert den Oszillator 8 auf die Synchronimpulse. Die Mischung der Ausgangsspannungen des Oszillators 8 und des Hochpasses 7 in einer Mischstufe 11 und die angrenzende Beschneidung durch einen Tiefpaß 12, dessen Grenzfrequenz etwas höher liegen kann als die von 2, bewirkt eine Umsetzung der oberen Videofrequenzen in den gleichen Frequenzbereich, wie er hinter dem Tiefpaß 2 vorhanden ist; die den Frequenzmodulatoren 3 und 13 zugeführten Signale können also völlig analog behandelt werden, insbesondere bezüglich einer eventuellen Preemphasis und der Modulation selbst; letzteres ist durch einen gemeinsamen Trägerwellen-

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oszillator 16 angedeutet. Das in 13 frequenzmodulierte Signal wird über einen Verstärker 14 einem weiteren Magnetkopf 15 zugeführt, der mit dem Magnetkopf 5 zu einem Doppelkopf vereinigt ist und gleichzeitig mit 5 eine zwischenraumlose Parallelspur aufzeichnet. Technologisch sind die Verstärker 4 und 14 und die Köpfe 5 und 15 völlig gleichwertig aufgebaut; wie später noch ausgeführt, können sich nur die Azimutwinkel der Spalte von 5 und 15 unterscheiden.

Bei der Wiedergabe nach Fig. 2 sind die den Köpfen 5 und 15 nachgeschalteten Verstärker 17, Begrenzer 18 und Demodulatoren 19 wiederum ganz analog aufgebaut; die Blöcke 6, 8, 9, 10 und 11 sind für Aufnahme nach Fig. 1 und Wiedergabe nach Fig. 2 gleich. Die AusgangsSpannung der Mischstufe 11 wird über einen Bandpaß 20 geführt, der das obere Seitenband des Mischprodukts ausfiltert und an eine Addierstufe 21 weitergibt, der auch die vom Kopf 5 abgetasteten und demodulierten Signale zugeführt werden. Nach Bedarf können Frequenzgangkorrekturen, Deemphasis oder Aussetzer-Kompensatoren an entsprechenden Stellen in beiden Kanälen eingefügt werden.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Synchronisation der für die Frequenzumsetzung erforderlichen Misch-

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frequenz des Oszillators 8 auf die Zeilenfrequenz, weil hierdurch grobe Zeitbasisfehler aus geglichen werden: Die obere Grenzfrequenz des von Kopf 5 abgetasteten demodulierten Signals verschiebt sich dadurch genauso wie die untere Grenzfrequenz hinter dem Bandpaß 20, so daß sich die Schnittstellen zwischen den beiden Videofrequenzbereichen relativ zueinander nicht ändern.

Als Ergebnis bleibt festzuhalten: Durch Anwendung der Erfindung auf das VCR-Verfahren kann die obere ausnutzbare Videofreqüenz ohne Einbuße an Spielzeit oder Qualität verdoppelt werden, und zwar ohne daß das verschachtelte Farbsignal aus dem FBAS-Signal extrahiert werden muß und ohne daß die Amplitude der auf Band befindlichen Magnetisierung eine Information trägt. Aus diesem letzten Grund können sogar die Spurbreiten noch verringert, kann also die Spielzeit vergrößert werden.

Bei der Übertragung der Erfindung auf das bereits erwähnte Betamax-Verfahren entfällt zwar der Vorteil dicht und ohne Zwischenraum geschriebener Spuren, weil diese schon im Betamax-Verfahren realisiert sind. Dafür entfällt aber auch die sehr komplizierte und von System zu System völlig unterschiedliche Aufbereitung des Farbsignals; ebenso wird der Nach-

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teil eines in niedrigere Frequenzen umgesetzten Farbträgers, nämlich die damit verbundene Gefahr des Übersprechens von Spur zu Spur sehr stark verringert. Auch hierfür ein Beispiel: Die umgesetzte Färbträgerfrequenz liegt größenordnungsmäßig bei 600 kHz; ferner sei eine Spurbreite ohne Zwischenraum von 55 ms, eine Spurgeschwindigkeit von 6000 mm/s und ein von Spur zu Spur gegenläufiger Azimutwinkel von 8° (also pro Kopf wirksam 16°Jangenommen . Wandert nun der Abtastkopf um 9% der Spurbreite aus seiner Spur heraus, so ergibt sich durch das Übersprechen ein Störabstand von 20,4 dB. Dieser Störabstand ist zu gering und muß daher durch eine aufwendige Elektronik unter Einschaltung von Kammfiltern weiter verringert werden. Nach der Erfindung liegen dagegen alle aufgezeichneten Frequenzen bei 4 MHz; unter sonst gleichen Umständen beträgt jetzt der Übersprech-Störabstand 45 dB, und es sind keine zusätzlichen Entstörmaßnahmen erforderlich.

Ersichtlich ist die Erfindung nicht auf das eigentliche Schrägspurverfahren beschränkt, sondern kann auch beim Querspur- oder Längsspurverfahren mit Magnetbändern oder beim Spiralspurverfahren mit rotierenden Magnetplatten angewendet werden. Der Vorteil der Erfindung ist unabhängig von der Form des Aufzeichnungsträgers und der Spur.

.009812/0200 Patentansprüche

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Claims

Reg. 1712

PATENTANSPRÜCHE:

jl. Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale auf bzw. von einem magnetxsierbaren Aufzeichnungsträger, gekennzeichnet durch folgende/Merkmale:

a. Aufteilung des Videofrequenzbandes in einen unteren und einen oberen Bereich;

b. Umsetzen des oberen Bereichs in die Frequenzlage des unteren Bereichs;

c. Frequenzmodulation einer Trägerwelle etwa gleicher Frequenz durch den unteren und durch den frequenzumgesetzten oberen Bereich und gleichzeitige Aufzeichnung der frequenzmodulierten Bereiche mit Hilfe eines Doppelkopfs;

d. Verstärkung, Begrenzung und Demodulation der gleichzeitig mit einem Doppelkopf bei der Wiedergabe abgetasteten Signale, Rückumsetzung des oberen Bereichs in seine ursprüngliche Frequenzlage und Addition des unteren Bereichs und des rückumgesetzten oberen Bereichs.

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ORIGINAL
2. Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischfrequenz für die Umsetzung und Rückumsetzung des oberen Bereichs ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilenfrequenz ist.
3. Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelköpfe (5, 15) des Doppelkopfs gegensinnig gleiche, von Null verschiedene Azimutwinkel aufweisen.