DE2641816B2

DE2641816B2 - Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale

Info

Publication number: DE2641816B2
Application number: DE2641816A
Authority: DE
Inventors: Michael 8510 Fuerth 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: 1979-12-13
Also published as: DE2641816C3; AT350646B; DE2641816A1; ATA331477A; US4156256A; GB1557106A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale auf bzw. von einem magnetisierbaren Aufzeichnungsträger gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wegen der begrenzten Frequenzbandbreite einfacher Videoaufzeichnungs- und Wiedergabegräte 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 einem weitverbreiteten VCR-Verfahren Helligkeitsund Farbsignal voneinander getrennt Mit dem auf etwa 2,7 MHz begrenzten Helligkeitssignal wird ein bei etwa 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 Farbinformation wird mit relativ großen Wellenlängen aufgezeichnet, so daß die Gefahr des Obersprechens zwischen benachbarten Spuren gerade dort besteht wo

ίο es am auffälligsten ist Dieser letzte Fehler wird beim VCR-Verfahren durch unbeschriftete Schutzstreifen zwischen den Spuren, also durch höheren Bandbedarf vermieden. Beim Betamax-Verfahren enthält zwar der Schutzstreifen zwischen Nachbarspuren, dafür werden

is Nachbarspuren mit unterschiedlichem Azimut geschrieben und abgetastet und, was wesentlicher ist die Farbinformation wird von Zeile zu Zeile umgepolt; dies bedeutet 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

Aus den deutschen Auslegeschriften 10 03 809, 12 42 673 und 14 37 306 sind typische Beispiele für die zahlreichen und vielfältigen Bemühungen mit dem Ziel bekannt, breitbandige Informationen, insbesondere Videosignale, auf Magnetbandmaschinen aufzuzeichnen, deren ausnutzbare Frequenzbreite grundsätzlich kleiner ist als die der aufzuzeichnenden Signale. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Zieles liegt in der Aufteilung des breitbandigen Signals in schmale Frequenzbänder und in der Aufzeichnung dieser Bänder in verschiedenen Spuren, wobei ggf. diejenigen Frequenzbänder, die aus dem ausnutzbaren Frequenzbereich der Magnetbandmaschinen herausfallen, in eben diesen Frequenzbereich umgesetzt werden.

Eine weitere häufig benutzte Möglichkeit liegt in der Trennung und unterschiedlichen Verarbeitung von Farbsignal und Helligkeitssignal. Bekanntlich werden bei allen standardisierten Farbfernsehsignalen (NTSC, PAL, SECAM) die beiden relativ niederfrequenzten Farbdifferenzsignale einem relativ hochfrequenzten Farbträger aufmoduliert und mit dem Helligkeitssignal verschachtelt Vor der Aufzeichnung wird diese Verschachtelung aufgehoben, Färb- und Helligkeitssi-

^4S gnale werden wieder getrennt und unterschiedlich behandelt Da sich indessen die einzelnen Farbfernsehsysteme gerade in ihrem Farbsignal und dessen Verschachtelung unterscheiden, kann ein für ein bestimmtes Farbfernsehsysten ausgelegtes Aufzeich-

so nungsgerät Fernsehsignale nach einem anderen System nicht verarbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Anordnung für breitbandige Videosignale auf bzw. von einem magnetisier- baren Träger anzugeben, die die obigen Nachteile 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, ohne daß dabei das spezielle Farbübertragungsverfahren für die Art der Aufzeichnung eine Rolle spielt so daß ein und dasselbe Gerät bis auf die Netzfrequenz und die damit meistens gekoppelte Bildfrequenz brauchbar ist

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den

Unteranspruchen.

Die erfindungsgemäße Kombination führt zu einem überraschenden Ergebnis. Beispielsweise 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 32 34 323 bekannt, Helligkeit und Farbe jeweils für sich einem Träger in der Frequenz aufzumodulieren und in parallelen Spuren aufzuzeichnen; und aus der DE-OS 19 35 109 ist es 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 us, die Breite der Spur selbst 130 us, der Frequenzmodulationshub geht von 3,1 MHz bis 4,5 MHz, und als Ergebnis können Videosignale bis 2,7 MHz mit 1OdB Abfall aufgezeichnet werden. Wird nun nach der Erfindung der Spurmittenabstand in zwei parallele und ohne Zwischenraum nebeneinanderliegende Spuren von je 93,5 μ5 Spurbreite aufgeteilt und wird entsprechend Fig. 1 von dem an der Klemme 1 zugjführten FBAS-Signal über einen Tiefpaß 2 ein unterer Bereich bis 2,7 MHz abgetrennt, so kann dieser in einem Modulator 3 genauso frequenzmoduliert und nich 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 Ausgangsspannung 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 Trägerwellenoszillator 16 angedeutet. Das in Fig. 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 F i g. 2 sind die den Köpfen 5 und 15 nachgeschalteten Verstärker 17, Begrenzer 18 und Demodulatoren 19 wiederum ganz analog aufge baut; die Blöcke 6, 8, 9, 10 und 11 sind für Aufnahme nach F i g. 1 und Wiedergabe nach F i g. 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-Kondensatoren an entsprechenden Stellen in beiden Kanälen eingefügt werden.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Synchronisation der für die Frequenzumsetzung erforderlichen Mischfrequenz des Oszillators 8 auf die Zeilenfrequenz, weil hierdurch grobe Zeitbasisfehler ausgeglichen 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 Videofrequenz ohne Einbuße an Spielzeit oder Qualität verdoppelt werden, und zwar ohne daß das verschachtelte Farbsignal aus liem 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 Nachteil 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 Farbträgerfrequenz 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°) angenommen. 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 Spi -alspurverfahren mit rotierenden Magnetplatten angev endet werden. Der Vorteil der Erfindung ist unabhängig von der Form des Aufzeichnungsträgers und der Spur.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungeil

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe breitbandiger Videosignale auf bzw. von einem magnetisierbaren Aufzeichnungsträger, bei der das Videofrequenzband in einen zahlenmäßig gleich großen unteren und oberen Frequenzbereich aufgeteilt wird und bei der die beiden Frequenzbereiche gleichzeitig mit Hilfe eines Doppelkopfs in parallelen Spuren aufgezeichnet bzw. abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Aufzeichnung der obere Frequenzbereich mit Hilfe eines Oszillators (8) in die Frequenzlage des unteren Frequenzbereichs umgesetzt wird, daß mit dem unteren und dem umgesetzten oberen Frequenzbereich je eine Trägerwelle etwa gleicher Frequenz frequenzmoduliert wird, daß bei der Wiedergabe und nach entsprechender Demodulation die abgetasteten Signale des oberen Frequenzbereichs in ihre ursprüngliche Frequenzlage rückumgesetzt und dann den abgetasteten und demodulierten Signalen des unteren Frequenzbereichs hinzuaddiert werden.

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 verschiedenene Azimutwinkel aufweisen.